專利名稱：一種利用液化天然氣冷能制冰工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冰技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用液化天然氣冷能制冰工藝及裝置。
背景技術(shù)：
液化天然氣(LNG)是由低污染天然氣經(jīng)過(guò)脫酸、脫水處理，通過(guò)低溫工藝?yán)鋬鲆夯瞥傻牡蜏?一 162°C )液體混和物。在LNG接收站，需將LNG通過(guò)汽化器氣化后使用，據(jù)測(cè)算，每噸LNG氣化過(guò)程相當(dāng)于釋放830 860兆焦耳的冷能，將這些冷能進(jìn)行回收可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，在LNG冷能開發(fā)利用過(guò)程中幾乎沒有任何污染物排放，是一種綠色環(huán)保能源。一個(gè)300萬(wàn)噸/年的LNG接收站可利用的冷功率為76兆瓦(扣除消耗于高壓外輸氣體的壓力能)，折合電能約10億千瓦時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)20萬(wàn)千瓦的電廠一年的發(fā)電量。目前，全世界在11個(gè)國(guó)家和地區(qū)有38個(gè)LNG接收站在運(yùn)行，其中日本有23個(gè)?，F(xiàn)在的LNG冷能利用方式為低溫火用發(fā)電、深冷粉碎、制取液態(tài)CO2和干冰、冷庫(kù)、人造冰雪、制冰及冷水空調(diào)，在諸多需冷產(chǎn)業(yè)中，制冰行業(yè)最具發(fā)展?jié)摿ΑＶ袊?guó)實(shí)用新型專利CN200620118915.3公開了一種液化天然氣再氣化冷回收蓄冰裝置。該實(shí)用新型中，LNG再氣化釋放的冷量由冷媒攜帶釋放在儲(chǔ)冷裝置的水中，儲(chǔ)冷裝置的冰水通過(guò)管道供用戶使用，有效回收利用了 LNG再氣化產(chǎn)生的冷能。LNG冷能制冰的應(yīng)用一般是采用中間冷媒介質(zhì)將LNG蘊(yùn)含的冷能帶走，冷媒介質(zhì)再將冷能傳遞給冷媒，最后冷媒再進(jìn)入制冰機(jī)。在這種工藝中，需要兩個(gè)特種型號(hào)的換熱器和特種介質(zhì)。這種制冰系統(tǒng)雖技術(shù)相對(duì)成熟，但占地面積大、冷媒需求量大、設(shè)備投資及土建工程投資大等 缺點(diǎn)，大大影響LNG冷能應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種不需要額外的機(jī)械設(shè)備推動(dòng)冷媒R404A的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)換熱的液化天然氣冷能制冰工藝及裝置。本發(fā)明中帶孔隔板將兩個(gè)管式換熱器分開為上管殼式換熱器和下管殼式換熱器；在上管殼式換熱器氣態(tài)R404A與LNG換熱后溫度降低變成液態(tài)，依靠自身重力，通過(guò)隔板上面的小孔的引流作用，進(jìn)入下管殼式換熱器與乙二醇水溶液換熱變成氣態(tài)，完成循環(huán)流動(dòng)。本發(fā)明不需要額外的機(jī)械設(shè)備推動(dòng)R404A的流動(dòng)，屬于自動(dòng)循環(huán)換熱。本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):- 162 -160°C，0.3 0.5MPa, 230 460kg/h的LNG從液化天然氣儲(chǔ)罐內(nèi)出來(lái)進(jìn)入雙殼式換熱器上管殼式換熱器中，與氣態(tài)-20°C，0.3MPa, 960 1920kg/h的R404A換熱，LNG溫度升高至-25 -20°C，經(jīng)氣化器升溫后進(jìn)入天然氣管網(wǎng)；在雙殼式換熱器上管殼式換熱器中，R404A溫度降低至-22°C，由氣態(tài)變成液態(tài)，液體R404A依靠自身重力，經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入下管殼式換熱器殼體內(nèi)；在下管殼式換熱器中，液體R404A與乙二醇水溶液換熱后溫度升高到-20°C，呈氣態(tài)上升，再經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入上管殼式換熱器殼體內(nèi)，氣態(tài)的R404A 與 LNG 換熱，完成循環(huán)；-22°C，0.3MPa, 960 1920kg/h 的 R404A 與-7°C -5°C，0.2 0.3MPa, 5600 - 11200kg/h的乙二醇水溶液在下管殼式換熱器中換熱；乙二醇水溶液的溫度降低至-15 -13°C，進(jìn)入制冰機(jī)制冰，乙二醇水溶液與制冰機(jī)的水換熱后溫度升高到-7 -5°C，經(jīng)乙二醇水溶液離心泵抽送到下管殼式換熱器殼體，完成循環(huán)。所述帶孔隔板上的圓孔呈正三角形排列。所述乙二醇水溶液的質(zhì)量濃度為30%。所述上管殼式換熱器和下管殼式換熱器上均裝有溫度和壓力傳感器。所述上管殼式換熱器的溫度和壓力傳感器裝在換熱器最頂端距離右側(cè)封頭30cm處；所述下管殼式換熱器的溫度和壓力傳感器裝在換熱器最底端距離右側(cè)封頭30cm處。應(yīng)用上述裝置的利用液化天然氣冷能制冰工藝:-162 -160°C，0.3 0.5MPa，230 460kg/h的LNG從液化天然氣儲(chǔ)罐內(nèi)出來(lái)進(jìn)入雙殼式換熱器上管殼式換熱器中，與
0.3MPa的冷媒R404A換熱，溫度升至-30 -25°C，再經(jīng)過(guò)氣化器，升溫后進(jìn)入下游天然氣管網(wǎng)，與氣態(tài)-20。。，0.3MPa, 960 1920kg/h的R404A換熱，LNG溫度升高至-25 -20。。，經(jīng)氣化器升溫后進(jìn)入天然氣管網(wǎng)；在雙殼式換熱器上管殼式換熱器中中，R404A溫度降低至-22°C，由氣態(tài)變成液態(tài)，液體R404A依靠自身重力，經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入下管殼式換熱器殼體內(nèi)；在下管殼式換熱器中，液體R404A與乙二醇水溶液換熱后溫度升高到-20°C，呈氣態(tài)上升，再經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入上管殼式換熱器殼體內(nèi)，氣態(tài)的R404A與LNG換熱，完成循環(huán)；-22。。，0.3MPa，960 1920kg/h 的 R404A 與-7。。 -5。。，0.2 0.3MPa, 5600 -11200kg/h的乙二醇水溶液在下管殼式換熱器中換熱；乙二醇水溶液的溫度降低至-15 -13°C，進(jìn)入制冰機(jī)制冰，乙二醇水溶液與制冰機(jī)的水換熱后溫度升高到-7 -5°C，經(jīng)乙二醇水溶液離心泵抽送到下管殼式換熱器殼體，完成循環(huán)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)換熱器采用雙殼層的換熱結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)管式換熱器的中間添加一個(gè)帶孔的隔板，在雙殼程換熱器的上部的上管殼式換熱器中，氣態(tài)R404A與LNG換熱后溫度降低變成液態(tài)，依靠自身重力，通過(guò)隔板上面的小孔的引流作用，進(jìn)入換熱器下部分與乙二醇水溶液換熱變成氣態(tài)，完成循環(huán)流動(dòng)。工藝中不需要額外的機(jī)械設(shè)備推動(dòng)R404A的流動(dòng)，屬于自動(dòng)循環(huán)換熱。(2)采用兩種不易燃、不易爆、無(wú)毒的冷媒進(jìn)行冷量傳遞和控制，使整個(gè)冷能回收過(guò)程更加安全可靠，且降低了投資，減小占地面積，易于實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大化生產(chǎn)。(3)增加工質(zhì)R404A，避免乙二醇溶液凝固凍堵，操作彈性大、設(shè)備制造難度較小。


