專利名稱：冷卻循環(huán)系統(tǒng)、天然氣液化設(shè)備、冷卻循環(huán)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法及改造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷卻循環(huán)系統(tǒng)、天然氣液化設(shè)備、冷卻循環(huán)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法及 改造方法。
背景技術(shù)：
為了將氣體天然氣做成適于輸送的液化天然氣，需要將天然氣在加壓的狀
態(tài)下冷卻到-150。C左右的低溫之后使其膨脹到外部氣壓附近。該冷卻通過丙 烷和混合制冷劑等的多個冷卻循環(huán)的組合來實現(xiàn)。在進行這些冷卻循環(huán)的起動 時，由于工序內(nèi)的制冷劑的溫度、壓力與額定運轉(zhuǎn)時不同，因此制冷劑壓縮枳i 的起動所需的轉(zhuǎn)矩(以下稱為起動轉(zhuǎn)矩)比額定運轉(zhuǎn)時還大，從而指出根據(jù)驅(qū) 動源的轉(zhuǎn)矩特性有可能不能起動制冷劑壓縮機。為了解決該問題， 一般已知有 如下方法(a)在制冷劑壓縮機的吸入線上設(shè)置節(jié)流機構(gòu)并在起動時對吸入流 量進行節(jié)流的方法；(b)預先設(shè)置容量大的驅(qū)動源的方法；以及(c)在制冷 劑壓縮機的排出側(cè)設(shè)置放出口將制冷劑向外部排出的方法。根據(jù)專利文獻1 (特開2002 - 322996公報)，公開了 一種按照壓縮機的轉(zhuǎn)數(shù)來操作設(shè)置在壓縮 機的吸入線上的節(jié)流機構(gòu)的開度而起動壓縮機的方法。
在制冷劑壓縮機的吸入部上的制冷劑的溫度和壓力，與用上游側(cè)的蒸發(fā)器 蒸發(fā)的制冷劑的溫度和與其對應(yīng)的飽和壓力相等。包括上述專利文獻1記載的 技術(shù)，起動時對壓縮機的吸入流量進行節(jié)流的方法，雖然可實現(xiàn)吸氣的體積流 量的減少，但是起動時的制冷劑溫度甚至飽和壓力與不進行對吸氣流量的節(jié)流 的情況一樣，所以降低吸氣的質(zhì)量流量來減輕起動時所需的轉(zhuǎn)矩的效果有限。
另外，預先設(shè)置容量大的驅(qū)動源的方法，存在降低額定運轉(zhuǎn)時的驅(qū)動源的 效率的情況，設(shè)備成本也增大。
起動時將從制冷劑壓縮機排出的制冷劑向外部排出的方法，雖然可實現(xiàn)制 冷劑壓縮機的壓力波動的避免和起動轉(zhuǎn)矩的降低，但是在制冷劑壓縮機的排出
壓力的上升上花費時間而存在直到冷卻循環(huán)的起動結(jié)束所需的時間延長的傾向。而且，浪費制冷劑也是一個缺點。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的是提供一種能夠降低制冷劑壓縮機的起動時的所需動 力，即使使用起動時的發(fā)生轉(zhuǎn)矩較小的驅(qū)動源也能夠穩(wěn)定地起動制冷劑壓縮機 的冷卻循環(huán)系統(tǒng)、天然氣液化設(shè)備、冷卻循環(huán)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法及改造方法。
為達到上述目的，具有壓縮制冷劑的制冷劑壓縮機；接受用該制冷劑壓 縮機壓縮后凝結(jié)的制冷劑的儲液器；以及在該儲液器內(nèi)通過輔助制冷劑并在上 述制冷劑壓縮機的起動前冷卻儲液器內(nèi)的制冷劑的輔助冷卻機構(gòu)。
本發(fā)明具有以下效果。
根據(jù)本發(fā)明，能夠降低制冷劑壓縮機的起動時的所需動力，即使使用起動 時的發(fā)生轉(zhuǎn)矩較小的驅(qū)動源也能夠穩(wěn)定地起動制冷劑壓縮機。


圖1是使用了涉及本發(fā)明的第一實施方式的冷卻循環(huán)系統(tǒng)的天然氣液化 設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示制冷劑壓縮機的起動時的轉(zhuǎn)數(shù)變化與吸入調(diào)整機構(gòu)的開度變 化的圖。
圖3是表示涉及本發(fā)明的第一實施方式的制冷劑壓縮機的起動時的壓力
及流量的變化的圖。
圖4是表示比較例的制冷劑壓縮機的起動時的壓力及流量變化的圖。
圖5是表示涉及本發(fā)明的第一實施方式的制冷劑壓縮機的起動時的轉(zhuǎn)矩
變化的圖。
圖6是表示比較例的制冷劑壓縮機的起動時的轉(zhuǎn)矩變化的圖。 圖7是使用了涉及本發(fā)明的第二實施方式的冷卻循環(huán)系統(tǒng)的天然氣液化 設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖。 圖中
1-制冷劑壓縮機，10-冷凝器，ll-儲液器，18-膨脹機構(gòu)， 19-蒸發(fā)機構(gòu)，21-換熱器，47-管道，60-第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)， 61 -第 一冷卻循環(huán)系統(tǒng)，62 -輔助冷卻^/L構(gòu)，62A -輔助冷卻機構(gòu)， 68-蒸發(fā)器，80-蒸發(fā)器，81-壓縮機，82-冷凝器，83-膨脹閥，86-燃燒器，90-吸氣冷卻換熱器，91-空氣壓縮機，92-發(fā)電機， 93-渦輪，94-排熱回收鍋爐，96-吸收式冷卻器，97-溫度檢測單元， 98-控制裝置，99-調(diào)節(jié)閥，101-旁通管道。
具體實施例方式
以下使用

本發(fā)明的實施方式。
涉及本發(fā)明的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，通過與制冷劑進行熱交換來冷卻被冷卻介
利用設(shè)施的一例，可舉出例如將氣體狀態(tài)的天然氣冷卻并液化的設(shè)施。天然氣 通過液化體積減少而搬運效率提高。當然，并不局限于液化天然氣的設(shè)施，只 要是將冷卻后的被冷卻介質(zhì)可作為熱源利用的設(shè)施，就可以作為本發(fā)明的冷卻 循環(huán)系統(tǒng)的#1冷卻介質(zhì)的利用地。 第一實施方式 (結(jié)構(gòu))
圖1是使用了涉及本發(fā)明的第一實施方式的冷卻循環(huán)系統(tǒng)的天然氣液化 設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖。
