CN111630313A - 在气体油轮的气体储存设施中处理气体的方法和*** - Google Patents

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    • F17C2225/044—Localisation of the filling point in the gas at several points, e.g. with a device for recondensing gas
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    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337—Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0358—Heat exchange with the fluid by cooling by expansion
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    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367—Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388—Localisation of heat exchange separate
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    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367—Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388—Localisation of heat exchange separate
    • F17C2227/0393—Localisation of heat exchange separate using a vaporiser
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    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
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Abstract

本发明一种气体存储设施(2)、特别是船上的气体存储设施的气体处理方法，所述方法包括以下步骤：从第一罐(4)或第一容器(5；500)中提取液态的第一气体(4a，4b，5a，5b)，对液态的第一气体进行第一过冷，和在所述第一罐(4)的或所述第一容器(5；500)的或第二罐的或第二容器的下部部分中储存液态的过冷的第一气体，以便在第一罐或第二罐(4)、或第一容器或第二容器(5；500)的底部处构成液态的第一气体的冷储备层(4c，5c，500c)。

Description

在气体油轮的气体储存设施中处理气体的方法和***
1、技术领域
本发明涉及一种气体存储设施的气体处理方法和***，气体存储设施特别是在诸如液化气运输船的船上，其设施由源自存储在船上的货物的气体提供动力。
2、背景技术
已知在船上运输处于液化形式的几种类型的气体以便于其长距离运输。液化气的示例是液化天然气(LNG)或液化石油气(LPG)。气体被冷却到非常低的温度，实际上甚至冷却到低温(cryogenic temperature)，以使它们在接近大气压的压力下呈液态并将其装载到专用容器上。液化天然气和液化石油气在任何类型的工业中均用作各种设备的燃料。最近，液化天然气已用于满足为船提供动力的能源需求，特别是那些运输液化石油气和液化天然气的船，以例如符合限制在“ECA”(排放控制区)和“SECA”(SOx排放控制区)区域中的硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)的排放的新的环保法规。
这些液化天然气和液化石油气在非常低的温度下存储在船上的绝热容器中，以使气体保持液态。容器吸收了容器内部的热量，这导致容器中的一部分气体蒸发，这被称为NBOG，即“Natural Boil-Off Gas(自然蒸发气体)”的缩写(与气体的强制蒸发或FBOG相反，FBOG“Forced Boil-Off Gas(强制蒸发气体)”的缩写)。其他参数，例如由于航行期间的海况和周围环境而导致的容器内部气体的移动，也会影响气体的蒸发。储存在容器上部部分中的、在液化气体上方的气态顶部空间中的这些气体蒸气增加了容器中的压力。压力的增加会导致容器破裂。
液化天然气的蒸气用于供应上述能量生产设施。在自然蒸发的情况中，其中自然蒸发的气体量不足以满足设施对燃料气体的需求，将诸如淹没在容器中的泵等的器件致动以在强制蒸发后供应更多的燃料气体。强制蒸发尤其是从热水进行，该热水由油或气体燃烧器加热。在此操作过程中，液化天然气的所有冷气都消失了。当蒸发的气体量相对于设施的需求而言太大时，过量的气体通常在气体燃烧单元中被焚化，这代表了货物的损失。
在当前技术中，对液化天然气容器的改进使得液化气体的自然蒸发率(BOR-蒸发率的缩写)越来越低。因此，船上的装置效率越来越高。因此，在上述第一情况和第二种情况中，其结果是，自然蒸发产生的气体量与船的设施所需的气体量之间的差异非常大。
关于液化石油气，气体的自然蒸发是不可避免的，并且例如发生在向储油罐充油，船舶航行或在储罐与外部环境之间进行热交换之后冷却储罐的操作期间。气体的蒸发由一个或多个再液化***控制，从而有可能限制液化气的自然蒸发，同时将其保持在热动力学状态，以使其能够经久耐用地存储，并同时控制存储容器中的压力。这是因为今天，运输液化石油气的船不能够焚化液化石油气的蒸气。再液化***从罐中提取气体蒸汽，将其再液化后再将其返回到储罐。这种或这些再液化***的资本成本约为船的价格的5％至10％。
