冷却蒸发气体的方法及其装置制造方法及图纸

提供了一种使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的方法，该方法至少包括在液化热交换器系统中使BOG流与SMR热交换以提供冷却的BOG流的步骤，其中SMR在SMR再循环系统中被提供，至少包括以下步骤：(a)使用至少一个离心压缩机来压缩SMR以提供压缩后SMR流；(b)使压缩后SMR流进入液化热交换器系统内以冷却压缩后SMR流并提供冷却的第一SMR蒸气流；(c)从液化热交换器系统抽出冷却的第一SMR蒸气流；(d)分离冷却的第一SMR蒸气流以提供液相SMR流和轻SMR蒸气流；(e)使轻SMR蒸气流穿过液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流；以及(f)使冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流以穿过液化热交换器系统用于与BOG流进行热交换。BOG流进行热交换。BOG流进行热交换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷却蒸发气体的方法及其装置
[0001]本专利技术涉及一种使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气罐(例如在浮船(floating vessel)上的储货罐(cargo tank))的蒸发气体(BOG，boil
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off gas)流的方法及其装置。具体地但不排他地是一种用于冷却来自浮动LNG储罐(storage tank)的BOG的方法。
[0002]传统上，来自在运输液化天然气(LNG)作为货物的船(一般是LNG运输船(carrier))上的LNG储罐的蒸发气体已经被用在船舶发动机中以向船提供动力。任何过量的BOG会被视为“废气”且一般被发送到气体燃烧单元(GCU，gas combustion unit)，它在GCU中通过燃烧被处置。
[0003]然而，船舶发动机变得越来越高效，使得发动机需要较少的BOG。这意味着更大比例的BOG作为废气被发送到GCU。通过再液化气体并将它返回到储货罐来减少气体的这个损失变得在经济上有吸引力。
[0004]在附图1中示出了常规SMR循环。来自储货罐的蒸发气体在压缩机(未示出)中被压缩，并经由管道20被发送用于冷却。压缩的蒸发气体首先在后冷却器(aftercooler)14中使用容易得到的环境冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)被冷却，其后它在热交换器12中进一步被冷却。这个预冷却的BOG被发送到多流(即，不止两个流)热交换器7(一般是钎焊铝板翅式热交换器(brazed aluminium plate
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fin heat exchanger))内，它在该热交换器7中使用SMR再循环系统被冷却和冷凝。
[0005]热交换器12使用从单独的制冷剂级联(refrigerant cascade)13提供的、经由管道32供应的外部制冷剂(一般是丙烷)。
[0006]在SMR再循环系统中，来自制冷剂接收器1的混合制冷剂气体通过管道22流到压缩机2。SMR气体被压缩到管道24中。管道24中的气体被发送到后冷却器6内，后冷却器6使用容易得到的冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)。
[0007]在后冷却器6的下游，使用与在冷凝器11中的冷外部制冷剂(一般是丙烷)的热交换来执行制冷剂气体的冷凝。该外部制冷剂的低温在外部制冷剂级联13中产生。管道24中的制冷剂在穿过冷凝器11之后至少部分地被冷凝，其后它进入气液分离器(vapour
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liquid separator)8以提供气相和液相。
[0008]管道29中的制冷剂液体使它的压力通过闪蒸阀(flash valve)9降低，导致部分汽化和温度降低。部分地汽化的制冷剂液体然后可以被发送到多流交换器7内，它在交换器7中被完全汽化，从而向交换器7中的热流提供部分冷却。同时，管道26中的制冷剂蒸气被直接发送到交换器7内，它在交换器7中被充分冷却。它离开交换器7，在管道27中完全或部分地被冷凝，其后它的压力通过在管道34内的节流阀10降低到在SMR再循环系统中的最低温度，以在交换器7中实现所需的冷却。这为交换器7提供了主要冷流。
[0009]管道34中的冷制冷剂被发送到交换器7内，它在交换器7中汽化，使热流冷却。它与从阀9发送的减压液体合并，且组合的制冷剂流作为蒸气经由管道28离开交换器7，以重新进入制冷剂接收器1。
[0010]总的来说，在图1所示的常规SMR循环中的再液化过程的冷却负荷由SMR再循环系
统和外部制冷剂级联13两者提供。
[0011]本专利技术的一个目的是对于需要更大的再液化容量的应用(例如具有一般大于200,000m3的载货容量的Q
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flex或Q
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max LNG运输船)提供用于在没有外部制冷剂级联的情况下冷却BOG流的更简单的方法、过程和装置。
[0012]因此，根据本专利技术的第一方面，提供了一种使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的方法，该方法至少包括在液化热交换器系统中使BOG流与SMR热交换以提供冷却的BOG流的步骤，
[0013]其中SMR在SMR再循环系统中被提供，至少包括以下步骤：
[0014](a)使用至少一个离心压缩机来压缩SMR以提供压缩后SMR流；
[0015](b)使压缩后SMR流进入液化热交换器系统内以冷却压缩后SMR流并提供冷却的第一SMR蒸气流；
[0016](c)从液化热交换器系统抽出冷却的第一SMR蒸气流；
[0017](d)分离冷却的第一SMR蒸气流以提供液相SMR流和轻SMR蒸气流；
