EP0874188B1 - Process for the treatment of cryogenic liquefied gas - Google Patents

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EP0874188B1
EP0874188B1 EP98810177A EP98810177A EP0874188B1 EP 0874188 B1 EP0874188 B1 EP 0874188B1 EP 98810177 A EP98810177 A EP 98810177A EP 98810177 A EP98810177 A EP 98810177A EP 0874188 B1 EP0874188 B1 EP 0874188B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat
gas
exchange medium
water
cryogenic liquid
Prior art date
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EP98810177A
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French (fr)
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EP0874188A3 (en
EP0874188A2 (en
EP0874188B2 (en
Inventor
Mircea Fetescu
Lutz Löwel
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.)
General Electric Technology GmbH
Original Assignee
Alstom Technology AG
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Publication date
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Application filed by Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Publication of EP0874188A2 publication Critical patent/EP0874188A2/en
Publication of EP0874188A3 publication Critical patent/EP0874188A3/en
Publication of EP0874188B1 publication Critical patent/EP0874188B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • F17C9/04—Recovery of thermal energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/05—Regasification
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00—Refrigeration
    • Y10S62/915—Combustion

Definitions

  • the invention relates to a method for the preparation of deep-frozen liquid gas, such as liquid natural gas (LNG) or liquid propane gas (LPG) or technical gases, for a downstream, process engineering process, according to the preamble of claim 1.
  • LNG liquid natural gas
  • LPG liquid propane gas
  • gaseous energy carriers such as Natural gas and propane gas, used as fuel for power plants or in processes of the steel and chemical industries. Since gases generally have a relatively large volume, they must be sufficiently compressed to realize effective transport and storage. However, since much more energy is required for the compression of gases than for the compression of liquids, the natural gas or propane gas are first liquefied. This produces so-called liquid natural gas (LNG) or liquid propane gas (LPG). Both the transport and the storage of these liquefied gases are carried out under atmospheric pressure and at temperatures of about minus 160 ° C. Thus, the particular, refrigerated liquefied gas must be vaporized prior to its use as fuel, i. be re-gasified. Such a system is known from document US-A-3,726,085.
  • the invention seeks to avoid all these disadvantages. It is the object of the invention to provide a method for the preparation of deep-frozen liquefied gas for the purpose of obtaining process energy for a downstream process engineering process, with which the cooling capacity of the deep-frozen liquefied gas can also be utilized in the downstream process.
  • the cooling capacity of the deep-frozen liquid gas is supplied as heat sink, at least via one heat exchange medium, to at least one of the substeps of the downstream process process.
  • the transferred to the heat exchange medium Refrigeration capacity of the frozen liquid liquor used in the downstream process and therefore the use of external heat exchange media, including the associated disadvantages significantly reduced. If this heat exchange medium is unavailable, the frozen liquid gas is re-gasified with an additional heat exchange medium.
  • This process step is mainly used to start the downstream, process engineering process and is also activated in case of otherwise unavailability of the first heat exchange medium, such as during repair work. By itself, it is similar to the conventional process in which the heat exchange medium is discharged from the process unused after the gasification of the liquefied liquefied gas.
  • the frozen liquid gas is first divided into two partial streams, the first partial stream is heated with an external heat exchange medium, regasified, subsequently ignited and burned to form the additional heat exchange medium. Finally, the second partial stream of the branched, frozen liquid gas is back-gasified in heat exchange with the additionally formed heat exchange medium, so that the supply of the downstream, process engineering process with the required gaseous medium is ensured at all times.
  • this solution can be used for power supply processes (power plants, power distribution) in the steel or chemical industry, where flash liquefied gases such as LNG or LPG or industrial gases (eg N 2 , O 2 , NH 3 , etc.) evaporate and at the same time the requirement of process cooling exists.
  • flash liquefied gases such as LNG or LPG or industrial gases (eg N 2 , O 2 , NH 3 , etc.) evaporate and at the same time the requirement of process cooling exists.
  • a working medium of the process downstream of the regasification is used as the first heat exchange medium and this working medium is cooled in direct heat exchange with the deep-frozen liquefied gas.
  • a working medium of the process downstream of the regasification is used as the first heat exchange medium and this working medium is cooled in direct heat exchange with the deep-frozen liquefied gas.
  • a working medium of the process downstream of the regasification is used as the first heat exchange medium and this working medium is cooled in direct heat exchange with the deep-frozen liquefied gas.
  • a working medium of the process downstream of the regasification is used as the first heat exchange medium and this working medium is cooled in direct heat exchange with the deep-frozen liquefied gas.
  • each heat exchange medium is fed to a separate sub-step of the downstream process.
  • back-gasified, gaseous fuel is introduced into a gas turbine process, burned there to a flue gas and the latter relaxed for the purpose of labor.
  • the first heat exchange medium is also used in the gas turbine process to be compressed ambient air.
  • the second heat exchange medium is used as a heat sink of a steam turbine process connected to the gas turbine process.
  • This solution is particularly suitable for cases in which the cryogenic liquefied gas has a cooling potential, which is not fully usable by the cooling capacity of the first heat exchange medium.
  • the second heat exchange medium as a heat sink of the steam turbine process, the cooling effort provided for this partial process can be significantly reduced. Due to the greater number of circuit options, both the variability increases the total process as well as the number of possible users of the refrigeration potential of the frozen liquefied gas. Due to the division of the evaporation process in two process steps and thus at least partial, spatial separation of the evaporation process of the cryogenic liquefied gas from the cooling process of the sucked ambient air, the explosion protection of the gas turbine plant is improved.
  • a heat exchange medium is formed with the ice water, which advantageously ensures a high heat transfer during heat exchange with the ambient air to be compressed in the gas turbine process.
  • the turbulent flow of ice water ensures that the ice in the pipes of the intermediate cooling circuit does not settle.
  • coolants such as ammonia, freons, glycol, etc. can be dispensed with, which both increases the safety of the entire process and protects the environment.
  • the temperature of this water in heat exchange with the frozen liquid gas can be further lowered without risk of icing of the corresponding piping.
  • a much larger part of the refrigeration potential of the deep-frozen liquefied gas can be used for the cooling of the downstream process.
  • At least one of the sub-steps of the process downstream of the back-gasification of the deep-frozen liquefied gas is a working medium downstream thereof Process used.
  • This working fluid is previously cooled in heat exchange with a first heat exchange medium and the latter recirculated after this heat exchange for heat exchange with the cryogenic liquefied gas.
  • a gas turbine process Through the regasification of the liquid converted into the gaseous state of aggregate fuel is fed to a gas turbine process, there burned to a flue gas and the latter relaxed for the purpose of labor.
  • ambient air to be compressed is used as the working medium to be cooled in the gas turbine process. Due to the complete separation of the evaporation of the cryogenic liquefied gas from the cooling process of the sucked ambient air, the explosion protection of the gas turbine plant can be significantly improved in the event of leaks.
  • water is used as the first heat exchange medium.
  • the temperature of this water is lowered in heat exchange with the deep-frozen liquid gas to almost 0 ° C and the water is converted into ice water.
  • a turbulent flow is generated in the ice water.
  • the temperature of this water can be further lowered in heat exchange with the deep-frozen liquid gas without the risk of icing of the corresponding pipelines.
  • a much larger part of the refrigeration potential of the deep-frozen liquefied gas can likewise be used for the cooling of the downstream process.
  • the plant for processing a frozen liquefied gas 1 consists mainly of a main evaporator / air cooler 4 connected to a storage tank 3 via a main liquefied gas line 2.
  • a main gas line 5 connects downstream, which connects the treatment plant to a downstream facility 6 (FIG ).
  • This subordinate plant 6 has a process engineering process in which the deep-frozen liquefied gas 1 is used as fuel or otherwise in a physical and / or chemical process and at the same time there is the requirement of process cooling.
  • a gas turbine plant (FIG. 2) or a plant of the steel or chemical industry (not shown) may be connected to the treatment plant.
  • several storage tanks 3 can be connected via a common treatment plant with the system 6.
  • a first and a second partial line 13, 14 from.
  • a shut-off valve 15 a connected to a cooling circuit 16 auxiliary evaporator 17, a pressure control valve 18 and a burner 19 are successively formed.
  • the burner 19 is part of a arranged in the second sub-line 14 flooding evaporator 20, which a check valve 21 upstream and a check valve 22 are connected downstream.
  • the latter is formed in an auxiliary gas line 23, which connects downstream to the flooding evaporator 20 and opens with its other end in the main gas line 5.
  • A likewise connected to the system 6 suction line 27 for a first heat exchange medium 28, the main liquid gas line 2 in the main evaporator / air cooler 4 arranged crossing. In this case, 28 ambient air is used as the first heat exchange medium.
  • the heat exchange instead of the cross-flow principle by means of another heat exchange principle, for example in the countercurrent or DC principle or in wound heat exchangers can be realized (not shown).
  • the storage tank 3 is as a frozen liquid 1 using finding, for example, delivered with cooling tanker liquid natural gas (LNG) stored.
  • LNG cooling tanker liquid natural gas
  • liquid natural gas (LNG) 1 is conveyed by means of the feed pump 7 in the main LPG line 2.
  • the arranged there high pressure feed pump 8 increases the pressure to the required operating pressure and passes the liquid natural gas 1 with this operating pressure to the main evaporator / air cooler 4 on.
  • the check valve 9 arranged between the two pumps 7, 8 prevents backflow of the liquid natural gas 1 via the main liquid gas line 2 into the storage tank 3.
  • the unused amount of liquid natural gas 1 is returned to the storage tank 3 via the return line 10.
  • the orifice 11 arranged there causes a pressure reduction of the constantly flowing back minimum amount of cryogenic liquid natural gas 1, starting from the pressure level downstream of the high-pressure feed pump 8, to the required for safe return flow into the storage tank 3 pressure level.
