冷凍運輸罐中低溫丙烷卸入陸地常溫儲罐的裝置系統的製作方法

2023-08-04 04:22:06 5

專利名稱：冷凍運輸罐中低溫丙烷卸入陸地常溫儲罐的裝置系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於槽船冷凍運輸罐中低溫丙烷卸入陸地常溫儲罐的裝置系統的發明，特別是既能夠在無熱功耗的條件下使卸入陸地常溫儲罐的丙烷升溫，又能夠收取低溫丙烷的冷量創造額外效益。
背景技術：
現有槽船運輸冷凍丙烷卸入陸地儲罐的卸船工藝基本有兩種第一種是在冷凍槽船和陸地常溫高壓儲罐之間的管道的一個位置設置加熱器，使槽船卸出的冷凍丙烷經加熱後流入陸地的常溫高壓儲罐儲存；第二種是先將槽船卸出的冷凍丙烷直接經管道流入陸地低溫常壓儲罐儲存，而後由低溫常壓儲罐輸出時再進行加熱以做它用。第一種工藝的缺陷是既損失了加熱的熱能又浪費了丙烷所含的冷量；第二種工藝既包含了第一種工藝的不足，還增加消耗了用以維持低溫常壓儲罐的溫度所需要的能量。

發明內容
為解決上述技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種冷凍運輸罐中低溫常壓丙烷卸入陸地常溫高壓儲罐的裝置系統，它既能滿足槽船運輸冷凍丙烷卸入陸地常溫高壓儲罐卸船的技術條件，又能節省加熱丙烷的全部熱能；同時還能收取丙烷所含的冷量，用來製造產品冰或其它產品，獲取額外巨大的收益。
為實現上述目的，本實用新型的方案是提供一種冷凍槽船運輸罐中低溫丙烷卸入陸地常溫儲罐的裝置系統，該系統包括有運輸低溫常壓丙烷的冷凍槽船運輸罐以及陸地上的常溫高壓儲罐，其中該系統還包括有在所述冷凍槽船運輸罐和常溫高壓儲罐之間設置的兩級換熱器，冷凍槽船運輸罐的丙烷管道依次與一級換熱器的殼程和二級換熱器的殼程相連，二級換熱器殼程的出口管道與陸地上的常溫高壓儲罐相連；與此同時，在所述一級換熱器管程的進口、出口上連接著兩個分配器和一組蓄冷罐，共同組成A迴路，同是這一組蓄冷罐和另外兩個分配器又與製冷池的進口、出口連接，共同組成B迴路；在所述二級換熱器管程的進口、出口上連接著一組水罐和兩個分配器，共同組成C迴路；六個分配器與總控制器相連接，總控器集中控制三個迴路的運行。
所述A迴路是由一級換熱器管程的出口依次與分配器、蓄冷罐組、分配器和一級換熱器管程的進口相連，其作用是通過迴路中冷媒的循環，把流經一級換熱器殼程的丙烷的冷量輸送積存到蓄冷罐組；所述B迴路是由製冷池的出口依次與分配器、蓄冷罐組、分配器和製冷池的進口相連，其作用是通過迴路中冷媒的循環，把冷媒的冷量輸送到製冷池，將產品容器中的水或含水混合物加工成冰或其他冷凍產品；所述C迴路是由二級換熱器管程的出口依次與分配器、水罐組、分配器和二級換熱器管程的進口相連，其作用是通過迴路中水的循環，把流經二級換熱器殼程的丙烷的冷量輸送積存到水罐組，水罐組中的冷水送到產品容器裡，做冰或其他含水冷凍產品之用。
所述蓄冷罐組是由多個蓄冷罐並聯設置的。
所述水罐組是由多個水罐並聯設置的。
總控制器可控制A迴路的兩個分配器，使任何蓄冷罐實現單個或任意個並聯組合，與一級換熱器的管程形成工作迴路；總控制器可控制B迴路的兩個分配器，使任何蓄冷罐實現單個或任意個並聯組合，與製冷池形成工作迴路；總控制器可控制C迴路的兩個分配器，使任何水罐實現單個或任意個並聯組合，與二級換熱器的管程形成工作迴路。
本實用新型的效果是採用這項技術取代「加熱使低溫丙烷升至常溫的加熱工藝」，在設備投資比前者略有增加的情況下，能夠創造額外的巨大收益。該收益由兩部分組成一是取冷工藝可節省加熱工藝消耗的全部加熱費用而降低項目的營業期生產成本；二是取冷工藝可以利用低溫丙烷的冷量生產工業冰或其他冷凍產品，獲得額外巨大的收益。因為是利用丙烷的冷量製冰，所以製冰池不需裝備通常工業製冰生產線的製冷壓縮機組，從而可省去這部分設備的投資及其耗電費用，故此稱為可獲得額外的收益。


圖1為本實用新型裝置系統的原理結構示意圖。
具體實施方式
結合附圖及實施例對本實用新型的冷凍運輸罐中低溫丙烷卸入陸地常溫儲罐的裝置系統加以說明。
