IT201600121407A1

IT201600121407A1 - CLOSED GAS CYCLE IN CRYOGENIC OR REFRIGERANT FLUID APPLICATIONS

Info

Publication number: IT201600121407A1
Application number: IT102016000121407A
Authority: IT
Inventors: Rinaldis Salvatore De; Luca Davide Inglese; Alessandro Lepore; Fabrizio Meloni; Gianluca Valenti; Ennio Macchi; Marco Astolfi; Paolo Chiesa
Original assignee: Saipem Spa; Milano Politecnico
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-05-30
Also published as: EP3548713A1; WO2018100485A1; JP7018946B2; JP2020501071A

Description

Titolo: “CICLO A GAS CHIUSO IN APPLICAZIONI CRIOGENICHE O FLUIDI REFRIGERANTI” Title: "CLOSED GAS CYCLE IN CRYOGENIC APPLICATIONS OR REFRIGERANT FLUIDS"

Descrizione Description

Campo della tecnica dell’invenzione Field of the technique of the invention

La presente invenzione trova applicazione nel settore energetico, in particolare per la riduzione dei consumi energetici necessari nei terminali di rigassificazione di un gas liquefatto. The present invention finds application in the energy sector, in particular for the reduction of the energy consumption necessary in the regasification terminals of a liquefied gas.

Stato dell’arte State of the art

Sono note tecnologie per la rigassificazione di gas naturale liquefatto (LNG). Technologies for the regasification of liquefied natural gas (LNG) are known.

Il gas naturale liquefatto è una miscela di gas naturale composta prevalentemente da metano e, in misura minore, da altri idrocarburi leggeri come ad esempio etano, propano, iso-butano, n-butano, pentano, e azoto, che viene convertita dallo stato gassoso, a cui si trova a temperatura ambiente, allo stato liquido, a circa -160°C, per consentirne il trasporto. Liquefied natural gas is a natural gas mixture composed mainly of methane and, to a lesser extent, other light hydrocarbons such as ethane, propane, iso-butane, n-butane, pentane, and nitrogen, which is converted from the gaseous state , at which it is found at room temperature, in the liquid state, at about -160 ° C, to allow it to be transported.

Gli impianti di liquefazione sono localizzati in prossimità dei siti di produzione del gas naturale, mentre gli impianti di rigassificazione (o “terminali di rigassificazione”) sono situati in prossimità degli utilizzatori. The liquefaction plants are located near the natural gas production sites, while the regasification plants (or “regasification terminals”) are located near the users.

La maggior parte degli impianti (circa l’85%) è situato onshore, mentre la restante parte (circa 15%) offshore su piattaforme o navi. Most of the plants (about 85%) are located onshore, while the remaining part (about 15%) offshore on platforms or ships.

E’ comune che ciascun terminale di rigassificazione comprenda più linee di rigassificazione, per soddisfare il carico di gas naturale liquefatto o le richieste, nonché per ragioni di flessibilità o di necessità tecniche (ad esempio, per manutenzione di una linea). It is common for each regasification terminal to include multiple regasification lines, to meet the liquefied natural gas load or requests, as well as for reasons of flexibility or technical needs (for example, for maintenance of a line).

Normalmente, le tecnologie di rigassificazione coinvolgono gas naturale liquefatto stoccato in serbatoi a pressione atmosferica alla temperatura di -160°C e comprende le fasi di compressione del gas fino a circa 70-80 bar e vaporizzazione e surriscaldamento fino a circa 3°C. Normally, regasification technologies involve liquefied natural gas stored in tanks at atmospheric pressure at a temperature of -160 ° C and includes the phases of gas compression up to about 70-80 bar and vaporization and superheating up to about 3 ° C.

La potenza termica richiesta per la rigassificazione di 139 t/h è di circa 27 MWt, mentre quella elettrica è di circa 2,25 MWe (4,85 MWe se si tiene conto degli altri carichi ausiliari dell’impianto; 19,4 MWe massimo di carico elettrico dell’impianto su 4 linee di rigassificazione). The thermal power required for regasification of 139 t / h is about 27 MWt, while the electrical power is about 2.25 MWe (4.85 MWe if the other auxiliary loads of the plant are taken into account; 19.4 MWe maximum electrical load of the plant on 4 regasification lines).

Fra queste, le più utilizzate, singolarmente o in combinazione fra loro vi sono la tecnologia Open Rack Vaporizer (ORV), impiegata in circa il 70% dei terminali di rigassificazione, e Submerged Combustion Vaporizer (SCV). Among these, the most used, individually or in combination, are the Open Rack Vaporizer (ORV) technology, used in about 70% of the regasification terminals, and Submerged Combustion Vaporizer (SCV).

Open Rack Vaporizer (ORV) Open Rack Vaporizer (ORV)

Questa tecnologia prevede che il gas naturale allo stato liquido (circa 70-80 bar e alla temperatura di -160°C) sia fatto scorrere dal basso verso l’alto all’interno di tubi di alluminio affiancati a formare dei pannelli; la vaporizzazione avviene progressivamente mano a mano che il fluido procede. This technology requires that natural gas in the liquid state (about 70-80 bar and at a temperature of -160 ° C) is made to flow from the bottom upwards inside aluminum tubes placed side by side to form panels; vaporization occurs progressively as the fluid proceeds.

Il vettore termico è rappresentato dall’acqua mare che scorrendo dall’alto verso il basso sulla superficie esterna dei tubi fornisce il calore necessario alla vaporizzazione per differenza di temperatura. The thermal vector is represented by sea water which, flowing from top to bottom on the external surface of the pipes, provides the heat necessary for vaporization due to the difference in temperature.

In particolare, lo scambio termico viene ottimizzato dal disegno del profilo e della rugosità superficiale dei tubi, che realizzano una distribuzione omogenea del sottile film di acqua marina sul pannello. In particular, the heat exchange is optimized by the design of the profile and the surface roughness of the pipes, which achieve a homogeneous distribution of the thin seawater film on the panel.

Submerged Combustion Vaporizer (SCV) Submerged Combustion Vaporizer (SCV)

Tale tecnologia sfrutta come vettore termico un bagno d’acqua demineralizzata riscaldato da un bruciatore a fiamma sommersa; in particolare, del Fuel Gas (FG) viene bruciato nella sezione di combustione ed i fumi prodotti passano attraverso una serpentina di tubi forati da cui fuoriescono le bolle di gas combusto, che riscaldano il bagno d’acqua cedendo anche il calore di condensazione. This technology uses a demineralized water bath heated by a submerged flame burner as a thermal vector; in particular, the Fuel Gas (FG) is burned in the combustion section and the fumes produced pass through a coil of perforated pipes from which the bubbles of burnt gas escape, which heat the water bath, also releasing the condensation heat.

Il gas naturale liquefatto (LNG) vaporizza in un’altra serpentina di tubi in acciaio inossidabile sommersi nello stesso bagno di acqua demineralizzata e riscaldata. Liquefied natural gas (LNG) vaporizes in another coil of stainless steel pipes submerged in the same demineralized and heated water bath.

La stessa acqua del bagno è mantenuta in circolazione al fine di garantire una distribuzione omogenea di temperatura. The bath water itself is kept in circulation in order to guarantee a homogeneous temperature distribution.

I fumi esausti, invece, sono scaricati dal camino di scarico degli SCV. The exhaust fumes, on the other hand, are discharged from the SCV exhaust chimney.

Il brevetto IT 1042793 (Snamprogetti S.p.A.) descrive un processo per la rigassificazione di LNG e per la produzione simultanea di energia elettrica tramite un ciclo a gas chiuso (Brayton) ad azoto che recupera calore dallo scarico di una turbina a gas. Patent IT 1042793 (Snamprogetti S.p.A.) describes a process for the regasification of LNG and for the simultaneous production of electricity through a closed gas cycle (Brayton) with nitrogen that recovers heat from the exhaust of a gas turbine.

Tale processo, tuttavia, trova una limitata applicazione, in quanto produce una quantità di energia elettrica superiore alle necessità del terminale di rigassificazione; il rendimento calcolato del 55% porta ad una produzione di 33 Mwe, 10 volte superiore a quella richiesta. This process, however, has a limited application, as it produces a quantity of electricity greater than the needs of the regasification terminal; the calculated yield of 55% leads to a production of 33 Mwe, 10 times higher than that required.

Inoltre, può essere impiegata limitatamente alla disponibilità di una turbina a gas, con cui recuperare il calore dai gas di scarico; ancora, richiede un rapporto di compressione pari a 10, comportando quindi l’utilizzo di macchine, compressore e turbine multistadio piuttosto complesse che lavorando ad elevate temperature (400÷700°C) impiegano anche materiali costosi. Furthermore, it can be used limited to the availability of a gas turbine, with which to recover the heat from the exhaust gases; again, it requires a compression ratio of 10, thus involving the use of rather complex machines, compressors and multistage turbines that also use expensive materials when working at high temperatures (400 ÷ 700 ° C).

Altri svantaggi e limiti sono rappresentati dal fatto che il rapporto tra carico termico ed elettrico è fortemente sbilanciato verso la parte termica; pertanto, per coprire allo stesso tempo il carico termico ed elettrico gran parte del calore recuperato dalla turbina a gas verrebbe scaricato dal ciclo a gas chiuso, realizzando un ciclo a gas chiuso con modesta efficienza; inoltre, in condizioni di diminuita portata di LNG si rende necessario rilasciare una parte dei gas di scarico della turbina in atmosfera con ulteriore perdita di efficienza oppure, sempre perdendo efficienza nel sistema, parzializzare il carico della turbina. Other disadvantages and limits are represented by the fact that the relationship between thermal and electrical load is strongly unbalanced towards the thermal part; therefore, to cover at the same time the thermal and electrical load, most of the heat recovered from the gas turbine would be discharged from the closed gas cycle, creating a closed gas cycle with modest efficiency; moreover, in conditions of decreased LNG flow rate it is necessary to release a part of the turbine exhaust gases into the atmosphere with further loss of efficiency or, again losing efficiency in the system, to partialize the turbine load.

Con particolare riferimento alla Submerged Combustion Vaporizer (SCV), tale tecnologie comporta un consumo di fuel gas pari a circa 1,5% del gas prodotto, produce anidride carbonica che abbassa il pH del bagno d’acqua richiedendo trattamenti con soda caustica e determina una produzione di CO2di circa 50.000 t/anno per rigassificare 139 t/h. With particular reference to the Submerged Combustion Vaporizer (SCV), this technology involves a consumption of fuel gas equal to about 1.5% of the gas produced, produces carbon dioxide which lowers the pH of the water bath requiring treatments with caustic soda and determines a CO2 production of about 50,000 t / year to regasify 139 t / h.

Per quanto concerne, invece, gli Open Rack Vaporizer, tale tecnologia può causare in parte il congelamento dell’acqua del mare nella parte esterna dei tubi, specialmente nelle sezioni in cui l’LNG è più freddo; inoltre: i) può essere sfruttata nelle regioni geografiche e/o nelle stagioni in cui la temperatura dell’acqua marina è di almeno 5-9°C, rappresentate prevalentemente dalle zone subtropicali, ii) l’acqua del mare deve essere preventivamente trattata per eliminare o ridurre il contenuto di metalli pesanti che potrebbero intaccare il rivestimento di zinco dei tubi, iii) comporta un consumo di energia elettrica per il funzionamento delle pompe per l’acqua di mare che deve superare un dislivello geodetico pari allo sviluppo in altezza del ORV con consumi aggiuntivi di 1,2 MWe per linea di rigassificazione rispetto alla tecnologia SCV (totale potenza di impianto pari a 24,2 MWe), iv) in ultimo, la tecnologia è piuttosto complessa ed è disponibile presso un numero limitato di fornitori e di dimensioni. As regards, however, the Open Rack Vaporizer, this technology can partly cause the freezing of sea water on the outside of the pipes, especially in the sections where the LNG is colder; moreover: i) it can be exploited in the geographical regions and / or in the seasons in which the sea water temperature is at least 5-9 ° C, mainly represented by the subtropical areas, ii) the sea water must be previously treated to eliminate or reduce the content of heavy metals that could affect the zinc coating of the pipes, iii) involves a consumption of electricity for the operation of the seawater pumps that must overcome a geodetic difference in height equal to the height of the ORV with additional consumption of 1.2 MWe per regasification line compared to SCV technology (total plant power equal to 24.2 MWe), iv) lastly, the technology is rather complex and is available from a limited number of suppliers and size.

In linea generale, pertanto, le tecnologie convenzionali non consentono di produrre l’energia elettrica necessaria per l’impianto e portano alla perdita di una grande quantità di energia sotto forma di frigorie. In general, therefore, conventional technologies do not allow to produce the electricity necessary for the system and lead to the loss of a large amount of energy in the form of frigories.

Riassunto dell’invenzione Summary of the invention

Gli autori della presente invenzione hanno sorprendentemente trovato che è possibile inserire in una tradizionale linea di rigassificazione un ciclo a gas chiuso. The authors of the present invention have surprisingly found that it is possible to insert a closed gas cycle in a traditional regasification line.

Oggetto dell’invenzione Object of the invention

In un primo oggetto, è descritta una linea di rigassificazione per il gas naturale liquefatto (LNG). In a first object, a regasification line for liquefied natural gas (LNG) is described.

In un altro oggetto, l’invenzione descrive un processo per la generazione di energia termica ed energia elettrica. In another object, the invention describes a process for the generation of thermal energy and electricity.

In un ulteriore oggetto è descritto un terminale di rigassificazione comprendente un impianto di rigassificazione di gas naturale liquefatto (LNG). A further object describes a regasification terminal comprising a liquefied natural gas (LNG) regasification plant.

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

La Figura 1 mostra uno schema di una linea di rigassificazione secondo la presente invenzione; Figure 1 shows a diagram of a regasification line according to the present invention;

la Figura 2 mostra un impianto comprendente più linee di rigassificazione, dove si schematizza il concetto di by-pass energetico; Figure 2 shows a plant comprising several regasification lines, where the concept of energy by-pass is schematized;

la Figura 3 mostra uno schema di una linea di rigassificazione secondo una forma realizzativa alternativa della presente invenzione; Figure 3 shows a diagram of a regasification line according to an alternative embodiment of the present invention;

la Figura 4 mostra uno schema di una linea di rigassificazione secondo un’altra forma realizzativa alternativa della presente invenzione; Figure 4 shows a diagram of a regasification line according to another alternative embodiment of the present invention;

le Figure 5 (A e B) e 6 mostrano alcune configurazioni alternative di porzioni della linea di rigassificazione dell’invenzione. Figures 5 (A and B) and 6 show some alternative configurations of portions of the regasification line of the invention.

Descrizione dettagliata dell’invenzione Detailed description of the invention

La presente invenzione è descritta in particolare in relazione alla rigassificazione di gas naturale liquefatto (LNG), ma la linea di rigassificazione, il terminale di rigassificazione ed il processo di rigassificazione qui a seguito descritti sono ugualmente applicabili per la rigassificazione o vaporizzazione di altri fluidi liquefatti stoccati a basse temperature (inferiori a circa 0°C) o a temperature criogeniche (inferiori a -45°C). The present invention is described in particular in relation to the regasification of liquefied natural gas (LNG), but the regasification line, the regasification terminal and the regasification process described below are equally applicable for the regasification or vaporization of other liquefied fluids. stored at low temperatures (below about 0 ° C) or at cryogenic temperatures (below -45 ° C).

Nel prosieguo della descrizione, con il termine “gas liquefatto” si intende un fluido a prevalente composizione liquida. In the rest of the description, the term "liquefied gas" refers to a fluid with a prevalently liquid composition.

La presente invenzione troverà uguale applicazione per la rigassificazione o vaporizzazione di un gas liquefatto scelto nel gruppo che comprende ad esempio: aria, azoto, composti idrocarburici come gli alcani, fra i quali ad esempio propano e butano, o alcheni, fra i quali ad esempio etilene o propilene. The present invention will find equal application for the regasification or vaporization of a liquefied gas selected from the group which includes for example: air, nitrogen, hydrocarbon compounds such as alkanes, among which for example propane and butane, or alkenes, among which for example ethylene or propylene.

Secondo un oggetto della presente invenzione, è descritta una linea di rigassificazione per il gas naturale liquefatto (LNG). According to an object of the present invention, a regasification line for liquefied natural gas (LNG) is described.

Con il termine “linea di rigassificazione” si intende quella porzione di impianto che comprende le strutture, le apparecchiature, i macchinari ed i sistemi per la rigassificazione del gas naturale liquefatto (LNG). The term “regasification line” refers to that portion of the plant which includes the structures, equipment, machinery and systems for the regasification of liquefied natural gas (LNG).

Tali strutture, apparecchiature, macchinari e sistemi originano, in particolare, dal serbatoio (tank) in cui è stoccato il LNG e terminano con il punto di immissione del LNG rigassificato nella rete di distribuzione del gas stesso. These structures, equipment, machinery and systems originate, in particular, from the tank where the LNG is stored and end with the entry point of the regasified LNG into the gas distribution network.

Più in dettaglio, nel serbatoio (tank) il gas naturale liquefatto (LGN) è stoccato a pressione atmosferica e ad una temperatura di circa -160°C. More specifically, in the tank the liquefied natural gas (LGN) is stored at atmospheric pressure and at a temperature of approximately -160 ° C.

In particolare, il serbatoio del gas liquefatto può essere localizzato in un luogo o in una struttura differente da quella dell’impianto di rigassificazione, che ad esempio potrebbe essere onshore oppure offshore. In particular, the liquefied gas tank can be located in a place or structure different from that of the regasification plant, which for example could be onshore or offshore.

Un elemento del circuito è rappresentato dal bagno di una sezione di vaporizzatore a combustione sommersa (Submerged Combustion Vaporizer -SCV). One element of the circuit is represented by the bath of a submerged combustion vaporizer section (Submerged Combustion Vaporizer - SCV).

Prima di entrare nel bagno di vaporizzazione, il LNG può essere sottoposto ad una fase di compressione preliminare per portarlo ad una pressione di circa 70÷80 bar. Before entering the vaporization bath, the LNG can be subjected to a preliminary compression phase to bring it to a pressure of about 70 ÷ 80 bar.

La compressione è operata da una pompa di bassa pressione (circa 400 kWe) e da una ad alta pressione (circa 1300 kWe), che operano in serie (PMP1 in figura 4). Compression is operated by a low pressure pump (about 400 kWe) and a high pressure pump (about 1300 kWe), which operate in series (PMP1 in figure 4).

In figura 1 CMP1 rappresenta i compressori boil off gas compressor (BOG). In figure 1 CMP1 represents the boil off gas compressor (BOG).

In un aspetto preferito, all’ingresso del bagno della sezione SCV, il gas liquefatto può essere allo stato supercritico; ad esempio, nel caso del gas naturale liquefatto, questo può essere ad una pressione di circa 70÷80 bar e ad una temperatura di circa -155°C. In a preferred aspect, at the entrance to the bathroom of the SCV section, the liquefied gas can be in the supercritical state; for example, in the case of liquefied natural gas, this can be at a pressure of about 70 ÷ 80 bar and at a temperature of about -155 ° C.

All’interno del bagno SCV il gas naturale liquefatto viene vaporizzato e surriscaldato fino ad una temperatura di circa 3°C. Inside the SCV bath, the liquefied natural gas is vaporized and superheated to a temperature of about 3 ° C.

Una volta rigassificato il gas naturale può essere immesso nella rete di distribuzione del gas naturale. Once the natural gas has been regasified, it can be injected into the natural gas distribution network.

Secondo un primo oggetto della presente invenzione, la linea di rigassificazione (il circuito base) del gas naturale liquefatto è modificata così da integrare un circuito by-pass del gas naturale liquefatto (LNG). According to a first object of the present invention, the regasification line (the base circuit) of the liquefied natural gas is modified so as to integrate a by-pass circuit of the liquefied natural gas (LNG).

In particolare, l’integrazione fra i due circuiti è in corrispondenza della connessione di prelievo del gas naturale liquefatto dal circuito base e in corrispondenza della connessione di reimmissione del gas naturale liquefatto rigassificato nel circuito base per la destinazione alla rete di distribuzione. In particular, the integration between the two circuits is in correspondence with the connection of withdrawal of liquefied natural gas from the base circuit and in correspondence with the re-injection connection of the regasified liquefied natural gas in the base circuit for destination to the distribution network.

Preferibilmente, la connessione di prelievo è a valle delle pompe criogeniche e a monte del bagno di vaporizzazione (SCV). Preferably, the withdrawal connection is downstream of the cryogenic pumps and upstream of the vaporization bath (SCV).

Per gli scopi della presente invenzione, sono pertanto descritte: For the purposes of the present invention, the following are therefore described:

- una linea di rigassificazione tradizionale, già esistente, modificata così da integrare un circuito by-pass di rigassificazione del gas naturale (revamping); sia - an existing traditional regasification line, modified to integrate a natural gas regasification by-pass circuit (revamping); is

- una linea di rigassificazione costituita dal circuito by-pass come linea principale, ad esempio per la realizzazione di nuovi impianti. - a regasification line consisting of the by-pass circuit as the main line, for example for the construction of new plants.

Circuito by-pass del gas naturale liquefatto (LNG) Una porzione del flusso di LNG (101) in uscita dal serbatoio di stoccaggio, eventualmente dopo la fase di compressione preliminare, viene prelevata dal circuito di base del LNG e sottoposta ad una fase di riscaldamento e vaporizzazione in uno scambiatore di calore (HE1). Liquefied natural gas (LNG) by-pass circuit A portion of the LNG flow (101) leaving the storage tank, possibly after the preliminary compression phase, is taken from the LNG base circuit and subjected to a heating phase and vaporization in a heat exchanger (HE1).

In particolare, tale riscaldamento è operato fino ad una temperatura di circa 3°C. In particular, this heating is carried out up to a temperature of about 3 ° C.

Il flusso di gas naturale così vaporizzato (102) è immesso nella rete del gas naturale alla pressione di circa 70 bar e 3°C. The vaporized natural gas flow (102) is injected into the natural gas network at a pressure of approximately 70 bar and 3 ° C.

Secondo un aspetto dell’invenzione, una porzione (103) del LNG in uscita dallo scambiatore HE1 è inviato ad una caldaia (natural gas-fired boiler). According to one aspect of the invention, a portion (103) of the LNG leaving the HE1 exchanger is sent to a boiler (natural gas-fired boiler).

Se si considera una portata iniziale di LNG di circa 139 t/h, la quantità destinata al circuito caldaia è di circa 1-2 t/h. If we consider an initial LNG flow rate of about 139 t / h, the quantity destined for the boiler circuit is about 1-2 t / h.

In accordo con un primo oggetto della presente invenzione, il circuito del gas naturale liquefatto (LNG) comprendente il circuito base ed il circuito bypass sopra descritto è modificato mediante l’introduzione di (o integrazione con) un ciclo a gas chiuso. In accordance with a first object of the present invention, the liquefied natural gas (LNG) circuit comprising the base circuit and the bypass circuit described above is modified by introducing (or integrating with) a closed gas cycle.

Ciclo a gas chiuso Closed gas cycle

Secondo la presente invenzione, il ciclo a gas chiuso opera con un fluido, detto fluido di lavoro, che, preferibilmente, è costituito da un gas monoatomico. According to the present invention, the closed gas cycle operates with a fluid, called working fluid, which preferably consists of a monatomic gas.

In un aspetto ancor più preferito, tale gas è scelto nel gruppo che comprende argon, azoto, elio ed aria. In an even more preferred aspect, such gas is selected from the group which includes argon, nitrogen, helium and air.

Per gli scopi della presente invenzione, tale fluido di lavoro è rappresentato da argon (Ar). For the purposes of the present invention, this working fluid is represented by argon (Ar).

Il fluido di lavoro 1 alla temperatura di circa 70°C e alla pressione di circa 20 bar è sottoposto ad una fase di compressione, attraverso un compressore K1, fino a circa 42 bar, realizzando quindi un rapporto di compressione di circa 2 (più precisamente 2,09). The working fluid 1 at a temperature of about 70 ° C and a pressure of about 20 bar is subjected to a compression phase, through a K1 compressor, up to about 42 bar, thus realizing a compression ratio of about 2 (more precisely 2.09).

Nei cicli a gas chiusi il parametro determinante è il rapporto di compressione, mentre pressione minima e massima (tra loro legate dal rapporto di compressione) vengono ottimizzate nel progetto delle turbomacchine (all’aumentare della pressione diminuisco di dimensioni perché diminuisco le portate volumetriche) e delle apparecchiature (all’aumentare delle pressioni aumentano gli spessori dei tubi). In closed gas cycles, the decisive parameter is the compression ratio, while the minimum and maximum pressure (linked to each other by the compression ratio) are optimized in the design of the turbomachinery (as the pressure increases, I decrease in size because I decrease the volumetric flow rates) and equipment (as pressures increase, the thickness of the pipes increases).

Il flusso 2 così ottenuto è riscaldato fino a circa 4°C in uno scambiatore termico (HE3 figura 1). The flux 2 thus obtained is heated up to about 4 ° C in a heat exchanger (HE3 figure 1).

Questa fase comporta uno scambio di calore pari a circa 12 MWt. This phase involves a heat exchange of approximately 12 MWt.

Per gli scopi della presente invenzione, la fase di scambio termico nel terzo scambiatore HE3 è opzionale. For the purposes of the present invention, the heat exchange step in the third HE3 exchanger is optional.

Successivamente, il flusso riscaldato (3 in figura 1) è riscaldato, o eventualmente ulteriormente riscaldato, in uno scambiatore termico (HE2 in figura 1) ottenendo un flusso 4 a circa 120°C. Subsequently, the heated flow (3 in figure 1) is heated, or possibly further heated, in a heat exchanger (HE2 in figure 1) obtaining a flow 4 at about 120 ° C.

Questa fase comporta uno scambio di calore pari a circa 18 MWt. This phase involves a heat exchange of approximately 18 MWt.

In una fase successiva, il flusso 4 del fluido di lavoro si espande in una turbina T2 calettata ad un generatore G1 e al compressore K1 fino a circa 21 bar e raffreddandosi fino a circa 40°C (flusso 5 in figura 1), fornendo una potenza elettrica netta di circa 2,25 MWe. In a subsequent phase, the flow 4 of the working fluid expands in a turbine T2 keyed to a generator G1 and to the compressor K1 up to about 21 bar and cooling down to about 40 ° C (flow 5 in figure 1), providing a net electrical power of approximately 2.25 MWe.

Infine, all’interno dello scambiatore HE1 il fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso cede potenza termica all’LNG per circa 27 MWt raffreddandosi. Finally, inside the HE1 exchanger, the working fluid of the closed gas cycle transfers thermal power to the LNG for about 27 MWt as it cools.

In un aspetto preferito dell’invenzione, la portata di fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso circolante nel circuito è di circa 137,8 t/h. In a preferred aspect of the invention, the flow rate of the working fluid of the closed gas cycle circulating in the circuit is about 137.8 t / h.

Per gli scopi della presente invenzione, nello scambiatore di calore HE1 avviene uno scambio termico con cui il fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso cede potenza termica al Gas Naturale Liquefatto (LNG) che viene così rigassificato. For the purposes of the present invention, a heat exchange takes place in the heat exchanger HE1 with which the working fluid of the closed gas cycle transfers thermal power to the Liquefied Natural Gas (LNG) which is thus regasified.

In tale fase occorre uno scambio termico corrispondente a circa 27 MWt. In this phase, a heat exchange corresponding to about 27 MWt is required.

Secondo aspetti alternativi della presente invenzione rappresentati in figura 5A (in cui C=compressore, R1=primo riduttore, T1= turbina, R2= secondo riduttore e G=generatore) la turbina ed il compressore del ciclo a gas chiuso possono essere calettati direttamente sullo stesso albero; inoltre, possono avere la stessa velocità di rotazione o no e possono trasferire l’energia meccanica ad uno stesso generatore elettrico. According to alternative aspects of the present invention represented in figure 5A (in which C = compressor, R1 = first reducer, T1 = turbine, R2 = second reducer and G = generator) the turbine and the compressor of the closed gas cycle can be directly keyed on the same tree; moreover, they can have the same rotation speed or not and can transfer the mechanical energy to the same electric generator.

In un altro aspetto alternativo rappresentato in figura 5B (in cui C=compressore, R1=primo riduttore, T1= turbina, T2= seconda turbina, R2= secondo riduttore e G=generatore), il fluido di lavoro può espandersi in due turbine in serie: T1, che opera ad alta pressione, calettata al compressore, e T2, che opera a bassa pressione, calettata al generatore. In another alternative aspect represented in figure 5B (where C = compressor, R1 = first gearbox, T1 = turbine, T2 = second turbine, R2 = second gearbox and G = generator), the working fluid can expand into two turbines in series: T1, which operates at high pressure, keyed to the compressor, and T2, which operates at low pressure, keyed to the generator.

In un’altra alternativa rappresentata in figura 6, il compressore K1 è azionato elettricamente e la turbina T2 è calettata al solo generatore. In another alternative represented in figure 6, the compressor K1 is electrically operated and the turbine T2 is keyed to the generator only.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il circuito del fluido di lavoro può essere ulteriormente integrato con cicli aggiuntivi. According to a further aspect of the present invention, the working fluid circuit can be further integrated with additional cycles.

In particolare, tali cicli comprendono: In particular, these cycles include:

- un circuito caldaia; - a boiler circuit;

- un circuito acqua mare. - a sea water circuit.

Secondo un aspetto preferito dell’invenzione, l’integrazione è possibile con uno qualsiasi o con entrambi i due cicli qui sopra elencati. According to a preferred aspect of the invention, integration is possible with any or both of the two cycles listed above.

Circuito caldaia Boiler circuit

Il circuito è alimentato con acqua alla temperatura di circa 30°C (201 in figura 1). The circuit is fed with water at a temperature of about 30 ° C (201 in figure 1).

Alla caldaia arriva un flusso di acqua 202 alla pressione di circa 3,82 bar, messa in circolazione dalla pompa di circolazione della caldaia PMP3 in figura 1; il flusso 203 di acqua riscaldato nella caldaia a circa 140°C viene raffreddato in un scambiatore termico (HE2), in cui si raffredda fino a circa 30°C (201). A flow of water 202 reaches the boiler at a pressure of approximately 3.82 bar, circulated by the circulation pump of the PMP3 boiler in figure 1; the flow 203 of water heated in the boiler to about 140 ° C is cooled in a heat exchanger (HE2), in which it cools down to about 30 ° C (201).

Secondo un aspetto preferito dell’invenzione, il circuito caldaia è integrato con il ciclo a gas chiuso in corrispondenza dello scambiatore HE2, all’interno del quale l’acqua del circuito caldaia cede potenza termica, raffreddandosi, al fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso che si riscalda fino a circa 120°C. According to a preferred aspect of the invention, the boiler circuit is integrated with the closed gas cycle in correspondence with the HE2 exchanger, inside which the boiler circuit water transfers thermal power, cooling, to the working fluid of the gas cycle closed which heats up to about 120 ° C.

Tale fase comporta, in particolare, uno scambio termico corrispondente a circa 18 MWt. This phase involves, in particular, a heat exchange corresponding to about 18 MWt.

In un aspetto alternativo dell’invenzione, la caldaia può essere sostituita da un’equivalente sorgente di calore. In an alternative aspect of the invention, the boiler can be replaced by an equivalent heat source.

