用于冷却液化气的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于冷却液化气体的蒸发装置(4)，所述蒸发装置(1)包括：蒸发室(14)，其布置在填充液化气体(3)的容器(2,19)的内部空间中，蒸发室(14)包括热交换壁(6)，其允许在蒸发室(14)的内部空间和存在于容器(2,19)的内部空间中的液化气体(3)之间的热交换；入口回路(5)，其包括形成在容器(2,19)的内部空间中的进入口，用于从容器(2,19)中抽出液相的液化气体流，和形成于蒸发室(14)的内部空间中的水头损失部件(13)，以便扩大抽出的气流；出口回路(7)，用于以气相从蒸发室(14)把抽出的气流排出到汽相气体使用回路(8)；所述出口回路(7)包括真空泵(9)，其能够把气流吸入蒸发室(14)，能够将气流排放到汽相气体使用回路(8)，并能够保持在蒸发室(14)中的绝对压力低于大气压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冷却液化气的装置和方法
本专利技术涉及以液化形式储存的气体的冷却领域，特别涉及诸如液化天然气(LNG)之类的燃料气体的冷却。
技术介绍
液化天然气在低温下储存在紧密隔热的储罐中。这种罐可以形成陆上存储装置的一部分，或者安装在诸如甲烷罐车之类的浮动结构中。液化天然气储罐的绝热层不可避免地处于热通量的位置，倾向于重新加热罐的内容物。这种再加热反映出储罐内容物热含量的增加，从而使全部或部分货物与准大气压下的平衡条件相隔离。因此，这种热含量的增加可能导致液化天然气的蒸发和以液体形式储存的天然气的损失。为了限制液化天然气的热含量的增加，罐的隔热度被有规律地提高。然而，尽管储罐的隔热能力趋于增加，但液化天然气的再加热速度仍然很大。此外，为了限制液化天然气的蒸发，已知在压力下将液化天然气储存在罐中，以获得所期望的液化气的液气平衡曲线的偏移，因而增加其蒸发温度。因此，液化天然气可以在更高的温度下储存，这具有限制天然气蒸发的作用。然而，这种在压力下的储存需要机械强度，这种机械强度不是由所有类型的罐，特别是液化天然气罐车大多装备的棱柱几何形状的罐所提供的。现有技术中已知的做法是使用源于天然蒸发的气体来供应使用天然气作为燃料的单元。因此，例如，在甲烷罐车上，蒸发的气体用于供应动力传动系统，动力传动系统用于推进供应船上装置操作所需的电力的船舶或发电机组。然而，虽然这种方法使得可以蒸发罐中的蒸发气体，但是它不能显着降低自然蒸发。
技术实现思路
本专利技术所基于的想法是提出一种用于冷却液化气体的装置，其使得可以限制液化气体的自然蒸发同时保持其处于允许其可持续存储的热力学状态。根据一个实施例，本专利技术提供一种用于冷却液化气体的蒸发装置；，所述蒸发装置包括：-蒸发室，其布置在充满液化气体的容器的内部空间中，所述蒸发室包括热交换壁，其允许在所述蒸发室的内部空间和存在于所述容器的内部空间中的液化气体的热交换；；-入口回路，其包括形成在所述容器的内部空间中出现的进入口，用于从所述容器中抽出液相的液化气体流，以及形成于蒸发室的内部空间中的水头损失构件，以便扩大抽出的气流；；-出口回路，用于把抽出的气流，以气相从蒸发室排出到汽相气体使用回路；；所述出口回路包括能够吸入气流进入蒸发室的真空泵，能将其排放到汽相气体使用回路，并能保持在蒸发室中的绝对压力低于大气压。因此，这种装置使得可以充分地利用气体的蒸发，该气体用于提供消耗汽相气体的装置，以通过从后者中减去潜在的蒸发热来冷却储存在罐中的液化气体。此外，通过这样的装置，与使用与海水热交换的强制蒸发装置不同，可以制造液化气体的蒸发，其中液化气体用于供应消耗汽相的气体的装置，而不需要使用外部热源，来自机动化或来自特定燃烧器的中间液体或燃烧气体。存在于容器的内部空间中的液化气体然后作为用于消耗汽相气体的装置的馏分的热源。然而，在一些实施例中，也可以另外提供这样的外部热源。此外，通过将在蒸汽室中循环的气体流量保持在低于大气压的绝对压力下，储存在罐中的液化气体可以被冷却至一温度，此温度低于其在大气压下的蒸发平衡温度。因此，液化气体可以保持在低温冷却的热力学状态，从而允许其在大气压或准大气压下储存或转移到罐中，同时保持液化气体的低甚至零的蒸发速率。这种装置还提供了限制储存在罐中的液化气体组成变化的优点，和汽相中的气体传导到使用回路的优点。实际上，当液化气体是由多个组分组成的气体混合物时，源于天然蒸发的汽相自然地表现出比液相，特别是氮气更丰富的挥发性组分。此外，汽相的组成倾向于随时间而变化。因此，当自然蒸发占优势时，组成的这些变化导致源自天然蒸发的气体的热值与储存在罐中的液化气的气体的热值随时间变化。现在，提供具有燃气的装置，其中它的制热量经历发热量的显着变化装置，可能导致气体的不完全燃烧，装置运行故障和多变的装置效率。因此，通过以液化的形式提取用于提供气消耗装置的气体，气体的组分的变化是受限制的。根据其它有利的实施例，这样的装置可以具有以下特征中的一个或多个：-真空泵能够将在蒸发室中循环的气流置于120至950毫巴之间，优选在500至950毫巴之间的绝对压力下。-入口回路包括在水头损失部件上游的压力调节器。-入口回路包括在所述水头损失部件的上游，附加的泵，能够吸入液相中的液化气体流，并且能够产生大于在入口回路的入口处在容器的内部空间中可能达到的最大液体静压力的排出压力。-入口回路还包括压力调节器，其设置在所述附加泵的下游并能够限制由在入口管道中的所述附加泵排出的液化气体的压力至一低于附加泵的排出压力的阈值压力。-根据一个实施例，入口回路包括由喷嘴形成的多个水头损失部件，其能够喷射所述蒸发室内的液化气体。有利地，喷嘴将液化气体精细地均匀地喷射在蒸发室的内壁上。-入口回路可以包括一个或多个水头损失部件。-根据实施例，所述水头损失部件或每个水头损失部件从入口回路的流动部分的变型中选择，例如形成在布置在入口管道和蒸发室之间的横向壁中的孔口，并且具有比入口管道较小的直径，多孔材料或等熵膨胀机。-热交换壁包括用于增加所述蒸发室的交换表面的散热片。-该装置包括用于回收和排出与蒸发室相关联的排出的液化气体的重馏分的装置。-蒸发室具有斜坡，并且其中用于回收和排出液化气体重馏分的装置包括连接到蒸发室的低点的贮器，以便通过重力收集重馏分。-贮器通过阀，止回阀，导管或U型管与所述蒸发室相连。-用于回收和排出液化气体重馏分的装置还包括连接到容器的排气管。-排气管配有一个泵，用于通过排气管将液相重馏分排出。-用于回收和排出液化气体重馏分的装置还包括能够加热贮器的内部空间以蒸发重馏分的加热装置；；排气管能够抽空汽相中的重馏分。-排气管通过阀或止回阀连接到贮器。-所述贮器的内部空间与所述装置的出口回路连接，并且所述出口回路经由Y形联接器连接到流体供应装置，以便能够将流体通过所述出口回路排放到所述贮器中，以便将包含在贮器中的重馏分排出到排气管。-排气管与汽相气体使用回路连接。-排气管从贮器延伸到容器或延伸到重馏分调节装置。-根据一个实施例，所述装置还包括附加的热交换器，所述附加热交换器被连接到所述蒸发室的上游和所述出口回路的下游，所述附加交换器被布置在所述容器的内部空间的上部，其中容器用于充满液化气。这种附加的热交换器是特别有利的，因为其允许从容器内部的天然蒸发得到的气相的再冷凝，从而使得限制容器内部的超压成为可能。-附加的热交换器被布置成至少部分地高于容器的最大填充水平，以便允许在所排出的气体流与存储在容器中的液化气体的气相之间进行热交换。换句话说，附加热交换器至少部分地与存储在容器中的液化气体的气相接触。-根据实施例，该装置还包括第一旁路管路，将蒸发室连接到附加热交换器和旁路管路的第一三通联接器，和能够选择性地允许或防止气流从蒸发室排出到第一旁路管路的阀。根据实施例，阀是三通阀，能够选择性地将蒸发室与附加热交换器或第一旁路管路连接。换句话说，三通阀能够选择性地假设第一位置，其中排出的气体流从蒸发室传导到附加热交换器，并且假设第二位置，其中排出的气体流从蒸发室传导到第一旁路管道以便使附加热交换器短接。根据另一实施例，阀是配备有第一旁路管路的二通阀。-根据实施例，该装置包括能够将附加热交换器连接到出口回路和将旁路管路连接到出口回路的第二三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸发装置(4)，用于冷却液化气体，所述蒸发装置(1)包括：‑蒸发室(14)，其布置在填充液化气体(3)的容器(2,19)的内部空间中，所述蒸发室(14)包括热交换壁(6)，其允许在所述蒸发室(14)的内部空间和存在于所述容器(2,19)的内部空间中的液化气体(3)之间的热交换；‑入口回路(5)，其包括形成在所述容器(2,19)的内部空间中的进入口，用于从所述容器(2,19)中抽出液相的液化气体流，和形成于蒸发室(14)的内部空间中的水头损失部件(13)，以便扩大抽出的气流；‑出口回路(7)，用于以气相从蒸发室(14)把抽出的气流排出到汽相气体使用回路(8)；所述出口回路(7)包括真空泵(9)，其能够把气流吸入蒸发室(14)，能够将气流排放到汽相气体使用回路(8)，并能够保持在蒸发室(14)中的绝对压力低于大气压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.10 FR 1460857;2015.05.18 FR 15544301.