如圖1所示，本實用新型的冷凍運輸罐中低溫丙烷卸入陸地常溫儲罐的裝置系統是從槽船冷凍運輸罐中低溫常壓丙烷卸入陸地常溫高壓儲罐，該裝置系統既能夠在無熱功耗的條件下使卸入陸地常溫儲罐的丙烷升溫，又能夠收取低溫丙烷的冷量創造額外效益。其結構包括五部分第一部分，由運輸低溫常壓丙烷的冷凍槽船運輸罐1、一級換熱器2的殼程、二級換熱器3的殼程和陸地上的常溫高壓儲罐4組成的丙烷卸船並升溫的流程結構；第二部分，由一級換熱器2的管程出口依次連接分配器12、蓄冷罐組13、分配器15和一級換熱器2的管程進口組成的A迴路，此是通過迴路中冷媒的循環，把流經一級換熱器2殼程的丙烷的冷量輸送、積存到蓄冷罐組的流程結構；第三部分，由製冷池9的出口依次連接分配器16、蓄冷罐組13、分配器11和製冷池進口組成的B迴路，此是通過迴路中冷媒的循環，把蓄冷罐組13的冷量輸送到製冷池9，將產品容器10中的水或含水混合物加工成冰或其他冷凍產品的流程結構；第四部分，由二級換熱器3的管程出口依次連接分配器8、水罐組7、分配器5和二級換熱器3的管程進口組成的C迴路，此是通過迴路中水的循環，把流經二級換熱器3殼程的丙烷的冷量輸送積存到水罐組，水罐組中的冷水待做冰或其他含水冷凍產品之用的流程結構。第五部分，由總控器17分別連接A迴路的分配器12和分配器15、B迴路的分配器11和分配器16、C迴路的分配器5和分配器8組成，總控器17是採用一般電控器來集中控制A、B、C三個迴路的工藝過程。
蓄冷罐組13是由多個蓄冷罐14並聯設置的；水罐組7是由多個水罐6並聯設置的。
本實用新型的冷凍運輸罐中低溫丙烷卸入陸地常溫儲罐的裝置系統，能夠在無熱功耗的條件下使卸入陸地常溫儲罐的丙烷升溫，又能夠收取低溫丙烷的冷量創造額外效益的過程是這樣實現的-44℃至-30℃的低溫丙烷自槽船冷凍運輸罐1依次流過一級換熱器2的殼程和二級換熱器3的殼程，經過這兩次換熱，溫度達到-15℃至D℃(D℃是指卸船當時的環境溫度)後進入陸地的常溫高壓儲罐。
接通電源後，總控器17控制A迴路的分配器12、15，使一級換熱器2的管程與蓄冷罐組13的任意個蓄冷罐14構成封閉的、供流體冷媒循環的迴路，把在一級換熱器2吸收的丙烷的冷量依次儲存在蓄冷罐14中。
同樣，總控器17控制B迴路的分配器11和分配器16，使製冷池9與蓄冷罐組13的任意個蓄冷罐14構成封閉的、供流體冷媒循環的迴路，同時把產品容器10浸入製冷池的冷媒中，產品容器裡裝上來自水罐6的冷水和其他原料，冷媒在製冷池9循環流過，把產品容器裡的物質製造成冰或含水混合物的其他冷凍產品。
同樣，總控器17控制C迴路的分配器5和分配器8，使二級換熱器3的管程與水罐組7的任意個水罐6構成封閉的、供水循環的迴路，把在二級換熱器3吸收丙烷的冷量的水依次儲存在水罐6中，留做產品冰或其他含水混合物的冷凍產品之用。
A迴路蓄冷罐組13中的蓄冷罐14可任意組合、依次切換，與一級換熱器2的管程形成流體冷媒循環的迴路，以及C迴路水罐組7中的水罐6可任意組合、依次切換，與二級換熱器3的管程形成水循環的迴路，目的是實現近似平穩的換熱過程，以保證在卸船的整個時間段內，使槽船冷凍運輸罐1卸下的-44℃至-30℃的低溫丙烷，始終達到-15℃至D℃(D℃是指卸船當時的環境溫度)後進入陸地的常溫高壓儲罐4。
B迴路蓄冷罐組13中的蓄冷罐14可任意組合、依次切換，與製冷池9形成流體冷媒循環的迴路，目的是合理利用冷量，把產品容器裡的物質製造成冰或含水混合物的其他冷凍產品。
上述裝置系統的額外收益估算，若以年工作量為基本參數，按年生產規模30船次，每船卸丙烷25000噸，36小時卸完，假定收取-42.1℃至-15℃區間的冷量，丙烷沸點-42.1℃，丙烷比熱2.22kJ/kg.℃(-42.1℃)，2.26kJ/kg.℃(-28.55℃，此溫度為-42.1℃至-15℃的平均值)，2.34kJ/kg.℃(0℃)，估算結果如下製冰收益計算每噸丙烷可釋放的冷量為2.26×(-15+42.1)×1000＝61246kJ/t實際每小時製冰量單位時間可從丙烷中獲得冷量為61246×25000/36＝42531944.44kJ/h製取每噸冰所需的冷量取20000kJ，則每小時實際製冰量為42531944.44/20000×η＝1081.3t/h(η為效率，取η＝0.5)年銷售收入已知每噸冰的成本為50元人民幣，按利率15％計算，則每噸冰的銷售價格為50×(1+0.15)＝57.5元每船丙烷的銷售收入為57.5×1081.3×36＝223.8291×104元人民幣則年銷售收入為223.8291×30＝6714.8730×104元人民幣年銷售利潤