  • the non-return valve 12 prevents a backflow of the deep-frozen liquid natural gas 1 from the reflux line 10 into the main LPG line 2.
  • the main evaporator / air cooler 4 there is a direct exchange of heat between the liquid natural gas 1 and ambient air 28 located in the suction line 27.
  • the evaporation energy required for regasification of the liquid natural gas 1 is obtained by heat exchange between the sucked-in ambient air 28 and the liquid natural gas 1 .
  • a gaseous fuel 29, in this case natural gas, which is burned in the plant 6 is formed.
  • a gas pressure corresponding to the requirements of Appendix 6 is set by means of the pressure reducing valve 26.
  • the serving as the working medium of the downstream system 6 and sucked by this ambient air 28 is thus simultaneously the first heat exchange medium of the treatment plant and the air cooler 4 is the main evaporator.
  • shut-off valves 24, 25 are closed, whereby the main evaporator / air cooler 4 is taken out of the treatment plant.
  • the plant 6 downstream of the treatment plant is designed as a gas turbine plant, with a compressor 35, a combustion chamber 36 and a gas turbine 37. Accordingly, the main gas line 5 adjoining the main evaporator / air cooler 4 is connected downstream to the combustion chamber 36, while the intake line 27 for the ambient air 28 opens into the compressor 35.
  • the gas turbine 37 and the compressor 35 are mounted on a common shaft 38, which at the same time also receives a generator 39 (FIG. 2).
  • the treatment plant has a second, parallel to the main evaporator / air cooler 4 arranged in the main gas line 5 evaporator 40.
  • the main liquid-gas line 2 branches off at a branch point 41 formed upstream of the second evaporator 40 into two liquid-gas sub-lines 42, 43.
  • the main evaporator / air cooler 4 is arranged essentially as already described above. Deviating from this, it has on the outlet side an intermediate line 44 to a junction 45 in the outlet side of the second evaporator 40 attacking main gas line 5.
  • the shut-off valve 24 of the main evaporator / air cooler 4 is in the first liquid-gas sub-line 42 and the shut-off valve 25 in the intermediate line 44 formed.
  • the second liquid part of the gas line 43 receives the second evaporator 40, wherein between this and the branching point 41, a shut-off valve 46 is arranged.
  • Another shut-off valve 47 is formed in the main gas line 5, between the second evaporator 40 and the confluence point 45 of the intermediate line 44.
  • the main gas line 5 has a check valve 48 in the region between the second evaporator 40 and the shut-off valve 47.
  • the second evaporator 40 is arranged in an intermediate cooling circuit 50 consisting of pipelines 49, which accommodates a recirculation pump 51, a high tank 52 and a second cooler 53 for a second heat exchange medium 54.
  • This second cooler 53 is part of a main cooling circuit 55 of a steam turbine 56 connected to the gas turbine plant 6.
  • the main cooling circuit 55 is equipped with a main cooler 57 and with a main cooling water pump 58. It is connected via the main cooler 57 with a cooling source 59, as such, a cooling tower, air cooling or sea or river water can be used.
  • the pipes 49 of the intermediate cooling circuit 50 are provided in their interior with a plurality of spirally formed ribs 60 (Fig. 3).
  • the sitting on a common shaft 61 with a generator 62 steam turbine 56 is connected both the steam inlet side via a main steam line 63 and the steam outlet side via an exhaust steam line 64 with a water-steam cycle, not shown, and the latter with the gas turbine 37.
  • a condenser 65 is arranged, to which a water line 66 with an integrated condensate pump 67 connects downstream.
  • the condenser 65 has a cooling circuit 68 opening into the main cooling circuit 55 and branching off from it (FIG. 2).
  • liquid natural gas (LNG) 1 in the processing plant to a gaseous fuel 29, ie, gasified to natural gas.
  • the natural gas 29 is burned in the combustion chamber 36 of the gas turbine plant 6.
  • flue gases 69 which are expanded in the gas turbine 37 and serve both their drive and, via the shaft 38, the drive of the compressor 35 and the generator 39.
  • the turbine exhaust gases are converted into live steam in a water-steam cycle, not shown, by means of known methods.
  • the on the main steam line 63 to the steam turbine 56 passed live steam is relaxed in this and thus drives the generator 62 at.
  • the condenser 65 the exhaust steam of the steam turbine 56 is condensed and the resulting water is recirculated into the water-steam cycle.
  • the regasification of the liquid natural gas 1 is carried out by a direct heat exchange with the sucked in by the compressor 35 ambient air 28 in the main evaporator / air cooler 4 of the treatment plant.
  • the energy required for evaporation is obtained by cooling the sucked ambient air 28 with the liquid natural gas 1.
  • the use of the clearly cooled ambient air 28 as the working medium of the compressor 35 improves its effectiveness and that of the entire gas turbine plant 6.
  • the ambient air 28 is thus simultaneously the first heat exchange medium of the treatment plant and the air cooler 2 becomes its main evaporator.
  • the available for the evaporation of the liquid natural gas 1 from the intake ambient air 28 energy varies depending on the season.
  • the required evaporation energy is taken from the main cooling circuit 55 under appropriate operating conditions.
  • the evaporation of the liquid natural gas 1 can take place both in the main evaporator / air cooler 4 and in the second evaporator 40, or even in one of the two.
  • both evaporation processes are used simultaneously.
  • a second heat exchange of the liquid natural gas 1 with a second heat exchange medium 54 takes place in the evaporator 40, parallel to the first heat exchange taking place in the main evaporator / air cooler 4.
  • the recirculation pump 51 in the high tank 52 conveys water as the second heat exchange medium 54 to the main cooling circuit 55 and subsequently back to the evaporator 40.
  • the high tank 52 is used in addition to the storage of the water 54 and for controlling the suction pressure of the recirculation pump 51 and also as Nivauaustechnischmaschines apparenter.
  • the temperature of the water 54 is lowered to almost 0 ° C, thereby converting part of the water 54 into ice, so that ice water 54 'is located in the intermediate cooling circuit 50 downstream of the evaporator 40.
  • the spiral ribs 60 create a turbulent flow of the ice water 54 'in the conduits 49 of the intermediate cooling circuit 50 so that no ice can settle inside the conduits 49 (FIG. 3).
  • this effect may also be mitigated by other passive means, such as appropriate inserts or anti-stick coatings, or by active agents, e.g. rotating vortex generators are supported (not shown).
  • active agents e.g. rotating vortex generators are supported (not shown).
  • the main cooler 57 and the cooling source 59 have the same function as the second cooler 53. They are used when the cooling potential of the liquid natural gas 1 is insufficient for the required cooling purposes or when the processing plant for the liquid natural gas 1 is not in operation and there is still a need for cooling.
  • the second evaporator 40 via the intermediate cooling circuit 50 with other users, for example, with the not shown water-steam cycle of the steam turbine 56 are connected.
  • the refrigeration potential of the liquid natural gas 1 can be used even better.
  • the plant 6 downstream of the treatment plant is likewise designed as a gas turbine plant cooperating with a steam turbine 56.
  • the compressor 35 is connected via the suction line 27 with an air cooler 71.
  • a main evaporator 72 for the LPG 1 is arranged in the main LPG line 2, a main evaporator 72 for the LPG 1 is arranged.
  • the main evaporator 72 is part of a cooling circuit 73, in which in addition to the high tank 52 and the recirculation pump 51 and the air cooler 71 of the compressor 35 of the gas turbine plant 6 is arranged in series.
  • a shut-off valve 74 is formed in the cooling circuit 73 and a control valve 75 is formed upstream of the air cooler 71 (FIG. 4).
  • an intermediate cooling circuit 76 is arranged, which connects the cooling circuit 73 with the main cooling circuit 55 designed analogously to the first exemplary embodiment.
  • the intermediate cooling circuit 76 has two shut-off valves 77, 78, with which the treatment plant can be separated from or connected to the main cooling circuit 55 depending on the specific operating situation.
  • a working medium of the process following the regasification of the liquid natural gas 1 is used as the heat sink of this downstream process.
  • the ambient air 28 ' is previously in heat exchange with cooled a first heat exchange medium 79 and the latter recirculated after this heat exchange for heat exchange with the frozen liquid natural gas 1.
  • the first heat exchange medium 79 water is used, which is converted in the heat exchange with the deep-frozen liquid natural gas 1 analogous to the first embodiment, partly in ice. According to this, ice water 79 'is located in the cooling circuit 73 downstream of the main evaporator 72.
  • the recovered in the regasification, gaseous fuel 29 is also fed to the combustion chamber 36 where it is burned to a flue gas 69 and the latter relaxed for the purpose of working in the gas turbine 37. All further method steps are analogous to the first embodiment.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von tiefgekühltem Flüssiggas, wie beispielsweise Flüssig-Erdgas (LNG) bzw. Flüssig-Propangas (LPG) oder auch technische Gase, für einen nachgeordneten, verfahrenstechnischen Prozess, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for the preparation of deep-frozen liquid gas, such as liquid natural gas (LNG) or liquid propane gas (LPG) or technical gases, for a downstream, process engineering process, according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Neben Erdöl und seinen Spaltprodukten sowie Kohle werden heute auch gasförmige Energieträger, wie z.B. Erdgas und Propangas, als Brennstoffe für Kraftwerke oder in Prozessen der Stahl- und der chemischen Industrie eingesetzt. Weil Gase im allgemeinen ein relativ grosses Volumen besitzen, müssen sie ausreichend komprimiert werden, um einen effektiven Transport und eine ebensolche Lagerhaltung zu realisieren. Da jedoch zur Verdichtung von Gasen wesentlich mehr Energie als zur Verdichtung von Flüssigkeiten erforderlich ist, werden das Erdgas bzw. das Propangas zunächst verflüssigt. Dabei entsteht sogenanntes Flüssig-Erdgas (LNG) bzw. Flüssig-Propangas (LPG). Sowohl der Transport als auch die Lagerhaltung dieser Flüssiggase werden unter atmosphärischem Druck und bei Temperaturen von etwa minus 160°C durchgeführt. Demnach muss das jeweilige, tiefgekühlte Flüssiggas vor seinem Einsatz als Brennstoff verdampft, d.h. rückvergast werden. Eine derartige Anlage ist aus dem Dokument US-A-3 726 085 bekannt.In addition to crude oil and its fission products as well as coal, gaseous energy carriers, such as Natural gas and propane gas, used as fuel for power plants or in processes of the steel and chemical industries. Since gases generally have a relatively large volume, they must be sufficiently compressed to realize effective transport and storage. However, since much more energy is required for the compression of gases than for the compression of liquids, the natural gas or propane gas are first liquefied. This produces so-called liquid natural gas (LNG) or liquid propane gas (LPG). Both the transport and the storage of these liquefied gases are carried out under atmospheric pressure and at temperatures of about minus 160 ° C. Thus, the particular, refrigerated liquefied gas must be vaporized prior to its use as fuel, i. be re-gasified. Such a system is known from document US-A-3,726,085.

