用于冷却液化气体产品的系统和方法与流程

本发明涉及对液化气体产品进行冷却。特别地，本发明涉及一种用于冷却液化气体产品的系统以及一种对应的方法。该系统包括蒸气压缩冷却系统，该蒸气压缩冷却系统包括在不同温度水平下操作的两个或更多个回路。

背景技术：

1、零排放气体或低排放气体越来越多地用作燃料、特别是用于海上应用。这样的气体产品的示例是天然气(ng)、石油气(pg)、氨(nh3)、和氢气(h2)。通过替代烃基液体燃料，这些气体产品可以有助于满足当地或全球温室气体排放标准。使用气体产品的一个问题是，与烃基液体燃料相比，这些气体产品需要增加的储器容积。尤其是对于海上应用，船上气体产品储器可能占据原本可以用于货物或乘客的宝贵空间。这存在明显的经济缺点。为了使储器容积最小化，因此通常将气体产品在液化条件下以低温至极低温储存。通常，与处于压缩状态的相同量的气体相比，液化气体占据显著更少的储存空间。因此，将气体产品在液化条件下储存并且随后汽化以用作燃料。

2、然而，液化气体产品的低温储存提出了某些技术挑战。当储存在储器中时，例如，来自周围环境的环境热量将逐渐加热储器内的液化气体。尽管在储器上提供了隔热，仍然可能发生这种加热。对液化气体的热传递产生闪蒸气体，从而导致储器内的压力增加。在向储器传送液化气体产品和从储器传送液化气体产品期间也可能产生闪蒸气体。附加地，施加在液化气体产品上的任何泵压作用或液化气体产品与其流过的管道或装备之间产生的任何摩擦可能产生另外的闪蒸气体。为了维持储器中的低压，可以将闪蒸气体从储器释放到直接蒸气压缩冷却循环中。储器因此用作蒸发器，并且闪蒸气体在返回储器之前在直接冷却循环中再液化。尽管这种直接冷却循环对于停滞的储器是有效的，但是在向储器传送气体产品和从储器传送气体产品期间，当储器中的压力可能高时，效率显著下降。当储器压力增加时，直接冷却循环的膨胀阀上的压差减小。因此，直接冷却循环的冷却效果降低。为了解决这些问题，利用间接冷却循环，在间接冷却循环中，闪蒸气体在热交换器中通过冷却剂进行冷却。在间接冷却回路中，冷却剂与被冷却的气体产品之间没有直接接触。然而，这种间接冷却循环需要使用冷却剂，这利用更多的空间，需要额外的部件，从而增加成本。由此导致另一经济缺点。

3、气体产品易燃性以及在nh3的情况下气体产品毒性是另一个问题。通常应避免人类暴露于气体产品。因此，在任何气体产品传送操作之前和之后，通常使用惰性气体(比如氮气)来吹扫气体产品传送管道。在吹扫期间，氮气稀释并从传送管道中除去任何剩余的气体产品。这种吹扫的缺点是一定量的氮气与气体产品混合并最终进入气体产品储器和管道。

4、因此，显然需要一种改进的系统和一种改进的方法，用于对储器内的液化气体产品进行冷却以及在向储器传送液化气体产品和从储器传送液化气体产品期间对液化气体产品进行冷却。附加地，该系统和方法应提供使储器和设备中积聚的氮气与气体产品的分离得到改进。

技术实现思路

1、本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于对液化气体产品进行冷却的系统。本发明还涉及一种根据权利要求11所述的系统的用途以及一种根据权利要求12所述的用于对液化气体产品进行冷却的方法。

技术特征：

1.一种用于冷却气体产品的系统，该系统包括：

2.如权利要求1所述的系统，其中，该冷却回路进一步包括：

3.如权利要求2所述的系统，进一步包括第二膨胀阀(6a)，该第二膨胀阀布置在该热交换器(2)与该储器(1)之间并且在该进料管线(1a)上。

4.如权利要求2至3中任一项所述的系统，进一步包括平衡筒(3a)，该平衡筒布置在该热交换器(2)与该压缩机(3)之间。

5.如权利要求2至4中任一项所述的系统，进一步包括收集器(5)和可选地液位检测器(5a)，该收集器布置在该第二热交换器(4)与该膨胀阀(6)之间，该液位检测器用于检测该收集器(5)内的液位。

6.如权利要求2至5中任一项所述的系统，进一步包括通气管线(7)，该通气管线连接到该热交换器(2)，其中，该热交换器包括进料流动通道，并且该通气管线(7)连接到该进料流动通道，并且其中，该通气管线(7)可选地包括控制阀(7')。

7.如权利要求2至6中任一项所述的系统，其中，该储器(1)进一步包括用于泵送液化气体产品的泵(8)，并且其中，该泵(8)连接到该热交换器(2)的进料入口(2a)。

8.如权利要求2至7中任一项所述的系统，进一步包括直接冷却回路，该直接冷却回路包括：

9.如权利要求8所述的系统，进一步包括第二压缩机(9)，该第二压缩机连接到该储器(1)。

10.如权利要求2至9中任一项所述的系统，进一步包括鼓风机(12)，该鼓风机连接到该进料管线(1a)。

11.一种如权利要求1至10中任一项所述的用于冷却气体产品的系统的用途。

12.一种冷却气体产品的方法，该方法包括：

13.如权利要求12所述的方法，其中，该方法在该间接冷却循环与直接冷却循环之间进行交替。

14.如权利要求12至13中任一项所述的方法，其中，该气体产品包括氨或石油气。

15.如权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，吹扫气体在该热交换器(2)中与该气体产品分离。

16.如权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，液化气体产品从该储器(1)通过流出管线(11a)流到外部储器，并且气体产品蒸气通过该进料管线(1a)流入到该储器(1)中，并且其中，该气体产品蒸气在该热交换器(2)中通过该间接冷却循环进行冷却。

17.如权利要求16所述的方法，其中，该热交换器(2)中的气体产品蒸气的压力由该第二膨胀阀(6a)和/或该鼓风机(12)进行调节。

18.如权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，液化气体产品通过该流出管线(11a)和该热交换器(2)流到该储器(1)，并且其中，气体产品蒸气通过分支进料管线(1d)和该进料管线(1a)从该储器(1)流出。

19.如权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，来自外部源的液化气体产品通过该流出管线(11a)直接流到该储器(1)；并且其中：

技术总结本发明涉及一种用于冷却气体产品的方法和系统。该系统包括用于将气体产品进料到该系统的进料管线(1a)和用于液化气体产品的储器(1)。储器(1)连接到进料管线(1a)。该系统还包括冷却回路，该冷却回路用于间接冷却通过进料管线(1a)流到储器(1)的气体产品，其中，该冷却回路包括气体产品作为冷却剂，并且其中，该气体产品可以是石油气或氨。技术研发人员：约恩·马格努斯·乔纳斯,斯蒂安·马格努森受保护的技术使用者：阿扎内燃料解决方案公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9