[發(fā)明專利]液化天然氣的轉(zhuǎn)化

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980135979.0
• 申請日: 2009-07-15
• 公開（公告）號: CN102216668A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·波茲維爾;M·拉戈
• 申請（專利權(quán)）人: 克里奧斯塔股份有限公司
• 主分類號: F17C7/04
• 分類號: F17C7/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙華偉;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于將液化天然氣轉(zhuǎn)化成過熱流體的方法和設(shè)備。該方法和設(shè)備尤其適合于在船或其它遠洋輪船例如FSRU（浮式儲存和再氣化機組）上使用。

背景技術(shù)

天然氣以液態(tài)儲存和運輸很合適。然而，它一般以氣態(tài)使用。因此，有必要將大體積液化天然氣轉(zhuǎn)化成過熱流體，該過熱流體通常在低于天然氣的臨界壓力下是氣體，但有時在壓力高于臨界壓力時是流體。

美國專利6945049公開了一種用于使液化天然氣汽化的方法和設(shè)備。液化天然氣被泵送穿過第一熱交換器以實現(xiàn)汽化并穿過第二熱交換器以將蒸汽的溫度升高到環(huán)境溫度或比環(huán)境溫度低一點兒。第一熱交換器被以封閉式循環(huán)流動的熱交換流體如丙烷加熱。丙烷在第一熱交換器中從氣態(tài)變成液態(tài)并在多個通常是被海水流加熱的熱交換器中再次轉(zhuǎn)化成氣體。在第二熱交換器中，汽化的天然氣被蒸汽流進一步加熱。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方法和設(shè)備旨在減小相應(yīng)熱交換器的表面積而沒有熱力學效率的過度損失。

按照本發(fā)明，提供了一種將液化天然氣轉(zhuǎn)化成過熱流體的方法，該方法包括以下步驟：

a.?使天然氣流在壓力下通過相互串聯(lián)的第一主熱交換器和第二主熱交換器；

b.?在第一主熱交換器中通過與在第一環(huán)形回路中于第一壓力下流動的第一熱交換流體熱交換加熱天然氣流，該第一熱交換流體在上述第一主熱交換器中經(jīng)歷從蒸汽到液體的狀態(tài)變化；

c.?在第二主熱交換器中通過與在第二環(huán)形回路中于第二壓力下流動的第二熱交換流體熱交換進一步加熱天然氣流，該第二熱交換流體具有與第一熱交換流體相同的組成并在上述第二主熱交換器中經(jīng)歷從蒸汽到液體的狀態(tài)變化；

d.?收集來自第一主熱交換器的液態(tài)第一熱交換流體和來自第二主熱交換器的液態(tài)第二熱交換流體；

e.?在第一環(huán)形熱交換流體回路中使液化第一熱交換流體流在第一輔助熱交換器中再汽化，并把所產(chǎn)生的蒸汽作為第一熱交換流體供應(yīng)給第一主熱交換器；

f.?在第二環(huán)形熱交換回路中使第二液態(tài)熱交換流體流在第二輔助熱交換器中再汽化，并把所產(chǎn)生的蒸汽作為第二熱交換流體供應(yīng)給第二主熱交換器；和其中

g.?在第一主熱交換器中第一熱交換流體的冷凝壓力小于第二主熱交換器中第二熱交換流體的冷凝壓力。

在某些優(yōu)選實施例中，在上述步驟（e）中產(chǎn)生的蒸汽可以在第一輔助熱交換器和第一主熱交換器的中間被渦輪膨脹。渦輪膨脹使得有可能從蒸汽回收功率（power）。

本發(fā)明還提供用于將液化天然氣轉(zhuǎn)化成過熱流體的設(shè)備，該設(shè)備包括：

a.?相互串聯(lián)的第一主熱交換器和第二主熱交換器，安排用于分別與冷凝第一熱交換流體和冷凝第二熱交換流體熱交換時加熱液化天然氣；

b.?貫穿第一主熱交換器的第一環(huán)形較低冷凝壓力熱交換流體回路；

c.?貫穿第二主熱交換器的第二環(huán)形較高冷凝壓力熱交換流體回路；其中

d.?第一和第二環(huán)形熱交換流體回路二者都包括用于收集冷凝的熱交換流體的液體收集容器；

e.?第一環(huán)形熱交換流體回路貫穿用于使冷凝的第一熱交換流體再汽化的第一輔助熱交換器；

f.?第二環(huán)形熱交換流體回路貫穿用于使冷凝的第二熱交換流體再汽化的第二輔助熱交換器；和

g.?設(shè)備還包括用于控制第一熱交換流體穿過第一主熱交換器的流速和第二熱交換流體穿過第二主熱交換器的流速的機構(gòu)。

本發(fā)明的設(shè)備還可以在第一環(huán)形熱交換流體回路中第一輔助熱交換器和第一主熱交換器之間包括一渦輪膨脹機。渦輪膨脹機可以操作式與發(fā)電機構(gòu)相關(guān)，因而使回收功率成為可能。

在第一和第二熱交換流體回路中應(yīng)用不同的冷凝壓力使減少第一和第二主熱交換器的表面積而沒有熱力學效率的過度損失變?yōu)榭赡?。?yōu)選地，第一熱交換流體在其通向第一主熱交換器的入口處的溫度與天然氣在其從第一主熱交換器出來的出口處的溫度之間的溫差大于第二熱交換流體在其通向第二主熱交換器的入口處的溫度與天然氣在其從第二主熱交換器出來的出口處的溫度之間的溫差。

在本發(fā)明的方法和設(shè)備中，每個主熱交換器和輔助熱交換器都可以包括一個單一的主體或芯件或者多個主體或芯件。如果是多個熱交換主體或芯件，則它們可以串聯(lián)或并聯(lián)排列。

本發(fā)明的設(shè)備優(yōu)選地另外包括至少一個液體泵，該液體泵用于從收集容器中取出液態(tài)熱交換流體并使其穿過第一和第二環(huán)形熱交換回路循環(huán)。

第一和第二熱交換回路中的液態(tài)熱交換流體優(yōu)選地被收集在一由第一和第二熱交換流體回路共享的共用收集容器中。因此，第一熱交換流體優(yōu)選地與第二熱交換流體相同。