WO2012089978A1 - Dispositif de vaporisation de gaz naturel liquéfié - Google Patents

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    • F17C2265/05—Regasification

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger device for vaporizing large mass fluxes of liquefied natural gas, also known as LNG (Liquified Natural Gas), which has been liquefied for transport and temporary storage and which has a temperature of about -161 ° C at atmospheric pressure according to the proportion of methane in the liquid state.
  • LNG Liquified Natural Gas
  • Natural gas is introduced as superheated steam into a pipeline at grid pressure after vaporization in heat exchangers that represent at least a portion of the device.
  • LNG Liquefied natural gas
  • the subsystems of this device are connected so as to communicate on the LNG side and are traversed successively by the LNG.
  • the temperature difference between the ambient temperature and the extremely low temperature of the liquefied natural gas is used to generate mechanical energy using a power plant type process. Mechanical energy is used to generate a current.
  • the low temperature level of liquefied natural gas LNG is the cold source compared to the ambient temperature.
  • this device uses ambient heat from the air as a source of heat to vaporize and overheat the LNG, the heat being transported from the ambient environment to the hot fluid in an advantageous arrangement by means of a volatile heat transfer fluid, for example propane, by modifying the state of the hot fluid of the condensing LNG heat exchanger and the state of the fluid at the heat source of the vaporizing air heat exchanger according to the principle of a tubular heat exchanger so that the pressure difference for transporting the volatile heat transfer fluid only serves to overcome the flow resistances and geodesic pressures within this section.
  • a volatile heat transfer fluid for example propane
  • This subsystem will be referred to herein as a pumping circuit.
  • the device uses a heat pump which is in the form of a counter-clockwise cyclic process consisting of at least one vaporizer, a compressor, a condenser and an expansion device. , the vaporizer taking ambient heat in the air and the condenser supplying heat to the hot fluid side of the LNG heat exchanger.
  • the disadvantage is that large expenses are required for three separate fluid circuits including reservoirs, pipelines, safety devices and heat exchangers.
  • the object of the invention is to overcome these disadvantages through a new arrangement of the second and third subsystems and to lower the costs of such an installation.
  • the subject of the invention is a heat exchanger device for heating and vaporizing liquefied natural gas stepwise by means of a working fluid with a phase change of the working fluid which is present in circulation at least in a tubular heat exchanger and for the circulation of which is provided a circulation pump or a thermosiphon system
  • the device comprising a compressor, a downstream heat exchanger, an intermediate heat exchanger and a throttling element which form a counter-clockwise cooling circuit and form a heat pump using the hot side of the downstream heat exchanger against the surfaces of which the working fluid on one side on the other side the natural gas, characterized in that common components for the tubular heat exchanger and for the heat pump are provided, a common air heat exchanger being provided as a heat source for the tubular heat exchanger and for the heat pump, in that a common fluid reservoir is provided for the tubular heat exchanger and for the heat pump and in that the circulation pump or the thermo-siphon system is provided in common for the tubular heat exchanger and for the heat pump.
  • the intermediate heat exchanger is provided with heat exchange surfaces between the working fluid side and the LNG side and the exchanger of air heat is provided with heat exchange surfaces between the outside air and the side of the working fluid;
  • the intermediate heat exchanger has heat exchange surfaces between the working fluid side and the LNG side and the air heat exchanger has heat exchange surfaces between the outside air and the side of the working fluid;
  • the fluid reservoir comprises a bottom and an upper part, the bottom being connected to the air heat exchanger by pipes and by the circulation pump and the upper part of the fluid reservoir being connected firstly to the return of the air heat exchanger, secondly to the suction pipe of the compressor and thirdly to the intermediate heat exchanger which has on the LNG side and the working fluid side of the inlet and outlet pipes.
  • the working fluid is propane.
  • a pumping circuit and a heat pump which are successively used to heat the LNG, form an integrated system whose components are used in common.
  • the integrated system thus contains a pumping circuit and a heat pump.
  • the pumping circuit and the heat pump therefore use the same working fluid and circulation.
  • the system is characterized by a single fluid reservoir for the working fluid and a single air heat exchanger.
  • a liquid refrigerant is fed from the bottom of the fluid reservoir to the air heat exchanger by means of a circulation pump for vaporization.
  • the upper part of the fluid reservoir is firstly connected by means of a pipe to the intermediate heat exchanger where the circulating fluid is condensed and returned to the fluid reservoir by the fluid return.
  • the upper part of the fluid reservoir is further connected to the suction line of the compressor which draws the working fluid and compresses it to a higher pressure so that the condensing temperature in the downstream heat exchanger is sufficiently high to heat the natural gas as desired, for example at + 2 ° C.
  • the working fluid is liquefied by this heat loss. It is returned to the fluid reservoir by a fluid line and a regulated expansion member, for example a float valve or a high pressure float system.
  • a regulated expansion member for example a float valve or a high pressure float system.
  • the device according to the invention exclusively uses the ambient heat of the air to vaporize the LNG again.
  • the device according to the invention reduces the circuits to a system, uses fewer tanks, pipe connections, safety devices and heat exchangers.
  • FIG. 1 represents a device according to DE 102010056580 having the same deposit date for vaporizing and superheating LNG in three sub-steps.
  • FIG. 2 represents a simplified block diagram of the device according to the invention of the integrated subsystem consisting of a tubular heat exchanger and a heat pump. Description of the embodiments
  • the vaporization and overheating of liquefied natural gas LNG are carried out according to FIG. 1 in three substeps, in the hourly circulation steam process 1, the pumping circuit 2 and the heat pump circuit 3, each using different technologies.
  • the three subsystems of the device are connected so as to communicate on the LNG side by the LNG pipe sections 13 and are traversed successively by the LNG.
  • the first subsystem uses the temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the liquefied natural gas to generate mechanical energy using a power plant type process.
  • the first subsystem, the hourly driving steam process 1 comprises a vaporizer 4 which is supplied with heat from the environment in order to vaporize the working fluid, a turbine 7 in which the working fluid is relaxed. from the pressure of the vaporizer to the pressure of the condenser.
  • the condensing heat in the condenser 9 for cooling and condensing the expanded working fluid is dissipated in the gas cold liquefied natural side of the LNG.
  • the steam is converted to liquid, and the feed pump 8 transports the working fluid to the vaporization pressure to the vaporizer 4 where the working fluid is vaporized again.
  • the vaporizer 4 is also heated with the ambient air.
  • the condenser 9 is cooled with the liquefied natural gas which is heated accordingly.
  • the rise in temperature is based on the heat balance between the heat of condensation and heat loss available from the cyclic process and the heat required to heat the LNG.
  • R14 is used as the working fluid, the critical temperature of which is higher than the condensation temperature.
  • the temperature of the heat source of the environment is, for the R14, also lower than the critical temperature.
  • the second subsystem the pumping circuit 2, comprises heat exchangers 5, 1 1 and the circulation pump 10.
  • the heat exchanger 5 draws heat from the ambient air during vaporization of the circulating fluid.
  • the heat is transported to the heat exchanger 1 1 by means of the circulation fluid where it is condensed.
  • the circulation pump 10 again delivers the fluid to the heat exchanger 5.
  • the third subsystem, the heat pump circuit 3, comprises a heat pump vaporizer 6 which removes heat from the ambient air because the vaporization temperature is kept below room temperature during the vaporization of the heat pump. working fluid.
  • the working fluid is compressed in the heat pump compressor 14 to a higher pressure so that the condensing temperature in the heat pump condenser 12 becomes higher than the ambient temperature.
  • natural gas Natural Gas, NG
  • the working fluid is again expanded at the heat pump expansion member 15 to the vaporization pressure.
  • the circuit is closed.
  • the solution of the invention consisting of integrating the pumping circuit 2 and the heat pump circuit 3 into a common component system, is shown in FIG.
  • the subsystem of Figure 2 is characterized by a single fluid reservoir 67 for the propane working fluid and a single air heat exchanger 72.
  • Liquid refrigerant is supplied by means of a circulation pump 73 from the bottom of the fluid reservoir 67 to the air heat exchanger 72 to be vaporized therein.
  • the vapor returns to the upper part of the fluid reservoir 67.
  • the upper part of the fluid reservoir 67 is firstly connected by means of a pipe to the intermediate heat exchanger 69 where the propane is condensed and returned to the fluid reservoir 67 by the fluid return 71.
  • the height of elevation of the liquid column in the fluid return 71 then overcomes the pressure drop of the propane vapor through the vapor line 70 and through the intermediate heat exchanger 69.
  • the upper part of the fluid reservoir 67 is on the other hand connected to the suction line of the compressor 61 which draws the working fluid and compresses it to a higher pressure so that the condensation temperature in the heat exchanger downstream 63 is sufficiently high to heat the natural gas as desired, for example at + 2 ° C.
  • the working fluid is liquefied by this heat loss. It flows in a fluid line 65 and in the high pressure float system 66 where the condensate expands into the fluid reservoir 67 so that the fluid is decomposed into vapor and liquid.
  • This liquid propane and the propane condensate from the intermediate heat exchanger 69 are collected at the bottom of the fluid reservoir 67 and are conveyed by means of the circulation pump 73 to the air heat exchanger 72 where they are vaporized. by the ambient heat.
  • the heat pump has, in addition to the compressor 61 and the oil separator 62 which are combined in a compressor unit 60, the bypass valve 64 which bypasses the downstream heat exchanger 63.
  • the pumping circuit and the heat pump which are successively used to heat the LNG, form an integrated system whose components are used in common.
  • the device of the invention reduces the number of components, pipe connections, safety devices and heat exchangers.
  • the new device lowers manufacturing costs and maintenance costs.
  • the working fluid can be used to supply a defrosting circuit 100 of the air heat exchanger 72.
  • This defrosting circuit 100 is preferably connected to the inlets and outlets of the air heat exchanger 72 and includes bypass valves controlled by a control / control unit (not shown) such that the flow of working fluid in vapor form which comes out at high level compressor temperature 61 is derived in the circuit 100 to selectively heat the air heat exchanger 72 then positioned in the defrost cycle.
  • the circuit 100 is connected to the air heat exchanger 72 such that in the defrost cycle, the air heat exchanger 72 becomes an isolated condenser of working fluid and is supplied with hot working fluid under form of steam that gives up its heat to defrost the fins of the air heat exchanger 72 very effectively.
  • Such a de-icing circuit is much more efficient than external heating by electric resistance for example.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif à échangeurs de chaleur destiné à vaporiser d'importants flux massiques de gaz naturel liquéfié, également désigné par LNG (Liquified Naturel Gas), qui a été liquéfié pour le transport et le stockage provisoire et qui a une température d'environ -161°C à la pression atmosphérique selon la proportion de méthane à l'état liquide. Pour simplifier un système à plusieurs étapes de réchauffement, le circuit à circulation horaire selon le principe d'un échangeur de chaleur tubulaire, désigné ici comme circuit de pompage, et un circuit de refroidissement à circulation antihoraire qui par son utilisation forme une pompe à chaleur, sont intégrés dans un système qui comprend des composants utilisés en commun.

Description

Dispositif de vaporisation de gaz naturel liquéfié
Domaine technique
L'invention concerne un dispositif à échangeurs de chaleur destiné à vaporiser d'importants flux massiques de gaz naturel liquéfié, également désigné par LNG (Liquified Naturel Gas), qui a été liquéfié pour le transport et le stockage provisoire et qui a une température d'environ -161 °C à la pression atmosphérique selon la proportion de méthane à l'état liquide.
Le gaz naturel est introduit sous forme de vapeur surchauffée dans un pipeline à la pression du réseau après la vaporisation dans des échangeurs de chaleur qui représentent au moins une partie du dispositif.
Le gaz naturel liquéfié (LNG) est porté à une pression élevée au moyen de pompes puis vaporisé par apport de chaleur. Technique antérieure
Dans un dispositif selon le document DE 102010056580 ayant la même date de dépôt, la vaporisation et la surchauffe du LNG sont réalisées dans des sous-systèmes qui utilisent chacun des technologies différentes.
Les sous-systèmes de ce dispositif sont reliés de façon à communiquer du côté du LNG et sont traversés successivement par le LNG.
Dans une première sous-étape, la différence de température entre la température ambiante et la température extrêmement basse du gaz naturel liquéfié est utilisée pour générer de l'énergie mécanique à l'aide d'un processus de type centrale électrique. L'énergie mécanique est utilisée pour générer un courant. Le faible niveau de température du gaz naturel liquéfié LNG y constitue la source froide par rapport à la température ambiante.
Dans une deuxième sous-étape, ce dispositif utilise de la chaleur ambiante provenant de l'air comme source de chaleur pour vaporiser et surchauffer le LNG, la chaleur étant transportée du milieu ambiant vers le fluide chaud dans un agencement avantageux au moyen d'un fluide caloporteur volatile, par exemple du propane, en modifiant l'état du fluide chaud de l'échangeur de chaleur à LNG par condensation et l'état du fluide au niveau de la source de chaleur de l'échangeur de chaleur à air par vaporisation selon le principe d'un échangeur de chaleur tubulaire de sorte que la différence de pression pour transporter le fluide caloporteur volatile sert seulement à surmonter les résistances à l'écoulement et les pressions géodésiques à l'intérieur de cette section.
Ce sous-système sera désigné ici par circuit de pompage.
Dans une troisième sous-étape, le dispositif utilise une pompe à chaleur qui est réalisée sous la forme d'un processus cyclique à circulation anti-horaire, constituée d'au moins un vaporiseur, un compresseur, un condenseur et un dispositif d'expansion, le vaporiseur prenant la chaleur ambiante dans l'air et le condenseur fournissant la chaleur au côté du fluide chaud de l'échangeur de chaleur à LNG.
L'inconvénient est que de grandes dépenses sont nécessaires pour trois circuits de fluide séparés comportant des réservoirs, des liaisons par canalisations, des dispositifs de sécurité et des échangeurs de chaleur.
Exposé de l'invention
Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients grâce à une nouvelle disposition des deuxième et troisième sous-systèmes et d'abaisser les coûts d'une telle installation.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif à échangeurs de chaleur pour chauffer et vaporiser par étapes du gaz naturel liquéfié au moyen d'un fluide de travail avec un changement de phase du fluide de travail qui est présent en circulation au moins dans un échangeur de chaleur tubulaire et pour la circulation duquel il est prévu une pompe de circulation ou un système à thermosiphon, le dispositif comportant un compresseur, un échangeur de chaleur aval, un échangeur de chaleur intermédiaire et un organe d'étranglement qui forment un circuit de refroidissement à circulation antihoraire et forment une pompe à chaleur en utilisant le côté chaud de l'échangeur de chaleur aval contre les surfaces duquel portent d'un côté le fluide de travail et de l'autre côté le gaz naturel, caractérisé en ce qu'il est prévu des composants communs pour l'échangeur de chaleur tubulaire et pour la pompe à chaleur, un échangeur de chaleur à air commun étant prévu comme source de chaleur pour l'échangeur de chaleur tubulaire et pour la pompe à chaleur, en ce qu'un réservoir de fluide commun est prévu pour l'échangeur de chaleur tubulaire et pour la pompe à chaleur et en ce que la pompe de circulation ou le système à thermo-siphon est prévu en commun pour l'échangeur de chaleur tubulaire et pour la pompe à chaleur.
Un dispositif à échangeurs de chaleur selon l'invention peut présenter avantageusement les particularités suivantes:
- au moins le réservoir de fluide est doté de moyens de séparation de vapeur et de liquide, l'échangeur de chaleur intermédiaire est doté de surfaces d'échange de chaleur entre le côté du fluide de travail et le côté du LNG et l'échangeur de chaleur à air est doté de surfaces d'échange de chaleur entre l'air extérieur et le côté du fluide de travail ;
- l'échangeur de chaleur intermédiaire comporte des surfaces d'échange de chaleur entre le côté du fluide de travail et le côté du LNG et l'échangeur de chaleur à air comporte des surfaces d'échange de chaleur entre l'air extérieur et le côté du fluide de travail ;
- le réservoir de fluide comporte un fond et une partie supérieure, le fond étant relié à l'échangeur de chaleur à air par des canalisations et par la pompe de circulation et la partie supérieure du réservoir de fluide étant reliée en premier lieu au retour de l'échangeur de chaleur à air, en second lieu à la canalisation d'aspiration du compresseur et en troisième lieu à l'échangeur de chaleur intermédiaire qui comporte du côté du LNG et du côté du fluide de travail des tubulures d'entrée et de sortie et dont le retour de fluide est relié du côté du fluide de travail au fond du réservoir de fluide, et le réservoir de fluide étant relié au côté du fluide de travail de l'échangeur de chaleur aval par une canalisation et l'organe d'étranglement ;
- le fluide de travail est du propane. Selon l'invention, un circuit de pompage et une pompe à chaleur qui sont utilisés successivement pour chauffer le LNG, forment un système intégré dont les composants sont utilisés en commun.
Le système intégré contient donc un circuit de pompage et une pompe à chaleur.
Le circuit de pompage et la pompe à chaleur utilisent donc le même fluide de travail et de circulation.
Le système est caractérisé par un réservoir de fluide unique pour le fluide de travail et par un échangeur de chaleur à air unique. Un réfrigérant liquide est amené du fond du réservoir de fluide vers l'échangeur de chaleur à air à l'aide d'une pompe de circulation pour y être vaporisé.
La vapeur est ramenée dans la partie supérieure du réservoir de fluide. La partie supérieure du réservoir de fluide est d'une part reliée au moyen d'une canalisation à l'échangeur de chaleur intermédiaire où le fluide de circulation est condensé et ramené dans le réservoir de fluide par le retour de fluide. La partie supérieure du réservoir de fluide est d'autre part reliée à la conduite d'aspiration du compresseur qui aspire le fluide de travail et le comprime à une pression plus importante de sorte que la température de condensation dans l'échangeur de chaleur aval est suffisamment élevée pour chauffer le gaz naturel de la façon souhaitée, par exemple à +2°C.
Le fluide de travail est liquéfié par cette perte de chaleur. Il est ramené dans le réservoir de fluide par une canalisation de fluide et un organe de détente régulé, par exemple une soupape à flotteur ou un système à flotteur haute pression.
Le dispositif selon l'invention utilise exclusivement la chaleur ambiante de l'air pour vaporiser à nouveau le LNG.
Le dispositif selon l'invention réduit les circuits à un système, utilise moins de réservoirs, de liaisons par canalisations, de dispositifs de sécurité et d'échangeurs de chaleur. Le circuit de pompage et la pompe à chaleur, qui sont utilisés successivement pour chauffer le LNG, forment un système intégré dont les composants sont utilisés en commun.
Les coûts d'une telle installation sont abaissés par le nouveau dispositif.
Description sommaire des dessins
L'invention est expliquée dans la suite en s'appuyant sur des exemples. La figure 1 représente un dispositif selon le document DE 102010056580 ayant la même date de dépôt pour vaporiser et surchauffer du LNG en trois sous-étapes.