作為圖示的天然氣液化設(shè)備的主要的結(jié)構(gòu)要素，可舉出冷卻液化從天然 氣導入管道20導入的天然氣(氣體狀態(tài))的主換熱器21;利用作為工作介質(zhì) 的制冷劑(以下記為"第一制冷劑")對冷卻天然氣的制冷劑(以下記為"第 二制冷劑，，)進行冷卻的第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61;以及將利用第一冷卻循環(huán)系統(tǒng) 61冷卻的第二制冷劑向主換熱器21供給的第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60。第一冷卻循 環(huán)系統(tǒng)61具有利用作為工作介質(zhì)的制冷劑(以下記為"輔助制冷劑")冷卻第 一制冷劑的輔助冷卻機構(gòu)62這一點是特征性結(jié)構(gòu)。
第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61將丙烷作為工作流體，并具有制冷劑壓縮機1、冷 凝器IO、儲液器ll、膨脹機構(gòu)18、蒸發(fā)機構(gòu)19。
制冷劑壓縮機1用于壓縮來自蒸發(fā)機構(gòu)19的第一制冷劑，具有低壓壓縮 機2、中壓壓縮機3、高壓壓縮機4的多才及(在本例中為3級)壓縮機。在低 壓壓縮機2、中壓壓縮機3、高壓壓縮機4上，可分別通過管道56、 55、 54 導入來自蒸發(fā)機構(gòu)19的第一制冷劑。構(gòu)成制冷劑壓縮機1的低壓壓縮機2、 中壓壓縮才幾3、高壓壓縮機4與作為驅(qū)動源的電動機5同軸連接，利用電動機
65的旋轉(zhuǎn)動力旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。電動機5利用來自燃氣輪機發(fā)電裝置(未圖示)的供 電來驅(qū)動。
上述冷凝器10通過管道50與制冷劑壓縮機1的出口連接，通過與外部氣 體或海水等冷熱源進行熱交換，冷卻由制冷劑壓縮機1壓縮的第一制冷劑并使 其凝結(jié)。
儲液器11通過管道49與冷凝器IO連接，接受用冷凝器IO凝結(jié)的第一制 冷劑。
膨脹機構(gòu)18用于使從儲液器11供給的液體的第一制冷劑膨脹，在本實施 方式中，通過用高壓膨脹閥12、中壓膨脹閥13、低壓膨脹閥14的多個膨脹閥 來構(gòu)成膨脹機構(gòu)18,從而使第一制冷劑階段性地膨脹并降溫。
蒸發(fā)機構(gòu)19從通過管道41的第二制冷劑吸取熱量并且用吸取的熱量使第 一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的第一制冷劑蒸發(fā)。在本實施方式中，通過用高壓蒸發(fā)器 15、中壓蒸發(fā)器16、低壓蒸發(fā)器17的多個蒸發(fā)器來構(gòu)成蒸發(fā)機構(gòu)19，從而與 用膨脹機構(gòu)18使其膨脹并變成低溫的第一制冷劑進行熱交換而依次冷卻在管 道41內(nèi)流通的第二制冷劑，同時使由膨脹機構(gòu)18膨脹的第一制冷劑蒸發(fā)。
高壓蒸發(fā)器15通過管道51與儲液器11連接，高壓膨脹閥12設(shè)在管道 51的途中。中壓蒸發(fā)器16通過管道52與高壓蒸發(fā)器15連接，中壓膨脹閥13 設(shè)在管道52的途中。低壓蒸發(fā)器17通過管道53與中壓蒸發(fā)器16連接，低壓 膨脹閥14設(shè)在管道53的途中。蒸發(fā)器15-17分別通過管道54、 55、 56與制 冷劑壓縮機1的高壓壓縮機4、中壓壓縮機3、低壓壓縮機2連接。
在將蒸發(fā)器15-17分別連接在壓縮機4、 3、 2上的管道54-56的途中， 分別設(shè)有高壓吸入調(diào)整機構(gòu)71、中壓吸入調(diào)整機構(gòu)72、低壓吸入調(diào)整機構(gòu)73， 成為根據(jù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)可調(diào)整制冷劑壓縮機1的吸氣流量的結(jié)構(gòu)。這些吸入調(diào)整機 構(gòu)71 - 73如圖1所示可由閥構(gòu)成，在壓縮機2-4上還可以使用入口導向葉片 (IGV:入口導流葉片)。
第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60的流通第二制冷劑的管道41與氣液分離器27連接， 利用第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61冷卻到規(guī)定溫度(例如-35°C )的第二制冷劑，利 用氣液分離器27進行氣液分離，液相成分通過管道43,氣相成分通過管道44, 分別從氣液分離器27流通到主換熱器21內(nèi)部。從氣液分離器27延伸的管道43、 44，通過主換熱器21的內(nèi)部之后暫且 向主換熱器21的外部取出，再與設(shè)在主換熱器21的內(nèi)部的噴嘴35、 36連接。 在管道43、 44的暫且導向主換熱器21的外部的部分，分別設(shè)有膨脹閥33、 34，在管道43、 44內(nèi)流通的第二制冷劑用膨脹閥33、 34絕熱膨脹而降低溫度， 由此變成低溫的第二制冷劑從噴嘴35、 36分散到主換熱器21的內(nèi)部。
主換熱器21在內(nèi)部具備傳熱路徑28、 29、 30、 31、 32。傳遞路徑28設(shè) 在管道43的途中，將用氣液分離器27與氣相成分分離的第二冷卻循環(huán)系統(tǒng) 60中的第二制冷劑的液相成分與主換熱器21內(nèi)的更低溫的第二制冷劑進行熱 交換。傳遞路徑29、 30設(shè)在管道44的途中，使來自氣液分離器27的第二制 冷劑的氣相成分與主換熱器21內(nèi)的第二制冷劑進行熱交換。傳遞路徑31、 32 設(shè)在天然氣導入管道20的途中，使在管道20內(nèi)流通的天然氣與主換熱器21 內(nèi)的第二制冷劑進行熱交換。
另外，雖然未特別圖示，但是在天然氣導入管道20上，在其上游側(cè)，導 入已完成酸性氣體除去工序、水分除去工序等液化工序所需的前處理工序的天 然氣。而且，天然氣導入管道20在通過主換熱器21之后，延伸到主換熱器 21的外部。在天然氣導入管道20上的主換熱器21的下游側(cè)設(shè)有膨脹閥37。
第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60例如將由曱烷、乙烷、丙烷構(gòu)成的混合制冷劑作為 工作流體(即第二制冷劑)，并具備低壓壓縮機23、高壓壓縮機24、中間冷卻 器25、后置冷卻器26、電動機85。低壓壓縮機23通過管道40與主換熱器21 連接，在低壓壓縮機23上最初儲存在主換熱器21內(nèi)的第二制冷劑通過管道 40導入到低壓壓縮機23的入口 。低壓壓縮機23和高壓壓縮機24通過管道48 連接，從低壓壓縮機23排出的第二制冷劑通過管道48導入到高壓壓縮機24 的入口。在高壓壓縮機24的出口連接有通過第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的管道41， 經(jīng)過第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60的第二制冷劑通過管道41導入第一冷卻循環(huán)系統(tǒng) 61中。中間冷卻器25設(shè)在管道48上，后置冷卻器26設(shè)在管道41上。而且， 低壓壓縮機23及高壓壓縮機24與作為其驅(qū)動裝置的電動機85同軸連接。電 動機85利用未圖示的燃氣輪機發(fā)電裝置的供電來驅(qū)動。
輔助冷卻機構(gòu)62通過與流通管道47內(nèi)的輔助制冷劑進行熱交換，冷卻儲 存在儲液器11內(nèi)的第一制冷劑，并冷卻第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的第一制冷劑。在本實施方式中，輔助冷卻機構(gòu)62也將丙烷作為制冷劑，但在輔助冷卻機構(gòu) 62中使用的輔助制冷劑的種類不限。輔助冷卻機構(gòu)62包括電動機84、利用 電動機84驅(qū)動的壓縮才幾81、《吏由壓縮4幾81壓縮的輔助制冷劑向大氣或海7K 散熱并凝結(jié)的冷凝器82、使由冷凝器82凝結(jié)的輔助制冷劑膨脹并產(chǎn)生低溫的 膨脹閥83、以及與用膨脹閥83膨脹而得到的低溫的輔助制冷劑進行熱交換來 冷卻儲液器11內(nèi)的第一制冷劑的蒸發(fā)器80。管道47從壓縮機81的排出口通 過儲液器11內(nèi)的蒸發(fā)器80連接在壓縮機81的吸入口上。冷凝器82、膨脹閥 83在從管道47的壓縮機81與蒸發(fā)器80連接的部分從上游側(cè)以此順序進行設(shè) 置。
另外，輔助冷卻機構(gòu)62的輔助制冷劑并不一定是丙烷，但是丙烷具有作 為自然制冷劑對地球變暖的影響小、能夠與第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61共用、容易 得到等的優(yōu)點，
(正常運轉(zhuǎn)時的動作)
首先，說明圖1所示的天然氣液化設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)時的動作。而且，以下 適當記載的成套設(shè)備各處的溫度、壓力是運轉(zhuǎn)時所設(shè)想的狀態(tài)量的 一個例子， 并不限定成套設(shè)備的規(guī)格。
在第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61中，儲存在儲液器11內(nèi)的40。C、 1.5MPa左右的 液體丙烷的第一制冷劑，在流過管道51的途中被高壓膨脹閥12減壓到 0.63MPa左右，通過絕熱膨脹成為與0.63MPa的丙烷的飽和溫度對應(yīng)的9"C左 右的氣液混合狀態(tài)。
在高壓蒸發(fā)器15中，9。C左右的第一制冷劑中的液相部分蒸發(fā)，通過吸取 蒸發(fā)潛熱，冷卻從管道41供給的大約40。C的第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60的第二制 冷劑。之后，氣相的第一制冷劑經(jīng)由管道54供給到高壓壓縮機4,并壓縮到 1.5MPa左右。另一方面，液相的第一制冷劑經(jīng)由管道52供給到中壓膨脹閥 13,通過絕熱膨脹至0,25MPa左右而成為作為飽和溫度的-19。C左右的氣液 混合狀態(tài)。
在中壓蒸發(fā)器16中，-19。C左右的第一制冷劑中的液相部分蒸發(fā)，通過 吸取蒸發(fā)潛熱，將第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60的第二制冷劑進一步冷卻至低溫。之 后，氣相的第一制冷劑經(jīng)由管道55供給到中壓壓縮機3,并壓縮到O.MMPa左右。另一方面，液相的第一制冷劑經(jīng)由管道53供給到低壓膨脹閥14，通過 絕熱膨脹至O.lMPa左右而成為作為飽和溫度的-4廠C左右的氣液混合狀態(tài)。
在低壓蒸發(fā)器17中，使-41。C左右的第一制冷劑全部蒸發(fā)而將第二冷卻 循環(huán)系統(tǒng)60的第二制冷劑冷卻至-35。C左右。已蒸發(fā)的第一制冷劑經(jīng)由管道 56供給到低壓壓縮機2并進行壓縮。
另一方面，冷卻至-35。C左右的第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60的第二制冷劑，一 部分一皮液化，所以用氣液分離器27使其氣液分離。用氣液分離器27分離的液 相的第二制冷劑，從管道43供給到主換熱器21的傳熱路徑28,與更低溫的 第二制冷劑進行熱交換而冷卻至大約-IO(TC左右。大約-IO(TC的第二制冷劑 通過用膨脹閥33絕熱膨脹而冷卻至大約-120°C,并向主換熱器21的噴嘴35 供給。從噴嘴35分散的第二制冷劑在主換熱器21的內(nèi)部，分別冷卻傳熱路徑 28的液相的第二制冷劑、傳熱路徑29的氣相的第二制冷劑、傳熱路徑30的 天然氣。
氣液分離器27的氣相的第二制冷劑，從管道44供給到主換熱器21的傳 熱路徑29,與更低溫的第二制冷劑進行熱交換而冷卻至大約-100。C。而且， 在下游側(cè)的傳熱路徑30,與從噴嘴35分散的大約-170'C的第二制冷劑進行 熱交換而冷卻至大約-15(TC，大部分凝結(jié)。該大約-15(TC的第二制冷劑通過 用膨脹閥34絕熱膨脹而冷卻至大約-17(TC,并向主換熱器21的噴嘴36供給。 從噴嘴36分散的低溫的第二制冷劑在主換熱器21的內(nèi)部，將傳熱路徑30的 第二制冷劑、傳熱路徑32的天然氣分別冷卻至大約-15(TC。
這樣冷卻至大約-150。C的天然氣，經(jīng)由管道45導入膨脹閥37,在此絕 熱膨脹至大氣壓附近并作為-162。C左右的液化天然氣取出。
