Регазификатор-подогреватель газа Российский патент 2023 года по МПК F17C9/02 

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для регазификации сжиженных углеводородных газов, жидкого водорода и других криогенных жидкостей, поступающих из стационарных хранилищ (хабов) и мобильных емкостей и подаче газа потребителю в широком диапазоне расходов.

Известен испаритель криогенной жидкости (патент РФ №2347972, МПК F17C 9/02, опубл. 27.02.2009), содержащий корпус, выполненный в виде двухслойных цилиндрических оболочек, образующих кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя, каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой цилиндров, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и коллекторы для отвода криогенного продукта, при этом на входе в кольцевую полость закреплена крышка, в которой установлены смесительные элементы и воспламенительное устройство, а на выходе закреплен газовод. Данный испаритель криогенной жидкости содержит теплообменники, каналы которых образованы двухслойными цилиндрическими оболочками и при нагреве жидкости и ее испарении в потоке будут возникать кризисные явления, сопровождающиеся кавитацией и неустойчивыми режимами течения парожидкостной среды при изменении нагрузки.

Известен технологический нагреватель (патент РФ №2467260, МПК F24H 3/00, опубл. 20.11.2012), содержащий горелочное устройство, кожухотрубный теплообменник, имеющий наружный пояс теплообменных труб и, по меньшей мере, один внутренний пояс теплообменных труб, дымовую трубу, коллекторы входа и выхода нагреваемой среды, каждая теплообменная труба представляет собой комплект из двух труб - внешней с глухим концом и внутренней с открытым концом, соответственно обращенными в сторону горелочного устройства, образующих внешнюю и внутреннюю полости, при этом внешняя полость сообщена с коллектором входа, а внутренняя полость с коллектором выхода нагреваемой среды. Внутри кожухотрубного теплообменника в его верхней части размещена, по меньшей мере, одна потолочная секция теплообменных труб, расположенная вдоль всей длины теплообменника или вдоль его части. Интенсификаторы теплоотдачи выполнены в виде выштамповок на стенках теплообменных труб, или в виде скрученной ленты на стенках теплообменной трубы, или в виде гофр. Известное устройство малоэффективно для регазификации жидкости, поскольку гидравлические тракты теплообменной трубы, состоящей из двух труб, образуют внутренний и внешний каналы с постоянной площадью проходного сечения. Вследствие испарения жидкости в тракте канала будет реализовываться двухфазный поток с различными структурными формами (пузырьковый, дисперсный, пленочный и прочие), что в свою очередь будет приводить к многочисленным кризисным явлениям: кризису теплоотдачи, кавитации, кризису течения. Перечисленные явления будут затруднять безопасную и управляемую работу устройства.

Известен испаритель сжиженного углеводородного газа (патент РФ №2597633, МПК F17C9/02, опубл. 10.09.2016), содержащий корпус, заполненный жидким промежуточным теплоносителем, полую обечайку с глухим выходным торцом, установленную на оси корпуса. Во внутренней полости обечайки расположен трубопровод подачи сжиженного углеводородного газа, на цилиндрической поверхности которого выполнены ряды радиальных отверстий, причем его выходной торец выполнен глухим. Испаритель также содержит кольцевую камеру сгорания с горелочным устройством, запальное устройство, расположенное на цилиндрической поверхности кольцевой камеры сгорания, трубчатые теплообменные элементы, расположенные вокруг обечайки и соединяющие внутреннюю полость кольцевой камеры сгорания с дымовой трубой, расположенной в выходной части корпуса. Данный испаритель сжиженного углеводородного газа не позволяет работать в широком диапазоне изменения газопотребления и содержит горелочное устройство, которое повышает его пожароопасность.

