CN108700372A - 冷却蒸发气体的方法及其装置 - Google Patents

冷却蒸发气体的方法及其装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108700372A
CN108700372A CN201780013219.7A CN201780013219A CN108700372A CN 108700372 A CN108700372 A CN 108700372A CN 201780013219 A CN201780013219 A CN 201780013219A CN 108700372 A CN108700372 A CN 108700372A
Authority
CN
China
Prior art keywords
smr
streams
heat exchanger
cooling
lng
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780013219.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108700372B (zh
Inventor
尼古拉·费尔巴布
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LGE IP Management Co Ltd
Original Assignee
Babcock IP Management Number One Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB1603403.5A external-priority patent/GB201603403D0/en
Priority claimed from GBGB1604392.9A external-priority patent/GB201604392D0/en
Priority claimed from GBGB1610641.1A external-priority patent/GB201610641D0/en
Application filed by Babcock IP Management Number One Ltd filed Critical Babcock IP Management Number One Ltd
Publication of CN108700372A publication Critical patent/CN108700372A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108700372B publication Critical patent/CN108700372B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F25J1/0025—Boil-off gases "BOG" from storages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F25J1/0055—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream originating from an incorporated cascade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0212—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a single flow MCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F25J1/0264—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams
    • F25J1/0265—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams comprising cores associated exclusively with the cooling of a refrigerant stream, e.g. for auto-refrigeration or economizer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0275—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
    • F25J1/0277—Offshore use, e.g. during shipping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0291—Refrigerant compression by combined gas compression and liquid pumping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

本发明特别是对用于LNG再液化的典型单一混合制冷剂(SMR)循环的改进，其允许在混合制冷剂系统中使用成本有效的喷油螺杆压缩机。与典型布置相比，本发明允许复杂性降低、更少的装备件数且资本成本降低。示出了一种使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气体罐的蒸发气体(BOG)流的方法，该方法至少包括在液化热交换器系统中使BOG流与SMR热交换以提供冷却的BOG流的步骤，其中在SMR再循环系统中提供SMR至少包括以下步骤：(a)使用至少一个喷油螺杆压缩机压缩SMR以提供压缩后的SMR流；(b)分离压缩后的SMR流以提供油基流和第一SMR蒸汽流；(c)使第一SMR蒸汽流进入液化热交换器系统中以冷却第一SMR蒸汽流并且提供冷却的第一SMR蒸汽流；(d)从液化热交换器系统中排出冷却的第一SMR蒸汽流；(e)分离冷却的第一SMR蒸汽流以提供液相SMR流和无油SMR蒸汽流；(f)使无油SMR蒸汽流经过液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流；和(g)使冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流，以经过液化热交换器系统以用于与BOG流进行热交换。

Description

冷却蒸发气体的方法及其装置
本发明涉及一种使用单一混合制冷剂(single mixed refrigerant)(SMR)冷却来自诸如浮船上的液化气体罐(诸如，货物罐)的蒸发气体(boil-offgas)(BOG)流的方法及其装置。特别地，但不排它地，该方法是一种用于冷却来自漂浮LNG储存罐的BOG的方法。
传统上，来自装载作为货物的LNG的船舶(通常是LNG运载船)上的液化天然气(LNG)储存罐的蒸发气体已经被用于船舶发动机中，以为船舶提供动力。任何过量的BOG则被认为是“废气”，并且通常被送到气体燃烧单元(GCU)，在那里，过量的BOG通过燃烧被处理。
然而，船舶发动机已经变得越来越高效，因此发动机需要的BOG更少了。这意味着更大比例的BOG被作为废气送到GCU。通过重新液化气体并且将其返回货物罐来减少气体的这种损失变得在经济上有吸引力。
重新液化LNG BOG的标准方法使用单一混合制冷剂(SMR)循环以及混合制冷剂再循环系统中的喷油螺杆压缩机。喷油螺杆压缩机在工业上已经得到很好的证明，并且具有成本效益，因此其在可能的情况下优选使用。然而，喷油螺杆压缩机在压缩过程中也有一定程度的油“携带(carryover)”到SMR中，并且携带油暴露在LNG热交换器所需的最低温度下会固化油并堵塞LNG交换器，导致性能降低，并最终导致系统故障。
