布置在水域表面的天然气液化设备以及相关的冷却方法技术

设备(10)包括：至少一个空冷热交换器(22)，空冷热交换器(22)包括能够容纳待冷却流(24)的管束和能够使空气流穿过管束流通的风扇；喷水组件(26)。脱盐组件(20)包括用于在水域(12)中采集盐水的盐水采集器(100)，脱盐组件(20)在下游连接至喷水组件(26)。所述喷水组件(26)包括通到所述管束中的至少一个喷嘴，所述喷嘴朝向所述管束的管以喷射来自脱盐组件(20)的液态软化水来与管束的管接触。

Natural gas liquefaction equipment arranged on water surface and relevant cooling methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】布置在水域表面的天然气液化设备以及相关的冷却方法
本专利技术涉及一种布置在水域表面的天然气液化设备，包括：-至少一个空冷热交换器，空冷热交换器包括能够容纳待冷却流的管束和能够使空气流穿过管束流通的风扇。-喷水组件。这种设备特别地旨在液化由位于水域下方或陆地上的油气藏产生且被输送直至该设备的天然气。有利地，该设备是漂浮在水域上的设备，例如载有天然气液化单元的平台或驳船，其使用术语“浮式液化天然气”或“FLNG”装置来表示。这种设备特别地旨在产生天然气，液化所产生的天然气，然后将液化天然气存储和/或转移到甲烷运输船或其他运输驳船上。这简化了向使用地点的气体输送，同时减小了运输量。此外，将设备布置在海上降低了这种设备布置在居住区中的相关风险，并减小了对环境的影响。为了成本效益高地实施天然气液化方法，液化单元将大量的热量排放到周围的环境中，实际上排放到空气或水中。
技术介绍
自20世纪60年代以来，已在陆地上建造了许多天然气液化单元。陆地上使用的冷却技术移用在海上时不能完全令人满意。浮式天然气液化设备的优势在于，从本质上讲，其具有大量的低温冷却水源。因此，已知直接或通过淡水循环方式使从水域中取来的水循环以冷却液化单元的设施。这需要在设备上安装庞大笨重的冷却水回路和从海中大量取水的采集器。为了克服这些问题，可以使用空冷交换器。这种交换器不需要将水引入设备中。然而，非常麻烦的是要提供足够的交换表面。由于相对于陆地上的类似液化单元而言，浮式设备上可用的空间较小，因此交换器上通过水循环进行冷却的网络或空气冷却器不能完全令人满意。因此，为在浮式设备上容纳所有设施，设备的液化能力却受到限制。此外，由设备产生的大量热水必须排放到水域内，这会造成环境影响。已知通过水蒸发进行冷却是有效且结构紧凑的。在陆地上，在冷却塔上提供一个蓄储槽并部分蒸发含盐和其他干渣的水成本效益高。为了减小体积尺寸，WO2015/140044描述了一种浮式液化天然气生产设备，其设有空气式热交换器，所有这些空气式热交换器均由布置在船体上的中央进气管供给。这确保了给每个热交换器供应的空气是新鲜空气，而不是已经在热交换器中流通过的空气。在特定实施例中，水滴在供气管的入口喷出以冷却和润湿进入的空气。水滴在管中蒸发，供给热交换器的空气流中没有液滴。因此，这种设备提高了冷却能力，但是仍然非常笨重庞大，这影响了液化天然气的生产能力。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于进一步增强浮式液化天然气设备的生产能力，同时限制设备的体积尺寸。为此，本专利技术涉及一种前述类型的设备，其特征在于：-脱盐组件，脱盐组件包括用于在水域中采集盐水的盐水采集器，脱盐组件在下游连接至喷水组件，所述喷水组件包括通到所述管束中的至少一个喷嘴，所述喷嘴朝向所述管束的管以喷射来自脱盐组件的液态软化水来与管束的管接触。根据特定的实施例，根据本专利技术的设备包括单独或根据任何技术上可能的组合考虑的以下一个或多个特征：-所述管束具有多层级管，所述喷水组件包括通到第一层级管的管对面的至少一个第一喷嘴和通到第二层级管的管对面的至少一个第二喷嘴；-空冷热交换器包括限定用于气流流通的内管的外壳，管束容纳于所述内管中，至少一个喷嘴通到由所述外壳限定的内管中；-风扇能够使空气从下向上、从上向下或横向穿过管束流通；-喷水组件包括控制单元，用于控制由所述喷嘴喷射的水的流量，控制单元能够调节水的流量，以防止来自喷水组件的液态软化水流到管束的下游；-所述空冷热交换器布置在冷却循环环路中，所述冷却循环环路包括通过管束流通的冷却剂、在管束的上游能够压缩冷却剂的压缩机、在管束的下游布置的冷却剂膨胀构件、和主热交换器，主热交换器能够使冷