JP7018946B2 - Closed gas cycle in cryogenic applications or cooling fluids - Google Patents

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Description

本発明は、エネルギー分野において、特に液化ガスの再ガス化ターミナルに必要とされるエネルギー消費の低減のための用途を見出す。 The present invention finds applications in the energy field, especially for reducing energy consumption required for liquefied gas regasification terminals.

液化天然ガス(LNG)を再ガス化するための技術が知られている。 Techniques for regasifying liquefied natural gas (LNG) are known.

液化天然ガスは、主に、メタンと、より少ない程度ではあるがエタン、プロパン、イソブタン、n-ブタン、ペンタン、及び窒素などの他の軽質炭化水素とを含む天然ガスの混合物であり、室温において見出されるガス状態から、約-160℃において液体状態に変換されてその輸送が可能になる。 Liquefied natural gas is a mixture of natural gas primarily containing methane and, to a lesser extent, ethane, propane, isobutane, n-butane, pentane, and other light hydrocarbons such as nitrogen, at room temperature. The gas state found is converted to a liquid state at about -160 ° C and its transport is possible.

液化プラントは、天然ガス製造場所の近くに位置する一方で、再ガス化プラント(又は「再ガス化ターミナル」)は、ユーザの近くに位置する。 The liquefaction plant is located near the natural gas production site, while the regasification plant (or "regasification terminal") is located near the user.

ほとんどのプラント(約85%)は陸上に位置し、残り(約15%)はプラットホーム又は船上の洋上にある。 Most plants (about 85%) are located on land and the rest (about 15%) are on the platform or offshore.

各再ガス化ターミナルは、液化天然ガスの負荷又は要求を満たすために、並びに柔軟性又は技術的要件の理由から(例えば、ラインの維持のために)、いくつかの再ガス化ラインを備えることが一般的である。 Each regasification terminal shall be equipped with several regasification lines to meet the load or requirements of liquefied natural gas, and for flexibility or technical requirements (eg, to maintain the line). Is common.

通常、再ガス化技術は、タンク内に-160℃の温度で大気圧で貯蔵された液化天然ガスを含み、最大約70~80バールのガス圧縮のステップと、最大約3℃の気化及び過熱のステップとを含む。 Regasification techniques typically include liquefied natural gas stored at atmospheric pressure in a tank at a temperature of -160 ° C, with gas compression steps up to about 70-80 bar and vaporization and overheating up to about 3 ° C. Including the steps of.

139t/hの再ガス化に必要な火力は、約27MWt(メガワット)であり、電力は約2.25MWe(メガワット)である(プラントの他の補助負荷を考慮する場合4.85MWeであり、4つの再ガス化ライン上のプラントの最大電気負荷は19.4MWeである)。 The thermal power required for regasification of 139 t / h is about 27 MWt (megawatt) and the power is about 2.25 MW (megawatt) (4.85 MW when considering other auxiliary loads of the plant, 4). The maximum electrical load of the plant on one regasification line is 19.4 MW).

これらの中で、最も使用されているものは、個々に又は互いに組み合わせて、再ガス化ターミナルの約70%で使用されているオープンラック気化器(ORV)技術、及び水中燃焼気化器(SCV)である。 Of these, the most used are the Open Rack Vaporizer (ORV) technology, which is used individually or in combination with each other in about 70% of regasification terminals, and the Underwater Combustion Vaporizer (SCV). Is.

オープンラック気化器(ORV)
この技術は、液体状態(約70~80バール及び160℃の温度)の天然ガスが、パネルを形成するために側面を接するアルミニウム管内で底部から上方向に流れるようにされることを提供する。気化は、流体が進むにつれて漸進的に起こる。
Open rack vaporizer (ORV)
This technique provides that natural gas in a liquid state (about 70-80 bar and a temperature of 160 ° C.) is allowed to flow upward from the bottom in a side-contacting aluminum tube to form a panel. Vaporization occurs progressively as the fluid progresses.

熱媒体は海水であり、管の外面を上部から下方向に流れることにより、温度差によって気化に必要な熱が提供される。 The heat medium is seawater, and by flowing downward from the upper part on the outer surface of the pipe, the heat required for vaporization is provided by the temperature difference.

特に、熱交換は、パネル上の薄い海水膜の均一な分布を実行する、管の外形及び表面粗さの設計によって最適化される。 In particular, heat exchange is optimized by the design of the tube outline and surface roughness, which performs a uniform distribution of thin seawater membranes on the panel.

水中燃焼気化器(SCV)
そのような技術は、熱媒体として水中火炎バーナーによって加熱された脱塩水を利用する。特に、燃料ガス(FG)が燃焼セクション内で燃焼され、生成された蒸発気は、燃焼ガスの気泡がそこから出てくる穿孔された管のコイルを通過し、水浴を加熱して凝縮熱も伝達する。
Underwater Combustion Vaporizer (SCV)
Such techniques utilize desalinated water heated by an underwater flame burner as a heat medium. In particular, the fuel gas (FG) is burned in the combustion section, and the generated evaporative air passes through the coil of the perforated pipe from which the bubbles of the combustion gas come out, heating the water bath and also the heat of condensation. introduce.

液化天然ガス(LNG)は、同じ脱塩及び加熱された水浴中に沈められたステンレス鋼管の別のコイル中で気化する。 Liquefied natural gas (LNG) is vaporized in another coil of stainless steel pipe submerged in the same desalting and heated water bath.

均一な温度分布を確実にするために、同じ水浴が循環状態で保たれる。 The same water bath is kept in circulation to ensure a uniform temperature distribution.

一方、排出された蒸発気は、SCVのベントスタックによって排出される。 On the other hand, the discharged evaporative air is discharged by the vent stack of the SCV.

イタリア特許第1042793号明細書(Snamprogetti S.p.A.)は、LNGの再ガス化及びガスタービンの排出から熱を回収する窒素閉ガスサイクル(Brayton)による電気エネルギーの同時生成のための方法を説明している。 Italian Patent No. 10427993 (Snaprogetti S.p.A.) describes a method for the simultaneous generation of electrical energy by a nitrogen closed gas cycle (Brayton) that recovers heat from the regasification of LNG and the emissions of gas turbines. Is explained.

しかしながら、そのような方法は、再ガス化ターミナルの要件よりも大きい量の電気エネルギーを生成するので、用途が限られている。55%の計算収率は、33MWeを生成し、これは必要とされるものの10倍である。 However, such methods are limited in use because they generate a larger amount of electrical energy than the requirements of the regasification terminal. A calculated yield of 55% yields 33 MW, which is 10 times what is needed.

さらに、これは、排出ガスから熱を回収するためにガスタービンを利用することに限定してのみ使用され得る。これはまた、10に等しい圧縮比を必要とし、それ故にかなり複雑な機械、圧縮機、及び多段タービンの使用を必要とし、これらは高温(400~700℃)で作動し、高価な材料も使用する。 Moreover, it can only be used to utilize gas turbines to recover heat from exhaust gases. It also requires a compression ratio equal to 10, and therefore requires the use of fairly complex machines, compressors, and multi-stage turbines, which operate at high temperatures (400-700 ° C) and also use expensive materials. do.

他の欠点及び制限は、熱的負荷と電気負荷との比が熱的部分に対して強く不均衡であるという事実によって表される。したがって、熱的負荷及び電気負荷を同時に賄うために、ガスタービンから回収された熱の大部分は閉ガスサイクルによって放出され、効率の悪い閉ガスサイクルを実行する。さらに、LNGの流量が低下している状況では、タービン負荷をチョークするために、さらなる効率の損失を伴って、又は依然としてシステム内の効率を損失して、タービン放出ガスの一部を大気中に放出する必要がある。 Other drawbacks and limitations are represented by the fact that the ratio of thermal load to electrical load is strongly imbalanced with respect to the thermal moiety. Therefore, in order to cover the thermal load and the electric load at the same time, most of the heat recovered from the gas turbine is released by the closed gas cycle, and the inefficient closed gas cycle is executed. In addition, in situations where the flow rate of LNG is low, some of the turbine emissions into the atmosphere is due to choke the turbine load, with additional efficiency loss or still loss of efficiency in the system. Need to be released.

水中燃焼気化器(SCV)を特に参照すると、そのような技術は、生成されたガスの約1.5%に等しい燃料ガス消費を意味し、苛性ソーダによる処理を必要とする水浴のpHを低下させる二酸化炭素を生成し、139トン/時を再ガス化するために約50,000トン/年のCOの生成量を決定する。 With particular reference to underwater combustion vaporizers (SCVs), such techniques mean fuel gas consumption equal to about 1.5% of the gas produced, lowering the pH of baths that require treatment with caustic soda. Determine the amount of CO 2 produced at about 50,000 tons / year to produce carbon dioxide and regasify 139 tons / hour.

その代わりにオープンラック気化器に関しては、そのような技術は、特にLNGがより低温であるセクションにおいて、管の外側部分において海水の凍結を部分的に引き起こし得る。さらに、i)これは、地理的地域及び/又は海水温度が主に亜熱帯によって表される少なくとも5~9℃である季節に利用されることがあり、ii)海水は、管の亜鉛コーティングを腐食させ得る重金属の含有量を無くすか、又は低減するために事前に処理されなければならず、iii)これは、ORVの高さの展開に等しいレベルの測地差を克服しなければならない、海水ポンプを作動させるための電気エネルギー消費を意味し、これはSCV技術に比べて再ガス化ライン当たり1.2MWeの追加の消費(総プラント電力は24.2MWeに等しい)を伴い、iv)最後に、この技術は非常に複雑であり、限られた数の供給業者及びサイズで利用可能である。 Instead, for open rack vaporizers, such techniques can partially cause freezing of seawater in the outer part of the tube, especially in sections where LNG is colder. In addition, i) it may be used in the geographic area and / or in the season when the seawater temperature is at least 5-9 ° C, represented primarily by the subtropical zone, ii) seawater corrodes the zinc coating on the tube. Must be pre-treated to eliminate or reduce the content of possible heavy metals, iii) This must overcome a level of geographic difference equal to the development of the height of the ORV, seawater pump. Means electrical energy consumption to operate, which entails an additional consumption of 1.2 MW per regasification line compared to SCV technology (total plant power equals 24.2 MW), iv) Finally, This technique is very complex and is available in a limited number of suppliers and sizes.

したがって、一般に、従来の技術は、プラントに必要な電気エネルギーを生成することを可能にせず、冷却ユニットの形態で大量のエネルギーの損失を招く。 Therefore, in general, conventional techniques do not allow the plant to generate the required electrical energy, resulting in a large loss of energy in the form of a cooling unit.

本発明の著者らは、驚くべきことに、閉ガスサイクルを従来の再ガス化ラインに導入することが可能であることを見出した。 The authors of the present invention have surprisingly found that it is possible to introduce a closed gas cycle into a conventional regasification line.

第1の目的は、液化天然ガス(LNG)用の再ガス化ラインを説明することにある。 The first object is to illustrate a regasification line for liquefied natural gas (LNG).

本発明の別の目的は、熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法を説明することにある。 Another object of the present invention is to illustrate a method for generating thermal energy and electrical energy.

さらなる目的は、液化天然ガス(LNG)の再ガス化プラントを備える再ガス化ターミナルを説明することにある。 A further object is to describe a regasification terminal equipped with a regasification plant for liquefied natural gas (LNG).

