一种液化天然气气化输配装置及方法

技术领域

本发明涉及天然气输送技术领域，具体是一种液化天然气气化输配装置及方法。

背景技术

液化天然气的主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源，无色，无味，无毒且无腐蚀性，其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，经一连串超低温液化后，利用液化天然气船运送，液化天然气燃烧后对空气污染非常小，而且放出的热量大，所以液化天然气是一种比较先进的能源，液化天然气需要将液态转化为气态才能使用，需要液化天然气气化装置用来转化。现有的液化天然气气化装置进行气化时气化管内液化天然气吸收管外空气热量，会导致气化管外壁结霜，导致后进入的液化天然气吸热效率变低，很容易损伤管道，进而导致破裂的问题，针对上述问题，现有专利公告号为CN210373521U的专利公布了一种液化天然气气化装置，该装置在进行天然气气化输送的时候，采用电磁的方式对天然气进行加热，这种加热方式无疑需要消耗很大的电能。

然而考虑到天然气气化时会产生很大的压力能，可以考虑对此能量进行合理的利用，进而降低输送产生的能耗，基于上述问题，现在提供一种液化天然气气化输配装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液化天然气气化输配装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种液化天然气气化输配装置，包括膨胀冷却箱和设置在其左端中间位置用于输送液化天然气的进料管，所述膨胀冷却箱右端设有若干个用于输送气体的输送管，所述膨胀冷却箱内部设有与进料管同轴设置的缓存箱，所述缓存箱左端与膨胀冷却箱内壁转动连接，所述缓存箱右端外侧阵列分布有若干个喷气管，所述喷气管的喷气方向与缓存箱呈锐角设置，这样喷气管喷气产生的反作用力可以形成旋转力矩，所述膨胀冷却箱外侧套设有一个用于吸热的吸热外箱，所述吸热外箱左侧设有用于排气的排气管和限压阀，所述排气管上设有节流阀，所述吸热外箱右端通过热气输送管连接用于提供热气的热力组件，所述吸热外箱内部还绕设有用于加热的电辅热管，所述吸热外箱内部设有用于检测温度的温度传感器，所述温度传感器和电辅热管电性连接控制面板。

作为本发明进一步的方案：所述热力组件包括固定在膨胀冷却箱右侧的若干个增压筒和与缓存箱右端中心位置连接的旋转柱，所述旋转柱右端同轴设有一根传动轴，传动轴右端穿过膨胀冷却箱右侧壁，所述传动轴与膨胀冷却箱之间旋转密封，靠近增压筒的传动轴上设有偏心轮，每个增压筒内部滑动配合有一个活塞块，所述活塞块内端面与增压筒之间通过复位弹簧连接固定，所述活塞块外端面设有一个抵压柱，所述抵压柱末端转动设有与偏心轮外侧面抵压接触的抵压轮，靠近增压筒的热气输送管上设有单向排气的单向排气阀，所述增压筒外侧设有单向进气的进气单向阀。

作为本发明进一步的方案：所述吸热外箱所在的膨胀冷却箱表面设有若干个换热翅片。

作为本发明进一步的方案：所述旋转柱外侧设有若干个扰流叶片。

作为本发明进一步的方案：所述缓存箱所在的膨胀冷却箱左侧内壁固定有一个固定环，所述固定环与缓存箱之间通过固定轴承连接固定。

作为本发明进一步的方案：所述传动轴和旋转柱上还设有用于对膨胀冷却箱内部进行降温的辅助换热件；所述辅助换热件包括设置在旋转柱内部的第一空腔和设置在传动轴内部的第二空腔，所述第一空腔和第二空腔连通，所述热气输送管内部第二空腔中同轴设有一根排气内管，所述排气内管与传动轴内壁之间形成进气通道，所述排气内管内部为排气通道，所述进气通道右端外侧设有进气口以及设置在进气口处的进气导板，位于旋转柱内部的传动轴外侧设有若干个分支管，每个分支管外端都设有一个喷气板，所述喷气板上设有向旋转柱内壁喷气的喷气孔。

作为本发明再进一步的方案：所述偏心轮所在的进气通道表面设有换热片，换热片用于对进气进行升温，合理利用摩擦内能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对现有装置的弊端进行设计，合理的利用了天然气膨胀产生的压力能，利用压力能驱动活塞板挤压外接空气，使得空气温度升高，进而在膨胀冷却箱外侧形成一层换热气流，另外搭配在膨胀冷却箱轴线位置冷却，有效的提高了对气化后的天然气进行升温，保证了输送的安全性，实用性强。

附图说明

图1为本发明左侧的结构示意图。

图2为本发明右侧的结构示意图。

图3为本发明内部的结构示意图。

图4为本发明中喷气板的结构示意图。

其中：胀冷却箱11、缓存箱12、进料管13、固定轴承14、固定环15、喷气管16、排气内管17、旋转柱18、喷气板19、分支管20、传动轴21、输送管22、抵压轮23、进气导板24、偏心轮25、抵压柱26、活塞块27、复位弹簧28、增压筒29、单向排气阀30、热气输送管31、电辅热管32、吸热外箱33、节流阀34、排气管35。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图4，本发明实施例中，一种液化天然气气化输配装置，包括膨胀冷却箱11和设置在其左端中间位置用于输送液化天然气的进料管13，所述膨胀冷却箱11右端设有若干个用于输送气体的输送管22，所述膨胀冷却箱11内部设有与进料管13同轴设置的缓存箱12，所述缓存箱12左端与膨胀冷却箱11内壁转动连接，所述缓存箱12右端外侧阵列分布有若干个喷气管16，所述喷气管16的喷气方向与缓存箱12呈锐角设置，这样喷气管16喷气产生的反作用力可以形成旋转力矩，所述膨胀冷却箱11外侧套设有一个用于吸热的吸热外箱33，所述吸热外箱33左侧设有用于排气的排气管35和限压阀，所述排气管35上设有节流阀34，所述吸热外箱33右端通过热气输送管31连接用于提供热气的热力组件，所述吸热外箱33内部还绕设有用于加热的电辅热管32，通过电辅热进行辅助加热，所述吸热外箱33内部设有用于检测温度的温度传感器，所述温度传感器和电辅热管32电性连接控制面板，只有当温度传感器检测的温度低于预先设定值时，电辅热管32才会工作；