本发明提出提供一种简单、有效且经济的解决方案，使得不论航行、容器或罐的冷却以及液化气到容器的填充的操作条件如何，都可以管理容器或罐中气体的自然蒸发或强制蒸发以及存储设施(尤其是船上)的能源需求。
3、发明内容
根据第一方面，本发明提供了一种气体存储设施的气体处理方法，该设施包括罐和容器，在所述罐中存储有第一气体，在所述容器中存储有第二气体，所述第二气体具有比所述第一气体更低的沸点，所述方法包括再液化阶段，在所述再液化阶段中，通过与在第二回路中流动的具有入口温度的液态的第二气体进行热交换，再液化从罐在第一回路中流动的第一气体的蒸气，第一气体的再液化蒸气被转移到罐中，第二气体在再液化之后以出口温度保持液态并被带回到容器，进行第一气体和第二气体之间的热交换，使得第一气体的再液化蒸气的出口温度在第一阈值和第二阈值之间。
因此，本发明使得可以通过使用旨在向气体存储设施供应的第二气体的冷来管理第一气体的蒸气，这使得可以在减少NOx和SOx排放的同时具有高效、经济的***。特别地，用意图返回到容器的处于液态的第二气体将第一气体的蒸气再液化，使得可以在合适的温度下再液化在第一气体的罐中产生的所有气体蒸气。第一气体蒸气的再液化与设施的消耗无关。在这种热交换之后，第二气体被加热，但保持液态，以便可以返回到容器中。
该方法可以包含彼此独立或彼此结合地采用的以下特征或阶段中的一项或多项：
-再液化阶段之前的第二气体的入口温度与再液化阶段之后的第二气体的出口温度之间的温度差在20℃至30℃范围内，
-在小于或等于容器的最大许可存储压力值的压力时，第二气体的出口温度小于第二气体的汽化温度，
-第一气体的再液化蒸气以大于或等于罐必须承受的最小温度值的温度转移到罐中，
-第一气体再液化后的第二气体的出口压力为8bar，
-第二气体的出口温度在2至20bar范围内的压力时在-155℃至-105℃范围内，
-第一气体的出口温度的第一阈值在大气压时基本接近第一气体的液化温度，并且第二阈值温度在大气压时比第一阈值小10℃至40℃，
-第一阈值约为-40℃，第二阈值约为-50℃，
-在热交换之前先压缩第一气体的蒸气，
-从容器的底部提取第二气体，
-再液化阶段期间的热交换是在填充第一气体的操作期间中或在冷却罐的操作期间进行的；
-第一气体是液化石油气。
-第二气体是液化天然气。
本发明还涉及一种气体存储设施的气体处理***，该***包括：
-罐，其中存储第一气体，
-容器，其中储存第二气体，该第二气体的沸点低于第一气体的沸点，
-第一回路，来自罐的第一气体的蒸气的至少一部分在该第一回路中流动，
-第二回路，来自容器的处于入口温度的液态的第二气体的至少一部分在该第二回路中流动，和
-热交换器，其被配置为通过与液态的第二气体进行热交换来再液化第一气体的至少一部分，第一气体的再液化蒸汽被转移到罐中，并且第二气体在再液化之后以出口温度被保持在液态并返回到容器中，且所述热交换器被配置为以使第一气体的蒸汽的出口温度在第一阈值和第二阈值之间。
根据本发明的装置可以包括彼此分开或彼此组合地采用的以下特征中的一个或多个：
-热交换器被配置为使得再液化阶段之前的第二气体的入口温度与再液化阶段之后的出口温度之间的温度差在5℃至55℃范围内，
-该***包括压缩机，该压缩机安装在第一回路的上游，以便在热交换之前压缩要从罐中提取的第一气体的蒸气，
-第二回路通过分别连接到容器和第二回路的管道形成闭合回路，
-第一气体是液化石油气。
-第二气体是液化天然气。
本发明还涉及一种液化气运输船，其包括至少一个表现出上述特征中的任何一个的***。
根据第二方面，本发明提供了一种气体存储设施、特别是船上的气体存储设施的气体处理方法，该方法包括以下步骤：
-从第一罐或第一容器中提取液态的第一气体，
-对提取的液态第一气体进行第一过冷，和
-在第一罐的或第一容器的或第二罐的或第二容器的下部部分中储存液态的过冷的第一气体，从而在第一或第二罐或第一或第二容器的底部处构成处于液态、处于过冷液态的第一气体的冷储备层。
因此，储存在罐或容器的底部的过冷的第一气体使得可以产生制冷功率，该制冷功率随后可被使用，冷储备以持久的方式被储存在罐或容器的底部处。这种冷储备可以例如用于使罐中的第一气体的蒸气再液化和/或降低罐中的压力并且在需要时尽快地使用。这种冷储备还可以被使用而无需供应设施或操作热交换器。
该方法可以包含彼此独立或彼此结合地采用的以下特征或阶段中的一项或多项：
-将第一气体过冷至大于或等于罐或容器必须承受的最小温度值的温度，
-冷储备层位于第一或第二罐或第一或第二容器中，在一定量的第一气体下方，形成液-液界面，
-液态的过冷的第一气体经由出现在第一或第二罐、或第一或第二容器的底部的管线转移到第一或第二罐、或第一或第二容器中，
-储存在第一或第二罐或第一或第二容器的冷储备层中的第一气体用于冷却蒸气状态的气体，
-处于蒸气状态的气体是位于罐或容器的上部部分中的处于蒸汽状态的第一气体以及处于液态的第一气体，
-将储存在冷储备层中的第一气体喷入第一或第二罐或第一或第二容器中，并喷入蒸汽状态的第一气体层中，
-储存在冷储备层中的第一气体从罐或容器中的一个的底部提取，并通过热交换器将处于蒸气状态的第一气体再液化，
-当罐或容器中的测量压力小于罐或容器的第一预定压力阈值时，处于液态的过冷的第一气体被存储在冷储备层中；
-第一预定阈值例如在绝对的1至1.05bar之间，
-所述下部部分在从罐或容器的底部测得的罐或容器的高度的约30％以内延伸，所述底部是罐或容器的最低端，
-处于液态的过冷的第一气体以处于大气压下的约负5℃的第一气体液化温度与约负10℃的液化温度之间的温度被存储在冷储备层中，保留在第一或第二罐、或第一或第二容器中的液态的第一气体处于大于第一气体的液化温度的温度，
