本发明专利技术涉及一种用于降低气体减压系统中气流压力的装置，系统或方法。本发明专利技术还涉及一种干燥气体的装置，系统或方法。用于降低气体减压系统中气流压力的系统(10)，包括：膨胀器(102)，由在第一压力下的气体膨胀至第二压力来驱动；压缩机(104)，从第二压力压缩气体至第三压力，从而使第三压力低于第一压力，并且第三压力高于第二压力。首先膨胀气体，然后压缩气体，气体在第二压力时具有的中间温度低于气体直接膨胀至第三压力时其将具有的温度。此外，用于干燥供给热量至热交换器的气态流体的干燥系统，包括：液体分离器；该液体分离器下游的热交换器；以及冷却器，用于使用热交换器下游冷气体从液体分离器上游的气态流体中提取热量。通过从气态流体中提取热量，分离器入口处的气态流体的温度可以降低，以致气态流体中的液体冷凝并在分离器中分离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于降低气体减压系统中气流压力的装置，系统或方法。本专利技术还涉及一种用于干燥气体的装置，系统或方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于降低气体减压系统中气流压力的系统。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于降低气体减压系统中气流压力的系统，其包括:膨胀器，由第一压力下的气体膨胀至第二压力从而驱动该膨胀器；以及压缩机，用于将气体从第二压力压缩至第三压力，从而使第三压力低于第一压力，并且第三压力高于第二压力。通过先膨胀气体然后再压缩气体，气体直接膨胀至第三压力时将具有的温度低于在第二压力下气体的中间温度。气体优选是天然气。膨胀器优选为涡轮机。膨胀器和压缩机的联合也可以称为压缩膨胀器。优选地膨胀器驱动压缩机，优选直接驱动。这可以提供效率。通过直接驱动优选是指没有转换为另一种能源形式，如电力、压力或热能。优选地，膨胀器经由共用轴来驱动压缩机。任选机械耦合可以连接膨胀器和压缩机。优选地，系统还包括热交换器，该换热器用于在第二压力下加热气体。这可以有效加热气体。优选地，热交换器被布置为与环境空气进行热交换。热交换器被布置为与次级回路进行热交换，用于从地面，或水，或其他环境热源，或废热源吸收热量。热交换器用以冷却制冷负荷。热交换器被布置为与地面，或水，或环境热源，或废热源进行热交换。系统还可以包括多个热交换器，其中每个热交换器被布置为由不同的热源提供热量。次级回路被布置为将热量从热源传递至该热交换器或者任一热交换器。在膨胀器出口处的冷气经由次级回路或热管传递能量，以冷却制冷负荷。优选地膨胀器还驱动发电机。电力可以用来驱动其他电气部件，如风扇和/或电动除霜加热器。电力可以用于输出到电网。优选地，系统被布置为将一部分气体引导至膨胀器的入口，并将另一部分气体引导至压缩机的出口，该另一部分气体绕过膨胀器和压缩机。该另一部分气体可以驱动另一膨胀器，任选还驱动发电机。该另一部分气体可以在阀处膨胀。该系统可以为压缩膨胀器出口处的气流提供足够的余热，该气流与来自阀或者与具有电力输出的膨胀器的另一部分气流(例如该另一部分气体)混合，以产生混合气流，其具有符合下游需求的合适温度。优选地该系统被布置为将一部分气体引导至膨胀器的入口，并且将另一部分气体引导至压缩机，该另一部分气体绕过膨胀器。该另一部分气体优选驱动该压缩机，优选是通过叶尖涡轮机。该压缩机优选包括叶尖涡轮机。这可以辅助驱动该压缩机。优选地该系统被布置为将一部分气体引导到膨胀器的入口，并将另一部分气体引导至另一膨胀器的入口。优选地该另一膨胀器和该膨胀器都驱动该压缩机。优选地该系统被布置为将该另一部分气体从该另一膨胀器的出口引导至该压缩机的出口。优选地该系统还包括回流换热器，该回流换热器用于将热量从一部分气体传递至另一部分气体。优选地该回流换热器被布置为将热量从膨胀器上游的气体传递至热交换器下游的气体。这可以用来将热交换器处的气体温度降低到足够低的值，从而能够与环境气体(或与次级回路，该次级回路从地面，或水，或其他环境源，或废物热源吸收热量)进行有效的热交换。如果穿过膨胀器的温降以及压降都比较小，这是适当的。该回流换热器可被布置为将热量从压缩机下游的气体传递至膨胀器上游的气体。这可以预热进入膨胀器的气体。该回流换热器可以防止膨胀器下游的气体过度冷却，过度冷却会导致在换热器处形成固体和结霜，从而导致性能的劣化并可能损坏该系统。另外，一旦形成固体，离开压缩机的气体能够具有足够高的温度，以对热交换器进行有效除霜。