Secondo un aspetto alternativo della presente invenzione, il circuito caldaia ad acqua surriscaldata può essere sostituito con un circuito ad olio diatermico. According to an alternative aspect of the present invention, the superheated water boiler circuit can be replaced with a diathermic oil circuit.

La scelta su una o l’altra modalità potrà essere effettuata sulla base delle esigenze. The choice of one or the other method can be made on the basis of needs.

Circuito acqua mare Sea water circuit

L’acqua mare viene prelevata in corrispondenza della presa di acqua mare alla temperatura di circa 9°C (301 in fig. 1). Sea water is taken from the sea water intake at a temperature of about 9 ° C (301 in fig. 1).

Successivamente, viene sottoposta ad una fase di pompaggio fino ad una pressione di circa 2 bar (302 in figura 1) con una pompa PMP2 e poi raffreddata in un terzo scambiatore termico (HE3) fino a circa 4°C. Subsequently, it is subjected to a pumping phase up to a pressure of about 2 bar (302 in figure 1) with a PMP2 pump and then cooled in a third heat exchanger (HE3) up to about 4 ° C.

Questa fase di raffreddamento in HE3 comporta una cessione di energia termica di circa 12 MWt. This cooling phase in HE3 involves a transfer of thermal energy of about 12 MWt.

In queste condizioni il flusso di acqua (303) può essere rilasciata in mare. Under these conditions the water stream (303) can be released into the sea.

Eventualmente, prima dell’immissione in circolo, l’acqua mare è sottoposta ad una fase di filtraggio allo scopo di trattenere sostanze e materiale organico, rappresentato ad esempio da alghe, molluschi, ed inorganico come sabbia o particolato. Possibly, before being released into circulation, the sea water is subjected to a filtering phase in order to retain organic substances and material, represented for example by algae, molluscs, and inorganic substances such as sand or particulate matter.

Secondo un aspetto preferito dell’invenzione, l’integrazione con il ciclo a gas chiuso avviene in corrispondenza del terzo scambiatore di calore HE3, nel quale l’acqua mare cede calore al fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso. According to a preferred aspect of the invention, the integration with the closed gas cycle occurs at the third HE3 heat exchanger, in which the sea water transfers heat to the working fluid of the closed gas cycle.

Tale fase, in particolare, comporta uno scambio termico corrispondente a circa 12 MWt. This phase, in particular, involves a heat exchange corresponding to about 12 MWt.

Si noterà come la fase di scambio termico nel terzo scambiatore di calore (HE3) corrisponde alla fase sopra descritta di riscaldamento del fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso. It will be noted that the heat exchange phase in the third heat exchanger (HE3) corresponds to the above described phase of heating the working fluid of the closed gas cycle.

L’integrazione del ciclo a gas chiuso con il circuito di acqua mare consente di sfruttare una seconda fonte di calore a bassa temperatura e quindi di ridurre il consumo di gas naturale rigassificato. The integration of the closed gas cycle with the seawater circuit makes it possible to exploit a second low-temperature heat source and thus reduce the consumption of regasified natural gas.

Nella presente descrizione, laddove ci si riferisce ad “acqua mare” si deve intendere non solo ad acqua marina pompata, ed opportunamente trattata per rimuovere sedimenti, ma più in generale acqua ambientale, ottenuta da fiumi, canali, pozzi, bacini naturali come laghi, etc oppure bacini artificiali. In the present description, where reference is made to "sea water" it must be understood not only pumped sea water, and suitably treated to remove sediments, but more generally environmental water, obtained from rivers, canals, wells, natural basins such as lakes, etc or artificial basins.

Circuito elettrico Electrical circuit

Per quanto concerne il fabbisogno elettrico, il sistema dell’invenzione necessita di circa 2,25 MWe per rendere energeticamente indipendente una linea di rigassificazione e 4,85 MWe se si vuole coprire 1/4 del carico elettrico dell’intero terminale di rigassificazione. As regards the electricity needs, the system of the invention requires about 2.25 MWe to make a regasification line energetically independent and 4.85 MWe if you want to cover 1/4 of the electrical load of the entire regasification terminal.

In particolare, il sistema dell’invenzione fornisce interamente il fabbisogno elettrico di una linea di rigassificazione (2,25 MWe) o di 1/4 del carico elettrico dell’intero terminale di rigassificazione ed alimenta le pompe criogeniche a bassa e ad alta pressione (PMP1), il boil off gas compressor (CMP1) e le pompe per il pompaggio dell’acqua mare (PMP2) e della pompa di circolazione della caldaia (PMP3). In particular, the system of the invention fully supplies the electrical needs of a regasification line (2.25 MWe) or 1/4 of the electrical load of the entire regasification terminal and feeds the low and high pressure cryogenic pumps ( PMP1), the boil off gas compressor (CMP1) and the pumps for pumping sea water (PMP2) and the boiler circulation pump (PMP3).

In accordo con quanto sopra descritto, pertanto, la presente invenzione descrive una linea di rigassificazione di gas naturale liquefatto (LNG) che comprende: In accordance with what has been described above, therefore, the present invention describes a liquefied natural gas (LNG) regasification line which comprises:

- una sezione di vaporizzazione di detto gas naturale liquefatto (LNG), ed - a vaporization section of said liquefied natural gas (LNG), ed

- una sezione a ciclo a gas chiuso che opera con un fluido di lavoro e che comprende a sua volta un primo scambiatore di calore (HE1), un compressore, un secondo scambiatore (HE2), un terzo scambiatore (HE3) ed una turbina per la generazione di energia elettrica mediante detto fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso. - a closed gas cycle section which operates with a working fluid and which in turn comprises a first heat exchanger (HE1), a compressor, a second exchanger (HE2), a third exchanger (HE3) and a turbine for the generation of electrical energy by means of said working fluid of the closed gas cycle.

Più in particolare, il calore del fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso è ceduto al gas naturale liquefatto (LNG) all’interno del primo scambiatore di calore (HE1). More specifically, the heat of the working fluid of the closed gas cycle is transferred to the liquefied natural gas (LNG) inside the first heat exchanger (HE1).

Per gli scopi della presente invenzione, detto fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso è selezionato nel gruppo che comprende: aria, azoto, elio, argon. For the purposes of the present invention, said working fluid of the closed gas cycle is selected from the group which includes: air, nitrogen, helium, argon.

Secondo la presente invenzione, il ciclo a gas chiuso opera con un fluido, che, preferibilmente, è costituito da un gas monoatomico. According to the present invention, the closed gas cycle operates with a fluid, which preferably consists of a monatomic gas.

Preferibilmente, il fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso è rappresentato da argon. Preferably, the working fluid of the closed gas cycle is represented by argon.

In accordo con un aspetto preferito dell’invenzione, la linea di rigassificazione descritta comprende due scambiatori di calore (rispettivamente HE1, HE2). In accordance with a preferred aspect of the invention, the described regasification line comprises two heat exchangers (respectively HE1, HE2).

In un aspetto dell’invenzione, il secondo scambiatore (HE2) è parte di un circuito che opera con un primo fluido intermedio. In one aspect of the invention, the second exchanger (HE2) is part of a circuit that operates with a first intermediate fluid.

All’interno di detto secondo scambiatore (HE2), in particolare, è operato uno scambio termico fra detto primo fluido intermedio e detto fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso, a cui è ceduto calore. Inside said second exchanger (HE2), in particular, a heat exchange is made between said first intermediate fluid and said working fluid of the closed gas cycle, to which heat is transferred.

In un aspetto preferito dell’invenzione nel secondo scambiatore (HE2) detto primo fluido intermedio è costituito dai fumi di scarico di un motore endotermico, di una turbina a gas o di un motore a combustione interna o recuperi di processo (sorgenti ad alta temperatura). In a preferred aspect of the invention in the second exchanger (HE2) said first intermediate fluid is constituted by the exhaust fumes of an internal combustion engine, a gas turbine or an internal combustion engine or process recoveries (high temperature sources) .

In accordo con un ulteriore aspetto, la linea di rigassificazione della presente invenzione comprende un terzo scambiatore di calore (HE3). In accordance with a further aspect, the regasification line of the present invention comprises a third heat exchanger (HE3).

Tale terzo scambiatore (HE3), in particolare, è parte di un circuito che opera con un secondo fluido intermedio. This third exchanger (HE3), in particular, is part of a circuit that operates with a second intermediate fluid.

All’interno di detto terzo scambiatore (HE3), in particolare, è operato uno scambio termico fra detto secondo fluido intermedio e detto fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso, a cui è ceduto calore. Inside said third exchanger (HE3), in particular, a heat exchange is made between said second intermediate fluid and said working fluid of the closed gas cycle, to which heat is transferred.

Per gli scopi della presente invenzione, il circuito del fluido di lavoro può essere integrato con il circuito del primo fluido intermedio o con il circuito del secondo fluido intermedio oppure con entrambi i circuiti. For the purposes of the present invention, the working fluid circuit can be integrated with the first intermediate fluid circuit or with the second intermediate fluid circuit or with both circuits.

In ogni caso, secondo un aspetto preferito dell’invenzione, il circuito che opera con il primo fluido intermedio ed il circuito che opera con il secondo fluido intermedio sono circuiti che sfruttano fonti di calore a bassa temperatura ad esempio a temperature inferiori a 180°C, preferibilmente inferiori a 120 °C. In any case, according to a preferred aspect of the invention, the circuit which operates with the first intermediate fluid and the circuit which operates with the second intermediate fluid are circuits which use low temperature heat sources, for example at temperatures below 180 ° C. , preferably lower than 120 ° C.

Secondo ancora un aspetto preferito dell’invenzione, il circuito che opera con il primo fluido intermedio ed il circuito che opera con il secondo fluido intermedio sono circuiti che sfruttano fonti di calore ad alta temperatura ad esempio temperature superiori a 180°C, preferibilmente superiori a 300°C, ancora più preferibilmente superiori a 400°C, e bassa temperatura, rispettivamente. According to a further preferred aspect of the invention, the circuit which operates with the first intermediate fluid and the circuit which operates with the second intermediate fluid are circuits which exploit high temperature heat sources, for example temperatures higher than 180 ° C, preferably higher than 300 ° C, even more preferably higher than 400 ° C, and low temperature, respectively.

Per gli scopi della presente invenzione, con il termine “fonte di calore a bassa temperatura” si intendono ad esempio: aria ambiente, acqua mare, solare termico, recuperi termici da processo e/o macchinari a bassa temperatura. For the purposes of the present invention, the term "low temperature heat source" means for example: ambient air, sea water, solar thermal, thermal recovery from process and / or low temperature machinery.

