(57)【要約】本発明は、特に、混合冷媒システムにおける費用効果的な注油式スクリューコンプレッサの使用を可能にする、ＬＮＧ再液化用の一般的な単一混合冷媒（ＳＭＲ）サイクルの改良である。代表的な構成と比べれば、本発明は、低減された複雑性、より少数の装置、及び低減された資本コストを可能にする。液化ガスタンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を冷却する方法を示し、この方法は、少なくとも、液化熱交換器システム内でＢＯＧ流をＳＭＲと熱交換して冷却したＢＯＧ流を提供するステップを含み、ＳＭＲはＳＭＲ再循環システムにおいて用意され、ＳＭＲ再循環システムは少なくとも：(a)少なくとも１つの注油式スクリューコンプレッサを用いてＳＭＲを圧縮して、圧縮後のＳＭＲ流を提供するステップと；(b)圧縮後のＳＭＲ流を分離して、油系の流れ及び第１ＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと；(c)第１ＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システム内へ送って第１ＳＭＲ気化ガス流を冷却して、冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと；(d)冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システムから引き出すステップと；(e)冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を分離して、液相のＳＭＲ流及びオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと；(f)オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システムに通して、凝結したＳＭＲ流を提供するステップと；(g)凝結したＳＭＲ流を膨張させて、液化熱交換器システムに通してＢＯＧ流と熱交換するための膨張した最低温度のＳＭＲ流を提供するステップとを実行する。
2019516912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一混合冷媒（ＳＭＲ）を用いて液化ガスタンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を冷却する方法であって、少なくとも、液化熱交換器システム内で前記ＢＯＧ流を前記ＳＭＲと熱交換して冷却したＢＯＧ流を提供するステップを含む方法において、
前記ＳＭＲはＳＭＲ再循環システムにおいて用意され、該ＳＭＲ再循環システムは、
(a) 少なくとも１つの注油式スクリューコンプレッサを用いて前記ＳＭＲを圧縮して、圧縮後のＳＭＲ流を提供するステップと、
(b) 前記圧縮後のＳＭＲ流を分離して、油系の流れ及び第１ＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと、
(c) 前記第１ＳＭＲ気化ガス流を前記液化熱交換器システム内へ送って前記第１ＳＭＲ気化ガス流を冷却して、冷却した前記第１ＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと、
(d) 前記冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を前記液化熱交換器システムから引き出すステップと、
(e) 前記冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を分離して、液相のＳＭＲ流及びオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと、
(f) 前記オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を前記液化熱交換器システムに通して、凝結したＳＭＲ流を提供するステップと、
(g) 前記凝結したＳＭＲ流を膨張させて、前記液化熱交換器システムに通して前記ＢＯＧ流と熱交換するための膨張した最低温度のＳＭＲ流を提供するステップと
を実行する方法。
【請求項２】
前記ＢＯＧ流が、海上の船舶内の液化積荷タンクからのＢＯＧ流であり、任意でＬＮＧ積荷タンクからのＢＯＧ流である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記液化熱交換器システムが単一の液化熱交換器を具えている、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ステップ(f)において、前記オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を部分的に前記単一の液化熱交換器に通すことを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ステップ(f)において、前記オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流の全部を前記単一の液化熱交換器に通すことを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記液化熱交換器システムが、２つの熱交換ユニット、任意で３つ以上の熱交換ユニットを具えたマルチユニット液化熱交換器を具え、前記ＢＯＧ流及び前記膨張した最低温度のＳＭＲ流がそれぞれの前記熱交換ユニットを通過する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
前記第１ＳＭＲ気化ガス流を第１の前記熱交換ユニットに通すステップと、前記オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を第２の前記熱交換ユニットに通すステップとをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１ＳＭＲ気化ガス流を第１の前記熱交換ユニットに通すステップと、前記オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を第１の前記熱交換ユニット及び第２の前記熱交換ユニットの両方に通すステップとをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記液化熱交換器システムが、２つのマルチストリーム熱交換器を具えたマルチユニット液化熱交換器を具えている、請求項６〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記液化熱交換器システムが、１つのマルチストリーム熱交換器及び複数の二流路熱交換器を具えたマルチユニット熱交換器を具えている、請求項６〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
ステップ(c)の前に前記第１ＳＭＲ気化ガス流を環境冷却するステップをさらに含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
ステップ(e)の前記液相のＳＭＲ流を膨張させるステップと、前記膨張させた液相のＳＭＲ流を前記液化熱交換システム内へ送るステップとをさらに含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記液化熱交換器システム内で、前記膨張させた液相のＳＭＲ流を前記膨張した最低温度のＳＭＲ流と混合するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記液化熱交換器システムがマルチユニット液化熱交換器システムで構成され、該マルチユニット液化熱交換器システムの２つの熱交換ユニット間で、前記膨張させた液相のＳＭＲ流を前記膨張した最低温度のＳＭＲ流と混合するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記液化熱交換器システムの後段で、前記膨張させた液相のＳＭＲ流を前記膨張した最低温度のＳＭＲ流と混合するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
ステップ(g)が、前記ＳＭＲ再循環システムの一部分における再循環または再使用のための冷却後の気化ガスＳＭＲ流を提供する、請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記凝結したＳＭＲ流の膨張によって、前記ＳＭＲを圧縮する前記少なくとも１つの注油式スクリューコンプレッサの油凝固温度を下回る温度を有する前記膨張した最低温度のＳＭＲ流を提供することができる、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
ステップ(b)の前記第１ＳＭＲ気化ガス流に、ステップ(e)の前に外部冷媒冷却を施さない、請求項１〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記ＢＯＧ流が前記液化熱交換器システムを通過する前に、前記ＢＯＧ流に外部冷媒冷却を施さない、請求項１〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記液化熱交換器システムが１つ以上のプレートフィン熱交換器を具えている、請求項１〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記膨張した最低温度のＳＭＲ流が前記第１ＳＭＲ気化ガス流の冷却を行う、請求項１〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
単一混合冷媒（ＳＭＲ）を用いて液化ガスタンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を冷却する方法で使用されるＳＭＲ再循環システムであって、該方法が、少なくとも、液化熱交換器システム内で前記ＢＯＧ流を前記ＳＭＲと熱交換して冷却したＢＯＧ流を提供するステップを含むＳＭＲ再循環システムにおいて、
前記ＳＭＲは前記ＳＭＲ再循環システムにおいて用意され、前記ＳＭＲ再循環システムは、
(a) 少なくとも１つの注油式スクリューコンプレッサを用いて前記ＳＭＲを圧縮して、圧縮後のＳＭＲ流を提供するステップと、
(b) 前記圧縮後のＳＭＲ流を分離して、油系の流れ及び第１ＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと、
(c) 前記第１ＳＭＲ気化ガス流を前記液化熱交換器システム内へ送って前記第１ＳＭＲ気化ガス流を冷却して、冷却した前記第１ＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと、
(d) 前記冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を前記液化熱交換器システムから引き出すステップと、
(e) 前記冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を分離して、液相のＳＭＲ流及びオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと、
(f) 前記オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を前記液化熱交換器システムに通して、凝結したＳＭＲ流を提供するステップと、
(g) 前記凝結したＳＭＲ流を膨張させて、前記液化熱交換器システムに通して前記ＢＯＧ流と熱交換するための膨張した最低温度のＳＭＲ流を提供するステップと
を実行するＳＭＲ再循環システム。
【請求項２３】
海上の船舶内の液化ガス積荷タンク、任意でＬＮＧ積荷タンクからの前記ＢＯＧ流を冷却するに当たり使用される、請求項２２に記載のＳＭＲ再循環システム。
【請求項２４】
請求項３〜１０のいずれかに規定する前記液化熱交換器システムと共に使用される、請求項２２または２３に記載のＳＭＲ再循環システム。
【請求項２５】
請求項１１〜１６のいずれかに規定する１つ以上の追加的なステップをさらに実行する、請求項２２〜２４のいずれかに記載のＳＭＲ再循環システム。
【請求項２６】
前記液化ガスタンクからの前記ボイルオフガス流を前記ＳＭＲ再循環システム内で冷却するためのすべての準環境冷媒冷却デューティを提供することができる、請求項２２〜２５のいずれかに記載のＳＭＲ再循環システム。
【請求項２７】
液化ガスタンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を冷却する装置であって、請求項２２〜２６にいずれかに記載の単一混合冷媒（ＳＭＲ）再循環システム、及び前記ＢＯＧ流との熱交換用の液化熱交換器システムを具えている装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば海上の船舶上の積荷（カーゴ）タンクのような液化ガスタンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ：boil-off gas）を、単一混合冷媒（ＳＭＲ：single mixed refrigerant）を用いて冷却する方法、及びそのための装置に関するものである。この方法は、特に、海上のＬＮＧ（liquid natural gas：液化天然ガス）貯蔵タンクからのＢＯＧを冷却する方法であるが、それだけではない。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＮＧを積荷として運搬する船舶（一般にＬＮＧ運搬船）上に搭載された液化天然ガス（ＬＮＧ）貯蔵タンクからのボイルオフガスは、船舶に動力を与えるために船舶エンジン内で使用されてきた。従って、あらゆる過剰なボイルオフガスが「排ガス」と考えられ、一般にガス燃焼装置（ＧＣＵ：gas combustion unit）に送られて、燃焼装置での燃焼によって処分されていた。
【０００３】
しかし、船舶エンジンはますます効率的になっており、このためエンジンにとって必要なＢＯＧはより少なくなっている。このことは、より大きな割合のＢＯＧが排ガスとしてＧＣＵに送られることを意味する。ガスを液化して積荷タンクに戻すことによってこうしたガスの損失を低減することは、経済的に魅力あるものとなりつつある。
【０００４】
ＬＮＧ ＢＯＧを再液化する標準的な方法は、単一混合冷媒（ＳＭＲ）サイクル、及び注油式（給油式、油潤滑式、オイル式、油冷式）スクリューコンプレッサ（ねじ圧縮機）を混合冷媒再循環システム内で使用する。注油式スクリューコンプレッサは産業界で十分な実績があり、かつ費用効果的であり、このため、可能であれば注油式スクリューコンプレッサの使用が好ましい。しかし、注油式スクリューコンプレッサは、圧縮中にＳＭＲ内への油分の「残留」も特定の度合いで有り、ＬＮＧ熱交換器内で必要な最低温度に残留油が曝されると、残留油が凝固してＬＮＧ熱交換器を詰まらせて、性能の低下に至らせ、最終的にシステムの故障に至らせる。
【０００５】
このため、圧縮後のＳＭＲに、少なくとも１回の油／ガス分離ステップ、及び少なくとも１回の大幅な冷却ステップを施して、ＳＭＲの部分的凝結に至らせて、主冷却流として使用する前に「油凝固」温度を下回る温度まで膨張させることができる十分に「オイルフリー」な（油分なしの）流れを提供しなければならない。
【０００６】
注油式スクリューコンプレッサによる従来のＳＭＲサイクルを、添付した図１に示す。積荷タンクからのボイルオフガスは、コンプレッサ（図示せず）内で圧縮されて、パイプライン２０経由で冷却用に送られる。圧縮されたボイルオフガスは、まずアフタークーラー１４内で、容易に利用可能な周囲の冷却媒体（例えば、海水、淡水、エンジンルームの冷却水、空気）を用いて冷却され、その後に熱交換器１２内でさらに冷却される。事前冷却されたＢＯＧは、マルチストリーム（多流路）（即ち、二流路だけよりも多数の流れの）熱交換器７（ろう付けアルミニウムのプレートフィン熱交換器が代表的）内に送られて、熱交換器７でＳＭＲ再循環システムを用いて冷却されて凝結する。
【０００７】
熱交換器１２は、独立した冷媒カスケード１３から提供されてパイプライン３２を経由して供給される外部冷媒（プロパンが代表的）を使用する。
【０００８】
このＳＭＲ再循環システムでは、冷媒レシーバー（受器）１からの混合冷媒ガスがパイプライン２２を通って注油式スクリューコンプレッサ２へ流れる。ＳＭＲガスはパイプライン２３内で圧縮され、その後に油分離器（オイル・セパレータ）３に入って、大部分の油分は油分離器３で（重力及び／または濾過によって）除去されてパイプライン２５内へ送られ、油ポンプ４によって汲み上げられ、注油却器５によって冷却され、最終的にコンプレッサ２内に再注入される。
【０００９】
油分離器３からのガスはパイプライン２４内へ送られる。このパイプライン内のガスの大部分はオイルフリーであるが、（重量で百万分の一（ppm）単位に至る）小さい比率の油分を確かに含む。パイプライン２４内のガスはアフタークーラー６内へ送られ、アフタークーラー６は容易に利用可能な冷却媒体（例えば、海水、淡水、エンジンルームの冷却水、空気）を使用する。
【００１０】
アフタークーラー６の下流では、冷媒ガスの凝結が、凝縮器１１内での低温の外部冷媒（プロパンが代表的）との熱交換を用いて実行される。この外部冷媒の低温は外部冷媒カスケード１３内で生み出される。パイプライン２４内の冷媒は、凝縮器１１を通過した後に少なくとも部分的に凝結し、その後に、この冷媒は気液分離器８に入って気相及び液相が提供される。凝縮器１１内での冷却及び（任意で統合型フィルタまたは独立型フィルタを有する）分離器８内での（一般に重力による、任意でろ過による）分離の大きな特徴は、分離器３を出た後に残留した油分が今度は事実上全部が液相になって、本質的にオイルフリーの気化ガスをパイプライン内に残すことにある。
【００１１】
油分を有するパイプライン２９内の冷媒液は、フラッシュバルブ９によってその圧力を低減されて部分的な気化及び温度低下に至る。この温度は、油分の凝固（ろう状化または凍結）を生じさせるほど十分に低くない。次に、部分的に気化した冷媒液及び油分をマルチストリーム熱交換器７へ送ることができ、これらの冷媒液及び油分は完全に気化し、これにより熱交換器７内で高温の流れの部分的冷却を行う。その間に、パイプライン２６内のオイルフリーの冷媒気化ガスは熱交換器７内へ直接送られ、熱交換器７で十分に冷却される。この冷媒気化ガスは、熱交換器７を出て、パイプライン２７内で完全に、あるいは部分的に凝結し、その後に、その圧力がパイプライン３４内へのスロットルバルブ１０によって低減されて、ＳＭＲ再循環システム内での最低温度に至る。これにより熱交換器７用の主低温流が提供される。パイプライン２７より前に凝縮器１１及び分離器８を用いて油分を除去する必要があるのは、パイプライン３４内の冷媒の温度が油分の凝固温度を下回るからである。
【００１２】
パイプライン３４内の低温の冷媒は熱交換器７内へ送られ、熱交換器７で気化して上記高温の流れを冷却する。この冷媒は、バルブ９から送られた減圧液体及び油分と混合され、この混合冷媒流は気化ガスとして熱交換器７を出て、パイプライン２８を通って冷媒レシーバー１に再び入る。
【００１３】
全体的に、図１に示す従来のＳＭＲサイクル内での再液化プロセス用の冷却デューティ（作業労力）は、ＳＭＲ再循環システム及び外部冷媒カスケード１３の両方によって提供される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、外部冷媒カスケードなしにＢＯＧ流を冷却するためのより単純な方法、プロセス（工程）、及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
従って、本発明の第１の態様によれば、単一混合冷媒（ＳＭＲ）を用いて液化ガスタンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を冷却する方法が提供され、この方法は、少なくとも、液化熱交換器システム内でＢＯＧ流をＳＭＲと熱交換して冷却したＢＯＧ流を提供するステップを含み、
ＳＭＲはＳＭＲ再循環システムにおいて用意され、このＳＭＲ再循環システムは少なくとも：
(a) 少なくとも１つの注油式スクリューコンプレッサを用いてＳＭＲを圧縮して、圧縮後のＳＭＲ流を提供するステップと；
(b) 圧縮後のＳＭＲ流を分離して、油系の流れ及び第１ＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと；
(c) 第１ＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システム内へ送って第１ＳＭＲ気化ガス流を冷却して、冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと；
(d) 冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システムから引き出すステップと；
(e) 冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を分離して、液相のＳＭＲ流及びオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと；
(f) オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システムに通して、凝結したＳＭＲ流を提供するステップと；
(g) 凝結したＳＭＲ流を膨張させて、液化熱交換器システムに通してＢＯＧ流と熱交換するための膨張した最低温度のＳＭＲ流を提供するステップとを実行する。
【００１６】
ＳＭＲは、一般に１つ以上の炭化水素と窒素との混合物を含み、任意でペンタンのような他の１つ以上の冷媒を伴う、ある範囲の冷媒を参照すべく用いられる技術用語であり、上記炭化水素は特に、通常はメタン、エタン、及びプロパンであり、場合によっては少なくともブタンである。特定のＳＭＲを形成するための種々の化合物及びそれらの比率は既知であり、本明細書ではさらに説明しない。
【００１７】
上記「油系の流れ」は、注油式スクリューコンプレッサを通過したＳＭＲ流中の油分の大半を含む。第１ＳＭＲ気化ガス流中に残る油分の量は小量に、任意で極めて小量にすることができるが、以上に開示したようにまだ相当量がある。
【００１８】
本明細書中に規定するように流れのうちの１つ以上を分離することは、あらゆる適切な分離器内で実行することができ、これらの分離器の多数は現在技術において既知であり、これらの分離器は一般に少なくとも１つのガス流を提供することを意図しており、一般に分離器の上部またはその付近で得られるより軽い流れ、及び一般に分離器の下端で得られる、一般に少なくとも液相を含むより重い流れである。
【００１９】
流れの膨張は、一般にバルブ等を含む１つ以上の適切な膨張装置により可能である。
【００２０】
本明細書中に用いる「環境冷却」は、通常、環境温度で提供される環境冷却媒体の使用に関係する。この環境冷却媒体は、海水、淡水、エンジンルームの冷却水、及び空気、及びその任意の組合せを含み、これらは一般に、流れに環境冷却を施すに当たり使用するために容易に利用可能である。
【００２１】
任意で、第１ＳＭＲ気化ガス流及び／またはオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を、膨張した最低温度のＳＭＲ流で冷却する。
【００２２】
すべての液化ガスタンクが、既知の理由でボイルオフガスを生成または放出し、これらの液化ガスタンクは、液化ガスの運搬船、艀、及び輸送船含む他の船舶上のタンクを含む。液化ガスは、種々の石油または石油化学ガスのような、０℃未満の、一般に（１atm（１気圧）で）少なくとも−４０℃未満の標準沸点を有するものを含むことができ、−１６０℃未満の標準沸点を有する液化天然ガス（ＬＮＧ）を含む。
【００２３】
液化ガスタンクからのＢＯＧは、陸上ではより容易に使用可能であるが、海上でのＢＯＧの再液化を追求することが特に望ましい。しかし、海上、特に海上の船舶上では一般に空間が限られ、ＢＯＧ再液化の複雑性を低減する能力は、必要なＣＡＰＥＸ（capital expenditure：資本支出）及び必要な区画面積の低減を達成することができることが多い。
【００２４】
任意で、ＢＯＧは海上の船舶内の液化積荷タンクからのもの、任意で、ＬＮＧ積荷タンクからのものである。
【００２５】
ステップ(a)におけるＳＭＲの圧縮は、２つ以上の圧縮機を、任意で並列に、直列に、あるいはその両方で使用して、圧縮後のＳＭＲ流を提供することを含むことができる。本発明は、少なくとも１つの注油式スクリューコンプレッサの使用を除いて、ＳＭＲの圧縮の方法または種類によって限定されない。
【００２６】
液化熱交換器システムは、１つ以上の装置（ユニット）または段（ステージ）の形に構成されたあらゆる形態の１つ以上の熱交換器とすることができ、そして２つ以上の流れどうしの、特にＢＯＧ流と、冷媒流のうちの少なくとも１つとの熱交換を可能にすることができ、任意で、システムの一部または一部分中に、他の１つ以上の流れと逆流して流れる少なくとも１つの流れを有する。
【００２７】
液化熱交換器システムが２つ以上の熱交換器を具える場合、これら２つ以上の熱交換器は、直列に、または並列に、あるいは直列と並列の組合せにすることができ、これら２つ以上の熱交換器は、分離すること、または結合すること、あるいは連続させることができ、任意で、単一の冷却装置または冷却箱（ボックス）内に入れることができ、任意で、ＢＯＧ流を液化するために必要なＢＯＧ流との熱交換を行う１つ以上の装置または段の形態にすることができる。
【００２８】
液化熱交換器システムは、１つ以上の接続された部分（セクション）、装置、または段の形に配置された二流路またはマルチストリーム熱交換器のあらゆる適切な構成を具えることができ、任意で、１つの部分、装置、または段を、内部の平均温度の意味で、他の部分、装置、または段よりも「高温に」することができる。
【００２９】
多数の熱交換器が現在技術において既知であり、これらは液化熱交換器システムの一部とすること、あるいは熱交換器システムを提供することができ、代表的には、プレートフィン（plate-fin）、シェルアンドチューブ（shell & tube）、プレートアンドフレーム（plate & frame）、コイル巻き、及びプリント回路熱交換器、あるいはそれらの組合せを含む。
【００３０】
任意で、液化熱交換器システムは、２つのマルチストリーム熱交換器を具えたマルチユニット（多装置型）液化熱交換器を具えている。
【００３１】
その代わりに、液化熱交換器システムは、１つのマルチストリーム熱交換器及び複数の二流路熱交換器を具えたマルチユニット熱交換器を具えている。
【００３２】
任意で、本発明における液化熱交換器システムは、１つ以上のプレートフィン熱交換器を具えている。
【００３３】
任意で、本発明における液化熱交換器システムは、１つ以上のプレートフィン熱交換器と１つ以上の二流路プレート型（プレートアンドフレームまたはシェルアンドプレート）熱交換器との組合せを具えている。
【００３４】
熱交換器は一般に、流れ毎に１つ以上の入口点または入口ポートを有し、流れ毎に１つ以上の出口点または出口ポートを有し、それらの間に温度勾配または傾斜流路を有する。熱交換器を通過する流れの大部分は一般に熱交換器の「全体」を通過し、「全体」とは当該熱交換器の一方の端または側にある入口点または入口ポートから、それに限らないが任意で外端または外側にある出口点または出口ポートまでであり、入口と出口との間で最大可能な熱交換を実現し、即ち、温度勾配のある流路に沿った最大可能な温度変化または相変化を実現する。こうした流れは熱交換器を「完全に」あるいは「全体的に」を通過している。
【００３５】
一部の流れは、一般に、最大可能な温度勾配のある流路に沿った中間温度の所または中間位置に入口点または入口ポートを有すること、または温度勾配のある流路に沿った中間温度の所に出口点または出口ポートを有することのいずれか、あるいはその両方によって、熱交換器の一部の区間または量のみを通過することができる。こうした流れは熱交換器の一部分のみを通過している。
【００３６】
本発明では、液化熱交換を単一段または複数段の構成で行うことができ、任意で、液化熱交換器システム内の液化熱交換器の数と一致する段数で行うことができるがそれに限定されず、２つ以上の熱交換段に単一の液化熱交換器を用意することができる。
【００３７】
任意で、液化熱交換システムは単一の液化熱交換器である。１つの追加的な選択肢では、上記方法が、ステップ(g)の前に、オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流の一部分のみを単一の液化熱交換器に通すステップ、即ち、熱交換（の温度勾配）に沿った中間温度の所でオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を単一の液化熱交換器内へ送るステップを含む。
【００３８】
他の追加的な選択肢では、上記方法が、ステップ(g)の前に、オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流の全部を単一の液化熱交換器に通すステップを含む。
