JP6850305B2 - ガス消費部材に可燃性ガスを給送するため、およびこの可燃性ガスを液化するための設備 - Google Patents
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Description
本発明は、液化天然ガス(LNG)等の可燃性ガスを処理するための設備の分野に関する。
液化天然ガスは、極低温温度において、液体/気体二相平衡状態において漏れ止めおよび断熱タンク内に貯蔵される。液化天然ガス貯蔵タンクの断熱障壁は、タンクの内容物を加熱する傾向にある熱流の部位であり、これは、液化天然ガスの蒸発によって反映される。自然蒸発に由来するガスは、概して、これを向上させるようにガス消費部材に動力供給するために使用される。したがって、例えば、メタンタンカでは、蒸発したガスは、船舶を推進させるためのパワートレインまたは船上機器の機能のために要求される電気を供給する発電機に動力供給するために使用される。しかしながら、そのような実践は、タンク内の自然蒸発に由来するガスを向上させることを可能にするが、これは、その量を低減させることを可能にしない。
本発明の基礎を形成するアイデアは、少なくともある臨界操作条件下で、増加された可燃性ガス液化収率を取得することを可能にする、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備を提案することである。
一実施形態によると、本発明は、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備を提供し、本設備は、
−液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間を備える、漏れ止めおよび断熱タンクと、
−タンクの内側空間内に出現し、タンクの内側空間から気相可燃性ガス流を抜去するように配列される吸入口を備える、気相ガス収集回路と、
−第1および第2のチャネルと、第2のチャネルから第1のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備え、第1のチャネルおよび第2のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備える、熱交換器であって、第1のチャネルの入口は、熱交換器内の気相可燃性ガス流を加熱するように、気相ガス収集回路に接続される、熱交換器と、
−熱交換器内の加熱された可燃性ガスを圧縮するように、熱交換器の第1のチャネルの出口に上流で接続され、可燃性ガス流の第1の部分をガス消費部材に運搬し、可燃性ガスの第2の部分を冷却するために可燃性ガス流の第2の部分を熱交換器の第2のチャネルの入口に運搬することが可能な三方向コネクタに下流で接続される、コンプレッサと、
本設備は、これがまた、抜去回路を備える冷却デバイスを備え、該抜去回路は、タンクの内側空間内に出現し、タンクの内側空間内の液相可燃性ガス流を抜去するように配列される吸入口を備え、該冷却デバイスは、タンクから抜去された液相可燃性ガス流を蒸発させ、タンクから抜去された液相可燃性ガス流の蒸発の潜熱を使用し、冷却されるべき可燃性ガス流を冷却するように、タンクから抜去された液相可燃性ガス流と、気相ガス収集回路内で循環する気相可燃性ガス流および中間回路内で循環する可燃性ガス流の第2の部分から選定される、冷却されるべき可燃性ガス流との間で熱を伝達するように配列される点において注目すべきである。
別の実施形態変形によると、制御ユニットは、
制御ユニットは、可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値の関数として、窒素濃度優先モードから再液化優先モードに切り替わるように配列される。
−気相ガス収集回路の吸入口から熱交換器の第1のチャネルの入口に気相可燃性ガス流を運搬するステップと、
−熱交換器の第2のチャネルから第1のチャネルに熱を伝達するステップと、
−熱交換器の第1のチャネルから退出する可燃性ガス流を圧縮するステップと、
−圧縮された可燃性ガス流の第1の部分をガス消費部材に運搬し、圧縮されたガス流の第2の部分を熱交換器の第2のチャネルの入口に運搬するステップと、
−可燃性ガス流の第2の部分を熱交換器の第2のチャネルから中間回路を介して膨張デバイスに運搬するステップと、
−中間回路に由来する可燃性ガス流の第2の部分を減圧するステップと、
−減圧された可燃性ガス流の第2の部分の少なくとも一部の液相部分をタンクに運搬するステップと、
−タンクの内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するステップと、
−タンクから抜去された液相可燃性ガス流を蒸発させ、タンクから抜去された液相可燃性ガス流の蒸発の潜熱を使用し、冷却されるべきガス流を冷却するように、タンクから抜去された液相可燃性ガス流と、気相ガス収集回路内で循環する気相ガス流および中間回路内で循環するガス流の第2の部分から選定される、冷却されるべきガス流との間で熱を伝達するステップとを含む。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、前記可燃性ガスを液化するための設備であって、前記設備は、