La figure 2 représente un schéma de principe simplifié du dispositif selon l'invention du sous-système intégré constitué d'un échangeur de chaleur tubulaire et d'une pompe à chaleur. Description des modes de réalisation
La vaporisation et la surchauffe du gaz naturel liquéfié LNG sont réalisées selon la figure 1 en trois sous-étapes, dans le processus à vapeur motrice 1 à circulation horaire, le circuit de pompage 2, le circuit de pompe à chaleur 3 qui utilisent chacun des technologies différentes.
Les trois sous-systèmes du dispositif sont reliés de façon à communiquer du côté du LNG par les sections de canalisations à LNG 13 et sont traversés successivement par le LNG.
Le premier sous-système utilise la différence de température entre la température ambiante et la température du gaz naturel liquéfié pour générer de l'énergie mécanique à l'aide d'un procédé de type centrale électrique.
Le premier sous-système, le processus à vapeur motrice 1 à circulation horaire, comporte un vaporiseur 4 qui est alimenté avec la chaleur provenant de l'environnement afin de vaporiser le fluide de travail, une turbine 7 dans laquelle le fluide de travail est détendu de la pression du vaporiseur à la pression du condenseur. La chaleur de condensation dans le condenseur 9 destinée à refroidir et condenser le fluide de travail détendu est dissipée dans le gaz naturel liquéfié froid du côté du LNG. La vapeur est transformée en liquide, et la pompe d'alimentation 8 transporte le fluide de travail à la pression de vaporisation vers le vaporiseur 4 où le fluide de travail est de nouveau vaporisé.
Le vaporiseur 4 est aussi chauffé avec l'air ambiant. Le condenseur 9 est refroidi avec le gaz naturel liquéfié qui se réchauffe par voie de conséquence. La montée en température se fait à partir du bilan thermique entre la chaleur de condensation et de déperdition thermique disponible du processus cyclique et la chaleur nécessaire pour chauffer le LNG.
Le résultat est que la chaleur de condensation dans la première section menant au côté du fluide chauffant de l'échangeur de chaleur à LNG dans le condenseur 9 est délivrée au LNG, et du travail mécanique est en outre produit au niveau de la turbine 7. On utilise comme fluide de travail du R14 dont la température critique est supérieure à la température de condensation. La température de la source de chaleur de l'environnement est, pour le R14, également inférieure à la température critique.
Le deuxième sous-système, le circuit de pompage 2, comporte des échangeurs de chaleur 5, 1 1 et la pompe de circulation 10.
L'échangeur de chaleur 5 retire de la chaleur de l'air ambiant pendant la vaporisation du fluide de circulation. La chaleur est transportée vers l'échangeur de chaleur 1 1 au moyen du fluide de circulation où celui-ci est condensé. La pompe de circulation 10 refoule de nouveau le fluide vers l'échangeur de chaleur 5.
Le circuit est ainsi fermé.
Le troisième sous-système, le circuit de pompe à chaleur 3, comporte un vaporiseur de pompe à chaleur 6 qui retire de la chaleur de l'air ambiant car la température de vaporisation est maintenue au-dessous de la température ambiante pendant la vaporisation du fluide de travail. Le fluide de travail est comprimé dans le compresseur de pompe à chaleur 14 à une pression plus élevée de sorte que la température de condensation dans le condenseur de pompe à chaleur 12 devient supérieure à la température ambiante. Ainsi, le gaz naturel (Natural Gaz, NG) peut être chauffé à la température souhaitée. Après liquéfaction, le fluide de travail est de nouveau détendu au niveau de l'organe de détente de pompe à chaleur 15 à la pression de vaporisation. Le circuit est fermé.
La solution de l'invention, consistant à intégrer le circuit de pompage 2 et le circuit de pompe à chaleur 3 dans un système à composants communs, est représentée dans la figure 2.