Известен регазификатор-подогреватель газа (патент РФ №2708479, МПК F17C9/00. опубл. 09.12.2019), ближайший по технической сущности и принятый за прототип, содержащий содержит горелочное устройство, дымовую трубу, теплообменник-нагреватель, состоящий из двух труб - внешней с глухим концом и внутренней с открытым концом, соответственно обращенными в сторону горелочного устройства, и образующих внешний и внутренний каналы. Внутренний канал сообщен с магистралью подачи регазифицируемой жидкости, а внешний канал с патрубком выхода. Теплообменник-испаритель состоит из двух труб - внешней с глухим концом и внутренней с открытым концом, и образующих внешний и внутренний каналы, при этом внешний канал теплообменника-испарителя сообщен с магистралью выхода газа, а патрубок выхода теплообменника-нагревателя сообщен через дроссельное устройство с внутренним каналом теплообменника-испарителя. В данном регазификаторе-подогревателе газа передача тепла к теплообменникам осуществляется огневой нагрев теплообменников, что усложняет его безопасную работу. Кроме этого раздельное размещение дроссельного устройства и теплообменника-испарителя усложняет конструкцию и приводит к увеличению гидравлических потерь по пути регазификатор-теплообменник.

Техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое изобретение заключается в создании регазификатора-подогревателя газа, обеспечивающего безопасный и управляемый процесс регазификации, расширение функциональных возможностей и универсальность конструкции.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении надежности процесса газификации жидкостей, упрощения конструкции за счет использования модулей с однотипными тепловоспринимающими элементами. использования, обеспечения устойчивой работы регазификатора-подогревателя в режиме переменных нагрузок, а также в обеспечении безопасной работы за счет использования вместо горелочных устройств промежуточного теплоносителя.

Технический результат достигается тем, что в установке для регазификации сжиженного газа, содержащей емкость со сжиженным газом, магистраль заправки, коллектор входа, корпус, в котором установлены модули, содержащие различное количество однотипных тепловоспринимающих элементов (ТВЭЛов), с возможностью комбинирования вариантов включения модулей в процесс регазификации, коллектор выхода, магистраль подачи теплоносителя с регулятором расхода, новым является то, что регазификатор-подогреватель газа содержит корпус, в котором заключены модули содержащие ТВЭЛы с возможностью комбинирования вариантов включения модулей, в которых происходит нагрев и испарения сжиженного газа за счет тепла, передаваемого от промежуточного теплоносителем, находящегося в корпусе.

ТВЭЛ содержит внутренний и внешний каналы с дроссельным устройством на выходе из внутренней трубы.

ТВЭЛ содержит закручивающее устройство - лопаточный завихритель в области межтрубного канала (между внутренним и внешним каналом).

На внешней поверхности внутренней трубы ТВЭЛа находятся интенсификаторы теплообмена.

Внутренняя труба ТВЭЛа содержит по крайней мере один сопловой (дроссельный) канал.

Внешний канал ТВЭЛа выполнен с дискретно изменяющейся площадью проходного сечения.

Внешний канал ТВЭЛа выполнен с плавно изменяющейся площадью проходного сечения.

Магистраль подачи теплоносителя содержит регулятор расхода.

Регазификатор-подогреватель газа снабжен а средствами измерения температуры, давления и расхода рабочих тел (регазифицируемой жидкости, паров жидкости и теплоносителя) и системой управления характеристиками процесса регазификации.

Сущность регазификатора-подогревателя газа заключается в следующем: забор жидкости из емкости и подача ее с повышением давления в коллектор входа; подача сжиженного газа в теплообменник, содержащий нагреватель и испаритель и состоящий из корпуса, по крайней мере, с 3 модулями ТВЭЛов (1 ТВЭЛ, 2 ТВЭЛа, 4 ТВЭЛа); закрутка потока жидкости осуществляется в регазификаторе-подогревателе с помощью завихрителя; подвод энергии к потоку жидкости в тепловоспринимающем элементе и нагрев ее до температуры, не превышающей температуру насыщения, которая соответствует давлению жидкости на входе в тепловоспринимающий элемент; подача жидкости в дроссельное устройство; адиабатное расширение нагретой среды в дроссельном канале с образованием двухфазного потока; закрутка двухфазного потока во внешнем канале тепловоспринимающего элемента; подвод энергии к двухфазному потоку до испарения жидкой фазы и нагрев газового потока до заданной температуры, что приводит к повышению надежности и экономичности процесса регазификации криогенных жидкостей и устойчивой работы теплообменников без кризисов кипения, теплоотдачи в его гидравлическом тракте.

На фиг. 1 представлена технологическая схема регазификатора-подогревателя газа.

На фиг. 2 представлен тепловоспринимающий элемент (ТВЭЛ) с неизменными площадями гидравлических трактов, содержащий лопаточный завихритель.