-处于液态的过冷的第一气体以-45℃至-55℃的温度存储在冷的储备层中，保留在第一或第二罐、或第一或第二个容器中的液态的第一气体的温度大于或等于-42℃，
-过冷的第一气体以-160℃至-170℃的温度存储在冷储备层中，保留在罐或容器中的液态的第一气体的温度大于或等于-160℃，
-使用从容器提取的至少呈液态的第二气体进行第一气体的第一过冷，第二气体的沸点小于或等于第一气体的沸点，
-该方法包括第二气体的汽化或加热，该第二气体在第一气体的第一过冷期间通过热交换而被加热或汽化，以供应设施，
-设施控制在汽化期间必须被汽化或加热的第二气体的流率，
-使用从容器提取的被膨胀并部分汽化的第一气体进行第一气体的第一过冷，
-从容器提取的第二气体在第一过冷期间进行热交换之前膨胀并部分汽化，
-从容器提取的第二气体通过与膨胀并部分汽化的第二气体进行热交换而被过冷，
-在第一过冷之后，对第一气体进行第二过冷，
-用于第二过冷的第二气体从容器底部提取或被过冷，
-在第一和第二罐和/或第一和第二容器的外部进行第一和/或第二过冷，
-在第一过冷或第二过冷期间在第一气体和第二气体之间进行热交换，使得第一气体的过冷温度在第一阈值和第二阈值之间，
-在第二过冷之后第二气体的出口温度在2至20bar范围内的压力时在-155℃至-105℃范围内，
-加热、汽化或部分汽化的第二气体被加热，以供应设施；
-该方法还包括再液化阶段，在所述再液化阶段中，通过与在第二回路中流动的具有入口温度的液态的第二气体进行热交换，再液化从罐在第一回路中流动的第一气体的蒸气，第一气体的再液化蒸气被转移到罐中，第二气体在再液化之后以出口温度保持液态并被带回到容器，进行第一气体和第二气体之间的热交换，使得第一气体的再液化蒸气的出口温度在第一阈值和第二阈值之间，
-当罐或容器中测得的压力大于罐或容器的第二预定压力阈值时，将第一气体的蒸气再液化，
-第二阈值例如在绝对的1到1.05bar之间，
-加热后的第二气体被压缩以便为设施供气，
-第一气体是液化天然气或液化石油气，
-第二气体是液化天然气，
本发明还涉及一种气体存储设施的气体处理***，特别是在船上的气体存储设施，该***包括：
-储存液态的第一气体的罐或容器；
-第一热交换器，其被配置为对通过第一管线从处于液态的罐或从容器提取的第一气体进行第一过冷，以及
-连接到第一热交换器的第二管线出现在罐或容器的下部部分或另一罐或容器的下部部分中，以便将过冷的第一气体存储在罐或容器的底部处以形成液态的第一气体的冷储备层。
根据本发明的装置可以包括彼此分开或彼此组合地采用的以下特征中的一个或多个：
-第一气体储存在其被提取的同一罐或同一容器中，
-所述装置包括容器，在该容器中存储液态的第二气体，所述第二气体的沸点小于或等于所述第一气体的沸点，
-液态的第二气体在连接到第一热交换器的第二管线中流动，以对第一气体进行第一过冷；
-该装置包括第二热交换器，该第二热交换器被配置使用液态的第二气体对第一气体进行第二过冷，
-所述罐或所述容器的底部包括连接至导管的第一端的输出，所述导管包括联接至安装在所述罐或所述容器的顶部部分中的喷射杆的第二端，
-加热装置，其中在第一热交换器中加热、汽化或部分汽化的第二气体在该加热装置中流动，
-减压装置装置安装在第一热交换器的上游，
-第二热交换器被配置为在2至20bar范围内的压力下提供处于-155℃至-105℃范围内的出口温度的第二气体，
-热交换器，其被配置为通过与液态的第二气体进行热交换来再液化第一气体的至少一部分，第一气体的再液化蒸汽被转移到罐中，并且第二气体在再液化之后以出口温度被保持在液态并返回到容器中，且所述热交换器被配置为以使第一气体的蒸汽的出口温度在第一阈值和第二阈值之间，
-该装置包括第四热交换器，该第四热交换器被配置为部分汽化在初级回路中流动的第二气体，并且使在次级回路中流动的第二气体过冷，
-初级回路布置在减压装置装置的下游和第一热交换器的上游(沿热交换器中流体的运动方向)，
-次级回路布置在第二热交换器的上游(沿热交换器中流体的运动方向)，
-压缩机用于压缩加热或汽化的第二气体，
-第一气体是液化天然气或液化石油气，
-第二气体是液化天然气。
本发明还涉及一种液化气运输船，其包括至少一个表现出上述特征中的任何一个的***。
4、附图说明
通过阅读以下参考附图以非限制性示例的方式给出的描述，将更好地理解本发明，并且本发明的其他细节、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中：
图1表示根据本发明的气体处理***的实施例，在这种情况下，该气体处理***用于装备气体存储设施，特别是在船上；
图2表示根据本发明的气体处理***的另一实施例；
图3表示根据本发明的气体处理***的另一实施例；
图4表示根据本发明的气体处理***的另一实施方式；
图5是图4的实施例的替代形式；并且
图6示出了根据本发明的气体处理***的另一实施方式。
5、具体实施方式
图1示出了根据本发明的气体存储设施2的气体处理***1的第一实施例。该处理***使得一种或多种气体的冷却和/或一种或多种气体的蒸气的再液化和/或一种或多种气体的汽化或加热成为可能。
在本发明中，术语“再液化”应理解为是指可以使气体蒸气回到液态的气体蒸气的冷凝。
在本发明中，***1被安装在诸如气体运输船的船上，特别是VLGC(大型气体运输船)类型。这种类型的船的容量约为80 000m3。
在例如LNG油轮类型的气体运输船中，提供了能量生产设施，以便供应船操作的能量需求，特别是用于船的推进和/或用于船上设备项目的电力生产。
气体存储设施2可以是能量生产设施。这样的设施通常包括热力发动机3，例如船的发动机，其消耗源自在船的容器/罐中运输的气体货物的气体。
在这艘船上，(一种或多种)气体以非常低的温度、实际甚至以低温以液态储存在几个罐4或容器5中。罐4和容器5可每个在预定压力和预定温度下容纳液化形式或液态的气体。船的一个或多个罐4和/或船5可以通过根据本发明的***1连接到设施2。为此，每个罐和容器都包括一个夹套，该夹套旨在将以其储存温度储存的气体与外部环境隔离开。
