CN109843711A - 再液化船舶的蒸发气体的设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于再液化应用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备及方法。根据本发明的再液化用于船舶的蒸发气体的设备为一种用于再液化安装在船舶上的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的再液化设备，其包括：压缩单元，用于压缩从存储槽排放的蒸发气体；以及换热器，用于使由压缩单元压缩的压缩蒸发气体与从存储槽排放的蒸发气体进行热交换，其中再液化用于船舶的蒸发气体的设备更包括：第一膨胀装置，用于将穿过换热器的蒸发气体划分成包含第一气流及第二气流的至少两个气流并使所划分的第一气流膨胀；第一中间冷却器，用于通过使用由膨胀装置膨胀的第一气流作为制冷剂冷却在划分第一气流之后剩余的第二气流；以及接收器，用于接收已穿过第一中间冷却器的第二气流，其中压缩单元的下游压力由从接收器排出的气流控制。

Description

再液化船舶的蒸发气体的设备及方法
技术领域
本发明涉及一种再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备及方法。
背景技术
一般来说，天然气液化并且以液化天然气(Liquefied Natural Gas；LNG)的形式长距离运输。液化天然气通过在大气压下将天然气冷却到约-163℃的极低温度来获得，且与呈气相的天然气相比，因为液化天然气的体积大大减小，所以非常适合于由海路长距离运输。
液化石油气(Liquefied petroleum gas；LPG)也被称为液化丙烷气体(LiquefiedPropane Gas；LNG)并且通过使与粗油一起从油田获得的天然气冷却到-200℃或通过在室温下在约7个大气压至10个大气压下压缩天然气来获得。
石油气体主要由丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等等构成。当丙烷在约15℃下液化时，丙烷的体积减小到约1/260，并且当丁烷在约15℃下液化时，丁烷的体积减小到约1/230。因此，石油气体为方便存储及运输起见以液化石油气的形式使用。
一般来说，液化石油气具有比液化天然气更高的热值且含有大量组分，所述组分具有比液化天然气的组分更高的分子量。因此，液化石油气比液化天然气更容易液化及气化。
液化气，例如液化天然气、液化石油气等等，存储在转移到陆地上的需求场所的罐中，并且即使当存储槽隔热时，对于完全阻隔外部热量仍存在限制。因此，液化天然气在存储槽中通过传递到存储槽中的热量连续地汽化。在存储槽中汽化的液化天然气被称为蒸发气体(boil-off gas，BOG)。
如果存储槽中的压力因蒸发气体的产生而超过预定压力，那么蒸发气体从存储槽排出以用作用于发动机的燃料或经再液化且返回到存储槽。
为了再液化含有乙烷乙烯等等作为主要组分并在蒸发气体当中具有低沸点的蒸发气体(下文称为“乙烷蒸发气体”)，相比再液化具有约-25℃的液化点的液化石油气的蒸发气体的情况，乙烷蒸发气体必须冷却到约-100℃或更低温度并因此需要额外低温热量。因此，将用于供应额外低温热量的单独的独立低温热量供应循环添加到LPG再液化系统以用于乙烷再液化过程中。将一般丙烯冷却循环用于低温热量供应循环。
发明内容
[技术问题]
另一方面，尽管存在通过压缩液化气存储槽中所产生的蒸发气体及使一些压缩蒸发气体膨胀以使用膨胀的蒸发气体作为压缩蒸发气体的制冷剂来再液化蒸发气体的方法，但在无单独敌独立低温热量供应循环(例如丙烷制冷循环)的情况下，无法实现具有低沸点的乙烷的再液化。
然而，在包含存储槽的船舶中使用将液化气存储槽中所产生的蒸发气体(尤其具有低沸点的乙烷)再液化的单独的独立低温热量供应循环可能导致用于安装额外循环的空间及成本(CAPEX)以及包含能耗的操作成本(OPEX)的增加。
因此，本发明已考虑解决所属领域中的这些问题并旨在提供一种在无需添加单独的独立低温热量供应循环的情况下再液化由液化气产生的具有低沸点的蒸发气体的设备及方法。
[技术解决方案]
根据本发明的一个方面，一种用于再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备包含：压缩机，压缩从存储槽排出的蒸发气体；换热器，进行由压缩机压缩的蒸发气体与从存储槽排出的蒸发气体的热交换，已穿过换热器的蒸发气体被划分成包含第一气流及第二气流的至少两个气流；第一膨胀单元，使第一气流膨胀；第一中间冷却器，使用由第一膨胀单元膨胀的第一气流作为制冷剂冷却划分成至少两个气流之后剩余的第二气流；以及接收器，接收已穿过第一中间冷却器的第二气流，其中压缩机下游的压力由接收器控制。
所述设备可能更包含压力控制管线，其通过从接收器排出流体来调节接收器的压力，其中通过压力控制管线排出的流体返回到液化气存储槽或从液化气存储槽排除。
所述设备可能更包含液位控制管线，其通过从接收器排出流体来调节接收器的液位，其中通过液位控制管线排出的至少一些流体返回到液化气存储槽。
所述设备可能更包含第三膨胀单元，其设置在液位控制管线上并使沿着液位控制管线返回到液化气存储槽的流体膨胀。
压缩机下游的压力可能处于40绝压巴至100绝压巴范围内。
由压缩机压缩的蒸发气体可能具有80℃至130℃的温度。
所述设备可能更包含后冷却器，其设置在压缩机下游并冷却由压缩机压缩的蒸发气体，其中由后冷却器冷却的蒸发气体具有12℃至45℃的温度。
由第一膨胀单元膨胀的蒸发气体可能具有4绝压巴至15绝压巴的压力。
所述设备可能更包含：第二膨胀单元，其设置在液位控制管线上，所述第二膨胀单元将从接收器排出的流体划分成包含第三气流及第四气流的至少两个气流并使第三气流膨胀；以及第二中间冷却器，其使用由第二膨胀单元膨胀的第三气流作为制冷剂冷却划分成所述至少两个气流之后剩余的第四气流，其中已穿过第二中间冷却器的第四气流返回到液化气存储槽，且已穿过第二中间冷却器的第三气流经供应到压缩机。
由第二膨胀单元膨胀的蒸发气体可能具有2绝压巴至5绝压巴的压力。
所述压缩机可能为包含多个压缩机的多阶段压缩机，且已穿过第一中间冷却器的第一气流及已穿过第二中间冷却器的第三气流中的每一个可以供应在多个压缩机中的任一个的下游。
根据本发明的另一个方面，一种再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的方法包含：通过压缩机压缩由液化气产生的蒸发气体；使用由液化气产生的蒸发气体冷却压缩蒸发气体；将冷却的蒸发气体划分成第一气流及第二气流，接着使第一气流膨胀；使用膨胀的蒸发气体冷却第二气流；将冷却的第二气流供应到接收器；以及通过控制接收器的压力来控制压缩机下游的压力。
流体可以从接收器排出以待供应到存储槽，并且可以控制从接收器排出的流体以将接收器的内部压力或压缩机下游的压力维持在预设压力下。
压缩机下游的压力可以设定在40绝压巴至100绝压巴范围内。
流体可以从接收器排出并划分成第三气流及第四气流，所划分的第三气流可以膨胀以冷却第四气流，且冷却的第四气流可以供应到存储槽。
可以使冷却的第四气流膨胀并供应到存储槽，且可以测量接收器的液位以调节冷却的第四气流的膨胀程度。
可以使第一气流膨胀到4绝压巴至15绝压巴的压力，可以使第三气流膨胀到2绝压巴至5绝压巴的压力，且膨胀的第一气流及膨胀的第三气流可以在冷却第二气流及第四气流后供应到压缩机，并且第三气流供应在压缩机的比第一气流更远的下游。
由压缩机压缩的蒸发气体可以在与由液化气产生的蒸发气体进行热交换之前冷却到12℃至45℃。
根据本发明的另一方面，一种再液化通过天然蒸发由液化气产生的蒸发气体的方法，所述液化气包括由乙烷、丙烷以及丁烷所构成的族群中选出的至少一种，其中通过压缩蒸发气体、进行压缩蒸发气体与未压缩蒸发气体之间的热交换以及使至少一些压缩蒸发气体膨胀以使膨胀蒸发气体与未膨胀蒸发气体之间至少进行一次热交换来将所有蒸发气体再液化。
再液化的蒸发气体可以存储在压力容器中以控制压力容器的内部压力，使得将压缩蒸发气体维持在预设压力下，直至压缩蒸发气体再液化并存储在压力容器中为止。
[有利作用]
根据本发明的蒸发气体再液化设备及方法可以通过省略单独的独立低温热量供应循环降低安装成本且适用于通过例如乙烷等蒸发气体的自身热交换来再液化蒸发气体，由此在无额外低温热量供应循环的情况下提供与典型再液化设备相同水平的再液化效率。
另外，根据本发明的蒸发气体再液化设备及方法可以减少组件数目并且可以通过省略单独的独立低温热量供应循环来尤其省略用于低温热量供应循环的压缩机，由此降低用于低温热量供应循环的操作的功耗。
此外，根据本发明的蒸发气体再液化设备及方法包含用于控制多阶段压缩机下游的压力，从而通过实现最优性能系数(COP；Coefficient Of Performance)改进制冷效果的接收器。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
图2是描绘再液化设备的COP根据蒸发气体压力的变化的图表。
图3是根据本发明的第二实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
图4是根据本发明的第三实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
图5是根据本发明的第四实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
图6是根据本发明的第五实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
图7是根据本发明的第七实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
[最佳模式]
下文将参考附图详细描述本发明的实施例。根据本发明的蒸发气体再液化设备及方法可以按不同方式应用于海上系统及岸上，例如载有液化天然气货物的船舶，尤其配有存储低温液体货物或液化气的存储槽的所有类型的船只及船用结构，包含例如液化天然气载具及液化乙烷气体(LEG；Liquefied Ethane Gas)载具的船只以及例如FPSO及FSRU的船用结构。
另外，如本文所用，术语“气流”意味着沿着管线流动的流体，即蒸发气体，且每条管线中的流体可以取决于系统操作条件而呈液相、呈气/液混合相、呈气相或呈超临界流体相。
此外，下文描述的存储在用于船舶的存储槽(10)中的液化气在1个大气压下可能具有大于或等于约-110℃的沸点。另外，存储在存储槽(10)中的液化气可以是液化乙烷气体(LEG)或液化石油气(LPG)。另外，液化气或由液化气产生的蒸发气体可以包含至少一个由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷以及重烃所构成的族群中选出的组分。
此外，应理解，可以按各种不同方式修改以下实施例并且本发明不限于此。