−液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間を備える、漏れ止めおよび断熱タンクと、
−前記タンクの内側空間内に出現し、前記タンクの内側空間から気相可燃性ガス流を抜去するように配列される吸入口を備える、気相ガス収集回路と、
−第1および第2のチャネルと、前記第2のチャネルから前記第1のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備え、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備える、熱交換器であって、前記第1のチャネルの入口は、前記熱交換器内の気相可燃性ガス流を加熱するように、前記気相ガス収集回路に接続される、熱交換器と、
−前記熱交換器の第1のチャネルの出口において前記可燃性ガス流を圧縮するように、前記熱交換器の第1のチャネルの出口に上流で接続され、前記可燃性ガス流の第1の部分を前記ガス消費部材に運搬し、前記可燃性ガス流の第2の部分を冷却するために前記可燃性ガス流の第2の部分を前記熱交換器の第2のチャネルの入口に運搬することが可能な三方向コネクタに下流で接続される、コンプレッサと、
−中間回路を介して前記熱交換器の第2のチャネルの出口に上流で接続され、前記タンクにつながる戻り回路に下流で接続される、膨張デバイスであって、前記中間回路に由来する前記可燃性ガス流の第2の部分を減圧するように配列される、膨張デバイスと、
を備え、
これがまた、抜去回路を備える冷却デバイスを備え、前記抜去回路は、前記タンクの内側空間内に出現し、前記タンクの内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するように配列される吸入口を備え、前記冷却デバイスは、前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流を蒸発させ、前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流の蒸発の潜熱を使用し、冷却されるべき可燃性ガス流を冷却するように、前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流と、前記気相ガス収集回路内で循環する気相可燃性ガス流および前記中間回路内で循環する可燃性ガス流の第2の部分から選定される、冷却されるべき可燃性ガス流との間で熱を伝達するように配列される点において特徴付けられる、設備。
(項目2)
前記可燃性ガスは、窒素を含むガス状混合物であり、前記冷却デバイスは、前記冷却デバイス内の蒸発したガス流を前記気相ガス収集回路に運搬し、前記気相ガス収集回路内で循環する可燃性ガス流の窒素含有量を低減させるように配列される、項目1に記載の設備。
(項目3)
前記冷却デバイスは、第1および第2のチャネルと、付加的熱交換器の前記第1のチャネルから前記第2のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備える、付加的熱交換器を備え、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備え、前記第1のチャネルは、前記熱交換器および前記膨張デバイスを接続する前記中間回路に統合され、前記第2のチャネルの入口は、前記冷却デバイスの抜去回路に接続され、前記第2のチャネルの出口は、前記気相ガス収集回路に接続される、項目2に記載の設備。
(項目4)
前記付加的熱交換器は、前記熱交換器の上方に重ねられ、前記付加的熱交換器の第2のチャネルの出口は、前記熱交換器の第1のチャネルの入口に接続され、液相ガス流が、重力によって、前記付加的熱交換器の第2のチャネルの出口から前記熱交換器の第1のチャネルの入口に流動することができる、項目3に記載の設備。
(項目5)
前記冷却デバイスは、前記気相ガス収集回路に統合される第1のチャネルと、前記抜去回路に接続される入口および前記気相ガス収集回路に接続される出口を備える第2のチャネルとを備える、第2の付加的熱交換器を備える、項目3に記載の設備。
(項目6)
前記冷却デバイスは、前記気相ガス収集回路の吸入口と前記熱交換器の第1のチャネルの入口との間で前記気相ガス収集回路に統合されるチャンバと、前記冷却デバイスの抜去回路に接続され、前記タンクの内側空間から抜去された気相ガス流を冷却し、前記気相ガス収集回路内で循環する可燃性ガス流の窒素含有量を低減させるように、液相可燃性ガスを前記チャンバの中に噴霧するように配列される、噴霧部材とを備える、項目2に記載の設備。
(項目7)
前記冷却デバイスは、前記冷却デバイスの吸入口を介して前記液相可燃性ガス流を吸引し、これを前記抜去回路の中に送達し得る、圧送デバイスを備える、項目2−6のうちのいずれか1項に記載の設備。
