JP2020501071A - 極低温用途又は冷却流体における閉ガスサイクル - Google Patents
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Abstract
Description
この技術は、液体状態(約70〜80バール及び160℃の温度)の天然ガスが、パネルを形成するために側面を接するアルミニウム管内で底部から上方向に流れるようにされることを提供する。気化は、流体が進むにつれて漸進的に起こる。
そのような技術は、熱媒体として水中火炎バーナーによって加熱された脱塩水を利用する。特に、燃料ガス(FG)が燃焼セクション内で燃焼され、生成された蒸発気は、燃焼ガスの気泡がそこから出てくる穿孔された管のコイルを通過し、水浴を加熱して凝縮熱も伝達する。
−天然ガス再ガス化バイパス回路を統合するように変更された、既存の再ガス化ライン(改造)、及び
−例えば新プラントを構築するための主ラインとする、バイパス回路からなる再ガス化ライン。
貯蔵タンクからの出力としてのLNG流(101)の一部は、任意選択で予備圧縮ステップの後に、LNGベース回路から引き出され、熱交換器(HE1)内で加熱及び気化ステップにかけられる。
本発明によれば、閉ガスサイクルは、作用流体と呼ばれる、好ましくは単原子ガスからなる流体と共に作動する。
−ボイラ回路、
−「燃料電池」から熱を回収するための回路、
−海水回路、
−BOG圧縮機からの圧縮熱を回収するための回路。
回路には、約30℃の温度の水が供給される(図1の201)。
海水は、海水出口で約9℃の温度で引き出される(図1の301)。
図7に示す本発明のさらなる態様によれば、海水回路は、BOG回路によって置き換えられるか又はそれに追加され得る。
電気的要件に関して、本発明のシステムは、再ガス化ラインをエネルギー的に独立させるために約2.25MWeを必要とし、再ガス化ターミナル全体の電気負荷の1/4をカバーする場合には4.85MWeを必要とする。
−前記液化天然ガス(LNG)の気化セクション、及び
−作用流体と共に作動し、第1の熱交換器(HE1)、圧縮機、第2の交換器(HE2)、第3の交換器(HE3)、及び閉ガスサイクルの前記作用流体によって電気エネルギーを発生させるためのタービンをさらに備える、閉ガスサイクルのセクション。
−任意選択で前記冷却流体を循環させるためのポンプを備える、冷却流体回路、及び
−ヒートポンプの第1及び第2の熱交換器。
−ヒートポンプの蒸発器(図3及び図4のVPC)によって表される、ポンプの第1の熱交換器内の第1の熱交換。これにより、冷却流体は、ヒートポンプの第1の中間流体(HPF1)から熱を取得する。
−ヒートポンプの凝縮器(図3及び図4のCPC)によって表される、ポンプの第2の熱交換器内の第2の熱交換。これにより、冷却流体は、ヒートポンプの第2の中間流体(HPF2)から熱を伝達する。
i)閉ガスサイクルの作用流体によって1つ以上の熱エネルギー取得ステップを実施するステップ、
ii)前記作用流体によって電気エネルギー発生ステップを実施するステップ、及び
iii)閉ガスサイクルの作用流体から液化流体への熱エネルギー伝達ステップを実施するステップ。
2)以下のステップによってヒートポンプ(HP)を作動させるステップ:
a)冷却流体と第1の中間流体(HPF1)との間で第1の熱交換を実装するステップであって、前記中間流体(HPF1)は熱エネルギーを前記冷却流体に伝達する、ステップ、
b)前記冷却流体と第2の中間流体(HPF2)との間で第2の熱交換を作動させるステップであって、前記冷却流体は熱エネルギーを前記第2の中間流体(HPF2)に伝達する、ステップ、及び
3)前記第2の中間流体(HPF2)と液化天然ガス(LNG)との間で熱交換を作動させるステップ。
−液化天然ガス貯蔵タンク、
−極低温ポンプを備える圧縮セクション:通常、これは、低圧ポンプ(約400kWeを消費する)及び高圧ポンプ(約1300kWeを消費する)である
−ボイルオフガス圧縮機(BOG圧縮機)、
−利用可能であれば電気エネルギー供給装置、又は例えばガスタービンもしくは内燃機関などの発電ユニットのための外部ネットワークへの連結、
−液化ガスの気化セクション、例えば、その空気供給回路及び相対圧縮機を備えた水中燃焼気化技術又はオープンラック気化器によるもの、
−異なる要件を満たし、プラントの良好な柔軟性を可能にするための、1つ又は複数の従来の再ガス化ライン及び上記で説明したバイパス構成による少なくとも1つ。
Claims (31)
- 作用流体と共に作動する閉ガスサイクルのセクションを備える液化ガス用の再ガス化ラインであって、
第1の熱交換器(HE1)であって、前記作用流体の熱が、前記液化ガスにその再ガス化のために伝達される、第1の熱交換器と、
前記作用流体によって電流を発生させるためのタービン(T2)と、
を備え、
前記再ガス化ラインは、第1の中間流体の回路の一部である第2の熱交換器(HE2)をさらに備え、
前記第1の中間流体は、前記作用流体に熱を伝達する、
液化ガス用の再ガス化ライン。 - 第2の中間流体の回路の一部である第3の熱交換器(HE3)をさらに備え、前記第2の中間流体が、前記作用流体に熱を伝達する、請求項1に記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- 前記第1の中間流体の回路が、ボイラ回路、又は前記ボイラ回路のボイラによって生成された蒸発気で作動する回路である、請求項1又は2に記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- 前記第2の中間流体の回路が、海水回路である、請求項1又は2に記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- ボイラ水の冷却及び前記第1の熱交換器(HE1)から出力される閉ガスサイクルの前記作用流体の加熱が、前記第2の熱交換器(HE2)内で実施される、請求項1〜4のいずれか1つに記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- ボイラ水の冷却及び第3の熱交換器(HE3)から出力される前記閉ガスサイクルの前記作用流体の加熱が、前記第2の熱交換器内で実施される、請求項1〜5のいずれか1つに記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- 第3の熱交換器(HE3)内で、海水の冷却及び前記第1の熱交換器(HE1)から出力される前記閉ガスサイクルの前記作用流体の加熱が、前記液化ガスを前記作用流体で再ガス化するために実施される、請求項2〜6のいずれか1つに記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- 前記第2の熱交換器(HE2)からの前記第1の中間流体の出口が、前記ボイラによって生成された蒸発気との熱交換のために前記ボイラ回路のボイラ内に送られる、請求項3〜7のいずれか1つに記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- 前記閉ガスサイクルのタービン(T2)には、前記第2の熱交換器(HE2)から出力される前記加熱された閉ガスサイクルの前記作用流体が供給される、請求項1〜8のいずれか1つに記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- 前記閉ガスサイクルの前記タービン(T2)には、前記ボイラ回路の前記ボイラからの出力内の前記加熱された閉ガスサイクルの前記作用流体が供給される、請求項8に記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- 前記閉ガスサイクルの前記作用流体が、空気、窒素、ヘリウム、アルゴンを含む群から選択され、好ましくはアルゴンである、請求項1〜10のいずれか1つに記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- 前記ボイラ回路が、前記閉ガスサイクルの作用流体と前記液化ガスとの間の熱交換が中で実装される前記第1の熱交換器(HE1)から出力された再ガス化ガスの一部が供給されるボイラを備える、請求項1〜11のいずれか1つに記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- ヒートポンプ(HP)をさらに備え、前記ヒートポンプは、
−冷却流体回路と、
−前記冷却流体と前記ヒートポンプの第1の中間流体(HPF1)との間の熱交換のための前記ヒートポンプの第1の熱交換器(CPC)、及び前記冷却流体と前記ヒートポンプの第2の中間流体(HPF2)との間の熱交換のための前記ヒートポンプの第2の熱交換器(VPC)と、
−前記第2の中間流体(HPF2)と前記液化ガスとの間の熱交換のための別の熱交換器(HE4)とを備える、請求項1〜12のいずれか1つに記載の液化ガス用の再ガス化ライン。 - 前記ヒートポンプが、前記閉ガスサイクルの前記タービン(T2)に連結された発電機(G1)によって供給される、請求項1〜13のいずれか1つに記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- 前記第2の中間流体の回路が、前記海水と前記BOG回路との間の熱交換が起こる熱交換器HE5を備えるBOG回路に置き換えられるか、又は追加される、請求項4〜14のいずれか1つに記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- 再ガス化されるべき前記液化ガスが、空気、窒素、プロパン及びブタンなどのアルカン、もしくは、エチレン、プロピレンなどのアルケンなどの、炭化水素化合物、又は液化天然ガス(LNG)、水素からなる群から選択され、好ましくは液化天然ガス(LNG)である、請求項1〜15のいずれか1つに記載の液化ガス用の再ガス化ライン。
- 請求項1〜16のいずれか1つに記載の1つ又は複数の液化ガス用の再ガス化ラインを備える、液化ガス用の再ガス化ターミナル。
- 前記再ガス化ラインが平行である、請求項17に記載の液化ガス用の再ガス化ターミナル。
- 水中燃焼気化器(SCV)又はオープンラック気化器型の気化セクションをさらに備える、請求項17又は18に記載の液化ガス用の再ガス化ターミナル。
- 液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法であって、
1)作用流体を用いて閉ガスサイクルを作動させるステップであって、
i)前記作用流体の一部から熱エネルギーを取得する1つ又は複数のステップと、
ii)前記閉ガスサイクル作用流体を用いて電気エネルギーを発生させるステップと、
iii)第1の熱交換器(HE1)内で前記作用流体から液化ガスに熱エネルギーを伝達するステップとを含む、作動させるステップを含む、液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法。 - 前記ステップi)が、海水又は周囲空気から熱エネルギーを取得するステップ(ステップA)を含む、請求項20に記載の液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法。
- 前記ステップi)が、過熱水又はジアテルミーボイラオイルから熱エネルギーを取得するステップ(ステップA’)を含む、請求項20又は21に記載の液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法。
- 前記ステップA’)が、前記ステップA)の代替又は追加のいずれかである、請求項22に記載の液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法。
- さらに、
2)以下のステップによってヒートポンプ(HP)を作動させるステップであって、
a)冷却流体と前記ヒートポンプの第1の中間流体(HPF1)との間で第1の熱交換を実装するステップであって、前記第1の中間流体(HPF1)は、前記冷却液体に熱を伝達する、ステップと、
b)前記冷却流体と前記ヒートポンプの第2の中間流体(HPF2)との間で第2の熱交換を実施するステップであって、前記冷却流体は、前記第2の中間流体(HPF2)に熱を伝達する、ステップとを含む、作動させるステップと、
3)前記第2の中間流体(HPF2)と前記液化ガスとの間で熱交換を実装するステップとを含む、請求項20〜23のいずれか1つに記載の液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法。 - ステップ3)の前記液化ガスが、前記第1の熱交換器(HE1)内の部分的に再ガス化された液化ガスである、請求項24に記載の液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法。
- ステップii)において生成された前記電気エネルギーをヒートポンプ(HP)に供給するステップを含む、請求項20〜25のいずれか1つに記載の液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法。
- 前記ボイラには、ステップiii)による再ガス化ガスの一部が供給されることを特徴とする、請求項20〜26のいずれか1つに記載の液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法。
- 前記作用流体が、アルゴン、窒素、ヘリウム、空気を含む群から選択され、好ましくはアルゴンであることを特徴とする、請求項20〜27のいずれか1つに記載の液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法。
- 再ガス化ターミナルの異なる再ガス化ラインで独立して実施される、請求項20〜28のいずれか1つに記載の液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法。
- 前記液化ガスが、空気、窒素、プロパン及びブタンなどのアルカン、もしくは、エチレン、プロピレンなどのアルケンなどの炭化水素化合物、又は液化天然ガス(LNG)を含む群から選択され、好ましくは液化天然ガス(LNG)である、請求項20〜29のいずれか1つに記載の液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法。
- ガス状、液体、又は固体の極低温貯蔵物を形成するための、請求項20〜30のいずれか1つに記載の方法。
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