因此，压缩后的SMR必须经历至少一个油/气分离步骤和至少一个导致SMR部分冷凝的重要冷却步骤，以提供足够“无油”的流，该流在用作主冷却流之前可以膨胀到低于“油固化”温度的温度。
附图1示出了带有喷油螺杆压缩机的常规SMR循环。来自货物罐的蒸发气体在压缩机(未示出)中被压缩并且通过管道20被送去冷却。压缩的蒸发气体首先在后冷却器14中使用容易获得的环境冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)冷却，之后其在热交换器12中进一步冷却。该预冷却的BOG被送入多流(即，不只两股流)热交换器7(典型地钎焊铝板翅式热交换器(brazed aluminium plate-fin heat exchanger))，在此，其使用SMR再循环系统进行冷却和冷凝。
热交换器12使用经由管道32供应的外部制冷剂(通常为丙烷)，外部制冷剂由单独的制冷剂级联系统13提供。
在SMR再循环系统中，来自制冷剂接收器1的混合制冷剂气体通过管道22流到喷油螺杆压缩机2。SMR气体被压缩到管道23中，之后其进入油分离器3，在油分离器3中大部分油被去除(通过重力和/或过滤)并且被送到管道25中，以由油泵4泵送，由油冷却器5冷却，最后被重新注入到压缩机2中。
来自油分离器3的气体被送入管道24中。这条管道中的气体大部分是无油的，但确实含有一小部分(按重量计，低至百万分之几)的油。管道24中的气体被送入后冷却器6，后冷却器6使用容易获得的冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)。
在后冷却器6的下游，利用与冷凝器11中的冷的外部制冷剂(通常是丙烷)的热交换来对制冷剂气体进行冷凝。该外部制冷剂的冷温度在外部制冷剂级联系统13中产生。管道24中的制冷剂在经过冷凝器11后至少部分冷凝，之后其进入汽-液分离器8以提供汽相和液相。冷凝器11中的冷凝和分离器8(可选地具有一体的或单独的过滤器)中的分离(通常通过重力和可选地过滤)的一个显著特征是，分离器3之后携带的油现在实际上全部处于液相，进入了管道29中，在管道26中留下基本上无油的蒸汽。
管道29中含有油的制冷剂液体通过闪蒸阀(flash valve)9使其压力减小，从而导致部分汽化和温度降低。这一温度不足以引起油的固化(成蜡状或冷冻)。部分汽化的制冷剂液体和油然后可以被送到多流交换器7中，在多流交换器7中，部分汽化的制冷剂液体和油被完全汽化，从而为交换器7中的热流提供部分冷却。同时，管道26中的无油制冷剂蒸汽被直接送入交换器7中，在交换器7中，无油制冷剂蒸汽被大体上冷却。无油制冷剂蒸汽离开交换器7，在管道27中完全或部分地冷凝，之后通过节流阀10将其压力降低，进入管道34中，达到SMR再循环系统中的最低温度，以在交换器7中实现所需的冷却。这为交换器7提供了主冷流。因为管道34中制冷剂的温度将低于油的凝固温度，所以有必要在管道27之前使用交换器11和分离器8将油去除。
管道34中的冷制冷剂被送到交换器7中，在交换器7中冷制冷剂汽化，从而使热流冷却。其与从阀9送来的减压液体和油合并，且合并的制冷剂流作为蒸汽经由管道28离开交换器7，重新进入制冷剂接收器1。
总之，对图1中所示的常规SMR循环中的再液化过程的冷却工作由SMR再循环系统和外部制冷剂级联系统13两者提供。
本发明的一个目的是提供一种用于在没有外部制冷剂级联系统的情况下冷却BOG流的较简单的方法、过程和装置。
因此，根据本发明的第一方面，提供了一种使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气体罐的蒸发气体(BOG)流的方法，至少包括在液化热交换器系统中使BOG流与SMR热交换以提供冷却的BOG流的步骤，
其中在SMR再循环系统中提供SMR至少包括以下步骤：
(a)使用至少一个喷油螺杆压缩机压缩SMR以提供压缩后的SMR流；
(b)分离压缩后的SMR流以提供油基流和第一SMR蒸汽流；
(c)使第一SMR蒸汽流进入液化热交换器系统中以冷却第一SMR蒸汽流并且提供冷却的第一SMR蒸汽流；
(d)从液化热交换器系统中排出冷却的第一SMR蒸汽流；
(e)分离冷却的第一SMR蒸汽流以提供液相SMR流和无油SMR蒸汽流；
(f)使无油SMR蒸汽流经过液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流；和
(g)使冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流，以经过液化热交换器系统以用于与BOG流进行热交换。
SMR是本领域中用来指一系列制冷剂的术语，该一系列制冷剂通常包括一种或更多种烃的混合物，特别地通常包括甲烷、乙烷和丙烷，并且可能地还包括至少丁烷和氮气，可选地具有一种或更多种其它可能的制冷剂，诸如戊烷。用于形成特定SMR的各种成分及其比例是已知的，并且在此不再进一步描述。
“油基流(oil-based stream)”包括已经通过喷油螺杆压缩机的SMR流中的大部分油。第一SMR蒸汽流中的剩余油量可以很小，可选地非常小，但是如上所述仍然很明显。
使如本文所定义的流中的一个或更多个分离可以在任何合适的分离器中进行，其中许多是本领域已知的，并且通常旨在提供至少一种气态流(典型地是在分离器上部处或上部附近可获得的较轻的流)，以及典型地在分离器下端可获得的典型地包括至少一种液相的较重的流。
流的膨胀通过一个或更多个合适的膨胀设备是可能的，这些膨胀设备通常包括阀以及类似物。
这里使用的术语“环境冷却”涉及通常在环境温度下提供的环境冷却介质的使用。这包括海水、淡水、发动机室冷却水和空气以及它们的任何组合，这些介质通常很容易获得以用于为流提供环境冷却。
可选地，第一SMR蒸汽流和/或无油SMR蒸汽流相对于膨胀的最低温度SMR流冷却。
由于已知原因，所有液化气体罐，包括在液化气体运载船、驳船和其他船(包括运输船)上的罐，都会产生或释放蒸发气体。液化气体可以包括那些正常沸点(在1atm下)低于0℃，典型地至少低于-40℃的气体，诸如各种石油或石化气体，并且包括具有低于-160℃的正常沸点的液化天然气(LNG)。
虽然来自液化气体罐的BOG在陆上可能更容易使用，但尤其希望寻求BOG在海上的再液化。然而，海上空间通常有限，尤其是在浮船上，并且降低BOG再液化的复杂性的能力通常可以实现减少所需的资本支出和占地面积。
可选地，BOG来自浮船中的液化货物罐，可选地来自LNG货物罐。
可能地，步骤(a)中的SMR的压缩包括使用一个以上的压缩机，可选地并联或串联的或者并联和串联兼有，以提供压缩后的SMR流。除了使用至少一个喷油螺杆压缩机之外，本发明不受SMR的压缩方法或类型的限制。
液化热交换器系统可以是布置在一个或更多个单元或级中的一个或更多个热交换器的任何形式，并且能够允许两个或更多个流之间的热交换，并且可选地具有至少一个流，该至少一个流与系统的一部分(part)或一部分(portion)中的一个或更多个其它流逆向运行，特别地在BOG流和制冷剂流中的一个之间。
在液化热交换器系统包括多于一个热交换器的情况下，多于一个热交换器可以是串联或并联的，或者是串联和并联的组合，并且多于一个热交换器可以是分离的或联合的或相连的，可选地在单个冷却单元或箱中，并且可选地以提供与BOG流的所需热交换来液化BOG流的一个或更多个单元或级的形式。
液化热交换器系统可以包括布置到一个或更多个连接的区段、单元或级中的双流或多流热交换器的任何合适的布置，可选地，就其中的平均温度而言，其中一个区段、单元或级比另一个区段、单元或级“更温热”。
许多液化热交换器在本领域中是已知的，它们能够成为液化热交换器系统的一部分或提供液化热交换器系统，这些液化热交换器通常包括板翅式、壳管式、板框式、壳板式、线圈缠绕式和印刷电路热交换器或它们的任意组合。
