專(zhuān)利名稱(chēng)：使液體流氣化的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使液體流氣化的方法，特別是使比如液化天然氣(LNG)的液態(tài)烴流氣化的方法。特別地，本發(fā)明涉及在LNG輸入端處的LNG氣化(有時(shí)也稱(chēng)為“再氣化”)。
背景技術(shù)：
LNG通常主要指液化甲烷，其還包括可變數(shù)量的乙烷、丙烷和丁烷以及微量的戊烷和較重?zé)N組分。通常LNG中的芳香烴類(lèi)和非烴類(lèi)(比如H20、N2、C02、H2S和其他硫化物)等的含量很低，因?yàn)橥ǔＴ谑固烊粴饬饕夯耙呀?jīng)至少部分地除去這些化合物，然后該天然氣以液體形式存儲(chǔ)或輸送。對(duì)于本說(shuō)明書(shū)而言，“烴流”、“LNG”或“天然氣”不應(yīng)當(dāng)被解釋成限于某組成成分，而是一般被看作是液體流，尤其是含烴流。有許多原因希望使天然氣液化。例如，天然氣以液態(tài)形式可以比氣態(tài)形式更容易被存儲(chǔ)和長(zhǎng)距離輸送，這是因?yàn)樗紦?jù)較小體積并且不需要在高壓下存儲(chǔ)。為了使LNG流再氣化，其通常被加壓和氣化。根據(jù)氣體規(guī)格和消費(fèi)者的需求，如果需要，添加選定量的比如N2以獲得具有希望氣體品質(zhì)的天然氣，例如具有選定的熱值(即氣體燃燒時(shí)的能含量)。替代地或另外地，可以通過(guò)從天然氣中除去或向天然氣中添加希望量的乙烷和/或較重?zé)N類(lèi)來(lái)調(diào)整天然氣的熱值。在US 2005/0274126A1中公開(kāi)了一種用于所謂“中間流體型”的LNG再氣化或氣化的方法。更特別地，US 2005/0274126公開(kāi)了一種用于使比如LNG的低溫流體氣化的方法和設(shè)備，其中首先用周?chē)諝庠竭^(guò)換熱表面加熱中間換熱流體，然后換熱表面提供熱以使低溫流體氣化。
發(fā)明內(nèi)容
使LNG再氣化或氣化的已知方法的一個(gè)問(wèn)題是不得不花費(fèi)較高的資本費(fèi)用(CAPEX)。本發(fā)明的一個(gè)目的是使上述問(wèn)題最小化。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使液體流氣化(特別是使LNG再氣化)的替代的中間流體型方法。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于使液體流氣化的方法，所述方法至少包括下列步驟a)將換熱流體供到第一換熱區(qū)，所述換熱流體在閉合回路中循環(huán)；b)將待氣化的液體流供到第一換熱區(qū)；
c)越過(guò)第一換熱區(qū)中的換熱表面將熱從換熱流體提供到液體流，從而使所述液體流氣化并且至少部分地冷凝所述換熱流體；d)移出在步驟c)中獲得的被氣化的液體流；e)移出在步驟c)中獲得的至少部分被冷凝的換熱流體并且將其傳送到第二換熱區(qū)，由此換熱流體在向下流動(dòng)部分中從第一換熱區(qū)向下流到第二換熱區(qū)；f)越過(guò)第二換熱區(qū)中的換熱表面將熱從周?chē)諝馓峁┑街辽俨糠直焕淠膿Q熱流體，從而使換熱流體氣化；g)將被氣化的換熱流體再循環(huán)到第一換熱區(qū)，由此換熱流體在向上流動(dòng)部分中從第二換熱區(qū)向上流到第一換熱區(qū)?？蛇x地，向下流動(dòng)部分和向上流動(dòng)部分被分隔壁分隔開(kāi)。
可選地，分隔壁是熱隔離的?？蛇x地，包括用于向下流動(dòng)部分和向上流動(dòng)部分的分離的管子或管束?？蛇x地，第一換熱區(qū)包括閉合箱體，所述閉合箱體中容納了多根用于待氣化的液體流的基本上平行的管子，其中管子的壁用作第一換熱區(qū)中的換熱表面，換熱流體在入口處供入箱體且在出口處移出箱體，并且在閉合回路中循環(huán)的換熱流體繞管子在由管子的壁和箱體的內(nèi)壁所限定的空間中自由流動(dòng)，并且其中，換熱流體的向上流動(dòng)部分在沿重力方向比箱體的出口更高的入口處被重新弓I入箱體。可選地，一個(gè)以上的閉合回路用于在第一換熱區(qū)和第二換熱區(qū)之間循環(huán)換熱流體。