Per gli scopi della presente invenzione, con il termine “fonte di calore ad alta temperatura” si intendono ad esempio: solare termico, calore esausto di un ciclo termodinamico, gas di scarico di una turbina a gas o motore a combustione interna, recuperi termici da processo e/o macchinari ad alta temperatura. For the purposes of the present invention, the term "high temperature heat source" means for example: solar thermal, exhausted heat of a thermodynamic cycle, exhaust gas from a gas turbine or internal combustion engine, thermal recovery from high temperature process and / or machinery.

Secondo aspetti preferiti della presente invenzione, il primo fluido intermedio è rappresentato da acqua temperata/surriscaldata oppure olio diatermico ed il rispettivo circuito è un circuito a caldaia. According to preferred aspects of the present invention, the first intermediate fluid is represented by tempered / superheated water or diathermic oil and the respective circuit is a boiler circuit.

Pertanto, nel secondo scambiatore (HE2) è condotto il raffreddamento dell’acqua surriscaldata di caldaia o dell’olio diatermico ed il riscaldamento del fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso. Therefore, in the second exchanger (HE2) the cooling of the superheated boiler water or the diathermic oil and the heating of the working fluid of the closed gas cycle is carried out.

Secondo un aspetto particolare, nel secondo scambiatore (HE2) è condotto il raffreddamento dell’acqua di caldaia ed il riscaldamento del fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso in uscita dal terzo scambiatore di calore (HE3) (Fig. 4 e Fig. 1). According to a particular aspect, in the second exchanger (HE2) the cooling of the boiler water and the heating of the working fluid of the closed gas cycle leaving the third heat exchanger (HE3) is carried out (Fig. 4 and Fig. 1) ).

Secondo un aspetto alternativo, invece, nel secondo scambiatore (HE2) è condotto il raffreddamento dell’acqua di caldaia ed il riscaldamento del fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso in uscita dal primo scambiatore di calore (HE1) per la rigassificazione del gas naturale liquefatto (LNG) con detto fluido di lavoro (fig. 3). According to an alternative aspect, on the other hand, in the second exchanger (HE2) the cooling of the boiler water and the heating of the working fluid of the closed gas cycle leaving the first heat exchanger (HE1) for the regasification of natural gas is carried out. liquefied (LNG) with said working fluid (fig. 3).

Secondo un aspetto preferito della presente invenzione, il secondo fluido intermedio è rappresentato da acqua mare ed il rispettivo circuito è un circuito ad acqua mare. According to a preferred aspect of the present invention, the second intermediate fluid is represented by sea water and the respective circuit is a sea water circuit.

In accordo con la presente invenzione, la linea di rigassificazione comprende una sezione di vaporizzazione del gas naturale liquefatto che è del tipo Submerged Combustion Vaporizer (SCV). In accordance with the present invention, the regasification line comprises a section for vaporizing the liquefied natural gas which is of the Submerged Combustion Vaporizer (SCV) type.

Secondo un aspetto particolarmente preferito della presente invenzione, la turbina del ciclo a gas chiuso è alimentata con il fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso riscaldato in uscita dal secondo scambiatore di calore (HE2) oppure in uscita dal terzo (HE3) e dal secondo scambiatore di calore (HE2) per la generazione di energia elettrica. According to a particularly preferred aspect of the present invention, the turbine of the closed gas cycle is fed with the working fluid of the closed gas cycle heated at the outlet from the second heat exchanger (HE2) or at the outlet from the third (HE3) and from the second. heat exchanger (HE2) for generating electricity.

In un aspetto dell’invenzione, la caldaia del circuito a caldaia è alimentata con una porzione di gas naturale rigassificato in uscita dal primo scambiatore termico (HE1) in cui si attua lo scambio termico fra il fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso ed il gas naturale liquefatto (LNG). In one aspect of the invention, the boiler of the boiler circuit is fed with a portion of regasified natural gas leaving the first heat exchanger (HE1) in which the heat exchange takes place between the working fluid of the closed gas cycle and the liquefied natural gas (LNG).

Per gli scopi della presente invenzione, la linea di rigassificazione di gas naturale liquefatto (LNG) comprendente ulteriormente un allacciamento alla rete esterna per l’alimentazione di energia elettrica, quando disponibile, oppure un’unità di generazione elettrica rappresentata ad esempio da una turbina a gas o da un motore a combustione interna. For the purposes of the present invention, the liquefied natural gas (LNG) regasification line further comprising a connection to the external network for the supply of electrical energy, when available, or an electrical generation unit represented for example by a turbine with gas or an internal combustion engine.

Secondo una forma realizzativa alternativa dell’invenzione, la linea di rigassificazione del gas naturale liquefatto è modificata per comprendere ulteriormente una pompa di calore (HP in figura 3). According to an alternative embodiment of the invention, the regasification line of liquefied natural gas is modified to further include a heat pump (HP in Figure 3).

Più in particolare, tale forma realizzativa prevede che il circuito del primo fluido intermedio sia rappresentato preferibilmente da un circuito a caldaia. More particularly, this embodiment provides that the circuit of the first intermediate fluid is preferably represented by a boiler circuit.

Per quanto concerne la pompa di calore (HP), questa comprende preferibilmente: As regards the heat pump (HP), this preferably includes:

- un circuito a fluido refrigerante, eventualmente comprendente pompe per la circolazione di detto fluido refrigerante, e - a refrigerant fluid circuit, possibly including pumps for the circulation of said refrigerant fluid, e

- un primo ed un secondo scambiatore termico della pompa di calore. - a first and a second heat exchanger of the heat pump.

In particolare, il circuito a fluido refrigerante opera mediante un fluido scelto preferibilmente nel gruppo che comprende, ad esempio: acqua-glicole e altri fluidi refrigeranti come ad esempio, i fluidi R134a, R32, R143a, R125. In particular, the refrigerant fluid circuit operates by means of a fluid preferably selected from the group which includes, for example: water-glycol and other refrigerant fluids such as, for example, the fluids R134a, R32, R143a, R125.

Secondo un aspetto preferito della presente invenzione, detto fluido refrigerante opera: According to a preferred aspect of the present invention, said refrigerant fluid operates:

- un primo scambio di calore nel primo scambiatore di calore della pompa, rappresentato da un evaporatore della pompa di calore (VPC nelle figure 3 e 4), con cui il fluido refrigerante acquisisce calore da un primo fluido intermedio della pompa di calore (HPF1); - a first heat exchange in the first heat exchanger of the pump, represented by a heat pump evaporator (VPC in Figures 3 and 4), with which the refrigerant fluid acquires heat from a first intermediate fluid of the heat pump (HPF1) ;

- un secondo scambio di calore nel secondo scambiatore di calore della pompa, rappresentato da un condensatore della pompa di calore (CPC nelle figure 3 e 4), con cui il fluido refrigerante cede calore a un secondo fluido intermedio della pompa di calore (HPF2). - a second heat exchange in the second heat exchanger of the pump, represented by a condenser of the heat pump (CPC in Figures 3 and 4), with which the refrigerant fluid transfers heat to a second intermediate fluid of the heat pump (HPF2) .

Per gli scopi della presente invenzione, il primo fluido intermedio (HPF1) è rappresentato da acqua mare (o da acqua ambientale, secondo quanto sopra definito), che viene estratta ad una temperatura di circa 9°C e raffreddata fino a circa 4°C nell’evaporatore della pompa di calore (VPC), con uno scambio termico corrispondente a circa 4,4 MWt, considerando l’autosufficienza di una linea di rigassificazione e 9,8 MWt per quella di 1/4 del carico elettrico di un terminale di rigassificazione. For the purposes of the present invention, the first intermediate fluid (HPF1) is represented by sea water (or ambient water, as defined above), which is extracted at a temperature of about 9 ° C and cooled down to about 4 ° C in the evaporator of the heat pump (VPC), with a heat exchange corresponding to about 4.4 MWt, considering the self-sufficiency of a regasification line and 9.8 MWt for that of 1/4 of the electrical load of a terminal regasification.

Eventualmente, prima dell’impiego nella pompa di calore, l’acqua mare è sottoposta ad una fase di filtraggio allo scopo di trattenere sostanze e materiale organico, rappresentato ad esempio da alghe, molluschi, ed inorganico come sabbia o particolato. Possibly, before being used in the heat pump, the sea water is subjected to a filtering phase in order to retain organic substances and material, represented for example by algae, molluscs, and inorganic substances such as sand or particulate matter.

In un aspetto alternativo dell’invenzione, il primo fluido intermedio della pompa di calore (HPF1) può essere rappresentato da aria ambiente. In an alternative aspect of the invention, the first intermediate fluid of the heat pump (HPF1) can be represented by ambient air.

Per gli scopi della presente invenzione, il secondo fluido intermedio (HPF2) è rappresentato da acqua temperata, che viene riscaldata da circa 18°C a circa 23°C nel condensatore della pompa di calore (CPC), con uno scambio termico corrispondente a circa 5,1 MWt, considerando l’autosufficienza di una linea di rigassificazione e 11,4 MWt per quella di 1/4 del carico elettrico di un terminale di rigassificazione. For the purposes of the present invention, the second intermediate fluid (HPF2) is represented by tempered water, which is heated from about 18 ° C to about 23 ° C in the heat pump condenser (CPC), with a heat exchange corresponding to about 5.1 MWt, considering the self-sufficiency of a regasification line and 11.4 MWt for that of 1/4 of the electrical load of a regasification terminal.

Secondo un aspetto particolarmente preferito della presente invenzione, il circuito del secondo fluido intermedio (HPF2) è integrato con il circuito by-pass di rigassificazione del gas naturale liquefatto (LNG). According to a particularly preferred aspect of the present invention, the second intermediate fluid circuit (HPF2) is integrated with the by-pass circuit for regasification of liquefied natural gas (LNG).

In particolare tale integrazione è attuata mediante uno scambiatore termico (HE4 in figura 3), nel quale il secondo fluido intermedio (HPF2) cede calore al gas naturale liquefatto. In particular, this integration is carried out by means of a heat exchanger (HE4 in figure 3), in which the second intermediate fluid (HPF2) transfers heat to the liquefied natural gas.

Secondo un aspetto preferito, il flusso di gas naturale liquefatto oggetto dello scambio termico con il secondo fluido intermedio (HPF2) è il LNG in uscita dal primo scambiatore termico (HE1) ed è, pertanto, almeno già parzialmente rigassificato. According to a preferred aspect, the flow of liquefied natural gas object of the heat exchange with the second intermediate fluid (HPF2) is the LNG leaving the first heat exchanger (HE1) and is therefore at least partially regasified.