可选地，液化热交换器系统包括多单元液化热交换，该多单元液化热交换包括两个多流热交换器。
替代地，液化热交换器系统包括多单元液化热交换，该多单元液化热交换包括一个多流热交换器和多个双流热交换器。
可选地，本发明中的液化热交换器系统包括一个或更多个板翅式热交换器。
可选地，本发明中的液化热交换器系统包括一个或更多个板翅式热交换器和一个或更多个双流板式(板框或壳板)热交换器的组合。
热交换器通常具有用于每个流的一个或更多个入口点或入口端口，以及用于所述流的一个或更多个出口点或出口端口，在入口点或入口端口和出口点或出口端口之间具有温度梯度或梯度路径。经过热交换器的大多数流通常通过“全部的”热交换器，即从热交换器一端或一侧处的入口点或入口端口到出口点或出口端口，可选地在另一端或另一侧处的出口点或出口端口，但不限于此，以便实现入口和出口之间可能的最大热交换，即沿着温度梯度路径可能的最大温度变化或相变。这样的流已经“彻底地”或“完全地”经过热交换器。
通常通过沿最大可能的温度梯度路径在中等温度或位置处具有入口点或入口端口，或者通过沿温度梯度路径在中等温度处具有出口点或出口端口，或者通过两者，一些流可以仅经过热交换器的局部部分或一定量。这种流仅经过热交换器的一部分。
在本发明中，液化热交换可以以单级或多级布置提供，可选地与液化热交换器系统中的液化热交换器的数量一致，但不限于此，其中多于一个热交换级可设置有单个液化热交换器。
可选地，液化热交换器系统是单个液化热交换器。在一个进一步的选择中，该方法包括在步骤(g)之前使无油SMR蒸汽流部分地经过单个液化热交换器，即，使无油SMR蒸汽流随着热交换在中等温度下进入单个液化热交换器。
在另一个进一步的选择中，该方法包括在步骤(g)之前使无油SMR蒸汽流彻底经过单个液化热交换器。
可选地，在液化热交换器系统是单个液化热交换器的情况下，步骤(d)中从液化热交换器系统中排出冷却的第一SMR蒸汽流可以随着在热交换器中发生的热交换在中等温度下发生，可选地在与用于无油SMR蒸汽流进入液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流的温度相似的温度下进行。
因此，可选地，本发明的步骤(d)包括在液化热交换器系统的最冷的部分之前从液化热交换器系统中排出冷却的第一SMR蒸汽流，即实现通过液化热交换器系统的部分通路。
无油SMR蒸汽流可以在高于、低于、等于或类似于步骤(d)的排出的冷却的第一SMR蒸汽流的温度的温度下(返回)进入液化热交换器系统中。
可选地，无油SMR蒸汽流在与步骤(d)的排出的冷却的第一SMR蒸汽流的温度相似的温度下进入液化热交换器系统中。
替代地，液化热交换器系统可以是多单元液化热交换或多单元液化交换器，包括两个单元，可选地多于两个的单元，并且膨胀的最低温度SMR流经过每个单元。
在由多于一个液化热交换器单元和/或级提供液化热交换的情况下，可选地，第一SMR蒸汽流进入第一单元和/或第一级，并且无油SMR蒸汽流进入第二单元和/或第二级。可替代地，可选地，第一SMR蒸汽流进入第一热交换单元，并且无油SMR蒸汽流进入第一热交换单元和第二热交换单元两者。
在由多于一个液化热交换器单元和/或级提供液化热交换的情况下，也可选地，第一级或较温热级包括多流热交换器(诸如，板翅式热交换器)或者一系列不同的热交换器，可选地串联、并联或两者兼有，其中的至少一个能够冷却第一SMR蒸汽流并且在分离冷却的第一SMR蒸汽流以提供液相SMR流和无油SMR蒸汽流之前提供冷却的第一SMR蒸汽流。
可选地，本发明的方法还包括以下步骤：使步骤(e)的液相SMR流膨胀，并且使膨胀的液相SMR流进入液化热交换器系统中。
可选地，本发明的方法还包括在液化热交换器系统中，进一步可选地，在多级或多单元液化热交换器系统的两级或两个单元之间，将膨胀的液相SMR流与膨胀的最低温度SMR流组合的步骤。
可选地，本发明的方法可替代地还包括在液化热交换器系统之后使膨胀的液相SMR流与膨胀的最低温度SMR流组合的步骤。
本发明的方法提供液化后热交换SMR流或冷却后蒸汽SMR流，用于作为SMR再循环系统的一部分再循环或再利用。该后流可选地是与膨胀的最低温度SMR流组合的膨胀的液相SMR流，该后流在液化热交换器系统内或之后组合。
因此，可选地，本发明的方法还包括使膨胀的最低温度SMR流在液化热交换器之后进行再循环，以提供SMR，典型地提供具有额外的膨胀的液相SMR流的SMR。
可选地，冷凝的SMR流被膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流，该膨胀的最低温度SMR流具有低于压缩SMR的至少一个喷油螺杆压缩机中的油的油固化温度的温度。
在本发明中，意图是，步骤(b)的第一SMR蒸汽流在步骤(e)之前不经历任何外部制冷剂冷却，这样不需要外部制冷剂级联系统。SMR液化热交换器系统本身完全或大体上提供了在无油SMR蒸汽流膨胀回液化热交换器系统中之前冷凝该无油SMR蒸汽流所需的制冷剂冷却。
可选地，BOG流在经过液化热交换器之前也不经历任何外部制冷剂冷却。
这样，膨胀的最低温度SMR流提供第一SMR蒸汽流的冷却，并且优选地，膨胀的最低温度SMR流提供用于冷却BOG流和SMR再循环系统中的所有低于环境的制冷剂冷却工作。
根据本发明的另一方面，提供了一种SMR再循环系统，该SMR再循环系统用于供使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气体罐的蒸发气体(BOG)流的方法使用，该方法至少包括在液化热交换器系统中使BOG流与SMR热交换以提供冷却的BOG流的步骤，
其中在SMR再循环系统中提供SMR至少包括以下步骤：
(a)使用至少一个喷油螺杆压缩机压缩SMR以提供压缩后的SMR流；
(b)分离压缩后的SMR流以提供油基流和第一SMR蒸汽流；
(c)使第一SMR蒸汽流进入液化热交换器系统中以冷却第一SMR蒸汽流并且提供冷却的第一SMR蒸汽流；
(d)从液化热交换器系统中排出冷却的第一SMR蒸汽流；
(e)分离冷却的第一SMR蒸汽流以提供液相SMR流和无油SMR蒸汽流；
(f)使无油SMR蒸汽流经过液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流；和
(g)使冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流，以经过液化热交换器系统以用于与BOG流进行热交换。
可选地，SMR再循环系统用于冷却来自浮船中的液化货物罐(可选地LNG货物罐)中的BOG。
可选地，SMR再循环系统用于与本文限定的液化热交换器系统一起使用。
可选地，SMR再循环系统还包括如本文关于冷却BOG流的方法所描述的一个或更多个进一步的步骤。
意图是，本发明的SMR再循环系统能够为冷却来自液化气体罐的以及在SMR再循环系统中的蒸发气体流提供所有低于环境的制冷剂冷却工作。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于冷却来自液化气体罐的蒸发气体(BOG)流的装置，包括如本文所限定的单一混合制冷剂(SMR)再循环系统和用于与BOG流进行热交换的液化热交换器。
根据本发明的另一方面，提供了一种综合设计船的方法，该方法具有使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气体罐的蒸发气体(BOG)流的方法，该冷却方法至少包括在液化热交换器系统中使BOG流与SMR热交换以提供冷却的BOG流的步骤，包括选择SMR再循环系统的步骤，该步骤至少包括以下步骤：
其中在SMR再循环系统中提供SMR至少包括以下步骤：
(a)使用至少一个喷油螺杆压缩机压缩SMR以提供压缩后的SMR流；
(b)分离压缩后的SMR流以提供油基流和第一SMR蒸汽流；
(c)使第一SMR蒸汽流进入液化热交换器系统中以冷却第一SMR蒸汽流并且提供冷却的第一SMR蒸汽流；
