RU2786300C2

RU2786300C2 - Device for production of gas in gaseous form from liquefied gas

Info

Publication number: RU2786300C2
Application number: RU2021115907A
Authority: RU
Inventors: Бернард АОУН; Мартин БУИССАРТ
Original assignee: Газтранспорт Эт Технигаз
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2022-12-19

Abstract

FIELD: gas industry.

SUBSTANCE: device (10) for the production of gas in a gaseous form from liquefied gas includes first heat exchanger (24) containing first cooling circuit (24a) containing an inlet for liquefied gas, connected to first pipeline (18), which is intended for connection to an outlet for liquefied gas of at least one tank (14) for storage of liquefied gas, means (19) for evaporation by pressure release, which is included in the specified first pipeline, and at least one compressor (26, 28). The device additionally contains heater (25) containing an inlet for gas in at least partially liquid form, connected to the outlet of specified first circuit (24a), and an outlet for gas only in a gaseous form, connected to specified at least one compressor (26, 28).

EFFECT: simplification of a device.

25 cl, 7 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Настоящее изобретение, в частности, относится к устройству получения газа в газообразной форме из сжиженного газа.The present invention particularly relates to a device for producing gas in gaseous form from liquefied gas.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Известный уровень техники содержит документы FR-A1-3 066 257, WO-A1-2017/192136 и KR-A-2018 0093577.The prior art contains documents FR-A1-3 066 257, WO-A1-2017/192136 and KR-A-2018 0093577.

Для упрощения транспортировки газа, например, природного газа, на большие расстояния, газ обычно сжижают (превращая в сжиженный природный газ - СПГ) путем охлаждения его до криогенных температур, например, до -160°C при атмосферном давлении. Затем сжиженный газ загружают на специализированные суда.To facilitate the transportation of gas, such as natural gas, over long distances, the gas is usually liquefied (converting to liquefied natural gas - LNG) by cooling it to cryogenic temperatures, for example, to -160°C at atmospheric pressure. The liquefied gas is then loaded onto specialized vessels.

На судне для транспортировки сжиженного газа, например, СПГ, предусмотрена установка для выработки энергии с целью удовлетворения потребностей в энергии для функционирования судна, в частности, для приведения в движение судна и/или для выработки электроэнергии для бортового оборудования.A vessel for transporting liquefied gas, such as LNG, is provided with a power generation plant to meet the energy requirements for the operation of the vessel, in particular to propel the vessel and/or to generate electricity for on-board equipment.

В настоящее время такая установка содержит тепловые двигатели, потребляющие газ, поступающий из испарителя, куда подается сжиженный газ, транспортируемый в резервуаре или резервуарах судна.At present, such an installation contains heat engines that consume gas coming from an evaporator, where liquefied gas is supplied, transported in a tank or tanks of a ship.

В документе FR-A-2 837 783 предусмотрена подача газа в такой испаритель и/или другие системы, необходимые для приведения в движение, с использованием погружного насоса, установленного на дне резервуара судна.FR-A-2 837 783 provides for the supply of gas to such an evaporator and/or other systems necessary for propulsion using a submersible pump installed at the bottom of the ship's tank.

Известной практикой для ограничения испарения сжиженного газа является хранение его под давлением в резервуаре, позволяющим двигаться по кривой испарения рассматриваемого сжиженного газа, что повышает температуру испарения. Таким образом, сжиженный газ может храниться при более высоких температурах, что приводит к ограничению испарения газа.A known practice for limiting the evaporation of a liquefied gas is to store it under pressure in a tank, allowing it to follow the evaporation curve of the liquefied gas in question, which increases the evaporation temperature. In this way, the liquefied gas can be stored at higher temperatures, which limits gas evaporation.

Однако естественное испарение газа неизбежно; это явление известно как ОГЕИ (NBOG), что является аббревиатурой для выражения отпарной газ естественного испарения (Natural Boil-Off Gas) (в отличие от принудительного испарения или ОГПИ (FBOG), что является аббревиатурой для выражения отпарной газ принудительного испарения (Forced Boil-Off Gas)). Газ, который испаряется в резервуаре судна естественным образом, как правило, используют для питания вышеуказанной установки. В случае (первый случай), когда количество газа, испарившегося естественным образом, недостаточно для удовлетворения потребностей установки в отношении топливного газа, приводят в действие насос, погруженный в резервуар, для подачи большего количества топливного газа после принудительного испарения. В случае (второй случай), когда количество испарившегося газа слишком велико по сравнению с потребностями установки, избыточный газ, как правило, сжигают в установке сжигания газа, что приводит к потере топливного газа.However, natural evaporation of the gas is unavoidable; this phenomenon is known as NBOG, which is an abbreviation for Natural Boil-Off Gas (as opposed to forced evaporation or FBOG), which is an abbreviation for forced boil-off gas (Forced Boil-Off Gas). offgas)). The gas that naturally evaporates in the ship's tank is generally used to power the above plant. In the case (first case) where the amount of gas naturally evaporated is not sufficient to meet the fuel gas requirement of the plant, a pump immersed in the tank is operated to supply more fuel gas after the forced evaporation. In the case (second case) where the amount of evaporated gas is too large compared to the needs of the plant, the excess gas is generally flared in the gas flaring plant, resulting in waste of fuel gas.

В существующем уровне техники улучшения резервуаров таковы, что скорости естественного испарения (BOR) сжиженных газов становятся все более низкими, при этом оборудование судна становится все более эффективным. В результате в каждом из первого и второго случаев, описанных выше, расхождение между количеством газа, образующегося в результате естественного испарения, и количеством газа, необходимого для установки судна, очень велико.In the current state of the art, tank improvements are such that natural evaporation rates (BOR) of liquefied gases become progressively lower, while ship equipment becomes more efficient. As a result, in each of the first and second cases described above, the discrepancy between the amount of gas generated by natural evaporation and the amount of gas required to install the vessel is very large.

В связи с этим имеется растущий интерес к решениям, связанным с охлаждением сжиженного газа, содержащегося в резервуаре для хранения, и контролем ОГ, образующегося в этом резервуаре, таким как, например, установки повторного сжижения или охлаждения, например, описанные в заявке WO-A1-2016/075399. Идея, лежащая в основе этого документа, заключается в предложении устройства охлаждения сжиженного газа, позволяющего ограничить естественное испарение сжиженного газа при поддержании его в термодинамическом состоянии, что увеличивает время хранения. Однако технология теплообмена, описанная в этом документе, является дорогостоящей и неэффективной, а также имеет другие недостатки, описанные более подробно ниже.In this regard, there is a growing interest in solutions related to the cooling of the liquefied gas contained in the storage tank and the control of the exhaust gas generated in this tank, such as, for example, reliquefaction or cooling plants, for example, described in application WO-A1 -2016/075399. The idea behind this document is to propose a liquefied gas refrigeration device to limit the natural evaporation of the liquefied gas while maintaining it in a thermodynamic state, which increases the storage time. However, the heat transfer technology described in this document is expensive and inefficient, and has other disadvantages, described in more detail below.

Кроме того, на образование ОГЕИ оказывает влияние несколько параметров, например, перемещения жидкости и условия окружающей среды. Потребности судна в отношении энергии также значительно варьируются в зависимости от эксплуатации или скорости навигации. В связи с этим сложно найти эффективное решение для управления ОГ, поскольку количество ОГЕИ может значительно варьироваться.In addition, the formation of OHEI is influenced by several parameters, such as fluid movement and environmental conditions. The energy requirements of a ship also vary considerably depending on the operation or speed of navigation. In this regard, it is difficult to find an effective solution for exhaust gas management, since the number of OGEIs can vary significantly.

Было предложено принудительное испарение газа и выработка холода посредством вакуумного испарителя. Вакуумный испаритель содержит колбу для разделения фаз, установленную между средством испарения сжиженного газа, взятого из резервуара, и средством сброса давления в колбе. Это позволяет получить более высокую охлаждающую способность, которая может использоваться для охлаждения газа, содержащегося в основном резервуаре.Forced evaporation of the gas and generation of cold by means of a vacuum evaporator have been proposed. The vacuum evaporator comprises a flask for phase separation installed between the means for evaporating the liquefied gas taken from the reservoir and the means for depressurizing the flask. This allows a higher cooling capacity to be obtained, which can be used to cool the gas contained in the main tank.

Настоящее изобретение предлагает простое, эффективное и экономически выгодное улучшение существующей технологии.The present invention provides a simple, efficient and cost effective improvement to existing technology.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение предлагает устройство получения газа в газообразной форме из сжиженного газа, включающее:The present invention provides a device for producing gas in gaseous form from a liquefied gas, comprising:

первый теплообменник, содержащий первый контур охлаждения, содержащий входное отверстие для сжиженного газа, соединенное с первым трубопроводом, предназначенным для соединения с выходным отверстием для сжиженного газа по меньшей мере одного резервуара для хранения сжиженного газа,a first heat exchanger comprising a first refrigeration circuit comprising a liquefied gas inlet connected to a first conduit for connection to the liquefied gas outlet of at least one liquefied gas storage tank,

средство испарения путем сброса давления, которым оснащен указанный первый трубопровод, иmeans for evaporating by depressurizing said first conduit, and

по меньшей мере один компрессор,at least one compressor

отличающееся тем, что оно дополнительно содержит нагреватель, содержащий входное отверстие для газа по меньшей мере частично в жидкой форме, соединенное с выходным отверстием указанного первого контура, и выходное отверстие для газа только в газообразной форме, соединенное с указанным по меньшей мере одним компрессором.characterized in that it further comprises a heater comprising a gas inlet, at least partially in liquid form, connected to the outlet of said first circuit, and a gas outlet in gaseous form only, connected to said at least one compressor.

Таким образом, колба для разделения фаз вакуумного испарителя (VE) известного уровня техники заменена нагревателем. В отличие от колбы для разделения фаз, в которой содержится двухфазная смесь, нагреватель выполнен с возможностью подачи газа только в газообразной форме на выходе. Это упрощает архитектуру устройства, поскольку нет необходимости независимо контролировать жидкость и газ в колбе.The prior art vacuum evaporator (VE) phase separation flask is thus replaced by a heater. Unlike the phase separation flask, which contains a two-phase mixture, the heater is designed to supply gas only in gaseous form at the outlet. This simplifies the architecture of the device as there is no need to independently control the liquid and gas in the flask.

Устройство в соответствии с изобретением может содержать один или более следующих признаков, взятых отдельно друг от друга или в сочетании друг с другом:The device according to the invention may contain one or more of the following features, taken alone or in combination with each other:

указанные первый контур выполнен с возможностью нагрева текучей среды, циркулирующей в нем, с температуры, ниже или равной -165°C, до температуры, выше или равной -165°C,said first circuit is configured to heat the fluid circulating in it from a temperature below or equal to -165°C to a temperature above or equal to -165°C,

указанный нагреватель представляет собой теплообменник, который содержит третий контур, содержащий входное отверстие для газа по меньшей мере частично в жидкой форме, соединенное с выходным отверстием указанного первого контура, и выходное отверстие для газа только в газообразной форме, соединенное с указанным по меньшей мере одним компрессором,said heater is a heat exchanger that comprises a third circuit comprising a gas inlet, at least partially in liquid form, connected to an outlet of said first circuit, and a gas outlet in gaseous form only, connected to said at least one compressor ,

указанный третий контур выполнен с возможностью нагрева текучей среды, циркулирующей в нем, с температуры, ниже или равной -165°C, до температуры, выше или равной -50°C,said third circuit is configured to heat the fluid circulating therein from a temperature below or equal to -165°C to a temperature above or equal to -50°C,

теплообменник, образующий нагреватель, содержит четвертый контур, в котором циркулирует нагревающая текучая среда,the heat exchanger forming the heater comprises a fourth circuit in which the heating fluid circulates,

указанный четвертый контур выполнен с возможностью охлаждения текучей среды, циркулирующей в нем, с температуры, выше или равной 50°C, до температуры, ниже или равной 0°C,said fourth circuit is configured to cool the fluid circulating therein from a temperature above or equal to 50°C to a temperature below or equal to 0°C,

указанная нагревающая текучая среда представляет собой сжатый газ, взятый из выходного отверстия указанного по меньшей мере одного компрессора,said heating fluid is a compressed gas taken from the outlet of said at least one compressor,

выходное отверстие, предпочтительно единственное выходное отверстие, указанного по меньшей мере одного компрессора соединено с входным отверстием указанного четвертого контура теплообменника, образующего нагреватель,an outlet, preferably a single outlet, of said at least one compressor is connected to an inlet of said fourth heat exchanger loop forming a heater,

устройство содержит по меньшей мере два компрессора, установленных последовательно, причем выходное отверстие расположенного выше по потоку компрессора соединено с входным отверстием указанного четвертого контура теплообменника, образующего нагреватель, одно выходное отверстие которого соединено с входным отверстием расположенного ниже по потоку компрессора,the device comprises at least two compressors installed in series, wherein the outlet of the upstream compressor is connected to the inlet of said fourth heat exchanger circuit forming a heater, one outlet of which is connected to the inlet of the downstream compressor,

устройство содержит по меньшей мере два компрессора, установленных последовательно, причем выходное отверстие расположенного выше по потоку компрессора соединено с входным отверстием расположенного ниже по потоку компрессора, выходное отверстие которого соединено с входным отверстием указанного четвертого контура теплообменника, образующего нагреватель,the device comprises at least two compressors installed in series, wherein the outlet of the upstream compressor is connected to the inlet of the downstream compressor, the outlet of which is connected to the inlet of said fourth circuit of the heat exchanger forming the heater,

указанный четвертый контур имеет выходное отверстие, соединенное по меньшей мере с одним компрессором,said fourth circuit has an outlet connected to at least one compressor,

входное отверстие указанного третьего контура также соединено с выходным отверстием (45) для газа в газообразной форме указанного резервуара,the inlet of the specified third circuit is also connected to the outlet (45) for gas in the gaseous form of the specified tank,

указанный первый теплообменник содержит второй контур, содержащий входное отверстие для сжиженного газа, соединенное с третьим трубопроводом, который предназначен для соединения с выходным отверстием для сжиженного газа указанного резервуара; второй контур может последовательно представлять собой контур охлаждения и контур нагрева в зависимости от режима работы устройства,said first heat exchanger comprises a second circuit comprising a liquefied gas inlet connected to a third conduit which is intended to be connected to a liquefied gas outlet of said reservoir; the second circuit can be sequentially a cooling circuit and a heating circuit, depending on the operating mode of the device,

указанный первый теплообменник содержит пятый контур нагрева, содержащий входное отверстие для газа в газообразной форме, соединенное с четвертым трубопроводом, который предназначен для соединения с выходным отверстием указанного компрессора или расположенного ниже по потоку компрессора в случае двух последовательных компрессоров,said first heat exchanger comprises a fifth heating circuit containing an inlet for gas in gaseous form, connected to a fourth pipeline, which is designed to be connected to the outlet of said compressor or a downstream compressor in the case of two compressors in series,

указанный второй контур выполнен с возможностью охлаждения текучей среды, циркулирующей в нем, с температуры, ниже или равной -160°C, до температуры, ниже или равной -165°C, и/или указанный пятый контур выполнен с возможностью охлаждения текучей среды, циркулирующей в нем, с температуры, ниже или равной -100°C, до температуры, ниже или равной -130°C,said second circuit is configured to cool the fluid circulating therein from a temperature below or equal to -160°C to a temperature below or equal to -165°C, and/or said fifth circuit is configured to cool the fluid circulating in it, from a temperature below or equal to -100°C to a temperature below or equal to -130°C,

выходное отверстие указанного четвертого контура также соединено с входным отверстием указанного пятого контура,the outlet of said fourth circuit is also connected to the inlet of said fifth circuit,

устройство содержит пятый трубопровод, оснащенный средством расширения, содержащим входное отверстие, соединенное с выходным отверстием указанного пятого контура, и выходное отверстие, предназначенное для соединения с входным отверстием для сжиженного газа указанного резервуара,the device contains a fifth pipeline equipped with an expansion means containing an inlet connected to the outlet of the specified fifth circuit, and an outlet designed to be connected to the inlet for liquefied gas of the specified tank,

устройство содержит шестой трубопровод, входное отверстие которого соединено с выходным отверстием указанного второго контура, а выходное отверстие соединено с входным отверстием для сжиженного газа указанного резервуара,the device contains a sixth pipeline, the inlet of which is connected to the outlet of the specified second circuit, and the outlet is connected to the inlet for liquefied gas of the specified tank,

указанное входное отверстие для газа указанного пятого контура соединено с выходным отверстием указанного компрессора или расположенного ниже по потоку компрессора в случае двух последовательных компрессоров, посредством шестого контура второго теплообменника,said gas inlet of said fifth circuit is connected to the outlet of said compressor, or a downstream compressor in the case of two compressors in series, by means of a sixth circuit of a second heat exchanger,

указанный шестой контур выполнен с возможностью охлаждения текучей среды, циркулирующей в нем с температуры, выше или равной 0°C, до температуры, ниже или равной -100°C,said sixth circuit is configured to cool the fluid circulating in it from a temperature above or equal to 0°C to a temperature below or equal to -100°C,

указанный второй теплообменник содержит седьмой контур, входное отверстие которого соединено с выходным отверстием для газа в газообразной форме указанного резервуара, а выходное отверстие соединено с указанным компрессором или с расположенным ниже по потоку компрессором в случае двух последовательных компрессоров,said second heat exchanger comprises a seventh circuit, the inlet of which is connected to an outlet for gas in the gaseous form of said reservoir, and the outlet is connected to said compressor or to a downstream compressor in the case of two compressors in series,

указанный седьмой контур выполнен с возможностью нагрева текучей среды, циркулирующей в нем, с температуры, ниже или равной -100°C, до температуры, выше или равной -50°C.said seventh circuit is configured to heat the fluid circulating therein from a temperature below or equal to -100°C to a temperature above or equal to -50°C.

Настоящее изобретение также относится к судну, в частности, для транспортировки сжиженного газа, включающему по меньшей мере одно устройство, как описано выше.The present invention also relates to a ship, in particular for transporting liquefied gas, comprising at least one device as described above.

Настоящее изобретение также относится к способу получения газа в газообразной форме из сжиженного газа посредством устройства, как описано выше, отличающемуся тем, что он содержит этап, на котором берут сжиженный газ и полностью испаряют этот газ перед подачей в указанный по меньшей мере один компрессор.The present invention also relates to a process for producing a gas in gaseous form from a liquefied gas by means of a device as described above, characterized in that it comprises the step of taking a liquefied gas and completely evaporating this gas before being fed into said at least one compressor.

Испарение может быть осуществлено путем нагрева сжиженного газа нагревающей текучей средой, которая может представлять собой сжатый газ, взятый из выходного отверстия указанного по меньшей мере одного компрессора. Сжатый газ предпочтительно берут между двумя компрессорами, установленными последовательно, или на выходе из двух компрессоров, установленных последовательно.Evaporation may be carried out by heating the liquefied gas with a heating fluid, which may be a compressed gas taken from the outlet of said at least one compressor. The compressed gas is preferably taken between two compressors in series or at the outlet of two compressors in series.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Настоящее изобретение станет более понятным, и другие детали, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными после прочтения следующего далее описания, приведенного в качестве неограничивающего примера и со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:The present invention will become better understood and other details, features and advantages of the present invention will become more apparent upon reading the following description, given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which:

[Фиг. 1] Фиг. 1 представляет собой схематический вид первого варианта выполнения устройства в соответствии с изобретением, которым в данном случае оснащено судно,[Fig. 1] FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of the device according to the invention, which in this case is equipped with a ship,

[Фиг. 2] Фиг. 2 представляет собой схематический вид второго варианта выполнения устройства в соответствии с изобретением, которым в данном случае оснащено судно,[Fig. 2] FIG. 2 is a schematic view of a second embodiment of the device according to the invention, which in this case is equipped with a ship,

[Фиг. 3] Фиг. 3 представляет собой схематический вид третьего варианта выполнения устройства в соответствии с изобретением, которым в данном случае оснащено судно;[Fig. 3] FIG. 3 is a schematic view of a third embodiment of the device according to the invention, which in this case is equipped with a ship;

[Фиг. 4] Фиг. 4 представляет собой схематический вид четвертого варианта выполнения устройства в соответствии с изобретением, которым в данном случае оснащено судно,[Fig. 4] FIG. 4 is a schematic view of a fourth embodiment of the device according to the invention, which in this case is equipped with a ship,

[Фиг. 5] Фиг. 5 представляет собой схематический вид пятого варианта выполнения устройства в соответствии с изобретением, которым в данном случае оснащено судно, и[Fig. 5] FIG. 5 is a schematic view of a fifth embodiment of the device according to the invention, which in this case is equipped with a ship, and

[Фиг. 6] Фиг. 6 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий режим работы устройства, показанного на Фиг. 5.[Fig. 6] FIG. 6 is a schematic view illustrating the mode of operation of the device shown in FIG. five.

[Фиг. 7] Фиг. 7 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий другой режим работы устройства, показанного на Фиг. 5.[Fig. 7] FIG. 7 is a schematic view illustrating another mode of operation of the device shown in FIG. five.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На Фиг. 1 показан первый вариант выполнения устройства 10 в соответствии с изобретением, позволяющего, в частности, получать газ в газообразной форме из сжиженного газа.On FIG. 1 shows a first embodiment of an apparatus 10 according to the invention, which in particular makes it possible to produce gas in gaseous form from a liquefied gas.

Устройство 10, в частности, но не исключительно, подходит для подачи топливного газа на судно, например, судно для транспортировки сжиженного газа (Фиг. 1-3).The device 10 is particularly, but not exclusively, suitable for supplying fuel gas to a vessel, such as an LPG vessel (FIGS. 1-3).

Судно содержит один или более резервуаров 14 для хранения сжиженного газа. Газ представляет собой, например, метан или смесь газов, содержащую метан. Один или каждый резервуар 14 может содержать газ в сжиженной форме при заданном давление и температуре, например, при атмосферном давлении и температуре порядка -160°C. Один или более резервуаров 14 судна могут быть соединены с установкой 12 для выработки энергии на судне. Таким образом, количество резервуаров не ограничено. Оно составляет, например, от 1 до 6. Каждый резервуар 14 может иметь объем от 1000 до 50000 м³.The vessel contains one or more tanks 14 for storing liquefied gas. The gas is, for example, methane or a mixture of gases containing methane. One or each reservoir 14 may contain a gas in liquefied form at a given pressure and temperature, such as atmospheric pressure and a temperature in the order of -160°C. One or more of the ship's tanks 14 may be connected to the ship's power generation plant 12. Thus, the number of tanks is not limited. It is, for example, from 1 to 6. Each tank 14 may have a volume of 1,000 to 50,000 m ³ .

