JP2018169151A - ダブルフロー圧縮器を用いたlngプラントにおける並列圧縮 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも1つの予冷熱交換器であり、少なくとも1つの予冷熱交換器の各々が、第1の冷媒に対する間接的な熱交換によって、炭化水素流体を冷却するために作動的に構成されている、少なくとも1つの予冷熱交換器と、
複数の一次圧縮器段と複数の部分的に圧縮された流れとを有している一次圧縮回路であり、複数の圧縮器段の各々が吸込側および吐出側を有しており、複数の部分的に圧縮された流れの各々が、複数の一次圧縮器段のうちの1つの出口および複数の一次圧縮器段のうちの別のものの入口と流体流れ連通しており、複数の部分的に圧縮された流れの各々が、第1の圧力より高く、完全に圧縮された圧力より低い圧力を有しており、複数の部分的に圧縮された流れの各々の圧力が、複数の部分的に圧縮された流れのうちの他の全ての圧力と異なっており、複数の一次圧縮器段のうちの最終一次圧縮器段が第1の圧縮された冷媒蒸気の第1の部分を生成する出口を有している、一次圧縮回路と、
内部容積を定めるケーシング、第1の入口、第2の入口、および第1の圧縮された冷媒流の第2の部分を生成する出口を有したダブルフロー圧縮器を含む二次圧縮回路であり、第1の圧縮された冷媒流の第2の部分は第1の圧縮された冷媒流の第1の部分と流体流れ連通しており、ケーシングは内部容積内に配置された第1の圧縮器段と第2の圧縮器段を更に含み、第1の圧縮器段は、第1の吸込側、第1の吐出側、少なくとも1つの第1のインペラ、および少なくとも1つの第1のディフューザを有しており、第2の圧縮器段は、第2の吸込側、第2の吐出側、少なくとも1つの第2のインペラ、および少なくとも1つの第2のディフューザを有しており、第1の吸込側は前記第2の吸込側の遠位にあり、かつ第1の吐出側は前記第2の吐出側の近位にある、二次圧縮回路と、
少なくとも1つの予冷熱交換器のうちの第1の予冷熱交換器の下流に位置し、かつ流体流れ連通している第1の副流であり、第1の副流は、第1の副流圧力と、複数の部分的に圧縮された流れのうちの第1の部分的に圧縮された第1の冷媒流と流体流れ連通して、複数の一次圧縮器段のうちの第1の一次圧縮器段の入口の上流にあり、かつ流体流れ連通している第1の混合流れを形成する第1の部分と、を有しており、第1の副流がダブルフロー圧縮器の第1の入口と流体流れ連通する第2の部分を有している、第1の副流と、
少なくとも1つの予冷熱交換器のうちの第2の予冷熱交換器の下流にあり、かつ流体流れ連通している第2の副流であり、第2の副流は、第2の副流圧力と、複数の部分的に圧縮された流れのうちの第2の部分的に圧縮された第1冷媒流と流体流れ連通し、複数の一次圧縮器段のうちの第2の一次圧縮器段の入口の上流にあり、かつ流体流れ連通している第2の混合流れを形成する第1の部分とを有しており、第2の副流が、ダブルフロー圧縮器の第2の入口と流体流れ連通する第2の部分を有している、第2の副流と、
を備え、
第1の入口は第1の圧縮器段の第1の吸込側に配置され、第2の入口は第2の圧縮器段の第2の吸込側に配置され、出口が第1の吐出側および前記第2の吐出側の近位に位置している、圧縮システム。
第1の圧縮器段は、以下のグループ:(a)インペラの前記第1の数はインペラの前記第2の数と異なる、(b)前記第1のインペラジオメトリは前記第2のインペラジオメトリと異なる、および(c)前記第1のディフューザジオメトリは前記第2のディフューザジオメトリと異なる、から選択される少なくとも1つにおいて、第2の圧縮器段と異なる、態様1に記載の圧縮システム。
内部容積、第1の入口、第2の入口、および出口を定めるケーシングであり、ケーシングは内部容積内に配置された第1の圧縮器段と第2の圧縮器段を更に含み、第1の圧縮器段は、第1の吸込側、第1の吐出側、少なくとも1つの第1のインペラ、および少なくとも1つの第1のディフューザを有しており、第2の圧縮器段は、第2の吸込側、第2の吐出側、少なくとも1つの第2のインペラ、および少なくとも1つの第2のディフューザを有しており、第1の吸込側は前記第2の吸込側の遠位にあり、第1の吐出側は前記第2の吐出側の近位にある、ケーシングを備え、
