[實(shí)用新型]LNG儲(chǔ)罐用BOG自循環(huán)再液化回收換熱系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201822055893.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209623215U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓鳳翚;王哲;李文華;陳海泉;孫玉清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號(hào): F25J1/00
• 分類號(hào): F25J1/00;F25J5/00;F17C13/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

本實(shí)用新型涉及一種BOG自循環(huán)再液化回收換熱系統(tǒng)。本實(shí)用新型包括BOG液化單元、循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)和LN2再生單元，BOG液化單元和LN2再生單元通過(guò)循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)連接循環(huán)換熱及再生，循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)是由多通道預(yù)冷器、多通道過(guò)冷器和多通道冷凝器封裝集成的一體式復(fù)合型循環(huán)換熱裝置。本實(shí)用新型系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)凍結(jié)、高效液化等特點(diǎn)，本實(shí)用新型系統(tǒng)不僅能按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行BOG的再液化與回收，還能通過(guò)LN2反復(fù)循環(huán)供冷，且所需動(dòng)力裝置少，BOG前期可通過(guò)自身壓力推動(dòng)液化循環(huán)，而LN2循環(huán)及其再生過(guò)程也不需要額外的制冷機(jī)，降低了相關(guān)設(shè)備的能耗，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，滿足了大流量BOG再液化回收的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及低溫氣體液化領(lǐng)域，圍繞液化天然氣設(shè)備技術(shù)，具體涉及一種BOG自循環(huán)再液化回收換熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

眾所周知，化石燃料包括煤、石油和天然氣。迄今為止，煤炭一直作為主要的能量來(lái)源滿足全球能源需求。在全球能源需求中，煤炭份額占42％，而天然氣份額僅為21％。然而，對(duì)比煤炭和石油的高排放值，天然氣被認(rèn)為是一種清潔能源，利用其燃燒提供動(dòng)力或熱量時(shí)可大量減少顆粒物、硫氧化物(SOx) 和氮氧化物(NOx)廢料的排放，且在其同等熱質(zhì)條件下其溫室氣體排放量?jī)H為柴油燃料的40％左右。

天然氣的沸點(diǎn)約為-162℃，通過(guò)液化形成液化天然氣LNG的方式，可使天然氣的存儲(chǔ)體積縮小超過(guò)620倍。由于世界范圍內(nèi)天然氣儲(chǔ)量的分布不均，其通常采用液體形式進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)輸和儲(chǔ)存。迄今為止，全球在運(yùn)行的LNG接收站約有124個(gè)，并以每年1％的增速上漲。若按照每個(gè)接收站大約4個(gè)儲(chǔ)罐估算，陸上超大型LNG儲(chǔ)罐總量約有600個(gè)。此外，海運(yùn)和貨船運(yùn)輸?shù)男⌒蛢?chǔ)罐總數(shù)更是不計(jì)其數(shù)。由于環(huán)境因素以及加注操作等人為因素的影響，LNG受熱部分氣化變?yōu)锽OG低溫氣體漂浮在儲(chǔ)罐頂部，將逐漸增大儲(chǔ)罐內(nèi)部壓力，甚至達(dá)到儲(chǔ)罐臨界值，若不加處理將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

目前，傳統(tǒng)處理BOG的方法是排空或利用火炬燃燒，既浪費(fèi)能源又會(huì)帶來(lái)安全隱患和環(huán)境污染。因此，基于對(duì)LNG儲(chǔ)罐經(jīng)濟(jì)性和安全性的考慮，急需一種可靠簡(jiǎn)易連續(xù)循環(huán)的BOG再液化系統(tǒng)。鑒于傳統(tǒng)再液化系統(tǒng)流程復(fù)雜，需要添加額外制冷機(jī)與氣液分離器或是改變液化天然氣儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)、加裝其他設(shè)備等，同時(shí)還存在BOG液化效率低、換熱設(shè)備凍結(jié)、額外制冷量不匹配以及造價(jià)過(guò)高等缺點(diǎn)，導(dǎo)致其難以推廣使用。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于液氮LN2供冷的BOG自循環(huán)再液化回收換熱系統(tǒng)及方法，使BOG依靠自身壓力在特制的循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)中反復(fù)循環(huán)進(jìn)行液化后，經(jīng)LNG泵重新回到儲(chǔ)罐內(nèi)；氣化后的氮?dú)鈩t通過(guò)膨脹機(jī)和節(jié)流閥重新液化為液氮，繼續(xù)循環(huán)使用。本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)BOG液化效率低的缺點(diǎn)，而且液氮在膨脹節(jié)流過(guò)程中沒(méi)有額外機(jī)械功輸入，不需額外潤(rùn)滑即可循環(huán)使用，整個(gè)系統(tǒng)僅需初始的LN2泵以及末端的LNG泵作為動(dòng)力源推動(dòng)循環(huán)，安全節(jié)能，降低了相關(guān)設(shè)備的能耗，同時(shí)兼顧了無(wú)凍結(jié)、結(jié)構(gòu)緊湊的特性，滿足了大流量BOG再液化回收的需求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

LNG儲(chǔ)罐用BOG自循環(huán)再液化回收換熱系統(tǒng)，包括BOG液化單元、循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)和LN2再生單元，BOG液化單元和LN2再生單元通過(guò)循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)連接循環(huán)換熱及再生；其中：

所述的BOG液化循環(huán)單元，包括LNG儲(chǔ)罐、壓力開(kāi)關(guān)閥和LNG返回泵； LNG儲(chǔ)罐通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)閥與循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)入口連通，并且通過(guò)LNG返回泵與循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)出口連通；LNG儲(chǔ)罐內(nèi)過(guò)熱BOG通過(guò)安全壓力開(kāi)關(guān)閥進(jìn)入循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過(guò)循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)的已完全冷凝后液化的液化天然氣經(jīng)過(guò)與循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)出口連接的LNG返回泵返回至LNG儲(chǔ)罐內(nèi)繼續(xù)儲(chǔ)存；