CN105683690B - 用于再液化蒸出气体的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于液化蒸出气体的方法，该方法包括将一种液化的烃气储存在一个储存装置中；通过传递热量来处理气态低温流体和液化的烃气的流，使得该液化的烃气变成气态的并且该气态低温流体变成液化的；将该液化的低温流体储存在一个储存装置中；通过传递热量来处理气态蒸出气体和液化的低温流体的流，使得该液化的低温流体变成气态的并且该气态蒸出气体变成液化的；并且将该液化的蒸出气体储存在该储存装置中。该方法进一步包括部分地基于该液化的烃气的流量来控制该气态低温流体的流量并且部分地基于该气态蒸出气体的流量来独立地控制该液化的低温流体的流量。提供了一种对应的系统。

Description

用于再液化蒸出气体的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于通过以下方式再液化蒸出气体的方法和系统：处理烃气的流、低温流体的流、和蒸出气体的流。更具体地，本发明涉及部分地基于烃气和蒸出气体的流的流量来控制该低温流体的流的流量。

背景技术

天然气是一种用于世界经济的关键能源；估计天然气供应大约五分之一的全球能源需求。这可与分别对于油和煤的三分之一和四分之一相比。如通常在大多数能量商品的情况下一样，天然气储量不位于主要需求区域的附近，因此必须在国际间运输并且交易天然气。全球生产的天然气的大约30％在世界市场上进行交易。

用于运输天然气的两种主要的方法是：a)以气态形式在管道中运输；和b)以液体形式作为液化的天然气(LNG)在运输器皿中运输。

为了运输呈液体形式如LNG的天然气，必须液化该气体(即从气态变化为液态)。LNG的液化是一种能源密集的工艺并且因此对于长距离的运输(特别是跨越海洋)是更经济的。其结果是，LNG占几乎长距离天然气交易的四分之三。由于其液化要求的能量，LNG包含大量隐含的冷能，当LNG再气化(即液化后从其液态变回到其气态)时释放该冷能。

近年来LNG的使用作为气体生产和交易两者的份额已经显著上升。自2000年以来全球LNG交易已经增加了超过一倍，而管道交易上升了仅仅约三分之一。

在大西洋天然气市场上，管道交易和当地气体生产具有占优势的市场占有率，这倾向于有助于跨流域交易；特别地在英国，其中LNG输入终端在过去几年里已经看到了使用上的衰退，其中货物被转移至亚太地区寻找更高的价格。在此类竞争市场中，LNG输入终端的灵活性和效率是特别重要的。LNG基础设施(如LNG输入终端)的所有者因此进一步寻求在LNG的处理、储存和再气化上的改进。

LNG输入终端典型地接收来自运输器皿(如专门设计的货船)的LNG，并且将其泵送至大容量低压力的储槽内，在这些储槽内将其储存在低温(约-163℃)下。当市场条件是有利的时，在气体网上输出之前将LNG泵送至高压，升温并且气化。输出率，或额定量(nomination)，高度取决于气体价格。

近年来，英国LNG市场已经经历了不稳定的气体价格，导致来自LNG终端的波动的输出和长时期的零输出额定量。图6示出了来自LNG终端的一年的输出量的一个示例曲线。这些条件要求液化设备尽可能灵活并且高效以使操作者能够具有最大的控制(在何时输出LNG并且输出多少LNG上)，同时把储存容量和寿命增加到最大限度。

在任何热过程中，当允许热量流入或流出该过程时，效率损失发生。由于在低温系统中涉及的低温，不受控制的热量的值得注意的来源是周围环境。这种热量可穿过管和器皿壁进入该系统。在一种LNG基础设施中，热量的进入导致通过蒸发的LNG损失。这在工业中通常称为蒸出并且所产生的蒸气相通常称为蒸出气体(BOG)。

广泛理解的是在长时期内，显著比例的LNG可能通过蒸出损失。在一个良好隔热的LNG槽中，典型的蒸出速率可以是0.05％体积/天。然而，这种速率取决于该设备的设计和操作要求可增加高达3倍或更多。该蒸出速率在瞬态如LNG货物的卸载过程中可能甚至更高。

此外，LNG是一种多组分流体(典型地由甲烷、乙烷、氮气、丙烷和丁烷构成)并且广泛理解的是在此类多组分低温流体的储存和处理的过程中，蒸出可导致其组分浓度上的变化。这是这些组分流体的不同挥发性的结果。热量进入将引起这些组分以不同速率蒸发。较易挥发的组分(对于一个固定的压力具有较低的饱和温度)将倾向于首先蒸发并且该液相将因此变得在较不易挥发的组分上更浓缩。这代表了一个附加的问题，因为对于天然气组成的严格的区域标准必须被遵守。随时间的推移，蒸发导致LNG备料的昂贵的降级。该气体的发热量与密度的比率(沃泊指数(Wobbe index))必须随后通过再注入LNG组分，典型地丙烷和氮气，进行控制。

因此小心地管理LNG备料以使通过蒸出的损失减至最小限度具有关键的重要性。

进入该工艺的热流量越高，蒸出的速率越快。在一种LNG基础设施中，主要通过使该基础设施与周围的周围环境隔热使该热流量减至最小限度。例如，一种典型的LNG槽被良好隔热以便使热量的进入减至最小限度。尽管特别是对于该基础设施的设计和操作，蒸出的进一步限制可典型地通过管理槽液位、优化的交货时机、以及关键系统的冷却来实现。

例如，在将LNG卸载至一个输入终端的过程中，从温暖的管道系统至进入的LNG的热传递导致该蒸出速率增加。这可导致在蒸出速率上的峰值。经常优选的是通过主动式冷却将该管道系统保持在低温下。这允许该设备保持在准备就绪的状态，改进反应性。这可以通过连续运转LNG通过管道最有效地实现。这代表了一种权衡，引起较高的连续蒸出速率以便将该管道系统保持在操作温度下。

广泛了解的是蒸出不能完全被消除。然而，通过蒸出的LNG备料的损失可以通过再液化该蒸出气体并且使其返回以其液体形式储存来消除。全体积的LNG因此被保留并且避免该LNG组成的降级，因此增加了该备料的寿命。通过压缩、冷却并且在一些情况下使该蒸出气体膨胀实现再液化。典型地，使用具有一种制冷剂流体的闭环式制冷循环实现冷却。有时该蒸出气体可以被用作一种制冷剂流体，其方式为使一部分冷却的或再液化的蒸出气体返回至该系统进行冷却。再液化的工艺是能源密集的并且代表了高的操作成本。

当再液化太昂贵时，所有或一部分蒸出气体可以用于补偿该设备的操作成本。实例包括从燃烧提取有用的热或功。这种解决方案的益处根据市场条件变化，因为以这种方式使用的蒸出气体是从气体市场转移的。在一些情况下，在该设备中可能不存在足够的能量需要并且从外部来源输入能量经常是更具成本效益的。