可選地，通過(guò)風(fēng)扇來(lái)增加周?chē)諝獾难h(huán)從而增進(jìn)第二換熱區(qū)中換熱流體和周?chē)諝庵g的換熱?？蛇x地，周?chē)諝獗黄仁寡刂]合回路外部流動(dòng)?？蛇x地，風(fēng)扇放在地面上或地面附近，同時(shí)迫使周?chē)諝庀蛏狭鲃?dòng)?？蛇x地，換熱流體在步驟g)中使用施加于在閉合回路中循環(huán)的換熱流體上的重力來(lái)進(jìn)行再循環(huán)?？蛇x地，所述液體流為液態(tài)烴流。可選地，所述液態(tài)烴流為液化天然氣流?？蛇x地，所述液體流為液態(tài)烴流?？蛇x地，所述液態(tài)烴流為液化天然氣流。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于使液體流氣化的設(shè)備，所述設(shè)備至少包括具有換熱表面的第一換熱區(qū)，待氣化的液體流能越過(guò)第一換熱區(qū)的換熱表面與換熱流體進(jìn)行熱交換；具有換熱表面的第二換熱區(qū)，換熱流體能越過(guò)第二換熱區(qū)的換熱表面與周?chē)諝膺M(jìn)行熱交換；閉合回路，用于從第一換熱區(qū)到第二換熱區(qū)循環(huán)換熱流體，由此換熱流體在向下流動(dòng)部分中從第一換熱區(qū)向下流到第二換熱區(qū)且在向上流動(dòng)部分中從第二換熱區(qū)向上流到第一換熱區(qū)。可選地，向下流動(dòng)部分和向上流動(dòng)部分被分隔壁分隔開(kāi)。可選地，分隔壁是熱隔離的。
可選地，所述設(shè)備包括用于向下流動(dòng)部分和向上流動(dòng)部分的分離的管子或管束?？蛇x地，第一換熱區(qū)包括閉合箱體，所述閉合箱體中容納了多根用于待氣化的液體流的基本上平行的管子，其中管子的壁用作第一換熱區(qū)中的換熱表面，并且還包括入口和出口，所述入口用于在由管子的壁和箱體的內(nèi)壁所限定的空間中將換熱流體的向上流動(dòng)部分供入箱體，所述出口用于將換熱流體從由管子的壁和箱體的內(nèi)壁所限定的空間移出，其中所述入口沿重力方向比所述箱體的出口更高?？蛇x地，一個(gè)以上的閉合回路用于在第一換熱區(qū)和第二換熱區(qū)之間循環(huán)換熱流體?？蛇x地，設(shè)有風(fēng)扇，用來(lái)增加周?chē)諝獾难h(huán)從而增進(jìn)第二換熱區(qū)中換熱流體和周?chē)諝庵g的換熱?？蛇x地，風(fēng)扇放在地面上或地面附近，以迫使周?chē)諝庀蛏狭鲃?dòng)。
可選地，所述第二換熱區(qū)沿重力方向位于低于所述第一換熱區(qū)處。根據(jù)本發(fā)明通過(guò)提供一種使液體流(特別是比如液化天然氣的液態(tài)烴流)氣化的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的或其他目的中的一個(gè)或多個(gè)。所述方法至少包括下列步驟a)將換熱流體供到第一換熱區(qū)，所述換熱流體在閉合回路中循環(huán)；b)將待氣化的液體流供到第一換熱區(qū)；c)越過(guò)第一換熱區(qū)中的換熱表面將熱從換熱流體提供到液體流，從而使液體流氣化并且至少部分地冷凝換熱流體；d)移出在步驟c)中獲得的被氣化的液體流；e)移出在步驟c)中獲得的至少部分被冷凝的換熱流體并且將其傳送到第二換熱區(qū)；f)越過(guò)第二換熱區(qū)中的換熱表面將熱從周?chē)諝馓峁┑街辽俨糠直焕淠膿Q熱流體，從而使換熱流體氣化；g)將被氣化的換熱流體再循環(huán)到第一換熱區(qū)；其中，換熱流體在步驟g)中使用施加于在閉合回路中循環(huán)的換熱流體上的重力來(lái)進(jìn)行再循環(huán)。已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)使用根據(jù)本發(fā)明的方法可顯著減少CAPEX。由于根據(jù)本發(fā)明施加在換熱流體上的重力用于使換熱流體在閉合回路中循環(huán)，因此可使用于泵等的費(fèi)用最小化。在一些情況下閉合回路中的換熱流體的循環(huán)根本不需要泵。