專利名稱：基于液化天然氣站和冷庫的熱管式冷能利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種冷能利用裝置，特別涉及一種基于液化天然氣站和冷庫的熱 管式冷能利用裝置。
背景技術(shù)：
天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)清潔能源，得到了廣泛的應(yīng)用。為方便運(yùn)輸和儲(chǔ)存，一般將天 然氣先進(jìn)行液化處理，液化后天然氣體積縮小為氣態(tài)的1/600。在供給用戶使用時(shí)再進(jìn)行氣 化，這一過程中會(huì)釋放出830 860kJ/kg的冷能。對(duì)于該冷能，常規(guī)的處理方式都是直接 使用空氣或海水進(jìn)行熱交換，造成了極大的能量浪費(fèi)。在本實(shí)用新型提出之前，申請(qǐng)?zhí)枮?00420114636. 0的實(shí)用新型專利公開了一種 “回收液化天然氣冷能用于冷庫的制冷裝置”，該專利是利用R410A制冷劑作為冷媒，將其與 液化天然氣進(jìn)行能量交換，然后將獲得的冷能傳遞至冷庫與庫房?jī)?nèi)的空氣進(jìn)行熱交換，從 而達(dá)到了將液化天然氣冷能為冷庫提供能量的目的。但是，在上述系統(tǒng)中，冷媒依靠制冷劑 泵和軸流風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)循環(huán)流動(dòng)，這一串聯(lián)管路內(nèi)的相變流動(dòng)過程非常復(fù)雜，且氣態(tài)流速較高， 控制難度較大，難以保證長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。另外，由于冷媒的循環(huán)處在單一流程里，即冷媒管 路全部連通，這樣一旦在冷庫中發(fā)生了泄漏系統(tǒng)將無法繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)有大量的冷媒進(jìn)入 冷庫，會(huì)對(duì)冷庫的運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。申請(qǐng)?zhí)枮?00910055975. 3的發(fā)明專利公開了 “一種回收液化天然氣冷能的冷媒 無相變冷庫”，同樣利用R410A制冷劑作為冷媒進(jìn)行冷能交換與傳輸。但是，該發(fā)明的方案 中冷媒始終保持液態(tài)，即無相變運(yùn)行。這樣做的好處是整個(gè)系統(tǒng)流程比較簡(jiǎn)單，易控制，而 且可以實(shí)現(xiàn)冷媒冷量的梯級(jí)利用。但是，同樣由于全液態(tài)運(yùn)行，其流動(dòng)所需的動(dòng)力消耗也不 容忽視，制冷劑泵的運(yùn)行需要耗費(fèi)大量的電能，同時(shí)也存在和前述實(shí)用新型專利一樣的泄 漏風(fēng)險(xiǎn)問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于克服上述缺陷，設(shè)計(jì)一種基于液化天然氣站和冷庫的熱 管式冷能利用裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是基于液化天然氣站和冷庫的熱管式冷能利用裝置，液化天然氣儲(chǔ)罐的出口連接液 化天然氣泵，液化天然氣泵出口經(jīng)兩條并聯(lián)連接的主調(diào)節(jié)閥、旁路調(diào)節(jié)閥，其主要技術(shù)特征 在于主調(diào)節(jié)閥出口與熱管式氣化器進(jìn)口相連，旁路調(diào)節(jié)閥出口與熱管式氣化器出口匯合， 并連接至終端氣化器入口 ；終端氣化器出口與天然氣管網(wǎng)相連，第一熱管、第二熱管、第三 熱管的冷凝段分別插入熱管式氣化器，其蒸發(fā)段分別插入高溫冷藏庫、低溫冷藏庫、冷凍 庫。本實(shí)用新型提出的基于液化天然氣站和冷庫的熱管式冷能利用裝置，在工作時(shí)首 先由液化天然氣泵從液化天然氣儲(chǔ)罐中抽出低溫的液化天然氣，并將其增壓至一定壓力，然后沿兩條并聯(lián)管路分別通過主調(diào)節(jié)閥和旁路調(diào)節(jié)閥；通過主調(diào)節(jié)閥的液化天然氣又流 經(jīng)熱管式氣化器，并與通過旁路調(diào)節(jié)閥的液化天然氣匯合，之后進(jìn)入終端氣化器進(jìn)行氣化， 最終進(jìn)入天然氣管網(wǎng)供用戶使用。