CN103180656A - Lng气化设备 - Google Patents

Abstract

本发明的LNG气化设备具备：供氮装置（2），对从供氮装置供给的氮进行加热的加热器（4），通过被加热器加热后的氮与从LNG储罐（1）出料的LNG的热交换而进行LNG的气化的气化器（6A、6B、6C），以及用于使从气化器流出的热交换后的氮在利用于BOG的生成量降低或者再液化后向加热器再循环的再循环管线（7）。根据该结构，能够提供可将LNG的冷热利用于BOG的生成量降低或者再液化的LNG气化设备。

Description

LNG气化设备

技术领域

本发明涉及一种LNG气化设备。

本申请要求2010年11月12日在日本提出的特愿2010-254019号专利申请的优先权，其内容引用于此。

背景技术

众所周知，进行LNG（Liquefied Natural Gas（液化天然气））的接收、储存以及气化等的设备组被称为LNG接收基地。在以往的LNG接收基地中，储存在LNG储罐中的LNG在被内罐型的出料泵向储罐外出料后，被壶型的LNG升压泵升压到所希望的压力，最终被气化器所气化，然后向火力发电厂等燃气用户送出。

例如，在下述的专利文献1中，公开了通过削减占气化器动力的一半以上的海水泵的电力使用量而实现了整体能耗降低的LNG气化系统。

专利文献1：日本国特开2003-240194号公报。

以往的LNG接收基地为了使从LNG货轮上接收LNG的作业容易而一般是沿着海岸建设。因此，如上述专利文献1所记载的那样，在以往的LNG接收基地中，大多设置通过海水与LNG的热交换而使LNG气化类型的气化器。这样，由于从利用海水的气化器排出的热交换后的海水其流量被调整成具有LNG的凝固点以上的温度，所以利用于BOG（Boil Off Gas（闪蒸气））的生成量降低及再液化困难。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种能够将LNG的冷热用于BOG的生成量降低或者再液化的LNG气化设备。

为了解决上述问题，本发明的第1技术方案提供一种LNG气化设备，具备：供氮装置，对从上述供氮装置供给的氮进行加热的加热器，通过被上述加热器加热后的上述氮与从LNG储罐出料的LNG的热交换而进行上述LNG的气化的气化器，以及用于使从上述气化器流出的热交换后的氮在利用于BOG的生成量降低或者再液化后向上述加热器再循环的再循环管线。

本发明的第2技术方案提供的LNG气化设备是在上述第1技术方案中，在将从上述气化器流出的热交换后的氮利用于BOG的生成量降低的情况下，上述再循环管线设置有在上述LNG储罐的外部连接上述气化器的氮出口和上述加热器的氮入口的第1再循环管线，和经由上述LNG储罐内连接上述气化器的氮出口和上述加热器的氮入口的第2再循环管线这两个系统。

本发明的第3技术方案提供的LNG气化设备是在上述第2技术方案中，具备截止阀，在上述气化器的氮出口的温度为在上述LNG储罐内产生的BOG的温度以上的情况下，截止氮从上述气化器向上述第2再循环管线流入。

本发明的第4技术方案提供的LNG气化设备是在上述第1技术方案中，在将从上述气化器流出的热交换后的氮利用于BOG的再液化的情况下，上述再循环管线设置成在上述LNG储罐的外部连接上述气化器的氮出口和上述加热器的氮入口，在上述再循环管线的中途，设置有将在上述再循环管线中流通的氮的温度调整成在上述LNG储罐内产生的BOG能够再液化的温度的第1温度调整器，和通过温度调整后的氮与从上述LNG储罐排出的上述BOG的热交换进行上述BOG的再液化、并将再液化后的BOG返回上述LNG储罐内的再液化器。

本发明的第5技术方案提供的LNG气化设备是在上述第4技术方案中，具备：连接上述加热器的氮入口和上述再液化器的氮入口的供氮管线，设置在上述供氮管线的中途、将在上述供氮管线中流通的氮的温度调整成在上述LNG储罐内产生的BOG能够再液化的温度的第2温度调整器，第1截止阀以及第2截止阀，在没有上述LNG从上述LNG储罐出料的情况下，第1截止阀截止氮向上述加热器流入，第2截止阀截止氮从上述再液化器向上述气化器逆流，氮经由上述供氮管线向上述再液化器供给。

另外，在上述第4或者第5技术方案中，从上述LNG储罐排出的上述BOG以保持上述LNG储罐的操作压力的状态与从上述气化器流出的热交换后的氮进行热交换。

本发明的第6技术方案提供的LNG气化设备是在上述第1～第5任一技术方案中，上述加热器、上述气化器以及上述再循环管线附设在上述LNG储罐的罐顶上。

在本发明的LNG气化设备中，通过氮与LNG的热交换而使LNG气化。热交换后的氮温度能够降低到接近LNG的温度，并且还能够通过压力调整而降低到LNG温度以下。即，根据本发明，能够将与LNG热交换后氮作为介质，将LNG的冷热利用于BOG的生成量降低或者再液化。

附图说明

图1是表示第1实施方式1的LNG气化设备的大致结构的附图；

图2是表示第2实施方式1的LNG气化设备的大致结构的附图；

图3是表示第3实施方式1的LNG气化设备的大致结构的附图。

附图标记说明：

1、11：LNG储罐，2、12：供氮装置，4、14：加热器，6A、6B、6C、16A、16B、16C：气化器，7、17：再循环管线。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

[第1实施方式]

图1是表示第1实施方式的LNG气化设备的大致结构的附图。如该图1所示，第1实施方式的LNG气化设备由LNG储罐1，供氮装置2，氮流量调整阀3，加热器4，鼓风机5，气化器6A、6B、6C、再循环管线7、以及截止阀8、9构成。另外，在上述结构因素中，至少加热器4，鼓风机5，气化器6A、6B、6C、再循环管线7、以及截止阀8、9附设在LNG储罐1的罐顶上。

LNG储罐1是储存LNG的固定式双重壳体构造的储罐。另外，虽然图1中省略了图示，但在该LNG储罐1的内部设置有将储存的LNG向储罐外（向气化器6A、6B、6C）出料的出料泵。而且，附图标记1a是将LNG储罐1内产生的BOG向未图示的BOG压气机排出的BOG移送管线。

供氮装置2由储存液态氮的液态氮储罐2a，和通过使从该液态氮储罐2a送出的液态氮与空气进行热交换而将液态氮气化的气化器2b构成。气化器2b将通过与空气的热交换而得到的气态氮（以下简称为氮）N经由氮流量调整阀3向加热器4的氮入口送出。

氮流量调整阀3是开闭动作被未图示的控制装置控制的电磁阀，与该控制装置进行的控制相对应地调整向加热器4供给的氮N的流量。加热器4是通过使从供氮装置2供给的氮N与空气进行热交换而对氮N进行加热的热交换器。鼓风机5是将被加热器4加热后的氮N向气化器6A、6B、6C送入的送风机。

气化器6A、6B、6C是通过被加热器4加热后的氮N与从LNG储罐1出料后的LNG的热交换而进行LNG的气化的热交换器。这些气化器6A、6B、6C将通过热交换而得到的天然气（NG）向未图示的NG需要设备送出，并且将热交换后的氮N向再循环管线7送出。另外，在图1中，为了便于说明而表示了三个气化器6A、6B、6C附设在LNG储罐1的罐顶上的状态，但气化器的设置数量并不仅限于此。

再循环管线7是为了将从气化器6A、6B、6C流出的热交换后的氮N向加热器4再循环而设置的。详细地说，该再循环管线7包括：在LNG储罐1的外部（罐顶上部）连接气化器6A、6B、6C的氮出口和加热器4的氮入口的第1再循环管线7a，和经由LNG储罐1内的上部（储罐内部的罐顶正下方）连接气化器6A、6B、6C的氮出口和加热器4的氮入口的第2再循环管线7b这两个系统。

截止阀8、9是开闭动作被未图示的控制装置控制的电磁阀，与该控制装置进行的控制相对应，在气化器6A、6B、6C的氮出口的温度为在LNG储罐1内产生的BOG的温度以上的情况下成为关闭状态，截止氮从气化器6A、6B、6C向第2再循环管线7b流入。换句话说，该截止阀8、9在气化器6A、6B、6C的氮出口的温度低于BOG的温度的情况下被控制成打开状态。

BOG的温度约为-120℃左右。因此，在气化器6A、6B、6C的氮出口的温度为-120℃以上的情况下，截止阀8、9被控制成关闭状态，氮从气化器6A、6B、6C向第2再循环管线7b的流入被截止。在这种情况下，从气化器6A、6B、6C流出的氮N经由第1再循环管线7a向加热器4输送。另一方面，在气化器6A、6B、6C的氮出口的温度低于-120℃的情况下，截止阀8、9被控制成打开状态，从气化器6A、6B、6C流出的氮N经由第1再循环管线7a以及第2再循环管线7b向加热器4输送。

如上所述，根据第1实施方式的LNG气化设备，在气化器6A、6B、6C的氮出口的温度（即氮N的温度）低于-120℃的情况下，通过使氮N向第2再循环管线7b流通，能够抑制在LNG储罐1内产生BOG（能够将LNG的冷热利用于BOG的生成量降低）。

而且，根据本实施方式，由于利用能够比较容易且廉价地准备的氮N进行LNG的气化，所以在LNG气化设备的占地条件上没有制约，也能够适用于LNG储罐设置在不能够利用海水的陆地的内陆上的情况。进而，通过在LNG储罐1的罐顶上附设加热器4，鼓风机5，气化器6A、6B、6C，再循环管线7，以及截止阀8、9，能够削减设备和建设成本，谋求占地面积的缩小，并且能够更有效地实现BOG的生成量降低。

[第2实施方式]

图2是表示第2实施方式的LNG气化设备的大致结构的附图。如该图2所示，第2实施方式的LNG气化设备由LNG储罐11，供氮装置12，氮流量调整阀13，加热器14，压缩机15，气化器16A、16B、16C，再循环管线17，膨胀阀18，以及再液化器19构成。另外，在上述结构因素中，至少加热器14，压缩机15，气化器16A、16B、16C，再循环管线17，膨胀阀18，以及再液化器19附设在LNG储罐11的罐顶上。

LNG储罐11是储存LNG的固定式双重壳体构造的储罐。另外，虽然图2中省略了图示，但在该LNG储罐11的内部设置有将储存的LNG向储罐外（向气化器16A、16B、16C）出料的出料泵。而且，附图标记11a是将LNG储罐11内产生的BOG向未图示的BOG压气机排出的BOG移送管线。

供氮装置12由储存液态氮的液态氮储罐12a，和通过使从该液态氮储罐12a送出的液态氮与空气进行热交换而将液态氮气化的气化器12b构成。气化器12b将通过与空气的热交换而得到的气态氮（以下简称为氮）N经由氮流量调整阀13向加热器14的氮入口送出。

氮流量调整阀13是开闭动作被未图示的控制装置控制的电磁阀，与该控制装置进行的控制相对应地调整向加热器14供给的氮N的流量。加热器14是通过使从供氮装置12供给的氮N与空气进行热交换而对氮N进行加热的热交换器。压缩机15将被加热器14加热后的氮N向气化器16A、16B、16C送入。

气化器16A、16B、16C是通过被加热器14加热后的氮N与从LNG储罐11出料后的LNG的热交换而进行LNG的气化的热交换器。这些气化器16A、16B、16C将通过热交换而得到的天然气（NG）向未图示的NG需要设备送出，并且将热交换后的氮N向再循环管线17送出。另外，在图2中，为了便于说明而表示了三个气化器16A、16B、16C附设在LNG储罐11的罐顶上的状态，但气化器的设置数量并不仅限于此。

再循环管线17是用于使从气化器16A、16B、16C流出的热交换后的氮N向加热器14再循环的管线，设置成在LNG储罐11的外部（罐顶上部）连接气化器16A、16B、16C的氮出口和加热器14的氮入口。在该再循环管线17的中途设置有膨胀阀18以及再液化器19。

膨胀阀18作为使在再循环管线17中流通的氮N膨胀，并将氮N的温度调整成在LNG储罐11内产生的BOG能够再液化的温度的第1温度调整器发挥功能。再液化器19是如下的热交换器，即、通过温度调整后的氮N与从LNG储罐11经由BOG移送管线11a排出的BOG的热交换进行BOG的再液化，再液化后的BOG（即LNG）经由BOG回送管线11b返回LNG储罐11内，并且将热交换后的氮N经由再循环管线17向加热器14送出。在此，BOG移送管线11a、11b均与LNG储罐11的罐顶上部相连，再液化器19单独地设在LNG储罐11的罐顶附近。而且，尤其未在从LNG储罐11至再液化器19的BOG移送管线11a上设有加压设备等。即，从LNG储罐11排出的BOG以保持LNG储罐11的操作压力的状态在再液化器19中与从气化器16A、16B、16C流出的热交换后的氮进行热交换而被液化。

如上所述，根据第2实施方式的LNG气化设备，将与LNG热交换后的氮N作为介质，能够将LNG的冷热利用于BOG的再液化。而且，再液化器19由于单独地设在离开气化器16A、16B、16C的位置，所以再液化器19中的热交换温度不会受到气化器16A、16B、16C等的影响（升温作用），根据需要而使用膨胀阀18，能够容易地形成BOG能够再液化的温度。其结果，不在从LNG储罐11至再液化器19的BOG移送管线11a上设置用于对升温后的BOG进行液化的加压设备等，将从LNG储罐11排出的BOG以保持LNG储罐11的操作压力的状态、即相对低温的状态与从上述气化器流出的热交换后的氮进行热交换。而且，由于不在BOG移送管线11a上设置加压设备等，所以伴随加压设备等的设置的成本也降低。而且，BOG在LNG储罐11的罐顶上部向BOG移送管线11a排出，经过再液化器19以及BOG移送管线11b作为再液化LNG，以保持LNG储罐11的操作压力的状态从LNG储罐11的罐顶上部回收到LNG储罐11内。因此，能够将再液化LNG回收时的进热抑制在最小限度，安全地回收再液化LNG。

而且，根据本实施方式，与第1实施方式同样，由于利用能够比较容易且廉价地准备的氮N进行LNG的气化，所以在LNG气化设备的占地条件上没有制约，也能够适用于LNG储罐设置在不能够利用海水的陆地的内陆上的情况。进而，通过在LNG储罐11的罐顶上附设加热器14，压缩机15，气化器16A、16B、16C，再循环管线17，膨胀阀18，以及再液化器19，能够削减设备和建设成本，谋求占地面积的缩小，并且能够更有效地实现BOG的生成量降低。

[第3实施方式]

图3是第3实施方式的LNG气化设备的大致结构图。另外，第3实施方式的LNG气化设备是对第2实施方式的LNG气化设备进行了改进。因此，以下着眼于与第2实施方式不同的部分对第3实施方式的LNG气化设备进行说明，对于与第2实施方式重复的部分赋予相同的附图标记而省略说明。

如图3所示，第3实施方式的LNG气化设备成为相对于第2实施方式的LNG气化设备新设了供氮管线20，压缩机21，过冷却器22，膨胀机23，第1截止阀24，以及第2截止阀25。

供氮管线20是连接加热器14的氮入口和再液化器19的氮入口的旁路管线。在该供氮管线20的中途设置有压缩机21，过冷却器22以及膨胀阀23。压缩机21对在供氮管线20中流通的氮N进行压缩并向过冷却器22送出。过冷却器22对从压缩机21压送来的氮N进行预冷却并向膨胀机23送出。膨胀机23作为使被过冷却器22预冷却后的氮N膨胀，将氮N的温度调整成BOG能够再液化的温度的第2温度调整器发挥功能。

第1截止阀24是开闭控制被未图示的控制装置控制的电磁阀，与该控制装置进行的控制相对应，在没有LNG从LNG储罐11出料的情况下为关闭状态，氮N经由供氮管线20向再液化器19供给，截止氮向加热器14流入。换句话说，该第1截止阀24在进行着LNG从LNG储罐11出料的情况下被控制成打开状态。

第2截止阀25是开闭动作被未图示的控制装置控制的电磁阀，与该控制装置进行的控制相对应，在没有LNG从LNG储罐11出料的情况下为关闭状态，氮N经由供氮管线20向再液化器19供给，截止氮从再液化器19向气化器16A、16B、16C逆流。换句话说，该第2截止阀25在进行着LNG从LNG储罐11出料的情况下被控制成打开状态。