第1の入口は第1の圧縮器段の第1の吸込側に配置され、第2の入口は第2の圧縮器段の第2の吸込側に配置され、かつ出口は第1の圧力側と第2の圧力側の近位に配置されており、
少なくとも1つの第1のインペラは、第1の数のインペラから構成され、各々が第1のインペラジオメトリを有しており、少なくとも1つの第2のインペラは、第2の数のインペラから構成され、各々が第2のインペラジオメトリを有しており、少なくとも1つの第1のディフューザは各々が第1のディフューザジオメトリを有しており、かつ第2の少なくとも1つの第2のディフューザは第2のディフューザジオメトリを有しており、
第1の圧縮器段は、以下のグループ:(a)インペラの第1の数はインペラの第2の数と異なる、(b)第1のインペラジオメトリは第2のインペラジオメトリと異なる、および(c)第1のディフューザジオメトリは第2のディフューザジオメトリと異なる、から選択される少なくとも1つにおいて、第2の圧縮器段と異なる、圧縮器。
a.冷媒の第1の低い圧力流れと冷媒の少なくとも1つの副流を、複数の圧縮器段を含む一次圧縮シーケンスにおいて、圧縮して、第1の中圧にある第1の部分的に圧縮された一次流れと最終圧力にある完全に圧縮された一次流れとを形成し、最終圧力が前記第1の中圧より大きい、圧縮する段階、
b.少なくとも一方の側の流れの第1の副流を第1の部分的に圧縮された冷媒流と組み合わせる段階、
c.第1の低い圧力流れと第1の副流のグループより選択される1つから第1のスリップ流を分離し、第1のスリップ流が第1のスリップ流圧力を有している、分離する段階、
d.第1のスリップ流を第1の2次圧縮器段において、圧縮して第1の圧縮された二次流れ形成する、圧縮する段階、
e.少なくとも1つの副流のうちの1つから第2のスリップ流を分離し、第2のスリップ流が第1のスリップ流の圧力より高い第2のスリップ流の圧力を有している、分離する段階、
f.第2の二次圧縮器段において、第2のスリップ流を最終圧力に圧縮して第2の圧縮された二次流れを形成する、圧縮する段階、
g.第1の圧縮された二次流れと第2の圧縮された二次流れを完全に圧縮された冷媒流と組み合わせる段階、および
h.冷媒との間接的な熱交換により炭化水素を冷却する段階、を含む、方法。
a.冷媒の第1の流れと冷媒の少なくとも1つの副流を複数の圧縮器段を含む一次圧縮シーケンスにおいて、圧縮して、第1の中圧にある第1の部分的に圧縮された冷媒流れ、第2の中圧にある第2の部分的に圧縮された冷媒流れ、および最終圧力にある完全に圧縮された冷媒流れを形成し、最終圧力は第2の中圧より高く、かつ第2の中圧は第1の中圧より高い、圧縮する段階、
c.少なくとも1つの副流の第1の副流から第1のスリップ流を分離し、第1のスリップ流が第1の中圧に等しい第1のスリップ流圧力を有している、分離する段階、および
d.少なくとも1つの副流の第2の副流からの第2のスリップ流を分離し、第2のスリップ流が第2の中圧に等しい第2のスリップ流圧力を有している、分離する段階、
を含む、態様21に記載の方法。
i.段階(f)を実行する前に第1の圧縮された二次流れを第2のスリップ流と組み合わせる段階を更に含む、態様21または態様22に記載の方法。
f.第1の吐出側を有する第1の二次圧縮器段において、第1のスリップ流を最終圧力に圧縮して第1の圧縮された副流を形成する、圧縮する段階、および
g.第1の吐出側の近位にある第2の吐出側を有する、第2の二次圧縮器段において、第2のスリップ流を最終圧力に圧縮して第2の圧縮された副流を形成する、圧縮する段階、
を更に含む、態様26に記載の方法。
f.第1のインペラジオメトリを有した少なくとも1つの第1のインペラを含む第1の二次圧縮器段において、第1のスリップ流を最終圧力に圧縮して第1の圧縮された二次流れを形成する、圧縮する段階、および
g.第1のインペラジオメトリとは異なる第2のインペラジオメトリを有した少なくとも1つの第2のインペラを含む第2の二次圧縮器段において、第2のスリップ流を最終圧力に圧縮して第2の圧縮された二次流れを形成する、圧縮する段階、
を更に含む、態様26に記載の方法。
Claims (20)
- 第1の圧力を有する第1の冷媒の第1の流れを圧縮して、完全に圧縮された圧力を有する第1の圧縮された冷媒流を生成するために作動的に構成された圧縮システムであって、
少なくとも1つの予冷熱交換器であり、前記少なくとも1つの予冷換熱器の各々が、前記第1の冷媒に対する間接的な熱交換によって、炭化水素流体を冷却するために作動的に構成されている、少なくとも1つの予冷熱交換器と、
複数の一次圧縮器段と複数の部分的に圧縮された流れとを有している一次圧縮回路であり、前記複数の圧縮器段の各々が吸込側および吐出側を有しており、前記複数の部分的に圧縮された流れの各々が、前記複数の一次圧縮器段のうちの1つの出口および前記複数の一次圧縮器段のうちの別のものの入口と流体流れ連通しており、前記複数の部分的に圧縮された流れの各々が、前記第1の圧力より高く、前記完全に圧縮された圧力より低い圧力を有しており、前記複数の部分的に圧縮された流れの各々の前記圧力が、前記複数の部分的に圧縮された流れのうちの他の全ての圧力と異なっており、前記複数の一次圧縮器段のうちの最終一次圧縮器段が前記第1の圧縮された冷媒蒸気の第1の部分を生成する出口を有している、一次圧縮回路と、
内部容積を定めるケーシング、第1の入口、第2の入口、および前記第1の圧縮された冷媒流の第2の部分を生成する出口を有したダブルフロー圧縮器を含む二次圧縮回路であり、前記第1の圧縮された冷媒流の前記第2の部分は前記第1の圧縮された冷媒流の前記第1の部分と流体流れ連通しており、前記ケーシングは前記内部容積の内側に位置する第1の圧縮器段と第2の圧縮器段を更に有しており、前記第1の圧縮器段は第1の吸込側、第1の吐出側、少なくとも1つの第1のインペラ、および少なくとも1つの第1のディフューザを有しており、前記第2の圧縮器段は第2の吸込側、第2の吐出側、少なくとも1つの第2のインペラ、および少なくとも1つの第2のディフューザを有しており、前記第1の吸込側は前記第2の吸込側の遠位にあり、かつ前記第1の吐出側は前記第2の吐出側の近位にある、二次圧縮回路と、
前記少なくとも1つの予冷熱交換器のうちの第1の予冷熱交換器の下流に位置し、かつ流体流れ連通している第1の副流であり、前記第1の副流は、第1の副流圧力と、前記複数の部分的に圧縮された流れのうちの第1の部分的に圧縮された第1の冷媒流と流体流れ連通して、前記複数の一次圧縮器段のうちの第1の一次圧縮器段の入口の上流にあり、かつ流体流れ連通している第1の混合流れを形成する第1の部分と、を有しており、前記第1の副流が前記ダブルフロー圧縮器の前記第1の入口と流体流れ連通する第2の部分を有している、第1の副流と、
前記少なくとも1つの予冷熱交換器のうちの第2の予冷熱交換器の下流にあり、かつ流体流れ連通している第2の副流であり、前記第2の副流は、第2の副流圧力と、前記複数の部分的に圧縮された流れのうちの第2の部分的に圧縮された第1冷媒流と流体流れ連通し、前記複数の一次圧縮器段のうちの第2の一次圧縮器段の入口の上流にあり、かつ流体流れ連通している第2の混合流れを形成する第1の部分とを有しており、前記第2の副流が、前記ダブルフロー圧縮器の前記第2の入口と流体流れ連通する第2の部分を有している、第2の副流と、
を備え、
前記第1の入口は前記第1の圧縮器段の前記第1の吸込側に位置し、前記第2の入口は前記第2の圧縮器段の前記第2の吸込側に位置し、前記出口が前記第1の吐出側および前記第2の吐出側の近位に位置している、圧縮システム。
- 前記複数の一次圧縮器段が単一の一次圧縮器ケーシングの内部に収容されている、請求項1に記載の圧縮システム。
- 前記少なくとも1つの第1のインペラは各々が第1のインペラジオメトリを有している第1の数のインペラから構成され、前記少なくとも1つの第2のインペラは各々が第2のインペラジオメトリを有している第2の数のインペラから構成され、前記少なくとも1つの第1のディフューザは各々が第1のディフューザジオメトリを有しており、かつ前記第2の少なくとも1つの第2のディフューザは第2のディフューザジオメトリを有しており、かつ
前記第1の圧縮器段は、以下のグループ:(a)インペラの前記第1の数はインペラの前記第2の数と異なる、(b)前記第1のインペラジオメトリは前記第2のインペラジオメトリと異なる、および(c)前記第1のディフューザジオメトリは前記第2のディフューザジオメトリと異なる、から選択される少なくとも1つにおいて、前記第2の圧縮器段と異なる、請求項1に記載の圧縮システム。
- 前記圧縮システムは、前記一次圧縮回路の複数の一次圧縮器段のうちの少なくとも2つの間で前記第1の冷媒を中間冷却するように更に作動的に構成されている、請求項1に記載の圧縮システム。
- 前記炭化水素流体と前記炭化水素流体が前記少なくとも1つの予冷熱交換器により冷却された後の第2の冷媒との間の間接的な熱交換により、前記炭化水素流体を更に冷却して液化するように作動的に構成された主熱交換器を更に含む、請求項1に記載の圧縮システム。
- 前記主熱交換器は、前記炭化水素流体と前記第2の冷媒流が前記主熱交換器のコイル巻きチューブの側を通って流れるときに、前記主熱交換器のシェル側を通って流れる前記第2の冷媒との間接的な熱交換により、前記炭化水素流体を液化するとともに前記第2の冷媒を冷却するように作動的に構成されている、請求項5に記載の圧縮システム。
- 前記第2の冷媒が混合冷媒であり、かつ前記第1の冷媒がプロパンである、請求項1に記載の圧縮システム。
- 一次圧縮回路と前記二次圧縮回路との間の前記第1の冷媒の流れの分配を制御するように作動的に構成されている弁を更に備える、請求項1に記載の圧縮システム。
- 前記第1の一次圧縮器段が第1の一次ヘッド−流れ比を有しており、かつ前記ダブルフロー圧縮器の前記第1の圧縮器段が前記第1の一次ヘッド−流れ比未満である第1の二次ヘッド−流れ比を有している、請求項1に記載の圧縮システム。
- 前記二次ヘッド−流れ比が前記一次ヘッド−流れ比の70〜95%である、請求項9に記載の圧縮システム。
- 圧縮器であって、
内部容積、第1の入口、第2の入口、および出口を定めるケーシングであり、前記ケーシングは前記内部容積内に配置された第1の圧縮器段と第2の圧縮器段を更に含み、前記第1の圧縮器段は、第1の吸込側、第1の吐出側、少なくとも1つの第1のインペラ、および少なくとも1つの第1のディフューザを有しており、第2の圧縮器段は、第2の吸込側、第2の吐出側、少なくとも1つの第2のインペラ、および少なくとも1つの第2のディフューザを有しており、前記第1の吸込側は前記第2の吸込側の遠位にあり、前記第1の吐出側は前記第2の吐出側の近位にある、ケーシング、を備え、
前記第1の入口は前記第1の圧縮器段の前記第1の吸込側に配置され、前記第2の入口は前記第2の圧縮器段の前記第2の吸込側に配置され、かつ前記出口は前記第1の圧力側と前記第2の圧力側の近位に配置されており、
前記少なくとも1つの第1のインペラは、第1の数のインペラから構成され、各々が第1のインペラジオメトリを有しており、前記少なくとも1つの第2のインペラは、第2の数のインペラから構成され、各々が第2のインペラジオメトリを有しており、前記少なくとも1つの第1のディフューザは各々が第1のディフューザジオメトリを有しており、かつ前記第2の少なくとも1つの第2のディフューザは第2のディフューザジオメトリを有しており、
前記第1の圧縮器段は、以下のグループ:(a)インペラの前記第1の数はインペラの前記第2の数と異なる、(b)前記第1のインペラジオメトリは前記第2のインペラジオメトリと異なる、および(c)前記第1のディフューザジオメトリは前記第2のディフューザジオメトリと異なる、から選択される少なくとも1つにおいて、前記第2の圧縮器段と異なる、圧縮器。