本発明による再ガス化ラインを示す図である。It is a figure which shows the regasification line by this invention. エネルギーバイパスの概念が図式化されている、より多くの再ガス化ラインを備えるプラントを示す図である。It is a diagram showing a plant with more regasification lines that illustrates the concept of energy bypass. 本発明の代替実施形態による再ガス化ラインを示す図である。It is a figure which shows the regasification line by the alternative embodiment of this invention. 本発明の別の代替実施形態による再ガス化ラインを示す図である。It is a figure which shows the regasification line by another alternative embodiment of this invention. 本発明の再ガス化ラインの一部の代替構成を示す図である。It is a figure which shows the alternative structure of a part of the regasification line of this invention. 本発明の再ガス化ラインの一部の別の代替構成を示す図である。It is a figure which shows another alternative structure of a part of the regasification line of this invention. 本発明の再ガス化ラインの一部の別の代替構成を示す図である。It is a figure which shows another alternative structure of a part of the regasification line of this invention. 本発明のさらなる実施形態による再ガス化ラインを示す図である。It is a figure which shows the regasification line by the further embodiment of this invention. 本発明のさらなる実施形態による再ガス化ラインを示す図である。It is a figure which shows the regasification line by the further embodiment of this invention.

本発明は、特に液化天然ガス(LNG)の再ガス化に関して説明されているが、以下に説明する再ガス化ライン、再ガス化ターミナル及び再ガス化方法は、低温(約0℃未満)又は極低温(-45℃未満)で貯蔵された他の液化流体の再ガス化又は気化にも同様に適用できる。 Although the present invention has specifically described the regasification of liquefied natural gas (LNG), the regasification lines, regasification terminals and regasification methods described below may be at low temperatures (less than about 0 ° C.) or. It can also be applied to the regasification or vaporization of other liquefied fluids stored at extremely low temperatures (less than −45 ° C.).

以下の説明では、「液化ガス」という用語は、主に液体成分の流体を意味することを意図している。 In the following description, the term "liquefied gas" is intended primarily to mean a fluid of liquid constituents.

本発明は、例えば、空気、窒素、炭化水素化合物、例えば、プロパン及びブタンなどのアルカン、又はエチレン及びプロピレンなどのアルケンを含む群から選択された液化ガスの再ガス化又は気化、或いは、水素の再ガス化又は気化に同様の用途を見出すであろう。 The present invention regasses or vaporizes, or hydrogenates, a liquefied gas selected from the group comprising, for example, air, nitrogen, hydrocarbon compounds such as alkanes such as propane and butane, or alkenes such as ethylene and propylene. Similar applications will be found for regasification or vaporization.

説明を簡単にするために、本説明及び図面では、天然ガスを参照するものとする。 For the sake of brevity, natural gas is referred to in this description and drawings.

本発明の目的によれば、液化天然ガス(LNG)用の再ガス化ラインが、説明される。 According to an object of the present invention, a regasification line for liquefied natural gas (LNG) is described.

「再ガス化ライン」という用語は、液化天然ガス(LNG)の再ガス化のための構造、設備、機械、及びシステムを備えるプラント部分を意味することを意図している。 The term "regasification line" is intended to mean a plant portion equipped with structures, equipment, machinery and systems for the regasification of liquefied natural gas (LNG).

そのような構造、設備、機械、及びシステムは、特に、LNGが貯蔵され、ガス自体の分配ネットワーク内の再ガス化されたLNGの入口点で終わっているタンクに由来する。 Such structures, equipment, machines, and systems are specifically derived from tanks where LNG is stored and ends at the inlet point of the regasified LNG within the distribution network of the gas itself.

より詳細には、タンク内では、液化天然ガス(LNG)は、大気圧で約-160℃の温度で貯蔵される。 More specifically, in the tank, liquefied natural gas (LNG) is stored at atmospheric pressure at a temperature of about −160 ° C.

特に、液化ガスタンクは、例えば陸上又は洋上又はフロータ上であり得る、再ガス化プラント以外の場所又は構造内に位置することができる。 In particular, the liquefied gas tank can be located in a location or structure other than the regasification plant, which may be, for example, onshore or offshore or on a floater.

回路要素が、水中燃焼気化(SCV)セクションの浴である。 The circuit element is the bath in the underwater combustion vaporization (SCV) section.

気化浴に入る前に、LNGは、予備圧縮ステップにかけられて約70~80バールの圧力にすることができる。 Prior to entering the vaporization bath, the LNG can be subjected to a precompression step to a pressure of about 70-80 bar.

圧縮は、(図4のPMP1)直列で作動する低圧ポンプ(約400kWe)及び高圧ポンプ(約1300kWe)によって作動される。 The compression is driven by a low pressure pump (about 400 kW) and a high pressure pump (about 1300 kW) operating in series (PMP1 in FIG. 4).

図1では、CMP1は、ボイルオフガス圧縮機(BOG)を表す。 In FIG. 1, CMP1 represents a boil-off gas compressor (BOG).

好ましい態様では、SCVセクションの浴入口では、液化ガスは、超臨界状態にあり得る。例えば、液化天然ガスの場合、これは、約70~80バールの圧力及び約-155℃の温度であり得る。 In a preferred embodiment, at the bath inlet of the SCV section, the liquefied gas may be in a supercritical state. For example, in the case of liquefied natural gas, this can be a pressure of about 70-80 bar and a temperature of about -155 ° C.

SCV浴内で、液化天然ガスは、気化され、最大約3℃の温度まで過熱される。 In the SCV bath, the liquefied natural gas is vaporized and superheated to a temperature of up to about 3 ° C.

一旦再ガス化されると、天然ガスは、天然ガス分配ネットワークに導入され得る。 Once regasified, natural gas can be introduced into the natural gas distribution network.

本発明の第1の目的によれば、液化天然ガスの再ガス化ライン(ベース回路)は、液化天然ガス(LNG)バイパス回路を統合するように変更される。 According to the first object of the present invention, the regasification line (base circuit) of liquefied natural gas is modified to integrate the liquefied natural gas (LNG) bypass circuit.

特に、2つの回路間の統合は、ベース回路からの液化天然ガスの引き込み連結部と、分配ネットワークに向かうベース回路内の再ガス化された液化天然ガスの再導入連結部とにある。 In particular, the integration between the two circuits is at the lead-in coupling of liquefied natural gas from the base circuit and at the re-introduction coupling of regasified liquefied natural gas in the base circuit towards the distribution network.

好ましくは、引き込み連結部は、極低温ポンプの下流及び気化浴(SCV)の上流にある。 Preferably, the draw-in connection is downstream of the cryogenic pump and upstream of the vaporization bath (SCV).

したがって、本発明の目的のために、以下が説明される:
-天然ガス再ガス化バイパス回路を統合するように変更された、既存の再ガス化ライン(改造)、及び
-例えば新プラントを構築するための主ラインとする、バイパス回路からなる再ガス化ライン。
Therefore, for the purposes of the present invention, the following will be described:
-Existing regasification line (modification) modified to integrate the natural gas regasification bypass circuit, and-for example, a regasification line consisting of a bypass circuit, which is the main line for building a new plant. ..

液化天然ガス(LNG)バイパス回路
貯蔵タンクからの出力としてのLNG流(101)の一部は、任意選択で予備圧縮ステップの後に、LNGベース回路から引き出され、熱交換器(HE1)内で加熱及び気化ステップにかけられる。
Liquefied Natural Gas (LNG) Bypass Circuit A portion of the LNG flow (101) as output from the storage tank is optionally withdrawn from the LNG base circuit after a precompression step and heated in the heat exchanger (HE1). And the vaporization step.

特に、そのような加熱は、最大約3℃の温度まで作動される。 In particular, such heating is operated up to a temperature of about 3 ° C.

このようにして気化された天然ガス流(102)は、約70バールの圧力及び3℃で天然ガスネットワークに導入される。 The natural gas stream (102) thus vaporized is introduced into the natural gas network at a pressure of about 70 bar and 3 ° C.

本発明の一態様によれば、交換器HE1からの出力としてのLNGの一部(103)は、ボイラ(天然ガス焚きボイラ)に送られる。 According to one aspect of the present invention, a portion (103) of LNG as an output from the exchanger HE1 is sent to a boiler (natural gas-fired boiler).

約139t/hの初期LNG流量を考慮すると、ボイラ回路用に意図された量は、約1~2t/hである。 Considering the initial LNG flow rate of about 139 t / h, the amount intended for the boiler circuit is about 1-2 t / h.

本発明の第1の目的によれば、上記で説明したベース回路及びバイパス回路を備える液化天然ガス(LNG)回路は、閉ガスサイクルを導入する(又はそれと統合する)ことによって変更される。 According to a first object of the invention, the liquefied natural gas (LNG) circuit with the base circuit and bypass circuit described above is modified by introducing (or integrating with) a closed gas cycle.

閉ガスサイクル
本発明によれば、閉ガスサイクルは、作用流体と呼ばれる、好ましくは単原子ガスからなる流体と共に作動する。
Closed Gas Cycle According to the present invention, a closed gas cycle operates with a fluid, preferably a monatomic gas, called a working fluid.

さらにより好ましい態様では、前記ガスは、アルゴン、窒素、ヘリウム、及び空気を含む群から選択される。 In an even more preferred embodiment, the gas is selected from the group comprising argon, nitrogen, helium, and air.

本発明の目的のために、そのような作用流体は、アルゴン(Ar)である。 For the purposes of the present invention, such a working fluid is argon (Ar).

約70℃の温度及び約20バールの圧力の作用流体1は、圧縮機K1を介して最大約42バールまでの圧縮ステップにかけられ、約2(より正確には2.09)の圧縮比となる。 The working fluid 1 at a temperature of about 70 ° C. and a pressure of about 20 bar is subjected to compression steps up to about 42 bar via the compressor K1 to a compression ratio of about 2 (more accurately 2.09). ..

閉ガスサイクルでは、決定パラメータは圧縮比であるが、(圧力が増加するにつれて、体積流量が減少するためにサイズが減少する)ターボ機械の設計及び(圧力が増加するにつれて管の厚さが増加する)設備では、(圧縮比によって互いに連結されている)最小圧力及び最大圧力が最適化される。 In a closed gas cycle, the determinant is the compression ratio, but the design of the turbomachine (the size decreases due to the decrease in volume flow as the pressure increases) and the thickness of the tube increases as the pressure increases. In the equipment, the minimum and maximum pressures (connected to each other by compression ratio) are optimized.

このようにして得られた流れ2は、熱交換器内で最大約4℃まで加熱される(図1のHE3)。 The flow 2 thus obtained is heated to a maximum of about 4 ° C. in the heat exchanger (HE3 in FIG. 1).

このステップは、約12MWtに等しい熱交換を含む。 This step involves heat exchange equal to about 12 MWt.

本発明の目的のために、第3の熱交換器HE3内の熱交換ステップは、任意選択である。 For the purposes of the present invention, the heat exchange step in the third heat exchanger HE3 is optional.

続いて、加熱された流れ(図1の3)が、熱交換器(図1のHE2)内で加熱されるか、又は任意選択でさらに加熱されて、約120℃の流れ4を得る。 Subsequently, the heated stream (3 in FIG. 1) is heated in the heat exchanger (HE2 in FIG. 1) or optionally further heated to obtain a stream 4 at about 120 ° C.

このステップは、約18MWtに等しい熱交換を含む。 This step involves heat exchange equal to about 18 MWt.

次のステップにおいて、作用流体の流れ4は、発電機G1及び圧縮機K1に合わせられたタービンT2内で最大約21バールまで膨張し、約40℃まで冷却されて(図1の流れ5)、約2.25MWeの正味電力をもたらす。 In the next step, the working fluid flow 4 expands up to about 21 bar in the turbine T2 fitted to the generator G1 and the compressor K1 and is cooled to about 40 ° C. (flow 5 in FIG. 1). It provides a net power of about 2.25 MW.

最後に、交換器HE1内で、閉ガスサイクルの作用流体は、約27MWtの冷却のためにLNGに熱出力を伝達する。 Finally, within the exchanger HE1, the working fluid of the closed gas cycle transfers heat output to the LNG for cooling of about 27 MWt.

本発明の好ましい態様では、回路内を循環する閉ガスサイクルの作用流体流量は、約137.8t/hである。 In a preferred embodiment of the present invention, the working fluid flow rate of the closed gas cycle circulating in the circuit is about 137.8 t / h.

本発明の目的のために、熱交換器HE1において熱交換が起こり、それによって閉ガスサイクルの作用流体が熱出力を液化天然ガス(LNG)に伝達し、液化天然ガスはこうして再ガス化される。 For the purposes of the present invention, heat exchange occurs in the heat exchanger HE1, which causes the working fluid of the closed gas cycle to transfer the heat output to the liquefied natural gas (LNG), thus regassing the liquefied natural gas. ..

そのようなステップでは、約27MWtに相当する熱交換が起こる。 In such a step, heat exchange corresponding to about 27 MWt occurs.

図5Aに示す本発明の代替の態様(ここで、C=圧縮機、R1=第1の減速機、T1=タービン、R2=第2の減速機、及びG=発電機)によれば、タービン及び閉ガスサイクル圧縮機は、同じシャフト上に直接合わせられ得る。さらに、それらは、同じ回転速度を有していても有していなくてもよく、それらは、1つの同じ発電機に機械的エネルギーを伝達することができる。 According to an alternative aspect of the invention shown in FIG. 5A (where C = compressor, R1 = first reducer, T1 = turbine, R2 = second reducer, and G = generator). And the closed gas cycle compressor can be fitted directly on the same shaft. Moreover, they may or may not have the same rotational speed, and they can transfer mechanical energy to one and the same generator.

図5Bに示す別の態様(ここで、C=圧縮機、R1=第1の減速機、T1=タービン、T2=第2のタービン、R2=第2の減速機、及びG=発電機)では、作用流体は、以下の直列の2つのタービン内で膨張することができる:圧縮機に合わせられて高圧で作動するT1、及び発電機に合わせられて低圧で作動するT2。 In another embodiment shown in FIG. 5B (where C = compressor, R1 = first reducer, T1 = turbine, T2 = second turbine, R2 = second reducer, and G = generator). The working fluid can expand in two turbines in series: T1 which operates at high pressure to match the compressor and T2 which operates at low pressure to match the generator.

図6に示す他の代替形態では、圧縮機K1は、電気的に作動され、タービンT2は、発電機だけに合わせられる。 In another alternative embodiment shown in FIG. 6, the compressor K1 is electrically operated and the turbine T2 is fitted only to the generator.

図示しない別の代替形態では、熱交換器(回収器)が、タービンの出力に挿入され、タービン内で膨張した後の作用流体は、交換器HE2から熱を受け取る前に、熱交換器HE3からの作用流体の出力に熱を伝達する。 In another alternative not shown, a heat exchanger (recoverer) is inserted into the output of the turbine and the working fluid after expansion in the turbine is from the heat exchanger HE3 before receiving heat from the exchanger HE2. Transfers heat to the output of the working fluid.

本発明のさらなる態様によれば、作用流体回路は、追加の回路とさらに統合され得る。 According to a further aspect of the invention, the working fluid circuit may be further integrated with additional circuits.

特に、そのような回路は以下を備えることができる:
-ボイラ回路、
-「燃料電池」から熱を回収するための回路、
-海水回路、
-BOG圧縮機からの圧縮熱を回収するための回路。
In particular, such circuits can include:
-Boiler circuit,
-Circuit for recovering heat from "fuel cell",
-Seawater circuit,
-A circuit for recovering the heat of compression from the BOG compressor.

本発明の好ましい態様によれば、統合は、上に列挙したそれらのサイクルのうちの任意の1つ又は複数で可能である。 According to a preferred embodiment of the invention, integration is possible in any one or more of those cycles listed above.

ボイラ回路又は第1の高温回路
回路には、約30℃の温度の水が供給される(図1の201)。
Water having a temperature of about 30 ° C. is supplied to the boiler circuit or the first high temperature circuit circuit (201 in FIG. 1).

水流202は、約3.82バールの圧力でボイラに到達し、図1のボイラPMP3の循環ポンプによって循環される。ボイラ内で約140℃に加熱された水の流れ203は、熱交換器(HE2)内で冷却され、これは、約30℃に冷却される(201)。 The water stream 202 reaches the boiler at a pressure of about 3.82 bar and is circulated by the circulation pump of the boiler PMP3 of FIG. The stream 203 of water heated to about 140 ° C. in the boiler is cooled in the heat exchanger (HE2), which is cooled to about 30 ° C. (201).

本発明の好ましい態様によれば、ボイラ回路は、交換器HE2で閉ガスサイクルと統合され、その中でボイラ回路水は、熱出力を、約120℃に昇温した閉ガスサイクルの作用流体に伝達し冷却する。 According to a preferred embodiment of the invention, the boiler circuit is integrated with the closed gas cycle in the exchanger HE2, in which the boiler circuit water becomes the working fluid of the closed gas cycle whose heat output has been raised to about 120 ° C. Communicate and cool.

そのようなステップは、特に、約18MWtに相当する熱交換を含む。 Such steps specifically include heat exchange equivalent to about 18 MWt.

本発明の代替の態様では、ボイラは、同等の熱源によって置き換えられてもよい。 In an alternative aspect of the invention, the boiler may be replaced by an equivalent heat source.

本発明の代替の態様によれば、過熱水ボイラ回路は、ジアテルミーオイル回路によって置き換えられてよい。 According to an alternative aspect of the invention, the superheated water boiler circuit may be replaced by a diathermy oil circuit.

1つ又は他の方法の選択が、必要性に基づいてなされてよい。 The choice of one or the other method may be made based on the need.

図8に示す本発明の一態様では、ボイラ回路は、空気が供給されたボイラ自体の排出蒸発気(図8の203)によって表される中間流体と共に作動する。 In one aspect of the invention shown in FIG. 8, the boiler circuit operates with an intermediate fluid represented by the exhaust evaporative air (203 in FIG. 8) of the boiler itself to which air is supplied.

特に、熱交換器HE2において、ボイラから出力された蒸発気と共に熱交換が起こり、スタック201に送られる蒸発気を生成する。 In particular, in the heat exchanger HE2, heat exchange occurs together with the evaporative air output from the boiler to generate the evaporative air sent to the stack 201.

交換器HE2から出力された作用流体は、ボイラ内で加熱され、続いて流れ4は、タービンT2に送られる。 The working fluid output from the exchanger HE2 is heated in the boiler, and the flow 4 is subsequently sent to the turbine T2.

そのような構成では、熱交換は、ボイラ内の輻射及び交換器HE2内の対流(作用流体サイクルとの統合点)によって起こる。 In such a configuration, heat exchange is caused by radiation in the boiler and convection in the exchanger HE2 (the point of integration with the working fluid cycle).

上記で説明した実施形態では、好ましく使用される作用流体は、窒素である。 In the embodiments described above, the preferred working fluid is nitrogen.

本発明の代替の態様では、熱源としてのボイラは、燃料電池であり、その排出流体は、熱を伝達することができる。 In an alternative aspect of the invention, the boiler as a heat source is a fuel cell and its exhaust fluid can transfer heat.

燃料電池の供給流体は、水素、エタノール、メタンであり得る。 The feed fluid of the fuel cell can be hydrogen, ethanol, methane.

海水回路又は第2の低温回路
海水は、海水出口で約9℃の温度で引き出される(図1の301)。
The seawater circuit or the second low temperature circuit seawater is drawn out at the seawater outlet at a temperature of about 9 ° C. (301 in FIG. 1).

続いて、これは、ポンプPMP2を用いて最大約2バール(図1の302)の圧力まで圧送ステップにかけられ、次いで第3の熱交換器(HE3)内で約4℃まで冷却される。 It is subsequently pumped to a pressure of up to about 2 bar (302 in FIG. 1) using the pump PMP2 and then cooled to about 4 ° C. in a third heat exchanger (HE3).

HE3におけるこの冷却ステップは、約12MWtの熱エネルギーの伝達を伴う。 This cooling step in HE3 involves the transfer of thermal energy of approximately 12 MWt.

これらの条件において、水流(303)は、海に放出され得る。 Under these conditions, the water stream (303) can be released into the sea.

任意選択で、循環系への導入の前に、海水は、物質及び有機材料、例えば藻類、軟体動物、及び砂又は粒子状物質などの無機材料を保持するために濾過ステップにかけられる。 Optionally, prior to introduction into the circulatory system, seawater is filtered to retain substances and organic materials such as algae, mollusks, and inorganic materials such as sand or particulate matter.

本発明の好ましい態様によれば、閉ガスサイクルとの統合は、第3の熱交換器HE3で起こり、ここで海水は、閉ガスサイクルの作用流体に熱を伝達する。 According to a preferred embodiment of the invention, the integration with the closed gas cycle occurs in the third heat exchanger HE3, where seawater transfers heat to the working fluid of the closed gas cycle.

そのようなステップは、特に、約12MWtに相当する熱交換を含む。 Such steps specifically include heat exchange corresponding to about 12 MWt.

第3の熱交換器(HE3)における熱交換ステップは、閉ガスサイクルの作用流体を加熱する上記で説明したステップに対応することが分かるであろう。 It will be found that the heat exchange step in the third heat exchanger (HE3) corresponds to the step described above for heating the working fluid of the closed gas cycle.

閉ガスサイクルを海水回路と統合することにより、低温で第2の熱源を利用することが可能になり、再ガス化天然ガスの消費量を低減することが可能になる。 By integrating the closed gas cycle with the seawater circuit, it becomes possible to utilize the second heat source at low temperature and reduce the consumption of regasified natural gas.

本説明では、「海水」を参照する場合、これは、圧送された海水、堆積物を除去するために適切に処理されるものだけでなく、より一般的には河川、運河、井戸、湖などの天然盆地又は人工流域から得られた真水をも参照することを意味する。 In this description, when referring to "seawater", this is not only the pumped seawater, the one that is properly treated to remove sediments, but more generally rivers, canals, wells, lakes, etc. It also means to refer to fresh water obtained from natural basins or artificial basins of.

本発明の代替実施形態では、海水の代わりに、例えば空気加熱技術を使用して、周囲空気を低温の熱源として使用することができる。 In an alternative embodiment of the invention, ambient air can be used as a low temperature heat source instead of seawater, for example using air heating techniques.

