專利名稱：用于液化天然氣的汽化及其存儲(chǔ)的方法和設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于液化天然氣(LNG)的汽化及其存儲(chǔ)的方法和設(shè) 施(plant )。
背景技術(shù)：
如同所知的，在LNG終端，從曱烷船卸下的液態(tài)氣體需要再轉(zhuǎn) 變?yōu)闅鈶B(tài)。LNG從船上送到陸地上的存儲(chǔ)罐，該存儲(chǔ)罐通常通過浸沒 在同一罐里面的LNG中的具有低排放壓頭的"初級(jí)泵"連接到再汽化 單元，接著通過"次級(jí)泵，，將液體壓縮至用戶所要求的最終壓力。前者 的維護(hù)運(yùn)行特別復(fù)雜，并需要付出很大的努力通過生產(chǎn)高可靠性的泵 并采用有效的控制系統(tǒng)以使其影響最小化。為了降低系統(tǒng)成本，已經(jīng) 開發(fā)出一種具有高容量和壓頭的泵，該泵將能夠聯(lián)合上述兩個(gè)步驟的 功能。
終端的核心包括汽化器實(shí)際上這些是熱交換器，其中LNG吸 收熱能并轉(zhuǎn)變到氣態(tài)?；谀芰縼碓?，例如來自環(huán)境(水或空氣)的 能量、來自諸如為電能或燃料的能量媒介的能量或者來自不同類型的 外部設(shè)施的工藝流體的能量，可對(duì)所述汽化器進(jìn)行分類。
在當(dāng)前運(yùn)行中，用于終端的主要有兩類汽化器"海水"型X或開 架汽化器，ORV)和"浸沒燃燒"型(稱為SMV或SCV)，它們各自 可以歸入上述三個(gè)分類中的第一和第二種。
在終端中具有許多輔助系統(tǒng)，它們?yōu)樵O(shè)施在安全、經(jīng)濟(jì)的條件下 運(yùn)行提供必要的服務(wù)。
然而，當(dāng)前的汽化器具有許多缺點(diǎn)，如在下面所提到的。
第一，有必要在天然氣消費(fèi)快速增長(zhǎng)而去除進(jìn)口輸氣管道瓶頸較 慢的國(guó)家生產(chǎn)新的汽化器終端。第二，當(dāng)前系統(tǒng)不允許同時(shí)追求能量效率和包含在液化天然氣中
的能量開發(fā)，這從盎格魯撒克遜(Anglo-Saxon)國(guó)家的LNG冷利用 和低溫動(dòng)力生產(chǎn)(Cryogenic Power Generation )中可知。此夕卜， 一個(gè) 事實(shí)是存儲(chǔ)在肺式罐中意味著十分高昂的制造、維護(hù)和管理成本。 還有一個(gè)事實(shí)是當(dāng)前的汽化器終端具有多個(gè)與環(huán)境沖突和社會(huì)
團(tuán)體接受相關(guān)的問題，在過去，這與安全問題一起是生產(chǎn)新的汽化器 主要的障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于消除現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)。
為此，本發(fā)明的一個(gè)重要目的在于提供用于液化天然氣(LNG)
的汽化及存儲(chǔ)的方法和設(shè)施，其允許從遠(yuǎn)離居住中心的鄉(xiāng)村獲得LNG
的汽化。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供用于液化天然氣(LNG)的汽化及 存儲(chǔ)的方法和設(shè)施，其允許在汽化過程中高q值地生產(chǎn)電力。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供用于液化天然氣(LNG)的汽化及 存儲(chǔ)的方法和設(shè)施，其允許再汽化的天然氣注入到排空的離岸儲(chǔ)存器中。
本發(fā)明另外的目的在于提供用于液化天然氣(LNG)的汽化及其 存儲(chǔ)的方法和設(shè)施，其允許注入的天然氣通過將其傳送到供應(yīng)系統(tǒng)而 使用，該傳送通過已有的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行。
這些方案因?yàn)椴煌睦碛啥C明為特別令人關(guān)注。第一，研究汽 化終端的必要性在那些天然氣消費(fèi)量快速增長(zhǎng)而去除天然氣管道發(fā)展 瓶頸較慢的國(guó)家變得越發(fā)關(guān)鍵。
第二，同時(shí)追求能量效率和包含在液化天然氣中的能量的開發(fā)， 這從盎格魯撒克遜(Anglo-Saxon)國(guó)家的LNG冷利用和低溫動(dòng)力生 產(chǎn)(Cryogenic Power Generation )中可知。與此同時(shí)，另外的事實(shí)是 在許多現(xiàn)有的或幾乎排空的儲(chǔ)存器中的一個(gè)中，以天然氣的形式存儲(chǔ) 在肺式罐中可能是有效的。