Далее выражение «резервуар» следует интерпретировать как «один или каждый резервуар».Further, the expression "reservoir" should be interpreted as "one or each reservoir".

Резервуар 14 содержит сжиженный газ 14a, а также газ 14b, образующийся в результате испарения, в частности, естественного испарения, сжиженного газа 14a в резервуаре 14. Очевидно, что сжиженный газ 14a хранится на дне резервуара 14, тогда как отпарной газ 14b находится над уровнем сжиженного газа в резервуаре, схематически показанном буквой N.Tank 14 contains liquefied gas 14a as well as gas 14b resulting from evaporation, in particular natural evaporation, of liquefied gas 14a in tank 14. Obviously, liquefied gas 14a is stored at the bottom of tank 14, while boil-off gas 14b is above the level liquefied gas in a tank, shown schematically by the letter N.

Далее аббревиатура «СПГ» (LNG) означает сжиженный газ, то есть газ в жидкой форме, аббревиатура «ОГ» (BOG) означает отпарной газ, аббревиатура «ОГЕИ» (NBOG) означает отпарной газ естественного испарения, и аббревиатура «ОГПИ» (FBOG) означает отпарной газ принудительного испарения, эти аббревиатуры известны специалисту в данной области техники, поскольку они соответствуют первым буквам соответствующих выражений на английском языке.Further, the abbreviation "LNG" (LNG) means liquefied gas, that is, gas in liquid form, the abbreviation "OG" (BOG) means boil-off gas, the abbreviation "OGEI" (NBOG) means natural evaporation boil-off gas, and the abbreviation "OGPI" (FBOG ) stands for forced evaporation boil-off gas, these abbreviations are known to the person skilled in the art as they correspond to the first letters of the corresponding expressions in English.

В варианте выполнения, показанном на Фиг. 1, насосы 16a, 16b погружены в СПГ в резервуаре 14 и предпочтительно расположены в нижней части резервуара, чтобы в них подавался только СПГ.In the embodiment shown in FIG. 1, pumps 16a, 16b are immersed in LNG in tank 14 and are preferably located at the bottom of the tank so that only LNG is supplied to them.

В данном случае показано два насоса 16a, 16b. Насос 16a соединен с одним концом, в данном случае с нижним концом, трубопровода 18. Насос 16b соединен с одним концом, в данном случае с нижним концом, трубопровода 20. В альтернативном варианте выполнения может быть установлено больше насосов каждого типа, например, для создания избыточности насосов 16a и 16b или для использования существующих насосов, например, распылительных насосов, уже установленных на судне (в этом случае функция насоса 16b может выполняться четырьмя распылительными насосами, каждый из которых находится в четырех отдельных резервуарах). В альтернативном варианте выполнения также могут использоваться насосы для топливного газа, уже установленные на судне (в этом случае функция насоса 16a может выполняться насосом (насосами) для топливного газа, каждый из которых установлен в одном или более отдельных резервуарах).In this case, two pumps 16a, 16b are shown. Pump 16a is connected to one end, in this case the lower end, of conduit 18. Pump 16b is connected to one end, in this case the lower end, of conduit 20. Alternatively, more pumps of each type may be installed, for example, to create redundancy of pumps 16a and 16b, or to use existing pumps, such as spray pumps already installed on the vessel (in this case, the function of pump 16b can be performed by four spray pumps, each in four separate tanks). Alternatively, fuel gas pumps already installed on the vessel may also be used (in which case the function of pump 16a could be performed by fuel gas pump(s) each installed in one or more separate tanks).

Трубопровод 20 содержит верхний конец, соединенный со штангой 22 для распыления капель СПГ, расположенной в верхней части резервуара 14 над уровнем N. Таким образом, штанга 22 выполнена с возможностью распыления капель СПГ в ОГЕИ. Это приводит к повторной конденсации ОГЕИ в резервуаре 14. Насос 16b выполнен с возможностью осуществления циркуляции СПГ в трубопроводе 20 из нижней части резервуара 14 в штангу 22 и распыления СПГ в виде капель. На практике в основном резервуаре может присутствовать газовый свод, тогда как ОГЕИ может циркулировать в трубопроводах.Conduit 20 has an upper end connected to an LNG droplet spraying rod 22 located in the upper part of the tank 14 above the N level. This causes the OHEI to recondense in tank 14. Pump 16b is configured to circulate the LNG in conduit 20 from the bottom of tank 14 to boom 22 and spray the LNG in droplets. In practice, a gas dome may be present in the main tank, while OGEI may circulate in pipelines.

Насос 16a выполнен с возможностью осуществления циркуляции СПГ в трубопроводе 18 из нижней части резервуара 14 в теплообменник 24. Трубопровод 18 содержит средство 19 сброса давления для понижения давления СПГ, циркулирующего в трубопроводе 18, перед подачей в теплообменник 24. Средство 19 сброса давления содержит, например, клапан Джоуля-Томсона.Pump 16a is configured to circulate LNG in conduit 18 from the bottom of tank 14 to heat exchanger 24. Conduit 18 includes pressure relief means 19 for depressurizing the LNG circulating in conduit 18 before being supplied to heat exchanger 24. Pressure relief means 19 comprises, for example , Joule-Thomson valve.

Следовательно, циркуляция СПГ в трубопроводе 18 и через средство 19 сброса давления вызывает частичное испарение СПГ перед подачей в теплообменник 24.Therefore, the circulation of the LNG in the conduit 18 and through the pressure relief means 19 causes the LNG to partially vaporize before being fed into the heat exchanger 24.

В показанном примере теплообменник 24 содержит три контура теплообмена, и первый контур 24a имеет входное отверстие, соединенное с трубопроводом 18, для подачи двухфазного газа, выходящего из средства 19 сброса давления, в первый контур 24a.In the example shown, the heat exchanger 24 comprises three heat exchange circuits, and the first circuit 24a has an inlet connected to a conduit 18 for supplying the two-phase gas leaving the pressure relief means 19 to the first circuit 24a.

Выходное отверстие первого контура 24a соединено с входным отверстием нагревателя 25, выходное отверстие которого в данном случае соединено с единственным входным отверстием первого компрессора 26. Компрессор 26, называемый расположенным выше по потоку компрессором, в данном случае имеет единственное выходное отверстие, соединенное с первым входным отверстием компрессора 28, называемым расположенным ниже по потоку компрессором. Компрессор 28 в данном случае имеет единственное выходное отверстие, соединенное с установкой 12 посредством одного из каналов трехходового клапана 46.The outlet of the first circuit 24a is connected to the inlet of the heater 25, the outlet of which in this case is connected to the single inlet of the first compressor 26. The compressor 26, referred to as the upstream compressor, in this case has a single outlet connected to the first inlet compressor 28, referred to as the downstream compressor. The compressor 28 in this case has a single outlet connected to the unit 12 through one of the channels of the three-way valve 46.

Теплообменник 24 содержит второй контур 24b, содержащий входное отверстие, соединенное трубопроводом 30 с одним из каналов трехходового клапана 38a, два других канала которого соответственно соединены с трубопроводом 20 и штангой 22.The heat exchanger 24 includes a second circuit 24b containing an inlet connected by a pipeline 30 to one of the channels of the three-way valve 38a, the other two channels of which are respectively connected to the pipeline 20 and the rod 22.

Выходное отверстие второго контура 24b соединено с трубопроводом 32, который также соединен с одним из каналов трехходового клапана 38b, другой канал которого соединен со штангой 22.The outlet of the second circuit 24b is connected to the pipeline 32, which is also connected to one of the channels of the three-way valve 38b, the other channel of which is connected to the rod 22.

