一种液化天然气再冷凝器制造技术

本发明专利技术公开了一种液化天然气再冷凝器，主要由外筒体、LNG均布器、内筒体和填料组成，LNG均布器和内筒体之间的空隙形成气液混合空间；内筒体为上端开口、下端带环形外折边的上下贯通的筒体，内筒体通过其下端的环形外折边与外筒体内壁相焊接，内筒体外壁与外筒体内壁之间形成底部封闭、上部与气液混合空间相通的环形空间，环形空间的底部设有BOG底部入口管，气液混合空间设有BOG上部入口管，填料设于内筒体中上部。本发明专利技术经过两段冷凝极大的提高了再冷凝器的冷凝效率，同时也提高了操作的稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种液化天然气再冷凝器
本专利技术属于液化天然气(LNG)处理
，具体地说涉及一种液化天然气(LNG)再冷凝器。
技术介绍
液化天然气接收站是LNG产业链中的终端环节，接收来自LNG船液化天然气并经储存、再气化后输送给下游用户，在接收站系统中由于泵的运转、环境漏热以及卸船时的置换效应、设备管道保冷等都会使得极低温(-162℃)下的液化天然气气化产生蒸发气(BOG)。LNG接收站BOG回收处理工艺主要包括直接压缩外输与通过再冷凝器冷凝成LNG后加压、气化并外输，直接压缩外输工艺需要有下游配套的低压用户或低压外输管网，而国内LNG接收站的下游外输管网一般为高压管网且缺乏相关的配套产业，故全部采用再冷凝工艺处理BOG气体，国外亦常采用这一工艺。LNG蒸发气采用再冷凝回收工艺时，再冷凝器是工艺系统中的主要设备，在整个接收站运行中起到承前启后的核心作用，其主要功能主要是为BOG与LNG提供足够的接触时间与空间促使BOG冷凝为LNG以及作为LNG高压泵的入口缓冲罐来保证高压泵的入口压力。再冷凝器的结构主要有双壳双罐以及单壳单罐两种结构，KOGAS公司的再冷凝器采用的是双壳双罐结构，内罐与外罐的顶部隔离、底部相通，江苏LNG接收站采用单罐单壳结构，两者都采用了填料工艺，在运行方面的差别主要体现在控制方式的不同，双罐双壳型再冷凝器的压力控制主要靠环形空间的BOG压力进行，单罐单壳结构压力控制各工艺参数相互影响较大。双罐双壳结构的外环形空间仅用于再冷凝器的压力控制，浪费了罐内空间，增大了占地面积，相对降低了再冷凝效率；单罐单壳结构由于所有BOG都全部经一路管线进入同一空间参与冷凝，故给控制造成较大困难。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的蒸发气再冷凝效率低、压力控制困难等技术问题，本专利技术提供了一种液化天然气再冷凝器。本专利技术提供的液化天然气再冷凝器主要由外筒体、LNG均布器、内筒体和填料组成，LNG均布器设于外筒体上部，内筒体设于LNG均布器下方，LNG均布器和内筒体之间的空隙形成气液混合空间；内筒体为上端开口、下端带环形外折边的上下贯通的筒体，内筒体通过其下端的环形外折边与外筒体内壁相焊接，内筒体外壁与外筒体内壁之间形成底部封闭、上部与气液混合空间相通的环形空间，环形空间的底部设有BOG底部入口管，气液混合空间设有BOG上部入口管，LNG均布器上设有LNG入口管，外筒体底部设有LNG出口管，填料设于内筒体中上部。所述的LNG均布器主要由LNG入口管、回流弯管、顶板、一次布液盘和二次布液盘组成；顶板、一次布液盘和二次布液盘自上而下分层设置，顶板和一次布液盘上设有安装孔，二次布液盘上设有布液孔，顶板中心设有顶板开口；LNG入口管与顶板开口连通，回流弯管呈180°弯头状，由入口短管和出口长管组成，回流弯管的弯头部分位于顶板上方，出口长管同时穿过顶板与一次布液盘上相对应的安装孔，并分别与顶板和一次布液盘相焊接，入口短管穿过顶板上的安装孔并与顶板相焊接；顶板、一次布液盘和二次布液盘外缘分别与外筒体内壁相焊接；顶板、回流弯管、一次布液盘和外筒体共同围成充液空间。所述的LNG入口管上端穿过外筒体顶部露于外筒体外部，在一次布液盘和二次布液盘之间的外筒体筒壁上设有不凝气泄放管。