圖1為本發(fā)明液化天然氣冷能制冰的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中示出:液化天然氣儲(chǔ)罐1、氣化器2、雙殼程換熱器3、制冰機(jī)4、乙二醇水溶液尚心栗5、水尚心栗6。
具體實(shí)施例方式為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。如圖1所示，一種利用液化天然氣冷能制冰的裝置，包括液化天然氣儲(chǔ)罐1、氣化器2、雙殼程換熱器3、制冰機(jī)4、乙二醇水溶液離心泵5和水離心泵6 ;雙殼程換熱器3采用雙殼程結(jié)構(gòu)將兩個(gè)管殼式換熱器集成在一起，在兩個(gè)管殼式換熱器通過(guò)一個(gè)帶孔隔板隔開，帶孔隔板上分布著直徑為3 5mm的圓孔，帶孔隔板的開孔率為10% 15%，圓孔優(yōu)選呈正三角形排列；帶孔隔板將兩個(gè)管式換熱器分開為上管殼式換熱器和下管殼式換熱器；上管殼式換熱器內(nèi)設(shè)有U形管式列管，U形管式列管一端與液化天然氣儲(chǔ)罐I連通，另一端與氣化器2連通；下管殼式換熱器內(nèi)設(shè)有U形管式列管，U形管式列管一端通過(guò)乙二醇水溶液離心泵5與制冰機(jī)4連通，另一端通過(guò)管道與制冰機(jī)4連通；自來(lái)水管與制冰機(jī)4連通，連通的管道上設(shè)有水離心泵6 ;上管殼式換熱器的U形管式列管外設(shè)有冷媒R404A ;下管殼式換熱器內(nèi)的U形管式列管內(nèi)設(shè)有乙二醇水溶液。上管殼式換熱器內(nèi)LNG與氣相R404A進(jìn)行換熱，采用管殼式換熱，LNG走管程，氣相R404A在殼程。下管殼式換熱器內(nèi)液相R404A與質(zhì)量濃度為30%的乙二醇水溶液進(jìn)行換熱，采用管殼式換熱，內(nèi)部為U形管式列管，30%乙二醇水溶液走管程，液相R404A在殼程。中間隔板上分布著直徑為3 5mm的圓孔，開孔率為10% 15%，圓孔呈正三角形排列，此參數(shù)設(shè)計(jì)下，R404A氣相流率和液相流率可以達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，確保R404A在上管殼式換熱器和下管殼式換熱器的殼體內(nèi)平穩(wěn)換熱，且整個(gè)過(guò)程中阻力最小。在上管殼式換熱器的殼體內(nèi)，氣態(tài)R404A與LNG換熱后溫度降低變成液態(tài)，依靠自身重力，通過(guò)隔板上面的小孔的引流作用，進(jìn)入下管殼式換熱器的殼體內(nèi)，與乙二醇水溶液換熱變成氣態(tài)，還回到上管殼式換熱器的殼體內(nèi)，完成循環(huán)流動(dòng)。該利用液化天然氣冷能制冰的裝置中不需要額外的機(jī)械設(shè)備推動(dòng)R404A冷媒流動(dòng)，屬于自動(dòng)循環(huán)換熱。對(duì)于制冰能力10 20噸/天的制冰機(jī)作為L(zhǎng)NG冷能釋放的終端設(shè)備，本發(fā)明雙殼式換熱器內(nèi)R404A的加入量可為2000kg。在上管殼式換熱器和下管殼式換熱器上均裝有溫度和壓力傳感器，上管殼式換熱器的溫度和壓力傳感器裝在換熱器最頂端距離右側(cè)封頭30cm處，下管殼式換熱器的溫度和壓力傳感器裝在換熱器最底端距離右側(cè)封頭30cm處?？梢酝ㄟ^(guò)協(xié)調(diào)控制LNG與乙二醇水溶液的量來(lái)控制R404A的相變量。殼內(nèi)壓力是個(gè)敏感參數(shù)，嚴(yán)格控制在0.2MPa，當(dāng)上管殼式換熱器的殼內(nèi)壓力大于0.2MPa或溫度高于-22°C時(shí)，說(shuō)明需要換熱的氣相R404A增多，LNG量不足，其壓力傳感器或壓力傳感器就會(huì)將壓力信號(hào)傳遞給LNG進(jìn)液閥門，增大LNG流量；反之，則減小LNG流量。