[發明專利]利用氮、氦膨脹工藝的LNG運輸船BOG處理系統及方法

在審

• 申請號: 202110768152.6
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113503466A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 曾偉平;李恩道;花亦懷;尹全森;程昊;鹿來運;范明龍;劉淼兒
• 申請（專利權）人: 中海石油氣電集團有限責任公司
• 主分類號: F17C13/00
• 分類號: F17C13/00;F25J1/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 任文娟

1.一種利用氮、氦膨脹工藝的LNG運輸船BOG處理系統，其特征在于，包括如下部件：

LNG儲艙(TK1)和冷箱(CB1)，所述LNG儲艙(TK1)的液相出口與所述冷箱(CB1)的第一入口連接，所述冷箱(CB1)的第一出口與所述LNG儲艙(TK1)頂部的噴淋管線連接；

膨脹機(TE1)、壓縮機和冷卻器，所述膨脹機(TE1)的入口與所述冷箱(CB1)的第二出口連接，所述膨脹機(TE1)的出口與所述冷箱(CB1)的第三入口連接，所述冷箱(CB1)的第三出口與所述冷箱(CB1)的第四入口連接，所述冷箱(CB1)的第四出口與所述壓縮機的入口連接，所述壓縮機的出口與所述冷卻器的入口連接，所述冷卻器的出口與所述冷箱(CB1)的第二入口連接；

LNG潛液泵(P1)，所述LNG潛液泵(P1)設置于所述LNG儲艙(TK1)內，所述LNG潛液泵(P1)被配置為將所述LNG儲艙(TK1)內的LNG輸送至所述冷箱(CB1)；

所述壓縮機包括膨脹壓縮機(C1)和冷劑壓縮機(C2)，所述冷卻器包括第一冷卻器(E-1)和第二冷卻器(E-2)，所述膨脹壓縮機(C1)的出口與所述第一冷卻器(E-1)的入口連接，所述第一冷卻器(E-1)的出口與所述冷劑壓縮機(C2)的入口連接，所述冷劑壓縮機(C2)的出口與所述第二冷卻器(E-2)的入口連接，所述第二冷卻器(E-2)的出口與所述冷箱(CB1)的第二入口連接；

所述冷箱(CB1)中的制冷劑為氮、氦氣混合制冷介質。

2.根據權利要求1所述的處理系統，其特征在于，所述膨脹壓縮機(C1)與所述膨脹機(TE1)同軸連接，所述膨脹壓縮機(C1)由所述膨脹機(TE1)和第一電機共同驅動，所述冷劑壓縮機(C2)由第二電機驅動，所述冷劑壓縮機(C2)只采用一級壓縮。

3.根據權利要求1所述的處理系統，其特征在于，所述處理系統采用全密封設計，氮、氦氣混合制冷介質一次性充裝，無泄漏。

4.根據權利要求2所述的處理系統，其特征在于，所述膨脹壓縮機(C1)、所述冷劑壓縮機(C2)、所述第一電機以及所述第二電機的軸承均采用電磁軸承。

5.根據權利要求1所述的LNG運輸船BOG的處理系統，其特征在于，所述冷卻器采用印刷電路板式換熱器，采用閉式循環水作為冷卻介質。

6.一種如權利要求1-5任意一項所述處理系統的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)所述LNG儲艙(TK1)由于吸收環境熱量使得艙內產生大量BOG，當艙內壓力高于操作壓力時，通過所述LNG潛液泵(P1)將LNG輸送至所述冷箱(CB1)；

2)氮、氦氣混合制冷介質經所述膨脹壓縮機(C1)和所述冷劑壓縮機(C2)兩級壓縮后形成氮、氦氣混合制冷介質，經所述冷卻器降溫至設定值，進入所述冷箱(CB1)；

3)進入所述冷箱(CB1)的中壓氮、氦氣混合制冷介質與來自所述冷箱(CB1)中返流的低溫氮、氦氣混合制冷介質換熱，經換熱后的返流低溫氮、氦氣混合制冷介質自身復熱后進入所述膨脹壓縮機(C1)中；而中壓氮、氦氣混合制冷介質降溫后繼續進入所述膨脹機(TE1)中，在所述膨脹機(TE1)中，中壓氮、氦氣混合制冷介質膨脹降壓對外做功，所述膨脹機(TE1)將中壓氮、氦氣混合制冷介質的壓力能轉化為機械能協同電機驅動所述膨脹壓縮機(C1)運轉，膨脹后的氮、氦氣混合制冷介質降溫至設定值后進入所述冷箱(CB1)；

4)降溫至設定值的低壓氮、氦氣混合制冷介質進入所述冷箱(CB1)，將來自LNG儲艙的LNG過冷至設定值，低壓氮、氦氣混合制冷介質處理所述冷箱(CB1)中的LNG后形成低溫氮、氦氣混合制冷介質并返流至所述冷箱(CB1)的預冷段，復熱后返回所述膨脹壓縮機(C1)；

5)過冷后的LNG進入所述LNG儲艙(TK1)內，并與儲艙內的BOG傳質換熱，將BOG重新冷凝為LNG。