本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，通過設(shè)置包括壓縮機(jī)、膨脹機(jī)和冷卻裝置的冷卻回路，將惰性氣體作為冷卻回路中的制冷工質(zhì)，能夠使得制冷工質(zhì)以很低的溫度進(jìn)入熱交換器中，用以將尤其液態(tài)的被冷卻工質(zhì)冷卻至深冷狀態(tài)，然后深冷的被冷卻工質(zhì)返回儲(chǔ)存設(shè)施后能夠有效地降低儲(chǔ)存設(shè)施中的蒸發(fā)量，由此，能夠以系統(tǒng)簡單、占地空間小、設(shè)備投產(chǎn)及調(diào)試費(fèi)用低、保養(yǎng)維護(hù)簡單的方式，高效地降低儲(chǔ)存設(shè)施中的蒸發(fā)，降低了運(yùn)輸或儲(chǔ)存成本。降低了運(yùn)輸或儲(chǔ)存成本。降低了運(yùn)輸或儲(chǔ)存成本。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)
[0001]本專利技術(shù)涉及LNG存儲(chǔ)及輸送領(lǐng)域，尤其涉及LNG船中蒸發(fā)氣體的處理系統(tǒng)，尤其涉及一種可以用于LNG船的深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)及現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，能源利用和環(huán)境污染成為世界關(guān)注的焦點(diǎn)。面對日益嚴(yán)苛的環(huán)保要求，國際能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型加速，清潔燃料的開發(fā)和應(yīng)用成為能源戰(zhàn)略的重要發(fā)展方向，其中天然氣以其污染物排放量小、成本相對較低的特點(diǎn)，使得天然氣在國際能源供應(yīng)中的比例逐年上漲，預(yù)計(jì)全球天然氣消費(fèi)需求快速增長的態(tài)勢將一直持續(xù)到2040年。相比于天然氣采用管道運(yùn)輸，由于海上LNG（液化天然氣，Liquified Natural GAS）運(yùn)輸不需要鋪設(shè)很長的輸送管道，并且能夠靈活地將天然氣輸送到世界各地，因而具有靈活、產(chǎn)地及目的地多樣化的優(yōu)點(diǎn)。隨著天然氣貿(mào)易量的持續(xù)迅猛增長，全球LNG 海運(yùn)行業(yè)也將隨之迅速發(fā)展，預(yù)計(jì)2030年前全球?qū)⑿略?00艘大型LNG船訂單。
[0003]鑒于LNG特殊的理化特性，任何LNG船在運(yùn)輸過程中，即使在液貨艙絕熱性能很好的情況下，LNG都不可避免地部分蒸發(fā)為BOG(蒸發(fā)氣體)。BOG的產(chǎn)生會(huì)使得液貨艙壓力升高，破壞液貨艙的結(jié)構(gòu)，若將BOG直接排入大氣中，也會(huì)造成直接的經(jīng)濟(jì)損失和溫室危害。因而，需要設(shè)置針對BOG的再液化系統(tǒng)，再液化系統(tǒng)能夠?qū)⒁贺浥撝蠦OG重新冷凝液化，降低液貨艙中BOG的蒸發(fā)，降低運(yùn)輸成本并且提高LNG運(yùn)輸?shù)陌踩裕悄壳按笮蚅NG運(yùn)輸船、加注船上重要的高附加值設(shè)備。這樣的問題也存在于陸上的LNG儲(chǔ)存設(shè)施中。
[0004]但是，目前LNG蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，從工藝技術(shù)來看，采用混合工質(zhì)再液化方式會(huì)導(dǎo)致流程復(fù)雜、維護(hù)難度大，且丙烷等工質(zhì)為易爆氣體，泄漏風(fēng)險(xiǎn)大，危險(xiǎn)性高；而采用氮膨脹再液化方式，其使用惰性氣體作為制冷劑，安全性較高，但系統(tǒng)需要蒸發(fā)氣壓縮機(jī)、氮?dú)獍l(fā)生器、蒸發(fā)氣加熱器等較多輔助設(shè)備，安裝調(diào)試周期長，維護(hù)成本高。因此，急需發(fā)展一種安全可靠、高效率、低成本的用于LNG的蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出一種尤其用于LNG船的深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，再液化系統(tǒng)包括冷卻回路，冷卻回路包括：壓縮機(jī)，用以對再液化系統(tǒng)的制冷工質(zhì)進(jìn)行壓縮；冷卻器，對壓縮后的制冷工質(zhì)進(jìn)行冷卻；膨脹機(jī)，用以使冷卻后的制冷工質(zhì)膨脹；動(dòng)力裝置，能夠驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)對制冷工質(zhì)進(jìn)行壓縮；熱交換器，用于在被冷卻工質(zhì)與膨脹后的制冷工質(zhì)之間產(chǎn)生熱量交換；其中，制冷工質(zhì)在冷卻回路中以封閉循環(huán)的方式運(yùn)行，制冷工質(zhì)在壓縮機(jī)中被壓縮后，經(jīng)過冷卻器被冷卻而降溫，然后通過膨脹機(jī)膨脹而使得壓力降低并且溫度降低，之后在熱交換器中從被冷卻工質(zhì)吸收熱量用以降低被冷卻工質(zhì)的溫度，吸收熱量后的制冷工質(zhì)
然后進(jìn)入壓縮機(jī)被壓縮；其中，進(jìn)入膨脹機(jī)前的制冷工質(zhì)與經(jīng)過膨脹機(jī)膨脹后的制冷工質(zhì)在熱交換器中以逆向的方向流動(dòng)并且產(chǎn)生熱量交換。