Inoltre, una porzione del gas naturale liquefatto rigassificato in uscita dallo scambiatore termico (HE4) può essere impiegato per l’alimentazione della caldaia del circuito a caldaia. In addition, a portion of the regasified liquefied natural gas leaving the heat exchanger (HE4) can be used to power the boiler of the boiler circuit.

Secondo un aspetto ancor più preferito dell’invenzione, una frazione della potenza elettrica prodotta dalla turbina del ciclo a gas chiuso alimenta la pompa di calore in particolare il compressore della pompa di calore (CPC). According to an even more preferred aspect of the invention, a fraction of the electrical power produced by the closed gas cycle turbine powers the heat pump, in particular the heat pump compressor (CPC).

In accordo con un secondo oggetto dell’invenzione è descritto un processo per la generazione di energia termica e di energia elettrica. In accordance with a second object of the invention, a process for the generation of thermal energy and electricity is described.

In particolare, tale processo comprende una fase 1) di operare un ciclo a gas chiuso con un fluido di lavoro. In particular, this process comprises a step 1) of operating a closed gas cycle with a working fluid.

Preferibilmente, la fase 1) comprende a sua volta le fasi di: Preferably, step 1) in turn comprises the steps of:

i) condurre una o più fasi di acquisizione di energia termica da parte del fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso, i) conduct one or more phases of acquisition of thermal energy by the working fluid of the closed gas cycle,

ii) condurre una fase di generazione di energia elettrica mediante detto fluido di lavoro, e ii) conducting a phase of generating electricity by means of said working fluid, e

iii) condurre una fase di cessione di energia termica dal fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso ad un fluido rappresentato da gas naturale liquefatto (LNG) in uno scambiatore termico. iii) conducting a step of transferring thermal energy from the working fluid of the closed gas cycle to a fluid represented by liquefied natural gas (LNG) in a heat exchanger.

Per quanto concerne la fase ii) di generazione di energia elettrica, questa è preferibilmente condotta mediante un generatore (G1) collegato alla turbina (T2) del ciclo a gas chiuso. As regards the phase ii) of electricity generation, this is preferably carried out by means of a generator (G1) connected to the turbine (T2) of the closed gas cycle.

Inoltre, tale fase ii) è condotta dopo le fasi i) di acquisizione di calore e prima della fase iii) di cessione di energia termica. Furthermore, this phase ii) is carried out after the phases i) of acquiring heat and before the phase iii) of transferring thermal energy.

Secondo un aspetto preferito dell’invenzione, la fase i) sopra descritta di condurre una o più fasi di acquisizione di calore da parte del fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso comprende una fase A. According to a preferred aspect of the invention, the step i) described above of conducting one or more phases of heat acquisition by the working fluid of the closed gas cycle comprises a phase A.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, la fase i) sopra descritta comprende una fase A’, in alternativa o in aggiunta alla fase A. According to another aspect of the invention, phase i) described above comprises a phase A ', alternatively or in addition to phase A.

Preferibilmente, una o entrambe dette fasi A e A’ comprendono l’acquisizione di energia termica da una fonte di calore a bassa temperatura. Preferably, one or both of said phases A and A 'include the acquisition of thermal energy from a low temperature heat source.

Preferibilmente, la fase A’ comprende l’acquisizione di energia termica da una fonte di calore ad alta temperatura. Preferably, phase A 'includes the acquisition of thermal energy from a high temperature heat source.

Come sopra descritto, per gli scopi della presente invenzione, con il termine “fonte di calore a bassa temperatura” si intendono ad esempio: aria ambiente, acqua mare, solare termico a bassa temperatura, calore esausto di un ciclo termodinamico a bassa temperatura, recuperi termici di processo e/o macchinari a bassa temperatura. As described above, for the purposes of the present invention, the term "low temperature heat source" means for example: ambient air, sea water, low temperature solar thermal, exhausted heat of a low temperature thermodynamic cycle, recoveries process thermals and / or low temperature machinery.

E’ inteso che una fonte a bassa temperatura opera a temperature inferiori a circa 180°C e, preferibilmente, inferiori a circa 120°C. It is understood that a low temperature source operates at temperatures below about 180 ° C and, preferably, below about 120 ° C.

Per gli scopi della presente invenzione, con il termine “fonte di calore ad alta temperatura” si intendono ad esempio: solare termico ad alta temperatura, calore esausto di un ciclo termodinamico ad alta temperatura, gas di scarico di una turbina a gas o motore a combustione interna, recuperi termici di processo e/o macchinari ad alta temperatura. For the purposes of the present invention, the term "high temperature heat source" means for example: solar thermal at high temperature, exhausted heat of a high temperature thermodynamic cycle, exhaust gas from a gas turbine or engine with internal combustion, process heat recovery and / or high temperature machinery.

E’ inteso che una fonte ad alta temperatura opera a temperature superiori a 180°C, preferibilmente superiori a 300°C e ancora più preferibilmente superiori a 400 °C. It is understood that a high temperature source operates at temperatures above 180 ° C, preferably above 300 ° C and even more preferably above 400 ° C.

In un aspetto particolarmente preferito della presente invenzione, la fase A è condotta acquisendo energia termica da acqua mare. In a particularly preferred aspect of the present invention, phase A is carried out by acquiring thermal energy from sea water.

In un altro aspetto particolarmente preferito della presente invenzione, la fase A’ è condotta acquisendo energia termica dall’acqua surriscaldata oppure da olio diatermico di un circuito caldaia. In another particularly preferred aspect of the present invention, phase A 'is conducted by acquiring thermal energy from superheated water or from diathermic oil of a boiler circuit.

Come sopra descritto, la fase iii) comprende la cessione di energia termica al gas naturale liquefatto, che viene così rigassificato. As described above, step iii) comprises the transfer of thermal energy to the liquefied natural gas, which is thus regasified.

Tale rigassificazione, in particolare, è condotta nello scambiatore termico (HE1) in cui il fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso opera la cessione di energia termica. This regasification, in particular, is carried out in the heat exchanger (HE1) in which the working fluid of the closed gas cycle operates the transfer of thermal energy.

In un aspetto particolare dell’invenzione, la caldaia della fase A’ è alimentata con una porzione del gas naturale liquefatto rigassificato nello scambiatore termico (HE1) grazie alla cessione di calore operata dal fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso. In a particular aspect of the invention, the boiler of phase A 'is fed with a portion of the liquefied natural gas regasified in the heat exchanger (HE1) thanks to the transfer of heat operated by the working fluid of the closed gas cycle.

Il processo sopra descritto è preferibilmente operato in una linea di rigassificazione del gas naturale liquefatto (LNG) modificata in accordo con la presente invenzione come sopra descritta. The process described above is preferably operated in a liquefied natural gas (LNG) regasification line modified in accordance with the present invention as described above.

Secondo una forma realizzativa alternativa della presente invenzione, il processo comprende le fasi ulteriori di: According to an alternative embodiment of the present invention, the process comprises the further steps of:

2) attuare una pompa di calore (HP) mediante le fasi di: a) attuare un primo scambio termico fra un fluido refrigerante ed un primo fluido intermedio (HPF1), in cui detto fluido intermedio (HPF1) cede energia termica a detto fluido refrigerante, 2) implementing a heat pump (HP) by means of the steps of: a) implementing a first heat exchange between a refrigerant fluid and a first intermediate fluid (HPF1), in which said intermediate fluid (HPF1) transfers thermal energy to said refrigerant fluid ,

b) attuare un secondo scambio termico fra detto fluido refrigerante ed un secondo fluido intermedio (HPF2), in cui detto fluido refrigerante cede energia termica a detto secondo fluido intermedio (HPF2); e di b) carrying out a second heat exchange between said refrigerant fluid and a second intermediate fluid (HPF2), in which said refrigerant fluid transfers thermal energy to said second intermediate fluid (HPF2); and of

3) attuare uno scambio termico fra detto secondo fluido intermedio (HPF2) ed il gas naturale liquefatto (LNG). 3) carrying out a heat exchange between said second intermediate fluid (HPF2) and liquefied natural gas (LNG).

Con riferimento alla fase 3), questa preferibilmente è attuata su un flusso di gas naturale liquefatto almeno parzialmente rigassificato nel primo scambiatore termico (HE1). With reference to step 3), this is preferably carried out on a flow of liquefied natural gas at least partially regasified in the first heat exchanger (HE1).

Secondo un aspetto particolarmente preferito del processo dell’invenzione, la pompa di calore attuata nella fase 2) è alimentata dall’energia elettrica prodotta nella fase ii) e, in particolare, dal generatore G1 collegato alla turbina T2. According to a particularly preferred aspect of the process of the invention, the heat pump implemented in phase 2) is powered by the electricity produced in phase ii) and, in particular, by the generator G1 connected to the turbine T2.

In particolare, saranno alimentate le pompe per la circolazione del fluido refrigerante. In particular, the pumps for the circulation of the refrigerant fluid will be powered.

In un ulteriore oggetto è descritto un terminale di rigassificazione comprendente una o più linee di rigassificazione di gas naturale liquefatto (LNG). A further object describes a regasification terminal comprising one or more liquefied natural gas (LNG) regasification lines.

In particolare, ciascuna linea di rigassificazione è la linea sopra descritta in accordo con la presente invenzione. In particular, each regasification line is the line described above in accordance with the present invention.

Un terminale di rigassificazione è da intendersi come un impianto e comprende generalmente delle strutture comuni rappresentate da: A regasification terminal is to be understood as a plant and generally includes common structures represented by:

- serbatoio di stoccaggio del gas naturale liquefatto, - sezione di compressione comprendente pompe criogeniche; generalmente, si tratta di una pompa a bassa pressione (che consuma circa 400 kWe) ed una pompa ad alta pressione (che consuma circa 1300 kWe), - liquefied natural gas storage tank, - compression section including cryogenic pumps; generally, it is a low pressure pump (which consumes about 400 kWe) and a high pressure pump (which consumes about 1300 kWe),

- boil-off gas compressor (BOG compressor), - boil-off gas compressor (BOG compressor),

- allacciamento alla rete esterna per l’alimentazione di energia elettrica, quando disponibile, oppure un’unità di generazione elettrica come, ad esempio, una turbina a gas o motore a combustione interna, - connection to the external network for the power supply, when available, or an electrical generation unit such as, for example, a gas turbine or internal combustion engine,

- sezione di vaporizzazione del gas liquefatto ad esempio mediante tecnologia Submerged Combustion Vaporization oppure Open Rack Vaporizer con il proprio circuito di alimentazione di aria e relativo compressore, - section for vaporization of liquefied gas, for example by means of Submerged Combustion Vaporization technology or Open Rack Vaporizer with its own air supply circuit and relative compressor,

- e, appunto, una o più linee di rigassificazione tradizionali e almeno una secondo la configurazione di by-pass sopra descritta, allo scopo di soddisfare le diverse necessità e per consentire una buona flessibilità dell’impianto. - and, in fact, one or more traditional regasification lines and at least one according to the by-pass configuration described above, in order to meet the different needs and to allow a good flexibility of the plant.

