JP6591410B2 - ボイルオフガスを再液化する方法およびシステム - Google Patents
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- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/42—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being nitrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25J2240/12—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream the fluid being nitrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
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-
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Description
液化炭化水素ガスを液化炭化水素ガス貯蔵器の中に貯蔵するステップと、
気体極低温流体の流れと、液化炭化水素ガス貯蔵器からの液化炭化水素ガスの流れとを、
a)液化炭化水素ガスの流れが液化炭化水素ガスから気体炭化水素ガスへ相変化し、
b)気体極低温流体の流れが気体極低温流体から液化極低温流体へ相変化する
ように処理するステップであって、
気体極低温流体の流れから、液化炭化水素ガス貯蔵器からの液化炭化水素ガスの流れへ熱を伝達することを含む、処理するステップと、
液化極低温流体を液化極低温流体貯蔵器の中に貯蔵するステップと、
気体ボイルオフガスの流れと、液化極低温流体貯蔵器からの液化極低温流体の流れとを、
a)液化極低温流体の流れが液化極低温流体から気体極低温流体へ相変化し、
b)気体ボイルオフガスの流れが気体ボイルオフガスから液化ボイルオフガスへ相変化する
ように処理するステップであって、
気体ボイルオフガスの流れから、液化極低温流体貯蔵器からの液化極低温流体の流れへ熱を伝達することを含む、処理するステップと、
液化ボイルオフガスを液化炭化水素ガス貯蔵器の中に貯蔵するステップと、
気体極低温流体の流れの流量を、液化炭化水素ガス貯蔵器からの液化炭化水素ガスの流れの流量に少なくとも部分的に基づいて制御するステップと、
液化極低温流体貯蔵器からの液化極低温流体の流れの流量を、気体ボイルオフガスの流れの流量に少なくとも部分的に基づいて独立して制御するステップと
を含む。
a)液化炭化水素ガスの流れが液化炭化水素ガスから気体炭化水素ガスへ相変化し、
b)気体ボイルオフガスの流れが気体ボイルオフガスから液化ボイルオフガスへ相変化する
ように処理するステップであって、
気体ボイルオフガスの流れから、液化炭化水素ガス貯蔵器からの液化炭化水素ガスの流れへ熱を伝達することを含む、処理するステップをさらに含み得る。
圧縮前に気体極低温流体の流れから第1分岐管内の液化炭化水素ガスの流れに熱を伝達するステップと、
圧縮後に気体極低温流体の流れから第2分岐管内の液化炭化水素ガスの流れに熱を伝達するステップと
をさらに含み得る。
熱を気体ボイルオフガスの流れから閉ループ冷却回路内の熱伝達流体へ伝達することと、
熱を閉ループ冷却回路内の熱伝達流体から液化炭化水素ガスの流れへ伝達することと
をさらに含み得る。
液化炭化水素ガスを貯蔵するための第1貯蔵器と、
炭化水素ガスを受け手に送達するための、第1貯蔵器におよび炭化水素ガス網に結合された第1の導管の配列と、
液化ボイルオフガスを第1貯蔵器に送達するための、ボイルオフガス源におよび第1貯蔵器に結合された第2の導管の配列と、
液化極低温流体を貯蔵するための第2貯蔵器と、
液化極低温流体を第2貯蔵器に送達するための、気体極低温流体源におよび第2貯蔵器に結合された第3の導管の配列と、
第2貯蔵器から極低温流体を送達するための、第2貯蔵器に結合された第4の導管の配列と、
制御器とを含み、
第1および第3の導管の配列は、第3の導管の配列を通過する気体極低温流体の流れから第1の導管の配列を通過する液化炭化水素ガスの流れに熱が伝達されるように配列され、
第2および第4の導管の配列は、第2の導管の配列を通過する気体ボイルオフガスの流れから第4の導管の配列を通過する液化極低温流体の流れに熱が伝達されるように配列され、
制御器は、
a)第1の導管の配列を通過する液化炭化水素ガスの流れの流量に少なくとも部分的に基づいて第3の導管の配列を通過する気体極低温流体の流れの流量を制御し、