【００３９】
任意で、液化熱交換器システムが単一の液化熱交換器であり、ステップ(d)における液化熱交換器システムからの冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流の引き出しを、熱交換器内で発生する熱交換（の温度勾配）に沿った中間温度の所で、任意で、オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流が液化熱交換器システム内に入るのと同様の温度で行って、凝結したＳＭＲ流を提供することができる。
【００４０】
従って、任意で、本発明のステップ(d)は、液化熱交換器システムの最低温度部分よりも前で、冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システムから引き出すこと、即ち、液化熱交換器システムを通る部分流路を実現することを含むことができる。
【００４１】
オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流は、ステップ(d)で引き出される冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流よりも高い温度で、当該ガス流よりも低い温度で、当該ガス流と同じ温度で、あるいは当該ガス流と同様の温度で、液化熱交換システム内へ送る（戻す）ことができる。
【００４２】
任意で、オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流は、ステップ(d)で引き出される冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流の温度と同様の温度で液化熱交換器システム内に入る。
【００４３】
その代わりに、液化熱交換器システムは、２つの、任意で３つ以上のユニット（装置）を具えたマルチユニット液化熱交換または液化熱交換器とすることができ、膨張した最低温度のＳＭＲ流がそれぞれのユニットを通過する。
【００４４】
液化熱交換を２つ以上の液化熱交換器ユニット及び／または段によって行う場合、任意で、第１ＳＭＲ気化ガス流は第１のユニット及び／または段内に入り、オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流は第２のユニット及び／または段内に入る。その代わりに、任意で、第１ＳＭＲ気化ガス流は第１熱交換ユニット内に入り、オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流は第１熱交換ユニット内及び第２熱交換ユニット内の両方に入る。
【００４５】
液化熱交換を２つ以上の液化熱交換器ユニット及び／または段によって行う場合、これも任意で、第１段またはより高温の段が、プレートフィン熱交換器のようなマルチストリーム熱交換器、あるいは任意で直列な、並列な、またはその両方の一連の別個の熱交換器のいずれかを具え、これらの熱交換器の少なくとも１つは、冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を分離して液相のＳＭＲ流及びオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を提供する前に、第１ＳＭＲ気化ガス流を冷却して、冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を提供することができる。
【００４６】
任意で、本発明の方法は、ステップ(e)の液相のＳＭＲ流を膨張させるステップと、膨張させた液相のＳＭＲ流を液化熱交換器システム内へ送るステップとをさらに含む。
【００４７】
任意で、本発明の方法は、液化熱交換器システム内で、さらに任意で多段（マルチステージ）またはマルチユニットの液化熱交換システム内の２つの段またはユニット間で、上記膨張させた液相のＳＭＲ流を上記膨張した最低温度のＳＭＲ流と混合するステップをさらに含む。
【００４８】
任意で、本発明の方法は、その代わりに、液化熱交換器システムの後段で、上記膨張させた液相のＳＭＲ流を上記膨張した最低温度のＳＭＲ流と混合するステップをさらに含む。
【００４９】
本発明の方法は、液化後の熱交換ＳＭＲ流、または冷却後の気化ガスＳＭＲ流を、ＳＭＲ再循環システムの一部としての再循環または再使用向けに提供する。こうした液化または冷却後の流れは、任意で、上記膨張させた液相のＳＭＲ流を上記膨張した最低温度のＳＭＲ流と混合したものであり、液化熱交換器システム内または液化熱交換器システムの後段のいずれかで混合する。
【００５０】
従って、任意で、本発明の方法は、ＳＭＲを提供するための液化熱交換器の後段で、膨張した最低温度のＳＭＲ流を再循環させるステップをさらに含み、一般に追加的な膨張させた液相のＳＭＲ流を伴う。
【００５１】
任意で、凝結したＳＭＲ流を膨張させて、ＳＭＲを圧縮する少なくとも１つの注油式スクリューコンプレッサ内の油分の油凝固温度を下回る温度を有する膨張した最低温度のＳＭＲ流を提供する。
【００５２】
本発明では、ステップ(e)の前に、ステップ(b)の第１ＳＭＲ気化ガス流に外部冷媒冷却を何ら施さず、このため外部冷媒カスケードを必要としない。ＳＭＲ液化熱交換器システム自体は、オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流が膨張して液化熱交換システム内に戻る前に、オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を凝結させるために必要な冷媒冷却を完全に、あるいは十分に行う。
【００５３】
任意で、ＢＯＧ流にも、液化熱交換器を通過する前の外部冷媒冷却を何ら施さない。
【００５４】
このようにして、膨張した最低温度のＳＭＲ流は第１ＳＭＲ気化ガス流の冷却を行い、膨張した最低温度のＳＭＲ流は、ＢＯＧ流を冷却するための、そしてＳＭＲ再循環システム内でのすべての準環境冷媒冷却デューティを提供することが好ましい。
【００５５】
本発明の他の態様によれば、単一混合冷媒（ＳＭＲ）を用いて液化ガスタンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を冷却する方法であって、少なくとも、液化熱交換器システム内でＢＯＧ流をＳＭＲと熱交換して冷却したＢＯＧ流を提供するステップを含む方法で用いられるＳＭＲ再循環システムが提供され、
ＳＭＲはＳＭＲ再循環システム内に用意され、このＳＭＲ再循環システムは少なくとも：
(a) 少なくとも１つの注油式スクリューコンプレッサを用いてＳＭＲを圧縮して、圧縮後のＳＭＲ流を提供するステップと；
(b) 圧縮後のＳＭＲ流を分離して、油系の流れと第１ＳＭＲ気化ガス流とを提供するステップと；
(c) 第１ＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システム内へ送って第１ＳＭＲ気化ガス流を冷却して、冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと；
(d) 冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システムから引き出すステップと；