(項目8)
前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値を送達し得、制御ユニットは、前記ガス消費部材の限界動作濃度を下回る、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を確実にするように、前記ガス消費部材に運搬される前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値の関数として前記圧送デバイスに対する制御信号を生成するように配列される、ガス分析器を備える、項目7に記載の設備。
(項目9)
前記制御ユニットは、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を公称濃度に抑えるように、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値および前記ガス消費部材の限界動作濃度を下回る前記公称濃度の関数として前記圧送デバイスに対する制御信号を生成するように配列される、項目8に記載の設備。
(項目10)
前記制御ユニットは、
−これが、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を公称濃度に抑えるように、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値および前記ガス消費部材の限界動作濃度を下回る前記公称濃度の関数として前記圧送デバイスに対する制御信号を生成する、窒素濃度優先モードと、
−これが、温度T1を公称温度に抑えるように、前記膨張デバイスの入口における前記中間回路内で循環する前記ガス流の第2の部分の温度測定値T1および前記公称温度の関数として前記圧送デバイスに対する制御信号を生成する、再液化優先モードと、
を有し、
前記制御ユニットは、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値の関数として、前記窒素濃度優先モードから前記再液化優先モードに切り替わるように配列される、項目8に記載の設備。
(項目11)
前記膨張デバイスは、膨張弁である、項目1−6のうちのいずれか1項に記載の設備。
(項目12)
前記膨張デバイスに上流で接続され、一方では、前記タンクにつながる戻り回路に、他方では、前記気相ガス収集回路に接続される戻りパイプに下流で接続される、相分離器を備え、前記相分離器は、前記可燃性ガス流の液相を前記戻り回路に運搬し、前記可燃性ガス流の気相を前記戻りパイプに運搬するように配列される、項目1−6のうちのいずれか1項に記載の設備。
(項目13)
項目1に記載の設備を用いて、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、前記可燃性ガスを液化するためのプロセスであって、
−前記気相ガス収集回路の吸入口から前記熱交換器の第1のチャネルの入口に気相可燃性ガス流を運搬するステップと、
−前記熱交換器の第2のチャネルから第1のチャネルに熱を伝達するステップと、
−前記熱交換器の第1のチャネル(9)から退出する前記可燃性ガス流を圧縮するステップと、
−前記圧縮された可燃性ガス流の第1の部分を前記ガス消費部材に運搬し、前記圧縮されたガス流の第2の部分を前記熱交換器の第2のチャネルの入口に運搬するステップと、
−前記可燃性ガス流の第2の部分を前記熱交換器の第2のチャネルから前記中間回路を介して前記膨張デバイスに運搬するステップと、
−前記中間回路に由来する前記可燃性ガス流の第2の部分を減圧するステップと、
−前記減圧された可燃性ガス流の第2の部分の少なくとも一部の液相部分を前記タンクに運搬するステップと、
−前記タンクの内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するステップと、
−前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流を蒸発させ、前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流の蒸発の潜熱を使用し、冷却されるべきガス流を冷却するように、前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流と、前記気相ガス収集回路内で循環する気相ガス流および前記中間回路内で循環するガス流の第2の部分から選定される、冷却されるべきガス流との間で熱を伝達するステップと、
を含む、プロセス。
(項目14)
前記可燃性ガスは、窒素を含むガス状混合物であり、前記冷却デバイス内の蒸発したガス流は、前記気相ガス収集回路に運搬される、項目13に記載のプロセス。
(項目15)