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使用根據(jù)本發(fā)明的方法可需要較小的用于使液體流氣化的占地空間。優(yōu)選地，在步驟e)中，換熱流體從第一換熱區(qū)向下流到第二換熱區(qū)。另外，優(yōu)選在步驟g)中，換熱流體從第二換熱區(qū)向上流到第一換熱區(qū)。以這種方式，重力能夠使換熱流體循環(huán)。這種作用與換熱流體的向下流動(dòng)部分和向上流動(dòng)部分之間的密度差相結(jié)合使得用于在閉合回路內(nèi)部循環(huán)換熱流體的機(jī)械泵最小化。換熱流體可以是處于操作條件下的任何合適的流體，并且包括比如丙烷和丁烷的烴、比如氟利昂的鹵化物、氨水、乙二醇與水的混合物、甲酸鹽與水的混合物、甲醇和丙醇
坐寸o
優(yōu)選地，換熱流體在閉合回路所主要具有的壓力下具有低于5°C的沸點(diǎn)，優(yōu)選具有從-10°c IlJo0C的沸點(diǎn)。優(yōu)選地,換熱流體包括化合物，所述化合物選自包括co2、乙燒、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷及其混合物的組。根據(jù)一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例，換熱流體包括大于90% (摩爾百分?jǐn)?shù))的CO2,更優(yōu)選大約100% (摩爾百分?jǐn)?shù))的C02。當(dāng)CO2用于使LNG氣化時(shí)，CO2的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是如果在換熱流體的閉合回路中發(fā)生泄漏，CO2將在泄漏點(diǎn)處凝固從而減小甚至堵塞泄漏點(diǎn)。而且，如果CO2從閉合回路泄漏，CO2不會(huì)產(chǎn)生易燃的混合物。CO2的沸點(diǎn)在30巴到35巴的壓力下是-5. 8°C到-0. 1°C。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是第一和第二換熱區(qū)可具有各種設(shè)計(jì)，而且本發(fā)明不限于某種設(shè)計(jì)，只要可在相應(yīng)流之間存在適當(dāng)換熱接觸即可。優(yōu)選地，第一和第二換熱區(qū)中的換熱接觸是間接的，即在相應(yīng)流之間不發(fā)生物理接觸。在使LNG再氣化的例子中，第二換熱區(qū)的優(yōu)選實(shí)例利用了所謂的“熱管”原理(或者“兩相閉合熱虹吸”原理)。由于“熱管”原理是已知的，比如參見(jiàn)US3229759和US5485670，在此不再進(jìn)行進(jìn)一步討論。
另外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的是第一換熱區(qū)和第二換熱區(qū)可包括幾個(gè)換熱表面。換熱流體的一個(gè)或多個(gè)閉合回路也可用于每一個(gè)和任一個(gè)換熱表面。在另一方面，本發(fā)明涉及一種用于使液體流氣化的設(shè)備，更特別的是使比如液化天然氣的液態(tài)烴流氣化的設(shè)備，所述設(shè)備至少包括-具有換熱表面的第一換熱區(qū)，待氣化的液體流能越過(guò)第一換熱區(qū)的換熱表面與換熱流體進(jìn)行熱交換；-具有換熱表面的第二換熱區(qū)，換熱流體能越過(guò)第二換熱區(qū)的換熱表面與周?chē)諝膺M(jìn)行熱交換；-換熱流體的閉合回路；其中，第二換熱區(qū)沿重力方向位于低于第一換熱區(qū)處。優(yōu)選地，第一換熱區(qū)包括多個(gè)用于待氣化液體的基本上平行的管子。更優(yōu)選的是所述管子的至少一部分壁可用作第一換熱區(qū)中的換熱表面。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，第一換熱區(qū)由支承架支承。優(yōu)選地，換熱流體的閉合回路形成支承架的部件。更優(yōu)選的是存在一個(gè)或多個(gè)閉合回路，所述一個(gè)或多個(gè)閉合回路形成支承架中的一個(gè)或多個(gè)支承腿。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，支承架包括在其間形成a角的第一和第二支承腿，角度a優(yōu)選為從30°到90°，更優(yōu)選大約60°。因此，在這種情況下，可以不存在用于在閉合回路中循環(huán)換熱流體的泵。在又一方面，本發(fā)明提供了使用CO2作為換熱流體或用作換熱流體的組成成分的應(yīng)用。特別地，換熱流體用于使流體氣化，其中待氣化的流體具有低于5°C的溫度，優(yōu)選從-170°C到(TC的溫度。
