处理来自构造成将天然气作为燃料供应到天然气消耗设备的浮式结构的罐的天然气的系统的制作方法

本发明涉及被设计成安装在使用、储存和/或运输液化天然气的浮式结构上的压缩系统的领域。本发明尤其涉及一种处理作为装备浮式结构的至少一个天然气消耗设备的燃料的天然气的系统。

背景技术：

1、为了更容易地长距离运输和/或储存天然气，天然气通常在环境压力下以低于-163℃的温度保持在液态，以便获得液化气体，通常称为“gnl”或“lng”(液化天然气)。然后将该液化天然气装载到浮式结构上的专用储罐或从浮式结构上的专用储罐卸载。

2、这种罐绝不是完全隔热的；因此，天然气至少部分地蒸发。因此，这些罐包含作为液体和气体两者的天然气。后一种形式的天然气也称为“bog”(蒸发气体)并且在罐覆盖层中积聚。

3、已知的是，罐中的至少一部分汽态天然气可用于供给消耗设备，例如马达，其被提供以应对浮式装置的功率要求，特别是用于其推进和/或其用于船上设备的电力生产。为此，特别地，已知使汽态天然气流通通过至少一个天然气处理系统，以允许其压缩和加热到适合用作消耗设备中的燃料的温度。这种处理系统包括冷却剂回路，该冷却剂回路被构造为至少在流过处理系统的天然气之间实施热交换。

4、已知的冷却剂回路实施压缩装置。由于这种回路以低温温度工作，因此强制的是，压缩装置的各种旋转轴承的水密性是借助于气体、例如双氮而实现的。实际上，在这样的温度，在(多个)压缩装置中使用一些油伴随着至少一部分油的固化，这可能破坏处理系统的功能。使用包括双氮密封轴承的压缩装置的缺点是双氮到流过回路的冷却剂中的不可避免的泄漏，这导致所述冷却剂的参考组成的改变，因此冷却剂回路的性能降低。

技术实现思路

1、本发明校正了该缺陷并提出了一种设计成装备冷却剂回路的压缩系统，该压缩系统至少包括构造成压缩冷却剂的压缩装置，其中压缩装置至少包括由驱动装置驱动的压缩机构，压缩机构和驱动装置通过构造成至少部分地由冷却剂密封的至少一个轴承连接在一起，其中压缩系统包括用于驱动装置中的冷却剂的再循环装置，冷却剂再循环装置构造成将驱动装置中再循环的冷却剂通过返回到冷却剂回路。

2、在本发明中，压缩装置包括由驱动装置驱动的压缩机构，所述压缩机构和所述驱动装置通过至少一个轴承连接在一起，所述至少一个轴承被构造成至少部分地由冷却剂密封。冷却剂回路中的冷却剂的完整性得以保持，因为密封轴承的气体是冷却剂本身，并且因为它被再循环回到冷却剂回路中。由于冷却剂保证了轴承的水密性，因此冷却剂回路不会被不需要的气体污染，并且保持了通过冷却剂回路的冷却剂的流动质量。

3、由于轴承被构造成至少由冷却剂密封，因此当压缩系统安装在冷却剂回路上时，轴承的一部分可以没有密封系统，而另一部分由冷却剂密封，这意味着由与由压缩机构压缩的流体相同的流体密封。轴承的构造成用于由冷却剂密封的部分处的水密性仅由冷却剂提供。因此，它不需要任何其它气体。

4、这样，再循环装置使得可以通过压缩装置从驱动装置的齿轮箱抽吸冷却剂，然后借助于例如过滤机构将冷却剂与来自齿轮箱的润滑剂分离。

5、根据本发明的一个特征，再循环装置包括至少一个压缩机构和至少一个管道，压缩机构定位在所述至少一个管道上，其中管道从驱动装置延伸到注入点，该注入点被构造为定位在冷却剂回路的低压部分上。

6、再循环装置包括压缩机构，例如作为隔膜压缩机，以及位于齿轮箱和冷却剂环路上的注入点之间的管道。

7、根据本发明的另一个特征，再循环装置包括至少一个过滤机构。在将冷却剂引入冷却剂回路之前，过滤机构从管道中捕获润滑剂。过滤机构可以位于压缩机构的上游，以在润滑剂进入压缩机构之前去除润滑剂。在这些条件下，压缩机构接收从齿轮箱回收的气体，其中除去了其润滑剂内容物。

8、替代地，过滤机构可以位于压缩机构的下游。

9、根据本发明的另一个特征，驱动装置包括齿轮箱和致动器，致动器旋转地驱动齿轮箱的至少一个齿轮，其中再循环装置与齿轮箱的上部部分流体连通。致动器使构成齿轮箱的多个齿轮旋转。例如，致动器可以是电动的、气动的或液压的。根据优选示例，致动器是电马达。

10、再循环装置连接到齿轮箱的上部部分，以便保证作为气体的冷却剂的回收，其中气相冷却剂积聚在齿轮箱的上部部分中。再循环装置相对于齿轮箱的位置还使得可以减少再循环装置捕获的润滑剂的量。

11、根据本发明的特征，压缩系统包括管道，该管道连接到轴承并且构造成用于与冷却剂回路的高压部分流体连通。连接到轴承的管道使得可以提供在高压下的冷却剂，以便密封齿轮箱和压缩装置之间的旋转轴承。

