一种闪蒸汽再液化系统的制作方法

本发明涉及船舶工程及制冷，具体涉及一种闪蒸汽再液化系统。

背景技术：

1、随着全球能源需求的不断增长，液化石油气(lpg)作为重要的能源和化工原料，其运输和储存过程中的安全与效率问题日益受到关注。在船舶运输领域，对lpg蒸汽进行再液化处理是确保船舶安全运输和有效利用lpg的关键环节。

2、目前市场上对lpg或液氨闪蒸汽进行处理与再液化的系统种类繁多，这些系统根据船舶的具体特征进行了结构设计与多功能设计，以适应船上有限的空间布置。其中，利用多级压缩机进行压缩循环的系统是船舶lpg蒸汽再液化的主流技术之一。这类系统主要包括两级压缩中间完全冷却循环和两级压缩中间不完全冷却循环两种类型。

3、然而，尽管现有的lpg再液化系统在技术上取得了一定的进步，但仍存在一些显著的问题。具体来说，目前的系统在利用多级压缩机进行压缩与中间冷却的过程中，通常只进行一次中间冷却。这种设计方式导致在对增压液化后的lpg进行过冷时，中间冷却过程中lpg与节流汽化后的lpg之间的换热温差过大。这种较大的换热温差不仅增加了系统的不可逆损失，还导致了系统能耗的显著上升。

4、此外，现有的系统中，二级压缩后的气体往往直接进入三级压缩，而中间级没有进行充分的冷却。这种设计使得三级压缩机的进气温度较高，进而恶化了压缩机的工作条件，增加了压缩机的运行负荷和故障风险。

5、因此，为了优化压缩和冷却过程，降低换热温差，减少系统不可逆损失，同时改善压缩机的工作条件，降低能耗和故障率，本申请提供一种闪蒸汽再液化系统。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中lpg或液氨闪蒸汽在压缩和冷却过程中，换热温差较大，系统易出现不可逆损失、能耗高，以及压缩机的工作条件恶化的问题，本申请提供一种闪蒸汽再液化系统。该闪蒸汽再液化系统通过利用三级压缩机的工作特征，实现三级压缩、一级冷凝、两级中间冷却的制冷循环系统，液化后的lpg在过冷过程中，通过两级冷却来完成，降低了lpg工质在换热过程中的换热温差，减少了不可逆损失；分级冷却吸热汽化后的工质分别进入二级压缩机与三级压缩机，从而降低了循环内工质进入二级压缩的制冷流量，减少了在压缩过程的耗功；第一次节流吸热汽化后的工质通过与二级压缩后的工质混合，并对二级压缩机出口的气体工质进行冷却，降低了三级压缩机的工作温度，保护了三级压缩机，从而使系统可以更加节能与稳定可靠地实现对闪蒸汽的再液化功能。

2、本申请的一实施例，提供一种闪蒸汽再液化系统，包括一级压缩机、中压储液换热罐、二级压缩机、三级压缩机、冷凝器、高压储液换热罐、过冷换热器、第一节流阀、盘管蒸发器和气液分离器；

3、其中，所述一级压缩机的进口与燃料舱的出口连通，所述一级压缩机的出口通过管道与所述中压储液换热罐的顶部、以及与所述二级压缩机的进口连通；所述二级压缩机的出口通过管道与所述三级压缩机的进口、以及与所述气液分离器的顶部连通；所述三级压缩机的出口通过管道与所述冷凝器的入口连通；所述冷凝器的出口通过管道与所述高压储液换热罐连通；所述高压储液换热罐的底部通过管道与所述过冷换热器的进口连通；所述过冷换热器的出口与所述第一节流阀的进口连通；所述第一节流阀的出口与所述燃料舱的进口连通；所述盘管蒸发器的进口与所述气液分离器的底部连通，所述盘管蒸发器的出口与所述气液分离器的中部连通。