[0018](e)使轻SMR蒸气流穿过液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流；以及
[0019](f)使冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流以穿过液化热交换器系统用于与BOG流进行热交换。
[0020]本专利技术利用一个或更多个离心压缩机组合件(package)，其适合于需要比可在单个喷油螺杆压缩机中实现的更大的再液化容量的应用。离心压缩机已在陆基(land
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based)天然气液化工厂中获得广泛应用，这些工厂一般具有比离岸(off
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shore)再液化的容量高得多的容量。与较小的喷油螺杆压缩机不同，离心压缩机具有实际上没有油遗留(oil carryover)的额外益处。离心压缩机的容量可以提供明显更高的流量，这使采用离心压缩机的更大系统变得总体上更经济。
[0021]SMR是在本领域中的用来指一系列制冷剂的术语，制冷剂通常包括一种或更多种碳氢化合物(具体地通常是甲烷、乙烷和丙烷以及可能至少还有丁烷)和氮气、可选地与一种或更多种其他可能的制冷剂(例如戊烷)的混合物。用于形成特定SMR的各种成分及其比例是已知的，并且在本文不被进一步描述。
[0022]分离如本文定义的一种或更多种流可以在任何合适的分离器中被执行，其中许多在本领域中是已知的，并且通常旨在提供至少一种气体流，一般是在分离器的上部处或附近可得到的较轻的流和一般在分离器的下端处可得到的、一般包括至少一种液相的较重的流。
[0023]通过一个或更多个合适的膨胀设备(一般包括阀等)进行流的膨胀是可能的。
[0024]如本文使用的术语“环境冷却”涉及通常在环境温度下提供的环境冷却介质的使用。这包括海水、淡水、发动机室冷却水和空气以及其任何组合，其一般是容易可得的以在向流提供环境冷却时使用。
[0025]可选地，冷却的第一SMR蒸气流和/或轻SMR蒸气流逆着(against)膨胀的最低温度SMR蒸气流被冷却。
[0026]由于已知原因，所有液化气罐——包括在液化气体运输船、驳船和其他船只(包括运输船只)上的罐——产生或释放蒸发气体。液化气体可以包括具有低于0℃(一般至少低于
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40℃)的标准沸点(在1atm下)的气体，例如各种石油或石化气体，并且包括具有低于
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160℃的标准沸点的液化天然气(LNG)。
[0027]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的方法，所述方法至少包括在液化热交换器系统中使所述BOG流与所述SMR热交换以提供冷却的BOG流的步骤，其中，所述SMR在SMR再循环系统中被提供，至少包括以下步骤：(a)使用至少一个离心压缩机来压缩所述SMR以提供压缩后SMR流；(b)使所述压缩后SMR流进入所述液化热交换器系统内以冷却所述压缩后SMR流并提供冷却的第一SMR蒸气流；(c)从所述液化热交换器系统抽出所述冷却的第一SMR蒸气流；(d)分离所述冷却的第一SMR蒸气流以提供液相SMR流和轻SMR蒸气流；(e)使所述轻SMR蒸气流穿过所述液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流；以及(f)使所述冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流以穿过所述液化热交换器系统用于与所述BOG流进行热交换。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述BOG来自浮船中的液化储货罐，可选地来自LNG储货罐。3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述液化热交换器系统包括单个液化热交换器。4.根据权利要求3所述的方法，包括在步骤(e)中使所述轻SMR蒸气流部分地穿过所述单个液化热交换器。5.根据权利要求3所述的方法，包括在步骤(e)中使所述轻SMR蒸气流完全穿过所述单个液化热交换器。6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述液化热交换器系统包括多单元液化热交换器，所述多单元液化热交换器包括两个热交换单元、可选地多于两个热交换单元，并且所述BOG流和所述膨胀的最低温度SMR流穿过每个单元。7.根据权利要求6所述的方法，还包括使所述压缩后SMR流进入第一热交换单元内并使所述轻SMR蒸气流进入第二热交换单元内的步骤。8.根据权利要求6所述的方法，还包括使所述压缩后SMR流进入第一热交换单元内并使所述轻SMR蒸气流进入第一热交换单元和第二热交换单元内的步骤。9.根据权利要求6至8中的任一项所述的方法，其中，所述液化热交换器系统包括多单元液化热交换器，所述多单元液化热交换器包括两个多流热交换器。10.根据权利要求6至8中的任一项所述的方法，其中，所述液化热交换器系统包括多单元液化热交换器，所述多单元液化热交换器包括一个多流热交换器和多个双流热交换器。11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括在步骤(b)之前对所述压缩后SMR流进行环境冷却的步骤。12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括使步骤(d)的所述液相SMR流膨胀以及使膨胀的液相SMR流进入所述液化热交换器系统内的步骤。13.根据权利要求12所述的方法，还包括在所述液化热交换器系统中将所述膨胀的液相SMR流与所述膨胀的最低温度SMR流组合的步骤。14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述液化热交换器系统包括多单元液化热交换器系统，并且所述方法还包括在所述多单元液化热交换器系统的两个单元之间将所述膨胀
的液相SMR流与所述膨胀的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼克，
申请(专利权)人：LGE知识产权管理有限公司，
类型：发明
国别省市：