却剂与待冷却的工艺流体处于热交换关系；-冷却循环环路包括在空冷热交换器和冷却剂膨胀构件之间插入的中间热交换器，所述中间热交换器由能够与来自盐水采集器的盐水流形成热交换关系的冷却剂、由来自盐水采集器的盐水流和/或由来自盐水泵的未通过盐水采集器的盐水流进行供给；-天然气液化设备包括至少一个燃气轮机、和连接到脱盐组件的至少一个副喷水组件，副喷水组件包括用于喷射来自脱盐组件的液态软化水到燃气轮机中的至少一个软化水副喷嘴；-天然气液化设备包括船体和位于船体上方的至少一个甲板，空冷热交换器位于甲板上，脱盐组件布置在船体中；-脱盐组件包括纯水生产系统，纯水生产系统例如通过反渗透、过滤系统和/或精加工装置来生产纯水。本专利技术还涉及一种用于冷却流的冷却方法，包括以下步骤：-使待冷却流在如上所定义的设备的空冷热交换器的管束中流通；-向喷水组件供应在脱盐组件中产生的软化水；-通过通到管束的管对面的至少一个喷嘴喷射软化水，喷嘴朝向管束的管，以便喷射来自脱盐组件的液态软化水来与管束的管接触，-完全蒸发喷射的软化水。根据特定的实施例，根据本专利技术的方法包括单独或根据任何技术上可能的组合考虑的以下一个或多个特征：-管束具有至少一第一层级管和至少一第二层级管，所述冷却方法包括通过通到第一层级管的至少一个第一喷嘴并同时通过通到第二层级管的至少一个第二喷嘴喷射来自脱盐组件的软化水。-冷却方法包括控制通过所述喷嘴喷射的水的流量，以防止来自喷水组件的液态软化水流到管束下游；-冷却方法包括通过盐水采集器泵送盐水，将盐水输送到脱盐组件中，利用脱盐组件产生软化水，以便供应喷水组件。附图说明通过阅读参考附图进行并仅作为示例给出的下面的描述，将更好地理解本专利技术，附图中：-图1是根据本专利技术的第一浮式天然气液化设备的示意图；-图2是图1设备的空冷热交换器的细节的示意图；以及-图3至图6是类似于图1的视图，示出了根据本专利技术的设备变型。具体实施方式在下文中，术语“上游”和“下游”应相对于管道中流的正常流通方向理解。图1示意性地示出了根据本专利技术的第一天然气液化设备10。设备10旨在布置在水域12的表面。水域12例如是海、湖泊或洋。设备10所在的水域12深度例如在15m至3000m之间。设备10能够收集来自地下油气藏(未示出)的天然气。天然气直接在设备10上产生。在一种变型中，天然气在水域12表面上的另一生产单元上或在陆基生产单元上产生，并通过运输线输送至设备10。设备10有利地是浮式设备。在一种变型中，设备10通过水下结构固定于水域底部。在图1所示的示例中，设备10是浮式液化天然气(FLNG)单元。设备10包括漂浮在水域12表面上的船体14、以及由船体14支撑的至少一个甲板16。甲板16布置在水域12的表面上方。设备10包括：天然气液化单元18，其相关部件在图1中示出；以及水脱盐组件20，其适于从取自水域12的盐水中产生软化水。天然气液化单元18有利地布置在甲板16上，并且脱盐组件20优选地容置在船本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气液化设备(10)，布置在水域(12)的表面，包括：/n-至少一个空冷热交换器(22)，空冷热交换器(22)包括能够容纳待冷却流(24)的管束(74)和能够使空气流(77)穿过管束(74)流通的风扇(76)；/n-喷水组件(26)；/n其特征在于：/n-脱盐组件(20)，脱盐组件包括用于在水域(12)中采集盐水的盐水采集器(100)，脱盐组件(20)在下游连接至喷水组件(26)，/n所述喷水组件(26)包括通到所述管束(74)中的至少一个喷嘴(80)，所述喷嘴(80)朝向所述管束(74)的管以喷射来自脱盐组件(20)的液态软化水来与管束(74)的管接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170316 FR 17521501.一种天然气液化设备(10)，布置在水域(12)的表面，包括：
-至少一个空冷热交换器(22)，空冷热交换器(22)包括能够容纳待冷却流(24)的管束(74)和能够使空气流(77)穿过管束(74)流通的风扇(76)；
-喷水组件(26)；
其特征在于：
-脱盐组件(20)，脱盐组件包括用于在水域(12)中采集盐水的盐水采集器(100)，脱盐组件(20)在下游连接至喷水组件(26)，
所述喷水组件(26)包括通到所述管束(74)中的至少一个喷嘴(80)，所述喷嘴(80)朝向所述管束(74)的管以喷射来自脱盐组件(20)的液态软化水来与管束(74)的管接触。


