СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КРИОГЕННОГО ТЕПЛООБМЕННИКА И СПОСОБ СЖИЖЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ПОТОКА

1. Устройство для охлаждения криогенного теплообменника, приспособленного для сжижения углеводородного потока, причем криогенный теплообменник выполнен с возможностью приема углеводородного потока, который должен быть сжижен, и хладагента, с возможностью проведения теплообмена между углеводородным потоком и хладагентом, в результате чего по меньшей мере частично сжижается углеводородный поток, и с возможностью выпуска по меньшей мере частично сжиженного углеводородного потока и отработавшего хладагента, прошедшего через криогенный теплообменник, характеризующееся тем, что содержит:
контур циркуляции хладагента для передачи отработавшего хладагента обратно к криогенному теплообменнику, причем контур циркуляции хладагента содержит по меньшей мере компрессор, циркуляционный клапан компрессора, охладитель и первый дроссельный клапан;
программируемый контроллер, выполненный с возможностью:
приема входных сигналов, представляющих сигналы датчиков, характеризующие один или более управляемых параметров;
генерирования командных сигналов для регулировки одного или более регулируемых параметров; и
выполнения компьютерной программы, причем компьютерная программа составлена для сети по меньшей мере из трех модулей, при этом один или более из указанных по меньшей мере трех модулей принимает представления одного или более входных сигналов и создает представления одного или более командных сигналов;
при этом каждый из указанных по меньшей мере трех модулей выполнен с возможностью:
ожидания до приема запускающего сигнала; и
начала исполнения заданной последовательности из одной или более считываемых компьютером команд при приеме запускающего сигнала по меньшей мере до достижения модулем заданной цели;
причем модули в указанной сети соединены между собой так, что запускающий сигнал, принятый вторым и третьим модулем из указанных по меньшей мере трех модулей, соответствует коммуникационному сигналу, который генерируется, когда первый модуль из указанных по меньшей мере трех модулей достигает заданной цели для этого модуля.
2. Устройство по п.1, в котором второй и третий модули работают параллельно, при этом регулирующее действие одного из этих модулей ограничивается параметром, на который влияет по меньшей мере один другой модуль, из второго и третьего модулей, при регулировании одного или более регулируемых параметров.
3. Устройство по п.1, в котором один или более управляемых параметров включают скорость изменения температуры во времени.
4. Устройство по п.3, в котором скорость изменения температуры во времени содержит одну или более из следующих температур: температура хладагента на стороне впуска первого дроссельного клапана; температура хладагента на стороне выпуска первого дроссельного клапана; температура углеводородного потока в определенном месте внутри криогенного теплообменника; температура углеводородного потока ниже по потоку от криогенного теплообменника.
5. Устройство по п.1, в котором один или более управляемых параметров содержат выбранный пространственный температурный градиент в криогенном теплообменнике или вокруг него.
6. Устройство по п.5, в котором выбранный пространственный температурный градиент отражает один или более следующих перепадов температуры: перепад температуры между отработавшим хладагентом и хладагентом на входе в криогенный теплообменник; перепад температуры между хладагентом на стороне впуска и хладагентом на стороне выпуска первого дроссельного клапана.
7. Устройство по п.1, в котором криогенный теплообменник содержит межтрубное пространство для испаряющегося хладагента и трубное пространство для автоматического охлаждения хладагента.
8. Устройство по п.5, в котором криогенный теплообменник содержит межтрубное пространство для испаряющегося хладагента и трубное пространство для автоматического охлаждения хладагента.
9. Устройство по п.8, в котором выбранный пространственный температурный градиент отражает перепад температуры между межтрубным пространством криогенного теплообменника и трубным пространством, содержащим хладагент.
10. Устройство по п.1, в котором ниже по потоку от охладителя и выше по потоку от первого дроссельного клапана размещен сепаратор жидкость/пар в контуре циркуляции хладагента для приема частично сконденсированного хладагента и разделения потока частично сконденсированного хладагента на жидкую тяжелую фракцию хладагента и газообразную легкую фракцию хладагента, и для выпуска через выход для жидкости жидкой тяжелой фракции хладагента, а через выход для газа - газообразной легкой фракции хладагента, при этом указанные фракции проходят к криогенному теплообменнику, причем первый дроссельный клапан установлен для регулировки прохода одной из этих фракций.
11. Устройство по п.10, в котором указанной одной из этих фракций является легкая фракция хладагента.
12. Устройство по п.10, в котором выбранный пространственный температурный градиент отражает один или более из следующих перепадов температуры: перепад температуры в криогенном теплообменнике между отработавшим хладагентом на выходе для газа и хладагентом на входе для газообразного хладагента; и перепад температуры в криогенном теплообменнике между отработавшим хладагентом на выходе для жидкости и хладагентом на входе для жидкого хладагента.
13. Устройство по п.1, в котором один или более управляемых параметров включают: первый перепад температуры в потоке хладагента на первом дроссельном клапане и/или давление всасывания потока хладагента на стороне всасывания компрессора.
14. Устройство по п.1, в котором криогенный теплообменник содержит входное отверстие для углеводородного потока, выходное отверстие для углеводородного потока, одно или более отдельных входных отверстий для хладагента, выходное отверстие для хладагента и, соответственно, для отработавшего хладагента.
15. Устройство по любому из пп.1-14, в котором один или более регулируемых параметров по меньшей мере содержат: первую уставку дроссельного клапана, представляющую степень открытия первого дроссельного клапана, и/или любую уставку давления, посредством которой регулируется давление хладагента выше по потоку от первого дроссельного клапана.
16. Устройство по п.15, в котором уставка давления является уставкой циркуляционного клапана компрессора, представляющей степень открытия циркуляционного клапана компрессора.
17. Способ охлаждения криогенного теплообменника, приспособленного для сжижения углеводородного потока, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают криогенный теплообменник, выполненный с возможностью приема углеводородного потока, который должен быть сжижен, и хладагента для теплообмена между углеводородным потоком и хладагентом, в результате чего, по меньшей мере, частично сжижается углеводородный поток, а также с возможностью выпуска по меньшей мере, частично сжиженного углеводородного потока и отработавшего хладагента, прошедшего через криогенный теплообменник;
обеспечивают контур циркуляции хладагента для передачи отработавшего хладагента обратно к криогенному теплообменнику, причем контур циркуляции хладагента содержит, по меньшей мере, компрессор, циркуляционный клапан компрессора, охладитель и первый дроссельный клапан;
активируют программируемый контроллер, который:
принимает входные сигналы, представляющие сигналы датчиков, характеризующие один или более управляемых параметров;
генерирует командные сигналы для регулировки одного или более регулируемых параметров; и
выполняет компьютерную программу, причем компьютерная программа, составлена для сети по меньшей мере из трех модулей, при этом один или более из указанных по меньшей мере трех модулей принимает представления одного или более входных сигналов и создает представления одного или более командных сигналов;
при этом каждый из указанных по меньшей мере трех модулей:
ожидает до приема запускающего сигнала; и
начинает исполнение заданной последовательности из одной или более считываемых компьютером команд при получении запускающего сигнала, по меньшей мере, до достижения заданной цели для данного модуля;
причем при достижении заданной цели для первого модуля из указанных по меньшей мере трех модулей, генерируют коммуникационный сигнал, при этом коммуникационный сигнал проходит ко второму и третьему модулю, из трех или более модулей, причем коммуникационный сигнал действует как запускающий сигнал для второго и третьего модулей.
18. Способ по п.17, в котором углеводородным потоком является поток природного газа.
19. Способ сжижения углеводородного потока, содержащий этапы, на которых:
охлаждают криогенный теплообменник, приспособленный для сжижения углеводородного потока в соответствии со способом по п.17;
последовательно выполняют сжижение углеводородного потока на одном или более этапах, включающих, по меньшей мере, теплообмен углеводородного потока в криогенном теплообменнике.
20. Способ по п.19, в котором углеводородным потоком является поток природного газа.
21. Способ сжижения углеводородного потока, содержащий этапы, на которых:
охлаждают криогенный теплообменник, приспособленный для сжижения углеводородного потока, с применением устройства по любому из пп.1-16;
последовательно выполняют сжижение углеводородного потока на одном или более этапах, включающих, по меньшей мере, теплообмен углеводородного потока в криогенном теплообменнике.
22. Способ по п.21, в котором углеводородным потоком является поток природного газа.