そのような構成では、周囲空気を自然に又は強制循環によって通過させる交換器コイルを設けることができ、ここでコイル内の作用流体は加熱され、コイルの外側の空気は冷却される。 In such a configuration, an exchanger coil can be provided that allows ambient air to pass naturally or by forced circulation, where the working fluid inside the coil is heated and the air outside the coil is cooled.

この文脈における回路の構造的変更は、当業者の範囲内である。 Structural changes to the circuit in this context are within the skill of skill in the art.

BOGサイクル
図7に示す本発明のさらなる態様によれば、海水回路は、BOG回路によって置き換えられるか又はそれに追加され得る。
BOG Cycle According to a further aspect of the invention shown in FIG. 7, the seawater circuit can be replaced or added to the BOG circuit.

そのような目的のために、特に、温水流れ301が、熱交換器HE3に送られ、ここで熱交換が作用流体と共に起こる。 For such purposes, in particular, a hot water stream 301 is sent to the heat exchanger HE3, where heat exchange occurs with the working fluid.

熱交換器HE3303からの流れ出力101は、BOG圧縮機からのBOG出力との熱交換器のために熱交換器HE5に送られる。 The flow output 101 from the heat exchanger HE3303 is sent to the heat exchanger HE5 for a heat exchanger with the BOG output from the BOG compressor.

図示しない本発明のさらなる態様によれば、圧縮後のBOGと作用流体との間の熱交換器は、熱交換器HE3内で直接起こる。 According to a further aspect of the invention (not shown), the heat exchanger between the compressed BOG and the working fluid occurs directly in the heat exchanger HE3.

図示しない本発明のさらなる態様によれば、BOG圧縮は、より多くのステップで実行されてよく、この条件では、各圧縮の出力において、熱は、HE3などのより多くの交換機又は単一交換器(単一本体内で多くの熱交換)内に伝達され得る。 According to a further aspect of the invention (not shown), BOG compression may be performed in more steps, under this condition, at the output of each compression, heat is generated in more exchangers such as HE3 or a single exchanger. Can be transmitted within (many heat exchanges within a single body).

電子回路
電気的要件に関して、本発明のシステムは、再ガス化ラインをエネルギー的に独立させるために約2.25MWeを必要とし、再ガス化ターミナル全体の電気負荷の1/4をカバーする場合には4.85MWeを必要とする。
Electronic Circuits With respect to electrical requirements, the system of the present invention requires approximately 2.25 MW to energetically make the regasification line energetically independent and covers 1/4 of the electrical load of the entire regasification terminal. Requires 4.85 MW.

特に、本発明のシステムは、再ガス化ライン(2.25MWe)又は再ガス化ターミナル全体の電気負荷の1/4の電気的要件を全て提供し、低圧及び高圧の極低温ポンプ(PMP1)、ボイルオフガス圧縮機(CMP1)、並びに海水を圧送するためのポンプ(PMP2)及びボイラ循環ポンプ(PMP3)に供給する。 In particular, the system of the present invention provides all the electrical requirements of 1/4 of the electrical load of the regasification line (2.25 MW) or the entire regasification terminal, low pressure and high pressure cryogenic pumps (PMP1). It is supplied to a boil-off gas compressor (CMP1), and a pump (PMP2) and a boiler circulation pump (PMP3) for pumping seawater.

したがって、上記の説明によれば、本発明は、以下を備える液化天然ガス(LNG)の再ガス化ラインを説明する:
-前記液化天然ガス(LNG)の気化セクション、及び
-作用流体と共に作動し、第1の熱交換器(HE1)、圧縮機、第2の交換器(HE2)、第3の交換器(HE3)、及び閉ガスサイクルの前記作用流体によって電気エネルギーを発生させるためのタービンをさらに備える、閉ガスサイクルのセクション。
Accordingly, according to the above description, the present invention describes a regasification line for liquefied natural gas (LNG) comprising:
-Working with the vaporization section of the liquefied natural gas (LNG), and-working fluid, a first heat exchanger (HE1), a compressor, a second exchanger (HE2), a third exchanger (HE3). , And a section of the closed gas cycle, further comprising a turbine for generating electrical energy by said working fluid of the closed gas cycle.

より具体的には、閉ガスサイクルの作用流体の熱は、第1の熱交換器(HE1)内で液化天然ガス(LNG)に伝達される。 More specifically, the heat of the working fluid of the closed gas cycle is transferred to the liquefied natural gas (LNG) in the first heat exchanger (HE1).

本発明の目的のために、閉ガスサイクルの前記作用流体は、空気、窒素、ヘリウム、アルゴンを含む群から選択される。 For the purposes of the present invention, the working fluid of a closed gas cycle is selected from the group comprising air, nitrogen, helium and argon.

本発明によれば、閉ガスサイクルは、好ましくは単原子ガスからなる流体と共に作動する。 According to the present invention, the closed gas cycle operates with a fluid preferably composed of monatomic gas.

好ましくは、閉ガスサイクルの作用流体は、アルゴンである。 Preferably, the working fluid of the closed gas cycle is argon.

本発明の好ましい態様によれば、説明した再ガス化ラインは、2つの熱交換器(それぞれHE1、HE2)を備える。 According to a preferred embodiment of the invention, the described regasification line comprises two heat exchangers (HE1 and HE2, respectively).

本発明の一態様では、第2の交換器(HE2)は、第1の中間流体と共に作動する回路の一部である。 In one aspect of the invention, the second exchanger (HE2) is part of a circuit that works with the first intermediate fluid.

前記第2の交換器(HE2)内では、特に、前記第1の中間流体と、熱が伝達される閉ガスサイクルの前記作用流体との間で熱交換が実行される。 Within the second exchanger (HE2), in particular, heat exchange is performed between the first intermediate fluid and the working fluid in a closed gas cycle to which heat is transferred.

本発明の好ましい実施形態では、第2の交換器(HE2)内では、前記第1の中間流体は、吸熱エンジン、ガスタービン又は内燃エンジンの排出蒸発気又はプロセス回収物(高温源)からなる。 In a preferred embodiment of the invention, within the second exchanger (HE2), the first intermediate fluid consists of an endothermic engine, gas turbine or internal combustion engine exhaust evaporative air or process recovery (high temperature source).

さらなる態様によれば、本発明の再ガス化ラインは、第3の熱交換器(HE3)を備える。 According to a further aspect, the regasification line of the present invention comprises a third heat exchanger (HE3).

そのような第3の交換器(HE3)は、特に、第2の中間流体と共に作動する回路の一部である。 Such a third exchanger (HE3) is, in particular, part of a circuit that works with a second intermediate fluid.

特に、前記第3の熱交換器(HE3)内では、前記第2の中間流体と、熱が伝達される閉ガスサイクルの前記作用流体との間で熱交換が実行される。 In particular, in the third heat exchanger (HE3), heat exchange is performed between the second intermediate fluid and the working fluid of the closed gas cycle to which heat is transferred.

本発明の目的のために、作用流体回路は、第1の中間流体の回路、又は第2の中間流体の回路、あるいは両方の回路と統合され得る。 For the purposes of the present invention, the working fluid circuit may be integrated with a first intermediate fluid circuit, a second intermediate fluid circuit, or both circuits.

いずれにせよ、本発明の好ましい態様によれば、第1の中間流体と共に作動する回路及び第2の中間流体と共に作動する回路は、例えば180℃より低い温度、好ましくは120℃より低い温度の低温熱源を利用する回路である。 In any case, according to the preferred embodiment of the present invention, the circuit operating with the first intermediate fluid and the circuit operating with the second intermediate fluid are at a low temperature of, for example, a temperature lower than 180 ° C, preferably a temperature lower than 120 ° C. It is a circuit that uses a heat source.

また、本発明の好ましい態様によれば、第1の中間流体と共に作動する回路及び第2の中間流体と共に作動する回路は、例えば180℃より高い温度、好ましくは300℃より高い、さらにより好ましくは400℃より高い高温及び低温それぞれの熱源を利用する回路である。 Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the circuit operating with the first intermediate fluid and the circuit operating with the second intermediate fluid have a temperature higher than, for example, 180 ° C, preferably higher than 300 ° C, and even more preferably. It is a circuit that utilizes heat sources of high temperature and low temperature higher than 400 ° C.

本発明の目的のために、「低温熱源」という用語は、例えば、周囲空気、海水、太陽熱加熱、プロセス熱回収及び/又は低温機械を意味することを意図している。 For the purposes of the present invention, the term "cold heat source" is intended to mean, for example, ambient air, seawater, solar heating, process heat recovery and / or low temperature machinery.

本発明の目的のために、「高温熱源」という用語は、例えば、太陽熱加熱、熱出力学的サイクルの排熱、ガスタービン又は内燃機関の排出ガス、プロセス熱回収及び/又は高温機械を意味することを意図している。 For the purposes of the present invention, the term "high temperature heat source" means, for example, solar heating, waste heat of thermal power cycle, gas turbine or internal combustion engine waste, process heat recovery and / or high temperature machinery. It is intended.

本発明の好ましい態様によれば、第1の中間流体は、加温された/過熱された水又はジアテルミーオイルであり、それぞれの回路は、ボイラ回路である。 According to a preferred embodiment of the invention, the first intermediate fluid is heated / superheated water or diathermy oil, each circuit being a boiler circuit.

したがって、過熱ボイラ水又はジアテルミーオイルの冷却及び閉ガスサイクルの作用流体の加熱は、第2の交換器(HE2)内で実施される。 Therefore, cooling of the superheated boiler water or diathermy oil and heating of the working fluid of the closed gas cycle are carried out in the second exchanger (HE2).

特定の態様によれば、ボイラ水の冷却及び第3の熱交換器(HE3)から出力される閉ガスサイクルの作用流体の加熱は、第2の熱交換器(HE2)内で実施される(図4及び図1)。 According to a particular embodiment, cooling of the boiler water and heating of the working fluid of the closed gas cycle output from the third heat exchanger (HE3) are carried out in the second heat exchanger (HE2) ( 4 and 1).

しかし、代替の態様によれば、第2の熱交換器内では、液化天然ガス(LNG)を前記作用流体(HE2)によって再ガス化するために、ボイラ水の冷却及び第1の熱交換器(HE1)から出力される閉ガスサイクルの作用流体の加熱が実施される(図3)。 However, according to an alternative embodiment, in the second heat exchanger, the boiler water is cooled and the first heat exchanger is used to regas the liquefied natural gas (LNG) with the working fluid (HE2). The working fluid of the closed gas cycle output from (HE1) is heated (FIG. 3).

本発明の好ましい態様によれば、第2の中間流体は、海水であり、それぞれの回路は、海水回路である。 According to a preferred embodiment of the present invention, the second intermediate fluid is seawater, and each circuit is a seawater circuit.

本発明によれば、再ガス化ラインは、水中燃焼気化器(SCV)型のものである液化天然ガスの気化セクションを備える。 According to the present invention, the regasification line comprises a vaporization section of liquefied natural gas of the submersible combustion vaporizer (SCV) type.

本発明の特に好ましい態様によれば、閉ガスサイクルのタービンには、電気エネルギーを発生させるために、第2の熱交換器(HE2)からの出力又は第3の熱交換器(HE3)から及び第2の熱交換機(HE2)からの出力において加熱された閉ガスサイクルの作用流体が供給される。 According to a particularly preferred embodiment of the present invention, a closed gas cycle turbine may have an output from a second heat exchanger (HE2) or a third heat exchanger (HE3) to generate electrical energy. The working fluid of the closed gas cycle heated at the output from the second heat exchanger (HE2) is supplied.

