KR20190096958A - Natural gas liquefaction system with integrated-gear turbo-compressor - Google Patents
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Abstract
본 개시내용의 일 양태에 따르면, 천연가스 액화 시스템 (100)이 제공된다. 본 시스템은 복수의 압축기 스테이지를 갖는 통합-기어식 터보-압축기 (150); 압축기를 구동하기 위한 원동기 (160); 이를 통해 제1 냉매가 순환하도록 적응된 사전-냉각 루프로, 여기서 상기 복수의 압축기 스테이지 중 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 (151)가 제1 냉매를 가압하도록 적응된, 사전-냉각 루프 (110); 이를 통해 제2 냉매가 순환하도록 적응된 냉각 루프로, 여기서 상기 복수의 압축기 스테이지 중 1개 이상의 제2 압축기 스테이지 (155)가 제2 냉매를 가압하도록 적응된, 냉각 루프 (130); 천연가스로부터 및/또는 제2 냉매로부터 제1 냉매로 열을 이전시키기 위한 제1 열 교환기 디바이스 (170); 및 천연가스로부터 제2 냉매로 열을 이전시키기 위한 제2 열 교환기 디바이스 (180)를 포함한다. 추가의 양태는 천연가스 액화 시스템용 압축기 배열에 관한 것이다. 더욱 추가의 양태는 천연가스를 액화하는 방법에 관한 것이다. According to one aspect of the disclosure, a natural gas liquefaction system 100 is provided. The system includes an integrated-gear turbo-compressor 150 having a plurality of compressor stages; A prime mover 160 for driving the compressor; This is a pre-cooling loop adapted to circulate the first refrigerant, wherein the at least one first compressor stage 151 of the plurality of compressor stages is adapted to pressurize the first refrigerant. ; A cooling loop adapted to circulate the second refrigerant therethrough, wherein one or more second compressor stages 155 of the plurality of compressor stages are adapted to pressurize the second refrigerant; A first heat exchanger device 170 for transferring heat from natural gas and / or from the second refrigerant to the first refrigerant; And a second heat exchanger device 180 for transferring heat from natural gas to the second refrigerant. Further aspects relate to compressor arrangements for natural gas liquefaction systems. Still further embodiments relate to a method of liquefying natural gas.
Description
본 개시내용은 천연가스를 액화하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 통합-기어식 터보-압축기로 천연가스를 액화하기 위한 시스템뿐만 아니라 통합-기어식 터보-압축기를 포함하는 압축기 배열에 관한 것이다. 또한, 본 개시내용은 통합-기어식 터보-압축기로 천연가스를 액화하는 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to systems and methods for liquefying natural gas. More specifically, the present disclosure relates to a compressor arrangement comprising an integrated-gear turbo-compressor as well as a system for liquefying natural gas with an integrated-gear turbo-compressor. The present disclosure also relates to a method of liquefying natural gas with an integrated-gear turbo-compressor.
천연가스는 에너지의 점점 더 중요한 공급원이 되고 있다. 공급원으로부터 사용 장소로 천연가스의 비용-효율적인 수송을 할 수 있도록 하기 위해, 가스의 용적을 줄이는 것이 유익하다. 저장 및 운송이 보다 편리하고 저렴하며 안전한, 극저온 액화는 천연가스를 액체로 전환하기 위해 일상적으로 실행되는 공정이 되었다. 주위 압력에서의 액화 온도보다 낮은 온도로 냉각 및 액화된 가스를 유지함에 의해, 액화 천연가스 (LNG)의 파이프 라인 또는 선박에 의한 수송이 주위 압력에서 가능해진다. Natural gas is becoming an increasingly important source of energy. In order to enable cost-effective transport of natural gas from the source to the place of use, it is advantageous to reduce the volume of gas. Cryogenic liquefaction, which is more convenient, cheaper and safer to store and transport, has become a routine process for converting natural gas into liquid. By maintaining the gas cooled and liquefied to a temperature lower than the liquefaction temperature at ambient pressure, transportation of the liquefied natural gas (LNG) by pipeline or ship is made possible at ambient pressure.
액체 상태로 천연가스를 저장 및 수송하기 위해, 천연가스는 바람직하게는 가스가 거의 대기압의 증기압을 갖는, 대략 -150 내지 -170℃로 냉각된다. In order to store and transport natural gas in the liquid state, the natural gas is preferably cooled to approximately -150 to -170 ° C, with the gas having a vapor pressure of approximately atmospheric pressure.
액화 온도가 달성될 때까지 순차적인 냉동 사이클에 의해 가스가 연속적으로 더 낮은 온도로 냉각되는 복수의 냉각 단계를 통해 상승된 압력에서 천연가스를 순차적으로 통과시키는 단계를 제공하는 천연가스의 액화를 위한 몇 개의 공정 및 시스템이 공지되어있다. For liquefaction of natural gas providing a step of sequentially passing natural gas at elevated pressure through a plurality of cooling stages where the gas is continuously cooled to a lower temperature by a sequential refrigeration cycle until a liquefaction temperature is achieved. Several processes and systems are known.
냉각 단계를 통해 천연가스를 통과시키기 전에, 천연가스는 전형적으로 가공을 방해하거나, 기계장치를 손상시키거나 또는 최종 생성물에서 원하지 않는 불순물을 제거하기 위해 전처리된다. 불순물은 산성 가스, 황 화합물, 이산화탄소, 머캅탄, 물 및 수은을 포함한다. 불순물이 제거된 전처리된 가스는 전형적으로 냉매 스트림에 의해 냉각되어 보다 더 무거운 탄화수소를 분리한다. 나머지 가스는 주로 메탄으로 구성되고 일반적으로 0.1% 미만의 더 높은 분자량의 탄화수소, 예컨대 프로판 또는 더 무거운 탄화수소를 함유한다. 세정되고 정제된 천연가스는 극저온 부문에서 최종 온도로 냉각된다. 얻어진 LNG는 거의 대기압에서 저장되고 수송될 수 있다. Before passing natural gas through the cooling step, the natural gas is typically pretreated to disrupt processing, damage machinery or remove unwanted impurities from the final product. Impurities include acid gases, sulfur compounds, carbon dioxide, mercaptans, water and mercury. The pretreated gas from which impurities are removed is typically cooled by a refrigerant stream to separate heavier hydrocarbons. The remaining gas consists mainly of methane and generally contains less than 0.1% higher molecular weight hydrocarbons such as propane or heavier hydrocarbons. Cleaned and purified natural gas is cooled to the final temperature in the cryogenic section. The LNG obtained can be stored and transported at near atmospheric pressure.
극저온 액화는 일반적으로 다중-사이클 공정, 즉 2개 또는 그 초과의 냉동 사이클을 사용하는 공정의 수단에 의해 수행된다. 공정의 종류에 따라 각각의 사이클은 상이한 냉매를 사용할 수 있거나, 또는 대안적으로 동일한 냉매가 2개 또는 그 초과의 사이클에서 사용될 수 있다. 전형적인 극저온 액화 시스템에서, 예를 들어 소위 APCI 공정에서, 천연가스는 먼저 사전-냉각 루프에서 순환하는 제1냉매에 의해 냉각되고 후속으로 냉각 루프에서 순환하는 제2 냉매에 의해 냉각된다. Cryogenic liquefaction is generally carried out by means of a multi-cycle process, ie a process using two or more refrigeration cycles. Each cycle may use different refrigerants, depending on the type of process, or alternatively the same refrigerant may be used in two or more cycles. In a typical cryogenic liquefaction system, for example in the so-called APCI process, natural gas is first cooled by the first refrigerant circulating in the pre-cooling loop and then by the second refrigerant circulating in the cooling loop.
사전-냉각 루프에서, 순환하는 제1 냉매는 천연가스로부터 열을 후속적으로 제거하기 위해, 압축, 응축 및 팽창될 수 있다. 냉각 루프에서, 순환하는 제2 냉매는 천연가스로부터 열을 후속적으로 제거하기 위해 압축되고 냉각될 수 있다. 그러나, 2개의 냉각 루프 (사전-냉각 루프 및 냉각 루프)를 구동하는 것은 에너지-집약적이며 비용-집약적이고 공간-소모적이다. In the pre-cooling loop, the circulating first refrigerant can be compressed, condensed and expanded to subsequently remove heat from the natural gas. In the cooling loop, the circulating second refrigerant can be compressed and cooled to subsequently remove heat from the natural gas. However, driving two cooling loops (pre-cooling loop and cooling loop) is energy-intensive, cost-intensive and space-consuming.
따라서, 보다 나은 에너지 효율을 제공하고 보다 적은 공간을 소비하는 천연가스를 액화하는 방법 및 시스템을 디자인하고 제공하는 것이 유익할 것이다. Therefore, it would be beneficial to design and provide a method and system for liquefying natural gas that provides better energy efficiency and consumes less space.
상기에 비추어, 천연가스를 액화하기 위한 천연가스 액화 시스템, 압축기 배열뿐만 아니라 방법이 제공된다. In light of the above, natural gas liquefaction systems, compressor arrangements as well as methods for liquefying natural gas are provided.
본 개시내용의 일 양태에 따르면, 천연가스 액화 시스템이 제공된다. 본 시스템은: 복수의 압축기 스테이지를 갖는 통합-기어식 터보-압축기; 상기 압축기를 구동하기 위한 원동기; 이를 통해 제1 냉매가 순환하도록 적응된 사전-냉각 루프로, 여기서 상기 복수의 압축기 스테이지 중 1개 이상의 제1 압축기 스테이지가 제1 냉매를 가압하도록 적응된, 사전-냉각 루프; 이를 통해 제2 냉매가 순환하도록 적응된 냉각 루프로, 여기서 상기 복수의 압축기 스테이지 중 1개 이상의 제2 압축기 스테이지가 제2 냉매를 가압하도록 적응된, 냉각 루프; 천연가스로부터 및/또는 제2 냉매로부터 제1 냉매로 열을 이전시키기 위한 제1 열 교환기 디바이스; 및 천연가스로부터 제2 냉매로 열을 이전시키기 위한 제2 열 교환기 디바이스를 포함한다. According to one aspect of the disclosure, a natural gas liquefaction system is provided. The system comprises: an integrated-gear turbo-compressor having a plurality of compressor stages; A prime mover for driving said compressor; A pre-cooling loop adapted to circulate the first refrigerant, wherein the at least one first compressor stage of the plurality of compressor stages is adapted to pressurize the first refrigerant; A cooling loop adapted to circulate a second refrigerant therethrough, wherein one or more second compressor stages of the plurality of compressor stages are adapted to pressurize the second refrigerant; A first heat exchanger device for transferring heat from natural gas and / or from a second refrigerant to the first refrigerant; And a second heat exchanger device for transferring heat from natural gas to the second refrigerant.
본 명세서에 기재된 구현예에 따른 통합-기어식 터보-압축기는 복수의 압축기 스테이지의 2개 또는 그 초과의 압축기 스테이지 사이에 연결된 적어도 하나의 힘 전달 기전, 특히 기어를 포함한다. An integrated-gear turbo-compressor according to an embodiment described herein comprises at least one force transmission mechanism, in particular a gear, connected between two or more compressor stages of a plurality of compressor stages.
또 다른 양태에 따르면, 복수의 냉매를 압축하기 위한 압축기 배열이 제공된다. 본 압축기배열은: 복수의 압축기 스테이지를 갖는 통합-기어식 터보-압축기; 이를 통해 제1 냉매가 순환하도록 적응된 제1 냉각 루프로, 여기서 상기 복수의 압축기 스테이지 중 1개 이상의 제1 압축기 스테이지가 제1 냉매를 가압하도록 적응된, 제1 냉각 루프; 및 이를 통해 제2 냉매가 순환하도록 적응된 제2 냉각 루프로, 여기서 상기 복수의 압축기 스테이지 중 1개 이상의 제2 압축기 스테이지가 제2 냉매를 가압하도록 적응된, 제2 냉각 루프를 포함한다. According to yet another aspect, a compressor arrangement for compressing a plurality of refrigerants is provided. The compressor array comprises: an integrated-gear turbo-compressor having a plurality of compressor stages; A first cooling loop adapted to circulate the first refrigerant, wherein the at least one first compressor stage of the plurality of compressor stages is adapted to pressurize the first refrigerant; And a second cooling loop adapted to circulate the second refrigerant therethrough, wherein the at least one second compressor stage of the plurality of compressor stages is adapted to pressurize the second refrigerant.
또 다른 양태에 따르면, 천연가스를 액화하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 복수의 압축기 스테이지를 갖는 통합-기어식 터보-압축기를 제공하는 단계; 상기 압축기를 원동기로 구동하는 단계; 상기 복수의 압축기 스테이지 중 1개 이상의 제1 압축기 스테이지를 통해 제1 냉매를 순환시키는 단계; 상기 복수의 압축기 스테이지 중 1개 이상의 제2 압축기 스테이지를 통해 제2 냉매를 순환시키는 단계; 제1 냉매에 대해 열 교환함에 의해 천연가스 및 제2 냉매 중 적어도 하나를 냉각시키는 단계; 및 제2 냉매에 대해 열 교환함에 의해 천연가스를 냉각시키는 단계를 포함한다. According to another aspect, a method of liquefying natural gas is provided. The method comprises the steps of: providing an integrated-gear turbo-compressor having a plurality of compressor stages; Driving the compressor as a prime mover; Circulating a first refrigerant through at least one first compressor stage of the plurality of compressor stages; Circulating a second refrigerant through at least one second compressor stage of the plurality of compressor stages; Cooling at least one of the natural gas and the second refrigerant by heat exchanging for the first refrigerant; And cooling the natural gas by heat exchanging for the second refrigerant.
본 개시내용의 추가 양태, 이점, 및 특징은 종속 청구항, 설명, 및 수반되는 도면들로부터 분명하게 된다. Further aspects, advantages, and features of the disclosure will be apparent from the dependent claims, the description, and the accompanying drawings.
본 개시내용의 상기 인용된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 그와 같은 방식으로, 위에서 간단히 요약된 본 개시내용의 보다 특정한 설명이 구현예를 참조하여 이루어질 수 있다. 수반되는 도면들은 본 개시내용의 구현예에 관한 것으로 하기에 기재되어 있다. 일부 구현예는 도면에 묘사되어 있고 이어지는 설명에서 상세하게 설명된다.
도 1은 천연가스를 액화하기 위한 전형적인 APCI 공정의 개략도이다;
도 2는 본 명세서에 기재된 구현예에 따른 천연가스 액화 시스템의 개략도이다;
도 3은 본 명세서에 기재된 추가의 구현예에 따른 천연가스 액화 시스템의 개략도이다;
도 4는 본 명세서에 기재된 구현예에 따른 천연가스 액화 시스템용 압축기 배열의 확대된 도식적 도이다;
도 5는 본 명세서에 기재된 추가의 구현예에 따른 천연가스 액화 시스템의 개략도이다; 그리고
도 6은 본 명세서에 기재된 구현예에 따라 천연가스를 액화하는 방법을 예시하는 흐름 선도이다. In such a way that the above-cited features of the present disclosure can be understood in detail, a more specific description of the disclosure briefly summarized above can be made with reference to the embodiments. The accompanying drawings relate to embodiments of the present disclosure and are described below. Some embodiments are depicted in the drawings and are described in detail in the description that follows.
1 is a schematic of an exemplary APCI process for liquefying natural gas;
2 is a schematic diagram of a natural gas liquefaction system according to an embodiment described herein;
3 is a schematic diagram of a natural gas liquefaction system according to a further embodiment described herein;
4 is an enlarged schematic diagram of a compressor arrangement for a natural gas liquefaction system in accordance with an embodiment described herein;
5 is a schematic diagram of a natural gas liquefaction system according to a further embodiment described herein; And
6 is a flow diagram illustrating a method of liquefying natural gas in accordance with an embodiment described herein.
이제 본 개시내용의 다양한 구현예에 대한 참조가 상세하게 될 것이며, 그 하나 이상의 예들이 도면에 예시되어 있다. 각각의 예는 설명을 위해 제공되며 제한인 것으로 의미되지 않는다. 예를 들어, 하나의 구현예의 일부로 예시되거나 또는 기재된 특징은 임의의 다른 구현예에 대해서 또는 다른 구현예와 공조하여 사용되어 추가의 구현예를 생성할 수 있다. 본 개시내용은 그와 같은 변형 및 변경을 포함하는 것으로 의도된다. Reference will now be made in detail to various implementations of the disclosure, one or more examples of which are illustrated in the drawings. Each example is provided for illustrative purposes and is not meant to be limiting. For example, a feature illustrated or described as part of one embodiment may be used with or in conjunction with any other embodiment to create further embodiments. This disclosure is intended to cover such modifications and variations.
하기 도면의 설명 내에서, 동일한 참조 번호는 상응하는 또는 유사한 구성요소를 지칭한다일반적으로, 개별 구현예에 관한 차이만 기재된다. 달리 명시되지 않는 한, 일 구현예에서의 부분 또는 양태의 설명은 또 다른 구현예에서의 상응하는 부분 또는 양태에도 역시 적용한다. Within the description of the following figures, like reference numerals refer to corresponding or similar components. In general, only differences relating to the individual embodiments are described. Unless otherwise stated, descriptions of parts or aspects in one embodiment also apply to corresponding parts or aspects in another embodiment.
도 1은 소위 APCI 공정을 사용하는 전형적인 천연가스 액화 시스템의 개략도를 도시한다. 도시된 공정은 2개의 냉동 사이클을 사용한다. 사전-냉각 사이클 (12)은 제1 냉매를 사용하고 냉각 사이클 (2)은 제2 냉매를 사용한다. 1 shows a schematic diagram of a typical natural gas liquefaction system using a so-called APCI process. The process shown uses two refrigeration cycles. The
전체적으로 1로 표시된 시스템은 압축기 트레인을 구동하는 가스 터빈 (3)에 의해 형성된 라인을 포함하는 냉각 사이클 (2)을 포함한다. 압축기 트레인은 제2 냉매를 압축하기 위해 직렬식으로 제1 압축기 (5) 및 제2 압축기 (7)를 포함한다. 스테이지-간 냉각기 (9)는 제1 압축기 (5)에 의해 전달된 제2 냉매를 냉각시켜 제2 압축기 (7)에 들어가기 전에 제2 냉매의 온도 및 용적을 감소시키기 위해 제공될 수 있다. 제2 압축기 (7)에 의해 전달된 압축된 제2 냉매는 제2 콘덴서 (11)에서 공기 또는 물에 대해 응축될 수 있다. 제2 냉매는 사전-냉각 사이클 (12)에서 순환하는 제1 냉매에 대해 열교환에 의해 냉각되고 부분적으로 액화된다. The system, indicated as 1 overall, comprises a
사전-냉각 사이클 (12)은 압축기 (15)를 구동하는 가스터빈 (13)을 포함하는 라인을 포함한다. 압축기 (15)에 의해 전달된 압축된 제1 냉매는 제1 콘덴서 (17)에서 물 또는 공기에 대해 응축된다. 응축된 제1 냉매는 천연가스를 -40℃로 사전-냉각시키고 그리고 제2 냉매를 냉각시키고 부분적으로 액화시키기 위해 사용된다. 천연가스의 사전-냉각 및 제2 냉매의 부분적인 액화는 다중-압력 공정, 예를 들어 도 1에 도시된 예에서의 4개 압력 공정에서 수행된다. The
제1 콘덴서 (17)로부터 응축된 제1 냉매의 스트림은 제2 냉매를 냉각시키고 부분적으로 액화시키기 위해 4개의 직렬로 배열된 보조 열 교환기의 제1 세트, 및 천연가스를 사전-냉각시키기 위한 4개의 직렬로 배열된 사전-냉각 열 교환기의 제2 세트로 전달된다. 제1 콘덴서 (17)로부터 흐르는 압축된 제1 냉매의 제1 부분은 파이프 (19)를 통해 열 교환기의 제1 세트로 전달되고 순차적으로 직렬로 배열된 익스팬더 (21, 23, 25 및 27)에서 4개의 상이한, 서서히 감소하는 압력 수준으로 팽창된다. 각각의 익스팬더로부터의 다운스트림인, 팽창된 제1 냉매의 일부분은 각각의 열 교환기 (29, 31, 33, 및 35)로 전환된다. The stream of first refrigerant condensed from the
제2 콘덴서 (11)로부터 전달된 압축된 제2 냉매는 파이프 (37)에서 주요 극저온 열 교환기 (38)를 향해 흐를 수 있다. 파이프 (37)는 제2 냉매가 팽창된 제1 냉매에 대해 서서히 냉각되고 부분적으로 액화되도록 순차적으로 열 교환기 (29, 31, 33 및 35)를 통과한다. The compressed second refrigerant delivered from the
제1 콘덴서 (17)로부터 응축된 제1 냉매의 제2 분획은 제2 파이프 (39)로 전달되고 그리고 순차적으로 4개의 직렬로 배열된 익스팬더 (41, 43, 45, 및 47)에서 팽창된다. 각각의 익스팬더에서 팽창된 제1 냉매의 일부분은 각각 상응하는 사전-냉각 열 교환기 (49, 51, 53 및 55)를 향해 전환된다. 주요 천연가스 라인 (61)은 천연가스가 주요 극저온 열 교환기 (38)로 들어가기 전에 사전-냉각되도록 상기 사전-냉각 열 교환기 (49, 51, 53 및 55)를 통해 순차적으로 흐른다. 사전-냉각 열 교환기 (49, 51, 53 및 55)를 빠져 나온 가열된 제1 냉매는 열 교환기 (29, 31, 33 및 35)를 빠져 나온 제1 냉매와 함께 수집되고, 압축기 (15)로 다시 공급되어, 제1 냉매의 4개의 증발된 스트림을 회수하고 증기를 재-압축한다. The second fraction of the first refrigerant condensed from the
도 1에 도시된 시스템은 제1 냉매를 압축하기 위한 가스 터빈 (13)에 의해 구동된 적어도 하나의 압축기 및 제2 냉매를 압축하기 위한 가스 터빈 (3)에 의해 구동된 적어도 하나의 추가 압축기를 포함한다. 따라서, 도 1에 도시된 시스템의 에너지-효율은 제한되고, 2개 가스 터빈 (3, 13)은 상당한 양의 공간을 차지한다. The system shown in FIG. 1 has at least one compressor driven by a
본 명세서에 기재된 구현예에 따른 천연가스 액화 시스템 (100)은 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. A natural
천연가스 액화 시스템 (100)은 원동기 (160)에 의해, 특히 단일 원동기 예컨대 내연 엔진 또는 전기 모터에 의해 구동되도록 구성된 복수의 압축기 스테이지를 갖는 통합-기어식 터보-압축기 (150) (또한 간단히 압축기 (150)로 칭함)를 포함한다. 환언하면, 압축기 (150)의 복수의 압축기 스테이지의 각각의 압축기 스테이지는 원동기 (160)에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 구동될 수 있다. 전달 기전 (301), 특히 1개 이상의 기어 휠을 포함하는 압축기의 기어, 및/또는 다른 전달 단위, 예컨대 피니언, 도르래, 톱니 바퀴 등이 복수의 압축기 스테이지를 회전으로 구동하도록 압축기 (150)의 복수의 압축기 스테이지 사이에 연결될 수 있다. 구동력은 원동기 (160)에 의해, 예를 들어 통합-기어식 터보 압축기에 연결된 주요 구동 축을 통해 제공될 수 있다. The natural
통합 기어를 갖는 압축기를 제공함에 의해, 원동기에 의해 제공된 회전력의 속도, 토크 및/또는 방향이 적절하게 변화될 수 있다. 예를 들어, 복수의 압축기 스테이지의 임펠러의 회전 속도 및/또는 토크는 적절하게 개별적으로 조정될 수 있다. 일부 구현예에서, 전달 기전은 기어 트레인 또는 변속기를 포함할 수 있다. 압축기 스테이지의 임펠러는 기어의 전달 요소 중 하나에 의해 회전으로 구동될 수 있는 각각의 축 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 기어는 1개 이상의 축을 회전 구동할 수 있는 적어도 하나의 기어 휠을 포함할 수 있다. 피니언은 적어도 하나의 기어 휠과 맞물릴 수 있는 각각의 축 상에 실장될 수 있다. 또한, 복수의 압축기 스테이지 중 하나 또는 두 개의 임펠러가 각각의 축 상에 실장될 수 있다. By providing a compressor with integrated gears, the speed, torque and / or direction of the rotational force provided by the prime mover can be varied as appropriate. For example, the rotational speed and / or torque of the impellers of the plurality of compressor stages can be adjusted individually as appropriate. In some embodiments, the transmission mechanism can include a gear train or transmission. The impeller of the compressor stage can be mounted on each axis, which can be driven in rotation by one of the transmission elements of the gear. For example, the gear may include at least one gear wheel capable of rotationally driving one or more axes. The pinion can be mounted on each axis that can engage at least one gear wheel. In addition, one or two impellers of the plurality of compressor stages may be mounted on each axis.