蒸出气体可以可替代地在当地或地区气体网上被送出，但是将该气态蒸出气体压缩至该网所要求的压力是昂贵的。为了减少能量需要，该蒸出气体经常被冷凝成一种过冷LNG的流。所产生的液体可以被泵送至更高的压力并且被气化以实现所要求的网压力。可替代地，该蒸出气体在以其液相混合之前可以以与一种LNG流热交换的方式被再液化。在任何情况下，由于蒸出气体是更富含LNG的较易挥发的组分，所以与LNG混合允许遵守气体组成的标准。然而，在这种工艺过程中，必须将高达两单位或更多的再气化的LNG添加至一单位的蒸出气体中。这经常导致连续输出的最小速率，该最小速率显著大于实际蒸出速率。这种最小的输出速率限制了该设备响应市场条件的灵活性。此外，因为这种工艺要求LNG的输出，该再气化设备的连续操作是必要的。

蒸出气体再液化的优点是明显的。再液化代表了一种解决随时间的推移通过蒸出的LNG损失以及LNG备料的降级两者的手段。在何时输出气体并且输出多少气体上，给予操作者最大控制；至关重要地，在不利的市场条件期间，操作者不需要输出气体。

然而，再液化工艺的操作成本通常是过高的，尤其在具有大量的管道系统的大型基础设施中，其中高水平的蒸出发生，并且其中使用主动式冷却。这些操作成本起因于由该工艺要求的功，该功总体上是由电动机提供的。

一种再液化工艺要求输入功以压缩工作流体。然后通过一种冷源冷却该流体。本领域的技术人员将认识到实现所要求的冷却所要求的功量取决于该冷源的温度。当该冷源是在环境温度下时，要求更大量的功。当该冷源是低于环境温度时，例如在低温下，所要求的功量大大降低。

在一种LNG输入终端中的冷的一个来源是LNG的再气化，将LNG从大约-163℃加热至接近环境温度。从这种工艺回收的冷经常是作为废物消散的。然而，如果将这种冷回收并且再循环于一种液化工艺中，该工艺的电消耗可以减少多至三分之二。这种方法已经在整合到LNG基础设施中的氮气液化器和空气分离设备的设计中使用，其中一些是在日本和韩国运行。

US 4329842描述了一种用于使用来自在LNG气化设备再气化LNG的冷能的系统。LNG取自LNG来源船并且使其经过一种液态空气产生设备直到管道，在该液态空气产生设备中它被用于产生用于随后在一种发电系统中使用的液态空气。

然而，已经确定的是在不利的市场条件期间、在当来自LNG的再气化的冷是不可获得的时候，蒸出气体的再液化是头等重要的。此在冷的需求与冷的可用性之间的“反相”迄今为止已经阻止了该来自LNG再气化的冷在此类时期期间被用于再液化蒸出气体。

US 3400547披露了一种用于使用低温流体来促进LNG的产生和运输的方法。来自在市场场所下LNG的蒸发的冷能用于液化氮气，该氮气被运输至该现场。在此，来自该液化的氮气的冷能用于液化天然气以形成LNG，该LNG被运输回该市场场所。

US 2007/0186563披露了一种在冷压缩的天然气循环中冷回收的方法。来自洞腔中的冷压缩的天然气的冷能用于液化空气用于储存，其中所产生的天然气通过管道分配。可以将天然气从该管道中引出、使用来自该液化的空气的冷能冷却，并且储存于该洞腔中。

这些文件均没有提供一种如何有效地处理蒸出问题的以上描述的问题的解决方案。因此，要求一种用于液化蒸出气体、克服上述问题的改进的方法和系统。

发明内容

因此，在第一方面，本发明提供了一种用于液化蒸出气体的方法，该方法包括：

将一种液化的烃气储存在一个液化的烃气储存装置中；

处理气态低温流体的流和来自该液化的烃气储存装置的液化的烃气的流，使得：

a)该液化的烃气的流经受从液化的烃气至气态烃气的相变；并且

b)该气态低温流体的流经受从气态低温流体至液化的低温流体的相变；

其中该处理步骤包括将热量从该气态低温流体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；

将该液化的低温流体储存在一个液化的低温流体储存装置中；

处理气态蒸出气体的流和来自该液化的低温流体储存装置的液化的低温流体的流，使得：

a)该液化的低温流体的流经受从液化的低温流体至气态低温流体的相变；并且

b)该气态蒸出气体的流经受从气态蒸出气体至液化的蒸出气体的相变；

其中该处理步骤包括将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的低温流体储存装置的该液化的低温流体的流；

将该液化的蒸出气体储存在该液化的烃气储存装置中；

至少部分地基于来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流的流量来控制该气态低温流体的流的流量；并且

至少部分地基于该气态蒸出气体的流的流量来独立地控制来自该液化的低温流体储存装置的该液化的低温流体的流的流量。

通过进行以上的步骤，通过在稍后时间的有效的回收、储存并且再循环在再气化烃气的过程中释放的冷能实现了一种再液化蒸出气体的改进的方法。在一些情况下，与常规的方法相比，使用本发明的方法再液化蒸出气体所要求的能量可以减少一多半。本发明方法的能量要求是足够低的以便在现有的烃气基础设施中实施。因此，该方法提供了一种有成本效益的技术，该技术改进了根据市场条件管理烃气的输出的灵活性；增加了储存的寿命；并且有效地增加了烃气槽的储存体积，通过确保在连续冷却中所使用的烃气不损失。它是特别有利的，因为通过再循环原地可获得的冷(当需要时，用其他方法将是不可获得的)它减少了再液化蒸出气体所需要的功。

本发明的一个具体的优点是可以将来自烃气的再气化的冷回收、储存并且用于一种用于再液化蒸出气体的方法中(独立于冷回收的速率和时间)。

特别地，通过将一种液化的低温流体储存在一个流体储存装置中，并且通过控制进入和离开该储存装置的低温流体的流量，可能当该方法进行时利用从该液化的烃气的再气化回收的冷；将所回收的冷储存于该流体储存装置中；并且当需要时利用它再液化蒸出气体。储存和控制该低温流体的步骤使能量能够在两个过程之间传递，即使这些过程不同时进行。

本发明在LNG输入终端和任何其他LNG储存基础设施(具有一种再气化设备)上是特别有用的，其中该来自LNG的再气化的冷可以被回收并且用于再液化蒸出气体。然而，它还将适用于来自其他高体积的低温储存系统的蒸出，其中该来自再气化的冷是周期性地可获得的。

应注意，为了方便，说明书和权利要求书涉及呈其气态和液化的形式的低温流体、蒸出气体和烃气。应当理解，在每种情况下，提及相同的流体，尽管以一种不同的相。例如，本发明提及了一种液化的低温流体。将理解的是，这是也被提及的气态低温流体的流的液化状态。