Теплообменник 24 содержит третий контур 24c, содержащий выходное отверстие, соединенное трубопроводом 34 с последним каналом трехходового клапана 38b, а также с системой 35 плунжерного типа для повторной подачи СПГ в резервуар 14, предпочтительно в нижнюю часть резервуара. Трубопровод 34 оснащен средством 36 расширения, выполненным с возможностью понижения давления газа и повторной конденсации перед повторной подачей в резервуар 14.The heat exchanger 24 includes a third circuit 24c containing an outlet connected by conduit 34 to the last port of the three-way valve 38b, as well as to a plunger-type system 35 for re-feeding the LNG into tank 14, preferably at the bottom of the tank. Conduit 34 is provided with an expansion means 36 configured to depressurize the gas and re-condense before being re-supplied to reservoir 14.

Средство 36 расширения содержит, например, клапан Джоуля-Томсона, для понижения температуры газа за счет адиабатического расширения.The expansion means 36 includes, for example, a Joule-Thomson valve for lowering the temperature of the gas by adiabatic expansion.

Расширение или сброс давления по Джоулю-Томсону представляет собой стационарное и медленное ламинарное расширение, осуществляемое при пропускании потока газа через пробку (в основном из ваты или шелка-сырца) в изолированной и горизонтальной трубе, причем давление, преобладающее слева и справа от пробки, отличается. В случае реальных газов расширение Джоуля-Томсона, как правило, сопровождается изменением температуры: это и есть эффект Джоуля-Томсона.Joule-Thomson expansion or depressurization is a stationary and slow laminar expansion carried out by passing a gas flow through a plug (mainly made of cotton or raw silk) in an insulated and horizontal pipe, and the pressure prevailing to the left and right of the plug is different . In the case of real gases, the expansion of the Joule-Thomson is usually accompanied by a change in temperature: this is the Joule-Thomson effect.

Трубопровод 32 также соединен другими трехходовыми клапанами 38a’, 38b’ с распылительными штангами 22 и системами 35 повторной подачи СПГ из других резервуаров 14 судна.The conduit 32 is also connected by other three-way valves 38a', 38b' to the spray booms 22 and LNG re-supply systems 35 from other vessels' tanks 14.

Входное отверстие третьего контура 24c соединено с выходным отверстием контура 42b другого теплообменника 42, входное отверстие которого соединено с оставшимся каналом трехходового клапана 46. Теплообменник 42 содержит другой контур 42a, одно выходное отверстие которого соединено со вторым входным отверстием компрессора 28.The inlet of the third circuit 24c is connected to the outlet of the circuit 42b of another heat exchanger 42, the inlet of which is connected to the remaining channel of the three-way valve 46. The heat exchanger 42 contains another circuit 42a, one outlet of which is connected to the second inlet of the compressor 28.

Входное отверстие контура 42a соединено с выходным отверстием 45 для ОГ резервуара 14 или каждого резервуара 14.The inlet of the circuit 42a is connected to the exhaust outlet 45 of the tank 14 or each tank 14.

Контур 24a представляет собой холодный контур, причем текучая среда, циркулирующая в этом контуре, и в данном случае СПГ пониженного давления, подлежит нагреву за счет циркуляции в этом контуре для частичного испарения. Она подлежит нагреву и, следовательно, отдает холод. Поэтому контур 24a считается контуром охлаждения.Circuit 24a is a cold circuit and the fluid circulating in this circuit, and in this case the reduced pressure LNG, is to be heated by circulating in this circuit for partial evaporation. It is subject to heating and, therefore, gives off cold. Therefore circuit 24a is considered a cooling circuit.

Контур 24b представляет собой горячий контур и, следовательно, контур нагрева в первом случае, и холодный контур и, следовательно, контур охлаждения во втором случае, причем текучая среда, циркулирующая в этом контуре, и в данном случае СПГ, поступающий из резервуара 14, подлежит охлаждению за счет циркуляции в этом контуре. Следует понимать, что сброс давления перед трубопроводом 24a позволяет снизить температуру испарения, что позволяет получить ОГПИ за счет теплообмена с СПГ, взятым из резервуара и циркулирующим в контуре 24b. Испарение с получением ОГПИ требует подачи тепла, отдаваемого СПГ, циркулирующим в контуре 24b; следовательно, оно является источником холода для охлаждения СПГ, циркулирующего в контуре 24b.Circuit 24b is a hot circuit and therefore a heating circuit in the first case, and a cold circuit and therefore a cooling circuit in the second case, the fluid circulating in this circuit, and in this case the LNG coming from tank 14, is subject to cooling due to circulation in this circuit. It should be understood that the depressurization upstream of conduit 24a makes it possible to lower the evaporation temperature, which makes it possible to obtain OGTL due to heat exchange with LNG taken from the reservoir and circulating in loop 24b. Evaporation to produce OGTI requires the supply of heat given off by the LNG circulating in loop 24b; therefore, it is a source of cold for cooling the LNG circulating in loop 24b.

Контур 24c представляет собой горячий контур и, следовательно, контур нагрева, причем текучая среда, циркулирующая в этом контуре, и в данном случае сжатый газ, выходящий из компрессоров 26, 28, подлежит охлаждению за счет циркуляции в этом контуре. Расширение после контура 24c позволяет осуществить повторную конденсацию газа и повторное сжижение перед повторной подачей в резервуар 14.Circuit 24c is a hot circuit and therefore a heating circuit, the fluid circulating in this circuit, and in this case the compressed gas leaving the compressors 26, 28, to be cooled by circulating in this circuit. The expansion downstream of loop 24c allows the gas to be recondensed and reliquefied before being re-supplied to reservoir 14.

В первом случае СПГ, поступающий из резервуара 14, подается насосом 16a в средство 19 сброса давления, а затем циркулирует в холодном контуре 24a теплообменника 24. В то же время СПГ из резервуара 14 подается насосом 16b в горячий контур 24b теплообменника 24. В связи с этим теплообмен между этими контурами приводит к:In the first case, the LNG coming from the tank 14 is supplied by the pump 16a to the pressure relief means 19 and then circulated in the cold circuit 24a of the heat exchanger 24. At the same time, the LNG from the tank 14 is supplied by the pump 16b to the hot circuit 24b of the heat exchanger 24. In connection with This heat exchange between these circuits leads to:

нагреву частично испаренного СПГ пониженного давления с целью продолжения испарения, которое завершается в нагревателе 25, иheating the partially vaporized reduced pressure LNG to continue the vaporization which is completed in the heater 25, and

охлаждению СПГ, который повторно подается в резервуар 14 через систему 35 или штангу 22.cooling LNG, which is re-supplied to tank 14 through system 35 or rod 22.

Во втором случае сжатый газ, поступающий из компрессора 28, циркулирует в контуре 24c перед расширением и повторным сжижением. В то же время СПГ из резервуара 14 подается насосом 16b в холодный контур 24b теплообменника 24. В связи с этим теплообмен между этими контурами приводит к:In the second case, the compressed gas from compressor 28 circulates in circuit 24c before being expanded and reliquefied. At the same time, LNG from tank 14 is pumped by pump 16b to cold circuit 24b of heat exchanger 24. Therefore, heat exchange between these circuits leads to:

нагреву СПГ, который повторно подается в резервуар 14 через систему 35,heating LNG, which is re-supplied to tank 14 through system 35,

охлаждению сжатого газа, который затем расширяется и повторно сжижается перед подачей в резервуар 14 через систему 35.cooling the compressed gas, which is then expanded and reliquefied before being fed into tank 14 through system 35.

