供应计成被供应由通过蒸发至少包含甲烷的低温液体产生的气体制备的燃料的消耗器的系统的制作方法

本发明涉及低温液体的运输和/或储存领域。本发明更具体地涉及一种用于供应消耗器的系统，该消耗器被设计成供应有由至少包含甲烷的低温液体制备的燃料。

背景技术：

1、处于环境温度和大气压的气态烃在低温(即低于-60℃的温度)下液化，以便于它们的运输和/或储存。然后将如此液化的烃(也称为低温液体)放置在结构(特别是浮式结构)的罐中。

2、然而，这种罐从来不是完全隔热的，因此低温液体的自然蒸发是不可避免的。自然蒸发的现象被称为汽化，并且由该自然蒸发产生的气体被称为汽化气体(bog)。因此，该结构的罐包括液体形式的低温液体和由该低温液体的汽化产生的气体。

3、由低温液体的汽化产生的气体的一部分可以用作燃料以供应至少一个消耗器，例如发动机，其被提供以满足浮式结构的操作能量需求。因此，使得可以为这种结构的电气设备发电。

4、为此，存在被设计成被供应燃料的供应系统，所述燃料由通过蒸发同时或交替地在结构的至少一个罐中储存和/或运输的包括甲烷的不同低温液体而产生的气体制备。然后，在结构的罐中运输和/或储存的特定类型的低温液体和通过自然蒸发产生的气体都适合于供应给消耗器。这种系统通常具有与压缩构件互补的两个相分离器。因此，第一分离器可以专用于向消耗器输送处于适于消耗器的压力的、通过低温液体的蒸发产生的富甲烷气体。第二分离器可以专用于将也处于合适的压力的低温液体返回到罐。

5、然而，多个分离器的使用增加了成本，因为第二分离器与诸如阀、传感器和管道的各种部件相关联，这些部件的倍增产生相当大的费用和集成困难。

技术实现思路

1、本发明的目的是通过提出一种消耗器供应系统来克服这些缺点，该消耗器供应系统省略了第二分离器，其中在返回到罐时的压力管理至少部分地由校准开口提供。因此，这种供应系统更容易实施并且成本更低。

2、本发明的主要目的是一种消耗器供应系统，该消耗器供应系统被设计成被供应由通过蒸发至少包含甲烷的低温液体产生的气体制备的燃料，该低温液体储存在至少一个罐中，该供应系统包括至少一个压缩装置、热交换器、被设计成将气体的至少一部分从罐带到消耗器的供应分支以及被设计成冷却从罐取出的气体的冷却分支，所述热交换器包括布置在所述供应分支上的第一通路和布置在所述冷却分支上的第二通路，所述第二通路被设计成与所述第一通路交换卡路里，以便至少部分地液化在所述第一通路中流通的气体，所述供应系统包括布置在所述热交换器和所述消耗器之间的燃料制备系统。根据本发明，制备系统包括相分离器和布置在相分离器的液体出口与罐之间的至少一个压缩构件，相分离器的至少一个气体出口连接到消耗器以将燃料输送到消耗器，并且供应系统包括至少一个校准开口，校准开口在通向罐的管道上布置在压缩构件和罐之间。

3、根据本发明的供应系统被设计成向消耗器供应燃料，消耗器可以例如是该供应系统旨在装备的结构(特别是浮式结构)的发动机。为此，供应系统使得可以压缩由至少包括甲烷的低温液体的蒸发产生的气体，并且通过热交换器内的热交换至少部分地将其液化。相分离器使得可以将液相与气相分离，气相对应于用于消耗器的燃料。该至少部分地液化的气体的气相具有与容纳在罐中的低温液体不同的组成；更确切地说，至少部分地液化的气体的气相的甲烷含量高于低温液体的甲烷含量。优选地，至少部分地液化的气体的气相具有大于或等于70的甲烷指数。

4、有利地，供应系统包括单个相分离器。这种供应系统配置使得可以减少安装困难和附加相分离器的成本。

5、燃料制备系统在吸入侧连接到供应分支，并且在输出侧连接到冷却分支或直接连接到与冷却分支分离的罐。这两种可能性对应于两种不同的实现方式，这将在下面更详细地描述。

6、旨在通向罐的管道包括导管和布置在该导管上的所有元件，特别是校准开口和压缩构件。

7、根据本发明的一个特征，所述校准开口定位为比所述压缩构件更靠近所述管道的通向所述罐的端部。

8、特别地，校准开口位于管道开口的通向罐的端部处。

9、甚至更具体地，从罐底壁测量，管道的通向罐的端部的高度小于总罐高度的20％。

10、根据本发明的另一个特征，低温液体是液化天然气或液态甲烷和具有至少两个碳原子的烷烃的混合物。

11、优选地，该混合物由液体乙烷和液体甲烷组成。更一般地，具有至少两个碳原子的烷烃选自乙烷、丙烷、丁烷及其至少一种混合物。“丁烷”在此可以指正丁烷和异丁烷，也称为2-甲基丙烷。

