CN107124894B - 用于回收lng气化工序中产生的lng低温废热的lng最佳控制再液化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于回收LNG气化工序中产生的LNG低温废热的LNG最佳控制再液化系统，根据本发明，将气态LNG供给至气态LNG所需处，此时为了能够在LNG储存罐内供给足够量的气态LNG，使液态LNG通过物流仓库用冷热供给部的负荷用热交换器来排出冷热，并由此使液态LNG的温度上升或者使液态LNG气化，能够将这样升温或气化的LNG供给至气态LNG所需处供给线，从而能够扩大LNG的冷热利用和普及，而且对液态LNG和气态LNG的流动量进行最佳控制再液化，由此能够经济性地回收在LNG气化工序中产生的LNG的低温废热。

Description

用于回收LNG气化工序中产生的LNG低温废热的LNG最佳控制 再液化系统

技术领域

本发明涉及物流仓库冷却系统的技术领域，特别地涉及一种用于回收LNG气化工序中产生的LNG低温废热的LNG最佳控制再液化系统。

背景技术

现作为绿色能源利用LNG，而为了利用LNG，在海岸上建设设置有多个LNG液化气体储存罐的LNG基地。

LNG液化气体储存罐储存有液化的LNG气体，为了向所需处供给适当量的LNG气体而在将液化气体气化后供应至所需处(城市燃气等的配管)。

为了将LNG液化气体气化，通常使用气化器，气化器大体划分为开架式气化器和燃烧式气化器，最经济的开架式气化器从外部接受水(海水)的供给而进行热交换，由此使液态的LNG经过相变而以常温的气体状态输出。

运行这样的气化器需要巨量的水，并且需要用于供给这么多量的水的泵，从而产生巨大的电力消耗。

作为像上述那样用于向气化器供给水的方案，可以准备单独的水槽而将该水槽中的水向气化器循环，但大部分会直接利用海水而使LNG气化。

而且，在将储存于水槽中的水向气化器循环的情况下，也需要用于将储存于水槽中的水加热的加热器，而且还需要用于驱动加热器的电力，因此存在气化器的运行产生巨大的电力消耗的问题。

另一方面，在韩国授权专利第10-0981398号的“利用LNG液化气体气化热的物流仓库冷却系统”(2010.9.3授权)已被提出，该现有技术中，提出了一种能够将从LNG液化气体中产生的气化热当做用于冷却物流仓库的冷热源使用的方案。然而，上述现有技术仅适用于需要大量的LNG(具体而言为作为气态的LNG的NG气体)的地区，在少量的LNG的地区中难以导入上述系统，而且上述系统基本上是一种使液态LNG气化而进行利用的系统。

发明内容

本发明是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，其目的在于：将少量的LNG通过气态LNG所需处供给线而供给至所需处，此时为了能够在LNG储存罐内供给足够量的气态LNG，使液态LNG通过物流仓库用冷热供给部的负荷用热交换器来排出冷热，并由此使液态LNG的温度上升或者使液态LNG气化，能够将这样升温或气化的LNG供给至气态LNG所需处供给线，从而能够扩大LNG的冷热利用和普及。

