技术领域
[0001] 本
发明涉及冷量回收装置领域，特别涉及一种
液化天然气汽化冷量回收装置。
背景技术
[0002] 目前，在世界一次
能源结构中,天然气的比重已达5％。天然气以其高效、优质、清洁等优异性能及广泛用途,将成为21世纪人们利用最多的能源形式。但是由于天然气的易燃易爆的特性，对于天然气的储运，除非在地理条件十分优越时采用管道输送，否则必须使用液态的储存形式，即液化天然气LNG。然而液化天然气最终大多是以气态形式加以利用，这就需要把LNG再次汽化，汽化过程中所创造的低温环境广泛的运用在各个领域，目前大多数企业都使用汽化器对LNG进行汽化，将-162℃的LNG通过汽化器升温到环境
温度，然后排放到大气中，由于LNG汽化器主要吸收空气中的热量，LNG中蕴含的巨大冷量会使空气中的
水在汽化器表面
凝结，导致汽化过程受阻，LNG不能在汽化器中完全汽化，在输送管道内继续汽化放热，会使输送管道处在低温环境下，长期工作会减少设备寿命，提高维修成本。
[0003] 公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的
现有技术。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种液化天然气汽化冷量回收装置，从而克服现有的因液化天然气不能在汽化器中完全汽化而造成在输送管道内继续汽化放热的缺点。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种液化天然气汽化冷量回收装置，其中，包括：卸车进口发兰；第一换热器，其冷
流体进口与所述卸车进口发兰通过一设置有第一
阀门的管道连接；汽化器，其进口与所述第一换热器的冷流体出口通过一管道连接；天然气储存装置，其与所述汽化器的出口连接；制冷剂储存罐，其出口与所述第一换热器的热流体进口通过一管道连接；第二换热器，其冷流体进口与所述第一换热器的热流体出口通过一管道连接；且该第二换热器的冷流体出口与所述制冷剂储存罐的进口通过一设置有计量
泵的管道连接；以及第一热流体产生装置，其用于对从所述第二换热器的热流体出口输送出来的流体进行加热后重新输送到所述第二换热器的热流体进口。
[0006] 优选地，上述技术方案中，所述汽化器的进口还通过一设置有第二阀门的管道与所述卸车进口
法兰进行连接。
[0007] 优选地，上述技术方案中，所述天然气储存装置包括：高压气罐，其通过一设置有第三阀门和加压装置的管道与所述汽化器的出口连接；以及收集装置，其通过一设置有第四阀门的管道与所述汽化器的出口连接。
[0008] 优选地，上述技术方案中，所述制冷剂为R404A。
[0009] 优选地，上述技术方案中，所述第一热流体产生装置包括：
空调风机盘管，其出水口与所述第二换热器的热流体进口通过管道连接；以及冷冻水箱，其内部储存有液体工质，该冷冻水箱的进口与所述第二换热器的热流体出口通过一管道连接，且该冷冻水箱的出口与所述空调风机盘管的进水口通过一设置有水泵的管道连接。
[0010] 优选地，上述技术方案中，所述第一热流体产生装置还包括一控温系统，所述控温系统包括：
单片机，其用于控制所述水泵的功率；以及温度
传感器，所述空调风机盘管的空气进口和空气出口各设置有一个该温度传感器；两个该温度传感器把检测到的
信号反馈给所述单片机。
[0011] 优选地，上述技术方案中，所述冷冻水箱内储存的液体工质为乙二醇水溶液。
[0012] 优选地，上述技术方案中，还包括一第三换热器和一设置在用于所述第二换热器的冷流体进口与所述第一换热器的热流体出口进行连接的管道上的第五阀门；所述第三换热器的冷流体进口通过一设置有第六阀门的管道与所述第一换热器的热流体出口和所述第五阀门之间的管道连接；且所述第三换热器的冷流体出口通过一设置有第七阀门的管道与所述第二换热器的冷流体进口和所述第五阀门之间的管道连接；所述第三换热器的热流体进口和热流体出口通过一第二热流体产生装置进行连接，所述第二热流体产生装置包括：储液罐，其内部储存有液体工质，该储液罐的进口与所述第三换热器的热流体出口通过一管道连接；