На фиг. 3 представлен тепловоспринимающий элемент (ТВЭЛ) с неизменными площадями гидравлических трактов, содержащий интенсификатор теплоотдачи спиралевидный.

На фиг. 4 представлен тепловоспринимающий элемент (ТВЭЛ) с дискретно изменяющейся площадью гидравлического тракта,

На фиг. 5 представлен тепловоспринимающий элемент (ТВЭЛ) с плавно изменяющейся площадью гидравлического тракта.

Здесь: 1 - емкость; 2 - магистраль заправки; 3 - насос; 4 - коллектор; 5 - корпус; 6 - крышка; 7 - тепловоспринимающий элемент (ТВЭЛ); 8 - модуль, содержащий один ТВЭЛ; 9 - модуль, содержащий два ТВЭЛа; 10 - модуль, содержащий четыре ТВЭЛа; 11 - ресивер, 12 - магистраль выхода газа, 13 - магистраль входа теплоносителя, 14 - магистраль выхода теплоносителя, 15 - блок управления, 16 - труба внешняя, 17 - патрубок входа, 18 - патрубок выхода, 19 - труба внутренняя, 20 - заглушка, 21 - блок форсунок, 22 - форсунка, 23 - лопаточный завихритель (пилон), 24 - интенсификатор теплоотдачи спиралевидный, 25 - труба промежуточная 26 - переходник, 27 - труба коническая, (В₁, В₂, В₃, В₄, В₅, В₆) -вентили запорные, (КЭО₁, КЭО₂, КЭО₃)- клапаны отсечные, (ПСК₁, ПСК₂) - клапаны предохранительные, (С₁, С₂) - свечи. (Р₀, Р₁, Р₂) - датчики давления, (Т₀,Т₁,Т₂,Т₃) - датчики температуры, (КЗ₁) - клапан запорный, (РД₁) - редуктор, G - регулятор-датчик расхода, G_T - регулятор расхода теплоносителя

Регазификатор-подогреватель газа содержит емкость 1, в которой размещается сжиженный газ. Емкость 1 оснащена магистралью заправки 2, датчиком давления Р₀, клапаном предохранительным ПСК-1, свечой С-1,датчиком температуры Т₀, запорными вентилями В-1, В-2, В-3. Емкость 1 соединена трубопроводом с коллектором 4. В трубопроводе, соединяющем емкость 1 с коллектором 4, установлены: вентиль запорный В6, байпасная магистраль с насосом 3 и запорными вентилями В-4, В-5, регулятор-датчик расхода G. Коллектор 4 оснащен датчиком температуры Т₁ и датчиком давления Р₁. Коллектор 4 соединен индивидуальными трубопроводами с одним или более модулями, в состав которых входят один или более тепловоспринимающих элементов (ТВЭЛов) 7. На фиг. 1 показано три модуля: модуль 8, содержащий один ТВЭЛ, модуль 9, содержащий два ТВЭЛа, модуль 10, содержащий четыре ТВЭЛа. Количество ТВЭЛов в модуле определяется выражением: где n - число ТВЭЛов в модуле, i - порядковый номер модуля. В трубопроводе, соединяющем коллектор 4 с каждым из модулей, установлены управляемые клапаны отсечные. Например, для регазификатора-подогревателя модульного, содержащего три модуля, это клапан отсечной КЭО₁, перед модулем 8, клапан отсечной КЭО₂, перед модулем 9, клапан отсечной КЭО₃, перед модулем 10. В качестве отсечных клапанов могут быть использованы отсечные или запорные клапаны с пневматическим, электрическим и механическим типами управления. Модули монтируются на крышке 6 и помещаются в корпус 5, через полость которого прокачивается теплоноситель. Корпус 5 содержит магистраль входа теплоносителя 13 с регулятором расхода теплоносителя G_T, датчиком температуры теплоносителя Т_Т и магистраль выхода теплоносителя 14. Регазификатор-подогревателя газа оснащен блоком управления 15, в который поступает измерительная информация от датчиков температуры, давления и расхода. Датчики температуры, давления и расхода имеют возможность вырабатывать электрический выходной сигнал. Блок управления 15 осуществляет управление и контроль параметрами процесса регазификации (температурой, давлением и расходом рабочих тел) и позволяет передавать информацию на вышестоящий уровень и получать и исполнять команды управления