6最后，最后的優(yōu)點(diǎn)是可以證明為決定性的是這樣的事實(shí)，即離 岸再注入的效果避免了多個(gè)與環(huán)境沖突評(píng)估和社會(huì)團(tuán)體接受相關(guān)的問 題，在過去，這在生產(chǎn)汽化器中是主要的障礙之一。
該作業(yè)與這些和其他目的一起在用于液化天然氣(LNG)的汽化 的方法和設(shè)施中實(shí)現(xiàn)，其特征在于在通過熱交換的汽化運(yùn)行過程中獲 得電能。
本專利發(fā)明的一個(gè)目的還涉及液化天然氣(LNG)汽化設(shè)施，其 特征在于其包括能源轉(zhuǎn)換裝置，以用于通過熱交換在汽化運(yùn)行過程 中獲得電能。
該方法優(yōu)選包括如下步驟
在基本恒溫下泵送該LNG;
在基本恒壓下，通過與封閉循環(huán)中放熱的永久氣體的熱交換來汽 化泵送的該LNG;
傳送大部分用于存儲(chǔ)的再汽化LNG在儲(chǔ)存器中；
在氣輪機(jī)中燃燒和膨脹沒有傳送用于存儲(chǔ)的汽化的LNG的剩余 部分，以獲得排出氣體；
在壓縮放熱之后，使得該永久氣體在封閉循環(huán)中與放熱排出氣體 進(jìn)行隨后的熱交換并最終在渦輪機(jī)中膨脹，
電能由兩個(gè)渦輪機(jī)產(chǎn)生，在其中一個(gè)渦輪機(jī)中，沒有傳送用于存 儲(chǔ)的LNG剩余的再汽化部分燃燒并膨脹，在另一個(gè)渦輪機(jī)中，加熱 了的壓縮永久氣體膨脹。
大部分再汽化的LNG注入其中的儲(chǔ)存器必須排空或至少部分排
六 i 。
LNG的泵送優(yōu)選在從-155。C到-165。C的范圍內(nèi)的基本恒溫下 進(jìn)行，更優(yōu)選在從-160。C到-163。C的范圍內(nèi)的基本恒溫下進(jìn)行，使 得所述LNG的壓力從約1巴到優(yōu)選在從120巴到180巴、更優(yōu)選地 在從120巴到150巴范圍內(nèi)的一個(gè)值。
泵送的LNG的汽化優(yōu)選在從120巴到180巴的基本恒壓下進(jìn)行，
更優(yōu)選地在從120巴到150巴的基本恒壓下進(jìn)行，帶來優(yōu)選在從iox:到25'C的范圍內(nèi)的一個(gè)溫度值。
沒有傳送用于儲(chǔ)存器存儲(chǔ)的汽化的LNG的剩余部分優(yōu)選占整個(gè) 汽化LNG流的3-8%。
所述沒有存儲(chǔ)的汽化LNG的剩余部分在渦輪機(jī)中燃燒和膨脹到 優(yōu)選為l巴的壓力。永久氣體優(yōu)選選自氦氣和氮?dú)狻?br> 當(dāng)永久氣體選自氮?dú)鈺r(shí)，與壓縮的LNG的熱交換可以發(fā)生在從2 巴到5巴范圍內(nèi)的基本恒壓下，使得溫度在優(yōu)選從75。C到100。C的范 圍內(nèi)的一個(gè)溫度值達(dá)到優(yōu)選在從-150'C到-130。C的范圍內(nèi)的一個(gè)溫 度值，而與排出氣體的熱交換可以發(fā)生在從50巴到60巴范圍的基本 恒壓下，從而使得溫度優(yōu)選在從20'C到40。C的范圍內(nèi)的一個(gè)溫度值達(dá) 到優(yōu)選在從400X:到450。C的范圍內(nèi)的一個(gè)溫度值。
包含在離開熱交換器的排出氣體中的C02可以選擇性地分離一 種可能的方法包括將其注入儲(chǔ)存器中，可以是相同的儲(chǔ)存器的不同高 度處。
代替直接從甲烷船移除的LNG的汽化，可以暫時(shí)存儲(chǔ)于合適的 罐中，以減少在曱烷船終端中的滯留時(shí)間。
現(xiàn)有的連接到渦輪機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)可用于冷卻LNG,也可以用超導(dǎo)技 術(shù)生產(chǎn)，因此可以以小重量生產(chǎn)大容量。
用作汽化氣體再引入裝置的渦輪機(jī)可以通過額外的海上平臺(tái)有利 地管理和支撐。
根據(jù)本發(fā)明的方法允許相當(dāng)大的靈活性，因?yàn)槠涫褂脹]有蒸汽循 環(huán)的汽輪機(jī)或氣體膨脹循環(huán)，相反地，采用蒸汽循環(huán)的汽輪機(jī)或氣體 膨脹循環(huán)是十分嚴(yán)格的。
該方法實(shí)際上可以以供應(yīng)的能量或流速在0-100%范圍的汽化 的LNG而運(yùn)行，因?yàn)榉忾]在循環(huán)中的永久氣體可以具有變化的流速。


本發(fā)明進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過對(duì)本發(fā)明的用于汽化液態(tài)天然 氣(LNG)及存儲(chǔ)的方法和設(shè)施的優(yōu)選但是非限制的實(shí)施例的描述而變得顯而易見，該實(shí)施例出于指示而非限制目的而示例在包括的附圖