- インペラの前記第1の数はインペラの前記第2の数より大きい、請求項11に記載の圧縮器。
- 前記第1の吐出側、前記第2の吐出側、および前記出口の近位にある混合チャンバを更に含む、請求項11に記載の圧縮器。
- 前記少なくとも1つの第1のインペラの各々と、前記少なくとも1つの第2のインペラの各々が、第1のシャフトに固定されている、請求項11に記載の圧縮器。
- 方法であって、
a.冷媒の第1の低い圧力流れと前記冷媒の少なくとも1つの副流を、複数の圧縮器段を含む一次圧縮シーケンスにおいて、圧縮して、第1の中圧にある第1の部分的に圧縮された一次流れと最終圧力にある完全に圧縮された一次流れとを形成し、前記最終圧力が前記第1の中圧より大きい、圧縮する段階、
b.前記少なくとも1つの副流の第1の副流を前記第1の部分的に圧縮された冷媒流と組み合わせる段階、
c.前記第1の低い圧力流れと前記第1の副流のグループより選択される1つから第1のスリップ流を分離し、前記第1のスリップ流が第1のスリップ流圧力を有している、分離する段階、
d.前記第1のスリップ流を第1の二次圧縮器段において、圧縮して第1の圧縮された二次流れ形成する、圧縮する段階、
e.前記少なくとも1つの副流のうちの1つから第2のスリップ流を分離し、前記第2のスリップ流が前記第1のスリップ流圧力より高い第2のスリップ流圧力を有している、分離する段階、
f.第2の二次圧縮器段において、前記第2のスリップ流を前記最終圧力に圧縮して第2の圧縮された二次流れを形成する、圧縮する段階、
g.前記第1の圧縮された二次流れと前記第2の圧縮された二次流れを前記完全に圧縮された冷媒流と組み合わせる段階、および
h.前記冷媒との間接的な熱交換により炭化水素を冷却する段階、
を含む、方法。
- 段階(a)、(b)、および(d)が、
a.冷媒の第1の流れと前記冷媒の少なくとも1つの副流を複数の圧縮器段を含む一次圧縮シーケンスにおいて、圧縮して、第1の中圧にある第1の部分的に圧縮された冷媒流、第2の中圧にある第2の部分的に圧縮された冷媒流、および最終圧力にある完全に圧縮された冷媒流を形成し、前記最終圧力は前記第2の中圧より高く、かつ前記第2の中圧は前記第1の中圧より高い、圧縮する段階、
c.前記少なくとも1つの副流の第1の副流から第1のスリップ流を分離し、前記第1のスリップ流は前記第1の中圧に等しい第1のスリップ流圧力を有している、分離する段階、および
d.前記少なくとも1つの副流の第2の副流からの第2のスリップ流を分離し、前記第2のスリップ流は前記第2の中圧に等しい第2のスリップ流圧力を有している、分離する段階、
を含む、請求項15に記載の方法。
- i.段階(f)を実行する前に前記第1の圧縮された二次流れを前記第2のスリップ流と組み合わせる段階を更に含む、請求項15に記載の方法。
- ダブルフロー圧縮器の内部で段階(f)と(g)を実行することを更に含む、請求項15に記載の方法。
- 段階(f)および(g)が、
f.第1の吐出側を有する第1の二次圧縮器段において、前記第1のスリップ流を前記最終圧力に圧縮して第1の圧縮された副流を形成する、圧縮する段階、および
g.前記第1の吐出側に近位である第2の吐出側を有する第2の二次圧縮器段において、前記第2のスリップ流を前記最終圧力に圧縮して第2の圧縮された副流を形成する、圧縮する段階、
を更に含む、請求項18に記載の方法。
- 段階(f)および(g)が、
f.第1のインペラジオメトリを有した少なくとも1つの第1のインペラを含む第1の二次圧縮器段において、前記第1のスリップ流を前記最終圧力に圧縮して第1の圧縮された二次流れを形成する、圧縮する段階、および
g.前記第1のインペラジオメトリとは異なる第2のインペラジオメトリを有した少なくとも1つの第2のインペラを含む第2の二次圧縮器段において、前記第2のスリップ流を前記最終圧力に圧縮して第2の圧縮された二次流れを形成する、圧縮する段階、
を更に含む、請求項18に記載の方法。
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