该船装载有储存在容器5中的天然气(NG)和储存在一个或多个罐4中的石油气体(PG)。每个罐和/或容器4、5可具有1000至50000m3的容量。罐4和容器5的数量没有限制。例如介于1到6之间。在说明书的继续中，术语“容器”和“罐”应分别解释为“该容器或每个容器”和“所述和每个罐”。
天然气(NG)例如是甲烷或包含甲烷的气体混合物。天然气以液态5a存储在容器中，例如在大气压下以-160℃的低温温度存储。液态天然气或液化天然气5a带有缩写“LNG”。容器5还包括由容器中的LNG的蒸发、特别是自然蒸发产生的气体蒸气5b。与用于强制蒸发的“FBOG”不同，对于自然蒸发，蒸发或蒸气5b用符号“BOG”或“NBOG”表示。LNG 5a自然地存储在容器5的底部，而LNG BOG 5b位于容器中LNG 5a的液面N1上方，称为气体顶部空间。容器中的LNG BOG 5b例如是由于从外部环境向容器5内的热输入以及由于海的运动引起的LNG 5a在容器5内的运动而产生的。
石油气(PG)包括丙烷，丁烷，丙烯，氨，乙烷，乙烯或包含这些成分的气体混合物。石油气在大气压下以-42℃左右的温度以液态4a存储在罐4中。液态4a的石油气或液化的石油气缩写为“LPG”。罐4还包括由罐中LPG的蒸发、特别是自然蒸发产生的气体蒸气4b。同样，LPG 4a自然地存储在罐4的底部，而LPG气体蒸气在罐中的气体顶部空间中位于LPG 4a的液位N2上方。如以上针对LNG的解释，LNG(BOG或NBOG)在罐4中的蒸发也是由于外部环境向罐中的热输入，和在航行期间(海上，LPG)、在将LPG装载到罐4中以及在罐的冷却以使罐的温度回到平衡温度期间的流体运动。
在冷却期间，在罐4的这种情况下，这包括使罐的夹套的环境温度回到平衡温度，液化的气体被喷射到实际上空的罐的壁上。气体的蒸发会产生冷却夹套所需的冷量。在持续约10小时的操作过程中，由于罐实际上是空的，因此自然蒸发(NBOG)产生的LPG蒸气很少。另一方面，为了冷却壁而将LPG喷在壁上会产生大量的LPG蒸气，数量级为10 900kg/h。LPG罐的该操作可以应用于LNG容器的冷却。
在装载LPG期间，罐包括大量的BOG，其来自罐的冷却以及由在罐中加热的LPG产生的NBOG。由于冷却而产生的蒸气不会被装入罐中的LPG再液化。装载操作持续约18小时。罐中大约产生13900kg/h的BOG。在罐装载期间，罐中的压力保持在大气压以上。
在图1所示的实施例中，所示的***1包括四个LPG罐4和一个LNG容器5。***1还包括热交换器6，热交换器6使得在LNG蒸气5b、LPG蒸气4b、液体LPG 4a和液体LNG 5a之间进行热交换成为可能。在本示例中，热交换器6包括多个回路或管道，在这种情况下，至少一个第一回路6a，一个第二回路6b，一个第一管道6c和一个第二管道6d，其中NG或PG以液态或蒸气状态流动。
热交换器6被构造成使得第一回路6a与第二回路6b交换热量，以将来自容器的LNG保持在液态并且同时液化来自罐4的LPG蒸气4b。热交换器6，特别是第二回路6b的出口处的LNG被输送到容器5，而液化的LPG蒸气被输送到罐4。
为此，罐4包括出口，该出口连接到LPG蒸气4b在其中移动的第一管线7的第一端。罐4的出口位于罐4的上部部分中，具有LPG蒸气4b(NBOG)的气体顶部空间位于该罐的上部部分。第一管线7连接到压缩机8的入口，该压缩机确保LPG蒸气4b在第一管线7中的运动。后者包括第二端，该第二端连接到第一回路6a的入口。LPG蒸气旨在通过与LNG的冷气进行热交换而再液化，并且将LNG保持在液态。第一回路6a的出口连接到第二管线9的第一端，再液化的LPG蒸气在第二管线9中移动。第二管线9包括第二端，其浸入LPG中或连接到浸入罐中的汲取管道9a。替代地，第二管线9连接到LPG喷射杆10。杆10沿着图1的平面中的竖直轴线布置在罐4中并且在罐4的上部部分中，以便将再液化的LPG蒸气喷射到LPG的气体顶部空间中。这使得可以迫使NBOG在罐中再次冷凝。
***1包括泵，这些泵安装在容器5中以便从中提取LNG。特别地，第一泵11a和第二泵11b浸入LNG中，并且优选地位于容器5的底部，以确保它们仅被供应LNG。第一泵11a连接到第三管线12的第一端。第一泵11a使得可以迫使LNG在第三管线12中流通。该第一泵11a的LNG的体积流率约为130m3/h。该第三管线12的第二端连接到第二回路6b的入口，来自容器5的LNG 5a在该第二回路6b中运动。第二回路6b包括连接到第四管线13的第一端的出口，LNG5a也在第四管线13中流动。第四管线13包括连接至容器5的第二端。第三和第四管线12、13允许LNG通过热交换器6从容器到容器的再循环。更准确地说，第二回路6b与第三和第四管线12、13形成闭合回路。在-160℃的温度下从容器中提取LNG。控制LNG的出口温度和/或LNG的出口压力，以使LNG在与LPG蒸气的热交换期间不蒸发。为此，例如在第四管线13上提供温度传感器，以便控制返回到容器的LNG的温度。有利地，LNG的预定出口温度比处于容器的许可的存储压力值(例如大约8bar)的LNG的蒸发温度低例如5℃。为了容纳LNG，容器5的储存压力在2至20bar之间。来自热交换器6的LNG的出口压力必须低于容器的最大存储压力。因此，LNG被加热而不蒸发。再液化的LPG蒸气的出口温度在第一阈值和第二阈值之间。LPG气体的出口温度的第一阈值在大气压时基本接近其液化温度，并且第二阈值温度在大气压时比第一阈值小10℃至40℃，在本示例中，第一阈值为-40℃，而第二阈值为-55℃的数量级。有利地，再液化的蒸气的出口温度为-42℃。该热交换允许LPG在不太冷的适当温度下被再液化，特别是大于或等于罐4必须承受的最小温度值。在该示例中以及在说明书的后续部分中，LPG的上述温度值是与丙烷有关的温度的示例。