中，其中
圖1表示汽化設(shè)施的流程圖。
圖2表述根據(jù)本發(fā)明不同處理階段的框圖。
具體實(shí)施例方式
液化LNG 1先通過泵送單元P在130巴的壓力下從甲烷船M ( T =-162°C;P=l巴)中泵出，維持基本恒定的溫度，然后，泵出的LNG 2通過與封閉循環(huán)中的永久氣體的熱交換并加熱到15。C的溫度且保持 壓力基本恒定(除了壓力下降外)，從而在交換器S中汽化。
汽化的LNG3的中的大部分LNG4 (占95%體積)傳送到儲(chǔ)存 器G中存儲(chǔ)，而剩余部分5 (5% )在汽輪機(jī)Tl中燃燒和膨脹。
離開汽輪機(jī)Tl處于1巴的壓力和464'C的溫度下的排出氣體6 通過與封閉循環(huán)中的永久氣體的熱交換在交換器S2中進(jìn)行熱交換，排 出氣體傳送熱到封閉循環(huán)中的永久氣體。
包含在離開交換器S2的排出氣體7中的C02可以選擇性地分離。 永久氣體的封閉循環(huán)包括氣體10與壓縮的LNG的熱交換，并且交換 器S1在基本恒定的壓力下作用，通過壓縮機(jī)C對(duì)離開交換器S1的冷 卻氣體ll的壓縮，溫度升高；通過在基本恒壓下的交換器S2與排出 氣體的熱交換，和最終通過渦輪機(jī)T2對(duì)離開交換器S2的加熱氣體13 的膨脹，溫度下降。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明不同處理階段的框圖。
LNG從船的排出點(diǎn)傳送到汽化平臺(tái)，在汽化平臺(tái)LNG經(jīng)受隨后 的位置2上描述的處理。汽化的產(chǎn)品在130巴的壓力下被重新注入儲(chǔ) 存器中。如果被分布網(wǎng)絡(luò)要求，汽化產(chǎn)品生產(chǎn)并通過海底管道傳送到 陸地而到達(dá)岸上的處理設(shè)施。如果要求吸收全部的汽化產(chǎn)品，該氣體 可以直接傳送到岸上設(shè)施的分布網(wǎng)絡(luò)而跳過脫水。
用于液化天然氣(LNG)的汽化及存儲(chǔ)的方法和設(shè)施就是這樣構(gòu) 思，并可以進(jìn)行許多變形和改變，所有都包括在本發(fā)明概念的范圍內(nèi)； 而且，所有細(xì)節(jié)可以用技術(shù)上等同的元素替代。
權(quán)利要求
1、用于液化天然氣(LNG)的汽化及其存儲(chǔ)的方法，其特征在于在通過熱交換的汽化運(yùn)行過程中進(jìn)行電能生產(chǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述方法，其特征在于所述LNG的至少第 一部分注入到先前存在的天然氣儲(chǔ)存器中存儲(chǔ)。
3、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述 先前存在的天然氣儲(chǔ)存器必須至少部分地排空。
4、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在所進(jìn)行。
5、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述 永久氣體從至少第 一汽輪機(jī)的排出氣體中吸熱，該第 一汽輪機(jī)燃燒汽 化的LNG中沒有傳送用于存儲(chǔ)的第二部分。
6、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于LNG 在基本恒壓下汽化，并通過與在封閉循環(huán)中的所述放熱永久氣體的熱 交換而被泵送。
7、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在所 述封閉循環(huán)中的所述永久氣體在放熱之后經(jīng)受與所述渦輪機(jī)的所述放 熱排出氣體的隨后的熱交換，并最終在至少第二渦輪機(jī)中膨脹。
8、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述 電能通過所述第一渦輪機(jī)和所述第二渦輪機(jī)產(chǎn)生，在所述第一渦輪機(jī) 中，沒有傳送用于存儲(chǔ)的LNG剩余的汽化部分燃燒并膨脹，在所述 第二渦輪機(jī)中，被加熱的壓縮永久氣體膨脹。
9、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述 LNG的泵送在從-155'C到-165。C的范圍內(nèi)的基本恒溫下進(jìn)行，使得 所述LNG的壓力從約1巴到在從120巴至180巴范圍內(nèi)的一個(gè)值。