Gemäss S. 9 des Prospekts 100-332② MCI der Firma CHIODA, gedruckt im Mai 1995 in Japan, mit dem Titel "CHIODA in LPG/LNG recieving terminals", sind für jedes der verwendeten, tiefgekühlten Flüssiggase eine Reihe von Verdampfungseinrichtungen bekannt, bei denen die zur Verdampfung des Niedrigtemperatur-Brennstoffs erforderliche Energie in Form von Warmwasser, Meerwasser oder zusätzlichem Brennstoff zugeführt wird. Nach Abgabe der zum Verdampfungsvorgang benötigten Wärmemenge wird das jeweilige Wärmetauschmedium wieder abgeführt, wodurch seine Kälteleistung für den Prozess verloren geht.According to page 9 of the prospectus 100-332-2CI of CHIODA, printed in May 1995 in Japan, entitled "CHIODA in LPG / LNG recieving terminals", are for Each of the liquefied liquefied gases used has a number of evaporators known in which the energy required to evaporate the low-temperature fuel is supplied in the form of hot water, seawater or additional fuel. After delivery of the heat required for the evaporation process, the respective heat exchange medium is discharged again, whereby its cooling capacity is lost to the process.

Demgegenüber ist bei vielen Teilprozessen in Kraftwerken, in der Stahl- und der chemischen Industrie eine Kühlung erforderlich. Entsprechend dem Artikel "Refrigerated inlet cooling for new and retrofit installations" in der Zeitschrift Gas Turbine World, Jahrgang 23, Nr. 3, vom Mai/Juni 1993, führt die Senkung der Lufteintrittstemperatur einer Gasturbinenanlage, d.h. der Eintrittstemperatur der vom Verdichter angesaugten Verbrennungsluft, zu einer deutlichen Verbesserung der abgegebenen Leistung und des Wärmeverbrauchs. Dazu werden externe Kühlmittel wie gelagertes Eis, Ammoniak, Freone, Glycol usw. eingesetzt. Die Bereitstellung, die Handhabung sowie die umweltgerechte Entsorgung dieser zusätzlichen Kühlmittel verursacht jedoch einen nicht unerheblichen Arbeitsaufwand und damit Kosten.In contrast, in many sub-processes in power plants, in the steel and the chemical industry cooling is required. According to the article "Refrigerated inlet cooling for new and retrofit installations" in the journal Gas Turbine World, Volume 23, No. 3, May / June 1993, the lowering of the air inlet temperature of a gas turbine plant, i. the inlet temperature of the combustion air sucked by the compressor, to a significant improvement of the output power and the heat consumption. For this purpose, external coolants such as stored ice, ammonia, freons, glycol, etc. are used. However, the provision, handling and environmentally sound disposal of these additional coolant causes a considerable amount of work and therefore costs.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung versucht alle diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbereitung von tiefgekühltem Flüssiggas zwecks Gewinnung von Prozessenergie für einen nachgeordneten verfahrenstechnischen Prozess zu schaffen, mit dem auch die Kälteleistung des tiefgekühlten Flüsiggases im nachgeordneten Prozess genutzt werden kann.The invention seeks to avoid all these disadvantages. It is the object of the invention to provide a method for the preparation of deep-frozen liquefied gas for the purpose of obtaining process energy for a downstream process engineering process, with which the cooling capacity of the deep-frozen liquefied gas can also be utilized in the downstream process.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass bei einem Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die Kälteleistung des tiefgekühlten Flüsiggases zumindest über ein Wärmetauschmedium zumindest einem der Teilschritte des nachgeordneten, verfahrenstechnischen Prozesses als Wärmesenke zugeführt wird. Mit diesem Verfahren kann die auf das Wärmetauschmedium übertragene Kälteleistung des tiefgekühlten Flüsiggases im nachgeordneten Prozess genutzt und daher die Verwendung externer Wärmetauschmedien, einschliesslich der mit ihnen verbundenen Nachteile, deutlich verringert werden. Bei Nichtverfügbarkeit dieses Wärmetauschmediums wird das tiefgekühlte Flüssiggas mit einem zusätzlichen Wärmetauschmedium rückvergast. Dieser Verfahrensschritt dient vorwiegend dem Anfahren des nachgeordneten, verfahrenstechnischen Prozesses und wird ebenso bei anderweitiger Nichtverfügbarkeit des ersten Wärmetauschmediums, wie beispielsweise bei Reparaturarbeiten, aktiviert. Für sich betrachtet ähnelt er dem herkömmlichen Verfahren, bei dem das Wärmetauschmedium nach der Rückvergasung des tiefgekühlten Flüssiggases ungenutzt aus dem Prozess abgeführt wird.According to the invention, this is achieved in that, in a method according to the preamble of claim 1, the cooling capacity of the deep-frozen liquid gas is supplied as heat sink, at least via one heat exchange medium, to at least one of the substeps of the downstream process process. With this method, the transferred to the heat exchange medium Refrigeration capacity of the frozen liquid liquor used in the downstream process and therefore the use of external heat exchange media, including the associated disadvantages, significantly reduced. If this heat exchange medium is unavailable, the frozen liquid gas is re-gasified with an additional heat exchange medium. This process step is mainly used to start the downstream, process engineering process and is also activated in case of otherwise unavailability of the first heat exchange medium, such as during repair work. By itself, it is similar to the conventional process in which the heat exchange medium is discharged from the process unused after the gasification of the liquefied liquefied gas.

Zur Realisierung dieses Verfahrensschrittes ist es besonders zweckmässig, wenn das tiefgekühlte Flüssiggas zunächst in zwei Teilströme unterteilt, der erste Teilstrom mit einem externen Wärmetauschmedium erwärmt, rückvergast, anschliessend gezündet und unter Bildung des zusätzlichen Wärmetauschmediums verbrannt wird. Schliesslich wird der zweite Teilstrom des abgezweigten, tiefgekühlten Flüssiggases im Wärmetausch mit dem zusätzlich gebildeten Wärmetauschmedium rückvergast, so dass die Versorgung des nachgeordneten, verfahrenstechnischen Prozesses mit dem benötigten gasförmigen Medium jederzeit gewährleistet ist.For realizing this process step, it is particularly expedient if the frozen liquid gas is first divided into two partial streams, the first partial stream is heated with an external heat exchange medium, regasified, subsequently ignited and burned to form the additional heat exchange medium. Finally, the second partial stream of the branched, frozen liquid gas is back-gasified in heat exchange with the additionally formed heat exchange medium, so that the supply of the downstream, process engineering process with the required gaseous medium is ensured at all times.

Allgemein kann diese Lösung für Prozesse in der Energieversorgung (Kraftwerke, Energieverteilung) in der Stahlindustrie oder der Chemischen Industrie genutzt werden, bei denen tiefgekühlte Flüssiggase, wie LNG oder LPG oder technische Gase (z.B. N2, O2, NH3 usw.) verdampft werden müssen und bei denen gleichzeitig das Erfordernis der Prozesskühlung besteht.In general, this solution can be used for power supply processes (power plants, power distribution) in the steel or chemical industry, where flash liquefied gases such as LNG or LPG or industrial gases (eg N 2 , O 2 , NH 3 , etc.) evaporate and at the same time the requirement of process cooling exists.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als erstes Wärmetauschmedium ein Arbeitsmedium des der Rückvergasung nachgeordneten Prozesses eingesetzt und dieses Arbeitsmedium im direkten Wärmetausch mit dem tiefgekühlten Flüssiggas abgekühlt wird. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Rückvergasung aus dem flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand umgewandelter Brennstoff schliesslich einem Gasturbinenprozess zugeführt, dort zu einem Rauchgas verbrannt und letzteres zum Zweck der Arbeitsleistung entspannt. Dabei wird als erstes Wärmetauschmedium im Gasturbinenprozess zu verdichtende Umgebungsluft verwendet.It is particularly advantageous if a working medium of the process downstream of the regasification is used as the first heat exchange medium and this working medium is cooled in direct heat exchange with the deep-frozen liquefied gas. In a first embodiment of the invention is characterized by the Re-gasification from the liquid in the gaseous state of aggregate converted fuel finally fed to a gas turbine process, there burned to a flue gas and the latter relaxed for the purpose of labor. It is used as the first heat exchange medium in the gas turbine process to be compressed ambient air.

Die damit verbundene Senkung der Lufteintrittstemperatur des Verdichters führt zu einer deutlichen Verbesserung der abgegebenen Leistung und des Wärmeverbrauchs im Gasturbinenprozess. Da bei Verwendung des tiefgekühlten Flüssiggases als Kühlmedium für die anzusaugende Umgebungsluft keine zusätzliche Energie zur Bereitstellung eines externen Kühlmittels erforderlich ist, kann der Energieverbrauch des Gasturbinenprozesses trotz der höheren Leistung gesenkt werden. Neben den Kosten für externe Kühlmittel entfallen auch die mit deren Einsatz verbundenen Umweltbelastungen.The associated reduction in the air inlet temperature of the compressor leads to a significant improvement in the output power and heat consumption in the gas turbine process. With the use of the cryogenic liquid gas as the cooling medium for the ambient air to be sucked in, no additional energy is required to provide an external coolant, and the power consumption of the gas turbine process can be lowered despite the higher power. Besides the costs for external coolants, the environmental impact associated with their use is also eliminated.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich zum ersten ein zweiter Wärmetausch des tiefgekühlten Flüssiggases mit einem zweiten Wärmetauschmedium erfolgt. Anschliessend wird jedes Wärmetauschmedium einem separaten Teilschritt des nachgeordneten Prozesses zugeführt. Dabei wird rückvergaster, gasförmiger Brennstoff in einen Gasturbinenprozess eingebracht, dort zu einem Rauchgas verbrannt und letzteres zum Zweck der Arbeitsleistung entspannt. Als erstes Wärmetauschmedium wird ebenfalls im Gasturbinenprozess zu verdichtende Umgebungsluft verwendet. Das zweite Wärmetauschmedium wird als Wärmesenke eines mit dem Gasturbinenprozess verbundenen Dampfturbinenprozesses eingesetzt.Furthermore, it is advantageous if, in addition to the first, a second heat exchange of the deep-frozen liquefied gas with a second heat exchange medium takes place. Subsequently, each heat exchange medium is fed to a separate sub-step of the downstream process. In this case, back-gasified, gaseous fuel is introduced into a gas turbine process, burned there to a flue gas and the latter relaxed for the purpose of labor. The first heat exchange medium is also used in the gas turbine process to be compressed ambient air. The second heat exchange medium is used as a heat sink of a steam turbine process connected to the gas turbine process.

Diese Lösung ist insbesondere für Fälle geeignet, bei denen das tiefgekühlte Flüssiggas ein Kältepotential besitzt, welches durch die Kälteleistung des ersten Wärmetauschmediums nicht vollständig nutzbar ist. Durch Einsatz des zweiten Wärmetauschmediums als Wärmesenke des Dampfturbinenprozesses kann der für diesen Teilprozess vorgesehene Kühlaufwand deutlich verringert werden. Aufgrund der grösseren Anzahl von Schaltungsmöglichkeiten steigt sowohl die Variabilität des Gesamtprozesses als auch die Anzahl der möglichen Nutzer des Kältepotentials des tiefgekühlten Flüssiggases. Infolge der Aufteilung des Verdampfungsprozesses in zwei Verfahrensschritte und der somit zumindest teilweisen, räumlichen Trennung des Verdampfungsvorgangs des tiefgekühlten Flüssiggases vom Kühlvorgang der angesaugten Umgebungsluft, wird der Explosionsschutz der Gasturbinenanlage verbessert.This solution is particularly suitable for cases in which the cryogenic liquefied gas has a cooling potential, which is not fully usable by the cooling capacity of the first heat exchange medium. By using the second heat exchange medium as a heat sink of the steam turbine process, the cooling effort provided for this partial process can be significantly reduced. Due to the greater number of circuit options, both the variability increases the total process as well as the number of possible users of the refrigeration potential of the frozen liquefied gas. Due to the division of the evaporation process in two process steps and thus at least partial, spatial separation of the evaporation process of the cryogenic liquefied gas from the cooling process of the sucked ambient air, the explosion protection of the gas turbine plant is improved.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei dieser Lösung Wasser als zweites Wärmetauschmedium verwendet wird. Dabei wird die Temperatur dieses Wassers im Wärmetausch mit dem tiefgekühlten Flüssiggas auf nahe 0°C abgesenkt und das Wasser in Eiswasser umgewandelt. Gleichzeitig wird eine turbulente Strömung im Eiswasser erzeugt.It is particularly advantageous if water is used as the second heat exchange medium in this solution. The temperature of this water is lowered in heat exchange with the deep-frozen liquid gas to near 0 ° C and the water is converted into ice water. At the same time a turbulent flow is generated in the ice water.

Durch den Einsatz von Wasser als zweites Wärmetauschmedium und die Absenkung der Temperatur des Wassers bis zum Gefrierpunkt entsteht mit dem Eiswasser ein Wärmetauschmedium, welches vorteilhaft einen hohen Wärmeübergang beim Wärmetausch mit der im Gasturbinenprozess zu verdichtenden Umgebungsluft gewährleistet. Dabei sorgt die turbulente Strömung des Eiswassers dafür, dass sich das Eis in den Rohrleitungen des Zwischenkühlkreislaufs nicht festsetzt. Ausserdem kann bei Verwendung von Wasser auf den Einsatz von Kühlmitteln wie Ammoniak, Freone, Glycol usw. verzichtet werden, was sowohl die Sicherheit des gesamten Prozesses erhöht als auch die Umwelt schont.Through the use of water as the second heat exchange medium and the lowering of the temperature of the water to the freezing point, a heat exchange medium is formed with the ice water, which advantageously ensures a high heat transfer during heat exchange with the ambient air to be compressed in the gas turbine process. The turbulent flow of ice water ensures that the ice in the pipes of the intermediate cooling circuit does not settle. In addition, when using water, the use of coolants such as ammonia, freons, glycol, etc. can be dispensed with, which both increases the safety of the entire process and protects the environment.

Bei Zugabe eines Additivs kann die Temperatur dieses Wassers im Wärmetausch mit dem tiefgekühlten Flüssiggas ohne Gefahr der Vereisung der entsprechenden Rohrleitungen weiter abgesenkt werden. Dadurch wird ein weitaus grösserer Teil vom Kältepotential des tiefgekühlten Flüssiggases für die Kühlung des nachgeordneten Prozesses nutzbar.With the addition of an additive, the temperature of this water in heat exchange with the frozen liquid gas can be further lowered without risk of icing of the corresponding piping. As a result, a much larger part of the refrigeration potential of the deep-frozen liquefied gas can be used for the cooling of the downstream process.

Gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird als Wärmesenke zumindest eines der Teilschritte des der Rückvergasung des tiefgekühlten Flüssiggases nachgeordneten Prozesses ein Arbeitsmedium dieses nachgeordneten Prozesses eingesetzt. Dieses Arbeitsmedium wird zuvor im Wärmetausch mit einem ersten Wärmetauschmedium abgekühlt und letzteres nach diesem Wärmetausch zum Wärmetausch mit dem tiefgekühlten Flüssiggas rezirkuliert. Durch die Rückvergasung aus dem flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand umgewandelter Brennstoff wird einem Gasturbinenprozess zugeführt, dort zu einem Rauchgas verbrannt und letzteres zum Zweck der Arbeitsleistung entspannt. Wie in der ersten Ausführungsform wird dabei als abzukühlendes Arbeitsmedium im Gasturbinenprozess zu verdichtende Umgebungsluft eingesetzt. Aufgrund der vollständigen Trennung der Verdampfung des tiefgekühlten Flüssiggases vom Kühlvorgang der angesaugten Umgebungsluft kann der Explosionsschutz der Gasturbinenanlage bei Leckagen deutlich verbessert werden.According to a second embodiment of the invention, as a heat sink, at least one of the sub-steps of the process downstream of the back-gasification of the deep-frozen liquefied gas is a working medium downstream thereof Process used. This working fluid is previously cooled in heat exchange with a first heat exchange medium and the latter recirculated after this heat exchange for heat exchange with the cryogenic liquefied gas. Through the regasification of the liquid converted into the gaseous state of aggregate fuel is fed to a gas turbine process, there burned to a flue gas and the latter relaxed for the purpose of labor. As in the first embodiment, ambient air to be compressed is used as the working medium to be cooled in the gas turbine process. Due to the complete separation of the evaporation of the cryogenic liquefied gas from the cooling process of the sucked ambient air, the explosion protection of the gas turbine plant can be significantly improved in the event of leaks.

Schliesslich wird bei dieser Ausführungsform der Erfindung Wasser als erstes Wärmetauschmedium verwendet. Dabei wird die Temperatur dieses Wassers im Wärmetausch mit dem tiefgekühlten Flüssiggas auf nahezu 0°C abgesenkt und das Wasser in Eiswasser umgewandelt. Gleichzeitig wird eine turbulente Strömung im Eiswasser erzeugt. Die damit verbundenen Vorteile entsprechen denen der ersten Ausführungsform der Erfindung.Finally, in this embodiment of the invention, water is used as the first heat exchange medium. The temperature of this water is lowered in heat exchange with the deep-frozen liquid gas to almost 0 ° C and the water is converted into ice water. At the same time a turbulent flow is generated in the ice water. The associated advantages correspond to those of the first embodiment of the invention.

Analog der ersten Ausführungsform kann bei Zugabe eines Additivs die Temperatur dieses Wassers im Wärmetausch mit dem tiefgekühlten Flüssiggas ohne Gefahr der Vereisung der entsprechenden Rohrleitungen weiter abgesenkt werden. Dadurch wird gleichfalls ein weitaus grösserer Teil vom Kältepotential des tiefgekühlten Flüssiggases für die Kühlung des nachgeordneten Prozesses nutzbar.Analogously to the first embodiment, when an additive is added, the temperature of this water can be further lowered in heat exchange with the deep-frozen liquid gas without the risk of icing of the corresponding pipelines. As a result, a much larger part of the refrigeration potential of the deep-frozen liquefied gas can likewise be used for the cooling of the downstream process.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Anlage zur Aufbereitung von tiefgekühltem Flüssiggas für einen nachgeordneten verfahrenstechnischen Prozess dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1
eine schematische Darstellung der Aufbereitungsanlage zur Verdampfung des Flüssiggases;
Fig. 2
eine Darstellung entsprechend Fig. 1, bei der die Aufbereitungsanlage sowohl mit einer Gasturbinenanlage als auch mit einer Dampfturbine verbunden ist;
Fig. 3
eine Vorderansicht einer quergeschnittenen Rohrleitung des Zwischenkühlkreislaufs der Aufbereitungsanlage;
Fig. 4
eine Darstellung gemäss Fig. 2, jedoch entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel.
In the drawing, two embodiments of the invention with reference to a system for the preparation of deep-frozen LPG for a downstream process engineering process are shown. Show it:
Fig. 1
a schematic representation of the processing plant for the evaporation of the liquefied gas;
Fig. 2
a representation corresponding to Figure 1, in which the treatment plant is connected to both a gas turbine plant and with a steam turbine.
Fig. 3
a front view of a cross-cut pipe of the intermediate cooling circuit of the treatment plant;
Fig. 4
a representation according to FIG. 2, but according to a second embodiment.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Nicht dargestellt ist beispielsweise der als Verbindung zwischen der Gasturbinenanlage und der Dampfturbine dienende Wasser-Dampf-Kreislauf, d.h. der Strömungsweg der entsprechenden Arbeitsmittel stromab der Gas- und der Dampfturbine. Die Strömungsrichtung der Arbeitsmittel ist mit Pfeilen bezeichnet.Only the elements essential to the understanding of the invention are shown. Not shown, for example, serving as the connection between the gas turbine plant and the steam turbine water-steam cycle, i. the flow path of the corresponding work equipment downstream of the gas and steam turbine. The flow direction of the working means is indicated by arrows.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay to carry out the invention

Die Anlage zur Aufbereitung eines tiefgekühlten Flüssiggases 1 besteht hauptsächlich aus einem über eine Haupt-Flüssiggasleitung 2 mit einem Vorratstank 3 verbundenen Hauptverdampfer/Luftkühler 4. An letzteren schliesst stromab eine Hauptgasleitung 5 an, welche die Aufbereitungsanlage mit einer nachgeordneten Anlage 6 verbindet (Fig. 1). Diese nachgeordnete Anlage 6 weist einen verfahrenstechnischen Prozess auf, bei dem das tiefgekühlte Flüssiggas 1 als Brennstoff oder anderweitig in einem physikalischen und/oder chemischen Verfahren verwendet wird und bei dem gleichzeitig das Erfordernis einer Prozesskühlung besteht. Beispielsweise kann eine Gasturbinenanlage (Fig. 2) oder auch eine Anlage der Stahl- bzw. der chemischen Industrie (nicht dargestellt) mit der Aufbereitungsanlage verbunden sein. Natürlich können auch mehrere Vorratstanks 3 über eine gemeinsame Aufbereitungsanlage mit der Anlage 6 verbunden sein.The plant for processing a frozen liquefied gas 1 consists mainly of a main evaporator / air cooler 4 connected to a storage tank 3 via a main liquefied gas line 2. At the latter, a main gas line 5 connects downstream, which connects the treatment plant to a downstream facility 6 (FIG ). This subordinate plant 6 has a process engineering process in which the deep-frozen liquefied gas 1 is used as fuel or otherwise in a physical and / or chemical process and at the same time there is the requirement of process cooling. For example, a gas turbine plant (FIG. 2) or a plant of the steel or chemical industry (not shown) may be connected to the treatment plant. Of course, several storage tanks 3 can be connected via a common treatment plant with the system 6.

Im Inneren des Vorratstanks 3 ist eine Förderpumpe 7 und in der Haupt-Flüssiggasleitung 2, ausserhalb des Vorratstanks 3, eine Hochdruck-Speisepumpe 8 angeordnet. Zwischen den beiden Pumpen 7, 8 ist ein Rückschlagventil 9 ausgebildet. Stromab der Hochdruck-Speisepumpe 8 zweigt von der Haupt-Flüssiggasleitung 2 eine Rückflussleitung 10 zum Vorratstank 3 ab. In der Rückflussleitung 10 sind eine Drosselblende 11 und eine Rückschlagklappe 12 angeordnet (Fig. 1).Inside the storage tank 3, a feed pump 7 and in the main LPG line 2, outside the storage tank 3, a high-pressure feed pump 8 is arranged. Between the two pumps 7, 8, a check valve 9 is formed. Downstream of the high pressure feed pump 8 branches from the main LPG line 2 from a return line 10 to the storage tank 3 from. In the return line 10, an orifice 11 and a check valve 12 are arranged (Fig. 1).