4、作为一种实施方式，所述盘管蒸发器与所述气液分离器设置于所述高压储液换热罐内。

5、作为一种实施方式，所述气液分离器的顶部排出的低温气体与所述二级压缩机排出的压缩气体混合。

6、作为一种实施方式，所述闪蒸汽再液化系统还包括第二节流阀和第三节流阀，所述高压储液换液罐的底部与所述第二节流阀的进口、以及与所述第三节流阀的进口连通；所述第二节流阀的出口与所述中压储液换热罐连通；所述第三节流阀的出口与所述气液分离器连通。

7、作为一种实施方式，所述第二节流阀的出口位于所述中压储液换热罐内液位线下方。

8、作为一种实施方式，所述中压储液换热罐、所述冷凝器、所述高压储液换热罐、所述过冷换热器、所述第一节流阀、所述第二节流阀、所述第三节流阀、所述盘管蒸发器、所述气液分离器模块化建造于一个撬块内。

9、作为一种实施方式，所述过冷换热器设置于所述中压储液换热罐内。

10、如上所述，本申请的闪蒸汽再液化系统，具有以下有益效果：

11、本申请的闪蒸汽再液化系统，通过利用三级压缩机的工作特征，实现三级压缩、一级冷凝、两级中间冷却的制冷循环系统，液化后的lpg在过冷过程中，通过两级冷却来完成，降低了lpg工质在换热过程中的换热温差，减少了不可逆损失；分级冷却吸热汽化后的工质分别进入压缩机的第三级与第二级，从而降低了循环内工质进入二级压缩的制冷流量，减少了制冷机在压缩过程的耗功；第一次节流吸热汽化后的工质通过与二级压缩后的工质混合，并对二级压缩机出口的气体工质进行冷却，降低了三级压缩机的工作温度，保护了三级压缩机，从而使系统可以更加节能与稳定可靠地实现对闪蒸汽的再液化功能。

技术特征：

1.一种闪蒸汽再液化系统，其特征在于，包括一级压缩机、中压储液换热罐、二级压缩机、三级压缩机、冷凝器、高压储液换热罐、过冷换热器、第一节流阀、盘管蒸发器和气液分离器；

2.根据权利要求1所述的闪蒸汽再液化系统，其特征在于，所述盘管蒸发器与所述气液分离器设置于所述高压储液换热罐内。

3.根据权利要求1或2所述的闪蒸汽再液化系统，其特征在于，所述气液分离器的顶部排出的低温气体与所述二级压缩机排出的压缩气体混合。

4.根据权利要求1所述的闪蒸汽再液化系统，其特征在于，还包括第二节流阀和第三节流阀，所述高压储液换液罐的底部与所述第二节流阀的进口、以及与所述第三节流阀的进口连通；所述第二节流阀的出口与所述中压储液换热罐连通；所述第三节流阀的出口与所述气液分离器连通。

5.根据权利要求4所述的闪蒸汽再液化系统，其特征在于，所述第二节流阀的出口位于所述中压储液换热罐内液位线下方。

6.根据权利要求4所述的闪蒸汽再液化系统，其特征在于，所述中压储液换热罐、所述冷凝器、所述高压储液换热罐、所述过冷换热器、所述第一节流阀、所述第二节流阀、所述第三节流阀、所述盘管蒸发器、所述气液分离器模块化建造于一个撬块内。

7.根据权利要求1所述的闪蒸汽再液化系统，其特征在于，所述过冷换热器设置于所述中压储液换热罐内。

技术总结本申请提供一种闪蒸汽再液化系统。该闪蒸汽再液化系统实现三级压缩、一级冷凝、两级中间冷却，液化后的LPG在过冷过程中，通过两级冷却来完成，降低了LPG工质在换热过程中的换热温差，减少了不可逆损失；分级冷却吸热汽化后的工质分别进入二级压缩机与三级压缩机，降低了循环内工质进入二级压缩的制冷流量，减少了在压缩过程的耗功；第一次节流吸热汽化后的工质通过与二级压缩后的工质混合，并对二级压缩机出口的气体工质进行冷却，降低了三级压缩机的工作温度，保护了三级压缩机，使该系统更加节能与稳定可靠地实现对闪蒸汽的再液化功能。技术研发人员：董三国,吴腾马,王哲,李旭受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2