一种利用尾气循环气化LG的系统的制作方法
一种利用尾气循环气化lng的系统
技术领域
1.本实用新型涉及一种液态天然气的气化系统，具体涉及到一种利用尾气循环气化 lng的系统。
背景技术：
2.天然气燃料动力船(natural gas fueled ship)发动机所需的气态天然气燃料需要将液态的天然气气化后才能供给内燃机燃烧使用，从而为船舶提供推进的动力。通常采用空浴式气化和水浴式气化对液态天然气(liquefied natural gas，简称lng) 进行气化以得到船舶燃烧所需的气态天然气，但这些气化方式需要适宜的空气温度和水温才能满足lng气化的要求，而上述条件受制于季节和船舶航行位置的影响，空气温度和水温难以保持稳定，导致气化效果不一。
技术实现要素：
3.有鉴于此，本实用新型提供一种利用尾气循环气化lng的系统，旨在减少季节和地理位置对天然气燃料动力船的lng气化的影响，稳定实现船用lng的气化。
4.为解决以上技术问题，本实用新型所采用的技术方案为
5.一种利用尾气循环气化lng的系统，系统包括热交换器、热交换流体介质储存器和气化器；其中，热交换器连接有尾气进气管和出气管；热交换器内还设有热交换流体介质换热管；热交换流体介质换热管的一端为出口端，另一端为进口端；热交换流体介质储存器具有进液口和出液口；热交换流体介质储存器内装有热交换流体介质；气化器内部设有液态天然气换热管；且液态天然气换热管的一端与设于气化器外部的液态天然气进液管相连通，另一端与设于气化器外部的气态天然气出气管相连通；气化器还具有进液口和出液口；热交换流体介质换热管的出口端与热交换流体介质储存器的进液口相连通，进口端与气化器的出液口相连通；热交换流体介质储存器的出液口与气化器的进液口相连通。
6.具体的，热交换流体介质储存器向气化器提供高温热交换流体介质，高温热交换流体介质在气化器内向液态天然气换热管放热后进入到热交换流体介质换热管内，热交换流体介质换热管内的热交换流体介质在热交换器中吸收高温燃烧尾气的热量变成温度合适的高温热交换流体介质后又进入热交换流体介质储存器，如此循环往复，持续地将船舶发动机燃烧尾气中的热量用来气化lng，便可保证用于与液态天然气进行热交换的热交换流体介质温度始终符合要求，其气化操作不受季节和船舶航行位置的影响，气化效果稳定可靠。
7.在一些实施方式中，系统还包括排气管；排气管与热交换流体介质储存器相连通。排气管可将系统内的热交换流体介质因升温所产生的高压气体排出，释放系统压力，从而保证系统安全运行。
8.在一些实施方式中，系统还包括热交换流体介质补充管；热交换流体介质补充管与热交换流体介质储存器相连通。可通过热交换流体介质补充管向系统内补充因高温而挥
发的热交换流体介质，保证系统有足够的热交换介质，确保换热效率。
9.在一些实施方式中，系统还包括换热器，换热器设于热交换流体介质换热管的出口端与热交换流体介质储存器的进液口之间。换热器可以减少因船舶发动机的燃烧尾气温度变化而引起的热交换流体介质的温度变化，以确保气化lng的稳定性。
10.在一些实施方式中，系统还包第二管道、第三管道、第一控制阀和第二控制阀；第二管道和第三管道并联设于热交换流体介质换热管的出口端与热交换流体介质储存器的进液口之间；第一控制阀和换热器依次设于第二管道上；第二控制阀设于第三管道上。
11.第一控制阀和第二控制阀可以改变热交换流体介质的流向，若船舶发动机的燃烧尾气温度刚好适合将热交换流体介质加热到适宜的温度，则使第一控制阀关闭，第二控制阀开启，换热器不工作，被尾气加热到合适温度后的热交换流体介质用于气化lng。若船舶发动机的燃烧尾气温度过高或过低，则使第二控制阀关闭，第一控制阀开启，换热器工作，被尾气加热到一定温度后的热交换流体介质再通过换热器调节到合适的温度，之后用于气化lng。
12.在一些实施方式中，系统还包温度检测单元，温度检测单元安装于热交换流体介质储存器上，用于检测热交换流体介质储存器内的热交换流体介质的温度。温度检测单元可实时监测热交换流体介质储存器内的热交换流体介质的温度，从而确保热交换流体介质的温度适合与液态天然气进行热交换，避免其温度过高或过低。
13.在一些实施方式中，系统还包循环泵，循环泵设于气化器的出液口与热交换流体介质换热管的进口端之间。循环泵可增强热交换器、热交换流体介质储存器和气化器之间热交换流体介质的循环流通速度，从而提高换热效率。