可以理解，其他LPG化合物的温度值适用于本发明。
热交换器6还构造成使得第一管道6c与第二管道6d交换热量，以便同时执行来自容器的LNG的强制蒸发和来自罐4的LPG的过冷。在本发明中，术语“过冷”应理解为是指将液化气的温度降低到其液化温度以下。液化气体例如在其液化温度以下过冷约5℃至20℃。应当理解，在本发明中，过冷的液化气的储存取决于液化气的储存压力。气化的LNG(FBOG)旨在供应设施2，特别是在这种情况下，供应船的发动机。将过冷的LPG(处于液态)发送到罐4。特别地，第一管道6c被配置为引起石油气体，特别是LPG 4b在热交换器6中流动。第一管道6c包括入口，该入口连接到第五管线14的一端，从罐中提取的LPG在该第五管线14中运动。第五管线14的另一端连接到浸没在LPG中的第三泵15。第三泵15也安装在罐4的底部，以便仅抽出LPG并使LPG在该管线14中移动。第一管道6c包括连接至第六管线16的出口，该第六管线16旨在将过冷的LPG(处于液态)返回至罐4。第六管线16可以连接到喷射杆10或第二管线9，或者甚至连接到汲取管道9a，以将LPG返回罐。优选地，过冷的LPG在罐4的底部存储在位于罐的内部空间中和罐的下部部分中的冷储备层4c中。该层4c可以在随后使用。优选地但非限制性地，管线9的第二端或汲取管道的第二端沿着图1的平面中的竖直轴线位于罐4的下部部分中，以便在其中存储过冷的LPG。过冷发生在罐或任何其他罐或容器的外部。例如，过冷不浸入液化气中。另外，冷储备层4c位于罐的内部空间中，在罐的底部。相对于图1沿竖直轴线，冷储备层在罐的LPG下方，形成液-液界面。换句话说，在罐中没有将已经处于罐中/保留在罐中的LPG与存储在该储备层中的过冷LPG分开的分隔件、副储罐或隔室。
第二管道6d使得来自容器5的LNG 5a的蒸发成为可能。为此，将浸没在LNG中的第二泵11b连接到第七管线17的第一端，在该第七管线中，LNG移动到设施2，在这种情况下是船的发动机。第二泵11b使得LNG可以在第七管线17中以小于第一泵11a的体积流率的体积流率流动。在本示例中，第七管线17中的LNG的体积流率为4m3/h。第七管线17的第二端连接到第二管道6d的入口。后者包括出口，该出口连接到第八管线18，通过与LPG进行热交换而形成的LNG蒸气5a在该第八管线中流动，以供应例如船的发动机。在该蒸发-过冷热交换期间，LNG的温度升高。也就是说，其温度高于其在大气压下的液化温度。根据发动机的规格，通过未在此示出的加热装置来校正LNG的温度。例如船上的发动机所要求的LNG的出口压力约为17bar。关于LPG，其在回路6c中的入口温度约为1bar。过冷的LPG的出口温度大于或等于罐或容器必须承受的最小温度值。在这种情况下，出口温度约为-52℃(在罐中的储存压力下)。
在图1中，LPG从罐中提取，再液化的LPG蒸气被送到另一个相邻的罐中。同样，从罐中提取并过冷的LPG将返回到同一罐。当然，其他布置也是可能的。
在图1中，热交换器6与罐或容器分开。热交换器6位于罐和容器的外部。热交换器不在存储液化气的另一个罐或另一个容器中。
有利地，热交换器是管式、板式或盘管式热交换器。
在图2所示的实施例中，***1包括几个热交换器，这些热交换器允许在LNG蒸气、LPG蒸气、LNG和/或LPG之间进行热交换。该***与第一实施例的区别尤其在于热交换器的数量。特别地，在本示例中，该***包括至少两个热交换器，以下称为蒸发热交换器20和主热交换器21。在图2中，示出了单个容器5和单个罐4。当然，该***可以包括其他容器和罐。***1还包括安装在容器5和罐4中的泵11a、11b和15。特别地，第一泵和第二泵浸入LNG中，并且优选地位于容器的底部，以确保它们仅被供应LNG。第一泵的流率也大约为130m3/h，第二泵的流率大约为4m3/h。
主热交换器21被配置为通过与LNG 5a的冷进行热交换来使LPG蒸气4b再液化，并且同时将LNG保持在液态。LNG不汽化地返回容器5，再液化的LPG蒸气返回罐4。主热交换器21包括第一回路6a和第二回路6b。第一回路6a一方面连接到与罐4联接的第一管线7，另一方面连接至与罐4联接的第二管线9。在第一管线7上还设置有第一压缩机8，以确保LPG蒸气4b在管线中向热交换器21的运动。
热交换器20被配置为汽化来自容器的LNG并同时过冷来自罐4的LPG。LNG必须经过强制蒸发，以将LNG的温度升高到所需的温度，例如，对于必须为其提供LNG蒸气的船的发动机而言的所需温度。热交换器20包括第一管道6c和第二管道6d。第二管道6d一方面连接至与容器连接的第七管线17，另一方面连接至将LNG传送至船的发动机的第八管线18。第一管道6c一方面连接到与罐4联接的第一管线14，另一方面连接至与罐4联接的第六管线16，特别是在罐4的底部。。
在图2中，***1还包括第三热交换器，称为辅助热交换器22。后者使得可以利用LNG的冷对LPG进行第二过冷，并使LNG可以保持液态。液态LNG返回容器，过冷的LPG返回罐。
有利地但非限制性地，热交换器20、21、22与罐和容器分开。
有利地但非限制性地，热交换器20、21、22是管式、板式或盘管式热交换器。
辅助热交换器22包括LNG在其中移动的第三回路6e和LPG、特别是过冷LPG在其中移动的第四回路6f。第三回路6e包括联接至第九管线23的入口，该第九管线23连接至容器5。如图2所示，第九管线23是第七管线17的旁路部分，其通过泵11b从容器5的底部提取LNG。第三回路6e包括连接到第十管线24的出口，该第十管线24将保持在液态的LNG返回到容器5。在该实施示例中，第十管线24联接至第四管线13的一部分，该部分例如通过诸如三通阀的阀将LNG返回至容器5。第四回路6f包括入口，该入口联接至第十一管线25，从罐的底部提取的LPG在该第十一管线25中移动。在这种情况下，第十一管线通过例如三通阀的阀29联接至管线16，过冷的LPG在该管线16中移动。第四回路6f包括出口，该出口联接至与罐连接的第十二管线26。根据该实施示例，第十二管线26联接至第十管线的一部分或联接至管线9。通过与液化天然气进行热交换而过冷的LPG被喷入气体顶部空间中，或储存在罐4底部的冷气储备层4c中。第十二管线26可通过阀27连接至管线16。同样，管线26可以通过阀28连接到管线9。优选但非限制性地，阀27、28是三通阀。管线16连接到LPG喷射杆10，以便将LPG液滴喷射到罐4的气体顶部空间中，并迫使NBOG在罐4中再次冷凝。第三泵15被配置为迫使LPG在管线14、16、25中从罐的底部移动至喷射杆10。由于这种构造，过冷的LPG被直接转移到罐中或杆10中，或者被转移到辅助热交换器22，以利用LNG进行第二过冷。