图1是根据本发明的第一实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
参考图1，根据这个实施例的蒸发气体再液化设备用于再液化用于船舶的液化气存储槽(10)中所产生的蒸发气体，且包含压缩从存储槽(10)排出的蒸发气体的压缩机(20)及进行由压缩机(20)压缩的蒸发气体与从存储槽(10)排出的蒸发气体之间的热交换的换热器(30)。
根据这个实施例，存储槽(10)在存储槽(10)的压力因其中产生蒸发气体而达到预设安全压力以上时通过安全阀(未绘示)排出蒸发气体。从存储槽(10)排出的蒸发气体通过根据这个实施例的再液化设备再液化并且随后返回到存储槽(10)。
根据这个实施例，从存储槽(10)排出的蒸发气体通过根据这个实施例的再液化设备完全再液化，而不是用作船只中的发动机的燃料。在此，所有蒸发气体以液相或部分以气相回收到存储槽(10)，或至少一些蒸发气体在再液化设备中循环。
根据这个实施例，压缩机(20)可以是包含通过多个阶段压缩蒸发气体的多个压缩机(20a、20b、20c、20d)的多阶段压缩机(20)。在本文中，多阶段压缩机(20)将描述为四阶段压缩机(20)，其包含第一压缩机(20a)、第二压缩机(20b)、第三压缩机(20c)以及第四压缩机(20d)，如图1中所示。
根据这个实施例，多阶段压缩机(20)通过多个阶段(multistage)压缩从存储槽(10)排出的蒸发气体。尽管蒸发气体在这个实施例中示出为由四个压缩机(20a、20b、20c、20d)进行四阶段压缩，但应理解本发明不限于此。
多阶段压缩机(20)配有多个冷却器(21a、21b、21c)，所述冷却器设置在多个压缩机之间以降低蒸发气体的温度，蒸发气体在由每个压缩机压缩时温度及压力升高。举例来说，第一冷却器(21a)设置在第一压缩机(20a)与第二压缩机(20b)之间以降低蒸发气体的温度，蒸发气体在由第一压缩机(20a)压缩时温度及压力升高。
此外，后冷却器(21d)提供在多阶段压缩机(20)的最末压缩机的下游，在这个实施例中即第四压缩机(20d)的下游，以调节由多阶段压缩机(20)压缩的蒸发气体的温度并传送到换热器(30)。
在这个实施例中，通过多阶段压缩机(20)的最末压缩机(即第四压缩机(20d))压缩并从其排出的蒸发气体可能具有40绝压巴(bara)至100绝压巴的压力及80℃至130℃的温度。
举例来说，下表1显示出存储槽(10)中所产生及传送到多阶段压缩机(20)的第一到第四压缩机(20a、20b、20c、20d)中的每一个的蒸发气体的吸气压力及温度以及由第一到第四压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并从其排出的蒸发气体的排气压力及温度。
表1
也就是说，在将存储槽(10)中所产生并具有约0.96绝压巴的压力及36.17℃的温度的蒸发气体传送到第一压缩机(20a)时，蒸发气体由第一压缩机(20a)压缩到约3.00绝压巴且温度在压缩期间升高到约123.30℃。蒸发气体在第一压缩机(20a)下游的第一冷却器(21a)中冷却到约40℃并且压力稍微降低到约2.76绝压巴。随后，将具有约40℃的温度及约2.76绝压巴的压力的蒸发气体传送到第二压缩机(20b)。通过重复这个过程，从第四压缩机(20a)排出的蒸发气体可能具有约83.51绝压巴的压力及约121.50℃的温度并且可以由换热器(30)上游的后冷却器(21d)进一步冷却。由后冷却器(21d)冷却并传送到换热器(30)的蒸发气体可能具有12℃至45℃的温度。
根据这个实施例，换热器(30)通过与从存储槽(10)排出的蒸发气体进行热交换来冷却由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩的蒸发气体(下文称为“气流a”)。也就是说，由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩到较高压力的蒸发气体通过换热器(30)使用从存储槽(10)排出的蒸发气体作为制冷剂来降低温度。
另外，从存储槽(10)排出并具有低温的蒸发气体降低通过换热器(30)的气流a的温度，同时借此被加热，并且随后供应到压缩机(20a)、压缩机(20b)、压缩机(20c)、压缩机(20d)。尽管所述情况可能取决于蒸发气体的性质而改变，但至少一些或整个气流a可以在穿过换热器(30)时液化。
因此，根据这个实施例，由于从存储槽(10)排出的蒸发气体在由换热器(30)中的压缩蒸发气体加热之后传送到多阶段压缩机(20)，所以包含压缩机(20a)、压缩机(20b)、压缩机(20c)、压缩机(20d)的多阶段压缩机(20)可以替代适用于压缩由低温液化气产生并具有低温的蒸发气体的低温压缩机且可以防止因具有低温的蒸发气体所致的损伤。
参考图1，根据这个实施例的蒸发气体再液化设备包含：第一膨胀单元(71)，将气流a划分成包含第一气流(a1)及第二气流(a2)的两个或超过两个气流并使第一气流(a1)膨胀，其中气流a已穿过多阶段压缩机(20)并在由换热器(30)通过热交换冷却之后从换热器(30)排出；第一中间冷却器(41)，使用由第一膨胀单元(71)膨胀的第一气流(a1)冷却在划分气流a之后剩余的第二气流(a2)。在第一中间冷却器(41)中，由第一气流(a1)冷却的第二气流(a2)返回到存储槽(10)，且在冷却第二气流(a2)后从第一中间冷却器(41)排出的第一气流(a1)经传送到多阶段压缩机(20)的中间端的下游，即多个压缩机(20a、20b、20c、20d)中的一个的下游，并且与存储槽(10)中所产生并由多阶段压缩机(20)压缩的蒸发气体流合并。
参考图1，在这个实施例中，从存储槽(10)排出并且在穿过换热器(30)、多阶段压缩机(20)以及第一中间冷却器(41)时由多阶段压缩机(20)压缩的蒸发气体(即气流a)、从气流(a1)分支并且通过由第一中间冷却器(41)膨胀的第一气流a冷却的第二气流(a2)以及在穿过第一中间冷却器(41)时冷却、过冷却或至少部分或全部液化之后返回到存储槽(10)的蒸发气体的流动通路将被称为再液化管线，其由图1中的实线指示。
在这个实施例中，提供第一膨胀单元(71)以使从由换热器(30)通过热交换冷却并从换热器排出的气流a分支的第一气流膨胀，且从再液化管线分支第一旁路管线(a1)以提供第一气流(a1)的通路。
第一膨胀单元(71)使从由换热器(30)冷却的气流a分支的第一气流(a1)膨胀，且由第一膨胀单元(71)通过膨胀冷却的第一气流(a1)用作第一中间冷却器(41)的制冷剂。在这个实施例中，第一气流(a1)在约40绝压巴至100绝压巴及约12℃至45℃的条件下经传送到第一膨胀单元(71)并且在第一膨胀单元(71)中膨胀到4绝压巴至15绝压巴时降低温度，使得在约40绝压巴至100绝压巴及约12℃至45℃的条件下沿着再液化管线从第一中间冷却器(41)供应的第二气流(a2)可以通过由第一膨胀单元(71)膨胀的第一气流(a1)冷却、过冷却或至少部分液化。
从第一气流(a1)分支并沿着再液化管线传送到第一中间冷却器(41)的下游第二气流(a2)在第一中间冷却器(41)中由已穿过第一膨胀单元(71)的第一气流(a1)过冷却或至少部分液化。根据这个实施例，沿着再液化管线从第一中间冷却器(41)传送的整个流体可能取决于蒸发气体的性质而液化或过冷却。
在冷却第二气流(a2)后从第一中间冷却器(41)排出的第一气流(a1)经传送到多阶段压缩机(20)的中间端，如图1中所示。已穿过第一中间冷却器(41)的第一气流(a1)经传送到多阶段压缩机(20)的压缩机(20a)、压缩机(20b)、压缩机(20c)、压缩机(20d)当中的压力最类似于已穿过第一中间冷却器(41)的第一气流(a1)的压力的压缩机的下游，并且与由多阶段压缩机(20)压缩的蒸发气体流，即与再液化管线合并。尽管在这个实施例中，已穿过第一中间冷却器(41)的第一气流(a1)经传送到第二压缩机(20b)的下游，但应理解本发明不限于此。
参考图1，蒸发气体再液化设备可能更包含设置在再液化管线上以进一步冷却已穿过第一中间冷却器(41)的第二气流(a2)的第二中间冷却器(42)及第二膨胀单元(72)，并且下文描述的接收器(90)设置在第一中间冷却器(41)与第二中间冷却器(42)之间，使得已穿过第一中间冷却器(41)的第二气流(a2)可以通过接收器(90)及第二中间冷却器(42)返回到存储槽(10)。
在这个实施例中，已穿过第一中间冷却器(41)的第二气流(a2)被划分成包含第三气流(a3)及第四气流(a4)的至少两个气流，其中第三气流(a3)膨胀并且第四气流(a4)由膨胀的第三气流(a3)超冷却并返回到存储槽(10)。
适用于使第三气流(a3)膨胀的第二膨胀单元(72)设置在提供从第二气流(a2)分支的第三气流(a3)的流动通路的第二旁路管线上。由第二膨胀单元(72)膨胀并降低温度的第三气流(a3)经传送到第二中间冷却器(42)以通过与其进行热交换来冷却沿着再液化管线传送到第二中间冷却器(42)的第四气流(a4)并且随后传送到多阶段压缩机(20)。
另外，参考图1，根据这个实施例的蒸发气体再液化设备可能更包含接收由第一中间冷却器(41)冷却的第二气流(a2)的接收器(90)且可能更包含压力控制管线(PL)及液位控制管线(LL)中的至少一个，蒸发气体沿着所述管线从接收器(90)排出并返回到存储槽(10)。
在蒸发气体再液化设备中，第一中间冷却器(41)及第一膨胀单元(71)中的每一个可以单个地或多个地提供。根据这个实施例，蒸发气体再液化设备更包含第二中间冷却器(42)及第二膨胀单元(72)并因此提供例如总共两组中间冷却器及膨胀单元，每一组包含单个中间冷却器及单个膨胀单元。然而，应理解，在组数以及每一组中中间冷却器或膨胀单元的数目方面，本发明不限于此。
然而，借助一或多个中间冷却器，即两组中间冷却器及膨胀单元，蒸发气体再液化设备可减少由沿着再液化管线从接收器(90)及第一中间冷却器(41)的下游流到存储槽(10)的流体产生的闪蒸气体(Flash Gas)，由此进一步改进再液化效率。
另外，根据这个实施例，接收器(90)设置在第一中间冷却器(41)与第二中间冷却器(42)之间以接收已穿过第一中间冷却器(41)并沿着再液化管线流动的第二气流(a2)，使得沿着液位控制管线(LL)从接收器(90)排出的流体分支成第三气流(a3)及第四气流(a4)，其中膨胀的第三气流(a3)由第二中间冷却器(42)通过热交换冷却在划分气流之后剩余的第四气流(a4)，并且由第三气流(a3)冷却的第四气流(a4)返回到存储槽(10)。
在这个实施例中，沿着液位控制管线(LL)流动的流体可以是液相流体或过冷却流体。
因而，在再液化设备包含多组中间冷却器及膨胀单元的结构中，接收器(90)设置在上游的一组中间冷却器及膨胀单元(设置在接收器的上游)与下游的一组中间冷却器及膨胀单元(设置在接收器(90)的下游)之间，以接收沿着再液化管线排出的流体，同时将沿着接收器(90)的液位控制管线(LL)排出的流体供应到存储槽(10)。沿着液位控制管线(LL)供应到存储槽(10)的流体可能在下游的一组中间冷却器及膨胀单元(设置在接收器(90)的下游)中过冷却。