(d)从液化热交换器系统中排出冷却的第一SMR蒸汽流；
(e)分离冷却的第一SMR蒸汽流以提供液相SMR流和无油SMR蒸汽流；
(f)使无油SMR蒸汽流经过液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流；和
(g)使冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流，以经过液化热交换器系统以用于与BOG流进行热交换。
根据本发明的另一方面，提供了一种综合设计SMR再循环系统的方法，该SMR再循环系统用于供冷却来自液化气体罐的蒸发气体(BOG)流的方法使用，该方法包括与本文所描述的相同或相似的步骤。
根据本发明的还有的另一方面，提供了一种设计使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气体罐的蒸发气体(BOG)流的过程的方法，该方法包括与本文所描述的相同或相似的步骤。
根据本发明的还有的另一方面，提供了一种设计SMR再循环系统的方法，该SMR再循环系统用于供冷却来自液化气体罐的蒸发气体(BOG)流的方法使用，该方法包括与本文所描述的相同或相似的步骤。
本文所讨论的设计方法可以结合计算机辅助过程，以用于将相关操作装备和控制结合到整个船构造中，并且可以将相关成本、操作参数的能力结合到方法和设计中。本文描述的方法可以编码到适于在计算机上读取和处理的介质上。例如，执行本文所描述的方法的代码可以编码到可由个人或大型计算机读取和复制到个人或大型计算机的磁性或光学介质上。然后，这些方法可以由设计工程师使用这样的个人或大型计算机来执行。
现在将仅通过示例的方式并且参考所附示意图来描述本发明的实施方案和示例，在附图中：
图1是使用现有技术SMR系统冷却BOG流的现有技术方法的示意图；
图2示出了根据本发明的一般实施方案的使用SMR系统冷却BOG流的方法的示意图；
图3示出了根据本发明的第一实施方案的使用SMR系统冷却BOG流的方法的示意图；
图4示出了根据本发明的第二实施方案的使用SMR系统冷却BOG流的方法的示意图；
图5示出了根据本发明的第三实施方案的使用SMR系统冷却BOG流的方法的示意图；
图6示出了根据本发明的第四实施方案的使用SMR系统冷却BOG流的方法的示意图；
图7示出了根据本发明的第五实施方案的使用SMR系统冷却BOG流的方法的示意图；
图8示出了根据本发明的第六实施方案的使用SMR系统冷却BOG流的方法的示意图；和
图9示出了根据本发明的第七实施方案的使用SMR系统冷却BOG流的方法的示意图。
在相关的情况下，在不同的附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的特征。
图1是上文描述的现有技术布置，其需要基于级联系统13的外部制冷剂回路和装置，以使用SMR再循环系统和喷油螺杆压缩机2实现对压缩的BOG的再液化。
图2示出了根据本发明的一般实施方案的冷却来自液化气体罐的蒸发气体流的方法，该方法使用单一混合制冷剂(SMR)并且至少包括在液化热交换器系统中使BOG流与SMR热交换以提供冷却的BOG流的步骤，并且其中根据本发明的另一实施方案，SMR设置在SMR再循环系统中。
更详细地，图2示出了从一个或更多个LNG货物罐(未示出)提供的并已经在压缩机(也未示出)中压缩过的BOG流70。BOG流70可选地使用容易获得的冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)在第一环境热交换器60中被环境冷却。然后，该可选地冷却(和压缩)的BOG流71进入液化热交换器系统40中。
液化热交换器系统40可以包括任何形式或布置的一个或更多个热交换器，这些热交换器能够允许两个或更多个流之间的热交换，可选地允许多个流之间的热交换，并且可选地具有与系统的一部分(part)或一部分(portion)中的一个或更多个其它流逆向运行的至少一个流，特别地在BOG流和制冷剂中的一股流之间逆向运行。多于一个热交换器的任何布置可以是串联或并联的，或者是串联和并联的组合，并且热交换器可以是分离的或联合的或相连的，可选地在单个冷却单元或箱中，并且可选地以提供与BOG流的所需热交换来液化BOG流的一个或更多个级的形式。
包括多于一个热交换器的液化热交换器系统通常具有一个区段、单元或级，就其中的平均温度而言，该区段、单元或级比另一个区段、单元或级“更温热”。
合适的液化热交换器系统的一些变型在下文中讨论和示出。本领域技术人员可以认识其他变型，并且本发明不限于此。
在图2中所示的一般液化热交换器系统40中，冷却(和压缩)的BOG流71被在SMR再循环系统200中产生的下文讨论的较冷的流冷凝。冷凝的BOG流经由管道73离开交换器系统40，并且可以返回到LNG货物罐。
在SMR系统200中，来自制冷剂接收器51的SMR制冷剂气体74的初始流被送到喷油螺杆压缩机52。喷油螺杆压缩机为本技术领域所公知，且在此不再进行进一步描述。喷油螺杆压缩机在工业上得到了很好的证明，并且成本有效，尤其是对于小规模或小体积的压缩，但是已知地具有以下缺点：一些、可能地甚至是微量的油可能会被夹带在经过压缩机的气体中，并且从而成为从压缩机排出的气体的一部分。
在图2中，使用一个喷油螺杆压缩机52压缩初始SMR流74提供压缩后的SMR流75，该压缩后的SMR流75进入第一油分离器53，可选地进入具有过滤器的第一油分离器53，第一油分离器53分离压缩后的SMR流75以提供油基流76和第一SMR蒸汽流79。大部分油典型地通过重力和/或过滤在分离器53中被去除。回收的油基流76被排放到管道中，在该管道中，压力差或可选的油泵54将油输送到流77，并且油冷却器55将油冷却，然后油作为流78重新注入到压缩机52中。
第一SMR蒸汽流79大部分是无油的，但确实含有一定程度的油携带。第一SMR蒸汽流79在第二环境热交换器56中使用容易获得的冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)冷却，以提供较冷的第一蒸汽流80。根据制冷剂的组成和压力以及在第二环境热交换器56中达到的温度，SMR的一些冷凝可能开始发生。
较冷的第一蒸汽流80进入液化热交换器系统40中，在液化热交换器系统40中，制冷剂被冷却并且至少部分地冷凝。其冷却到的温度高于油的凝固温度。冷却的第一SMR蒸汽流81沿液化热交换器系统40从中等温度排出，并且进入汽-液分离器58。在分离器58中，通常包括液体和任何残余油量的液相SMR流82可经由管道82排出。
此后，液相SMR流82的压力可以通过闪蒸阀59降低，从而产生一定程度的汽化和相关的温度降低。SMR系统200被设计成使得该较低温度仍然高于油的固化温度。膨胀的或至少部分汽化的液相SMR流83可被送入热交换器系统40中，在该热交换器系统40中，汽化的液相SMR流83对较温热的流提供一定程度的冷却，同时自身被汽化。
在分离器58中，无油(或基本上无油)的SMR蒸汽流84也被送入热交换器系统40中。在图2中，无油的SMR蒸汽流84在中等温度下进入热交换器系统40，可选地在与冷却的第一SMR蒸汽流81排出时相似的温度下进入热交换器系统40。在热交换器系统40中，该无油的SMR蒸汽流84被冷却，直到其部分或全部冷凝，从而以冷凝的SMR流85离开热交换器系统40。此后，压力经由节流阀61降低，导致部分汽化和温度降低，以提供膨胀的最低温度SMR流86。膨胀的最低温度SMR流86是SMR系统200中最冷的SMR制冷剂流，具有低于喷油螺杆压缩机52中油的油固化温度的温度。
膨胀的最低温度SMR流86被送回到热交换器系统40中，在热交换器系统40中，膨胀的最低温度SMR流86随着热交换器系统40加热而汽化，并且在这样做的过程中，冷却了热交换器系统40中的较温热的流以提供大部分冷却工作。SMR制冷剂流86可以与膨胀的液相SMR流83合并以形成单个流，该单个流作为冷却后的蒸汽流89离开热交换器系统40，以返回到制冷剂接收器51。