在傳熱路徑O、 32進行熱交換并溫度上升的第二制冷劑，在下游側(cè)被再利 用于傳熱路徑28 - 30的冷卻。冷卻傳熱路徑28 - 30之后的第二制冷劑通過管 道40,供給到第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60的低壓壓縮機23。以下，經(jīng)過利用低壓壓 縮機23的壓縮和利用中間冷卻器25的冷卻、利用高壓壓縮機24的壓縮和利 用后置冷卻器26的冷卻而成為大約40°C、 5MPa的第二制冷劑，利用低壓冷 卻循環(huán)系統(tǒng)61冷卻至-35。C并再次供給到主換熱器21,利用于原料天然氣的 液化。(起動時的動作)
接著用圖1 -圖3說明起動時的動作。
構(gòu)成天然氣液化設(shè)備的各設(shè)備，最好以輔助冷卻機構(gòu)62、第一冷卻循環(huán) 系統(tǒng)61、第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60、主換熱器21的順序起動。
在起動前的時刻，第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的儲液器11的第一制冷劑的溫度 通過外部氣體加溫而上升至大約40°C,儲液器11及管道49-56的內(nèi)部成為 作為4(TC的第一制冷劑(丙烷)的飽和壓力的大約1.4MPa。在本實施方式中， 在該時刻(制冷劑壓縮機1的起動前)起動輔助冷卻機構(gòu)62,將第一冷卻循 環(huán)系統(tǒng)61的儲液器11的第一制冷劑冷卻至作為設(shè)想冷卻溫度的大約-25。C。 通過將儲液器11的第一制冷劑冷卻至-25'C左右，第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的第 一制冷劑的壓力下降到作為-25。C的丙烷的飽和壓力的0.2MPa左右。
此時，高壓膨脹閥12、中壓膨脹閥13、低壓膨脹閥14的開度，預先設(shè)定 成使額定運轉(zhuǎn)時的各閥的出口壓力分別成為0.63MPa、 0.25MPa、 O.lMPa左右。
圖2 (a)是表示起動后的第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的制冷劑壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù) 變化(運轉(zhuǎn)時間表)的一例的圖。
在該圖2 (a)所示的運轉(zhuǎn)時間表中，設(shè)想若制冷劑壓縮機1的負載為容 許范圍以下，則轉(zhuǎn)數(shù)在30秒左右達到額定值。
圖2 (b)是表示高壓吸入調(diào)整機構(gòu)71、中壓吸入調(diào)整機構(gòu)72、低壓吸入 調(diào)整機構(gòu)73的開度的變化的圖。
如圖2 (b)所示，起動時這些吸入調(diào)整機構(gòu)71-73微開(例如開度30 %左右)，降低低壓壓縮機2、中壓壓縮機3、高壓壓縮機4的吸入流量和吸入 壓力，并降低起動轉(zhuǎn)矩、吸入壓力、排出壓力。之后，隨著時間的經(jīng)過，增加 吸入調(diào)整機構(gòu)71 - 73的開度，將吸入流量、吸入壓力增加到額定值(全開 開度100% )。
圖3是表示本實施方式中的制冷劑壓縮機1的起動時的壓力、流量的變化 的圖。
在此使用圖3說明起動時的低壓壓縮機2、中壓壓縮機3、高壓壓縮機4 的動作。
在本實施方式中，在儲液器11所保有的制冷劑被冷卻至-25。C左右，起動時的第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61內(nèi)的第一制冷劑的壓力，成為作為-25。C的丙烷 的飽和壓力的0.25MPa。從而，在制冷劑壓縮機1起動后的儲液器11的內(nèi)部 壓力為0.2MPa左右，但是通過低壓膨脹閥14及低壓吸入調(diào)整機構(gòu)73的壓力 損失作用，低壓壓縮機2的吸入管道56的壓力向作為額定運轉(zhuǎn)條件的O.lMPa 下降(圖3 (a))。低壓壓縮機2的壓力比與制冷劑壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù)一起上升， 低壓壓縮機2的排出壓力向作為額定條件的0.25MPa上升(圖3 (b))。
中壓壓縮機3的吸入壓力由來自管道55的吸氣流量和低壓壓縮機2的排 出壓力決定，但是伴隨著制冷劑壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù)上升而向作為額定運轉(zhuǎn)條件的 0.25MPa上升(圖3 (a))。中壓壓縮機3的壓力比與制冷劑壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù)一
高壓壓縮機4的吸入壓力由來自管道54的吸氣流量和中壓壓縮機3的排 出壓力決定，但是伴隨著制冷劑壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù)上升而向作為額定運轉(zhuǎn)條件的 0.63MPa增加(圖3 (a))。高壓壓縮機4的壓力比與制冷劑壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù)一 起上升，高壓壓縮機4的排出壓力向作為額定條件的1.5MPa上升(圖3(b))。
這些在制冷劑壓縮機1的內(nèi)部流動的第一制冷劑的質(zhì)量流量的時間變化 如圖3 (c)所示。在該圖中表示將額定運轉(zhuǎn)時的高壓壓縮機4的吸入質(zhì)量流 量作為1.0的相對值。流入中壓壓縮機3的第一制冷劑，由于合流從管道55 吸入的第一制冷劑和從低壓壓縮機2排出的第一制冷劑，因此比低壓壓縮機2 的流量還多。另外，流入高壓壓縮機4的第一制冷劑，由于合流從管道54吸 入的第一制冷劑和從中壓壓縮機3排出的第一制冷劑，因此比中壓壓縮機3 的流量更多。這些流量的變化特性由各自的制冷劑壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù)、吸入溫度、 入口壓力、出口壓力來決定。
從高壓壓縮機4排出的第一制冷劑成為超過IO(TC的高溫，但是利用冷凝 器10冷卻至4(TC左右，根據(jù)壓力條件以液體或氣液混合的狀態(tài)流入到儲液器 11。在儲液器ll中，與當初為-25。C的第一制冷劑混合而最終溫度上升至40 。C左右。額定運轉(zhuǎn)時的高壓壓縮機4的排出壓力為1.5MPa左右，比飽和壓力 還高，因此第 一制冷劑作為液體儲存在儲液器11中。
儲液器11的第一制冷劑利用高壓膨脹閥12減壓，在高壓膨脹閥12的出 口最終成為作為額定條件的0.63MPa，溫度成為作為飽和溫度的9。C左右。
