УСТАНОВКА И СПОСОБ ПОВТОРНОГО СЖИЖЕНИЯ ОТПАРНОГО ГАЗА ДЛЯ СУДНА
PLANT AND METHOD FOR REPEATED LIQUEFACTION OF STRIPPING GAS FOR SHIP

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[1] Настоящее изобретение относится к установке и способу для повторного сжижения отпарного газа, образованного в резервуаре-хранилище СПГ, используемом на судне.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[2] В целом, природный газ сжижается и транспортируется на большие расстояния в виде сжиженного природного газа (СПГ). Сжиженный природный газ получается путем охлаждения природного газа до очень низкой температуры около -163°С при атмосферном давлении и хорошо подходит для транспортировки на дальние расстояния по морю, поскольку объем природного газа значительно уменьшается по сравнению с природным газом в газообразно фазе.
[3] С другой стороны, сжиженный нефтяной газ (LPG) также упоминаемый как сжиженный газообразный пропан, получается путем охлаждения природного газа, полученного вместе с сырой нефтью из нефтяных месторождений, примерно до -200°C, или путем сжатия природного газа от 7 до 10 атмосфер при комнатной температуре.
[4] Нефтяной газ в основном состоит из пропана, пропилена, бутана, бутилена и тому подобного. Когда пропан сжижается примерно при 15°С, объем пропана уменьшается примерно до 1/260, а когда бутан сжижается примерно при 15°С, объем бутана уменьшается примерно до 1/230. Таким образом, нефтяной газ используется в виде сжиженного нефтяного газа для удобства хранения и транспортировки.
[5] В целом, сжиженный нефтяной газ имеет более высокую теплотворную способность, чем сжиженный природный газ, и содержит большее количество компонентов с более высоким молекулярным весом, чем у сжиженного природного газа. Таким образом, сжиженный нефтяной газ позволяет более легкое сжижение и газификацию, чем сжиженный природный газ.
[6] Сжиженный газ, такой как сжиженный природный газ, сжиженный нефтяной газ и т.п., хранится в резервуаре и подается к участку спроса на суше. Даже когда резервуар-хранилище является изолированным, существует предел для полной блокировки внешнего тепла. Таким образом, сжиженный природный газ непрерывно испаряется в резервуаре-хранилище за счет передачи тепла в резервуар-хранилище. Жидкий природный газ, испаряющийся в резервуаре-хранилище, называется отпарным газом (BOG).
[7] Если давление в резервуаре-хранилище превышает заданное давление из-за образования BOG, BOG выпускаемый из резервуара-хранилища должен использоваться в качестве топлива для двигателя или должен повторно сжижаться и возвращаться в резервуар.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
[8] Для того чтобы повторно сжижать BOG, содержащий этан, этилен и тому подобное в качестве основных компонентов (далее называемый «этановый BOG»), этановый BOG должен быть охлажден до -100°С или ниже и, следовательно, требует дополнительного холодного тепла, по сравнению со случаем повторного сжижения BOG сжиженного нефтяного газа, имеющего точку сжижения около -25°С. Таким образом, независимый охлаждающий цикл для подачи дополнительного холодного тепла добавляется в систему повторного сжижения сжиженного нефтяного газа, который будет использоваться в качестве процесса повторного сжижения этана. Для охлаждающего цикла для подачи дополнительного холодного тепла используется общий пропиленовый охлаждающий цикл.
[9] Настоящее изобретение направлено на обеспечение установки и способа повторного сжижения BOG для судов, которая может повторно сжижать BOG, например этан, без отдельного независимого охлаждающего цикла.
ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ
[10] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, предусмотрена установка для повторного сжижения BOG, предусмотренная на судне для транспортировки сжиженного газа, включающая: многоступенчатый компрессор, включающий в себя множество ступеней сжатия, и сжимающий BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища сжиженного газа; теплообменник, охлаждающий BOG, сжатый многоступенчатым компрессором, посредством теплообмена BOG, сжатого многоступенчатым компрессором, с BOG, выпущенным из резервуара-хранилища; испаритель, охлаждающий BOG через теплообмен BOG, охлажденного теплообменником со сжиженным газом, который подается в участок спроса на топливо на судне; промежуточный охладитель, охлаждающий BOG, охлаждаемый теплообменником; и узел расширения, расширяющий некоторый BOG, отведенный от BOG, который должен подаваться в промежуточный охладитель, где оставшийся BOG, подаваемый в промежуточный охладитель, охлаждается промежуточным охладителем посредством теплообмена с BOG, расширяемым узлом расширения, и затем возвращается обратно в резервуар-хранилище.
[11] Промежуточный охладитель может включать в себя, по меньшей мере, один первый промежуточный охладитель, расположенный перед испарителем, и дополнительно охлаждающий BOG, охлажденный теплообменником, до того, как BOG подается в испаритель; и второй промежуточный охладитель, расположенный за испарителем, и дополнительно охлаждающий BOG, охлажденный испарителем.
[12] Узел расширения может включать в себя, по меньшей мере, один первый узел расширения, расширяющий некоторое количество BOG, отведенного от BOG, который должен подаваться в первый промежуточный охладитель; и второй узел расширения, расширяющий некоторое количество BOG, отведенного от BOG, который должен подаваться во второй промежуточный охладитель.
[13] Установка повторного сжижения BOG может дополнительно включать в себя: третий узел расширения, расположенный за испарителем или вторым промежуточным охладителем, и расширяющий BOG, проходящий через испаритель или второй промежуточный охладитель; и газожидкостный сепаратор, расположенный за третьим узлом расширения.
[14] Ступени сжатия могут быть расположены последовательно, и поток BOG, расширенный первым узлом расширения, и поток BOG, расширенный вторым узлом расширения, могут быть поданы между различными ступенями сжатия из множества ступеней сжатия, так что поток BOG, расширенный первым узлом расширения, может быть подан к ступени сжатия, расположенной дальшениже по потоку, чем ступень сжатия, к которой подается BOG, расширенный вторым узлом расширения.
[15] Многоступенчатый компрессор может быть четырехступенчатым компрессором.
[16] Поток BOG, прошедший через второй узел расширения и второй промежуточный охладитель, может быть подан за первую ступень сжатия четырехступенчатого компрессора.
[17] BOG, поданный за первую ступень сжатия, может иметь давление от 2 бар до 5 бар.
[18] Поток BOG, прошедший через первый узел расширения и первый промежуточный охладитель, может быть подан за вторую ступень сжатия четырехступенчатого компрессора.
[19] BOG, поданный за вторую ступень сжатия, может иметь давление от 10 бар до 15 бар.
[20] BOG может включать, по меньшей мере, одно из этана, этилена, пропилена и сжиженного нефтяного газа.
[21] Сжиженный газ, который должен быть подан в участок спроса на топливо, может быть, по меньшей мере, одним из этана, этилена, пропилена и сжиженного нефтяного газа.
[22] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предусмотрена установка для повторного сжижения BOG, предусмотренная на судне для транспортировки сжиженного газа, включающая: резервуар-хранилище, хранящий сжиженный газ; узел теплообмена, расположенный за резервуаром-хранилищем; многоступенчатый компрессор, расположенный за узлом теплообмена и сжимающий BOG, выпускаемый из теплообменника; третий узел расширения, расположенный за узлом теплообмена и генерирующий газожидкостную смесь посредством расширения некоторого количества BOG, проходящего через многоступенчатый компрессор и узел теплообмена; газожидкостный сепаратор, расположенный за третьим узлом расширения и разделяющий газожидкостную смесь, выпускаемую из третьего узла расширения, на газ и жидкость, причем многоступенчатый компрессор включает в себя множество ступеней сжатия, расположенных последовательно, причем узел теплообмена включает: теплообменник, охлаждающий BOG, выпускаемый из многоступенчатого компрессора, посредством теплообмена BOG, выпускаемого из резервуара-хранилища и газожидкостного сепаратора с BOG, выпускаемым из многоступенчатого компрессора; первый промежуточный охладитель, дополнительно охлаждающий BOG, подаваемый через многоступенчатый компрессор и теплообменник; первый узел расширения, расположенный между теплообменником и первым промежуточным охладителем и расширяющий некоторое количество BOG, отведенное от BOG, который должен быть подан в первый промежуточный охладитель; испаритель, расположенный между первым промежуточным охладителем и третьим узлом расширения и испаряющий сжиженный газ, подаваемый через другой путь, через теплообмен между некоторым количеством BOG, выпускаемым из первого промежуточного охладителя, и сжиженным газом, подаваемым через другой путь; и участок спроса на топливо, принимающий сжиженный газ, испаряемый испарителем, причем BOG, охлажденный первым узлом расширения из BOG, подаваемого в первый промежуточный охладитель, и BOG, непосредственно подаваемого в первый промежуточный охладитель, вместо того, чтобы подаваться к первому узлу расширения из BOG, подаваемого в первый промежуточный охладитель, подвергается теплообмену в первом промежуточном охладителе.
[23] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ повторного сжижения BOG для судов для транспортировки сжиженного газа, включающий этапы, при которых: подают BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища, хранящего сжиженный газ, в многоступенчатый компрессор для сжатия BOG; охлаждают сжатый BOG с BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища; и возвращают охлажденный BOG в резервуар-хранилище после теплообмена со сжиженным газом, который должен быть подан в участок спроса на топливо на судне, при этом сжатый BOG возвращается обратно в резервуар-хранилище после того, как оставшийся не ответвленный сжатый BOG охлаждается, по меньшей мере, после использования BOG, полученного путем расширения некоторого количества BOG, ответвленного от сжатого BOG, до или после теплообмена со сжиженным газом, который должен быть подан в участок спроса на топливо.
[24] Расширенный BOG, полученный охлаждением оставшегося сжатого не ответвленного BOG, может подаваться и сжиматься, по меньшей мере, одной из множества ступеней сжатия в многоступенчатом компрессоре.
[25] BOG, полученный посредством теплообмена после расширения сжатого BOG до испарения сжиженного газа, который должен быть подан в участок спроса на топливо, может быть подан дальше за ступень сжатия многоступенчатого компрессора, чем BOG, полученный посредством теплообмена после расширения сжатого BOG после испарения сжиженного газа.
[26] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ повторного сжижения BOG для судна для транспортировки сжиженного газа, причем судно снабжено четырехступенчатым компрессором для сжатия BOG, выпускаемого из резервуара-хранилища, хранящего сжиженный газ, при этом BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища, сжимается четырехступенчатым компрессором, охлаждается посредством теплообмена, и отдельно подается за первую ступень сжатия и вторую ступень сжатия четырехступенчатого компрессора.
[27] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ повторного сжижения BOG для судна для транспортировки сжиженного газа, включающий этапы, при которых: подают BOG, выпущенный из резервуара-хранилища сжиженного газа, в многоступенчатый компрессор для сжатия BOG; первоначально охлаждают сжатый BOG с BOG, выпущенным из резервуара-хранилища; разделяют и расширяют, по меньшей мере, некоторое количество BOG, ответвленное от первоначально охлажденного BOG, для вторичного охлаждения, по меньшей мере, некоторого количества BOG, ответвленного от первоначально охлажденного BOG; разделяют и расширяют, по меньшей мере, некоторое количество BOG, ответвленного от вторично охлажденного BOG, для третьего охлаждения, по меньшей мере, некоторого количества BOG, ответвленного от вторично охлажденного BOG; и раздельно подают декомпрессированный BOG, выпущенный после вторичного охлаждения BOG, и декомпрессированный BOG, выпущенный после третьего охлаждения BOG, к многоступенчатому компрессору, при этом декомпрессированный BOG, выпущенный после вторичного охлаждения, подается дальше за ступень сжатия многоступенчатого компрессора, чем декомпрессированный BOG после третьего охлаждения.
ПОЛЕЗНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
[28] Установка и способ повторного сжижения BOG для судов согласно настоящему изобретению могут снизить затраты на установку посредством исключения отдельного независимого охлаждающего цикла и приспособления для повторного сжижения BOG через само теплообмен BOG, такого как этан и т.п., тем самым обеспечивая такой же уровень эффективности сжижения, что и типовая установка для повторного сжижения, даже без дополнительного охлаждающего цикла.
[29] Кроме того, установка и способ повторного сжижения BOG для судов согласно настоящему изобретению, могут снизить потребление энергии для работы охлаждающего цикла посредством исключения отдельного независимого цикла подачи хладагента.
[30] Дополнительно, установка и способ повторного сжижения BOG для судов согласно настоящему изобретению, позволяют использовать различные хладагенты для повторного сжижения BOG для уменьшения потока хладагента, ответвленного перед теплообменником. Когда поток хладагента, ответвленного перед теплообменником, уменьшается, BOG, ответвленный для использования в качестве хладагента, подвергается сжатию в многоступенчатом компрессоре, тем самым уменьшая поток BOG, сжатого многоступенчатым компрессором. Когда поток BOG, сжатый многоступенчатым компрессором, уменьшается, можно снизить потребляемую мощность многоступенчатого компрессора, в то же время, позволяя повторно сжижать BOG практически с одинаковой эффективностью повторного сжижения.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[31] Фиг.1 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно первому примеру осуществления настоящего изобретения.
[32] Фиг.2 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно второму примеру осуществления настоящего изобретения.
[33] Фиг.3 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно третьему примеру осуществления настоящего изобретения.
[34] Фиг.4 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно четвертому примеру осуществления настоящего изобретения.
[35] Фиг.5 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно пятому примеру осуществления настоящего изобретения.
[36] Фиг.6 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно шестому примеру осуществления настоящего изобретения.
[37] Фиг.7 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно седьмому примеру осуществления настоящего изобретения.
[38] Фиг.8 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно восьмому примеру осуществления настоящего изобретения.
[39] Фиг.9 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно девятому примеру осуществления настоящего изобретения.
НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[40] В дальнейшем, варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Установка и способ для повторного сжижения BOG согласно настоящему изобретению могут быть различными способами применены для наземных систем и судов, таких как суда с грузом СПГ, в частности, всех типов судов и морских сооружений, снабженных резервуаром-хранилищем, хранящим низкотемпературный жидкий груз или сжиженный газ, включая суда, такие как носители СПГ, газовозы сжиженного этана и RVs СПГ, а также морские структуры, такие как плавучие установки хранения и отгрузки СПГ и плавучие установки для хранения и регазификации СПГ.
[41] Кроме того, текучая среда в каждой линии согласно настоящему изобретению может находиться в жидкой фазе, в смешанной газожидкостной фазе, в газообразной фазе или в сверхкритической текучей фазе в зависимости от условий эксплуатации системы.
[42] Дополнительно, сжиженный газ, хранящийся в резервуаре-хранилище 10, может представлять собой сжиженный природный газ (СПГ) или сжиженный нефтяной газ (СНГ) и может включать, по меньшей мере, один компонент метана, этана, этилена, пропилена, тяжелого углеводорода и т.п.
[43] Дополнительно, следующие примеры осуществления могут быть модифицированы различными способами, и настоящее изобретение не ограничено этим.
[44] Фиг.1 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно первому примеру осуществления настоящего изобретения.
[45] Ссылаясь к фиг. 1, установка для повторной газификации BOG для судов согласно этому примеру осуществления включает в себя: многоступенчатый компрессор 20а, 20b, 20с, 20d, сжимающий BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10 посредством несколько ступеней; теплообменник 30, охлаждающий BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d посредством теплообмена между BOG, сжатым в нескольких ступенях многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10; первый узел 71 расширения, расширяющий BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d и проходящий через теплообменник 30; первый промежуточный охладитель 41, охлаждающий BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d и прошедший через теплообменник 30; второй узел 72 расширения, расширяющий BOG, прошедший через первый промежуточный охладитель 41; второй промежуточный охладитель 42, охлаждающий BOG, прошедший через первый промежуточный охладитель 41; третий узел 73 расширения, расширяющий BOG, прошедший через второй промежуточный охладитель 42; и газожидкостный сепаратор 60, разделяющий BOG, который был подвергнут частичному повторному сжижению при прохождении через третий узел 73 расширения, на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG.
[46] Согласно этому примеру осуществления, резервуар-хранилище 10 хранит сжиженный газ, такой как этан, этилен и тому подобное, и выпускает BOG, который образуется путем испарения сжиженного газа за счет тепла, передаваемого снаружи, когда внутреннее давление в резервуаре-хранилище 10 превышает заданное давление. Хотя сжиженный газ проиллюстрирован в виде примера, как выпускаемый из резервуара-хранилища 10 в этом примере осуществления, сжиженный газ может выпускаться из топливного бака, приспособленного для хранения сжиженного газа, для подачи сжиженного газа в качестве топлива в двигатель.
[47] Согласно этому примеру осуществления, многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d сжимает BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10 посредством нескольких ступеней. Согласно этому примеру осуществления, многоступенчатый компрессор включает в себя четыре отдельные ступени сжатия, так что BOG может подвергаться четырем ступеням сжатия, но не ограничивается этим.
[48] Когда многоступенчатый компрессор представляет собой четырехступенчатый компрессор, включающий в себя четыре отдельные ступени сжатия, как в этом примере осуществления, многоступенчатый компрессор включает в себя первую отдельную ступень 20а сжатия, вторую отдельную ступень 20b сжатия, третью отдельную ступень 20с сжатия и четвертую отдельную ступень 20d сжатия, которые расположены последовательно для последовательного сжатия BOG. BOG за первой отдельной ступенью 20a сжатия может иметь давление от 2 бар до 5 бар, например, 3,5 бар, а BOG за второй отдельной ступенью 20b сжатия может иметь давление от 10 бар до 15 бар, например, 12 бар. Кроме того, BOG за третьей отдельной ступенью 20с сжатия может иметь давление от 25 бар до 35 бар, например, 30,5 бар, а BOG за четвертой отдельной ступенью 20d сжатия может иметь давление от 75 бар до 90 бар, например, 83,5 бар.
[49] Многоступенчатый компрессор может включать в себя множество отдельных ступеней 21a, 21b, 21c, 21d охлаждения, расположенных за отдельными ступенями 20a, 20b, 20c, 20d сжатия, соответственно, для уменьшения температуры BOG, который увеличивается не только в давлении, но также в температуре после прохождения через каждую отдельную ступень 20а, 20b, 20с, 20d сжатия.
[50] Согласно этому примеру осуществления, теплообменник 30 охлаждает BOG (далее называемый «поток a»), сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d посредством теплообмена между BOG (поток a) и BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10. То есть, BOG, сжатый до более высокого давления многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, понижается в температуре посредством теплообменника 30 с использованием BOG, выпускаемого из резервуара-хранилища 10 в качестве хладагента.
[51] Согласно этому примеру осуществления, первый узел 71 расширения расположен на линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от теплообменника 30 к первому промежуточному охладителю 41, и расширяет некоторое количество BOG (далее называемое как «поток a1»), ответвленного от BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30. Первый узел 71 расширения может быть расширительным клапаном или расширителем.
[52] Некоторое количество BOG (поток a1), ответвленного от BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30, расширяется до более низкого давления и температуры посредством первого узла 71 расширения. BOG, прошедший через первый узел 71 расширения, подается в первый промежуточный охладитель 41, для того, чтобы использоваться в качестве хладагента для снижения температуры другого BOG (далее называемого «поток a2»), сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20с, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[53] Согласно этому примеру осуществления, первый промежуточный охладитель 41 уменьшает температуру BOG (поток a2), прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30 посредством теплообмена между некоторым количеством BOG (поток a2), сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30, и BOG (поток a1), расширенным первым узлом 71 расширения.
[54] BOG (поток a2), охлажденный первым промежуточным охладителем 41 после прохождения через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, подается во второй узел 72 расширения и второй промежуточный охладитель 42, а BOG (поток a1), подаваемый в первый промежуточный охладитель 41 через первый узел 71 расширения, подается за одну отдельную ступень 20b сжатия многоступенчатого компрессора 20a, 20b, 20c, 20d.
[55] Согласно этому примеру осуществления, второй узел 72 расширения расположен на линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от первого промежуточного охладителя 41 ко второму промежуточному охладителю 42, и расширяет некоторое количество BOG (поток a21), охлажденного при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41. Второй узел 72 расширения может быть расширительным клапаном или расширителем.
[56] Среди BOG (поток a2), охлажденного при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, некоторое количество BOG (поток a21) расширяется до более низкого давления и температуры вторым узлом 72 расширения. BOG (поток а21), прошедший через второй узел 72 расширения, подается во второй промежуточный охладитель 42, для того, чтобы использоваться в качестве хладагента для снижения температуры другого BOG (поток a22), охлажденного при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41.
[57] Согласно этому примеру осуществления, второй промежуточный охладитель 42 дополнительно снижает температуру BOG (поток a22), который охлаждается при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41 посредством теплообмена между BOG (поток a22) и BOG (поток a21), расширенным вторым узлом 72 расширения.
[58] BOG, охлаждаемый теплообменником 30, первым промежуточным охладителем 41 и вторым промежуточным охладителем 42, подается в газожидкостный сепаратор 60 через третий узел 73 расширения, а BOG, подаваемый во второй промежуточный охладитель 42 через второй узел 72 расширения, подается за одну отдельную ступень 20а, 20b, 20с, 20d сжатия в многоступенчатом компрессоре.
[59] Первый промежуточный охладитель 41 выполнен с возможностью снижения температуры BOG, первоначально охлажденного теплообменником 30, с использованием BOG, выпускаемого из резервуара-хранилища 10, тогда как второй промежуточный охладитель 42 выполнен с возможностью снижения температуры BOG, первоначально охлажденного теплообменником 30, а затем вторично охлажденного первым промежуточным охладителем 41. Таким образом, BOG (поток a21), подаваемый в качестве хладагента во второй промежуточный охладитель 42, требует иметь более низкую температуру, чем BOG (поток a1), подаваемый в качестве хладагента в первый промежуточный охладитель 41. То есть BOG, прошедший через второй узел 72 расширения, расширяется больше, чем BOG, прошедший через первый узел 71 расширения и, таким образом, имеет более низкое давление, чем BOG, прошедший через первый узел 71 расширения. Соответственно, BOG, выпускаемый из первого промежуточного охладителя 41, подается в отдельную ступень сжатия, расположенную дальше ниже по потоку, чем отдельная ступень сжатия, к которой подается BOG, выпускаемый из второго промежуточного охладителя 42. BOG, выпускаемый из первого и второго промежуточных охладителей 41, 42, объединяется с BOG, имеющим аналогичное давление с BOG, подвергнутым нескольким ступеням сжатия посредством многоступенчатого компрессора 20a, 20b, 20c, 20d, и затем сжимается.
[60] С другой стороны, поскольку BOG, расширенный первым узлом 71 расширения и вторым узлом 72 расширения, используется в качестве хладагента для охлаждения BOG в первом промежуточном охладителе 41 и втором промежуточном охладителе 42, количество BOG, который должен быть подан в первый узел 71 расширения и второй узел 72 расширения может быть отрегулировано в зависимости от степени охлаждения BOG в первом промежуточном охладителе 41 и втором промежуточном охладителе 42. Здесь BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедший через теплообменник 30, делится на два потока, которые должны подаваться в первый узел 71 расширения и первый промежуточный охладитель 41, соответственно. Таким образом, отношение BOG, который должен быть подан в первый узел 71 расширения, увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41, и уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG в первом промежуточном охладителе 41.
[61] Подобно BOG, подаваемому из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, когда BOG подается из первого промежуточного охладителя 41 во второй промежуточный охладитель 42, отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры во втором промежуточном охладителе 42, и отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG во втором промежуточном охладителе 42.
[62] В этом примере осуществления, установка повторного сжижения включает в себя два промежуточных охладителя 41, 42 и два узла 71, 72 расширения, расположенных перед промежуточными охладителями 41, 42, соответственно. Однако следует отметить, что количество промежуточных охладителей и количество узлов расширения, расположенных перед промежуточными охладителями, может быть изменено по мере необходимости. Кроме того, промежуточные охладители 41, 42 согласно этому примеру осуществления могут быть промежуточными охладителями для судов, как показано на фиг.1, или могут быть типовыми теплообменниками.
[63] Согласно этому примеру осуществления, третий узел 73 расширения расширяет BOG, прошедший через первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, до нормального давления.
[64] Согласно этому примеру осуществления, газожидкостный сепаратор 60 разделяет BOG, который был подвергнут частичному повторному сжижению при прохождении через третий узел 73 расширения, на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG. Газообразный BOG, отделенный газожидкостным сепаратором 60, подается перед теплообменником 30, который подвергается повторному сжижению вместе с BOG, выпущенным из резервуара-хранилища 10, а повторно сжиженный BOG, отделенный газожидкостным сепаратором 60, возвращается обратно в резервуар-хранилище 10. В примере осуществления, в котором BOG выпускается из топливного бака, повторно сжиженный BOG поступает в топливный бак.
[65] Далее, поток BOG в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно этому примеру осуществления будет описан со ссылкой к фиг.1.
[66] BOG, выпущенный из резервуара-хранилища 10, проходит через теплообменник 30 и затем сжимается многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d. BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, имеет давление от около 40 бар до 100 бар, или около 80 бар. BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, имеет сверхкритическую текучую фазу, в которой жидкость и газ не отличаются друг от друга.
[67] BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, сохраняется в сверхкритической текучей фазе, по существу, с одинаковым давлением до третьего узла 73 расширения при прохождении через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42. Поскольку BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, может подвергаться последовательному снижению температуры при прохождении через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, и может подвергаться последовательному снижению давления в зависимости от применяемого способа процессов при прохождении через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, BOG может находиться в смешанной газожидкостной фазе или в жидкой фазе перед третьим узлом 73 расширения при прохождении через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42.
[68] BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, снова подается в теплообменник 30, чтобы быть подвергнутым теплообмену с BOG, выпущенным из резервуара-хранилища 10. BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, может иметь температуру от около -10°C до 35°C.
[69] Среди BOG (поток a), прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторое количество BOG (поток a1) подается в первый узел 71 расширения, а остальной BOG (поток a2) подается в первый промежуточный охладитель 41. BOG (поток a1), подаваемый в первый узел 71 расширения, расширяется до более низкого давления и температуры и затем подается в первый промежуточный охладитель 41, а другой BOG (поток a2) подаваемый в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, понижается в температуре посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения.
[70] BOG (поток a1), ответвленный от BOG, прошедшего через теплообменник 30 и подаваемый в первый узел 71 расширения, расширяется до смешанной газожидкостной фазы посредством первого узла 71 расширения. BOG, расширенный до смешанной газожидкостной фазы посредством первого узла 71 расширения, преобразуется в газовую фазу посредством теплообмена в первом промежуточном охладителе 41.
[71] Среди BOG (поток a2), полученного в первом промежуточном охладителе 41 посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения, некоторое количество BOG (поток a21) подается во второй узел 72 расширения, а остальной BOG (поток a22) подается во второй промежуточный охладитель 42. BOG (поток a21), подаваемый во второй узел 72 расширения, расширяется до более низкого давления и температуры и затем подается во второй промежуточный охладитель 42, а BOG, подаваемый во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41, подвергается теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения, чтобы иметь более низкую температуру.
[72] Подобно BOG (поток a1), подаваемому в первый узел 71 расширения через теплообменник 30, BOG (поток a21), подаваемый во второй узел 72 расширения через первый промежуточный охладитель 41, может быть расширен до газожидкостной смешанной фазы вторым узлом 72 расширения. BOG, расширенный до смешанной газожидкостной фазы посредством второго узла 72 расширения, преобразуется в газовую фазу посредством теплообмена во втором промежуточном охладителе 42.
[73] BOG (поток a22), подвергнутый теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается посредством расширения до нормального давления и более низкой температуры третьим узлом 73 расширения. BOG, прошедший через третий узел 73 расширения, подается в газожидкостный сепаратор 60, в котором BOG разделяется на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG. Повторно сжиженный BOG подается в резервуар-хранилище 10, а газообразный BOG подается перед теплообменником 30.
[74] Установка для повторного сжижения BOG для судов согласно этому примеру осуществления охлаждает BOG через само теплообмен, используя BOG (поток a1), расширенный первым узлом 71 расширения, и BOG (поток a21), расширенный вторым узлом 72 расширения в качестве хладагента, что позволяет сжижать BOG без отдельного охлаждающего цикла.
[75] Кроме того, обычная установка для повторного сжижения, имеющая отдельный охлаждающий цикл, потребляет мощность около 2,4 кВт для того, чтобы восстановить количество тепла 1 кВт, тогда как установка для повторного сжижения BOG для судов согласно примеру осуществления потребляет мощность около 1,7 кВт, чтобы восстановить количество тепла в 1 кВт, тем самым уменьшая потребление энергии для работы установки повторного сжижения.
[76] Фиг.2 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно второму примеру осуществления настоящего изобретения.
[77] Установка для повторного сжижения BOG для судов согласно второму примеру осуществления, показанная на фиг.2 отличается от установки для повторного сжижения BOG для судов согласно первому примеру осуществления, показанной на фиг.1 в том, что повторно сжиженный BOG, отделенный газожидкостным сепаратором, подается вместе с газообразным BOG в резервуар-хранилище, а нижеследующее описание будет сфокусировано на различных особенностях второго примера осуществления. Подробное описание тех же компонентов, что и в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно первому примеру осуществления, будет опущено.
[78] Ссылаясь к фиг.2, подобно первому примеру осуществления, установка повторного сжижения BOG для судов согласно второму примеру осуществления включает в себя: многоступенчатый компрессор 20а, 20b, 20с, 20d; теплообменник 30; первый узел 71 расширения; первый промежуточный охладитель 41; второй узел 72 расширения; второй промежуточный охладитель 42; третий узел 73 расширения; и газожидкостный сепаратор 60.
[79] Как и в первом примере осуществления, резервуар-хранилище 10 согласно этому примеру осуществления хранит сжиженный газ, такой как этан, этилен и тому подобное, и выпускает BOG, который образуется путем испарения сжиженного газа за счет тепла, передаваемого снаружи, когда внутреннее давление в резервуаре-хранилище 10 превышает заданное давление.
[80] Как и в первом примере осуществления, многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d согласно этому примеру осуществления сжимает BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10 посредством нескольких ступеней. Множество охладителей 21a, 21b, 21c, 21d могут быть расположены за множеством отдельных ступеней 20a, 20b, 20c, 20d сжатия, соответственно.
[81] Как и в первом примере осуществления, теплообменник 30, согласно этому примеру осуществления, выполняет теплообмен между BOG, сжатым многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10.
[82] Как и в первом примере осуществления, первый узел 71 расширения согласно этому примеру осуществления расположен на линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от теплообменника 30 к первому промежуточному охладителю 41, и расширяет некоторое количество BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[83] Как и в первом примере осуществления, первый промежуточный охладитель 41, согласно этому примеру осуществления, снижает температуру BOG, прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30 посредством теплообмена между некоторым количеством BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30, и BOG, расширенного первым узлом 71 расширения.
[84] Как и в первом примере осуществления, второй узел 72 расширения, согласно этому примеру осуществления, расположен на линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от первого промежуточного охладителя 41 ко второму промежуточному охладителю 42 и расширяет некоторое количество BOG, охлажденного при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41.
[85] Как и в первом примере осуществления, второй промежуточный охладитель 42, согласно этому примеру осуществления, дополнительно снижает температуру BOG, который охлаждается при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41 посредством теплообмена между BOG, охлажденным при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41 и BOG, расширенным вторым узлом 72 расширения.
[86] Как и в первом примере осуществления, BOG, выпускаемый из первого промежуточного охладителя 41, подается дальше за отдельную ступень сжатия, чем BOG, выпускаемый из второго промежуточного охладителя 42.
[87] Кроме того, как и в первом примере осуществления, отношение BOG, который должен быть подан в первый узел 71 расширения, увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41, и уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG в первом промежуточном охладителе 41.
[88] Подобно BOG, подаваемому из теплообменника 30, в первый промежуточный охладитель 41, когда BOG подается из первого промежуточного охладителя 41 во второй промежуточный охладитель 42, отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры во втором промежуточном охладителе 42, и отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG во втором промежуточном охладителе 42.
[89] Как и в первом примере осуществления, третий узел 73 расширения, согласно этому примеру осуществления, расширяет BOG, прошедший через первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, до нормального давления.
[90] Как и в первом примере осуществления, газожидкостный сепаратор 60, согласно этому примеру осуществления, разделяет BOG, который был подвергнут частичному повторному сжижению при прохождении через третий узел 73 расширения, на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG.
[91] Однако, в отличие от первого примера осуществления, газообразный BOG, отделенный газожидкостным сепаратором 60 согласно этому примеру осуществления, подается вместе с повторно сжиженным BOG в резервуар-хранилище 10. Газообразный BOG, подаваемый в резервуар-хранилище 10, подается вместе с BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10 в теплообменник 30 и подвергается процессу повторного сжижения.
[92] Далее, поток BOG в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно этому примеру осуществления будет описан со ссылкой к фиг.2.
[93] Как и в первом примере осуществления, BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10, проходит через теплообменник 30 и затем сжимается многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d.
[94] Как и в первом примере осуществления, сжатый BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, снова подается в теплообменник 30, чтобы быть подвергнутым теплообмену с BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10. Среди BOG, прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторое количество BOG подается в первый узел 71 расширения, а остальной BOG подается в первый промежуточный охладитель 41. BOG, подаваемый в первый узел 71 расширения, расширяется до более низкого давления и температуры и затем подается в первый промежуточный охладитель 41, а другой BOG, подаваемый в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, понижается в температуре посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения.
[95] Как и в первом примере осуществления, среди BOG, полученного в первом промежуточном охладителе 41 посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения, некоторое количество BOG подается во второй узел 72 расширения, а остальной BOG подается во второй промежуточный охладитель 42. BOG, подаваемый во второй узел 72 расширения, расширяется до более низкого давления и температуры и затем подается во второй промежуточный охладитель 42, а BOG, подаваемый во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41, подвергается теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения, чтобы иметь более низкую температуру.
[96] Как и в первом примере осуществления, BOG, подвергнутый теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается посредством расширения до нормального давления и более низкой температуры третьим узлом 73 расширения. BOG, прошедший через третий узел 73 расширения, подается в газожидкостный сепаратор 60, в котором BOG разделяется на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG.
[97] Однако, в отличие от первого примера осуществления, как газообразный BOG, так и повторно сжиженный BOG, разделенные газожидкостным сепаратором 60 согласно этому примеру осуществления, подаются в резервуар-хранилище 10.
[98] Фиг.3 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно третьему примеру осуществления настоящего изобретения.
[99] Установка для повторного сжижения BOG для судов согласно третьему примеру осуществления, показанная на фиг.3, отличается от установки для повторного сжижения BOG для судов согласно первому примеру осуществления, показанному на фиг.1, в том, что газообразный BOG подается в резервуар-хранилище, и отличается от установки для повторного сжижения BOG для судов согласно второму примеру осуществления, показанному на фиг.2, в том, что газообразный BOG отделяется от повторно сжиженного BOG и затем отдельно подается в резервуар-хранилище. Следующее описание будет сфокусировано на отличных особенностях третьего примера осуществления. Подробное описание тех же компонентов, что и в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно первому и второму примерам осуществления, будет опущено.
[100] Ссылаясь к фиг.3, подобно первому и второму примерам осуществления, установка повторного сжижения BOG для судов согласно третьему примеру осуществления включает в себя: многоступенчатый компрессор 20а, 20b, 20с, 20d; теплообменник 30; первый узел 71 расширения; первый промежуточный охладитель 41; второй узел 72 расширения; второй промежуточный охладитель 42; третий узел 73 расширения; и газожидкостный сепаратор 60.
[101] Как в первом и втором примерах осуществления, резервуар-хранилище 10, согласно этому примеру осуществления, хранит сжиженный газ, такой как этан, этилен и тому подобное, и выпускает BOG, который образуется путем испарения сжиженного газа за счет тепла, передаваемого снаружи, когда внутреннее давление в резервуаре-хранилище 10 превышает заданное давление.
[102] Как в первом и втором примерах осуществления, многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, согласно этому примеру осуществления, сжимает BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10 посредством нескольких ступеней. Множество охладителей 21a, 21b, 21c, 21d могут быть расположены за множеством отдельных ступеней 20a, 20b, 20c, 20d сжатия, соответственно.
[103] Как и в первом и втором примерах осуществления, теплообменник 30, согласно этому примеру осуществления, выполняет теплообмен между BOG, сжатым многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, и BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10.
[104] Как и в первом и втором примерах осуществления, первый узел 71 расширения, согласно этому примеру осуществления, расположен на линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от теплообменника 30 к первому промежуточному охладителю 41, и расширяет некоторое количество BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[105] Как и в первом и втором примерах осуществления, первый промежуточный охладитель 41, согласно этому примеру осуществления, снижает температуру BOG, прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30 посредством теплообмена между некоторым количеством BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30, и BOG, расширенным первым узлом 71 расширения.
[106] Как и в первом и втором примерах осуществления, второй узел 72 расширения, согласно этому примеру осуществления, расположен на линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от первого промежуточного охладителя 41 ко второму промежуточному охладителю 42 и расширяет некоторое количество BOG, охлажденного при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41.
[107] Как и в первом и втором примерах осуществления, второй промежуточный охладитель 42, согласно этому примеру осуществления, дополнительно снижает температуру BOG, который охлаждается при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41 посредством теплообмена между BOG, охлажденным при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41 и BOG, расширенным вторым узлом 72 расширения.
[108] Как и в первом и втором примерах осуществления, BOG, выпускаемый из первого промежуточного охладителя 41, подается дальше за отдельную ступень сжатия многоступенчатого компрессора, чем BOG, выпускаемый из второго промежуточного охладителя 42.
[109] Кроме того, как в первом и втором примерах осуществления, отношение BOG, который должен быть подан в первый узел 71 расширения, увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41, и уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG в первом промежуточном охладителе 41.
[110] Подобно BOG, подаваемому из теплообменника 30, в первый промежуточный охладитель 41, когда BOG подается из первого промежуточного охладителя 41 во второй промежуточный охладитель 42, отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры во втором промежуточном охладителе 42, и отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG во втором промежуточном охладителе 42.
[111] Как и в первом и втором примерах осуществления, третий узел 73 расширения, согласно этому примеру осуществления, расширяет BOG, прошедший через первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, до нормального давления.
[112] Как и в первом и втором примерах осуществления, газожидкостный сепаратор 60, согласно этому примеру осуществления, разделяет BOG, который был подвергнут частичному повторному сжижению при прохождении через третий узел 73 расширения, на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG.
[113] Однако, в отличие от первого примера осуществления, газообразный BOG, отделенный газожидкостным сепаратором 60 согласно этому примеру осуществления, подается в резервуар-хранилище 10. Кроме того, в отличие от второго примера осуществления, газообразный BOG, разделенный газожидкостным сепаратором 60 согласно этому примеру осуществления, отделяется от повторно сжиженного BOG и отдельно подается в резервуар-хранилище 10 вместо того, чтобы подаваться вместе с повторно сжиженным BOG к нему.
[114] Далее, поток BOG в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно этому примеру осуществления будет описан со ссылкой к фиг.3.
[115] Как и в первом и втором примерах осуществления, BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10, сжимается многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d после прохождения через теплообменник 30.
[116] Как и в первом и втором примере осуществления, BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, снова подается в теплообменник 30, чтобы быть подвергнутым теплообмену с BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10. Среди BOG, прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторое количество BOG подается в первый узел 71 расширения, а остальной BOG подается в первый промежуточный охладитель 41. BOG, подаваемый в первый узел 71 расширения, расширяется до более низкого давления и температуры и затем подается в первый промежуточный охладитель 41, а другой BOG, подаваемый в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, понижается в температуре посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения.
[117] Как и в первом и втором примерах осуществления, среди BOG, полученного в первом промежуточном охладителе 41 посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения, некоторое количество BOG подается во второй узел 72 расширения, а остальной BOG подается во второй промежуточный охладитель 42. BOG, подаваемый во второй узел 72 расширения, расширяется до более низкого давления и температуры и затем подается во второй промежуточный охладитель 42, а BOG, подаваемый во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41, подвергается теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения, чтобы иметь более низкую температуру.
[118] Как и в первом и втором примерах осуществления, BOG, подвергнутый теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается посредством расширения до нормального давления и более низкой температуры третьим узлом 73 расширения. BOG, прошедший через третий узел 73 расширения, подается в газожидкостный сепаратор 60, в котором BOG разделяется на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG.
[119] Однако, в отличие от первого примера осуществления, газообразный BOG, отделенный газожидкостным сепаратором 60 согласно этому примеру осуществления, подается в резервуар-хранилище 10. Кроме того, в отличие от второго примера осуществления, газообразный BOG, разделенный газожидкостным сепаратором 60 согласно этому примеру осуществления, отделяется от повторно сжиженного BOG и отдельно подается в резервуар-хранилище 10 вместо того, чтобы подаваться вместе с повторно сжиженным BOG к нему.
[120] Фиг.4 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно четвертому примеру осуществления настоящего изобретения.
[121] Установка для повторного сжижения BOG для судов согласно четвертому примеру осуществления, показанному на фиг.4, отличается от установки для повторного сжижения BOG для судов согласно первому примеру осуществления, показанному на фиг.1, в том, что газообразный BOG подается в резервуар-хранилище, и отличается от установки для повторного сжижения BOG для судов согласно третьему примеру осуществления, показанному на фиг.3, в том, что газообразный BOG подается в нижний участок в резервуар-хранилище. Следующее описание будет сфокусировано на отличных особенностях четвертого примера осуществления. Подробное описание тех же компонентов, что и в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно первому и третьему примерам осуществления, будет опущено.
[122] Ссылаясь к фиг.4, подобно первому и третьему примерам осуществления, установка повторного сжижения BOG для судов согласно четвертому примеру осуществления включает в себя: многоступенчатый компрессор 20а, 20b, 20с, 20d; теплообменник 30; первый узел 71 расширения; первый промежуточный охладитель 41; второй узел 72 расширения; второй промежуточный охладитель 42; третий узел 73 расширения; и газожидкостный сепаратор 60.
[123] Как в первом и третьем примерах осуществления, резервуар-хранилище 10, согласно этому примеру осуществления, хранит сжиженный газ, такой как этан, этилен и тому подобное, и выпускает BOG, который образуется путем испарения сжиженного газа за счет тепла, передаваемого снаружи, когда внутреннее давление в резервуаре-хранилище 10 превышает заданное давление.
[124] Как в первом и третьем примерах осуществления, многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, согласно этому примеру осуществления, сжимает BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10 посредством нескольких ступеней. Множество охладителей 21a, 21b, 21c, 21d могут быть расположены за множеством отдельных ступеней 20a, 20b, 20c, 20d сжатия, соответственно.
[125] Как и в первом и третьем примерах осуществления, теплообменник 30, согласно этому примеру осуществления, выполняет теплообмен между BOG, сжатым многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, и BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10.
[126] Как и в первом и третьем примерах осуществления, первый узел 71 расширения, согласно этому примеру осуществления, расположен на линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от теплообменника 30 к первому промежуточному охладителю 41, и расширяет некоторое количество BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[127] Как и в первом и третьем примерах осуществления, первый промежуточный охладитель 41, согласно этому примеру осуществления, снижает температуру BOG, прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30 посредством теплообмена между некоторым количеством BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30, и BOG, расширенным первым узлом 71 расширения.
[128] Как и в первом и третьем примерах осуществления, второй узел 72 расширения, согласно этому примеру осуществления, расположен на линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от первого промежуточного охладителя 41 ко второму промежуточному охладителю 42 и расширяет некоторое количество BOG, охлажденного при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41.
[129] Как и в первом и третьем примерах осуществления, второй промежуточный охладитель 42, согласно этому примеру осуществления, дополнительно снижает температуру BOG, который охлаждается при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41 посредством теплообмена между BOG, охлажденным при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41 и BOG, расширенным вторым узлом 72 расширения.
[130] Как и в первом и третьем примерах осуществления, BOG, выпускаемый из первого промежуточного охладителя 41, подается дальше за одну отдельную ступень сжатия многоступенчатого компрессора, чем BOG, выпускаемый из второго промежуточного охладителя 42.
[131] Как в первом и третьем примерах осуществления, отношение BOG, который должен быть подан в первый узел 71 расширения, увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41, и уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG в первом промежуточном охладителе 41.
[132] Подобно BOG, подаваемому из теплообменника 30, в первый промежуточный охладитель 41, когда BOG подается из первого промежуточного охладителя 41 во второй промежуточный охладитель 42, отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры во втором промежуточном охладителе 42, и отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG во втором промежуточном охладителе 42.
[133] Как и в первом и третьем примерах осуществления, третий узел 73 расширения, согласно этому примеру осуществления, расширяет BOG, прошедший через первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, до нормального давления.
[134] Как и в первом и третьем примерах осуществления, газожидкостный сепаратор 60, согласно этому примеру осуществления, разделяет BOG, который был подвергнут частичному повторному сжижению при прохождении через третий узел 73 расширения, на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG.
[135] Однако, в отличие от первого примера осуществления, как газообразный BOG, так и повторно сжиженный BOG, разделенные газожидкостным сепаратором 60 согласно этому примеру осуществления, подаются в резервуар-хранилище 10. Кроме того, в отличие от третьего примера осуществления, газообразный BOG, разделенный газожидкостным сепаратором 60 согласно этому примеру осуществления, подается в нижний участок в резервуар-хранилище 10, который заполнен сжиженным природным газом, вместо того, чтобы поставляться в верхний участок в резервуар-хранилище 10.
[136] Когда газообразный BOG, разделенный газожидкостным сепаратором 60, подается в нижний участок в резервуар-хранилище 10, газообразный BOG может быть понижен в температуре или частично сжижен сжиженным природным газом, тем самым улучшая эффективность повторного сжижения. Кроме того, поскольку сжиженный природный газ внутри резервуара-хранилища 10 имеет более низкую температуру на более низком уровне, чем на более высоком уровне, желательно, чтобы газообразный BOG был подан в самый нижний участок в резервуаре-хранилище 10.
[137] Далее, поток BOG в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно этому примеру осуществления будет описан со ссылкой к фиг.4.
[138] Как и в первом и третьем примерах осуществления, BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10, сжимается многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d после прохождения через теплообменник 30.
[139] Как и в первом и третьем примерах осуществления, BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, снова подается в теплообменник 30, чтобы быть подвергнутым теплообмену с BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10. Среди BOG, прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторое количество BOG подается в первый узел 71 расширения, а остальной BOG подается в первый промежуточный охладитель 41. BOG, подаваемый в первый узел 71 расширения, расширяется до более низкой температуры и давления и затем подается в первый промежуточный охладитель 41, а другой BOG, подаваемый в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, понижается в температуре посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения.
[140] Как и в первом и третьем примерах осуществления, среди BOG, полученного в первом промежуточном охладителе 41 посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения, некоторое количество BOG подается во второй узел 72 расширения, а остальной BOG подается во второй промежуточный охладитель 42. BOG, подаваемый во второй узел 72 расширения, расширяется до более низкой температуры и давления и затем подается во второй промежуточный охладитель 42, а BOG, подаваемый во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41, подвергается теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения, чтобы иметь более низкую температуру.
[141] Как и в первом и третьем примерах осуществления, BOG, подвергнутый теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается посредством расширения до нормального давления и более низкой температуры третьим узлом 73 расширения. BOG, прошедший через третий узел 73 расширения, подается в газожидкостный сепаратор 60, в котором BOG разделяется на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG.
[142] Однако, в отличие от первого примера осуществления, как газообразный BOG, так и повторно сжиженный BOG, разделенные газожидкостным сепаратором 60 согласно этому примеру осуществления, подаются в резервуар-хранилище 10. Кроме того, в отличие от третьего примера осуществления, газообразный BOG, разделенный газожидкостным сепаратором 60 согласно этому примеру осуществления, подается в нижний участок в резервуар-хранилище 10, который заполнен сжиженным природным газом, вместо того, чтобы поставляться в верхний участок в резервуар-хранилище 10.
[143] Фиг.5 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно пятому примеру осуществления настоящего изобретения.
[144] Установка для повторного сжижения BOG для судов согласно пятому примеру осуществления, показанному на фиг.5, отличается от установки для повторного сжижения BOG для судов согласно первому примеру осуществления, показанному на фиг.1, поскольку установка для повторного сжижения BOG для судов согласно пятому примеру осуществления не включает газожидкостный сепаратор. Следующее описание будет сфокусировано на отличных особенностях пятого примера осуществления. Подробное описание тех же компонентов, что и в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно первому примеру осуществления, будет опущено.
[145] Ссылаясь к фиг.5, подобно первому примеру осуществления, установка повторного сжижения BOG для судов согласно этому примеру осуществления включает в себя: многоступенчатый компрессор 20а, 20b, 20с, 20d; теплообменник 30; первый узел 71 расширения; первый промежуточный охладитель 41; второй узел 72 расширения; второй промежуточный охладитель 42; и третий узел 73 расширения. Здесь установка для повторного сжижения BOG для судов согласно этому примеру осуществления не включает газожидкостный сепаратор 60.
[146] Как и в первом примере осуществления, резервуар-хранилище 10 согласно этому примеру осуществления хранит сжиженный газ, такой как этан, этилен и тому подобное, и выпускает BOG, который образуется путем испарения сжиженного газа за счет тепла, передаваемого снаружи, когда внутреннее давление в резервуаре-хранилище 10 превышает заданное давление.
[147] Как и в первом примере осуществления, многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d согласно этому примеру осуществления сжимает BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10 посредством нескольких ступеней. Множество охладителей 21a, 21b, 21c, 21d могут быть расположены за множеством отдельных ступеней 20a, 20b, 20c, 20d сжатия, соответственно.
[148] Как и в первом примере осуществления, теплообменник 30, согласно этому примеру осуществления, выполняет теплообмен между BOG, сжатым многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10.
[149] Как и в первом примере осуществления, первый узел 71 расширения согласно этому примеру осуществления расположен на линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от теплообменника 30 к первому промежуточному охладителю 41, и расширяет некоторое количество BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[150] Как и в первом примере осуществления, первый промежуточный охладитель 41, согласно этому примеру осуществления, снижает температуру BOG, прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30 посредством теплообмена между некоторым количеством BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30, и BOG, расширенным первым узлом 71 расширения.
[151] Как и в первом примере осуществления, второй узел 72 расширения, согласно этому примеру осуществления, расположен на линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от первого промежуточного охладителя 41 ко второму промежуточному охладителю 42 и расширяет некоторое количество BOG, охлажденного при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41.
[152] Как и в первом примере осуществления, второй промежуточный охладитель 42, согласно этому примеру осуществления, дополнительно снижает температуру BOG, который охлаждается при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41 посредством теплообмена между BOG, охлажденным при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41 и BOG, расширенным вторым узлом 72 расширения.
[153] Как и в первом примере осуществления, BOG, выпускаемый из первого промежуточного охладителя 41, подается дальше за многоступенчатый компрессор, чем BOG, выпускаемый из второго промежуточного охладителя 42.
[154] Кроме того, как и в первом примере осуществления, отношение BOG, который должен быть подан в первый узел 71 расширения, увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41, и уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG в первом промежуточном охладителе 41.
[155] Подобно BOG, подаваемому из теплообменника 30, в первый промежуточный охладитель 41, когда BOG подается из первого промежуточного охладителя 41 во второй промежуточный охладитель 42, отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры во втором промежуточном охладителе 42, и отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG во втором промежуточном охладителе 42.
[156] Как и в первом примере осуществления, третий узел 73 расширения, согласно этому примеру осуществления, расширяет BOG, прошедший через первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42, до нормального давления.
[157] Согласно этому примеру осуществления, поскольку установка для повторного сжижения BOG для судов не включает газожидкостный сепаратор 60, как газообразный BOG, так и повторно сжиженный BOG, прошедший через третий узел 73 расширения, подается в смешанной фазе в резервуар-хранилище 10.
[158] Как и в примерах осуществления со второго по пятый, описанных выше, когда газообразный BOG подается в резервуар-хранилище вместо подачи перед теплообменником 30, предпочтительно, чтобы BOG мог эффективно выпускаться из резервуара-хранилища 10 даже без отдельного насоса, если резервуар-хранилище 10 представляет собой резервуар высокого давления.
[159] Далее, поток BOG в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно этому примеру осуществления будет описан со ссылкой к фиг.5.
[160] Как и в первом примере осуществления, BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10, проходит через теплообменник 30 и затем сжимается многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d.
[161] Как и в первом примере осуществления, сжатый BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, снова подается в теплообменник 30, чтобы быть подвергнутым теплообмену с BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10. Среди BOG, прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторое количество BOG подается в первый узел 71 расширения, а остальной BOG подается в первый промежуточный охладитель 41. BOG, подаваемый в первый узел 71 расширения, расширяется до более низкого давления и температуры и затем подается в первый промежуточный охладитель 41, а остальной BOG, подаваемый в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, понижается в температуре посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения.
[162] Как и в первом примере осуществления, среди BOG, полученного в первом промежуточном охладителе 41 посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения, некоторое количество BOG подается во второй узел 72 расширения, а остальной BOG подается во второй промежуточный охладитель 42. BOG, подаваемый во второй узел 72 расширения, расширяется до более низкой температуры и давления и затем подается во второй промежуточный охладитель 42, а BOG, подаваемый во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41, подвергается теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения, чтобы иметь более низкую температуру.
[163] Как и в первом примере осуществления, BOG, подвергнутый теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается посредством расширения до нормального давления и более низкой температуры третьим узлом 73 расширения. Здесь, в отличие от первого примера осуществления, BOG, прошедший через третий узел 73 расширения, подается в газожидкостной фазе в резервуар-хранилище 10.
[164] Фиг.6 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно шестому примеру осуществления настоящего изобретения. Подробное описание тех же компонентов, что и в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно первому примеру осуществления, будет опущено.
[165] Ссылаясь к фиг.6, установка для повторного сжижения размагничивания BOG для судов согласно этому примеру осуществления включает в себя: резервуар-хранилище 10 для хранения сжиженного газа; многоступенчатый компрессор 20, включающий в себя множество отдельных ступеней 20а, 20b, 20с, 20d сжатия и сжимающий BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10 посредством нескольких ступеней; узел 100 теплообмена, расположенный между резервуаром-хранилищем 10 и многоступенчатым компрессором 20 для охлаждения BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20; третий узел 73 расширения, расположенный за узлом 100 теплообмена и расширяющий часть BOG, прошедшего через узел 100 теплообмена; и газожидкостный сепаратор 60, разделяющий BOG, который был подвергнут частичному повторному сжижению при прохождении через третий узел 73 расширения, на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG.
[166] Линия, на которой предусмотрены резервуар-хранилище 10, многоступенчатый компрессор 20, узел 100 теплообмена, третий узел 73 расширения и газожидкостный сепаратор 60, будет называться «линией повторного сжижения» и обеспечивает путь, через который BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10, повторно сжижается и возвращается в жидкой фазе в резервуар-хранилище 10.
[167] Согласно этому примеру осуществления, резервуар-хранилище 10 хранит сжиженный газ, такой как этан, этилен и тому подобное, и выпускает BOG, который образуется путем испарения сжиженного газа за счет тепла, передаваемого снаружи, когда внутреннее давление в резервуаре-хранилище 10 превышает заданное давление.
[168] Согласно этому примеру осуществления, многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d сжимает BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10 посредством нескольких ступеней. Согласно этому примеру осуществления, многоступенчатый компрессор включает в себя четыре отдельные ступени сжатия, так что BOG может подвергаться четырем ступеням сжатия, но не ограничивается этим.
[169] Когда многоступенчатый компрессор представляет собой четырехступенчатый компрессор, включающий в себя четыре отдельные ступени сжатия, как в этом примере осуществления, многоступенчатый компрессор включает в себя первую отдельную ступень 20а сжатия, вторую отдельную ступень 20b сжатия, третью отдельную ступень 20с сжатия и четвертую отдельную ступень 20d сжатия, которые расположены последовательно для последовательного сжатия BOG. BOG за первой отдельной ступенью 20a сжатия может иметь давление от 2 бар до 5 бар, например 3,5 бар, а BOG за второй отдельной ступенью 20b сжатия может иметь давление от 10 бар до 15 бар, например, 12 бар. Кроме того, BOG за третьей отдельной ступенью 20с сжатия может иметь давление от 25 бар до 35 бар, например 30,5 бар, а BOG за четвертой отдельной ступенью 20d сжатия может иметь давление от 75 бар до 90 бар, например, 83,5 бар.
[170] Установка для повторного сжижения BOG может включать в себя множество охладителей 21a, 21b, 21c, 21d, расположенных за множеством отдельными ступенями 20a, 20b, 20c, 20d сжатия, соответственно, для снижения температуры BOG, который увеличивается не только в давлении, но также в температуре после прохождения через каждую отдельную ступень 20а, 20b, 20с, 20d сжатия.
[171] Согласно этому примеру осуществления, узел 100 теплообмена включает в себя: теплообменник 30, охлаждающий BOG (далее называемый «поток а»), сжатый многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d, посредством теплообмена между BOG, сжатым многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10; первый узел 71 расширения, расширяющий BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d и проходящий через теплообменник 30; и первый промежуточный охладитель 41, снижающий температуру BOG, сжатого многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[172] Согласно этому примеру осуществления, теплообменник 30 выполняет теплообмен между BOG (поток a), сжатым многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, и BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10. То есть, BOG (поток а), сжатый до более высокого давления многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, понижается в температуре посредством теплообменника 30 с использованием BOG, выпускаемого из резервуара-хранилища 10 в качестве хладагента.
[173] Согласно этому примеру осуществления, первый узел 71 расширения расположен на обводной линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от теплообменника 30 к первому промежуточному охладителю 41, и расширяет некоторое количество BOG (далее называемый как «поток a1»), сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30. Первый узел 71 расширения может быть расширительным клапаном или расширителем.
[174] Некоторое количество BOG (поток a1), сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30, расширяется посредством первого узла 71 расширения до более низкой температуры и давления. BOG, прошедший через первый узел 71 расширения, подается в первый промежуточный охладитель 41, для того, чтобы использоваться в качестве хладагента для снижения температуры другого BOG (далее называемого «поток a2»), сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20с, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[175] То есть, некоторое количество BOG, подаваемого из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, проходит через первый узел 71 расширения, расположенный на обводной линии, а оставшийся BOG подается в первый промежуточный охладитель 41 через линию повторного сжижения.
[176] Согласно этому примеру осуществления, первый промежуточный охладитель 41 уменьшает температуру BOG (поток a2), прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30 посредством теплообмена между некоторым количеством BOG (поток a2), сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30, и BOG (поток a1), расширенным первым узлом 71 расширения.
[177] BOG (поток a2) пониженный в температуре посредством первого промежуточного охладителя 41 после прохождения через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, подается в газожидкостный сепаратор 60 после прохождения через третий узел 73 расширения, а BOG (поток a1), подаваемый в первый промежуточный охладитель 41 через первый узел 71 расширения, подается за одну из отдельных ступеней 20a, 20b, 20c, 20d сжатия, например, за первую отдельную ступень 20а сжатия или вторую отдельную ступень 20b сжатия через первую линию подачи отдельной ступени сжатия, которая соединяет первый промежуточный охладитель 41 с многоступенчатым компрессором 20, когда многоступенчатый компрессор 20 представляет собой четырехступенчатый компрессор.
[178] BOG, выпускаемый из первого промежуточного охладителя 41, объединяется с BOG, имеющим аналогичное давление с BOG, подвергнутым нескольким ступеням сжатия посредством многоступенчатого компрессора 20a, 20b, 20c, 20d, и затем тем самым сжимается.
[179] С другой стороны, поскольку BOG, расширенный первым узлом 71 расширения, используется в качестве хладагента для охлаждения BOG в первом промежуточном охладителе 41, количество BOG, который должен быть подан в первый узел 71 расширения, может быть отрегулировано в зависимости от степени охлаждения BOG в первом промежуточном охладителе 41. Здесь BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедший через теплообменник 30, делится на два потока, которые должны подаваться в первый узел 71 расширения и первый промежуточный охладитель 41, соответственно. Таким образом, отношение BOG, который должен быть подан в первый узел 71 расширения, увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41, и уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG в первом промежуточном охладителе 41.
[180] Согласно этому примеру осуществления, третий узел 73 расширения расширяет BOG (поток а2), прошедший через первый промежуточный охладитель 41, до нормального давления.
[181] Согласно этому примеру осуществления, газожидкостный сепаратор 60 разделяет BOG, который был подвергнут частичному повторному сжижению при прохождении через третий узел 73 расширения, на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG. Газообразный BOG, отделенный газожидкостным сепаратором 60, подается перед теплообменником 30, который подвергается повторному сжижению вместе с BOG, выпущенным из резервуара-хранилища 10, а повторно сжиженный BOG, отделенный газожидкостным сепаратором 60, возвращается обратно в резервуар-хранилище 10.
[182] Хотя фиг.6 показывает, что газообразный BOG, разделенный газожидкостным сепаратором 60, подается перед теплообменником 30, а повторно сжиженный BOG, разделенный газожидкостным сепаратором 60, возвращается обратно в резервуар-хранилище 10, следует понимать, что весь BOG, прошедший через газожидкостный сепаратор 60, может быть возвращен в резервуар-хранилище 10, как во втором примере осуществления; при этом как газообразный BOG, так и повторно сжиженный BOG, разделенный газожидкостным сепаратором 60, могут быть получены обратно резервуаром-хранилищем 10 через разные линии, соответственно, как в третьем примере осуществления; причем как газообразный BOG, так и повторно сжиженный BOG, разделенные газожидкостным сепаратором 60, могут подаваться в нижний участок резервуара-хранилища 10 через различные линии, как в четвертом примере осуществления; или BOG может быть непосредственно получен обратно резервуаром-хранилищем 10 после расширения третьим узлом 73 расширения без прохождения через газожидкостный сепаратор 60, как в пятом примере осуществления.
[183] Когда установка повторного сжижения согласно этому примеру осуществления предусмотрена для морской структуры, выполненной с возможностью использования сжиженного газа в качестве топлива, испаритель 80 может быть расположен между первым промежуточным охладителем 41 и третьим узлом 73 расширения. Испаритель 80 выполнен с возможностью подачи сжиженного газа из топливного бака 3, хранящего сжиженный газ в качестве топлива, в участок 2 спроса топлива, такой как двигатель, после испарения сжиженного газа. Испаритель 80 испаряет сжиженный газ, подаваемый из топливного бака 3, в участок 2 спроса топлива через теплообмен между BOG (поток a2), подаваемым из промежуточного охладителя 41 в третий узел 73 расширения, и сжиженным газом, подаваемым из топливного бака 3 к участку 2 спроса топлива.
[184] Топливный сжиженный газ, испаренный посредством BOG в испарителе 80, может быть подан в участок 2 спроса топлива, например, двигатель ME-GI на судне.
[185] Топливный бак 3 может быть предусмотрен во множестве, а топливо, подаваемое из топливного бака 3 в испаритель 80, может быть выбрано из группы, состоящей из этана, этилена, пропилена и сжиженного нефтяного газа. Таким образом, когда топливный бак 3 предусмотрен во множестве, виды топлива, хранящиеся в топливных баках 3, могут быть одинаковыми или разными. Дополнительно, виды топлива, хранящиеся в некоторых топливных баках 3, могут быть одинаковыми, а виды топлива, хранящиеся в других топливных баках 3, могут быть разными.
[186] Далее, поток BOG в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно этому примеру осуществления будет описан со ссылкой к фиг.6.
[187] BOG, выпущенный из резервуара-хранилища 10, проходит через теплообменник 30 и затем сжимается многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d. BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, имеет давление от около 40 бар до 100 бар, или около 80 бар. BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, имеет сверхкритическую текучую фазу, в которой жидкость и газ не отличаются друг от друга.
[188] BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, сохраняется в сверхкритической текучей фазе, по существу, с одинаковым давлением до третьего узла 73 расширения при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, или первый промежуточный охладитель 41 и испаритель 80. Здесь, поскольку BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, может подвергаться последовательному снижению температуры при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, или первый промежуточный охладитель 41 и испаритель 80, и может подвергаться последовательному снижению давления в зависимости от применяемого способа процессов при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, или первый промежуточный охладитель 41 и испаритель 80, BOG может находиться в смешанной газожидкостной фазе или в жидкой фазе перед третьим узлом 73 расширения при прохождении через теплообменник 30 и первый промежуточный охладитель 41, или первый промежуточный охладитель 41 и испаритель 80.
[189] BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, снова подается в теплообменник 30, чтобы быть подвергнутым теплообмену с BOG, выпущенным из резервуара-хранилища 10. BOG (поток а), прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, может иметь температуру от около -10°C до 35°C.
[190] Среди BOG, прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторое количество BOG (поток a1) подается в первый узел 71 расширения, расположенный на обводной линии, а остальной BOG (поток a2) подается в первый промежуточный охладитель 41 через линию повторного сжижения. BOG (поток a1), подаваемый в первый узел 71 расширения, расширяется до более низкой температуры и давления и затем подается в первый промежуточный охладитель 41, а другой BOG (поток a2) подаваемый в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, понижается в температуре посредством теплообмена с BOG (поток а1), прошедшим через первый узел 71 расширения.
[191] То есть BOG, подаваемый в первый промежуточный охладитель 41 через первый узел 71 расширения, расположенный на обводной линии, находится в состоянии с низкой температурой и, таким образом, охлаждает BOG, подаваемый в первый промежуточный охладитель 41 через линию повторного сжижения. BOG, прошедший через первый узел 71 расширения и первый промежуточный охладитель 41, подается в многоступенчатый компрессор 20 через линию подачи компрессора.
[192] BOG (поток a1), отведенный от BOG, прошедшего через теплообменник 30 и подаваемый в первый узел 71 расширения, расширяется до смешанной газожидкостной фазы посредством первого узла 71 расширения. BOG, расширенный до смешанной газожидкостной фазы посредством первого узла 71 расширения, преобразуется в газовую фазу посредством теплообмена в первом промежуточном охладителе 41.
[193] BOG (поток a2), полученный в первом промежуточном охладителе 41 посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения, подается в испаритель 80 через линию повторного сжижения. BOG, подаваемый в испаритель 80 через первый промежуточный охладитель 41, снижается в температуре при испарении топливного сжиженного газа, подаваемого из топливного бака 3 в участок 2 спроса топлива посредством теплообмена с топливным сжиженным газом, подаваемым из топливного бака 3 в участок 2 спроса топлива.
[194] Затем BOG, подвергнутый теплообмену с топливным сжиженным газом в испарителе 80, частично повторно сжижается посредством расширения до нормального давления и более низкой температуры третьим узлом 73 расширения. Благодаря этому процессу, фаза BOG превращается в газожидкостную смесь. BOG, прошедший через третий узел 73 расширения, подается в газожидкостный сепаратор 60, в котором BOG разделяется на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG. Повторно сжиженный BOG подается в резервуар-хранилище 10, а газообразный BOG подается перед теплообменником 30.
[195] Фиг.7 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно седьмому примеру осуществления настоящего изобретения.
[196] Установка повторного сжижения BOG для судов согласно седьмому примеру осуществления, показанная на фиг.7, отличается от установки повторного сжижения BOG для судов согласно шестому примеру осуществления, показанной на фиг.6, поскольку в качестве узла 100 теплообмена, между резервуаром-хранилищем 10 и компрессором 20 расположен многопоточный теплообменник 30а, а многопоточный узел 71а расширения расположен перед многопоточным теплообменником 30а. Нижеследующее описание будет сфокусировано на различных особенностях между седьмым примером осуществления, показанном на фиг.7, и шестым примером осуществления, показанном на фиг.6. Подробное описание одинаковых компонентов, что и в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно шестому примеру осуществления, будет опущено.
[197] Как и в вышеприведенном примере осуществления, BOG за первой отдельной ступенью 20a сжатия может иметь давление от 2 бар до 5 бар, например 3,5 бар, а BOG за второй отдельной ступенью 20b сжатия может иметь давление от 10 бар до 15 бар, например, 12 бар. Кроме того, BOG за третьей отдельной ступенью 20с сжатия может иметь давление от 25 бар до 35 бар, например 30,5 бар, а BOG за четвертой отдельной ступенью 20d сжатия может иметь давление от 75 бар до 90 бар, например, 83,5 бар.
[198] Подобным образом, топливный бак 3 может быть предусмотрен во множестве, а топливо, подаваемое из топливного бака 3 в испаритель 80, может быть выбрано из группы, состоящей из этана, этилена, пропилена и сжиженного нефтяного газа. Таким образом, когда топливный бак 3 предусмотрен во множестве, виды топлива, хранящиеся в топливных баках 3, могут быть одинаковыми или разными. Дополнительно, виды топлива, хранящиеся в некоторых топливных баках 3, могут быть одинаковыми, а виды топлива, хранящиеся в других топливных баках 3, могут быть отличными.
[199] Далее, поток BOG в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно этому примеру осуществления будет описан со ссылкой к фиг.7.
[200] В этом примере осуществления, BOG (поток a), подаваемый из резервуара-хранилища 10 в компрессор 20 через многопоточный теплообменник 30a, а затем сжатый и выпущенный из компрессора 20, снова подается в многопоточный теплообменник 30a чтобы подвергнуться первичному теплообмену в теплообменнике 30а, а BOG (поток a1), ответвленный от BOG (поток a), подается в многопоточный теплообменник 30a после расширения посредством многопоточного узла 71a расширения и охлаждает BOG, сжимаемый компрессором 20 вместе с BOG, подаваемым из резервуара-хранилища 10 в компрессор 20.
[201] То есть, BOG (поток a), подаваемый из компрессора 20, охлаждается посредством теплообмена с BOG, подаваемым из резервуара-хранилища 10 в многопоточный теплообменник 30a. Это связано с тем, что BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10, имеет чрезвычайно низкую температуру, приближающуюся к точке кипения, тогда как BOG, подаваемый из компрессора 20, имеет относительно высокую температуру из-за повышения температуры за счет сжатия в компрессоре 20.
[202] Некоторое количество BOG (поток a2), охлажденного многоступенчатым теплообменником 30a, подвергается тому же процессу, что и в шестом примере осуществления при прохождении через испаритель 80, третий узел 73 расширения и газожидкостный сепаратор 60.
[203] С другой стороны, среди BOG, охлаждаемого многопоточным теплообменником 30a, остающийся BOG (поток a1), исключая BOG, подаваемый в испаритель 80, подается в многопоточный узел 71a расширения, чтобы таким образом подвергнуться расширению, а затем снова подается в многопоточный теплообменник 30a. Здесь BOG, подаваемый в многопоточный теплообменник 30а, подвергается вторичному теплообмену.
[204] То есть, BOG (поток a1), подаваемый в многопоточный теплообменник 30a через многопоточный узел 71a расширения, имеет относительно низкую температуру для охлаждения BOG (поток a), подаваемого от компрессора 20, в многопоточный теплообменник 30a через теплообмен с BOG (поток a), подаваемым от компрессора 20 к многопоточному теплообменнику 30a.
[205] То есть, BOG (поток a), подаваемый из компрессора 20 в многопоточный теплообменник 30a, охлаждается (первичный теплообмен) посредством BOG, подаваемого из резервуара-хранилища 10 в многопоточный теплообменник 30a, и охлаждается (вторичный теплообмен) BOG (поток a1), расширенным многопоточным узлом 71a расширения.
[206] Здесь, когда температура BOG, подаваемого в многопоточный теплообменник 30а через многопоточный узел 71а расширения является ниже, чем BOG, подаваемого из резервуара-хранилища 10 в многопоточный теплообменник 30а, BOG, подаваемый из компрессора 20 в многопоточный теплообменник 30а может быть охлажден посредством последовательного теплообмена, первичного и вторичного теплообмена для того, чтобы обеспечить эффективное охлаждение в многопоточном теплообменнике 30а.
[207] Фиг.8 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно восьмому примеру осуществления настоящего изобретения.
[208] Установка для повторного сжижения BOG для судов согласно восьмому примеру осуществления, показанная на фиг.8, отличается от установки повторного сжижения BOG для судов согласно шестому примеру осуществления, показанному на фиг.6, поскольку установка повторного сжижения BOG для судов согласно восьмому примеру осуществления дополнительно включает в себя второй промежуточный охладитель 42 и второй узел 72 расширения, и нижеследующее описание будет фокусироваться на отличных особенностях восьмого примера осуществления. Подробное описание одинаковых компонентов, что и в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно шестому примеру осуществления, будет опущено.
[209] Ссылаясь к фиг.8, как и в шестом примере осуществления, установка повторного сжижения BOG для судов согласно восьмому примеру осуществления включает в себя: резервуар-хранилище 10; многоступенчатый компрессор 20; узел 100 теплообмена; третий узел 73 расширения; и газожидкостный сепаратор 60, при этом узел 100 теплообмена включает в себя теплообменник 30, первый узел 71 расширения и первый промежуточный охладитель 41 и может дополнительно включать испаритель 70. Установка для повторного сжижения для судов согласно этому примеру осуществления дополнительно включает в себя топливный бак 2, подающий топливный сжиженный газ в испаритель 70, и участок 2 спроса топлива, принимающий топливный сжиженный газ, прошедший через испаритель 70.
[210] Согласно этому примеру осуществления, узел 100 теплообмена дополнительно включает в себя второй узел 72 расширения и второй промежуточный охладитель 42.
[211] В этом примере осуществления, линия, на которой предусмотрены резервуар-хранилище 10, многоступенчатый компрессор 20, узел 100 теплообмена, третий узел 73 расширения и газожидкостный сепаратор 60, будет называться «линией повторного сжижения» и обеспечивает путь, через который BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10, повторно сжижается и возвращается в жидкой фазе в резервуар-хранилище 10.
[212] Как и в шестом примере осуществления, резервуар-хранилище 10, согласно этому примеру осуществления, хранит сжиженный газ, такой как этан, этилен и тому подобное, и выпускает BOG, который образуется путем испарения сжиженного газа за счет тепла, передаваемого снаружи, когда внутреннее давление в резервуаре-хранилище 10 превышает заданное давление.
[213] Кроме того, как и в шестом примере осуществления, BOG, выпускаемый из резервуара-хранилища 10, проходит через теплообменник 30 и сжимается многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d, а множество охладителей 21а, 21b, 21с, 21d могут быть расположены за множеством отдельных ступеней сжатия многоступенчатого компрессора 20а, 20b, 20с, 20d, соответственно, для снижения температуры BOG, который увеличивается не только в давлении, но и в температуре после прохождения через каждую из отдельных ступеней 20а, 20b, 20с, 20d сжатия.
[214] Как и в шестом примере осуществления, когда многоступенчатый компрессор представляет собой четырехступенчатый компрессор, включающий в себя четыре отдельные ступени сжатия, многоступенчатый компрессор включает в себя первую отдельную ступень 20а сжатия, вторую отдельную ступень 20b сжатия, третью отдельную ступень 20с сжатия и четвертую отдельную ступень 20d сжатия, которые расположены последовательно для последовательного сжатия. BOG за первой отдельной ступенью 20a сжатия может иметь давление от 2 бар до 5 бар, например 3,5 бар, а BOG за второй отдельной ступенью 20b сжатия может иметь давление от 10 бар до 15 бар, например, 12 бар. Кроме того, BOG за третьей отдельной ступенью 20с сжатия может иметь давление от 25 бар до 35 бар, например 30,5 бар, а BOG за четвертой отдельной ступенью 20d сжатия может иметь давление от 75 бар до 90 бар, например, 83,5 бар.
[215] Согласно этому примеру осуществления, теплообменник 30 охлаждает BOG (далее называемый «поток a»), сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d посредством теплообмена между BOG, сжатым многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, и BOG, выпускаемым из резервуара-хранилища 10. То есть, BOG (поток а), сжатый до более высокого давления многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, снижается в температуре посредством теплообменника 30 с использованием BOG, выпускаемого из резервуара-хранилища 10 в качестве хладагента.
[216] Согласно этому примеру осуществления, первый узел 71 расширения расположен на обводной линии, ответвленной от линии, через которую BOG подается от теплообменника 30 к первому промежуточному охладителю 41, и расширяет некоторое количество BOG (далее называемый как «поток a1»), сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30. Первый узел 71 расширения может быть расширительным клапаном или расширителем.
[217] Как и в шестом примере осуществления, некоторое количество BOG (поток a1), сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30, расширяется до более низкой температуры и давления посредством первого узла 71 расширения. BOG (поток а1), прошедший через первый узел 71 расширения, подается в первый промежуточный охладитель 41, для того, чтобы использоваться в качестве хладагента для снижения температуры другого BOG (далее называемого «поток a2»), сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20с, 20d и прошедшего через теплообменник 30.
[218] То есть, некоторое количество BOG, подаваемого из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, проходит через первый узел 71 расширения, расположенный на обводной линии, а оставшийся BOG подается в первый промежуточный охладитель 41 через линию повторного сжижения.
[219] Согласно этому примеру осуществления, первый промежуточный охладитель 41 уменьшает температуру BOG (поток a2), прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30 посредством теплообмена между некоторым количеством BOG (поток a2), сжатого многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедшего через теплообменник 30, и BOG (поток a1), расширенным первым узлом 71 расширения.
[220] Кроме того, как и в шестом примере осуществления, когда установка повторного сжижения согласно этому примеру осуществления предусмотрена для морской структуры, выполненной с возможностью использования сжиженного газа в качестве топлива, испаритель 80 может быть расположен между первым промежуточным охладителем 41 и третьим узлом 73 расширения. Испаритель 80 выполнен с возможностью подачи сжиженного газа из топливного бака 3, хранящего сжиженный газ в качестве топлива, в участок 2 спроса топлива, такой как двигатель, после испарения сжиженного газа. Испаритель 80 испаряет сжиженный газ, подаваемый из топливного бака 3, в участок 2 спроса топлива через теплообмен между BOG (поток a2), подаваемым из промежуточного охладителя 41 в третий узел 73 расширения, и сжиженным газом, подаваемым из топливного бака 3 к участку 2 спроса топлива.
[221] Топливный сжиженный газ, испаренный посредством BOG в испарителе 80, может быть подан в участок 2 спроса топлива, например, двигатель ME-GI на судне.
[222] Топливный бак 3 может быть предусмотрен во множестве, а топливо, подаваемое из топливного бака 3 в испаритель 80, может быть выбрано из группы, состоящей из этана, этилена, пропилена и сжиженного нефтяного газа. Таким образом, когда топливный бак 3 предусмотрен во множестве, виды топлива, хранящиеся в топливных баках 3, могут быть одинаковыми или разными. Дополнительно, виды топлива, хранящиеся в некоторых топливных баках 3, могут быть одинаковыми, а виды топлива, хранящиеся в других топливных баках 3, могут быть отличными.
[223] В отличие от шестого примера осуществления, согласно этому примеру осуществления, среди BOG (поток a2) сниженного в температуре при испарении топливного сжиженного газа, подаваемого из топливного бака 3 в испаритель 80, некоторое количество BOG (поток a21) подается во второй узел 72 расширения через вторую обводную линию, ответвленную от линии повторного сжижения, а остальной BOG (поток a22) подается во второй промежуточный охладитель 42 через линию повторного сжижения. BOG (поток a21), подаваемый во второй узел 72 расширения, расширяется до более низкой температуры и давления и затем подается во второй промежуточный охладитель 42, а BOG (поток a22) подаваемый во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41 и испаритель 80, понижается в температуре посредством теплообмена с BOG (поток а21), прошедшим через второй узел 72 расширения.
[224] BOG (поток a22) сниженный в температуре посредством первого промежуточного охладителя 41, испарителя 80 и второго промежуточного охладителя 42, после прохождения через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30 подается в газожидкостный сепаратор 60 через третий узел 73 расширения, а каждый из BOG (поток a1), подаваемого в первый промежуточный охладитель 41 через первый узел 71 расширения, и BOG (поток a21), прошедший через второй узел 72 расширения и второй промежуточный охладитель 42, отдельно подаются на одну из множества отдельных ступеней 20а, 20b, 20с, 20d сжатия через линию подачи первой отдельной ступени сжатия, соединяющую первый промежуточный охладитель 41 с многоступенчатым компрессором 20, или линию подачи второй отдельной ступени сжатия, соединяющую второй промежуточный охладитель 42 с многоступенчатым компрессором 20.
[225] Здесь BOG (поток a1), прошедший через первый узел 71 расширения и первый промежуточный охладитель 41, подается в отдельную ступень сжатия, расположенную дальше ниже по потоку, чем отдельная ступень сжатия, в которую подается BOG (поток a21), прошедший через второй узел 72 расширения и второй промежуточный охладитель 42.
[226] Это связано с тем, что декомпрессия BOG происходит более значительно во втором узле 72 расширения, чем в первом узле 71 расширения, для того, чтобы позволить BOG охлаждаться при прохождении через первый промежуточный охладитель 41 и испаритель 80 для дальнейшего охлаждения посредством второго промежуточного охладителя 42. Соответственно, среди множества отдельных ступеней 20a, 20b, 20c, 20d сжатия в многоступенчатом компрессоре 20, BOG (поток a21), прошедший через второй узел 72 расширения и второй промежуточный охладитель 42, подается в отдельную ступень сжатия, расположенную выше по потоку, чем отдельная ступень сжатия, в которую подается BOG (поток a21), прошедший через первый узел 71 расширения и первый промежуточный охладитель 41, тем самым допуская большее сжатие.
[227] Например, когда компрессор 20 представляет собой четырехступенчатый компрессор, BOG (поток a1), прошедший через первый узел 71 расширения и первый промежуточный охладитель 41, может быть подан за вторую отдельную ступень 20b сжатия, или третью отдельную ступень 20с сжатия, а BOG (поток a21), прошедший через второй узел 72 расширения, и второй промежуточный охладитель 42 может быть подан за первую отдельную ступень 20a сжатия.
[228] То есть BOG (поток a1), прошедший через первый узел 71 расширения и первый промежуточный охладитель 41, и BOG (поток a21), прошедший через второй узел 72 расширения и второй промежуточный охладитель 42, объединяются с BOG, имеющим аналогичное давление между BOG, подвергнутым нескольким ступеням сжатия посредством многоступенчатого компрессора 20a, 20b, 20c, 20d, и затем сжимается таким образом.
[229] С другой стороны, поскольку BOG, расширенный первым узлом 71 расширения и вторым узлом 72 расширения, используется в качестве хладагента для охлаждения BOG в первом промежуточном охладителе 41 и втором промежуточном охладителе 42, количество BOG, которое должно быть подано в первый промежуточный охладитель 41 и второй промежуточный охладитель 42 может быть отрегулировано в зависимости от степени охлаждения BOG в первом промежуточном охладителе 41 и втором промежуточном охладителе 42. Здесь BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d и прошедший через теплообменник 30, делится на два потока, которые должны подаваться в первый узел 71 расширения и первый промежуточный охладитель 41, соответственно. Таким образом, отношение BOG, который должен быть подан в первый узел 71 расширения, увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры в первом промежуточном охладителе 41, и уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG в первом промежуточном охладителе 41.
[230] Подобно BOG, подаваемому из теплообменника 30 в первый промежуточный охладитель 41, когда BOG подается из первого промежуточного охладителя 41 во второй промежуточный охладитель 42, отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения увеличивается для того, чтобы охладить BOG до более низкой температуры во втором промежуточном охладителе 42, и отношение BOG, который должен быть подан во второй узел 72 расширения уменьшается для того, чтобы охладить меньшее количество BOG во втором промежуточном охладителе 42.
[231] В этом примере осуществления, установка повторного сжижения включает в себя два промежуточных охладителя 41, 42 и два узла 71, 72 расширения, расположенных перед промежуточными охладителями 41, 42, соответственно. Однако следует отметить, что количество промежуточных охладителей и количество узлов расширения, расположенных перед промежуточными охладителями, может быть изменено по мере необходимости. Кроме того, промежуточные охладители 41, 42 согласно этому примеру осуществления могут быть промежуточными охладителями для судов, как показано на фиг.1, или могут быть типовыми теплообменниками.
[232] Как и в шестом примере осуществления, BOG, подвергнутый теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается посредством расширения до нормального давления и более низкой температуры третьим узлом 73 расширения. BOG, прошедший через третий узел 73 расширения, подается в газожидкостный сепаратор 60, в котором BOG разделяется на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG.
[233] Согласно этому примеру осуществления, газожидкостный сепаратор 60 разделяет BOG, который был подвергнут частичному повторному сжижению при прохождении через третий узел 73 расширения, на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG. Газообразный BOG, отделенный газожидкостным сепаратором 60, подается перед теплообменником 30, который подвергается повторному сжижению вместе с BOG, выпущенным из резервуара-хранилища 10, а повторно сжиженный BOG, отделенный газожидкостным сепаратором 60, возвращается обратно в резервуар-хранилище 10.
[234] Хотя фиг.8 показывает, что газообразный BOG, разделенный газожидкостным сепаратором 60, подается перед теплообменником 30, а повторно сжиженный BOG, разделенный газожидкостным сепаратором 60, возвращается обратно в резервуар-хранилище 10, следует понимать, что весь BOG, прошедший через газожидкостный сепаратор 60, может быть возвращен в резервуар-хранилище 10, как во втором примере осуществления; при этом как газообразный BOG, так и повторно сжиженный BOG, разделенный газожидкостным сепаратором 60, могут быть получены обратно резервуаром-хранилищем 10 через разные линии, соответственно, как в третьем примере осуществления; причем как газообразный BOG, так и повторно сжиженный BOG, разделенные газожидкостным сепаратором 60, могут подаваться в нижний участок резервуара-хранилища 10 через различные линии, как в четвертом примере осуществления; или BOG может быть непосредственно получен обратно резервуаром-хранилищем 10 после расширения третьим узлом 73 расширения без прохождения через газожидкостный сепаратор 60, как в пятом примере осуществления.
[235] В этом примере осуществления, установка повторного сжижения включает в себя два промежуточных охладителя 41, 42 и два узла 71, 72 расширения, расположенных перед промежуточными охладителями 41, 42, соответственно. Однако следует отметить, что количество промежуточных охладителей и количество узлов расширения, расположенных перед промежуточными охладителями, может быть изменено по мере необходимости. Кроме того, промежуточные охладители 41, 42 согласно этому примеру осуществления могут быть промежуточными охладителями для судов, или могут быть типовыми теплообменниками.
[236] Далее, поток BOG в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно этому примеру осуществления будет описан в дальнейшем со ссылкой к фиг.8.
[237] BOG, выпущенный из резервуара-хранилища 10, проходит через теплообменник 30 и затем сжимается многоступенчатым компрессором 20а, 20b, 20с, 20d. BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, имеет давление от около 40 бар до 100 бар, или около 80 бар. BOG, сжатый многоступенчатым компрессором 20a, 20b, 20c, 20d, имеет сверхкритическую текучую фазу, в которой жидкость и газ не отличаются друг от друга.
[238] BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, сохраняется в сверхкритической текучей фазе, по существу, с одинаковым давлением до третьего узла 73 расширения при прохождении через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41, испаритель 80, и второй промежуточный охладитель 42. Здесь, поскольку BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, может подвергаться последовательному снижению температуры при прохождении через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41, испаритель 80 и второй промежуточный охладитель 42, и может подвергаться последовательному снижению давления в зависимости от способа применения процессов при прохождении через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41, испаритель 80 и второй промежуточный охладитель 42, BOG может находиться в смешанной газожидкостной фазе или в жидкой фазе перед третьим узлом 73 расширения при прохождении через теплообменник 30, первый промежуточный охладитель 41, испаритель 80 и второй промежуточный охладитель 42.
[239] BOG, прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d, снова подается в теплообменник 30, чтобы быть подвергнутым теплообмену с BOG, выпущенным из резервуара-хранилища 10. BOG (поток а), прошедший через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, может иметь температуру от около -10°C до 35°C.
[240] Среди BOG (поток a), прошедшего через многоступенчатый компрессор 20a, 20b, 20c, 20d и теплообменник 30, некоторое количество BOG (поток a1) подается в первый узел 71 расширения, расположенный на обводной линии, а остальной BOG (поток a2) подается в первый промежуточный охладитель 41. BOG (поток a1), подаваемый в первый узел 71 расширения, расширяется до более низкой температуры и давления и затем подается в первый промежуточный охладитель 41, а другой BOG (поток a2) подаваемый в первый промежуточный охладитель 41 через теплообменник 30, понижается в температуре посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения.
[241] BOG (поток a1), отведенный от BOG, прошедшего через теплообменник 30 и подаваемый в первый узел 71 расширения, расширяется до смешанной газожидкостной фазы посредством первого узла 71 расширения. BOG, расширенный до смешанной газожидкостной фазы посредством первого узла 71 расширения, преобразуется в газовую фазу посредством теплообмена в первом промежуточном охладителе 41.
[242] BOG (поток a2), полученный в первом промежуточном охладителе 41 посредством теплообмена с BOG, прошедшим через первый узел 71 расширения, подается в испаритель 80, в котором BOG охлаждается при испарении топливного сжиженного газа. Затем, некоторое количество BOG (поток a21) подается во второй узел 72 расширения, а остальной BOG (поток a22) подается во второй промежуточный охладитель 42. BOG (поток a21), подаваемый во второй узел 72 расширения, расширяется для снижения его температуры и давления и затем подается во второй промежуточный охладитель 42, а BOG (поток a22) подаваемый во второй промежуточный охладитель 42 через первый промежуточный охладитель 41, понижается в температуре посредством теплообмена с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения.
[243] Подобно BOG (поток a1), подаваемому в первый узел 71 расширения через теплообменник 30, некоторое количество BOG (поток a21), подаваемого во второй узел 72 расширения через первый промежуточный охладитель 41 и испаритель 80, может быть расширено до газожидкостной смешанной фазы вторым узлом 72 расширения. BOG, расширенный до смешанной газожидкостной фазы посредством второго узла 72 расширения, преобразуется в газовую фазу посредством теплообмена во втором промежуточном охладителе 42.
[244] BOG (поток a22), подвергнутый теплообмену с BOG, прошедшим через второй узел 72 расширения во втором промежуточном охладителе 42, частично повторно сжижается посредством расширения до нормального давления и более низкой температуры третьим узлом 73 расширения. BOG, прошедший через третий узел 73 расширения, подается в газожидкостный сепаратор 60, в котором BOG разделяется на повторно сжиженный BOG и газообразный BOG. Повторно сжиженный BOG подается в резервуар-хранилище 10, а газообразный BOG подается в теплообменник 30 или резервуар-хранилище 10.
[245] Фиг.9 представляет собой принципиальную схему установки для повторного сжижения BOG для судов согласно девятому примеру осуществления настоящего изобретения. Девятый пример осуществления, показанный на фиг.9 является модификацией шестого примера осуществления, показанного на фиг.6, и восьмого примера осуществления, показанного на фиг.8. Здесь, подробное описание тех же компонентов, что и в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно шестому и восьмому примерам осуществления, будет опущено.
[246] В установке для повторного сжижения BOG для судов согласно шестому примеру осуществления, показанному на фиг.6, BOG, подаваемый в испаритель 80 через теплообменник 30, дополнительно охлаждается в первом промежуточном охладителе 41 и затем подается в испаритель 80, а в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно восьмому примеру осуществления, показанному на фиг.8, BOG, охлажденный при прохождении через теплообменник 30, дополнительно охлаждается в первом промежуточном охладителе 41, дополнительно охлаждается в испарителе 80 при испарении сжиженного газа, который должен быть подан на участок спроса топлива, и дополнительно охлаждается во втором промежуточном охладителе 42 после прохождения через испаритель 80. С другой стороны, в установке для повторного сжижения BOG для судов согласно девятому примеру осуществления, показанному на фиг.9, BOG, прошедший через теплообменник 30, подается в испаритель 80, в котором BOG охлаждается при испарении сжиженного газа для подачи на участок спроса топлива, а BOG, охлажденный в испарителе, дополнительно охлаждается во втором промежуточном охладителе 42.
[247] Специалистам в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение не ограничено описанными выше вариантами осуществления, и различные модификации, изменения, исправления и эквивалентные варианты осуществления могут быть сделаны, не отступая от сущности и объема настоящего изобретение.