所述顶板和一次布液盘的安装孔均为圆孔，大小相同，主要用于安装固定回流弯管；顶板上圆孔的布置可以采用正三角形布置，即每相邻的3个圆孔呈正三角形排布；当然，顶板上圆孔的布置也可以采用其他布置方式，如采用正方形布置、正六边形布置等。由于回流弯管入口短管对应的一次布液盘上的相应位置不设安装孔，一次布液盘安装孔数量为顶板安装孔数量的二分之一。所述二次布液盘的布液孔可以为圆孔、方孔、条形孔或者其他形状，主要用于LNG的均匀分布。布液孔的排列分布方式，可以根据实际需要确定，可以采取均匀分布方式，也可以采取从中心向四周的辐射分布方式。二次布液盘的布液孔为圆孔时，二次布液盘上的布液孔与一次布液盘上的安装孔呈交错布置，以避免二者开孔在垂直方向上的重叠从而影响布液效果。二次布液盘的布液孔为条形孔时，如条形孔为弧形，条形孔围绕二次布液盘的中心呈环状分布；如条形孔为矩形，条形孔可以围绕二次布液盘的中心呈环状分布，也可以采取从中心向四周的辐射分布方式。所述回流弯管是充液空间与一次布液盘之间的连接通道。对同一个回流弯管而言，顶板上有两个安装孔与之对应，一次布液盘上有一个安装孔与之对应。也就是说，对顶板而言，每两个安装孔布置一个回流弯管；对一次布液盘而言，每个安装孔布置一个回流弯管。回流弯管的布置密度宜适度，过高则加工困难，过低则降低布液盘的布液效果。所述充液空间是以顶板开口为进口、以回流弯管入口短管的进口为出口的封闭空间，主要用于储存来流LNG，与LNG来流管造成一定的静水压力，这一压力差以及LNG自身动能作为充液空间中的LNG进入回流弯管的动力，充液空间要有一定程度的容积，太小则易造成较大波动，造成一次布液的效果差，过大则受安装空间的限制。为了降低来自LNG入口管的LNG液流的冲击，在LNG入口管与顶板开口之间还可设置扩径管，LNG入口管下端连接扩径管管径小的一端，扩径管管径大的一端与顶板开口连通。扩径管的作用主要为缓冲来流LNG，减弱来流LNG对充液空间LNG的过度冲击，扩径程度适中为好，过大的扩径程度势必增大一次布液盘中间不参与布液的板截面积，从而影响中心区域的布液效果。所述的内筒体中部设有填料底板，内筒体上端开口处设有填料顶板，填料填充于填料顶板、调料底板和内筒体围成的空间内。填料顶板与填料底板采用相同的设计，均采用圆孔通道，圆孔呈正三角形布置在整个板截面上，圆孔间隔为凸台设计，填料顶板开孔大小与二次布液盘相同即可；填料底板用来支撑填料，开孔大小要小于所采用的填料尺寸，填料采用鲍尔环、拉西环或者规整填料皆可。为了更好的使BOG冷凝为LNG，在所述的环形空间内设有环形升气盘，环形升气盘为内径大于内筒体外径的环状圆板，环形升气盘套在内筒体外壁上，自下而上呈之字形倾斜分层设置，上一层环形升气盘的倾斜低端位于相邻的下一层环形升气盘的倾斜高端上方，每层环形升气盘在其倾斜高端一侧设有升气孔，升气孔呈正三角形布置，升气孔位于环形升气盘上夹角为60°～90°之间的扇形区域内，最下层环形升气盘的倾斜低端位于BOG底部入口管上方。环形升气盘以其环形内缘和环形外缘分别与内筒体外壁和外筒体内壁相焊接。每层环形升气盘倾斜的角度一般为2°～3°，倾斜的角度过小阻碍BOG的正常升举，过大则BOG升举过快，影响BOG的冷凝效果。为了使BOG在环形空间内得到更好的分布，在环形空间底部设有BOG均布器，BOG均布器与BOG底部入口管相连通。BOG均布器主要由分支管与扇形缓冲室组成，分支管设于扇形缓冲室底部，扇形缓冲室顶部设有布气孔，布气孔为圆孔，呈正三角形布置；分支管可为一支，也可为两支，分支管为两支时，以其交点为轴成轴对称布置，夹角为60°～90°，夹角过小影响BOG在最下层环形升气盘倾斜低端一侧均布效果，夹角过大受形空间的限制；扇形缓冲室内外弧面贴合环形空间的内外弧面且扇形缓冲室内外弧面的曲率半径小于环形空间弧面的曲率半径，扇形缓冲室的高度不宜过大。此时，如果环形空间内设有环形升气盘，则最下层环形升气盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液化天然气再冷凝器，其特征在于：主要由外筒体、LNG均布器、内筒体和填料组成，LNG均布器设于外筒体上部，内筒体设于LNG均布器下方，LNG均布器和内筒体之间的空隙形成气液混合空间；内筒体为上端开口、下端带环形外折边的上下贯通的筒体，内筒体通过其下端的环形外折边与外筒体内壁相焊接，内筒体外壁与外筒体内壁之间形成底部封闭、上部与气液混合空间相通的环形空间，环形空间的底部设有BOG底部入口管，气液混合空间设有BOG上部入口管，LNG均布器上设有LNG入口管，外筒体底部设有LNG出口管，填料设于内筒体中上部。