Weiter stromab zweigen von der Haupt-Flüssiggasleitung 2 eine erste und eine zweite Teilleitung 13, 14 ab. In der ersten Teilleitung 13 sind nacheinander ein Absperrventil 15, ein an einen Kühlkreislauf 16 angeschlossener Hilfsverdampfer 17, ein Druckregelventil 18 und ein Brenner 19 ausgebildet. Der Brenner 19 ist Bestandteil eines in der zweiten Teilleitung 14 angeordneten Überflutungsverdampfers 20, dem ein Absperrventil 21 vor- und eine Rückschlagklappe 22 nachgeschaltet sind. Letztere ist in einer Hilfsgasleitung 23 ausgebildet, welche stromab an den Überflutungsverdampfer 20 anschliesst und mit ihrem anderen Ende in die Hauptgasleitung 5 mündet.Further downstream branch off from the main LPG line 2, a first and a second partial line 13, 14 from. In the first part line 13, a shut-off valve 15, a connected to a cooling circuit 16 auxiliary evaporator 17, a pressure control valve 18 and a burner 19 are successively formed. The burner 19 is part of a arranged in the second sub-line 14 flooding evaporator 20, which a check valve 21 upstream and a check valve 22 are connected downstream. The latter is formed in an auxiliary gas line 23, which connects downstream to the flooding evaporator 20 and opens with its other end in the main gas line 5.

Sowohl zwischen der Abzweigung der beiden Teilleitungen 13, 14 und dem Hauptverdampfer/Luftkühler 4, als auch zwischen letzterem und der Einmündung der Hilfsgasleitung 23, ist in der Haupt-Flüssiggasleitung 2 bzw. in der Hauptgasleitung 5 jeweils ein weiteres Absperrventil 24, 25 angeordnet. Zudem weist die Hauptgasleitung 5 stromauf der Anlage 6 ein Druckregelventil 26 auf. Eine ebenfalls mit der Anlage 6 verbundene Ansaugleitung 27 für ein erstes Wärmetauschmedium 28 ist die Haupt-Flüssiggasleitung 2 im Hauptverdampfer/Luftkühler 4 kreuzend angeordnet. Dabei wird als erstes Wärmetauschmedium 28 Umgebungsluft eingesetzt. Natürlich kann der Wärmetausch anstatt im Kreuzstromprinzip auch mittels eines anderen Wärmetauschprinzips, beispielsweise im Gegenstrom- oder im Gleichstromprinzip oder in gewickelten Wärmetauschern realisiert werden (nicht dargestellt).Both between the branch of the two sub-lines 13, 14 and the main evaporator / air cooler 4, and between the latter and the junction of the auxiliary gas line 23, in the main LPG line 2 and in the main gas line 5 each have a further shut-off valve 24, 25 are arranged. In addition, the main gas line 5 upstream of the system 6, a pressure control valve 26. A likewise connected to the system 6 suction line 27 for a first heat exchange medium 28, the main liquid gas line 2 in the main evaporator / air cooler 4 arranged crossing. In this case, 28 ambient air is used as the first heat exchange medium. Of course, the heat exchange instead of the cross-flow principle by means of another heat exchange principle, for example in the countercurrent or DC principle or in wound heat exchangers can be realized (not shown).

Im Vorratstank 3 wird als tiefgekühltes Flüssiggas 1 Verwendung findendes, beispielsweise mit Kühltankschiffen angeliefertes Flüssig-Erdgas (LNG) gelagert. Bei normalem Betrieb der mit der Aufbereitungsanlage verbundenen Anlage 6 sind die in der Haupt-Flüssiggasleitung 2 bzw. in der Hauptgasleitung 5 angeordneten Absperrventile 24, 25 geöffnet und die Absperrventile 15, 21 der Teilleitungen 13, 14 geschlossen.In the storage tank 3 is as a frozen liquid 1 using finding, for example, delivered with cooling tanker liquid natural gas (LNG) stored. During normal operation of the system 6 connected to the treatment plant, the shut-off valves 24, 25 arranged in the main liquid-gas line 2 or in the main gas line 5 are opened and the shut-off valves 15, 21 of the sub-lines 13, 14 are closed.

Das unter atmosphärischem Druck im Vorratstank 3 gelagerte, Flüssig-Erdgas (LNG) 1 wird mit Hilfe der Förderpumpe 7 in die Haupt-Flüssiggasleitung 2 gefördert. Die dort angeordnete Hochdruck-Speisepumpe 8 erhöht den Druck auf den erforderlichen Betriebsdruck und leitet das Flüssig-Erdgas 1 mit diesem Betriebsdruck zum Hauptverdampfer/Luftkühler 4 weiter. Dabei verhindert das zwischen den beiden Pumpen 7, 8 angeordnete Rückschlagventil 9 ein Zurückfliessen des Flüssig-Erdgases 1 über die Haupt-Flüssiggasleitung 2 in den Vorratstank 3. Die ungenutzte Menge an Flüssig-Erdgas 1 wird über die Rückflussleitung 10 zum Vorratstank 3 zurückgeführt. Die dort angeordnete Drosselblende 11 bewirkt eine Druckreduzierung der ständig zurückfliessenden Mindestmenge an tiefgekühltem Flüssig-Erdgas 1, ausgehend vom Druckniveau stromab der Hochdruck-Speisepumpe 8, auf das zum sicheren Rückströmen in den Vorratstank 3 erforderliche Druckniveau. Bei abgeschalteter Hochdruck-Speisepumpe 8 verhindert die Rückschlagklappe 12 ein Zurückströmen des tiefgekühlten Flüssig-Erdgases 1 aus der Rückflussleitung 10 in die Haupt-Flüssiggasleitung 2.The stored under atmospheric pressure in the storage tank 3, liquid natural gas (LNG) 1 is conveyed by means of the feed pump 7 in the main LPG line 2. The arranged there high pressure feed pump 8 increases the pressure to the required operating pressure and passes the liquid natural gas 1 with this operating pressure to the main evaporator / air cooler 4 on. In this case, the check valve 9 arranged between the two pumps 7, 8 prevents backflow of the liquid natural gas 1 via the main liquid gas line 2 into the storage tank 3. The unused amount of liquid natural gas 1 is returned to the storage tank 3 via the return line 10. The orifice 11 arranged there causes a pressure reduction of the constantly flowing back minimum amount of cryogenic liquid natural gas 1, starting from the pressure level downstream of the high-pressure feed pump 8, to the required for safe return flow into the storage tank 3 pressure level. When the high-pressure feed pump 8 is switched off, the non-return valve 12 prevents a backflow of the deep-frozen liquid natural gas 1 from the reflux line 10 into the main LPG line 2.

Im Hauptverdampfer/Luftkühler 4 erfolgt ein direkter Wärmetausch zwischen dem Flüssig-Erdgas 1 und in der Ansaugleitung 27 befindlicher Umgebungsluft 28. Dabei wird die zur Rückvergasung des Flüssig-Erdgases 1 erforderliche Verdampfungsenergie durch Wärmetausch zwischen der angesaugten Umgebungsluft 28 und dem Flüssig-Erdgas 1 gewonnen. Im Ergebnis dessen entsteht einerseits ein gasförmiger Brennstoff 29, in diesem Fall Erdgas, welcher in der Anlage 6 verbrannt wird. Dabei wird mittels des Druckreduzierventils 26 ein den Anforderungen der Anlage 6 entsprechender Gasdruck eingestellt. Andererseits wird die angesaugte Umgebungsluft 28 heruntergekühlt, wodurch der Kühlbedarf der nachgeordneten Anlage 6 befriedigt werden kann. Die als Arbeitsmedium der nachgeordneten Anlage 6 dienende und von dieser angesaugte Umgebungsluft 28 ist damit gleichzeitig das erste Wärmetauschmedium der Aufbereitungsanlage und der Luftkühler 4 wird zu deren Hauptverdampfer.In the main evaporator / air cooler 4 there is a direct exchange of heat between the liquid natural gas 1 and ambient air 28 located in the suction line 27. The evaporation energy required for regasification of the liquid natural gas 1 is obtained by heat exchange between the sucked-in ambient air 28 and the liquid natural gas 1 , As a result, on the one hand, a gaseous fuel 29, in this case natural gas, which is burned in the plant 6 is formed. In this case, a gas pressure corresponding to the requirements of Appendix 6 is set by means of the pressure reducing valve 26. On the other hand, the sucked Cooled down ambient air 28, whereby the cooling demand of the downstream system 6 can be satisfied. The serving as the working medium of the downstream system 6 and sucked by this ambient air 28 is thus simultaneously the first heat exchange medium of the treatment plant and the air cooler 4 is the main evaporator.

Beim Start der mit der Aufbereitungsanlage verbundenen Anlage 6 wird von dieser sofort ausreichend gasförmiger Brennstoff 29 benötigt. Zu diesem Zeitpunkt steht jedoch im Hauptverdampfer/Luftkühler 4 noch keine angesaugte Umgebungsluft 28 zur Rückvergasung des in der Haupt-Flüssiggasleitung 2 anliegenden, tiefgekühlten Flüssiggases 1 zur Verfügung. Daher werden zunächst die Absperrventile 24, 25 geschlossen, wodurch der Hauptverdampfer/Luftkühler 4 aus der Aufbereitungsanlage herausgenommen wird. Gleichzeitig erfolgt das Öffnen der in den beiden Teilleitungen 13, 14 angeordneten Absperrventile 15, 21. In die Teilleitung 13 strömt ein erster Teilstrom 30 des Flüssig-Erdgases 1 ein, welcher unter Einwirkung eines im Kühlkreislauf 16 zirkulierenden, externen Wärmetauschmediums 31 im Hilfsverdampfer 17 zu einem gasförmigen Brennstoff 29' rückvergast wird. Dabei wird mittels des Druckreduzierventils 18 ein den Anforderungen des Brenners 19 entsprechender Gasdruck eingestellt. Als externes Wärmetauschmedium 31 wird Seewasser eingesetzt, wobei natürlich auch andere geeignete Medien Verwendung finden können.At the start of the plant 6 connected to the treatment plant, sufficient gaseous fuel 29 is immediately required from it. At this time, however, is still in the main evaporator / air cooler 4 no sucked ambient air 28 for regasification of the voltage applied in the main LPG line 2, deep-frozen liquefied gas 1 available. Therefore, first the shut-off valves 24, 25 are closed, whereby the main evaporator / air cooler 4 is taken out of the treatment plant. At the same time, the opening of the arranged in the two sub-lines 13, 14 shut-off valves 15, 21. In the sub-line 13 flows into a first partial stream 30 of the liquid natural gas 1, which under the action of a circulating in the cooling circuit 16, external heat exchange medium 31 in the auxiliary evaporator 17 a gaseous fuel 29 'is back-gassed. In this case, a gas pressure corresponding to the requirements of the burner 19 is set by means of the pressure reducing valve 18. As external heat exchange medium 31 seawater is used, of course, other suitable media can be used.