同樣，當(dāng)下管殼式換熱器的殼內(nèi)溫度小于_22°C時(shí)，說(shuō)明低溫液相R404A攜帶的冷能過(guò)多，其溫度傳感器就會(huì)將溫度信號(hào)給乙二醇水溶液管路上流量調(diào)節(jié)閥，將流量增大；反之，則減小乙二醇流量。R404A發(fā)生氣液相變易于控制，靈敏度高，很好地配合了換熱器一體化的設(shè)計(jì)，在換熱過(guò)程中通過(guò)嚴(yán)格控制殼間溫度壓力，保證R404A平穩(wěn)的在殼程進(jìn)行換熱；R404A凝固點(diǎn)較低，在換熱過(guò)程中，不易發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象，使操作更加易于控制；R404A熱容較大，換熱效率更高。本發(fā)明依靠R404A對(duì)溫度壓力敏感的性質(zhì)，通過(guò)嚴(yán)格控制溫度壓力，讓其R404A在氣液相之間平穩(wěn)轉(zhuǎn)化。利用液化天然氣冷能制冰的裝置制冰過(guò)程中，-162 -160°C，
0.3 0.5MPa，230 460kg/h的LNG從液化天然氣儲(chǔ)罐I內(nèi)出來(lái)進(jìn)入雙殼式換熱器3的上管殼式換熱器中，與氣態(tài)-20°C，0.3MPa, 960 1920kg/h的R404A換熱，LNG溫度升高至-25 -20°C，經(jīng)氣化器升溫后進(jìn)入天然氣管網(wǎng)；在雙殼式換熱器上管殼式換熱器中，R404A溫度降低至-22°C ，由氣態(tài)變成液態(tài)，液體R404A依靠自身重力，經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入下管殼式換熱器殼體內(nèi)；在下管殼式換熱器中，液體R404A與乙二醇水溶液換熱后溫度升高到-20°C，呈氣態(tài)上升，再經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入上管殼式換熱器殼體內(nèi)，氣態(tài)的R404A與LNG 換熱，完成循環(huán)；-22 °C，0.3MPa, 960 1920kg/h 的 R404A 與-7 °C -5 °C，0.2 0.3MPa, 5600 - 11200kg/h的乙二醇水溶液在下管殼式換熱器中換熱；乙二醇水溶液的溫度降低至-15 -13°C，進(jìn)入制冰機(jī)制冰，乙二醇水溶液與制冰機(jī)的水換熱后溫度升高到-7 -5°C，經(jīng)乙二醇水溶液離心泵5抽送到下管殼式換熱器殼體，完成循環(huán)。根據(jù)LNG及冷媒提供給的冷量，調(diào)節(jié)自來(lái)水的流量，在230 460kg/h的LNG氣化量下，每天可制得冰為IOt 20t (按24h計(jì))。實(shí)施例1本實(shí)施例采用制冰能力10 20噸/天的制冰機(jī)作為L(zhǎng)NG冷能釋放的終端設(shè)備。-162°C，0.3MPa，230kg/h的LNG從液化天然氣儲(chǔ)罐I內(nèi)出來(lái)進(jìn)入雙殼式換熱器3上管殼式換熱器中，與氣態(tài)-20°C，0.3MPa，965kg/h的R404A換熱，LNG溫度升高至-25°C，經(jīng)氣化器2升溫后進(jìn)入天然氣管網(wǎng)。在雙殼式換熱器3上管殼式換熱器中，R404A溫度降低至-22°C，由氣態(tài)變成液態(tài)，液體R404A依靠自身重力，經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入下管殼式換熱器殼體內(nèi)，在下管殼式換熱器中，液體R404A與乙二醇水溶液換熱后溫度升高到-20°C，呈氣態(tài)上升，再經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入上管殼式換熱器殼體內(nèi)，氣態(tài)的R404A與LNG換熱，完成循環(huán)。