在图2中，该***另外包括用于提取容器5中的LNG蒸气5b的管道30，以控制容器5的压力并向设施2供应燃料气体。第二压缩机31安装在该管道30上，以确保LNG蒸气5a向发动机的运动并保持容器中的压力。该管道30连接到管线18的一部分，在该部分处加热或汽化LNG向船的发动机移动。
有利地但非限制性地，加热装置32位于设施的上游，以便将LNG的温度调节至所需温度并确保所有LNG被汽化。在这种情况下，加热装置32是加热器。
在图3所示的本发明的第三实施例中，***1还包括多个热交换器。特别地，***1包括：
-主热交换器21，其被配置为通过与LNG 5a的冷进行热交换来使LPG蒸气4b再液化，并且将LNG保持在液态，
-蒸发式热交换器20，其被配置为汽化来自容器5的LNG并同时过冷来自罐4的LPG，和
-辅助热交换器22'，其被配置为使LPG过冷并且将LNG保持在液态。
该实施例的***1与图2所示的实施例的不同之处在于，它包括布置在热交换器20上游的第四热交换器40。热交换器40优选但非限制性地是旨在产生冷的真空蒸发器(VE)。真空蒸发器40包括初级回路42，该初级回路42包括入口和出口。入口连接到第七管线17，来自容器的LNG在第七管线17中移动。初级回路42的出口连接到管线44的第一端。后者包括第二端，该第二端连接到热交换器20的回路6d的入口。减压装置41设置在管线17上并且在真空蒸发器40的上游。减压装置41通过降低气体的压力和温度，能够获得呈两相的液体-蒸气状态的气体。减压装置41在这种情况下包括膨胀阀，例如焦耳-汤姆森阀。进入减压装置41的LNG的温度为约-134℃，压力为约8bar。在膨胀阀的出口处，LNG在约1bar的压力下被冷却到大约-160℃的温度。两相LNG进入真空蒸发器40，在真空蒸发器40中与从容器提取的LNG进行热交换。更具体地，真空蒸发器40包括次级回路43，该次级回路43包括入口和出口。次级回路43的入口连接到旁通管线45，来自容器5的LNG在旁通管线45中移动。该旁通管线45来自与泵11b联接的第七管线17。当然，管线45可以连接到浸没在容器底部的另一个泵。次级回路的出口连接到使LNG返回容器5的底部的管线23。在该实施例中，管线23联接到热交换器22’的回路6e的入口。在该真空蒸发器40中，通过回收在回路42中移动的两相LNG的潜热来使在次级回路43中移动的LNG过冷。过冷的LNG(液态)被转移到容器中。在初级回路42中移动的两相LNG被加热或汽化，然后被传送到蒸发交换器20。在初级回路42的出口处的LNG的出口温度在约1bar的压力时在-160℃至-134℃范围内。在2bar至20bar之间的压力时，过冷的LNG的出口温度为-160℃的量级。当过冷的LNG流过热交换器22’时，该热交换器被构造为将来自真空蒸发器40的LNG保持在液态。这是因为来自回路43的LNG可以根据下述***的操作模式与来自热交换器20的过冷的LPG进行热交换。在这种情况下，通过回路6e的LNG被加热但未被汽化。
在图3中，***1还包括压缩机46，其安装在加热装置32的下游。该压缩机46使得可以将汽化的LNG压缩至设施2所需的压力。
在该实施例中，过冷在罐和容器的外部进行。换句话说，热交换器与罐和容器分开。
如图2所示，在用于能源生产设施2的气体处理***1的第一操作模式(冷却)中，LNG用于液化LPG蒸汽4b。LNG还用于供应设施2，特别是船的发动机和满足能量生产需求的其他热力发动机。该第一操作模式在LPG罐的冷却期间操作。这是因为，如上所述，在该操作过程中产生大量的LPG蒸气4b(约10900kg/h)。为了运输LPG，产生的蒸气4b的量大于在船航行期间产生的蒸气4b(NBOG)的量。在冷却罐的壁的情况下，使用燃料气体的发动机的能量需求非常低。设施2的LNG蒸气消耗量约为500kg/h。该***使用主热交换器21来管理在冷却期间产生的LPG蒸气4b。LPG蒸气4b由压缩机8从罐4提取，使它们在第一管线7中移动。在第一回路6a中移动的LPG蒸气4b被从容器5的底部经由第三管线12在第二回路6b中移动的LNG的冷再液化。可以理解的是，位于容器底部的LNG比靠近表面N1的LNG(即在LNG与气体顶部空间之间的界面处)更冷。再液化之后，再液化的LPG蒸气被转移到罐4中，并且LNG保持液态，然后被带回容器5。LPG蒸气4b以大约0℃的温度和接近大气压的压力进入主热交换器21。进行主热交换21，以使再液化的LPG蒸气的出口温度在第一阈值和第二阈值之间。第一和第二阈值被认为是在等于或大于大气压的压力下。这些温度阈值大于或等于罐4承受的最小温度值。有利地，在等于或大于大气压的压力下，LPG蒸气4b的出口温度的第一阈值是-40℃，并且在等于或大于大气压的压力下，再液化LPG蒸气的出口温度的第二阈值是-50°的量级。优选但非限制性地，在等于或大于大气压的压力下，再液化的LPG蒸气的出口温度为-42℃。以此方式，控制了热交换，以使再液化的LPG蒸气不会太冷。