10、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所 述基本恒溫范圍從-160。C到-163°C，并且所述壓力達(dá)到從120巴到150巴范圍內(nèi)的一個(gè)值。
11、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所 述LNG的汽化在從120巴到180巴的范圍內(nèi)的基本恒壓下進(jìn)行，使 得所述溫度達(dá)到從10 °C到25 °C范圍內(nèi)的 一個(gè)值。
12、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所 述沒有傳送用于儲(chǔ)存器存儲(chǔ)的汽化的LNG的第一部分占全部汽化 LNG流的3-8%。
13、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所 述沒有存儲(chǔ)的汽化LNG的第二部分在渦輪機(jī)中燃燒和膨脹到約1巴 的壓力。
14、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所 述永久氣體優(yōu)選選自氦氣和氮?dú)狻?br> 15、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于當(dāng) 永久氣體是氮?dú)鈺r(shí)，與壓縮LNG的熱交換發(fā)生在從2巴到5巴范圍 內(nèi)的基本恒壓下，使得所述溫度從在75'C到100。C的范圍內(nèi)的一個(gè)溫 度值達(dá)到在-150'C到-130。C的范圍內(nèi)的一個(gè)溫度值，而與排出氣體 的熱交換發(fā)生在從50巴到60巴范圍內(nèi)的基本恒壓下，使得所述溫度 從在20。C到40。C的范圍內(nèi)的一個(gè)溫度值達(dá)到在400。C到450。C的范圍 內(nèi)的一個(gè)溫度值。
16、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于從 所述第一和第二渦輪機(jī)獲得的所述電能在連接到渦輪機(jī)本身上的電流 發(fā)生器中通過超導(dǎo)技術(shù)產(chǎn)生。
17、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所 述LNG通過曱烷船運(yùn)送，并且在受到所述的泵送和隨后的汽化之前， 所述LNG暫時(shí)存儲(chǔ)在合適的罐中。
18、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于包 含在所述排出氣體中的C02被分離出來。
19、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述分離出來的C02注入到所述儲(chǔ)存器中。
20、 用于汽化液態(tài)天然氣(LNG)的設(shè)施，其特征在于該設(shè)施包括能源的轉(zhuǎn)換裝置，以通過熱交換在汽化過程中獲得電能。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)施，其特征在于用于獲得電能的能源轉(zhuǎn)換裝置包括至少第 一渦輪機(jī)和至少第二渦輪機(jī)，在所述第 一渦輪機(jī)中，沒有傳送用于存儲(chǔ)的LNG的剩余的汽化部分燃燒并膨脹，在所述第二渦輪機(jī)中，被加熱的壓縮永久氣體膨脹。
22、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的設(shè)施，其特征在于從所述第一和第二渦輪機(jī)獲得的所述電能在連接到渦輪機(jī)本身上的電流發(fā)生器中通過超導(dǎo)技術(shù)產(chǎn)生。
23、 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的設(shè)施，其特征在于所述設(shè)施包括額外的用于支撐至少所述渦輪機(jī)的海上平臺(tái)，以及將所述汽化氣體引進(jìn)至少部分排空的天然氣儲(chǔ)存器的再引進(jìn)裝置。
全文摘要
用于汽化液態(tài)天然氣(LNG)的方法和設(shè)施，包括在通過熱交換的汽化運(yùn)行中獲得電能，該熱交換是通過能源的轉(zhuǎn)換裝置而進(jìn)行的。
文檔編號(hào)F17C9/04GK101501387SQ200780029844
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2007年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者L·G·奇卡雷利 申請(qǐng)人:艾尼股份公司