УСТРОЙСТВО ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ДИНАМИЧЕСКОГО КОМПРЕССОРА И СПОСОБЫ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К НЕМУ Российский патент 2016 года по МПК F04D25/16 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] В данной заявке заявлен приоритет по заявке на патент США № 61/347,221, поданной 21 мая 2010 года под названием Parallel Dynamic Compressor Arrangement и заявке на патент США № 61/474,585, поданной 12 апреля 2011 года под названием Parallel Dynamic Compressor Arrangement and Methods Related Thereto, которые полностью представлены здесь по ссылке.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Варианты осуществления изобретения относятся к устройству и способам сжатия газа, такого как природный газ. Более конкретно, варианты осуществления изобретения относятся к способам и устройству для сжатия газа, используя параллельные корпусы компрессоров, соединенные с первичным двигателем.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Данный раздел предназначен для введения различных аспектов области техники, которые могут быть ассоциированы с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения. Считается, что это описание помогает представить основы, которые способствуют лучшему пониманию конкретных аспектов настоящего изобретения. В соответствии с этим следует понимать, что данный раздел следует читать в этом свете и не обязательно как признание предшествующего уровня техники.

[0004] Большие объемы природного газа (то есть в основном метана) расположены в отдаленных областях мира. Этот газ имеет существенное значение, если его можно экономно транспортировать на рынок. Места, где запасы газа расположены в пределах разумной доступности к рынку и где позволяет местность между двумя этими местами, газ обычно добывают, затем транспортируют на рынок через подводные и/или наземные трубопроводы. Однако, когда газ добывают в местах, где прокладка трубопровода является неосуществимой или экономически невыгодной, другие технологии требуется использовать для доставки этого газа на рынок.

[0005] Обычно используемая технология для транспортирования не по трубопроводу газа подразумевает сжижение этого газа на месте или рядом с местом добычи и затем транспортирование сжиженного газа на рынок в специально разработанных резервуарах для хранения на борту транспортных судов. Природный газ охлаждают и конденсируют до жидкого состояния для получения сжиженного природного газа при, по существу, атмосферном давлении и при температуре приблизительно -162°C (-260°F) ("LNG"), таким образом существенно увеличивая количество газа, которое можно запасать в определенном резервуаре для хранения. После того как транспортное судно LNG достигнет своего места назначения, LNG обычно выгружают в другие резервуары для хранения, из которых LNG затем можно повторно испарять, в соответствии с необходимостью, и транспортировать как газ, конечным пользователям через трубопроводы и т.п.

[0006] Обычные установки, используемые для сжижения природного газа, обычно строят поэтапно, по мере того, как увеличивается поставка поступающего газа, то есть природного газа, и количество газа, предназначенного по контракту на продажу. Каждый этап обычно состоит из отдельного, автономного блока, обычно называемого цепью, которая, в свою очередь, состоит из всех отдельных компонентов, необходимых для сжижения потока подаваемого газа в LNG и подачи его к месту хранения. По мере того как подача подаваемого газа к установке превышает возможности отельной цепи, устанавливают дополнительные автономные цепи в установке, в соответствии с необходимостью обработки увеличивающегося потока LNG.

[0007] В некоторых случаях экономические показатели установки LNG могут быть улучшены при приводе компрессоров первой и второй компрессионной линии от одного или больше общих валов. Однако это не позволяет преодолеть все недостатки, связанные с каждой отдельной цепью в установке LNG, для которых требуются свои собственные выделенные компрессионные линии. Например, полная автономная цепь, включающая в себя две или больше компрессионные линии, должна быть установлена каждый раз, когда требуется повысить производительность установки LNG, что может существенно увеличить капитальную стоимость и эксплуатационные расходы.

[0008] Быстрый рост потребности в природном газе поставил уникальные технические требования для отрасли LNG. Существует значительная тенденция в направлении разработки и построении цепей LNG с большей производительностью. Эта потребность в больших цепях требует нового привода компрессора и конфигураций процесса при снижении капитальных затрат.

[0009] Представленное выше описание потребностей в данной области техники является репрезентативным и не является исчерпывающим. Решение одной или больше таких потребностей или некоторых других, связанных с ними недостатков в этой технологии, приведет к увеличению эффективности и снижению затрат при сжатии текучих сред в предшествующем уровне техники.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Предусмотрено устройство и способы сжатия газа, например природного газа, которые включают в себя один первичный двигатель и три или больше корпусов компрессоров, в котором валы основного привода всех корпусов компрессоров соединены последовательно с первичным двигателем. Использование устройства повышает эффективность и выпускную производительность путем сжатия текучей среды в двух или больше каскадах.

[0011] В одном или больше вариантах осуществления по меньшей мере два впускных трубопровода корпусов компрессоров соединены параллельно, и выпускные трубопроводы также соединены параллельно. Дополнительные трубопроводы корпусов компрессоров могут быть соединены последовательно. В случае необходимости очиститель и охладитель могут быть включены между каскадами.

[0012] Использование более мощного первичного двигателя вместо двух меньших блоков привода позволяет повысить эффективность и требует меньше места. Номинальное давление корпуса компрессоров также обратно пропорционально диаметру рабочего колеса. Таким образом, устройство обеспечивает большее выпускное давление, чем в обычной конструкции, поскольку в нем используется множество меньшего диаметра и поэтому более высокого давления компрессоров, вместо одного крупного, потенциально имеющего более низкое давление компрессора.

[0013] При той же производительности предлагаемые устройство и способы обеспечивают использование меньших компрессоров, которые легче обслуживать и с которыми проще работать, и которые могут быть более надежными.

[0014] Некоторые варианты осуществления данной компоновки также обеспечивают возможность отсоединения одного или больше компрессоров от привода для обеспечения возможности выключения процесса или обеспечения возможности технического обслуживания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0015] В то время как в настоящем раскрытии возможно выполнить различные модификации, и его можно представить в разных формах, конкретные примерные варианты его осуществления были представлены на чертежах и подробно описаны здесь. Следует, однако, понимать, что представленное здесь описание конкретных примерных вариантов осуществления не предназначено для ограничения раскрытия конкретных форм, раскрытых здесь, но наоборот, данное раскрытие предназначено для охвата всех модификаций и эквивалентов, которые определены приложенной формулой изобретения. Следует также понимать, что чертежи не обязательно должны быть выполнены в масштабе, вместо этого они направлены на ясное представление принципов примерных вариантов осуществления настоящего изобретения. Кроме того, определенные размеры могут быть преувеличены, чтобы помочь визуально передать эти принципы.

[0016] На фиг.1 показана схема известной компоновки компрессора, в которой два параллельных компрессора соединены в одну линию.

[0017] На фиг.2 показана схема первого воплощения компрессионной линии в рамках настоящего раскрытия.

[0018] На фиг.3 показана схема второго варианта осуществления компрессионной линии.

[0019] На фиг.4 показана схема третьего варианта осуществления компрессионной линии.

[0020] На фиг.5 показана схема четвертого варианта осуществления компрессионной линии.

[0021] На фиг.6 показана схема пятого варианта осуществления компрессионной линии.

[0022] На фиг.7 показана схема шестого варианта осуществления компрессионной линии.

[0023] Следует отметить, что чертежи представляют собой просто примеры нескольких вариантов осуществления настоящего изобретения и не представляют какого-либо ограничения в отношении объема настоящего изобретения. Кроме того, чертежи, в общем, выполнены не в масштабе, но представлены с целью удобства и ясности при иллюстрации различных аспектов изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0024] В следующем разделе подробного изобретения конкретные варианты осуществления настоящего изобретения описаны в связи с предпочтительными вариантами осуществления, однако в такой степени, что следующее описание представлено специфично для конкретного варианта осуществления или конкретного использования настоящего изобретения, предполагается, что оно представлено только с целью примера и просто представляет описание примерных вариантов осуществления. В соответствии с этим данное изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, описанными ниже, а скорее, оно включает в себя все альтернативы, модификации и эквиваленты, попадающие в объем приложенной формулы изобретения.

[0025] Термин "компрессор", используемый здесь, относится к устройству, применяемому для увеличения давления поступающей текучей среды в результате уменьшения ее объема. Компрессоры, упоминаемые здесь, в частности включают в себя компрессоры динамического типа (центробежные, осевые и смешанного потока) и исключают поршневые компрессоры.

[0026] Термин "корпус компрессоров", используемый здесь, относится к кожуху, в котором содержится сторона давления текучей среды, проходящей через компрессор. Корпус состоит из кожуха, вала, рабочих колес/лопаток и соответствующих компонентов. Компрессор может иметь одно или больше впуска и выпуска.

[0027] Термин "секция компрессора", используемый здесь, относится к корпусу компрессоров или участку корпусы компрессоров, ассоциированному с одним выпуском для газа. Компрессоры с множеством выпусков для газа представляют собой секционные компрессоры. Используемая здесь одиночная секция включает в себя по меньшей мере один впуск, по меньшей мере одно рабочее колесо или ряд рабочих колес и один выпуск.

[0028] Термин "боковая загрузка", используемый здесь, относится к впуску высокого давления секции компрессора, которая имеет больше чем один впуск для текучей среды.

[0029] Термин "компрессионная линия" используется для описания системы одного или больше корпусов компрессоров, установленных на общем валу и приводимых в движение от общего привода (приводов). Компрессионная линия включает в себя корпус компрессоров, приводы, коробки передач, пусковые двигатели, вспомогательные двигатели, генераторы, вспомогательные приводы, преобразователи крутящего момента, гидравлические муфты и сцепления, которые соединены с одним и тем же общим валом.

[0030] Термин "привод", используемый здесь, относится к механическому устройству, такому как газовая турбина, паровая турбина, электродвигатель или их комбинации, которое используется для обеспечения вращения вала, на котором установлена компрессионная линия. Одиночная компрессионная линия может иметь один или более приводов.

[0031] Термин "первичный двигатель", используемый здесь, относится к приводу, который поставляет большую часть механической энергии.

[0032] Термин "каскад", используемый здесь, означает множество корпусов компрессоров или секций компрессора, через которые протекает поток сжимаемой текучей среды в линии. Часто текучая среда охлаждается между каскадами.

[0033] Термин "межкаскадный", используемый здесь, означает положение между каскадом низкого давления и каскадом высокого давления. Очистители и охладители, расположенные между двумя каскадами сжатия, часто называются “межкаскадными очистителями” и “межкаскадными охладителями”.

[0034] Термин "пусковое устройство/вспомогательный двигатель/генератор", используемый здесь, относится к механическому устройству, такому как газовая турбина, паровая турбина, электродвигатель или их комбинация, который используют для вращения первичного двигателя, для помощи при запуске первичного двигателя. В случае необходимости устройство может использоваться для обеспечения вращения компрессионной линии для добавления мощности, требуемой от первичного двигателя. В случае необходимости устройство может использоваться для отбора мощности от первичного двигателя для генерирования электричества. Привод с переменной частотой может потребоваться для преобразования электричества с используемой частотой.

[0035] Выше были достаточно широко представлены особенности и технические преимущества настоящего изобретения для лучшего понимания следующего подробного описания изобретения. Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут описаны ниже и образуют предметы пунктов формулы изобретения. Для специалиста в данной области техники будет понятно, что раскрытые концепция и конкретные варианты осуществления могут непосредственно использоваться как основа для модификации или разработки других структур, для обеспечения того же назначения, что и у настоящего изобретения. Для специалиста в данной области техники также должно быть понятно, что такие эквивалентные конструкции не выпустят за пределы сущности и объема изобретения так, как оно представлено в приложенной формуле изобретения. Новые признаки, которые, как полагают, являются отличительными для изобретения, как в отношении его организации, так и способа работы, вместе с другими целями и преимуществами будут более понятны из следующего описания при его рассмотрении совместно с приложенными чертежами. Следует, однако, четко представлять, что каждый из чертежей представлен здесь только с целью иллюстрации и описания и не предназначен для использования в качестве определения границ настоящего изобретения.

[0036] Компрессоры газа используются в различных областях применения, где требуется повышение давления: предприятия нефтедобычи и производства газа, газопроводы, установки по обработке газа, рафинирующие установки, химические заводы, охлаждение, электростанции, очистка выпускных газов и т.д. Компрессоры газа также используются на предприятиях по производству жидкого природного газа (LNG) для сжатия охладителя (охладителей), необходимых для достаточного охлаждения природного газа, для преобразования его в жидкое состояние.

[0037] Корпус компрессоров динамического типа (центробежный или осевой) состоит из кожуха, вала, рабочих колес или лопаток и соответствующих компонентов. Комбинации приводов и корпусов компрессоров динамического типа, которые соединены вместе с их вращающимися валами, известны как компрессионные линии. Типичная компрессионная линия на предприятии может иметь газотурбинный привод или привод от электродвигателя, соединенный с одним или больше корпусом (корпусами) компрессоров. Пусковой механизм, такой как пусковой двигатель, также может быть соединен с этой линией. Коробка передач или преобразователь крутящего момента может быть соединена с линией для того, чтобы обеспечить для привода (приводов) и компрессоров возможность работы на разной скорости (скоростях). Вспомогательный двигатель или паровая турбина может быть добавлен к линии для увеличения мощности, подаваемой приводом. Электрогенератор может быть добавлен к линии для генерирования мощности в течение периодов, когда от компрессора не требуется вся мощность, доступная от привода. Одно и то же устройство может использоваться в качестве одного или больше из следующих: электрическое пусковое устройство, вспомогательный двигатель и генератор. Для соединения валов двух устройств может использоваться соединение. Сцепление, гидромуфта или преобразователь момента можно использовать для соединения или разъединения передачи мощности с одного вала на другой. Обычные центробежные компрессионные линии включают в себя один корпус компрессоров или множество корпусов компрессоров, трубы которых соединены последовательно, и соединенных с одним или больше приводами.

[0038] Один параметр, обычно используемый для характеристики центробежных компрессоров, представляет собой коэффициент потока. Коэффициент потока описывает взаимосвязь между скоростью потока всасываемого газа (производительность) и диаметром рабочего колеса и скоростью кончика рабочего колеса. Типичные значения для коэффициента потока составляют от 0,01 до 0,15. Существует несколько вариантов формулы коэффициента потока, одна из версия которых представляет собой:

Ф=700q/(nD³),

где Φ представляет собой коэффициент потока;

q представляет собой фактическую скорость потока во впуск рабочего колеса в ACFM;

n представляет собой угловую скорость рабочего колеса в об/мин; и

D представляет собой диаметр рабочего колеса в дюймах.

[0039] Угловая скорость рабочего колеса обычно ограничена свойствами сжимаемого газа, в частности скоростью звука в среде газа. В этом случае скорость кончика рабочего колеса может быть описана по формуле:

S = πnD,

где S представляет собой скорость кончика рабочего колеса в дюймах/минуту. При установке S на максимальную допустимую скорость (S_max) и комбинируя эти два уравнения, получим

q_max = Ф_maxnD³/700 = Фn(S_max/πn)³/700 = Ф_max(S_max/π)³/(700n²),

из этого следует, что для получения наибольшей производительности (q_max) требуется разработать компрессоры с максимальной скоростью кончика (S_max), максимальным коэффициентом потока (Ф_max) и с более низкими скоростями n.

[0040] Обычные первичные двигатели крупных компрессоров, например для установок LNG, представляют собой газовые турбины, которые работают со скоростью около 3000 или 3600 об/мин. В таких обстоятельствах максимальная производительность описывается следующим:

q_max = 0,15(S_max/π)³/(700·3000²) = S_max/1,3·10¹².

[0041] Производительность может быть увеличена при использовании больше, чем одной компрессионной линии параллельно. Например, производительность может быть удвоена при добавлении идентичного компрессора и первичного двигателя параллельно с первым компрессором и первичным двигателем.

[0042] Обычная компоновка компрессора в виде компрессионной линии показана на фиг.1. Она состоит из первичного двигателя 20, соединенного с компрессорами 21 и 22, через валы 29 и 30 привода. Впуски 24 и 25 для компрессоров соединены параллельно, так же, как и выпуски 26 и 27.

[0043] Текучая среда, которая должна быть сжата, поступает в компрессоры через трубопровод 23 и параллельные впускные трубопроводы 24 и 25. Сжатая текучая среда выходит из компрессоров через параллельные соединенные выпускные трубопроводы 26, 27 в общий выпускной трубопровод 28.

[0044] На фиг.2 схематично представлена примерная компрессионная линия, в соответствии с принципами настоящего раскрытия. В показанном варианте осуществления один первичный двигатель 31 соединен с двумя компрессорам 32, 33 низкого давления последовательно через приводные валы 11 и 12 и с компрессором 34 высокого давления через приводной вал 13. Сжатую текучую среду подают в компрессоры низкого давления через параллельные разветвленные трубопроводы 37 и 38 от подающего трубопровода 36. Сжатая текучая среда из компрессоров низкого давления выходит из компрессоров через выпускные трубопроводы 40, 41 в трубопровод 39, который может быть соединен с блоком 35 охлаждения и очистки. Сжатая текучая среда из компрессоров низкого давления поступает в компрессор 34 высокого давления по трубопроводу 42 и выходит из компрессора 34 через выпускной трубопровод 43. Сцепление 290 может быть предусмотрено в любом месте в цепи привода и показано как часть вала 13 привода в качестве примера.

[0045] Пусковое устройство/вспомогательный двигатель/ генератор 90 с переменной частотой, в случае необходимости предусмотрен между первичным двигателем 31 и первым компрессором 32. Механизм привода с переменной частотой может быть предусмотрен в позиции 91 как пусковое устройство/ вспомогательный двигатель/генератор 90. Здесь снова следует понимать, что иллюстрация на фиг.2 является всего лишь репрезентативной. Первичный двигатель может представлять собой, например, паровую турбину, газовую турбину, двигатель внутреннего сгорания, работающий на природном газе, или электродвигатель, или гидравлический двигатель. Соединение между первичным двигателем и компрессорами может включать в себя одну или больше коробку передач, преобразователей крутящего момента, сцеплений или гидромуфт. Компрессоры могут представлять собой, например, центробежные компрессоры, осевые компрессоры, вращательные винтовые компрессоры, многофазные насосы или центробежные насосы.

[0046] В то время как на фиг.2 показана конкретная компоновка компрессоров, приводов, валов и трубопроводов, следует понимать, что устройства, показанные на фиг.2, могут быть расположены относительно друг друга в различных конфигурациях. Например, компрессор 34 высокого давления может быть расположен на приводном валу 12 между двумя компрессорами 32, 33 низкого давления с трубопроводами 39, 40, и 41 установленными соответствующим образом, для направления сжатого газа из компрессоров низкого давления в компрессор 34 высокого давления. Настоящее раскрытие направлено на варианты осуществления, где по параллельным впускным трубопроводам подают сжимаемую жидкость из общего трубопровода во впуск для любых из двух компрессоров в линии и где потоки выпусков из двух компрессоров отбирают параллельно для получения сжатой текучей среды для одного или больше дополнительных компрессоров в линии. На фиг.2 иллюстрируется одна из таких комбинаций; другие примерные компоновки будут понятны и могут быть оптимизированы на основе стоимости оборудования, эксплуатационных затрат, рабочих параметров, таких как температура и давление, или любого количества других факторов.

[0047] На фиг.3 иллюстрируется одно примерное дополнительное выполнение улучшений, которые можно найти в настоящем раскрытии. В варианте осуществления, показанном на фиг.3, коробка 52 передач предусмотрена между первичным двигателем 51 и первым компрессором 53 низкого давления. Также второй компрессор 56 высокого давления соединен с первичным двигателем 51 через приводные валы 14, 15, 16. Поток сжатой текучей среды блока 57 охлаждения и очистки поступает в компрессоры 55, 56 высокого давления из параллельных впускных трубопроводов 64, 65 соответственно. Выпуск из компрессоров высокого давления направляют в выпускной трубопровод 69 через параллельные трубопроводы 68, 67. Схематичная иллюстрация на фиг.3 может быть адаптирована, как описано выше, со ссылкой на фиг.2.

[0048] Другой вариант осуществления изобретения показан на фиг.4. Первичный двигатель 71 соединен с двумя компрессорами 73, 74 низкого давления и с компрессором 75 высокого давления через приводные валы 17 и 18. Пусковое устройство/вспомогательный двигатель/генератор 72, в случае необходимости, соединен с приводной цепью между первичным двигателем и первым компрессором 73 низкого давления. Выпуски компрессоров низкого давления соединены параллельно с выпускным трубопроводом 84, 85, 86, который используется как впуск в компрессор 75 высокого давления. Каждый компрессор низкого давления имеет две боковые загрузки трубопроводов 76, 77 подачи. Компрессор высокого давления также имеет боковую загрузку 83 из трубопровода 78 подачи. Здесь снова такое схематическое представление компрессионной линии иллюстрирует соответствующие компоненты компрессионной линии для описания настоящего изобретения. Другие компоненты, обычные в данной отрасли промышленности, могут быть внедрены в соответствии с обычной практикой. Например, вспомогательные боковые нагрузки, обеспечивающие впуски для компрессоров, могут быть предусмотрены любым обычным способом и могут быть взаимосвязаны с компрессорами через обычные соединения по текучей среде. Снова, обращаясь к фиг.4, компрессор высокого давления ("высокое) и компрессоры низкого давления ("низкое") могут, будучи все еще соединенными параллельно, использоваться в другой последовательности, такой как "низкое, низкое, высокое", "высокое, низкое, низкое", или "низкое, высокое, низкое".

[0049] На фиг.5 схематично представлена иллюстрация дополнительного воплощения, аналогичного фиг.2, предназначенного для представления разнообразия воплощений, которые могут быть разработаны в соответствии с настоящими изобретениями. В данном варианте воплощения в первичном двигателе 20 предусмотрен второй выпускной вал 101 мощности, который соединен с третьим компрессором 102 высокого давления, имеющим выпускной трубопровод 103. Выпускные трубопроводы 26 и 27 из компрессоров 21, 22 соединены с выпускным трубопроводом 28, который, в свою очередь, соединен со впускным участком компрессора 102.

[0050] На фиг.6 иллюстрируется еще один вариант воплощения компрессионной линии в пределах объема настоящего раскрытия. В этом варианте осуществления первичный двигатель 120 имеет два выпускных вала 140, 150 мощности. Первый выпускной вал 140 соединен с двумя компрессорами 121, 141 высокого давления. Приводной вал 142 продолжается между первым компрессором 121 высокого давления и вторым компрессором 141 высокого давления. Сжатая текучая среда из компрессоров 121, 141 выходит через параллельные выпускные трубопроводы 122, 123 в выпускной трубопровод 124. Первичный двигатель 120 также соединен с двумя компрессорами 132, 133 низкого давления через приводные валы 150 и 151. Текучую среду, предназначенную для сжатия, подают через впускной трубопровод 136 через два параллельных трубопровода 135, 134 в компрессоры 133 низкого давления, 132. Выпуск из компрессоров низкого давления в случае необходимости направляют через параллельные выпускные трубопроводы 131, 130 через блок 128 охлаждения и очистки и затем в компрессоры 121, 141 высокого давления через трубопровод 127 и параллельные впускные трубопроводы 125, 126.

[0051] В варианте осуществления по фиг.7 первичный двигатель 200 соединен через приводной вал 205 с первым компрессором 202 низкого давления и затем с двумя компрессорами 215, 211 высокого давления последовательно через приводные валы 206, 207. Текучая среда, предназначенная для сжатия, поступает в компрессор 202 низкого давления через трубопровод 201. Выпуск из компрессора 202 низкого давления протекает через трубопровод 203 и, в случае необходимости, через блок 204 охлаждения и очистки, из которого он поступает в компрессоры 215, 211 высокого давления через трубопровод 208 и параллельные впускные трубопроводы 209, 210 соответственно. Выпуск из компрессоров высокого давления направляют в параллельные выпускные трубопроводы 212, 213, в выпускной трубопровод 214.

[0052] Представленные выше варианты осуществления полезны во многих вариантах применения, включая в себя предприятия по нефтедобыче и производству газа, газопроводы, установки для переработки газа, рафинирующие установки, химические заводы, рефрижераторы, электростанции, очистка выхлопных газов и т.д. Варианты осуществления, предусмотренные здесь, в частности, полезны на крупных установках LNG, таких как имеющие производительность больше чем приблизительно 1 миллион тонн в год (MTA), или больше чем приблизительно 3 MTA, или больше чем приблизительно 5 MTA, или больше чем приблизительно 6 MTA, или больше чем приблизительно 7 MTA или больше чем приблизительно 7,5 MTA или больше чем приблизительно 9 MTA. Представленные выше пределы могут быть скомбинированы для формирования диапазонов, таких как от приблизительно 3 до приблизительно 7,5 MTA.

[0053] В то время как настоящие технологии для изобретения могут быть подвержены различным модификациям и альтернативным формам, примерные системы, способы, варианты воплощения и варианты осуществления, описанные выше, были представлены в качестве примера. Однако следует снова понимать, что изобретение не предназначено для ограничения конкретными вариантами осуществления, раскрытыми здесь. Действительно, настоящее раскрытие изобретения предназначено для охвата всех модификаций, эквивалентов и альтернатив, попадающих в пределы сущности и объема изобретения, как определено в следующей приложенной формуле изобретения.

[0054] В настоящем раскрытии несколько из иллюстративных, неисключительных примеров способов и систем были описаны и/или представлены в контексте блок-схем или графиков последовательности операций, в которых представлены и описаны способы и/или системы как последовательность секций или этапов. Пока в приложенном описании не будет конкретно представлено, в пределах объема настоящего раскрытия находится то, что порядок секций может изменяться от представленного порядка на блок-схеме последовательности операций, включая в себя возникновение двух или больше секций (или этапов) в разном порядке и/или одновременно.

[0055] Используемый здесь термин "и/или", помещенный между первым объектом и вторым объектом, означает одно из (1) первый объект, (2) второй объект и (3) первый объект и второй объект. Множество объектов, представленных с "и/или", следует толковать одинаково, то есть "один или более" объектов, соединенных таким образом. Другие объекты в случае необходимости могут присутствовать, кроме объектов, конкретно идентифицированных условием "и/или", как связанные, так и несвязанные с конкретно идентифицированными объектами. Таким образом, в качестве неограничительного примера, ссылка на “A и/или B” при использовании совместно с неограничительным описанием, таким как "содержащий", может относиться, в одном варианте осуществления только к А (в случае необходимости, включая в себя другие объекты, кроме B); в другом варианте осуществления - только к B (в случае необходимости, включая в себя другие объекты, кроме A); и в еще одном варианте осуществления - как к A, так и к B (в случае необходимости, включая в себя другие объекты). Эти объекты могут относиться к элементам, действиям, структурам, этапам, операциям, значениям и т.п.

[0056] Используемую здесь фразу “по меньшей мере один”, со ссылкой на список из одного или больше объектов, следует понимать как означающую по меньшей мере один объект, выбранный из одного или больше объектов в списке объектов, но не обязательно включающий в себя по меньшей мере один из каждого объекта, конкретно представленного списке объектов, и не исключая любые комбинации объектов в списке объектов. Это определение также допускает в случае необходимости присутствие других объектов, кроме конкретно идентифицированных в списке объектов, к которым относится фраза "по меньшей мере один", как относящихся, так и не относящихся к конкретно идентифицированным объектам. Таким образом, в качестве неограничительного примера, “по меньшей мере один из A и B” (либо эквивалентно, “по меньшей мере один из A или B,” или, эквивалентно, “по меньшей мере один из A и/или B”) может относиться к одному варианту осуществления, по меньшей мере к одному, в случае необходимости включая в себя больше чем один A, при отсутствии B (и в случае необходимости, включая в себя другие объекты, кроме B); в другом варианте осуществления по меньшей мере к одному, в случае необходимости включая в себя больше чем один B, при отсутствии А (и в случае необходимости включая в себя другие объекты, кроме A); и в еще одном варианте осуществления по меньшей мере к одному, в случае необходимости включая в себя больше чем один A, и по меньшей мере одному, в случае необходимости включая в себя больше чем один B (и в случае необходимости включая в себя другие объекты). Другими словами, фразы "по меньшей мере один", "один или более" и "и/или" представляют собой открытые выражения, которые являются одновременно соединительными и разъединительными в своей работе. Например, каждое из выражений “по меньшей мере один из A, B и C”, “по меньшей мере один из A, B или C”, “один или более A, B и C”, “один или более A, B или C” и “A, B и/или C” может означать только B, только C, A и B вместе, A и C вместе, B и C вместе, A, B и C вместе, и в случае необходимости любую из представленных выше комбинаций по меньшей мере с одним другим объектом.

[0057] Предполагается, что раскрытие, представленное выше, охватывает множество отдельных изобретений с независимой пользой. В то время как каждое из этих изобретений было раскрыто в его предпочтительной форме, конкретные его варианты осуществления, раскрытые и представленные здесь, не следует рассматривать в ограничивающем смысле, поскольку возможно множество вариаций. Предмет изобретения изобретений включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации раскрытых здесь различных элементов, особенностей, функций и/или свойств. Аналогично, в случае, когда в формуле изобретения указано “a” или “первый” элемент или его эквивалент, такие пункты формулы изобретения следует понимать, как включающие в себя внедрение одного или больше таких элементов, не требующих или не исключающих два или больше таких элементов.

[0058] Предполагают, что следующие пункты формулы изобретения, в частности, указывают на определенные комбинации и подкомбинации, которые направлены на одно из раскрытых изобретений и являются новыми и неочевидными. Изобретения, воплощенные в других комбинациях и подкомбинациях свойств, функций, элементов и/или особенностей, могут быть заявлены путем изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такие измененные или новые пункты формулы изобретения независимо от того, направлены ли они на другое изобретение или направлены на то же изобретение, будучи либо другими, более широкими, более узкими или равными по объему исходной формуле изобретения, также рассматриваются как включенные в пределы предмета изобретения настоящего раскрытия.

Данное раскрытие направлено на новую компоновку для оборудования, используемого для сжатия текучих сред. Один первичный двигатель соединен с множеством компрессоров. Трубопровод подачи с параллельными разветвленными трубопроводами направляет текучую среду, предназначенную для сжатия по меньшей мере в два компрессора, и параллельные выпускные трубопроводы от каждого компрессора соединены с общим выпускным трубопроводом, который направляет сжатые текучие среды по меньшей мере в один дополнительный компрессор. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для сжатия текучей среды, содержащее:
первичный двигатель, имеющий по меньшей мере один приводной вал, механически соединенный с ним;
первый компрессор, соединенный с первичным двигателем через первый приводной вал;
второй компрессор, соединенный с первичным двигателем через второй приводной вал;
третий компрессор, соединенный с первичным двигателем через третий приводной вал;
причем первый, второй и третий компрессоры и первый, второй и третий приводные валы расположены для формирования компрессионной линии;
первый трубопровод для соединения источника текучей среды, подлежащей сжатию;
пару параллельных трубопроводов, каждый из которых проходит от первого трубопровода до соответствующих впусков для любых двух из трех компрессоров; и
пару параллельных выпускных трубопроводов, каждый из которых проходит от выпуска упомянутых любых двух компрессоров, причем параллельные выпускные трубопроводы перемещают сжатую текучую среду; и причем сжатые текучие среды направляются через один или более трубопроводов сжатой текучей среды к выпуску оставшегося компрессора.

2. Устройство по п. 1, в котором любые из двух компрессоров представляют собой компрессоры низкого давления и упомянутый оставшийся компрессор представляет собой компрессор высокого давления.

3. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее блоки охлаждения и очистки, соединенные между выпуском компрессора низкого давления и впуском компрессора высокого давления.

4. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее четвертый компрессор, соединенный с первичным двигателем, и дополнительно содержащее пару параллельных выпускных трубопроводов, соединенных с соответствующим выпуском упомянутого оставшегося компрессора и четвертым компрессором, причем один или более трубопроводов сжатой текучей среды содержит пару параллельных впускных трубопроводов, соединенных по текучей среде с впуском на корпусе четвертого компрессора и оставшимся компрессором.

5. Устройство по п. 1, дополнительно включающее в себя коробку передач, соединенную с одним из приводных валов.

6. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее пусковое устройство/вспомогательный двигатель/генератор, соединенный с одним из приводных валов.

7. Устройство по п. 6, дополнительно содержащее привод переменной частоты, соединенный с пусковым устройством/вспомогательным двигателем/генератором.

8. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее второй трубопровод для соединения с источником текучей среды, подлежащей сжатию, второй трубопровод, имеющий пару параллельных трубопроводов, каждый из которых проходит до соответствующего впуска боковой загрузки любых двух из трех компрессоров.

9. Устройство по п. 8, дополнительно содержащее третий трубопровод для соединения источника текучей среды, подлежащей сжатию, третий трубопровод соединен с впуском оставшегося компрессора.

10. Устройство для сжатия текучей среды, содержащее:
первичный двигатель, имеющий первый и второй приводные валы;
первый и второй корпусы компрессоров низкого давления, последовательно соединенные с первым приводным валом;
пару параллельных выпускных трубопроводов, соединенных с каждым из компрессоров низкого давления;
первый трубопровод для соединения с источником текучей среды, подлежащей сжатию;
пару параллельных трубопроводов, проходящих от первого трубопровода к первому и второму компрессорам низкого давления соответственно;
первый и второй корпусы компрессоров высокого давления последовательно соединенные со вторым приводным валом;
причем первый, второй корпусы компрессоров низкого давления и первый, второй корпусы компрессоров высокого давления и первый, второй приводные валы расположены для формирования компрессионной линии;
параллельные впускные трубопроводы для каждого из компрессоров высокого давления, соединенные с упомянутыми выпускными трубопроводами для первого и второго компрессоров низкого давления; и
параллельные выпускные трубопроводы из каждого из компрессоров высокого давления, соединенные с общим выпускным трубопроводом.

11. Устройство по п. 10, дополнительно содержащее блок охлаждения и очистки, соединенный между выпуском корпусов компрессоров низкого давления и впуском корпусов компрессоров высокого давления.

12. Устройство для сжатия текучей среды, содержащее:
первичный двигатель, имеющий первый и второй приводные валы;
первый и второй компрессоры, соединенные последовательно с первым приводным валом;
пару параллельных выпускных трубопроводов, соединенных с первым и вторым компрессорами;
первый трубопровод для соединения с источником текучей среды, подлежащей сжатию;
пару параллельных трубопроводов, проходящих от первого трубопровода до первого и второго компрессоров соответственно;
третий компрессор, соединенный со вторым приводным валом;
причем первый, второй и третий компрессоры и первый, второй приводные валы расположены для формирования компрессионной линии;
впускной трубопровод для третьего компрессора, соединенный с упомянутыми выпускными трубопроводами для первого и второго компрессоров; и
выпускной трубопровод из третьего компрессора.

13. Способ сжатия текучей среды, содержащий этапы, на которых:
предоставляют первичный двигатель;
формируют компрессионную линию посредством соединения по меньшей мере трех корпусов компрессоров с приводными валами, механически соединенными с первичным двигателем;
подают газ к двум из упомянутых компрессоров, используя пару параллельных трубопроводов, по одному для каждого корпуса компрессоров;
направляют выпуск двух корпусов компрессоров в общий выпускной трубопровод; и
соединяют общий выпускной трубопровод с упомянутым впуском третьего корпуса компрессоров.

14. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этап, на котором предоставляют пусковое устройство/вспомогательный двигатель/генератор, соединенный по меньшей мере с одним приводным валом.

15. Способ по п. 14, дополнительно содержащий этап, на котором управляют пусковым устройством/вспомогательным двигателем/генератором через привод с переменной частотой.

16. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этап, на котором предоставляют четвертый корпус компрессоров, соединенный по меньшей мере с тремя корпусами компрессоров;
направляют выпуск двух компрессоров в параллельные впускные трубопроводы для третьего и четвертого корпусов компрессоров; и
направляют выпуск третьего и четвертого корпусов компрессоров в общий выпускной трубопровод.

17. Способ по п. 13, в котором два корпуса компрессоров представляют собой корпусы компрессоров низкого давления и третий и четвертый корпусы компрессоров представляют собой корпусы компрессоров высокого давления и направляют выпуск корпусов компрессоров низкого давления в два корпуса компрессоров высокого давления через пару параллельных впускных трубопроводов, по одному для каждого из корпусов компрессоров высокого давления.

18. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этап, на котором соединяют первый и второй корпусы компрессоров с впускными трубопроводами боковой загрузки.