前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を表す変数が、測定され、前記冷却デバイスの抜去回路内で循環する前記液相可燃性ガス流の流速は、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を表す変数の関数として調節される、項目14に記載のプロセス。
(項目16)
前記冷却デバイスの抜去回路内で循環する前記液相可燃性ガス流の流速は、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を公称濃度に抑えるように、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を表す変数および前記公称濃度の関数として調節される、項目15に記載のプロセス。
(項目17)
項目1に記載の設備を備える、船舶。
(項目18)
可燃性ガスが、極低温移送パイプを通して、浮遊または陸上貯蔵設備から、もしくはそれに、前記船舶のタンクに、もしくはそれから通される、項目17に記載の船舶において装填または排出するためのプロセス。
(項目19)
可燃性ガスを移送するためのシステムであって、項目17に記載の船舶と、前記船舶の船体内に設置されるタンクを浮遊または陸上貯蔵設備に接続するように配列される、極低温移送パイプと、前記断熱パイプラインを通して、前記浮遊または陸上貯蔵設備から、もしくはそれに、前記船舶のタンクに、もしくはそれから可燃性ガス流を駆動するためのポンプとを備える、システム。
説明および請求項では、用語「可燃性ガス」は、一般的性質を有し、単一の純物質から構成されるガスまたは複数の成分から構成されるガス状混合物を優先することなく指す。
示される実施形態では、圧送デバイスは、
−液相可燃性ガス流を吸引し、これを送達するためのポンプ26と、
−一方では、ポンプ26の下流の抜去回路35に接続され、他方では、タンク5cの内側空間内に出現する、戻りパイプライン37と、
モデリングツールは、特に、以下の流入パラメータ、すなわち、
−気相ガス収集回路6内で循環する気相ガス流の流速、および、
−第1に、熱が、中間回路15内で循環する圧縮されたガス流の第2の部分から抜去され、これは、再液化性能に関して特に有利であり、
図5は、以下の天然ガス流、すなわち、
−タンクから抜去された気相ガス流(曲線a)、
−先行技術による設備におけるガス消費部材2、3、4に運搬されるように意図される圧縮された可燃性ガス流の第1の部分(曲線b)、および、
(付記1)ガス消費部材(2、3、4)に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備(1)であって、本設備は、
−液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間を備える、漏れ止めおよび断熱タンク(5a、5b、5c、5d)と、
−タンク(5a、5b、5c、5d)の内側空間内に出現し、タンク(5a、5b、5c、5d)の内側空間から気相可燃性ガス流を抜去するように配列される吸入口(7a、7b、7c、7d)を備える、気相ガス収集回路(6)と、
−第1および第2のチャネル(9、10)と、第2のチャネル(10)から第1のチャネル(9)に熱を伝達するための熱交換壁とを備え、第1のチャネル(9)および第2のチャネル(10)は、それぞれ、入口(9a、10a)と、出口(9b、10b)とを備える、熱交換器(8)であって、第1のチャネル(9)の入口(9a)は、熱交換器(8)内の気相可燃性ガス流を加熱するように、気相ガス収集回路(6)に接続される、熱交換器(8)と、
−熱交換器(8)の第1のチャネル(9)の出口において可燃性ガス流を圧縮するように、熱交換器(8)の第1のチャネル(9)の出口(9b)に上流で接続され、可燃性ガス流の第1の部分をガス消費部材(2、3、4)に運搬し、可燃性ガス流の第2の部分を冷却するために可燃性ガス流の第2の部分を熱交換器(8)の第2のチャネル(10)の入口(10a)に運搬することが可能な三方向コネクタ(12、13)に下流で接続される、コンプレッサ(11)と、
−中間回路(15)を介して熱交換器(8)の第2のチャネル(10)の出口(10b)に上流で接続され、タンク(5a、5b、5c、5d)につながる戻り回路(31)に下流で接続される、膨張デバイス(14)であって、中間回路(15)に由来する可燃性ガス流の第2の部分を減圧するように配列される、膨張デバイス(14)と、
を備え、
これがまた、抜去回路(35)を備える冷却デバイス(16)を備え、該抜去回路は、タンク(5a、5b、5c、5d)の内側空間内に出現し、タンク(5a、5b、5c、5d)の内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するように配列される吸入口(27)を備え、該冷却デバイス(16)は、タンクから抜去された液相可燃性ガス流を蒸発させ、タンクから抜去された液相可燃性ガス流の蒸発の潜熱を使用し、冷却されるべき可燃性ガス流を冷却するように、タンクから抜去された液相可燃性ガス流と、気相ガス収集回路(6)内で循環する気相可燃性ガス流および中間回路(15)内で循環する可燃性ガス流の第2の部分から選定される、冷却されるべき可燃性ガス流との間で熱を伝達するように配列される点において特徴付けられる、設備(1)。
