[發明專利]制冷系統和方法以及用于生產液化天然氣的系統和方法

在審

• 申請號: 201610443447.5
• 申請日: 2016-06-20
• 公開（公告）號: CN107525293A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 胡立舜
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F25B1/00
• 分類號: F25B1/00;F25B41/06;F25B43/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 侯穎媖

技術領域

本發明涉及制冷領域，尤其涉及一種制冷系統和方法以及用于生產液化天然氣的系統和方法。

背景技術

制冷技術被大規模應用至工業生產中，以滿足工業生產中需要低溫環境的場合。例如，為氣體的液化(如天然氣液化)提供低溫環境。

作為一種常規的制冷方法，制冷劑可先被壓縮，隨后被膨脹，從而獲得低溫以進行制冷。為了實現這種制冷方法，通常需要復雜的制冷劑膨脹設備，如利用多個膨脹機級聯以進行多級膨脹等。這種復雜的設備不僅提高了制冷系統的制造成本，且由于其復雜性導致了較高的損壞率，也提高了維護成本。此外，這種復雜的設備主要利用絕熱膨脹或等焓膨脹，在膨脹過程中的能量損耗大，資源消耗高。

因此，有必要提供一種新的制冷技術，來解決至少一個上述技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種制冷系統和方法以及用于生產液化天然氣的系統和方法。

在一個方面，本發明的實施例涉及一種制冷系統，其包括：換熱器；及，制冷循環系統，其包括：超音速分離器，其至少部分位于所述換熱器內，所述超音速分離器接收并膨脹被冷卻的制冷劑流，以在所述超音速分離器內獲得用以制冷的低溫制冷劑流，并在所超音速分離器內壓縮所述低溫制冷劑流，以獲得被升溫的制冷劑流；壓縮模塊，用于接收并壓縮所述被升溫的制冷劑流，以獲得被壓縮的制冷劑流，并向所述換熱器提供所述被壓縮的制冷劑流；所述換熱器將所述被壓縮的制冷劑流與所述低溫制冷劑流進行熱交換，以獲得被冷卻的制冷劑流，并向所述超音速分離器提供該被冷卻的制冷劑流。

在另一個方面，本發明的實施例涉及一種用于生產液化天然氣的系統，其包括：換熱器；提供模塊，用于向換熱器提供天然氣流；及，制冷循環系統，其包括：超音速分離器，其至少部分位于所述換熱器內，所述超音速分離器接收并膨脹被冷卻的制冷劑流，以在所述超音速分離器內獲得用以制冷的低溫制冷劑流，并在所超音速分離器內壓縮所述低溫制冷劑流，以獲得被升溫的制冷劑流；壓縮模塊，用于接收并壓縮所述被升溫的制冷劑流，以獲得被壓縮的制冷劑流，并向所述換熱器提供所述被壓縮的制冷劑流；所述換熱器將所述低溫制冷劑流與所述天然氣流以及所述被壓縮的制冷劑流進行熱交換，以獲得液化天然氣以及被冷卻的制冷劑流，并將該被冷卻的制冷劑流提供給所述超音速分離器。

在再一個方面，本發明的實施例涉及一種制冷方法，其包括：通過至少部分位于換熱器內的超音速分離器，接收并膨脹被冷卻的制冷劑流，以在所述超音速分離器內獲得用以制冷的低溫制冷劑流，并在所超音速分離器內壓縮所述低溫制冷劑流，以獲得被升溫的制冷劑流；通過壓縮模塊，接收并壓縮所述被升溫的制冷劑流，以獲得被壓縮的制冷劑流，并向所述換熱器提供所述被壓縮的制冷劑流；通過所述換熱器，將所述被壓縮的制冷劑流與所述低溫制冷劑流進行熱交換，以獲得被冷卻的制冷劑流，并向所述超音速分離器提供該被冷卻的制冷劑流。

在又一個方面，本發明的實施例涉及一種用于生產液化天然氣的方法，其包括：通過提供模塊，向換熱器提供天然氣流；通過至少部分位于所述換熱器內的超音速分離器，接收并膨脹被冷卻的制冷劑流，以在所述超音速分離器內獲得用以制冷的低溫制冷劑流，并在所超音速分離器內壓縮所述低溫制冷劑流，以獲得被升溫的制冷劑流；通過壓縮模塊，接收并壓縮所述被升溫的制冷劑流，以獲得被壓縮的制冷劑流，并向所述換熱器提供所述被壓縮的制冷劑流；通過所述換熱器，將所述低溫制冷劑流與所述天然氣流以及所述被壓縮的制冷劑流進行熱交換，以獲得液化天然氣以及被冷卻的制冷劑流，并將該被冷卻的制冷劑流提供給所述超音速分離器。

附圖說明

參考附圖閱讀下面的詳細描述，可以幫助理解本發明的特征、方面及優點，其中：

圖1為根據本發明一個實施例的制冷系統的結構示意圖；

圖2為根據本發明一個實施例的超音速分離器的結構示意圖；

圖3為根據本發明一個實施例的壓縮模塊的結構示意圖；

圖4為根據本發明一個實施例的用于生產液化天然氣的系統的結構示意圖；

圖5為根據本發明另一個實施例的用于生產液化天然氣的系統的結構示意圖；

圖6為根據本發明一個實施例的制冷方法的流程示意圖；

圖7為根據本發明一個實施例的用于生產液化天然氣的方法的流程示意圖。

具體實施方式