本発明の一態様では、ボイラ回路のボイラには、閉ガスサイクル作用流体と液化天然ガス(LNG)との間の熱交換が中で実装される第1の熱交換器(HE1)から出力された再ガス化天然ガスの一部が供給される。 In one aspect of the invention, the boiler of the boiler circuit is output from a first heat exchanger (HE1) in which heat exchange between the closed gas cycle working fluid and liquefied natural gas (LNG) is mounted. Part of the regasified natural gas will be supplied.

本発明の目的のために、液化天然ガス(LNG)の再ガス化ラインは、利用可能であれば電気エネルギー供給装置、又は例えばガスタービンもしくは内燃機関などの発電ユニットのための外部ネットワークへの連結をさらに含む。 For the purposes of the present invention, the regasification line of liquefied natural gas (LNG) is connected to an electrical energy supply, if available, or to an external network for power generation units such as gas turbines or internal combustion engines. Including further.

本発明の代替の実施形態によれば、液化天然ガスの再ガス化ラインは、ヒートポンプ(図3のHP)をさらに備えるように変更される。 According to an alternative embodiment of the invention, the regasification line for liquefied natural gas is modified to further include a heat pump (HP in FIG. 3).

より具体的には、そのような実施形態は、第1の中間流体の回路が好ましくはボイラ回路であることを規定する。 More specifically, such an embodiment specifies that the circuit of the first intermediate fluid is preferably a boiler circuit.

ヒートポンプ(HP)に関して、これは好ましくは以下を備える:
-任意選択で前記冷却流体を循環させるためのポンプを備える、冷却流体回路、及び
-ヒートポンプの第1及び第2の熱交換器。
For heat pumps (HP), this preferably comprises:
-A cooling fluid circuit comprising a pump for circulating the cooling fluid at an option, and-a first and second heat exchanger of the heat pump.

特に、冷却流体回路は、好ましくは、例えば、水-グリコール及び他の冷却流体、例えば流体R134a,R32,R143a,R125などを含む群から選択される流体によって作動する。 In particular, the cooling fluid circuit is preferably operated by a fluid selected from the group comprising, for example, water-glycol and other cooling fluids such as fluids R134a, R32, R143a, R125 and the like.

本発明の好ましい態様によれば、前記冷却流体は、以下のように作動する:
-ヒートポンプの蒸発器(図3及び図4のVPC)によって表される、ポンプの第1の熱交換器内の第1の熱交換。これにより、冷却流体は、ヒートポンプの第1の中間流体(HPF1)から熱を取得する。
-ヒートポンプの凝縮器(図3及び図4のCPC)によって表される、ポンプの第2の熱交換器内の第2の熱交換。これにより、冷却流体は、ヒートポンプの第2の中間流体(HPF2)から熱を伝達する。
According to a preferred embodiment of the invention, the cooling fluid operates as follows:
-The first heat exchange in the first heat exchanger of the pump, represented by the evaporator of the heat pump (VPC of FIGS. 3 and 4). As a result, the cooling fluid acquires heat from the first intermediate fluid (HPF1) of the heat pump.
-The second heat exchange in the second heat exchanger of the pump, represented by the condenser of the heat pump (CPC in FIGS. 3 and 4). As a result, the cooling fluid transfers heat from the second intermediate fluid (HPF2) of the heat pump.

本発明の目的のために、第1の中間流体(HPF1)は、海水(又は上で定義されたように真水)によって表され、これは約9℃の温度で抽出され、ガス化ラインの自給率を考慮して約4.4MWt、及び再ガス化ターミナルの電気負荷の1/4のものによる9.8MWtに対応する熱交換によって、ヒートポンプ(VPC)の蒸発器内で約4℃に冷却される。 For the purposes of the present invention, the first intermediate fluid (HPF1) is represented by seawater (or fresh water as defined above), which is extracted at a temperature of about 9 ° C. and is self-sufficient in the gasification line. It is cooled to about 4 ° C. in the evaporator of the heat pump (VPC) by heat exchange corresponding to about 4.4 MWt considering the rate and 9.8 MWt by one of the electric load of the regasification terminal. To.

任意選択で、ヒートポンプの使用の前に、海水は、物質及び有機材料、例えば藻類、軟体動物、及び砂又は粒子状物質などの無機材料を保持するために濾過ステップにかけられる。 Optionally, prior to the use of the heat pump, seawater is subjected to a filtration step to retain substances and organic materials such as algae, mollusks, and inorganic materials such as sand or particulate matter.

本発明の代替の態様では、ヒートポンプの第1の中間流体(HPF1)は、周囲空気によって表され得る。 In an alternative aspect of the invention, the first intermediate fluid (HPF1) of the heat pump can be represented by ambient air.

本発明の目的のために、第2の中間流体(HPF2)は、温水であり、これは、ヒートポンプ(CPC)の凝縮器内で、再ガス化ラインの自給率を考慮して5.1MWt、及び再ガス化ターミナルの電気負荷の1/4のものによる11.4MWtに対応する熱交換によって、約18℃から約23℃に加熱される。 For the purposes of the present invention, the second intermediate fluid (HPF2) is hot water, which is 5.1 MWt, in the condenser of the heat pump (CPC), taking into account the self-sufficiency of the regasification line. And heat exchange corresponding to 11.4 MWt by 1/4 of the electric load of the regasification terminal is heated from about 18 ° C to about 23 ° C.

本発明の特に好ましい態様によれば、第2の中間流体(HPF2)の回路は、液化天然ガス(LNG)再ガス化バイパス回路に統合される。 According to a particularly preferred embodiment of the invention, the circuit of the second intermediate fluid (HPF2) is integrated into the liquefied natural gas (LNG) regasification bypass circuit.

特に、そのような統合は、第2の中間流体(HPF2)が液化天然ガスに熱を伝達する熱交換器(図3のHE4)によって実装される。 In particular, such integration is implemented by a heat exchanger (HE4 in FIG. 3) in which the second intermediate fluid (HPF2) transfers heat to the liquefied natural gas.

好ましい態様によれば、第2の中間流体(HPF2)との熱交換の液化天然ガス流対象物は、第1の熱交換器(HE1)からのLNG出力であり、少なくとも部分的に再ガス化されている。 According to a preferred embodiment, the liquefied natural gas flow object for heat exchange with the second intermediate fluid (HPF2) is the LNG output from the first heat exchanger (HE1), at least partially regasified. Has been done.

さらに、熱交換器(HE4)から排出される再ガス化液化天然ガスの一部は、ボイラ回路のボイラに供給するために使用されてよい。 Further, a portion of the regasified liquefied natural gas discharged from the heat exchanger (HE4) may be used to supply the boiler of the boiler circuit.

本発明のさらにより好ましい態様によれば、閉ガスサイクルのタービンによって生成された電力の一部が、ヒートポンプ、特にヒートポンプの圧縮機(CPC)に供給される。 According to an even more preferred embodiment of the present invention, a portion of the electric power generated by the turbine of the closed gas cycle is supplied to the heat pump, particularly the compressor (CPC) of the heat pump.

本発明の第2の目的によれば、熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法が説明されている。 According to a second object of the present invention, a method for generating thermal energy and electrical energy is described.

本発明の目的のために、そのような方法は、液化ガスの再ガス化及び/又は再ガス化ガスの加熱(又は過熱)方法も意味する。 For the purposes of the present invention, such a method also means a method of regasifying a liquefied gas and / or heating (or overheating) the regasified gas.

そのような用途の一つは、例えば低温ガスの貯蔵である。 One such application is, for example, the storage of cold gas.

特に、そのような方法は、作用流体を用いて閉ガスサイクルを作動させるステップ1)を含む。 In particular, such methods include step 1) of operating a closed gas cycle with a working fluid.

好ましくは、ステップ1)は、以下のステップを含む:
i)閉ガスサイクルの作用流体によって1つ以上の熱エネルギー取得ステップを実施するステップ、
ii)前記作用流体によって電気エネルギー発生ステップを実施するステップ、及び
iii)閉ガスサイクルの作用流体から液化流体への熱エネルギー伝達ステップを実施するステップ。
Preferably, step 1) includes the following steps:
i) Performing one or more thermal energy acquisition steps with the working fluid of a closed gas cycle,
ii) A step of carrying out an electric energy generation step by the working fluid, and iii) a step of carrying out a thermal energy transfer step from the working fluid to the liquefied fluid of a closed gas cycle.

本発明の一態様では、そのような液化流体は、熱交換器内の液化天然ガス(LNG)である。 In one aspect of the invention, such a liquefied fluid is liquefied natural gas (LNG) in a heat exchanger.

本発明の目的のために、閉ガスサイクルの前記作用流体は、空気、窒素、ヘリウム、アルゴンを含む群から選択される。 For the purposes of the present invention, the working fluid of a closed gas cycle is selected from the group comprising air, nitrogen, helium and argon.

本発明によれば、閉ガスサイクルは、好ましくは単原子ガスからなる流体と共に作動する。 According to the present invention, the closed gas cycle operates with a fluid preferably composed of monatomic gas.

好ましくは、閉ガスサイクルの作用流体は、アルゴンである。 Preferably, the working fluid of the closed gas cycle is argon.

電気エネルギーを発生させるステップii)に関して、これは、好ましくは、閉ガスサイクルのタービン(T2)に連結された発電機(G1)によって実施される。 With respect to step ii) for generating electrical energy, this is preferably carried out by a generator (G1) coupled to a closed gas cycle turbine (T2).

さらに、そのようなステップii)は、熱を取得するステップi)の後及び熱エネルギーを伝達するステップiii)の前に実施される。 Further, such step ii) is performed after step i) to acquire heat and before step iii) to transfer heat energy.

本発明の好ましい態様によれば、閉ガスサイクルの作用流体による1つ又は複数の熱取得ステップを実施する上記で説明したステップi)は、ステップAを含む。 According to a preferred embodiment of the invention, step i) described above for performing one or more heat acquisition steps with a working fluid of a closed gas cycle comprises step A.

本発明の別の態様によれば、上記で説明したステップi)は、ステップAの代替として又はそれに加えてステップA’を含む。 According to another aspect of the invention, step i) described above comprises step A'as an alternative to or in addition to step A.

好ましくは、前記ステップA及びA’の一方又は両方は、低温熱源からの熱エネルギーの取得を含む。 Preferably, one or both of the steps A and A'includes the acquisition of thermal energy from a cold heat source.

好ましくは、ステップA’は、高温熱源からの熱エネルギーの取得を含む。 Preferably, step A'includes the acquisition of thermal energy from a hot heat source.

上記で説明したように、本発明の目的のために、用語「低温熱源」は、例えば、周囲空気、海水、低温太陽熱加熱、低温熱出力学サイクルの排熱、プロセス熱回収及び/又は低温機械を意味することを意図している。 As described above, for the purposes of the present invention, the term "cold heat source" is used, for example, ambient air, seawater, cold solar heating, waste heat of the cold heat output cycle, process heat recovery and / or cold machinery. Is intended to mean.

低温源は約180℃未満、好ましくは約120℃未満の温度で作動することが理解される。 It is understood that the cold source operates at temperatures below about 180 ° C, preferably less than about 120 ° C.

