DE3035349C2 - Anlage zur Verdampfung von flüssigem Erdgas - Google Patents

Anlage zur Verdampfung von flüssigem Erdgas

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Description

Gasdom 8 des Propan-Verdampfers 1 aus und in den Erdgasverdampfer 2 oben ein. Dort kondensiert das Propan unter Wärmeabgabe an den Verdampferschlangen des Erdgasverdampfers 2 und schlägt sich als flüssiges Propan im Sumpf 9 des Erdgasverdampfers 2 nieder, von wo es Ober eine Leitung 10 flüssig dem Propan-Verdampfer 1 unter Schließung des Kreises I wieder zugeführt wird.
Neben dem Propankreislauf I ist ein weiterer Propankreislauf II parallel zum ersteren vorgesehen. Ein Teil- strom des Propans wird über eine Leitung 11 dem Propan-Verdampfer 1 entzogen und ggf. über eine Pumpe 12, insbesondere zur Oberwindung der Rohrleitungsverluste, weiter zu einer Wärmequelle, z. B. einem Tauchflammenverdampfer 13 geführt, dort verdampft und über eine Leitung 14 dem Erdgasverdampfer 2 zugeführt, dort kondensiert und als Kondensat über die Leitung 10 unter Schließung des Kreises II erneut dem Propan-Verdampfer 1 aufgegeben.
In F i g. 1 ist noch ein Erdgasüberhitzer 15 mit einer Erdgasleitung 16 dargestellt der ebenfalls von Propan beaufschlagt ist Dieser weitere Propankreislauf ist mit Hl bezeichnet und führt von dem Erdgasüberhitzer 15 über eine Leitung 17 und ggf. über eine Pumpe 18 zu einer weiteren Wärmequelle, z. B. einem Tauchflammenverdampfer 19, und eine Leitung 20 zurück zum Erdgasüberhitzer. Die Wärmequelle 19 und die Wärmequelle 13 können identisch bzw. innerhalb eines gleichen Bauteils vorgesehen sein. So können sowohl die Wärmetauscherschlangen der Wärmequelle 19 als auch die der Wärmequelle 13 innerhalb eines gleichen Beckens angeordnet sein. Das zur Überhitzung erforderliche höhere Energieniveau wird dadurch erreicht daß der Kreislauf III bei einem höheren Gesamtdruck betrieben wird als die Kreisläufe I und II.
In F i g. 2 ist gegenüber der Anordnung nach F i g. 1 eine modifizierte Prozeßführung als Prinzipskizze dargestellt. Zur besseren Identifizierung der unterschiedlichen Kältemittel-Kreisläufe sind in F i g. 2 zur Bezeichnung der Kreisläufe Großbuchstaben herangezogen. So entsprechen dem Kältemittel-Kreislauf I in F i g. 1 zwei Propankreisläufe A und A', wobei das Propan über meerwasserbeheizte Propan-Verdampf er 21 und 2Γ und einen Erdgasverdampfer 22 sowie einen Propansaminler 23 geführt ist
Die Kreislaufleitungen der Kreisläufe A und A'sind nicht näher bezeichnet. Der Meerwassereintritt und -austritt ist entsprechend F i g. 1 mit 3' bzw. 4' bezeichnet ebenso wie der Eintritt des flüssigen Erdgases mit 5' und der Austritt des gasförmigen überhitzten Erdgases so entsprechend F i g. 1 mit 6' bzw. 16' bezeichnet ist Der der Fig. 1 entsprechende Teilmengenkreislauf II ist in Fig.2 mit B bezeichnet. Das Propan-wird bei diesem 'Kreislauf über eine Leitung 11', eine Pumpe <2' und einen Tauchflammenverdampfer 13' sowie über eine Leitung 14' dem Erdgasverdampfer 22 zugeführt
Der zusätzliche Propankreislauf III nach F i g. 1 ist in F i g. 2 mit C bezeichnet Er führt vom Tauchflammenverdampfer 13' über eine Leitung 24 zu einem Erdgasüberhitzer 25 und über den Erdgasverdampfer 22, den Propansammler 23, die Leitung 11' und die Pumpe 12' zurück zum Tauchflammenverdampfer 13'.