Nach dem Einströmen des gasförmigen Brennstoffs 29' in den Brenner 19 wird dieser gezündet, so dass im Überflutungsverdampfer 20 heisse Rauchgase 32 entstehen. Dieses zusätzliche und interne Wärmetauschmedium 32 dient zur Rückvergasung eines über die zweite Teilleitung 14 zugeführten, zweiten Teilstromes 33 des Flüssig-Erdgases 1. Der dabei entstehende gasförmigen Brennstoff 29" wird über die Hilfsgasleitung 23 in die Hauptgasleitung 5 geführt und steht damit der nachgeordneten Anlage 6 zur Verfügung. Ein Rückströmen des gasförmigen Brennstoffs 29" in den Überflutungsverdampfer 20 wird durch die Rückschlagklappe 22 verhindert. Wenn die Anlage 6 angelaufen ist und ausreichend Umgebungsluft 28 ansaugt, wird der Hauptverdampfer/Luftkühler 4 in die Aufbereitungsanlage geschaltet. Dies geschieht durch Öffnen der zuvor geschlossenen Absperrventile 24, 25 und gleichzeitiges Schliessen der in den beiden Teilleitungen 13, 14 angeordneten Absperrventile 15, 21.After the gaseous fuel 29 'has flowed into the burner 19, it is ignited so that hot flue gases 32 are produced in the flooding evaporator 20. This additional and internal heat exchange medium 32 is used for backgassing a supplied via the second part of line 14, second part stream 33 of the liquid natural gas 1. The resulting gaseous fuel 29 "is guided via the auxiliary gas line 23 in the main gas line 5 and is thus the downstream system. 6 A backflow of the gaseous fuel 29 "into the flooding evaporator 20 is prevented by the non-return valve 22. If the plant 6 has started and sufficient Ambient air sucks 28, the main evaporator / air cooler 4 is switched to the treatment plant. This is done by opening the previously closed shut-off valves 24, 25 and simultaneous closure of arranged in the two sub-lines 13, 14 shut-off valves 15, 21st

Bei einem Ausfall aber auch bei einer planmässigen Reparatur der Anlage 6 ist der Hauptverdampfer/Luftkühler 4 nicht in Betrieb. In diesem Fall wird die Aufbereitungsanlage, wie bereits oben beschrieben, auf den Überflutungsverdampfer 20 umgeschaltet und der dort erzeugte gasförmige Brennstoff 29" über eine in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Gasleitung 34 einem externen Verbraucher (nicht dargestellt) zugeführt. Natürlich kann statt des Überflutungsverdampfers 20 auch ein anderer, geeigneter Hilfsverdampfer eingesetzt werden.In case of failure but also in a scheduled repair of Appendix 6 of the main evaporator / air cooler 4 is not in operation. In this case, as already described above, the treatment plant is switched over to the flooding evaporator 20 and the gaseous fuel 29 "produced there is fed to an external consumer (not shown) via a gas line 34 shown in dashed lines in FIG another, suitable auxiliary evaporator can be used.

In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die der Aufbereitungsanlage nachgeordnete Anlage 6 als Gasturbinenanlage, mit einem Verdichter 35, einer Brennkammer 36 und einer Gasturbine 37 ausgebildet. Demnach ist die an den Hauptverdampfer/Luftkühler 4 anschliessende Hauptgasleitung 5 stromab mit der Brennkammer 36 verbunden, während die Ansaugleitung 27 für die Umgebungsluft 28 in den Verdichter 35 mündet. Die Gasturbine 37 und der Verdichter 35 sind auf einer gemeinsamen Welle 38 gelagert, welche gleichzeitig auch einen Generator 39 aufnimmt (Fig. 2).In a first embodiment of the invention, the plant 6 downstream of the treatment plant is designed as a gas turbine plant, with a compressor 35, a combustion chamber 36 and a gas turbine 37. Accordingly, the main gas line 5 adjoining the main evaporator / air cooler 4 is connected downstream to the combustion chamber 36, while the intake line 27 for the ambient air 28 opens into the compressor 35. The gas turbine 37 and the compressor 35 are mounted on a common shaft 38, which at the same time also receives a generator 39 (FIG. 2).

Zusätzlich weist die Aufbereitungsanlage einen zweiten, parallel zum Hauptverdampfer/Luftkühler 4 in der Hauptgasleitung 5 angeordneten Verdampfer 40 auf. Dazu verzweigt sich die Haupt-Flüssiggasleitung 2 an einer stromauf des zweiten Verdampfers 40 ausgebildeten Verzweigungsstelle 41 in zwei Flüssiggasteilleitungen 42, 43. In der ersten Flüssiggasteilleitung 42 ist der Hauptverdampfer /Luftkühler 4 im wesentlichen wie bereits oben beschrieben angeordnet. Abweichend davon weist er austrittseitig eine Zwischenleitung 44 zu einer Einmündungsstelle 45 in die austrittseitig des zweiten Verdampfers 40 angreifende Hauptgasleitung 5 auf. Das Absperrventil 24 des Hauptverdampfers/Luftkühlers 4 ist in der ersten Flüssiggasteilleitung 42 und das Absperrventil 25 in der Zwischenleitung 44 ausgebildet. Die zweite Flüssiggasteilleitung 43 nimmt den zweiten Verdampfer 40 auf, wobei zwischen diesem und der Verzweigungsstelle 41 ein Absperrventil 46 angeordnet ist. Ein weiteres Absperrventil 47 ist in der Hauptgasleitung 5, zwischen dem zweiten Verdampfer 40 und der Einmündungsstelle 45 der Zwischenleitung 44 ausgebildet. Zudem besitzt die Hauptgasleitung 5 im Bereich zwischen dem zweiten Verdampfer 40 und dem Absperrventil 47 eine Rückschlagklappe 48.In addition, the treatment plant has a second, parallel to the main evaporator / air cooler 4 arranged in the main gas line 5 evaporator 40. For this purpose, the main liquid-gas line 2 branches off at a branch point 41 formed upstream of the second evaporator 40 into two liquid-gas sub-lines 42, 43. In the first liquid-gas sub-line 42, the main evaporator / air cooler 4 is arranged essentially as already described above. Deviating from this, it has on the outlet side an intermediate line 44 to a junction 45 in the outlet side of the second evaporator 40 attacking main gas line 5. The shut-off valve 24 of the main evaporator / air cooler 4 is in the first liquid-gas sub-line 42 and the shut-off valve 25 in the intermediate line 44 formed. The second liquid part of the gas line 43 receives the second evaporator 40, wherein between this and the branching point 41, a shut-off valve 46 is arranged. Another shut-off valve 47 is formed in the main gas line 5, between the second evaporator 40 and the confluence point 45 of the intermediate line 44. In addition, the main gas line 5 has a check valve 48 in the region between the second evaporator 40 and the shut-off valve 47.

Der zweite Verdampfer 40 ist in einem aus Rohrleitungen 49 bestehenden Zwischenkühlkreislauf 50 angeordnet, welcher eine Rezirkulationspumpe 51, einen Hochtank 52 und einen Zweitkühler 53 für ein zweites Wärmetauschmedium 54 aufnimmt. Dieser Zweitkühler 53 ist Bestandteil eines Hauptkühlkreislaufs 55 einer an die Gasturbinenanlage 6 angeschlossenen Dampfturbine 56. Der Hauptkühlkreislauf 55 ist mit einem Hauptkühler 57 sowie mit einer Haupt-Kühlwasserpumpe 58 ausgestattet. Er ist über den Hauptkühler 57 mit einer Kühlquelle 59 verbunden, wobei als eine solche ein Kühlturm, ein Luftkühlung oder auch See- bzw. Flusswasser genutzt werden können. Die Rohrleitungen 49 des Zwischenkühlkreislaufs 50 sind in ihrem Inneren mit mehreren spiralförmig ausgebildeten Rippen 60 versehen (Fig. 3).The second evaporator 40 is arranged in an intermediate cooling circuit 50 consisting of pipelines 49, which accommodates a recirculation pump 51, a high tank 52 and a second cooler 53 for a second heat exchange medium 54. This second cooler 53 is part of a main cooling circuit 55 of a steam turbine 56 connected to the gas turbine plant 6. The main cooling circuit 55 is equipped with a main cooler 57 and with a main cooling water pump 58. It is connected via the main cooler 57 with a cooling source 59, as such, a cooling tower, air cooling or sea or river water can be used. The pipes 49 of the intermediate cooling circuit 50 are provided in their interior with a plurality of spirally formed ribs 60 (Fig. 3).

Die auf einer gemeinsamen Welle 61 mit einem Generator 62 sitzende Dampfturbine 56 ist sowohl dampfeingangsseitig über eine Frischdampfleitung 63 als auch dampfausgangsseitig über eine Abdampfleitung 64 mit einem nicht dargestellten Wasser-Dampf-Kreislauf und über letzteren mit der Gasturbine 37 verbunden. In der Abdampfleitung 64 ist ein Kondensator 65 angeordnet, an den stromab eine Wasserleitung 66 mit einer integrierten Kondensatpumpe 67 anschliesst. Der Kondensator 65 besitzt einen in den Hauptkühlkreislauf 55 mündenden und von diesem abzweigenden Kühlkreislauf 68 (Fig. 2).The sitting on a common shaft 61 with a generator 62 steam turbine 56 is connected both the steam inlet side via a main steam line 63 and the steam outlet side via an exhaust steam line 64 with a water-steam cycle, not shown, and the latter with the gas turbine 37. In the exhaust steam line 64, a condenser 65 is arranged, to which a water line 66 with an integrated condensate pump 67 connects downstream. The condenser 65 has a cooling circuit 68 opening into the main cooling circuit 55 and branching off from it (FIG. 2).

Beim Betrieb der Gasturbinenanlage 6 und der Dampfturbine 56 wird das im Vorratstank 3 gelagerte Flüssig-Erdgas (LNG) 1 in der Aufbereitungsanlage zu einem gasförmigen Brennstoff 29, d.h. zu Erdgas rückvergast. Das Erdgas 29 wird in der Brennkammer 36 der Gasturbinenanlage 6 verbrannt. Dabei entstehen Rauchgase 69, die in der Gasturbine 37 entspannt werden und sowohl deren Antrieb als auch, über die Welle 38, dem Antrieb des Verdichters 35 und des Generators 39 dienen. Anschliessend werden die Turbinenabgase in einem nicht dargestellten Wasser-Dampf-Kreislauf mit Hilfe bekannter Verfahren zu Frischdampf umgewandelt. Der über die Frischdampfleitung 63 zur Dampfturbine 56 weitergeleitete Frischdampf wird in dieser entspannt und treibt damit den Generator 62 an. Im Kondensator 65 wird der Abdampf der Dampfturbine 56 kondensiert und das entstandene Wasser in den Wasser-Dampf-Kreislauf rezirkuliert.During operation of the gas turbine plant 6 and the steam turbine 56 stored in the storage tank 3 liquid natural gas (LNG) 1 in the processing plant to a gaseous fuel 29, ie, gasified to natural gas. The natural gas 29 is burned in the combustion chamber 36 of the gas turbine plant 6. This produces flue gases 69, which are expanded in the gas turbine 37 and serve both their drive and, via the shaft 38, the drive of the compressor 35 and the generator 39. Subsequently, the turbine exhaust gases are converted into live steam in a water-steam cycle, not shown, by means of known methods. The on the main steam line 63 to the steam turbine 56 passed live steam is relaxed in this and thus drives the generator 62 at. In the condenser 65, the exhaust steam of the steam turbine 56 is condensed and the resulting water is recirculated into the water-steam cycle.

