[Область техники]
[1] Настоящее изобретение относится к установке и способу для повторного сжижения отпарного газа, образовавшегося в цистерне для хранения сжиженного газа, приданной плавучему объекту.
[Уровень техники]
[2] Обычно природный газ превращают в жидкое состояние и транспортируют на большие расстояния в виде сжиженного природного газа (СПГ). Сжиженный природный газ получают путем охлаждения природного газа до очень низкой температуры около -163°C под атмосферным давлением, и он хорошо приспособлен к морским перевозкам на большие расстояния, поскольку объем природного газа существенно уменьшен по сравнению с объемом природного газа в газообразном состоянии.
[3] Сжиженный нефтяной газ (СНГ), именуемый также сжиженным пропаном, получают путем охлаждения природного газа, добытого из нефтяных месторождений вместе с сырой нефтью, до -200°C или путем компрессии природного газа под давлением в пределах 7 ... 10 атмосфер при комнатной температуре.
[4] Нефтяной газ состоит в основном из пропана, пропилена, бутана, бутилена и т.п. При сжижении пропана при температуре около 15°C объем пропана сокращается приблизительно в соотношении 1/260, а при сжижении бутана примерно при 15°C объем бутана уменьшается приблизительно до 1/230. То есть, нефтяной газ используют в виде сжиженного нефтяного газа в целях удобства хранения и транспортировки.
[5] В целом, сжиженный нефтяной газ имеет более высокую теплотворную способность, нежели сжиженный природный газ, и содержит большое количество составляющих, имеющих более высокие значения молекулярного веса по сравнению с компонентами сжиженного природного газа. То есть, сжиженный нефтяной газ обеспечивает возможность упрощения сжижения и газификации по сравнению со сжиженным природным газом.
[6] Сжиженный газ - такой как сжиженный природный газ, сжиженный нефтяной газ и т.п. - хранят в цистерне, доставляемой в требуемое место на суше, и даже при наличии изоляции цистерны-хранилища возможность полного блокирования наружного тепла ограничена. Это значит, что сжиженный природный газ непрерывно испаряется в цистерне-хранилище под воздействием тепла, проникающего вовнутрь цистерны-хранилища. Сжиженный природный газ, преобразованный в пар в цистерне-хранилище, именуют отпарным газом.
[7] Если давление в цистерне-хранилище превышает предварительно заданное значение вследствие образования отпарного газа, отпарной газ выпускают из цистерны-хранилища для использования его в качестве топлива для двигателя либо для повторного сжижения и возврата в цистерну-хранилище.
[8] Для повторного сжижения отпарного газа, содержащего этан, этилен и т.п. в качестве основных составляющих (в дальнейшем он именуется "этановым отпарным газом)" и имеющего среди отпарных газов низкую температуру кипения, этановый отпарной газ должен быть охлажден примерно до -100°C или ниже, и при этом требуется дополнительное тепло холодной ступени теплообмена по сравнению с вариантом повторного сжижения отпарного газа сжиженного нефтяного газа, имеющего температуру сжижения около -25°C. То есть, в систему повторного сжижения СНГ, используемую в процессе повторного сжижения этана, должен быть добавлен отдельный независимый цикл подачи тепла холодной ступени теплообмена для подвода дополнительного тепла холодной ступени. В качестве цикла подачи тепла холодной ступени используют обычный цикл охлаждения пропилена.
[Раскрытие сущности изобретения]
[Техническая проблема]
[9] С другой стороны, несмотря на наличие способа для повторного сжижения отпарного газа с использованием расширенного отпарного газа в качестве хладагента для сжатого отпарного газа при компрессии отпарного газа, образовавшегося в цистерне-хранилище сжиженного газа, и расширении некоторой части сжатого отпарного газа повторное сжижение этана, имеющего низкую температуру кипения, не может быть выполнено без отдельного независимого цикла подачи тепла холодной ступени теплообмена - например, цикла охлаждения пропана.
[10] Однако использование отдельного независимого цикла подачи тепла холодной ступени для повторного сжижения отпарного газа, образовавшегося в цистерне-хранилище сжиженного газа, в частности, этана, имеющего низкую температуру кипения, на плавучем объекте, включающем в себя цистерну-хранилище, может увеличить потребность в рабочем пространстве и рост затрат на монтаж (CAPEX) для дополнительного цикла и эксплуатационных затрат (OPEX), включая затраты на потребление энергии.
[11] Поэтому настоящее изобретение было проработано в расчете на решение таких проблем в технике известного уровня и направлено на получение установки и способа для повторного сжижения отпарного газа, образовавшегося из сжиженного газа, имеющего низкую температуру кипения, без добавления отдельного независимого цикла подачи тепла холодной ступени теплообмена.
[Техническое решение]
[12] В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения установка для повторного сжижения отпарного газа, образовавшегося в цистерне-хранилище сжиженного газа, приданной плавучему объекту, включает в себя: компрессор, сжимающий отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища; теплообменник, выполняющий обмен тепла отпарного газа, сжатого компрессором, с теплом отпарного газа, выпущенного из цистерны-хранилища, причем после прохождения через теплообменник отпарной газ делится по меньшей мере на два потока, включая первый поток и второй поток; первый расширительный блок, расширяющий первый поток; первый промежуточный охладитель, охлаждающий второй поток, остающийся после деления по меньшей мере на два потока, при использовании первого потока, расширенного первым расширительным блоком, в качестве хладагента; и приемник, принимающий второй поток после прохождения им через первый промежуточный охладитель, причем давление вниз по потоку от компрессора регулируется приемником.
[13] Установка может дополнительно включать в себя канал регулировки давления, в котором давление регулируют путем выпуска текучей среды из приемника, причем текучая среда выпущенная по каналу регулировки давления, возвращается в цистерну-хранилище сжиженного газа или выпускается из нее.
[14] Установка может дополнительно содержать канал регулировки уровня, в котором уровень приемника регулируют путем выпуска текучей среды из приемника, причем по меньшей мере некоторая часть текучей среды, выпущенной по каналу регулировки уровня, возвращается в цистерну-хранилище сжиженного газа.
[15] Установка может дополнительно содержать третий расширительный блок, установленный в канале регулировки уровня и расширяющий текучую среду, возвращаемую в цистерну-хранилище сжиженного газа по каналу регулировки уровня.
[16] Давление вниз по потоку от компрессора может находиться в диапазоне 40 ... 100 бар абсолютного давления.
[17] Отпарной газа, сжатый компрессором, может иметь температуру 80°C ... 130°C.
[18] Кроме того, установка может дополнительно содержать пост-охладитель, установленный вниз по потоку от компрессора и охлаждающий отпарной газ, сжатый компрессором, причем отпарной газ, сжатый пост-охладителем, имеет температуру в пределах 12°C ... 45°C.
[19] После расширения в первом расширительном блоке отпарной газ может иметь давление в пределах 4 ... 15 бар абсолютного давления.
[20] Установка может дополнительно включать в себя: второй расширительный блок, установленный в канале регулировки уровня, причем второй расширительный блок разделяет текучую среду, выпущенную из приемника, по меньшей мере на два потока, включая третий поток и четвертый поток, и расширяет третий поток; и второй промежуточный охладитель, охлаждающий четвертый поток, оставшийся после разделения по меньшей мере на два потока, с использованием третьего потока, расширенного вторым расширительным блоком, в качестве хладагента, причем четвертый поток после прохождения через второй промежуточный охладитель возвращается в цистерну-хранилище сжиженного газа, а третий поток после прохождения через второй промежуточный охладитель подается в компрессор.
[21] После расширения во втором расширительном блоке отпарной газ может иметь давление в пределах 2 ... 5 бар абсолютного давления.
[22] Компрессором может являться многоступенчатый компрессор, состоящий из множества компрессоров, и каждый из первых потоков, прошедших через первый промежуточный охладитель, и из третьих потоков, прошедших через второй промежуточный охладитель, могут быть поданы вниз по потоку от любого из множества компрессоров.
[23] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения способ для повторного сжижения отпарного газа, образовавшегося в цистерне-хранилище сжиженного газа, приданной плавучему объекту, включает в себя: сжатие компрессором отпарного газа, образовавшегося из сжиженного газа; охлаждение сжатого отпарного газа с использованием отпарного газа, образовавшегося из сжиженного газа; разделение охлажденного отпарного газа на первый поток и второй поток с последующим расширением первого потока; охлаждение второго потока с использованием расширенного отпарного газа; подача охлажденного второго потока в приемник; и регулирка давления вниз по потоку от компрессора путем управления давлением приемника.
[24] Текучую среду можно выпускать из приемника для подачи в цистерну-хранилище, и текучей средой, выпущенной из приемника, можно управлять для поддержания внутреннего давления приемника или давления вниз по потоку от компрессора равным предварительно заданному давлению.
[25] Давление вниз по потоку от компрессора может быть задано в пределах 40 ... 100 бар абсолютного давления.
[26] Текучая среда может быть выпущена из приемника и разделена на третий поток и четвертый поток, причем третий поток после разделения может быть расширен для охлаждения четвертого потока, а охлажденный четвертый поток может быть подан в цистерну-хранилище.
[27] Охлажденный четвертый поток может быть расширен и подан в цистерну-хранилище, и уровень приемника может быть измерен для регулирования степени расширения охлажденного четвертого потока.
[28] Первый поток может быть расширен до давления 4 ... 15 бар абсолютного давления, третий поток может быть расширен до 2 ... 5 бар абсолютного давления, и при этом расширенный первый поток и расширенный третий поток могут быть поданы в компрессор после охлаждения второго потока и четвертого потока, причем третий поток подается вниз по потоку от компрессора дальше по сравнению с первым потоком.
[29] Отпарной газ, сжатый посредством компрессора, может быть охлажден до 12°C ... 45°C перед теплообменом с отпарным газом, образовавшимся из сжиженного газа.
[30] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения - способ для повторного сжижения отпарного газа, образовавшегося из сжиженного газа, включающего в себя по меньшей мере одну выбранную компоненту из группы, состоящей из этана, пропана и бутана, посредством естественного испарения, в котором суммарный объем отпарного газа повторно сжижается путем сжатия отпарного газа, осуществления теплообмена между сжатым отпарным газом и несжатым отпарным газом и расширения по меньшей мере некоторой части сжатого отпарного газа для осуществления по меньшей мере однократного теплообмена между расширенным газом после его расширения и отпарным газом без расширения.
[31] Повторно сжиженный отпарной газ может быть помещен на хранение в контейнер высокого давления для регулировки внутреннего давления контейнера высокого давления таким образом, что сжатый отпарной газ сохраняется под предварительно заданным давлением, пока не выполняется повторное сжижение сжатого отпарного газа и его помещение на хранение в контейнер высокого давления.
[Преимущественные эффекты]
[32] Заявленные в настоящем изобретении установка и способ для повторного сжижения отпарного газа могут снизить затраты на монтаж за счет отказа от отдельного независимого цикла подачи тепла холодной ступени теплообмена и приспособлены к повторному сжижению отпарного газа посредством обмена собственным теплом отпарных газов - таких как этан и подобные ему - обеспечивая тем самым такой же уровень эффективности повторного сжижения, что и типовая установка для повторного сжижения, даже без дополнительного цикла подачи тепла холодной ступени теплообмена.
[33] В дополнение к этому заявленные в изобретении установка и способ для повторного сжижения отпарного газа могут сократить количество компонентов и могут обеспечить отказ, в частности, от компрессора для цикла подачи тепла холодной ступени путем опускания отдельного независимого цикла подачи тепла холодной ступени, урезая тем самым потребление мощности на реализацию цикла подачи тепла холодной ступени теплообмена.
[34] Кроме того, заявленные в изобретении установка и способ для повторного сжижения отпарного газа включают в себя приемник для регулировки давления вниз по потоку от многоступенчатого компрессора, благодаря чему усиливается эффект от повторного сжижения за счет обеспечения оптимального холодильного коэффициента (COP).
[Описание чертежей]
[35] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение установки повторного сжижения для плавучих объектов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.
[36] Фиг. 2 представляет собой граф, отображающий вариации холодильного коэффициента (COP) установки повторного сжижения в соответствии с давлением отпарного газа.
[37] Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение установки повторного сжижения для плавучих объектов согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.
[38] Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение установки повторного сжижения для плавучих объектов согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения.
[39] Фиг. 5 представляет собой схематическое изображение установки повторного сжижения для плавучих объектов согласно четвертому варианту реализации настоящего изобретения.
[40] Фиг. 6 представляет собой схематическое изображение установки повторного сжижения для плавучих объектов согласно пятому варианту реализации настоящего изобретения.
[41] Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение установки повторного сжижения для плавучих объектов согласно седьмому варианту реализации настоящего изобретения.
[Оптимальный режим]
[42] В последующем описании подробно описаны варианты реализации настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи. Заявленные в настоящем изобретении установка и способ для повторного сжижения отпарного газа могут быть применены различными способами в море и на суше, например, на плавучих объектах с грузом СПГ - в частности, на кораблях и морских объектах любых типов с помещенной на них цистерной-хранилищем для сохранения низкотемпературного жидкого груза или сжиженного газа, включая суда (такие как перевозчики СПГ и сжиженного газообразного этана) и морские сооружения (такие как плавучие установки для добычи, хранения и отгрузки (FPSO) и плавучие установки для хранения и регазификации (FSRU).
[43] Кроме того, в принятом здесь толковании термин "поток" обозначает текучую среду, текущую по каналу - то есть, отпарной газ и текучая среда в каждом канале могут находиться в жидком состоянии, в смешанном газообразном/жидком состоянии, в газообразном состоянии или в сверхкритичной текучей фазе в зависимости от условий эксплуатации системы.
[44] Далее, сжиженный газ, хранящийся в цистерне-хранилище 10, приданной плавучему объекту, описываемому далее, может иметь температуру кипения около -110°C или более при давлении в 1 атмосферу. Кроме того, сжиженным газом, хранящимся в цистерне-хранилище 10, может являться газообразный этан или сжиженный нефтяной газ (СНГ). Более того, сжиженный газ или отпарной газ, образовавшийся из сжиженного газа, может включать в себя по меньшей мере одну компоненту, выбранную из группы, состоящей из метана, этана, пропана, бутана и тяжелого углеводорода.
[45] Далее, следует понимать, что приводимые ниже варианты реализации могут быть изменены множеством различных способов и изобретение не ограничено ими.
[46] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение установки повторного сжижения отпарного газа для плавучих объектов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.
[47] Как видно из фиг. 1, заявленная в настоящем изобретении установка для повторного сжижения отпарного газа служит для повторного сжижения отпарного газа, образовавшегося в приданной плавучему объекту цистерне-хранилище 10 сжиженного газа и включает в себя компрессор 20, сжимающий отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища 10, и теплообменник 30, осуществляющий обмен теплом между отпарным газом, сжатым компрессором 20, и отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10.
[48] Согласно данному варианту реализации, из цистерны-хранилища 10 выпускается отпарной газ через предохранительный клапан (не показан), когда давление в цистерне-хранилище 10 достигает значения выше предварительно заданного давления защиты вследствие образования в ней отпарного газа. Отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища 10, повторно сжижается установкой повторного сжижения согласно данному варианту реализации и затем возвращается в цистерну-хранилище 10.
[49] Согласно данному варианту реализации, выпущенный из цистерны-хранилища 10 отпарной газ не используют в качестве топлива для двигателей судна, а полностью заново сжижают с помощью установки повторного сжижения согласно данному варианту реализации. В данном случае суммарный объем отпарного газа восстанавливается при подаче в цистерну-хранилище 10 на жидкой фазе или частично на газообразной фазе либо по меньшей мере некоторая часть отпарного газа циркулирует в установке повторного сжижения.
[50] Согласно данному варианту реализации, компрессор 20 может представлять собой многоступенчатый компрессор 20, состоящий из множества компрессоров 20a, 20b. 20c, 20d, которые сжимают отпарной газ на множестве ступеней. В данном случае в качестве многоступенчатого компрессора 20 описывается четырехступенчатый компрессор 20, состоящий из первого компрессора 20a, второго компрессора 20b, третьего компрессора 20c и четвертого компрессора 20d, как показано на фиг. 1.
[51] Согласно данному варианту реализации, многоступенчатый компрессор 20 сжимает отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища 10, на множестве ступеней. Хотя в данном варианте реализации показано воздействие на отпарной газ четырехступенчатым сжатием посредством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, следует понимать,что настоящее изобретение не ограничено этим вариантом.
[52] Многоступенчатый компрессор 20 оснащен множеством охлаждающих аппаратов 21a, 21b, 21c, установленных между множеством компрессоров для снижения температуры отпарного газа, температура и давление которого повышаются при сжатии каждым из компрессоров. Например, первый охлаждающий аппарат 21a расположен между первым компрессором 20a и вторым компрессором 20b для снижения температуры отпарного газа, температура и давление которого повышаются при сжатии его первым компрессором 20a.
[53] Кроме того, в данном варианте реализации установлен пост-охладитель 21d вниз по потоку от последнего компрессора многоступенчатой структуры 20, то есть, после четвертого компрессора 20d в данном вариантте реализации для регулировки температуры отпарного газа, сжатого многоступенчатым компрессором 20 и пересылаемого в теплообменник 30.
[54] В данном варианте реализации отпарной газ, сжатый последним компрессором многоступенчатой структуры 20, то есть, четвертым компрессором 20d, и выпущенный из него, может иметь давление 40 ...100 бар абсолютного давления и температуру 80°C ...130°C.
[55] Например, в приведенной ниже таблице 1 указаны значения давления и температуры на всасывании отпарного газа, образовавшегося в цистерне-хранилище 10 и пересланного в каждый из четырех компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d многоступенчатого компрессора 20, и значения давления и температуры на выпуске отпарного газа, сжатого первым-четвертым компрессорами 20a, 20b, 20c, 20d и выпущенного из них.
[56] Таблица 1
[57] То есть, когда отпарной газ, образовавшийся в цистерне-хранилище 10 и имеющий давление около 0,96 бар абсолютного давления и температуру 36,17°C подается в первый компрессор 20a, отпарной газ сжимается примерно до 3,00 бар абсолютного давления первым компрессором 20a и в процессе сжатия нагревается до температуры около 123,30°C. Отпарной газ охлаждается примерно до 40°C в первом охлаждающем аппарате 21a при небольшом понижении давления примерно до 2.76 бар абсолютного давления вниз по потоку от первого компрессора 20a. Далее отпарной газ, имеющий температуру около 40°C и давление примерно 2,76 бар абсолютного давления подается во второй компрессор 20b. В результате повторения данного процесса отпарной газ, выпущенный из четвертого компрессора 20d, может иметь давление около 83,51 бар абсолютного давления и температуру около 121,50°C и может быть дополнительно охлажден посредством пост-охладителя вверх по потоку от теплообменника 30. Отпарной газ, охлажденный пост-охладителем 21d и пересланный в теплообменник 30, может иметь температуру 12°C ...45°C.
[58] Согласно данному варианту реализации, теплообменник 30 охлаждает отпарной газ (в дальнейшем именуется Потоком "a"), сжатый множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, путем обмена теплом с отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10. То есть, температура отпарного газа, сжатого до состояния повышенного давления множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, понижается теплообменником 30 с использованием в качестве хладагента отпарного газа, выпущенного из цистерны-хранилища 10.
[59] Кроме того, выпущенный из цистерны-хранилища 10 и имеющий низкую температуру отпарной газ понижает температуру Потока "a" посредством теплообменника 30 при одновременном нагреве здесь же его самого и далее подается к компрессору 20a, 20b, 20c, 20d. Хотя это может быть изменено в зависимости от свойств отпарного газа, по меньшей мере частично или целиком Поток "a" может быть сжижен при прохождении через теплообменник 30.
[60] То есть, в соответствии с данным изобретением выпущенный из цистерны-хранилища 10 отпарной газ пересылается к многоступенчатому компрессору 20 после нагрева этого газа сжатым отпарным газом в теплообменнике 30, причем многоступенчатый компрессор 20, состоящий из компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, может заменить криогенный компрессор, приспособленный к сжатию отпарного газа, образовавшегося из криогенного сжиженного газа и имеющего низкую температуру, и может предотвратить повреждение благодаря низкой температуре отпарного газа.
[61] Как видно из фиг. 1, соответствующая данному варианту реализации установка повторного сжижения отпарного газа включает в себя первый расширительный блок 71, разделяющий Поток "a" на два и более потоков, включая первый поток "a1" и второй поток "a2", и расширяет первый поток "a1", в качестве которого Поток "a" прошел через многоступенчатый компрессор и выпущен из теплообменника 30 после охлаждения путем обмена теплом посредством теплообменника 30; первый промежуточный охладитель 41, охлаждающий второй поток "a2", оставшийся после разделения Потока "a", с использованием первого потока "a1", расширенного первым расширительным блоком 71. В первом промежуточном охладителе 41 второй поток "a2", охлажденный посредством первого потока "a1", возвращается в цистерну-хранилище 10 и первый поток "a1", выпущенный из первого промежуточного охладителя 41 после охлаждения второго потока "a2" посылается вниз по потоку от промежуточного терминала многоступенчатого компрессора 20 - то есть вниз по потоку от одного из множества компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d - и объединяется с потоком отпарного газа, образовавшимся в цистерне-хранилище 10 и сжатым посредством многоступенчатого компрессора 20.
[62] Как видно из фиг. 1, в данном варианте реализации изобретения путь прохождения отпарного газа, который выпущен из цистерны-хранилища 10 и сжат с помощью многоступенчатого компрессора 20 при прохождении через теплообменник 30, многоступенчатый компрессор 20 и первый промежуточный охладитель 41, то еcть, Потока "a", второго потока "a2", ответвленного от потока "a1" и охлажденного с помощью первого потока "a", расширенного с помощью первого промежуточного охладителя 41, и отпарного газа, возвращенного в цистерну-хранилище 10 после охлаждения, переохлаждения или по меньшей мере частичного или полного сжижения при прохождении через первый промежуточный охладитель 41, именуется каналом повторного сжижения, который обозначен на фиг. 1 сплошной линией.
[63] В данном варианте реализации первый расширительный блок 71 установлен для расширения первого потока, ответвленного от Потока "a", охлажденного теплообменником 30 путем обмена теплом и выпущенного из него, и первый обходной канал "a1" ответвлен от канала повторного сжижения с целью обеспечить прохождение первого потока "a1".
[64] Первый расширительный блок 71 расширяет первый поток "a1", ответвленный от Потока "a", охлажденного теплообменником 30, и первый поток "a1", охлажденный первым расширительным блоком 71 посредством расширения, используется в качестве хладагента первым промежуточным охладителем 41. В данном варианте реализации первый поток "a1" пересылается в первый расширительный блок 71 в условиях с давлением в пределах 40 ...100 бар абсолютного давления и температурой в пределах 12°C ... 45°C, и его температура понижается в процессе расширения до 4 ...15 бар абсолютного давления в первом расширительном блоке 71 таким образом, что второй поток "a2", подаваемый из первого промежуточного охладителя 41 по каналу повторного сжижения в условиях с давлением в пределах 40 ...100 бар абсолютного давления и температурой в пределах 12°C ...45°C, может быть охлажден, переохлажден или по меньшей мере частично сжижен с помощью первого потока "a1", расширенного первым расширительным блоком 71.
[65] Второй поток "a2", ответвленный вниз по потоку от первого потока "a1" и пересланный в первый промежуточный охладитель 41 по каналу повторного сжижения, переохлаждается или по меньшей мере частично сжижается в первом промежуточном охладителе 41 посредством первого потока "a1", прошедшего через первый расширительный блок 71. Согласно данному варианту реализации, вся текучая среда, пересылаемая из первого промежуточного охладителя 41 по каналу повторного сжижения, может быть сжижена либо переохлаждена в зависимости от свойств отпарного газа.
[66] Первый поток "a1", выпущенный из первого промежуточного охладителя 41, после охлаждения второго потока "a2", пересылается в промежуточный терминал многоступенчатого компрессора 20, как показано на фиг. 1. Первый поток "a1" после прохождения через первый промежуточный охладитель 41 пересылается вниз по потоку от компрессора, имеющего давление, наиболее приближенное к давлению первого потока "a1", прошедшего через первый промежуточный охладитель 41, среди компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d многоступенчатого компрессора 20 и объединяется с потоком отпарного газа, сжатого многоступенчатым компрессором 20, то есть, с потоком канала повторного сжижения. Хотя в данном варианте реализации первый поток "a1", прошедший через первый промежуточный охладитель 41, пересылается вниз по потоку от компрессора 20b, следует понимать, что настоящее изобретение этим не ограничивается.
[67] Как показано на фиг. 1, установка для повторного сжижения отпарного газа может дополнительно содержать второй промежуточный охладитель 42 и второй расширительный блок 72, установленные в канале повторного сжижения для дополнительного охлаждения второго потока "a2", прошедшего через первый промежуточный охладитель 41, и описанный ниже приемник 90, установлен между первым промежуточным охладителем 41 и вторым промежуточным охладителем 42 таким образом, что второй поток "a2", прошедший через первый промежуточный охладитель 41, может быть возвращен в цистерну-хранилище 10 через приемник 90 и второй промежуточный охладитель 42.
[68] В данном варианте реализации второй поток "a2", прошедший через первый промежуточный охладитель 41, делится по меньшей мере на два потока, включая третий поток "a3" и четвертый поток "a4", в котором расширяется третий поток "a3", а четвертый поток "a4" переохлаждается посредством расширенного третьего потока "a3" и возвращается в цистерну-хранилище 10.
[69] Второй расширительный блок 72, приспособленный для расширения третьего потока "a3", установлен во втором обходном канале для обеспечения прохождения третьего потока "a3", ответвленного от второго потока "a2". И третий поток "a3" после его расширения и понижения его температуры вторым расширительным блоком 72 пересылается во второй промежуточный охладитель 42 для охлаждения четвертого потока "a4", пересланного во второй промежуточный охладитель 42 по каналу повторного сжижения в режиме обмена с ним теплом и далее пересланного в многоступенчатый компрессор 20.
[70] Кроме того, как показано на фиг. 1, заявленная в настоящем изобретении установка для повторного сжижения отпарного газа может дополнительно содержать приемник 90, который принимает второй поток "a2", охлажденный первым промежуточным охладителем 41, и может дополнительно включать в себя по меньшей мере один из двух каналов - канал регулировки давления PL и канал регулировки уровня LL - по которому отпарной газ выпускается из приемника 90 и возвращается в цистерну-хранилище 10.
[71] В установке для повторного сжижения отпарного газа возможно наличие каждого из двух блоков - первого промежуточного охладителя 41 и первого расширительного блока 71 - в единственном или множественном числе. Согласно данному варианту реализации, установка для повторного сжижения отпарного газа дополнительно включает в себя второй промежуточный охладитель 42 и второй расширительный блок 72 и тем самым предоставляет, как показано в примере, суммарно два комплекта промежуточных охладителей и расширительных блоков, каждый из которых содержит один промежуточный охладитель и один расширительный блок. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено при этом в отношении количества комплектов и количества промежуточных охладителей и расширительных блоков в каждом комплекте.
[72] В то же время, при наличии одного или более промежуточных охладителей (то есть, двух комплектов промежуточных охладителей и расширительных блоков) в установке для повторного сжижения отпарного газа может сократиться образование отпарного газа из текучей среды, протекающей по каналу повторного сжижения от нисходящей цепи приемника 90 и первого промежуточного охладителя 41 к цистерне-хранилищу 10, в результате чего происходит дальнейшее повышение эффективности повторного сжижения.
[73] Кроме того, в соответствии с данным вариантом реализации приемник 90 расположен между первым промежуточным охладителем 41 и вторым промежуточным охладителем 42 для приемки второго потока "a2", прошедшего через первый промежуточный охладитель 41 и протекающего по каналу повторного сжижения, таким образом, что текучая среда, выпущенная из приемника 90 по каналу регулировки уровня LL, ответвляется в третий поток "a3" и четвертый поток "a4", в котором расширенный третий поток "a3" охлаждает четвертый поток "a4", оставшийся после разделения потока вторым промежуточным охладителем 42, путем обмена теплом, и четвертый поток "a4", охлажденный с помощью третьего потока "a3", возвращается в цистерну-хранилище 10.
[74] В данном варианте реализации текучая среда, протекающая по каналу регулировки уровня LL, может представлять собой текучую среду на жидкой фазе или переохлажденную текучую среду.
[75] При этом в структуре, где установка для повторного сжижения включает в себя множество комплектов промежуточных охладителей и расширительных блоков, приемник 90 расположен между комплектом восходящего участка цепи промежуточного охладителя и расширительного блока, расположенным вверх по потоку от приемника, и комплектом нисходящего участка цепи промежуточного охладителя и расширительного блока, расположенным вниз по потоку от приемника 90, для приемки текучей среды, выпущенной по каналу повторного сжижения, при одновременной подаче выпущенной текучей среды по каналу LL регулировки уровня приемника 90 к цистерне-хранилищу 10. В этом случае текучая среда, подаваемая к цистерне-хранилищу 10 по каналу LL регулировки уровня, может быть переохлаждена в комплекте нисходящего участка цепи промежуточного охладителя и расширительного блока, расположенном вниз по потоку от приемника 90.
[76] Эффективность работы системы охлаждения текучей среды определяется холодильным коэффициентом (COP), обозначающим соотношение между эффектом от охлаждения и компрессионными действиями и увеличивающимся, когда повышается эффект от охлаждения или сокращаются компрессионные действия.
[77] Как видно из графа на фиг. 2, COP установки для повторного сжижения, соответствующей данному варианту реализации (оси Y на фиг. 2), изменяется в зависимости от давления текучей среды, протекающей в установке для повторного сжижения (ось X на фиг. 2), и существует диапазон давлений, обеспечивающий оптимальное значение COP. То есть, в соответствии с данным вариантом реализации установка для повторного сжижения отпарного газа управляет текучей средой, протекающей по каналу повторного сжижения, проходящему от нисходящего участка цепи многоступенчатого компрессора 20 к первому промежуточному охладителю 41 и приемнику 90 с целью получения оптимального значения COP, повышая тем самым эффективность повторного сжижения.
[78] Согласно данному варианту реализации приемник 90 установлен в качестве средства для управления вторым потоком "a1", прошедшим через первый промежуточный охладитель 41 и возвращаемым в цистерну-хранилище 10, и обеспечивает регулировку давления вниз по потоку от многоступенчатого компрессора 20 путем регулировки давления приемника 90.
[79] В соответствии с данным вариантом реализации канал PL регулировки давления, в котором регулируется внутреннее давление приемника 90, и канал LL регулировки уровня, в котором регулируется уровень приемника 90, могут быть подсоединены к приемнику 90. Текучая среда, выпущенная из приемника 90 по каналу PL регулировки давления для регулировки внутреннего давления приемника 90, подается в цистерну-хранилище 10, а к текучей среде, выпущенной из приемника 90 по каналу LL регулировки уровня для регулировки уровня приемника 90, применяется теплообмен во втором промежуточном охладителе 42 с разделением текучей среды на третий поток "a3", который в свою очередь пересылается в многоступенчатый компрессор 20, и четвертый поток "a4", который в свою очередь подается в цистерну--хранилище 10.
[80] Несмотря на то, что на иллюстрации данного варианта реализации изображен возврат текучей среды, выпущенной из приемника по каналу PL регулировки давления, в цистерну-хранилище 10, следует понимать, что настоящее изобретение этим не ограничено. В альтернативном варианте исполнения выпущенная из приемника 90 текучая среда может быть перенесена наружу системы повторного сжижения либо может циркулировать в системе повторного сжижения.
[81] Второй поток, прошедший через первый промежуточный охладитель 41, может находиться на жидкой фазе или являться смесью газа и жидкости, частично испаряемой при протекании по каналу То есть, текучая среда, выпущенная через канал PL регулировки давления приемника 90, может находиться в газообразном состоянии, а текучая среда, выпущенная через канал LL регулировки уровня приемника 90, может находиться в жидком состоянии. В данном случае возможна регулировка внутреннего давления и уровня приемника 90 с доведением до предварительно заданных значений по каналу PL регулировки давления и каналу LL регулировки уровня приемника 90.
[82] Текучая среда, выпущенная из приемника 90 по его каналу LL регулировки уровня, делится на третий поток "a3" и четвертый поток "a4", которые в свою очередь пересылаются во второй промежуточный охладитель 42, в котором третий поток "a3"', для которого выполнено расширение после разделения потока, охлаждает четвертый поток "a4", оставшийся после разделения потока путем теплообмена. Далее третий поток "a3", выпущенный из второго промежуточного охладителя 42 после охлаждения четвертого потока "a4" пересылается в многоступенчатый компрессор 20.
[83] Третий поток "a3" расширяется примерно до 2 ...5 бар абсолютного давления во втором расширительном блоке и далее пересылается во второй промежуточный охладитель 42, в котором третий поток, температура которого понижена при расширении, переохлаждает четвертый поток "a4", пересылаемый во второй промежуточный охладитель 42 по каналу повторного сжижения.
[84] Как показано на фиг. 1, третий поток "a3", выпущенный из второго промежуточного охладителя 42, после охлаждения четвертого потока "a4" пересылается в промежуточный терминал многоступенчатого компрессора 20. Далее третий поток "a3" после прохождения чрез второй промежуточный охладитель 42 пересылается вниз по потоку от компрессора, имеющего давление, наиболее приближенное к давлению третьего потока "a3", прошедшего через второй промежуточный охладитель 42, среди множества компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d многоступенчатого компрессора 20 и объединяется с потоком отпарного газа, сжатого многоступенчатым компрессором 20, то есть, с потоком канала повторного сжижения. Хотя в данном варианте реализации третий поток "a3", прошедший через второй промежуточный охладитель 42, пересылаетcя вниз по потоку от первого компрессора 20a, следует понимать, что настоящее изобретение этим не ограничено.
[85] В данном случае третий поток "a3",выпущенный из второго промежуточного охладителя 42, пересылается вниз по потоку от компрессора, расположенного вверх по потоку дальше, нежели компрессор, в который переслан первый поток "a1", выпущенный из первого промежуточного охладителя 41.
[86] Как показано на фиг. 1, четвертый поток "a4", выпущенный из второго промежуточного охладителя 42, после обмена теплом возвращается в цистерну-хранилище 10 по каналу повторного сжижения. Согласно данному варианту реализации, установка для повторного сжижения может дополнительно содержать третий расширительный блок 73, который расположен вниз по потоку от второго промежуточного охладителя 42 для расширения четвертого потока "a4", прошедшего через второй промежуточный охладитель 42, а текучая среда, прошедшая через третий расширительный блок 73, подается в цистерну-хранилище 10 в состоянии с понижением температуры и давления путем расширения.
[87] Далее, в соответствии с данным вариантом реализации текучая среда, выпущенная из приемника 90, подается в цистерну-хранилище10 по каналу PL регулировки давления. В частности, отпарной газ, возвращенный в цистерну-хранилище 10 по каналу PL регулировки давления, может иметь газообразную фазу или сверхкритичную фазу, и в канале PL регулировки давления может быть установлен клапан 91 регулировки давления, регулирующий открытие/закрытие или степень открытия канала PL регулировки давления.
[88] Для управления клапаном 91 регулировки давления и третьим расширительным блоком 73 может быть использован контроллер (здесь не показан). Далее на примере фиг. 1 описывается способ регулировки давления вниз по потоку от многоступенчатого контроллера в установке для повторного сжижения отпарного газа в соответствии с данным вариантом реализации.
[89] Второй поток "a2", выпущенный из первого промежуточного охладителя 41 по каналу повторного сжижения, после охлаждения в этом канале принимается в приемнике 90 перед возвратом в цистерну-хранилище 10. Второй поток "a2" может иметь фазу переохлажденного газа или жидкую фазу, смешанную фазу газа и жидкости или сверхкритичную фазу в зависимости от свойств текучей среды - таких температура кипения и др. Когда в приемник 90 поступает второй поток "a2", возможно образование отпарного газа из второго потока "a2" в приемнике 90, что вызывает повышение внутреннего давления приемника 90 вместе с газообразной компонентой второго потока "a2".
[90] В данном варианте реализации приемник 90 является сосудом высокого давления и выполнен с возможностью выпуска из него текучей среды, газообразной компоненты и отпарного газа, когда внутреннее давление приемника 90 превышает предварительно заданное значение и текучая среда, выпущенная из приемника 90, возвращается в цистерну-хранилище 91 по каналу PL регулировки давления. Канал PL регулировки давления может быть подсоединен к верхней части приемника 90, как показано на фиг. 1.
[91] То есть, согласно данному варианту реализации, когда внутреннее давление приемника 90 достигает величины выше предварительно заданного значения, контроллер может управлять давлением от нисходящей цепи многоступенчатого компрессора 20 к восходящей цепи приемника 90 путем открывания клапана 91 регулировки давления канала PL регулировки давления для обеспечения выпуска текучей среды по каналу PL регулировки давления. В данном случае, поскольку текучая среда, протекающая по каналу PL регулировки давления, переохлаждается в процессе прохождения через первый промежуточный охладитель 41, текучая среда, подаваемая в цистерну-хранилище 10 по каналу PL регулировки давления, может понизить внутреннюю температуру цистерны-хранилища 10.
[92] Например, когда внутреннее давление приемника 90 достигает величины выше предварительно заданного значения, контроллер (не показан) открывает клапан 91 регулировки давления. Когда внутреннее давление приемника 90, настроенного на предварительно заданное внутреннее давление 80 бар абсолютного давления,является меньшим 80 бар абсолютного давления, контроллер закрывает клапан 91 регулировки давления, а при повышении внутреннего давления приемника 90 до 80 бар абсолютного давления или более, контроллер открывает клапан 91 регулировки давления так, что обеспечивается возможность выпуска газа из приемника 90. Когда клапан 91 регулировки давления закрыт, давление в канале повторного сжижения от нисходящей цепи многоступенчатого компрессора 20 к приемнику 90 также поддерживается на уровне около 80 бар абсолютного давления. Кроме того, когда внутреннее давление приемника 90 превышает 80 бар абсолютного давления, поскольку не обеспечивается поддержание давления в восходящей цепи приемника - то есть, давления от многоступенчатого компрессора 20 к приемнику 90 в предварительно заданном диапазоне из-за перепада давления, клапан 91 регулировки давления открывается, чтобы обеспечить поддержание давления в канале повторного сжижения от нисходящей цепи многоступенчатого компрессора 20 к приемнику 90 в предварительно заданном диапазоне давлений.
[93] Согласно данному варианту реализации, давление вниз по потоку от компрессора может быть задано равным 40 ...100 барам абсолютного давления, предпочтительно 80 барам абсолютного давления. То есть, приемник 90 может иметь предварительно установленное внутреннее давление, равное 40 ... 100 барам абсолютного давления, предпочтительно 80 барам абсолютного давления.
[94] В данном варианте реализации второй поток "a2" при пересылке его в приемник 90 может находиться в состоянии по меньшей мере частичного или полного сжижения либо может быть частично превращен в отпарной газ перед выпуском из приемника 90.
[95] Это значит, что для поддержания внутреннего давления приемника 90 на предварительно заданном уровне требуется также регулировка уровня приемника 90. Согласно данному варианту реализации, канал LL регулировки уровня может быть использован для управления потоком установки для сжижения при одновременной регулировке уровня приемника 90.
[96] Например, контроллер (здесь не показан) измеряет уровень приемника 90 и открывает третий расширительный блок 73 для обеспечения выпуска жидкости из приемника 90 по каналу LL регулировки уровня, когда измеренный уровень приемника возрастает до предварительного заданного значения или превышает его. Далее, выпущенная из приемника 90 жидкость переохлаждается во втором промежуточном охладителе 42 и подается в цистерну-хранилище 10 в состоянии с давлением и температурой, пониженными путем расширения в третьем расширительном блоке 73.
[97] Контроллер управляет степенью открывания третьего расширительного блока 73 для управления суммарным потоком повторно сжиженного отпарного газа, подаваемого в цистерну-хранилище 10 по каналу LL регулировки уровня в установке для повторного сжижения. То есть, в данном варианте реализации третий расширительный блок 73 может быть использован в качестве средства для регулировки уровня приемника 90.
[98] Таким образом, в соответствии с данным изобретением текучая среда, переохлажденная при прохождении через первый промежуточный охладитель 41, подается в приемник 90, а поток отпарного газа, возвращающегося из приемника 90 в цистерну-хранилище 10, и степень расширения текучей среды, охлажденной путем дополнительного охлаждения переохлажденной текучей среды, выпущенной на жидкой фазе из приемника 90, во втором промежуточном охладителе 42, регулируются одновременно с регулировкой давления или уровня приемника 90, благодаря чему повышается эффективность повторного сжижения установки для повторного сжижения.
[99] Согласно данному варианту реализации, степень переохлаждения отпарного газа, пересылаемого в третий расширительный блок 73, может быть повышена посредством теплообменника 30 с целью усиления "холодильных" эффектов.
[100] Кроме того, сжатый отпарной газ дополнительно охлаждается посредством теплообменника 30 и далее пересылается в первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, благодаря чему сокращается количество хладагента для охлаждения отпарного газа в первом промежуточном охладителе 41 и втором промежуточном охладителе 42. Соответственно, поскольку уменьшается количество хладагента, который необходимо пересылать в первый и второй промежуточные охладители 41, 42 - то есть, сокращается поток отпарного газа, подлежащего расширению - поток отпарного газа, ответвленный от канала повторного сжижения и пересылаемый в многоступенчатый компрессор 20 после расширения, сокращается, благодаря чему могут быть сокращены компрессионные действия многоступенчатого компрессора 20 при одновременном увеличении количества повторно сжиженного отпарного газа в промежуточных охладителях 41, 42, что означает усиление "холодильных" эффектов.
[101] В структуре установки для повторного сжижения, образованной промежуточными охладителями 41, 42 в сочетании с теплообменником 30 и приемником 90 без отдельного холодильного цикла, как в настоящем изобретении, при выполнении регулировки давления вниз по потоку от многоступенчатого компрессора 20 в пределах 40 ...100 бар абсолютного давления приемником 90 многоступенчатый компрессор 20 потребляет мощность около 499,7 кВт, а установка для повторного сжижения имеет охлаждающую способность около 241,3 кВт Это означает, что эффективность охлаждения, или холодильный коэффициент (COP) установки для повторного сжижения равняется примерно 0,48.
[102] По сравнению с указанной выше структурой, при предположении о том, что отпарной газ образован из такого же сжиженного газа и совпадает по потоку и по свойствам с отпарным газом, описанным выше, в типовой установке для повторного сжижения, включающей в себя отдельный холодильный цикл и не содержащей теплообменника 30 согласно настоящему изобретению, многоступенчатый компрессор 20 потребляет мощность около 575,2 кВт, а установка для повторного сжижения имеет охлаждающую способность 240,3 кВт. Это означает, что эффективность охлаждения, или холодильный коэффициент (COP) установки для повторного сжижения равняется примерно 0,42. То есть, соответствующая настоящему изобретению установка для повторного сжижения обеспечивает восстановление повторно сжиженного отпарного газа в цистерне-хранилище путем повторного сжижения увеличенного объема отпарного газа с пониженной мощностью.
[103] Кроме того, давление вниз по потоку от многоступенчатого компрессора 20 поддерживается на уровне, обеспечивающем оптимальный холодильный коэффициент (COP), и суммарный поток отпарного газа, повторно сжиженного установкой для повторного сжижения, регулируется для поддержания оптимального COP приемником 90, благодаря чему обеспечивается сопровождение эффективности повторного сжижения на максимально высоком уровне.
[104] Кроме того, в соответствующей настоящему изобретению установке для повторного сжижения теплообменник 30 позволяет сжижать наибольшую часть отпарного газа, образовавшегося из сжиженного газа, даже без дополнительного холодильного цикла. То есть, если сжиженным газом является пропан, то наибольшая часть отпарного газа, образовавшегося из сжиженного пропана, сжижается при прохождении через многоступенчатый компрессор 20 и, если сжиженным газом является этан, то наибольшая часть отпарного газа, образовавшегося из сжиженного этана, сжижается при прохождении через многоступенчатый компрессор 20 и теплообменник 30. В дополнение к тому, что относится к данному варианту реализации, в установке для повторного сжижения, в которой промежуточный охладитель образован по меньшей мере двумя промежуточными охладителями, включая первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, возможно сокращение количества отпарного газа, образующегося в процессе повторного сжижения, в котором отпарной газ возвращается цистерну-хранилище 10 после прохождения через многоступенчатый компрессор 20, теплообменник 30, промежуточные охладители 41, 42 и приемник 90.
[105] Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение установки повторного сжижения для плавучих объектов согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.
[106] Представленная на фиг. 3 установка для повторного сжижения отпарного газа, соответствующая второму варианту реализации изобретения, отличается от представленной на фиг. 1 установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей первому варианту реализации изобретения, отсутствием в установке для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей второму варианту реализации, приемника, канала регулировки давления и канала регулировки уровня, и последующее описание сфокусировано на различных отличительных признаках установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей второму варианту реализации. Здесь опущено подробное описание компонентов, совпадающих с компонентами установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей первому варианту реализации.
[107] Как показано на фиг. 3, соответствующая данному варианту реализации установка для повторного сжижения отпарного газа включает в себя: множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, выполняющих сжатие отпарного газа, выпущенного из цистерны-хранилища 10 через множество ступеней; теплообменник 30, осуществляющий обмен теплом между отпарным газом, сжатым множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d на множестве ступеней, и отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10; первый расширительный блок 71, осуществляющий расширение отпарного газа, сжатого множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30; первый промежуточный охладитель 41, охлаждающий отпарной газ, сжатый множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедший через теплообменник 30; второй расширительный блок 72, осуществляющий расширение отпарного газа, прошедшего через первый промежуточный охладитель 41; второй промежуточный охладитель 42, охлаждающий отпарной газ, прошедший через первый промежуточный охладитель 41; третий расширительный блок 73, осуществляющий расширение отпарного газа, прошедего через второй промежуточный охладитель 42; и сепаратор 60 газа/жидкости, разделяющий отпарной газ, который частично повторно сжижен при прохождении через третий расширительный блок 73, на повторно сжиженный отпарной газ и газообразный отпарной газ.
[108] В соответствии с данным вариантом реализации в цистерне-хранилище 10 хранится сжиженный газ, например, этан, этилен и т.п., и из нее выпускается отпарной газ, который образуется в результате испарения сжиженного газа под воздействием тепла, переносимого из наружной среды, когда внутреннее давление цистерны-хранилища 10 превышает предварительно заданное значение. Хотя в иллюстративном примере для данного варианта реализации сжиженный газ показан выпускаемым из цистерны-хранилища 10, возможен также выпуск сжиженного газа из топливного бака, приспособленного под хранение сжиженного газа с целью подачи сжиженного газа в качестве топлива в двигатель.
[109] Согласно данному варианту реализации, множество компрессоров 20a, 20b,20c, 20d сжимает отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища 10, на множестве ступеней. В соответствии с данным вариантом реализации многоступенчатый компрессор содержит четыре компрессора в таком виде, что к отпарному газу могут быть применены четыре ступени сжатия, но изобретение не ограничено этим вариантом.
[110] Если многоступенчатым компрессором является четырехступенчатый компрессор, содержащий четыре компрессора, как в данном варианте реализации изобретения, многоступенчатый компрессор 20 содержит первый компрессор 20a, второй компрессор 20b, третий компрессор 20c и четвертый компрессор 20d, которые включены по последовательной схеме для последовательного сжатия отпарного газа. Отпарной газ ниже по потоку от первого компрессора 20a может иметь давление в пределах 2 ...5 бар (например, 3,5 бар), а отпарной газ ниже по потоку от второго компрессора 20b может иметь давление в пределах 10 ...15 бар (например, 12 бар). Далее, отпарной газ ниже по потоку от третьего компрессора 20c может иметь давление в пределах 25 ...35 бар (например, 30,5 бар), а отпарной газ ниже по потоку от четвертого компрессора 20d может иметь давление в пределах 75 ...90 бар (например, 83,5 бар).
[111] Установка для повторного сжижения отпарного газа может включать в себя множество охладителей 21a, 21b, 21c, 21d, расположенных вниз по потоку от компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d (соответственно) для понижения температуры отпарного газа, который имеет не только повышенное давление, но и повышенную температуру после прохождения через каждый из компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d.
[112] Согласно данному варианту реализации, теплообменник 30 охлаждает отпарной газ (в дальнейшем именуется Потоком "a"), сжатый множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, путем обмена теплом между отпарным газом (Потоком "a") и отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10. То есть, температура отпарного газа, сжатого до состояния повышенного давления множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, понижается теплообменником 30 с использованием в качестве хладагента отпарного газа, выпущенного из цистерны-хранилища 10.
[113] Согласно данному варианту реализации, первый расширительный блок 71 расположен в канале, ответвленном от канала, по которому отпарной газ подается из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, и осуществляет расширение некоторого отпарного газа (именуемого в дальнейшем "потоком a1"), ответвленного от отпарного газа, сжатого множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30. Первым расширительным блоком 71 может являться расширительный клапан или газовый экспандер.
[114] Некоторая часть отпарного газа (поток "a1"), ответвленная от отпарного газа, сжатая множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшая через теплообменник 30, расширяется до пониженных значений температуры и давления посредством первого расширительного блока 71. Отпарной газ, прошедший через первый расширительный блок 71, подается в первый промежуточный охладитель 41 дл использования качестве хладагента для понижения температуры другого отпарного газа (именуемого здесь "потоком а2"), сжатого множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[115] Согласно данному варианту реализации, первый промежуточный охладитель 41 понижает температуру отпарного газа (потока "a2"), который прошел через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30 путем обмена теплом между некоторой частью отпарного газа (потоком "a2"), сжатой множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшей через теплообменник 30, и отпарным газом (потоком "a1"), расширенным посредством первого расширительного блока 71.
[116] Отпарной газ (поток "a2"), охлажденный первым промежуточным охладителем 41, после прохождения через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30 пересылается во второй расширительный блок 72 и второй промежуточный охладитель 42, а отпарной газ в виде потока "a1"пересланный в первый промежуточный охладитель 41 через первый расширительный блок 71, пересылается вниз по потоку от одного компрессора (20b) множества компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d.
[117] Согласно данному варианту реализации, второй расширительный блок 72 расположен в канале, ответвленном от канала, по которому отпарной газ подается от первого промежуточного охладителя 41 ко второму промежуточному охладителю 42 и осуществляет расширение некоторой части отпарного газа (потока "a21"), охлажденной в процессе прохождения через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41. Вторым расширительным блоком 72 может являться расширительный клапан или газовый экспандер.
[118] Среди части отпарного газа (потока "a2"), охлажденной в процессе прохождения через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, некоторая часть отпарного газа (поток "a21") расширяется до пониженных значений температуры и давления посредством второго расширительного блока 72. Часть отпарного газа (поток "a21"), прошедшая через второй расширительный блок 72, подается во второй промежуточный охладитель 42 для использования качестве хладагента для понижения температуры другой части отпарного газа (потока "a22"), охлажденной при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41.
[119] Согласно данному варианту реализации, второй промежуточный охладитель 42 дополнительно понижает температуру отпарного газа (потока "a22"), охлажденного при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, в режиме обмена теплом с частью отпарного газа (потоком "a21"), расширенной посредством второго расширительного блока 72.
[120] Отпарной газ, охлажденный посредством теплообменника 30, первого промежуточного охладителя 41 и второго промежуточного охладителя 42, пересылается в сепаратор 60 газа/жидкости через третий расширительный блок 73, а отпарной газ, пересланный во второй промежуточный охладитель через второй расширительный блок 72, пересылается вниз по потоку от одного из множества компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d.
[121] Первый промежуточный охладитель 41 понижает температуру отпарного газа, первоначально охлажденного теплообменником 30 с использованием отпарного газа, выпущенного из цистерны-хранилища 10,в то время как второй промежуточный охладитель 42 понижает температуру отпарного газа, первоначально охлажденного теплообменником 30 и далее вторично охлажденного посредством первого промежуточного охладителя 41. При этом отпарной газ (поток "a21"), подаваемый в качестве хладагента во второй промежуточный охладитель 42, должен иметь температуру ниже температуры отпарного газа (потока "a1"), подаваемого в качестве хладагента в первый промежуточный охладитель 41. То есть, отпарной газ, прошедший через второй расширительный блок 72, расширяется в большей степени, нежели отпарной газ, прошедший через первый расширительный блок 71, и соответственно имеет более низкое давление по сравнению с отпарным газом, прошедшим через первый расширительный блок 71. Соответственно, отпарной газ, выпущенный из первого промежуточного охладителя 41, пересылается в компрессор, расположенный ниже по потоку дальше того компрессора, в который пересылается отпарной газ, выпущенный из второго промежуточного охладителя 42. Отпарной газ, выпущенный из первого и второго промежуточных охладителей 41, 42 объединяется с отпарным газом, имеющим близкое к нему давление среди отпарных газов, прошедших множество ступеней сжатия посредством множества компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, и далее сжимается.
[122] С другой стороны, поскольку отпарной газ, расширенный посредством первого расширительного блока 71 и второго расширительного блока 72, используется в качестве хладагента для охлаждения отпарного газа соответственно в первом промежуточном охладителе 41 и втором промежуточном охладителе 42, объем отпарного газа, подлежащий пересылке в первый расширительны блок 71 и второй расширительный блок 72, может быть откорректирован в зависимости от степени охлаждения отпарного газа в первом промежуточном охладителе 41 и втором промежуточном охладителе 42. В данном случае отпарной газ, сжатый множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедший через теплообменник 30, делится на два потока, подлежащих пересылке в первый расширительный блок 71 и первый промежуточный охладитель 41 (соответственно). При этом газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке в первый расширительный блок 71, увеличивают с целью охлаждения отпарного газа до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41 и уменьшают с целью охлаждения уменьшенного объема отпарного газа в первом промежуточном охладителе 41.
[123] Как и для отпарного газа, пересылаемого из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, при пересылке отпарного газа из первого промежуточного охладителя 41 во второй промежуточный охладитель 42 газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке во второй расширительный блок 72, увеличивают с целью охлаждения отпарного газа до более низкой температуры во втором промежуточном охладителе 42 и газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке в первый расширительный блок 71, уменьшают с целью охладить уменьшенный объем отпарного газа во втором промежуточном охладителе 42.
[124] В данном варианте реализации установка для повторного сжижения включает в себя два промежуточных охладителя 41, 42 и два расширительных блока 71, 72, установленных вверх по потоку от промежуточных охладителей 41, 42 (соответственно). Однако следует заметить, что количество промежуточных охладителей и количество расширительных блоков, установленных вверх по потоку от промежуточных охладителей, может быть изменено по мере необходимости. Кроме того, промежуточными охладителями 41, 42 согласно данному варианту реализации могут являться промежуточные охладители для плавучих объектов, показанные на фиг. 1, или типовые теплообменники.
[125] Согласно данному варианту реализации, третий расширительный блок 73 выполняет расширение отпарного газа, прошедшего через первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, приблизительно до нормального давления.
[126] Согласно данному варианту реализации, сепаратор 60 газа/жидкости разделяет отпарной газ, который частично повторно сжижен в процессе прохождения через третий расширительный блок 73, на повторно сжиженный отпарной газ и газообразный отпарной газ. Газообразный отпарной газ, отделенный сепаратором 60 газа/жидкости, пересылается вверх по потоку от теплообменника 30, чтобы пройти повторное сжижение вместе с отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10, и повторно сжиженный отпарной газ, отделенный сепаратором 60 газа/жидкости, возвращается в цистерну-хранилище 10. В варианте реализации, в котором отпарной газ выпускается из цистерны с горючим, повторно сжиженный отпарной газ пересылается в цистерну с горючим.
[127] Далее со ссылкой на фиг. 3 описывается поток отпарного газа в установке для повторного сжижения отпарного газа согласно данному варианту реализации.
[128] Отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища 10, проходит через теплообменник 30 и далее сжимается множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d. Отпарной газ, сжатый множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d имеет давление в пределах 40 ...100 бар, предпочтительно около 80 бар. Отпарной газ, сжатый множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, имеет сверхкритичную текучую фазу, на которой жидкость и газ не различаются между собой.
[129] Отпарной газ, прошедший через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d остается на сверхкритичной текучей фазе по существу с одним и тем же давлением перед третьим расширительным блоком 73 при прохождении через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42. Поскольку в отпарном газе, прошедшем через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, может происходить последовательное понижение температуры при прохождении его через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42 и может происходить последовательное понижение давления в зависимости от способа исполнения процессов при прохождении через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, отпарной газ может находиться в смешанной газообразной/жидкой фазе либо в жидкой фазе перед третьим расширительным блоком 7 при прохождении через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42.
[130] Отпарной газ, прошедший через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, заново пересылается в теплообменник 30 для обмена теплом между ним и отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10. Отпарной газ, прошедший через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, может иметь температуру в пределах -10°C...35°C.
[131] В пределах потока отпарного газа (Потока "a"), прошедшего через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторая часть отпарного газа (поток "a1") пересылается в первый расширительный блок 71, a другая часть отпарного газа (поток "a2") пересылается в первый промежуточный охладитель 41. Отпарной газ (поток "a1"), пересланный в первый расширительный блок 71, расширяется до пониженных температуры и давления и далее пересылается в первый промежуточный охладитель 41, а в другом отпарном газе (поток "a2"), пересланном в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, происходит понижение температуры в режиме обмена теплом между ним и отпарным газом, прошедшим через первый расширительный блок 71.
[132] Отпарной газ (поток "a1"), ответвленный от отпарного газа, после прохождения через теплообменник 30 и пересылки в первый расширительный блок 71, расширяется до смешанной газообразной/жидкой фазы посредством первого расширительного блока 71. Отпарной газ, расширенный до смешанной жидкой/газообразной фазы расширительным блоком 71, преобразуется в газообразную фазу путем обмена теплом в первом промежуточном охладителе 41.
[133] В пределах потока отпарного газа (Потока "a"), пересланного в первый промежуточный охладитель 41 и использованного для обмена теплом с отпарным газом, прошедшим через первый расширительный блок 71, некоторая часть отпарного газа (поток "a21") пересылается во второй расширительный блок 72, а другая часть отпарного газа (поток "a22") пересылается во второй промежуточный охладитель 42. Отпарной газ (поток "a21"), пересланный во второй расширительный блок 72, расширяется до пониженных значений температуры и давления и далее пересылается во второй промежуточный охладитель 42, а в отпарном газе, пересланном во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41, происходит понижение температуры в режиме обмена теплом между ним и отпарным газом, прошедшим через второй расширительный блок 72.
[134] Подобно отпарному газу (потоку "a1"), частично ответленному и пересланному в первый расширительный блок 71 через теплообменник 30, отпарной газ (поток "a21" ), частично ответвленный и пересланный во второй расширительный блок 72 через первый промежуточный охладитель 41, может быть расширен до смешанной газообразной/жидкой фазы посредством второго расширительного блока 72. Отпарной газ, расширенный до смешанной жидкой/газообразной фазы вторым расширительным блоком 72, преобразуется в газообразную фазу путем обмена теплом во втором промежуточном охладителе 42.
[135] Отпарной газ (поток "a22"), использованный для обмена теплом с отпарным газом, прошедшим через второй расширительный блок 72, во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается путем расширения примерно до нормального давления при пониженной температуре посредством третьего расширительного блока 73. Отпарной газ, прошедший через третий расширительный блок 73, пересылается в сепаратор 60 газа/жидкости, в котором отпарной газ разделяется на повторно сжиженный отпарной газ и газообразный отпарной газ. Повторно сжиженный отпарной газ подается в цистерну-хранилище 10, а газообразный отпарной газ пересылается вверх по потоку от теплообменника 30.
[136] Установка для повторного сжижения отпарного газа, соответствующая данному варианту реализации, охлаждает отпарной газ в режиме обмена собственным теплом с использованием в качестве хладагента отпарного газа (потока "a1"), расширенного первым расширительным блоком 71, и отпарного газа (потока "a21"), расширенного вторым расширительным блоком 72, обеспечивая тем самым повторное сжижение отпарного газа без отдельного цикла подачи тепла холодной ступени.
[137] Кроме того, типовая установка повторного сжижения, имеющая отдельный цикл подачи тепла холодной ступени, потребляет мощность около 2,4 кВт на восстановление количества тепла, равного 1 кВт, в то время как установка для повторного сжижения отпарного газа, соответствующая вариантам реализации изобретения, потребляет мощность около 1,7 кВт на восстановление тепла в 1 кВт, что означает сокращение потребления энергии для эксплуатации установки повторного сжижения.
[138] Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение установки повторного сжижения для плавучих объектов согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения.
[139] Установка для повторного сжижения отпарного газа, соответствующая третьему варианту реализации изобретения, иллюстрируемому фиг. 4, отличается от установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей второму варианту реализации, представленному на фиг. 3, в том отношении, что повторно сжиженный отпарной газ, отделенный сепаратором газа/жидкости, подается вместе с газообразным отпарным газом в цистерну-хранилище, и последующее описание сфокусировано на различных отличительных признаках третьего варианта реализации. Здесь опущено подробное описание компонентов, совпадающих с компонентами установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей второму варианту реализации.
[140] Как показано на фиг. 4 для третьего варианта реализации, соответствующая данному варианту реализации установка для повторного сжижения отпарного газа включает в себя: множество компрессоров 20a, 20b, 200c, 20d , 20c, 20d; теплообменник 30; первый расширительный блок 71; первый промежуточный охладитель 41; второй расширительный блок 72; второй промежуточный охладитель 42; третий расширительный блок 73 и сепаратор газа/жидкости 60.
[141] Как и во втором варианте реализации, соответствии с данным вариантом реализации в цистерне-хранилище 10 хранится сжиженный газ, например, этан, этилен и т.п., и из нее выпускается отпарной газ, который образуется в результате испарения сжиженного газа под воздействием тепла, переносимого из наружной среды, когда внутреннее давление цистерны-хранилища 10 превышает предварительно заданное значение.
[142] Как и во втором варианте реализации, множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d в соответствии с данным вариантом реализации сжимает отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища 10, на множестве ступеней. Множество охладителей 21a, 21b, 21c, 21d может быть установлено вниз по потоку от множества компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d (соответственно).
[143] Как и во втором варианте реализации, согласно данному варианту реализации теплообменник 30 осуществляет обмен теплом между отпарным газом, сжатым множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, и отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10.
[144] Как и во втором варианте реализации, первый расширительный блок 71, соответствующий данному варианту реализации, расположен в канале, ответвленном от канала, по которому отпарной газ подается из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, и осуществляет расширение некоторого количества отпарного газа, сжатого множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[145] Как и во втором варианте реализации, первый промежуточный охладитель 41, соответствующий данному варианту реализации, понижает температуру отпарного газа, который прошел через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, путем обмена теплом между некоторой частью отпарного газа, сжатой множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшей через теплообменник 30, и отпарным газом, расширенным посредством первого расширительного блока 71.
[146] Как и во втором варианте реализации, второй расширительный блок 72, соответствующий данному варианту реализации, расположен в канале, ответвленном от канала, по которому отпарной газ подается от первого промежуточного охладителя 41 ко второму промежуточному охладителю 42,и осуществляет расширение некоторой части отпарного газа, охлажденной в процессе прохождения через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41.
[147] Как и во втором варианте реализации, второй промежуточный охладитель 42, соответствующий данному варианту реализации, дополнительно понижает температуру отпарного газа, охлаждаемого при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, в режиме обмена теплом между отпарным газом, охлажденным при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, и отпарным газом, расширенным вторым расширительным блоком 72.
[148] Как и во втором варианте реализации, отпарной газ, выпущенный из первого промежуточного охладителя 41, пересылается вниз по потоку от компрессора, расположенный ниже по потоку дальше того компрессора, с отпарным газом которого объединяется отпарной газ, выпущенный из второго промежуточного охладителя 42.
[149] Кроме того, как и во втором варианте реализации, газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке в первый расширительный блок 71, увеличивают с целью охлаждения отпарного газа до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41 и уменьшают c целью охлаждения уменьшенного объема отпарного газа в первом промежуточном охладителе 41.
[150] Как и для отпарного газа, пересылаемого из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, при пересылке отпарного газа из первого промежуточного охладителя 41 во второй промежуточный охладитель 42 газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке во второй расширительный блок 72, увеличивают с целью охлаждения отпарного газа до более низкой температуры во втором промежуточном охладителе 42 и газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке в первый расширительный блок 71, уменьшают с целью охладить уменьшенный объем отпарного газа во втором промежуточном охладителе 42.
[151] Как и во втором варианте реализации, третий расширительный блок 73, соответствующий данному варианту реализации, выполняет расширение отпарного газа, прошедшего через первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, приблизительно до нормального давления.
[152] Как и во втором варианте реализации, сепаратор 60 газа/жидкости, соответствующий данному варианту реализации, разделяет отпарной газ, который частично повторно сжижен в процессе прохождения через третий расширительный блок 73, на повторно сжиженный отпарной газ и газообразный отпарной газ.
[153] Однако в отличие от второго варианта реализации газообразный отпарной газ, отделенный посредством сепаратора газа/жидкости, согласно данному варианту реализации пересылается вместе с повторно сжиженным отпарным газом в цистерну-хранилище 10. Газообразный отпарной газ, пересланный в цистерну-хранилище 10, пересылается вместе с отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10, в теплообменник, где для него выполняется процесс повторного сжижения.
[154] Далее со ссылкой на фиг. 4 описывается поток отпарного газа в установке для повторного сжижения отпарного газа согласно данному варианту реализации.
[155] Как и во втором варианте реализации, отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища 10, проходит через теплообменник 30 и далее сжимается множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d.
[156] Как и во втором варианте реализации, отпарной газ, прошедший через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, заново пересылается в теплообменник 30 для обмена теплом между ним и отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10. В пределах потока отпарного газа , прошедшего через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторая часть отпарного газа пересылается в первый расширительный блок 71, a другая часть отпарного газа пересылается в первый промежуточный охладитель 41. Отпарной газ , пересланный в первый расширительный блок 71, расширяется до пониженных значений температуры и давления и далее пересылается в первый промежуточный охладитель 41, а в другом отпарном газе пересланном в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, происходит понижение температуры в режиме обмена теплом между ним и отпарным газом, прошедшим через первый расширительный блок 71.
[157] Как и во втором варианте реализации, в пределах потока отпарного газа, пересланного в первый промежуточный охладитель 41 и использованного для обмена теплом с отпарным газом, прошедшим через первый расширительный блок 71, некоторая часть отпарного газа пересылается во второй расширительный блок 72, а другая часть отпарного газа пересылается во второй промежуточный охладитель 42. Отпарной газ , пересланный во второй расширительный блок 72, расширяется до пониженных значений температуры и давления и далее пересылается во второй промежуточный охладитель 42, а в отпарном газе, пересланном во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41, происходит понижение температуры в режиме обмена теплом между ним и отпарным газом, прошедшим через второй расширительный блок 72.
[158] Как и во втором варианте реализации, отпарной газ, использованный для обмена теплом с отпарным газом, прошедшим через второй расширительный блок 72 во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается путем расширения примерно до нормального давления и пониженной температуры посредством третьего расширительного блока 73. Отпарной газ, прошедший через третий расширительный блок 73, пересылается в сепаратор 60 газа/жидкости, в котором отпарной газ разделяется на повторно сжиженный отпарной газ и газообразный отпарной газ.
[159] Однако в отличие от второго варианта реализации как газообразный отпарной газ, так и повторно сжиженный отпарной газ, разделенные посредством сепаратора 60 газа/жидкости, согласно данному варианту реализации пересылаются в цистерну-хранилище 10.
[160] Фиг. 5 представляет собой схематическое изображение установки повторного сжижения для плавучих объектов согласно четвертому варианту реализации настоящего изобретения.
[161] Показанная на фиг. 5 установка для повторного сжижения отпарного газа, соответствующая четвертому варианту реализации, отличается от представленной на фиг. 3 установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей второму варианту реализации, в том отношении, что газообразный отпарной газ подается в цистерну-хранилище и отличается от представленной на фиг. 4 установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей третьему варианту реализации, тем, что газообразный отпарной газ отделяется от повторно сжиженного отпарного газа и отдельно пересылается в цистерну-хранилище. Последующее описание сфокусировано на различных отличительных признаках четвертого варианта реализации. Здесь опущено подробное описание компонентов, совпадающих с компонентами установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей второму и третьему вариантам реализации.
[162] Согласно фиг. 5, как и во втором и третьем вариантах реализации, соответствующая данному варианту реализации установка для повторного сжижения отпарного газа включает в себя: множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d; теплообменник 30; первый расширительный блок 71; первый промежуточный охладитель 41; второй расширительный блок 72; второй промежуточный охладитель 42; третий расширительный блок 73 и сепаратор 60 газа/жидкости
[163] Как и во втором и третьем вариантах реализации, в соответствии с данным вариантом реализации в цистерне-хранилище 10 хранится сжиженный газ, например, этан, этилен и т.п., и из нее выпускается отпарной газ, который образуется в результате испарения сжиженного газа под воздействием тепла, переносимого из наружной среды, когда внутреннее давление цистерны-хранилища 10 превышает предварительно заданное значение.
[164] Как и во втором и третьем вариантах реализации, множество компрессоров 20a, 20b,20c, 20d в соответствии с данным вариантом реализации сжимает отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища 10, на множестве ступеней. Множество охладителей 21a, 21b, 21c, 21d может быть установлено вниз по потоку от множества компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d (соответственно).
[165] Как и во втором и третьем вариантах реализации, согласно данному варианту реализации теплообменник 30 осуществляет обмен теплом между отпарным газом, сжатым множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, и отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10.
[166] Как и во втором и третьем вариантах реализации, первый расширительный блок 71, соответствующий данному варианту реализации, расположен в канале, ответвленном от канала, по которому отпарной газ подается из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, и осуществляет расширение некоторого количества отпарного газа, сжатого множеством компрессоров 20a,20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[167] Как и во втором и третьем вариантах реализации, первый промежуточный охладитель 41, соответствующий данному варианту реализации, понижает температуру отпарного газа, который прошел через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, путем обмена теплом между некоторой частью отпарного газа, сжатой множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшей через теплообменник 30, и отпарным газом, расширенным посредством первого расширительного блока 71.
[168] Как и во втором и третьем вариантах реализации, второй расширительный блок 72, соответствующий данному варианту реализации, расположен в канале, ответвленном от канала, по которому отпарной газ подается от первого промежуточного охладителя 41 ко второму промежуточному охладителю 42,и осуществляет расширение некоторой части отпарного газа, охлажденной в процессе прохождения через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41.
[169] Как и во втором и третьем вариантах реализации, второй промежуточный охладитель 42, соответствующий данному варианту реализации, дополнительно понижает температуру отпарного газа, охлаждаемого при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, в режиме обмена теплом между отпарным газом, охлажденным при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, и отпарным газом, расширенным вторым расширительным блоком 72.
[170] Как и во втором и третьем вариантах реализации, отпарной газ, выпущенный из первого промежуточного охладителя 41, пересылается вниз по потоку от компрессора, расположенный ниже по потоку дальше того компрессора, с отпарным газом которого объединяется отпарной газ, выпущенный из второго промежуточного охладителя 42.
[171] Кроме того, как и во втором и третьем вариантах реализации, газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке в первый расширительный блок 71, увеличивают с целью охлаждения отпарного газа до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41 и уменьшают c целью охлаждения уменьшенного объема отпарного газа в первом промежуточном охладителе 41.
[172] Как и для отпарного газа, пересылаемого из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, при пересылке отпарного газа из первого промежуточного охладителя 41 во второй промежуточный охладитель 42 газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке во второй расширительный блок 72, увеличивают с целью охлаждения отпарного газа до более низкой температуры во втором промежуточном охладителе 42 и газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке в первый расширительный блок 71, уменьшают с целью охладить уменьшенный объем отпарного газа во втором промежуточном охладителе 42.
[173] Как и во втором и третьем варианте реализации, третий расширительный блок, соответствующий данному варианту реализации, выполняет расширение отпарного газа, прошедшего через первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, приблизительно до нормального давления.
[174] Как и во втором и третьем вариантах реализации, сепаратор 60 газа/жидкости, соответствующий данному варианту реализации, разделяет отпарной газ, который частично повторно сжижен в процессе прохождения через третий расширительный блок 73, на повторно сжиженный отпарной газ и газообразный отпарной газ.
[175] Однако в отличие от второго варианта реализации газообразный отпарной газ, отделенный посредством сепаратора газа/жидкости, согласно данному варианту реализации пересылается в цистерну-хранилище 10. Кроме того, в отличие от третьего варианта реализации газообразный отпарной газ, отделенный посредством сепаратора газа/жидкости 60, в соответствии с данным вариантом реализации отделяется от повторно сжиженного отпарного газа и пересылается в цистерну-хранилище 10 вместо пересылки в нее вместе с повторно сжиженным отпарным газом.
[176] Далее со ссылкой на фиг. 5 описывается поток отпарного газа в установке для повторного сжижения отпарного газа согласно данному варианту реализации.
[177] Как и во втором и третьем вариантах реализации, выпущенный из цистерны-хранилища 10 отпарной газ сжимается множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d после прохождения через теплообменник 30.
[178] Как и во втором и третьем вариантах реализации, отпарной газ, прошедший через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, заново пересылается в теплообменник 30 для обмена теплом между ним и отпарным газом,выпущенным из цистерны-хранилища 10. В пределах потока отпарного газа , прошедшего через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторая часть отпарного газа пересылается в первый расширительный блок 71, a другая часть отпарного газа пересылается в первый промежуточный охладитель 41. Отпарной газ , пересланный в первый расширительный блок 71, расширяется до пониженных значений температуры и давления и далее пересылается в первый промежуточный охладитель 41, а в другом отпарном газе пересланном в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, происходит понижение температуры в режиме обмена теплом между ним и отпарным газом, прошедшим через первый расширительный блок 71.
[179] Как и во втором и третьем вариантах реализации, в пределах потока отпарного газа, пересланного в первый промежуточный охладитель 41 и использованного для обмена теплом с отпарным газом, прошедшим через первый расширительный блок 71, некоторая часть отпарного газа пересылается во второй расширительный блок 72, а другая часть отпарного газа пересылается во второй промежуточный охладитель 42. Отпарной газ, пересланный во второй расширительный блок 72, расширяется до пониженных значений температуры и давления и далее пересылается во второй промежуточный охладитель 42, а в отпарном газе, пересланном во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41, происходит понижение температуры в режиме обмена теплом между ним и отпарным газом, прошедшим через второй расширительный блок 72.
[180] Как и во втором и третьем вариантах реализации, отпарной газ, использованный для обмена теплом с отпарным газом, прошедшим через второй расширительный блок 72, во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается путем расширения примерно до нормального давления при пониженной температуре посредством третьего расширительного блока 73. Отпарной газ, прошедший через третий расширительный блок 73, пересылается в сепаратор 60 газа/жидкости, в котором отпарной газ разделяется на повторно сжиженный отпарной газ и газообразный отпарной газ.
[181] Однако в отличие от второго варианта реализации газообразный отпарной газ, отделенный посредством сепаратора газа/жидкости 60, подается в цистерну-хранилище 10. Кроме того, в отличие от третьего варианта реализации газообразный отпарной газ, отделенный посредством сепаратора газа/жидкости 60, отделяется от повторно сжиженного отпарного газа и отдельно пересылается в цистерну-хранилище 10 вместо пересылки в нее вместе с повторно сжиженным отпарным газом.
[182] Фиг. 6 представляет собой схематическое изображение установки повторного сжижения для плавучих объектов согласно пятому варианту реализации настоящего изобретения.
[183] Показанная на фиг. 6 установка для повторного сжижения отпарного газа, соответствующая пятому варианту реализации, отличается от представленной на фиг. 3 установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей второму варианту реализации, в том отношении, что газообразный отпарной газ подается в цистерну-хранилище и отличается от представленной на фиг. 5 установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей четвертому варианту реализации, тем, что газообразный отпарной газ пересылается в нижнюю часть цистерны-хранилища. Последующее описание сфокусировано на различных отличительных признаках пятого варианта реализации. Здесь опущено подробное описание компонентов, совпадающих с компонентами установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей второму и четвертому вариантам реализации.
[184] Согласно фиг. 6, как и во втором и четвертом вариантах реализации, соответствующая пятому варианту реализации установка для повторного сжижения отпарного газа включает в себя: множество компрессоров 20a, 20b , 20c, 20d; теплообменник 30; первый расширительный блок 71; первый промежуточный охладитель 41; второй расширительный блок 72; второй промежуточный охладитель 42; третий расширительный блок 73 и сепаратор газа/жидкости 60.
[185] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, соответствии с данным вариантом реализации в цистерне-хранилище 10 хранится сжиженный газ, например, этан, этилен и т.п., и из нее выпускается отпарной газ, который образуется в результате испарения сжиженного газа под воздействием тепла, переносимого из наружной среды, когда внутреннее давление цистерны-хранилища 10 превышает предварительно заданное значение.
[186] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, множество компрессоров 20a, 20b,20c, 20d сжимает отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища 10, на множестве ступеней. Множество охладителей 21a, 21b, 21c, 21d может быть установлено вниз по потоку от множества компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d (соответственно).
[187] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, согласно данному варианту реализации теплообменник 30 осуществляет обмен теплом между отпарным газом, сжатым множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, и отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10.
[188] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, первый расширительный блок 71, соответствующий данному варианту реализации, расположен в канале, ответвленном от канала, по которому отпарной газ подается из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, и осуществляет расширение некоторого количества отпарного газа, сжатого множеством компрессоров 20a,20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[189] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, первый промежуточный охладитель 41, соответствующий данному варианту реализации, понижает температуру отпарного газа, который прошел через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30 с обменом тепла между некоторой частью отпарного газа, сжатой множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшей через теплообменник 30, и отпарным газом, расширенным посредством первого расширительного блока 71.
[190] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, второй расширительный блок 72, соответствующий данному варианту реализации, расположен в канале, ответвленном от канала, по которому отпарной газ подается от первого промежуточного охладителя 41 ко второму промежуточному охладителю 42,и осуществляет расширение некоторой части отпарного газа, охлажденной в процессе прохождения через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41.
[191] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, второй промежуточный охладитель 42, соответствующий данному варианту реализации, дополнительно понижает температуру отпарного газа, охлаждаемого при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, в режиме обмена теплом между отпарным газом, охлажденным при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, и отпарным газом, расширенным вторым расширительным блоком 72.
[192] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, отпарной газ, выпущенный из первого промежуточного охладителя 41, пересылается вниз по потоку от компрессора, расположенный ниже по потоку дальше того компрессора, с отпарным газом которого объединяется отпарной газ, выпущенный из второго промежуточного охладителя 42.
[193] Кроме того, как и во втором и четвертом вариантах реализации, газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке в первый расширительный блок 71, увеличивают с целью охлаждения отпарного газа до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41 и уменьшают c целью охлаждения уменьшенного объема отпарного газа в первом промежуточном охладителе 41.
[194] Как и для отпарного газа, пересылаемого из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, при пересылке отпарного газа из первого промежуточного охладителя 41 во второй промежуточный охладитель 42 газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке во второй расширительный блок 72, увеличивают с целью охлаждения отпарного газа до более низкой температуры во втором промежуточном охладителе 42 и газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке в первый расширительный блок 71, уменьшают с целью охладить уменьшенный объем отпарного газа во втором промежуточном охладителе 42.
[195] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, третий расширительный блок 73, соответствующий данному варианту реализации, выполняет расширение отпарного газа, прошедшего через первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, приблизительно до нормального давления.
[196] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, сепаратор 60 газа/жидкости, соответствующий данному варианту реализации, разделяет отпарной газ, который частично повторно сжижен в процессе прохождения через третий расширительный блок 73, на повторно сжиженный отпарной газ и газообразный отпарной газ.
[197] Однако в отличие от второго варианта реализации как газообразный отпарной газ, так и повторно сжиженный отпарной газ, разделенные посредством сепаратора 60 газа/жидкости, согласно данному варианту реализации подаются в цистерну-хранилище 10. Кроме того, в отличие от четвертого варианта реализации, газообразный отпарной газ, отделенный посредством сепаратора 60 газа/жидкости, согласно данному варианту реализации пересылается не в верхнюю часть цистерны-хранилища 10, а в нижнюю часть цистерны хранилища 10, которая заполнена сжиженным природным газом.
[198] Когда газообразный отпарной газ, отделенный посредством сепаратора 60 газа/жидкости, пересылается в нижнюю часть цистерны-хранилища 10, возможно понижение температуры газообразного отпарного газа или его частичное сжижение посредством сжиженного природного газа, что означает повышение эффективности повторного сжижения. Кроме того, поскольку сжиженный природный газ внутри цистерны-хранилища 10 имеет при пониженном уровне более низкую температуру, чем при повышенном уровне, желательно пересылать газообразный отпарной газ в самую нижнюю часть цистерны-хранилища 10.
[199] Далее со ссылкой на фиг. 6 описывается поток отпарного газа в установке для повторного сжижения отпарного газа согласно данному варианту реализации.
[200] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, выпущенный из цистерны-хранилища 10 отпарной газ сжимается множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d после прохождения через теплообменник 30.
[201] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, отпарной газ, прошедший через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, заново пересылается в теплообменник 30 для обмена теплом между ним и отпарным газом,выпущенным из цистерны-хранилища 10. В пределах потока отпарного газа , прошедшего через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторая часть отпарного газа пересылается в первый расширительный блок 71, a другая часть отпарного газа пересылается в первый промежуточный охладитель 41. Отпарной газ , пересланный в первый расширительный блок 71, расширяется до пониженных значений температуры и давления и далее пересылается в первый промежуточный охладитель 41, а в другом отпарном газе пересланном в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, происходит понижение температуры в режиме обмена теплом между ним и отпарным газом, прошедшим через первый расширительный блок 71.
[202] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, в пределах потока отпарного газа, пересланного в первый промежуточный охладитель 41 и использованного для обмена теплом с отпарным газом, прошедшим через первый расширительный блок 71, некоторая часть отпарного газа пересылается во второй расширительный блок 72, а другая часть отпарного газа пересылается во второй промежуточный охладитель 42. Отпарной газ , пересланный во второй расширительный блок 72, расширяется до пониженных значений температуры и давления и далее пересылается во второй промежуточный охладитель 42, а в отпарном газе, пересланном во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41, происходит понижение температуры в режиме обмена теплом между ним и отпарным газом, прошедшим через второй расширительный блок 72.
[203] Как и во втором и четвертом вариантах реализации, отпарной газ, использованный для обмена теплом с отпарным газом, прошедшим через второй расширительный блок 72, во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается путем расширения примерно до нормального давления и пониженной температуры посредством третьего расширительного блока 73. Отпарной газ, прошедший через третий расширительный блок 73, пересылается в сепаратор 60 газа/жидкости, в котором отпарной газ разделяется на повторно сжиженный отпарной газ и газообразный отпарной газ.
[204] Однако в отличие от второго варианта реализации как газообразный отпарной газ, так и повторно сжиженный отпарной газ, разделенные посредством сепаратора 60 газа/жидкости, согласно данному варианту реализации пересылаются в цистерну-хранилище 10. Кроме того, в отличие от четвертого варианта реализации, газообразный отпарной газ, отделенный посредством сепаратора 60 газа/жидкости, согласно данному варианту реализации пересылается не в верхнюю часть цистерны-хранилища 10, а в нижнюю часть цистерны хранилища 10, которая заполнена сжиженным природным газом.
[205] Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение устройства повторного сжижения для плавучих объектов согласно шестому варианту реализации настоящего изобретения.
[206] Показанная на фиг. 7 установка для повторного сжижения отпарного газа, соответствующая шестому варианту реализации, отличается от представленной на фиг. 3 установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей второму варианту реализации, отсутствием в установке для повторного сжижения отпарного газа по шестому варианту реализации сепаратора газа/жидкости. Последующее описание сфокусировано на различных отличительных признаках шестого варианта реализации. Подробное описание компонентов, совпадающих с компонентами установки для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей второму варианту реализации, опущено.
[207] Как показано на фиг. 7, соответствующая данному варианту реализации установка для повторного сжижения отпарного газа, как и во втором варианте реализации включает в себя: множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d; теплообменник 30; первый расширительный блок 71; первый промежуточный охладитель 41; второй расширительный блок 72; второй промежуточный охладитель 42; и третий расширительный блок 73. Здесь в установке для повторного сжижения отпарного газа, соответствующей данному варианту реализации, отсутствует сепаратор 60 газа/жидкости.
[208] Как и во втором варианте реализации, соответствии с данным вариантом реализации в цистерне-хранилище 10 хранится сжиженный газ, например, этан, этилен и т.п., и из нее выпускается отпарной газ, который образуется в результате испарения сжиженного газа под воздействием тепла, переносимого из наружной среды, когда внутреннее давление цистерны-хранилища 10 превышает предварительно заданное значение.
[209] Как и во втором варианте реализации, множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d в соответствии с данным вариантом реализации сжимает отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища 10, на множестве ступеней. Множество охладителей 21a, 21b, 21c, 21d может быть установлено вниз по потоку от множества компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d (соответственно).
[210] Как и во втором варианте реализации, согласно данному варианту реализации теплообменник 30 осуществляет обмен теплом между отпарным газом, сжатым множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, и отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10.
[211] Как и во втором варианте реализации, первый расширительный блок 71, соответствующий данному варианту реализации, расположен в канале, ответвленном от канала, по которому отпарной газ подается из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, и осуществляет расширение некоторого количества отпарного газа, сжатого множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[212] Как и во втором варианте реализации, первый промежуточный охладитель 41, соответствующий данному варианту реализации, понижает температуру отпарного газа, который прошел через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, путем обмена теплом между некоторой частью отпарного газа, сжатой множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшей через теплообменник 30, и отпарным газом, расширенным посредством первого расширительного блока 71.
[213] Как и во втором варианте реализации, второй расширительный блок 72, соответствующий данному варианту реализации, расположен в канале, ответвленном от канала, по которому отпарной газ подается от первого промежуточного охладителя 41 ко второму промежуточному охладителю 42,и осуществляет расширение некоторой части отпарного газа, охлажденной в процессе прохождения через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41.
[214] Как и во втором варианте реализации, второй промежуточный охладитель 42, соответствующий данному варианту реализации, дополнительно понижает температуру отпарного газа, охлаждаемого при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, в режиме обмена теплом между отпарным газом, охлажденным при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, и отпарным газом, расширенным вторым расширительным блоком 72.
[215] Как и во втором варианте реализации, отпарной газ, выпущенный из первого промежуточного охладителя 41, пересылается вниз по потоку от компрессора, расположенный ниже по потоку дальше того компрессора, с отпарным газом которого объединяется отпарной газ, выпущенный из второго промежуточного охладителя 42.
[216] Кроме того, как и во втором варианте реализации, газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке в первый расширительный блок 71, увеличивают с целью охлаждения отпарного газа до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41 и уменьшают c целью охлаждения уменьшенного объема отпарного газа в первом промежуточном охладителе 41.
[217] Как и для отпарного газа, пересылаемого из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, при пересылке отпарного газа из первого промежуточного охладителя 41 во второй промежуточный охладитель 42 газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке во второй расширительный блок 72, увеличивают с целью охлаждения отпарного газа до более низкой температуры во втором промежуточном охладителе 42 и газовый фактор отпарного газа, подлежащего пересылке в первый расширительный блок 71, уменьшают с целью охладить уменьшенный объем отпарного газа во втором промежуточном охладителе 42.
[218] Как и во втором варианте реализации, третий расширительный блок 73, соответствующий данному варианту реализации, выполняет расширение отпарного газа, прошедшего через первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, приблизительно до нормального давления.
[219] Однако поскольку установка для повторного сжижения отпарного газа согласно данному варианту реализации не содержит сепаратор газа/жидкости, как газообразный отпарной газ, так и повторно сжиженный отпарной газ после прохождения через третий расширительный блок 73 пересылаются в смешанной фазе в цистерну-хранилище 10.
[220] Как и в описанных выше втором - шестом вариантах реализации, когда газообразный отпарной газ пересылается в цистерну-накопитель вместо пересылки вверх по потоку от теплообменника 30 - преимущественно, возможен эффективный выпуск отпарного газа из цистерны-хранилища 10 даже без отдельного насоса при условии, что цистерна-хранилище 10 является компрессионной цистерной.
[221] Далее со ссылкой на фиг. 7 описывается поток отпарного газа в установке для повторного сжижения отпарного газа согласно данному варианту реализации.
[222] Как и во втором варианте реализации, отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища 10, проходит через теплообменник 30 и далее сжимается множеством компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d.
[223] Как и во втором варианте реализации, отпарной газ, прошедший через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d, заново пересылается в теплообменник 30 для обмена теплом между ним и отпарным газом, выпущенным из цистерны-хранилища 10. В пределах потока отпарного газа , прошедшего через множество компрессоров 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторая часть отпарного газа пересылается в первый расширительный блок 71, a другая часть отпарного газа пересылается в первый промежуточный охладитель 41. Отпарной газ , пересланный в первый расширительный блок 71, расширяется до пониженных значений температуры и давления и далее пересылается в первый промежуточный охладитель 41, а в другом отпарном газе пересланном в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, происходит понижение температуры в режиме обмена теплом между ним и отпарным газом, прошедшим через первый расширительный блок 71.
[224] Как и во втором варианте реализации, в пределах потока отпарного газа, пересланного в первый промежуточный охладитель 41 и использованного для обмена теплом с отпарным газом, прошедшим через первый расширительный блок 71, некоторая часть отпарного газа пересылается во второй расширительный блок 72, а другая часть отпарного газа пересылается во второй промежуточный охладитель 42. Отпарной газ , пересланный во второй расширительный блок 72, расширяется до пониженных значений температуры и давления и далее пересылается во второй промежуточный охладитель 42, а в отпарном газе, пересланном во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41, происходит понижение температуры в режиме обмена теплом между ним и отпарным газом, прошедшим через второй расширительный блок 72.
[225] Как и во втором варианте реализации, отпарной газ, использованный для обмена теплом с отпарным газом, прошедшим через второй расширительный блок 72 во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается путем расширения примерно до нормального давления и пониженной температуры посредством третьего расширительного блока 73. Здесь в отличие от третьего варианта реализации отпарной газ, прошедший через третий расширительный блок 73, пересылается в цистерну-хранилище 10 в газообразной/жидкой фазе.
[226] Специалистам средней квалификации в данной области будет очевидно, что настоящее изобретение не ограничено описанными выше вариантами реализации и возможно внесение в них различных модификаций, изменений, корректировок, как и осуществление эквивалентных вариантов реализации без отступления от сущности и объема настоящего изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| УСТАНОВКА И СПОСОБ ПОВТОРНОГО СЖИЖЕНИЯ ОТПАРНОГО ГАЗА ДЛЯ СУДНА | 2016 |
|
RU2715973C1 |
| СУДНО, СОДЕРЖАЩЕЕ ДВИГАТЕЛЬ | 2016 |
|
RU2719077C2 |
| Система и способ обработки газа, полученного при испарении криогенной жидкости | 2016 |
|
RU2719258C2 |
| СПОСОБ ПОВТОРНОГО СЖИЖЕНИЯ ОТПАРНОГО ГАЗА, ОБРАЗУЮЩЕГОСЯ В РЕЗЕРВУАРАХ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЖИДКОГО ВОДОРОДА | 2013 |
|
RU2583172C2 |
| СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ОТПАРНОГО ГАЗА | 2015 |
|
RU2642713C1 |
| СУДНО, СОДЕРЖАЩЕЕ ДВИГАТЕЛЬ | 2016 |
|
RU2702319C2 |
| СУДНО, СОДЕРЖАЩЕЕ ДВИГАТЕЛЬ | 2016 |
|
RU2717875C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ) ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЕДНЕННОГО АЗОТОМ ПРОДУКТА СПГ | 2015 |
|
RU2702074C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОГО ВОДОРОДА | 2013 |
|
RU2573423C1 |
| СИСТЕМА ОБРАБОТКИ СЖИЖЕННОГО ГАЗА ДЛЯ СУДНА | 2013 |
|
RU2608451C2 |
Изобретение относится к повторному сжижению отпарного газа, образовавшегося в цистерне для хранения сжиженного газа, установленной на плавучем объекте. Установка для повторного сжижения отпарного газа, образовавшегося в цистерне, содержит компрессионный блок для сжатия отпарного газа, выпущенного из цистерны, и теплообменник для обмена теплом между отпарным газом, сжатым компрессионным блоком, и отпарным газом, выпущенным из цистерны. Установка дополнительно содержит средства для разделения сжатого отпарного газа, проходящего через теплообменник, по меньшей мере на два потока, включая первый поток и второй поток, и средства расширения отделенного первого потока; первый промежуточный охладитель для охлаждения второго потока при использовании первого потока, расширенного расширительными средствами, в качестве хладагента; и приемник для приемки прошедшего через первый промежуточный охладитель второго потока, в котором давление вниз по потоку от компрессионного блока регулируется посредством потока, выпущенного из приемника. Техническим результатом является снижение энергопотребления многоступенчатого компрессора и повышение эффективности повторного сжижения. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.
1. Установка для повторного сжижения отпарного газа, образовавшегося в цистерне-хранилище сжиженного газа, приданной плавучему объекту, содержащая:
компрессор, сжимающий отпарной газ, выпущенный из цистерны-хранилища;
теплообменник, осуществляющий теплообмен отпарного газа, сжатого компрессором, причем отпарной газ после прохождения через теплообменник разделяется по меньшей мере на два потока, включая первый поток и второй поток;
первый расширительный блок, выполняющий расширение первого потока;
первый промежуточный охладитель, охлаждающий второй поток, остающийся после разделения по меньшей мере на два потока, при использовании первого потока, расширенного первым расширительным блоком, в качестве хладагента; и
приемник, принимающий второй поток, прошедший через первый промежуточный охладитель,
где давление вниз по потоку от компрессора регулируется приемником.
2. Установка по п. 1, дополнительно содержащая
канал регулировки давления, в котором регулируется давление приемника путем выпуска текучей среды из приемника,
причем текучая среда, выпущенная по каналу регулировки давления, возвращается в цистерну-хранилище сжиженного газа или выпускается из нее.
3. Установка по п. 1 или 2, дополнительно содержащая
канал регулировки уровня, в котором регулируется уровень приемника путем выпуска текучей среды из приемника,
причем по меньшей мере часть текучей среды, выпущенной по каналу регулировки уровня, возвращается в цистерну-хранилище сжиженного газа.
4. Установка по п. 3, дополнительно содержащая
третий расширительный блок, установленный в канале регулировки уровня и расширяющий текучую среду, возвращаемую в цистерну-хранилище сжиженного газа по каналу регулировки уровня.
5. Установка по п. 4, в которой давление вниз по потоку от компрессора находится в диапазоне 40…100 бар абсолютного давления.
6. Установка по п. 4, в которой отпарной газ, сжатый компрессором, имеет температуру в пределах 80°С…130°С.
7. Установка по п. 4, дополнительно содержащая
постохладитель, установленный вниз по потоку от компрессора и охлаждающий отпарной газ, сжатый компрессором,
причем отпарной газ, охлажденный постохладителем, имеет температуру в пределах 12°С…45°С.
8. Установка по п. 4, в которой отпарной газ, расширенный первым расширительным блоком, имеет давление в пределах 4…15 бар абсолютного давления.
9. Установка по п. 4, дополнительно содержащая:
второй расширительный блок, установленный в канале регулировки уровня, где второй расширительный блок разделяет текучую среду, выпущенную из приемника, по меньшей мере на два потока, включая третий поток и четвертый поток, и расширяет третий поток; и
второй промежуточный охладитель, охлаждающий четвертый поток, остающийся после разделения по меньшей мере на два потока, при использовании третьего потока, расширенного вторым расширительным блоком, в качестве хладагента,
где четвертый поток после прохождения через второй промежуточный охладитель возвращается в цистерну-хранилище сжиженного газа, а третий поток после прохождения через второй промежуточный охладитель подается в компрессор.
10. Установка по п. 9, в которой отпарной газ, расширенный вторым расширительным блоком, имеет давление в пределах 2…5 бар абсолютного давления.
11. Установка по п. 9, в которой компрессором является многоступенчатый компрессор, содержащий множество компрессоров, и каждый из первых потоков, прошедших через первый промежуточный охладитель, и из третьих потоков, прошедших через второй промежуточный охладитель, подается вниз по потоку от любого из множества компрессоров.
12. Способ для повторного сжижения отпарного газа, образовавшегося в цистерне-хранилище сжиженного газа, приданной плавучему объекту, включающий в себя:
сжатие компрессором отпарного газа, образовавшегося из сжиженного газа;
охлаждение сжатого отпарного газа при использовании отпарного газа, образовавшегося из сжиженного газа;
разделение охлажденного отпарного газа на первый поток и второй поток с последующим расширением первого потока;
охлаждение второго потока с использованием расширенного отпарного газа;
подачу охлажденного второго потока в приемник и
регулировку давления вниз по потоку от компрессора путем регулировки давления приемника.
13. Способ по п. 12, в котором текучая среда выпускается из приемника для подачи в цистерну-хранилище, и текучая среда, выпущенная из приемника, регулируется для поддержания внутреннего давления приемника или давления вниз по потоку от компрессора равным предварительно заданному давлению.
14. Способ по п. 13, в котором давление вниз по потоку от компрессора, задано в диапазоне 40…100 бар абсолютного давления.
15. Способ по п. 13, в котором текучая среда выпускается из приемника и разделяется на третий поток и четвертый поток, причем третий поток после разделения расширяется для охлаждения четвертого потока, а охлажденный четвертый поток подается в цистерну-хранилище.
16. Способ по п. 15, в котором охлажденный четвертый поток расширяется и подается в цистерну-хранилище, и уровень приемника измеряется для регулирования степени расширения охлажденного четвертого потока.
17. Способ по п. 15, в котором первый поток расширяется до давления 4…15 бар абсолютного давления,
третий поток расширяется до 2…5 бар абсолютного давления и
расширенный первый поток и расширенный третий поток подаются в компрессор после охлаждения второго потока и четвертого потока,
третий поток подается вниз по потоку дальше от компрессора, нежели первый поток.
18. Способ по п. 13, в котором отпарной газ, сжатый посредством компрессора, охлаждается до 12°С…45°С перед обменом теплом с отпарным газом, образовавшимся из сжиженного газа.
19. Способ для повторного сжижения отпарного газа, образовавшегося из сжиженного газа, которым является по меньшей мере один газ, выбранный из группы, состоящей из этана, пропана и бутана, в результате естественного испарения,
где суммарный объем отпарного газа повторно сжижается путем:
сжатия отпарного газа;
охлаждения сжатого отпарного газа обмена теплом между сжатым отпарным газом и несжатым отпарным газом;
разделения охлажденного отпарного газа на первый поток и второй поток
и расширения первого потока;
охлаждения второго потока путем обмена теплом между первым потоком и вторым потоком,
причем повторяют разделение, расширение и охлаждение второго потока по меньшей мере однократно и второй поток переохлаждают за счет обмена теплом с первым потоком.
20. Способ по п. 19, в котором повторно сжиженный отпарной газ помещается на хранение в контейнер высокого давления для регулирования внутреннего давления контейнера высокого давления таким образом, что сжатый отпарной газ сохраняется под предварительно заданным давлением, пока не выполняется повторное сжижение сжатого отпарного газа и его помещение на хранение в контейнер высокого давления.
| Устройство для закрепления лыж на раме мотоциклов и велосипедов взамен переднего колеса | 1924 |
|
SU2015A1 |
| KR 101496577 B1, 26.02.2015 | |||
| Установка для вторичного сжижения газа | 1973 |
|
SU543360A3 |
| СПОСОБ РЕКУПЕРАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ЛЕТУЧИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И УСТРОЙСТВО РЕКУПЕРАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ЛЕТУЧИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ | 2002 |
|
RU2296092C2 |
| Устройство для закрепления лыж на раме мотоциклов и велосипедов взамен переднего колеса | 1924 |
|
SU2015A1 |