还应该注意的是，出于命名法的一致性，同样地以其气态和液化的形式两者描述该低温流体，不论该流体的温度。因此，在某些情况下，该气态低温流体可以是处于接近环境温度或高于环境温度。无论如何，在本申请中它被称为一种低温流体，因为它被用于在低温下将热量传递至流体并且将热量从流体转出。

最后，当领会到‘冷’只是缺少能量，而不是一种能量本身的形式，方便的是在一种低温能量系统中的能量传递的讨论中使用表述‘冷能’，因为它典型地是旨在被保存的低温和旨在被排除的热能的进入。有经验的读者将领会到在这种观念中，‘冷能’是用于描述这项技术的一种方便的假定并且类似于在非低温系统中的热能的传递和保存。

该方法可进一步包括以下步骤：处理该气态蒸出气体的流和来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流，使得：

a)该液化的烃气的流经受从液化的烃气至气态烃气的相变；并且

b)该气态蒸出气体的流经受从气态蒸出气体至液化的蒸出气体的相变；

其中该处理步骤包括将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流。

这种方法是有利的，因为它允许在该液化的烃气的再气化发生时该蒸出气体被再液化，以及在稍后时间使用在该低温流体中储存的冷。这进一步改进了该方法的效率，因为来自再气化的冷能可以用于直接地冷却蒸出气体，然而使用该低温流体的冷却可以被保留用于当再气化不发生时。

在以上提及的情况下，以下步骤：a)将热量从该气态低温流体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；以及b)将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；可以或者是同时发生的或者不是同时发生的。

当这些步骤是同时发生的时，该来自再气化的冷能用于再液化蒸出气体并且冷却和液化该低温流体用于后续使用。这可能是特别优选的，如果存在低温流体的丰富的供应；在该储存装置中的液化的低温流体的备料是低的；和/或预期长时间的延迟直到接下来的烃气的再气化。当这些步骤不是同时发生的时，该来自再气化的冷能可以被用于再液化蒸出气体而不冷却和液化低温流体(这可能是特别优选的，当存在低温流体的稀少的供应；在该储存装置中液化的低温流体的备料是高的；和/或预期短时间的延迟直到接下来的烃气的再气化时)或冷却和液化该低温流体而不再液化蒸出气体(这可能是特别优选的，当存在很少或不存在有待被再液化的蒸出气体，或者该低温流体储存装置是空的时)。

该处理该气态低温流体的流和该液化的烃气的流的步骤可进一步包括以下步骤中的一个或两个：在热传递之后使该气态低温流体的流膨胀；以及在热传递之前压缩该气态低温流体的流。该气态低温流体的流可以被压缩至超临界压力。

在某些情况下，热本身的传递足以进行由液体至气体的相变并且反之亦然。在这些情况下，一种流体将(例如)以液相进入热交换并且以气相离开同时另一种将以气相进入该热交换并且以液相离开。然而，实际上这不总是可能的或者方便的，并且通过在热传递之前和之后压缩和膨胀这些流体中的一种或多种的一个或两个使该方法更有效。在本发明的情况下，已经发现有利的是在热传递之后使该气态低温流体膨胀以实现液化并且在热传递之前压缩该气态低温流体。

该方法可进一步包括以下步骤：使该液化的烃气的流通过第一和第二支路。在这种情况下，该将热量从该气态低温流体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流的步骤可进一步包括：

在压缩之前将热量从该气态低温流体的流传递至在该第一支路中的一个液化的烃气的流；并且

在压缩之后将热量从该气态低温流体的流传递至在该第二支路中的一个液化的烃气的流。

优选地，该方法进一步包括合并这些在该第一和第二支路中的气态烃气的流。

使该流通过第一和第二支路使得从液化的烃气传递的冷能能够在多于一个地方使用。特别地，有利的是该气态低温气体在例如压缩之前经受初始冷却，并且然后经受随后的冷却以液化该低温气体。通过提供液化的烃气的第一和第二流，冷却的两个阶段可以通过来自再气化过程的冷能实现。

将理解的是烃气在商业和住宅地产、以及在工业和设备自身中找到很多用途。优选地，该方法进一步包括将该气态烃气的流递送至一种接收者的步骤，该接收者为如以下项中的一种或多种：烃管道网；发电站；以及气态烃气的消费者。

优选地，该方法进一步包括该收集气态蒸出气体的流的步骤，如通过收集来自该液化的烃气储存装置中的该蒸出气体和/或收集来自一个被联接至该液化的烃气储存装置的储存装置、导管或收集点的蒸出气体。蒸出可发生，无论液化的烃气在哪里存在并且处于通过不足的隔热被升温的风险下。技术人员熟悉用于收集来自遍及一个基础设施的这种蒸出的方法，无论该蒸出在哪里发生，甚至离该槽非常远，并且因此可以增加效率。

将热量从该气态低温流体的流传递至来自该烃气储存装置的该液化的烃气的流的步骤可以是直接的，或者它可包括将热量从该气态低温流体的流传递至在一个闭环式制冷回路中的一种热传递流体并且将该气态低温流体冷却至低于该液化的烃气的饱和温度的温度；并且将热量从在该闭环式制冷回路中的该热传递流体传递至该液化的烃气的流。

热传递可以直接地发生；即，在单热交换中的两个流体流之间，或者间接地通过一个或多个制冷回路(或等效物)，其中使来自一个源流的冷在到达其目的流之前传递至一个或多个中间的热传递流体流。在该优选的实例中，在到达该气态低温流体的流(即目的流)之前，来自该液化的烃气的流(即源流)的冷被传递至一个闭环式制冷回路。该闭环式制冷回路还可涉及膨胀和压缩该热传递流体以获得所要求的温度。

在其中来自该气态蒸出气体的流的热量传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流的情况下，该将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流的步骤可进一步包括：

将热量从该气态蒸出气体的流传递至在该闭环式制冷回路中的该热传递流体；并且

将热量从在该闭环式制冷回路中的该热传递流体传递至该液化的烃气的流。

将理解的是用于从该源流通过该一个或多个中间流传递的冷能的目的流可以是多于一个流。在该优选的实例中，不仅将冷能传递至该气态低温气体的流，而且传递至该气态蒸出气体的流。

优选地，该方法进一步包括处理一个周围空气的流以形成该气态低温流体的流。这可涉及例如过滤该周围空气的流以去除水分、二氧化碳和/或烃；和/或压缩该周围空气的流。由于空气的丰度，空气是特别有利的。这允许一种可容易获得的气态低温流体供应用于按要求使用。

优选地，该方法进一步包括在该液化的低温流体的流进入该液化的低温流体槽之前使它通过一个分离器以从该液化的低温流体的流中分离任何残留的蒸气相，并且使该残留的蒸气相返回至该气态低温流体的流。

将理解的是低温流体在该基础设施本身内可遭受蒸出，特别地在该液化的低温流体进入该储存装置之前。此外，该低温流体的液化可能不是100％有效的，并且甚至在该流已经被处理之后可能存在呈蒸气或气相的低温流体。在这些情况下，分离该蒸气或气相并且使其返回至该低温流体的气态流是特别有利的，因为改进了该液化过程的效率。