同样地，进行热交换，以使再液化后的LNG的出口温度在6至20bar范围内的压力时在第一温度阈值和第二温度阈值范围内。如结合图1在第一实施例中所见，LNG必须被加热但不能被汽化。主热交换器21被配置为使再液化之前的LNG的入口温度与再液化之后的LNG的出口温度之间的温度差在5℃至55℃范围内。优选但非限制性地，该温度差为26℃。在这种情况下，LNG在再液化之前以-160℃的入口温度和2至20bar范围内的压力进入主热交换器21。第一阈值约为-155℃，第二阈值约为-105℃。优选但非限制性地，LNG的出口温度小于其汽化温度并且处于小于容器的最大许可存储压力的压力。温度约为-134℃。这样的值使得有可能将最大量的LNG冷气传递给LPG蒸汽以进行再液化，同时防止返回容器的LNG过热以及再液化的LPG蒸汽过冷。过热的LNG可能会导致容器中的LNG压力升高，并超过允许极限。因此，调节主热交换器21以便LNG和再液化的LPG蒸气分别以容器或罐中所需的温度排出。在热交换期间，LNG流率和LPG蒸气流率分别是恒定的。
由于LNG和LPG的入口温度和出口温度是已知的和/或预定的，因此诸如LNG和LPG的重量流量之类的参数使得可以配置用于热交换的热交换器21。
该***可以进行操作，使得当在罐中测量的压力大于罐中的预定压力值时，进行LPG蒸气的再液化。
在该第一操作模式中，***1还使用蒸发式交换器20，来自罐4的LPG和来自容器5的LNG在蒸发式交换器20中移动以供应设施2。LPG和LNG之间的热交换旨在允许供应设施2的LPG的过冷以及LNG的气化或加热。将过冷的LPG(液态)储存在罐的下部部分非中，以构成随后的冷储备层4c。这使得可以获得更大的可用制冷功率，并因此提高了容纳在罐中的液化和/或气体形式的气体的冷却效率。在本发明中，罐4的下部部分从罐4的底部19开始延伸罐4的高度的大约30％以下。底部19是罐的最低端，例如，当罐在LNG游轮上运输时，底部19更靠近船的船体。特别地，由泵从罐的底部提取的LPG经过热交换器20，在热交换器20处其入口温度约为-42℃。在大约17bar的压力下，从容器中提取的LNG的入口温度约为-160℃。在热交换之后，LPG回收汽化的LNG的潜热，LPG的出口温度在-45℃至-55℃范围内。过冷的LPG被转移到罐的底部，在那里，过冷的LPG以-45℃至-55℃范围内的温度被储存在层4c中。有利地，过冷的LPG处于大约-52℃(罐中的存储压力)。在热交换之后，汽化或加热的LNG处于大约0℃的出口温度，其中它可以被加热装置32进一步加热。
可替代地，过冷的LPG的存储是罐中压力的函数。特别地，当罐中的压力小于第一预定压力值时，例如，在绝对的1至1.05bar之间，***控制过冷LPG在冷储备层中的存储。为此，压力确定装置33使得可以确定罐4内部的压力。压力确定装置33在这种情况下包括安装在罐4中或附近的压力传感器。
在该冷储备层4c的上方的的罐4中的LPG，例如保留在罐中的LPG，处于高于-42℃的温度。认为LPG罐包括几层，其中LPG处于不同的温度，最冷的层在罐的底部。
如图2所示，在用于能源生产设施2的气体处理***的第二操作模式(VOYAGE)中，LNG用于供应设施2(例如船的发动机)，且LPG被过冷，以形成冷LPG储备，随后将其用于冷却罐中的LPG蒸气。这种操作模式是在船航行期间进行的，在这种情况下，必须管理较少量的LPG蒸气。这是因为产生的LPG气体蒸气(NBOG)约为2700kg/h，而例如船上的发动机消耗少量的燃料气体，约为2000kg/h。在该操作模式中，***至少使用蒸发式热交换器20，来自罐的LPG和来自容器的LNG在蒸发式热交换器20中移动，以执行必须供应船的发动机的LNG的强制蒸发，以及***使用辅助热交换器22，以构成冷储备。通过第二泵11b从容器中提取LNG。第二管道6d中的LNG的入口温度为-160℃左右。通过泵15从容纳有LPG的罐中提取LPG。LPG在第二管线中移动到蒸发式交换器，并在大约-42℃的温度下进入该蒸发式蒸发器。通过从在交换器20中通过热交换而汽化的LNG中回收冷，LPG经历了LPG的第一过冷。进行LPG和LNG之间的热交换，使得LPG的过冷温度在大气压时在第一阈值和第二阈值之间。蒸发式交换器20被构造成传递最大量的热，但是受到LNG和LPG之间的温度差的限制。有利地但非限制性地，第一阈值约为-40℃，第二阈值约为-55℃。过冷的LPG存储在罐的下部部分中以构成冷LPG储备层或通过杆10喷入气体顶部空间中。在航行中，热交换器20的LPG的出口温度约为-52℃。
当然，如对于第一操作模式所见，当罐中的压力小于第一预定压力阈值时，例如在绝对的1至1.05bar之间，则过冷的LPG被存储在冷储备层中。
可以认为例如在罐的冷却过程中已经形成了冷储备层。然后将这种过冷的LPG用来冷却或冷凝罐中的LPG蒸气。为此，从冷储备层4c中提取过冷的LPG，并通过杆10将其喷入气体顶部空间。可替代地，从罐的出口提取来自冷储备层4c的LPG，该罐的出口联接至与杆连接的导管或LPG蒸气通过的热交换器。因此，没有必要启动辅助热交换器以产生冷储备。
交换器20的出口处的LNG通过LPG与LNG之间的热交换被蒸发或加热。汽化或加热的LNG被输送到发动机以用于其供应。从船上提取的LNG蒸气也可以供应发动机。汽化或加热的LNG和LNG蒸气被加热，以便所有LNG在供应发动机之前都被汽化。
如图2所示，在用于能源生产设施的气体处理***的第三种操作模式(LOADING)中，LNG用于供应船的发动机，并满足能源生产的需求，以及再液化LPG蒸气。该操作模式特别是在将LPG装载到罐中期间操作，其中产生大量LPG蒸气，例如大约13 900kg/h。设施2的能量需求低，大约为500kg/h。在这种操作模式下，至少要使用两个热交换器才能处理所有LPG蒸气。特别地，该***使用主热交换器21来管理在装载LPG期间产生的LPG蒸气，并且使用蒸发式热交换器20来汽化或加热旨在供应设施2的LNG。因此，在冷却罐的情况下，热交换器20、21以与第一操作模式相似的方式操作。