即，在第3实施方式的LNG气化设备中，在进行着LNG从LNG储罐11出料的情况下，与第2实施方式同样，利用于LNG的气化的氮N再利用于BOG的再液化，另一方面，在没有LNG从LNG储罐11出料的情况下，经由供氮管线20供给的氮N利用于BOG的再液化，尽管没有LNG的出料也能够继续进行BOG的再液化。另外，其它的作用和效果与第2实施方式同样。

以上对本发明的第1～第3实施方式进行了说明，但本发明并不仅限于这些实施方式，当然也能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行实施方式的变更。例如，本发明能够列举出上述实施方式之外的以下的变形例。

（1）在上述实施方式中，例示了在LNG储罐1（11）的罐顶上附设各机器的结构，但本发明并不仅限于此，也可以采用将这些机器附设在LNG储罐1（11）的侧壁上的结构，或者采用设置在离开LNG储罐1（11）的位置上的结构。

（2）在上述实施方式中，例示了供氮装置2（12）由液态氮储罐2a（12a）以及气化器2b（12b）构成的情况，但本发明并不仅限于此，作为供氮装置，也可以使用PSA（Pressure Swing Adsorption（变压吸附））方式的氮气生成装置。另外，众所周知，PSA方式是指通过使用吸附剂将空气中的氧与氮分离而生成高纯度的氮气的方式。

根据本发明，能够提供可将LNG的冷热利用于BOG生成量降低或者再液化的LNG气化设备。

Claims (8)

1.一种LNG气化设备，具备：

供氮装置，

对从上述供氮装置供给的氮进行加热的加热器，

通过被上述加热器加热后的上述氮与从LNG储罐出料的LNG的热交换而进行上述LNG的气化的气化器，

用于使从上述气化器流出的热交换后的氮在利用于BOG的生成量降低或者再液化后向上述加热器再循环的再循环管线。

2.如权利要求1所述的LNG气化设备，其特征在于，

在将从上述气化器流出的热交换后的氮利用于BOG的生成量降低的情况下，上述再循环管线设置有在上述LNG储罐的外部连接上述气化器的氮出口和上述加热器的氮入口的第1再循环管线，和经由上述LNG储罐内的上部连接上述气化器的氮出口和上述加热器的氮入口的第2再循环管线这两个系统。

3.如权利要求2所述的LNG气化设备，其特征在于，

具备截止阀，在上述气化器的氮出口的温度为在上述LNG储罐内产生的BOG的温度以上的情况下，截止氮从上述气化器向上述第2再循环管线流入。

4.如权利要求1所述的LNG气化设备，其特征在于，

在将从上述气化器流出的热交换后的氮利用于BOG的再液化的情况下，

上述再循环管线设置成在上述LNG储罐的外部连接上述气化器的氮出口和上述加热器的氮入口，

在上述再循环管线的中途，设置有将在上述再循环管线中流通的氮的温度调整成在上述LNG储罐内产生的BOG能够再液化的温度的第1温度调整器，和通过温度调整后的氮与从上述LNG储罐排出的上述BOG的热交换进行上述BOG的再液化、并将再液化后的BOG返回上述LNG储罐内的再液化器。

5.如权利要求4所述的LNG气化设备，其特征在于，具备：

连接上述加热器的氮入口和上述再液化器的氮入口的供氮管线，

设置在上述供氮管线的中途、将在上述供氮管线中流通的氮的温度调整成在上述LNG储罐内产生的BOG能够再液化的温度的第2温度调整器，

第1截止阀以及第2截止阀，在没有上述LNG从上述LNG储罐出料的情况下，第1截止阀截止氮向上述加热器流入，第2截止阀截止氮从上述再液化器向上述气化器逆流，氮经由上述供氮管线向上述再液化器供给。

6.如权利要求4所述的LNG气化设备，其特征在于，

从上述LNG储罐排出的上述BOG以保持上述LNG储罐的操作压力的状态与从上述气化器流出的热交换后的氮进行热交换。

7.如权利要求5所述的LNG气化设备，其特征在于，

从上述LNG储罐排出的上述BOG以保持上述LNG储罐的操作压力的状态与从上述气化器流出的热交换后的氮进行热交换。

8.如权利要求1所述的LNG气化设备，其特征在于，

上述加热器、上述气化器以及上述再循环管线附设在上述LNG储罐的罐顶上。

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