ТВЭЛы 7, из которых составляются модули, выполнены по схеме трубы Фильда (труба в трубе) и могут иметь различные варианты конструкции: ТВЭЛ с неизменными площадями гидравлических трактов, содержащий лопаточный завихритель (фиг. 2); ТВЭЛ с неизменными площадями гидравлических трактов, содержащий интенсификатор теплоотдачи спиралевидный (фиг. 3); ТВЭЛ с дискретно изменяющейся площадью гидравлического тракта, (фиг. 4); ТВЭЛ с плавно изменяющейся площадью гидравлического тракта (фиг. 5).

ТВЭЛ с неизменными площадями гидравлических трактов (фиг. 2) содержит патрубок входа 17, который соединен с трубой внутренней 19. Труба 19 помещена в трубу внешнюю 16. Внешняя труба содержит заглушку 20 и патрубок выхода 18. Патрубок выхода 18 присоединен к трубе внешней 16 тангенциально. На трубе внутренней 19, со стороны противоположной от входа, установлен блок форсунок 21, содержащий одну или более форсунок 22. Канал форсунки (форсунок) ориентирован таким образом, чтобы придавать потоку как тангенциальную, так и осевую составляющие скорости потока, истекающего из форсунок. В кольцевом канале между внешней 16 и внутренней 19 трубами установлен лопаточный завихритель 23, который закручивает поток, обеспечивает устойчивость конструкции, и одновременно является тепловым мостом между внешней 16 и внутренней 19 трубами.

ТВЭЛ с неизменными площадями гидравлических трактов, содержащий интенсификатор теплоотдачи спиралевидный (фиг. 3), по конструкции аналогичен ТВЭЛУ, представленному на фиг. 2. Отличия заключаются в том, что у ТВЭЛа (фиг. 3) отсутствует лопаточный завихритель, а на внутренней поверхности трубы внешней 16 смонтирован интенсификатор теплоотдачи спиралевидный 24. Интенсификатор теплоотдачи 24 выполняется из трубки или прутка. Интенсификатор теплоотдачи 24 монтируется таким образом, чтобы обеспечивался надежный тепловой контакт с трубой внешней 16, например, припаиванием или сваркой.

ТВЭЛ с дискретно изменяющейся площадью гидравлического тракта (фиг 4) , содержит патрубок входа 17, который соединен с трубой внутренней 19. На трубе внутренней 19, со стороны противоположной от входа, установлен блок форсунок 21, содержащий одну или более форсунок 22. Труба 19 помещена в наружную обечайку, которая состоит из трубы промежуточной 25 с заглушкой 20, переходника 26 и трубы внешней 16 с патрубком выхода 18. Таким образом гидравлический тракт ТВЭЛа (фиг. 4) представляет собой канал с дискретно изменяемой площадью гидравлического тракта. 16. На внутренней поверхности трубы внешней 16 смонтирован интенсификатор теплоотдачи спиралевидный 24. На трубе внутренней смонтирован лопаточный завихритель (пилон) 23, который закручивает поток, обеспечивает устойчивость конструкции, и одновременно является тепловым мостом между трубой внутренней 19 и трубой промежуточной 25.

ТВЭЛ с плавно изменяющейся площадью гидравлического тракта (фиг. 5) содержит трубу внутреннюю 19 с патрубком входа 17, блоком форсунок 21 и форсунками 22, аналогично конструкции ТВЭЛов (фиг. 2, 3). Труба внутренняя 19 ТВЭЛа с плавно изменяющейся площадью гидравлического тракта (фиг. 5) помещена в наружную обечайку, которая состоит из трубы внешней, трубы конической 27 с заглушкой 20. Труба внешняя содержит патрубок выхода 18, который присоединен (приварен) к трубе 16 тангенциально. Гидравлический тракт ТВЭЛа (фиг. 5), образованный трубой внутренней 19 и трубой конической, представляет собой канал с плавно изменяющейся площадью гидравлического тракта. На трубе внутренней смонтирован лопаточный завихритель (пилон) 23, который закручивает поток, обеспечивает устойчивость конструкции, и одновременно является тепловым мостом между трубой внутренней 19 и трубой конической 27.