통합-기어식 압축기에서, 적어도 1개 이상의 전달 단위 예컨대 1개 이상의 기어휠이 압축기 스테이지의 각각의 임펠러가 상이한 회전 속도로 회전될 수 있도록 복수의 압축기 스테이지 중 적어도 일부 사이에 연결된다. 기어 또는 또 다른 힘 전달 기전이 적어도 일부 압축기 스테이지 사이에 연결될 때, 압축기 스테이지는 상이한 회전 속도로 회전하도록 적응될 수 있는, 상이한 축 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 1개 이상의 제1 압축기 스테이지의 임펠러는 1개 이상의 제2 압축기 스테이지의 임펠러와 상이한 회전 속도로 회전될 수 있다. In an integrated-gear compressor, at least one or more transmission units such as one or more gearwheels are connected between at least some of the plurality of compressor stages such that each impeller of the compressor stage can be rotated at different rotational speeds. When a gear or another force transmission mechanism is connected between at least some compressor stages, the compressor stage may be provided on different axes, which may be adapted to rotate at different rotational speeds. For example, the impeller of the one or more first compressor stages may be rotated at a different rotational speed than the impeller of the one or more second compressor stages.
예를 들어, 일부 구현예에서, 1개 이상의 힘 전달 요소 예컨대 1개 이상의 중심 기어휠은 1개 이상의 제1 압축기 스테이지와 1개 이상의 제2 압축기 스테이지를 상이한 회전 속도로 구동시키기 위해 제공될 수 있다. 1개 이상의 제1 압축기 스테이지는 1개 이상의 제2 압축기 스테이지와 상이한 축 상에 제공될 수 있다. For example, in some embodiments, one or more force transmission elements such as one or more central gearwheels may be provided to drive one or more first compressor stages and one or more second compressor stages at different rotational speeds. . The one or more first compressor stages may be provided on a different axis than the one or more second compressor stages.
본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에서, 1개 이상의 중심 기어휠과 같은 힘 전달 요소는 상이한 회전 속도로 두 개 또는 그 초과의 제1 압축기 스테이지를 구동하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에서, 1개 이상의 중심 기어휠과 같은 힘 전달 요소는 상이한 회전 속도로 두 개 또는 그 초과의 제2 압축기 스테이지를 구동하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 통합-기어식 압축기는 복수의 압축기 스테이지의 각각의 스테이지를 원하는 회전 속도로 구동하기 위해 복수의 힘 전달 요소 예컨대 복수의 중심 기어휠을 포함할 수 있다. In some embodiments, which can be combined with other embodiments described herein, the force transmission element, such as one or more center gearwheels, can be configured to drive two or more first compressor stages at different rotational speeds. . In some embodiments, which can be combined with other embodiments described herein, the force transmission element, such as one or more center gearwheels, can be configured to drive two or more second compressor stages at different rotational speeds. . In some implementations, the integrated-gear compressor can include a plurality of force transmission elements such as a plurality of central gearwheels to drive each stage of the plurality of compressor stages at a desired rotational speed.
도 2에서 추가로 묘사된 바와 같이, 천연가스 액화 시스템 (100)은 이를 통해 제1 냉매가 순환하도록 적응된 사전-냉각 루프 (110)로서, 여기서 복수의 압축기 스테이지의 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 (151)가 상기 제1 냉매를 가압하도록 적응된 사전-냉각 루프, 및 이를 통해 제2 냉매가 순환하도록 적응된 냉각 루프 (130)로서, 여기서 복수의 압축기 스테이지의 1개 이상의 제2 압축기 스테이지 (155)가 상기 제2 냉매를 가압하도록 적응된 냉각 루프를 포함한다. As further depicted in FIG. 2, the natural
복수의 제1 및 제2 압축기 스테이지의 각각의 압축기 스테이지는 가스 유입구, 가스 유출구, 및 각각의 축 상에서 회전하는 적어도 하나의 임펠러를 포함할 수 있다. 압축기 스테이지는 축상 또는 방사상 압축기 스테이지일 수 있다. Each compressor stage of the plurality of first and second compressor stages may include a gas inlet, a gas outlet, and at least one impeller rotating on each axis. The compressor stage can be an axial or radial compressor stage.
제1 냉매를 가압하기 위한 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 (151)는 또한 원동기 (160)에 의해, 예를 들어 압축기의 전달 기전 또는 기어를 통해 직접적으로 또는 간접적으로 구동될 수 있다. 제2 냉매를 가압하기 위한 1개 이상의 제2 압축기 스테이지 (155)는 또한 원동기 (160)에 의해, 예를 들어 압축기 (150)의 전달 기전 또는 기어를 통해 직접적으로 또는 간접적으로 구동될 수 있다. The one or more first compressor stages 151 for pressurizing the first refrigerant may also be driven directly or indirectly by the
본 명세서에 기재된 구현예에 따르면, 원동기 (160)에 의해 구동된 단일 통합-기어식 다단계 압축기는 2개 또는 그 초과의 냉각 루프, 예를 들어 사전-냉각 루프 (110) 및 냉각 루프 (130)에서 순환하는 2개 또는 그 초과의 냉매를 가압하기 위해 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 전체의 LNG 액화 시스템은 천연가스를 액화시키기 위해 사용된 2개 또는 그 초과의 냉매를 가압하도록 구성된 단일 통합-기어식 압축기를 포함할 수 있다. According to the embodiments described herein, a single integrated-gear multistage compressor driven by
압축기의 제1 압축기 스테이지 및 제2 압축기 스테이지는 단일 압축기 케이싱 안에, 예를 들어 조밀하고 공간-절감하는 방식으로 하우징될 수 있다. 예를 들어, 압축기 하우징의 벽은 제1 복수의 압축기 스테이지, 제2 복수의 압축기 스테이지, 뿐만 아니라 압축기 스테이지의 구동 축을 서로 연결하는 압축기의 기어의 전달 요소를 둘러싼다. The first compressor stage and the second compressor stage of the compressor may be housed in a single compressor casing, for example in a compact and space-saving manner. For example, the wall of the compressor housing surrounds the first plural compressor stages, the second plural compressor stages, as well as the transmission elements of the gears of the compressor that connect the drive shafts of the compressor stages with each other.
LNG 액화 시스템의 2개, 3개 또는 그 초과의 냉매를 가압하기 위해 통합-기어식 다단계 압축기를 사용함에 의해, 1개 이상의 별개의 압축기를 포함한 이전에 사용된 시스템 비교하여 에너지 및 공간이 절감될 수 있다. 복수의 압축기 스테이지가 압축기의 통합 기어에 의해 강력하게 연결되기 때문에, 압축기 스테이지의 회전 속도의 조정이 여전히 가능할 수 있다. By using an integrated-gear multistage compressor to pressurize two, three or more refrigerants in the LNG liquefaction system, energy and space can be saved compared to previously used systems including one or more separate compressors. Can be. Since the plurality of compressor stages are strongly connected by the integrated gear of the compressor, adjustment of the rotational speed of the compressor stage may still be possible.
도 2에서 추가로 도시된 바와 같이, 천연가스 액화 시스템 (100)은 천연가스로부터 제1 냉매로 및/또는 제2 냉매로부터 제1 냉매로 열을 이전시키기 위해 구성된 제1 열 교환기 디바이스 (170) 및 천연가스로부터 제2 냉매로 열을 이전시키기 위한 제2 열 교환기 디바이스 (180)를 추가로 포함할 수 있다. As further shown in FIG. 2, the natural
일부 구현예에서, 천연가스는 제1 냉매 및 제2 냉매에 의해 순차적으로 냉각되도록 적응된다. 천연가스는 천연가스가 제1 냉매에 의해, 예를 들어 0℃ 아래, 특히 -40℃ 또는 그 미만 온도로 사전-냉각될 수 있는, 제1 열 교환기 디바이스 (170)의 1개 이상의 제1 열 교환기를 통해 유도될 수 있다. 천연가스는 천연가스가 제2 냉매에 의해 냉각되는, 제2 열 교환기 디바이스 (180)를 통해 후속으로 유도될 수 있다. 제2 열 교환기 디바이스 (180)는 천연가스를 액화 온도 아래로 냉각시키도록 구성된 시스템의 주요 극저온 열 교환기일 수 있다. In some embodiments, the natural gas is adapted to be sequentially cooled by the first refrigerant and the second refrigerant. The natural gas is one or more first rows of the first
도 2의 개략도에서, 제2 열 교환기 디바이스 (180)는 주요 천연가스 라인 (61)을 통해 흐르는 천연가스로부터 열을 제거하고 냉각 루프 (130)를 통해 흐르는 제2 냉매로 열을 이전시키는 디바이스로 간소화한 방식으로 묘사되어 있다. In the schematic diagram of FIG. 2, the second
사전-냉각 루프 (110)에서 순환하는 제1 냉매는 제2 열 교환기 디바이스 (180)로부터 업스트림인 주요 천연가스 라인 (61)의 위치에서 천연가스를 사전-냉각시키기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 제1 냉매는 제2 열 교환기 디바이스 (180)로부터 업스트림인 냉각 루프 (130)의 위치에서 제2 냉매를 냉각시키기 위해 사용될 수 있다. The first refrigerant circulating in the
도 2에서 묘사된 구현예에서, 제1 열 교환기 디바이스 (170)는 천연가스를 사전-냉각시키기 위해 구성된 열 교환기 및 제2 냉매를 냉각시키기 위해 구성된 추가의 열 교환기를 포함한다. 제1 열 교환기 디바이스 (170)를 떠난 제1 냉매는 압축기 중 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 (151)에서 재-압축되도록 압축기 (150)로 다시 유도될 수 있다. In the embodiment depicted in FIG. 2, the first
일부 구현예에서, 제2 열 교환기 디바이스 (180)를 떠난 제2 냉매는 압축기 중 1개 이상의 제2 압축기 스테이지 (155)에서 재-압축되도록 압축기 (150)로 다시 유도될 수 있다. In some implementations, the second refrigerant leaving second
본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에서, 사전-냉각 루프 (110)는 압축 후 제1 냉매로부터 열을 제거하기 위한 제1 콘덴서 (17)를 포함한다. 사전-냉각 루프는 제1 열 교환기 디바이스 (170)로부터 업스트림인 제1 냉매를 팽창시키기 위한 적어도 하나의 팽창 요소 (도 2에는 도시되지 않음)를 추가로 포함할 수 있다. In some embodiments that can be combined with other embodiments described herein, the
냉각 루프 (130)는 압축 후 제2 냉매로부터 열을 제거하기 위한 제2 콘덴서 (11)를 포함한다. The
본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에서, 제1 냉매는 35 이상, 특히 40 이상의 분자량을 갖는 가스, 더 상세하게는 프로판을 포함한다. In some embodiments that can be combined with other embodiments described herein, the first refrigerant comprises a gas having a molecular weight of at least 35, in particular at least 40, more particularly propane.
본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에서, 제2 냉매는 질소, 메탄, 에탄 및 프로판 중 적어도 1개 이상을 포함하는 혼합물을 포함할 수 있는, 혼합된 냉매이다. In some embodiments that may be combined with other embodiments described herein, the second refrigerant is a mixed refrigerant, which may include a mixture comprising at least one of nitrogen, methane, ethane, and propane.
본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에서, 복수의 압축기 스테이지 중 적어도 하나의 압축기 스테이지에는 적어도 하나의 압축기 스테이지로 유입하는 흐름을 자율적으로 조절하기 위한 이동 가능한 유입구 안내 날개가 제공된다. 예를 들어, 각각의 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 (151)에는 각각의 이동 가능한 유입구 안내 날개가 제공될 수 있다. In some embodiments that can be combined with other embodiments described herein, at least one compressor stage of the plurality of compressor stages is provided with a movable inlet guide vane for autonomously regulating the flow into the at least one compressor stage. do. For example, each of the one or more first compressor stages 151 may be provided with respective movable inlet guide vanes.
도 2에서 개략적으로 묘사된 바와 같이, 1개 이상의 제1 및 제2 압축기 스테이지 각각을 구동하기 위해 단일 원동기가 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 원동기 (160)는 가스 터빈 및/또는 모터, 예를 들어 전기 모터 또는 내연 엔진일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 통합-기어식 터보 압축기의 1개 이상의 기어 박스 요소가 원동기, 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 및/또는 1개 이상의 제2 압축기 스테이지 사이에 연결될 수 있다. 예를 들어, 1개 이상의 제1 압축기 스테이지의 임펠러 중 적어도 일부는 상이한 회전 속도로 회전할 수 있고, 1개 이상의 제2 압축기 스테이지 중 임펠러의 적어도 일부와 상이한 회전 축 상에 제공될 수 있다. As schematically depicted in FIG. 2, a single prime mover may be provided to drive each of the one or more first and second compressor stages. In some implementations,
본 명세서에 기재된 구현예에 따른 천연가스 액화 시스템 (200)이 도 3에 개략적으로 도시되어 있다. 천연가스 액화 시스템 (200)의 기본적 구성은 도 2에서 도시된 시스템에 유사하고 따라서 여기서 반복되지 않는 설명은 상기를 참조할 수 있다. A natural
천연가스 액화 시스템 (200)은 원동기 (160)에 의해, 특히 단일 원동기 예컨대 가스 터빈 또는 또 다른 내연 엔진에 의해 구동되도록 구성된 복수의 압축기 스테이지를 갖는 통합-기어식 터보-압축기 (150)를 포함한다. 환언하면, 압축기 (150)의 복수의 압축기 스테이지의 각각의 압축기 스테이지는 원동기 (160)에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 전달 기전, 특히 복수의 기어 휠을 갖는 압축기의 기어, 및/또는 다른 전달 단위, 예컨대 피니언, 또는 도르래가 복수의 압축기 스테이지를 적절한 회전속도로 구동하도록 압축기 (150)의 복수의 압축기 스테이지와 원동기 (160) 사이에 연결될 수 있다. Natural
일부 구현예에서, 압축기 (150)는 사전-냉각 루프 (110)에서 순환하는 제1 냉매를 압축시키기 위해 구성된 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)를 포함한다. 예를 들어, 4개의 제1 압축기 스테이지가 제공될 수 있다. 다른 구현예에서, 상이한 수의 제1 압축기 스테이지, 예를 들어 2개, 3개, 또는 4개 초과의 제1 압축기 스테이지가 제공될 수 있다. In some implementations, the
복수의 제1 압축기 스테이지 (151)는 사전-냉각 루프에 순차적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 초기 제1 압축기 스테이지에서 압축기 (150)에 유입하는 제1 냉매는 상기 초기 제1 압축기 스테이지에 의해 그리고 초기 제1 압축기 스테이지로부터 다운스트림에 배열된 다른 제1 압축기 스테이지(들)에 의해 후속으로 가압될 수 있다. 제1 냉매의 압력은 순차적으로 배열된 제1 압축기 스테이지 (151)의 각각에서 증가될 수 있다. The plurality of first compressor stages 151 may be arranged sequentially in a pre-cooling loop. For example, a first refrigerant entering the
본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에서, 압축기 (150)는 냉각 루프 (130)에서 순환하는 제2 냉매를 가압시키기 위해 구성된 복수의 제2 압축기 스테이지 (155)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 2개, 3개, 4개 또는 그 초과의 제2 압축기 스테이지 (155)가 제공될 수 있다. 제2 압축기 스테이지 (155)는 냉각 루프에 순차적으로 배열될 수 있다. 환언하면, 초기 제2 압축기 스테이지에서 압축기 (150)에 유입하는 제2 냉매는 상기 초기 제2 압축기 스테이지에 의해 그리고 초기 제2 압축기 스테이지로부터 다운스트림에 배열된 추가의 제2 압축기 스테이지(들)에 의해 후속으로 가압될 수 있다. 제2 냉매의 압력은 순차적으로 배열된 제2 압축기 스테이지 (155)의 각각에 의해 증가될 수 있다. 2개 또는 그 초과의 제2 압축기 스테이지의 임펠러는 상이한 축 상에 실장될 수 있고 일부 구현예에서 상이한 회전 속도로 회전될 수 있다. In some embodiments that can be combined with other embodiments described herein, the
예를 들어, 압축기 (150)는 제1 냉매를 압축시키기 위해 4개의 제1 압축기 스테이지 및 제2 냉매를 압축시키기 위해 3개 (또는 대안적으로 4개)의 제2 압축기 스테이지를 포함할 수 있다. For example,
일부 구현예에서, 사전-냉각 루프 (110)는 제1 냉매를 상기 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)의 각각으로 유도되는 복수의 사전냉각 스트림으로 분할하도록 구성될 수 있다. 사전냉각 스트림의 수는 제1 압축기 스테이지의 수에 상응할 수 있다. 각각의 사전냉각 스트림은 관련된 제1 압축기 스테이지에 의해 그리고, 만일 있다면, 이들의 다운스트림에 배열된 추가의 제1 압축기 스테이지(들)에 의해 잠재적으로 재-압축되도록 관련된 제1 압축기 스테이지에서 압축기로 유입할 수 있다. In some implementations,
일부 구현예에서, 복수의 제1 팽창 요소 (241, 243, 245, 247)는 사전-냉각 루프 (110)에 순차적으로 배열될 수 있고 복수의 감소하는 압력 수준에서 제1 냉매를 팽창시키기 위해 구성될 수 있다. 제1 열 교환기 디바이스 (270)의 복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255)는 상기 복수의 제1 팽창 요소 (241, 243, 245, 247) 중 적어도 하나를 통해 팽창된 상기 제1 냉매의 각각의 사전냉각 스트림을 수용하고, 천연가스로부터 제1 냉매로 열을 이전시키기 위해 제공될 수 있다. In some embodiments, the plurality of
복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255)로부터 상기 복수의 제1 압축기 스테이지 (151) 중 각각의 것으로 제1 냉매의 상기 사전냉각 스트림을 복귀시키도록 구성된 복수의 복귀 경로 (261, 263, 265, 267)가 제공될 수 있다. A plurality of
본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에 따르면, 적어도 하나의 제1 보조 팽창 요소가 사전냉각 루프에 배열될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 제1 보조 팽창 요소를 통해 팽창된 상기 제1 냉매의 적어도 일부분을 수용하고 제2 냉매로부터 제1 냉매로 열을 이전시키기 위한 적어도 하나의 제1 보조 열 교환기가 제공될 수 있다. According to some embodiments, which can be combined with other embodiments described herein, at least one first auxiliary expansion element can be arranged in the precooling loop. In addition, at least one first auxiliary heat exchanger may be provided for receiving at least a portion of the first refrigerant expanded through at least one first auxiliary expansion element and transferring heat from the second refrigerant to the first refrigerant. .
본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에 따르면, 본 시스템은 사전-냉각 루프 (110)에 순차적으로 배열되고 복수의 감소하는 압력 수준에서 제1 냉매를 팽창시키기 위해 구성된 복수의 제1 보조 팽창 요소 (221, 223, 225, 227)를 포함할 수 있다. 제1 열 교환기 디바이스 (270)의 복수의 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235)가 상기 복수의 제1 보조 팽창 요소 (221, 223, 225, 227) 중 적어도 하나를 통해 팽창된 상기 제1 냉매의 각각의 부분을 수용하고 제2 냉매로부터 제1 냉매로 열을 이전시키기 위해 제공될 수 있다. According to some embodiments, which can be combined with other embodiments described herein, the system includes a plurality of systems arranged in sequence in the
복수의 복귀 경로 (261, 263, 265, 267)가 복수의 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235)로부터 및/또는 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255)로부터 상기 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)의 각각의 것으로 제1 냉매의 상기 부분을 복귀시키기 위해 구성될 수 있다. A plurality of
천연가스 액화 시스템 (200)의 작동 동안, 압축된 제1 냉매의 흐름은 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)의 가장 다운스트림인 제1 압축기 스테이지로부터 제1 콘덴서 (17)로 전달될 수 있다. 제1 콘덴서 (17)를 통해 전달된 제1 냉매의 흐름은, 예를 들어 물 또는 공기에 대해 냉각될 수 있고, 그리고 응축될 수 있다. During operation of the natural
일부 구현예에서, 응축된 제1 냉매는 사전-냉각 루프 (110)에서 순환되어 복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255)에서 천연가스를 사전-냉각시키고, 및/또는 복수의 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235)에서의 냉각 루프 (130)에서 순환하는 제2 냉매를 냉각시키고 그리고 선택적으로 부분적으로 액화시킨다. In some embodiments, the condensed first refrigerant is circulated in the
일부 구현예에서, 사전-냉각 루프 (110)는 복수의 n개 압력 수준, 예를 들어 4개 압력 수준으로 분할될 수 있다. 압력 수준의 수 n은 제1 냉매를 압축하기 위해 구성된 압축기 (150)의 제1 압축기 스테이지의 수 n에 상응할 수 있다. 제1 콘덴서 (17)를 통해 전달된 제1 냉매의 흐름은 n개의 점진적으로 감소하는 압력 수준에서 순차적으로 팽창될 수 있고 n개의 부분적 흐름으로 분할될 수 있다. 제1 냉매의 각각의 부분적 흐름은 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)의 상응하는 하나의 유입구에서 압축기 (150)로 측면 흐름으로 복귀될 수 있다. In some embodiments,
제1 전달 라인 (217)은 응축된 제1 냉매 흐름의 제1 부분을 복수의 제1 팽창 요소 (241, 243, 245, 247)로 전달할 수 있다. 제1 전달 라인 (217)에서 분지된 제2 전달 라인 (218)은 응축된 제1 냉매 흐름의 제2 부분을 복수의 제1 보조 팽창 요소 (221, 223, 225, 227)로 전달할 수 있다. The
제1 콘덴서 (17)로부터 응축된 제1 냉매의 제1 부분은 n개의 상이한, 서서히 감소하는 압력 수준에서 복수의 제1 팽창 요소 (241, 243, 245, 247)에서 순차적으로 팽창될 수 있다. 각각의 제1 팽창 요소로부터 다운스트림인, 부분적으로 팽창된 제1 냉매의 흐름의 일부분은 복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255) 중 각각의 것으로 전환될 수 있다. 부분적으로 팽창된 제1 냉매의 나머지 부분은 다음 제1 팽창 요소 등을 통해 흐르도록 야기될 수 있다. 복수의 제1 팽창 요소 (241, 243, 245, 247) 중 가장 다운스트림인 것 (247)을 통해 흐르는 잔여의 제1 냉매는 복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255) 중 가장 다운스트림인 것 (255)으로 전달될 수 있다. The first portion of the first refrigerant condensed from the
복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255) 중 각각의 것에서, 제1 냉매는 주요 천연가스 라인 (61)에서 흐르는 천연가스에 대해 열을 교환할 수 있고, 따라서 천연가스를 사전-냉각시키고 그리고 선택적으로 부분적으로 액화시킨다. In each of the plurality of
복수의 제1 보조 팽창 요소 (221, 223, 225, 227) 중 적어도 하나에서 팽창된 응축된 제1 냉매의 제2 부분은 복수의 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235) 중 상응하는 것을 향해 전환될 수 있다. 복수의 제1 보조 팽창 요소 (221, 223, 225, 227)의 각각의 것에 의해 전달되고 각각의 제1 보조 열 교환기를 통해 흐르도록 야기되지 않은 제1 냉매의 부분은 복수의 제1 보조 팽창 요소 (221, 223, 225, 227)의 후속적인 것을 통해 전달된다. 상기 복수의 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235) 중 가장 다운스트림인 것 (235)은 복수의 제1 보조 팽창 요소 (221, 223, 225, 227) 중 가장 다운스트림인 것 (227)에서 팽창된 제1 냉매의 잔존 분획을 수용한다. 각각의 제1 보조 열 교환기에서, 제1 냉매는 냉각 루프 (130)에서 순환하는 제2 냉매에 대해 열을 교환하고, 따라서 복수의 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235)의 가장 다운스트림인 것 (235)의 전달 면에서, 제2 냉매가 냉각되고 그리고 선택적으로 적어도 부분적으로 액화된다. The second portion of the condensed first refrigerant expanded in at least one of the plurality of first
복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255)에서 나온 가열된 제1 냉매는 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235)에서 나온 가열된 제1 냉매와 수집될 수 있고 각각의 제1 압축기 스테이지의 유입구에서 통합-기어식 터보-압축기 (150)에 다시 공급될 수 있다. The heated first refrigerant from the plurality of
일부 구현예에서, 복수의 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235) 중 하나에서 나온 가열된 제1 냉매는 복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255) 중 상응하는 하나에서 나온 가열된 제1 냉매와 대략 동일한 압력이다. 상응하는 압력 수준에서 수집된 제1 냉매는 압축기 (150)의 복수의 제1 압축기 스테이지 중 상응하는 스테이지의 유입구에서 전달될 수 있다. 제1 냉매의 복수의 측면 스트림은 따라서 순차적으로 배열된 제1 압축기 스테이지 (151)의 유입구에서 서서히 감소하는 압력 수준에서 복귀된다. In some embodiments, the heated first refrigerant from one of the plurality of first
일부 구현예에서, 복수의 복귀 경로 (261, 263, 265, 267)는 복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255)로부터 및/또는 복수의 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235)로부터 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)의 상응하는 스테이지로 팽창되고 소모된 제1 냉매의 측면 스트림을 전달하기 위해 구성될 수 있다. In some embodiments, the plurality of
본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에서, 냉각 루프 (130)에서 순환하는 제2 냉매는 냉각 루프 (130)에 순차적으로 배열될 수 있는 복수의 제2 압축기 스테이지 (155)에 의해 압축될 수 있다. 복수의 제2 압축기 스테이지 (155)는 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)와 동일한 통합-기어식 압축기의 일부이다. In some embodiments that can be combined with other embodiments described herein, the second refrigerant circulating in the
일부 구현예에서, 통합-기어식 압축기는 단일 축 상에 순차적으로 배열된 2개 또는 그 초과의 압축기 스테이지를 갖는 적어도 하나의 다단계 압축기 단위, 예를 들어 다단계 원심 압축기 단위를 포함할 수 있다. In some embodiments, the integrated-gear compressor can include at least one multistage compressor unit, for example a multistage centrifugal compressor unit, having two or more compressor stages arranged sequentially on a single axis.
압축기를 구동하는 원동기 (160)는 내연 엔진 또는 전기 모터를 포함할 수 있다. 원동기 (160)는 가스 터빈, 예를 들어 공기유도 가스 터빈일 수 있다. The
일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 내부냉각기가 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)의 적어도 2개의 순차적으로 배열된 제1 압축기 스테이지들 사이에 배열될 수 있다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제2 내부냉각기가 복수의 제2 압축기 스테이지 (155)의 적어도 2개의 순차적으로 배열된 제2 압축기 스테이지들 사이에 배열될 수 있다. 본 내부냉각기는 후속적인 압축기 스테이지에 도입하기 전에 또는 압축기를 떠나기 전에 각각의 압축기 스테이지에 의해 전달된 각각의 냉매의 온도 및 용적을 감소시키도록 구성될 수 있다. In some implementations, at least one first internal cooler can be arranged between at least two sequentially arranged first compressor stages of the plurality of first compressor stages 151. In some implementations, at least one second internal cooler can be arranged between at least two sequentially arranged second compressor stages of the plurality of second compressor stages 155. The internal cooler may be configured to reduce the temperature and volume of each refrigerant delivered by each compressor stage prior to introduction to a subsequent compressor stage or before leaving the compressor.
복수의 제2 압축기 스테이지 (155)의 가장 다운스트림인 것에 의해 전달된 제2 냉매는 제2 콘덴서 (11)에 의해 응축될 수 있다. 제2 콘덴서 (11)는 물 응축기의 공기 응축기일 수 있고, 여기서 제2 냉매는 공기 또는 물에 대해 열을 교환함에 의해 응축될 수 있다. 응축된 제2 냉매는 복수의 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235)를 통해 전달 라인에 의해 후속으로 전달될 수 있고, 여기서 제2 냉매는 상기에 기재된 바와 같이 사전-냉각 루프 (110)에서 순환하는 제1 냉매에 대해 열을 교환함에 의해 냉각되고 선택적으로 액화될 수 있다. The second refrigerant delivered by being the most downstream of the plurality of second compressor stages 155 may be condensed by the
복수의 제1 보조 열 교환기로부터 전달된 냉각된 제2 냉매는 주요 극저온 열 교환기일 수 있는 제2 열 교환기 디바이스 (180)를 향해 유도될 수 있고, 여기서 제2 냉매는 사전-냉각된 천연가스로부터 추가로 열을 제거할 수 있어, 액화 공정을 성취한다. 가열된 제2 냉매는 압축기 (150)의 복수의 제2 압축기 스테이지 (155) 중 초기의 것으로 복귀 라인 (269)을 통해 복귀될 수 있다. The cooled second refrigerant delivered from the plurality of first auxiliary heat exchangers may be directed towards a second
도 3에서, 통합-기어식 터보-압축기 (150)의 복수의 압축기 스테이지가 단지 개략적 방식으로 묘사되어 있다. 예시적인 구현예의 압축기 (150)는 도 4에 더 상세히 예시되어 있다. In FIG. 3, a plurality of compressor stages of the integrated-gear turbo-
도 4는 본 명세서에 기재된 구현예에 따른 통합-기어식 터보-압축기 (150)를 갖는 압축기 배열의 확대된 도식적 도이다. 압축기 (150)는 원동기 (160)에 의해 구동될 수 있고 원동기 (160)에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 구동되는 복수의 압축기 스테이지를 포함할 수 있다. 복수의 압축기 스테이지는 사전-냉각 루프 (110)에서 순환하는 제1 냉매를 압축시키기 위한 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 (151) 및 냉각 루프 (130)에서 순환하는 제2 냉매를 압축시키기 위한 1개 이상의 제2 압축기 스테이지 (155)를 포함한다. 사전-냉각 루프 (110) 및 냉각 루프 (130)의 세부사항은 도 2 및 도 3과 관련하여상기에 기재되어 있고 여기서 반복하지 않는다. 4 is an enlarged schematic diagram of a compressor arrangement having an integrated-gear turbo-
압축기 (150)는 압축기 하우징 (330)에 배열될 수 있고, 상기 원동기 (160)에 의해 구동되도록 구성될 수 있는 전달 기전 (301), 예를 들어 통합 기어를 포함할 수 있다. 압축기 (150)는 상기 전달 기전 (301)에 의해 회전으로 구동되도록 구성되고 복수의 제1 압축기 스테이지 (151) 중 적어도 하나를 구동하기 위해 구성된 적어도 하나의 제1 축 (303)을 추가로 포함할 수 있다. 환언하면, 적어도 하나의 제1 압축기 스테이지의 임펠러는 제1 축과 함께 회전하기 위한 것과 같이 적어도 하나의 제1 축 (303) 상에 실장될 수 있다. 또한, 압축기 (150)는 상기 전달 기전 (301)에 의해 회전으로 구동되도록 구성되고 복수의 제2 압축기 스테이지 (155) 중 적어도 하나를 구동하기 위해 구성된 적어도 하나의 제2 축 (305)을 포함할 수 있다. 거기서, 적어도 하나의 제2 압축기 스테이지의 임펠러는 제2 축과 함께 회전하기 위한 것과 같이 적어도 하나의 제2 축 (305) 상에 실장될 수 있다. The
일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 축 (303)은 복수의 제1 압축기 스테이지의 2개의 제1 압축기 스테이지, 예를 들어 2개의 후속적인 제1 압축기 스테이지를 구동할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 적어도 하나의 제2 축 (305)은 복수의 제2 압축기 스테이지의 2개의 제2 압축기 스테이지, 예를 들어 2개의 후속적인 제2 압축기 스테이지를 구동할 수 있다. In some implementations, the at least one
일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 축 (303)에는 전달 기전 (301)의 기어 휠과 맞물리는 피니언이 제공될 수 있고, 및/또는 적어도 하나의 제2 축 (305)에는 전달 기전 (301)의 기어 휠과 맞물리는 추가의 피니언이 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 전달 기전 (301)은 적어도 하나의 제1 축 (303)을 구동하기 위해 구성된 제1 기어 휠 (307) 및 적어도 하나의 제2 축 (305)을 구동하기 위해 구성된 제2 기어 휠 (308)을 포함할 수 있다. In some embodiments, at least one
대안적으로, 예를 들어 도 5에 개략적으로 묘사된 구현예에서, 전달 기전 (301)은 적어도 하나의 제1 축 (303)을 구동하고 그리고 적어도 하나의 제2 축 (305)을 구동하기 위해 구성된 하나의 중심 기어 휠 (307)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 제1 및 제2 압축기 스테이지를 (예를 들어, 직접적으로) 구동하기 위해 구성된 단일 숫 기어가 제공될 수 있다. Alternatively, in the embodiment schematically depicted in FIG. 5, for example, the
환언하면, 제1 직경을 갖는 제1 피니언은 적어도 하나의 제1 축 (303)에 연결될 수 있고 및/또는 제2 직경을 갖는 제2 피니언은 적어도 하나의 제2 축 (305)에 연결될 수 있다. 기어의 중심 기어 휠 (307)은 적어도 하나의 제1 축 및 적어도 하나의 제2 축을 회전으로 구동하기 위한 제1 피니언 및 제2 피니언과 직접적으로 맞물릴 수 있다. 도 5에 묘사된 구현예에서, 중심 기어 휠 (307)은 2개 또는 그 초과의 제1 축 (303) 및 2개 또는 그 초과의 제2 축 (305)에 연결된 각각의 피니언들과 직접적으로 맞물린다. 예를 들어, (단일) 중심 기어 휠은 3개, 4개 또는 그 초과의 제1 압축기 스테이지 및 3개, 4개 또는 그 초과의 제2 압축기 스테이지의 축을 직접적으로 구동할 수 있다. In other words, a first pinion having a first diameter may be connected to at least one
제1 피니언의 제1 직경은 제2 피니언의 제2 직경에 상응할 수 있다. 따라서, 제1 축 및 제2 축은 상응하는 회전 속도로 회전할 수 있다. 대안적으로, 제1 직경 및 제2 직경은 상이할 수 있다. 따라서, 제1 축 및 제2 축의 회전 속도는 적절하게 다르게 조정될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 압축기 스테이지의 회전 속도는 이를 통해 유도된 각각의 냉매의 특성에 적응될 수 있다. The first diameter of the first pinion may correspond to the second diameter of the second pinion. Thus, the first axis and the second axis can rotate at a corresponding rotational speed. Alternatively, the first diameter and the second diameter can be different. Thus, the rotational speeds of the first and second axes can be adjusted differently as appropriate. For example, the rotational speeds of the first and second compressor stages can be adapted to the characteristics of each refrigerant derived through it.
대안적인 구현예에서, 2개 또는 그 초과의 숫 기어들이 복수의 압축기 스테이지를 구동하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 숫 기어는 1개 이상의 제1 압축기 스테이지를 구동할 수 있고, 제2 숫 기어는 1개 이상의 제2 압축기 스테이지를 구동할 수 있다. In alternative implementations, two or more male gears may be provided to drive the plurality of compressor stages. For example, the first male gear can drive one or more first compressor stages, and the second male gear can drive one or more second compressor stages.