另外，本发明的目的在于提供一种能够将LNG气化工序中产生的LNG低温废热回收的LNG最佳控制再液化系统。

为了解决上述课题，本发明的用于回收LNG气化工序中产生的LNG低温废热的LNG最佳控制再液化系统的特征在于，包括：LNG储存罐，该LNG储存罐储存LNG；气态LNG排出线，该气态LNG排出线被设置为一端部与上述LNG储存罐连结而使气态LNG从上述LNG储存罐排出；冷凝用热交换器，该冷凝用热交换器被构成为经过第1-1热媒流动路径的第1-1热媒和经过第1-2热媒流动路径的第1-2热媒相互进行热交换，并且上述第1-1热媒流动路径的一端部与上述气态LNG排出线的另一端部连结；气态LNG所需处供给线，该气态LNG所需处供给线的一端部与上述冷凝用热交换器的第1-1热媒流动路径的另一端部连结，另一端部与多个气态LNG所需处连结；液态LNG排出线，该液态LNG排出线被设置为一端部与上述LNG储存罐连结而使液态LNG从上述LNG储存罐排出；物流仓库用冷热供给部，该物流仓库用冷热供给部被构成为设置于上述液态LNG排出线的另一端部，并通过至少一个以上的负荷用热交换器来吸收上述液态LNG的冷热而将该冷热供给至物流仓库；升温LNG流动线，该升温LNG流动线被设置为使被上述物流仓库用冷热供给部的负荷用热交换器吸收冷热而升温的LNG流动；再液化器，该再液化器为了冷却经过了上述升温LNG流动线的升温LNG而设置；再液化器用制冷器，该再液化器用制冷器被构成为向上述再液化器供给冷却所需的冷热；再液化器用LNG回收线，该再液化器用LNG回收线被设置为将上述再液化器与上述LNG储存罐连结而使经过了上述再液化器的LNG被回收至上述LNG储存罐；气态LNG回收线，该气态LNG回收线被构成为具有与上述气态LNG排出线连结的第2-1端部、与上述冷凝用热交换器的第1-1热媒流动路径的另一端部连结的第2-2端部、以及与上述再液化器连结的第2-3端部，并且上述第2-1端部、上述第2-2端部和上述第2-3端部相互连通；高温冷却槽，该高温冷却槽储存高温的冷却水；低温冷却槽，该低温冷却槽储存低温的冷却水；辅助冷热供给部，该辅助冷热供给部将上述低温冷却槽的低温的冷却水当做冷凝热源使用而向上述物流仓库用冷热供给部供给辅助性冷热，并且将当做冷凝热源使用的低温的冷却水向上述高温冷却槽返运；储存槽用冷却水循环配管，该储存槽用冷却水循环配管为了将上述高温冷却槽的高温的冷却水向上述低温冷却槽移送而设置；发电用蒸发器，该发电用蒸发器被构成为通过经过上述储存槽用冷却水循环配管的高温的冷却水而使发电用冷媒蒸发膨胀；发电用冷媒循环配管，该发电用冷媒循环配管被设置为使上述发电用冷媒在上述冷凝用热交换器的第1-2热媒流动路径和上述发电用蒸发器循环以使上述发电用冷媒经过上述第1-2热媒流动路径的过程中被冷凝并且经过上述发电用蒸发器的过程中被蒸发膨胀；发电用冷媒循环泵，该发电用冷媒循环泵被设置于上述发电用冷媒循环配管；涡轮发电机，该涡轮发电机被设置于上述发电用蒸发器的后端与上述冷凝用热交换器的前端之间的上述发电用冷媒循环配管，并通过上述发电用冷媒来发电；第1控制阀，该第1控制阀被设置于上述气态LNG排出线与上述冷凝用热交换器的第1-1热媒流动路径之间；第2控制阀，该第2控制阀被设置于上述气态LNG排出线与上述气态LNG回收线之间；第3控制阀，该第3控制阀被设置于上述冷凝用热交换器的第1-1热媒流动路径与上述气态LNG所需处供给线之间；以及第4控制阀，该第4控制阀被设置于上述冷凝用热交换器的第1-1热媒流动路径与上述气态LNG回收线之间。

在上述用于回收LNG气化工序中产生的LNG低温废热的LNG最佳控制再液化系统中，优选上述再液化器用制冷器被控制为向上述再液化器供给冷热或者不供给冷热；上述液态LNG沿着上述液态LNG排出线、上述物流仓库用冷热供给部的负荷用热交换器、上述升温LNG流动线、上述再液化器以及上述再液化器用LNG回收线流动，并且能够因上述再液化器用制冷器的驱动停止而即便经过上述再液化器也不会被冷却；上述第1控制阀、第2控制阀、第3控制阀以及第4控制阀的开闭，按照供给至上述气态LNG所需处的气态LNG的流量、上述涡轮发电机的驱动与否、以及上述LNG储存罐的压力来控制。

如上所述，在本发明中，将少量的LNG通过气态LNG所需处供给线而供给至所需处，此时为了能够在LNG储存罐内供给足够量的气态LNG，使液态LNG通过物流仓库用冷热供给部的负荷用热交换器来排出冷热，并由此使液态LNG的温度上升或者使液态LNG气化，能够将这样升温或气化的LNG供给至气态LNG所需处供给线，从而能够扩大LNG的冷热利用和普及。

另外，在本发明中，通过对液态LNG和气态LNG的流动量进行最佳控制再液化，能够将LNG气化工序中产生的LNG的低温废热经济性地回收。

附图说明

图1是本发明的一实施例所涉及的用于回收LNG气化工序中产生的LNG低温废热的LNG最佳控制再液化系统的示意图。

图2至图5是用于说明本系统的动作状态的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明，以使本发明所述技术领域中具有常规知识的人员能够容易实施。然而，本发明能够以各种不同的方式实现，并不限于在此描述的实施例。并且，为了明确说明本发明，在附图中省略与说明无关的部分，并在说明书全文中对类似的部分标注类似的附图标记。