优选地，该方法进一步包括在该将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的低温流体储存装置的该液化的低温流体的流的步骤之前，泵送来自该液化的低温流体储存装置的该液化的低温流体的流以增加其压力。

优选地，该将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的低温流体储存装置的该液化的低温流体的流的步骤得到了第二气态低温流体的流。在该情况下，该方法可进一步包括使该第二气态低温流体的流膨胀以从该流中提取功的步骤。

该使该第二气态低温流体的流膨胀以从该第二流中提取功的步骤可以在一个单级膨胀装置、两级膨胀装置、或多级膨胀装置中进行。

优选地该方法进一步包括在一级或多级膨胀之前过度加热该第二气态低温流体的流。用于过度加热该低温流体的热源可以是周围空气。它另外可以是来自同地协作方法的任何热源，例如具有最高达500℃的温度。

优选地该方法进一步包括将从该第二流提取的该功转化成电的步骤。

通过从用于再液化该蒸出气体的该气态低温流体提取功，可以补偿由该方法要求的功(如在压缩该气态低温流体和/或泵送该液化的低温流体中完成的功)。增加该液化的低温流体的压力、以及膨胀和过热该低温流体的步骤增加了通过其可以从该流提取功的效率。使用一个发电机可以将这种功转化为电。

在第二方面，本发明提供了一种用于液化蒸出气体的系统，该系统包括：

一个用于储存液化的烃气的第一储存装置；

一种第一导管安排，该第一导管安排被联接至该第一储存装置并且被联接至一种烃气网用于将烃气递送至接收者；

一种第二导管安排，该第二导管安排被联接至一个蒸出气体的来源并且被联接至该第一储存装置用于将液化的蒸出气体递送至该第一储存装置；

一个用于储存液化的低温流体的第二储存装置；

一种第三导管安排，该第三导管安排被联接至一个气态低温流体的来源和该第二储存装置用于将液化的低温流体递送至该第二储存装置；

一种第四导管安排，该第四导管安排被联接至该第二储存装置用于递送来自该第二储存装置的低温流体；其中：

该第一和第三导管安排被安排为使得热量从一个通过该第三导管安排的气态低温流体的流传递至一个通过该第一导管安排的液化的烃气的流；

该第二和第四导管安排被安排为使得热量从一个通过该第二导管安排的气态蒸出气体的流传递至一个通过该第四导管安排的液化的低温流体的流；以及

一个控制器，该控制器被配置为：

a)至少部分地基于通过该第一导管安排的该液化的烃气的流的流量来控制通过该第三导管安排的该气态低温流体的流的流量；并且

b)至少部分地基于通过该第二导管安排的该气态蒸出气体的流的流量来独立地控制通过该第四导管安排的该液化的低温流体的流的流量。

以上已经结合第一方面描述了与本发明的第二方面关联的大部分优点。因此，为了简洁，它们不在此重复。

该第一和第二导管安排可以被安排为使得热量从该通过该第二导管安排的气态蒸出气体的流传递至该通过该第一导管安排的液化的烃气的流。

该第三导管安排可包括一个用于压缩该气态低温流体的流的压缩机。在该情况下，该第一导管安排可包括一个第一支路和一个第二支路。优选地该第一支路被安排为使得在该压缩机上游的一个第一热交换区域处热量从通过该第三导管安排的该气态低温流体的流传递至一个通过该第一支路的液化的烃气的流。优选地该第二支路被安排为使得在该压缩机下游的一个第二热交换区域处热量从一个通过该第三导管安排的气态低温流体的流传递至一个通过该第二支路的液化的烃气的流。

该第一和第二支路可以从该第一和第二热交换区域上游的一个单导管分叉，并且在该第一和第二热交换区域的下游再结合成一个单导管。

该蒸出气体的来源可以是该第一储存装置、和/或一个被联接至该第一储存装置的储存装置、导管或收集点。

该第一和第三导管安排可以被安排为使得通过一个闭环式制冷回路在该第一与第三导管安排之间传递热量，该闭环式制冷回路包括一种通过一种第五导管安排的热传递流体。在该情况下，该第五和第三导管安排可以被安排使得热量从通过该第三导管安排的该气态低温流体的流传递至通过该第五导管安排的该热传递流体。该第五和第一导管安排可以被安排为使得热量从通过该第五导管安排的该热传递流体传递至通过该第一导管安排的该液化的烃气的流。

如果该第一和第二导管安排被安排为使得热量从通过该第二导管安排的该气态蒸出气体的流传递至通过该第一导管安排的该液化的烃气的流，则该第一和第二导管安排还可以被安排为使得通过该闭环式制冷回路在该第一与第二导管安排之间传递热量。在该情况下，该第五和第二导管安排可以被安排为使得热量从通过该第二导管安排的该气态蒸出气体的流传递至通过该第五导管安排的该热传递流体。

如果该第一导管安排包括第一和第二支路，则该第二支路可以被安排为使得热量从通过该第五导管安排的该热传递流体传递至通过该第二支路的该液化的烃气的流。

优选地，该气态低温流体的流是空气，并且该第三导管安排进一步包括以下项中的一种或两种：一种用于从周围空气的流中去除水分、二氧化碳和/或烃的过滤系统；和一个用于压缩周围空气的流的压缩机。

该第三导管安排可以进一步包括一个在该第二储存装置上游的用于从通过该第三导管安排的在进入该第二储存装置之前的该液化的低温流体的流中提取任何残留的蒸气相的分离器，以及一个回流导管，该回流导管被安排为将从该液化的低温流体的流中提取的该残留的蒸气相引导至通过该第三导管安排的该气态低温流体的流。

优选地，该第二和第四导管安排被安排为使得在一个第三热交换区域处在该第二与第四导管安排之间传递热量并且该第四导管安排进一步包括一个在该第三热交换区域上游的泵，该泵用于泵送该液化的低温流体的流通过该第四导管安排，在该液化的低温流体的流通过该第三热交换区域之前。

优选地，该第三热交换区域被配置为使得热量从通过该第二导管安排的气态蒸出气体的流传递至通过该第四导管安排的液化的低温流体的流以产生第二气态低温流体的流。在该情况下，该第四导管安排进一步包括一种用于使该第二气态低温流体的流膨胀并且从该第二低温流体的流中提取功的膨胀装置。

该膨胀装置可以是一种单级膨胀装置、两级膨胀装置、或多级膨胀装置。

优选地，该第四导管安排被联接至一个或多个过热器，其中每个过热器或者在该膨胀装置的第一级的上游或者在该膨胀装置的级之间。在一个实例中，如果该膨胀装置具有三个膨胀级，并且使通过的流体在通过每个级之前过热，则该系统将包括在该第一级上游的一个第一过热器、在该第一与第二级之间的一个第二过热器、以及在该第二与第三级之间的一个第三过热器。在此上下文中，术语‘上游’和‘与...之间’不排除在一个过热器与一个对应的级之间存在其他部件(阀，诸如此类的)的可能性。将理解的是并非每个级需要具有一个对应的过热器。对于在一种膨胀装置中的给定的安排，可以以适用于这些情况的任何安排提供任何数目的过热器。

