一种浸没燃烧式气化器传热管冰层预测与测量方法技术

本发明专利技术提出一种用于浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，首先，构建LNG传热管数值计算模型，在数值计算过程中编译UDF得到相应冰层热阻附加在LNG外壁面上，开展LNG传热管内外流固耦合数值计算，根据数值计算结果预测冰层形成的位置。其次，以数值计算得到的冰层信息为参考，在SCV传热管中可疑结冰区域安装结冰测量装置，结冰测量装置预埋热电偶测量传热管外壁面处温度，表面安装温差发电片，获得传热管外壁面和冰层内壁面的温差，再根据传热基本方程，计算出相应冰层厚度，从而获取传热管结冰位置和厚度，进而用于评价LNG与水浴间换热性能。

Prediction and measurement of ice layer in heat transfer tube of submerged combustion gasifier

【技术实现步骤摘要】
一种浸没燃烧式气化器传热管冰层预测与测量方法
本专利技术属于LNG气化器
，涉及一种用于浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法。
技术介绍
浸没燃烧式气化器(SubmergedCombustionVaporizer，简称SCV)是在浸没燃烧技术基础上开发出的多相流换热装置，用于实现液化天然气(LiquefiedNaturalGas，简称LNG)向天然气(NaturalGas，简称NG)的可控转化，具有启动迅速、热效率高、功率调节范围宽、体积紧凑、设备一次投资成本低等特点。由于天然气需求存在季节性波动，冬季是常态的2-3倍，所以SCV常作为接收站天然气系统专用调峰设备。国内天然气接收站使用的SCV主要从日本、德国和韩国进口。文献“申请公开号为US7168395B2的美国专利技术专利”公开了此种浸没燃烧式气化器其主体结构由换热管束、壳程围堰及水浴、浸没燃烧器、燃烧室、烟气均布系统、LNG监测系统、烟囱等部分组成，图1为SCV系统工作示意图。如图1所示，NG和空气分别从NG进口1与空气进口2进入燃烧室3掺混燃烧，燃烧室3浸入水浴4中，所产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1：对浸没燃烧式气化器的传热管进行数值模拟计算，预估得到传热管上的冰层形成位置；/n步骤2：在步骤1预估得到的传热管上的冰层形成位置中选取若干观测点，在观测点处安装测量模块；利用测量模块得到观测点处的传热管外壁面温度以及测量模块外表面温度；当判断存在冰层时，测量模块外表面温度为冰层内壁面温度，从而得到实际结冰位置和冰层内外壁面间温差，其中冰层外壁面温度认为为0℃；/n步骤3：根据冰层内外壁面间温差，基于传热方程，推算出结冰区域的冰层厚度，从而得到传热管上冰层位置和厚度的实测数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：对浸没燃烧式气化器的传热管进行数值模拟计算，预估得到传热管上的冰层形成位置；
步骤2：在步骤1预估得到的传热管上的冰层形成位置中选取若干观测点，在观测点处安装测量模块；利用测量模块得到观测点处的传热管外壁面温度以及测量模块外表面温度；当判断存在冰层时，测量模块外表面温度为冰层内壁面温度，从而得到实际结冰位置和冰层内外壁面间温差，其中冰层外壁面温度认为为0℃；
步骤3：根据冰层内外壁面间温差，基于传热方程，推算出结冰区域的冰层厚度，从而得到传热管上冰层位置和厚度的实测数据。


2.根据权利要求1所述一种浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，其特征在于：所述测量模块包括导热装夹工装、热电偶和温差发电片；所述热电偶埋设在导热装夹工装中，温差发电片贴附在导热装夹工装外表面；所述导热装夹工装与传热管随型安装，且紧贴传热管外壁面；通过热电偶得到传热管外壁面温度，根据传热管外壁面温度和温差发电片的输出信号，解算得到测量模块外表面温度。


3.根据权利要求1或2所述一种浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，其特征在于：步骤1中对浸没燃烧式气化器的传热管进行数值模拟计算，预估得到传热管上的冰层形成位置的具体过程为：
在CFD软件中建立浸没燃烧式气化器传热管传热计算模型；根据浸没燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：白俊华，高智刚，潘杰，何晓茹，王凯，王超然，王天虎，
申请(专利权)人：西安石油大学，西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61