Выходные патрубки 18 ТВЭЛов (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) соединены трубопроводами с ресивером 11. В трубопроводе перед ресивером 11 установлен редуктор РД-1, клапан запорный КЗ₁ и предохранительный клапан ПСК₂ со свечой С₂. Ресивер оснащен датчиком давления Р₂ и датчиком температуры Т₂. Рессивер 11 содержит магистраль выхода 12.

Регазификатор-подогреватель газа работает следующим образом. Перед началом работы емкость 1 заправляется сжиженным газом через магистраль заправки 2 при открытых вентилях В₁ и В₂ и закрытом вентиле В₃ до объема не превышающего 85% номинального объема емкости и образованием паровой подушки. Температура и давление жидкости в емкости 1 из меряется датчиками Р₀ и Т₀. Полость корпуса 5, в котором помещены модули с ТВЭлами 7, заполнена теплоносителем. Для обеспечения безопасной работы регазификатора-подогревателя газа емкость 1 оснащена предохранительным клапаном ПСК-1, который открывается при достижении давления в емкости, превышающем предельно допустимое давление. Газ из предохранительного клапана поступает на свечу С-1.

Для осуществления процесса регазификации вентиль В₁ закрывается, а вентиль В₃ открывается. Одновременно осуществляется циркуляция теплоносителя через полость корпуса 5, имеющего определенную температуру Т₃≥Т₂, где Т₂ температура в ресивере, задаваемая потребителем газа. В качестве теплоносителя могут быть использованы: вода естественных водоемов (рек, озер, морей); жидкости, циркулирующие в системах охлаждения энергоустановок и прочие нагретые жидкости (низкопотенциальные источники тепла). Из емкости 1 жидкость через открытые вентили В₂ и В₃ поступает в коллектор 4. Подача жидкости в коллектор 4 осуществляется либо принудительно с помощью насоса 3 при закрытом вентиле В₆ и открытых вентилях В₄ и В₅, либо самовытеснением при закрытых вентилях В₄ и В₅ и открытом вентиле В₆, под давлением паров в газовой подушке, при закрытых вентилях В₄ и В₅ и открытом вентиле В₆. Давление и температура жидкости в коллекторе 4 измеряются датчиками P₁ и T₁. Из коллектора 4 жидкость поступает в один или более модулей через клапаны отсечные (КЭО₁, КЭО₂, КЭО₃) в ТВЭЛы 7. Комбинация положения «открыто-закрыто» клапанов отсечных (КЭО₁, КЭО₂, КЭО₃) позволяет дискретно регулировать расход жидкости, поступающей на регазификацию, кратно расходу через единичный ТВЭЛ, соответствующий величине расхода 1S (здесь за S принимается условная единица). Например, при открытом клапане отсечном КЭО₁ и закрытых клапанах отсечных КЭО₂, КЭО₃ производительность регазификатора - подогревателя газа модульного равняется 1G, при открытом клапане отсечном КЭО₂ и закрытых клапанах КЭО₁ и КЭО₃, производительность будет 2S, при открытых клапанах КЭО₁, КЭО₂ и закрытом клапане КЭО₃ производительность будет 3S. Согласно схеме с тремя модулями, представленной на фиг. 1, комбинация положения «открыто-закрыто» клапанов отсечных КЭО₁, КЭО₂, КЭО3 обеспечивает дискретное изменение производительности регазификатора от 1S до 7S. При использовании большего числа модулей диапазон дискретного регулировании производительности может составлять любое заданное значение. Наряду с дискретным регулированием производительности возможно плавное регулирование производительности с помощью регулятора-датчика расхода G. Поскольку потребности в газе потребителя подвержены существенным колебаниям нагрузок (сезонные, суточные, а в мобильных энергоустановках и мгновенные), то дискретное и плавное регулирование подачей газа в широком диапазоне расходов и возможность динамического управления процессом регазификации повышает надежность работы регазификатора расширяет его функциональные возможности. Модульный принцип построения регазификатора и оснащение модулей однотипными ТВЭЛами унифицирует и упрощает конструкцию регазификатора.

