JP5662313B2 - 液化天然ガスの変換 - Google Patents
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Description
a.加圧下の天然ガスの流れを、互いに直列の第1主熱交換器と第2主熱交換器に通す段階と、
b.第1主熱交換器内の天然ガスの流れを、循環する第1回路を第1圧力で流れる第1熱交換流体との熱交換によって加温する段階であって、第1熱交換流体は前記第1主熱交換器内で蒸気から液体へ状態の変化を来す、段階と、
c.第2主熱交換器内の天然ガスの流れを、循環する第2回路を第2圧力で流れる第2熱交換流体との熱交換によって更に加温する段階であって、第2熱交換流体は、第1熱交換流体と同じ組成であり、前記第2主熱交換器内で蒸気から液体へ状態の変化を来す、段階と、
d.第1主熱交換器から液状第1熱交換流体を、そして第2主熱交換器から液状第2熱交換流体を回収する段階と、
e.循環する第1熱交換流体回路で、液化した第1熱交換流体の流れを第1副熱交換器内で再気化させ、得られた蒸気を第1熱交換流体として第1主熱交換器へ供給する段階と、
f.第2液状熱交換流体の流れを循環する第2熱交換回路の第2副熱交換器内で再気化させ、得られた蒸気を第2熱交換流体として第2主熱交換器へ供給する段階と、を備えており、
g.第1主熱交換器内の第1熱交換流体の凝縮圧力は、第2主熱交換器内の第2熱交換流体の凝縮圧力より小さい、方法である。
a.液化天然ガスを凝縮用第1熱交換流体及び凝縮用第2熱交換流体それぞれとの熱交換で加温するために配列されている互いに直列の第1主熱交換器及び第2主熱交換器と、
b.第1主熱交換器を通って延びている循環する第1低凝縮圧力熱交換流体回路と、
c.第2主熱交換器を通って延びている循環する第2高凝縮圧力熱交換流体回路と、を備えており、
d.循環する第1熱交換流体回路と循環する第2熱交換流体回路は共に、凝縮した熱交換流体を回収するための液体回収容器を含み、
e.循環する第1熱交換流体回路は、凝縮した第1熱交換流体を再気化させるための第1副熱交換器を通って延び、
f.循環する第2熱交換流体回路は、凝縮した第2熱交換流体を再気化させるための第2副熱交換器を通って延び、
g.本装置は、更に、第1主熱交換器を通る第1熱交換流体の流量と、第2主熱交換器を通る第2熱交換流体の流量を制御するための手段を備えている、装置である。
第1主熱交換器と第2主熱交換器をそれぞれに通過する第1熱交換流体と第2熱交換流体の流量は、当該熱交換器に掛かる熱負荷の何らかの変化に基づいて変えられるのが望ましい。そのため、制御手段は、第1主熱交換器を通る第1熱交換流体の流量を、当該熱交換器に掛かる熱負荷の何らかの変動に基づいて変えるべく作動するように適合されている、第1弁手段を含んでいるのが望ましい。同じく、制御手段は、やはり同様に第2主熱交換器を通る第2熱交換流体の流量を、当該熱交換器に掛かる熱負荷の何らかの変動に基づいて変えるべく作動するように好適に適合されている、第2弁手段を含んでいるのが望ましい。循環する第1熱交換回路がターボ膨張機を含んでいる場合は、流量は、ターボ膨張機の入口案内羽根によって制御されていてもよい。
第1液状熱交換流体と第2液状熱交換流体は、第1副熱交換器と第2副熱交換器内で、如何なる都合のよい媒体によって加温されてもよいが、この媒体の温度は、熱交換流体の選定に影響する。海水は、典型的に、航洋船の船上で使用するのに都合のよい媒体であるが、淡水、エンジン冷却水、又は水とエチレングリコールの混合物の様な、他の媒体を代わりに使用することもできる。一般に、前記媒体が、大凡周囲温度で供給される場合は、プロパンが、第1熱交換流体と第2熱交換流体の両方にとって好適な選択肢である。プロパンは、商業的に容易に入手することができ、第1主熱交換器と第2主熱交換器の凝縮温度をマイナス40℃より上であって但しプラス15℃より下になるよう選択できるようにする熱力学的属性を有している。他の熱交換流体を、プロパンの代わりに又はプロパンと混合して使用することもできる。その様な代わりの又は追加の熱交換流体には、エタン、ブタン、他の炭化水素類、及び過フッ化炭化水素冷媒、特にR134(a)が含まれる。選択された熱交換流体は、マイナス30℃又はマイナス40℃まで下げる正の平衡圧力を有しているのが望ましい。海水(又は代わりの媒体)の温度が特に低い場合は、第1熱交換流体と第2熱交換流体は共に、プロパンとエタンの同一混合物で構成されていてもよい。他方、その様な温度が特に高い場合は、第1熱交換流体と第2熱交換流体は共に、プロパンとブタンの同一混合物で構成されていてもよい。