流体冷却系统的效率由性能系数(COP；Coefficient Of Performance)表示，COP指示制冷效果与压缩工作的比并且当制冷效果提高或压缩工作减少时有所改进。
参考图2的图表，根据这个实施例的再液化设备的COP(图2的Y轴)依据再液化设备中流动的流体的压力(图2的X轴)而变化，并且存在提供最优COP的压力范围。也就是说，根据这个实施例，蒸发气体再液化设备控制沿着从多阶段压缩机(20)的下游延伸到第一中间冷却器(41)及接收器(90)的再液化管线流动的流体，以便具有最优COP，由此改进再液化效率。
根据这个实施例，接收器(90)被提供为用于控制已穿过第一中间冷却器(41)并返回到存储槽(10)的第二气流(a2)的装置并且通过控制接收器(90)的压力实现多阶段压缩机(20)下游的压力控制。
根据这个实施例，调节接收器(90)的内部压力的压力控制管线(PL)及调节接收器(90)的液位的液位控制管线(LL)可以连接到接收器(90)。沿着压力控制管线(PL)从接收器(90)排出以调节接收器(90)的内部压力的流体经供应到存储槽(10)，且沿着液位控制管线(LL)从接收器(90)排出以调节接收器(90)的液位的流体在第二中间冷却器(42)中进行热交换并被划分成继而传送到多阶段压缩机(20)的第三气流(a3)及继而供应到存储槽(10)的第四气流(a4)。
尽管沿着压力控制管线(PL)从接收器排出的流体在这个实施例中示出为返回到存储槽(10)，但应理解本发明不限于此。或者，从接收器(90)排出的流体可以排出到再液化系统外部或可以在再液化系统中循环。
已穿过第一中间冷却器(41)的第二气流可以呈液相或可以是在沿着管线流动时部分汽化的气体及液体的混合物。也就是说，通过接收器(90)的压力控制管线(PL)排出的流体可能具有气相，并且通过接收器(90)的液位控制管线(LL)排出的流体可能具有液相。在此，接收器(90)的内部压力及液位可以通过接收器(90)的压力控制管线(PL)及液位控制管线(LL)控制到预定值。
从接收器(90)沿着其液位控制管线(LL)排出的流体被划分成第三气流(a3)及第四气流(a4)，其继而传送到第二中间冷却器(42)，其中在划分气流之后进行膨胀的第三气流(a3)通过热交换使在划分气流之后剩余的第四气流(a4)冷却。随后，在冷却第四气流(a4)后从第二中间冷却器(42)排出的第三气流(a3)经传送到多阶段压缩机(20)。
第三气流(a3)在第二膨胀单元(72)中膨胀到约2绝压巴至5绝压巴且随后传送到第二中间冷却器(42)，其中通过膨胀降低温度的第三气流使沿着再液化管线传送到第二中间冷却器(42)的第四气流(a4)过冷却。
如图1中所示，在冷却第四气流(a4)后从第二中间冷却器(42)排出的第三气流(a3)经传送到多阶段压缩机(20)的中间端。随后，已穿过第二中间冷却器(42)的第三气流(a3)经传送到多阶段压缩机(20)的多个压缩机(20a、20b、20c、20d)当中压力最类似于已穿过第二中间冷却器(42)的第三气流(a3)的压力的压缩机的下游，并且与由多阶段压缩机(20)压缩的蒸发气体流，即与再液化管线合并。尽管在这个实施例中，已穿过第二中间冷却器(42)的第三气流(a3)经传送到第一压缩机(20a)的下游，但应理解本发明不限于此。
在此，从第二中间冷却器(42)排出的第三气流(a3)经传送到置于比从第一中间冷却器(41)排出的第一气流(a1)所传送到的压缩机更上游处的压缩机的下游。
如图1中所示，在热交换之后从第二中间冷却器(42)排出的第四气流(a4)沿着再液化管线返回到存储槽(10)。根据这个实施例，再液化设备可更包含第三膨胀单元(73)，其设置在第二中间冷却器(42)的下游以使已穿过第二中间冷却器(42)的第四气流(a4)膨胀，并且已穿过第三膨胀单元(73)的流体通过膨胀以压力及温度降低的状态经供应到存储槽(10)。
此外，根据这个实施例，压力控制管线(PL)将从接收器(90)排出的流体供应到存储槽(10)。具体来说，沿着压力控制管线(PL)返回到存储槽(10)的蒸发气体可能具有气相或超临界相，并且压力控制管线(PL)可能配有调节压力控制管线(PL)的开/关或打开程度的压力控制阀(91)。
压力控制阀(91)及第三膨胀单元(73)可以由控制器(未绘示)控制。接下来，将参考图1描述控制根据这个实施例的蒸发气体再液化设备中的多阶段压缩机(20)下游的压力的方法。
在由第一中间冷却器(41)冷却之后沿着再液化管线从第一中间冷却器排出的第二气流(a2)接收在接收器(90)中，之后返回到存储槽(10)。第二气流(a2)可能取决于流体的例如沸点等性质具有过冷却气相或液相、气体及液体的混合相或超临界相。当第二气流(a2)接收在接收器(90)中时，可能从接收器(90)中的第二气流(a2)产生闪蒸气体(flashgas)，由此引起接收器(90)的内部压力升高以及第二气流(a2)的气态组分增加。
在这个实施例中，接收器(90)为压力容器(vessel)且被配置成在接收器(90)的内部压力超过预设值时自其排出流体、气态组分以及闪蒸气体，并且从接收器(90)排出的流体沿着压力控制管线(PL)返回到存储槽(91)。压力控制管线(PL)可以连接到接收器(90)的上部，如图1中所示。
也就是说，根据这个实施例，当接收器(90)的内部压力达到预设值以上时，控制器可以通过打开压力控制管线(PL)的压力控制阀(91)以允许流体沿着压力控制管线(PL)排出来控制多阶段压缩机(20)的下游到接收器(90)的上游的压力。在本文中，由于沿着压力控制管线(PL)流动的流体在穿过第一中间冷却器(41)时过冷却，因此沿着压力控制管线(PL)供应到存储槽(10)的流体可以降低存储槽(10)的内部温度。
举例来说，当接收器(90)的内部压力达到预设值以上时，控制器(未绘示)打开压力控制阀(91)。当设定成具有80绝压巴的预设内部压力的接收器(90)的内部压力小于80绝压巴时，控制器关闭压力控制阀(91)，并且当接收器(90)的内部压力为80绝压巴或大于80绝压巴时，控制器打开压力控制阀(91)，使得气体可以从接收器(90)排出。当压力控制阀(91)关闭时，从多阶段压缩机(20)下游到接收器(90)的再液化管线的压力也维持在约80绝压巴的水平下。另外，当接收器(90)的内部压力超过80绝压巴时，由于接收器(90)上游的压力，即从多阶段压缩机(20)到接收器(90)的压力无法以一定压差维持在预设范围中，所以压力控制阀(91)打开以允许从多阶段压缩机(20)下游到接收器(90)的再液化管线的压力维持在预设压力范围中。
根据这个实施例，压缩机下游的压力可以设定成40绝压巴至100绝压巴，更优选80绝压巴。也就是说，接收器(90)可能具有40绝压巴至100绝压巴、更优选80绝压巴的预设内部压力。
在这个实施例中，第二气流(a2)在传送到接收器(90)时可能处于至少部分或全部液化的状态下，或者可能部分经闪蒸成闪蒸气体，之后从接收器(90)排出。
因此，为了将接收器(90)的内部压力维持在预设压力下，还需要控制接收器(90)的液位。根据这个实施例，液位控制管线(LL)可以用于在控制接收器(90)的液位的同时控制再液化设备的流量。
举例来说，控制器(未绘示)测量接收器(90)的液位并打开第三膨胀单元(73)以在所测量的接收器的液位达到预设值或大于预设值时允许液体沿着液位控制管线(LL)从接收器(90)排出。随后，从接收器(90)排出的液体在第二中间冷却器(42)中过冷却并通过由第三膨胀单元(73)膨胀以压力及温度降低的状态供应到存储槽(10)。
控制器控制第三膨胀单元(73)的打开程度，以控制在再液化设备中沿着液位控制管线(LL)供应到存储槽(10)的再液化蒸发气体的总流量。也就是说，在这个实施例中，第三膨胀单元(73)可以用作用于控制接收器(90)的液位的装置。
以这种方式，根据本发明，在穿过第一中间冷却器(41)时过冷却的流体经供应到接收器(90)，并且在控制接收器(90)的压力或液位或者接收器(90)的压力及液位的同时控制从接收器(90)返回到存储槽(10)的闪蒸气体的流量及通过在第二中间冷却器(42)中另外冷却呈液相从接收器(90)排出的过冷却流体来冷却的流体的膨胀程度，由此改进再液化设备的再液化效率。
根据这个实施例，传送到第三膨胀单元(73)的蒸发气体的过冷却程度可以通过换热器(30)提高以便改进制冷效果。
此外，压缩蒸发气体由换热器(30)进一步冷却，随后传送到第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)，由此减少用于在第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)中冷却蒸发气体的制冷剂的量。相应地，由于待传送到第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)的制冷剂的量(即待膨胀的蒸发气体的流量)降低，所以从再液化管线分支并在膨胀之后传送到多阶段压缩机(20)的蒸发气体的流量降低，借此可以在增加中间冷却器(41)、中间冷却器(42)中再液化蒸发气体的量的同时减少多阶段压缩机(20)的压缩工作，由此改进制冷效果。
在如本发明中由中间冷却器(41)、中间冷却器(42)与换热器(30)及接收器(90)一起在无单独制冷循环的情况下构成的再液化设备的结构中，当通过接收器(90)将多阶段压缩机(20)下游的压力控制到约40绝压巴至100绝压巴时，多阶段压缩机(20)消耗约499.7千瓦的功率并且再液化设备具有约241.3千瓦的冷却能力(cooling capacity)。因此，再液化设备具有约0.48的冷却效率，即COP。
相比这个结构，假设蒸发气体由相同液化气产生并具有与上文所描述的蒸发气体的那些流量及性质相同的流量及性质，在包含单独制冷循环并且不含根据本发明的换热器(30)的典型再液化设备中，多阶段压缩机(20)消耗约575.2千瓦的功率，且再液化设备具有约240.3千瓦的冷却能力。因此，再液化设备具有约0.42的冷却效率，即COP。也就是说，根据本发明的再液化设备可以通过使用较小功率再液化较大量的蒸发气体来将再液化蒸发气体回收到存储槽。
另外，多阶段压缩机(20)下游的压力维持在确保最优COP的压力下，并且通过再液化设备再液化的蒸发气体的总流量经控制以通过接收器(90)维持最优COP，由此使得能够将再液化效率维持在最高水平。
此外，在根据本发明的再液化设备中，即使在无额外制冷循环的情况下，换热器(30)仍允许液化大部分由液化气产生的蒸发气体。也就是说，当液化气为丙烷气体时，大部分由丙烷气体产生的蒸发气体在穿过多阶段压缩机(20)时经液化，并且当液化气为乙烷气体时，大部分由乙烷气体产生的蒸发气体在穿过多阶段压缩机(20)及换热器(30)时液化。另外，如在这个实施例中，在中间冷却器由包含第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)的至少两个中间冷却器构成的再液化设备中，可以降低在再液化过程期间产生的闪蒸气体的量，在所述过程中，蒸发气体在穿过多阶段压缩机(20)、换热器(30)、中间冷却器(41)、中间冷却器(42)以及接收器(90)之后返回到存储槽(10)。
图3是根据本发明的第二实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
图3中所示的根据第二实施例的蒸发气体再液化设备与图1中所示的根据第一实施例的蒸发气体再液化设备的区别在于根据第二实施例的蒸发气体再液化设备不包含接收器、压力控制管线以及液位控制管线，并且以下描述将集中于根据第二实施例的蒸发气体再液化设备的不同特征。此处将省略与根据第一实施例的蒸发气体再液化设备的那些组件相同的组件的详细描述。
参考图3，根据这个实施例的蒸发气体再液化设备包含：多个压缩机(20a、20b、20c、20d)，通过多个阶段压缩从存储槽(10)排出的蒸发气体；换热器(30)，进行由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)通过多个阶段压缩的蒸发气体与从存储槽(10)排出的蒸发气体之间的热交换；第一膨胀单元(71)，使由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并且已穿过换热器(30)的蒸发气体膨胀；第一中间冷却器(41)，冷却由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并且已穿过换热器(30)的蒸发气体；第二膨胀单元(72)，使已穿过第一中间冷却器(41)的蒸发气体膨胀；第二中间冷却器(42)，冷却已穿过第一中间冷却器(41)的蒸发气体；第三膨胀单元(73)，使已穿过第二中间冷却器(42)的蒸发气体膨胀；以及气/液分离器(60)，将在穿过第三膨胀单元(73)时已部分再液化的蒸发气体分成再液化蒸发气体及气态蒸发气体。
根据这个实施例，存储槽(10)存储液化气，例如乙烷、乙烯等等，且在存储槽(10)的内部压力超过预定压力时排出蒸发气体，所述蒸发气体通过从外部传递的热量通过液化气体的汽化产生。尽管在这个实施例中借助于实例将液化气说明为从存储槽(10)排出，但液化气可以从适用于存储液化气的燃料罐排出以便将液化气作为燃料供应到发动机。
根据这个实施例，多个压缩机(20a、20b、20c、20d)通过多个阶段压缩从存储槽(10)排出的蒸发气体。根据这个实施例，多阶段压缩机包含四个压缩机，使得蒸发气体可以进行四个阶段的压缩，但不限于此。
当多阶段压缩机为如这个实施例中包含四个压缩机的四阶段压缩机时，多阶段压缩机(20)包含串联布置以依序压缩蒸发气体的第一压缩机(20a)、第二压缩机(20b)、第三压缩机(20c)以及第四压缩机(20d)。第一压缩机(20a)下游的蒸发气体可能具有2巴至5巴、例如3.5巴的压力，并且第二压缩机(20b)下游的蒸发气体可能具有10巴至15巴、例如12巴的压力。另外，第三压缩机(20c)下游的蒸发气体可能具有25巴至35巴、例如30.5巴的压力，并且第四压缩机(20d)下游的蒸发气体可能具有75巴至90巴、例如83.5巴的压力。
蒸发气体再液化设备可以包含分别设置在压缩机(20a)、压缩机(20b)、压缩机(20c)、压缩机(20d)下游的多个冷却器(21a、21b、21c、21d)，以降低蒸发气体的温度，所述蒸发气体在穿过压缩机(20a)、压缩机(20b)、压缩机(20c)、压缩机(20d)中的每一个之后不仅压力升高，而且温度也升高。
根据这个实施例，换热器(30)通过蒸发气体(下文称为“气流a”)与从存储槽(10)排出的蒸发气体之间的热交换来冷却由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩的蒸发气体(气流a)。也就是说，由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩到较高压力的蒸发气体通过换热器(30)使用从存储槽(10)排出的蒸发气体作为制冷剂来降低温度。
根据这个实施例，第一膨胀单元(71)设置在从将蒸发气体从换热器(30)供应到第一中间冷却器(41)所通过的管线分支的管线上，并且使从由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的蒸发气体分支的一些蒸发气体(下文称为“气流a1”)膨胀。第一膨胀单元(71)可以是膨胀阀或膨胀器。
从由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的蒸发气体分支的一些蒸发气体(气流a1)由第一膨胀单元(71)膨胀到较低温度及压力。已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体经供应到第一中间冷却器(41)以便用作制冷剂以供降低由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的其它蒸发气体(下文称为“气流a2”)的温度。
根据这个实施例，第一中间冷却器(41)通过由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的一些蒸发气体(气流a2)与由第一膨胀单元(71)膨胀的蒸发气体(气流a1)之间的热交换来降低已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)及换热器(30)的蒸发气体(气流a2)的温度。
在穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)及换热器(30)之后由第一中间冷却器(41)冷却的蒸发气体(气流a2)经传送到第二膨胀单元(72)及第二中间冷却器(42)，并且通过第一膨胀单元(71)传送到第一中间冷却器(41)的蒸发气体(气流a1)经传送到多个压缩机(20a、20b、20c、20d)中的一个压缩机(20b)的下游。
根据这个实施例，第二膨胀单元(72)设置在从将蒸发气体从第一中间冷却器(41)供应到第二中间冷却器(42)所通过的管线分支的管线上，且使在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的一些蒸发气体(气流a21)膨胀。第二膨胀单元(72)可以是膨胀阀或膨胀器。
在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的蒸发气体(气流a2)当中，一些蒸发气体(气流a21)由第二膨胀单元(72)膨胀到较低温度及压力。已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体(气流a21)经供应到第二中间冷却器(42)以用作制冷剂以供降低在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的其它蒸发气体(气流a22)的温度。
根据这个实施例，第二中间冷却器(42)通过与由第二膨胀单元(72)膨胀的蒸发气体(气流a21)进行热交换进一步降低在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的蒸发气体(气流a22)的温度。
通过换热器(30)、第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)冷却的蒸发气体通过第三膨胀单元(73)传送到气/液分离器(60)，并且通过第二膨胀单元(72)传送到第二中间冷却器(42)的蒸发气体经传送到多个压缩机(20a、20b、20c、20d)中的一个的下游。
第一中间冷却器(41)降低由换热器(30)使用从存储槽(10)排出的蒸发气体初步冷却的蒸发气体的温度，而第二中间冷却器(42)降低由换热器(30)初步冷却并且随后由第一中间冷却器(41)二次冷却的蒸发气体的温度。因此，作为制冷剂供应到第二中间冷却器(42)的蒸发气体(气流a21)需要具有比作为制冷剂供应到第一中间冷却器(41)的蒸发气体(气流a1)更低的温度。也就是说，已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体比已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体膨胀得更多，且因此具有比已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体更低的压力。相应地，从第一中间冷却器(41)排出的蒸发气体经传送到设置在比从第二中间冷却器(42)排出的蒸发气体所传送到的压缩机更下游处的压缩机。从第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)排出的蒸发气体与通过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)进行多个阶段压缩的蒸发气体当中的具有类似压力的蒸发气体合并。
另一方面，由于由第一膨胀单元(71)及第二膨胀单元(72)膨胀的蒸发气体分别用作制冷剂以供冷却第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)中的蒸发气体，所以待传送到第一膨胀单元(71)及第二膨胀单元(72)的蒸发气体的量可以取决于第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)中的蒸发气体的冷却程度进行调整。在此，由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并且已穿过换热器(30)的蒸发气体经划分成分别传送到第一膨胀单元(71)及第一中间冷却器(41)的两个气流。因此，待传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体的比率增大以便在第一中间冷却器(41)中将蒸发气体冷却到更低温度，且比率减小以便在第一中间冷却器(41)中冷却更少量的蒸发气体。
如同从换热器(30)传送到第一中间冷却器(41)的蒸发气体，当蒸发气体从第一中间冷却器(41)传送到第二中间冷却器(42)时，待传送到第二膨胀单元(72)的蒸发气体的比率增大以便在第二中间冷却器(42)中将蒸发气体冷却到更低温度，且待传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体的比率减小以便在第二中间冷却器(42)中冷却更少量的蒸发气体。
在这个实施例中，再液化设备包含两个中间冷却器(41、42)以及分别设置在中间冷却器(41)、中间冷却器(42)上游的两个膨胀单元(71、72)。然而，应注意，中间冷却器的数目及设置在中间冷却器上游的膨胀单元的数目可视需要改变。另外，根据这个实施例的中间冷却器(41)、中间冷却器(42)可以是用于船舶的中间冷却器，如图1所示，或者可以是典型的换热器。