Жидкость в ТВЭЛы поступает через входной патрубок 17, через внутреннюю трубу 19 направляется в блок форсунок 21 и далее в форсунки 22 (фиг. 2, 3,4,5). В форсунках 22 осуществляется дросселирование жидкости, сопровождающееся ее распылением, частичным испарением и образованием за форсунками 22 дисперсного парожидкостного потока, в котором несущей средой является пар с рассредоточенными в нем каплями жидкости (Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. – М.: Энергоиздат, 1981. стр. 391). Необходимым и достаточным условием образования двухфазного потока на выходе из форсунок 22 является выполнение требования: давление в полости ТВЭЛа между трубой внутренней 19 и трубой внешней 16 должно быть меньше или равно давлению насыщения, соответствующего температуре жидкости Т₀ (температуре жидкости в емкости 1). Величина этого давления контролируется датчиком Р₂, установленном в рессивере 11 (фиг. 1). Режим работы регазификатора, задается таким образом, чтобы Р₂<Ps(T₀), где Ps(T₀) давление насыщенных паров регазифицируемой жидкости при температуре Т₀.

Форсунки 22 в блоке форсунок 21 ориентированы таким образом, чтобы придавать скорости потока, истекающему в полость ТВЭЛа между трубой внешней 16 и трубой внутренней 19, как тангенциальную, так и осевую составляющие скорости потока. Дополнительная закрутка потока в полости ТВЭЛа обеспечивается лопаточным завихрителем 23, установленным между трубой внешней 16 и трубой внутренней 19 (фиг. 2), завихрителем 23, установленным между тубой промежуточной 25 и трубой внутренней 19 (фиг. 4), завихрителем 23, установленным между трубой конической 27 и трубой внутренней 19 (фиг. 5) и интенсификатором теплоотдачи спиралевидным 24, установленным на внутренней стенке трубы внешней 16 (фиг. 3, 4)

Закрутка потока способствует высокому совершенству тепло- и массообменных процессов в ТВЭЛах (фиг. 2,3,4,5). Это обусловлено дрейфом жидкой (тяжелой) фазы в закрученном парожидкостном потоке к внутренним стенкам гидравлического тракта ТВЭЛа (внутренние стенки трубы внешней 16, трубы промежуточной 25, трубы конической 27). В результате действия массовых сил будет обеспечиваться орошение стенок и образованием на стенках канала жидкой пленки. Наличие жидкости на стенке канала в виде пленки или ее фрагментов обеспечивает высокие, по сравнению с газовой средой, коэффициенты теплоотдачи. (Г.А. Мухачев, В.К. Щукин. Термодинамика и теплопередача. Учебн для авиационных ВУЗов. М.: Высшая школа. 1991, стр. 437-441). Аналогичную функцию, улучшение условий теплоотдачи, выполняет интенсификатор теплоотдачи спиралевидный 24, установленный на внутренней стенке трубы внешней 16 в ТВЭЛах (фиг. 3 и 4). Наряду с закруткой потока, интенсификатор теплоотдачи спиралевидный увеличивает поверхность теплоотдачи и турбулизирует поток, что способствует увеличению теплового потока от стенки к нагреваемой среде.

В регазификаторе подогревателе газа осуществляется передача тепла от теплоносителя, омывающего ТТВЭЛы с внешней стороны, к регазифицируемой жидкости, поступающей в ТВЭЛы. Вследствие подвода тепла к жидкости она испаряется. Образовавшийся пар (газ) нагревается до заданной температуры и поступает в патрубок выхода 18 (фиг. 2, 3, 4, 5). Тангенциальное соединение патрубка выхода с трубой внешней способствует поддержанию тангенциальной составляющей скорости потока в гидравлическом такте ТВЭЛа и интенсификации процессов теплоотдачи. Нагретый в ТВЭЛах газ через патрубки выходы 18 по трубопроводам поступает в ресивер 11 (фиг. 1). Из ресивера 11 газ поступает в магистраль потребителя 12. В трубопроводе перед ресивером 11 установлен редуктор РД₁ и предохранительный клапан ПСК₂. Редуктор РД₁ предназначен для стабилизации давления в ресивере 11 и магистрали потребителя. Предохранительный клапан ПСК₂ обеспечивает безопасную работу регазификатора и срабатывает при достижения предельно допустимого давления в ресивере 11, в случае превышения давления и для поддержания заданного давления газа в ресивере 11 в трубопроводе Т₂.

