专利名称：Lng绕管式汽化器及其自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LNG (liquefied natural gas液化天然气)绕管式汽化器，可以放在船上使用，也可以用在车上使用。
背景技术：
以低温液体的形式储存，当用于燃料时必须为气体状态，这时就必须采用汽化器，传统的汽化器根据热源分类可以分为液体加热和空气加热两种。空气加热型汽化器所能加热到的天然气出口温度受环境温度制约，如果地区极端温度低于设计要求天然气出口温度则不能采用。液体加热型汽化器有开架式汽化器、浸没燃烧型汽化器、管壳式汽化器。这些传统的汽化器存在笨重体积大，单位体积换热面积小，结冰现象严重，只能两股流换热，操作压力低，易受环境影响的缺点造成其不能用于对在限定体积下要求很高的换热效率的工作状态尤其是LNG燃料车等，并且现有的汽化器操作空间较为狭小，不能满足供气量有较大变化的工作条件。
实用新型内容基于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种LNG绕管式汽化器及其自动控制装置，该LNG绕管式汽化器的结构紧凑坚固，单位体积换热面积大，管程分布合理，操作弹性大。本实用新型的技术方案之一在于一种LNG绕管式汽化器，包括一封闭的壳体和设置在壳体内的绕管，所述壳体的一侧部设置有冷却水进水口，所述壳体的另一侧部设置有冷却水出水口，所述的绕管采用螺纹管，所述绕管包括发动机尾气输气绕管和LNG输气绕管，所述LNG输气绕管和发动机尾气输气绕管相互并排且层层交错缠绕在中心柱上，所述壳体的一侧还设置有发动机尾气进气口和LNG进气口，所述壳体的另一侧还设置有发动机尾气出气口和LNG出气口 ；所述发动机尾气输气绕管连接在发动机尾气进气口与发动机尾气出气口之间，所述LNG输气绕管连接在LNG进气口与LNG出气口之间。进一步，位于同一层的绕管之间以及相邻层的绕管之间采用定位条固定其纵向和轴向的间距。进一步，所述冷却水进水口、发动机尾气进气口和LNG进气口上分别设置有进水控制阀、尾气进气控制阀和LNG进气控制阀。进一步，还包括一控制电路，该控制电路的信号输入端分别连接至冷却水进水口、发动机尾气进气口、LNG进气口、LNG出气口和冷却水出水口上的传感器，所述传感器均包括压力传感器、流量传感器和温度传感器；所述控制电路的信号输出端分别连接至进水控制阀、尾气进气控制阀和LNG进气控制阀。本实用新型的技术方案之二在于提供一种LNG绕管式汽化器的自动控制装置，其包括一控制电路，该控制电路的信号输入端分别连接至冷却水进水口、发动机尾气进气口和LNG进气口上的传感器，所述传感器均包括压力传感器、流量传感器和温度传感器；所述控制电路的信号输出端分别连接至进水控制阀、尾气进气控制阀和LNG进气控制阀。进一步，所述LNG出气口和冷却水出水口上还设置有传感器，所述传感器包括压力传感器、流量传感器和温度传感器；所述传感器均连接至控制电路的信号输入端。上述LNG绕管式汽化器的控制方式，该控制方式为当LNG出气口的压力、温度和流量都不能满足目标时候，首先进一步打开进水控制阀，提高冷却水进水口的流量；当冷却水进水口的温度达到最高，流量达到最大，而冷却水出水口的温度低于10°c时，汽化器内部易出现结冰现象，这时控制装置开启尾气进气控制阀。与现有技术相比本实用新型的效果具体体现在一是本实用新型汽化器内可同时存在多股介质的换热，单位体积换热面积是现在普通换热器数倍。二是本实用新型充分利用了发动机尾气废热，极大改善了发动机性能，有效降低污染；在循环冷却水量一定情况下汽化器引入发动机尾气后，由于发动机尾气温度可以达到400°C -600°C，极大增大汽化器换热能力，可减小汽化器体积。三是本实用新型的自动控制方式和两种工作状态，极大提高了汽化器的操作弹性空间，适应了 LNG燃料车发动机多种工作状态对燃料状态的要求。四是本实用新型操作压力高，传热管的热膨胀可自行补偿，无热应力问题，能有效防止冷却水结冰或过冷现象的发生。五是本实用新型操作使用不受环境影响，各部件选材范围广，易于制造，生产成本低。