其中，由于第一熱管、第二熱管、第三熱管的蒸發(fā)段分別 插入高溫冷藏庫、低溫冷藏庫和冷凍庫，在各個(gè)冷庫中吸收一定的熱量，使得各個(gè)熱管內(nèi)部 的工質(zhì)汽化產(chǎn)生蒸汽，由于壓差的作用蒸汽流向插入熱管式氣化器中的冷凝段，到達(dá)冷凝 段后，將熱量傳遞給流過的液態(tài)天然氣，使液態(tài)天然氣溫度升高并氣化，同時(shí)熱管內(nèi)蒸汽冷 凝，冷凝液又回流至插入各個(gè)冷庫中的蒸發(fā)段，這樣循環(huán)往復(fù)，便完成了通過熱管將液化天 然氣的冷能傳遞至各級(jí)冷庫的過程。本實(shí)用新型提出的方案與其他技術(shù)相比具有非常明顯的優(yōu)點(diǎn)1.整個(gè)系統(tǒng)只有液化天然氣儲(chǔ)罐出口增壓用的一個(gè)液化天然氣泵會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力消 耗，其他部分均不用額外動(dòng)力，節(jié)能效果顯著；2.由于采用的熱管的不同，第一熱管、第二熱管和第三熱管分別具有不同的蒸發(fā) 溫度，而且可以很容易的控制溫度，因此，可以分別將冷庫保持在不同的溫度，從而滿足高 溫冷藏庫、低溫冷藏庫和冷凍庫的運(yùn)行溫度需求；3.通過熱管技術(shù)的引入，熱管內(nèi)部的工質(zhì)即作為冷媒進(jìn)行冷量的傳遞，由于各個(gè) 熱管是獨(dú)立工作的并不與其他熱管內(nèi)部連通，因此即使某一根熱管出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象也僅有少 量工質(zhì)流出，其他熱管仍會(huì)正常工作，這樣就不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行造成明顯影響，將泄漏后果 降低到最低限度。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的最終效果是一方面，通過熱管的引入，避開了以往技術(shù)中液 化天然氣和冷媒換熱流程的動(dòng)力消耗，節(jié)約大量能耗；另一方面，每根熱管獨(dú)立工作的特 性，使得系統(tǒng)既能滿足不同制冷溫度需求，同時(shí)具有非常高的運(yùn)行可靠性。

圖1——本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理示意圖；圖2——本實(shí)用新型采用分離式熱管時(shí)的系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示本實(shí)用新型提出的基于液化天然氣站和冷庫的熱管式冷能利用裝置，包括液化天 然氣儲(chǔ)罐1，液化天然氣泵2，主調(diào)節(jié)閥3，旁路調(diào)節(jié)閥4，熱管式氣化器5，第一熱管6，第二 熱管7，第三熱管8，高溫冷藏庫9，低溫冷藏庫10，冷凍庫11，終端氣化器12。其中，液化天 然氣儲(chǔ)罐1的出口管路連接液化天然氣泵2 ；液化天然氣泵2的出口經(jīng)兩條并聯(lián)管路連接 主調(diào)節(jié)閥3和旁路調(diào)節(jié)閥4 ；主調(diào)節(jié)閥3出口與熱管式氣化器5的進(jìn)口相連；而旁路調(diào)節(jié)閥 4的出口與熱管式氣化器5的出口匯合，并連接至終端氣化器12的入口 ；終端氣化器12的 出口與天然氣管網(wǎng)相連；第一熱管6、第二熱管7、第三熱管8的冷凝段分別插入熱管式氣化 器5，而蒸發(fā)段分別插入高溫冷藏庫9、低溫冷藏庫10和冷凍庫11。第一熱管、第二熱管、第 三熱管為整體熱管。第一熱管6、第二熱管7、第三熱管8內(nèi)的工質(zhì)為R410A或氨。