在说明书全文中，在描述某一部分“包括”某一构成要素时，若没有特别相反的记载，则表示并不是将其它构成要素除外，而是还可以包括其它构成要素。

在上文以及下文中的制冷剂的具体种类仅仅为一个实施例，能够根据实施例使用不同种类的制冷剂。

在本实施例中，配管或者线等表示引导流体的流动的配管线，对于设置于配管或者线的泵、阀等，即使没有另行说明也应理解为配管的一部分。

在上文以及下文中的LNG定义为气态LNG和液态LNG的统称，像BOG、NG气体等那样的气体状态的LNG称为气态LNG，液体状态的LNG或者被液化的LNG称为液态LNG。

图1是本发明的一实施例所涉及的用于回收LNG气化工序中产生的LNG低温废热的LNG最佳控制再液化系统的示意图。

LNG存储罐100中储存有LNG。在本实施例中，利用罐车来搬运LNG而向LNG储存罐100填充LNG。

在LNG储存罐100的内部的下部中，LNG以约-160～-130℃的液体状态储存。

LNG储存罐100的内部的上部由像BOG气体那样的气态LNG填充。

能够从这样的LNG储存罐100将气态LNG和液态LNG分别排出。

为了从LNG储存罐100排出气态LNG，设置有气态LNG排出线110。

气态LNG排出线110其一端部与LNG储存罐100连结而使气态LNG从LNG存储罐110排出。

另外，为了从LNG存储罐100排出液态LNG而设置有液态LNG排出线160。

液态LNG排出线160被配置为一端部与LNG存储罐100连结而使液态LNG从LNG存储罐排出。

在液态LNG排出线160的另一端部依次设置有物流仓库用冷热供给部200的第1负荷用热交换器201及第2负荷用热交换器202。

第1负荷用热交换器201及第2负荷用热交换器202吸收液态LNG的冷热，物流仓库用冷热供给部200被设置为将吸收的该冷热供给至物流仓库。

对于物流仓库用冷热供给部200，在下文中描述。

因此，经过第1、第2负荷用热交换器201、202的液态LNG，通过释放冷热而其温度上升，从而该液态LNG的一部分或者全部能够气化。

在第1、第2负荷用热交换器201、202的后端设置有升温LNG流动线170，引导被物流仓库用冷热供给部200的负荷用热交换器201、202吸收冷热而升温的LNG向再液化器180流动。

在升温LNG流动线170的后端设置有再液化器180。

再液化器180是为了冷却经过升温LNG流动线170的升温LNG而使气态LNG液化或者使高温度的液态LNG冷却成低温度的液态LNG而设置的。但如下所述，在本实施例的控制方式中，再液化器180的运转时间需要最小化。

即，再液化器180使气态LNG或者高温度的液态LNG冷却，从而使气态LNG液化成液态LNG或者使高温度的液态LNG冷却成低温度的液态LNG。

为了将用于冷却的冷热供给至这样的再液化器180而设置有再液化器用制冷器181。

再液化器用制冷器181可以与再液化器180一体化或者与再液化器180单独设置。

在再液化器180中冷却的LNG通过再液化器用LNG回收线190被回收至LNG储存罐100。即，再液化器用LNG回收线190被设置为将再液化器180与LNG储存罐100连结。

如上所述，液态LNG沿着液态LNG排出线160、物流仓库用冷热供给部200的第1、第2负荷用热交换器201、202、升温LNG流动线170、再液化器180、以及再液化器用LNG回收线190流动。

此时，本系统基本上以气态LNG生成模式驱动，在该模式中，再液化器用制冷器181的驱动停止，从而LNG即便经过180也不会被冷却。即，在本系统中，再液化器180的驱动停止从而液态LNG将冷热排出至物流仓库用冷热供给部200的第1、第2负荷用热交换器201、202而转换成气态LNG的模式是基本的动作模式。

即，本系统以再液化器用制冷器181的驱动被自制的方式驱动。

当然在本实施例中，再液化器用制冷器181被控制成若LNG储存罐100的压力上升过多则进行运转而供给冷热。

如上所述，本实施例的再液化器用制冷器181及再液化器180被选择性地控制成向液态LNG的循环配管供给冷热或者不供给冷热。

另一方面，在气态LNG排出线110的另一端部分别连结有冷凝用热交换器120和气态LNG回收线140。

冷凝用热交换器120被构成为使经过第1-1热媒流动路径的第1-1热媒和经过第1-2热媒流动路径的第1-2热媒相互进行热交换，第1-1热媒流动路径的一端部与气态LNG排出线110的另一端部连结。