Le sous-système de la figure 2 est caractérisé par un réservoir de fluide 67 unique pour le fluide de travail propane et un échangeur de chaleur à air 72 unique. Du réfrigérant liquide est amené au moyen d'une pompe de circulation 73 du fond du réservoir de fluide 67 à l'échangeur de chaleur à air 72 pour y être vaporisé.
La vapeur retourne dans la partie supérieure du réservoir de fluide 67. La partie supérieure du réservoir de fluide 67 est d'une part reliée au moyen d'une canalisation à l'échangeur de chaleur intermédiaire 69 où le propane est condensé et ramené dans le réservoir de fluide 67 par le retour de fluide 71 . La hauteur de surélévation de la colonne de liquide dans le retour de fluide 71 surmonte alors la chute de pression de la vapeur de propane à travers la canalisation de vapeur 70 et à travers l'échangeur de chaleur intermédiaire 69.
La partie supérieure du réservoir de fluide 67 est d'autre part reliée à la conduite d'aspiration du compresseur 61 qui aspire le fluide de travail et le comprime à une pression plus élevée de sorte que la température de condensation dans l'échangeur de chaleur aval 63 est suffisamment élevée pour chauffer le gaz naturel de la façon souhaitée, par exemple à +2°C.
Le fluide de travail est liquéfié par cette perte de chaleur. Il s'écoule dans une canalisation de fluide 65 et dans le système à flotteur haute pression 66 où le condensât se détend dans le réservoir de fluide 67 de sorte que le fluide est décomposé en vapeur et en liquide.
Ce propane liquide et le condensât de propane provenant de l'échangeur de chaleur intermédiaire 69 sont collectés au fond du réservoir de fluide 67 et sont acheminés au moyen de la pompe de circulation 73 vers l'échangeur de chaleur à air 72 où ils sont vaporisés par la chaleur ambiante. La pompe à chaleur possède, en plus du compresseur 61 et du séparateur d'huile 62 qui sont rassemblés en une unité de compresseur 60, la soupape de dérivation 64 qui permet de contourner l'échangeur de chaleur aval 63.
Le circuit de pompage et la pompe à chaleur, qui sont utilisés successivement pour chauffer le LNG, forment un système intégré dont les composants sont utilisés en commun.
Le dispositif de l'invention réduit le nombre de composants, de liaisons par canalisations, de dispositifs de sécurité et d'échangeurs de chaleur.
Le nouveau dispositif permet d'abaisser les coûts de fabrication et les dépenses d'entretien.
En variante, comme représenté en trait interrompus sur la figure 2, selon l'invention, le fluide de travail peut être utilisé pour alimenter un circuit de dégivrage 100 de l'échangeur de chaleur à air 72. Ce circuit de dégivrage 100 est de préférence raccordé aux entrées et aux sorties de l'échangeur de chaleur à air 72 et comprend des vannes de dérivation commandées par une unité de contrôle/commande (non représentée) de telle manière que le flux de fluide de travail sous forme vapeur qui sort en haute température du compresseur 61 soit dérivé dans le circuit 100 pour réchauffer de façon sélective l'échangeur de chaleur à air 72 positionné alors en cycle de dégivrage. Le circuit 100 est raccordé à l'échangeur de chaleur à air 72 de telle manière qu'en cycle de dégivrage, l'échangeur de chaleur à air 72 devient un condenseur isolé de fluide de travail et est alimenté par du fluide de travail chaud sous forme de vapeur qui cède sa chaleur pour dégivrer les ailettes de l'échangeur de chaleur à air 72 de manière très efficace. Un tel circuit de dégivrage est beaucoup plus efficace qu'un chauffage externe par résistance électrique par exemple. Références utilisées
1 Processus à vapeur motrice avec circulation horaire
2 Circuit de pompage
3 Circuit de pompe à chaleur
4 Vaporiseur
5 Echangeur de chaleur
6 Vaporiseur de pompe à chaleur
7 Turbine
8 Pompe d'alimentation
9 Condenseur
10 Pompe de circulation
1 1 Echangeur de chaleur
12 Condenseur de pompe à chaleur
13 Section de canalisation LNG
14 Compresseur de pompe à chaleur
60 Unité de compresseur
61 Compresseur
62 Séparateur d'huile
63 Echangeur de chaleur aval
64 Soupape de dérivation
65 Canalisation de fluide
66 Système à flotteur haute pression
67 Réservoir de fluide
68 Canalisation de liaison de LNG
69 Echangeur de chaleur intermédiaire
70 Canalisation de vapeur
71 Retour de fluide
72 Echangeur de chaleur à air
73 Pompe de circulation
74 Canalisation intermédiaire de LNG

Claims

Revendications
1 . Dispositif à échangeurs de chaleur pour chauffer et vaporiser par étapes du gaz naturel liquéfié (LNG) au moyen d'un fluide de travail avec un changement de phase du fluide de travail qui est présent en circulation au moins dans un échangeur de chaleur tubulaire (72) et pour la circulation duquel il est prévu une pompe de circulation (73) ou un système à thermosiphon, le dispositif comportant un compresseur (61 ), un échangeur de chaleur aval (63), un échangeur de chaleur intermédiaire (69) et un organe d'étranglement qui forment un circuit de refroidissement à circulation antihoraire et forment une pompe à chaleur en utilisant le côté chaud de l'échangeur de chaleur aval (63) contre les surfaces duquel portent d'un côté le fluide de travail et de l'autre côté le gaz naturel, caractérisé en ce qu'il est prévu des composants communs pour l'échangeur de chaleur tubulaire et pour la pompe à chaleur, un échangeur de chaleur à air (72) commun étant prévu comme source de chaleur pour l'échangeur de chaleur tubulaire (72) et pour la pompe à chaleur, en ce qu'un réservoir de fluide (67) commun est prévu pour l'échangeur de chaleur tubulaire (72) et pour la pompe à chaleur et en ce que la pompe de circulation (73) ou le système à thermo-siphon est prévu en commun pour l'échangeur de chaleur tubulaire (72) et pour la pompe à chaleur.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que au moins le réservoir de fluide est doté de moyens de séparation de vapeur et de liquide, l'échangeur de chaleur intermédiaire (69) est doté de surfaces d'échange de chaleur entre le côté du fluide de travail et le côté du LNG et l'échangeur de chaleur à air (72) est doté de surfaces d'échange de chaleur entre l'air extérieur et le côté du fluide de travail.
3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur intermédiaire comporte des surfaces d'échange de chaleur entre le côté du fluide de travail et le côté du LNG et l'échangeur de chaleur à air (72) comporte des surfaces d'échange de chaleur entre l'air extérieur et le côté du fluide de travail.
4. Dispositif selon les revendications 1 , 2 et 3, caractérisé en ce que le réservoir de fluide (67) comporte un fond et une partie supérieure, le fond étant relié à l'échangeur de chaleur à air (72) par des canalisations et par la pompe de circulation (73) et la partie supérieure du réservoir de fluide (73) étant reliée en premier lieu au retour de l'échangeur de chaleur à air (72), en second lieu à la canalisation d'aspiration du compresseur (61 ) et en troisième lieu à l'échangeur de chaleur intermédiaire (69) qui comporte du côté du LNG et du côté du fluide de travail des tubulures d'entrée et de sortie et dont le retour de fluide est relié du côté du fluide de travail au fond du réservoir de fluide (73), et le réservoir de fluide (73) étant relié au côté du fluide de travail de l'échangeur de chaleur aval (63) par une canalisation et l'organe d'étranglement.
5. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le fluide de travail est du propane.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un circuit de dégivrage (100) qui traverse l'échangeur de chaleur à air (72) et qui est raccordé à la pompe à chaleur.
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