根据这个实施例，第三膨胀单元(73)使已穿过第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)的蒸发气体膨胀到大约常压。
根据这个实施例，气/液分离器(60)将在穿过第三膨胀单元(73)时已部分再液化的蒸发气体分成再液化蒸发气体及气态蒸发气体。由气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体经传送到换热器(30)上游以与从存储槽(10)排出的蒸发气体一起进行再液化，且由气/液分离器(60)分离的再液化蒸发气体返回到存储槽(10)。在蒸发气体从燃料罐排出的实施例中，再液化蒸发气体经传送到燃料罐。
在下文中，将参考图3描述根据这个实施例的蒸发气体再液化设备中的蒸发气体的流动。
从存储槽(10)排出的蒸发气体穿过换热器(30)且随后由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩。由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩的蒸发气体具有约40巴至100巴、优选约80巴的压力。由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩的蒸发气体具有超临界流体相，其中液体及气体并未彼此区分开。
已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)的蒸发气体在穿过换热器(30)、第一中间冷却器(41)以及第二中间冷却器(42)时在第三膨胀单元(73)之前以基本上类似的压力保持呈超临界流体相。由于已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)的蒸发气体在穿过换热器(30)、第一中间冷却器(41)以及第二中间冷却器(42)时可以进行温度的依序降低，且在穿过换热器(30)、第一中间冷却器(41)以及第二中间冷却器(42)时可以取决于过程的应用方法进行压力的依序降低，所以蒸发气体在穿过换热器(30)、第一中间冷却器(41)以及第二中间冷却器(42)时在第三膨胀单元(73)之前可能呈气/液混合相或呈液相。
已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)的蒸发气体再次经传送到换热器(30)以与从存储槽(10)排出的蒸发气体进行热交换。已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)以及换热器(30)的蒸发气体可能具有-10℃至35℃的温度。
已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)以及换热器(30)的蒸发气体(气流a)当中，一些蒸发气体(气流a1)经传送到第一膨胀单元(71)且其它蒸发气体(气流a2)经传送到第一中间冷却器(41)。传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体(气流a1)膨胀到较低的温度及压力且随后传送到第一中间冷却器(41)，且通过换热器(30)传送到第一中间冷却器(41)的其它蒸发气体(气流a2)通过与已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体进行热交换而降低温度。
从已穿过换热器(30)并传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体分支的蒸发气体(气流a1)由第一膨胀单元(71)膨胀成气/液混合相。由第一膨胀单元(71)膨胀成气/液混合相的蒸发气体通过在第一中间冷却器(41)中进行热交换而转化成气相。
在传送到第一中间冷却器(41)并与已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体进行热交换的蒸发气体(气流a2)当中，一些蒸发气体(气流a21)经传送到第二膨胀单元(72)且其它蒸发气体(气流a22)经传送到第二中间冷却器(42)。传送到第二膨胀单元(72)的蒸发气体(气流a21)膨胀到较低的压力及温度且随后传送到第二中间冷却器(42)，并且通过第一中间冷却器(41)传送到第二中间冷却器(42)的蒸发气体与已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体进行热交换而具有较低温度。
如同部分分支并通过换热器(30)传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体(气流a1)，部分分支并通过第一中间冷却器(41)传送到第二膨胀单元(72)的蒸发气体(气流a21)可以由第二膨胀单元(72)膨胀成气/液混合相。由第二膨胀单元(72)膨胀成气/液混合相的蒸发气体通过在第二中间冷却器(42)中进行热交换而转化成气相。
在第二中间冷却器(42)中与已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体进行热交换的蒸发气体(气流a22)通过由第三膨胀单元(73)膨胀到大约常压及较低温度而部分再液化。已穿过第三膨胀单元(73)的蒸发气体经传送到气/液分离器(60)，蒸发气体在所述气/液分离器中分成再液化蒸发气体及气态蒸发气体。再液化蒸发气体供应到存储槽(10)，且气态蒸发气体传送到换热器(30)的上游。
根据这个实施例的蒸发气体再液化设备通过使用由第一膨胀单元(71)膨胀的蒸发气体(气流a1)与由第二膨胀单元(72)膨胀的蒸发气体(气流a21)作为制冷剂进行自身热交换来冷却蒸发气体，由此在无单独低温热量供应循环的情况下实现蒸发气体的再液化。
另外，具有单独低温热量供应循环的典型再液化设备消耗约2.4千瓦的功率来回收1千瓦的热量，而根据所述实施例的蒸发气体再液化设备消耗约1.7千瓦的功率来回收1千瓦的热量，由此降低操作再液化设备的能耗。
图4是根据本发明的第三实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
图4中所示的根据第三实施例的蒸发气体再液化设备与图3中所示的根据第二实施例的蒸发气体再液化设备的区别在于由气/液分离器分离的再液化蒸发气体与气态蒸发气体一起经传送到存储槽，并且以下描述将集中于第三实施例的不同特征。此处将省略与根据第二实施例的蒸发气体再液化设备的那些组件相同的组件的详细描述。
参考图4，如在第三实施例中，根据这个实施例的蒸发气体再液化设备包含：多个压缩机(20a、20b、20c、20d)；换热器(30)；第一膨胀单元(71)；第一中间冷却器(41)；第二膨胀单元(72)；第二中间冷却器(42)；第三膨胀单元(73)；以及气/液分离器(60)。
如在第二实施例中，根据这个实施例的存储槽(10)存储液化气，例如乙烷、乙烯等等，且在存储槽(10)的内部压力超过预定压力时排出蒸发气体，所述蒸发气体通过从外部传递的热量通过液化气的自然汽化产生。
如在第二实施例中，根据这个实施例的多个压缩机(20a、20b、20c、20d)通过多个阶段压缩从存储槽(10)排出的蒸发气体。多个冷却器(21a、21b、21c、21d)可以分别设置在多个压缩机(20a、20b、20c、20d)下游。
如在第二实施例中，根据这个实施例的换热器(30)进行由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩的蒸发气体与从存储槽(10)排出的蒸发气体之间的热交换。
如在第二实施例中，根据这个实施例的第一膨胀单元(71)设置在从将蒸发气体从换热器(30)供应到第一中间冷却器(41)所通过的管线分支的管线上，并且使由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的一些蒸发气体膨胀。
如在第二实施例中，根据这个实施例的第一中间冷却器(41)通过由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的一些蒸发气体与由第一膨胀单元(71)膨胀的蒸发气体之间的热交换来降低已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)及换热器(30)的蒸发气体的温度。
如在第二实施例中，根据这个实施例的第二膨胀单元(72)设置在从将蒸发气体从第一中间冷却器(41)供应到第二中间冷却器(42)所通过的管线分支的管线上，并且使在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的一些蒸发气体膨胀。
如在第二实施例中，根据这个实施例的第二中间冷却器(42)通过在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的蒸发气体与由第二膨胀单元(72)膨胀的蒸发气体之间的热交换进一步降低在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的蒸发气体的温度。
如在第二实施例中，从第一中间冷却器(41)排出的蒸发气体经传送到设置在比借以合并从第二中间冷却器(42)排出的蒸发气体的压缩机更下游的压缩机的下游。
另外，如在第二实施例中，待传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体的比率增大以便在第一中间冷却器(41)中将蒸发气体冷却到更低温度，且比率减小以便在第一中间冷却器(41)中冷却更少量的蒸发气体。
如同从换热器(30)传送到第一中间冷却器(41)的蒸发气体，当蒸发气体从第一中间冷却器(41)传送到第二中间冷却器(42)时，待传送到第二膨胀单元(72)的蒸发气体的比率增大以便在第二中间冷却器(42)中将蒸发气体冷却到更低温度，且待传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体的比率减小以便在第二中间冷却器(42)中冷却更少量的蒸发气体。
如在第二实施例中，根据这个实施例的第三膨胀单元(73)使已穿过第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)的蒸发气体膨胀到大约常压。
如在第二实施例中，根据这个实施例的气/液分离器(60)将在穿过第三膨胀单元(73)时已部分再液化的蒸发气体分成再液化蒸发气体及气态蒸发气体。
然而，不同于第二实施例，由根据这个实施例的气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体与再液化蒸发气体一起传送到存储槽(10)。传送到存储槽(10)的气态蒸发气体与从存储槽(10)排出的蒸发气体一起经传送到换热器(30)并经历再液化过程。