일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 축 및/또는 적어도 하나의 제2 축은 각각의 축의 반대편 단부 상에 배열될 수 있는 2개의 압축기 스테이지를 구동할 수 있다는 것이 인지된다. 도 3 및 도 5에서, 단일 축 상에 제공된 2개의 압축기 스테이지는 공통 축을 도시하는 연결 라인에 의해 연결된 반대방향으로 지향된 두 화살표 머리에 의해 개략적으로 설명되어 있다. 예를 들어, 하나의 압축기 스테이지의 제1 임펠러는 공통 축의 제1 부분에 실장될 수 있고, 추가의 압축기 스테이지의 제2 임펠러는 공통 축의 제2 부분에 실장될 수 있다. In some implementations, it is recognized that at least one first axis and / or at least one second axis can drive two compressor stages that can be arranged on opposite ends of each axis. In Figures 3 and 5, the two compressor stages provided on a single shaft are schematically illustrated by two oppositely oriented arrow heads connected by connecting lines showing a common axis. For example, the first impeller of one compressor stage may be mounted on the first part of the common axis and the second impeller of the further compressor stage may be mounted on the second part of the common axis.
다시 도 3 및 도 4를 참고로 하면, 본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에서, 제1 기어 휠 (307)은 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)를 구동할 수 있고, 제2 기어 휠 (308)은 복수의 제2 압축기 스테이지 (155)를 구동할 수 있다. 기어 휠은 각각 원동기 (160)에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 회전으로 구동하는 톱니가 있는 휠일 수 있다. 제1 및 제2 축은 그 위에 실장되고 각각의 톱니가 있는 휠과 맞물리는 피니언을 각각 포함할 수 있다. 제1 및 제2 축과 상기 축들 상에 실장된 임펠러(들)는 따라서 상이한 회전 속도로 회전할 수 있다. Referring again to FIGS. 3 and 4, in some embodiments that can be combined with other embodiments described herein, the
제2 기어 휠 (308)의 직경은 제1 기어 휠 (307)의 직경 보다 더 작을 수 있다. 제1 기어 휠 (307)이 제2 기어 휠 (308)과 직접적으로 맞물릴 때, 제2 기어 휠 (308)은 제1 기어 휠 (307)보다 더 높은 회전 속도로 회전할 수 있다. 따라서, 2 기어 휠 (308)에 의해 구동된 적어도 하나의 제2 축 (305)은 제1 기어 휠 (307)에 의해 구동된 적어도 하나의 제1 축 (303)보다 더 높은 회전 속도로 회전될 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 제1 축 (303)에 실장된 제1 압축기 스테이지(들)의 임펠러(들)는 적어도 하나의 제2 축 (305) 상에 실장된 제2 압축기 스테이지(들)의 임펠러(들)보다 더 높은 회전 속도로 회전될 수 있다. The diameter of the
본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에서, 압축기는 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)를 구동하는 2개 또는 그 초과의 제1 축을 포함할 수 있고, 여기서 상기 2개 또는 그 초과의 제1 축은 제1 기어 휠 (307)에 의해 구동될 수 있다. 적어도 하나의 제1 축은 2개의 순차적으로 배열된 제1 압축기 스테이지를 구동하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 적어도 하나의 제1 축은 단일의 제1 압축기 스테이지를 구동하도록 구성될 수 있다. 후자의 경우에, 단일의 제1 압축기 스테이지의 임펠러는 제1 축 상에 실장될 수 있다. In some implementations that can be combined with other embodiments described herein, the compressor can include two or more first shafts that drive the plurality of first compressor stages 151, where the two or The further first shaft can be driven by the
본 명세서에 기재된 다른 구현예와 조합될 수 있는 일부 구현예에서, 압축기는 복수의 제2 압축기 스테이지 (155)를 구동하는 2개 또는 그 초과의 제2 축을 포함할 수 있고, 여기서 상기 2개 또는 그 초과의 제2 축은 제2 기어 휠 (308)에 의해 구동될 수 있다. 적어도 하나의 제2 축은 2개의 순차적으로 배열된 제2 압축기 스테이지를 구동하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 적어도 하나의 제2 축은 복수의 제2 압축기 스테이지 중 단일의 것을 구동하도록 구성될 수 있다. In some implementations that can be combined with other embodiments described herein, the compressor can include two or more second shafts that drive a plurality of second compressor stages 155, wherein the two or The further second shaft can be driven by the
복수의 압축기 스테이지의 각각의 압축기 스테이지는 가스 유입구, 가스 유출구, 및 각각의 축 상에 실장된 적어도 하나의 임펠러를 포함할 수 있다. 각각의 임펠러는 축 방향 유입구 및 방사상 유출구를 갖는 방사상 임펠러일 수 있다. 임펠러를 통해 가공된 유체는 압축기 스테이지의 각각의 와류실에 수집될 수 있다. 임펠러는 쌍으로 될 수 있으며, 여기서 한 쌍의 임펠러 (예를 들어 2개의 후속적인 압축기 스테이지에 속함)가 공통의 회전 축 상에 실장될 수 있다. Each compressor stage of the plurality of compressor stages may include a gas inlet, a gas outlet, and at least one impeller mounted on each axis. Each impeller may be a radial impeller having an axial inlet and a radial outlet. The fluid processed through the impeller may be collected in each vortex chamber of the compressor stage. The impellers can be paired, where a pair of impellers (eg belonging to two subsequent compressor stages) can be mounted on a common axis of rotation.
일부 구현예에서, 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)는 가압된 제1 냉매가 절대압 10 bar 내지 40 bar, 특히 절대압 20 bar 내지 30 bar, 더 상세하게는 절대압 22 bar 내지 24 bar의 범위인 압력에서 복수의 제1 압축기 스테이지 (151) 중 가장 다운스트림인 제1 압축기 스테이지 (312)로부터 전달되도록 제1 냉매를 압축하도록 구성될 수 있다. 가장 업스트림인 제1 압축기 스테이지 (315)의 유입구에서 제1 냉매의 압력은 일부 구현예에서 절대압 1 bar 내지 절대압 2 bar 사이일 수 있다.In some embodiments, the plurality of first compressor stages 151 are pressures in which the pressurized first refrigerant is in the range of 10 bar to 40 bar absolute, in particular 20 bar to 30 bar absolute, more specifically 22 bar to 24 bar absolute. And may compress the first refrigerant to be delivered from the
대안적으로 또는 추가로, 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)는 가압된 제1 냉매가 60℃ 내지 100℃의 범위인 온도에서 복수의 제1 압축기 스테이지 (151) 중 가장 다운스트림인 제1 압축기 스테이지 (312)로부터 전달되도록 제1 냉매를 압축하도록 구성될 수 있고, 특히 상기 온도는 범위는 다음과 같다:75℃ 내지 85℃. 예를 들어, 2개의 제1 압축기 스테이지 사이에 냉각-간 스테이지는 제공되지 않을 수 있다. Alternatively or additionally, the plurality of first compressor stages 151 may comprise a first compressor that is the most downstream of the plurality of first compressor stages 151 at a temperature in which the pressurized first refrigerant ranges from 60 ° C. to 100 ° C. Can be configured to compress the first refrigerant to be delivered from the
일부 구현예에서, 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 (151)의 1개 이상의 임펠러가 실장되는 적어도 하나의 제1 축 (303)은 3.000 rpm (분당 회전수) 내지 7.000 rpm, 특히 약 4.000rpm 내지 약 5.500 rpm의 회전 속도로 회전하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 모든 제1 압축기 스테이지의 임펠러가 그 위에 실장된 2개 또는 그 초과의 제1 축이 제공될 수 있다. 각각의 제1 축은 3000rpm 내지 약 7000rpm의 회전 속도로 회전하도록 구성될 수 있다. 가장 업스트림인 제1 압축기 스테이지의 축은 가장 다운스트림인 제1 압축기 스테이지의 축보다 낮은 속도로 회전할 수 있다. In some embodiments, the at least one
복수의 제1 압축기 스테이지 (151)는 약 10,000 실제 m³/h 내지 약 70,000 실제 m³/h의 범위인 유량으로 압축된 제1 냉매를 전달할 수 있다. The plurality of first compressor stages 151 may deliver the first refrigerant compressed at a flow rate ranging from about 10,000 actual m³ / h to about 70,000 actual m³ / h.
복수의 제1 압축기 스테이지 (151)는 약 10 MW 내지 약 40 MW의 범위, 특히 약 25 MW 내지 약 35 MW의 범위인 동력을 흡수할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 복수의 제2 압축기 스테이지 (155)는 약 10 MW 내지 약 40 MW의 범위, 특히 약 25 MW 내지 약 35 MW의 범위인 동력을 흡수할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 원동기 (160)는 20 MW 내지 80 MW, 특히 50 MW 내지 70 MW의 범위인 동력을 제공할 수 있다.The plurality of first compressor stages 151 may absorb power in the range of about 10 MW to about 40 MW, in particular in the range of about 25 MW to about 35 MW. Alternatively or in addition, the plurality of second compressor stages 155 may absorb power in the range of about 10 MW to about 40 MW, in particular in the range of about 25 MW to about 35 MW. Thus, in some embodiments,
일부 구현예에서, 복수의 제2 압축기 스테이지 (155)는 가압된 제2 냉매가 절대압 50 bar 내지 100 bar, 특히 절대압 55 bar 내지 65 bar의 범위인 압력에서 복수의 제2 압축기 스테이지 (155) 중 가장 다운스트림인 제2 압축기 스테이지 (316)로부터 전달되도록 제2 냉매를 압축하도록 구성될 수 있다. 가장 업스트림인 제2 압축기 스테이지 (319)의 유입구에서 제2 냉매의 압력은 일부 구현예에서 절대압 10 bar 아래일 수 있다.In some embodiments, the plurality of second compressor stages 155 may include one of the plurality of second compressor stages 155 at a pressure in which the pressurized second refrigerant is in the range of 50 bar to 100 bar absolute, in particular 55 bar to 65 bar absolute. And may compress the second refrigerant to be delivered from the
일부 구현예에서, 복수의 제2 압축기 스테이지 (155)는 가압된 제2 냉매가 60℃ 내지 120℃, 특히 80℃ 내지 100℃의 범위인 온도에서 복수의 제2 압축기 스테이지 (155) 중 가장 다운스트림인 제2 압축기 스테이지 (316)로부터 전달되도록 제2 냉매를 압축하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 1개, 2개 또는 그 초과의 냉각-간 스테이지 (320)가 적어도 2개의 후속적인 제2 압축기 스테이지 사이에 제공될 수 있다. 따라서, 제2 냉매의 출구 온도가 감소될 수 있다. In some embodiments, the plurality of second compressor stages 155 is the most down of the plurality of second compressor stages 155 at temperatures in which the pressurized second refrigerant ranges from 60 ° C. to 120 ° C., in particular from 80 ° C. to 100 ° C. And may compress the second refrigerant to be delivered from the
1개 이상의 제2 압축기 스테이지의 임펠러(들)가 그 위에 실장된 적어도 하나의 제2 축 (305)은 7.000rpm 내지 20.000rpm, 특히 8.000rpm 내지 약 15.000 rpm의 회전 속도로 회전하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 2개 또는 그 초과의 제2 축이 모든 제2 압축기 스테이지 (155)의 임펠러를 구동하기 위해 제공될 수 있다. 가장 업스트림인 제2 압축기 스테이지 (319)의 축은 가장 다운스트림인 제2 압축기 스테이지 (316)의 축 (예를 들어 14.000rpm 내지 16.000rpm 사이의 속도)보다 낮은 속도 (예를 들어 9.000rpm 내지 11.000rpm 사이)로 회전할 수 있다. The at least one
도 4는 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)가 총 4개의 후속적으로 배열된 제1 압축기 스테이지를 포함하는 예시적인 구현예를 도시한다. 제1 압축기 스테이지의 업스트림 쌍은 회전 축에 의해 구동되고, 제1 압축기 스테이지의 다운스트림 쌍은 추가의 회전 축에 의해 구동되며, 여기서 양 회전 축은 제1 기어 휠 (307)에 의해 구동된다. 환언하면, 제1 압축기 스테이지의 업스트림 쌍의 임펠러는 공통 회전 축 상에 실장되고, 제1 압축기 스테이지의 다운스트림 쌍의 임펠러는 추가의 공통 회전 축 상에 실장된다. 대안적으로, 단지 제1 압축기 스테이지의 업스트림 쌍만 공통 회전 축에 의해 구동될 수 있고, 반면에 2개의 다운스트림인 제1 압축기 스테이지는 각각 별개의 회전 축에 의해 구동될 수 있거나, 또는 그 반대로 될 수 있다. 4 shows an exemplary embodiment in which a plurality of first compressor stages 151 comprises a total of four subsequently arranged first compressor stages. The upstream pair of first compressor stages is driven by a rotational axis, and the downstream pair of first compressor stages is driven by an additional rotational axis, where both rotational axes are driven by the
도 4의 예시적인 구현예에서, 복수의 제2 압축기 스테이지 (155)는 총 4개의 후속적으로 배열된 제2 압축기 스테이지를 포함한다. 제2 압축기 스테이지의 업스트림 쌍은 회전 축에 의해 구동되고, 제2 압축기 스테이지의 다운스트림 쌍은 추가의 회전 축에 의해 구동되며, 여기서 양 회전 축은 제2 기어 휠 (308)에 의해 구동된다. 환언하면, 제2 압축기 스테이지의 업스트림 쌍의 임펠러는 공통 회전 축 상에 실장되고, 제2 압축기 스테이지의 다운스트림 쌍의 임펠러는 추가의 공통 회전 축 상에 실장된다. 대안적으로, 단지 3개의 후속으로 배열된 제2 압축기 스테이지가 제공될 수 있고, 여기서 제2 압축기 스테이지의 업스트림 쌍은 공통 회전 축에 의해 구동될 수 있고, 다운스트림인 제2 압축기 스테이지는 별개의 회전 축에 의해 구동될 수 있거나, 또는 그 반대로 될 수 있다. In the exemplary embodiment of FIG. 4, the plurality of second compressor stages 155 includes a total of four subsequently arranged second compressor stages. The upstream pair of second compressor stages is driven by a rotational axis, and the downstream pair of second compressor stages is driven by an additional rotational axis, where both rotational axes are driven by a
압축기의 전달 기전 또는 기어에 의해 회전으로 구동되는 각각의 회전 축 상의 제1 및 제2 압축기 스테이지의 다른 가능한 배열 및 개수는 숙련가에게 분명할 것이다. Other possible arrangements and number of first and second compressor stages on each axis of rotation driven in rotation by the transmission mechanism or gears of the compressor will be apparent to the skilled person.