在下文將根據(jù)下列非限制性附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，其中圖I是示例性處理流程的示意圖，其中包括根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的設(shè)備的示意性透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的設(shè)備的示意性透視圖4是圖3的設(shè)備的示意性剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的設(shè)備的示意性剖面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的設(shè)備的示意性剖面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的設(shè)備的示意性剖面圖；
圖8是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的設(shè)備的示意性剖面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的設(shè)備的示意性剖面圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的設(shè)備的示意性剖面圖。
具體實(shí)施例方式對(duì)于本說(shuō)明書(shū)而言，將為線(xiàn)和在該線(xiàn)上的流指定單一附圖標(biāo)記。相同的附圖標(biāo)記表示同一元件。圖I示意性地顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備(總體以附圖標(biāo)記I表示)的處理流程100。更特別地，圖I顯示了在LNG的輸入端處的再氣化流程。使用泵7從液化天然氣10的LNG儲(chǔ)罐5中移出(通常過(guò)冷的)LNG流20。泵7將LNG 20傳送到氣化器(或“再氣化器”)1的入口 11，在該氣化器中使用換熱流體(將參照?qǐng)D2進(jìn)行討論)來(lái)使LNG氣化，從而獲得(在從出口 12移出之后)可送到格網(wǎng)或氣體管網(wǎng)6的氣態(tài)天然氣流30。不用說(shuō)LNG流20也可從除了儲(chǔ)罐5之外的另一個(gè)源提供，比如直接從LNG運(yùn)輸船的卸載管線(xiàn)提供。另外，如果需要，也可以存在比如明火加熱器的備用加熱器(未顯示)以向換熱流體、LNG流20或(僅部分)被氣化的流30提供額外的熱，從而確保流30中的所有LNG在被送到氣體管網(wǎng)6之前被氣化。圖2示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的氣化器(或再氣化器)I的透視圖。氣化器I包括具有換熱表面的第一換熱區(qū)2,待氣化的LNG可跨過(guò)換熱表面與正在閉合回路4中循環(huán)的換熱流體進(jìn)行熱交換。優(yōu)選地，換熱流體是C02。換熱流體的壓力可根據(jù)環(huán)境條件變化以使換熱最大化和使在設(shè)備I外部形成的冰最少。第一換熱區(qū)2包括閉合箱體15，所述閉合箱體中容納了多根用于待氣化LNG流(在圖I中用20表示)的基本上平行的管子8 (用虛線(xiàn)表示)。為此，LNG流20被供入管子8的入口 21 (管子的入口 21可連接至氣化器I的組合式入口，比如LNG入口 11)。