In un aspetto dell’invenzione, il terminale comprende da 2, 3, 4, 5 o 6 linee, preferibilmente 4. In one aspect of the invention, the terminal comprises 2, 3, 4, 5 or 6 lines, preferably 4.

Le diverse linee di rigassificazione operano in parallelo. The various regasification lines operate in parallel.

Una tale struttura consente quindi l’adattamento di impianti già esistenti con la tecnologia proposta dalla presente invenzione (revamping). Such a structure therefore allows the adaptation of existing systems with the technology proposed by the present invention (revamping).

Per gli scopi della presente invenzione, un terminale di rigassificazione di nuova realizzazione può comprendere una o più linee di rigassificazione secondo la configurazione di by-pass sopra descritta, quindi senza una sezione di vaporizzazione “tradizionale”, ad esempio del tipo SCV. For the purposes of the present invention, a newly constructed regasification terminal can comprise one or more regasification lines according to the by-pass configuration described above, therefore without a "traditional" vaporization section, for example of the SCV type.

Per esigenze tecniche di impianto, non si può escludere che alcuni elementi dei singoli circuiti siano comuni a più linee di rigassificazione. Due to plant technical requirements, it cannot be excluded that some elements of the individual circuits are common to several regasification lines.

La predisposizione di un ciclo a gas chiuso indipendente per ciascuna linea, in particolare, consente di variare l’efficienza di scambio termico all’interno di ciascuna linea, consentendo un’ampia flessibilità lavorativa. The provision of an independent closed gas cycle for each line, in particular, allows you to vary the efficiency of heat exchange within each line, allowing for ample working flexibility.

La possibilità di realizzare un impianto comprendente diverse linee di rigassificazione consente pertanto di attuare il processo della presente invenzione in modo indipendente, contemporaneamente o no, in ciascuna linea di rigassificazione, con evidenti vantaggi in termini di flessibilità. The possibility of realizing a plant comprising several regasification lines therefore allows the process of the present invention to be carried out independently, simultaneously or not, in each regasification line, with evident advantages in terms of flexibility.

Dalla descrizione sopra fornita la persona esperta nel settore potrà comprendere i numerosi vantaggi offerti dalla presente invenzione. From the above description the person skilled in the art will be able to understand the numerous advantages offered by the present invention.

Innanzitutto, è significativo il vantaggio in termini energetici, che raggiunge l’11% ed anche il 37% nella configurazione che prevede l’impiego della pompa di calore con acqua mare. First of all, the advantage in terms of energy is significant, which reaches 11% and even 37% in the configuration that involves the use of the heat pump with sea water.

Non è da sottovalutare che il processo descritto consente di lavorare con caldaie a basse temperature di circa 120-180°C pur coprendo il fabbisogno elettrico di una linea di gassificazione e sfruttano un rapporto di compressione di 2-3, limitando il numero di stadi del compressore e della turbina. It should not be underestimated that the process described allows to work with boilers at low temperatures of about 120-180 ° C while covering the electrical needs of a gasification line and exploiting a compression ratio of 2-3, limiting the number of stages of the compressor and turbine.

Inoltre, nel caso di carico ridotto di rigassificazione, la portata del fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso circolante può essere regolata mediante un serbatoio esterno che opera ad una pressione intermedia tra aspirazione e mandata al compressore; il ciclo a gas chiuso, pertanto, può essere regolato senza diminuire l’efficienza del sistema. Furthermore, in the case of reduced regasification load, the flow rate of the working fluid of the circulating closed gas cycle can be regulated by means of an external tank which operates at an intermediate pressure between suction and delivery to the compressor; the closed gas cycle, therefore, can be adjusted without decreasing the efficiency of the system.

La tecnologia descritta consente di lavorare anche in configurazione di by-pass energetico, in presenza di eventuale interruzione del ciclo a gas chiuso dovuto a problemi tecnici o a manutenzione. The technology described also allows to work in an energy by-pass configuration, in the presence of any interruption of the closed gas cycle due to technical problems or maintenance.

La stessa configurazione di by-pass energetico permette di regolare i carichi elettrici e termici dell’impianto senza fermare la produzione, sfruttando l’energia elettrica della rete esterna per la rigassificazione oppure, operando con il sistema modulare descritto, prelevando energia dalle altre linee in condizioni di eccesso di produzione elettrica (surplus elettrico) ed evitando il ricorso alla rete esterna. The same energy by-pass configuration allows you to regulate the electrical and thermal loads of the plant without stopping production, using the electricity from the external network for regasification or, operating with the modular system described, drawing energy from the other lines in conditions of excess electricity production (electricity surplus) and avoiding the use of the external network.

La stessa configurazione di by-pass energetico permette di fornire energia elettrica all’impianto durante la manutenzione e/o disservizi delle linee di rigassificazione convenzionali, operando su una frazione della portata di LNG. The same energy by-pass configuration allows to supply electricity to the plant during maintenance and / or disruptions of conventional regasification lines, operating on a fraction of the LNG flow.

In ultimo, i parametri di processo consentono di impiegare apparecchiature costruttivamente semplici e di facile disponibilità, fra l’altro richiedendo una metallurgia convenzionale; il tutto, pertanto, porta ad una riduzione dei costi di realizzazione dell’impianto. Finally, the process parameters allow the use of constructively simple and easily available equipment, inter alia requiring conventional metallurgy; all, therefore, leads to a reduction in the costs of building the system.

Il fluido di lavoro del ciclo a gas chiuso impiegato per gli scopi della presente invenzione è rappresentato da un gas monoatomico. The working fluid of the closed gas cycle used for the purposes of the present invention is represented by a monatomic gas.

L’impiego di un gas monoatomico permette l’utilizzo di turbomacchine più semplici rispetto a quello con gas poliatomici, dove per macchine più semplici si intende macchine a profilo meridiano poco variabile. The use of a monoatomic gas allows the use of simpler turbomachines than that with polyatomic gases, where by simpler machines we mean machines with a little variable meridian profile.

In particolare, l’impiego di argon, oltre ai benefici di un gas monoatomico consente in più la possibilità di sfruttare i positivi effetti di gas reale in prossimità della curva di saturazione, cioè il lavoro di compressione è inferiore a quello di un gas perfetto; un altro beneficio dell’argon è di avere un alto peso molecolare (40 kg/kmol), che permette di avere bassi salti entalpici e realizzare turbomacchine con pochi stadi e poco sollecitate meccanicamente perché hanno basse velocità di rotazione con possibilità di accoppiamento diretto ad un generatore elettrico. In particular, the use of argon, in addition to the benefits of a monatomic gas, also allows the possibility of exploiting the positive effects of real gas near the saturation curve, that is, the compression work is lower than that of a perfect gas; another benefit of argon is to have a high molecular weight (40 kg / kmol), which allows to have low enthalpy jumps and to create turbomachines with few stages and little mechanically stressed because they have low rotation speeds with the possibility of direct coupling to a electric generator.

Inoltre, non va dimenticato che è chimicamente inerte, non è infiammabile e, infine, è largamente disponibile e a basso costo. Furthermore, it should not be forgotten that it is chemically inert, it is non-flammable and, finally, it is widely available and at low cost.

L’impiego di argon, inoltre, rende più facile la progettazione delle turbomacchine ed il loro dimensionamento sulla base dei calcoli preliminari. Furthermore, the use of argon makes it easier to design turbomachines and their sizing based on preliminary calculations.

Il processo chiude interamente il bilancio elettrico di una linea di rigassificazione, di una frazione della potenza elettrica dell’intero impianto oppure dell’intero impianto di rigassificazione. The process completely closes the electricity balance of a regasification line, of a fraction of the electrical power of the entire plant or of the entire regasification plant.

Rispetto alle specifiche tecnologie, invece, non vi sono consumi di potenza termica come negli SCV, e si raggiunge un’efficienza del ciclo accoppiato alla rigassificazione, espressa in termini di somma della potenza elettrica e della potenza termica per la rigassificazione rapportata al calore totale in ingresso al ciclo, prossima a uno, si riduce il consumo di fuel gas con un vantaggio superiore al 40% (Fuel Gas Saving – FGS= Consumo ciclo a gas-consumo SCV)/consumo SCV) e, infine, una riduzione del 40% delle emissioni di CO2. Compared to specific technologies, however, there is no consumption of thermal power as in SCVs, and an efficiency of the cycle coupled to regasification is achieved, expressed in terms of the sum of the electrical power and the thermal power for regasification in relation to the total heat in entry to the cycle, close to one, the consumption of fuel gas is reduced with an advantage of more than 40% (Fuel Gas Saving - FGS = Gas cycle consumption - SCV consumption) / SCV consumption) and, finally, a reduction of 40% of CO2 emissions.

Paragonato all’Open Rack Vaporizer, invece, la presente invenzione consente di sfruttare l’acqua del mare anche nelle condizioni che ostacolerebbero l’impiego dell’ORV, come ad esempio temperatura dell’acqua mare inferiore a 5 °C e quando non disponibile la taglia per piccole portate di LNG; inoltre, vengono meno le necessità di trattare chimicamente l’acqua del mare e di pomparla per superare il dislivello dato dall’altezza dei pannelli e vi è ampia disponibilità e reperibilità di fornitori per le apparecchiature da utilizzare. Compared to the Open Rack Vaporizer, however, the present invention makes it possible to exploit sea water even in conditions that would hinder the use of the ORV, such as sea water temperatures below 5 ° C and when the size for small quantities of LNG; in addition, there is no need to chemically treat the sea water and pump it to overcome the difference in height given by the height of the panels and there is a wide availability and availability of suppliers for the equipment to be used.

La forma di realizzazione dell’invenzione che comprende l’impiego di una pompa di calore offre ulteriori vantaggi. The embodiment of the invention which includes the use of a heat pump offers further advantages.