本實(shí)施例的系統(tǒng)在工作時(shí)首先由液化天然氣泵2從液化天然氣儲(chǔ)罐1中抽出低溫 的液化天然氣，并將其增壓至一定壓力，然后沿兩條并聯(lián)管路分別通過主調(diào)節(jié)閥3和旁路 調(diào)節(jié)閥4 ；通過主調(diào)節(jié)閥3的液化天然氣又流經(jīng)熱管式氣化器5，并與通過旁路調(diào)節(jié)閥4的液化天然氣匯合，之后進(jìn)入終端氣化器12進(jìn)行氣化，最終進(jìn)入天然氣管網(wǎng)供用戶使用。其 中，由于第一熱管6、第二熱管7、第三熱管8的蒸發(fā)段分別插入高溫冷藏庫9、低溫冷藏庫 10和冷凍庫11，在各個(gè)冷庫中吸收一定的熱量，使得各個(gè)熱管內(nèi)部的工質(zhì)汽化產(chǎn)生蒸汽， 由于壓差的作用蒸汽流向插入熱管式氣化器5中的冷凝段，到達(dá)冷凝段后，將熱量傳遞給 流過的液態(tài)天然氣，使液態(tài)天然氣溫度升高并氣化，同時(shí)熱管內(nèi)蒸汽冷凝，冷凝液又回流至 插入各個(gè)冷庫中的蒸發(fā)段，這樣循環(huán)往復(fù)，便完成了通過熱管將液化天然氣的冷能傳遞至 各級(jí)冷庫的過程。除采用上述實(shí)施方式外，當(dāng)液化天然氣儲(chǔ)罐距離冷庫較遠(yuǎn)時(shí)，還可將第一熱管6， 第二熱管7，第三熱管8分別采用分離式熱管，如圖2所示。其運(yùn)行過程與上述實(shí)施例1相 同。上述實(shí)施例在運(yùn)行時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)主調(diào)節(jié)閥3和旁路調(diào)節(jié)閥4的開度來實(shí)現(xiàn)調(diào) 節(jié)回收液化天然氣冷量的大小，用以滿足冷庫的實(shí)際冷負(fù)荷需求。熱管內(nèi)的工質(zhì)為R410A 或氨，通過調(diào)節(jié)傳熱面積可以控制第一熱管、第二熱管和第三熱管蒸發(fā)段的溫度，從而滿足 各個(gè)冷庫不同的溫度要求。
權(quán)利要求基于液化天然氣站和冷庫的熱管式冷能利用裝置，液化天然氣儲(chǔ)罐的出口連接液化天然氣泵，液化天然氣泵出口經(jīng)兩條并聯(lián)連接的主調(diào)節(jié)閥、旁路調(diào)節(jié)閥，其特征在于主調(diào)節(jié)閥出口與熱管式氣化器進(jìn)口相連，旁路調(diào)節(jié)閥出口與熱管式氣化器出口匯合，并連接至終端氣化器入口；終端氣化器出口與天然氣管網(wǎng)相連，第一熱管、第二熱管、第三熱管的冷凝段分別插入熱管式氣化器，其蒸發(fā)段分別插入高溫冷藏庫、低溫冷藏庫、冷凍庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液化天然氣站和冷庫的熱管式冷能利用裝置，其特征在 于所述第一熱管、第二熱管、第三熱管為整體熱管或分離式熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液化天然氣站和冷庫的熱管式冷能利用裝置，其特征在 于所述第一熱管、第二熱管、第三熱管的工質(zhì)為R410A或氨。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于液化天然氣和冷庫的熱管式冷能利用裝置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)是液化天然氣儲(chǔ)罐出口接液化天然氣泵，液化天然氣泵出口經(jīng)兩條并聯(lián)連接的主調(diào)節(jié)閥、旁路調(diào)節(jié)閥，主調(diào)節(jié)閥出口與熱管式氣化器進(jìn)口相連，旁路調(diào)節(jié)閥出口與熱管式氣化器出口匯合，并連接至終端氣化器入口；終端氣化器出口與天然氣管網(wǎng)相連，第一熱管、第二熱管、第三熱管的冷凝段分別插入熱管式氣化器，而蒸發(fā)段分別插入高溫冷藏庫、低溫冷藏庫、冷凍庫。本實(shí)用新型克服了制冷劑泵的運(yùn)行成本高和泄漏風(fēng)險(xiǎn)問題，并具有因各熱管具有不同的蒸發(fā)溫度且易控制，不用額外動(dòng)力，節(jié)能效果顯著，泄漏后果減小到最低限度。
文檔編號(hào)F25D3/10GK201680657SQ20102012808
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者莊駿 申請(qǐng)人:莊駿