Die Rückvergasung des Flüssig-Erdgases 1 erfolgt durch einen direkten Wärmetausch mit der vom Verdichter 35 angesaugten Umgebungsluft 28 im Hauptverdampfer/Luftkühler 4 der Aufbereitungsanlage. Dabei wird die zur Verdampfung erforderliche Energie durch die Kühlung der angesaugten Umgebungsluft 28 mit dem Flüssig-Erdgas 1 gewonnen. Der Einsatz der deutlich heruntergekühlten Umgebungsluft 28 als Arbeitsmedium des Verdichters 35 verbessert dessen Effektivität und die der gesamten Gasturbinenanlage 6. Die Umgebungsluft 28 ist damit gleichzeitig das erste Wärmetauschmedium der Aufbereitungsanlage und der Luftkühler 2 wird zu deren Hauptverdampfer.The regasification of the liquid natural gas 1 is carried out by a direct heat exchange with the sucked in by the compressor 35 ambient air 28 in the main evaporator / air cooler 4 of the treatment plant. In this case, the energy required for evaporation is obtained by cooling the sucked ambient air 28 with the liquid natural gas 1. The use of the clearly cooled ambient air 28 as the working medium of the compressor 35 improves its effectiveness and that of the entire gas turbine plant 6. The ambient air 28 is thus simultaneously the first heat exchange medium of the treatment plant and the air cooler 2 becomes its main evaporator.

Die zur Verdampfung des Flüssig-Erdgases 1 aus der angesaugten Umgebungsluft 28 verfügbare Energie schwankt in Abhängigkeit von der Jahreszeit. Zudem kommt, dass bei einer niedrigen Temperatur der angesaugten Umgebungsluft 28, wie das im Winter regelmässig der Fall ist, keine Notwendigkeit zu deren Kühlung besteht. Demnach wird die erforderliche Verdampfungsenergie bei entsprechenden Betriebsbedingungen dem Hauptkühlkreislauf 55 entnommen. Je nach Bedarf kann die Verdampfung des Flüssig-Erdgases 1 sowohl im Hauptverdampfer/Luftkühler 4 als auch im zweiten Verdampfer 40, oder auch nur in einem von beiden ablaufen. Wenn jedoch das Kältepotential des Flüssig-Erdgases 1 durch die Kälteleistung des ersten Wärmetauschmediums 28 nicht vollständig nutzbar ist, werden beide Verdampfungsvorgänge gleichzeitig genutzt.The available for the evaporation of the liquid natural gas 1 from the intake ambient air 28 energy varies depending on the season. In addition, at a low temperature of the intake ambient air 28, as is the case in winter, there is no need for their cooling. Accordingly, the required evaporation energy is taken from the main cooling circuit 55 under appropriate operating conditions. Depending on requirements, the evaporation of the liquid natural gas 1 can take place both in the main evaporator / air cooler 4 and in the second evaporator 40, or even in one of the two. However, if the refrigeration potential of the liquid natural gas 1 by the cooling capacity of the first heat exchange medium 28 is not fully usable, both evaporation processes are used simultaneously.

Dabei erfolgt im Verdampfer 40, parallel zum im Hauptverdampfer/Luftkühler 4 stattfindenden ersten Wärmetausch, ein zweiter Wärmetausch des Flüssig-Erdgases 1 mit einem zweiten Wärmetauschmedium 54. Dazu fördert die Rezirkulationspumpe 51 im Hochtank 52 als zweites Wärmetauschmedium 54 vorrätiges Wasser zum Hauptkühlkreislauf 55 und anschliessend zurück zum Verdampfer 40. Der Hochtank 52 dient neben der Lagerung des Wassers 54 auch zur Steuerung des Ansaugdrucks der Rezirkulationspumpe 51 und zudem als Nivauausgleichsbehälter. Beim Wärmetausch mit dem tiefgekühlten Flüssig-Erdgas 1 wird die Temperatur des Wassers 54 auf nahezu 0°C abgesenkt und dadurch ein Teil des Wassers 54 in Eis umgewandelt, so dass sich stromab des Verdampfers 40 Eiswasser 54' im Zwischenkühlkreislauf 50 befindet.A second heat exchange of the liquid natural gas 1 with a second heat exchange medium 54 takes place in the evaporator 40, parallel to the first heat exchange taking place in the main evaporator / air cooler 4. For this purpose, the recirculation pump 51 in the high tank 52 conveys water as the second heat exchange medium 54 to the main cooling circuit 55 and subsequently back to the evaporator 40. The high tank 52 is used in addition to the storage of the water 54 and for controlling the suction pressure of the recirculation pump 51 and also as Nivauausgleichsbehälter. In the heat exchange with the frozen liquid natural gas 1, the temperature of the water 54 is lowered to almost 0 ° C, thereby converting part of the water 54 into ice, so that ice water 54 'is located in the intermediate cooling circuit 50 downstream of the evaporator 40.

Die spiralförmigen Rippen 60 erzeugen in den Rohrleitungen 49 des Zwischenkühlkreislaufs 50 eine turbulente Strömung des Eiswassers 54', so dass sich im Inneren der Rohrleitungen 49 kein Eis absetzen kann (Fig. 3). Natürlich kann dieser Effekt auch durch andere passive Mittel, wie beispielsweise entsprechende Einsätze bzw. Anti-Haftbeschichtungen, oder durch aktive Mittel, z.B. rotierende Wirbelerzeuger, unterstützt werden (nicht dargestellt). Mit diesem Eiswasser 54' wird eine effektive Kühlung des Kühlmediums 70 des Kondensators 65 ermöglicht.The spiral ribs 60 create a turbulent flow of the ice water 54 'in the conduits 49 of the intermediate cooling circuit 50 so that no ice can settle inside the conduits 49 (FIG. 3). Of course, this effect may also be mitigated by other passive means, such as appropriate inserts or anti-stick coatings, or by active agents, e.g. rotating vortex generators are supported (not shown). With this ice water 54 ', an effective cooling of the cooling medium 70 of the capacitor 65 is made possible.

Alternativ oder auch ergänzend zu den bisher beschriebenen Massnahmen werden dem Wasser 54 Additive (z.B. diverse Salze) zugesetzt. Damit lässt sich die Temperatur des beim Wärmetausch mit dem Flüssig-Erdgas 1 entstehenden Eiswassers 54' ohne Gefahr der Vereisung der Rohrleitungen 49 deutlich unter 0°C absenken. Auf diese Weise kann ein weitaus grösserer Teil vom Kältepotential des Flüssig-Erdgases 1 für die Kühlung des nachgeordneten Prozesses genutzt werden.Alternatively or in addition to the measures described so far, 54 additives (eg various salts) are added to the water. Thus, the temperature of the resulting during heat exchange with the liquid natural gas 1 ice water 54 'without risk of icing of the pipes 49 can be lowered well below 0 ° C. In this way, a much larger part of the refrigeration potential of the liquid natural gas 1 can be used for the cooling of the downstream process.

Der Hauptkühler 57 und die Kühlquelle 59 haben die gleiche Funktion wie der Zweitkühler 53. Sie werden dann eingesetzt, wenn das Kältepotential des Flüssig-Erdgases 1 für die erforderlichen Kühlzwecke nicht ausreicht oder wenn die Aufbereitungsanlage für das Flüssig-Erdgas 1 nicht in Betrieb ist und trotzdem ein Kühlbedarf besteht.The main cooler 57 and the cooling source 59 have the same function as the second cooler 53. They are used when the cooling potential of the liquid natural gas 1 is insufficient for the required cooling purposes or when the processing plant for the liquid natural gas 1 is not in operation and there is still a need for cooling.

Natürlich kann der zweite Verdampfer 40 über den Zwischenkühlkreislauf 50 auch mit anderen Nutzern, beispielsweise mit dem nicht dargestellten Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfturbine 56 verbunden werden. Somit kann das Kältepotential des Flüssig-Erdgases 1 noch besser genutzt werden. Zudem ergeben sich verschiedene Schaltungsmöglichkeiten, welche die Variabilität der Anlage erhöhen.Of course, the second evaporator 40 via the intermediate cooling circuit 50 with other users, for example, with the not shown water-steam cycle of the steam turbine 56 are connected. Thus, the refrigeration potential of the liquid natural gas 1 can be used even better. In addition, there are various circuit options that increase the variability of the system.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die der Aufbereitungsanlage nachgeordnete Anlage 6 ebenfalls als mit einer Dampfturbine 56 zusammenwirkende Gasturbinenanlage ausgebildet. Der Verdichter 35 ist über die Ansaugleitung 27 mit einem Luftkühler 71 verbunden. In der Haupt-Flüssiggasleitung 2 ist ein Hauptverdampfer 72 für das Flüssig-Erdgas 1 angeordnet. Der Hauptverdampfer 72 ist Bestandteil eines Kühlkreislaufs 73, in dem ausser dem Hochtank 52 und der Rezirkulationspumpe 51 auch der Luftkühler 71 des Verdichters 35 der Gasturbinenanlage 6 in Reihe angeordnet ist. Stromab des Luftkühlers 71 sind im Kühlkreislauf 73 ein Absperrventil 74 und stromauf des Luftkühlers 71 ein Regelventil 75 ausgebildet (Fig. 4). Parallel zum Kühlkreislauf 73 ist ein Zwischenkühlkreislauf 76 angeordnet, welcher den Kühlkreislauf 73 mit dem analog dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Hauptkühlkreislauf 55 verbindet. Der Zwischenkühlkreislauf 76 besitzt zwei Absperrventile 77, 78, mit denen die Aufbereitungsanlage je nach konkreter Betriebssituation vom Hauptkühlkreislauf 55 getrennt oder mit diesem verbunden werden kann.In a second embodiment, the plant 6 downstream of the treatment plant is likewise designed as a gas turbine plant cooperating with a steam turbine 56. The compressor 35 is connected via the suction line 27 with an air cooler 71. In the main LPG line 2, a main evaporator 72 for the LPG 1 is arranged. The main evaporator 72 is part of a cooling circuit 73, in which in addition to the high tank 52 and the recirculation pump 51 and the air cooler 71 of the compressor 35 of the gas turbine plant 6 is arranged in series. Downstream of the air cooler 71, a shut-off valve 74 is formed in the cooling circuit 73 and a control valve 75 is formed upstream of the air cooler 71 (FIG. 4). Parallel to the cooling circuit 73, an intermediate cooling circuit 76 is arranged, which connects the cooling circuit 73 with the main cooling circuit 55 designed analogously to the first exemplary embodiment. The intermediate cooling circuit 76 has two shut-off valves 77, 78, with which the treatment plant can be separated from or connected to the main cooling circuit 55 depending on the specific operating situation.