Innanzitutto, si ottiene una riduzione del consumo di Fuel Gas rispetto alla tecnologia SCV, con un vantaggio (espresso in termini di Fuel Gas Saving (FGS)=(Consumo ciclo a gas -consumo SCV)/consumo SCV)) fino al 35% nel caso del ciclo a gas chiuso integrato con pompa di calore. First of all, a reduction in fuel gas consumption is obtained compared to SCV technology, with an advantage (expressed in terms of Fuel Gas Saving (FGS) = (Gas cycle consumption - SCV consumption) / SCV consumption)) of up to 35% in the case of closed gas cycle integrated with heat pump.

Inoltre, la pompa di calore è efficiente, avendo Coefficient of Performance (COP) - che esprime la potenza termica ceduta per rigassificare LNG e la potenza (elettrica) spesa per trasferire energia dall'acqua mare a LNG da rigassificare - fino a 15. Furthermore, the heat pump is efficient, having Coefficient of Performance (COP) - which expresses the thermal power sold to regasify LNG and the (electrical) power spent to transfer energy from sea water to LNG to be regasified - up to 15.

Ancora, la pompa di calore lavora tra temperatura acqua mare nell'intervallo 3°C - 12°C (e oltre) e temperatura in uscita dallo scambiatore HE4 fino a 10°C; ciò permette di raggiungere COP della pompa di calore molto elevati (in tale configurazione, la pompa di calore opera come un chiller). Furthermore, the heat pump works between sea water temperature in the range 3 ° C - 12 ° C (and beyond) and temperature at the output of the HE4 exchanger up to 10 ° C; this allows to reach very high COP of the heat pump (in this configuration, the heat pump operates as a chiller).

Indubbiamente, vi è flessibilità nell'installazione della pompa di calore, che può essere posizionata in prossimità del mare oppure in prossimità dell'impianto di rigassificazione; tale flessibilità si traduce nella possibilità di ottimizzare il percorso delle tubazioni acqua mare, a seconda delle specificità dell'applicazione. Undoubtedly, there is flexibility in the installation of the heat pump, which can be positioned near the sea or near the regasification plant; this flexibility translates into the possibility of optimizing the route of the sea water pipes, according to the specificities of the application.

La persona esperta nel settore potrà inoltre facilmente comprendere come la tecnologia sopra descritta possa essere applicata non solo per la costruzione di nuove linee o impianti di rigassificazione, ma anche per la modifica di impianti esistenti (revamping). The person skilled in the field will also be able to easily understand how the technology described above can be applied not only for the construction of new lines or regasification plants, but also for the modification of existing plants (revamping).

Il terminale di rigassificazione descritto dalla presente invenzione consente di soddisfare molteplici esigenze, quali ad esempio, la necessità di adattare le portate dell’impianto alle richieste di LNG rigassificato o stoccato e, al contrario, di adattare l’operatività dell’impianto ad una eventuale riduzione della portata di LNG, necessità tecniche legate ad esempio, alla manutenzione ordinaria o straordinaria di una o più linee, grazie all’indiscussa flessibilità di gestione. The regasification terminal described by the present invention makes it possible to satisfy multiple needs, such as, for example, the need to adapt the flow rates of the plant to the requests for regasified or stored LNG and, on the contrary, to adapt the operation of the plant to a possible reduction of LNG flow, technical needs linked for example to the ordinary or extraordinary maintenance of one or more lines, thanks to the undisputed management flexibility.

Si noti inoltre come la presente invenzione sia descritta in particolare in relazione alla rigassificazione di gas naturale liquefatto (LNG), ma la linea di rigassificazione, il terminale di rigassificazione ed il processo di rigassificazione qui descritti sono ugualmente applicabili per la rigassificazione o vaporizzazione di altri fluidi liquefatti stoccati a basse temperature (inferiori a circa 0 °C) o a temperature criogeniche (inferiori a -45 °C). It should also be noted that the present invention is described in particular in relation to the regasification of liquefied natural gas (LNG), but the regasification line, the regasification terminal and the regasification process described herein are equally applicable for the regasification or vaporization of others. liquefied fluids stored at low temperatures (below about 0 ° C) or at cryogenic temperatures (below -45 ° C).

Ad esempio, la presente invenzione troverà applicazione per la rigassificazione o vaporizzazione anche di altri gas liquefatti. For example, the present invention will find application for the regasification or vaporization of other liquefied gases as well.

Claims

CLAIMS 1. A regasification line for a liquefied gas comprising a closed gas cycle section, which operates with a working fluid, and which includes a first heat exchanger (HE1) in which the heat of the working fluid is transferred to the gas liquefied for its regasification, and a turbine (T2) for the generation of electric current by means of said working fluid, said line further comprising a second heat exchanger (HE2), which is part of a circuit with a first intermediate fluid, and in wherein said first intermediate fluid transfers heat to said working fluid.

The regasification line for a liquefied gas according to the preceding claim further comprising a third heat exchanger (HE3) which is part of a circuit of a second intermediate fluid and in which said second intermediate fluid transfers heat to said working fluid.

The regasification line for a liquefied gas according to the preceding claim 1 or 2, wherein said circuit to a first intermediate fluid is a boiler circuit.

4. The regasification line for a liquefied gas according to the preceding claim 1 or 2, wherein said second intermediate fluid circuit is a seawater circuit.

5. The regasification line for a liquefied gas according to any one of the preceding claims, in which the cooling of the boiler water and the heating of the working fluid of the closed gas cycle leaving the first exchanger is conducted in the second exchanger (HE2) heat (HE1).

6. The regasification line for a liquefied gas according to any one of the preceding claims, in which the cooling of the boiler water and the heating of the working fluid of the closed gas cycle leaving the third exchanger is conducted in the second exchanger (HE2) heat (HE3).

7. The regasification line for a liquefied gas according to any one of the preceding claims 2 to 6, in which the cooling of the sea water and the heating of the working fluid of the closed gas cycle is conducted in the third exchanger (HE3). outlet from the heat exchanger (HE1) for regasification of the liquefied gas with said working fluid.

The regasification line for a liquefied gas according to any one of the preceding claims, wherein said turbine (T2) of the closed gas cycle is fed with the working fluid of the closed gas cycle heated at the outlet from the second heat exchanger ( HE2).

The regasification line for a liquefied gas according to any one of the preceding claims, wherein said closed gas cycle working fluid is selected from the group which includes: air, nitrogen, helium, argon and is preferably represented by argon.

10. The regasification line for a liquefied gas according to any one of the preceding claims, in which the boiler circuit comprises a boiler fed with a portion of regasified gas leaving the first heat exchanger (HE1) in which the heat exchange between the working fluid of the closed gas cycle and the liquefied gas.

11. The regasification line for a liquefied gas according to any one of the preceding claims, further comprising a heat pump (HP) in turn comprising: - a refrigerant fluid circuit, - a first heat exchanger of the heat pump (CPC) for the heat exchange between said refrigerant fluid and a first intermediate fluid of the heat pump (HPF1) and a second heat exchanger of the heat pump (VPC), for the heat exchange between said refrigerant fluid and a second intermediate fluid of the heat pump (HPF2), e - a further heat exchanger (HE4) for the heat exchange between said second intermediate fluid (HPF2) and the liquefied gas.

12. The regasification line for a liquefied gas according to the preceding claim, wherein said heat pump is powered by a generator (G1) connected to the turbine (T2) of the closed gas cycle.

13. A regasification terminal for a liquefied gas, comprising one or more of the regasification lines according to any one of the preceding claims.

14. The regasification terminal for a liquefied gas according to the preceding claim, in which said regasification lines are in parallel.

15. The regasification terminal for a liquefied gas according to the preceding claim 13 or 14, further comprising a vaporization section of the Submerged Combustion Vaporizer (SCV) or Open Rack Vaporizer type.

16. Process for the generation of thermal energy and electricity in a regasification line of a liquefied gas comprising the phases of: 1) operate a closed gas cycle with a working fluid comprising: i) one or more stages of acquisition of thermal energy by said working fluid, ii) a phase of electricity generation through the use of said working fluid of the closed gas cycle, e iii) a step of transferring thermal energy from said working fluid to a liquefied gas in a first heat exchanger (HE1).

17. The process for the generation of thermal energy and electricity in a regasification line of a liquefied gas according to the preceding claim, in which said phase i) comprises a phase (phase A) of acquiring thermal energy from sea water or from ambient air.

18. The process for the generation of thermal energy and electrical energy in a regasification line of a liquefied gas according to claim 16 or 17, in which said phase i) comprises a phase (phase A ') of acquisition of thermal energy from overheated water or from diathermic boiler oil.

19. The process for the generation of thermal energy and electricity in a regasification line of a liquefied gas according to the previous claim, in which said phase A ’) is alternatively or in addition to said phase A).

20. The process for generating thermal energy and electrical energy in a regasification line of a liquefied gas according to any one of claims 16 to 19, further comprising the steps: 2) to implement a heat pump (HP) through the steps of: a) carrying out a first heat exchange between a refrigerant fluid and a first intermediate fluid of the heat pump (HPF1), in which said first intermediate fluid (HPF1) transfers heat to said refrigerant liquid, b) conducting a second heat exchange between said refrigerant fluid and a second intermediate fluid of the heat pump (HPF2), in which said refrigerant fluid transfers heat to said second intermediate fluid (HPF2); and the phase of: 3) to effect a heat exchange between said second intermediate fluid (HPF2) and the liquefied gas.

21. The process for the generation of thermal energy and electricity in a regasification line of a liquefied gas according to the preceding claim, in which the liquefied gas of phase 3) is the partially regasified liquefied gas in the first heat exchanger (HE1) .

22. The process for the generation of thermal energy and electrical energy in a regasification line of a liquefied gas according to any one of claims 16 to 21, comprising the step of feeding said heat pump (HP) with electrical energy produced in step ii).

23. The process for the generation of thermal energy and electricity in a regasification line of a liquefied gas according to any one of the preceding claims 16 to 22, characterized in that said boiler is fed with a portion of the regasified gas according to the phase iii).

24. The process for the generation of thermal energy and electrical energy in a regasification line of a liquefied gas according to any one of the preceding claims 16 to 23, characterized in that said working fluid is selected from the group which includes: argon , nitrogen, helium, air and is preferably represented by argon.

25. The process for generating thermal energy and electrical energy in a regasification line of a liquefied gas according to any one of the preceding claims 16 to 24, which is carried out independently on different regasification lines of a regasification terminal.

26. The process for generating thermal energy and electrical energy in a regasification line of a liquefied gas according to any one of the preceding claims 16 to 25, wherein said liquefied gas is selected from the group comprising for example: air, nitrogen, hydrocarbon compounds such as alkanes, including for example propane and butane, or alkenes, including for example ethylene, propylene or liquefied natural gas (LNG), and is preferably represented by liquefied natural gas (LNG).