[發(fā)明專利]用于液化氣的再氣化的朗肯循環(huán)設(shè)備和工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880052006.X
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN111295498A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·斯帕達(dá)奇尼
• 申請（專利權(quán)）人: 埃克塞基股份公司
• 主分類號(hào): F01K11/02
• 分類號(hào): F01K11/02;F01K25/10
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 曾祥生

本發(fā)明涉及用于液化氣的再氣化的朗肯循環(huán)設(shè)備，包括：朗肯閉環(huán)系統(tǒng)(2)；低溫狀態(tài)的液化氣(LG)源(3)，其中液化氣(LG)源(3)操作地聯(lián)接至朗肯閉環(huán)系統(tǒng)(2)的冷凝器(8)以接收從所述朗肯閉環(huán)系統(tǒng)(2)的膨脹渦輪(6、6’、6”)流出的工作流體(WF)的熱量以使液化氣(LG)進(jìn)入氣態(tài)；溫度比所述低溫狀態(tài)更高的加熱流體(HF)源(4)，其中所述加熱流體(HF)源(4)操作地聯(lián)接至所述朗肯閉環(huán)系統(tǒng)(2)的蒸發(fā)器(5)以將熱量轉(zhuǎn)移至來自所述冷凝器(8)的工作流體(WF)。所述膨脹渦輪(6、6’、6”)為徑向離心式的并且其具有插置在相繼的級(jí)之間的至少一個(gè)輔助出口(12、13、14；12’、13’、14’)。所述冷凝器(8)為多級(jí)式的并且其包括至少兩個(gè)冷凝腔(25、26、27、28)，其中所述至少兩個(gè)冷凝腔(25、26、27、28)中的下部腔(18)連接至所述膨脹渦輪(6、6’、6”)的流出開口(11、11”)并且所述至少兩個(gè)冷凝腔(25、26、27、28)中的上部腔(26、27、28)連接至所述膨脹渦輪(6、6’、6”)的輔助出口(12、13、14；12’、13’、14’)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于液化氣的再氣化的朗肯設(shè)備和朗肯循環(huán)工藝。特別地，本發(fā)明涉及利用閉合朗肯循環(huán)的設(shè)備和工藝，所述閉合朗肯循環(huán)從熱源提取熱量并且在再氣化和加熱階段中將一個(gè)或更多個(gè)冷凝階段的熱量排放在液化氣流中。例如，本發(fā)明能夠應(yīng)用于液化天然氣的再氣化或者能夠應(yīng)用在實(shí)施低溫蒸餾工藝的空氣分餾設(shè)備中。

背景技術(shù)

已知用于液化天然氣(LNG)的再氣化的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)出于此目的使用有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)。

例如，公開文獻(xiàn)US2013160486、WO2006111957、US2009100845各示出了用于液化天然氣(LNG)的再氣化和動(dòng)力生成的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括在蒸發(fā)器中操作地聯(lián)接至熱源(海水或等同的源)并且在一個(gè)或更多冷凝器中聯(lián)接至液化天然氣(LNG)的ORC類型的閉合回路。ORC循環(huán)中的有機(jī)流體在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，送至膨脹渦輪，在膨脹渦輪中有機(jī)流體膨脹以產(chǎn)生動(dòng)力并且隨后送至一個(gè)或更多冷凝器，在冷凝器中有機(jī)流體將熱量轉(zhuǎn)移至液化天然氣，液化天然氣因此再氣化。這些文獻(xiàn)的這些實(shí)施例包括第一和第二冷凝器。從渦輪流出的有機(jī)工作流體送至第一冷凝器并且從中間壓力的渦輪提取的相同的有機(jī)流體的一部分送至第二冷凝器。

同樣已知，本申請人的公開文獻(xiàn)WO2013/171685示出了用于通過有機(jī)朗肯循環(huán)生成動(dòng)力的ORC系統(tǒng)。這種ORC系統(tǒng)包括由單一轉(zhuǎn)子盤形成的徑向離心類型的渦輪，所述渦輪設(shè)置有輔助開口。這種輔助開口插置在渦輪的流入開口和流出開口之間并且其與輔助回路流體相連，以將在流入壓力和流出壓力之間的中間壓力下的有機(jī)工作流體從渦輪提取或?qū)⒂袡C(jī)工作流體引入渦輪。

發(fā)明內(nèi)容

在本文中，申請人觀察到利用ORC回路的已知類型的，尤其是具有中間泄放操作的再氣化系統(tǒng)，為結(jié)構(gòu)極致復(fù)雜的并且因此昂貴并且笨重的。例如，在前述文獻(xiàn)US2013160486、WO2006111957、US2009100845中示出的系統(tǒng)具有多個(gè)冷凝器和等同數(shù)量的泵和/或多個(gè)渦輪膨脹器，例如文獻(xiàn)US2010014697中所示。

在本文中，申請人注意到需要提供用于液化氣的再氣化的朗肯設(shè)備和朗肯循環(huán)工藝，其設(shè)置有簡單并且相對不笨重的構(gòu)造。

特別地，申請人注意到需要提供包括受限數(shù)量的部件的設(shè)備和工藝。

申請人還注意到需要提供單一部件的結(jié)構(gòu)簡單和緊湊的設(shè)備和工藝。

因此，申請人發(fā)現(xiàn)前述目的和其他目的能夠通過在ORC閉合回路中采用徑向離心類型(流出)的膨脹渦輪而實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選地具有一個(gè)或更多中間泄放操作和/或多級(jí)式冷凝器。

特別地，這些目的和其他目的是由附圖中所要求保護(hù)的和/或在以下方面中描述的類型的用于液化氣的再氣化的朗肯設(shè)備和朗肯循環(huán)工藝而大致實(shí)現(xiàn)的。

在一方面中，本發(fā)明涉及用于液化氣的再氣化的朗肯循環(huán)設(shè)備，包括：