b)第2の導管の配列を通過する気体ボイルオフガスの流れの流量に少なくとも部分的に基づいて第4の導管の配列を通過する液化極低温流体の流れの流量を独立して制御するように構成されている。
5 熱交換器
7 膨張装置
9 ポンプ
11 LNGタンク
13 熱交換器
15 単段または多段圧縮機
22 膨張装置
24 液体窒素貯蔵タンク
26 LNGポンプ
29 熱交換器
40 膨張装置
43 熱交換器
45 膨張装置
47 ポンプ
50 制御弁
53 熱交換器
55 タービン
Claims (47)
- ボイルオフガスを液化するための方法であって、
液化炭化水素ガスを液化炭化水素ガス貯蔵器の中に貯蔵するステップと、
気体極低温流体の流れと、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの液化炭化水素ガスの流れとを、
a)前記液化炭化水素ガスの流れが液化炭化水素ガスから気体炭化水素ガスへ相変化し、
b)前記気体極低温流体の流れが気体極低温流体から液化極低温流体へ相変化する
ように処理するステップであって、
前記気体極低温流体の流れから、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの前記液化炭化水素ガスの流れへ熱を伝達することを含み、前記気体極低温流体の流れから、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの前記液化炭化水素ガスの流れに熱を伝達するステップが、
熱を前記気体極低温流体の流れから閉ループ冷却回路内の熱伝達流体へ伝達し、前記気体極低温流体を前記液化炭化水素ガスの飽和温度未満の温度まで冷却することと、
熱を前記閉ループ冷却回路内の前記熱伝達流体から前記液化炭化水素ガスの流れに伝達することと
をさらに含む、処理するステップと、
前記液化極低温流体を液化極低温流体貯蔵器の中に貯蔵するステップと、
気体ボイルオフガスの流れと、前記液化極低温流体貯蔵器からの液化極低温流体の流れとを、
a)前記液化極低温流体の流れが液化極低温流体から気体極低温流体へ相変化し、
b)前記気体ボイルオフガスの流れが気体ボイルオフガスから液化ボイルオフガスへ相変化する
ように処理するステップであって、
前記気体ボイルオフガスの流れから、前記液化極低温流体貯蔵器からの前記液化極低温流体の流れへ熱を伝達することを含む、処理するステップと、
前記液化ボイルオフガスを前記液化炭化水素ガス貯蔵器の中に貯蔵するステップと、
前記気体極低温流体の流れの流量を、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの前記液化炭化水素ガスの流れの流量に少なくとも部分的に基づいて制御するステップと、
前記液化極低温流体貯蔵器からの前記液化極低温流体の流れの流量を、前記気体ボイルオフガスの流れの流量に少なくとも部分的に基づいて独立して制御するステップと
を含む方法。 - 前記気体ボイルオフガスの流れと、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの前記液化炭化水素ガスの流れとを、
a)前記液化炭化水素ガスの流れが液化炭化水素ガスから気体炭化水素ガスへ相変化し、
b)前記気体ボイルオフガスの流れが気体ボイルオフガスから液化ボイルオフガスへ相変化する
ように処理するステップであって、
前記気体ボイルオフガスの流れから、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの前記液化炭化水素ガスの流れへ熱を伝達することを含む、処理するステップ、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - a)前記気体極低温流体の流れから、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの前記液化炭化水素ガスの流れへ熱を伝達するステップ、および
b)前記気体ボイルオフガスの流れから、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの前記液化炭化水素ガスの流れへ熱を伝達するステップ
が同時に起きる、請求項2に記載の方法。 - a)前記気体極低温流体の流れから、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの前記液化炭化水素ガスの流れへ熱を伝達するステップ、および
b)前記気体ボイルオフガスの流れから、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの前記液化炭化水素ガスの流れへ熱を伝達するステップ
が同時に起きない、請求項2に記載の方法。 - 前記気体極低温流体の流れおよび前記液化炭化水素ガスの流れを処理する前記ステップが、