因此，在冷凝用热交换器120的第1-1热媒流动路径中流动有经过气态LNG排出线110的气态LNG。另外，在冷凝用热交换器120的第1-1热媒流动路径流动的气态LNG与在第1-2热媒流动路径流动的第1-2热媒进行热交换而升温至所需温度。

另外，气态LNG回收线140被构成为具有与气态LNG排出线110连结的第2-1端部、与冷凝用热交换器120的第1-1热媒流动路径的另一端部连结的第2-2端部、以及与再液化器180连结的第2-3端部，并且第2-1端部、第2-2端部以及第2-3端部相互连通。

因此，对于气态LNG回收线140而言，气态LNG从气态LNG排出线110或者冷凝用热交换器120的第1-1热媒流动路径流入并向再液化器180流出。

即，气态LNG回收线140是将气态LNG送往再液化器180而使气态LNG液化的部件，仅在LNG储存罐100的压力上升过多的情况下为了使气态LNG的一部分液化而使用。

另外，在冷凝用热交换器120的第1-1热媒流动路径的另一端部不仅连结有气态LNG回收线140的第2-2端部，还连结有与多个气态LNG所需处连结的气态LNG所需处供给线130。

气态LNG所需处供给线130是为了将气态LNG供给至所需处而设置的。

在气态LNG所需处供给线130设置有以比例控制方式向各所需处供给气态LNG的多个比例控制阀130-1、130-2、130-3、130-4、130-5、130-6、130-7。

而且，作为气态LNG的所需处可以例示如下：1)用于去除冷冻或者冷藏物流仓库所具备的蒸发器的霜层的除霜水生成用，2)用于工厂的供热水、温水等的热源131-2，3)位于办公室及研究所的燃气热泵(GHP)的热源131-3，4)物流中心内的应急发电机驱动用131-4，5)城市燃气配管，6)物流中心的周围工厂131-6，7)燃料电池的燃料用131-7等。

另一方面，在气态LNG排出线110与冷凝用热交换器120的第1-1热媒流动路径之间设置有第1控制阀111，在气态LNG排出线110与气态LNG回收线140之间设置有第2控制阀112，在冷凝用热交换器120的第1-1热媒流动路径与气态LNG所需处供给线130之间设置有第3控制阀113，在冷凝用热交换器120的第1-1热媒流动路径与气态LNG回收线140之间设置有第4控制阀114。

对于第1控制阀111、第2控制阀112、第3控制阀113以及第4控制阀114，其开闭按照供给至气态LNG所需处的气态LNG的流量、后述的涡轮发电机的驱动与否、LNG储存罐的压力等被控制，从而变更流路等。

以下，对向包括冷冻冷藏物流仓库在内的各种物流仓库供给冷热的物流仓库用冷热供给部200进行说明。

在第1负荷用热交换器201中，约-160℃的LNG升温至约-100℃而排出冷热，在第2负荷用热交换器202中，约-100℃的LNG升温至约-60℃而排出冷热。

如上所述，为了与经过第1负荷用热交换器201的LNG进行热交换而将冷热传递至物流仓库，设置有第1制冷剂循环配管。

第1制冷剂循环配管构成在第1负荷用热交换器201、第1制冷剂储存罐211、第1制冷剂循环泵212、第1-1热交换器213以及第1负荷用热交换器201循环的配管。

在本实施例中，第1制冷剂为丙烷(R-290)，在刚要流入第1负荷用热交换器201时，第1制冷剂的温度是-70℃，在刚从第1负荷用热交换器201流出时，第1制冷剂的温度是-80℃。这与刚要流入第1-1热交换器213时的第1制冷剂的温度是-80℃，刚从第1-1热交换器213流出时的第1制冷剂的温度是-70℃是相同含义。

这样的第1制冷剂是为了从LNG中提取最冷的冷热而设置的。

经由第1-1热交换器213，在第1制冷剂循环配管连结有第1辅助制冷剂循环配管。

第1辅助制冷剂循环配管构成在第1-1热交换器213、第1辅助制冷剂储存罐221、第1辅助制冷剂循环泵222、第1单元冷却器223以及第1-1热交换器213循环的配管。

在本实施例中，第1辅助制冷剂作为二次制冷剂可以采用R-407c、R-507a等，在刚要流入第1-1热交换器213时，第1辅助制冷剂的温度是-65℃，刚从第1-1热交换器213流出时，第1辅助制冷剂的温度是-75℃。这与刚要流入第1单元冷却器223时的第1辅助制冷剂的温度是-75℃，刚从第1单元冷却器223流出时的第1辅助制冷剂的温度是-65℃是相同含义。

