本发明专利技术涉及一种利用氮、氦气膨胀工艺的LNG运输船BOG处理系统及方法，包括如下部件：LNG储舱和冷箱，LNG储舱的液相出口与冷箱的第一入口连接，冷箱的第一出口与LNG储舱顶部的喷淋管线连接；膨胀机、压缩机和冷却器，膨胀机的入口与冷箱的第二出口连接，膨胀机的出口与冷箱的第三入口连接，冷箱的第三出口与冷箱的第四入口连接，冷箱的第四出口与压缩机的入口连接，压缩机的出口与冷却器的入口连接，冷却器的出口与冷箱的第二入口连接。的处理系统，优选地，还包括LNG潜液泵LNG潜液泵设置于LNG储舱内，LNG潜液泵被配置为将LNG储舱内的LNG输送至冷箱。本发明专利技术系统整体成橇，易于布置和安装。安装。安装。
【技术实现步骤摘要】
利用氮、氦膨胀工艺的LNG运输船BOG处理系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种利用氮、氦气膨胀工艺的LNG运输船BOG处理系统及方法，属于LNG运输船BOG回收处理领域。
技术介绍
[0002]天然气的储存和运输过程中，液化天然气(Liquid Natural Gas,LNG)由于储存容器不可能做到完全绝热，在储存和运输过程中会产生蒸发气(Boil Off Gas,BOG)。如果不能及时处理这些多余BOG，将会快速增加船舶货舱压力，给船舶营运带来巨大危险。相较于燃烧这些多余的BOG，再液化装置不但能进行回收，还能降低货舱温度，降低对推进系统选择的苛刻条件。目前，主流大型LNG运输船舶和LNG加注船舶更加青睐配置BOG再液化装置，以提高船舶安全性和船舶运力。另外LNG加注船受作业性质影响，需要在加注过程中接收加注船冷舱和置换过程中产生的BOG，在等待加注作业过程中蒸发产生的BOG气体也需要处理，因此，LNG加注船也需要配置小型再液化装置。
技术实现思路
[0003]针对上述突出问题，本专利技术提供一种利用氮、氦气膨胀工艺的LNG运输船BOG处理系统及方法，该处理系统及方法采用氮气和氦气作为混合介质压缩膨胀制冷的方式，冷却LNG后，过冷LNG返回储舱喷淋，将储舱内BOG进行液化回收。该处理系统及方法具备换热效率高，能耗低，设备紧凑，数量少，尺寸小，易成撬，占地面积小等优点。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0005]一种利用氮、氦膨胀工艺的LNG运输船BOG处理系统，包括如下部件：
[0006]LNG储舱和冷箱，所述LNG储舱的液相出口与所述冷箱的第一入口连接，所述冷箱的第一出口与所述LNG储舱顶部的喷淋管线连接；
[0007]膨胀机、压缩机和冷却器，所述膨胀机的入口与所述冷箱的第二出口连接，所述膨胀机的出口与所述冷箱的第三入口连接，所述冷箱的第三出口与所述冷箱的第四入口连接，所述冷箱的第四出口与所述压缩机的入口连接，所述压缩机的出口与所述冷却器的入口连接，所述冷却器的出口与所述冷箱的第二入口连接。
[0008]所述的处理系统，优选地，还包括LNG潜液泵所述LNG潜液泵设置于所述LNG储舱内，所述LNG潜液泵被配置为将所述LNG储舱内的LNG输送至所述冷箱。
[0009]所述的处理系统，优选地，所述压缩机包括膨胀压缩机和冷剂压缩机，所述冷却器包括第一冷却器和第二冷却器，所述膨胀压缩机的出口与所述第一冷却器的入口连接，所述第一冷却器的出口与所述冷剂压缩机的入口连接，所述冷剂压缩机的出口与所述第二冷却器的入口连接，所述第二冷却器的出口与所述冷箱的第二入口连接。
[0010]所述的处理系统，优选地，所述冷箱中的制冷剂为氮、氦气混合制冷介质。
[0011]所述的处理系统，优选地，所述膨胀压缩机与所述膨胀机同轴连接，所述膨胀压缩机由所述膨胀机和第一电机共同驱动，所述冷剂压缩机由第二电机驱动，所述冷剂压缩机
只采用一级压缩，压缩比、膨胀比都比较低。
[0012]所述的处理系统，优选地，所述处理系统采用全密封设计，氮、氦气混合制冷介质一次性充装，无泄漏。
[0013]所述的处理系统，优选地，所述膨胀压缩机、所述冷剂压缩机、所述第一电机以及所述第二电机的轴承均采用电磁轴承，无油润滑系统。
[0014]所述的处理系统，优选地，所述冷却器采用印刷电路板式换热器，采用闭式循环水作为冷却介质。
[0015]基于上述处理系统，本专利技术还提供该处理系统的处理方法，优选地，包括如下步骤：
[0016]1)所述LNG储舱由于吸收环境热量使得舱内产生大量BOG，当舱内压力高于操作压力时，通过所述LNG潜液泵将LNG输送至所述冷箱；
[0017]2)氮、氦气混合制冷介质经所述膨胀压缩机和所述冷剂压缩机两级压缩后形成中压为25～30bar的氮、氦气混合制冷介质，经所述冷却器降温至30～40℃，进入所述冷箱；
[0018]3)进入所述冷箱的中压氮、氦气混合制冷介质与来自所述冷箱中返流的低温氮、氦气混合制冷介质换热，经换热后的返流低温氮、氦气混合制冷介质自身复热后进入所述膨胀压缩机中；而中压氮、氦气混合制冷介质降温后继续进入所述膨胀机中，在所述膨胀机中，中压氮、氦气混合制冷介质膨胀降压对外做功，所述膨胀机将中压氮、氦气混合制冷介质的压力能转化为机械能协同电机驱动所述膨胀压缩机运转，膨胀后的氮、氦气混合制冷介质降温至
‑
179～
‑
185℃后进入所述冷箱；
[0019]4)降温至
‑
179～
‑
185℃的低压氮、氦气混合制冷介质进入所述冷箱，将来自LNG储舱的LNG过冷至
‑
168～
‑
175℃，低压氮、氦气混合制冷介质处理所述冷箱中的LNG后形成低温氮、氦气混合制冷介质并返流至所述冷箱的预冷段，复热后返回所述膨胀压缩机；
[0020]5)过冷后的LNG进入所述LNG储舱内，并与储舱内的BOG传质换热，将BOG重新冷凝为LNG。
[0021]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0022]1、本专利技术采用氮、氦气混合制冷介质膨胀工艺，压力较低，压缩、膨胀比小，冷剂压缩机只需一级压缩，设备数量少，尺寸小，换热效率高，系统能耗小。
[0023]2、本专利技术采用LNG储舱内原有的LNG泵将LNG送入冷箱，经氮、氦气混合制冷介质过冷处理后，过冷LNG利用储舱原有的进料喷淋系统，将储舱内的BOG重新冷凝为LNG，不增加设备配置和对LNG储舱的改造。
[0024]3、本专利技术采用过冷处理后的LNG与LNG储舱内的BOG混合冷却再冷凝BOG，无需额外增加BOG压缩机。
[0025]4、本专利技术系统采用全密封设计，无泄漏，采用氮、氦气作为制冷介质，一次性充装，系统起停快，调节方便。
[0026]5、本专利技术采用氦气作为制冷介质，可用于系统检测泄露，保证系统整体密封性。
[0027]6、本专利技术中的膨胀压缩机与膨胀机同轴，采用膨胀机和电机共同驱动，减少设备数量；压缩机、膨胀机、电机采用磁力轴承，无油润滑系统，减少配套和占地面积。
[0028]7、本专利技术系统整体成橇，易于布置和安装。
附图说明
[0029]图1为本专利技术一实施例提供的利用制冷剂解决LNG运输船上LNG损耗的处理系统的示意图；
[0030]图中各标记如下：
[0031]TK1
‑
LNG储舱；P1
‑
LNG潜液泵；CB1
‑
冷箱；C1
‑
膨胀压缩机；C2
‑
冷剂压缩机；E
‑1‑
第一冷却器；E
‑2‑
第二冷却器；TE1
‑
膨胀机。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术中的技术方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用氮、氦膨胀工艺的LNG运输船BOG处理系统，其特征在于，包括如下部件：LNG储舱(TK1)和冷箱(CB1)，所述LNG储舱(TK1)的液相出口与所述冷箱(CB1)的第一入口连接，所述冷箱(CB1)的第一出口与所述LNG储舱(TK1)顶部的喷淋管线连接；膨胀机(TE1)、压缩机和冷却器，所述膨胀机(TE1)的入口与所述冷箱(CB1)的第二出口连接，所述膨胀机(TE1)的出口与所述冷箱(CB1)的第三入口连接，所述冷箱(CB1)的第三出口与所述冷箱(CB1)的第四入口连接，所述冷箱(CB1)的第四出口与所述压缩机的入口连接，所述压缩机的出口与所述冷却器的入口连接，所述冷却器的出口与所述冷箱(CB1)的第二入口连接；LNG潜液泵(P1)，所述LNG潜液泵(P1)设置于所述LNG储舱(TK1)内，所述LNG潜液泵(P1)被配置为将所述LNG储舱(TK1)内的LNG输送至所述冷箱(CB1)；所述压缩机包括膨胀压缩机(C1)和冷剂压缩机(C2)，所述冷却器包括第一冷却器(E
‑
1)和第二冷却器(E
‑
2)，所述膨胀压缩机(C1)的出口与所述第一冷却器(E
‑
1)的入口连接，所述第一冷却器(E
‑
1)的出口与所述冷剂压缩机(C2)的入口连接，所述冷剂压缩机(C2)的出口与所述第二冷却器(E
‑
2)的入口连接，所述第二冷却器(E
‑
2)的出口与所述冷箱(CB1)的第二入口连接；所述冷箱(CB1)中的制冷剂为氮、氦气混合制冷介质。2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述膨胀压缩机(C1)与所述膨胀机(TE1)同轴连接，所述膨胀压缩机(C1)由所述膨胀机(TE1)和第一电机共同驱动，所述冷剂压缩机(C2)由第二电机驱动，所述冷剂压缩机(C2)只采用一级压缩。3.根据权利要求1所述的处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾伟平，李恩道，花亦怀，尹全森，程昊，鹿来运，范明龙，刘淼儿，
申请(专利权)人：中海石油气电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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