추가 양태에 따르면, 복수의 냉매를 압축하기 위한 압축기 배열이 제공된다. 압축기 배열은 상기에 기재된 압축기의 일부 또는 전부의 특징을 가질 수 있는 복수의 압축기 스테이지를 갖는 통합-기어식 터보-압축기 (150)를 포함한다. According to a further aspect, a compressor arrangement for compressing a plurality of refrigerants is provided. The compressor arrangement includes an integrated-gear turbo-
압축기 배열은 제1 냉각 라인, 예를 들어 제1 냉매가 이를 통해 흐르도록 적응된, 사전-냉각 루프의 일부인 제1 냉각 라인을 포함할 수 있고, 여기서 복수의 압축기 스테이지의 1개 이상의 제1 압축기 스테이지는 제1 냉각 라인을 통해 유동하는 제1 냉매를 가압하도록 적응된다. 압축기 배열은 제2 냉각 라인, 예를 들어 제2 냉매가 이를 통해 흐르도록 적응된, 냉각 루프의 일부인 제2 냉각 라인을 포함할 수 있고, 여기서 복수의 압축기 스테이지의 1개 이상의 제2 압축기 스테이지는 제2 냉각 라인을 통해 유동하는 제2 냉매를 가압하도록 적응된다. The compressor arrangement may comprise a first cooling line, for example a first cooling line that is part of a pre-cooling loop, adapted to flow therethrough, wherein at least one first compressor of the plurality of compressor stages. The stage is adapted to pressurize the first refrigerant flowing through the first cooling line. The compressor arrangement may comprise a second cooling line, for example a second cooling line that is part of a cooling loop adapted to flow therethrough, wherein the one or more second compressor stages of the plurality of compressor stages are It is adapted to pressurize the second refrigerant flowing through the second cooling line.
압축기 배열은 상기에 기재된 임의의 구현예에 따른 천연가스 액화 시스템에 사용될 수 있다. The compressor arrangement can be used in natural gas liquefaction systems according to any of the embodiments described above.
압축기 배열은 상기에 기재된 구현예의 일부 또는 모든 특징을 갖는 전달 기전 또는 기어를 포함할 수 있다. 또한, 모든 압축기 스테이지는 일부 구현예에서 단일 하우징에 포함될 수 있다. The compressor arrangement may include a transmission mechanism or gear having some or all of the features of the embodiments described above. In addition, all compressor stages may be included in a single housing in some embodiments.
본 명세서에 기재된 추가 양태에 따르면, 천연가스를 액화하는 방법이 제공된다. 본 명세서에 기재된 구현예에 따른 방법의 흐름 선도는 도 6에 개략적으로 묘사되어 있다. According to a further aspect described herein, a method of liquefying natural gas is provided. The flow diagram of the method according to the embodiments described herein is schematically depicted in FIG. 6.
박스 (710)에서, 복수의 압축기 스테이지를 갖는 통합-기어식 터보 압축기가 제공된다. 박스 (720)에서, 압축기는 원동기로 구동된다. 박스 (730)에서, 제1 냉매는 복수의 압축기 스테이지의 1개 이상의 제1 압축기 스테이지를 통해 순환되고, 제2 냉매는 복수의 압축기 스테이지의 1개 이상의 제2 압축기 스테이지를 통해 순환된다. 박스 (740)에서, 천연가스 및 제2 냉매 중 적어도 하나는 제1 냉매에 대한 열 교환에 의해 냉각된다. 박스 (750)에서, 천연가스는 제2 냉매에 대한 열 교환에 의해 냉각된다. In
일부 구현예에서, 압축된 제1 냉매 및/또는 압축된 제2 냉매는 응축될 수 있다. 응축된 제1 냉매는, 예를 들어, 복수의 순차적으로 배열된 제1 팽창 요소에서 팽창될 수 있다. In some embodiments, the compressed first refrigerant and / or the compressed second refrigerant can be condensed. The condensed first refrigerant may be expanded, for example, in a plurality of sequentially arranged first expansion elements.
일부 구현예에서, 제1 냉매는 복수의 부분적인 흐름으로 분할될 수 있다. In some embodiments, the first refrigerant can be divided into a plurality of partial flows.
일부 구현예에서, 제1 냉매의 적어도 일부는 복수의 제1 압축기 스테이지, 예를 들어 3개, 4개 또는 그 초과의 제1 압축기 스테이지에 의해 순차적으로 압축될 수 있고, 및/또는 제2 냉매는 복수의 제2 압축기 스테이지, 예를 들어 3개, 4개 또는 그 초과의 제2 압축기 스테이지에 의해 순차적으로 압축될 수 있다. In some embodiments, at least a portion of the first refrigerant may be sequentially compressed by a plurality of first compressor stages, for example three, four or more first compressor stages, and / or a second refrigerant Can be sequentially compressed by a plurality of second compressor stages, for example three, four or more second compressor stages.
이동 가능한 유입구 안내 날개는 복수의 제1 압축기 스테이지 중 적어도 하나의 입구에 제공될 수 있다. 이동 가능한 유입구 안내 날개는, 특히 부분적인 흐름의 유동 조건의 함수로서 복수의 제1 압축기 스테이지의 흡입 측에서 부분적인 흐름을 조절하도록 개별적으로 제어될 수 있다 A movable inlet guide vane may be provided at the inlet of at least one of the plurality of first compressor stages. The movable inlet guide vanes can be individually controlled to regulate the partial flow at the suction side of the plurality of first compressor stages, in particular as a function of the flow conditions of the partial flow.
일부 구현예에서, 본 방법은 추가로 하기를 포함할 수 있다: 복수의 감소하는 압력 수준에서 복수의 순차적으로 배열된 제1 팽창 요소를 통해 제1 냉매를 팽창시키는 단계; 천연가스로부터 열을 제거하기 위해 복수의 제1 열 교환기를 통해 제1 팽창 요소로부터 팽창된 제1 냉매의 일부를 순환시키는 단계; 및 팽창된 제1 냉매의 일부를 복수의 제1 열 교환기로부터 1개 이상의 제1 압축기 스테이지의 각각의 것으로 복귀시키는 단계.In some embodiments, the method can further include: expanding the first refrigerant through the plurality of sequentially arranged first expansion elements at a plurality of decreasing pressure levels; Circulating a portion of the expanded first refrigerant from the first expansion element through the plurality of first heat exchangers to remove heat from the natural gas; And returning a portion of the expanded first refrigerant from the plurality of first heat exchangers to each of the one or more first compressor stages.
일부 구현예에서, 본 방법은 추가로 하기를 포함할 수 있다: 복수의 감소하는 압력 수준에서 복수의 순차적으로 배열된 제1 보조 팽창 요소를 통해 제1 냉매를 팽창시키는 단계; 제2 냉매로부터 열을 제거하기 위해 복수의 제1 보조 열 교환기를 통해 팽창된 제1 냉매의 일부를 순환시키는 단계; 및 제1 냉매의 일부를 복수의 제1 보조 열 교환기로부터 1개 이상의 제1 압축기 스테이지의 각각의 것으로 복귀시키는 단계.In some embodiments, the method can further include: expanding the first refrigerant through the plurality of sequentially arranged first auxiliary expansion elements at a plurality of decreasing pressure levels; Circulating a portion of the expanded first refrigerant through the plurality of first auxiliary heat exchangers to remove heat from the second refrigerant; And returning a portion of the first refrigerant from the plurality of first auxiliary heat exchangers to each of the one or more first compressor stages.
원동기는 압축기의 전달 기전, 예를 들어 내부 기어를 구동할 수 있고, 여기서 상기 전달 기전은 적어도 하나의 제1 축 및 적어도 하나의 제2 축을 회전으로 구동할 수 있다. The prime mover may drive a transmission mechanism of the compressor, for example an internal gear, wherein the transmission mechanism may drive at least one first axis and at least one second axis in rotation.
적어도 하나의 제1 축은 상기 전달 기전에 의해 3.000rpm 또는 그 초과 및 7.000rpm 또는 그 미만의 회전 속도로 회전으로 구동될 수 있다. 1개 또는 2개의 제1 압축기 스테이지의 임펠러는 적어도 하나의 제1 축 상에 실장될 수 있고 적어도 하나의 축의 회전 속도로 회전할 수 있다. At least one first axis may be driven in rotation at a rotational speed of 3.000 rpm or more and 7.000 rpm or less by the transfer mechanism. The impellers of one or two first compressor stages may be mounted on at least one first axis and may rotate at a rotational speed of at least one axis.
적어도 하나의 제2 축은 상기 전달 기전에 의해 8.000rpm 또는 그 초과 및 15.000rpm 또는 그 미만의 회전 속도로 회전으로 구동될 수 있고 제2 압축기 스테이지 중 적어도 하나를 구동할 수 있다. 환언하면, 적어도 하나의 제2 압축기 스테이지의 임펠러는 적어도 하나의 제2 축 상에 실장될 수 있다. At least one second shaft may be driven in rotation at a rotational speed of 8.000 rpm or more and 15.000 rpm or less by the transfer mechanism and may drive at least one of the second compressor stages. In other words, the impeller of the at least one second compressor stage may be mounted on at least one second shaft.
일부 구현예에서, 제1 냉매는 압축기의 3개, 4개 또는 그 초과의 제1 압축기 스테이지를 통해 순차적으로 순환될 수 있고 절대압 10 bar 내지 40 bar, 특히 절대압 20 bar 내지 30 bar의 범위인 배출 압력으로 압축될 수 있다. In some embodiments, the first refrigerant may be sequentially circulated through three, four or more first compressor stages of the compressor and discharge in the range of absolute pressure 10 barbar to 40 barbar, in particular absolute bar 20 bar to 30 bar. Can be compressed to pressure.
일부 구현예에서, 제2 냉매는 압축기의 3개, 4개 또는 그 초과의 제2 압축기 스테이지를 통해 순차적으로 순환될 수 있고 절대압 40 bar 내지 100 bar, 특히 절대압 50 bar 내지 80 bar의 범위인 배출 압력으로 압축될 수 있다. In some embodiments, the second refrigerant can be sequentially circulated through three, four or more second compressor stages of the compressor and discharge in the range of 40 bar to 100 bar absolute, in particular 50 bar to 80 bar absolute. Can be compressed to pressure.
