液化方法、液化装置及具备该液化装置的浮式液化气制造设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够在使被液化气液化时抑制液化效率下降，同时安全性优异且设备能够实现紧凑化的液化方法、液化装置及具备该液化装置的浮式液化气制造设备。特征在于，对于与单一成分的高压热介质进行了热交换后的被液化气进行减压后，使减压后的被液化气与温度比高压热介质低且与高压热介质为相同种类的低温侧热介质进行热交换而发生液化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及液化方法、液化装置及具备该液化装置的浮式液化气制造设备，尤其是涉及天然气的液化。
技术介绍
通常，作为陆地上的液化设备，利用级联式制冷循环、或使用了多种制冷剂的混合制冷剂的制冷循环对被液化气进行液化(例如专利文献I)。关于该液化设备的设置场所，近年来，讨论了海洋浮体。在海洋浮体上设置与陆地上同样的液化设备时，在对于抗摇摆性能、设置空间、液化的容易性、安全性的考虑中，存在船用化的必要条件。因此，作为液化设备，虽然使用于LNG船的蒸发气(boil off gas)的再液化中,但在液化效率差的氮制冷剂的氮膨胀循环中也有适用的余地。在先技术文献专利文献专利文献I日本特表2006-504928号公报专利文献2日本特表2006-503252号公报
技术实现思路
使用图5，说明氮制冷循环中的天然气及氮的热交换。在图5中，纵轴表示温度(0C),横轴表示热负荷(kW)。而且，图5中的实线表示升压至4Ma的天然气，虚线表示升压至15MPa的天然气。而且，图5中的单点划线表示与升压至4MPa的天然气进行热交换时的氮，双点划线表示与升压至15MPa的天然气进行热交换的氮。如图5所示，在使天然气(实线)升压至4MPa时，在温度变化的过程中，产生天然气相对于热负荷的温度变化减小的阶梯状。该阶梯状由于在作为制冷剂的氮进行热交换的过程中在液相和气相之间进行相变的期间温度变得恒定而产生。因此，在对应于升压至4Ma的天然气与氮的温度差最小的夹点(pinch point)的方式设定氮(单点划线)时，在夹点以外的热交换过程中，天然气与氮的温度差变大，与通常温度差小的情况相比，液化效率差。热介质氮的压缩循环如专利文献2记载的专利技术那样，由于大的所需动力的氮压缩机而多是通过燃气轮机来驱动的例子，但假定应液化的原料气体的一部分作为由燃气轮机消耗的燃料。在液化过程中产生的废气作为燃气轮机的燃料为低压，因此需要再加压，使用困难。为了使作为产品的液化气最大化，还存在工艺废气的高效的燃料化的课题。另外，在液化过程中产生的废气的压力大致为大气压，氮成分多，存在难以使用作驱动氮压缩机的燃气轮机的燃料的问题。此外，如专利文献2记载的专利技术那样，利用燃气轮机与蒸汽轮机、或蒸汽轮机与电动机的混合动力来驱动氮压缩机时，适用于海洋浮体，因此船上检修困难，需要预备品、及确保电动化带来的冗余度成为问题。另一方面，如图5的虚线所示,在使天然气升压至15MPa时，实线所示的升压至4MPa的天然气产生的阶梯状消失而成为大致直线状。因此，升压至15MPa的高压的天然气与氮(双点划线)的温度差在整体上减小而能够进行热交换，因此能够高效地液化。然而，为了使高压的天然气与氮进行热交换，需要使用管壳式的换热器，因此存在换热器大型化，而无法削减液化装置的设置空间的问题。本专利技术鉴于这种情况而作出，提供一种抑制液化效率的下降，同时安全性优异且能够实现设备的紧凑化的液化方法、液化装置及具备该液化装置的浮式液化气制造设备。为了解决上述课题，本专利技术的液化方法、液化装置及具备该液化装置的浮式液化气制造设备采用以下的手段。本专利技术的第一方式涉及一种液化方法，其中，使与单一成分的高压热介质进行了热交换的被液化气减压至规定压力后，使减压后的所述被液化气与温度比所述高压热介质低且和所述高压热介质为相同种类的低温侧热介质进行热交换而发生液化。 被液化气的液化通过与热介质进行热交换来进行。