2.根据权利要求1所述的天然气液化设备(10)，其特征在于，所述管束(74)具有多层级管，所述喷水组件(26)包括通到第一层级管的管对面的至少一个第一喷嘴(80)和通到第二层级管的管对面的至少一个第二喷嘴(80)。


3.根据权利要求2所述的天然气液化设备(10)，其特征在于，空冷热交换器(22)包括限定用于气流流通的内管(72)的外壳(70)，管束(74)容纳于所述内管(72)中，至少一个喷嘴(80)通到由所述外壳(70)限定的内管(72)中。


4.根据上述权利要求中任一项所述的天然气液化设备(10)，其特征在于，风扇(76)能够使空气从下向上、从上向下或横向穿过管束流通。


5.根据上述权利要求中任一项所述的天然气液化设备(10)，其特征在于，喷水组件(26)包括控制单元(84)，用于控制由所述喷嘴(80)喷射的水的流量，控制单元(84)能够调节水的流量，以防止来自喷水组件(26)的液态软化水流到管束(74)的下游。


6.根据上述权利要求中任一项所述的天然气液化设备(10)，其特征在于，所述空冷热交换器(22)布置在冷却循环环路(36)中，所述冷却循环环路包括通过管束(74)流通的冷却剂、在管束(74)的上游能够压缩冷却剂的压缩机(40)、在管束(74)的下游布置的冷却剂膨胀构件(46)、和主热交换器(32)，主热交换器能够使冷却剂与待冷却的工艺流体处于热交换关系。


7.根据权利要求6所述的天然气液化设备(10)，其特征在于，冷却循环环路(36)包括在空冷热交换器(22)和冷却剂膨胀构件(46)之间插入的中间热交换器(44)，所述中间热交换器(44)由能够与来自盐水采集器(100)的盐水流形成热交换关系的冷却剂、由来自盐水采集器(100)的盐水流和/或由来自...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·贝特洛，P·阿格亚得，
申请(专利权)人：泰克尼普法国公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR