CN104132239B - 一种低温气体冷凝循环系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温气体冷凝循环系统及其方法，它包括储罐、第一阀、第二阀、低温制冷机、第三阀、储罐、第四阀、汽化器、第五阀；储罐底部、第四阀、汽化器、储罐顶部顺次相连，储罐顶部、第一阀、第五阀、储罐顺次相连，储罐底部、第二阀、低温制冷机、第三阀、储罐顺次相连，第一阀与第二阀相连。本发明用于冷凝低温液体储罐内的蒸发气并循环利用，本发明解决了低温液体储存过程中蒸发气不断增加导致压力过高的隐患，避免了气体直接排放，实现了气体的冷凝循环利用并减少了环境污染，而且能在循环中实现回流液体的过冷处理。

Description

一种低温气体冷凝循环系统及其方法

技术领域

本发明涉及能源领域，尤其涉及一种低温气体冷凝循环系统及其方法。

背景技术

液化天然气（LNG）是目前全世界增长速度最快的一种优质清洁能源。气态天然气经压缩、冷却至其沸点（-161.5℃）温度变成LNG 后，储存在低温存储罐中，再通过专用船或槽车运输，使用时重新气化。相比于气态天然气，LNG 由于其体积小，储存效率高，通过专用的船或槽车可以将大量的天然气运输到管道难以到达的任何用户，与铺设地下输气管道相比，不仅节省投资，而且方便可靠，风险小、适应性强。随着LNG在世界产能增加，需求和应用增大，LNG储罐的需求也相应增大。

对LNG储罐而言，漏热难以完全杜绝，致使储罐内的液体天然气又重新蒸发，成为蒸发气（BOG）。随着蒸发气的增加，储罐内的压力会逐步上升，进而危及安全。对于蒸发气的问题，常规的处理方式为将蒸发气直接排至大气中，以降低储罐的压力。这种做法既浪费了高质量的天然气能源，还有潜在的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术流程的不足，提供一种低温气体冷凝循环系统及其方法。

低温气体冷凝循环系统包括储罐、第一阀、第二阀、低温制冷机、第三阀、储罐、第四阀、汽化器、第五阀；储罐底部、第四阀、汽化器、储罐顶部顺次相连，储罐顶部、第一阀、第五阀、储罐顺次相连，储罐底部、第二阀、低温制冷机、第三阀、储罐顺次相连，第一阀与第二阀相连。

所述的储罐底部与阀的连接为可拆卸结构。所述的低温制冷机与不凝性气体收集器相连。

低温气体冷凝循环方法包括如下步骤：

1）冷凝工况时，第一阀、第二阀、第三阀打开，第四阀、第五阀关闭，储罐内的气体通过第三阀流入低温制冷机，冷却后凝结为液体，再依次通过第二阀、第一阀，流入储罐；

2）冷凝液回流工况时，第一阀、第二阀、第三阀关闭，第四阀、第五阀打开，储罐内的液体通过第四阀进入汽化器变成气体再流入储罐，使得储罐内的压力上升；储罐内的液体受压力驱动，经阀流入储罐；

3）冷凝液过冷回流工况时，第一阀关闭，第二阀、第三阀、第四阀打开，第五阀关闭，储罐内的液体通过第四阀进入汽化器变成气体再流入储罐，使得储罐内的压力上升；储罐内的液体受压力驱动，经第二阀流入低温制冷机，降温后经第三阀流入储罐。

本发明解决了低温液体储存过程中蒸发气不断增加导致的压力过高的隐患，避免了气体直接排放，实现了气体的冷凝循环利用并减少了环境污染，而且能在循环中实现回流液体的过冷处理。

附图说明

图1为低温气体冷凝循环系统结构示意图；

图中，储罐1、第一阀2、第二阀3、低温制冷机4、第三阀5、储罐6、第四阀7、汽化器8、第五阀9。

具体实施方式

如图1所示，低温气体冷凝循环系统包括储罐1、第一阀2、第二阀3、低温制冷机4、第三阀5、储罐6、第四阀7、汽化器8、第五阀9；储罐1底部、第四阀7、汽化器8、储罐1顶部顺次相连，储罐1顶部、第一阀2、第五阀9、储罐6顺次相连，储罐1底部、第二阀3、低温制冷机4、第三阀5、储罐6顺次相连，第一阀2与第二阀3相连。

所述的储罐1底部与阀3的连接为可拆卸结构。所述的低温制冷机4与不凝性气体收集器相连。

低温气体冷凝循环方法包括如下步骤：

1）冷凝工况时，第一阀2、第二阀3、第三阀5打开，第四阀7、第五阀9关闭，储罐6内的气体通过第三阀5流入低温制冷机4，冷却后凝结为液体，再依次通过第二阀3、第一阀2，流入储罐1；

2）冷凝液回流工况时，第一阀2、第二阀3、第三阀5关闭，第四阀7、第五阀9打开，储罐1内的液体通过第四阀7进入汽化器8变成气体再流入储罐1，使得储罐1内的压力上升；储罐1内的液体受压力驱动，经阀9流入储罐6；

3）冷凝液过冷回流工况时，第一阀2关闭，第二阀3、第三阀5、第四阀7打开，第五阀9关闭，储罐6内的液体通过第四阀7进入汽化器8变成气体再流入储罐1，使得储罐1内的压力上升；储罐1内的液体受压力驱动，经第二阀3流入低温制冷机4，降温后经第三阀5流入储罐6。

Claims (4)

1.一种低温气体冷凝循环系统，其特征在于包括第一储罐(1)、第一阀(2)、第二阀(3)、低温制冷机(4)、第三阀(5)、第二储罐(6)、第四阀(7)、汽化器(8)、第五阀(9)；第一储罐(1)底部、第四阀(7)、汽化器(8)、第一储罐(1)顶部顺次相连，第一储罐(1)顶部、第一阀(2)、第五阀(9)、第二储罐(6)顺次相连，第一储罐(1)底部、第二阀(3)、低温制冷机(4)、第三阀(5)、第二储罐(6)顺次相连，第一阀(2)与第二阀(3)相连。

2.根据权利要求1所述的一种低温气体冷凝循环系统，其特征在于所述的第一储罐(1)底部与第二阀(3)的连接为可拆卸结构。

3.根据权利要求1或2所述的一种低温气体冷凝循环系统，其特征在于所述的低温制冷机(4)与不凝性气体收集器相连。

4.一种使用如权利要求1所述系统的低温气体冷凝循环方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）冷凝工况时，第一阀(2)、第二阀(3)、第三阀(5)打开，第四阀(7)、第五阀(9)关闭，第二储罐(6)内的气体通过第三阀(5)流入低温制冷机(4)，冷却后凝结为液体，再依次通过第二阀(3)、第一阀(2)，流入第一储罐(1)；

2）冷凝液回流工况时，第一阀(2)、第二阀(3)、第三阀(5)关闭，第四阀(7)、第五阀(9)打开，第一储罐(1)内的液体通过第四阀(7)进入汽化器(8)变成气体再流入第一储罐(1)，使得第一储罐(1)内的压力上升；第一储罐(1)内的液体受压力驱动，经第五阀(9)流入第二储罐(6)；

3）冷凝液过冷回流工况时，第一阀(2)关闭，第二阀(3)、第三阀(5)、第四阀(7)打开，第五阀(9)关闭，第一储罐(1)内的液体通过第四阀(7)进入汽化器(8)变成气体再流入第一储罐(1)，使得第一储罐(1)内的压力上升；第一储罐(1)内的液体受压力驱动，经第二阀(3)流入低温制冷机(4)，降温后经第三阀(5)流入第二储罐(6)。