本発明の目的のために、「高温熱源」という用語は、例えば、高温太陽熱加熱、高温熱出力学的サイクルの排熱、ガスタービン又は内燃機関の排出ガス、プロセス熱回収及び/又は高温機械を意味することを意図している。 For the purposes of the present invention, the term "hot heat source" refers to, for example, high temperature solar heating, high temperature heat output cycle exhaust heat, gas turbine or internal combustion engine exhaust, process heat recovery and / or high temperature machinery. Intended to mean.

高温源は、180℃より高い、好ましくは300℃より高い、さらにより好ましくは400℃より高い温度で作動することが理解される。 It is understood that the hot source operates at temperatures above 180 ° C, preferably above 300 ° C, and even more preferably above 400 ° C.

本発明の特に好ましい態様では、海水から熱エネルギーを取得するステップAが、実施される。 In a particularly preferred embodiment of the present invention, step A of acquiring thermal energy from seawater is carried out.

代替の態様では、ステップAは、BOG圧縮機内で圧縮された後にBOGによって加熱された温水からの熱エネルギーの取得の代替として、又はそれに加えて実施される。 In an alternative embodiment, step A is performed as an alternative to, or in addition to, the acquisition of thermal energy from hot water heated by the BOG after being compressed in the BOG compressor.

本発明の別の特に好ましい態様では、ステップA’は、過熱水から、又はボイラ回路のジアテルミーオイルから、又はボイラによって生成された蒸発気から熱エネルギーを取得することで実施される。 In another particularly preferred embodiment of the invention, step A'is carried out by obtaining thermal energy from superheated water, from the diathermy oil of the boiler circuit, or from the evaporative air produced by the boiler.

上記で説明したように、ステップiii)は、液化天然ガスに熱エネルギーを伝達することを含み、液化天然ガスはこうして再ガス化される。 As described above, step iii) involves transferring heat energy to the liquefied natural gas, which is thus regasified.

そのような再ガス化は、特に、熱交換器(HE1)内で実施され、閉ガスサイクルの作用流体は、熱エネルギーの伝達を作動させる。 Such regasification is carried out specifically in the heat exchanger (HE1), and the working fluid of the closed gas cycle activates the transfer of thermal energy.

本発明の特定の態様では、ステップA’のボイラには、閉ガスサイクルの作用流体によって作動される熱の伝達によって熱交換器(HE1)内で再ガス化された液化天然ガスの一部が供給される。 In a particular aspect of the invention, the boiler in step A'contains some of the liquefied natural gas regasified in the heat exchanger (HE1) by heat transfer actuated by the working fluid of the closed gas cycle. Be supplied.

上記で説明した方法は、好ましくは、上記で説明したように本発明にしたがって変更された液化天然ガス(LNG)の再ガス化ライン内で作動される。 The method described above is preferably operated within a regasification line of liquefied natural gas (LNG) modified according to the invention as described above.

本発明の代替の実施形態によれば、方法は、以下のさらなるステップを含む:
2)以下のステップによってヒートポンプ(HP)を作動させるステップ:
a)冷却流体と第1の中間流体(HPF1)との間で第1の熱交換を実装するステップであって、前記中間流体(HPF1)は熱エネルギーを前記冷却流体に伝達する、ステップ、
b)前記冷却流体と第2の中間流体(HPF2)との間で第2の熱交換を作動させるステップであって、前記冷却流体は熱エネルギーを前記第2の中間流体(HPF2)に伝達する、ステップ、及び
3)前記第2の中間流体(HPF2)と液化天然ガス(LNG)との間で熱交換を作動させるステップ。
According to an alternative embodiment of the invention, the method comprises the following additional steps:
2) Step to operate the heat pump (HP) by the following steps:
a) A step of implementing a first heat exchange between a cooling fluid and a first intermediate fluid (HPF1), wherein the intermediate fluid (HPF1) transfers heat energy to the cooling fluid.
b) A step of activating a second heat exchange between the cooling fluid and the second intermediate fluid (HPF2), wherein the cooling fluid transfers heat energy to the second intermediate fluid (HPF2). , And 3) the step of activating heat exchange between the second intermediate fluid (HPF2) and the liquefied natural gas (LNG).

ステップ3)を参照すると、これは、好ましくは、第1の熱交換器(HE1)内で少なくとも部分的に再ガス化された液化天然ガス流上で作動される。 With reference to step 3), it is preferably operated on a liquefied natural gas stream that is at least partially regasified in the first heat exchanger (HE1).

本発明の方法の特に好ましい態様によれば、ステップ2)で作動されるヒートポンプは、ステップii)で生成された電気エネルギー、特にタービンT2に連結された発電機G1によって生成された電気エネルギーが供給される。


According to a particularly preferred embodiment of the method of the present invention, the heat pump operated in step 2) is subjected to the electric energy generated in step ii) , particularly the electric energy generated by the generator G1 connected to the turbine T2. Is supplied.


特に、冷却流体を循環させるためのポンプが、供給される。 In particular, a pump for circulating the cooling fluid is supplied.

さらなる目的では、液化天然ガス(LNG)の1つ又は複数の再ガス化ラインを備える再ガス化ターミナルが、説明される。 For further purposes, a regasification terminal with one or more regasification lines of liquefied natural gas (LNG) is described.

特に、各再ガス化ラインは、本発明に従って上記で説明したラインである。 In particular, each regasification line is the line described above according to the present invention.

再ガス化ターミナルは、プラントとして意味され、通常、以下によって表される共通の構造を備える:
-液化天然ガス貯蔵タンク、
-極低温ポンプを備える圧縮セクション:通常、これは、低圧ポンプ(約400kWeを消費する)及び高圧ポンプ(約1300kWeを消費する)である
-ボイルオフガス圧縮機(BOG圧縮機)、
-利用可能であれば電気エネルギー供給装置、又は例えばガスタービンもしくは内燃機関などの発電ユニットのための外部ネットワークへの連結、
-液化ガスの気化セクション、例えば、その空気供給回路及び相対圧縮機を備えた水中燃焼気化技術又はオープンラック気化器によるもの、
-異なる要件を満たし、プラントの良好な柔軟性を可能にするための、1つ又は複数の従来の再ガス化ライン及び上記で説明したバイパス構成による少なくとも1つ。
The regasification terminal is meant as a plant and usually has a common structure represented by:
-Liquefied natural gas storage tank,
-Compression section with cryogenic pump: Normally this is a low pressure pump (consumes about 400 kW) and a high pressure pump (consumes about 1300 kW) -Boil-off gas compressor (BOG compressor),.
-Connecting to an electrical energy supply, if available, or an external network for a power generation unit such as a gas turbine or internal combustion engine,
-Vaporization section of liquefied gas, eg, by underwater combustion vaporization technology or open rack vaporizer with its air supply circuit and relative compressor.
-At least one with one or more conventional regasification lines and the bypass configuration described above to meet different requirements and allow for good plant flexibility.

本発明の一態様では、ターミナルは、2、3、4、5、又は6つのライン、好ましくは4つのラインを備える。 In one aspect of the invention, the terminal comprises 2, 3, 4, 5, or 6 lines, preferably 4 lines.

異なる再ガス化ラインは、平行に作動する。 Different regasification lines operate in parallel.

したがって、そのような構造は、本発明によって提案された技術を既存のプラントに適応することを可能にする(改造)。 Therefore, such a structure makes it possible to adapt the technique proposed by the present invention to an existing plant (modification).

本発明の目的のために、再ガス化ターミナルの新しい実施形態は、上記で説明したバイパス構成による1つ又は複数の再ガス化ラインを備えることができ、例えばSCV型の「従来の」気化セクションを含まない。 For the purposes of the present invention, new embodiments of the regasification terminal can include one or more regasification lines with the bypass configuration described above, eg, an SCV type "conventional" vaporization section. Does not include.

プラントの技術的要件に対して、単一回路のいくつかの要素がより多くの再ガス化ラインに共通であることを排除することはできない。 For the technical requirements of the plant, it cannot be ruled out that some elements of a single circuit are common to more regasification lines.

特に、ラインごとの独立した閉ガスサイクルを配置することにより、各ライン内の熱交換効率を変更することが可能になり、それによって広い作用柔軟性が可能になる。 In particular, by arranging an independent closed gas cycle for each line, it is possible to change the heat exchange efficiency in each line, which enables a wide range of working flexibility.

したがって、異なる再ガス化ラインを備えるプラントを実現する可能性により、柔軟性の点で明らかな利点を伴って、各再ガス化ラインにおいて、同時に又は同時でなく独立した方法で本発明の方法を作動させることが可能になる。 Therefore, the possibility of realizing a plant with different regasification lines has the obvious advantage in terms of flexibility, in each regasification line the method of the invention in an independent manner, not simultaneously or simultaneously. It will be possible to operate.

前述の説明から、当業者は、本発明によって提供される多数の利点を理解することができる。 From the above description, one of ordinary skill in the art can understand a number of advantages provided by the present invention.

まず第一に、エネルギーの面での利点は重要であり、これは11%を達成し、海水とヒートポンプの使用を提供する構成では37%も達成する。 First of all, the energy advantage is important, achieving 11% and as much as 37% in configurations that provide the use of seawater and heat pumps.

説明する方法が、ガス化ラインの電気的要件をカバーし、2~3の圧縮比を使用し、したがって圧縮機及びタービンの段数を制限しながら、約120~180℃の低温ボイラでの作用を可能にすることを過小評価すべきではない。 The method described covers the electrical requirements of the gasification line and uses a compression ratio of 2-3, thus limiting the number of stages of the compressor and turbine while working in a low temperature boiler at about 120-180 ° C. It should not be underestimated to be possible.

さらに、再ガス化負荷が減少した場合には、閉ガスサイクルの循環作用流体の流量は、圧縮機への引き込みと送出との間の中間圧力で作動する外側タンクによって調節することができる。したがって、閉ガスサイクルは、システムの効率を低下させることなく調整することができる。 In addition, when the regasification load is reduced, the flow rate of the circulating working fluid in the closed gas cycle can be regulated by an outer tank operating at an intermediate pressure between pulling in and out of the compressor. Therefore, the closed gas cycle can be adjusted without reducing the efficiency of the system.

説明した技術はまた、技術的又はメンテナンス上の問題によって閉ガスサイクルがどのように連結解除されても、エネルギーバイパス構成においても作用することを可能にする。 The techniques described also allow the closed gas cycle to operate in an energy bypass configuration no matter how it is disconnected due to technical or maintenance issues.

このエネルギーバイパス構成は、生成を停止することなくプラントの電気負荷及び熱的負荷を調節すること、再ガス化のために外部ネットワークからの電気エネルギーを利用すること、又は説明したモジュラーシステムと共に作動し、過剰な電気生産(電気的余剰)の条件下で他のラインからエネルギーを引き出し、外部ネットワークの使用を回避することを可能にする。 This energy bypass configuration regulates the electrical and thermal loads of the plant without stopping production, utilizes electrical energy from external networks for regasification, or works with the modular system described. It makes it possible to draw energy from other lines under the condition of excessive electrical production (electrical surplus) and avoid the use of external networks.

このエネルギーバイパス構成は、従来の再ガス化ラインの維持及び/又は誤った管理の間にプラントに電気エネルギーを提供し、こうしてLNG流量の一部で作動することを可能にする。 This energy bypass configuration provides electrical energy to the plant during maintenance and / or mismanagement of conventional regasification lines, thus allowing it to operate at part of the LNG flow rate.