14.在一些实施方式中，热交换流体介质储存器为水箱；热交换流体介质为水。水的价格低廉，获取方便，且换热效果显著。
15.在一些实施方式中，气化器为水浴式气化器。水浴式气化器配合水能最大化减少投入，并保证气化效果。
16.在一些实施方式中，热交换流体介质储存器为膨胀容器，使得热交换流体介质储存器的体积能根据热交换流体介质的温度而发生适应性改变，避免热交换流体介质储存器内产生过大的压力。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.图中各标号的释义为：出气管1，热交换器2，尾气进气管3，第一管道4，热交换流体介质换热管5，第七管道6，循环泵7，第六管道8，液态天然气进液管9，液态天然气换热管10，气态天然气出气管11，气化器12，第五管道13，热交换流体介质补充管14，排气管15，温度检测单元16，热交换流体介质储存器17，第四管道18，第二管道19，换热器20，第一控制阀21，第三管道22，第二控制阀23。
具体实施方式
19.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
21.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二等类似用语只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
22.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
23.如图1所示，本技术实施例所述的一种利用尾气循环气化lng的系统包括热交换器2、热交换流体介质储存器17和气化器12。
24.其中，热交换器2具有一个进气口和一个出气口。热交换器2的进气口与尾气进气管3相连通，热交换器2的出气口与出气管1相连通。热交换器2内还设有热交换流体介质换热管5，热交换流体介质换热管5的一端为出口端，另一端为进口端。
25.热交换流体介质储存器17具有一个进液口和一个出液口。热交换流体介质储存器17的进液口与热交换流体介质换热管5的出口端相连通。同时，热交换流体介质储存器17内装有热交换流体介质，如水、纳米流体、矿物型液压油等物质。
26.气化器12具有一个进液口和一个出液口。气化器12的进液口与热交换流体介质储存器17的出液口相连通，气化器12的出液口与热交换流体介质换热管5的进口端相连通。气化器12内还设有液态天然气换热管10，液态天然气换热管10的一端与设于气化器12外部的液态天然气进液管9相连通，另一端与设于气化器12外部的气态天然气出气管11相连通。
27.具体的，热交换流体介质储存器17向气化器12提供高温热交换流体介质，高温热交换流体介质在气化器12内向液态天然气换热管10放热后进入到热交换流体介质换热管5内，热交换流体介质换热管5内的热交换流体介质在热交换器2中吸收高温燃烧尾气的热量变成高温热交换流体介质后又进入热交换流体介质储存器17，如此循环往复，持续地将船舶发动机燃烧尾气中的热量用来气化lng，其气化操作不受季节和船舶航行位置的影响，气化效果稳定可靠。
28.船舶发动机产生的高温燃烧尾气经尾气进气管3进入到热交换器2内，在热交换器2内与流经热交换流体介质换热管5的热交换流体介质进行热交换后，被吸收了一定热量后的燃烧尾气通过出气管1直接排空或进行其他处理。热交换器2用于将船舶发动机燃烧尾气中的高温传递到热交换流体介质中去，从而使热交换流体介质的温度升高，以便于后续作为气化器12的热源。同时，热交换器2还有效回收了船舶发动机的尾气余热，实现了能量的回收再利用，节约了能源。
29.热交换流体介质储存器17一方面接收在热交换器2内与船舶发动机的燃烧尾气进行热交换而被加热的高温热交换流体介质，另一方面向气化器12提供温度合适的高温热交换流体介质以气化液态天然气。而在气化器12内释放热量的热交换流体介质又进入到热交换器2被船舶发动机的燃烧尾气加热，从而形成循环，持续地将船舶发动机燃烧尾气中的热
量用来气化lng。
30.液态天然气经液态天然气进液管9进入到气化器12内的液态天然气换热管10 中，液态天然气换热管10内的液态天然气与流经气化器12的高温热交换流体介质进行热交换后吸收高温热交换流体介质的热量，从而被气化成气态天然气，然后经气态天然气出气管11提供给船舶发动机燃烧时使用。