(付記2)可燃性ガスは、窒素を含むガス状混合物であり、冷却デバイス(16)は、冷却デバイス(16)内の蒸発したガス流を気相ガス収集回路(6)に運搬し、気相ガス収集回路(6)内で循環する可燃性ガス流の窒素含有量を低減させるように配列される、付記1に記載の設備(1)。
(付記3)冷却デバイス(16)は、第1および第2のチャネル(18、19)と、付加的熱交換器(17)の第1のチャネル(18)から第2のチャネル(19)に熱を伝達するための熱交換壁とを備える、付加的熱交換器(17)を備え、該第1のチャネル(18)および該第2のチャネル(19)は、それぞれ、入口(18a、19a)と、出口(18b、19b)とを備え、該第1のチャネル(18)は、熱交換器(8)および膨張デバイス(14)を接続する中間回路(15)に統合され、該第2のチャネル(19)の入口(19a)は、冷却デバイス(16)の抜去回路(35)に接続され、該第2のチャネル(19)の出口(19b)は、気相ガス収集回路(6)に接続される、付記2に記載の設備。
(付記4)付加的熱交換器(17)は、熱交換器(8)の上方に重ねられ、付加的熱交換器(17)の第2のチャネル(19)の出口は、熱交換器(8)の第1のチャネル(9)の入口(9a)に接続され、したがって、液相ガス流が、重力によって、付加的熱交換器(17)の第2のチャネル(19)の出口から熱交換器(8)の第1のチャネル(9)の入口(9a)に流動することができる、付記3に記載の設備。
(付記5)冷却デバイス(16)は、気相ガス収集回路(6)に統合される第1のチャネル(42)と、抜去回路(35)に接続される入口(43a)および気相ガス収集回路(6)に接続される出口(43b)を備える第2のチャネル(43)とを備える、第2の付加的熱交換器(41)を備える、付記3に記載の設備。
(付記6)冷却デバイス(16)は、気相ガス収集回路(6)の吸入口(7a、7b、7c、7d)と熱交換器(8)の第1のチャネル(9)の入口(9a)との間で気相ガス収集回路(6)に統合されるチャンバ(20)と、冷却デバイス(16)の抜去回路(35)に接続され、タンクの内側空間から抜去された気相ガス流を冷却し、気相ガス収集回路(6)内で循環する可燃性ガス流の窒素含有量を低減させるように、液相可燃性ガスをチャンバ(20)の中に噴霧するように配列される、噴霧部材(21)とを備える、付記2に記載の設備。
(付記7)冷却デバイス(16)は、冷却デバイス(16)の吸入口(27)を介して液相可燃性ガス流を吸引し、これを抜去回路(35)の中に送達し得る、圧送デバイス(26)を備える、付記2−6のうちのいずれか1項に記載の設備。
(付記8)可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値を送達し得、制御ユニット(36)は、ガス消費部材の限界操作濃度を下回る、可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を確実にするように、ガス消費部材(2、3、4)に運搬される可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値の関数として圧送デバイス(26)に対する制御信号を生成するように配列される、ガス分析器(40)を備える、付記7に記載の設備。
(付記9)制御ユニット(36)は、可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を公称濃度に抑えるように、可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値およびガス消費部材の限界動作濃度を下回る公称濃度の関数として圧送デバイス(26)に対する制御信号を生成するように配列される、付記8に記載の設備。
(付記10)制御ユニット(36)は、
−これが、可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を公称濃度に抑えるように、可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値およびガス消費部材の限界動作濃度を下回る公称濃度の関数として圧送デバイス(26)に対する制御信号を生成する、窒素濃度優先モードと、
−これが、温度T1を公称温度に抑えるように、膨張デバイス(14)の入口における中間回路(15)内で循環するガス流の第2の部分の温度測定値T1および公称温度の関数として圧送デバイス(26)に対する制御信号を生成する、再液化優先モードと、
を有し、
該制御ユニット(36)は、可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値の関数として、窒素濃度優先モードから再液化優先モードに切り替わるように配列される、付記8に記載の設備。