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird mit vom Verdichter 35 angesaugter Umgebungsluft 28' ein Arbeitsmedium des der Rückvergasung des Flüssig-Erdgases 1 folgenden Prozesses als Wärmesenke dieses nachgeordneten Prozesses eingesetzt. Die Umgebungsluft 28' wird jedoch zuvor im Wärmetausch mit einem ersten Wärmetauschmedium 79 abgekühlt und letzteres nach diesem Wärmetausch zum Wärmetausch mit dem tiefgekühlten Flüssig-Erdgas 1 rezirkuliert. Als erstes Wärmetauschmedium 79 wird Wasser eingesetzt, welches beim Wärmetausch mit dem tiefgekühlten Flüssig-Erdgas 1 analog dem ersten Ausführungsbeispiel zum Teil in Eis umgewandelt wird. Demnach befindet sich stromab des Hauptverdampfers 72 Eiswasser 79' im Kühlkreislauf 73. Mittels der spiralförmigen Rippen 60 werden in den Rohrleitungen 49 des Kühlkreislaufs 73 ebenfalls Wirbel erzeugt, welche das Eiswasser 79' fliessfähig halten und ein Vereisen der Rohrleitungen 49 verhindern (Fig. 3). In Abhängigkeit vom Kühlbedarf der Anlage und vom Kältepotential des Flüssig-Erdgases 1 wird eine effektive Kühlung sowohl der Umgebungsluft als auch des Kühlmediums 70 des Kondensators 65 ermöglicht. Dazu kann neben dem Hauptverdampfer 72, durch entsprechendes Schliessen bzw. Öffnen der Ventile 74, 75 bzw. der Absperrventile 77, 78, wahlweise entweder der Luftkühler 71 und/oder der Zwischenkühlkreislauf 76 betrieben werden (Fig. 4).As in the first embodiment, with the ambient air 28 'sucked in by the compressor 35, a working medium of the process following the regasification of the liquid natural gas 1 is used as the heat sink of this downstream process. However, the ambient air 28 'is previously in heat exchange with cooled a first heat exchange medium 79 and the latter recirculated after this heat exchange for heat exchange with the frozen liquid natural gas 1. As the first heat exchange medium 79, water is used, which is converted in the heat exchange with the deep-frozen liquid natural gas 1 analogous to the first embodiment, partly in ice. According to this, ice water 79 'is located in the cooling circuit 73 downstream of the main evaporator 72. By means of the spiral ribs 60, swirls are also generated in the pipelines 49 of the cooling circuit 73, which keep the ice water 79' fluid and prevent icing of the pipelines 49 (FIG. 3). , Depending on the cooling requirement of the system and the cooling potential of the liquid natural gas 1, an effective cooling of both the ambient air and the cooling medium 70 of the condenser 65 is made possible. For this purpose, in addition to the main evaporator 72, by appropriately closing or opening the valves 74, 75 or the shut-off valves 77, 78, either the air cooler 71 and / or the intermediate cooling circuit 76 can be operated (FIG. 4).

Der bei der Rückvergasung gewonnene, gasförmige Brennstoff 29 wird ebenfalls der Brennkammer 36 zugeführt, dort zu einem Rauchgas 69 verbrannt und letzteres zum Zweck der Arbeitsleistung in der Gasturbine 37 entspannt. Alle weiteren Verfahrensschritte verlaufen analog dem ersten Ausführungsbeispiel.The recovered in the regasification, gaseous fuel 29 is also fed to the combustion chamber 36 where it is burned to a flue gas 69 and the latter relaxed for the purpose of working in the gas turbine 37. All further method steps are analogous to the first embodiment.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
tiefgekühltes Flüssiggas, Flüssig-Erdgas (LNG)frozen liquid gas, liquefied natural gas (LNG)
22
Haupt-FlüssiggasleitungMain liquid line
33
Vorratstankstorage tank
44
Hauptverdampfer/LuftkühlerMain evaporator / air cooler
55
HauptgasleitungMain gas line
66
Anlage, GasturbinenanlagePlant, gas turbine plant
77
Förderpumpe, PumpeFeed pump, pump
88th
Hochdruck-Speisepumpe, PumpeHigh pressure feed pump, pump
99
Rückschlagventilcheck valve
1010
RückflussleitungReturn line
1111
Drosselblendeorifice
1212
Rückschlagklappecheck valve
1313
Teilleitung, ersteSub-line, first
1414
Teilleitung, zweiteSub-line, second
1515
Absperrventilshut-off valve
1616
KühlkreislaufCooling circuit
1717
Hilfsverdampferauxiliary evaporator
1818
DruckregelventilPressure control valve
1919
Brennerburner
2020
ÜberflutungsverdampferFlooding evaporator
2121
Absperrventilshut-off valve
2222
Rückschlagklappecheck valve
2323
HilfsgasleitungAuxiliary gas line
2424
Absperrventilshut-off valve
2525
Absperrventilshut-off valve
2626
DruckregelventilPressure control valve
2727
Ansaugleitungsuction
2828
erstes Wärmetauschmedium, Umgebungsluftfirst heat exchange medium, ambient air
2929
gasförmiger Brennstoff, Erdgasgaseous fuel, natural gas
3030
Teilstrom, ersterPartial flow, first
3131
externes Wärmetauschmedium, Seewasserexternal heat exchange medium, seawater
3232
zusätzliches Wärmetauschmedium, Rauchgasadditional heat exchange medium, flue gas
3333
Teilstrom, zweiterPartial flow, second
3434
Gasleitunggas pipe
3535
Verdichtercompressor
3636
Brennkammercombustion chamber
3737
Gasturbinegas turbine
3838
Wellewave
3939
Generatorgenerator
4040
Verdampfer, zweiterEvaporator, second
4141
Verzweigungsstellebranching point
4242
Flüssiggasteilleitung, ersteLPG partial line, first
4343
Flüssiggasteilleitung, zweiteLiquefied gas sub-line, second
4444
Zwischenleitungintermediate line
4545
Einmündungsstellejunction point
4646
Absperrventil, in 43Shut-off valve, in 43
4747
Absperrventilshut-off valve
4848
Rückschlagklappecheck valve
4949
Rohrleitungpipeline
5050
ZwischenkühlkreislaufIntermediate cooling circuit
5151
Rezirkulationspumperecirculation pump
5252
HochtankHeader tank
5353
Zweitkühlersecond cooler
5454
zweites Wärmetauschmedium, Wassersecond heat exchange medium, water
5555
HauptkühlkreislaufMain cooling circuit
5656
Dampfturbinesteam turbine
5757
Hauptkühlermain cooler
5858
Haupt-KühlwasserpumpeMain cooling water pump
5959
Kühlquellecooling source
6060
Rippe (in 49)Rib (in 49)
6161
Wellewave
6262
Generatorgenerator
6363
FrischdampfleitungSteam line
6464
Abdampfleitungexhaust steam
6565
Kondensatorcapacitor
6666
Wasserleitungwater pipe
6767
Kondensatpumpecondensate pump
6868
KühlkreislaufCooling circuit
6969
Rauchgasflue gas
7070
Kühlmediumcooling medium
7171
Luftkühlerair cooler
7272
Hauptverdampfermain evaporator
7373
KühlkreislaufCooling circuit
7474
Absperrventil, in 73Shut-off valve, in 73
7575
Regelventil, in 73Control valve, in 73
7676
ZwischenkühlkreislaufIntermediate cooling circuit
7777
Absperrventil, in 76Shut-off valve, in 76
7878
Absperrventil, in 76Shut-off valve, in 76
7979
erstes Wärmetauschmedium, Wasserfirst heat exchange medium, water
28'28 '
Umgebungsluft, ArbeitsmediumAmbient air, working medium
29'29 '
gasförmiger Brennstoffgaseous fuel
29"29 "
gasförmiger Brennstoffgaseous fuel
54'54 '
Eiswassericed water
79'79 '
Eiswassericed water

Claims (12)

  1. Method for preparing cryogenic liquid gas for a downstream technical process which is carried out in several part-steps and in which the cryogenic liquid gas (1) is regasified in the heat exchange with at least one heat-exchange medium (28, 32, 54, 79) before it is used in the downstream process, characterized in that the refrigerating capacity of the cryogenic liquid gas (1) is fed as a heat sink to at least one of the part-steps of the downstream process via at least one heat-exchange medium (28, 54, 79) and, if said heat-exchange medium (28, 54, 79) is not available, the cryogenic liquid gas (1) is regasified with an additional heat-exchange medium (32).
  2. Method according to Claim 1, characterized in that the cryogenic liquid gas (1) is firstly subdivided into two part-flows (30, 33), the first part-flow (30) is regasified by means of an external heat-exchange medium (31), is then ignited and burnt with formation of the additional heat-exchange medium (32), while the second part-flow (33) of the cryogenic liquid gas (1) is regasified in the heat exchange with the additional heat-exchange medium (32).
  3. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a first heat-exchange medium (28) is cooled in the direct heat exchange with the cryogenic liquid gas (1), and a working medium of the downstream process is used as the first heat-exchange medium (28).
  4. Method according to Claim 3, characterized in that, in addition to the first one, a second heat exchange of the cryogenic liquid gas (1) takes place with a second heat-exchange medium (54), and subsequently each heat-exchange medium (28, 54) is fed to a separate part-step of the downstream process.
  5. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a working medium (28') of the downstream process is used as the heat sink of the at least one part-step of the downstream process, said working medium (28') being cooled beforehand in the heat exchange with a first heat-exchange medium (79) and, after said heat exchange, the latter medium being recirculated for heat exchange with the cryogenic liquid gas (1).
  6. Method according to Claim 3, characterized in that the cryogenic liquid gas (1) is regasified to form a gaseous fuel (29), said gaseous fuel (29) is fed to a gas turbine process, is burnt there to form a smoke gas (69) and the latter is expanded for the purpose of work output, ambient air to be compressed in the gas turbine process being used as the first heat-exchange medium (28).
  7. Method according to Claim 4, characterized in that the cryogenic liquid gas (1) is regasified to form a gaseous fuel (29), said gaseous fuel (29) is fed to a gas turbine process, is burnt there to form a smoke gas (69) and the latter is expanded for the purpose of work output, ambient air to be compressed in the gas turbine process being used as the first heat-exchange medium (28), and the second heat-exchange medium (54) being used as a heat sink of a steam turbine process connected to the gas turbine process.
  8. Method according to Claim 5, characterized in that the cryogenic liquid gas (1) is regasified to form a gaseous fuel (29), said gaseous fuel (29) is fed to a gas turbine process, is burnt there to form a smoke gas (69) and the latter is expanded for the purpose of work output, ambient air to be compressed in the gas turbine process being used as the working medium (28') cooled by the first heat-exchange medium (79).
  9. Method according to Claim 4 or 7, characterized in that water is used as the second heat-exchange medium (54), the temperature of said water (54) is lowered to virtually 0°C in the heat exchange with the cryogenic liquid gas (1), and in the process the water (54) being converted to ice water (54') and, at the same time, a turbulent flow being generated in the ice water (54').
  10. Method according to Claim 9, characterized in that an additive is added to the water (54), and the temperature of said water (54) is lowered further in the heat exchange with the cryogenic liquid gas (1).
  11. Method according to Claim 5 or 8, characterized in that water is used as the first heat-exchange medium (79), the temperature of said water (79) is lowered to virtually 0°C in the heat exchange with the cryogenic liquid gas (1), and in the process the water (79) being converted to ice water (79') and, at the same time, a turbulent flow being generated in the ice water (79').
  12. Method according to Claim 11, characterized in that an additive is added to the water (79), and the temperature of said water (79) is lowered further in the heat exchange with the cryogenic liquid gas (1).
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