31.热交换流体介质在热交换器2、热交换流体介质储存器17和气化器12之间如此循环往复，便可保证用于与液态天然气进行热交换的热交换流体介质温度始终符合要求，其气化操作不受季节和船舶航行位置的影响。
32.若热交换流体介质因温度升高而产生一定的挥发气体，则会引起热交换器2、热交换流体介质储存器17和气化器12内压力的升高，此时，可以在热交换流体介质储存器17上设置一个排气管15，用于排出一部分挥发气体，释放系统内的压力。
33.需要说明的是，热交换流体介质储存器17本身的容积也可承受一部分系统压力，甚至热交换流体介质储存器17可选用热膨胀材料制成膨胀容器，使得热交换流体介质储存器17的体积能根据热交换流体介质的温度而发生适应性改变，避免热交换流体介质储存器17内产生过大的压力。但其依然不如设置一个排气管15来使系统更加安全。
34.排气管15在排出高压气体、释放系统压力的同时会带走一部分热交换流体介质，长此以往，热交换流体介质不断减少，将影响与燃烧尾气或液态天然气的热交换效率。故还可在热交换流体介质储存器17设置一个热交换流体介质补充管14，以便于补充相应的热交换流体介质。
35.由于液态天然气的温度较低，故不太需要流经气化器12的热交换流体介质具有较高的温度，以免因温差较大引起液态天然气急剧挥发，从而导致系统压力快速升高，引发安全隐患。而船舶发动机的燃烧尾气温度较高，故本技术实施例还可在热交换流体介质换热管5的出口端与热交换流体介质储存器17的进液口之间加装一个换热器 20，以降低高温热交换流体介质的温度到合适的温度。
36.同时，换热器20还可使从热交换器2进入热交换流体介质储存器17的热交换流体介质的温度更加稳定，减少因船舶发动机的燃烧尾气温度变化而引起的热交换流体介质的温度变化。
37.甚至，在船舶发动机的燃烧尾气温度不足以将热交换流体介质换热管5内的热交换流体介质加热到所需求的温度时，还可通过换热器20对热交换流体介质进一步加热，使热交换流体介质的温度符合后续气化lng的要求。
38.故换热器20可根据需要选择为空浴式气化器或蓄热式换热器等类型。
39.考虑到经济实用性，本技术实施例中，可以将热交换流体介质直接选用为水，相应的热交换流体介质储存器17即为水箱。与之对应的，气化器12则可选用为水浴式气化器。
40.如上所述，船舶发动机的燃烧尾气温度有时会比较高，有时会比较低，有时刚好合适，故为了增加本申系统的容错性，本技术实施例还可以包括第二管道19、第三管道22、第一控制阀21和第二控制阀23。第二管道19和第三管道22的进口端通过第一管道4与热交换流体介质换热管5的出口端相连通，第二管道19和第三管道22的出口端通过第四管道18与热交换流体介质储存器17的进液口相连通，即第二管道 19和第三管道22并联后设于热交换流体介质换热管5的出口端与热交换流体介质储存器17的进液口之间。第一控制阀21和
换热器20依次设于第二管道19上。第二控制阀23设于第三管道22上。
41.这样一来，若船舶发动机的燃烧尾气温度刚好适合将热交换流体介质加热到适宜的温度，则使第一控制阀21关闭，第二控制阀23开启，换热器20不工作，热交换流体介质换热管5内的热交换流体介质依次经第一管道4、第三管道22和第四管道 18后进入热交换流体介质储存器17。若船舶发动机的燃烧尾气温度过高或过低，则使第二控制阀23关闭，第一控制阀21开启，换热器20工作，通过换热器20进一步调整热交换流体介质的温度，此时，热交换流体介质换热管5内的热交换流体介质依次经第一管道4、第二管道19和第四管道18后进入热交换流体介质储存器17。
42.为便于监测热交换流体介质储存器17的热交换流体介质是否达到了气化器12所需的温度，还可在热交换流体介质储存器17内设置一个温度检测单元16。该温度检测单元16可以是温度变送器、温度传感器等元件，以随时检测热交换流体介质储存器17的热交换流体介质的温度。
43.温度检测单元16还可以与第一控制阀21和/或第二控制阀23形成联动控制，再辅以相应的控制元件，根据温度检测单元16检测到的热交换流体介质储存器17内的热交换流体介质的温度是否达到了化器12所需的温度，进而控制第一控制阀21和/ 或第二控制阀23开启或关闭，改变热交换流体介质的流动方向，以提高系统的自动化程度，减少人工参与。