12、根据本发明的一个特征，热交换器的第一通道中的低温液体发热流动方向取向为沿与热交换器的第二通道中的低温液体的流动方向相同的方向。

13、替代地，低温液体在热交换器的第一通道中的流动方向被取向为在与包括甲烷的低温液体在热交换器的第二通道中的流动方向相反的方向上。

14、换句话说，根据不同的实施例，在热交换器的第一通道中的包含甲烷的低温液体的流动与在热交换器的第二通道中的包含甲烷的低温液体并流或逆流发生。

15、根据本发明的另一个特征，制备系统在吸入侧处连接到第一通路的输出，并且在输出侧处连接到第二通路的输出。

16、根据一个特征，压缩装置布置在罐和热交换器之间的供应分支上。

17、因此，低温液体可以在进入热交换器之前被压缩。

18、根据本发明的一个特征，供应分支包括热交换器，该热交换器被设计成在一方面的由低温液体在其被压缩装置压缩之前的蒸发产生的气体与另一方面的由压缩装置压缩的该气体之间交换卡路里。

19、这种类型的热交换器可以定位在罐和压缩装置之间。其包括布置在罐出口和压缩装置吸入口之间的第一通路，以及布置在压缩装置出口和第一热交换器通道的吸入口之间的第二通路。在热交换器的第一通道中的包含甲烷的低温液体流取向为沿与在热交换器的第二通道中的包含甲烷的低温液体流相反的方向。换句话说，包含甲烷的低温液体在热交换器的第一通道中的流动与包含甲烷的低温液体在热交换器的第二通道中的流动相对地发生。

20、在本发明的一个实施例中，相分离器的液体出口连接到冷却分支，其中管道形成冷却分支的一部分。

21、根据一个特征，压缩构件布置在相分离器的液体出口和冷却分支之间。

22、在该构造中，相分离器和压缩构件连接到冷却分支。然后将校准开口所在的管道集成到该冷却分支中。

23、在另一个实施例中，相分离器的液体出口经由管道直接连接到罐。

24、在该替代设计中，相分离器不再连接到冷却分支，而是经由管道直接连接到罐，压缩构件位于该管道上。

25、根据本发明的一个特征，冷却分支包括用于冷却从罐取出的气体的冷却装置，冷却装置布置在所述罐和热交换器的第二通道的吸入口之间。

26、该冷却装置使得可以改善热交换器的第一通道和热交换器的第二通道之间的卡路里交换。这种类型的冷却装置使得第二通道的温度能够甚至进一步降低，例如通过使用氮气热力学循环。

27、本发明还涉及一种用于运输和/或储存低温液体的浮式结构，该浮式结构包括容纳低温液体的至少一个罐、消耗由通过低温液体的蒸发产生的气体制备的燃料的至少一个消耗器以及至少一个如前所述的供应系统，该供应系统包括将第一相分离器的气体出口连接到消耗器的至少一个导管。

28、根据一个特征，浮式结构包括第一罐和第二罐，制备系统包括布置在压缩构件与第一罐之间的第一压力调节器和布置在压缩构件与第二罐之间的第二压力调节器，压缩构件、第一压力调节器和第二压力调节器通过连接点流体连接，第一校准开口布置在所述第一压力调节器与所述第一罐之间的第一管线中，并且第二校准开口布置在所述第二压力调节器与所述第二罐之间的第二管线中。

29、第一罐和第二罐中的每一个可用于向不同的消耗器供应燃料。用于这些消耗器中的一个的供应系统还可以从第一罐中抽取低温液体，但是将该低温液体的未使用部分排放到第二罐中。来自热交换器的第一通路的出口和来自热交换器的第二通路的出口每个连接到连接点。

30、本发明还涉及一种用于由气体制备燃料的方法，该气体通过如前所述的供应系统蒸发储存在至少一个罐中的低温液体而产生，该方法包括通过压缩装置压缩气体的步骤，在热交换器中在压缩气体和冷却的低温液体之间交换热量以便至少部分地液化压缩气体的步骤，在相分离器内分离气体的液相和气相的步骤，以及将所述气相作为燃料供应给消耗器的步骤。