2개 또는 그 초과의 냉각 루프에서 순환하는 2개 또는 그 초과의 상이한 냉매를 압축하기 위한 통합-기어식 터보-압축기의 사용은 천연가스 액화 시스템의 향상된 효율과 따라서 감소된 전력 소비를 초래할 수 있고, 2개 또는 그 초과의 별개의 압축기 및 압축기 구동 단위가 있는 시스템과 비교할 때 상당한 비용 절감을 추가로 초래할 수 있다. 또한, 압축기의 기어는 각각의 압축기 스테이지가 적절한 회전 속도로 회전할 수 있도록 조정될 수 있다. 천연가스 액화 시스템에서 단일 압축기 단위를 사용하는 것은 비용, 차지하는 공간 및 유연성의 관점에서 이점이다. The use of an integrated-gear turbo-compressor to compress two or more different refrigerants circulating in two or more cooling loops can result in improved efficiency and thus reduced power consumption of the natural gas liquefaction system and This can additionally result in significant cost savings when compared to systems with two or more separate compressors and compressor drive units. In addition, the gears of the compressor can be adjusted so that each compressor stage can rotate at an appropriate rotational speed. The use of a single compressor unit in a natural gas liquefaction system is an advantage in terms of cost, footprint and flexibility.
제1 및 제2 압축기 스테이지의 수뿐만 아니라 압축기의 내부 기어의 세부사항 (예를 들어, 전달 기전의 세부사항)은 압축되는 냉매의 특성에 의존할 수 있다. 또한, 3개, 4개 또는 그 초과의 냉매가 통합-기어식 압축기에 의해 압축되는 경우, 더 큰 또는 변형된 전달 기전이 제공될 수 있다. The number of first and second compressor stages as well as the details of the internal gears of the compressor (eg the details of the transfer mechanism) may depend on the nature of the refrigerant being compressed. In addition, when three, four or more refrigerants are compressed by an integrated-gear compressor, larger or modified transfer mechanisms may be provided.
전술한 내용이 본 개시내용의 구현예에 대한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가의 구현예는 이들의 기본적 범위를 벗어남이 없이 고안될 수 있으며, 이들의 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정된다. While the foregoing is directed to embodiments of the present disclosure, other and further embodiments of the present disclosure may be devised without departing from the basic scope thereof, the scope of which is determined by the following claims. .
Claims (18)
상기 압축기 (150)를 구동하기 위한 단일 원동기 (160);
이를 통해 제1 냉매가 순환하도록 적응된 사전-냉각 루프로, 여기서 상기 복수의 압축기 스테이지 중 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 (151)가 상기 제1 냉매를 가압하도록 적응되는, 사전-냉각 루프 (110);
이를 통해 제2 냉매가 순환하도록 적응된 냉각 루프로, 여기서 상기 복수의 압축기 스테이지 중 1개 이상의 제2 압축기 스테이지 (155)가 상기 제2 냉매를 가압하도록 적응된, 냉각 루프 (130);
천연가스로부터 및/또는 상기 제2 냉매로부터 상기 제1 냉매로 열을 이전시키기 위한 제1 열 교환기 디바이스 (170); 및
천연가스로부터 제2 냉매로 열을 이전시키기 위한 제2 열 교환기 디바이스 (180)를 포함하되,
여기서 상기 단일 원동기 (160)는 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 (151) 및 제2 압축기 스테이지 (155) 각각을 구동하는, 천연가스 액화 시스템(100).An integrated-gear turbo-compressor 150 having a plurality of compressor stages;
A single prime mover (160) for driving the compressor (150);
This is a pre-cooling loop adapted to circulate a first refrigerant, wherein one or more first compressor stages 151 of the plurality of compressor stages are adapted to pressurize the first refrigerant 110. );
A cooling loop adapted to circulate a second refrigerant therethrough, wherein one or more second compressor stages 155 of the plurality of compressor stages are adapted to pressurize the second refrigerant;
A first heat exchanger device (170) for transferring heat from natural gas and / or from said second refrigerant to said first refrigerant; And
A second heat exchanger device 180 for transferring heat from natural gas to the second refrigerant,
Wherein the single prime mover (160) drives each of one or more first compressor stages (151) and second compressor stages (155).
상기 원동기에 의해 회전으로 구동되도록 구성된, 특히 기어를 포함하는, 전달 기전 (301);
상기 전달 기전 (301)에 의해 회전으로 구동되도록 구성되고 제1 압축기 스테이지의 중 적어도 하나를 구동하기 위해 구성된 적어도 하나의 제1 축 (303); 및
상기 전달 기전 (301)에 의해 회전으로 구동되도록 구성되고 제2 압축기 스테이지의 중 적어도 하나를 구동하기 위해 구성된 적어도 하나의 제2 축 (305). The system of claim 1 or 2, wherein the compressor 150 comprises:
A transmission mechanism (301), in particular comprising a gear, configured to be driven in rotation by the prime mover;
At least one first shaft 303 configured to be driven in rotation by the transfer mechanism 301 and configured to drive at least one of the first compressor stages; And
At least one second shaft (305) configured to be driven in rotation by the transfer mechanism (301) and configured to drive at least one of the second compressor stages.
상기 사전-냉각 루프 (110)에 순차적으로 배열되고 복수의 감소하는 압력 수준에서 제1 냉매를 팽창시키기 위해 구성된 복수의 제1 팽창 요소 (241, 243, 245, 247);
상기 복수의 제1 팽창 요소 (241, 243, 245, 247) 중 적어도 하나를 통해 팽창된 제1 냉매의 각각의 사전냉각 스트림을 수용하고 천연가스로부터 제1 냉매로 열을 이전시키기 위한 제1 열 교환기 디바이스 (170, 270)의 복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255); 및
상기 복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255)로부터 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)의 각각의 것으로 제1 냉매의 상기 사전냉각 스트림을 복귀시키기 위해 구성된 복수의 복귀 경로 (261, 263, 265, 267). The system of claim 8 comprising:
A plurality of first expansion elements (241, 243, 245, 247) sequentially arranged in the pre-cooling loop (110) and configured to expand the first refrigerant at a plurality of decreasing pressure levels;
A first row for receiving a respective precooling stream of the first refrigerant expanded through at least one of the plurality of first expansion elements 241, 243, 245, 247 and transferring heat from the natural gas to the first refrigerant A plurality of first heat exchangers 249, 251, 253, 255 of the exchanger devices 170, 270; And
A plurality of return paths 261 configured to return the precooled stream of first refrigerant from each of the plurality of first heat exchangers 249, 251, 253, 255 to each of the plurality of first compressor stages 151. 263, 265, 267).
사전-냉각 루프 (110)에 순차적으로 배열되고 복수의 감소하는 압력 수준에서 제1 냉매를 팽창시키기 위해 구성된 복수의 제1 보조 팽창 요소 (221, 223, 225, 227);
상기 복수의 제1 보조 팽창 요소 (221, 223, 225, 227) 중 적어도 하나를 통해 팽창된 상기 제1 냉매의 각각의 부분을 수용하고 제2 냉매로부터 제1 냉매로 열을 이전시키기 위해 구성된 제1 열 교환기 디바이스 (170, 270)의 복수의 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235); 및
복수의 제1 보조 열 교환기 (229, 231, 233, 235)로부터 상기 복수의 제1 압축기 스테이지 (151)의 각각의 것으로 제1 냉매의 상기 부분을 복귀시키기 위해 구성된 복수의 복귀 경로 (261, 263, 265, 267). The system of claim 10, comprising:
A plurality of first auxiliary expansion elements 221, 223, 225, 227 arranged sequentially in the pre-cooling loop 110 and configured to expand the first refrigerant at a plurality of decreasing pressure levels;
A first configured to receive each portion of the first refrigerant expanded through at least one of the plurality of first auxiliary expansion elements 221, 223, 225, 227 and transfer heat from the second refrigerant to the first refrigerant A plurality of first auxiliary heat exchangers 229, 231, 233, 235 of one heat exchanger device 170, 270; And
A plurality of return paths 261, 263 configured to return the portion of the first refrigerant from each of the plurality of first compressor stages 151 from a plurality of first auxiliary heat exchangers 229, 231, 233, 235. , 265, 267).
복수의 압축기 스테이지를 갖는 통합-기어식 터보-압축기 (150)를 제공하는 단계;
단일 원동기 (160)로 압축기 (150)를 구동하는 단계;
복수의 압축기 스테이지의 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 (151)를 통해 제1 냉매를 순환시키는 단계로, 상기 1개 이상의 제1 압축기 스테이지 (151)의 각각은 상기 단일 원동기 (160)에 의해 구동되는, 단계;
복수의 압축기 스테이지의 1개 이상의 제2 압축기 스테이지 (155)를 통해 제2 냉매를 순환시키는 단계로, 상기 1개 이상의 제2 압축기 스테이지 (155)의 각각은 상기 단일 원동기 (160)에 의해 구동되는, 단계;
천연가스 및 제2 냉매 중 적어도 하나를 제1 냉매에 대해 열 교환함에 의해 냉각하는 단계; 및
천연가스를 제2 냉매에 대해 열 교환함에 의해 냉각하는 단계.A method of liquefying natural gas, comprising the following steps:
Providing an integrated-gear turbo-compressor 150 having a plurality of compressor stages;
Driving the compressor 150 with a single prime mover 160;
Circulating a first refrigerant through one or more first compressor stages 151 of a plurality of compressor stages, wherein each of the one or more first compressor stages 151 is driven by the single prime mover 160. , step;
Circulating a second refrigerant through one or more second compressor stages 155 of a plurality of compressor stages, wherein each of the one or more second compressor stages 155 is driven by the single prime mover 160. , step;
Cooling at least one of the natural gas and the second refrigerant by heat exchanging the first refrigerant; And
Cooling the natural gas by heat exchanging the second refrigerant.
제1 냉매를 복수의 감소하는 압력 수준에서 복수의 순차적으로 배열된 제1 팽창 요소 (241, 243, 245, 247)를 통해 팽창시키는 단계;
천연가스로부터 열을 제거하기 위해 복수의 제1 열 교환기 (249, 251, 253, 255)를 통해 복수의 순차적으로 배열된 제1 팽창 요소로부터 제1 냉매의 부분을 순환시키는 단계; 및
제1 냉매의 부분을 복수의 제1 열 교환기로부터 상기 1개 이상의 제1 압축기 스테이지의 각각의 것으로 복귀시키는 단계.The method of claim 14, further comprising the following steps:
Expanding the first refrigerant through the plurality of sequentially arranged first expansion elements (241, 243, 245, 247) at a plurality of decreasing pressure levels;
Circulating a portion of the first refrigerant from the plurality of sequentially arranged first expansion elements through a plurality of first heat exchangers 249, 251, 253, 255 to remove heat from natural gas; And
Returning a portion of the first refrigerant from a plurality of first heat exchangers to each of the at least one first compressor stage.
상기 압축기의 전달 기전 (301)은 원동기 (160)에 의해 구동되고,
적어도 하나의 제1 축 (303)은 3.000 rpm 또는 그 초과 및 7.000 rpm 또는 그 미만의 회전 속도로 상기 전달 기전 (301)에 의해 회전으로 구동되고 제1 압축기 스테이지 중 적어도 하나를 구동하고;
적어도 하나의 제2 축 (305)은 8.000 rpm 또는 그 초과 및 20.000 rpm 또는 그 미만의 회전 속도로 상기 전달 기전 (301)에 의해 회전으로 구동되고 제2 압축기 스테이지 중 적어도 하나를 구동하는, 방법.The method according to claim 14 or 15,
The delivery mechanism 301 of the compressor is driven by prime mover 160,
At least one first shaft 303 is driven in rotation by the transfer mechanism 301 at a rotational speed of 3.000 rpm or more and 7.000 rpm or less and drives at least one of the first compressor stages;
At least one second axis (305) is driven rotationally by the transfer mechanism (301) at a rotational speed of 8.000 rpm or more and 20.000 rpm or less and drives at least one of the second compressor stages.
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