以这种方式，在图1的现有技术布置中对外部制冷剂级联系统的需求被去除，使得混合制冷剂在高于油固化的温度下的冷凝通过在液化热交换器系统内的冷却发生。这意味着资本支出和工厂总规模的减小。在没有外部制冷剂级联回路的情况下，仅将该工作转交给了SMR再循环系统，实现了从制冷剂气体的暴露于系统中最低温度的部分中去除压缩机油所必需的部分冷凝。
图3示出了更详细的SMR再循环系统101，其为图2所示的SMR再循环系统200的第一变型示例。第一SMR再循环系统101包括单个多流液化热交换器57(通常是钎焊铝板翅式热交换器)，其中冷却(和压缩)的BOG流71由本文之前在SMR再循环系统200中讨论的较冷流冷凝。
图4示出了图2中所示的SMR再循环系统200的第二变型示例SMR再循环系统102，其中液化热交换器系统现在包括两个热交换器，即第一多流热交换单元64和第二多流热交换单元62。在图4中，在热交换单元64和62外部存在冷流的混合。也就是说，膨胀的最低温度SMR流或最冷的制冷剂流86被送入第二单元62中，在第二单元62中，随着第二单元62加热，最冷的制冷剂流86开始汽化，并且在这样做的过程中，冷却了第二单元62中的较温热的流，并且然后在与膨胀的液相SMR流83合并以形成组合流88之前作为部分较温热的SMR流87离开，然后，该组合流88进入第一单元64中以冷却第一单元64中的较温热的流，并且作为冷却后的蒸汽流89离开第一单元64，以返回到制冷剂接收器51。同时，来自第一单元64的冷却的BOG作为流72进入第二较冷的单元62中。
第一热交换单元64和第二热交换单元62可以是相连的或分开的。
图5示出了第三变型示例SMR再循环系统103，其为图4所示的SMR再循环系统102的进一步变型。在图5中，液化热交换器系统包括第一多流热交换单元63和第二多流热交换单元62。与图4相比，膨胀的液相SMR流83和部分较温热的SMR流88在第一单元63中保持分离。由液化热交换器系统提供的第一较温热的SMR流90和第二较温热的SMR流91在其离开第一单元63后在汽相下组合，以形成组合的冷却后的蒸汽流89，以返回到制冷剂接收器51。
图6示出了第四变型示例SMR再循环系统104，其为图4所示的SMR再循环系统102的另一变型。在图6中，液化热交换器系统包括第一多流热交换单元63A和第二多流热交换单元62。与图4相比，由汽-液分离器58提供的无油SMR蒸汽流95现在进入较温热的第一单元63A中，以在经过较冷的第二单元62之前提供中间流92(作为冷凝的SMR流85排出)。
图7示出了第五变型示例SMR再循环系统105，其为图5所示的第三SMR再循环系统103和图6所示的第四SMR再循环系统104的组合。在图7中，液化热交换器系统包括第一多流热交换单元65和第二多流热交换单元62，并且由汽-液分离器58提供的无油SMR蒸汽流95现在进入第一较温热的单元65中(以在经过第二较冷的单元62作为冷凝的SMR流85离开之前提供中间流92)，并且膨胀的液相SMR流83和部分较温热的SMR流88在第一单元65中保持分离。由液化热交换器系统提供的第一较温热的SMR流93和第二较温热的SMR流94在其离开第一单元65后在汽相下组合，以形成组合的冷却后的蒸汽流89，以返回到制冷剂接收器51。
图8示出了第六变型示例SMR再循环系统106，其为图3所示的第一SMR再循环系统101和图6所示的第四SMR再循环系统104的组合。在图8中，液化热交换器系统包括单个多流液化热交换器66，并且由汽-液分离器58提供的无油SMR蒸汽流95现在完全经过热交换器66(以提供冷凝的SMR流85)，同时膨胀的液相SMR流83在热交换器66内的中间位置处与制冷剂流86合并，以形成单个流，该流作为冷却后的蒸汽流89离开热交换器66，以返回到制冷剂接收器51。
图9示出了第七SMR变型示例再循环系统107，其为图6所示的SMR再循环系统104的变型，其中液化热交换器系统中的第一多流热交换单元63A被一系列双流热交换器替代。该系列双流换热器仍然提供液化换热器系统的相同的第一和较温热的级或区段，现在使用一系列不同的换热器，这些换热器被适当地布置成一起工作。
在图9中，较冷的第一蒸汽流80逆着下面讨论的流进入第一双流热交换器96，以与前面相同的方式提供冷却的第一SMR蒸汽流81，以进入汽-液分离器58中。从分离器58，液相SMR流82由闪蒸阀59膨胀，以提供至少部分汽化的液相SMR流83。分离器58还提供无油SMR蒸汽流95，该蒸汽流95进入第二双流热交换器97中，以在蒸汽流进入如图6中所讨论和所示的相同的第二单元62中之前提供中间流92。
同时，冷却和压缩的BOG流71进入第三双流热交换器98，以提供较冷的BOG流72以进入第二较冷的单元62中。
图9中的第二单元62以与上述相同的方式提供冷凝的BOG流73和部分较温热的SMR流87，该部分较温热的SMR流87与膨胀的液相SMR流83合并以形成组合流88，组合流88然后分成部分流99A和99B。部分流99A进入第二热交换器97，并且部分流99B进入第三热交换器98。部分流99A和99B的离开流组合以形成组合流100，然后该组合流100进入第一热交换器96中以作为冷却后的蒸汽流89离开。
在液化热交换器系统包括多个热交换器单元的情况下，本发明不受第一单元和第二单元的相对定位的限制，第一单元和第二单元可以是相连的或分开的。
可能地，可以改变SMR中的成分的组成和/或比例，以实现本发明的每种布置的最佳效果。还可能地，在图3至图9所示的每个示例中，SMR组成是不同的。
本发明特别是对用于LNG再液化的典型单一混合制冷剂(SMR)循环的改进，该改进允许在混合制冷剂系统中使用成本有效的喷油螺杆压缩机。与典型布置相比，本发明允许复杂性降低、更少的装备件数且资本成本降低。

Claims (27)

1.一种使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气体罐的蒸发气体(BOG)流的方法，至少包括在液化热交换器系统中使所述BOG流与所述SMR热交换以提供冷却的BOG流的步骤，
其中在SMR再循环系统中提供所述SMR至少包括以下步骤：
(a)使用至少一个喷油螺杆压缩机压缩所述SMR以提供压缩后的SMR流；
(b)分离所述压缩后的SMR流以提供油基流和第一SMR蒸汽流；
(c)使所述第一SMR蒸汽流进入所述液化热交换器系统中以冷却所述第一SMR蒸汽流并且提供冷却的第一SMR蒸汽流；
(d)从所述液化热交换器系统中排出所述冷却的第一SMR蒸汽流；
(e)分离所述冷却的第一SMR蒸汽流以提供液相SMR流和无油SMR蒸汽流；
(f)使所述无油SMR蒸汽流经过所述液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流；和
(g)使所述冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流，以经过所述液化热交换器系统以用于与所述BOG流进行热交换。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述BOG来自浮船中的液化货物罐，可选地来自LNG货物罐。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液化热交换器系统包括单个液化热交换器。
4.根据权利要求3所述的方法，包括在步骤(f)中使所述无油SMR蒸汽流部分地经过所述单个液化热交换器。
5.根据权利要求3所述的方法，包括在步骤(f)中使所述无油SMR蒸汽流完全地经过所述单个液化热交换器。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述液化热交换器系统包括多单元液化热交换，所述多单元液化热交换包括两个热交换单元，可选地包括多于两个的热交换单元，并且所述BOG流和所述膨胀的最低温度SMR流经过每个单元。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括以下步骤：使所述第一SMR蒸汽流进入第一热交换单元，并且使所述无油SMR蒸汽流进入第二热交换单元。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括以下步骤：使所述第一SMR蒸汽流进入第一热交换单元，并且使所述无油SMR蒸汽流进入第一热交换单元和第二热交换单元两者。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中所述液化热交换器系统包括多单元液化热交换，所述多单元液化热交换包括两个多流热交换器。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中所述液化热交换器系统包括多单元液化热交换，所述多单元液化热交换包括一个多流热交换器和多个双流热交换器。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在步骤(c)之前对所述第一SMR蒸汽流进行环境冷却的步骤。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：使步骤(e)的所述液相SMR流膨胀，并且使膨胀的液相SMR流进入所述液化热交换器系统中。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括在所述液化热交换器系统中使所述膨胀的液相SMR流与所述膨胀的最低温度SMR流组合的步骤。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述液化热交换器系统包括多单元液化热交换器系统，并且所述方法还包括使所述膨胀的液相SMR流与所述膨胀的最低温度SMR流在所述多单元液化热交换器系统的两个单元之间组合的步骤。
15.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述液化热交换器系统之后使所述膨胀的液相SMR流与所述膨胀的最低温度SMR流组合的步骤。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(g)提供冷却后的蒸汽SMR流以用于作为所述SMR再循环系统的一部分再循环或再利用。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述冷凝的SMR流的膨胀能够提供膨胀的最低温度SMR流，所述膨胀的最低温度SMR流具有低于压缩所述SMR的所述至少一个喷油螺杆压缩机中的油的油固化温度的温度。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(b)的所述第一SMR蒸汽流在步骤(e)之前不经历任何外部制冷剂冷却。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述BOG流在经过所述液化热交换器之前不经历任何外部制冷剂冷却。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液化热交换器系统包括一个或更多个板翅式热交换器。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述膨胀的最低温度SMR流提供对所述第一SMR蒸汽流的冷却。
22.一种SMR再循环系统，所述SMR再循环系统用于供使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气体罐的蒸发气体(BOG)流的方法使用，所述方法至少包括在液化热交换器系统中使所述BOG流与所述SMR热交换以提供冷却的BOG流的步骤，
其中在SMR再循环系统中提供所述SMR至少包括以下步骤：
(a)使用至少一个喷油螺杆压缩机压缩所述SMR以提供压缩后的SMR流；
(b)分离所述压缩后的SMR流以提供油基流和第一SMR蒸汽流；
(c)使所述第一SMR蒸汽流进入所述液化热交换器系统中以冷却所述第一SMR蒸汽流并且提供冷却的第一SMR蒸汽流；
(d)从所述液化热交换器系统中排出所述冷却的第一SMR蒸汽流；
(e)分离所述冷却的第一SMR蒸汽流以提供液相SMR流和无油SMR蒸汽流；
(f)使所述无油SMR蒸汽流经过所述液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流；和
(g)使所述冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流，以经过所述液化热交换器系统以用于与所述BOG流进行热交换。
23.根据权利要求22所述的SMR再循环系统，用于供冷却来自浮船中的液化气体货物罐，可选地来自LNG货物罐的BOG使用。
24.根据权利要求22或权利要求23所述的SMR再循环系统，用于供权利要求3至10中任一项所限定的液化热交换器系统使用。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的SMR再循环系统，还包括如在权利要求11至16中任一项所限定的一个或更多个进一步的步骤。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的SMR再循环系统，能够为冷却来自液化气体罐的以及在所述SMR再循环系统中的蒸发气体流提供所有低于环境的制冷剂冷却工作。
27.一种用于冷却来自液化气体罐的蒸发气体(BOG)流的装置，包括如权利要求22至26中任一项所限定的单一混合制冷剂(SMR)再循环系统和用于与所述BOG流进行热交换的液化热交换器系统。
CN201780013219.7A 2016-02-26 2017-02-27 冷却蒸发气体的方法及其装置 Active CN108700372B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1603403.5 2016-02-26
GBGB1603403.5A GB201603403D0 (en) 2016-02-26 2016-02-26 Method of cooling boil-off gas and apparatus thereof
GBGB1604392.9A GB201604392D0 (en) 2016-03-15 2016-03-15 Method of cooling boil-off gas and apparatus therefor
GB1604392.9 2016-03-15
GBGB1610641.1A GB201610641D0 (en) 2016-06-17 2016-06-17 Method of cooling boil gas and apparatus therefor
GB1610641.1 2016-06-17
PCT/GB2017/050510 WO2017144919A1 (en) 2016-02-26 2017-02-27 Method of cooling boil-off gas and apparatus therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108700372A true CN108700372A (zh) 2018-10-23
CN108700372B CN108700372B (zh) 2020-11-03

Family

ID=58192334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780013219.7A Active CN108700372B (zh) 2016-02-26 2017-02-27 冷却蒸发气体的方法及其装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11561042B2 (zh)
EP (1) EP3420289B1 (zh)
JP (1) JP6920328B2 (zh)
KR (1) KR20180117144A (zh)
CN (1) CN108700372B (zh)
WO (1) WO2017144919A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110749159A (zh) * 2019-10-22 2020-02-04 中海石油气电集团有限责任公司 一种天然气制冷液化的装置及方法
CN113490827A (zh) * 2019-02-12 2021-10-08 Lge知识产权管理有限公司 冷却蒸发气体的方法及其装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201706265D0 (en) * 2017-04-20 2017-06-07 Babcock Ip Man (Number One) Ltd Method of cooling a boil-off gas and apparatus therefor
JP6623244B2 (ja) * 2018-03-13 2019-12-18 株式会社神戸製鋼所 再液化装置
GB201912126D0 (en) * 2019-08-23 2019-10-09 Babcock Ip Man Number One Limited Method of cooling boil-off gas and apparatus therefor
JP7246285B2 (ja) * 2019-08-28 2023-03-27 東洋エンジニアリング株式会社 リーンｌｎｇの処理方法及び装置
KR102287836B1 (ko) * 2019-09-26 2021-08-10 현대중공업 주식회사 증발가스 재액화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102255154B1 (ko) * 2019-10-08 2021-05-24 한국가스공사 단열 구조체 및 이를 갖는 액화가스 저장탱크
CN113683136A (zh) * 2021-09-02 2021-11-23 上海泓济环保科技股份有限公司 换热固化分离可切换再生有机废水分离装置及其使用方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5490391A (en) * 1994-08-25 1996-02-13 The Boc Group, Inc. Method and apparatus for producing oxygen
WO2007117148A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-18 Hamworthy Gas Systems As Method and apparatus for pre-heating lng boil-off gas to ambient temperature prior to compression in a reliquefaction system
CN101573575A (zh) * 2006-11-01 2009-11-04 辛芬特公司 用于气体液化的方法和处理设备
CN202675795U (zh) * 2011-10-25 2013-01-16 中国寰球工程公司 双循环混合冷剂的天然气液化系统
CN103075869A (zh) * 2011-10-25 2013-05-01 中国石油天然气股份有限公司 一种天然气的双冷剂液化系统和液化方法
CN202924980U (zh) * 2012-12-13 2013-05-08 新地能源工程技术有限公司 天然气液化与重烃处理装置
CN203100350U (zh) * 2013-02-07 2013-07-31 中国寰球工程公司 一种蒸发气的液化系统
WO2014146138A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
CN204718299U (zh) * 2014-04-24 2015-10-21 气体产品与化学公司 用于使天然气进料流液化和从中移除氮的设备

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA925786A (en) 1971-01-14 1973-05-08 J. F. Pritchard And Company Single mixed refrigerant, closed loop process for liquefying natural gas
US3932154A (en) 1972-06-08 1976-01-13 Chicago Bridge & Iron Company Refrigerant apparatus and process using multicomponent refrigerant
JP3320934B2 (ja) 1994-12-09 2002-09-03 株式会社神戸製鋼所 ガスの液化方法
US5724832A (en) * 1995-03-29 1998-03-10 Mmr Technologies, Inc. Self-cleaning cryogenic refrigeration system
JP3112003B2 (ja) 1998-12-25 2000-11-27 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
US6347531B1 (en) * 1999-10-12 2002-02-19 Air Products And Chemicals, Inc. Single mixed refrigerant gas liquefaction process
KR100362000B1 (ko) 2000-02-01 2002-11-22 주식회사 메디슨 변형된 골레이 코드를 이용한 펄스 압축 방식의 초음파영상 형성 방법 및 장치
US6530240B1 (en) * 2001-12-10 2003-03-11 Gas Technology Institute Control method for mixed refrigerant based natural gas liquefier
US6553772B1 (en) 2002-05-09 2003-04-29 Praxair Technology, Inc. Apparatus for controlling the operation of a cryogenic liquefier
US7165422B2 (en) 2004-11-08 2007-01-23 Mmr Technologies, Inc. Small-scale gas liquefier
US20060156758A1 (en) 2005-01-18 2006-07-20 Hyung-Su An Operating system of liquefied natural gas ship for sub-cooling and liquefying boil-off gas
KR100804953B1 (ko) 2007-02-13 2008-02-20 대우조선해양 주식회사 냉동 부하 가변 운전이 가능한 증발가스 재액화 장치 및방법
US8650906B2 (en) * 2007-04-25 2014-02-18 Black & Veatch Corporation System and method for recovering and liquefying boil-off gas
