CN212132012U - 一种使用微通道换热的船用lng供气系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种使用微通道换热的船用LNG供气系统，属于船用设备技术领域，包括LNG储罐、LNG燃料泵、换热装置、热流体加热模块和缓冲罐，换热装置下游通过回流管道流回LNG储罐，换热装置内设有换热芯体，换热芯体内设置有多个贯通密集分布的微通道，冷流体和热流体在微通道内互相间隔，紧密接触，微通道采用Z字型布置，增强了LNG流体的扰动，增强了换热效果，单位体积的换热面积也大大增加，在满足换热需求的条件下，极大的缩小了换热装置的体积，可缩小到常规换热器体积的1/6；同时，换热装置和微通道体积的减小，使得系统在停止运行时存留在换热装置内的积液量也大大减少，有效降低了系统的风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及船用设备技术领域，特别涉及一种使用微通道换热的船用LNG供气系统。
背景技术
近年来，全球对船舶有害气体排放的控制日趋严格，由于国际海事组织(IMO)的明确的硫排放限制要求，船舶使用天然气燃料逐渐成为一种趋势。船舶使用天然气燃料，必须安装船用LNG供气系统。目前普遍的情况是，船舶配备可使用传统燃料油及LNG燃料的双燃料动力系统，并根据实际需要进行切换。
由于船上空间非常有限，这要求LNG供气系统结构尽量紧凑，在满足系统功能的前提下，高空间利用率是系统追求的目标。
目前，通常的船用LNG供气系统中的LNG气化器一般使用管壳式或其它常规换热器，采用常规大小的换热通道，使得换热器在系统中占据了很大空间。而且，在系统停止运行时，由于换热器体积和换热管道较大，换热器中容易积存较多的LNG。这部分LNG受热气化后容易产生超压，给系统带来潜在的危险。而如果将这部分气体排出，则不符合越来越严格的环保要求，同时产生的浪费也较大。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种使用微通道换热的船用LNG供气系统，通过将换热装置内的换热芯体设置多个水力直径较小的微通道进行热流体和冷流体的换热，有效的减小了供气系统中LNG气化器的体积，使供气系统结构更加紧凑，同时减少了换热装置内的可能存在的LNG积液。
实现上述目的的技术方案是：
本实用新型提供一种使用微通道换热的船用LNG供气系统，包括依次连接的LNG储罐、LNG燃料泵、换热装置、热流体加热模块和缓冲罐，换热装置的下游通过回流管道连接LNG储罐，缓冲罐的下游分别连接发动机和用户端，所述换热装置内设有换热芯体，所述换热芯体内贯通分布有互相间隔的多个微通道，所述微通道的水力直径为0.5～2mm，远小于常规换热通道，所述换热芯体的两端设有集流管。
进一步地，所述换热芯体由多层金属板片贴合焊接形成，根据安装空间的大小可以将换热芯体设计成不同的形状，以与供气系统相匹配，所述微通道开设于所述金属板片的表面，所述换热芯体的侧面包覆有密封装置，起到密封作用。
进一步地，所述表面包括上表面和下表面，所述上表面和下表面对称设有沟槽，所述微通道由相邻两金属板片上相对的沟槽组成；或，所述上表面为平面，所述下表面设有深沟槽，所述微通道由所述深沟槽和相邻金属板片的上表面组成，通过在金属板片上蚀刻沟槽或深沟槽形成微通道，成型后再通过堆叠焊接的方式将所有的金属板片贴合连接，且整体体积小，换热效率高。
进一步地，所述金属板片是不锈钢。
进一步地，所述微通道呈直线型或Z型，以提高换热效率。
进一步地，还包括有紧凑型BOG回收处理装置，所述BOG回收处理装置的其中一端连接LNG储罐的气相部份，另一端连接所述LNG储罐，以将LNG储罐内的BOG液化成LNG返回到LNG储罐内，降低LNG储罐的压力，降低系统风险。
有益效果：同现有技术相比，本实用新型的不同之处在于，本实用新型提供的使用微通道换热的船用LNG供气系统，包括LNG储罐、LNG燃料泵、换热装置、热流体加热模块和缓冲罐，换热装置的下游通过回流管道流回LNG储罐，换热装置内设有换热芯体，换热芯体内设置有多个贯通密集分布的微通道，冷流体和热流体在微通道内互相间隔，紧密接触，微通道采用Z字型布置，增强了LNG流体的扰动，增强了换热效果，单位体积的换热面积也大大增加，在满足换热需求的条件下，极大的缩小了换热装置的体积，可减小到常规换热器体积的1/6，使整个系统的结构更加紧凑、稳固，易于在船舶有限空间中使用；同时，换热装置和微通道体积的减小，使得系统在停止运行时存留在换热装置内的积液量也大大减少；另外，在LNG储罐上设置有紧凑型BOG回收处理装置，将LNG储罐内累积的BOG进行液化处理，有效降低了BOG压力增高所带来的潜在的危险，避免了不必要的BOG排放，减少了资源的浪费，更加环保。
附图说明
图1为本申请一较佳实施例的使用微通道换热的船用LNG供气系统的流程图。
图2为本申请中Z字型微通道的剖面示意图。
其中，1-LNG罐体，2-LNG燃料泵，3-换热装置，31-微通道，32-金属板片，4-热流体加热模块，5-缓冲罐，51-回流管道，6-发动机，7-用户端，8-BOG回收处理装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
参阅图1和图2所示，本实用新型提供一种使用微通道换热的船用LNG供气系统，包括依次连接的LNG储罐1、LNG燃料泵2、换热装置3、热流体加热模块4和缓冲罐5，缓冲罐5的下游分别连接发动机6和用户端7，其中，LNG从LNG罐体1内被LNG燃料泵2泵入换热装置3中，LNG被换热装置3加热气化，之后经过缓冲罐5供给发动机6和用户端7，换热装置3中的热流体经热流体加热模块4加热，换热装置3的下游通过回流管道51连接LNG储罐1，使LNG气化后的一部分气体根据需要回流到LNG储罐1内，防止LNG储罐1内压力过低；
所述换热装置3内设有换热芯体，所述换热芯体内贯通分布有互相间隔的多个微通道31，互相间隔，紧密分布，进行冷流体和热流体的热量交换，其中微通道31优选为Z字型，以增强LNG流体在微通道31内的扰动，提高换热效率，所述微通道31的水力直径为0.5～2mm，远小于常规换热通道，所述换热芯体的两端设有集流管，用于分配和汇集冷热流体；
试验表明，微通道换热装置3可承受-196℃-800℃以及高达500bar压力的工作环境，在相同的热载荷条件下，微通道换热装置3的体积约为传统管壳式换热器的1/6，结构非常紧凑，并且具有极高的安全性和稳定性。