(付記11)膨張デバイス(23)は、膨張弁である、付記1−10のうちのいずれか1項に記載の設備。
(付記12)膨張デバイス(14)に上流で接続され、一方では、タンクにつながる戻り回路(31)に、他方では、気相ガス収集回路(6)に接続される戻りパイプ(32)に下流で接続される、相分離器(25)を備え、相分離器(25)は、可燃性ガス流の液相を戻り回路(31)に運搬し、可燃性ガス流の気相を戻りパイプ(32)に運搬するように配列される、付記1−11のうちのいずれか1項に記載の設備。
(付記13)付記1−12のうちのいずれか1項に記載の設備を用いて、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するためのプロセスであって、
−気相ガス収集回路(6)の吸入口(7a、7b、7c、7d)から熱交換器(8)の第1のチャネル(9)の入口(9a)に気相可燃性ガス流を運搬するステップと、
−熱交換器(8)の第2のチャネル(10)から第1のチャネル(9)に熱を伝達するステップと、
−熱交換器(8)の第1のチャネル(9)から退出する可燃性ガス流を圧縮するステップと、
−圧縮された可燃性ガス流の第1の部分をガス消費部材(2、3、4)に運搬し、圧縮されたガス流の第2の部分を熱交換器(8)の第2のチャネル(10)の入口(10a)に運搬するステップと、
−可燃性ガス流の第2の部分を熱交換器(8)の第2のチャネルから中間回路(15)を介して膨張デバイス(14)に運搬するステップと、
−中間回路(15)に由来する可燃性ガス流の第2の部分を減圧するステップと、
−減圧された可燃性ガス流の第2の部分の少なくとも一部の液相部分をタンク(5a、5b、5c、5d)に運搬するステップと、
−タンク(5a、5b、5c、5d)の内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するステップと、
−タンクから抜去された液相可燃性ガス流を蒸発させ、タンクから抜去された液相可燃性ガス流の蒸発の潜熱を使用し、冷却されるべきガス流を冷却するように、タンクから抜去された液相可燃性ガス流と、気相ガス収集回路(6)内で循環する気相ガス流および中間回路(15)内で循環するガス流の第2の部分から選定される、冷却されるべきガス流との間で熱を伝達するステップと、
を含む、プロセス。
(付記14)可燃性ガスは、窒素を含むガス状混合物であり、冷却デバイス(16)内の蒸発したガス流は、気相ガス収集回路(6)に運搬される、付記13に記載のプロセス。
(付記15)可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を表す変数が、測定され、冷却デバイス(16)の抜去回路(35)内で循環する液相可燃性ガス流の流速は、可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を表す変数の関数として調節される、付記14に記載のプロセス。
(付記16)冷却デバイス(16)の抜去回路(35)内で循環する液相可燃性ガス流の流速は、可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を公称濃度に抑えるように、可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を表す変数および公称濃度の関数として調節される、付記15に記載のプロセス。
(付記17)付記1−12のうちのいずれか1項に記載の設備(1)を備える、船舶(40)。
(付記18)可燃性ガスが、極低温移送パイプ(42、46)を通して、浮遊または陸上貯蔵設備から、もしくはそれに、船舶のタンクに、もしくはそれから通される、付記17に記載の船舶(40)において装填または排出するためのプロセス。
(付記19)可燃性ガスを移送するためのシステムであって、付記17に記載の船舶(40)と、船舶の船体内に設置されるタンクを浮遊または陸上貯蔵設備に接続するように配列される、極低温移送パイプ(42、46)と、断熱パイプラインを通して、浮遊または陸上貯蔵設備から、もしくはそれに、船舶のタンクに、もしくはそれから可燃性ガス流を駆動するためのポンプとを備える、システム。
Claims (15)
- ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、前記可燃性ガスを液化するための設備であって、前記設備は、
−液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間を備える、漏れ止めおよび断熱タンクと、
−前記タンクの内側空間内に出現し、前記タンクの内側空間から気相可燃性ガス流を抜去するように配列される吸入口を備える、気相ガス収集回路と、
−第1および第2のチャネルと、前記第2のチャネルから前記第1のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備える熱交換器であって、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備え、前記第1のチャネルの入口は、前記熱交換器内の気相可燃性ガス流を加熱するように、前記気相ガス収集回路に接続される、熱交換器と、
−前記熱交換器の第1のチャネルの出口において前記可燃性ガス流を圧縮するように、前記熱交換器の第1のチャネルの出口に上流で接続され、前記可燃性ガス流の第1の部分を前記ガス消費部材に運搬し、前記可燃性ガス流の第2の部分を冷却するために前記可燃性ガス流の第2の部分を前記熱交換器の第2のチャネルの入口に運搬することが可能な三方向コネクタに下流で接続される、コンプレッサと、
−中間回路を介して前記熱交換器の第2のチャネルの出口に上流で接続され、前記タンクにつながる戻り回路に下流で接続される、膨張デバイスであって、前記膨張デバイスは、前記中間回路に由来する前記可燃性ガス流の第2の部分を減圧するように配列される、膨張デバイスと、
を備え、
これがまた、抜去回路を備える冷却デバイスを備え、前記抜去回路は、前記タンクの内側空間内に出現し、前記タンクの内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するように配列される吸入口を備え、前記冷却デバイスは、前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流を蒸発させ、前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流の蒸発の潜熱を使用し、前記中間回路内で循環する可燃性ガス流の第2の部分を冷却するように、前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流と、前記中間回路内で循環する可燃性ガス流の第2の部分との間で熱を伝達するように配列される点において特徴付けられ、
前記可燃性ガスは、窒素を含むガス状混合物であり、前記冷却デバイスは、前記冷却デバイス内の蒸発したガス流を前記気相ガス収集回路に運搬し、前記気相ガス収集回路内で循環する可燃性ガス流の窒素含有量を低減させるように配列され、
前記冷却デバイスは、付加的熱交換器を備え、前記付加的熱交換器は、第1および第2のチャネルと、前記付加的熱交換器の前記第1のチャネルから前記第2のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備え、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備え、前記第1のチャネルは、前記熱交換器および前記膨張デバイスを接続する前記中間回路に統合され、前記第2のチャネルの入口は、前記冷却デバイスの抜去回路に接続され、前記第2のチャネルの出口は、前記気相ガス収集回路に接続される、設備。 - 前記付加的熱交換器は、前記熱交換器の上方に重ねられ、前記付加的熱交換器の第2のチャネルの出口は、前記熱交換器の第1のチャネルの入口に接続され、液相ガス流が、重力によって、前記付加的熱交換器の第2のチャネルの出口から前記熱交換器の第1のチャネルの入口に流動することができる、請求項1に記載の設備。
- 前記冷却デバイスは、前記気相ガス収集回路に統合される第1のチャネルと、前記抜去回路に接続される入口および前記気相ガス収集回路に接続される出口を備える第2のチャネルとを備える、第2の付加的熱交換器を備える、請求項1に記載の設備。
- 前記冷却デバイスは、前記冷却デバイスの吸入口を介して前記液相可燃性ガス流を吸引し、これを前記抜去回路の中に送達し得る、圧送デバイスを備える、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の設備。
- 前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値を送達し得、制御ユニットは、前記ガス消費部材の限界動作濃度を下回る、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を確実にするように、前記ガス消費部材に運搬される前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値の関数として前記圧送デバイスに対する制御信号を生成するように配列される、ガス分析器を備える、請求項4に記載の設備。
- 前記制御ユニットは、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を公称濃度に抑えるように、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値および前記ガス消費部材の限界動作濃度を下回る前記公称濃度の関数として前記圧送デバイスに対する制御信号を生成するように配列される、請求項5に記載の設備。
- 前記制御ユニットは、
−これが、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を公称濃度に抑えるように、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値および前記ガス消費部材の限界動作濃度を下回る前記公称濃度の関数として前記圧送デバイスに対する制御信号を生成する、窒素濃度優先モードと、
−これが、温度T1を公称温度に抑えるように、前記膨張デバイスの入口における前記中間回路内で循環する前記ガス流の第2の部分の温度測定値T1および前記公称温度の関数として前記圧送デバイスに対する制御信号を生成する、再液化優先モードと、
を有し、
前記制御ユニットは、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度の代表的測定値の関数として、前記窒素濃度優先モードから前記再液化優先モードに切り替わるように配列される、請求項5に記載の設備。 - 前記膨張デバイスは、膨張弁である、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の設備。
- 前記膨張デバイスに上流で接続され、一方では、前記タンクにつながる戻り回路に、他方では、前記気相ガス収集回路に接続される戻りパイプに下流で接続される、相分離器を備え、前記相分離器は、前記可燃性ガス流の液相を前記戻り回路に運搬し、前記可燃性ガス流の気相を前記戻りパイプに運搬するように配列される、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の設備。
- 請求項1に記載の設備を用いて、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、前記可燃性ガスを液化するためのプロセスであって、前記可燃性ガスは、窒素を含むガス状混合物であり、前記プロセスは、
−前記気相ガス収集回路の吸入口から前記熱交換器の第1のチャネルの入口に気相可燃性ガス流を運搬するステップと、
−前記熱交換器の第2のチャネルから第1のチャネルに熱を伝達するステップと、
−前記熱交換器の第1のチャネル(9)から退出する前記可燃性ガス流を圧縮するステップと、
−前記圧縮された可燃性ガス流の第1の部分を前記ガス消費部材に運搬し、前記圧縮されたガス流の第2の部分を前記熱交換器の第2のチャネルの入口に運搬するステップと、
−前記可燃性ガス流の第2の部分を前記熱交換器の第2のチャネルから前記中間回路を介して前記膨張デバイスに運搬するステップと、
−前記中間回路に由来する前記可燃性ガス流の第2の部分を減圧するステップと、
−前記減圧された可燃性ガス流の第2の部分の少なくとも一部の液相部分を前記タンクに運搬するステップと、
−前記タンクの内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するステップと、
−前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流を蒸発させ、前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流の蒸発の潜熱を使用し、冷却されるべきガス流を冷却するように、前記タンクから抜去された液相可燃性ガス流と、前記中間回路内で循環するガス流の第2の部分との間で、付加的熱交換器を用いて、熱を伝達するステップと、
を含む、プロセス。 - 前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を表す変数が、測定され、前記冷却デバイスの抜去回路内で循環する前記液相可燃性ガス流の流速は、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を表す変数の関数として調節される、請求項10に記載のプロセス。
- 前記冷却デバイスの抜去回路内で循環する前記液相可燃性ガス流の流速は、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を公称濃度に抑えるように、前記可燃性ガス流の第1の部分における窒素濃度を表す変数および前記公称濃度の関数として調節される、請求項11に記載のプロセス。
- 請求項1に記載の設備を備える、船舶。
- 可燃性ガスが、極低温移送パイプを通して、浮遊または陸上貯蔵設備から、もしくはそれに、前記船舶のタンクに、もしくはそれから通される、請求項13に記載の船舶において装填または排出するためのプロセス。
- 可燃性ガスを移送するためのシステムであって、前記システムは、請求項13に記載の船舶と、前記船舶の船体内に設置されるタンクを浮遊または陸上貯蔵設備に接続するように配列される、断熱パイプラインと、前記断熱パイプラインを通して、前記浮遊または陸上貯蔵設備から、もしくはそれに、前記船舶のタンクに、もしくはそれから可燃性ガス流を駆動するためのポンプとを備える、システム。
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