技術領域

本實用新型屬于燃氣設備技術領域，涉及一種改進的浸沒燃燒式LNG氣化器。

背景技術

浸沒燃燒式LNG氣化器是一種燃燒型氣化器，其運行安全可靠，熱效率高達95％以上。在對其傳熱研究和結構設計的過程中發現，浸沒燃燒式LNG氣化器的盤管傳熱面積不能被充分利用，主要體現在當盤管內LNG溫度升高到接近汽化點時，與LNG進口段溫度較低時比較，升高同等溫度所需的傳熱面積急劇增大。使得近30％的盤管傳熱面積被用來滿足LNG由接近汽化點溫度升溫到最終排氣溫度所需的傳熱面積。這造成了浸沒燃燒式氣化器的盤管傳熱面積分配不合理，不能被充分利用。同時也使得浸沒燃燒式氣化器整體結構不夠緊湊。為緩解這個問題，本實用新型致力于提高盤管內LNG傳熱后半段的傳熱系數，重新設計傳熱結構，在滿足浸沒燃燒式氣化器熱效率的基礎上減少所需傳熱面積，使得裝置結構緊湊，制造成本降低。

實用新型內容

本實用新型提供了一種改進的浸沒燃燒式LNG氣化器。

本實用新型的技術方案如下：

一種改進的浸沒燃燒式LNG氣化器，包括水浴池，水浴池內安裝有浸沒燃燒器、將燃燒煙氣引入水浴場的總煙管、一級煙管束和二級煙管束，一級煙管束、二級煙管束與總煙管連通，一級煙管束和二級煙管束上排布有若干噴氣小孔。一級煙管束和二級煙管束之間以及二級煙管束上方盤繞有LNG蛇形變徑盤管束，變徑盤管束出口、入口分別設有盤管束出口匯管、入口匯管。變徑盤管束、一級煙管束和二級煙管束由支架支撐置于水浴池中，且在支架四周及變徑盤管束間隔設有溢流板。所述的變徑盤管束由大管徑盤管束、變徑大小頭和小管徑盤管束組成。

進一步特征，在盤管束后半段采用減小管徑的變徑管。

進一步特征，設置有兩級煙管束，且二級煙管束進口處設置有調節閥，可選擇開閉二級煙管束。

燃燒煙氣經總煙管傳送到一級煙管束、二級煙管束中，經其上的噴氣小孔噴出，擾動并加熱水浴場，形成兩相流向上橫掠過變徑盤管束，使變徑盤管束內的LNG被加熱。兩相流在涌出溢流板后分離，水落回形成回流，煙氣由煙囪排出。

隨著變徑盤管束內LNG的溫度升高到接近汽化溫度，其與變徑盤管束外水浴之間的傳熱溫差越來越小。采用變徑管束減小管束內徑，用結構上的優化彌補由于溫差不穩定引起的換熱削弱的原理是：LNG在小管徑的管束中流速增大，隨之Re增大，傳熱系數增大。此外，小管徑使得管束內流動阻力增加，管束內LNG的壓力隨之降低，壓力降低有利于LNG的汽化。

本實用新型采用一級煙管束和二級煙管束，LNG在變徑盤管束進口段溫度較低，不需要盤管束外氣液兩相流具有很高的溫度就能產生足夠大的傳熱溫差及傳熱系數，故可適當減少燃燒煙氣的通入量。而隨著變徑盤管束內LNG溫度的升高，其與盤管束外氣液兩相流的溫差越來越小，會影響傳熱效率，采用分級煙管，二級煙管束噴出的燃燒煙氣對水浴場再次擾動和再次加熱，使二級煙管束周圍的氣液兩相流溫度升高，起到了傳熱強化的作用。此外，二級煙管束協助變徑盤管束擾動氣液兩相流，增加了其紊流程度，強化傳熱。本裝置可根據變徑盤管束內LNG的流量調節通入燃燒煙氣的方式以及初始水浴的高度。當換熱要求不高時可選擇關閉二級煙管束，只由一級煙管束通入燃燒煙氣，此時二級煙管束只起到協助擾動氣液兩相流的作用。

附圖說明

圖1是除去支架和溢流板時改進的浸沒燃燒式LNG氣化器裝配示意圖。

圖2是改進的浸沒燃燒式LNG氣化器的裝配示意圖。

圖中：1大管徑盤管束；2變徑大小頭；3小管徑盤管束；4盤管束出口匯管；5盤管束進口匯管；7一級煙管束；8一級煙管束上噴氣小孔；6二級煙管束；9二級煙管束上噴氣小孔；10總煙管；11流量調節閥；13、14、15、16、17溢流板。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行說明。

圖1、2所示為本實用新型的主體結構示意圖，其中附圖標記為：盤管束進口匯管5；大管徑盤管束1；變徑大小頭2；小管徑盤管束3；盤管束出口匯管4；總煙管10；一級煙管束7以及其上噴氣小孔8；二級煙管束6以及其上噴氣小孔9；流量調節閥11，溢流板13、14、15、16、17。