优选地，所述换热芯体由多层金属板片32在高温高压下，采用特殊的焊接工艺堆叠成块形成，根据安装空间的大小可以将换热芯体设计成不同的形状，以与供气系统相匹配，所述微通道31采用化学蚀刻工艺开设于所述金属板片32的表面，所述换热芯体的侧面包覆有密封装置，起到密封作用，确保换热效果。
优选地，所述表面包括上表面和下表面，所述上表面和下表面对称设有沟槽，所述微通道31由相邻两金属板片32上相对的沟槽组成；或，所述上表面为平面，所述下表面设有深沟槽，所述微通道31由所述深沟槽和相邻金属板片32的上表面组成，通过在金属板片32上蚀刻沟槽或深沟槽形成微通道，成型后再通过堆叠焊接的方式将所有的金属板片32贴合连接，加工方便，且整体体积小，换热效率高，单位体积的换热面积远大于常规换热器。
优选地，所述金属板片32是不锈钢，方便蚀刻加工，坚实耐用，利于LNG流体的流动。
优选地，还包括有紧凑型BOG回收处理装置8，所述BOG回收处理装置8的其中一端通过回流管道51连接到LNG储罐顶部的气相部分，即BOG回收处理装置8与回流管道51共用一个管道，节约材料和成本，另一端连接所述LNG储罐1，当系统停止运行的时间较长，LNG储罐内1的BOG累积起来而使LNG储罐1内的压力升高，压力达到或超出设定值时，开启BOG回收处理装置8，将LNG储罐1顶部的BOG通过回流管道51经BOG回收处理装置8液化成LNG再返回到LNG储罐1内，不仅可以降低系统的超压风险，避免了不必要的BOG排放，减少了资源的浪费和对环境的影响；
紧凑型BOG回收处理装置8虽不能实现BOG完全的液化，但有效回收率比较高，而且流程简单，占据空间小，使用常温压缩机，整个装置更加小型和紧凑，非常适合这种处理装置使用频率不高、处理量较小的工作状态。
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种使用微通道换热的船用LNG供气系统，包括依次连接的LNG储罐、LNG燃料泵、换热装置、热流体加热模块和缓冲罐，换热装置的下游通过回流管道连接LNG储罐，缓冲罐的下游分别连接发动机和用户端，其特征在于，所述换热装置内设有换热芯体，所述换热芯体内贯通分布有互相间隔的多个微通道，所述微通道的水力直径为0.5～2mm，所述换热芯体的两端设有集流管。
2.如权利要求1所述的使用微通道换热的船用LNG供气系统，其特征在于：
所述换热芯体由多层金属板片贴合焊接形成，所述微通道开设于所述金属板片的表面，所述换热芯体的侧面包覆有密封装置。
3.如权利要求2所述的使用微通道换热的船用LNG供气系统，其特征在于：
所述表面包括上表面和下表面，所述上表面和下表面对称设有沟槽，所述微通道由相邻两金属板片上相对的沟槽组成；或，所述上表面为平面，所述下表面设有深沟槽，所述微通道由所述深沟槽和相邻金属板片的上表面组成。
4.如权利要求2或3所述的使用微通道换热的船用LNG供气系统，其特征在于：
所述金属板片是不锈钢。
5.如权利要求1至3任一项所述的使用微通道换热的船用LNG供气系统，其特征在于：
所述微通道呈直线型或Z型。
6.如权利要求1所述的使用微通道换热的船用LNG供气系统，其特征在于：
还包括有BOG回收处理装置，所述BOG回收处理装置的其中一端连接所述LNG储罐的气相部分，另一端连接所述LNG储罐。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112539884A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-23 | 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司 | 一种微通道换热核心的水压试验方法 |
| CN112763335A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-07 | 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司 | 一种微通道换热核心的气压试验方法 |
| CN113418135A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-09-21 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种新型船用lng燃料的自增压供气系统及其控制方法 |
| WO2024113676A1 (zh) * | 2022-11-29 | 2024-06-06 | 美的集团股份有限公司 | 换热器和空调系统 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112539884A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-23 | 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司 | 一种微通道换热核心的水压试验方法 |
| CN112763335A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-07 | 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司 | 一种微通道换热核心的气压试验方法 |
| CN112763335B (zh) * | 2020-12-24 | 2023-12-08 | 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司 | 一种微通道换热核心的气压试验方法 |
| CN112539884B (zh) * | 2020-12-24 | 2023-12-08 | 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司 | 一种微通道换热核心的水压试验方法 |
| CN113418135A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-09-21 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种新型船用lng燃料的自增压供气系统及其控制方法 |
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