(e) 冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を分離して、液相のＳＭＲ流及びオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと；
(f) オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システムに通して、凝結したＳＭＲ流を提供するステップと；
(g) 凝結したＳＭＲ流を膨張させて、液化熱交換器システムに通してＢＯＧ流と熱交換するための膨張した最低温度のＳＭＲ流を提供するステップとを実行する。
【００５６】
任意で、ＳＭＲ再循環システムは、海上の船舶上の液化積荷タンクからの、任意でＬＮＧ積荷タンクからのＢＯＧを冷却するに当たり用いられる。
【００５７】
任意で、ＳＭＲ再循環システムは、本明細書中に規定する液化熱交換システムと共に用いられる。
【００５８】
任意で、ＳＭＲ再循環システムは、上記のＢＯＧ流を冷却する方法に関連して本明細書中に説明する１つ以上の追加的なステップをさらに含む。
【００５９】
本発明のＳＭＲ再循環システムは、液化ガスタンクからのボイルオフガス流をＳＭＲ再循環システム内で冷却するための、すべての準環境冷媒冷却デューティを提供することを意図している。
【００６０】
本発明の他の態様によれば、液化ガスタンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を冷却する装置が提供され、この装置は、本明細書中に規定する単一混合冷媒（ＳＭＲ）再循環システム、及びＢＯＧ流との熱交換用の液化熱交換器を具えている。
【００６１】
本発明の他の態様によれば、単一混合冷媒（ＳＭＲ）を用いて液化ガスタンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を冷却する方法であって、少なくとも、液化熱交換器システム内でＢＯＧ流をＳＭＲと熱交換して冷却したＢＯＧ流を提供するステップを含む方法を有する船舶を統合的に設計する方法が提供され、この方法は、少なくとも次のステップを含むＳＭＲ再循環システムを選択するステップを含み、
ＳＭＲはＳＭＲ再循環システムにおいて用意され、このＳＭＲ再循環システムは少なくとも：
(a) 少なくとも１つの注油式スクリューコンプレッサを用いてＳＭＲを圧縮して、圧縮後のＳＭＲ流を提供するステップと；
(b) 圧縮後のＳＭＲ流を分離して、油系の流れと第１ＳＭＲ気化ガス流とを提供するステップと；
(c) 第１ＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システム内へ送って第１ＳＭＲ気化ガス流を冷却して、冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと；
(d) 冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システムから引き出すステップと；
(e) 冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流を分離して、液相のＳＭＲ流及びオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を提供するステップと；
(f) オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流を液化熱交換器システムに通して、凝結したＳＭＲ流を提供するステップと；
(g) 凝結したＳＭＲ流を膨張させて、液化熱交換器システムに通してＢＯＧ流と熱交換するための膨張した最低温度のＳＭＲ流を提供するステップとを実行する。
【００６２】
本発明の他の態様によれば、本明細書中に記載するのと同一または同様のステップを含む、液化ガスタンクからのボイルオフガス流を冷却する方法で用いられるＳＭＲ再循環システムを統合的に設計する方法が提供される。
【００６３】
本発明のさらに他の態様によれば、本明細書中に記載するのと同一または同様のステップを含む、単一混合冷媒（ＳＭＲ）を用いて液化ガスタンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を冷却するプロセスを設計する方法が提供される。
【００６４】
本発明のさらに他の態様によれば、本明細書中に記載するのと同一または同様のステップを含む、単一混合冷媒（ＳＭＲ）を用いて液化ガスタンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を冷却する方法で用いられるＳＭＲ再循環システムを設計する方法が提供される。
【００６５】
本明細書中に説明する設計方法は、関連する動作装置及び制御装置を船舶の全体構成中に含めるためのコンピュータ支援プロセスを含むことができ、そして関連するコスト、動作パラメータの能力を方法及び設計に含めることができる。本明細書中に記載する方法は、コンピュータ上で読み出して処理するのに適した媒体上に符号化することができる。例えば、本明細書中に説明する方法を実行するためのコードは磁気媒体または光媒体上に符号化することができ、これらの媒体はパーソナルコンピュータまたはメインフレーム（大型汎用）コンピュータによって読み出すことができる。従って、これらの方法は、こうしたパーソナルコンピュータまたはメインフレームコンピュータを使用する設計技術者が実行することができる。
【００６６】
以下、本発明の実施形態及び例を、ほんの一例として、添付した次の概略的な図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来技術のＳＭＲシステムを用いてＢＯＧ流を冷却する従来技術の方法の概略図である。
【図２】本発明の一般的な実施形態によるＳＭＲシステムを用いてＢＯＧ流を冷却する方法の概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるＳＭＲシステムを用いてＢＯＧ流を冷却する方法の概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態によるＳＭＲシステムを用いてＢＯＧ流を冷却する方法の概略図である。
【図５】本発明の第３実施形態によるＳＭＲシステムを用いてＢＯＧ流を冷却する方法の概略図である。
【図６】本発明の第４実施形態によるＳＭＲシステムを用いてＢＯＧ流を冷却する方法の概略図である。
【図７】本発明の第５実施形態によるＳＭＲシステムを用いてＢＯＧ流を冷却する方法の概略図である。
【図８】本発明の第６実施形態によるＳＭＲシステムを用いてＢＯＧ流を冷却する方法の概略図である。
【図９】本発明の第７実施形態によるＳＭＲシステムを用いてＢＯＧ流を冷却する方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
関連する所では、同一または同様な特徴を表すために、異なる図中で同じ参照番号を用いる。
【００６９】
図１は、以上に説明した従来技術の構成であり、ＳＭＲ再循環システム及び注油式スクリューコンプレッサを用いて圧縮ＢＯＧの再液化を実現するために、カスケード１３に基づく外部冷媒回路及び装置を必要とする。
【００７０】
図２に、本発明の一般的な実施形態による、単一混合冷媒（ＳＭＲ）を用いて液化ガスタンクからのボイルオフガスを冷却する方法を示し、この方法は、少なくとも、液化熱交換器システム内でＢＯＧ流をＳＭＲと熱交換して冷却したＢＯＧ流を提供するステップを含み、ＳＭＲは、本発明の他の実施形態によるＳＭＲ再循環システムにおいて用意される。
【００７１】
より詳細には、図２に、１つ以上のＬＮＧ積荷タンク（図示せず）から供給され、既に圧縮機（これも図示せず）内で圧縮されたＢＯＧ流７０を示す。ＢＯＧ流７０は、任意で、第１環境熱交換器６０内で、容易に利用可能な冷却媒体（例えば、海水、淡水、エンジンルームの冷却水、空気）を用いて環境冷却される。次に、こうして任意で冷却され（かつ圧縮され）たＢＯＧ流７１を液化熱交換器システム４０内へ送る。
【００７２】
液化熱交換器システム４０は、１つ以上の熱交換器の任意の形態または配置を具えることができ、これらの熱交換器は、２つ以上の流れどうしの、任意で複数の流れどうしの、特にＢＯＧ流と冷媒のうちの少なくとも１つとの熱交換を可能にすることができ、任意で、システムの一部または一部分中に、他の１つ以上の流れと逆流して流れる少なくとも１つの流れを有する。２つ以上の熱交換器の任意の配置は、直列または並列、あるいは直列と並列の組合せとすることができ、これらの熱交換器は、分離すること、または結合すること、あるいは連続させることができ、任意で、単一の冷却装置または冷却箱（ボックス）内に入れることができ、任意で、ＢＯＧ流を液化するために必要なＢＯＧ流との熱交換を行う１つ以上の装置または段の形態にすることができる。
【００７３】
２つ以上の熱交換器を具えた液化熱交換器システムは、一般に、内部の平均温度の意味で他の部分、装置、または段よりも「高温」である１つの部分、装置、または段を有する。
【００７４】
適切な液化熱交換器システムのいくつかの変形例は、以下に説明及び図示する。当業者は他の変形例を認識し、本発明はそれらによって限定されない。
【００７５】
図２に示す一般的な液化熱交換システム４０では、冷却され（かつ圧縮され）たＢＯＧ流７１を、以下に説明するより低温の流れによって凝結させ、この流れはＳＭＲ再循環システム２００内で生成される。凝結したＢＯＧ流は、パイプライン７３を通って熱交換器システム４０を出てＬＮＧ積荷タンクに戻ることができる。
【００７６】
ＳＭＲシステム２００では、冷媒レシーバー５１からのＳＭＲ冷媒ガス７４の初期流を注油式スクリューコンプレッサ５２へ送る。注油式スクリューコンプレッサは現在技術において周知であり、本明細書ではさらに説明しない。注油式スクリューコンプレッサは、特に小規模または小量の圧縮用には産業界で十分な実績があり、かつ費用効果的であるが、油の一部が、場合によってはたとえ微量でも、コンプレッサを通過するガス中に引き込まれ、従ってコンプレッサからのガス排出の一部となる、という欠点があることが知られている。
【００７７】
図２では、注油式スクリューコンプレッサ５２を用いて初期のＳＭＲ流７４を圧縮することによって圧縮後のＳＭＲ流７５が提供され、圧縮後のＳＭＲ流７５は、任意でフィルタを有する第１油分離器５３に入り、第１油分離器５３は圧縮後のＳＭＲ流７５を分離して油系の流れ及び第１ＳＭＲ気化ガス流７９を提供する。油分の大部分は分離器５３内で一般に重力及び／または濾過によって除去される。回収された油系の流れ７６はパイプライン内へ排出され、パイプライン内では圧力差または任意のポンプ５４によって油分が流れ７７へ送られ、注油却器（オイルクーラー）５５が油分を冷却し、この油分は流れ７８として圧縮機５２内へ再注入される。
【００７８】
第１ＳＭＲ気化ガス流７９の大部分はオイルフリーであるが、ある程度の残留油を確かに含有する。第１ＳＭＲ気化ガス流７９を第２環境熱交換器５６内で容易に利用可能な冷却媒体（例えば海水、淡水、エンジンルームの冷却水、空気）を用いて冷却して、より低温の第１気化ガス流８０を提供する。冷媒の組成及び圧力、並びに第２環境熱交換器５６内で実現される温度次第で、ＳＭＲのある程度の凝結を発生させ始めることができる。
【００７９】
より低温の第１気化ガス流８０は液化熱交換器システム４０内へ送られ、液化熱交換器システム４０では冷媒が冷却されて少なくとも部分的に凝結する。冷媒が冷却される温度は油分の凝固温度よりも高い。冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流８１は、液化熱交換器システム４０（の温度勾配）に沿った中間温度の所から引き出されて気液分離器５８に入る。分離器５８内では、一般に液体及びあらゆる残留油量で構成される液相のＳＭＲ流８２を、パイプライン８２を通して排出することができる。
【００８０】
その後に、液相のＳＭＲ流８２の圧力をフラッシュバルブ５９によって低減して、ある程度の気化及びそれに関連した温度の低下を生じさせることができる。ＳＭＲシステム２００は、このより低い温度がまだ油分の凝固温度を上回るように設計されている。膨張した、あるいは少なくとも部分的に気化した液相のＳＭＲ流８３を熱交換器システム４０内へ送ることができ、熱交換器システム４０では、液相のＳＭＲ流８３自体は気化しながら、より高温の流れのある程度の冷却を行う。
【００８１】
分離器５８では、オイルフリーの（あるいは本来オイルフリーの）ＳＭＲ気化ガス流８４も熱交換器システム４０内へ送られる。図２では、オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流８４が、中間温度で、任意で、冷却第１ＳＭＲ気化ガス流８１の引き出し時と同様の温度で、熱交換器システム４０に入る。熱交換器システム４０では、このオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流８４が部分的または全体的に凝結するまで冷却されて、凝結したＳＭＲ流８５として熱交換器システム４０を出る。その後に、スロットバルブ６１により圧力を低減して、部分的な気化及び温度低下に至らせて、膨張した最低温度のＳＭＲ流８５を提供する。膨張した最低温度のＳＭＲ流８６は、ＳＭＲシステム２００内では最低温のＳＭＲ冷媒流であり、注油式スクリューコンプレッサ５２内の油分の油凝固温度を下回る温度を有する。
【００８２】
膨張した最低温度のＳＭＲ流８６を熱交換器システム４０へ返送し、熱交換器システム４０では、ＳＭＲ流８６が加熱されるに連れて気化し、その際に熱交換器システム４０内のより高温の流れを冷却して、冷却デューティの大半を提供する。ＳＭＲ冷媒流８６は、液相のＳＭＲ流８３と混合されて単一の流れを形成することができ、この単一の流れは冷却後の気化ガス流８９として熱交換器システム４０を出て冷媒レシーバー５１に戻される。
【００８３】
このようにして、図１の従来技術の構成における外部冷媒カスケードの必要性が解消されて、液化熱交換器システム内で冷却されることによって、油分の凝固温度を上回る温度での混合冷媒の凝固が行われる。このことは、資本支出及び全体的な工場規模の低減を意味する。圧縮機の油分を、システム内で最低温度に曝される冷媒ガスの一部分から除去するために必要な部分的凝結が、外部冷媒カスケードループなしに実現されて、このデューティ（作業労力）がＳＭＲ再循環システムのみへシフト（移行）されている。
【００８４】
図３に、より詳細なＳＭＲ再循環システム１０１を示し、ＳＭＲ再循環システム１０１は図２に示すＳＭＲ再循環システム２００の第１変形例である。第１ＳＭＲ再循環システム１０１は、単一のマルチストリーム液化熱交換器５７（ろう付けアルミニウムのプレートフィン熱交換器が代表的である）を具え、液化熱交換器５７では、冷却され（かつ圧縮され）たＢＯＧ流７１が、ＳＭＲ再循環システム２００内よりも前に、本明細書中に説明したより低温の流れによって凝結する。
【００８５】
図４に、図２に示すＳＭＲ再循環システム２００の第２変形例のＳＭＲ再循環システム１０２を示し、ここでは液化熱交換器システムが今度は２つの熱交換器を具え、これらは第１及び第２マルチストリーム熱交換ユニット６４及び６２である。図４では、熱交換ユニット６４及び６２の外部で低温の流れどうしの混合が存在する。即ち、膨張した最低温度のＳＭＲ流または最低温の冷媒流８６が第２ユニット６２内へ送られ、第２ユニット６２では、冷媒流８６が加熱されるに連れて気化し始め、その際に第２ユニット６２内のより高温の流れを冷却して、膨張した液相のＳＭＲ流８３と混合されて混合流８８を形成する前に、部分的により高温のＳＭＲ流として出て、混合流８８は第１ユニット６４内へ送られて、第１ユニット６４内のより高温の流れを冷却して、冷却後の気化ガス流８９として第１装置６４を出て、冷媒レシーバー５１に戻される。その間に、第１ユニット６４からの冷却されたＢＯＧは、流れ７２としてより低温の第２ユニット６２内へ送られる。
【００８６】
第１及び第２熱交換ユニット６４及び６２は、連続的にも別個にもすることができる。
【００８７】
図５に、第３変形例のＳＭＲ再循環システム１０３を示し、ＳＭＲ再循環システム１０３は、図４に示すＳＭＲ再循環システム１０２の追加的な変形例である。図５では、液化熱交換器システムが第１及び第２マルチストリーム熱交換ユニット６３及び６２を具えている。図４と比べれば、第１ユニット６３内では、膨張した液相のＳＭＲ流８３と部分的により高温のＳＭＲ流８８とが別個に保たれる。液化熱交換器システムによって提供される第１及び第２のより高温のＳＭＲ流９０と９１とは、第１ユニット６３を出た後に気相で混合されて、混合された冷却後の気化ガス流８９を形成し、気化ガス流８９は冷媒レシーバー５１に戻される。
【００８８】
図６に、第４変形例のＳＭＲ再循環システム１０４を示し、ＳＭＲ再循環システム１０４は図４に示すＳＭＲ再循環システム１０２の他の変形例である。図６では、液化熱交換器システムが第１及び第２マルチストリーム熱交換ユニット６３Ａ及び６２を具えている。図４と比べれば、気液分離器５８によって提供されるオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流９５が、今度は、より低温の第２ユニット６２を通過する前に、より高温の第１ユニット６３Ａ内に入って中間流９２を提供する。
【００８９】
図７に、第５変形例のＳＭＲ再循環システム１０５を示し、ＳＭＲ再循環システム１０５は、図５に示す第３のＳＭＲ再循環システム１０３と図６に示す第４のＳＭＲ再循環システム１０４との組合せである。図７では、液化熱交換器システムが第１及び第２マルチストリーム熱交換ユニット６５及び６２を具え、気液分離器５８によってオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流９５が、今度は、より高温の第１ユニット６５内に入って（より低温の第２ユニット６２を通過する前に、凝結したＳＭＲ流８５として出るための中間流９２を提供して）、膨張した液相のＳＭＲ流８３と部分的により高温のＳＭＲ流８８とが第１ユニット６５内に別個に保たれる。液化熱交換器システムによって提供される第１及び第２のより高温のＳＭＲ流９３及び９４は、第１ユニット６５を出た後に気相で混合されて、混合された冷却後の気化ガス流８９を形成して、気化ガス流８９は冷媒レシーバー５１に戻される。
【００９０】
図８に、第６変形例のＳＭＲ再循環システム１０６を示し、ＳＭＲ再循環システム１０６は、図３に示す第１ＳＭＲ再循環システム１０１と図６に示す第４ＳＭＲ再循環システム１０４との組合わせである。図８では、液化熱交換器システムが単一のマルチストリーム液化熱交換器６６を具え、気液分離器５８によって提供されるオイルフリーのＳＭＲ気化ガス流９５が、今度は全部が熱交換器６６を通過し（て凝結したＳＭＲ流８５を提供し）、その間に、膨張した液相のＳＭＲ流８３が、熱交換器６６内の中間位置で冷媒流８６と混合されて単一の流れを形成し、この単一の流れは、冷却後の気化ガス流８９として熱交換器６６を出て冷媒レシーバー５１に戻される。
【００９１】
図９に第７変形例のＳＭＲ再循環システム１０７を示し、ＳＭＲ再循環システム１０７は、図６に示すＳＭＲ再循環システム１０４の変形例であり、液化熱交換器システム内の第１マルチストリーム熱交換ユニット６３Ａが一連の二流路熱交換器に置き換わっている。
【００９２】
図９では、より低温の第１気化ガス流８０が、以下に説明する流れとの熱交換器である第１の二流路熱交換器９６内に入って、前と同じ方法で冷却した第１ＳＭＲ気化ガス流８１を提供し、第１ＳＭＲ気化ガス流８１は気液分離器５８内に入る。分離器５８からは、液相のＳＭＲ流８２がフラッシュバルブ５９によって膨張して、少なくとも部分的に気化した液相のＳＭＲ流８３を提供する。分離器５８は、オイルフリーのＳＭＲ気化ガス流９５も提供し、ＳＭＲ気化ガス流９５は、第２の二流路熱交換器９７内に入って、図６に示して説明したのと同じ第２ユニット６２内に入る前の中間流９２を提供する。
【００９３】
その間に、冷却されかつ圧縮されたＢＯＧ流７１が第３の二流路熱交換器９８内に入って、より低温のＢＯＧ流７２を提供し、ＢＯＧ流７２はより低温の第２ユニットに入る。
【００９４】
図９中の第２ユニット６２は、上述したのと同じ方法で凝結したＢＯＧ流７３を提供し、部分的により高温のＳＭＲ流７３は、膨張した液相のＳＭＲ流８３と混合されて混合流８８を形成し、混合流８８は部分流９９Ａと９９Ｂとに分割される。部分流９９Ａは第２熱交換器９７に入り、部分流９９Ｂは第３熱交換器９８に入る。これらの部分流がそれぞれの熱交換器を出た流れどうしを混合して混合流１００を形成し、混合流１００は第１熱交換器９６内へ入って、冷却後の気化ガス流８９として出る。
【００９５】
液化熱交換器システムが複数の熱交換器ユニットを具えている場合、本発明は第１及び第２ユニットの相対的な配置によって限定されず、これらのユニットは連続的にも別個にもすることができる。
【００９６】
ＳＭＲ中の組成及び／または比率を変化させて、本発明の構成毎に最良の効果を達成することができる。図３〜９に示す例毎にＳＭＲの組成が異なることもできる。
【００９７】
本発明は、特に、混合冷媒システムにおける費用効果的な注油式スクリューコンプレッサの使用を可能にする、ＬＮＧ再液化用の一般的な単一混合冷媒（ＳＭＲ）サイクルの改良である。代表的な構成と比べれば、本発明は、低減された複雑性、より少数の装置、及び低減された資本コストを可能にする。
【図１】
2019516912.tif 000003
【図２】
2019516912.tif 000004
【図３】
2019516912.tif 000005
【図４】
2019516912.tif 000006
【図５】
2019516912.tif 000007
【図６】
2019516912.tif 000008
【図７】
2019516912.tif 000009
【図８】
2019516912.tif 000010
【図９】
2019516912.tif 000011
【国際調査報告】
2019516912.tif 000012
2019516912.tif 000013
2019516912.tif 000014