压缩机制造技术

一种旋转式的汽化的液化天然气的压缩机（１０），其具有串联的压缩级（１２、１４、１６、１８）。气体通道（８）延伸穿过所述串联的压缩级。该气体通道延伸穿过形式为间接热交换器的冷却装置（２６、２８、３０）并且与所述冷却装置成热交换关系。每一热交换器（２６、２８、３０）由来自管道（３６）供应的液化天然气来冷却。设置有用于控制液化天然气分别流入热交换器（２６、２８、３０）的流动控制阀（５０、５２、５４）。所述阀（５０、５２、５４）分别响应于温度传感器（６０、６２、６４）来控制，以便将每一压缩级（１２、１４、１６、１８）的入口温度保持在选定的低于周围环境的温度或保持在选定的低于周围环境的温度限制的之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于汽化的液化天然气的旋转式压缩机。本专利技术还涉及一种压缩汽化天然气的方法。
技术介绍
液化天然气需要存储在隔热的罐体中。尽管进行了隔热，但是其中总是存在来自周围环境的热量流入，这导致液化天然气以适度速率进行沸腾。所形成的汽化的液化天然气可被压缩并再次液化，或者可用作燃料。汽化的天然气用作燃料通常需要对其压缩。例如，已经提出了利用了来自船上的液化天然气存储罐的汽化的天然气以便向燃气涡轮机提供燃料，该燃气涡轮机形成轮船的推进系统的一部分。这种燃气涡轮机通常需要将该汽化的天然气压缩到数量级为20-40巴的压力。在另一示例中，天然气与柴油在采用这两种燃料的发动机中一起使用。在该示例中，天然气被压缩到5-7巴的范围内。如果需要获得高达40巴的压力，常规的用于汽化天然气的压缩机需采用串联的六个压缩级。在每一级中天然气的压缩将产生热量。因此，天然气在每一成对的连续级之间借助水通过间接热交换来冷却。这种设备通常需要大型马达并具有大量的功率消耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于汽化的液化天然气的压缩机，其具有减小的尺寸和功率消耗。依据本专利技术，提供了一种旋转式的汽化的液化天然气的压缩机，其具有至少两个串联的压缩级，一气体通道延伸穿过所述串联的压缩级，该气体通道延伸穿过在该对压缩级或每一成对的压缩级之间的至少一个冷却装置并且与所述冷却装置成热交换关系，其特征在于，该冷却装置或冷却装置中的至少一个是深冷冷却装置，并且设置有用于控制深冷冷却剂流入该深冷冷却装置的阀装置，该阀装置响应于在该深冷冷却装置下游的下一个压缩级的入口温度或相关参数来控制，以便在使用中，将所述入口温度保持在选定的低于周围环境的温度或保持在选定的低于周围环境的温度限制的之间。本专利技术还提供了一种操作旋转式的汽化的液化天然气的压缩机的方法，该压缩机具有至少两个串联的压缩级和延伸穿过所述串联的压缩级的气体通道，该方法包括借助在所述压缩级中的一个压缩级下游且在另一压缩级上游的深冷冷却剂来冷却该被压缩的汽化天然气，监控在进入另一压缩级的入口处被压缩的天然气的入口温度或相关参数，并调节深冷冷却剂的流率以便将所述入口温度保持在选定的低于周围环境的温度或保持在选定的低于周围环境的温度限制的之间。特别是在每一对顺序连接的压缩级之间，通过使用本专利技术的深冷冷却剂，可增加每一压缩级的出口压力与入口压力之间的压力比，并且由此通常可减少实现特定压力所需的压缩级的数量。例如，借助本专利技术的压缩机和方法可使得汽化的液化天然气的压力从1巴增大到大致40巴，这仅通过四个压缩级即可实现，然而，使用非深冷冷却例如水冷的相应的常规压缩机通常需要六个压缩级按理实现这样高的压力。因此，在这种情况下本专利技术以较小的设备且使用较少的压缩级和较低的功率消耗即可实现相同的压力升高。该深冷冷却装置或每一深冷冷却装置可以是间接冷却装置或直接冷却装置，间接冷却装置例如为单独流程的热交换器，直接冷却装置例如为气体通道延伸穿过一引入有深冷液体的腔，该引入形式例如为喷射。优选的是，该直接冷却装置位于每一对压缩级之间。如果设置有三个或多个压缩级，优选的是，至少一个深冷冷却装置是间接深冷冷却装置，至少一个其它的冷却装置是直接深冷冷却装置。在一个优选实施形式中，深冷液体在间接深冷冷却装置中仅部分地蒸发，并且一通道使得直接深冷冷却装置的入口与间接深冷冷却装置的出口连通。直接或间接的深冷冷却装置还可设置在最终压缩级的下游。如果是间接，深冷冷却装置具有与上游直接深冷冷却装置连通的出口。深冷冷却剂的源优选为同一液化天然气存储罐或存储罐阵列，汽化的天然气在其中产生。这种存储罐通常设置有所谓的抽吸泵，其用于将深冷液体供应到深冷冷却装置。