12在高壓蒸發(fā)器15中，第一制冷劑的液相部分蒸發(fā)，通過吸取蒸發(fā)潛熱來 冷卻第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60的第二制冷劑。氣相的第 一制冷劑從管道54向高壓 壓縮機4供給并進行壓縮。另一方面，液相的第一制冷劑從管道52向中壓膨 脹閥13供給，并絕熱膨脹而朝向作為額定運轉(zhuǎn)條件的0.25MPa、 -19°0的狀 態(tài)。
在中壓蒸發(fā)器16中，用中壓膨脹閥13絕熱膨脹的液相的第一制冷劑蒸發(fā)， 通過吸取蒸發(fā)潛熱而進一步冷卻第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60的第二制冷劑。氣相的 丙烷制冷劑從管道55向中壓壓縮機3供給并進行壓縮。另一方面，液相的第 一制冷劑從管道53向低壓膨脹閥14供給，并絕熱膨脹而成為作為額定運轉(zhuǎn)條 件的0.1MPa、 - 4rC的狀態(tài)。
在低壓蒸發(fā)器17中，用低壓膨脹閥14絕熱膨脹的液相的第一制冷劑蒸發(fā)， 冷卻第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60的第二制冷劑，已蒸發(fā)的第一制冷劑從管道56向低 壓壓縮機2供給并進行壓縮。 (作用效果)
圖5是表示本實施方式中的丙烷制冷劑壓縮機的起動時的轉(zhuǎn)矩變化的圖。 制冷劑壓縮機1的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與將必要動力用轉(zhuǎn)數(shù)除去的值成比例，必要動 力與壓縮機的吸入質(zhì)量流量和比熱含變化成比例。圖5中"低壓"、"中壓"、
"高壓"的記載分別是低壓壓縮機2、中壓壓縮機3、高壓壓縮機4的必要轉(zhuǎn) 矩，"合計"的記載是這些必要轉(zhuǎn)矩的合計值。另外，該圖中的"驅(qū)動源"的 記載是一般的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)矩曲線。感應(yīng)電動機具有以比額定轉(zhuǎn)數(shù)稍微低的 轉(zhuǎn)數(shù)產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的特性，在起動過程中驅(qū)動轉(zhuǎn)矩總是比額定運轉(zhuǎn)時還大，從 而可知通過如圖2所示的制冷劑壓縮機1的運轉(zhuǎn)程序和吸入調(diào)整機構(gòu)的操作可 自然地起動。
另一方面，省略了輔助冷卻機構(gòu)62的場合的起動時的壓縮機出入口的壓 力、質(zhì)量流量的變化作為比較例用圖4表示。
在該比較例中，起動前的第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的儲液器11的第一制冷劑 的溫度，也通過外部氣體加溫而上升至40。C左右。而且，儲液器11及管道49 -56的內(nèi)部上升至作為40。C的丙烷的飽和壓力的1.4MPa左右。
在起動制冷劑壓縮機1之后，低壓壓縮機2、中壓壓縮機3、高壓壓縮機4的吸入壓力向額定值逐漸下降(圖4 (a))。這些壓縮機2-4的排出壓力也 根據(jù)壓縮機的壓力比特性暫且上升之后，向額定值逐漸下降(圖4 (b))。
在壓縮機2-4的內(nèi)部流動的第一制冷劑的質(zhì)量流量具有如圖4 (c)所示 的傾向。壓縮機2-4的吸入流量具有轉(zhuǎn)數(shù)相同時體積流量大致一定的特性， 流體的壓力高的場合質(zhì)量流量增加。在圖4(c)中表示將額定運轉(zhuǎn)時的高壓 壓縮機4的吸入質(zhì)量流量作為l.O的相對值。起動后，直到系統(tǒng)內(nèi)的壓力下降 的期間，高壓壓縮機4的吸入質(zhì)量流量能達到額定值的1.5倍至2倍。
圖6是表示圖4的比較例的制冷劑壓縮機1的起動時的轉(zhuǎn)矩變化的圖。
圖6的各線所示的內(nèi)容與圖5對應(yīng)。在比較例中，就在起動之后，吸入質(zhì) 量流量比額定時增加，因此可知起動時所需的轉(zhuǎn)矩比額定運轉(zhuǎn)時還大，超過驅(qū) 動源的發(fā)生轉(zhuǎn)矩。從而，在圖4的比較例中圖2所示的運轉(zhuǎn)程序不成立，不能 起動第 一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61 。
對此在本實施方式中，如上所述通過用輔助冷卻機構(gòu)62在起動制冷劑壓 縮機1之前冷卻好第一制冷劑，能夠大幅度減少制冷劑壓縮機1的吸氣的質(zhì)量 流量，所以能夠降低制冷劑壓縮機1的起動所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(所需動力)，即 使起動時的驅(qū)動源的發(fā)生轉(zhuǎn)矩小，也能夠穩(wěn)定地起動第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61、 即制冷劑壓縮機1。
另外，由于起動時從制冷劑壓縮機l排出的制冷劑不向外部排出，所以能 夠縮短制冷劑壓縮機1的排出壓力的上升所需的時間，能夠縮短直到冷卻循環(huán) 的起動結(jié)束所需的時間。而且也不會浪費制冷劑。
在此，如上所述，通過使輔助冷卻機構(gòu)62在制冷劑壓縮機1的起動時驅(qū) 動，能夠降低第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的起動時的轉(zhuǎn)矩，但是在正常運轉(zhuǎn)時并不 一定需要使輔助冷卻機構(gòu)62、具體地說電動機48及壓縮機81工作。但是， 在額定運轉(zhuǎn)時使輔助冷卻機構(gòu)62工作的場合，具有使儲液器11的第一制冷劑 的溫度下降的效果，即使在由于氣象條件等冷凝器10的冷卻能力不足的場合， 也能夠冷卻儲液器11的第一制冷劑，由此可實現(xiàn)即使大氣溫度或海水溫度高 也能將第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的制冷劑流量維持為額定流量的效果，還有助于 通過全年的液化天然氣的穩(wěn)定生產(chǎn)。
第二實施方式(結(jié)構(gòu))
圖7是使用了本發(fā)明的第二實施方式的冷卻循環(huán)系統(tǒng)的天然氣液化設(shè)備 的整體結(jié)構(gòu)圖。
本實施方式與第一實施方式相同涉及具有冷卻循環(huán)系統(tǒng)的天然氣液化設(shè) 備，由于第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61和第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60、主換熱器21的結(jié)構(gòu) 與第一實施方式相同，所以除了第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的一部分之外省略圖示。 對于第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61,簡單地僅圖示了制冷劑壓縮機1、冷凝器10、儲 液器ll、膨脹機構(gòu)18、蒸發(fā)機構(gòu)19。在本實施方式中，第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61 和冷卻循環(huán)60的各壓縮機也是通過電動才幾驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，在本實施方式的天然 氣液化設(shè)備上，設(shè)有產(chǎn)生對這些電動機供給的電力的發(fā)電用燃氣輪機設(shè)備 100、以及對該燃氣輪機設(shè)備100的吸氣進行冷卻的吸氣冷卻系統(tǒng)200。
發(fā)電用燃氣輪機設(shè)備100具有從吸氣通道87吸入外部氣體并壓縮機的 空氣壓縮機91;混合已壓縮的空氣和燃料并使其燃燒而生成高溫高壓的燃燒 氣體的燃燒器86;使燃燒氣體膨脹并轉(zhuǎn)換為動能的渦輪93;以及將渦輪93 的動能轉(zhuǎn)換為電力的發(fā)動機92。在發(fā)電用燃氣輪機設(shè)備100上連接有從渦 輪93的排氣回收排熱并產(chǎn)生水蒸氣的排熱回收鍋爐94、以及將通過了排熱回 收鍋爐94的排氣向大氣放出的煙自95。
對發(fā)電用燃氣輪機設(shè)備100的吸氣進行冷卻的吸氣冷卻系統(tǒng)200具備利 用吸氣冷卻換熱器90冷卻吸入的外部氣體的吸氣冷卻換熱器90;以及用于吸 氣冷卻換熱器90與輔助冷卻機構(gòu)62A的輔助制冷劑進行熱交換的蒸發(fā)器68。
吸氣冷卻換熱器90設(shè)在吸氣通道87上的空氣壓縮機91的上游側(cè)，通過 管道65、 66與蒸發(fā)器68環(huán)狀連接。在管道65、 66內(nèi)流通的制冷劑(以下記 為"第三制冷劑，，)是乙撐二醇混合水等防凍溶液，利用設(shè)在管道66的途中的 泵69在管道65、 66內(nèi)循環(huán)，在通過蒸發(fā)器68時與吸收式冷卻器96 (后述) 的輔助制冷劑進行熱交換被冷卻，經(jīng)由管道65返回吸氣冷卻換熱器90并與空 氣壓縮機92的吸氣進行熱交換而被加熱之后，再次經(jīng)由管道66吸入到泵69。
而且，吸氣冷卻系統(tǒng)200具備具有調(diào)節(jié)閥99的旁通管道101;檢測在 管道65內(nèi)流通的第三制冷劑溫度的溫度檢測單元97;以及按照溫度檢測單元 97的檢測信號控制調(diào)節(jié)閥99的開度的控制裝置98。旁通管道101連接管道66上的泵69的排出側(cè)和管道65,若打開調(diào)節(jié)間99則從泵69排出的第三制冷 劑的一部分或全部不通過蒸發(fā)器68而流過管道65與第三制冷劑合流。溫度檢 測單元97設(shè)置在管道65上，溫度檢測單元97的檢測信號輸出到控制裝置98。 控制裝置98以預先設(shè)定好的制冷劑溫度和調(diào)節(jié)閥99的開度的相關(guān)關(guān)系為基 礎(chǔ)，按照來自溫度4企測單元97的檢測信號來調(diào)整調(diào)節(jié)閥99的開度。
輔助冷卻機構(gòu)62A通過與在管道57 - 59內(nèi)流通的輔助制冷劑進行熱交換 而冷卻儲存在儲液器11內(nèi)的第一制冷劑，并冷卻第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的第一 制冷劑。該輔助冷卻機構(gòu)62A除了儲液器11內(nèi)的蒸發(fā)器80之外，還具備將 由排熱回收鍋爐94生成的水蒸氣作為熱源來驅(qū)動并冷卻輔助制冷劑的吸收式 冷卻器96。在本實施方式中作為吸收式冷卻器96的輔助制冷劑設(shè)想使用可冷 卻至-60。C左右的氨，但是輔助冷卻機構(gòu)62A所使用的輔助制冷劑的種類不 限。
吸收式冷卻器96分別通過管道58、 59、 102與儲液器11內(nèi)的蒸發(fā)器80、 蒸發(fā)器68、排熱回收鍋爐94連接。而且，連接吸收式冷卻器96和蒸發(fā)器68 的管道58，通過蒸發(fā)器68與連接儲液器11內(nèi)的蒸發(fā)器80和吸收式冷卻器96 的管道59合流。從管道58分叉的管道57與儲液器11內(nèi)的蒸發(fā)器80連接， 并利用通過蒸發(fā)器80內(nèi)的管道與管道59連接。
在管道57、 59的途中分別設(shè)有斷流閥75a、 75b，在管道58上的蒸發(fā)器 68的上游側(cè)及下游側(cè)，分別設(shè)有斷流閥76a、 76b。
在吸收式冷卻器96生成的低溫的輔助制冷劑的供給目的地，通過如上所 述構(gòu)成管道，進行斷流閥75a、 75b、 76a、 76b的轉(zhuǎn)換操作，從而可以轉(zhuǎn)換為 冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的儲液器11的蒸發(fā)器80和燃氣輪機的吸氣冷卻系統(tǒng)的蒸發(fā) 器68。
(起動時的動作)
在丙烷制冷劑循環(huán)61的起動時，在發(fā)電用燃氣輪機設(shè)備IOO起動之后， 首先在打開斷流閥75a、 75b并關(guān)閉斷流閥76a、 76b的狀態(tài)下，使輔助冷卻機 構(gòu)62動作。于是，從利用來自排熱回收鍋爐94的水蒸氣驅(qū)動的吸收式冷卻器 96向蒸發(fā)器80供給低溫的輔助制冷劑，通過輔助制冷劑用蒸發(fā)器80蒸發(fā)， 冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的儲液器11的第一制冷劑被冷卻。第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)60和主換熱器21的動作與第一實施方式相同。
然后，在起動丙烷制冷劑循環(huán)61之后，關(guān)閉斷流閥75a、 75b，打開斷流 閥76a、 76b,向燃氣輪機的吸氣冷卻系統(tǒng)的蒸發(fā)器68供給輔助制冷劑。于是， 在蒸發(fā)器68中，被泵69驅(qū)動的溫度15。C左右的第三制冷劑，伴隨著輔助制 冷劑的蒸發(fā)被冷卻至-30。C左右。被冷卻至-30。C左右的第三制冷劑與從調(diào)節(jié) 閥99的路徑流入的溫度15。C左右的第三制冷劑混合，成為5。C左右的第三制 冷劑。5。C左右的第三制冷劑從管道65向吸氣冷卻換熱器90供給，與燃氣輪 機的吸氣進行熱交換后加熱至15。C左右。此時，燃氣輪機的吸氣由從吸氣通 道87吸入時的30'C左右被冷卻至10。C左右，并向空氣壓縮機91供給。
此時，調(diào)節(jié)閥99的閥開度利用接受了溫度檢測單元97的輸出信號的控制 裝置98,被反饋控制成流入管道65的第三制冷劑的溫度成為5'C左右。 (作用效果)
在本實施方式中，通過設(shè)置輔助冷卻機構(gòu)62A也能夠得到與第一實施方 式同樣的效果。
而且，例如在夏天等氣溫高的條件下，由于吸氣的密度下降而存在燃氣輪 機的輸出功率下降的可能性，但是在本實施方式中通過冷卻燃氣輪機的吸氣而 能夠抑制燃氣輪機的輸出功率下降。另外，還存在以補充燃氣輪機的輸出功率 下降的目的而準備其他發(fā)電設(shè)備的情況，但是在本實施方式的場合，難以產(chǎn)生 不得不另外準備發(fā)電設(shè)備的狀況，還能夠?qū)l(fā)電設(shè)備抑制到必要最低限度。
還有，在燃氣輪機的吸氣冷卻系統(tǒng)中，還具有如下優(yōu)點，即通過利用具有 調(diào)節(jié)閥99的旁通路徑來調(diào)節(jié)第三制冷劑的溫度，從而防止由于過度的冷卻而 在吸氣冷卻換熱器90的表面上凍結(jié)吸氣中的水分的情況。 (改造方法)
輔助冷卻設(shè)備62、 62A用于冷卻具有壓縮機的冷卻循環(huán)系統(tǒng)的制冷劑， 由此降低冷卻循環(huán)系統(tǒng)的壓縮機的起動轉(zhuǎn)矩。因此，可以在原有的冷卻循環(huán)系 統(tǒng)上追加，通過追加設(shè)置輔助冷卻機構(gòu)62、 62A，可構(gòu)成本發(fā)明的冷卻循環(huán)系 統(tǒng)。具體來講，若已經(jīng)有如下冷卻循環(huán)系統(tǒng)，即該冷卻循環(huán)系統(tǒng)具有壓縮制 冷劑的制冷劑壓縮機；將用該制冷劑壓縮機壓縮的制冷劑冷卻并使其凝結(jié)的冷 凝器；接受用該冷凝器凝結(jié)的制冷劑的儲液器；使來自該儲液器的制冷劑膨脹
17的膨脹機構(gòu)；以及與用該膨脹機構(gòu)膨脹的制冷劑進行熱交換來冷卻冷卻對象并 使向制冷劑壓縮機供給的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)機構(gòu)，則對該原有的冷卻循環(huán)系 統(tǒng)，將使輔助制冷劑流通的管道通過上述儲液器內(nèi)，通過與在該管道內(nèi)流通的 輔助制冷劑進行熱交換，從而在上述制冷劑壓縮機起動之前冷卻儲液器內(nèi)的制 冷劑，由此可構(gòu)成本發(fā)明的冷卻循環(huán)系統(tǒng)。 (其他)
另外，在以上方式中，在冷卻循環(huán)系統(tǒng)61的制冷劑壓縮機1和冷卻循環(huán) 系統(tǒng)60的壓縮機23、 24的驅(qū)動源上使用了電動機，但是也可以使用將燃氣輪 機與各壓縮機的驅(qū)動軸連接的燃氣輪機作為驅(qū)動源。燃氣輪機可以是單軸式也 可以是雙軸式，但A^動時的發(fā)生轉(zhuǎn)矩較小的單軸式燃氣輪機在本發(fā)明的應(yīng)用 效果更大。在將燃氣輪機用于壓縮機的驅(qū)動源上的場合，在上述第二實施方式
對冷卻循環(huán)61的制冷劑壓縮機1和冷卻循環(huán)60的壓縮機23、 24的驅(qū)動用燃 氣輪機的吸氣進行冷卻的結(jié)構(gòu)。該場合，即使在氣溫高的情況下，也能夠防止 各冷卻循環(huán)的壓縮機的輸出功率下降，得到通過全年穩(wěn)定地保持天然氣液化的 生產(chǎn)量的效果。
另外，作為在輔助冷卻機構(gòu)62、 62A中使用的輔助制冷劑使用了丙烷或 氨，但是只要滿足冷卻溫度的條件就可以使用其他制冷劑物質(zhì)。而且，使用輔 助冷卻機構(gòu)62、62A并設(shè)想儲液器11的第一制冷劑的冷卻溫度為-25。C左右，
但是只要是有助于制冷劑壓縮機l的起動轉(zhuǎn)矩的降低的設(shè)想溫度即可。例如， 作為在利用輔助冷卻機構(gòu)62、 62A的制冷劑壓縮機1的起動時刻的儲液器11 內(nèi)的第一制冷劑的設(shè)想冷卻溫度的例子，可舉出冷凝器IO的出口的制冷劑溫 度以下，或者與制冷劑壓縮機1的額定運轉(zhuǎn)時的吸入壓力相對應(yīng)的制冷劑的飽 和溫度以下。但是，雖然第一制冷劑的冷卻溫度越低起動時的轉(zhuǎn)矩越小，可是 若冷卻溫度過低則與額定運轉(zhuǎn)時的溫度條件的差異變大，存在起動后到達額定 運轉(zhuǎn)條件的時間變長的情況。因此，以不超過制冷劑壓縮機l的驅(qū)動源的轉(zhuǎn)矩 的方式，并按照實際的驅(qū)動源的轉(zhuǎn)矩特性以不成為過冷卻的程度，設(shè)定儲液器 11內(nèi)的第一制冷劑的冷卻溫度即可。
還有，在本實施方式中，以在單獨的第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)61上設(shè)置專用的輔助冷卻機構(gòu)62、 62A的情況為例進行了說明，但是還可以考慮在具有制冷 劑壓縮機的多個冷卻循環(huán)系統(tǒng)上設(shè)置共用的輔助冷卻機構(gòu)。在該場合，如果以 將起動各冷卻循環(huán)系統(tǒng)的時間錯開的方式編制運轉(zhuǎn)程序，就無需增設(shè)除了設(shè)置 在各冷卻循環(huán)系統(tǒng)的儲液器內(nèi)的蒸發(fā)器以外的機器(圖1的壓縮機81、冷凝 器82、膨脹閥83、電動機84、圖7的吸收式冷卻器96等)，所以能夠抑制設(shè) 備成本的增加。
權(quán)利要求
1. 一種冷卻循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，具有壓縮制冷劑的制冷劑壓縮機；將用該制冷劑壓縮機壓縮的制冷劑冷卻并凝結(jié)的冷凝器；接受用該冷凝器凝結(jié)的制冷劑的儲液器；使來自該儲液器的制冷劑膨脹的膨脹機構(gòu)；與用該膨脹機構(gòu)膨脹的制冷劑進行熱交換而冷卻冷卻對象并使向上述制冷劑壓縮機供給的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)機構(gòu)；以及，具有使輔助制冷劑流通并通過上述儲液器內(nèi)的管道，通過與在該管道內(nèi)流通的輔助制冷劑進行熱交換而在上述制冷劑壓縮機起動之前冷卻上述儲液器內(nèi)的制冷劑的輔助冷卻機構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于， 上述輔助冷卻才幾構(gòu)在上述制冷劑壓縮機起動之前將上述儲液器內(nèi)的制冷劑冷卻至上述冷凝器的出口的制冷劑溫度以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，上述輔助冷卻機構(gòu)在上述制冷劑壓縮機起動之前將上述儲液器內(nèi)的制冷 劑冷卻至與上述制冷劑壓縮機的額定運轉(zhuǎn)時的吸入壓力相對應(yīng)的制冷劑的飽和溫度以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于， 上述輔助冷卻4幾構(gòu)具備壓縮輔助制冷劑的壓縮機；4吏由該壓縮機壓縮的輔助制冷劑凝結(jié)的冷凝器；使由該冷凝器凝結(jié)的輔助制冷劑膨脹的膨脹閥；以 及設(shè)置在上述儲液器內(nèi)并與用上述膨脹閥膨脹且在上述管道內(nèi)流通的輔助制 冷劑進行熱交換而冷卻上述儲液器內(nèi)的制冷劑的蒸發(fā)器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于， 上述輔助冷卻^U構(gòu)具備冷卻輔助制冷劑的吸收式冷卻器；以及設(shè)置在上述儲液器內(nèi)并與用上述吸收式冷卻器冷卻且在上述管道內(nèi)流通的輔助制冷劑 進行熱交換而冷卻上述儲液器內(nèi)的制冷劑的蒸發(fā)器。
6. —種天然氣液化設(shè)備，其特征在于，具備作為權(quán)利要求1 ~5中任一個冷卻循環(huán)系統(tǒng)的第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)；將用該第 一冷卻循環(huán)系統(tǒng)冷卻的被冷卻介質(zhì)作為制冷劑來冷卻天然氣并液化的換熱器；以及，壓縮用該換熱器冷卻天然氣的被冷卻介質(zhì)并向上述第一冷卻循環(huán)系統(tǒng)供 給的第二冷卻循環(huán)系統(tǒng)。
7. —種天然氣液化設(shè)備，具備權(quán)利要求5所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，其特征 在于，還具備發(fā)電用的燃氣輪機；從該燃氣輪機的排氣中回收排熱而產(chǎn)生水蒸 氣的排熱回收鍋爐；冷卻上述燃氣輪機的吸氣的吸氣冷卻系統(tǒng)；以及設(shè)在該吸 氣冷卻系統(tǒng)上并使上述輔助冷卻系統(tǒng)的輔助制冷劑和吸氣冷卻用的制冷劑進 行熱交換的蒸發(fā)器，上述輔助冷卻機構(gòu)構(gòu)成有管道，該管道可以將輔助制冷劑的供給目的地轉(zhuǎn) 換成設(shè)置于上述儲液器內(nèi)的蒸發(fā)器和設(shè)置于上述吸氣冷卻系統(tǒng)上的蒸發(fā)器。
8. —種冷卻循環(huán)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法，該冷卻循環(huán)系統(tǒng)具備壓縮制冷劑的 制冷劑壓縮機；將用該制冷劑壓縮機壓縮的制冷劑冷卻并凝結(jié)的冷凝器；接受 用該冷凝器凝結(jié)的制冷劑的儲液器；使來自該儲液器的制冷劑膨脹的膨脹機 構(gòu)；以及與用該膨脹機構(gòu)膨^I長的制冷劑進行熱交換而冷卻冷卻對象并使向上述 制冷劑壓縮機供給的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)機構(gòu)，其特征在于，通過使輔助制冷劑通過上述儲液器內(nèi)并與輔助制冷劑進行熱交換，從而在 上述制冷劑壓縮機起動之前冷卻上述儲液器內(nèi)的制冷劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 在使上述制冷劑壓縮機起動之后，將向設(shè)置在上述儲液器內(nèi)的蒸發(fā)器供給了的輔助制冷劑用于燃氣4侖^L的吸氣冷卻用的制冷劑。
10. —種冷卻循環(huán)系統(tǒng)的改造方法，該冷卻循環(huán)系統(tǒng)具備壓縮制冷劑的 制冷劑壓縮機；將用該制冷劑壓縮機壓縮的制冷劑冷卻并凝結(jié)的冷凝器；接受 用該冷凝器凝結(jié)的制冷劑的儲液器；使來自該儲液器的制冷劑膨脹的膨脹機 構(gòu)；以及與用該膨脹機構(gòu)膨脹的制冷劑進行熱交換而冷卻冷卻對象并使向上述 制冷劑壓縮機供給的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)機構(gòu)，其特征在于，將使輔助制冷劑流通的管道通過上述儲液器內(nèi)，通過與在該管道內(nèi)流通的 輔助制冷劑進行熱交換，從而在上述制冷劑壓縮機起動之前冷卻上述儲液器內(nèi) 的制冷劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷卻循環(huán)系統(tǒng)(61)，其具有壓縮制冷劑的制冷劑壓縮機(1)；將用該制冷劑壓縮機(1)壓縮的制冷劑冷卻并凝結(jié)的冷凝器(10)；接受用該冷凝器(10)凝結(jié)的制冷劑的儲液器(11)；使來自該儲液器(11)的制冷劑膨脹的膨脹機構(gòu)(18)；與用該膨脹機構(gòu)(18)膨脹的制冷劑進行熱交換而冷卻冷卻對象并使向制冷劑壓縮機(1)供給的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)機構(gòu)(19)；以及具有使輔助制冷劑流通并通過儲液器(11)內(nèi)的管道(47)，通過與在該管道(47)內(nèi)流通的輔助制冷劑進行熱交換而在制冷劑壓縮機(1)起動之前冷卻儲液器(11)內(nèi)的制冷劑的輔助冷卻機構(gòu)(62)。由此，能夠降低制冷劑壓縮機起動時的所需動力，即使使用起動時的發(fā)生轉(zhuǎn)矩較小的驅(qū)動源也能夠穩(wěn)定地起動制冷劑壓縮機。
文檔編號F25B1/00GK101449115SQ20078000075
公開日2009年6月3日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者坂內(nèi)正明, 堀次睦, 福島康雄, 荒木秀文 申請人:株式會社日立制作所