液体容器24には、再循環導管28が設けられている。導管28の一端は、ポンプ26の出口の下流であって但し第2熱交換回路22が第1熱交換回路20から分岐している場所よりも上流の熱交換回路20と22の共通領域に終端している。導管28の他端は、液体回収容器24内部に終端している。導管28内部には弁30が配置されている。弁30は、開いているときは、凝縮された熱交換流体を熱交換回路20と22から引き出せるようにする。その様な引き出しは、主熱交換器10と12に掛かる熱負荷が選定液位より下に下がった場合に実施されてもよい。
相分離器容器44は、その頂部の、第1主熱交換器10へのプロパン入口と連通している蒸気用の第1出口46と、その底部の、共通の回収容器24と連通している液体プロパン用の第2出口48と、を有している。導管50には流れ制御弁52が設置されており、容器44について一定の液体プロパン液位が維持されるように容器44の液位検出器54と作動的に関係付けられている。容器44には、第1主熱交換器10へ流れてゆく蒸気から液滴を引き離すためにデミスタ56が設置されている。
相分離器40と60が設けられていることを考慮して、図2に示されている装置からは再循環導管28と弁30が省略されている。図2に示されている装置の運転は、図1に示されているものに似ているが、熱交換器14及び16内でのプロパンの過熱工程はない。
4 貯蔵槽
6 水中ポンプ
8 導管
9 ポンプ
10、12 主熱交換器
14、16 副熱交換器
14(a)、14(b) 並列熱交換ユニット
20、22 循環する熱交換流体回路
24 液体回収容器
26 ポンプ
28、34 導管
30、32、36 弁
40、60 相分離器
42、62 混合物用入口
44、64 相分離器容器
46、66 蒸気用出口
48、68 液体プロパン用の出口
50、70 導管
52、72 流れ制御弁
54、74 液位検出器
56、76 デミスタ
78 導管
79 停止弁
80 液体ポンプ
82、84 液体プロパン回収容器
86、90 液体プロパン供給パイプライン
88、92 停止弁
100 ターボ膨張機
104 発電機
106 電気格子
110 可変周波数駆動部
502 LNG設備
504 貯蔵槽
506 水中LNGポンプ
508 導管
510 容器
512 パッキング
514 出口
516 分配ライン
519 増圧ポンプ
520 圧縮機
522 導管
524 入口
528 流れ制御弁
530 出口
531 ガス燃焼ユニット
532、536、540、560 パイプライン
533 導管
534、538、542、562 流れ制御弁
Claims (17)
- 液化天然ガスを過熱流体に変換する方法において、
a.加圧下の前記天然ガスの流れを、互いに直列の第1主熱交換器と第2主熱交換器に通す段階と、
b.前記第1主熱交換器内の前記天然ガスの流れを、第1熱交換流体回路を第1圧力で流れる第1熱交換流体との熱交換によって加温する段階であって、前記第1熱交換流体は前記第1主熱交換器内で蒸気から液体へ状態の変化を来す、段階と、
c.前記第2主熱交換器内の前記天然ガスの前記流れを、第2熱交換流体回路を第2圧力で流れる第2熱交換流体との熱交換によって更に加温する段階であって、前記第2熱交換流体は、前記第1熱交換流体と同じ組成であり、前記第2主熱交換器内で蒸気から液体へ状態の変化を来す、段階と、
d.前記第1主熱交換器から液状第1熱交換流体を、そして前記第2主熱交換器から液状第2熱交換流体を回収する段階と、
e.前記第1熱交換流体回路で、液化した前記第1熱交換流体の流れを第1副熱交換器内で再気化させ、得られた蒸気を前記第1熱交換流体として前記第1主熱交換器へ供給する段階と、
f.前記液状第2熱交換流体の流れを前記第2熱交換流体回路の第2副熱交換器内で再気化させ、得られた蒸気を前記第2熱交換流体として前記第2主熱交換器へ供給する段階と、を備えており、