已知冷量費用佔冰單位成本的96％，其他費用佔4％，因為本案的冷量為廢物利用，所以冰的實際單位成本等於其他費用，其他費用為50×0.04＝2元人民幣則年銷售利潤為67148730-1081.3×36×2＝6707.0876×104元人民幣加熱工藝升溫耗能的費用丙烷工藝升溫需要的總熱量為2.26×(-0+42.1)×1000×25000×30＝7135950×104kJ/y採用燃燒液化氣的水浴加熱，每標準立方米液化氣熱值為113022kJ/Nm3，需液化氣量為7135950×104/113022＝631377Nm3取燃燒效率η1＝0.85，熱交換效率η2＝0.5，則實際需液化氣為631377/0.85×0.5＝1485593Nm3折合液態液化氣為2.43×1485593＝3609.991×103kg每噸液化氣價格為3500元，加熱工藝升溫耗能的費用為3500×3610＝1263.5000×104人民幣本裝置系統每年創造的額外收益製冰年銷售利潤為6707.0876×104元人民幣年節省加熱耗能的費用為1263.5000×104人民幣本裝置每年創造的額外收益為6707.0876×104+1263.5000×104＝7970.5876×104人民幣總之，本發明冷凍運輸罐中低溫丙烷卸入陸地常溫儲罐的裝置系統能夠創造額外巨大的收益，一年計7970.5876×104人民幣。
權利要求1.一種冷凍運輸罐中低溫丙烷卸入陸地常溫儲罐的裝置系統，該系統包括有運輸低溫常壓丙烷的冷凍槽船運輸罐以及陸地上的常溫高壓儲罐，其特徵是該系統還包括有在所述冷凍槽船運輸罐(1)和陸地常溫高壓儲罐(4)之間設置的兩級換熱器(2、3)和總控制器(17)，冷凍槽船運輸罐(1)與一級換熱器(2)的殼程、二級換熱器(3)的殼程、常溫高壓儲罐(4)依次連接，在所述一級換熱器(2)管程的進口、出口上連接著蓄冷罐組(13)、分配器(12)、分配器(15)，共同組成冷媒循環獲取冷量的A迴路，同時蓄冷罐組(13)、分配器(11)和分配器(16)又與製冷池(9)的進口、出口連接，共同組成冷媒循環釋放冷量的B迴路；在所述二級換熱器管程的進口、出口上連接著水罐組(7)、分配器(5)和分配器(8)，共同組成水循環獲取冷量的C迴路；總控器(17)分別與分配器(5)、分配器(8)、分配器(11)、分配器(12)、分配器(15)和分配器(16)相連，集中控制迴路A、迴路B和迴路C的工序運行。
2.根據權利要求1所述的裝置系統，其特徵是所述A迴路是由一級換熱器(2)管程的出口依次與分配器(12)、蓄冷罐組(13)、分配器(16)和一級換熱器(2)管程的進口相連；所述B迴路是由製冷池(9)的出口依次與分配器(16)、蓄冷罐組(13)、分配器(11)和製冷池(9)的進口相連；所述C迴路是由二級換熱器(3)管程的出口依次與分配器(8)、水罐組(7)、分配器(5)和二級換熱器(3)管程的進口相連。
3.根據權利要求1所述的裝置系統，其特徵是所述蓄冷罐組(13)是由多個蓄冷罐(14)並聯設置的。
4.根據權利要求1所述的裝置系統，其特徵是所述水罐組(7)是由多個水罐(6)並聯設置的。
專利摘要本實用新型提供一種冷凍運輸罐中低溫丙烷卸入陸地常溫儲罐的裝置系統，它包括有在冷凍槽船和常溫高壓儲罐之間設置的兩級換熱器，在所述一級換熱器管程的進口、出口上連接著兩個分配器和一組蓄冷罐，共同組成A迴路，同是這一組蓄冷罐和另外兩個分配器又與製冷池的進口、出口連接，共同組成B迴路；在所述二級換熱器管程的進口、出口上連接著一組水罐和兩個分配器，共同組成C迴路；六個分配器與總控制器相連接，總控器集中控制三個迴路的運行。該系統的有益效果是可取代加熱使低溫丙烷升至常溫的加熱工藝，能夠在無熱功耗的條件下使卸入陸地常溫儲罐的丙烷升溫，又能夠收取低溫丙烷的冷量製造並或其他冷凍產品，創造額外的巨大收益。
文檔編號F17C7/00GK2674255SQ20042002828
公開日2005年1月26日 申請日期2004年1月17日 優先權日2004年1月17日
發明者常佔利, 聶春復 申請人:張兆驊