所述热力组件包括固定在膨胀冷却箱11右侧的若干个增压筒29和与缓存箱12右端中心位置连接的旋转柱18，所述旋转柱18右端同轴设有一根传动轴21，传动轴21右端穿过膨胀冷却箱11右侧壁，所述传动轴21与膨胀冷却箱11之间旋转密封，靠近增压筒29的传动轴21上设有偏心轮25，每个增压筒29内部滑动配合有一个活塞块27，所述活塞块27内端面与增压筒29之间通过复位弹簧28连接固定，所述活塞块27外端面设有一个抵压柱26，所述抵压柱26末端转动设有与偏心轮25外侧面抵压接触的抵压轮23，靠近增压筒29的热气输送管31上设有单向排气的单向排气阀30，所述增压筒29外侧设有单向进气的进气单向阀；

在实际输送气体的时候，液化的天然气进入缓存箱12中后，液体会气化膨胀，膨胀的气体从喷气管16中高速喷出会产生反向的推动力，从而带动缓存箱12高速转动，缓存箱12带动旋转柱18和传动轴21转动，所述传动轴21带动偏心轮25转动，偏心轮25表面的凸起结构会间歇性抵压抵压轮23，从而使得活塞块27在增压筒29中往复滑动，这样就可以将外界的空气吸入并压缩，压缩空气会使得空气温度急剧升高，然后通过热气输送管31将高温空气进入吸热外箱33中，高温空气会膨胀冷却箱11内壁发生热交换，从而吸收气化天然气中大量的热量，使得输送中的天然气处于常温；

本申请这里利用天然气膨胀产生的压力能转换成动能来对空气做功，使得空气温度升高，然后将高温空气在膨胀冷却箱11表面形成热交换层，降低了现有装置中电能的消耗，极大的节约了能源；

为了进一步提高换热效果，所述吸热外箱33所在的膨胀冷却箱11表面设有若干个换热翅片；

为了使得换热更加均匀，所述旋转柱18外侧设有若干个扰流叶片，从而使得气化后的天然气分布均匀；

所述缓存箱12所在的膨胀冷却箱11左侧内壁固定有一个固定环15，所述固定环15与缓存箱12之间通过固定轴承14连接固定，这样就可以使得缓存箱12可以在固定环15中自由转动；

所述传动轴21和旋转柱18上还设有用于对膨胀冷却箱11内部进行降温的辅助换热件；

所述辅助换热件包括设置在旋转柱18内部的第一空腔和设置在传动轴21内部的第二空腔，所述第一空腔和第二空腔连通，所述热气输送管31内部第二空腔中同轴设有一根排气内管17，所述排气内管17与传动轴21内壁之间形成进气通道，所述排气内管17内部为排气通道，所述进气通道右端外侧设有进气口以及设置在进气口处的进气导板24，位于旋转柱18内部的传动轴21外侧设有若干个分支管20，每个分支管20外端都设有一个喷气板19，所述喷气板19上设有向旋转柱18内壁喷气的喷气孔；

在实际工作时，传动轴21带动进气导板24快速转动，在进气导板24的引导下，外接气流沿着进气通道流入，然后沿着分支管20进入喷气板19内部，然后再从喷气孔喷向旋转柱18内壁，从而与旋转柱18内壁进行热交换，冷气随后沿着排气内管17内部的排气通道排出，这里通过对进气的引导，使得气流直接喷射在旋转柱18内壁，从而避免出现结冰层的问题，即使出现也会被高速气流打碎带走；

所述偏心轮25所在的进气通道表面设有换热片，这样偏心轮25与抵压轮23摩擦产生的热量会被进入的气流吸收，有效的提高了热交换的效果。

本发明的工作原理是：实际使用时，液化的天然气进入缓存箱12中后，液体会气化膨胀，膨胀的气体从喷气管16中高速喷出会产生反向的推动力，从而带动缓存箱12高速转动，缓存箱12带动旋转柱18和传动轴21转动，所述传动轴21带动偏心轮25转动，偏心轮25表面的凸起结构会间歇性抵压抵压轮23，从而使得活塞块27在增压筒29中往复滑动，这样就可以将外界的空气吸入并压缩，压缩空气会使得空气温度急剧升高，然后通过热气输送管31将高温空气进入吸热外箱33中，高温空气会膨胀冷却箱11内壁发生热交换，从而吸收气化天然气中大量的热量，当吸热外箱33内部温度达不到预先设定值时，通过电辅热进行辅助加热，传动轴21带动进气导板24快速转动，在进气导板24的引导下，外接气流沿着进气通道流入，然后沿着分支管20进入喷气板19内部，然后再从喷气孔喷向旋转柱18内壁，从而与旋转柱18内壁进行热交换，冷气随后沿着排气内管17内部的排气通道排出，这样通过内外双层换热，保证了排出气体温度处于正常温度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。