-22°C，0.3MPa, 965kg/h 的 R404A 與-6°C，0.2MPa, 5600kg/h 的 30% 的乙二醇水溶液在下管殼式換熱器中換熱。乙二醇水溶液的溫度降低至-15°C，- 15°C的乙二醇水溶液進(jìn)入制冰機(jī)，用于制冰，制冰后乙二醇水溶液溫度升高到_6°C，經(jīng)乙二醇水溶液離心泵5抽送到下管殼式換熱器殼體，完成循環(huán)。在230kg/h的LNG氣化量下，每天可制得冰為IOt(按24h計(jì))。實(shí)施例2 本實(shí)施例采用制冰能力10 20噸/天的制冰機(jī)作為L(zhǎng)NG冷能釋放的終端設(shè)備。-160°C，0.4MPa，286kg/h的LNG從液化天然氣儲(chǔ)罐I內(nèi)出來(lái)進(jìn)入雙殼式換熱器3上管殼式換熱器中，與氣態(tài)-20°C，0.3MPa，1190kg/h的R404A換熱，LNG溫度升高至-25°C，經(jīng)氣化器2升溫后進(jìn)入天然氣管網(wǎng)。在雙殼式換熱器3上管殼式換熱器中，R404A溫度降低至-22°C，由氣態(tài)變成液態(tài)，液體R404A依靠自身重力，經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入下管殼式換熱器殼體內(nèi)，在下管殼式換熱器中，液體R404A與乙二醇水溶液換熱后溫度升高到-20°C，呈氣態(tài)上升，再經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入上管殼式換熱器殼體內(nèi)，氣態(tài)的R404A與LNG換熱，完成循環(huán)。-22°C,0.3MPa, 1190kg/h 的 R404A 與-6。。，0.2MPa, 7500kg/h 的 30% 的乙二醇水溶液在下管殼式換熱器中換熱。乙二醇水溶液的溫度降低至-14°C，- 14°C的乙二醇水溶液進(jìn)入制冰機(jī)，用于制冰，制冰后乙二醇水溶液溫度升高到-6°C，完成循環(huán)。在286kg/h的LNG氣化量下，每天可制得冰為12.7t (按24h計(jì))。實(shí)施例3本實(shí)施例采用制冰能力10 20噸/天的制冰機(jī)作為L(zhǎng)NG冷能釋放的終端設(shè)備。-160°C，0.3MPa，342kg/h的LNG從液化天然氣儲(chǔ)罐I內(nèi)出來(lái)進(jìn)入雙殼式換熱器3上管殼式換熱器中，與氣態(tài)-20°C，0.3MPa，1440kg/h的R404A換熱，LNG溫度升高至-25°C，經(jīng)氣化器2升溫后進(jìn)入天然氣管網(wǎng)。在雙殼式換熱器3上管殼式換熱器中，R404A溫度降低至-22°C，由氣態(tài)變成液態(tài)，液體R404A依靠自身重力，經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入下管殼式換熱器殼體內(nèi)，在下管殼式換熱器中，液體R404A與乙二醇水溶液換熱后溫度升高到-20°C，呈氣態(tài)上升，再經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入上管殼式換熱器殼體內(nèi)，氣態(tài)的R404A與LNG換熱，完成循環(huán)。-22。。，0.3MPa, 1440kg/h 的 R404A 與-5°C,0.2MPa,8850kg/h 的 30% 的乙二醇水溶液在下管殼式換熱器中換熱。乙二醇水溶液的溫度降低至-13°C，- 13°C的乙二醇水溶液進(jìn)入制冰機(jī)，用于制冰，制冰后乙二醇水溶液溫度升高到_5°C，經(jīng)乙二醇水溶液離心泵5抽送到下管殼式換熱器殼體，完成循環(huán)。在342kg/h的LNG氣化量下，每天可制得冰為14.8t (按24h 計(jì))。實(shí)施例4本實(shí)施例采用制冰能力10 20噸/天的制冰機(jī)作為L(zhǎng)NG冷能釋放的終端設(shè)備。