在圖2的實(shí)施例中，管子8的壁用作第一換熱區(qū)2的換熱表面，其中在閉合回路中循環(huán)的換熱流體可繞管子8在由管子8的壁和箱體15的內(nèi)壁所限定的空間中自由流動(dòng)。為此換熱流體在入口 16處供入箱體15，在出口 17處移出箱體15。第一換熱區(qū)2由支承架9支承。此外，氣化器I包括第二換熱區(qū)3，其中在閉合回路4中循環(huán)的換熱流體可與周?chē)諝膺M(jìn)行熱交換。在圖2的實(shí)施例中，換熱流體的閉合回路4和第二換熱區(qū)3形成支承架9的部件。結(jié)果是，第二換熱區(qū)3沿重力方向位于低于第一換熱區(qū)2處。為了實(shí)現(xiàn)周?chē)諝夂偷诙Q熱區(qū)3中的換熱流體之間的增進(jìn)的間接換熱，例如在支承架9中存在通孔13。由于發(fā)生間接換熱，空氣和閉合回路4中的換熱流體之間不存在直接接觸。不用說(shuō)，通孔13可采用包括類(lèi)似切口形的任何合適形狀。
如果需要，可存在風(fēng)扇(14，例如如圖4所示)以增加周?chē)諝庋h(huán)從而增進(jìn)第二換熱區(qū)3中換熱流體和周?chē)諝庵g的換熱。同樣，第二換熱區(qū)3的表面可適用于例如通過(guò)使用翼片(19，例如見(jiàn)圖5)和凹槽等來(lái)增進(jìn)換熱。在使用圖2的實(shí)施例的過(guò)程中，閉合回路4中的換熱流體和待氣化的LNG被(順序或同時(shí)地)供到第一換熱區(qū)2。然后，通過(guò)換熱流體和LNG之間越過(guò)第一換熱器2中的管子8的壁的間接熱交換接觸，LNG被加熱并且以被氣化的形式(在如圖I中的出口 12處的流30)離開(kāi)第一換熱區(qū)2。 換熱流體在第一換熱區(qū)2中被冷卻并且從而至少部分被冷凝。隨后，該至少部分被冷凝的換熱流體被傳送到第二換熱區(qū)3，在該第二換熱區(qū)中越過(guò)第二換熱區(qū)3中的換熱表面被周?chē)諝饧訜幔Y(jié)果是換熱流體被氣化并且再循環(huán)到第一換熱區(qū)2。如果需要，其他熱(除了周?chē)諝庵?可用于加熱換熱流體；該其他熱例如可從太陽(yáng)能電池等處獲得。閉合回路4中的換熱流體使用重力進(jìn)行再循環(huán)。該重力與閉合回路4中的(較冷且較重的)向下流動(dòng)部分40A和(較暖且較輕的)向上流動(dòng)部分40B之間的密度差相結(jié)合使得用于在閉合回路4內(nèi)部循環(huán)換熱流體的機(jī)械泵最小化。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，根本沒(méi)有用于在閉合回路4中循環(huán)換熱流體的泵。在圖2中，向下流動(dòng)部分40A和向上流動(dòng)部分40B被優(yōu)選獨(dú)立的分隔壁18分隔開(kāi)。如果需要，以及為了增進(jìn)第二換熱區(qū)3處的空氣流動(dòng)，第二換熱區(qū)3可包括用于向下流動(dòng)部分40A和向上流動(dòng)部分40B的分離的管子或管束；因此在該情況下，可(至少部分)省略分隔壁18 (也參見(jiàn)圖5)。圖3示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的設(shè)備的透視圖。在圖3中，一個(gè)以上的閉合回路(用4a和4b標(biāo)示)用于循環(huán)換熱流體。不用說(shuō)，任何合適數(shù)量的(通常平行的)閉合回路可用于在第一換熱區(qū)2和第二換熱區(qū)3之間循環(huán)換熱流體。如也在圖2中討論的，第二換熱區(qū)3的閉合回路4a和4b可包括用于向下流動(dòng)部分40A和向上流動(dòng)部分40B的分離的管子或管束。在圖3的實(shí)施例中，閉合回路4a和4b形成第一換熱區(qū)2的支承架9的部件；回路4a和4b分別用作支承架9中的第一和第二支承腿。不用說(shuō)，除了閉合回路4a和4b，可存在另外的結(jié)構(gòu)件來(lái)支承第一換熱區(qū)2。圖4示意性顯示了圖3的設(shè)備I的剖面圖。如所示的，角度a由支承架9的支承腿限定。閉合回路4a和4b形成支承腿的部件。優(yōu)選地，角度a為從30°到90°，優(yōu)選大約 60°。