这样的第1单元冷却器223当做用于冷却物流仓库的内部的第1辅助制冷剂的负荷使用，是冷热负荷的一种。

即，多个第1单元冷却器223能够向物流仓库中的冰淇淋储存仓库、F级冰箱、SF级冰箱(超低温用)、加工工厂冰箱、极低温研究室等供给冷热。

如上所述，第1制冷剂循环配管经由第1辅助制冷剂循环配管向物流仓库传递最冷的冷热。

为了与经过第2负荷用热交换器202的LNG进行热交换而向物流仓库传递冷热，设置有第2制冷剂循环配管。

第2制冷剂循环配管构成在第2负荷用热交换器202、第2制冷剂储存罐231、第2制冷剂循环泵232、第2单元冷却器233以及第2负荷用热交换器202循环的配管。

在本实施例中，第2制冷剂可以采用二氧化碳(CO₂)、R-407c、R-507a等，在刚要流入第2负荷用热交换器202时，第2制冷剂的温度是-10℃，刚从第2负荷用热交换器202流出时，第2制冷剂的温度是-15℃。即，刚要流入第2单元冷却器233时的第2制冷剂的温度是-15℃，刚从第2单元冷却器233流出时的第2制冷剂的温度是-10℃。

这样的第2单元冷却器233当做用于冷却物流仓库的内部的第1辅助制冷剂的负荷使用，是冷热负荷的一种，多个第2单元冷却器233能够向物流仓库中的文件保管仓库、加工工厂的空调、C2级冰箱等供给冷热。

如上所述，第2制冷剂循环配管直接向物流仓库供给冷热。

另一方面，为了使本系统更经济地运转，设置有冷却水储存槽450和辅助冷热供给部400。

冷却水储存槽450具备储存低温的冷却水的低温冷却槽451、和储存高温的冷却水的高温冷却槽452。

辅助冷热供给部400被构成为将低温冷却槽451的低温的冷却水当做冷凝热源使用，向物流仓库用冷热供给部200供给辅助性冷热，并且当做冷凝热源使用的低温的冷却水向高温冷却槽452返运。

作为辅助冷热供给部400分别设置有第1-2制冷剂循环部、第1冷却水循环部、第2-2制冷剂循环部以及第2冷却水循环部。

第1-2制冷剂循环部由第1-2制冷剂储存罐411、第1-2制冷剂循环配管412以及第1单元冷却器223构成。

第1-2制冷剂储存罐411储存有第1-2制冷剂。

为了供给并回收储存于第1-2制冷剂储存罐411的第1-2制冷剂而设置有第1-2制冷剂循环配管412，而且在第1-2制冷剂循环配管412连结有第1单元冷却器223来作为用于冷却物流仓库内部的第1制冷剂的负荷。

即，第1单元冷却器223在与第1-2制冷剂循环部连结的同时还与第1辅助制冷剂循环配管连结，从而能够供给第1-2制冷剂或者第1辅助制冷剂。

为了冷却当做第1-2制冷剂循环部的制冷剂使用的第1-2制冷剂而设置有第1冷却水循环部。

第1冷却水循环部由第1水冷式冷冻机431、第1冷却水循环配管432以及冷却水储存槽450构成。

第1水冷式冷冻机431接受储存于第1-2制冷剂储存罐411的第1-2制冷剂的供给而使该第1-2制冷剂冷却后，将第1-2制冷剂向第1-2制冷剂储存罐411返运。

这样的第1水冷式冷冻机431执行针对第1-2制冷剂的压缩及冷凝工序，尤其是作为冷凝热源利用冷却水。即，第1水冷式冷冻机431为了进行制冷剂的压缩及冷凝，尤其是为了进行冷凝而需要冷却水的持续性的补给。

第1冷却水循环配管432为了被当做第1水冷式冷冻机431的冷凝热源利用而供给冷却水，并为了将当做冷凝热源利用的冷却水回收至冷却水储存槽450而具备。

第1水冷式冷冻机431在利用低温冷却槽451中的冷却水之后向高温冷却槽452返运。

第2-2制冷剂循环部由第2-2制冷剂储存罐421、第2-2制冷剂循环配管422、以及第2单元冷却器233构成。

在第2-2制冷剂储存罐421储存有第2-2制冷剂。

为了供给并回收储存于第2-2制冷剂储存罐421的第2-2制冷剂而设置有第2-2制冷剂循环配管422，而且在第2-2制冷剂循环配管422连结有第2单元冷却器233来作为用于冷却物流仓库内部的第2-2制冷剂的负荷。