图1为实施例中的LNG绕管式汽化器结构示意图。图2为实施例中的LNG绕管式汽化器的自动控制装置的连接结构示意图。标号说明1 一壳体2 —中心柱 3 —定位条4 一冷却水出水口 5—冷却水进水口 6 —发动机尾气进气口 7 —发动机尾气出气口 8 — LNG进气口 9 一 LNG出气口 10—绕管 11 一进水控制阀 12—尾气进气控制阀 13 — LNG进气控制阀14 一控制电路；801 — LNG进口温度传感器 802 — LNG进口压力传感器 803 —LNG进口流量传感器；901 — LNG出口温度传感器 902 — LNG出口压力传感器 903 —LNG出口流量传感器；601 —尾气进气口温度传感器 602 —尾气进气口压力传感器 603 —尾气进气口流量传感器；501 —进水口温度传感器 502 —进水口压力传感器 503 —进水口流量传
感器；401 —出水口温度传感器 402 —出水口压力传感器 403 —出水口流量传感器。
具体实施方式
[0026]为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。—种LNG绕管式汽化器，包括一封闭的壳体I和设置在壳体内的绕管10，所述壳体I的一侧部设置有冷却水进水口 5，所述壳体I的另一侧部设置有冷却水出水口 4，所述的绕管10采用螺纹管，所述绕管10包括发动机尾气输气绕管和LNG输气绕管，所述LNG输气绕管和发动机尾气输气绕管相互并排且层层交错缠绕在中心柱2上，位于同一层的绕管10之间以及相邻层的绕管10之间采用定位条3固定其纵向和轴向的间距。所述壳体I的一侧还设置有发动机尾气进气口 6和LNG进气口 8，所述壳体I的另一侧还设置有发动机尾气出气口 7和LNG出气口 8 ;所述冷却水进水口 5、发动机尾气进气口 6和LNG进气口 8上分别设置有进水控制阀11、尾气进气控制阀12和LNG进气控制阀13。所述发动机尾气输气绕管连接在发动机尾气进气口 6与发动机尾气出气口 7之间，所述LNG输气绕管连接在LNG进气口 8与LNG出气口 9之间。该LNG绕管式汽化器还包括一控制电路14，该控制电路14的信号输入端分别连接至冷却水进水口 5、发动机尾气进气口 6、LNG进气口 8、LNG出气口 9和冷却水出水口 4上的传感器，所述传感器均包括压力传感器、流量传感器和温度传感器；所述控制电路14的信号输出端分别连接至进水控制阀、尾气进气控制阀和LNG进气控制阀。一种LNG绕管式汽化器的自动控制装置，其包括一控制电路14，该控制电路14的信号输入端分别连接至冷却水进水口 5、发动机尾气进气口 6和LNG进气口 8上的传感器，所述传感器均包括压力传感器、流量传感器和温度传感器；所述控制电路14的信号输出端分别连接至进水控制阀11、尾气进气控制阀12和LNG进气控制阀13。所述LNG出气口 9和冷却水出水口 4上还设置有传感器，所述传感器包括压力传感器、流量传感器和温度传感器；所述传感器均连接至控制电路的信号输入端。具体说所述LNG进气口 8上设置有LNG进口温度传感器801、LNG进口压力传感器802和LNG进口流量传感器803 ;所述LNG出气口 9上设置有LNG出口温度传感器901、LNG出口压力传感器902和LNG出口流量传感器903 ;所述发动机尾气进气口 6上设置有尾气进气口温度传感器601、尾气进气口压力传感器602和尾气进气口流量传感器603 ;所述冷却水进水口 5上设置有进水口温度传感器501、进水口压力传感器502和进水口流量传感器503 ;所述冷却水出水口 4上设置有出水口温度传感器401、出水口压力传感器402和出水口流量传感器403。一种LNG绕管式汽化器的控制方式，该控制方式为当LNG出气口的压力、温度和流量都不能满足目标时候，首先进一步打开进水控制阀，提高冷却水进水口的流量；当冷却水进水口的温度达到最高，流量达到最大，而冷却水出水口的温度低于10°c时，汽化器内部易出现结冰现象，这时控制装置开启尾气进气控制阀。