Das Wasser des Tauchflammenverdampfers 13' kann über einen weiteren mit D bezeichneten Kreislauf geführt und ggf. von Abgas aus einem Kraftwerk, dessen Eintritt mit 26 bezeichnet ist in einem Abgaskühler 27 vorgewärmt sein. Der Brennet 28 des Tauchflammenverdampfers 13' kann von Erdgas über die Leitung 29 beaufschlagt sein. Die Wasserzufuhr zum Tauchflammenverdampfer 13' ist mit 30 bezeichnet-
Die Regelung der Anlage erfolgt dabei in Verbindung mit F i g. 1 wie folgt: Je nach Wassertemperatur am Meerwassereiniauf 3 wird über entsprechende Regler die zusätzliche Wärmezufuhr über den Kreislauf II bei der Wärmequelle 13 geregelt Die Teilmenge des Kreislaufes II kann von 0—100% gefahren werden, d. h. der Kreislauf II kann abgeschaltet sein (0%) oder die gesamte Propanmenge, auch die des Kreislautes I, über die Sekundärwärmequelle fördern (100%). Dabei wird zusätzlich die Abgabetemperatur des vergasten Erdgases bei 6 gemessen und ggf. der zusätzliche Kreislauf III zugeschaltet um bei 16 die erforderliche Erdgastemperatur zu erhalten.
Diese Regelung ist grundsätzlich beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 die gleiche, dort können durch die Parallelschaltung von mindestens zwei meerwasserbeheizten Propan-Verdampfern größere Mengen umgesetzt werden. Auch kann bei Ausfall eines Gerätes oder bei Vereisung durch entsprechende Maßnahmen ein Rückfluß von erwärmtem Propan durch diese Verdampfer und damit die Enteisung erreicht werden. Je nach Anfall von Kraftwerk-Abgasen im Kreislauf D kann der Brenner 28 vollständig abgeschaltet sein oder aber mit geringfügigem Überschuß gefahren werden.
Es können in Abwandlung neben den paarweise gefahrenen meerwasserbeaufschlagten Propan-Verdampfern noch weitere Verdampfer ebenso wie weitere Überhitzer für das Erdgas in vergleichsweiser Schaltung vorgesehen sein. Auch ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte zusätzliche Sekundärenergiequelle beschränkt Hier können je nach Standort die ortsüblichen Zusatzenergiequellen herangezogen werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Diese Aufgabe wird bei einer Anlage der eingangs Patentansprüche: bezeichneten Art gemäß dem Kennzeichen des Anspru ches 1 gelöst
1. Anlage zur Verdampfung von flüssigem Erdgas Durch das Vorsehen von zwei Teilkreisläufen, bereits unter Einsatz eines Wärmeübertragungsmediums, s im Bereich des Erdgasverdampfers, mit — neben der welches in einem geschlossenen, aus zwei Teilen be- Möglichkeit der bekannten Wärmezufuhr durch Meerstehenden Kreislauf geführt ist, wobei der erste Teil- wasser — gesonderter Wärmezufuhr in einem Kreislauf kreislauf über einen von einem Wärmespender, ins- mit gleichem Druckniveau, kann je nach Außenbedinbesondere Meerwasser, beaufschlagten Wärmetau- gungen der Gesamtprozeß ohne externe Wärmezufuhr scher geführt wird und der zweite Teilkreislauf im io betrieben werden, wobei eine besonders einfache An-Zwangsumlauf betrieben wird und mit einer weite- passung an Meerwassertemperaturschwankungen mögren Energiezufuhr ausgestattet ist, dadurch ge- lieh ist
kennzeichnet, daß das Wärmeübertragungs- Grundsätzlich sind Naturkreisläufe bekannt Bei der
medium im ersten Teilkreislauf (I) zwischen einem Verdampfung von flüssigem Erdgas liegt eine Besonder-
Erdgasverdampfer (2) und dem Wärmetauscher (1) 15 heit aber darin, daß das Erdgas bei einer Temperatur
im Naturumlauf strömt und im zweiten Teilkreislauf von —162° C und bei Drücken zwischen 80 und 90 bar
(II) als flüssige Phase mit Hilfe einer nur db Rei- durch den Verdampfer gepumpt und dort bei etwa glei-
bungsverluste im zweiten Teilkreislauf überwinden- chem Druck verdampft wird. Das Wärmeübertragungs-
den Pumpe (12) einem weiteren Wärmetauscher (13 medium muß diesen Bedingungen genügen, d. h. es darf
bzw. 13') und verdampft dem Erdgasverdampfer (2) 20 nicht fest werden bzw. gefrieren,
zugeführt wird, wobei der Druck beider Teilkreis- Durch die Erfindung wird die Verdampfungs- und
laufe (I und II) beim Eintritt in den Erdgasverdamp- Kondensationswärme ausgenutzt und die Umlaufmen-
fer (2) gleich ist ge des Wärmeübertragungsmediums klein gehalten,
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- was insbesondere durch den Naturumlauf möglich wird, net daß als weiterer Wärmetauscher (13') ein Tauch- 25 da der Naturumlauf das Wärmeübertragungsmedium flammenverdampfer und/oder Abgase aus einem von unten aus dem meerwasserbeaufschlagten Wärme-Kraftwerk eingesetzt werden. tauscher nach oben zum Erdgasverdampfer treibt wo es
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Rege- kondensiert wird.