-161°C，0.3MPa，398kg/h的LNG從液化天然氣儲(chǔ)罐I內(nèi)出來(lái)進(jìn)入雙殼式換熱器3上管殼式換熱器中，與氣態(tài)-20°C，0.3MPa，1680kg/h的R404A換熱，LNG溫度升高至-25°C，經(jīng)氣化器2升溫后進(jìn)入天然氣管網(wǎng)。在雙殼式換熱器3上管殼式換熱器中，R404A溫度降低至-22°C，由氣態(tài)變成液態(tài)，液體R404A依靠自身重力，經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入下管殼式換熱器殼體內(nèi)，在下管殼式換熱器中，液體R404A與乙二醇水溶液換熱后溫度升高到-20°C，呈氣態(tài)上升，再經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入上管殼式換熱器殼體內(nèi)，氣態(tài)的R404A與LNG換熱，完成循環(huán)。-22。。，0.3MPa, 1680kg/h 的 R404A 與-5°C,0.2MPa, 10050kg/h 的 30% 的乙二醇水溶液在下管殼式換熱器中換熱。乙二醇水溶液的溫度降低至_14°C，-14°C的乙二醇水溶液進(jìn)入制冰機(jī)，用于制冰，制冰后乙二醇水溶液溫度升高到_5°C，經(jīng)乙二醇水溶液離心泵5抽送到下管殼式換熱器殼體，完成循環(huán)。在398kg/h的LNG氣化量下，每天可制得冰為17.2t (按24h 計(jì))。

實(shí)施例5本實(shí)施例采用制冰能力10 20噸/天的制冰機(jī)作為L(zhǎng)NG冷能釋放的終端設(shè)備。-162°C，0.5MPa，460kg/h的LNG從液化天然氣儲(chǔ)罐I內(nèi)出來(lái)進(jìn)入雙殼式換熱器3上管殼式換熱器中，與氣態(tài)-20°C，0.3MPa，1950kg/h的R404A換熱，LNG溫度升高至-25°C，經(jīng)氣化器2升溫后進(jìn)入天然氣管網(wǎng)。在雙殼式換熱器3上管殼式換熱器中，R404A溫度降低至-22°C，由氣態(tài)變成液態(tài)，液體R404A依靠自身重力，經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入下管殼式換熱器殼體內(nèi)，在下管殼式換熱器中，液體R404A與乙二醇水溶液換熱后溫度升高到-20°C，呈氣態(tài)上升，與 LNG 換熱，完成循環(huán)。-22。。，0.3MPa，1950kg/h 的 R404A 與-6°C，0.2MPa，11250kg/h的30%的乙二醇水溶液在下管殼式換熱器中換熱。乙二醇水溶液的溫度降低至-15°C，- 15°C的乙二醇水溶液進(jìn)入制冰機(jī)，用于制冰，制冰后乙二醇水溶液溫度升高到-6°C，經(jīng)乙二醇水溶液離心泵5抽送到下管殼式換熱器殼體，完成循環(huán)。在460kg/h的LNG氣化量下，每天可制得冰為20t (按24h計(jì))。根據(jù)本工藝裝置的設(shè)計(jì)，總投資為198萬(wàn)元，工藝投資估算表見表I。通過(guò)調(diào)節(jié)LNG的流量，按制得15t/d的冰，I噸冰按120元出售，年節(jié)電效益40.6萬(wàn)元，年制冰收益為65.7萬(wàn)元，投資回收期為4.65年。
權(quán)利要求
1.一種利用液化天然氣冷能制冰的裝置，其特征在于包括液化天然氣儲(chǔ)罐、氣化器、雙殼程換熱器、制冰機(jī)、乙二醇水溶液離，帶孔隔板上分布著直徑為3 5mm的圓孔，帶孔隔板的開孔率為10% 15%，心泵和水離心泵；帶孔隔板將兩個(gè)管式換熱器分開為上管殼式換熱器和下管殼式換熱器；上管殼式換熱器內(nèi)設(shè)有U形管式列管，U形管式列管一端與液化天然氣儲(chǔ)罐連通，另一端與氣化器連通；下管殼式換熱器內(nèi)設(shè)有U形管式列管，U形管式列管一端通過(guò)乙二醇水溶液離心泵與制冰機(jī)連通，另一端通過(guò)管道與制冰機(jī)連通；自來(lái)水管與制冰機(jī)連通，連通的管道上設(shè)有水離心泵；上管殼式換熱器的U形管式列管外設(shè)有冷媒R404A ;下管殼式換熱器內(nèi)的U形管式列管內(nèi)設(shè)有乙二醇水溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用液化天然氣冷能制冰的裝置，其特征在于所述帶孔隔板上的圓孔呈正三角形排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用液化天然氣冷能制冰的裝置，其特征在于所述乙二醇水溶液的質(zhì)量濃度為30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用液化天然氣冷能制冰的裝置，其特征在于所述上管殼式換熱器和下管殼式換熱器上均裝有溫度和壓力傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用液化天然氣冷能制冰的裝置，其特征在于所述上管殼式換熱器的溫度和壓力傳感器裝在換熱器最頂端距離右側(cè)封頭30cm處；所述下管殼式換熱器的溫度和壓力傳感器裝在換熱器最底端距離右側(cè)封頭30cm處。
6.應(yīng)用權(quán)利要求I- 5任一項(xiàng)所述裝置的利用液化天然氣冷能制冰工藝，其特征在于-162 -160°C，0. 3 O. 5MPa, 230 460kg/h的LNG從液化天然氣儲(chǔ)罐內(nèi)出來(lái)進(jìn)入雙殼式換熱器上管殼式換熱器中，與氣態(tài)-20°C，0. 3MPa, 960 1920kg/h的R404A換熱，LNG溫度升高至-25 -20°C，經(jīng)氣化器升溫后進(jìn)入天然氣管網(wǎng)；在雙殼式換熱器上管殼式換熱器中，R404A溫度降低至-22°C，由氣態(tài)變成液態(tài)，液體R404A依靠自身重力，經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入下管殼式換熱器殼體內(nèi)；在下管殼式換熱器中，液體R404A與乙二醇水溶液換熱后溫度升高到-20°C，呈氣態(tài)上升，再經(jīng)帶孔隔板進(jìn)入上管殼式換熱器殼體內(nèi)，氣態(tài)的R404A 與 LNG 換熱，完成循環(huán)；-22°C，O. 3MPa, 960 1920kg/h 的 R404A 與-7°C -5°C，·O. 2 O. 3MPa, 5600 - 11200kg/h的乙二醇水溶液在下管殼式換熱器中換熱；乙二醇水溶液的溫度降低至-15 -13°C，進(jìn)入制冰機(jī)制冰，乙二醇水溶液與制冰機(jī)的水換熱后溫度升高到-7 -5°C，經(jīng)乙二醇水溶液離心泵抽送到下管殼式換熱器殼體，完成循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用液化天然氣冷能制冰工藝及裝置。該裝置帶孔隔板上分布著直徑為3～5mm的圓孔，帶孔隔板的開孔率為10%～15%，心泵和水離心泵；帶孔隔板將兩個(gè)管式換熱器分開為上管殼式換熱器和下管殼式換熱器；上管殼式換熱器內(nèi)設(shè)有U形管式列管，U形管式列管一端與液化天然氣儲(chǔ)罐連通，另一端與氣化器連通；下管殼式換熱器內(nèi)設(shè)有U形管式列管，U形管式列管一端通過(guò)乙二醇水溶液離心泵與制冰機(jī)連通，另一端通過(guò)管道與制冰機(jī)連通。本發(fā)明不需要額外的機(jī)械設(shè)備推動(dòng)R404A的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)換熱，節(jié)約設(shè)備空間、降低冷媒需求量，減少設(shè)備投入及節(jié)省土建工程量等。
文檔編號(hào)F25C1/00GK103256762SQ20131018901
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月20日
發(fā)明者徐文東, 張輝, 陳秋雄, 陳運(yùn)文, 安成名 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司