Компрессоры 26, 28 могут представлять собой два независимых компрессора или две ступени сжатия одного компрессора. Таким образом, компрессоры 26, 28 могут быть объединены.Compressors 26, 28 may be two independent compressors or two compression stages of one compressor. Thus, the compressors 26, 28 can be combined.

Выходное отверстие компрессора 28 соединено с установкой 12 для подачи в нее топливного газа. Компрессор 28 выполнен с возможностью сжатия газа до рабочего давления, подходящего для использования в установке 12.The outlet of the compressor 28 is connected to the installation 12 for supplying fuel gas into it. Compressor 28 is configured to compress the gas to an operating pressure suitable for use in plant 12.

В варианте выполнения, показанном на Фиг. 1, задача нагревателя 25 заключается в нагреве и полном испарении газа на выходе из контура 24a, и для этого он содержит контур 25a нагрева, который может представлять собой электрический контур или контур циркуляции теплоносителя, например, водяного пара.In the embodiment shown in FIG. 1, the task of the heater 25 is to heat and completely vaporize the gas at the outlet of the circuit 24a, and for this it contains a heating circuit 25a, which can be an electrical circuit or a circulation circuit for a heat carrier, for example, water vapor.

Предпочтительно на входе в нагреватель 25 двухфазный газ имеет давление от 120 до 800 мбар, предпочтительно от 300 до 800 мбар, и температуру от -182°C до -151°C, а на выходе из нагревателя газ в газообразной форме имеет давление, равное давлению на входе минус падение давления в нагревателе, и температуру от -120°C до -15°C.Preferably, at the inlet to the heater 25, the two-phase gas has a pressure of 120 to 800 mbar, preferably from 300 to 800 mbar, and a temperature of -182°C to -151°C, and at the outlet of the heater, the gas in gaseous form has a pressure equal to the pressure at the inlet minus the pressure drop in the heater, and the temperature from -120°C to -15°C.

На Фиг. 2 показан альтернативный вариант выполнения устройства 10, который отличается от показанного на Фиг. 1 тем, что нагреватель 25’ содержит контур 25a текучей среды, входное отверстие которого соединено с выходным отверстием (предпочтительно единственным выходным отверстием) компрессора 26, а выходное отверстие соединено с входным отверстием компрессора 28.On FIG. 2 shows an alternative embodiment of the device 10 which differs from that shown in FIG. 1 in that the heater 25' comprises a fluid circuit 25a, the inlet of which is connected to the outlet (preferably the single outlet) of the compressor 26, and the outlet is connected to the inlet of the compressor 28.

На Фиг. 3 показан другой альтернативный вариант выполнения устройства 10, который отличает от показанного на Фиг. 1 тем, что нагреватель 25” содержит контур 25a текучей среды, входное отверстие которого соединено с выходным отверстием (предпочтительно единственным выходным отверстием) компрессора 28, а выходное отверстие соединено с одним из каналов трехходового клапана 46, который также соединен с установкой 12 и теплообменником 42. Три варианта выполнения, показанные на Фиг. 1-3, в дополнение к полному испарению СПГ позволяют нагреть его до некриогенной температуры, то есть до температуры выше -40°C.On FIG. 3 shows another alternative embodiment of the device 10, which differs from that shown in FIG. 1 in that the heater 25" comprises a fluid circuit 25a, the inlet of which is connected to the outlet (preferably a single outlet) of the compressor 28, and the outlet is connected to one of the channels of the three-way valve 46, which is also connected to the installation 12 and the heat exchanger 42 The three embodiments shown in FIG. 1-3, in addition to the complete evaporation of the LNG, it is allowed to heat it to a non-cryogenic temperature, i.e. to a temperature above -40°C.

Устройство 10, показанное на Фиг. 1, и альтернативные варианты, показанные на Фиг. 2 и 3, могут работать следующим образом.The device 10 shown in FIG. 1 and the alternatives shown in FIG. 2 and 3 can work as follows.

1. В случае, если количества ОГЕИ недостаточно, например, когда судно идет на скорости, требующей большего количества ОГ в дополнение к ОГЕИ, образующемуся в резервуаре (резервуарах) 14, устройство 10 производит дополнительный ОГ или ОГПИ.1. In the event that the amount of OGEI is not sufficient, for example, when the vessel is sailing at a speed requiring more OGEI in addition to the OGEI generated in the tank(s) 14, the device 10 produces additional OG or OGIT.

Для контроля давления в резервуаре 14 ОГЕИ отбирается из резервуара через выходное отверстие 45, затем подается в компрессор 28, который производит топливный газ с допустимым давлением для установки 12, например, порядка 6-7 бар, 15-17 бар или 300-315 бар. Для пополнения количества газа и удовлетворения потребностей установки 12 СПГ из резервуара 14 подается насосом 16a по трубопроводу 18 в средство 19 сброса давления, где СПГ подвергается расширению. Затем он повторно нагревается посредством контура 24a первого теплообменника 24 за счет теплообмена с СПГ, циркулирующим в контуре 24b первого теплообменника 24, который в то же время подавался насосом 16b по трубопроводу 20 и трубопроводу 30. Затем охлажденный СПГ подается в нижнюю часть резервуара 14 по трубопроводу 32 и посредством плунжера 35. Двухфазная газовая смесь попадает в нагреватель 25, где двухфазный газ полностью превращается в газовую фазу. Полученный ОГПИ сжимается компрессором 26. Затем ОГПИ снова сжимается компрессором 28 для достижения давления, требуемого для установки 12.To control the pressure in the tank 14, the OGEI is withdrawn from the tank through the outlet 45, then fed to the compressor 28, which produces fuel gas with an acceptable pressure for the installation 12, for example, of the order of 6-7 bar, 15-17 bar or 300-315 bar. To replenish the amount of gas and meet the needs of the plant 12 LNG from the tank 14 is pumped 16a through the pipeline 18 to the pressure relief means 19, where the LNG is expanded. It is then reheated through the circuit 24a of the first heat exchanger 24 by exchanging heat with the LNG circulating in the circuit 24b of the first heat exchanger 24, which at the same time was supplied by the pump 16b through the pipeline 20 and the pipeline 30. The cooled LNG is then fed to the bottom of the tank 14 through the pipeline 32 and through the plunger 35. The two-phase gas mixture enters the heater 25, where the two-phase gas is completely converted into the gas phase. The resulting DOI is compressed by compressor 26. The OGTI is then compressed again by compressor 28 to reach the pressure required by unit 12.

2. В случае, если получено избыточное количество ОГЕИ, например, когда судно движется с низкой скоростью или стоит на якоре, избыточное количество ОГЕИ необходимо обработать безопасным и экологически безвредным образом.2. In the event that an excess amount of OGEI is received, for example when the ship is moving at low speed or at anchor, the excess amount of OGEI must be handled in a safe and environmentally friendly manner.

Количество ОГЕИ, образованного в резервуаре 14, достаточно или более чем достаточно для удовлетворения потребностей установки 12. Для контроля давления в резервуаре 14 ОГ отбирается из резервуара и подается в компрессор 28 для достижения давления, требуемого для установки 12. Избыточный ОГ, который не может быть израсходован установкой, подается из выходного отверстия компрессора 28 в теплообменник 42, в котором он охлаждается путем теплообмена с холодным ОГЕИ, взятым непосредственно из резервуара 14 через выходное отверстие 45. Затем избыточный ОГ подается в контур 24c, где он снова охлаждается за счет теплообмена с СПГ, взятым из резервуара. Затем избыточный ОГ повторно конденсируется клапаном 36 и повторно подается в резервуар.The amount of OGEI formed in tank 14 is sufficient or more than enough to meet the needs of plant 12. To control the pressure in tank 14, exhaust gas is taken from the tank and fed to compressor 28 to achieve the pressure required for plant 12. Excess exhaust gas, which cannot be used up by the plant, is supplied from the compressor outlet 28 to the heat exchanger 42, where it is cooled by heat exchange with the cold OGHE taken directly from the tank 14 through the outlet 45. The excess exhaust gas is then fed to the circuit 24c, where it is again cooled by heat exchange with the LNG taken from the reservoir. The excess exhaust gas is then re-condensed by valve 36 and re-fed to the tank.

3. В случае, если основной резервуар 14 судна охлаждается, например, перед загрузкой после обратного рейса (во время которого контроль ОГ, как правило, не требуется, поскольку резервуар или резервуары 14 почти пусты).3. In the event that the ship's main tank 14 is cooled down, for example, before loading after a return trip (during which exhaust gas monitoring is generally not required because the tank or tanks 14 are nearly empty).

Как правило, терминалы для повторного сжижения, где на судно загружается груз, требуют, чтобы в резервуаре 14 была низкая температура перед загрузкой для ограничения мгновенного испарения СПГ. Обычно это осуществляется путем распыления с использованием штанги 22 и соответствующего насоса 16b СПГ, уже содержащегося в резервуаре 14, для охлаждения ОГ в этом резервуаре. При использовании устройства 10 эта операция может выполняться путем подачи СПГ в штангу 22 из второго контура 24b теплообменника, и, следовательно, этот СПГ холоднее, чем СПГ, содержащийся в резервуаре. 14.Typically, reliquefaction terminals where cargo is loaded onto a ship require tank 14 to be at a low temperature prior to loading to limit LNG flashing. This is usually carried out by atomization using a boom 22 and a suitable LNG pump 16b already contained in the tank 14 to cool the exhaust gas in this tank. With the device 10, this operation can be performed by supplying LNG to the rod 22 from the second heat exchanger circuit 24b, and therefore this LNG is colder than the LNG contained in the tank. fourteen.

На Фиг. 4 показан альтернативный вариант выполнения устройства в соответствии с изобретением, в котором элементы, описанные выше, обозначены теми же ссылочными позициями.On FIG. 4 shows an alternative embodiment of a device according to the invention, in which the elements described above are designated by the same reference numerals.

Нагреватель 25 показан в данном случае в виде теплообменника, один контур 25b которого соединяет выходное отверстие контура 24a теплообменника 24 с входным отверстием компрессора 26, а другой контур 25a соединяет выходное отверстие компрессора 26 с входным отверстием компрессора 28, и, в частности, в данном случае с двумя компрессорами 28, подключенными параллельно из-за избыточности, требуемой для компрессора такого типа на судне.The heater 25 is shown in this case as a heat exchanger, one circuit 25b of which connects the outlet of the circuit 24a of the heat exchanger 24 to the inlet of the compressor 26, and the other circuit 25a connects the outlet of the compressor 26 to the inlet of the compressor 28, and, in particular, in this case with two compressors 28 connected in parallel due to the redundancy required for this type of compressor on a ship.

На Фиг. 4 показаны примеры температуры текучих сред, циркулирующих в устройстве. Как показано, сжиженный газ, взятый из резервуара 14, охлаждается в контуре 24b и повторно нагревается в контуре 24a, причем контур теплообменника также позволяет охлаждать и повторно сжижать газ, ранее охлажденный в контуре 42b. Контур 42a позволяет повторно нагревать взятый ОГ. Контур 25b осуществляет нагрев двухфазной смеси и полное испарение оставшейся жидкости, а контур 25a осуществляет охлаждение. Температура на выходе из контура 25b в данном случае выше -50°C (и, например, выше или равна -35°C), что позволяет использовать компрессор 26, который является менее дорогостоящим, чем криогенный компрессор (криогенный компрессор может работать при температурах значительно ниже -50°C). Кроме того, такая температура гарантирует, что весь сжиженный газ полностью испарится и, следовательно, будет находиться в газообразной форме на выходе из контура 25b, и, следовательно, на входе в компрессор 26.On FIG. 4 shows examples of the temperature of the fluids circulating in the device. As shown, the liquefied gas taken from reservoir 14 is cooled in loop 24b and reheated in loop 24a, the heat exchanger loop also allowing the gas previously cooled in loop 42b to be cooled and reliquefied. Circuit 42a allows the exhaust gas to be reheated. Circuit 25b heats the two-phase mixture and completely evaporates the remaining liquid, and circuit 25a cools. The temperature at the outlet of circuit 25b is in this case above -50°C (and, for example, above or equal to -35°C), which allows the use of compressor 26, which is less expensive than a cryogenic compressor (a cryogenic compressor can operate at temperatures significantly below -50°C). In addition, this temperature ensures that all liquefied gas is completely vaporized and therefore in gaseous form at the outlet of circuit 25b, and hence at the inlet of compressor 26.

На Фиг. 5 показан другой вариант выполнения, а на Фиг. 6 и 7 показаны режимы работы этого варианта.On FIG. 5 shows another embodiment, and FIG. 6 and 7 show the modes of operation of this option.

В этом варианте насосы 16a и 16b заменены одним насосом 16c, который погружен в сжиженный газ, содержащийся в резервуаре 14, и выходное отверстие которого соединено, с одной стороны, с трехходовым клапаном 38a, а, с другой стороны, с разветвительным элементом 50, позволяющим подавать текучую среду в один из двух контуров 24a, 24b теплообменника 24 или в оба контура одновременно.In this embodiment, the pumps 16a and 16b are replaced by one pump 16c, which is immersed in the liquefied gas contained in the tank 14, and whose outlet is connected on the one hand to a three-way valve 38a, and, on the other hand, to a branching element 50, allowing supply fluid to one of the two circuits 24a, 24b of the heat exchanger 24 or to both circuits at the same time.

При сравнении с вариантами, показанными на Фиг. 4 и 5, можно увидеть, что теплообменник, образующий нагреватель 25, с одной стороны, и теплообменник 42, с другой стороны, объединены в один теплообменник 52.When compared with the options shown in Fig. 4 and 5, it can be seen that the heat exchanger forming heater 25 on the one hand and heat exchanger 42 on the other hand are combined into one heat exchanger 52.

Теплообменник 52 содержит два контура, первый контур 52a соединяет выходное отверстие контура 24a теплообменника 24 с входным отверстием компрессора 26, а второй контур 52b соединяет выходное отверстие компрессора 26 с компрессором 28 или компрессорами 28.The heat exchanger 52 contains two circuits, the first circuit 52a connects the outlet of the circuit 24a of the heat exchanger 24 to the inlet of the compressor 26, and the second circuit 52b connects the outlet of the compressor 26 to the compressor 28 or compressors 28.

Функция контура 42b теплообменника 42 в данном случае выполняется контуром 52b, входное отверстие которого также соединено с выходным отверстием компрессора 28, а выходное отверстие также соединено с контуром 24c теплообменника 24.The function of the circuit 42b of the heat exchanger 42 is in this case carried out by the circuit 52b, the inlet of which is also connected to the outlet of the compressor 28, and the outlet is also connected to the circuit 24c of the heat exchanger 24.

Кроме того, выходное отверстие 45 для ОГ соединено, с одной стороны, с входным отверстием контура 52a, который выполняет функцию контура 42a, а, с другой стороны, с входным отверстием компрессора 28. Выходное отверстие контура 52a дополнительно соединено с входным отверстием компрессора 28.In addition, the exhaust gas outlet 45 is connected, on the one hand, to the inlet of the circuit 52a, which functions as the circuit 42a, and, on the other hand, to the inlet of the compressor 28. The outlet of the circuit 52a is additionally connected to the inlet of the compressor 28.

На Фиг. 6 показан первый режим работы этого варианта, в котором ОГ берется из резервуара 14 через выходное отверстие 45 и подается в компрессор 28. Параллельно сжиженный газ откачивается насосом 16c и подается в контуры 24a, 24b теплообменника 24. Сжиженный газ, охлажденный в контуре 24b, повторно подается в нижнюю часть резервуара, а сжиженный газ, расширенный клапаном 19, попадает в контур 24a и находится в полностью газообразной форме на выходе из контура 52a. Этот газ сжимается компрессором 26 перед охлаждением в контуре 52b и подачей в компрессор 28.On FIG. 6 shows the first mode of operation of this variant, in which the exhaust gas is taken from the tank 14 through the outlet 45 and fed into the compressor 28. In parallel, the liquefied gas is pumped out by the pump 16c and fed into the circuits 24a, 24b of the heat exchanger 24. The liquefied gas, cooled in the circuit 24b, is recycled is fed into the lower part of the tank, and the liquefied gas, expanded by the valve 19, enters the circuit 24a and is in full gaseous form at the outlet of the circuit 52a. This gas is compressed by compressor 26 before being cooled in loop 52b and fed to compressor 28.

На Фиг. 7 показан второй режим работы этого варианта, в котором ОГ берется из резервуара 14 через выходное отверстие 45 и попадает в контур 52a для повторного нагрева перед подачей в компрессор 28. Часть сжатого газа, выходящего из компрессора 28, циркулирует в контуре 52b, а затем в контуре 24c перед повторным сжижением и повторной подачей в резервуар 14.On FIG. 7 shows the second mode of operation of this variant, in which the exhaust gas is taken from the tank 14 through the outlet 45 and enters the circuit 52a for reheating before being fed to the compressor 28. Part of the compressed gas leaving the compressor 28 circulates in the circuit 52b and then to circuit 24c before reliquefaction and re-supply to tank 14.

Claims

1. Device (10) for obtaining gas in gaseous form from liquefied gas, including:

the first heat exchanger (24), containing:

the first cooling circuit (24a) containing the inlet for liquefied gas connected to the first pipeline (18), configured to be connected to the outlet for liquefied gas of at least one tank (14) for storing liquefied gas,

the second circuit (24b), containing the inlet for liquefied gas, connected to the third pipeline (30), made with the possibility of connection with the outlet for liquefied gas of the specified reservoir (14),

means (19) for evaporation by depressurization, which is equipped with said first pipeline (18),

at least one compressor (26, 28),

a heater (25, 52) comprising a gas inlet, at least partially in liquid form, connected to the outlet of said first circuit (24a), and a gas outlet only in gaseous form, connected to said at least one compressor ( 26, 28), and

characterized in that the first heat exchanger (24) further comprises another heating circuit (24c) comprising a gas inlet in gaseous form connected to the outlet of said compressor (28) and a gas outlet connected to the means (35, 34 , 22), designed to supply liquefied gas to the reservoir (14).

2. Device (10) according to the previous paragraph, characterized in that said first circuit (24a) is configured to heat the fluid circulating in it from a temperature below or equal to -165°C to a temperature above or equal to -165°C.

3. Apparatus (10) according to claim 1 or 2, characterized in that said heater (25) is a heat exchanger which comprises a third circuit (25b) containing a gas inlet, at least partially in liquid form, connected to an outlet opening of said first circuit (24a), and a gas outlet in gaseous form only, connected to said at least one compressor (26, 28).

4. The device according to the previous paragraph, characterized in that the inlet of said third circuit is also connected to the outlet (45) for gas in gaseous form of said reservoir (14).

5. Device (10) according to claim 3 or 4, characterized in that said third circuit (25b) is configured to heat the fluid circulating therein from a temperature below or equal to -165°C to a temperature above or equal to -50 °C

6. Device (10) according to any one of paragraphs. 3-5, characterized in that the heat exchanger forming the heater (25) comprises a fourth circuit (25a) in which the heating fluid circulates.

7. Device (10) according to the previous paragraph, characterized in that said fourth circuit (25a) is configured to cool the fluid circulating in it from a temperature above or equal to 50°C to a temperature below or equal to 0°C.

8. Device (10) according to claim 6 or 7, characterized in that said heating fluid is a compressed gas taken from the outlet of said at least one compressor (26, 28).

9. Device (10) according to the previous paragraph, characterized in that the outlet, preferably the only outlet, of said at least one compressor (26) is connected to the inlet of said fourth circuit (25a) of the heat exchanger forming the heater (25).

10. The device (10) according to the previous paragraph, characterized in that it contains at least two compressors (26, 28) installed in series, while the outlet of the upstream compressor (26) is connected to the inlet of the specified fourth circuit (25a ) a heat exchanger forming a heater (25), one outlet of which is connected to the inlet of a downstream compressor (28).

11. The device (10) according to claim 9, characterized in that it contains at least two compressors (26, 28) installed in series, while the outlet of the upstream compressor (26) is connected to the inlet of the downstream compressor compressor (28), the outlet of which is connected to the inlet of said fourth circuit (25a) of the heat exchanger forming the heater (25).

12. The device according to any one of paragraphs. 6-11, characterized in that said fourth circuit (25a) has an outlet connected to at least one compressor (28).

13. Apparatus (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that said second circuit (24b) is in turn a cooling circuit and a heating circuit in accordance with the mode of operation of the device.

14. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that said second circuit (24b) is configured to cool the fluid circulating therein from a temperature below or equal to -160°C to a temperature below or equal to -165° C, and/or said other circuit (24c) is configured to cool the fluid circulating therein from a temperature below or equal to -100°C to a temperature below or equal to -130°C.

15. The device according to any one of paragraphs. 6-13, characterized in that the outlet of said fourth circuit (25a) is also connected to the inlet of said other circuit (24c).

16. The device (10) according to the previous paragraph, characterized in that it contains a fifth pipeline (34) equipped with expansion means (36) and containing an inlet connected to the outlet of the specified other circuit (24c), and an outlet intended for connection with an inlet for liquefied gas of the specified tank (14).

17. The device (10) according to the previous paragraph, characterized in that it contains a sixth pipeline (32), the inlet of which is connected to the outlet of the specified second circuit (24b), and the outlet is connected to the inlet for liquefied gas of the specified reservoir.

18. Device (10) according to any of the preceding claims, characterized in that said gas inlet of said other circuit (24c) is connected to the outlet of said compressor (28) via a sixth circuit (42b) of the second heat exchanger (42).

19. Device (10) according to the previous paragraph, characterized in that said sixth circuit (42b) is configured to cool the fluid circulating therein from a temperature above or equal to 0°C to a temperature below or equal to -100°C.

20. The device (10) according to the previous paragraph, characterized in that the specified second heat exchanger (42) contains the seventh circuit (42a), the inlet of which is connected to the outlet (45) for gas in the gaseous form of the specified tank (14), and the outlet the hole is connected to said compressor (28).

21. Device (10) according to the previous paragraph, characterized in that said seventh circuit (42a) is configured to heat the fluid circulating therein from a temperature below or equal to -100°C to a temperature above or equal to -50°C.

22. Vessel, in particular, for the transport of liquefied gas, including at least one device according to any of the previous paragraphs.

23. A method for producing gas in gaseous form from liquefied gas by means of a device (10) according to any one of paragraphs. 1-21, characterized in that it contains: the stage at which liquefied gas is taken and this gas is completely evaporated before being fed into the specified at least one compressor (26, 28).

24. The method according to the previous paragraph, characterized in that the evaporation is carried out by heating the liquefied gas with a heating fluid, which is a compressed gas taken from the outlet of said at least one compressor (26, 28).

25. The method according to the previous paragraph, characterized in that the compressed gas is taken between two compressors (26, 28) installed in series, or at the outlet of two compressors installed in series.