优选地该系统被布置为将压缩机出口的一部分气体引导至热交换器的入口。这可以提供补充加热，并防止热交换器结霜。不同的部分可以依次在不同的时间进行除霜。优选地该系统被布置为将压缩机出口的一部分气体引导至压缩机的入口。当开启时，通过提高压缩机的功率，这能够调整系统的职责地位。优选地该系统还包括可密封容器，该可密封容器包含系统旋转部件。优选地该系统旋转部件包含该膨胀器的至少一输出驱动轴和该压缩机的输入驱动轴。优选地该系统旋转部件包含共用轴，膨胀器通过该共用轴驱动压缩机。优选地该可密封容器包含发电机，膨胀器和压缩机。可密封容器能够使整个旋转系统在一个系统气流压力环境中进行操作，从而避免在与外部环境联系时需要旋转密封件，因此排除了天然气泄漏和潜在爆炸的风险。优选地该系统还包括气浮和/或磁浮轴承支撑的膨胀器输出驱动轴和/或压缩机输入驱动轴。气浮和/或磁浮轴承支撑能够使在膨胀器和压缩机中的气体具有特别低的污染，特别是相对于润滑油而言，因为它们不需要润滑油。优选地该系统还包括控制器，当环境气温低于一预定的阈值时该控制器用于启动该系统。这使得在周围环境认为其必要时，系统能够进行选择性地操作，否则假定另一种操作模式，如在常规的减压气体膨胀器中采用的模式。当环境温度(以及特别是进气温度，通常是地面温度)太低以致不能将气流压力直接从第一压力降低至第三压力时，该系统可以辅助作为常规的减压气体膨胀器。当环境温度高到足以将气流压力由第一压力降低到第三压力时，则该系统被停用。该控制器还可以在一年中预定的期间内激活系统，特别是在一年中预计环境气温低于阀值(例如在冬季)期间。或者，如果当环境气温高于预定的阀值时，操作该系统，则发电机能够产生更多的电力。在这个例子中，该系统还可以包括控制器，当环境气温高于预定的阀值时该控制器用于输出过剩电力。如下所述，优选地该系统还包括干燥系统。该系统的特征可以包括: ?涡轮机直接驱动压缩机 ?用于压缩天然气的天然气减压 ?生产气体被用作热栗的工作液体 根据本专利技术的另一个方面，提供了一种干燥系统，该干燥系统用于干燥供给热量至热交换器的气态流体(优选是空气)，该干燥系统包括液体分离器(用于从该气态流体中分离液体);热交换器(用于从气态流体中转移走热量)，位于液体分离器下游；以及冷却器，该冷却器使用热交换器下游的(冷)气态流体，用于从液体分离器上游的(暖)气态流体中提取热量。通过从气态流体中提取热量，在分离器入口处气态流体的温度能够降低，从而导致气态流体中的液体冷凝并在分离器中分离(并因此从气态流体中去除)。这能够防止过量的液体进入热交换器，其会导致结霜并且会导致性能差并会损坏热交换器。优选地该冷却器是回流换热器，用于将热量从液体分离器上游的气态流体传递至热交换器下游的气态流体。回流换热器能够使热量有效地传递。优选地该冷却器是混合器，用于将热交换器下游的一部分气态流体与液体分离器上游的气态流体混合。混合器是容易实现的冷却器。该系统可以包括控制器，该控制器用于控制由热交换器下游传输来的部分气态流体，回流至液体分离器的上游。该控制器可以包括风扇，该风扇用于确定传输部分的流速。该控制器可以响应来自检测器的信号。该检测器可以检测气态流体结霜或液体载荷。优选地该气态流体包括组分，它与在热交换器的入口处与液体平衡，并在热交换器的出口处与固体平衡。在由于热交换引起气态流体条件变化的地方，使得会形成固体，那么从气态流体中冷凝并分离液体是特别有利的。这特别是在热交换器内的温度改变(降低)ο该液体可以是水并且该固体可以是冰。该液体可以是烃。该分离器可以是重力分离器，涡流分离器或板式分离器。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于气体减压的装置，包括驱动压缩机的膨胀器。优选地该本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于降低气体减压系统中气流压力的系统，包括：膨胀器，由第一压力下的气体膨胀至第二压力来驱动；以及压缩机，用于将气体从该第二压力压缩到第三压力，从而使该第三压力低于该第一压力低，并且该第三压力高于该第二压力。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿德里安·格雷厄姆·奥尔福德，
申请(专利权)人：CORAC能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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