44.热交换器2、热交换流体介质储存器17与气化器12之间的第一管道4、第二管道19、第三管道22、第四管道18和第五管道13可以设置为相对水平的方式，以使热交换流体介质以自流的方式在热交换器2、热交换流体介质储存器17与气化器12 之间循环流动。但这种情况下流速较慢，影响换热效率。故本技术实施例还可在气化器12的出液口与热交换流体介质换热管5的进口端之间增设一个循环泵7，以使热交换流体介质在热交换器2、热交换流体介质储存器17与气化器12之间快速循环流动，加快换热效率。具体的，气化器12的出液口通过第六管道8与循环泵7的进液口相连通，循环泵7的出液口通过第七管道6与热交换流体介质换热管5的进口端相连通。
45.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
46.上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
技术特征：
1.一种利用尾气循环气化lng的系统，其特征在于，所述系统包括：热交换器，连接有尾气进气管和出气管；所述热交换器内还设有热交换流体介质换热管；所述热交换流体介质换热管的一端为出口端，另一端为进口端；热交换流体介质储存器，具有进液口和出液口；所述热交换流体介质储存器内装有热交换流体介质；以及，气化器，内部设有液态天然气换热管；且所述液态天然气换热管的一端与设于所述气化器外部的液态天然气进液管相连通，另一端与设于所述气化器外部的气态天然气出气管相连通；所述气化器还具有进液口和出液口；其中，所述热交换流体介质换热管的出口端与所述热交换流体介质储存器的进液口相连通，进口端与所述气化器的出液口相连通；所述热交换流体介质储存器的出液口与所述气化器的进液口相连通。2.如权利要求1所述的一种利用尾气循环气化lng的系统，其特征在于，所述系统还包括排气管；所述排气管与所述热交换流体介质储存器相连通。3.如权利要求1所述的一种利用尾气循环气化lng的系统，其特征在于，所述系统还包括热交换流体介质补充管；所述热交换流体介质补充管与所述热交换流体介质储存器相连通。4.如权利要求1所述的一种利用尾气循环气化lng的系统，其特征在于，所述系统还包括换热器，所述换热器设于所述热交换流体介质换热管的出口端与所述热交换流体介质储存器的进液口之间。5.如权利要求4所述的一种利用尾气循环气化lng的系统，其特征在于，所述系统还包第二管道、第三管道、第一控制阀和第二控制阀；所述第二管道和第三管道并联设于所述热交换流体介质换热管的出口端与所述热交换流体介质储存器的进液口之间；所述第一控制阀和所述换热器依次设于所述第二管道上；所述第二控制阀设于所述第三管道上。6.如权利要求1所述的一种利用尾气循环气化lng的系统，其特征在于，所述系统还包温度检测单元，所述温度检测单元安装于所述热交换流体介质储存器上，用于检测所述热交换流体介质储存器内的热交换流体介质的温度。7.如权利要求1所述的一种利用尾气循环气化lng的系统，其特征在于，所述系统还包循环泵，所述循环泵设于所述气化器的出液口与所述热交换流体介质换热管的进口端之间。8.如权利要求1所述的一种利用尾气循环气化lng的系统，其特征在于，所述热交换流体介质储存器为水箱；所述热交换流体介质为水。9.如权利要求1所述的一种利用尾气循环气化lng的系统，其特征在于，所述气化器为水浴式气化器。10.如权利要求1所述的一种利用尾气循环气化lng的系统，其特征在于，所述热交换流体介质储存器为膨胀容器。
技术总结
本实用新型涉及一种液态天然气的气化系统，具体涉及到一种利用尾气循环气化LG的系统，包括热交换器、热交换流体介质储存器和气化器。热交换流体介质储存器向气化器提供高温热交换流体介质，高温热交换流体介质在气化器内向液态天然气换热管放热后进入到热交换流体介质换热管内，热交换流体介质换热管内的热交换流体介质在热交换器中吸收高温燃烧尾气的热量变成高温热交换流体介质后又进入热交换流体介质储存器，如此循环往复，持续地将船舶发动机燃烧尾气中的热量用来气化LG，便可保证用于与液态天然气进行热交换的热交换流体介质温度始终符合要求，其气化操作不受季节和船舶航行位置的影响，气化效果稳定可靠。气化效果稳定可靠。气化效果稳定可靠。