另外，在圖4中顯不了使用風(fēng)扇來(lái)迫使周?chē)諝庋刂]合回路4a和4b外部流動(dòng)，從而增進(jìn)周?chē)諝夂烷]合回路4中的換熱流體之間的換熱。如果需要，風(fēng)扇14還可根據(jù)引導(dǎo)周?chē)諝獾姆绞?向下、向上、以某一角度等)而放在除了所指示的位置之外的位置。如果需要，幾個(gè)設(shè)備I可彼此鄰近地放置(也參見(jiàn)圖5)。圖5-10示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I的其他實(shí)施例的剖面圖。在圖5中所示的幾個(gè)設(shè)備I是平行的。在圖5所示的設(shè)備I中，在換熱流體的向下流動(dòng)部分40A和向上流動(dòng)部分40B的分離管子(或管束)之間不存在分隔壁18。如圖5所示，兩個(gè)相鄰設(shè)備I可共用一個(gè)相同的風(fēng)扇14以迫使周?chē)諝庋刂]合回路4a和4b的外部流動(dòng)。在圖5中，所示的風(fēng)扇14在設(shè)備I的上部部分附近，迫使周?chē)諝庀蛳铝鲃?dòng)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是風(fēng)扇14可放在其他位置。在圖5中還顯示了閉合回路的外部可設(shè)有比如翼片19的換熱增進(jìn)器。例如也可使用凹槽等來(lái)代替翼片19。如圖5所示，閉合回路的外部可設(shè)有適當(dāng)?shù)鼗蚨嗷蛏俚囊砥?。在圖6中，箱體15具有矩形設(shè)計(jì)。另外，風(fēng)扇14放在地面上或地面附近，迫使周?chē)諝庀蛏狭鲃?dòng)。在圖7中顯示了換熱流體的向上流動(dòng)部分40B在沿重力方向比箱體15的出口 17更高的點(diǎn)(入口 16)處被重新引入箱體15。在圖8中顯示了支承架9包括單個(gè)支承腿。另外，顯示了(類(lèi)似于圖7)換熱流體的向上流動(dòng)部分40B在沿重力方向比箱體15的出口 17更高的入口 16處被重新引入箱體15。
圖9顯示了“管中管”布置，其中換熱流體的向下流動(dòng)部分40A被換熱流體的向上流動(dòng)部分40B環(huán)繞(但通過(guò)壁18與換熱流體的向上流動(dòng)部分40B熱隔離)。圖10顯示了一個(gè)其中不存在分隔壁(18，參考圖4)的實(shí)施例。在圖10的實(shí)施例中，閉合回路4a、4b (即換熱流體流經(jīng)的管子或管束)的內(nèi)部的至少一部分設(shè)有由粘著性增強(qiáng)材料構(gòu)成的襯套以獲得沿著這些閉合回路表面的更好的流體分配。這些形成襯套22的粘著性增強(qiáng)材料可以是例如傳導(dǎo)性的多孔或海綿體材料或者可以是帶凸起的或凹凸不平的表面。根據(jù)圖10的實(shí)施例，來(lái)自第一換熱區(qū)2的換熱流體經(jīng)由第二換熱區(qū)3上的襯套22被分配。在第二換熱區(qū)3中的換熱流體被氣化之后，該被氣化的換熱流體向上升并被再循環(huán)到第一換熱區(qū)2。在圖10中，閉合回路4a、4b內(nèi)部只有一部分設(shè)有由粘著性增強(qiáng)材料構(gòu)成的襯套
22。如果需要，閉合回路4a、4b的所有壁或基本上所有壁都可設(shè)有這種襯套22。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解的是在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可以進(jìn)行許多修改。
權(quán)利要求