在一个优选的实施例中，该第一、第二、第三和第四导管安排被安排为使得在一个单热交换区域处在该第一与第三导管安排之间、在该第二与第四导管安排之间传递热量。

将理解的是就热传递以及空间两者而言的进一步的效率可以通过提供一个单一的热交换区域用于进行在两个不同流之间的多于一次热传递来实现。可以通过单热交换(即，使得直接进行热传递)、或者通过多个热交换器(即，使得通过一个或多个中间流如上述的闭环式制冷回路进行热传递)提供该热交换区域。

更优选地，该第一、第二、第三和第四导管安排被安排为使得在该单一的热交换区域处在该第一与第二导管安排之间传递热量。

以上提及的闭环式制冷回路可以使用单相布雷顿循环(single-phase Braytoncycle)和双相兰金循环(dual-phase Rankine cycle)之一操作。

该热传递流体可以是具有相对于该烃气和该低温流体的饱和温度的适当的热力学特性的任何流体。例如，可以使用氮气或丙烷，这两者典型地都是在烃气终端可获得的。

以上提及的低温流体可以是氮气或空气之一，优选周围空气。氮气典型地是在烃气终端可获得的并且在其可以使用之前要求最少的处理，然而空气是丰富的。

最后，应注意该在此提及的液化的烃气优选地是液化的天然气(LNG)。LNG是目前供应中的烃气的主要类型，并且因此本发明在LNG的情况下找到了特别的实用性。然而，可以用任何烃气实施本发明，其中在任何应用中再液化蒸出，其中通常在周围条件下处于其气相的烃作为一种低温液体大量地储存并且然后再气化用于使用。

附图说明

现在将参考附图来描述本发明的优选的实施例，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的一种系统的图；

图2是根据本发明的第二实施例的一种系统的图；

图3是根据本发明的第三实施例的一种系统的图；

图4是根据本发明的第四实施例的一种系统的图；

图5是根据本发明的第五实施例的一种系统的图；并且

图6是描绘一个LNG终端在一年内的气体输出的实例的曲线图。

具体实施方式

在专利申请号WO 200709665中本发明的诸位发明人先前已经披露了一种使用低温流体储存能量的低温能量储存系统。在英国专利申请号1305640.3中本发明的诸位发明人还已经描述了一种使用从相邻LNG再气化工艺的冷回收在空气液化工艺中冷却的有效方法。这两个披露对于将本发明付诸实践都是有帮助的，但不是必要的。

本发明的第一实施例使用一种低温流体如液态空气或液态氮气来储存来自LNG的再气化的冷。该第一实施例的一个系统图呈现于图1中。

在再气化过程中，将该LNG泵送至高压下并且分成两个流，由此将该第一流以与低温流体(呈其气相)热交换升温并且气化；并且将该第二流以与一种制冷剂(典型地氮气)在一个闭环式制冷循环中的热交换升温并且气化。

然后将这两个，现在气态的，流合并成一个气态天然气的单流用于输出。将该再气化的天然气如在本领域中已知的送到一种接收者，该接收者可以形成该LNG基础设施的一部分或是一种外部基础设施或消费者。实例包括但不限于：一个气体输出站、管道网、发电站、和装瓶设备。该流可以被分开并且送到多个接收者。

对于这种方法，将该低温流体以其气态形式在接近环境温度下提供并且以与该第一LNG的流的热交换预冷却；使用一个压缩机压缩至超临界压力；以与该闭环式制冷循环中的制冷剂的热交换过冷却；并且膨胀，由此它冷凝以形成一种低温液体。

该闭环式制冷循环用于将该低温流体冷却至低于LNG的饱和温度的温度。该闭合回路系统可以是一种单相布雷顿循环，其中将该热传递流体用一个压缩机压缩；以与该第二LNG的流的逆流热交换冷却；在一个膨胀器中膨胀；并且以与该预冷却的、被压缩的气相低温流体的热交换升温。

在LNG的输出过程中，本发明使用由该LNG的再气化产生的一些冷来再液化蒸出气体。将该蒸出气体用一个压缩机压缩；并且以与该闭环式制冷循环中的制冷剂的逆流热交换冷却，由此其冷凝成液相。

在零LNG输出的时间期间(即，当在网上没有输出LNG时)，本发明使用在该低温流体中储存的冷来再液化蒸出气体。因此，将该蒸出气体使用一个压缩机压缩；并且以与该低温流体的热交换冷却使得它变成液体。

使该被升温的低温流体如此气化、过热；并且通过一个或多个涡轮膨胀级等熵地膨胀，因此产生了功。

在低LNG输出的时间期间，本发明可使用来自该LNG的再气化的冷和在该低温流体中储存的冷两者来再液化蒸出气体。

该系统能够在不同的操作点灵活地操作，通过改变蒸出气体的流动(例如通过改变流量和/或通过重定向该蒸出气体，如以下描述的)并且通过相应地调整该氮气和蒸出气体压缩机的能率。

提供了一种低温储存装置(例如储槽)用于储存该低温流体，允许独立控制该低温流体的进入和该低温流体的流出。因此，在该低温流体与该LNG之间的热传递比、以及在该蒸出气体与来自该低温储存槽的该低温流体之间的热传递比可以被独立地并且动态地通过对应地改变进入该低温储存槽的该低温流体的流量和从该低温储存槽离开的该低温流体的流量来控制。因此该LNG的再气化和该蒸出气体的再液化可以独立地在不同的时间下并且在不同的速率下发生。

如技术人员将认识到，该低温储存槽的体积越大，在低、或零的LNG输出的时间期间蒸出气体可以被再液化的时期越长。

可以响应于当前的、实时操作参数和将来预计的操作参数两者来控制这些流量以便优化在该LNG槽中的该LNG备料的管理。操作参数包括例如以下项中的一种或多种：对于LNG的需要，LNG或低温流体的可用性、以及蒸出的速率。

在一个实例中，可以根据所测量的蒸出气体的流量来控制从该低温储存槽离开的液体低温流体的流量。可替代地，如果该低、或零的LNG输出的时期被预测是短的，可能优先的是节约在该低温储存槽中的液体低温流体的备料并且允许蒸出气体在该LNG槽的压力限制内积累。

