專利名稱：通過使用產熱流體的熱交換蒸發低溫液體的方法
技術領域：
本發明涉及一種通過與產熱流體(例如氣態氮)進行熱交換來使低溫液體(例如 液化天然氣)蒸發的方法。
背景技術：
為了通過產熱流體加熱和蒸發液化天然氣(gaz nature 1 liquefie, GNL)或同類 型的低溫液體以便從GNL恢復冷能，過去已經采用以下三個選項之一· 一種技術，該技術在于卷繞成扁平線圈形式的系統，該系統包括兩個由帶聯接在 一起的管件。管件橫向于扁平線圈地焊接或延展到集管上；·釬焊型板翅式熱交換器；·卷繞式管狀熱交換器。如果希望回收冷能以使風煤氣液化，必須避免氮或氧被烴類氣體意外污染，特別 是當天然氣在高于風煤氣壓力的壓力下通過熱交換器循環時。管形的幾何形狀的熱效率不是很高，并且通常導致由留余度 (surdimensionnement)產生的浪費。另外，現有的甲烷終端設備和現有的空氣分離設備往往不具有在關閉和重啟期間 避免突然的熱瞬變所需的設備，這導致熱沖擊并從而損壞熱交換器。

發明內容
本發明的一個主題是一種通過在板翅式熱交換器中與第二流體進行熱交換來加 熱第一流體的方法，在該方法中第一流體在第一組(或系列)分開的通道中被加熱，第二流 體在第二組分開的通道中被冷卻，其特征在于，第一組中的各個通道與第二組中最近的通 道由包括翅片(或散熱片)的輔助通道分開，惰性氣體在該輔助通道中循環。可選地-第一流體由液化天然氣構成，該液化天然氣在第一組分開的通道中被蒸發或加執.
y 、人 -第二流體由氣態氮構成，該氣態氮在第二組分開的通道中被冷卻或液化；-惰性氣體的壓力比第一流體和第二流體的壓力高至少0.1巴、或甚至高至少0. 5 巴；-惰性氣體的壓力比第一流體和第二流體的壓力低至少0.1巴、或甚至低至少0. 5 巴；-惰性氣體為氣態氮；_被送入至少一些輔助通道內的惰性氣體隨后被送到大氣或火焰(torCh6)中；-第一和第二流體中的一者的至少一個進入箱(boite)和/或排出箱與第一和 第二流體中的另一者在其中循環的通道借助于雙屏障分開，所述屏障可能分隔出非工作區 (死角區)；
-第一流體在至少60巴的絕對壓力下被加熱。本發明的另一個主題是一種啟動板翅式熱交換器的方法，在該方法中，在充分工 作狀態下，通過在板翅式熱交換器中與第二流體進行熱交換來加熱第一流體，第一流體在 第一組分開的通道中被加熱，第二流體在第二組分開的通道中被冷卻，其特征在于，第一組 中的各個通道與第二組中最近的通道由包括翅片的輔助通道分開，并且在啟動期間，將溫 度低于環境溫度的、可能處于低溫(cryogSnique)溫度的惰性氣體送入至少一個輔助通道 以加速冷卻。


下面參照附圖對本發明進行詳細描述。圖1至圖3示出用于根據本發明工作的交換器的各種類型的通道的截面圖，該截 面圖是沿交換器的縱向所作。圖1示出輔助的惰性氣體通道，圖2示出GNL通道，圖3示出 用于待加熱的氮的通道。圖4至圖6示出根據本發明工作的另一交換器。圖4示出沿交換器的橫向穿過交 換器的并行通道的截面圖，圖5示出沿其縱向截斷的低壓氮通道，并且圖5示出沿其縱向的 GNL通道截面。根據本發明，圖1所示類型的通道將定位在圖2所示類型的各通道和圖3所 示類型的各通道之間。因此，一組圖2所示類型的通道中的每個通道與一組圖3所示類型 的通道中的每個通道由圖1所示類型的通道分隔開，以形成由鋁或其它材料制成的釬焊型 板翅式交換器。為了使附圖簡化，未示出翅片。
具體實施例方式圖1是輔助的、低壓惰性氣態氮通道，該通道的入口 9位于底部右側，該通道的出 口 11位于頂部左側。圖2示出用于加熱液化天然氣(GNL)的通道，該液化天然氣在底部左側1進入通 道并從頂部右側3流出。雙屏障使GNL通道的頂部和底部與惰性氮通道隔離。圖3示出用于使高壓氣態氮冷卻的通道，所述高壓氣態氮通過入口 7進入通道的 頂部并通過出口 5從底部流出。高壓氣態氮通道不與圖1的低壓氣態氮通道或圖2的液化 天然氣通道一樣寬。為避免氮被液化天然氣污染，在每對氮和GNL通道之間插入輔助通道。經由輔助 通道的翅片通過傳導進行氮和GNL通道之間的熱交換。顯然，為輔助通道選擇的波紋形狀 具有最優的高度/厚度比。在所示的情況下，低壓氣態氮(其壓力低于圖2的GNL的壓力并且低于圖3的氮 的壓力)流過輔助通道并被收集以排放到大氣中或可能地排放到火焰(torche)中。由此，利用非工作區Z使覆蓋填料(empilage)并因此可能成為污染源的箱與其它 流體隔離。來自非工作區Z的氣體將被收集，低壓氮可能會流過這些區域。可借助于雙屏障系統2將上面的非工作區與GNL和氮的回路隔離以改善密封。來 自雙屏障2之間的空隙的氣體本身可被收集以提高內在的安全性。雖然關于圖5和圖6的 方法更詳細地說明這一點，但同樣適用于圖1至圖3的方法。