さらに、プロセスパラメータは、とりわけ従来の冶金術を必要とする、構造的に単純で容易に入手可能な設備を使用することを可能にする。したがって、全体として、プラントの製造コストの低減につながる。 In addition, process parameters make it possible to use structurally simple and readily available equipment that requires, among other things, conventional metallurgy. Therefore, as a whole, it leads to a reduction in the manufacturing cost of the plant.

本発明の目的により使用される閉ガスサイクルの作用流体は、単原子ガスである。 The working fluid of the closed gas cycle used for the purposes of the present invention is a monatomic gas.

単原子ガスの使用は、多原子ガスを有するものと比較してより単純なターボ機械の使用を可能にし、ここでより単純な機械とは、可変の子午線プロファイルがほとんどない機械を意味する。 The use of monatomic gas allows the use of simpler turbomachinery compared to those with polyatomic gas, where a simpler machine means a machine with few variable meridian profiles.

特に、単原子ガスの利点に加えてアルゴンの使用もまた、飽和曲線の近くで実際のガスの好ましい効果を利用する可能性を可能にする。すなわち、圧縮作用は、完全なガスのものより少ない。アルゴンの別の利点は、高分子量(40kg/kmol)を有することであり、これは、低いエンタルピーシフトを有し、これらが発電機に直接結合する可能性によって低回転速度を有するため、少ない段及びわずかな機械的応力でターボ機械を作ることを可能にする。 In particular, in addition to the advantages of monatomic gas, the use of argon also allows the possibility of utilizing the positive effects of the actual gas near the saturation curve. That is, the compression effect is less than that of a complete gas. Another advantage of argon is that it has a high molecular weight (40 kg / kmol), which has a low enthalpy shift and a low rotational speed due to the possibility that they bind directly to the generator, so there are few steps. And makes it possible to make turbomachines with a small amount of mechanical stress.

アルゴンが化学的に不活性であること、不燃性であること、最終的には、低コストで広く利用可能であることも忘れてはならない。 It should also be remembered that argon is chemically inert, nonflammable, and ultimately widely available at low cost.

さらに、アルゴンの使用は、予備計算に基づくターボ機械の設計及びそのサイジングをより容易にする。 In addition, the use of argon facilitates the design of turbomachinery based on preliminary calculations and its sizing.

この方法は、プラント全体又は再ガス化プラント全体の電力の一部の、再ガス化ラインの電気的バランスを完全に閉じる。 This method completely closes the electrical balance of the regasification line, which is part of the power of the entire plant or the entire regasification plant.

一方、特定の技術に関しては、SCVのように熱出力消費はなく、再ガス化と結び付けられたサイクルの効率が達成され、サイクルの総熱入口量と比較した、再ガス化のための電力及び熱出力の合計に関して表わすと1に近く、燃料ガス消費は、40%を超える利点を伴って低減され(燃料ガス節約量-FGS=ガスサイクル消費量-SCV消費量/SCV消費量)、最終的に40%のCO排出量の低減となる。 On the other hand, for certain technologies, there is no heat output consumption like SCV, the efficiency of the cycle associated with regassing is achieved, and the power for regassing and compared to the total heat inlet of the cycle. In terms of total heat output, it is close to 1, and fuel gas consumption is reduced with an advantage of over 40% (fuel gas savings-FGS = gas cycle consumption-SCV consumption / SCV consumption) and finally. It results in a 40% reduction in CO 2 emissions.

オープンラック気化器と比較して、本発明は、ORVの使用を妨げるであろう条件であっても、例えば、5℃を下回る海水温度の場合、及び低LNG流量のサイズが利用可能でない場合でも、海水の使用を可能にする。さらに、海水を化学的に処理し、パネルの高さによるレベルの差を克服するために海水を圧送する必要はなく、使用する設備の供給元を広く利用することができ、見つけることが容易である。 Compared to open rack vaporizers, the invention presents the present invention even under conditions that would interfere with the use of ORVs, for example, at seawater temperatures below 5 ° C., and even when low LNG flow sizes are not available. , Allows the use of seawater. In addition, it is not necessary to chemically treat the seawater and pump it to overcome the level difference due to the height of the panel, the source of the equipment used is widely available and easy to find. be.

空気加熱技術によって熱交換器HE3内の周囲空気の使用を提供する実施形態は、閉ガスサイクルへの熱の伝達によって冷却された空気をタービン自体に吹き付けることによってタービンの効率を改善し、このようにして電力の格下げを回避することを可能にする。 Embodiments that provide the use of ambient air in the heat exchanger HE3 by air heating technology improve the efficiency of the turbine by blowing air cooled by the transfer of heat to the closed gas cycle onto the turbine itself, thus And make it possible to avoid power downgrades.

このような利点は、特に周囲温度がすでに高い(暖かい国)場合に重要であり、ガスタービンが電気負荷(例えばプラントベース負荷)の一部を賄い、閉ガスサイクルと統合されていない場合にも見出される。 These advantages are especially important when the ambient temperature is already high (warm countries), even if the gas turbine covers part of the electrical load (eg plant-based load) and is not integrated with the closed gas cycle. Found.

BOG回路の使用を含む実施形態は、BOG再凝縮器に入る前にBOGの予冷を実行するという特定の利点を有する。 Embodiments that include the use of BOG circuits have the particular advantage of performing BOG precooling prior to entering the BOG recondensator.

さらに、これは、燃料を使用せずに作用流体をさらに加熱することを可能にする。 In addition, this allows the working fluid to be further heated without the use of fuel.

また、多相圧縮の場合には、各BOG圧縮段階の後に利用可能な熱を閉ガスサイクルに徐々に導入することも可能であり、こうして非常に効率的な加熱を徐々に得る。 Also, in the case of polyphase compression, it is also possible to gradually introduce the heat available after each BOG compression step into the closed gas cycle, thus gradually obtaining very efficient heating.

ヒートポンプの使用を含む本発明の実施形態は、さらなる利点を提供する。 Embodiments of the invention, including the use of heat pumps, provide additional advantages.

第一に、ヒートポンプと統合された閉ガスサイクルの場合、最大35%までの利点(燃料ガス節約量(FGS)=(ガスサイクル消費量-SCV消費量)/SCV消費量で表される)を伴って、SCV技術に関し燃料ガス消費量の低減が得られる。 First, for closed gas cycles integrated with heat pumps, the benefits of up to 35% (fuel gas savings (FGS) = (gas cycle consumption-SCV consumption) / SCV consumption) Along with this, a reduction in fuel gas consumption can be obtained with respect to SCV technology.

さらに、ヒートポンプは効率的であり、LNGを再ガス化するために伝達される熱出力と、海水から再ガス化されるLNGへエネルギーを伝達するために消費される(電力)出力とを表わす成績係数(COP)-最大15を有する。 In addition, heat pumps are efficient and represent the heat output transferred to regasify LNG and the (power) output consumed to transfer energy from seawater to the regasified LNG. Coefficient of Performance (COP) -Has a maximum of 15.

さらに、ヒートポンプは、3°C~12°C(及びそれ以上)の海水温度と最大10°Cの熱交換器HE4からの出口温度との間で作用する。これにより、ヒートポンプの非常に高いCOPを達成することが可能になる(そのような構成では、ヒートポンプはチラーとして作動する)。 In addition, the heat pump acts between a seawater temperature of 3 ° C to 12 ° C (and above) and an outlet temperature from the heat exchanger HE4 at a maximum of 10 ° C. This makes it possible to achieve a very high COP for the heat pump (in such a configuration, the heat pump acts as a chiller).

間違いなく、ヒートポンプの設置は柔軟性があり、これは、海の近く又は再ガス化プラントの近くに置くことができる。そのような柔軟性の結果、用途の特異性に従って、経路海水パイプを最適化する可能性をもたらす。 Undoubtedly, the installation of the heat pump is flexible and it can be placed near the sea or near the regasification plant. As a result of such flexibility, it offers the possibility of optimizing route seawater pipes according to the specificity of the application.

当業者は、上記で説明する技術がどのようにして新しい再ガス化ライン又はプラントの建設だけでなく既存のプラントの変更(改造)にも適用され得るかをさらに容易に理解することができる。 One of ordinary skill in the art can more easily understand how the techniques described above can be applied not only to the construction of new regasification lines or plants, but also to the modification (modification) of existing plants.

本発明によって説明される再ガス化ターミナルは、プラント流量を再ガス化され又は貯蔵されたLNGのニーズに適応させるニーズ、それとは対照的にプラントの作動をLNGの流れのあらゆる低減に適合させるニーズ、明白な管理の柔軟性による、例えば1つ又は複数のラインの日常的なメンテナンス及び特別なメンテナンスに関連付けられる技術的要件のニーズなどのいくつかのニーズを満たすことを可能にする。 The regasification terminal described by the present invention needs to adapt the plant flow to the needs of regasified or stored LNG, in contrast to the needs to adapt the plant operation to any reduction in LNG flow. With obvious management flexibility, it makes it possible to meet some needs, such as the needs of technical requirements associated with routine and special maintenance of one or more lines.

上記で説明したものに加えて、本発明は、ベース負荷及び小規模プラントチューブに適用できることに留意されたい。 Note that in addition to those described above, the invention is applicable to base loads and small plant tubes.

本発明は、特に液化天然ガス(LNG)の再ガス化に関して説明されているが、本明細書に説明する再ガス化ライン、再ガス化ターミナル、及び再ガス化方法は、低温(約0℃未満)又は極低温(-45℃未満)で貯蔵された他の液化流体の再ガス化又は気化にも同様に適用できることに留意されたい。 Although the present invention has specifically described the regasification of liquefied natural gas (LNG), the regasification lines, regasification terminals, and regasification methods described herein are low temperature (about 0 ° C.). Note that it is similarly applicable to the regasification or vaporization of other liquefied fluids stored at less than) or very cold (less than -45 ° C).

例えば、本発明は、他の液化ガス、例えば、空気、窒素、炭化水素化合物、例えば、プロパン及びブタンなどのアルカン、もしくは、エチレン、プロピレンなどのアルケンなど、又は液化天然ガス(LNG)、水素の再ガス化又は気化にも適用を見出すであろう。 For example, the present invention relates to other liquefied gases such as air, nitrogen, hydrocarbon compounds such as alkanes such as propane and butane, or alkenes such as ethylene and propylene, or liquefied natural gas (LNG), hydrogen. It will also find application in regasification or vaporization.

さらに、本発明は、再ガス化される流体(窒素、水素及び他の上記の気体)ではなく、液体又は固体の極低温貯蔵物もコールドウエルとして使用して適用され得る。 Further, the present invention may be applied using a liquid or solid cryogenic storage as a cold well rather than a regasified fluid (nitrogen, hydrogen and other gases described above).

一方、別の用途では、これは、ガス状の極低温の貯蔵物、液体又は固体のものを形成するために使用可能である。 On the other hand, in another application, it can be used to form gaseous cryogenic reservoirs, liquids or solids.

Claims (20)

液化ガスの再ガス化ライン内で熱エネルギー及び電気エネルギーを発生させるための方法であって、
前記再ガス化ラインは、
作用流体と共に作動する閉ガスサイクルのセクションと、
前記作用流体の熱が前記液化ガスにその再ガス化のために伝達される第1の熱交換器(HE1)と、
前記作用流体によって電流を発生させるためのタービン(T2)と、
前記作用流体に熱を伝達する第1の中間流体の回路の一部である第2の熱交換器(HE2)と、
前記作用流体に熱を伝達する第2の中間流体の回路の一部である第3の熱交換器(HE3)と、
を備え、
前記第1の中間流体の回路は、ボイラ回路、又は前記ボイラ回路のボイラによって生成された蒸発気で作動する回路であり、
前記第2の中間流体は、海水又は周囲空気であり、
前記方法は、
1)作用流体を用いて閉ガスサイクルを作動させるステップであって、
前記作動させるステップは、
i)海水又は周囲空気から熱エネルギーを取得するステップ(ステップA)を含む、前記作用流体によって熱エネルギーを取得する1つ又は複数のステップと、
ii)前記閉ガスサイクルの作用流体を用いて電気エネルギーを発生させるステップと、
iii)前記第1の熱交換器(HE1)内で前記作用流体から液化ガスに熱エネルギーを伝達するステップとを含む、作動させるステップ、
を含む、方法。
A method for generating thermal and electrical energy within a regasification line of liquefied gas.
The regasification line is
A section of the closed gas cycle that works with the working fluid,
A first heat exchanger (HE1) in which the heat of the working fluid is transferred to the liquefied gas for its regasification.
A turbine (T2) for generating an electric current by the working fluid, and
A second heat exchanger (HE2), which is part of the circuit of the first intermediate fluid that transfers heat to the working fluid, and
A third heat exchanger (HE3), which is part of the circuit of the second intermediate fluid that transfers heat to the working fluid, and
Equipped with
The circuit of the first intermediate fluid is a boiler circuit or a circuit operated by the evaporative air generated by the boiler of the boiler circuit.
The second intermediate fluid is seawater or ambient air.
The method is
1) It is a step to operate a closed gas cycle using a working fluid.
The step to operate is
i) One or more steps of acquiring thermal energy by the working fluid, including the step of acquiring thermal energy from seawater or ambient air (step A).
ii) Steps to generate electrical energy using the working fluid of the closed gas cycle,
iii) A step of operating, including a step of transferring heat energy from the working fluid to the liquefied gas in the first heat exchanger (HE1).
Including, how.
ボイラ水の冷却及び前記第1の熱交換器(HE1)から出力される閉ガスサイクルの前記作用流体の加熱が、前記第2の熱交換器(HE2)内で実施される、請求項に記載の方法。 According to claim 1 , cooling of the boiler water and heating of the working fluid of the closed gas cycle output from the first heat exchanger (HE1) are carried out in the second heat exchanger (HE2). The method described. ボイラ水の冷却及び第3の熱交換器(HE3)から出力される前記閉ガスサイクルの前記作用流体の加熱が、前記第2の熱交換器内で実施される、請求項又はに記載の方法。 The first or second claim, wherein the cooling of the boiler water and the heating of the working fluid of the closed gas cycle output from the third heat exchanger (HE3) are carried out in the second heat exchanger. the method of. 第3の熱交換器(HE3)内で、海水の冷却及び前記第1の熱交換器(HE1)から出力される前記閉ガスサイクルの前記作用流体の加熱が、前記液化ガスを前記作用流体で再ガス化するために実施される、請求項1~のいずれか1つに記載の方法。 In the third heat exchanger (HE3), cooling of seawater and heating of the working fluid of the closed gas cycle output from the first heat exchanger (HE1) cause the liquefied gas to be the working fluid. The method according to any one of claims 1 to 3 , which is carried out for regassing. 前記第2の熱交換器(HE2)からの前記第1の中間流体が、ボイラによって生成された蒸発気との熱交換のためにボイラ回路のボイラ内に送られる、請求項のいずれか1つに記載の方法。 Claims 1 to 4 , wherein the first intermediate fluid from the second heat exchanger (HE2) is sent into the boiler of the boiler circuit for heat exchange with the evaporative air generated by the boiler. The method described in any one. 前記閉ガスサイクルのタービン(T2)には、前記第2の熱交換器(HE2)から出力される加熱された前記閉ガスサイクルの前記作用流体が供給される、請求項1~のいずれか1つに記載の方法。 Any one of claims 1 to 5 , wherein the turbine (T2) of the closed gas cycle is supplied with the working fluid of the closed gas cycle heated, which is output from the second heat exchanger (HE2). The method described in one. 前記閉ガスサイクルの前記タービン(T2)には、前記ボイラ回路の前記ボイラからの出力として加熱された前記閉ガスサイクルの前記作用流体が供給される、請求項に記載の方法。 The method of claim 5 , wherein the turbine (T2) of the closed gas cycle is supplied with the working fluid of the closed gas cycle heated as an output from the boiler of the boiler circuit. 前記ボイラ回路が、前記閉ガスサイクルの作用流体と前記液化ガスとの間の熱交換が中で実装される前記第1の熱交換器(HE1)から出力された再ガス化ガスの一部が供給されるボイラを備える、請求項1~のいずれか1つに記載の方法。 A part of the regasified gas output from the first heat exchanger (HE1) in which the boiler circuit is mounted in which heat exchange between the working fluid of the closed gas cycle and the liquefied gas is carried out. The method according to any one of claims 1 to 7 , comprising a boiler to be supplied. ヒートポンプ(HP)をさらに備え、前記ヒートポンプは、
-冷却流体回路と、
-冷却流体と前記ヒートポンプの第1の中間流体(HPF1)との間の熱交換のための前記ヒートポンプの第1の熱交換器(CPC)、及び冷却流体と前記ヒートポンプの第2の中間流体(HPF2)との間の熱交換のための前記ヒートポンプの第2の熱交換器(VPC)と、
-前記第2の中間流体(HPF2)と前記液化ガスとの間の熱交換のための別の熱交換器(HE4)とを備え、
前記方法は、さらに、
2)以下のステップによってヒートポンプ(HP)を作動させるステップであって、
a)冷却流体と前記ヒートポンプの第1の中間流体(HPF1)との間で第1の熱交換を実装するステップであって、前記第1の中間流体(HPF1)は、前記冷却流体に熱を伝達する、ステップと、
b)前記冷却流体と前記ヒートポンプの第2の中間流体(HPF2)との間で第2の熱交換を実施するステップであって、前記冷却流体は、前記第2の中間流体(HPF2)に熱を伝達する、ステップとを含む、作動させるステップと、
3)前記第2の中間流体(HPF2)と前記液化ガスとの間で熱交換を実装するステップと、
を含む、請求項1~のいずれか1つに記載の方法。
A heat pump (HP) is further provided, and the heat pump is
-Cooling fluid circuit and
-The first heat exchanger (CPC) of the heat pump for heat exchange between the cooling fluid and the first intermediate fluid (HPF1) of the heat pump, and the second intermediate fluid (CPC) of the cooling fluid and the heat pump. The second heat exchanger (VPC) of the heat pump for heat exchange with HPF2) and
-Equipped with another heat exchanger (HE4) for heat exchange between the second intermediate fluid (HPF2) and the liquefied gas.
The method further comprises
2) It is a step to operate the heat pump (HP) by the following steps.
a) A step of implementing a first heat exchange between the cooling fluid and the first intermediate fluid (HPF1) of the heat pump, wherein the first intermediate fluid (HPF1) transfers heat to the cooling fluid. Communicate, steps, and
b) A step of performing a second heat exchange between the cooling fluid and the second intermediate fluid (HPF2) of the heat pump, wherein the cooling fluid heats the second intermediate fluid (HPF2). Including, including, stepping, and actuating,
3) A step of implementing heat exchange between the second intermediate fluid (HPF2) and the liquefied gas, and
The method according to any one of claims 1 to 8 , comprising.
前記ヒートポンプには、前記閉ガスサイクルの前記タービン(T2)に連結された発電機(G1)によって生成された電力が供給される、請求項に記載の方法。 The method of claim 9 , wherein the heat pump is supplied with electric power generated by a generator (G1) coupled to the turbine (T2) of the closed gas cycle. 前記第2の中間流体の回路が、BOG回路に追加され、前記BOG回路は、前記海水と前記BOG回路との間で熱交換を生じる熱交換器HE5を備える、請求項1~10のいずれか1つに記載の方法。 The second intermediate fluid circuit is added to the BOG circuit, and the BOG circuit includes a heat exchanger ( HE5 ) that causes heat exchange between the seawater and the BOG circuit, claims 1 to 10 . The method according to any one of. 前記ステップi)が、前記ステップAの代替又は追加で、過熱水又はジアテルミーボイラオイルから熱エネルギーを取得するステップ(ステップA’)を含む、請求項1~11のいずれか1つに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 11 , wherein step i) comprises the step (step A') of acquiring thermal energy from superheated water or diathermy boiler oil as an alternative or addition to step A. .. ステップ3)の前記液化ガスが、前記第1の熱交換器(HE1)内の部分的に再ガス化された液化ガスである、請求項に記載の方法。 The method according to claim 9 , wherein the liquefied gas in step 3) is a partially regasified liquefied gas in the first heat exchanger (HE1). ステップii)において生成された前記電気エネルギーをヒートポンプ(HP)に供給するステップを含む、請求項13のいずれか1つに記載の方法。 The method according to any one of claims 9 to 13 , comprising a step of supplying the electric energy generated in step ii) to a heat pump (HP). ステップiii)による再ガス化ガスの一部がボイラに供給されることを特徴とする、請求項14のいずれか1つに記載の方法。 The method according to any one of claims 9 to 14 , wherein a part of the regasified gas according to step iii) is supplied to the boiler. 前記作用流体が、アルゴン、窒素、ヘリウム、空気を含む群から選択される、請求項15のいずれか1つに記載の方法。 The method according to any one of claims 9 to 15 , wherein the working fluid is selected from the group containing argon, nitrogen, helium, and air. 前記液化ガスが、空気、窒素、プロパン及びブタンなどのアルカン、もしくは、エチレン、プロピレンなどのアルケンなどの炭化水素化合物、又は液化天然ガス(LNG)を含む群から選択される、請求項16のいずれか1つに記載の方法。 Claims 9-16 , wherein the liquefied gas is selected from the group comprising air, alkanes such as nitrogen, propane and butane, hydrocarbon compounds such as alkenes such as ethylene and propylene, or liquefied natural gas (LNG). The method according to any one of. ガス状、液体、又は固体の極低温貯蔵物を形成するための、請求項17のいずれか1つに記載の方法。 The method according to any one of claims 9 to 17 , for forming a gaseous, liquid, or solid cryogenic storage. 請求項1~18のいずれか1つに記載の方法により動作する1つ又は複数の液化ガス用の再ガス化ラインを備え、前記再ガス化ラインが平行である、液化ガス用の再ガス化ターミナル。 Regasification for liquefied gas comprising one or more regasification lines for liquefied gas operating by the method according to any one of claims 1-18 , wherein the regasification lines are parallel. Terminal. 水中燃焼気化器(SCV)又はオープンラック気化器型の気化セクションをさらに備える、請求項19に記載の液化ガス用の再ガス化ターミナル。 The regasification terminal for liquefied gas according to claim 19 , further comprising an underwater combustion vaporizer (SCV) or an open rack vaporizer type vaporization section.
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