在另一个实例中，可以根据该LNG输出速率控制该气态低温流体的流量。可替代地，随着该低温储存槽接近满装可以减少它。

在一个实施例中，在LNG输出过程中，蒸出气体可能以其气相与该气化的液化天然气混合而不是被再液化。

转向在图1中示出的系统图，通过压缩机3经由导管1取出来自一个LNG槽或室、器皿、集管或其中收集蒸出气体的任何地方的冷蒸出气体。将蒸出气体从槽储存压力(通常仅仅高于环境压力)压缩至导管2内在1与10巴之间、但是更典型地3至6巴。在高LNG输出速率的时间内，没有蒸出气体的部分被转入导管42内而是该蒸出气体都被输送通过导管4并且在热交换器5中被液化并且被过冷却。蒸出气体，现在处于其液体形式，因此可以用作LNG，然后通过一个膨胀装置7膨胀，并且通过泵9经由导管10输送至一个LNG槽11中。

在1与16巴之间、但是更典型地6至9巴的压力下可获得的呈气态形式的氮气经由导管12取出并且使其通过热交换器13，在该热交换器它被冷却至接近LNG储存温度。然后通过一个单级或多级压缩机15将氮气压缩至在50与70巴之间、但是更典型地54至60巴的压力。氮气，现在高于其超临界压力，在热交换器5中冷却至在-155℃与-185℃之间、但是更典型地-165℃与-175℃之间。离开该热交换器，该氮气通过导管21并且然后通过膨胀装置22膨胀。从该等焓膨胀获得的液体馏分，在这个实施例中是100％，通过导管23以到达该液态氮气储存槽24。

通过在热交换器5与29之间示出的制冷循环将冷却供应至热交换器5，其中一种制冷剂气体(典型地氮气)被压缩机37压缩至在4巴与16巴之间、但是更典型地7巴至10巴，被进料至热交换器29，其中通过与LNG的热交换它被冷却至在-161℃与-140℃之间、但是更典型地-156℃。该冷的制冷剂通过导管39以到达该膨胀装置40的入口，其中该制冷剂被膨胀至在1巴与7巴之间、但是更典型地2至4巴。该制冷剂通过导管41并且被进料至在-190℃与-170℃之间、更典型地-185℃的温度下的热交换器5。

通过从该LNG槽11经由该LNG泵26取出的LNG(被泵送至在60巴与150巴之间、更典型地80巴与120巴之间的压力)将冷却供应至热交换器29和13。然后将在导管27中的高压LNG分为两个流。该LNG流的一部分经由导管28被定向至热交换器29并且其余部分经由导管32被送至热交换器13。将导管30和33合并在一起以形成导管34并且将该LNG(其现在处于气态形式)输送至该天然气分配网。

类似于任何其他商品，LNG经受不稳定的需求，这意味着输出速率可以在该LNG再气化终端的最大容量的0％与100％之间变化。当该输出速率高于某一阈值时，存在足够的冷以液化该蒸出气体流和该氮气流。然而，当该输出速率下降低于这个阈值时，关小该氮气压缩机15足以调整该系统至新的操作条件。然而，通过完全停止压缩机15并且如果该LNG输出速率甚至进一步下降，将该压缩的蒸出气体的一些转移至导管42，该优选的系统可以容易地调节至任何水平的输出速率。然后将该蒸出气体输送至热交换器43，其中通过与液态氮气热交换使其冷却、液化并且过冷。然后使现在处于其液体形式的蒸出气体通过一个膨胀装置45膨胀，并且通过泵47经由导管48输送至一个LNG槽11中。

通过控制阀50节流通过热交换器43的液态氮气流量。该氮气从热交换器43中出来在导管52中呈其气态形式。然后将该氮气在热交换器53中过热至最高达500℃的任何温度并且通过一个涡轮机55进行膨胀以回收能量。取决于所使用的机器的压力和类型，该氮气流的膨胀可以在单级，两级，如在图1中示出的，或者若干级中使用用于过热该氮气的中间热交换器完成。

该系统的控制使用任何常规的控制器实现，该控制器操作以改变气态低温流体压缩机15的能率以控制该气态低温流体的流的流量；打开和关闭阀50以控制来自槽24的该液化的低温流体的流的流量；并且任选地改变该气态蒸出气体压缩机3的能率以控制该气态蒸出气体的流的流量。然而，用于控制这些流的流量的其他手段是可能的并且在技术人员根据具体的情况实施的能力内。

本发明的第二实施例的一个系统图示于图2中。该第二实施例在各方面都与该第一实施例相同，除了该低温流体是空气而不是氮气之外。因此，导管12不再输送气态氮气而是输送周围空气，该周围空气已经经受了一种清洗、洗涤和干燥工序。周围空气通过导管61取出，当它通过该空气过滤器62时它经受第一清洗阶段，通过压缩机64进行压缩，被送至空气过滤单元66，其中在作为清洁并且干燥的空气在导管12中出现之前，水分、二氧化碳和烃被去除。

本发明的第三实施例的一个系统图示于图3中。该第三实施例在各方面与该第一实施例相同，除了从该氮气的等焓膨胀获得的液体馏分不是100％之外，导致在紧邻于该氮气槽24的上游存在氮气的蒸气或气相。因此，在这个实施例中，将一个分离器17添加至该槽24与该膨胀装置22之间。从该等焓膨胀获得的液体馏分和蒸气馏分通过导管23到达该分离器17，其中该液体馏分经由导管18输送至该氮气储存槽24并且该蒸气馏分经由导管19输送至热交换器5。通过与在热交换器5中的进入的温暖的氮气和蒸出气体热交换使该氮气升温并且然后经由导管20将其输送回到压缩机15的吸入端，其中它结合在导管12中的进入的氮气。

本发明的第四实施例的一个系统图示于图4中。该第四实施例在各方面与该第一实施例相同，除了将一个泵35安装在控制阀的下游以将来自该氮气槽的该液化的氮气的压力提高至在100巴与200巴之间、但是更典型地120巴与150巴之间。在高压下该氮气从热交换器43中出来并且以其气态形式进入导管52。然后将该氮气在热交换器53中过热至最高达500℃的任何温度并且通过一个涡轮机55进行膨胀以回收能量。取决于所使用的机器的压力和类型，该氮气流的膨胀可以在单级，两级，如在图4中示出的，或者若干级中使用用于过热该氮气的中间热交换器完成。在这个实施例中，与本发明的该第一实施例相比这些膨胀涡轮机将能够产生更大的功率/单位质量氮气，但是将需要更高的氮气流量以液化相同的蒸出气体流量。

本发明的第五实施例的一个系统图示于图5中。该第五实施例在各方面与该第一实施例相同，除了用一个单热交换器70取代来自先前实施例的热交换器5和热交换器43。在这个实施例中，当使用液态氮气时该系统不再需要一个单独的热交换器来液化蒸出气体。

将理解的是可以在没有背离通过所附权利要求书限定的本发明的情况下对在此描述的方法和系统做出修改。

Claims (54)

1.一种用于液化蒸出气体的方法，该方法包括：

将一种液化的烃气储存在一个液化的烃气储存装置中；

处理气态低温流体的流和来自该液化的烃气储存装置的液化的烃气的流，使得：

a)该液化的烃气的流经受从液化的烃气至气态烃气的相变；并且

b)该气态低温流体的流经受从气态低温流体至液化的低温流体的相变；

其中该处理步骤包括将热量从该气态低温流体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；

将该液化的低温流体储存在一个液化的低温流体储存装置中；

处理气态蒸出气体的流和来自该液化的低温流体储存装置的液化的低温流体的流，使得：

a)该液化的低温流体的流经受从液化的低温流体至气态低温流体的相变；并且

b)该气态蒸出气体的流经受从气态蒸出气体至液化的蒸出气体的相变；

其中该处理步骤包括将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的低温流体储存装置的该液化的低温流体的流；

将该液化的蒸出气体储存在该液化的烃气储存装置中；

至少部分地基于来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流的流量来控制该气态低温流体的流的流量；并且

至少部分地基于该气态蒸出气体的流的流量来独立地控制来自该液化的低温流体储存装置的该液化的低温流体的流的流量。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：处理该气态蒸出气体的流和来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流，使得：

a)该液化的烃气的流经受从液化的烃气至气态烃气的相变；并且

b)该气态蒸出气体的流经受从气态蒸出气体至液化的蒸出气体的相变；

其中该处理步骤包括将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流。

3.如权利要求2所述的方法，其中以下步骤：

a)将热量从该气态低温流体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；以及

b)将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；

是同时发生的。

4.如权利要求2所述的方法，其中以下步骤：

a)将热量从该气态低温流体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；以及

b)将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；

不是同时发生的。

5.如权利要求1所述的方法，其中该处理该气态低温流体的流和该液化的烃气的流的步骤进一步包括以下步骤：

在热传递之后使该气态低温流体的流膨胀。

6.如权利要求1所述的方法，其中该处理该气态低温流体的流和该液化的烃气的流的步骤进一步包括以下步骤：

在热传递之前压缩该气态低温流体的流。

7.如权利要求6所述的方法，其中该在热传递之前压缩该气态低温流体的流的步骤包括将该流压缩至超临界压力。

8.如权利要求6或权利要求7所述的方法，进一步包括以下步骤：使该液化的烃气的流通过第一和第二支路；

其中该将热量从该气态低温流体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流的步骤进一步包括：

在压缩之前将热量从该气态低温流体的流传递至在该第一支路中的一个液化的烃气的流；并且

在压缩之后将热量从该气态低温流体的流传递至在该第二支路中的一个液化的烃气的流。

9.如权利要求8所述的方法，进一步包括合并这些在该第一和第二支路中的气态烃气的流。

10.如权利要求1所述的方法，进一步包括将该气态烃气的流递送至一种接收者的步骤。

11.如权利要求10所述的方法，其中该接收者是以下项中的一种或多种：烃管道网；发电站；以及气态烃气的消费者。

12.如权利要求1所述的方法，进一步包括收集该气态蒸出气体的流的步骤。

13.如权利要求12所述的方法，其中该收集该气态蒸出气体的流的步骤包括从该液化的烃气储存装置收集该蒸出气体。

14.如权利要求12所述的方法，其中该收集该气态蒸出气体的流的步骤包括从一个联接至该液化的烃气储存装置的储存装置、导管或收集点收集该蒸出气体。

15.如权利要求13所述的方法，其中该收集该气态蒸出气体的流的步骤包括从一个联接至该液化的烃气储存装置的储存装置、导管或收集点收集该蒸出气体。

16.如权利要求1所述的方法，其中该将热量从该气态低温流体的流传递至来自该烃气储存装置的该液化的烃气的流的步骤进一步包括：

将热量从该气态低温流体的流传递至在一个闭环式制冷回路中的一种热传递流体并且将该气态低温流体冷却至低于该液化的烃气的饱和温度的温度；并且

将热量从在该闭环式制冷回路中的该热传递流体传递至该液化的烃气的流。

17.如权利要求16所述的方法，进一步包括以下步骤：处理该气态蒸出气体的流和来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流，使得：

a)该液化的烃气的流经受从液化的烃气至气态烃气的相变；并且

b)该气态蒸出气体的流经受从气态蒸出气体至液化的蒸出气体的相变；

其中该处理步骤包括将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；并且

其中该将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流的步骤进一步包括：

将热量从该气态蒸出气体的流传递至在该闭环式制冷回路中的该热传递流体；并且

将热量从在该闭环式制冷回路中的该热传递流体传递至该液化的烃气的流。

18.如权利要求16所述的方法，其中以下步骤：

a)将热量从该气态低温流体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；以及

b)将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；

是同时发生的。

19.如权利要求16所述的方法，其中以下步骤：

a)将热量从该气态低温流体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；以及

b)将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的烃气储存装置的该液化的烃气的流；

不是同时发生的。

20.如权利要求1所述的方法，进一步包括处理一个周围空气的流以形成该气态低温流体的流。

21.如权利要求20所述的方法，其中该处理该周围空气的流的步骤包括以下步骤中的一个或两个：

过滤该周围空气的流以去除水分、二氧化碳和/或烃；以及

压缩该周围空气的流。

22.如权利要求1所述的方法，进一步包括在该液化的低温流体的流进入该液化的低温流体储存装置之前使它通过一个分离器以从该液化的低温流体的流中分离任何残留的蒸气相，并且使该残留的蒸气相返回至该气态低温流体的流。

23.如权利要求1所述的方法，进一步包括在该将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的低温流体储存装置的该液化的低温流体的流的步骤之前，泵送来自该液化的低温流体储存装置的该液化的低温流体的流以增加其压力。

24.如权利要求1所述的方法，其中该将热量从该气态蒸出气体的流传递至来自该液化的低温流体储存装置的该液化的低温流体的流而使得使该液化的低温流体的流经受从液化的低温流体至气态低温流体的相变的步骤得到了第二气态低温流体的流，该方法进一步包括使该第二气态低温流体的流膨胀以从该流提取功的步骤。

25.如权利要求24所述的方法，其中该使该第二气态低温流体的流膨胀以从该第二流提取功的步骤是在一个单级膨胀装置、两级膨胀装置、或多级膨胀装置中进行的。

26.如权利要求24所述的方法，进一步包括在一级或多级膨胀之前过度加热该第二气态低温流体的流的步骤。

27.如权利要求24所述的方法，进一步包括将从该第二流提取的该功转化成电的步骤。

28.如权利要求16所述的方法，其中该闭环式制冷回路使用单相布雷顿循环和双相兰金循环之一操作。

29.如权利要求16所述的方法，其中该热传递流体是氮气或丙烷之一。

30.如权利要求1所述的方法，其中该低温流体是氮气或空气之一。

31.如权利要求30所述的方法，其中该低温流体是周围空气。

32.如权利要求1所述的方法，其中该液化的烃气是液化的天然气(LNG)。

33.一种用于液化蒸出气体的系统，该系统包括：

一个用于储存液化的烃气的第一储存装置；

一种第一导管安排，该第一导管安排被联接至该第一储存装置并且被联接至一种烃气网用于将烃气递送至接收者；

一种第二导管安排，该第二导管安排被联接至一个蒸出气体的来源并且被联接至该第一储存装置用于将液化的蒸出气体递送至该第一储存装置；

一个用于储存液化的低温流体的第二储存装置；

一种第三导管安排，该第三导管安排被联接至一个气态低温流体的来源和该第二储存装置用于将液化的低温流体递送至该第二储存装置；

一种第四导管安排，该第四导管安排被联接至该第二储存装置用于递送来自该第二储存装置的低温流体；其中：

该第一和第三导管安排被安排为使得热量从一个通过该第三导管安排的气态低温流体的流传递至一个通过该第一导管安排的液化的烃气的流；

该第二和第四导管安排被安排为使得热量从一个通过该第二导管安排的气态蒸出气体的流传递至一个通过该第四导管安排的液化的低温流体的流；以及

一个控制器，该控制器被配置为：

a)至少部分地基于通过该第一导管安排的该液化的烃气的流的流量来控制通过该第三导管安排的该气态低温流体的流的流量；并且

b)至少部分地基于通过该第二导管安排的该气态蒸出气体的流的流量来独立地控制通过该第四导管安排的该液化的低温流体的流的流量。

34.如权利要求33所述的系统，其中该第一和第二导管安排被安排为使得热量从通过该第二导管安排的该气态蒸出气体的流传递至通过该第一导管安排的该液化的烃气的流。

35.如权利要求33或权利要求34所述的系统，其中该第三导管安排包括一个用于压缩该气态低温流体的流的压缩机；并且其中该第一导管安排包括一个第一支路和一个第二支路；

该第一支路被安排为使得在该压缩机上游的一个第一热交换区域处热量从通过该第三导管安排的该气态低温流体的流传递至一个通过该第一支路的液化的烃气的流；并且

该第二支路被安排为使得在该压缩机下游的一个第二热交换区域处热量从一个通过该第三导管安排的气态低温流体的流传递至一个通过该第二支路的液化的烃气的流。

36.如权利要求35所述的系统，其中该第一和第二支路从该第一和第二热交换区域上游的一个单导管分叉，并且在该第一和第二热交换区域的下游再结合成一个单导管。

37.如权利要求33所述的系统，其中该蒸出气体的来源是该第一储存装置。

38.如权利要求33所述的系统，其中该蒸出气体的来源是一个被联接至该第一储存装置的储存装置、导管或收集点。

39.如权利要求33所述的系统，其中该第一和第三导管安排被安排为使得通过一个闭环式制冷回路在该第一与第三导管安排之间传递热量，该闭环式制冷回路包括一种通过一种第五导管安排的热传递流体，其中：

该第五和第三导管安排被安排为使得热量从通过该第三导管安排的该气态低温流体的流传递至通过该第五导管安排的该热传递流体；并且

该第五和第一导管安排被安排为使得热量从通过该第五导管安排的该热传递流体传递至通过该第一导管安排的该液化的烃气的流。

40.如权利要求39所述的系统，其中该第一和第二导管安排被安排为使得通过该闭环式制冷回路在该第一与第二导管安排之间传递热量，其中：

该第五和第二导管安排被安排为使得热量从通过该第二导管安排的该气态蒸出气体的流传递至通过该第五导管安排的该热传递流体。

41.如权利要求39所述的系统，其中该第三导管安排包括一个用于压缩该气态低温流体的流的压缩机；并且其中该第一导管安排包括一个第一支路和一个第二支路；

该第一支路被安排为使得在该压缩机上游的一个第一热交换区域处热量从通过该第三导管安排的该气态低温流体的流传递至一个通过该第一支路的液化的烃气的流；并且

该第二支路被安排为使得在该压缩机下游的一个第二热交换区域处热量从一个通过该第三导管安排的气态低温流体的流传递至一个通过该第二支路的液化的烃气的流；并且

其中该第二支路被安排为使得热量从通过该第五导管安排的该热传递流体传递至通过该第二支路的该液化的烃气的流。

42.如权利要求33所述的系统，其中该气态低温流体的流是空气，并且其中该第三导管安排进一步包括以下项中的一种或两种：

一种用于从周围空气的流中去除水分、二氧化碳和/或烃的过滤系统；和

一个用于压缩周围空气的流的压缩机。

43.如权利要求33所述的系统，其中该第三导管安排进一步包括一个在该第二储存装置上游的用于从通过该第三导管安排的在进入该第二储存装置之前的该液化的低温流体的流中提取任何残留的蒸气相的分离器，以及一个回流导管，该回流导管被安排为将从该液化的低温流体的流中提取的该残留的蒸气相引导至通过该第三导管安排的该气态低温流体的流。

44.如权利要求33所述的系统，其中该第二和第四导管安排被安排为使得在一个第三热交换区域处在该第二与第四导管安排之间传递热量，并且其中该第四导管安排进一步包括一个在该第三热交换区域上游的泵，该泵用于泵送该液化的低温流体的流通过该第四导管安排，在该液化的低温流体的流通过该第三热交换区域之前。

45.如权利要求44所述的系统，其中该第三热交换区域被配置为使得热量从通过该第二导管安排的该气态蒸出气体的流传递至通过该第四导管安排的该液化的低温流体的流以产生一个第二气态低温流体的流，并且其中该第四导管安排进一步包括一个用于使该第二气态低温流体的流膨胀并且从该第二低温流体的流提取功的膨胀装置。

46.如权利要求45所述的系统，其中该膨胀装置是一种单级膨胀装置、两级膨胀装置、或多级膨胀装置。

47.如权利要求45或46所述的系统，其中该第四导管安排被联接至一个或多个过热器，其中每个过热器或者在该膨胀装置的第一级的上游或者在该膨胀装置的级之间。

48.如权利要求33所述的系统，其中该第一、第二、第三和第四导管安排被安排为使得在一个单热交换区域处在该第一与第三导管安排之间、在该第二与第四导管安排之间传递热量。

49.如权利要求48所述的系统，其中该第一和第二导管安排被安排为使得热量从通过该第二导管安排的该气态蒸出气体的流传递至通过该第一导管安排的该液化的烃气的流，并且其中该第一、第二、第三和第四导管安排被安排为使得在该单热交换区域处在该第一与第二导管安排之间传递热量。

50.如权利要求39所述的系统，其中该闭环式制冷回路使用单相布雷顿循环和双相兰金循环之一操作。

51.如权利要求39所述的系统，其中该热传递流体是氮气或丙烷之一。

52.如权利要求33所述的系统，其中该低温流体是氮气或空气之一。

53.如权利要求52所述的系统，其中该低温流体是周围空气。

54.如权利要求33所述的系统，其中该液化的烃气是液化的天然气(LNG)。

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