在啟動期間使用圖1的通道，以便利用從輔助容量抽取的低壓氮流使過濾器以受 控方式逐漸降溫。根據如圖4所示的本發明的另一方面，用于待加熱的氮(N2BP)的通道與用于待蒸 發的GNL的通道由包含高壓惰性處理氣體(N2HP)的通道隔離，在此情況下，氮的壓力高于 待加熱的氮的壓力(35巴)并高于待蒸發的液化天然氣的壓力(15巴)。如可在圖5和圖6中所見，使用于待加熱的氮的回路與GNL回路分開的屏障是成 雙(雙重、雙份)的，使得它們之間的空間形成經由通氣口 V通向大氣的非工作區Z，從而液 化天然氣的任何泄漏可經由此路徑逸出。圖5和圖6中的通道由高壓惰性氣體通道分開。
權利要求
一種通過在板翅式熱交換器中與第二流體進行熱交換來加熱第一流體的方法，在該方法中所述第一流體在第一組分開的通道中被加熱，所述第二流體在第二組分開的通道中被冷卻，其特征在于，所述第一組中的各個通道與所述第二組中最近的通道由包括翅片的輔助通道分開，惰性氣體在所述輔助通道中循環。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一流體由液化天然氣構成，所述第 一流體在所述第一組分開的通道中被蒸發或加熱。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二流體由氣態氮構成，所述第 二流體在所述第二組分開的通道中被冷卻或液化。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述惰性氣體的壓力比第一 流體和第二流體的壓力高至少0. 1巴、或甚至高至少0. 5巴。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述惰性氣體的壓力比第一 流體和第二流體的壓力低至少0. 1巴、或甚至低至少0. 5巴。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述惰性氣體為氣態氮。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，被送入至少一些輔助通道內 的所述惰性氣體隨后被送到大氣或火焰中。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一流體和第二流體中 的一者的至少一個進入箱和/或排出箱與所述第一和第二流體中的另一者在其中循環的 通道借助于雙屏障系統(2)分開，所述屏障可能分隔出非工作區(Z)。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一流體在至少60巴的 絕對壓力下被加熱。
10.一種啟動板翅式熱交換器的方法，在該方法中，在充分工作狀態下，通過在板翅式 熱交換器中與第二流體進行熱交換來加熱第一流體，所述第一流體在第一組分開的通道中 被加熱，所述第二流體在第二組分開的通道中被冷卻，其特征在于，所述第一組中的各個通 道與所述第二組中最近的通道由包括翅片的輔助通道分開，并且在啟動期間，將溫度低于 環境溫度的、可能處于低溫溫度的惰性氣體送入至少一個輔助通道內以加速冷卻。
全文摘要
本發明涉及一種通過在具有板和翅的交換器中與第二流體進行熱交換來加熱第一流體的方法，在該方法中，第一流體在第一組分開的通道中被加熱，第二流體在第二組分開的通道中被冷卻，第一組中的各個通道與第二組中最近的通道由具有翅片的輔助通道分開，惰性氣體在該輔助通道內流動。
文檔編號F17C9/02GK101981365SQ200980111089
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月12日 優先權日2008年3月27日
發明者A·布里利亞, D·馬雄迪耶德巴爾德翁, M·博斯坎, M·瓦格納, P·格里格萊托 申請人:喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司