熱伝達の後に前記気体極低温流体の流れを膨張させるステップをさらに含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記気体極低温流体の流れおよび前記液化炭化水素ガスの流れを処理するステップが、
熱伝達の前に前記気体極低温流体の流れを圧縮するステップをさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記気体極低温流体の流れおよび前記液化炭化水素ガスの流れを処理するステップが、
熱伝達の前に前記気体極低温流体の流れを超臨界圧力まで圧縮するステップをさらに含む、請求項5に記載の方法。 - 前記液化炭化水素ガスの流れを第1および第2分岐管に通すステップをさらに含み、
前記気体極低温流体の流れから、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの前記液化炭化水素ガスの流れに熱を伝達するステップが、
圧縮前に前記気体極低温流体の流れから前記第1分岐管内の液化炭化水素ガスの流れに熱を伝達することと、
圧縮後に前記気体極低温流体の流れから前記第2分岐管内の液化炭化水素ガスの流れに熱を伝達することと
をさらに含む、請求項6または7に記載の方法。 - 前記第1および第2分岐管内の前記気体炭化水素ガスの流れを結合することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 前記気体炭化水素ガスの流れを受け手に送達するステップをさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記受け手が、炭化水素配管網;発電所;および気体炭化水素ガスの消費者のうちの1つまたは複数である、請求項10に記載の方法。
- 前記気体ボイルオフガスの流れを収集するステップをさらに含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記気体ボイルオフガスの流れを収集する前記ステップが、前記ボイルオフガスを前記液化炭化水素ガス貯蔵器から収集することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記気体ボイルオフガスの流れを収集する前記ステップが、前記ボイルオフガスを、前記液化炭化水素ガス貯蔵器に結合された貯蔵器、導管または収集地点から収集することを含む、請求項12または13に記載の方法。
- 前記気体ボイルオフガスの流れから、前記液化炭化水素ガス貯蔵器からの前記液化炭化水素ガスの流れに熱を伝達する前記ステップが、
熱を前記気体ボイルオフガスの流れから前記閉ループ冷却回路内の前記熱伝達流体へ伝達することと、
熱を前記閉ループ冷却回路内の前記熱伝達流体から前記液化炭化水素ガスの流れへ伝達することと
をさらに含む、請求項2に記載の方法。 - 前記気体極低温流体の流れを形成するために周囲空気の流れを処理することをさらに含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記周囲空気の流れを処理する前記ステップが、
水分、二酸化炭素および/または炭化水素を除去するために前記周囲空気の流れをろ過するステップ、および
前記周囲空気の流れを圧縮するステップ
の1つまたは両方を含む、請求項16に記載の方法。 - あらゆる残留蒸気相を前記液化極低温流体の流れから分離するために前記液化極低温流体の流れを前記液化極低温流体タンクに入る前に分離機に通すことと、前記残留蒸気相を前記気体極低温流体の流れに戻すこととをさらに含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 熱を前記気体ボイルオフガスの流れから、前記液化極低温流体貯蔵器からの前記液化極低温流体の流れに伝達するステップの前に、前記液化極低温流体の流れを前記液化極低温流体貯蔵器からポンプで圧送し、その圧力を増大させることをさらに含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記液化極低温流体の流れが液化極低温流体から気体極低温流体へ相変化するように熱を前記気体ボイルオフガスの流れから、前記液化極低温流体貯蔵器からの前記液化極低温流体の流れに伝達するステップの結果として気体極低温流体の第2の流れがもたらされ、前記方法が、前記気体極低温流体の第2の流れから仕事を引き出すために前記気体極低温流体の第2の流れを膨張させるステップをさらに含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記気体極低温流体の前記第2の流れから仕事を引き出すために前記第2の流れを膨張させる前記ステップが、単段膨張装置、二段膨張装置、または多段膨張装置で実行される、請求項20に記載の方法。