【技术特征摘要】
1.一种液化天然气再冷凝器，其特征在于：主要由外筒体、LNG均布器、内筒体和填料组成，LNG均布器设于外筒体上部，内筒体设于LNG均布器下方，LNG均布器和内筒体之间的空隙形成气液混合空间；内筒体为上端开口、下端带环形外折边的上下贯通的筒体，内筒体通过其下端的环形外折边与外筒体内壁相焊接，内筒体外壁与外筒体内壁之间形成底部封闭、上部与气液混合空间相通的环形空间，环形空间的底部设有BOG底部入口管，气液混合空间设有BOG上部入口管，LNG均布器上设有LNG入口管，外筒体底部设有LNG出口管，填料设于内筒体中上部。2.根据权利要求1所述的再冷凝器，其特征在于：所述的LNG均布器主要由LNG入口管、回流弯管、顶板、一次布液盘和二次布液盘组成；顶板、一次布液盘和二次布液盘自上而下分层设置，顶板和一次布液盘上设有安装孔，二次布液盘上设有布液孔，顶板中心设有顶板开口；LNG入口管与顶板开口连通，回流弯管呈180°弯头状，由入口短管和出口长管组成，回流弯管的弯头部分位于顶板上方，出口长管同时穿过顶板与一次布液盘上相对应的安装孔，并分别与顶板和一次布液盘相焊接，入口短管穿过顶板上的安装孔并与顶板相焊接；顶板、一次布液盘和二次布液盘外缘分别与外筒体内壁相焊接；顶板、回流弯管、一次布液盘和外筒体共同围成充液空间。3.根据权利要求2所述的再冷凝器，其特征在于：所述的LNG入口管与顶板开口之间设置扩径管，LNG入口管下端连接扩径管管径小的一端，扩径管管径大的一端与顶板开口连通。4.根据权利要求2或3所述的再冷凝器，其特征在于：所述的顶板和一次布液盘的安装孔均为圆孔，大小相同；顶板上圆孔的布置采用正三角形布置，一次布液盘安装孔数量为顶板安装孔数量的二分之一。5.根据权利要求2或3所述的再冷凝器，其特征在于：所述的二次布液盘的布液孔为圆孔、方孔或者条形孔。6.根据权利要求5所述的再冷凝器，其特征在于：所述的布液孔的排列分布方式为均匀分布方式或者为从中心向四周的辐射分布方式。7.根据权利要求2或3所述的再冷凝器，其特征在于：所述的充液空间是以顶板开口为进口、以回流弯管入口短管的进口为出口的封闭空间。8.根据权利要求2所述的再冷凝器，其特征在于：所述的一次布液盘和二次布液盘之间的外筒体筒壁上设有不凝气泄放管。9.根据权利要求1所述的再冷凝器，其特征在于：所述的内筒体中部设有填料底板，内筒体上端开口处设有填料顶板，填料填充于填料顶板、调料底板和内筒体围成的空间内。10.根据权利要求9所述的再冷凝器，其特征在于：所述的填料顶板与填料底板均采用圆孔通道，圆孔呈正三角形布置在整个板截面上，圆孔间隔为凸台。11.根据权利要求9或10所述的再冷凝器，其特征在于：所述的填料为鲍尔环、拉西环或者规整填料。12.根据权利要求1所述的再冷凝器，其特征在于：所述的环形空间内设有环形升气盘，环形升气盘为内径大于内筒体外径的环状圆板，环形升气盘套在内筒体外壁上，自下而上呈之字形倾斜分层设置，上一层环形升气盘的倾斜低端位于相邻的下一层环形升气盘的倾斜高端上方，每层环形升气盘在其倾斜高端一侧设有升气孔，最下层环形升气盘的倾斜低端位于BOG底部入口管上方，环形升气盘以其环形内缘和环形外缘分别与内筒体外壁和外筒体内壁相焊接。13.根据权利要求12所述的再冷凝器，其特征在于：所述的升气孔呈正三角形布...

【专利技术属性】
技术研发人员：王以斌，李战杰，常征，何建明，王文昊，何龙辉，李津，王惠勤，
申请(专利权)人：中石化洛阳工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41