[0006]進(jìn)一步，在熱交換器中的被冷卻工質(zhì)為液態(tài)天然氣，在熱交換器的至少部分區(qū)段中的液態(tài)天然氣的流向方向與膨脹后的制冷工質(zhì)的流向方向相反；其中，制冷工質(zhì)采用惰性氣體；優(yōu)選地，制冷工質(zhì)選用He、N2、H2或Ne，或者包括He、N2、H2、Ne中至少兩種氣體的混合氣。
[0007]進(jìn)一步，所述壓縮機(jī)的數(shù)量為至少兩臺(tái)，至少兩臺(tái)壓縮機(jī)在冷卻回路中以串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式設(shè)置，使得制冷工質(zhì)以串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式流經(jīng)至少兩臺(tái)壓縮機(jī)，其中，在每臺(tái)壓縮機(jī)的出口設(shè)置有冷卻器；制冷工質(zhì)在膨脹機(jī)中發(fā)生膨脹使得膨脹機(jī)輸出能量，至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中的至少一臺(tái)壓縮機(jī)能夠接受膨脹機(jī)所輸出的能量；至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中的至少一臺(tái)壓縮機(jī)能夠被動(dòng)力裝置所驅(qū)動(dòng)，優(yōu)選地，動(dòng)力裝置的數(shù)量為至少兩個(gè)，動(dòng)力裝置尤其地選擇為電機(jī)。
[0008]進(jìn)一步，至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中的至少一臺(tái)壓縮機(jī)能夠與動(dòng)力裝置、膨脹機(jī)以共軸傳動(dòng)地方式設(shè)置，使得該至少一臺(tái)壓縮機(jī)被動(dòng)力裝置和膨脹機(jī)輸出的能量驅(qū)動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步，所述膨脹機(jī)的數(shù)量為至少兩臺(tái)，至少兩臺(tái)膨脹機(jī)在冷卻回路中以串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式設(shè)置，使得制冷工質(zhì)以串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式流經(jīng)至少兩臺(tái)膨脹機(jī)。
[0010]進(jìn)一步，所述壓縮機(jī)為軸流式壓縮機(jī)或離心式壓縮機(jī)，所述膨脹機(jī)為軸流式膨脹機(jī)或向心式膨脹機(jī)。
[0011]進(jìn)一步，所述膨脹機(jī)設(shè)置有旁路支路，旁路支路的一端連接膨脹機(jī)的進(jìn)口，旁路支路的另一端連接膨脹機(jī)的出口，優(yōu)選地在旁路支路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，用以對從膨脹機(jī)進(jìn)口經(jīng)由旁路支路流向膨脹機(jī)出口的制冷工質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)；尤其，旁路支路的一端連接在膨脹機(jī)的進(jìn)口的位于熱交換器的上游的管段，旁路支路的另一端連接在膨脹機(jī)的出口的位于熱交換器的下游的管段。
[0012]進(jìn)一步，再液化系統(tǒng)設(shè)置有動(dòng)力裝置冷卻支路，動(dòng)力裝置冷卻支路的上游連接至膨脹機(jī)的進(jìn)口管路用以從膨脹機(jī)的進(jìn)口管路中導(dǎo)入制冷工質(zhì)，其中優(yōu)選地動(dòng)力裝置冷卻支路的上游連接至旁路支路，動(dòng)力裝置冷卻支路流經(jīng)動(dòng)力裝置用以冷卻動(dòng)力裝置，流經(jīng)動(dòng)力裝置后的動(dòng)力裝置冷卻支路連接至壓縮機(jī)的進(jìn)口；其中，動(dòng)力裝置冷卻支路優(yōu)選地以串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式流經(jīng)多個(gè)動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置冷卻支路中的制冷工質(zhì)在流經(jīng)動(dòng)力裝置后優(yōu)選地尤其經(jīng)由冷卻后流體地連接至壓縮機(jī)的進(jìn)口。
[0013]進(jìn)一步，動(dòng)力裝置冷卻支路還包括動(dòng)力裝置冷卻器，當(dāng)動(dòng)力裝置冷卻支路以串聯(lián)的方式流經(jīng)多個(gè)動(dòng)力裝置時(shí)，動(dòng)力裝置冷卻支路中的制冷工質(zhì)在流經(jīng)位于上游的動(dòng)力裝置后，經(jīng)由動(dòng)力裝置冷卻器被冷卻后流入下一個(gè)動(dòng)力裝置；而當(dāng)動(dòng)力裝置冷卻支路以并聯(lián)的方式流經(jīng)多個(gè)動(dòng)力裝置時(shí)，動(dòng)力裝置冷卻支路中的制冷工質(zhì)在流經(jīng)位于上游的動(dòng)力裝置后，可選地能夠經(jīng)由動(dòng)力裝置冷卻器被冷卻后流體地連接至下一個(gè)動(dòng)力裝置，或者可選地以流體連接的方式連接至壓縮機(jī)的進(jìn)口。