- 1つまたは複数の膨張段の前に前記気体極低温流体の第2の流れを過熱するステップをさらに含む、請求項20または21に記載の方法。
- 前記第2の流れから引き出された仕事を電気に変換するステップをさらに含む、請求項20〜22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記閉ループ冷却回路が、単相ブレイトンサイクルおよび二相ランキンサイクルの一方を使用して作動する、請求項1〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記熱伝達流体が、窒素またはプロパンのうちの一方である、請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記極低温流体が、窒素または空気のうちの一方である、請求項1〜25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記液化炭化水素ガスが液化天然ガス(LNG)である、請求項1〜26のいずれか一項に記載の方法。
- ボイルオフガスを液化するためのシステムであって、
液化炭化水素ガスを貯蔵するための第1貯蔵器と、
炭化水素ガスを受け手に送達するための、前記第1貯蔵器におよび炭化水素ガス網に結合された第1の導管の配列と、
液化ボイルオフガスを前記第1貯蔵器に送達するための、ボイルオフガス源におよび前記第1貯蔵器に結合された第2の導管の配列と、
液化極低温流体を貯蔵するための第2貯蔵器と、
液化極低温流体を前記第2貯蔵器に送達するための、気体極低温流体源におよび前記第2貯蔵器に結合された第3の導管の配列と、
前記第2貯蔵器から極低温流体を送達するための、前記第2貯蔵器に結合された第4の導管の配列と、
制御器と
を含み、
前記第1および第3の導管の配列は、前記第3の導管の配列を通過する気体極低温流体の流れから前記第1の導管の配列を通過する液化炭化水素ガスの流れに熱が伝達されるように配列され、
前記第1および第3の導管の配列は、第5の導管の配列を通過する熱伝達流体を含む閉ループ冷却回路を経由して前記第1および第3の導管の配列の間で熱が伝達されるように配列され、ここで、
前記第5および第3の導管の配列は、前記第3の導管の配列を通過する前記気体極低温流体の流れから、前記第5の導管の配列を通過する前記熱伝達流体に熱が伝達されるように配列され、
前記第5および第1の導管の配列は、前記第5の導管の配列を通過する前記熱伝達流体から、前記第1の導管の配列を通過する前記液化炭化水素ガスの流れに熱が伝達されるように配列され、
前記第2および第4の導管の配列は、前記第2の導管の配列を通過する気体ボイルオフガスの流れから前記第4の導管の配列を通過する液化極低温流体の流れに熱が伝達されるように配列され、
前記制御器は、
a)前記第1の導管の配列を通過する前記液化炭化水素ガスの流れの流量に少なくとも部分的に基づいて前記第3の導管の配列を通過する前記気体極低温流体の流れの流量を制御し、
b)前記第2の導管の配列を通過する前記気体ボイルオフガスの流れの流量に少なくとも部分的に基づいて前記第4の導管の配列を通過する前記液化極低温流体の流れの流量を独立して制御する
ように構成される、システム。 - 前記第1および第2の導管の配列は、熱が、前記第2の導管の配列を通過する前記気体ボイルオフガスの流れから、前記第1の導管の配列を通過する前記液化炭化水素ガスの流れに伝達されるように配列される、請求項28に記載のシステム。
- 前記第3の導管の配列が、前記気体極低温流体の流れを圧縮するための圧縮機を含み、および前記第1の導管の配列が第1分岐管および第2分岐管を含み、
前記第1分岐管は、前記圧縮機の上流の第1熱交換領域で前記第3の導管の配列を通過する前記気体極低温流体の流れから、前記第1分岐管を通過する液化炭化水素ガスの流れに熱が伝達されるように配列され、
前記第2分岐管は、前記圧縮機の下流の第2熱交換領域で前記第3の導管の配列を通過する前記気体極低温流体の流れから、前記第2分岐管を通過する液化炭化水素ガスの流れに熱が伝達されるように配列される、
請求項28または29に記載のシステム。 - 前記第1および第2の分岐管が、前記第1および第2の熱交換領域の上流の1つの導管から分岐し、前記第1および第2の熱交換領域の下流の1つの導管に再結合する、請求項30に記載のシステム。
- 前記ボイルオフガス源が前記第1貯蔵器である、請求項28〜31のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記ボイルオフガス源が、前記第1貯蔵器に結合された貯蔵器、導管または収集地点である、請求項28〜31のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第1および第2の導管の配列は、熱が前記閉ループ冷却回路を経由して前記第1および第2の導管の配列の間で伝達されるように配列され、ここで、
前記第5および第2の導管の配列は、前記第2の導管の配列を通過する前記気体ボイルオフガスの流れから、前記第5の導管の配列を通過する前記熱伝達流体に熱が伝達されるように配列される、請求項28に記載のシステム。 - 前記第2分岐管は、前記第5の導管の配列を通過する前記熱伝達流体から、前記第2分岐管を通過する前記液化炭化水素ガスの流れに熱が伝達されるように配置される、請求項30に記載のシステム。
- 前記気体極低温流体の流れが空気であり、および前記第3の導管の配列が、
周囲空気の流れから水分、二酸化炭素および/または炭化水素を除去するためのろ過システム、および、
周囲空気の流れを圧縮するための圧縮機
の1つまたは両方をさらに含む、請求項28〜35のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記第3の導管の配列が、前記第2貯蔵器に入る前に前記第3の導管の配列を通過する前記液化極低温流体の流れからあらゆる残留蒸気相を抜き出すための、前記第2貯蔵器の上流の分離機と、前記液化極低温流体の流れから抜き出された前記残留蒸気相を、前記第3の導管の配列を通過する前記気体極低温流体の流れに導くように構成された戻り導管とをさらに含む、請求項28〜36のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第2および第4の導管の配列は、熱が第3熱交換領域で前記第2および第4の導管の配列の間で伝達されるように配列され、前記第4の導管の配列は、前記第4の導管の配列を通過する前記液化極低温流体の流れを、それが前記第3熱交換領域を通過する前にポンプで圧送するための、前記第3熱交換領域の上流のポンプをさらに含む、請求項28〜37のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第3熱交換領域は、気体極低温流体の第2の流れを形成するために、前記第2の導管の配列を通過する前記気体ボイルオフガスの流れから、前記第4の導管の配列を通過する前記液化極低温流体の流れに熱が伝達されるように構成され、前記第4の導管の配列が、前記気体極低温流体の第2の流れを膨張させ前記極低温流体の第2の流れから仕事を引き出すための膨張装置をさらに含む、請求項38に記載のシステム。
- 前記膨張装置が単段膨張装置、二段膨張装置または多段膨張装置である、請求項39に記載のシステム。
- 前記第4の導管の配列が1つまたは複数の過熱器に結合され、各過熱器が前記膨張装置の第1段の上流か、前記膨張装置の段の間にある、請求項39または40に記載のシステム。
- 前記第1、第2、第3および第4の導管の配列は、熱が前記第1および第3の導管の配列の間で、前記第2および第4の導管の配列の間で、1つの熱交換領域において伝達されるように配列される、請求項28〜32のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第1および第2の導管の配列は、熱が、前記第2の導管の配列を通過する前記気体ボイルオフガスの流れから、前記第1の導管の配列を通過する前記液化炭化水素ガスの流れに伝達されるように配列され、
前記第1、第2、第3および第4の導管の配列は、熱が前記1つの熱交換領域において前記第1および第2の導管の配列の間で伝達されるように配列される、請求項42に記載のシステム。 - 前記閉ループ冷却回路が、単相ブレイトンサイクルおよび二相ランキンサイクルの一方を使用して作動する、請求項28〜43のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記熱伝達流体が、窒素またはプロパンのうちの一方である、請求項28〜44のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記極低温流体が、窒素または空気のうちの一方である、請求項28〜45のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記液化炭化水素ガスが液化天然ガス(LNG)である、請求項28〜46のいずれか一項に記載のシステム。
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GB1318996.4 | 2013-10-28 | ||
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