为了将当做第2-2循环部的制冷剂使用的第2-2制冷剂冷却而设置有第2冷却水循环部。

第2冷却水循环部由第2水冷式冷冻机441、第2冷却水循环配管442、以及冷却水储存槽450构成。

第2水冷式冷冻机441接受储存于第2-2制冷剂储存罐421的第2-2制冷剂的供给而使该第2-2制冷剂冷却之后，将该第2-2制冷剂向第2-2制冷剂储存罐421返运。

这样的第2水冷式冷冻机441执行针对第2-2制冷剂的压缩及冷凝工序，尤其是作为冷凝热源利用冷却水。即，第2水冷式冷冻机441需要冷却水的持续性的补给。

第2冷却水循环配管442为了被当做第2水冷式冷冻机441的冷凝热源利用而供给冷却水，并为了将当做冷凝热源使用的冷却水回收至冷却水储存槽450而设置。

即，第2水冷式冷冻机441在利用低温冷却槽451中的冷却水之后向高温冷却槽452返运。

另一方面，在第1水冷式冷冻机431设置有第1冷冻机用制冷剂循环配管433，该第1冷冻机用制冷剂循环配管433用于在接受储存于第1制冷剂储存罐211的第1制冷剂的供给而使该第1制冷剂冷却之后，将该第1制冷剂向第1制冷剂储存罐211返运。

而且，在第2水冷式冷冻机441设置有第2冷冻机用制冷剂循环配管443，该第2冷冻机用制冷剂循环配管443用于在接受储存于第2制冷剂储存罐231的第2制冷剂的供给而使该第2制冷剂冷却之后，将该第2制冷剂冷却向第2制冷剂储存罐231返运。

另一方面，在冷却水储存槽450设置有储存槽用冷却水循环配管453。

储存槽用冷却水循环配管453为了将高温冷却槽452的高温的冷却水向低温冷却槽451移送而设置。

另外，设置有被构成为通过经过储存槽用冷却水循环配管453的高温的冷却水而使发电用制冷剂蒸发膨胀的发电用蒸发器320。

因此，储存槽用冷却水循环配管453将高温冷却槽452的高温的冷却水供给至发电用蒸发器320以当做蒸发热源使用，并将经过发电用蒸发器320的过程中冷却的冷却水回收至低温冷却槽451。

为了使发电用制冷剂经过冷凝用热交换器120的第1-2热媒流动路径的过程中冷凝并经过发电用蒸发器320的过程中蒸发膨胀，而设置有发电用制冷剂循环配管330以便于发电用制冷剂在冷凝用热交换器120的第1-2热媒流动路径和发电用蒸发器320循环。

在发电用制冷剂循环配管330设置有用于使发电用制冷剂循环的发电用制冷剂循环泵331。

而且，在发电用蒸发器320的后端与冷凝用热交换器120的前端之间的发电用制冷剂循环配管330设置有涡轮发电机310，涡轮发电机310通过发电用制冷剂来产生电力。

最终，发电用制冷剂循环配管330被形成为使发电用制冷剂在冷凝用热交换器120、发电用制冷剂循环泵331、发电用蒸发器320、涡轮发电机310以及冷凝用热交换器120循环。

另外，发电用制冷剂在冷凝用热交换器120中将气态LNG当做冷凝热源利用而被冷凝，并且在发电用蒸发器320中将经过储存槽用冷却水循环配管453的高温的冷却水当做蒸发热源利用而被蒸发，像这样蒸发膨胀的发电用制冷剂经过涡轮发电机310的过程中使涡轮发电机310旋转并产生电力。

另外，由此冷凝用热交换器120将气态LNG升温至适于所需处的温度，而且发电用蒸发器320将高温冷却槽452的高温的冷却水转换成低温的冷却水。

另一方面，在本实施例中，作为为了将冷热供给至再液化器180而准备的再液化器用制冷器181，采用了斯特林制冷器181。

斯特林制冷器(stirling cooler)是利用理想气体(通常利用H或He)的压缩或膨胀时从气体向周围释放热或者吸收热的热力学性质而在低温部(膨胀空间)向高温部(压缩空间)抽吸热的机器。

为了接受斯特林制冷器181中产生的冷热即从斯特林制冷器181的低温部接受冷热而将该冷热传递至再液化器180而设置了热管182。

即，热管182被配置为一端部从斯特林制冷器181的低温部接受冷热，并在另一端部向再液化器180供给用于液化的冷热。这样的配置不利用制冷剂而仅通过热管的配置来传递冷热，其结构非常简单。

这样的斯特林制冷器181在冷却过程中在低温部供给冷热(即，吸收热)，另一方面在高温部向外部释放热。如上所述，能够将在冷却过程中向外部释放的废热181a当做发电用蒸发器320的蒸发热源使用而生产额外的电力。

作为再液化用制冷器181能够根据实施例使用多级或者涡轮压缩膨胀极低温冷冻机，而且作为制冷剂能够采用氦、氢、氮、氧、碳化氢制冷剂等。

对如上所述的本系统的动作进行说明。

图2至图5是用于说明本系统的动作状态的流程图。

图2至图5示出了液态LNG和气态LNG的流程图。

在图2中，仅液态LNG被排出而流动，气态LNG并不被排出。因此，第1控制阀111、第2控制阀112、第3控制阀113、第4控制阀114全部为关闭状态。

在图2中，LNG储存罐100作为将由液态LNG转换而成的气态LNG储存的缓冲罐而发挥作用。即，再液化器180不运转，并且液态LNG转换成气态LNG。

这可以被视为以无论何时均能够充分排出气态LNG的方式进行准备的步骤。

但是若LNG储存罐100的压力上升过多，则再液化用制冷器181将运转。

在图3中，液态LNG和气态LNG均被排出，第2控制阀112、第4控制阀114为关闭状态，第1控制阀111和第3控制阀113为打开状态。

而且，在图3中，基本上再液化器180不运转。

因此，液态LNG经过负荷用热交换器201、202的过程中被气化，这样气化而产生的大量的气态LNG被排出并经过冷凝用热交换器120的过程中升温后，通过气态LNG所需处供给线130而向各所需处供给。

在该状态下，液态LNG转换成气态LNG的量和所排出的气态LNG的量能够达到均衡，因此是最优选状态，而且大部分的动作是交替图2和图3的状态而执行的。

在图4中，液态LNG和气态LNG均被排出，第4控制阀114为关闭状态，第1控制阀111、第2控制阀112、第3控制阀113为打开状态。

因此，液态LNG经过负荷用热交换器201、202的过程中被气化，这样气化而产生的大量的气态LNG被排出，并且气态LNG的一部分经过冷凝用热交换器120的过程中被升温，之后通过气态LNG所需处供给线130向各所需处供给，而另外的气态LNG的一部分向再液化器180移送而再液化。

此时，第1控制阀111、第2控制阀112优选被比例控制。

在图5中，液态LNG和气态LNG均被排出，第2控制阀112、第3控制阀113为关闭状态，第1控制阀111、第4控制阀114为打开状态。

因此，液态LNG经过负荷用热交换器201、202的过程中被气化，这样气化而产生的大量的气态LNG从LNG储存罐110被排出，并且气态LNG经过冷凝用热交换器120的过程中被升温，之后向再液化器180移送使其进行再液化。

这是表示气态LNG无需向气态LNG所需处供给而是利用涡轮发电机310来发电的状态时。

如上所述，本系统通过冷凝用热交换器120加热气态LNG后向各种气态LNG所需处供给，此时为了提高LNG储存罐100中液态LNG的向气态LNG的转换率而使液态LNG通过物流仓库用冷热供给部的第1、第2负荷用热交换器201、202而排出冷热，由此使液态LNG的温度上升或者使液态LNG气化而使足够量的气态LNG供给至气态LNG所需处。

另外，物流仓库用冷热供给部200利用因液态LNG的气化而产生的冷热来向物流仓库供给冷热，从而能够运行冷藏冷冻物流仓库，而且使用在气态LNG的升温过程中产生的冷热和在辅助冷热供给部产生的高温的冷却水，使得在涡轮发电机产生电力从而能够实现最佳化的能源回收。

这样的系统能够在各个地区建设足够的大小的LNG储存罐并由该LNG储存罐向所需处排出少量的气态LNG，另一方面能够积极使用液态LNG中被废弃的冷热，由此能够扩大LNG的普及，最有效地利用再生能源。

上述的本发明的描述是用于例示的，持有本发明所属的技术领域的常规知识的人员应当能够理解能够在不变更本发明的技术构思或者必要特征的情况下容易变更为其它具体的方式。因此，应理解在上文中记载的实施例在所有方面上都仅仅是例示性的，而非限定性的。例如，以单一形式描述的各构成要素能够分散地实施，同样也能够将分散地描述的构成要素以结合的方式实施。

本发明的范围由随附的权利要求书来体现，而不是由上述具体描述来体现，并且应解释为根据权利要求书的含义及范围及其等同概念导出的所有变更或者变形的方式均包含在本发明的范围内。

产业上的可利用性

根据本发明，能够用于在LNG气化工序中产生的LNG低温废热的回收。

Claims (2)

1.一种用于回收LNG低温废热的LNG最佳控制再液化系统，其特征在于，包括：

LNG储存罐，该LNG储存罐储存LNG；

气态LNG排出线，该气态LNG排出线被设置为一端部与所述LNG储存罐连结而使气态LNG从所述LNG储存罐排出；

冷凝用热交换器，该冷凝用热交换器被构成为经过第1-1热媒流动路径的第1-1热媒和经过第1-2热媒流动路径的第1-2热媒相互进行热交换，并且所述第1-1热媒流动路径的一端部与所述气态LNG排出线的另一端部连结；

气态LNG所需处供给线，该气态LNG所需处供给线的一端部与所述冷凝用热交换器的第1-1热媒流动路径的另一端部连结，另一端部与多个气态LNG所需处连结；

液态LNG排出线，该液态LNG排出线被设置为一端部与所述LNG储存罐连结而使液态LNG从所述LNG储存罐排出；

物流仓库用冷热供给部，该物流仓库用冷热供给部被构成为设置于所述液态LNG排出线的另一端部，并通过至少一个以上的负荷用热交换器来吸收所述液态LNG的冷热而将该冷热供给至物流仓库；

升温LNG流动线，该升温LNG流动线被设置为使被所述物流仓库用冷热供给部的负荷用热交换器吸收冷热而升温的LNG流动；

再液化器，该再液化器为了冷却经过了所述升温LNG流动线的升温LNG而设置；

再液化器用制冷器，该再液化器用制冷器被构成为向所述再液化器供给冷却所需的冷热；

再液化器用LNG回收线，该再液化器用LNG回收线被设置为将所述再液化器与所述LNG储存罐连结而使经过了所述再液化器的LNG被回收至所述LNG储存罐；

气态LNG回收线，该气态LNG回收线被构成为具有与所述气态LNG排出线连结的第2-1端部、与所述冷凝用热交换器的第1-1热媒流动路径的另一端部连结的第2-2端部、以及与所述再液化器连结的第2-3端部，并且所述第2-1端部、所述第2-2端部和所述第2-3端部相互连通；

高温冷却槽，该高温冷却槽储存高温的冷却水；

低温冷却槽，该低温冷却槽储存低温的冷却水；

辅助冷热供给部，该辅助冷热供给部将所述低温冷却槽的低温的冷却水当做冷凝热源使用而向所述物流仓库用冷热供给部供给辅助性冷热，并且将当做冷凝热源使用的低温的冷却水向所述高温冷却槽返运；

储存槽用冷却水循环配管，该储存槽用冷却水循环配管为了将所述高温冷却槽的高温的冷却水向所述低温冷却槽移送而设置；

发电用蒸发器，该发电用蒸发器被构成为通过经过所述储存槽用冷却水循环配管的高温的冷却水而使发电用冷媒蒸发膨胀；

发电用冷媒循环配管，该发电用冷媒循环配管被设置为使所述发电用冷媒在所述冷凝用热交换器的第1-2热媒流动路径和所述发电用蒸发器循环以使所述发电用冷媒经过所述第1-2热媒流动路径的过程中被冷凝并且经过所述发电用蒸发器的过程中被蒸发膨胀；

发电用冷媒循环泵，该发电用冷媒循环泵被设置于所述发电用冷媒循环配管；

涡轮发电机，该涡轮发电机被设置于所述发电用蒸发器的后端与所述冷凝用热交换器的前端之间的所述发电用冷媒循环配管，并通过所述发电用冷媒来发电；

第1控制阀，该第1控制阀被设置于所述气态LNG排出线与所述冷凝用热交换器的第1-1热媒流动路径之间；

第2控制阀，该第2控制阀被设置于所述气态LNG排出线与所述气态LNG回收线之间；

第3控制阀，该第3控制阀被设置于所述冷凝用热交换器的第1-1热媒流动路径与所述气态LNG所需处供给线之间；以及

第4控制阀，该第4控制阀被设置于所述冷凝用热交换器的第1-1热媒流动路径与所述气态LNG回收线之间。

2.根据权利要求1所述的用于回收LNG低温废热的LNG最佳控制再液化系统，其特征在于，

所述再液化器用制冷器被控制为向所述再液化器供给冷热或者不供给冷热；

所述液态LNG沿着所述液态LNG排出线、所述物流仓库用冷热供给部的负荷用热交换器、所述升温LNG流动线、所述再液化器以及所述再液化器用LNG回收线流动，并且能够因所述再液化器用制冷器的驱动停止而即便经过所述再液化器也不会被冷却；

所述第1控制阀、第2控制阀、第3控制阀以及第4控制阀的开闭，按照供给至所述气态LNG所需处的气态LNG的流量、所述涡轮发电机的驱动与否、以及所述LNG储存罐的压力来控制。