1.一種用于使液體流氣化的方法，所述方法至少包括下列步驟 a)將換熱流體供到第一換熱區(qū)(2)，所述換熱流體在閉合回路(4)中循環(huán)； b)將待氣化的液體流(20)供到第一換熱區(qū)(2); c)越過(guò)第一換熱區(qū)(2)中的換熱表面將熱從換熱流體提供到液體流，從而使所述液體流氣化并且至少部分地冷凝所述換熱流體； d)移出在步驟c)中獲得的被氣化的液體流(30)； e)移出在步驟c)中獲得的至少部分被冷凝的換熱流體并且將其傳送到第二換熱區(qū)(3)，由此換熱流體在向下流動(dòng)部分(40A)中從第一換熱區(qū)(2)向下流到第二換熱區(qū)(3)； f)越過(guò)第二換熱區(qū)(3)中的換熱表面將熱從周?chē)諝馓峁┑街辽俨糠直焕淠膿Q熱流體，從而使換熱流體氣化； g)將被氣化的換熱流體再循環(huán)到第一換熱區(qū)(2)，由此換熱流體在向上流動(dòng)部分(40B)中從第二換熱區(qū)(3)向上流到第一換熱區(qū)(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中向下流動(dòng)部分(40A)和向上流動(dòng)部分(40B)被分隔壁(18)分隔開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中分隔壁(18)是熱隔離的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括用于向下流動(dòng)部分(40A)和向上流動(dòng)部分(40B)的分尚的管子或管束。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中第一換熱區(qū)(2)包括閉合箱體(15)，所述閉合箱體中容納了多根用于待氣化的液體流(20)的基本上平行的管子(8)，其中管子(8)的壁用作第一換熱區(qū)(2)中的換熱表面，換熱流體在入口(16)處供入箱體(15)且在出口(17)處移出箱體(15)，并且在閉合回路(4)中循環(huán)的換熱流體繞管子(8)在由管子(8)的壁和箱體(15)的內(nèi)壁所限定的空間中自由流動(dòng)，并且其中，換熱流體的向上流動(dòng)部分(40B)在沿重力方向比箱體(15)的出口(17)更高的入口(16)處被重新引入箱體(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中一個(gè)以上的閉合回路(4a、4b)用于在第一換熱區(qū)(2)和第二換熱區(qū)(3)之間循環(huán)換熱流體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中通過(guò)風(fēng)扇(14)來(lái)增加周?chē)諝獾难h(huán)從而增進(jìn)第二換熱區(qū)(3)中換熱流體和周?chē)諝庵g的換熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中周?chē)諝獗黄仁寡刂]合回路外部流動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中風(fēng)扇(14)放在地面上或地面附近，同時(shí)迫使周?chē)諝庀蛏狭鲃?dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中換熱流體在步驟g)中使用施加于在閉合回路(4)中循環(huán)的換熱流體上的重力來(lái)進(jìn)行再循環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述液體流(20)為液態(tài)烴流。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述液態(tài)烴流為液化天然氣流。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述液體流(20)為液態(tài)烴流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述液態(tài)烴流為液化天然氣流。