WO2009063092A2 (en) 2007-11-16 2009-05-22 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream and floating vessel or offshore platform comprising the same
DE102010011052A1 (de) * 2010-03-11 2011-09-15 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion
CN102748919A (zh) * 2012-04-26 2012-10-24 中国石油集团工程设计有限责任公司 单循环混合冷剂四级节流制冷系统及方法
US10655911B2 (en) * 2012-06-20 2020-05-19 Battelle Energy Alliance, Llc Natural gas liquefaction employing independent refrigerant path
KR101392750B1 (ko) * 2012-06-29 2014-05-09 한국에너지기술연구원 천연가스 액화시스템 및 액화 방법
FR2993643B1 (fr) * 2012-07-17 2014-08-22 Saipem Sa Procede de liquefaction de gaz naturel avec changement de phase
JP6279069B2 (ja) * 2014-03-17 2018-02-14 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
CN204678802U (zh) 2015-05-15 2015-09-30 新地能源工程技术有限公司 一种富氮bog液化的装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5490391A (en) * 1994-08-25 1996-02-13 The Boc Group, Inc. Method and apparatus for producing oxygen
WO2007117148A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-18 Hamworthy Gas Systems As Method and apparatus for pre-heating lng boil-off gas to ambient temperature prior to compression in a reliquefaction system
CN101573575A (zh) * 2006-11-01 2009-11-04 辛芬特公司 用于气体液化的方法和处理设备
CN202675795U (zh) * 2011-10-25 2013-01-16 中国寰球工程公司 双循环混合冷剂的天然气液化系统
CN103075869A (zh) * 2011-10-25 2013-05-01 中国石油天然气股份有限公司 一种天然气的双冷剂液化系统和液化方法
CN202924980U (zh) * 2012-12-13 2013-05-08 新地能源工程技术有限公司 天然气液化与重烃处理装置
CN203100350U (zh) * 2013-02-07 2013-07-31 中国寰球工程公司 一种蒸发气的液化系统
WO2014146138A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
CN204718299U (zh) * 2014-04-24 2015-10-21 气体产品与化学公司 用于使天然气进料流液化和从中移除氮的设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113490827A (zh) * 2019-02-12 2021-10-08 Lge知识产权管理有限公司 冷却蒸发气体的方法及其装置
CN110749159A (zh) * 2019-10-22 2020-02-04 中海石油气电集团有限责任公司 一种天然气制冷液化的装置及方法
CN110749159B (zh) * 2019-10-22 2021-05-11 中海石油气电集团有限责任公司 一种天然气制冷液化的装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019516912A (ja) 2019-06-20
US20190072323A1 (en) 2019-03-07
EP3420289B1 (en) 2022-12-21
WO2017144919A1 (en) 2017-08-31
JP6920328B2 (ja) 2021-08-18
US11561042B2 (en) 2023-01-24
KR20180117144A (ko) 2018-10-26
EP3420289A1 (en) 2019-01-02
CN108700372B (zh) 2020-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108700372A (zh) 冷却蒸发气体的方法及其装置
JP6800977B2 (ja) 高圧圧縮及び膨張による天然ガスの予冷
CN105008834B (zh) 用于再液化天然气的方法和装置
JP7123069B2 (ja) ボイルオフガス冷却方法及びその装置
US20100000253A1 (en) Method and apparatus for the reliquefaction of a vapour
US20150184930A1 (en) Method For Liquefying A Natural Gas, Including A Phase Change
CA3053323A1 (en) Pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
US20070283718A1 (en) Lng system with optimized heat exchanger configuration
JP2021526625A (ja) 高圧圧縮および膨張による天然ガスの前処理および前冷却
JP2023015322A (ja) 混合冷媒システムおよび方法
US12044468B2 (en) Method of cooling boil-off gas and apparatus therefor
US20220099365A1 (en) Method of Cooling Boil-Off Gas and Apparatus Therefor
KR101957325B1 (ko) 선박용 증발가스 재액화 시스템 및 방법
KR20190078919A (ko) 선박용 증발가스 재액화 시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210902

Address after: British Dan forest

Patentee after: LGE Intellectual Property Management Co.,Ltd.

Address before: London

Patentee before: Babcock Intellectual Property Management (First) Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right