专利名称：基于液化天然气站和冷库的热管式冷能利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冷能利用装置，特别涉及一种基于液化天然气站和冷库的热 管式冷能利用装置。
背景技术：
天然气作为一种优质清洁能源，得到了广泛的应用。为方便运输和储存，一般将天 然气先进行液化处理，液化后天然气体积缩小为气态的1/600。在供给用户使用时再进行气 化，这一过程中会释放出830 860kJ/kg的冷能。对于该冷能，常规的处理方式都是直接 使用空气或海水进行热交换，造成了极大的能量浪费。在本实用新型提出之前，申请号为200420114636. 0的实用新型专利公开了一种 “回收液化天然气冷能用于冷库的制冷装置”，该专利是利用R410A制冷剂作为冷媒，将其与 液化天然气进行能量交换，然后将获得的冷能传递至冷库与库房内的空气进行热交换，从 而达到了将液化天然气冷能为冷库提供能量的目的。但是，在上述系统中，冷媒依靠制冷剂 泵和轴流风机实现循环流动，这一串联管路内的相变流动过程非常复杂，且气态流速较高， 控制难度较大，难以保证长期稳定运行。另外，由于冷媒的循环处在单一流程里，即冷媒管 路全部连通，这样一旦在冷库中发生了泄漏系统将无法继续运行，同时有大量的冷媒进入 冷库，会对冷库的运行产生严重的影响。申请号为200910055975. 3的发明专利公开了 “一种回收液化天然气冷能的冷媒 无相变冷库”，同样利用R410A制冷剂作为冷媒进行冷能交换与传输。但是，该发明的方案 中冷媒始终保持液态，即无相变运行。这样做的好处是整个系统流程比较简单，易控制，而 且可以实现冷媒冷量的梯级利用。但是，同样由于全液态运行，其流动所需的动力消耗也不 容忽视，制冷剂泵的运行需要耗费大量的电能，同时也存在和前述实用新型专利一样的泄 漏风险问题。
发明内容本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，设计一种基于液化天然气站和冷库的热 管式冷能利用装置。本实用新型的技术方案是基于液化天然气站和冷库的热管式冷能利用装置，液化天然气储罐的出口连接液 化天然气泵，液化天然气泵出口经两条并联连接的主调节阀、旁路调节阀，其主要技术特征 在于主调节阀出口与热管式气化器进口相连，旁路调节阀出口与热管式气化器出口汇合， 并连接至终端气化器入口 ；终端气化器出口与天然气管网相连，第一热管、第二热管、第三 热管的冷凝段分别插入热管式气化器，其蒸发段分别插入高温冷藏库、低温冷藏库、冷冻 库。本实用新型提出的基于液化天然气站和冷库的热管式冷能利用装置，在工作时首 先由液化天然气泵从液化天然气储罐中抽出低温的液化天然气，并将其增压至一定压力，然后沿两条并联管路分别通过主调节阀和旁路调节阀；通过主调节阀的液化天然气又流 经热管式气化器，并与通过旁路调节阀的液化天然气汇合，之后进入终端气化器进行气化， 最终进入天然气管网供用户使用。其中，由于第一热管、第二热管、第三热管的蒸发段分别 插入高温冷藏库、低温冷藏库和冷冻库，在各个冷库中吸收一定的热量，使得各个热管内部 的工质汽化产生蒸汽，由于压差的作用蒸汽流向插入热管式气化器中的冷凝段，到达冷凝 段后，将热量传递给流过的液态天然气，使液态天然气温度升高并气化，同时热管内蒸汽冷 凝，冷凝液又回流至插入各个冷库中的蒸发段，这样循环往复，便完成了通过热管将液化天 然气的冷能传递至各级冷库的过程。本实用新型提出的方案与其他技术相比具有非常明显的优点1.整个系统只有液化天然气储罐出口增压用的一个液化天然气泵会产生动力消 耗，其他部分均不用额外动力，节能效果显著；2.由于采用的热管的不同，第一热管、第二热管和第三热管分别具有不同的蒸发 温度，而且可以很容易的控制温度，因此，可以分别将冷库保持在不同的温度，从而满足高 温冷藏库、低温冷藏库和冷冻库的运行温度需求；3.通过热管技术的引入，热管内部的工质即作为冷媒进行冷量的传递，由于各个 热管是独立工作的并不与其他热管内部连通，因此即使某一根热管出现泄漏现象也仅有少 量工质流出，其他热管仍会正常工作，这样就不会对系统的运行造成明显影响，将泄漏后果 降低到最低限度。本实用新型实现的最终效果是一方面，通过热管的引入，避开了以往技术中液 化天然气和冷媒换热流程的动力消耗，节约大量能耗；另一方面，每根热管独立工作的特 性，使得系统既能满足不同制冷温度需求，同时具有非常高的运行可靠性。
图1——本实用新型的系统原理示意图；图2——本实用新型采用分离式热管时的系统原理图。
具体实施方式
如图1所示本实用新型提出的基于液化天然气站和冷库的热管式冷能利用装置，包括液化天 然气储罐1，液化天然气泵2，主调节阀3，旁路调节阀4，热管式气化器5，第一热管6，第二 热管7，第三热管8，高温冷藏库9，低温冷藏库10，冷冻库11，终端气化器12。其中，液化天 然气储罐1的出口管路连接液化天然气泵2 ；液化天然气泵2的出口经两条并联管路连接 主调节阀3和旁路调节阀4 ；主调节阀3出口与热管式气化器5的进口相连；而旁路调节阀 4的出口与热管式气化器5的出口汇合，并连接至终端气化器12的入口 ；终端气化器12的 出口与天然气管网相连；第一热管6、第二热管7、第三热管8的冷凝段分别插入热管式气化 器5，而蒸发段分别插入高温冷藏库9、低温冷藏库10和冷冻库11。第一热管、第二热管、第 三热管为整体热管。第一热管6、第二热管7、第三热管8内的工质为R410A或氨。本实施例的系统在工作时首先由液化天然气泵2从液化天然气储罐1中抽出低温 的液化天然气，并将其增压至一定压力，然后沿两条并联管路分别通过主调节阀3和旁路 调节阀4 ；通过主调节阀3的液化天然气又流经热管式气化器5，并与通过旁路调节阀4的液化天然气汇合，之后进入终端气化器12进行气化，最终进入天然气管网供用户使用。其 中，由于第一热管6、第二热管7、第三热管8的蒸发段分别插入高温冷藏库9、低温冷藏库 10和冷冻库11，在各个冷库中吸收一定的热量，使得各个热管内部的工质汽化产生蒸汽， 由于压差的作用蒸汽流向插入热管式气化器5中的冷凝段，到达冷凝段后，将热量传递给 流过的液态天然气，使液态天然气温度升高并气化，同时热管内蒸汽冷凝，冷凝液又回流至 插入各个冷库中的蒸发段，这样循环往复，便完成了通过热管将液化天然气的冷能传递至 各级冷库的过程。除采用上述实施方式外，当液化天然气储罐距离冷库较远时，还可将第一热管6， 第二热管7，第三热管8分别采用分离式热管，如图2所示。其运行过程与上述实施例1相 同。上述实施例在运行时，可以通过调节主调节阀3和旁路调节阀4的开度来实现调 节回收液化天然气冷量的大小，用以满足冷库的实际冷负荷需求。热管内的工质为R410A 或氨，通过调节传热面积可以控制第一热管、第二热管和第三热管蒸发段的温度，从而满足 各个冷库不同的温度要求。
权利要求基于液化天然气站和冷库的热管式冷能利用装置，液化天然气储罐的出口连接液化天然气泵，液化天然气泵出口经两条并联连接的主调节阀、旁路调节阀，其特征在于主调节阀出口与热管式气化器进口相连，旁路调节阀出口与热管式气化器出口汇合，并连接至终端气化器入口；终端气化器出口与天然气管网相连，第一热管、第二热管、第三热管的冷凝段分别插入热管式气化器，其蒸发段分别插入高温冷藏库、低温冷藏库、冷冻库。
2.根据权利要求1所述的基于液化天然气站和冷库的热管式冷能利用装置，其特征在 于所述第一热管、第二热管、第三热管为整体热管或分离式热管。
3.根据权利要求1所述的基于液化天然气站和冷库的热管式冷能利用装置，其特征在 于所述第一热管、第二热管、第三热管的工质为R410A或氨。
专利摘要本实用新型涉及一种基于液化天然气和冷库的热管式冷能利用装置。本实用新型结构是液化天然气储罐出口接液化天然气泵，液化天然气泵出口经两条并联连接的主调节阀、旁路调节阀，主调节阀出口与热管式气化器进口相连，旁路调节阀出口与热管式气化器出口汇合，并连接至终端气化器入口；终端气化器出口与天然气管网相连，第一热管、第二热管、第三热管的冷凝段分别插入热管式气化器，而蒸发段分别插入高温冷藏库、低温冷藏库、冷冻库。本实用新型克服了制冷剂泵的运行成本高和泄漏风险问题，并具有因各热管具有不同的蒸发温度且易控制，不用额外动力，节能效果显著，泄漏后果减小到最低限度。
文档编号F25D3/10GK201680657SQ20102012808
公开日2010年12月22日 申请日期2010年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者庄骏 申请人:庄骏