g.前記第1主熱交換器内の前記第1熱交換流体の凝縮圧力は、前記第2主熱交換器内の前記第2熱交換流体の凝縮圧力より小さい、方法。 - 前記第1熱交換器と前記第2熱交換器からの前記液状熱交換流体は、共通の回収容器に回収される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1熱交換流体と前記第2熱交換流体は、前記第1副熱交換器と前記第2副熱交換器内でそれぞれ完全に気化する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第1熱交換流体と前記第2熱交換流体は、前記第1副熱交換器と前記第2副熱交換器内でそれぞれ過熱される、請求項3に記載の方法。
- 前記第1熱交換流体と前記第2熱交換流体は、前記副熱交換器の下流で過熱される、請求項4に記載の方法。
- 前記第1熱交換流体と前記第2熱交換流体は、前記第1副熱交換器と前記第2副熱交換器内でそれぞれ部分的に気化し、前記方法は、気化していない熱交換流体を、前記気化した熱交換流体から引き離す段階を追加的に含んでいる、請求項1から5の何れかに記載の方法。
- 前記ステップ(e)で得られた蒸気は、前記第1副熱交換器と前記第主熱交換器との中間でターボ膨張される、請求項1記載の方法。
- 液化天然ガスを過熱流体に変換するための装置において、
a.液化天然ガスを凝縮用第1熱交換流体及び凝縮用第2熱交換流体それぞれとの熱交換で加温するために配列されている互いに直列の第1主熱交換器及び第2主熱交換器と、
b.前記第1主熱交換器を通って延びている低凝縮の第1熱交換流体回路と、
c.前記第2主熱交換器を通って延びている高凝縮の第2熱交換流体回路と、を備えており、
d.前記第1熱交換流体回路と前記第2熱交換流体回路は共に、凝縮した熱交換流体を回収するための液体回収容器を含み、
e.前記第1熱交換流体回路は、凝縮した第1熱交換流体を再気化させるための第1副熱交換器を通って延び、
f.前記第2熱交換流体回路は、凝縮した第2熱交換流体を再気化させるための第2副熱交換器を通って延び、
g.前記装置は、更に、前記第1主熱交換器を通る前記第1熱交換流体の流量と、前記第2主熱交換器を通る前記第2熱交換流体の流量を制御するための手段を備えている、装置。 - 前記第1熱交換流体回路と前記第2熱交換流体回路は、共通の液体回収容器を有している、請求項8に記載の装置。
- 前記制御手段は、前記第1主熱交換器を通る前記第1熱交換流体の流量を、当該熱交換器に掛かる熱負荷の何らかの変動に基づいて変えるべく作動するように適合されている、第1弁手段を含んでいる、請求項8又は9に記載の装置。
- 前記制御手段は、前記第2主熱交換器を通る流量を制御するための第2弁手段を含んでいる、請求項8から10の何れかに記載の装置。
- 凝縮した熱交換流体を前記共通の回収容器へ再循環させるための導管と、前記装置に掛かる熱負荷が選定された最小値より下に下がった場合に、前記導管を開けるか又は当該導管の流量を増やすための、前記導管内の第3弁手段と、を含んでいる、請求項10又は11に記載の装置。
- 前記第1熱交換流体回路と前記第2熱交換流体回路の両方は、気化していない熱交換流体を、気化した熱交換流体から引き離すための相分離器を含んでいる、請求項8又は9に記載の装置。
- 前記第1熱交換流体回路は、前記第2熱交換流体回路から独立しており、前記第1副熱交換器と前記第1主熱交換器との中間にターボ膨張機を含んでいる、請求項8に記載の装置。
- 前記第1熱交換流体回路は、前記ターボ膨張機を跨ぐ圧力比を変える働きをする可変周波数駆動部を備えたポンプを含んでいる、請求項14に記載の装置。
- 直列の第1ポンプと第2ポンプを含んでおり、前記第1ポンプは、両方の熱交換流体回路に共通しており、前記第2ポンプは、前記第2熱交換流体回路に据えられている、請求項8に記載の装置。
- 前記第1熱交換流体回路は、第1液状熱交換流体回収容器と、第1液状熱交換循環ポンプとを有し、前記第2熱交換流体回路は、第2液状熱交換流体回収容器と、第2液状熱交換流体循環ポンプとを有している、請求項8に記載の装置。
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