15.一種用于使液體流氣化的設(shè)備(I)，所述設(shè)備(I)至少包括 具有換熱表面的第一換熱區(qū)(2)，待氣化的液體流能越過(guò)第一換熱區(qū)的換熱表面與換熱流體進(jìn)行熱交換；具有換熱表面的第二換熱區(qū)(3)，換熱流體能越過(guò)第二換熱區(qū)的換熱表面與周?chē)諝膺M(jìn)行熱交換； 閉合回路(4)，用于從第一換熱區(qū)(2)到第二換熱區(qū)(3)循環(huán)換熱流體，由此換熱流體在向下流動(dòng)部分(40A)中從第一換熱區(qū)(2)向下流到第二換熱區(qū)(3)且在向上流動(dòng)部分(40B)中從第二換熱區(qū)(3)向上流到第一換熱區(qū)(2)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中向下流動(dòng)部分(40A)和向上流動(dòng)部分(40B)被分隔壁(18)分隔開(kāi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中分隔壁(18)是熱隔離的。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，包括用于向下流動(dòng)部分(40A)和向上流動(dòng)部分(40B)的分離的管子或管束。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中第一換熱區(qū)(2)包括閉合箱體(15)，所述閉合箱體中容納了多根用于待氣化的液體流(20)的基本上平行的管子(8)，其中管子(8)的壁用作第一換熱區(qū)(2)中的換熱表面，并且還包括入口(16)和出口(17)，所述入口用于在由管子(8)的壁和箱體(15)的內(nèi)壁所限定的空間中將換熱流體的向上流動(dòng)部分(40B)供入箱體(15)，所述出口用于將換熱流體從由管子⑶的壁和箱體(15)的內(nèi)壁所限定的空間移出，其中所述入口(16)沿重力方向比所述箱體(15)的出口(17)更高。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中一個(gè)以上的閉合回路(4a、4b)用于在第一換熱區(qū)(2)和第二換熱區(qū)(3)之間循環(huán)換熱流體。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中設(shè)有風(fēng)扇(14)，用來(lái)增加周?chē)諝獾难h(huán)從而增進(jìn)第二換熱區(qū)(3)中換熱流體和周?chē)諝庵g的換熱。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中風(fēng)扇(14)放在地面上或地面附近，以迫使周?chē)諝庀蛏狭鲃?dòng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求15-22中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第二換熱區(qū)(3)沿重力方向位于低于所述第一換熱區(qū)(2)處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于使液體流氣化的方法，所述方法至少包括以下步驟a)將換熱流體供到第一換熱區(qū)(2)，所述換熱流體在閉合回路(4)中循環(huán)；b)將待氣化的液體流(20)供到第一換熱區(qū)(2)；c)越過(guò)第一換熱區(qū)(2)中的換熱表面將熱從換熱流體提供到液體流，從而使所述液體流氣化并且至少部分地冷凝所述換熱流體；d)移出被氣化的液體流(30)；e)移出至少部分被冷凝的換熱流體并且將其傳送到第二換熱區(qū)(3)；f)越過(guò)第二換熱區(qū)(3)中的換熱表面將熱從周?chē)諝馓峁┑街辽俨糠直焕淠膿Q熱流體，從而使換熱流體氣化；g)將被氣化的換熱流體再循環(huán)到第一換熱區(qū)(2)；其特征在于，換熱流體在步驟g)中通過(guò)使用施加于在閉合回路(4)中循環(huán)的換熱流體上的重力來(lái)進(jìn)行再循環(huán)。
文檔編號(hào)F17C9/02GK102620137SQ20121009438
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2007年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日
發(fā)明者C·K·赫羅特赫伊斯, I·塔納伊娃 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司