或者，可使用专用的深冷冷却剂供应泵。在第一压缩级的上游可设置有深冷冷却装置。该深冷冷却装置通常不工作，这是由于汽化的天然气通常处于深冷温度，但是当液化天然气存储罐基本上排空时，被接收的该汽化天然气通常处于不希望的高温，因此该深冷冷却装置可能需要工作，这种情况通常出现在液化天然气远洋船只已经将其装载的液化天然气排出到岸基终端之后。当管道温度较高时，上游冷却装置也可使用。为了增加压缩天然气的流率，本专利技术的压缩机可具有与液化天然气强迫蒸发器连通的中间入口。如果需要，该强迫蒸发器和深冷冷却装置可共用一用于深冷液体供应的公用泵。每一压缩级的入口温度优选为保持在零下50到零下140摄氏度的范围内。这样，可实现每一压缩级两侧的压力比在2.15∶1到3∶1的范围内，通常在2.5∶1到3∶1的范围内。特别希望的是，避免进入任何压缩级的天然气中出现任何液滴。因此，如果采用任何直接深冷冷却装置，所获得的冷却的天然气可流经用于分离液体微滴的装置。附图说明参照对优选实施例的下列描述并结合附图，可以更好地理解本专利技术的压缩机和压缩机的使用方法，在附图中图1-5示出了流程的示意图；和图6示出了如图2、4、5所示的压缩机的任何直接冷却级的变型。具体实施例方式参照图1，其示出了液化天然气存储罐2。为了简明，在图1和其它附图中没有示出与存储罐2相关的各种管路和阀，例如其填充管和其液化天然气排出管。然而，这种液化天然气存储罐的结构和操作在现有技术中是已知的。存储罐2通常位于远洋轮船的船上。所示的存储罐2包含一定容积的液化天然气4。在存储罐2中在一定容积的液化天然气4的液面上具有液面上部空间6。存储罐2是借助真空隔热的或具有与其相关的其它隔热形式，以便使得来自周围环境的热量进入液化天然气4的流率保持较低。尽管存储罐2具有隔热装置，但是由于液化天然气会在深冷温度下汽化，因此液化天然气从其周围环境中吸收热量并且液化天然气连续地蒸发到液面上部空间6中。这样，汽化的天然气从存储罐2流入通道8。该通道8使得天然气流入到多个级的离心式天然气压缩机10。除了用于冷却在每一压缩机10的级下游的天然气的结构以及用于冷却其第一级上游的天然气的可选结构之外，基本上是常规的，而且由适于在深冷温度下使用的材料制成。也就是说，与氮气压缩机不同，天然气压缩机10构造成防爆的。由于天然气压缩机10的多个部件是常规的，因此在图1中没有示出这些部件。因此，没有示出了例如在单独压缩级中旋转式装置。如图所示，离心式压缩机10具有四个串联的压缩级12、14、16和18。每一压缩级12、14、16和18的(未示出的)旋转件安装在同一驱动轴20上并且由电机22驱动。然而，对于所有压缩级而言不必安装在同一轴上。如果需要，一些压缩级可安装在第一轴上，而其它压缩级安装在第二轴上，从一个轴到另一轴的驱动由齿轮箱来传递。相似地，不必使用电机22来驱动该轴。作为替代，可使用其它类型的马达，或者可采用其它形式的驱动装置例如蒸气涡轮机。然而，如果采用电机22的话，最好是单速的类型，或者该电机可采用变频器以便改变转速并由此优化压缩机的性能。在每一压缩级12、14、16和18中对天然气的压缩使得其温度升高。通常，温度升高越大，则压缩的热力效率越低。在每一压缩级中的入口温度越高，则在压缩天然气中所消耗的功率就越大。另外，当天然气的温度升高时其密度下降。天然气的密度越大，则实现给定压力升高所需的压缩级就越小。这对应于在较低或较高温度时的焓变化。依据本专利技术，第一深冷级间热交换器26设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转式的汽化的液化天然气的压缩机，其具有至少两个串联的压缩级，一气体通道延伸穿过所述串联的压缩级，该气体通道延伸穿过在该对压缩级或每一成对的压缩级之间的至少一个冷却装置并且与所述冷却装置成热交换关系，其特征在于，该冷却装置或冷却装置中的至少一个是深冷冷却装置，并且设置有用于控制深冷冷却剂流入该深冷冷却装置的阀装置，该阀装置响应于在该深冷冷却装置下游的下一个压缩级的入口温度或相关参数来控制，以便在使用中，将所述入口温度保持在选定的低于周围环境的温度或保持在选定的低于周围环境的温度限制的之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J波兹维尔，H格尔斯滕德菲尔，
申请(专利权)人：克里奥斯塔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]