被液化气的液化效率优选被液化气与热介质的温度差在热交换过程中均匀且小。然而，在被液化气为高压时，虽然与热介质的温度差在热交换过程中大致均匀且小，但与热介质进行热交换的换热器变得大型化。而且，在被液化气为低压的情况下，被液化气在其热交换过程中成为阶梯状。因此，在对应于被液化气与热介质的温度差最小的部位(夹点)来设定热介质的压力时，在夹点以外的过程中，被液化气与热介质的温度差增大，热交换效率变差。因此，为了减小被液化气与热介质的温度差，使用通过多个换热器对烃、氮等混合热介质或多个单一成分的热介质进行热交换的级联方式。然而，在级联方式的情况下，存在换热器等设备增加的问题。而且，在使用混合热介质的情况下，由于由多个成分构成，因此虽然对应于被液化气的特性而使用多个热介质，但由于其一部分使用可燃性的热介质，因此在安全性上存在问题。因此，在本专利技术中，使被液化气与单一成分的高温侧热介质进行热交换，然后，减压至规定压力。而且，减压后的被液化气与高温侧热介质为相同种类，且与温度比高温侧热介质低的低温侧热介质进行热交换。由此，能够使与高温侧热介质进行了热交换的被液化气减压成近似于低温侧热介质的温度变化，之后与低温侧热介质进行热交换。因此，能够将被液化气与高温侧热介质及低温侧热介质的温度差保持为大致恒定。因此，能够使用单一成分的热介质，高效地使被液化气液化。需要说明的是，规定压力是指与热介质进行热交换的被液化气的临界点所对应的压力。另外，被液化气是液化前的原料气体，可列举天然气(LNG)、液化石油气(LPG)等。本专利技术的第二方式涉及一种液化装置，其特征在于，具备高温侧热介质用换热器，供被液化气与高温侧热介质进行热交换；减压阀，对从该高温侧热介质用换热器导出的被液化气进行减压；以及低压热介质用换热器，供通过了该减压阀的被液化气与低温侧热介质进行热交换，其中，所述高温侧热介质及所述低温侧热介质为单一成分且相同种类，所述减压阀将被导向所述低温侧热介质用换热器的被液化气减压至规定压力。将单一成分的高温侧热介质导向高温侧热介质用换热器，将与高温侧热介质为相同种类的低温侧热介质导向低温侧热介质用换热器，在高温侧热介质用换热器与低温侧热介质用换热器之间设有将被液化气减压至规定压力的减压阀。由此，能够借助减压阀使通过了高温侧热介质用换热器的被液化气近似于低温侧热介质的温度变化，而导向低温侧热介质用换热器。因此，能够将被液化气与高温侧热介质及低温侧热介质的温度差保持为大致恒定。因此，能够使用单一成分的热介质，高效地使被液化气液化。本专利技术的第三方式涉及一种液化装置，其特征在于，具备并联复式涡轮(crosscompound turbine),具有被引导蒸汽而被驱动的高压润轮、与该高压润轮连接的高压润轮侧轴、被引导从所述高压涡轮导出的蒸汽而被驱动的低压涡轮及与该低压涡轮连接的低压涡轮侧轴；高温侧热介质用压缩机，对被导向所述高温侧热介质用换热器的高温侧热介质进行压缩；低温侧热介质用压缩机，对被导向所述低温侧热介质用换热器的低温侧热介质进行压缩；以及蒸汽产生单元，产生被导向所述高压涡轮的蒸汽，其中，使所述高温侧热介质用压缩机与所述高压涡轮侧轴连接，使所述低温侧热介质用压缩机与所述低压涡轮侧轴连接。在高压涡轮侧轴上连接高温侧热介质用压缩机，在低压涡轮侧轴上连接低温侧热 介质用压缩机。构成并联复式涡轮的高压涡轮侧轴与低压涡轮侧轴相互分离，因此通过分别控制与高压涡轮侧轴连接的高压涡轮及与低压涡轮侧轴连接的低压涡轮，而能够分别独立地控制高温侧热介质用压缩机和低温侧热介质用压缩机。因此，能够相互独立地压缩高温侧热介质和低温侧热介质，从而能够独立地控制高温侧热介质和低温侧热介质的制冷负荷。在本专利技术的上述任一个液化装置中，所述高温侧热介质用换热器可以是板式。根据该结构，被液化气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈胜，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：
国别省市：