蒸发器，其进口与所述储液罐的出口通过一设置有直列泵的管道连接；透平膨胀机，其进气口与所述
蒸发器的出口通过一管道连接；以及再热器，其进口与所述透平膨胀机的出气口通过一管道连接，且该再热器的出口与所述第三换热器的热流体进口通过一管道连接。
[0013] 优选地，上述技术方案中，所述储液罐内储存的液体工质为甲烷和
丁烷的混合工质。
[0014] 优选地，上述技术方案中，所述第一换热器为钎焊
板式换热器，所述第二换热器为管壳式换热器，且所述第三换热器为钎焊板式换热器。
[0015] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0016] 1、本发明能够通过第一换热器由制冷剂对进入汽化器前的液化天然气进行加热，提高了进入汽化器内的液化天然气的温度，从而改善汽化器汽化过程中容易出现的表面结霜现象，以提高汽化器的换热效率，延长设备的使用寿命。且本发明的制冷剂吸收液化天然气的冷量后通过第二换热器与第一热流体产生装置产生的热流体进行换热，以充分利用制冷剂吸收到的冷量。
[0017] 2、本发明的第一热流体产生装置用于对空调风机盘管中的热工质进行冷却，且本发明设置有第二热流体产生装置用于驱动透平膨胀机对外进行做功，从而利用液化天然气汽化过程中的冷量，进行日常生活的空调制冷和对外输出机械能，达到了节能减排的目的。
附图说明
[0018] 图1是根据本发明液化天然气汽化冷量回收装置的结构示意图。
[0019] 图2是根据本发明的控温系统的结构示意图。
[0020] 主要附图标记说明：
[0021] 1-卸车进口法兰，2-第一换热器，3-第一阀门，4-汽化器，5-第二阀门，6-第三阀门，7-加压装置，8-收集装置，9-第四阀门，10-制冷剂储存罐，11-制冷剂进口法兰，12-
计量泵，13-第二换热器，14-冷冻水箱，15-冷冻水进口法兰，16-水泵，17-空调风机盘管，18-第八阀门，19-第九阀门，20-控温系统，21-第五阀门，22-第三换热器，23-第六阀门，24-第七阀门，25-储液罐，26-储液罐进口法兰，27-直列泵，28-蒸发器，29-透平膨胀机，30-再热器，31-单片机，32-电磁继电器，33-温度传感器，34-PA功率
放大器，35-A/D转换芯片。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0023] 除非另有其它明确表示，否则在整个
说明书和
权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0024] 图1至图2显示了根据本发明优选实施方式的一种液化天然气汽化冷量回收装置的结构示意图，该液化天然气汽化冷量回收装置包括卸车进口法兰1、第一换热器2、汽化器4、天然气储存装置、制冷剂储存罐10、第二换热器13以及第一热流体产生装置，参考图1，卸车进口发兰1用于与液化天然气源连接，液化天然气源通过卸车进口发兰1把液化天然气输送进入整个装置中进行汽化。第一换热器2为钎焊板式换热器，第一换热器2的冷流体进口与卸车进口发兰1通过一设置有第一阀门3的管道连接，汽化器4的进口与第一换热器2的冷流体出口通过一管道连接，液化天然气经过第一换热器2后会被加热，并会部分汽化，然后进入汽化器4内进行汽化。天然气储存装置与汽化器4的出口连接，以收集从汽化器4排出来的天然气。优选地，天然气储存装置包括高压气罐(图未视)以及收集装置8，高压气罐通过一设置有第三阀门6和加压装置7的管道与汽化器4的出口连接，且收集装置8通过一设置有第四阀门9的管道与汽化器4的出口连接，以使从汽化器4出来的天然气既可以经过加压装置7进行加压后存入高压储气罐内方便普通家庭用户使用，又可以直接排入到收集装置8中进行储存。
[0025] 继续参考图1，制冷剂储存罐10为低温储罐，制冷剂储存罐10内储存有温度高于液化天然气的制冷剂，优选地，制冷剂为R404A。制冷剂储存罐10与制冷剂进口发兰11通过一设置有阀门的管道连接，制冷剂进口发兰11用于与制冷剂源连接，以为制冷剂储存罐10补充制冷剂。制冷剂储存罐10的出口与第一换热器2的热流体进口通过一管道连接，第二换热器13的冷流体进口与第一换热器2的热流体出口通过一管道连接，且第二换热器13的冷流体出口与制冷剂储存罐10的进口通过一设置有计量泵12的管道连接。优选地，第二换热器13为管壳式换热器。第二换热器13的热流体出口和热流体进口通过第一热流体产生装置进行连接，第一热流体产生装置用于对从第二换热器13的热流体出口输送出来的流体进行加热后重新输送到第二换热器13的热流体进口。计量泵12用于使制冷剂在第一换热器2和第二换热器13之间循环流动，制冷剂流入到第一换热器2内时，流入到第一换热器2内的液化天然气吸收制冷剂的热量，液化天然气被加热和部分汽化再流入到汽化器4中继续汽化。制冷剂吸收液化天然气的冷量后温度会降低，然后进入到第二换热器13内，并吸收第一热流体产生装置产生的并进入到第二换热器13内的热流体的热量，以保证回流到制冷剂储存罐
10内的制冷剂的温度高于液化天然气的温度。第一热流体产生装置可以为空调风机盘管或其他需要流体进行冷却的装置，冷流体对这些装置进行冷却后变成热流体，然后进入到第二换热器13后被制冷剂吸收热量降温，再重新进入到这些装置中进行冷却。
[0026] 本发明能够通过第一换热器2使制冷剂对进入汽化器4前的液化天然气进行加热，提高了进入汽化器4内的液化天然气的温度，从而改善汽化器4汽化过程中容易出现的表面结霜现象，以提高汽化器4的换热效率，延长设备的使用寿命。且本发明的制冷剂吸收液化天然气的冷量后通过第二换热器13与第一热流体产生装置产生的热流体进行换热，以充分利用制冷剂吸收到的冷量。优选地，汽化器4的进口还通过一设置有第二阀门5的管道直接与卸车进口法兰1进行连接，关闭第一阀门3且打开第二阀门5时，液化天然气直接进入到汽化器4中进行汽化。当第一热流体产生装置不工作时，关闭第一阀门3，打开第二阀门5。当第一热流体产生装置需要工作时，关闭第二阀门5，打开第一阀门3，让LNG全部流经第一换热器2内换热，以减小由于低温对整个系统的损害。还可以同时打开第一阀门3和第二阀门5，并根据第一热流体产生装置的功率控制这两个阀门的开度。
[0027] 继续参考图1，优选地，第一热流体产生装置包括空调风机盘管(FCU)17以及冷冻水箱14，空调风机盘管17是中央空调理想的末端产品，其工作原理是机组内不断的循环所在房间的空气，使空气通
过冷水盘管后被冷却，以保持房间温度的恒定。空调风机盘管17的出水口与第二换热器13的热流体进口通过管道连接。冷冻水箱14内部用于储存液体工质，优选地，冷冻水箱14内储存的液体工质为乙二醇水溶液，其可以为
质量分数为45％的乙二醇水溶液。冷冻水箱14与一冷冻水进口法兰15连接，冷冻水进口法兰15用于与液体工质源连接，以及时向冷冻水箱14补充液体工质。冷冻水箱14的进口与第二换热器13的热流体出口通过一管道连接，且冷冻水箱14的出口与空调风机盘管17的进水口通过一设置有水泵16的管道连接。水泵16用于使液体工质在空调风机盘管17和第二换热器13之间循环流动。液体工质进入到空调风机盘管17吸收空气的热量升温后进入到第二换热器13内，液体工质被制冷剂吸热冷却后回流到冷冻水箱14。本发明可以在乙二醇水溶液中添加少量乙二醇专用抗蚀剂来防
腐蚀，以减小对各管道和部件的腐蚀。而且可以在乙二醇水溶液中添加红色染料，由于乙二醇易溶于水且含有剧毒，添加红色染料后，如果管道中有
泄漏，可以通过人为观察对管道进行排查修理。
[0028] 进一步优选地，第一热流体产生装置还包括一控温系统20，参考图2，控温系统20包括单片机31以及温度传感器33，单片机31用于控制水泵16的功率，水泵16通过电磁继电器32与水泵连接。温度传感器33为TC温度传感器，空调风机盘管17的空气进口和空气出口各设置有一个温度传感器33，两个温度传感器33把检测到的信号反馈给单片机31，每个温度传感器33各通过PA
功率放大器34和A/D转换芯片35与单片机31连接。当水泵16的功率一定时，空气进出口温差一定，控温系统20通过两个温度传感器33测定空调风机盘管17空气进出口温度，温度传感器33测定温度后的模拟型号经过PA功率放大器34放大后，再经过A/D转换芯片35转换成
电信号反馈给单片机31，单片机31中规定不同温度对应有序性的不同数字，普通空调预设温度为进出口温度为T1、T2，对应数字a、b。单片机31中得到的温度T3、T4，对应数字c、d。当T2＜T4时，即b＜d，代表整个系统的制冷量不足，此时单片机31会控制电磁继电器32控制水泵16加大功率，增大制冷量；当T2＞T4时，即b＞d，代表整个系统的制冷量过大，空调制冷温度过低，增加了系统的运行负担，此时单片机31会控制电磁继电器32控制水泵16减小功率，减小制冷量。当测出T2在T4上下
波动范围0.5℃内，单片机31控制水泵16保持实测功率。
[0029] 进一步优选地，空调风机盘管17的进水口设置有一个第八阀门18，且空调风机盘管17的进水口于第八阀门18的前面和空调风机盘管17的出水口之间通过一设置有第九阀门19的管道进行连接，同时打开第八阀门18和第九阀门19时，并控制两个阀门的开度大小也能够协助控制空调的制冷量。
[0030] 继续参考图1，进一步地，本发明还包括一第三换热器22和一设置在用于第二换热器13的冷流体进口与第一换热器2的热流体出口进行连接的管道上的第五阀门21，第三换热器22的冷流体进口通过一设置有第六阀门23的管道与第一换热器2的热流体出口和第五阀门21之间的管道连接，且第三换热器22的冷流体出口通过一设置有第七阀门24的管道与第二换热器13的冷流体进口和第五阀门21之间的管道连接。优选地，第三换热器22为钎焊板式换热器。第三换热器22的热流体进口和热流体出口通过一第二热流体产生装置进行连接。第二热流体产生装置包括储液罐25、蒸发器28、透平膨胀机29以及再热器30，储液罐25的内部储存有液体工质，储液罐25与一储液罐进口法兰26连接，通过储液罐进口法兰26为储液罐25补充液体工质。优选地，储液罐25内储存的液体工质为甲烷和丁烷的混合工质，其可以为质量分数50％甲烷-50％丁烷的混合工质。储液罐25的进口与第三换热器22的热流体出口通过一管道连接，蒸发器28的进口与储液罐25的出口通过一设置有直列泵27的管道连接，透平膨胀机29的进气口与蒸发器28的出口通过一管道连接，再热器30的进口与透平膨胀机29的出气口通过一管道连接，且再热器30的出口与第三换热器22的热流体进口通过一管道连接。关闭第五阀门21，打开第六阀门23和第七阀门24，直列泵27工作，液体工质从储液罐25出口流经直列泵27，以加压进入到蒸发器28中蒸发，蒸发后的高压
蒸汽进入到透平膨胀机29膨胀对外做功，从透平膨胀机29出来的循环工质经过再热器30加热后，流回第三换热器22的液体工质被制冷剂吸热冷却，冷却后的液体工质流回到储液罐25中。透平膨胀机29不需要工作时，关闭第六阀门23和第七阀门24，并打开第五阀门21，制冷剂直接从第五阀门回流到第二换热器13中。
[0031] 本发明的第一热流体产生装置用于对空调风机盘管17中的空气进行冷却，且本发明设置有第二热流体产生装置用于驱动透平膨胀机29对外进行做功，从而充分利用液化天然气的汽化过程中的冷量来进行日常生活的空调制冷和和对外输出机械能，达到了节能减排的目的。
[0032] 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性
实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