12、根据另一方面，本发明涉及一种冷却剂回路，该冷却剂回路包括至少两个热交换器、膨胀装置和如本文件中所述的压缩系统。

13、有利地，冷却剂回路中的冷却剂包含：

14、-20摩尔％至35摩尔％的双氮或30摩尔％至50摩尔％的氩气或35摩尔％至50摩尔％的双氮和氩气的混合物，以及

15、-35摩尔％至55摩尔％的甲烷，

16、其中所述冷却剂含有在冷却剂的70摩尔％至85摩尔％之间的比例的甲烷和双氮和/或氩气，其余部分包括至少由乙烷和/或丙烷和/或丁烷和/或乙烯和/或丙烯制成的烃的混合物。冷却剂的这种组成特别适合于与用作燃料的天然气进行热交换，以供给浮式结构上的天然气处理系统的消耗设备。

17、根据本发明的一个特征，注入点在冷却剂回路上位于膨胀装置的出口和压缩机构的入口之间，这界定了冷却剂回路的低压部分。冷却剂回路的高压部分在压缩机构的出口处开始并且在膨胀装置的入口处结束。

18、根据本发明的特征，管道在位于压缩机构的出口和膨胀装置的入口之间的点处连接到冷却剂回路，从而构成冷却剂回路的高压部分。

19、管道使得可以将冷却剂接收到压缩机构和齿轮箱之间的轴承中。该管道由冷却剂回路的高压部分供给。

20、根据另一方面，本发明涉及一种用于处理存储在浮式结构中的天然气的系统，该系统至少包括设计成用于运输和/或存储液态天然气的罐、设计成向浮式结构的消耗装置提供天然气的供应系统以及如本文件中所述的冷却剂回路。

21、根据本发明的一个特征，处理系统包括将天然气作为燃料的至少一个消耗设备。这种消耗设备使用从罐流过供应系统的天然气作为燃料。

22、罐的覆盖层中的天然气流入第一热交换器，这使得可以在冷却剂回路工作时加热天然气。然后，该加热的气体流入压缩机构，以增加汽态天然气的压力和温度。然后，天然气用作用于浮式结构的消耗设备的燃料。

技术特征：

1.一种压缩系统(2)，被设计成装备冷却剂回路(4)，所述压缩系统(2)至少包括被构造成压缩冷却剂的压缩装置(19)，其中所述压缩装置(19)至少包括由驱动装置(32)驱动的压缩机构(10)，所述压缩机构(10)和所述驱动机构通过被构造成至少部分地由所述冷却剂密封的至少一个轴承(14)连接在一起，其中所述压缩系统(2)包括用于所述驱动装置(32)中的冷却剂的冷却剂再循环装置(22)，其中所述冷却剂再循环装置(22)被构造为将从所述驱动装置(32)中再循环的冷却剂返回到所述冷却剂回路(4)。

2.根据前述权利要求所述的压缩系统(2)，其中，所述再循环装置(22)包括至少一个压缩机构(24)和至少一个管道(26)，所述压缩机构(24)定位在所述至少一个管道(26)上，其中，所述管道(26)从所述驱动装置(32)延伸到注入点(33)，所述注入点(33)构造成定位在所述冷却剂回路(4)的低压部分(30)上。

3.根据前述权利要求中任一项所述的压缩系统(2)，其中，所述再循环装置(22)包括至少一个过滤机构(28)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的压缩系统(2)，其中，所述驱动装置(32)包括齿轮箱(16)和致动器(34)，所述致动器(34)旋转地驱动所述齿轮箱(16)的至少一个齿轮，其中，所述再循环装置(22)与所述齿轮箱(16)的上部部分流体连通。

5.根据前述权利要求中任一项所述的压缩系统(2)，所述压缩系统(2)包括管道(6)，该管道(6)连接到所述轴承(14)并且构造成与所述冷却剂回路(4)的高压部分(13)流体连通。

6.一种冷却剂回路(4)，包括至少两个热交换器(54、56)、膨胀装置(12)和根据前述权利要求中任一项所述的压缩系统(2)。

7.根据权利要求6所述的冷却剂回路(4)，包括冷却剂，所述冷却剂包含：

8.根据权利要求6或7中任一项结合权利要求2所述的冷却剂回路(4)，其中，所述注入点(33)在所述冷却剂回路上定位在所述膨胀装置(12)的出口和所述压缩机构(10)的入口之间，所述膨胀装置(12)的出口和所述压缩机构(10)的入口之间界定所述冷却剂回路(4)的低压部分(30)。

9.根据权利要求6或8中任一项结合权利要求5所述的冷却剂回路(4)，其中，所述管道(6)在位于所述压缩机构(10)的出口和所述膨胀装置(12)的入口之间的点(8)处连接到所述冷却剂回路(4)，所述压缩机构(10)的出口和所述膨胀装置(12)的入口之间构成所述冷却剂回路(4)的高压部分(13)。

10.一种用于处理储存在浮式结构(48)中的天然气(52)的天然气处理系统，至少包括设计用于运输和/或储存液态天然气的罐(20)、设计用于将天然气供给到所述浮式结构(48)的消耗设备(46)的供应系统(38)和根据权利要求6至9中任一项所述的冷却剂回路(4)。

11.根据权利要求10所述的天然气处理系统(52)，包括将天然气作为燃料的至少一个天然气消耗设备(46)。

技术总结本发明涉及一种用于装备制冷剂回路(4)的压缩系统(2)，该压缩系统(2)包括被构造成压缩制冷剂的至少一个压缩装置(19)，该压缩装置(19)包括由驱动装置(32)致动的至少一个压缩构件(10)，该至少一个压缩构件(10)和驱动装置通过被构造成至少部分地由制冷剂密封的至少一个轴承(14)连接在一起，该压缩系统(2)包括用于收集存在于驱动装置(32)中的制冷剂的装置(22)，所述用于收集制冷剂的装置(22)被构造成将从所述驱动装置(32)收集的制冷剂发送到所述制冷剂回路(4)。技术研发人员：B·奥恩,P·博里塞维奇受保护的技术使用者：气体运输技术公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19