在下文中，将参考图4描述根据这个实施例的蒸发气体再液化设备中的蒸发气体的流动。
如在第二实施例中，从存储槽(10)排出的蒸发气体穿过换热器(30)，随后由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩。
如在第二实施例中，已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)的蒸发气体再次传送到换热器(30)以与从存储槽(10)排出的蒸发气体进行热交换。在已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)以及换热器(30)的蒸发气体当中，一些蒸发气体传送到第一膨胀单元(71)，且其它蒸发气体传送到第一中间冷却器(41)。传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体膨胀到较低的温度及压力且随后传送到第一中间冷却器(41)，且通过换热器(30)传送到第一中间冷却器(41)的其它蒸发气体通过与已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体进行热交换而降低温度。
如在第二实施例中，在传送到第一中间冷却器(41)并与已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体进行热交换的蒸发气体当中，一些蒸发气体传送到第二膨胀单元(72)且其它蒸发气体传送到第二中间冷却器(42)。传送到第二膨胀单元(72)的蒸发气体膨胀到较低的压力及温度且随后传送到第二中间冷却器(42)，并且通过第一中间冷却器(41)传送到第二中间冷却器(42)的蒸发气体与已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体进行热交换而具有较低温度。
如在第二实施例中，在第二中间冷却器(42)中与已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体进行热交换的蒸发气体通过由第三膨胀单元(73)膨胀到大约常压及较低温度而部分再液化。已穿过第三膨胀单元(73)的蒸发气体经传送到气/液分离器(60)，蒸发气体在所述气/液分离器中分成再液化蒸发气体及气态蒸发气体。
然而，不同于第二实施例，由根据这个实施例的气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体及再液化蒸发气体经传送到存储槽(10)。
图5是根据本发明的第四实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
图5中所示的根据第四实施例的蒸发气体再液化设备与图3中所示的根据第二实施例的蒸发气体再液化设备的区别在于气态蒸发气体供应到存储槽，且与图4中所示的根据第三实施例的蒸发气体再液化设备的区别在于气态蒸发气体与再液化蒸发气体分离且分开传送到存储槽。以下描述将集中于第四实施例的不同特征。将省略与根据第二实施例及第三实施例的蒸发气体再液化设备的那些组件相同的组件的详细描述。
参考图5，如在第二实施例及第三实施例中，根据这个实施例的蒸发气体再液化设备包含：多个压缩机(20a、20b、20c、20d)；换热器(30)；第一膨胀单元(71)；第一中间冷却器(41)；第二膨胀单元(72)；第二中间冷却器(42)；第三膨胀单元(73)；以及气/液分离器(60)。
如在第二实施例及第三实施例中，根据这个实施例的存储槽(10)存储液化气，例如乙烷、乙烯等等，且在存储槽(10)的内部压力超过预定压力时排出蒸发气体，所述蒸发气体通过从外部传递的热量通过液化气的汽化产生。
如在第二实施例及第三实施例中，根据这个实施例的多个压缩机(20a、20b、20c、20d)通过多个阶段压缩从存储槽(10)排出的蒸发气体。多个冷却器(21a、21b、21c、21d)可以分别设置在多个压缩机(20a、20b、20c、20d)下游。
如在第二实施例及第三实施例中，根据这个实施例的换热器(30)进行由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩的蒸发气体与从存储槽(10)排出的蒸发气体之间的热交换。
如在第二实施例及第三实施例中，根据这个实施例的第一膨胀单元(71)设置在从将蒸发气体从换热器(30)供应到第一中间冷却器(41)所通过的管线分支的管线上，并且使由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的一些蒸发气体膨胀。
如在第二实施例及第三实施例中，根据这个实施例的第一中间冷却器(41)通过由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的一些蒸发气体与由第一膨胀单元(71)膨胀的蒸发气体之间的热交换来降低已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)及换热器(30)的蒸发气体的温度。
如在第二实施例及第三实施例中，根据这个实施例的第二膨胀单元(72)设置在从将蒸发气体从第一中间冷却器(41)供应到第二中间冷却器(42)所通过的管线分支的管线上，并且使在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的一些蒸发气体膨胀。
如在第二实施例及第三实施例中，根据这个实施例的第二中间冷却器(42)通过在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的蒸发气体与由第二膨胀单元(72)膨胀的蒸发气体之间的热交换进一步降低在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的蒸发气体的温度。
如在第二实施例及第三实施例中，从第一中间冷却器(41)排出的蒸发气体经传送到设置在比借以合并从第二中间冷却器(42)排出的蒸发气体的压缩机更下游的压缩机的下游。
另外，如在第二实施例及第三实施例中，待传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体的比率增大以便在第一中间冷却器(41)中将蒸发气体冷却到更低温度，且比率减小以便在第一中间冷却器(41)中冷却更少量的蒸发气体。
如同从换热器(30)传送到第一中间冷却器(41)的蒸发气体，当蒸发气体从第一中间冷却器(41)传送到第二中间冷却器(42)时，待传送到第二膨胀单元(72)的蒸发气体的比率增大以便在第二中间冷却器(42)中将蒸发气体冷却到更低温度，且待传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体的比率减小以便在第二中间冷却器(42)中冷却更少量的蒸发气体。
如在第二实施例及第三实施例中，根据这个实施例的第三膨胀单元(73)使已穿过第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)的蒸发气体膨胀到大约常压。
如在第二实施例及第三实施例中，根据这个实施例的气/液分离器(60)将在穿过第三膨胀单元(73)时已部分再液化的蒸发气体分成再液化蒸发气体及气态蒸发气体。
然而，不同于第二实施例，由根据这个实施例的气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体传送到存储槽(10)。另外，不同于第三实施例，由根据这个实施例的气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体与再液化蒸发气体经划分且分开传送到存储槽(10)，而不是与再液化蒸发气体一起传送到存储槽。
在下文中，将参考图5描述根据这个实施例的蒸发气体再液化设备中的蒸发气体的流动。
如在第二实施例及第三实施例中，从存储槽(10)排出的蒸发气体在穿过换热器(30)之后由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩。
如在第二实施例及第三实施例中，已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)的蒸发气体再次传送到换热器(30)以与从存储槽(10)排出的蒸发气体进行热交换。在已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)以及换热器(30)的蒸发气体当中，一些蒸发气体传送到第一膨胀单元(71)，且其它蒸发气体传送到第一中间冷却器(41)。传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体膨胀到较低的温度及压力且随后传送到第一中间冷却器(41)，且通过换热器(30)传送到第一中间冷却器(41)的其它蒸发气体通过与已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体进行热交换而降低温度。
如在第二实施例及第三实施例中，在传送到第一中间冷却器(41)并与已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体进行热交换的蒸发气体当中，一些蒸发气体传送到第二膨胀单元(72)且其它蒸发气体传送到第二中间冷却器(42)。传送到第二膨胀单元(72)的蒸发气体膨胀到较低的压力及温度且随后传送到第二中间冷却器(42)，并且通过第一中间冷却器(41)传送到第二中间冷却器(42)的蒸发气体与已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体进行热交换而具有较低温度。
如在第二实施例及第三实施例中，在第二中间冷却器(42)中与已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体进行热交换的蒸发气体通过由第三膨胀单元(73)膨胀到大约常压及较低温度而部分再液化。已穿过第三膨胀单元(73)的蒸发气体经传送到气/液分离器(60)，蒸发气体在所述气/液分离器中分成再液化蒸发气体及气态蒸发气体。
然而，不同于第二实施例，由气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体供应到存储槽(10)。另外，不同于第三实施例，由气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体与再液化蒸发气体经划分且分开供应到存储槽(10)，而不是与再液化蒸发气体一起传送到存储槽。
图6是根据本发明的第五实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