Из ресивера 11 пар поступает в магистраль выхода газа 12. Температура и давление пара, поступающего потребителю, регулируются блоком управления 15 с помощью управляемой подачи теплоносителя с помощью регулятора расхода теплоносителя и его температуры, регулирование расхода пара, поступающего потребителю, обеспечивается (дискретно) комбинацией подключаемых к ресиверу модулей и плавно регулятором-датчиком расхода G.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для регазификации сжиженных углеводородных газов, жидкого водорода и других криогенных жидкостей. Регазификатор-подогреватель газа содержит корпус с тепловоспринимающими элементами, состоящими из двух труб - внешней с заглушенным торцом и внутренней с открытым концом, образующих соответственно внешний - выходной и внутренний - входной каналы, магистраль подачи регазифицируемой жидкости, магистраль отвода газа к потребителю, магистраль выхода теплоносителя из корпуса. Корпус содержит магистраль входа теплоносителя внутрь корпуса с регулятором расхода теплоносителя и с датчиком температуры теплоносителя. Тепловоспринимающие элементы объединены в модули. Каждый модуль включает в себя один или более тепловоспринимающих элементов и через отсечной клапан подсоединен к магистрали подачи регазифицируемой жидкости через внутренние входные каналы тепловоспринимающих элементов данного модуля, а через внешние выходные каналы тепловоспринимающих элементов - к магистрали отвода газа к потребителю. Технический результат заключается в повышении надежности процесса газификации жидкостей, упрощении конструкции, а также в обеспечении безопасной работы. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Регазификатор-подогреватель газа, содержащий корпус с тепловоспринимающими элементами, состоящими из двух труб - внешней с заглушенным торцом и внутренней с открытым концом, образующих соответственно внешний - выходной и внутренний - входной каналы, магистраль подачи регазифицируемой жидкости, магистраль отвода газа к потребителю, магистраль выхода теплоносителя из корпуса, отличающийся тем, что корпус содержит магистраль входа теплоносителя внутрь корпуса с регулятором расхода теплоносителя и с датчиком температуры теплоносителя, тепловоспринимающие элементы объединены в модули, при этом каждый модуль включает в себя один или более тепловоспринимающих элементов, каждый модуль через отсечной клапан подсоединен к магистрали подачи регазифицируемой жидкости через внутренние входные каналы тепловоспринимающих элементов данного модуля, а через внешние выходные каналы тепловоспринимающих элементов каждый модуль подсоединен к магистрали отвода газа к потребителю.

2. Регазификатор-подогреватель газа по п. 1, отличающийся тем, что в магистрали отвода газа к потребителю установлен ресивер, оснащенный датчиком давления и датчиком температуры, кроме того, перед ресивером установлен редуктор, клапан запорный и предохранительный клапан.

3. Регазификатор-подогреватель газа по п. 1, отличающийся тем, что тепловоспринимающие элементы, из которых составлены модули, выполнены по схеме труба в трубе, каждый тепловоспринимающий элемент содержит патрубок входа, соединенный с внутренней трубой, которая помещена в трубу внешнюю с заглушенным торцом и имеющую патрубок выхода, присоединенный к ней тангенциально, на трубе внутренней со стороны, противоположной от входа, установлен блок форсунок, содержащий одну или более форсунок, при этом каналы форсунок ориентированы как тангенциально, так и по осевой составляющей скорости потока, истекающего из форсунок.

4. Регазификатор-подогреватель газа по п. 1, отличающийся тем, что в кольцевом канале между внешней и внутренней трубами тепловоспринимающего элемента установлен лопаточный завихритель.

5. Регазификатор-подогреватель газа по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности внешней трубы тепловоспринимающего элемента смонтирован интенсификатор теплоотдачи спиралевидный, выполненный из трубки или прутка.

6. Регазификатор-подогреватель газа по п. 1, отличающийся тем, что тепловоспринимающий элемент выполнен с дискретно изменяемой площадью гидравлического тракта или с плавно изменяющейся площадью гидравлического тракта.

7. Регазификатор-подогреватель газа по п. 1, отличающийся тем, что он имеет блок управления, в который поступает измерительная информация от датчиков температуры, давления и расхода.