lung der Wärmezufuhr für die Verdampfung, da- In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß als wei-
durch gekennzeichnet, daß beim Erreichen einer ge- 30 terer Wärmetauscher ein Tauchflammenverdampfer
nügend hohen Meerwassertemperatur der zweite und/oder Abgase aus einem Kraftwerk eingesetzt wer-
Teilkreislauf (II) abgeschaltet wird. den.
4. Anlage nach einem vorangehenden Anspruch, Beide Varianten ermöglichen eine Anpassung an örtdadurch gekennzeichnet, daß zur Verdampfung des liehe Gegebenheiten; so kann der Tauchflammenverflüssigen Erdgases der Naturumlauf in Rohrbündel- 35 dämpfer direkt mit Erdgas beheizt sein oder aber ein in wärmetauschern (2 bzw. 22 und/oder 25) ein- oder der Regel in der Nähe befindliches Kraftwerk kann seizweistufig erfolgt ne Abwärme aus den Abgasen dort einsetzen.
Schließlich sieht die Erfindung auch vor, daß bei einer
Anlage mit einer Regelung der Wärmezufuhr für die
40 Verdampfung beim Erreichen einer genügend hohen Meerwassertemperatur der zweite Teilkreislauf abge-
Die Erfindung richtet sich auf eine Anlage zur Ver- schaltet wird, womit das Ziel der zu lösenden Aufgabe dampfung von flüssigem Erdgas gemäß Oberbegriff des auch bei höheren Temperaturen des Meerwassers erAnspruches 1. reicht wird.
Bei einem bekannten Verfahren (DE-OS 27 51 642) 45 Nach der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß
wird ein Wärmeübertragungsmedium in zwei Druckstu- der Naturumlauf in Wärmetauschern mehrstufig er-
fen kondensiert, wobei ein Hauptstrom in einem meer- folgt, wobei eine weitere Anpassung an die jeweiligen
wasserbeaufschlagten Verdampfer verdampft und unter Außentemperaturbedingungen, insbesondere des
Wärmeabgabe an einen vom Erdgas durchströmten Meerwassers möglich ist
Wärmetauscher kondensiert und ein von diesem Haupt- 50 Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung
strom abzweigender Nebenstrom des Wärmeübertra- beispielsweise näher erläutert Diese zeigt in
gungsmediums von einer Druckerhöhungseinrichtung F i g. 1 ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen
auf ein höheres Druckniveau gebracht und seine Ener- Verfahrens sowie in
gie in einem Erdgasüberhitzer abgibt und anschließend F i g. 2 ein Prinzipschaltbild einer Anlage zur Durch-
in einer Druckminderungseinrichtung wieder auf den 55 führung des Verfahrens nach der Erfindung in einem
Druck des Hauptstromes gebracht und diesem züge- bevorzugten Ausführungsbeispiel,
führt wird. Nach dem in F i g. 1 dargestellten Prinzipschaltbild
Das bekannte Verfahren hat insbesondere den Nach- wird ein Wärmeübertragungsmedium, vorzugsweise teil, daß es nicht im gewünschten Maße den jeweiligen Propan (im folgenden wird ausschließlich das Wärme-Standortbedingungen einer solchen Anlage anpaßbar 60 Übertragungsmedium als Propan bezeichnet) in einem ist und insbesondere sehr schwerfällig auf unterschiedli- ersten Teilkreislauf I zwischen einem meerwasserbeaufche Temperaturen des meerwasserbeaufschlagten Ver- schlagten Propan-Verdampfer 1 und einem Erdgasverdampfers reagieren kann. Darüber hinaus verbrauchen dämpfer 2 geführt. Das Meerwasser tritt bei 3 in den Druckerhöhungs- und Druckerniedrigungsanlagen Propan-Verdampfer 1 ein und verläßt diesen bei 4. Das Energie, die dem Gesamtprozeß verlorengeht. 65 Erdgas tritt in den Erdgasverdampfer bei 5 ein und ver-
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine läßt ihn über die Leitung 6. Das im Propan-Verdampfer
Anlage anzugeben, mit der die Zufuhr von Fremdener- 1 zunächst noch flüssige Propan wird durch das Meer-
gie auf ein Mindestmaß reduzierbar ist. wasser verdampft und tritt über eine Leitung 7 aus dem
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