图6中所示的根据第五实施例的蒸发气体再液化设备与图3中所示的根据第二实施例的蒸发气体再液化设备的区别在于气态蒸发气体供应到存储槽，且与图5中所示的根据第四实施例的蒸发气体再液化设备的区别在于气态蒸发气体传送到存储槽的下部。以下描述将集中于第五实施例的不同特征。将省略与根据第二实施例及第四实施例的蒸发气体再液化设备的那些组件相同的组件的详细描述。
参考图6，如在第二实施例及第四实施例中，根据第五实施例的蒸发气体再液化设备包含：多个压缩机(20a、20b、20c、20d)；换热器(30)；第一膨胀单元(71)；第一中间冷却器(41)；第二膨胀单元(72)；第二中间冷却器(42)；第三膨胀单元(73)；以及气/液分离器(60)。
如在第二实施例及第四实施例中，根据这个实施例的存储槽(10)存储液化气，例如乙烷、乙烯等等，且在存储槽(10)的内部压力超过预定压力时排出蒸发气体，所述蒸发气体通过从外部传递的热量通过液化气的汽化产生。
如在第二实施例及第四实施例中，多个压缩机(20a、20b、20c、20d)通过多个阶段压缩从存储槽(10)排出的蒸发气体。多个冷却器(21a、21b、21c、21d)可以分别设置在多个压缩机(20a、20b、20c、20d)下游。
如在第二实施例及第四实施例中，根据这个实施例的换热器(30)进行由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩的蒸发气体与从存储槽(10)排出的蒸发气体之间的热交换。
如在第二实施例及第四实施例中，根据这个实施例的第一膨胀单元(71)设置在从将蒸发气体从换热器(30)供应到第一中间冷却器(41)所通过的管线分支的管线上，并且使由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的一些蒸发气体膨胀。
如在第二实施例及第四实施例中，根据这个实施例的第一中间冷却器(41)通过由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的一些蒸发气体与由第一膨胀单元(71)膨胀的蒸发气体之间的热交换来降低已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)及换热器(30)的蒸发气体的温度。
如在第二实施例及第四实施例中，根据这个实施例的第二膨胀单元(72)设置在从将蒸发气体从第一中间冷却器(41)供应到第二中间冷却器(42)所通过的管线分支的管线上，并且使在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的一些蒸发气体膨胀。
如在第二实施例及第四实施例中，根据这个实施例的第二中间冷却器(42)通过在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的蒸发气体与由第二膨胀单元(72)膨胀的蒸发气体之间的热交换进一步降低在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的蒸发气体的温度。
如在第二实施例及第四实施例中，从第一中间冷却器(41)排出的蒸发气体经传送到设置在比借以合并从第二中间冷却器(42)排出的蒸发气体的压缩机更下游的压缩机的下游。
另外，如在第二实施例及第四实施例中，待传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体的比率增大以便在第一中间冷却器(41)中将蒸发气体冷却到更低温度，且比率减小以便在第一中间冷却器(41)中冷却更少量的蒸发气体。
如同从换热器(30)传送到第一中间冷却器(41)的蒸发气体，当蒸发气体从第一中间冷却器(41)传送到第二中间冷却器(42)时，待传送到第二膨胀单元(72)的蒸发气体的比率增大以便在第二中间冷却器(42)中将蒸发气体冷却到更低温度，且待传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体的比率减小以便在第二中间冷却器(42)中冷却更少量的蒸发气体。
如在第二实施例及第四实施例中，根据这个实施例的第三膨胀单元(73)使已穿过第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)的蒸发气体膨胀到大约常压。
如在第二实施例及第四实施例中，根据这个实施例的气/液分离器(60)将在穿过第三膨胀单元(73)时已部分再液化的蒸发气体分成再液化蒸发气体及气态蒸发气体。
然而，不同于第二实施例，由根据这个实施例的气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体及再液化蒸发气体供应到存储槽(10)。另外，不同于第四实施例，由根据这个实施例的气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体传送到填充有液化天然气的存储槽(10)的下部，而不是传送到存储槽(10)的上部。
当由气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体传送到存储槽(10)中的下部时，气态蒸发气体可以通过液化天然气降低温度或部分液化，由此改进再液化效率。此外，由于存储槽(10)内部的液化天然气在较低液位处的温度比在较高液位处低，所以期望将气态蒸发气体传送到存储槽(10)的最底部。
在下文中，将参考图6描述根据这个实施例的蒸发气体再液化设备中的蒸发气体的流动。
如在第二实施例及第四实施例中，从存储槽(10)排出的蒸发气体在穿过换热器(30)之后由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩。
如在第二实施例及第四实施例中，已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)的蒸发气体再次经传送到换热器(30)以与从存储槽(10)排出的蒸发气体进行热交换。在已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)以及换热器(30)的蒸发气体当中，一些蒸发气体传送到第一膨胀单元(71)，且其它蒸发气体传送到第一中间冷却器(41)。传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体膨胀到较低的温度及压力且随后传送到第一中间冷却器(41)，且通过换热器(30)传送到第一中间冷却器(41)的其它蒸发气体通过与已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体进行热交换而降低温度。
如在第二实施例及第四实施例中，在传送到第一中间冷却器(41)并与已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体进行热交换的蒸发气体当中，一些蒸发气体传送到第二膨胀单元(72)且其它蒸发气体传送到第二中间冷却器(42)。传送到第二膨胀单元(72)的蒸发气体膨胀到较低的压力及温度且随后传送到第二中间冷却器(42)，并且通过第一中间冷却器(41)传送到第二中间冷却器(42)的蒸发气体与已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体进行热交换而具有较低温度。
如在第二实施例及第四实施例中，在第二中间冷却器(42)中与已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体进行热交换的蒸发气体通过由第三膨胀单元(73)膨胀到大约常压及较低温度而部分再液化。已穿过第三膨胀单元(73)的蒸发气体经传送到气/液分离器(60)，蒸发气体在所述气/液分离器中分成再液化蒸发气体及气态蒸发气体。
然而，不同于第二实施例，由根据这个实施例的气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体及再液化蒸发气体经传送到存储槽(10)。另外，不同于第四实施例，由根据这个实施例的气/液分离器(60)分离的气态蒸发气体传送到填充有液化天然气的存储槽(10)的下部，而不是传送到存储槽(10)的上部。
图7是根据本发明的第六实施例的用于船舶的蒸发气体再液化设备的示意图。
图7中所示的根据第六实施例的蒸发气体再液化设备与图3中所示的根据第二实施例的蒸发气体再液化设备的区别在于根据第六实施例的蒸发气体再液化设备不包含气/液分离器。以下描述将集中于第六实施例的不同特征。将省略与根据第二实施例的蒸发气体再液化设备的那些组件相同的组件的详细描述。
参考图7，如在第二实施例中，根据这个实施例的蒸发气体再液化设备包含：多个压缩机(20a、20b、20c、20d)；换热器(30)；第一膨胀单元(71)；第一中间冷却器(41)；第二膨胀单元(72)；第二中间冷却器(42)；以及第三膨胀单元(73)。在此，根据这个实施例的蒸发气体再液化设备不包含气/液分离器(60)。
如在第二实施例中，根据这个实施例的存储槽(10)存储液化气，例如乙烷、乙烯等等，且在存储槽(10)的内部压力超过预定压力时排出蒸发气体，所述蒸发气体通过从外部传递的热量通过液化气的汽化产生。
如在第二实施例中，根据这个实施例的多个压缩机(20a、20b、20c、20d)通过多个阶段压缩从存储槽(10)排出的蒸发气体。多个冷却器(21a、21b、21c、21d)可以分别设置在多个压缩机(20a、20b、20c、20d)下游。
如在第二实施例中，根据这个实施例的换热器(30)进行由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩的蒸发气体与从存储槽(10)排出的蒸发气体之间的热交换。
如在第二实施例中，根据这个实施例的第一膨胀单元(71)设置在从将蒸发气体从换热器(30)供应到第一中间冷却器(41)所通过的管线分支的管线上，并且使由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的一些蒸发气体膨胀。
如在第二实施例中，根据这个实施例的第一中间冷却器(41)通过由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩并已穿过换热器(30)的一些蒸发气体与由第一膨胀单元(71)膨胀的蒸发气体之间的热交换来降低已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)及换热器(30)的蒸发气体的温度。
如在第二实施例中，根据这个实施例的第二膨胀单元(72)设置在从将蒸发气体从第一中间冷却器(41)供应到第二中间冷却器(42)所通过的管线分支的管线上，并且使在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的一些蒸发气体膨胀。
如在第二实施例中，根据这个实施例的第二中间冷却器(42)通过在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的蒸发气体与由第二膨胀单元(72)膨胀的蒸发气体之间的热交换进一步降低在穿过换热器(30)及第一中间冷却器(41)时冷却的蒸发气体的温度。
如在第二实施例中，从第一中间冷却器(41)排出的蒸发气体经传送到设置在比借以合并从第二中间冷却器(42)排出的蒸发气体的压缩机更下游的压缩机的下游。
另外，如在第二实施例中，待传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体的比率增大以便在第一中间冷却器(41)中将蒸发气体冷却到更低温度，且比率减小以便在第一中间冷却器(41)中冷却更少量的蒸发气体。
如同从换热器(30)传送到第一中间冷却器(41)的蒸发气体，当蒸发气体从第一中间冷却器(41)传送到第二中间冷却器(42)时，待传送到第二膨胀单元(72)的蒸发气体的比率增大以便在第二中间冷却器(42)中将蒸发气体冷却到更低温度，且待传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体的比率减小以便在第二中间冷却器(42)中冷却更少量的蒸发气体。
如在第二实施例中，根据这个实施例的第三膨胀单元(73)使已穿过第一中间冷却器(41)及第二中间冷却器(42)的蒸发气体膨胀到大约常压。
然而，根据这个实施例，由于蒸发气体再液化设备不包含气/液分离器(60)，所以已穿过第三膨胀单元(73)的气态蒸发气体及再液化蒸发气体以混合相传送到存储槽(10)。
如在上文所描述的第二实施例至第六实施例中，当气态蒸发气体传送到存储槽而不是传送到换热器(30)的上游时，有利的是，如果存储槽(10)是压缩罐，那么即使没有单独的泵，蒸发气体也可以有效地从存储槽(10)排出。
在下文中，将参考图7描述根据这个实施例的蒸发气体再液化设备中的蒸发气体的流动。
如在第二实施例中，从存储槽(10)排出的蒸发气体穿过换热器(30)，随后由多个压缩机(20a、20b、20c、20d)压缩。
如在第二实施例中，已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)的蒸发气体再次传送到换热器(30)以与从存储槽(10)排出的蒸发气体进行热交换。在已穿过多个压缩机(20a、20b、20c、20d)以及换热器(30)的蒸发气体当中，一些蒸发气体传送到第一膨胀单元(71)，且其它蒸发气体传送到第一中间冷却器(41)。传送到第一膨胀单元(71)的蒸发气体膨胀到较低的温度及压力且随后传送到第一中间冷却器(41)，且通过换热器(30)传送到第一中间冷却器(41)的其它蒸发气体通过与已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体进行热交换而降低温度。
如在第二实施例中，在传送到第一中间冷却器(41)并与已穿过第一膨胀单元(71)的蒸发气体进行热交换的蒸发气体当中，一些蒸发气体传送到第二膨胀单元(72)且其它蒸发气体传送到第二中间冷却器(42)。传送到第二膨胀单元(72)的蒸发气体膨胀到较低的压力及温度且随后传送到第二中间冷却器(42)，并且通过第一中间冷却器(41)传送到第二中间冷却器(42)的蒸发气体与已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体进行热交换而具有较低温度。
如在第二实施例中，在第二中间冷却器(42)中与已穿过第二膨胀单元(72)的蒸发气体进行热交换的蒸发气体通过由第三膨胀单元(73)膨胀到大约常压及较低温度而部分再液化。在此，不同于第三实施例，已穿过第三膨胀单元(73)的蒸发气体气/液相传送到存储槽(10)。
本领域的技术人员将显而易见，本发明不限于上文描述的实施例并且可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改、改变、更改以及等效实施例。

Claims (20)

1.一种再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备，包括：
压缩机，压缩从所述存储槽排出的所述蒸发气体；
换热器，进行由所述压缩机压缩的所述蒸发气体与从所述存储槽排出的所述蒸发气体的热交换，已穿过所述换热器的所述蒸发气体被划分成包括第一气流及第二气流的至少两个气流；
第一膨胀单元，使所述第一气流膨胀；
第一中间冷却器，使用由所述第一膨胀单元膨胀的所述第一气流作为制冷剂冷却划分成所述至少两个气流之后剩余的所述第二气流；以及
接收器，接收已穿过所述第一中间冷却器的所述第二气流，
其中所述压缩机下游的压力由所述接收器控制。
2.根据权利要求1所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备，更包括：
压力控制管线，通过从所述接收器排出流体来调节所述接收器的压力，
其中通过所述压力控制管线排出的所述流体返回到所述液化气存储槽或从所述液化气存储槽排出。
3.根据权利要求1或2所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备，更包括：
液位控制管线，通过从所述接收器排出流体来调节所述接收器的液位，
其中至少一些通过所述液位控制管线排出的所述流体返回到所述液化气存储槽。
4.根据权利要求3所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备，更包括：
第三膨胀单元，设置在所述液位控制管线上并使沿着所述液位控制管线返回到所述液化气存储槽的所述流体膨胀。
5.根据权利要求4所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备，其中所述压缩机下游的所述压力在40绝压巴至100绝压巴范围内。
6.根据权利要求4所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备，其中由所述压缩机压缩的所述蒸发气体具有80℃至130℃的温度。
7.根据权利要求4所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备，更包括：
后冷却器，设置在所述压缩机的下游并冷却由所述压缩机压缩的所述蒸发气体，
其中由所述后冷却器冷却的所述蒸发气体具有12℃至45℃的温度。
8.根据权利要求4所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备，其中由所述第一膨胀单元膨胀的所述蒸发气体具有4绝压巴至15绝压巴的压力。
9.根据权利要求4所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备，更包括：
第二膨胀单元，设置在所述液位控制管线上，所述第二膨胀单元将从所述接收器排出的所述流体划分成包括第三气流及第四气流的至少两个气流并使所述第三气流膨胀；以及
第二中间冷却器，使用由所述第二膨胀单元膨胀的所述第三气流作为制冷剂冷却划分成所述至少两个气流之后剩余的所述第四气流，
其中已穿过所述第二中间冷却器的所述第四气流返回到所述液化气存储槽，且已穿过所述第二中间冷却器的所述第三气流经供应到所述压缩机。
10.根据权利要求9所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备，其中由所述第二膨胀单元膨胀的所述蒸发气体具有2绝压巴至5绝压巴的压力。
11.根据权利要求9所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的设备，其中所述压缩机为包括多个压缩机的多阶段压缩机，且已穿过所述第一中间冷却器的所述第一气流及已穿过所述第二中间冷却器的所述第三气流中的每一个供应在所述多个压缩机中的任一个的下游。
12.一种再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的方法，包括：
通过压缩机压缩由所述液化气产生的所述蒸发气体；
使用由所述液化气产生的所述蒸发气体冷却所述压缩蒸发气体；
将所述冷却的蒸发气体划分成第一气流及第二气流，接着使所述第一气流膨胀；
使用所述膨胀的蒸发气体冷却所述第二气流；
将所述冷却的第二气流供应到接收器；以及
通过控制所述接收器的压力来控制所述压缩机下游的压力。
13.根据权利要求12所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的方法，其中流体从所述接收器排出以待供应到所述存储槽，且控制从所述接收器排出的流体以将所述接收器的内部压力或所述压缩机下游的所述压力维持在预设压力下。
14.根据权利要求13所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的方法，其中所述压缩机下游的所述压力设定在40绝压巴至100绝压巴范围内。
15.根据权利要求13所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的方法，其中将流体从所述接收器排出并划分成第三气流及第四气流，使所述划分的第三气流膨胀以冷却所述第四气流，且将所述冷却的第四气流供应到所述存储槽。
16.根据权利要求15所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的方法，其中使所述冷却的第四气流膨胀并供应到所述存储槽，且量测所述接收器的液位以调节所述冷却的第四气流的膨胀程度。
17.根据权利要求15所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的方法，其中使所述第一气流膨胀到4绝压巴至15绝压巴的压力，
使所述第三气流膨胀到2绝压巴至5绝压巴的压力，以及
在使所述第二气流及所述第四气流冷却后将所述膨胀的第一气流及所述膨胀的第三气流供应到所述压缩机，
所述第三气流供应在所述压缩机的比所述第一气流更远的下游。
18.根据权利要求13所述的再液化用于船舶的液化气存储槽中所产生的蒸发气体的方法，其中由所述压缩机压缩的所述蒸发气体在与由所述液化气产生的所述蒸发气体进行热交换之前冷却到12℃至45℃。
19.一种再液化通过天然蒸发由液化气产生的蒸发气体的方法，所述液化气包括由乙烷、丙烷以及丁烷所构成的族群中选出的至少一种，
其中通过压缩所述蒸发气体、进行所述压缩蒸发气体与未压缩蒸发气体之间的热交换以及使至少一些所述压缩蒸发气体膨胀以使所述膨胀蒸发气体与未膨胀蒸发气体之间至少进行一次热交换来将所有所述蒸发气体再液化。
20.根据权利要求19所述的再液化通过天然蒸发由液化气产生的蒸发气体的方法，其中将所述再液化的蒸发气体存储在压力容器中以控制所述压力容器的内部压力，使得将所述压缩蒸发气体维持在预设压力下，直至所述压缩蒸发气体再液化并存储在所述压力容器中为止。
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