[0014]進(jìn)一步，再液化系統(tǒng)設(shè)置有動(dòng)力裝置泄漏冷卻支路，由泄露至動(dòng)力裝置內(nèi)部的制冷工質(zhì)對動(dòng)力裝置進(jìn)行冷卻，該泄露的制冷工質(zhì)然后經(jīng)由動(dòng)力裝置泄漏冷卻支路流體地連接至壓縮機(jī)的進(jìn)口。
[0015]實(shí)施本專利技術(shù)，具有如下有益效果：通過本專利技術(shù)的深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，通過設(shè)置包括壓縮機(jī)、膨脹機(jī)和冷卻裝置的冷卻回路，將惰性氣體作為冷卻回路中的制冷工質(zhì)，能夠使得制冷工質(zhì)以很低的溫度進(jìn)入熱交換器中，用以將尤其液態(tài)的被冷卻工質(zhì)冷卻至深冷狀態(tài)，然后深冷的被冷卻工質(zhì)返回儲(chǔ)存設(shè)施后能夠有效地降低儲(chǔ)存設(shè)施中的蒸發(fā)量，由此，能夠以系統(tǒng)簡單、占地空間小、設(shè)備投產(chǎn)及調(diào)試費(fèi)用低、保養(yǎng)維護(hù)簡單的方式，高效地降低儲(chǔ)存設(shè)施中的蒸發(fā)，降低了運(yùn)輸或儲(chǔ)存成本。
附圖說明
[0016]為了更清楚地說明本專利技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
[0017]圖1是本專利技術(shù)的實(shí)施例1的系統(tǒng)圖。
[0018]圖2是本專利技術(shù)的實(shí)施例2的系統(tǒng)圖。
[0019]圖3是本專利技術(shù)的實(shí)施例3的系統(tǒng)圖。
[002本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，再液化系統(tǒng)包括冷卻回路，冷卻回路包括：壓縮機(jī)，用以對再液化系統(tǒng)的制冷工質(zhì)進(jìn)行壓縮；冷卻器，對壓縮后的制冷工質(zhì)進(jìn)行冷卻；膨脹機(jī)，用以使冷卻后的制冷工質(zhì)膨脹；動(dòng)力裝置，能夠驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)對制冷工質(zhì)進(jìn)行壓縮；熱交換器，用于在被冷卻工質(zhì)與膨脹后的制冷工質(zhì)之間產(chǎn)生熱量交換；其中，所述膨脹機(jī)設(shè)置有旁路支路，旁路支路的一端連接膨脹機(jī)的進(jìn)口，旁路支路的另一端連接膨脹機(jī)的出口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，其特征在于，在熱交換器中的被冷卻工質(zhì)為液態(tài)天然氣，在熱交換器的至少部分區(qū)段中的液態(tài)天然氣的流向方向與膨脹后的制冷工質(zhì)的流向方向相反；其中，制冷工質(zhì)采用惰性氣體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，其特征在于，制冷工質(zhì)選用He、N2、H2或Ne，或者包括He、N2、H2、Ne中至少兩種氣體的混合氣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)的數(shù)量為至少兩臺(tái)，至少兩臺(tái)壓縮機(jī)在冷卻回路中以串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式設(shè)置；其中，在每臺(tái)壓縮機(jī)的出口設(shè)置有冷卻器；制冷工質(zhì)在膨脹機(jī)中發(fā)生膨脹使得膨脹機(jī)輸出能量，至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中的至少一臺(tái)壓縮機(jī)接受膨脹機(jī)所輸出的能量；至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中的至少一臺(tái)壓縮機(jī)被動(dòng)力裝置所驅(qū)動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，其特征在于，動(dòng)力裝置的數(shù)量為至少兩個(gè)，動(dòng)力裝置為電機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，其特征在于，至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中的至少一臺(tái)壓縮機(jī)能夠與動(dòng)力裝置、膨脹機(jī)以共軸傳動(dòng)地方式設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，其特征在于，所述膨脹機(jī)的數(shù)量為至少兩臺(tái)，至少兩臺(tái)膨脹機(jī)在冷卻回路中以串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深冷式蒸發(fā)氣體再液化系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)為軸流式壓縮機(jī)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮靜婭，李曉波，金圻燁，張嚴(yán)，鮑宇，沈騰，戴佳男，朱向利，冀青鵬，涂世恩，
申請(專利權(quán))人：中國船舶集團(tuán)有限公司第七一一研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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