发动机尾气和LNG管程并排进入汽化器，发动机冷却水进入汽化器壳程，流体均采用顺流的方式。发动机尾气将发动机冷却水加热，冷却水与LNG传热，使燃料达到相应的技术要求。汽化器自动控制装置可以根据发动机的需求以及LNG出口温度等控制冷却水、废气、以及LNG流量和压力，使出口 LNG燃料温度、流量、压力满足要求。汽化器两种工作模式当冷却水足以满足LNG汽化时，自动控制装置可以关闭发动机尾气进气口阀门；当燃料量不足或者温度较低时，自动控制装置控制开启或者增大发动机尾气进气口阀门，增大LNG汽化量。发动机冷却水由冷却水进水口 5进入汽化器，发动机尾气由发动机尾气进气口 6进入汽化器，两者进行换热，发动机尾气温度降低由发动机尾气出气口 7出汽化器，发动机冷却水进一步被加热，LNG从LNG进气口 8进入汽化器与壳程发动机冷却水进行换热，达到要求的状态，最后由LNG出气口 9出汽化器进入发动机，发动机冷却水由4离开汽化器进入发动机循环。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种LNG绕管式汽化器，包括一封闭的壳体和设置在壳体内的绕管，所述壳体的一侧部设置有冷却水进水口，所述壳体的另一侧部设置有冷却水出水口，其特征在于:所述绕管包括发动机尾气输气绕管和LNG输气绕管,所述LNG输气绕管和发动机尾气输气绕管相互并排且层层交错缠绕在中心柱上，所述壳体的一侧还设置有发动机尾气进气口和LNG进气口，所述壳体的另一侧还设置有发动机尾气出气口和LNG出气口 ；所述发动机尾气输气绕管连接在发动机尾气进气口与发动机尾气出气口之间，所述LNG输气绕管连接在LNG进气口与LNG出气口之间。
2.根据权利要求1所述的LNG绕管式汽化器，其特征在于:位于同一层的绕管之间以及相邻层的绕管之间采用定位条固定其纵向和轴向的间距。
3.根据权利要求1所述的LNG绕管式汽化器，其特征在于:所述冷却水进水口、发动机尾气进气口和LNG进气口上分别设置有进水控制阀、尾气进气控制阀和LNG进气控制阀。
4.根据权利要求1或3所述的LNG绕管式汽化器，其特征在于:还包括一控制电路，该控制电路的信号输入端分别连接至冷却水进水口、发动机尾气进气口、LNG进气口、LNG出气口和冷却水出水口上的传感器，所述传感器均包括压力传感器、流量传感器和温度传感器；所述控制电路的信号输出端分别连接至进水控制阀、尾气进气控制阀和LNG进气控制阀。
5.一种LNG绕管式汽化器的自动控制装置，其特征在于:包括一控制电路，该控制电路的信号输入端分别连接至冷却水进水口、发动机尾气进气口和LNG进气口上的传感器，所述传感器均包括压力传感器、流量传感器和温度传感器；所述控制电路的信号输出端分别连接至进水控制阀、尾气进气控制阀和LNG进气控制阀。
6.根据权利要求5所述的LNG绕管式汽化器的自动控制装置，其特征在于:所述LNG出气口和冷却水出水口上还设置有传感器，所述传感器包括压力传感器、流量传感器和温度传感器；所述传感器均连接至控制电路的信号输入端。
专利摘要本实用新型涉及一种LNG绕管式汽化器及其自动控制装置，其中该LNG绕管式汽化器包括一封闭的壳体和设置在壳体内的绕管，所述壳体的一侧部设置有冷却水进水口，所述壳体的另一侧部设置有冷却水出水口，所述绕管包括发动机尾气输气绕管和LNG输气绕管，所述LNG输气绕管和发动机尾气输气绕管相互并排且层层交错缠绕在中心柱上，所述壳体的一侧还设置有发动机尾气进气口和LNG进气口，所述壳体的另一侧还设置有发动机尾气出气口和LNG出气口；所述发动机尾气输气绕管连接在发动机尾气进气口与发动机尾气出气口之间，所述LNG输气绕管连接在LNG进气口与LNG出气口之间。该LNG绕管式汽化器具有结构紧凑坚固，单位体积换热面积大，管程分布合理，操作弹性大的特点。
文档编号F02M21/06GK202914202SQ201220611948
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者刘康林, 朱亚昆, 王智拓 申请人:福州大学