一种蒸发装置(4)，用于冷却液化气体，所述蒸发装置(1)包括：-蒸发室(14)，其布置在填充液化气体(3)的容器(2,19)的内部空间中，所述蒸发室(14)包括热交换壁(6)，其允许在所述蒸发室(14)的内部空间和存在于所述容器(2,19)的内部空间中的液化气体(3)之间的热交换；-入口回路(5)，其包括形成在所述容器(2,19)的内部空间中的进入口，用于从所述容器(2,19)中抽出液相的液化气体流，和形成于蒸发室(14)的内部空间中的水头损失部件(13)，以便扩大抽出的气流；-出口回路(7)，用于以气相从蒸发室(14)把抽出的气流排出到汽相气体使用回路(8)；所述出口回路(7)包括真空泵(9)，其能够把气流吸入蒸发室(14)，能够将气流排放到汽相气体使用回路(8)，并能够保持在蒸发室(14)中的绝对压力低于大气压。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述真空泵(9)能够将在所述蒸发室(14)中循环的气流置于在120和950毫巴之间的绝对压力下。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述入口回路(5)包括在所述水头损失部件(13)上游的压力调节器(17)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述入口回路(5)包括在所述水头损失部件(13)的上游一附加的泵(33)，其能够吸入液相中的液化气体流，并能够产生一排出压力，所述排出压力大于在入口回路(5)的入口处的容器(2,19)的内部空间中可能达到的最大液体静压力。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述入口回路(5)还包括压力调节器(17)，其设置在所述附加泵(33)的下游，并能够限制由在入口管道(5)中的所述附加泵(33)排出的液化气体的压力至一阈值压力，所述阈值压力低于附加泵(33)的排出压力。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述入口回路(5)包括由喷嘴(13)形成的多个水头损失部件，其能够喷射所述蒸发室(14)内的液化气体。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述热交换壁(6)包括散热片(15)，用于增加所述蒸发室(14)的交换表面。8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，包括与蒸发室(14)相关联的装置(24)，用于回收和排出抽出的液化气体的重馏分。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述蒸发室(14)具有斜坡，并且其中用于回收和排出液化气体重馏分的装置(24)包括贮器(25)，其连接到蒸发室(14)的低点，以便通过重力收集重馏分。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述贮器(25)通过阀，导管，止回阀(31)或U型管(29)与所述蒸发室(14)相连。11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，用于回收和排出液化气体重馏分的装置(24)还包括连接到贮器(25)的排气管(26)，排气管(26)从所述贮器(25)延伸到所述容器(2,19)，或延伸到重馏分调节装置。12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述排气管(26)配备有泵(27)，用于通过所述排气管(26)排出液相中的重馏分。13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，用于回收和排出液化气体重馏分的装置(24)还包括一加热装置，能够加热贮器(25)的内部空间以蒸发重馏分；排气管(26)能够排出汽相中的重馏分。14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述排气管(26)经由阀或止回阀(30)连接到所述贮器(25)，并且所述贮器(25)的内部空间与装置的出口回路(7)连接，出口回路(7)通过Y型联接器连接到流体供应装置，以便能够将流体通过出口回路(7)排放到贮器(25)，以将包含在贮器(25)中的重馏分排出到排气管(26)。15.根据权利要求1至15中任一项所述的装置，还包括附加的热交换器(34)，其连接到所述蒸发室(14)的上游和所述出口回路(7)的下游，所述附加的热交换器(34)布置在容器(2)的内部空间的上部，其中容器用于至少部分地填充液化气体(3)。16.根据权利要求15所述的装置，包括第一旁路管路(36)，第一三通联接器，所述第一三通联接器将所述蒸发室(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁诺·德莱特雷，
申请(专利权)人：气体运输技术公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR