传统的陆上液化天然气接收端需要较长的审批时间，投资巨大，建设时间过长，而且对港口的地理环境条件要求比较高，所以浮式液化天然气接收站应运而生。2005年，美国建成并投入使用世界上第一个浮式项目，此后，世界各地的浮式接收站陆续被建成并投入使用[2]。2013年，我国首个浮式液化天然气接收站在天津被投入使用。因为LNG-FSRU中的核心设备是再气化模块，所以它是评价整个系统性能的关键因素[3]。

    海上使用的再气化系统是IFV系统，目前，IFV系统分为整体式IFV系统和分开式IFV系统。其中，整体式IFV系统具有结构紧凑，中间介质无需用泵输送的优点，但制造困难、被国外技术封锁，使其价格昂贵；国产的分开式IFV系统价格便宜，但其占用空间较大、显得笨重[4]；为了经济利益最大化，本文针对渤海地区的具体工况，分别对整体式IFV系统和分开式IFV系统进行热经济性分析，从而选择出最佳的IFV系统结构。为今后的国产IFV系统的发展提供一些借鉴。   

1。2 国内外发展现状及存在的问题

1。3研究目的与任务

1。3。1 研究目的

本论文主要针对渤海地区，某FSRU系统中再气化模块中的两种不同结构IFV系统（整体式IFV系统和分开式IFV系统）进行热经济性析，根据分析结果进行比对，从两种结构中选择最佳结构。

对IFV系统进行热经济性分析包括：

1。经济性计算（系统的购买费用及运行费用）；

2。㶲效率计算；

3。年度化成本计算； 

4。单位㶲成本计算。

1。3。2 研究任务

    1、结合渤海的条件，对整体式IFV系统和分开式系统，利用HYSYS软件模拟其流程，得到流体在相应的管程和壳程进出口温度和压力。

    2、分别对整体式IFV系统和分开式IFV系统进行热经济性分析；对IFV系统进行热经济性分析包括： （1）经济性计算（系统的购买费用及运行费用）（2）㶲效率计算；（3）年度化成本计算（将非㶲成本按设备使用寿命每年均摊）；（4）单位㶲成本计算（年度化成本和㶲成本进行统一）。

    3、对上述热经济性计算结果进行分析和比对，从整体式IFV系统和分开式IFV系统中选择最合适的IFV系统结构。

第二章 利用HYSYS软件建立IFV模型

2。1 IFV结构及其传热流程介绍

对于海上接收终端，气化设备常使用中间介质流体气化器（IFV），并且相较于陆上接收终端，其甲板空间以及重量都受到限制，这就要求我们要提高传热效率以缩小传热面积、减轻重量[14]。

IFV是一种组合型管壳式换热器，因为其运行成本较低，对水质要求又较低，在LNG领域中常作为基本负荷型气化器来使用。它巧妙的利用了热管原理使得LNG与海水不需要直接接触，而是通过中间介质来传递热量，这样就避免了直接接触带来的结冰问题[15]。这样的传热方式既保证了热源的经济性又保证了传热的高效性。IFV的结构形式按其换热器的布置方式可以分为整体式IFV与分开式IFV。

   IFV气化器主要由气化段与过热段组成，气化段包括凝结器与蒸发器，过热段包括调温器。

2。1。1 整体式IFV的传热流程

图2-1 整体式IFV结构示意图

     目前国际上绝大多数的IFV都采用整体式布置，即把凝结器与蒸发器组合在一起，使得结构更加紧凑。

    IFV整体式布置的传热流程：在气化器中，海水走管程，中间介质在壳程，管内的海水通过强制对流换热来加热中间介质，使得中间介质吸热气化，上升到凝结器中，与凝结器管内的低温LNG进行热交换，LNG在受热气化的同时中间介质则被冷凝。凝结的中间介质在重力的作用下重新回到气化器中，如此不断地进行气化凝结的循环，最终达到气液平衡的状态。在调温器中，从海水进口处引入的高温海水加热气化后的天然气（NG），使其温度进一步升高，以达到输出的要求后对外输出。而从调温器出来的海水则进入蒸发器，继续加热更低温度的中间介质[16]。