在该操作模式下，由于产生的大量LPG蒸气，主热交换器21可能无法管理罐4中的压力。在这种情况下，当在罐内测量的压力(借助于压力确定装置33)达到或大于第二预定阈值压力值时，辅助热交换器22被启用。因此，辅助热交换器22的目的是控制罐4内的压力。从容器中抽出LNG，以便与过冷的LPG交换。在第一过冷之后，过冷的LPG的温度为-42℃。-42℃的温度是由于少量的LNG在热交换器20中，特别是在第二管道6d中移动的事实所致。这是因为，是由发动机或设施2确定必须在第二管道6d中汽化的LNG的流率。考虑到设施2的需求低，非常少量的LNG可用于进行LPG的过冷。设施控制在汽化期间必须被汽化或加热的第二气体的流率，这意味着来自LNG的热量不足以充分降低LPG的温度。由于在热交换器20的出口处的LPG的温度不够冷，因此热交换器22对LPG进行第二过冷。在大约-160℃的温度下从容器中提取LNG，并且在此情况下在热交换器20中与已经进行了第一过冷的LPG进行热交换。过冷的LPG的入口温度约为-42℃。第二过冷的LPG的出口温度小于或等于罐4必须承受的阈值温度值。LPG的出口温度约为-52℃。该LPG被储存在冷储备层中以备后用，或者被喷入罐的气体顶部空间以冷凝或冷却罐中的LPG蒸气4b。在大约8bar的压力下，LNG的出口温度约为-134℃。因此，LNG是热的但没有汽化。
如图2所示，在第四操作模式(容器中为热LNG)中，用于能源生产设施的气体处理***1，该***使得在主热交换器21已经操作的情况下(在罐中装载LPG期间或在罐中进行冷却期间)可以管理容器中的LNG加热的风险。这是因为在主热交换器的出口处或在辅助热交换器的出口处的LNG是热的，即，出口温度为-134℃左右。该操作模式采用如图3所示的***，并且主要在航行模式下使用，以将容器中的LNG冷却至其低温。***1至少使用热交换器40，其中部分汽化的LNG使得可以将传递到容器的LNG过冷。然后认为储存在容器中的LNG处于约-134℃的温度下，压力约为8bar。通过第二泵11b从容器中提取LNG。该LNG在回路42中移动，在该回路中，LNG被减压然后部分汽化。在大气压下，热交换器40中的部分汽化的LNG的入口温度约为-160℃。在大气压下，汽化LNG的出口温度在-134℃至-160℃范围内。在第二管道43中，在热交换器中的LNG的入口温度为约-134℃，其出口温度为约-160℃。过冷的LNG被转移到容器5的下部部分中的冷储备层4c中。热交换器20在热交换器40的出口处使LPG过冷并且使LNG气化。
当在罐4中测得的压力大于或等于阈值压力值时，启用热交换器22’，以便第二次过冷在交换器20中冷却的LPG。LPG用在热交换器中过冷并通过热交换器22’的LNG过冷。在大气压下，在交换器22’中进行热交换之后，LNG的出口温度约为-134℃。
以上这些操作模式已基于图2进行了描述。当然，图1可能适用于这些操作模式。
图4示出了根据本发明的气体处理***的另一实施例。该***包括LNG容器，其各自包括LNG蒸气5b和LNG。在这种情况下，示出了两个LNG容器。泵也浸入主容器的LNG中，单个泵浸入相邻容器的LNG中。每个泵优选安装在容器的底部。***1包括热交换器50，该热交换器50被配置为过冷来自LNG容器的LNG，在该情况下LNG容器为第一罐500A，该LNG打算被存储在同一第一容器500A的底部190处以在容器500A的底部构成冷储备层500c。层500c位于容器的内部空间中。热交换器包括至少一个第一管道50a和一个第二管道50b。第一管道50a包括入口，该入口联接到管线54的第一端。管线54的第二端连接到安装在第一容器500A的底部的第一泵51。该管线54还经由三通阀67连接至安装在容器500A中的喷射杆60。杆60布置在容器的上部部分中，并且优选地布置在LNG气体顶部空间中。第一管道50a包括出口，该出口联接至管线56，管线56连接至容器500A的底部。管线56还通过三通阀75a连接到喷射杆60。如图4所示，管线56通过三通阀75b出现在相邻容器的底部，相邻容器即第二容器500B，并且通过三通阀75c出现在该第二容器500B的另一杆60中。第二管道50b包括通过管线57连接到容器500A的入口。管线57的一端连接到安装在容器500A的底部的第二泵52。在这种情况下，第二管道50b的出口经由管线58连接至筒70的入口。筒70的出口通过第一出口经由管道71连接至管线56。管道71包括例如阀72和泵73。减压装置53安装在管线57上并且在热交换器50的上游。如图3所示的实施例中，该交换器是真空蒸发器。减压装置53例如包括膨胀阀(焦耳-汤姆森阀)。
第二管道50b是冷回路，减压的LNG旨在通过在该回路中的运动而被加热，以进行强制蒸发(以产生FBOG)。第一管道50a是热回路，来自容器500A的LNG旨在通过在该回路中的运动而被冷却。但是，第一管道50a可能无法汽化最重的组分(乙烷，丙烷等)。应当理解，第二管道50b上游的减压使得可以降低汽化温度，这使得可以通过与从容器500A抽出并在第一管道50a中移动的LNG进行热交换来产生FBOG。汽化以产生FBOG需要由在第一管道50a中移动的LNG提供的热量的贡献；因此，它是用于使在第一管道50a中移动的LNG过冷的制冷源。
因此，源自容器500A的LNG被泵52输送至减压装置53，然后在交换器50的第二或冷管道50b中移动。减压装置下游的LNG处于-168℃的温度和400mbar的绝对压力。同时，容器500A的LNG被泵51输送到交换器50的第一或热管道50a。因此，这些回路之间的热交换导致：
-加热减压的和部分汽化的LNG，以使其继续汽化，随后在本例中被输送至筒70，以及
-将供应第一容器的和/或第二容器的底部的LNG过冷，以便被储存在其中以便随后使用，或者通过杆60喷入LNG气体顶部空间中。
在管道50a中进行热交换之后，LNG的出口温度约为-168℃。
LNG在冷储备层中的存储可能是容器内部压力的函数。例如，当在容器中测得的压力(利用压力传感器330)小于容器中的预定压力阈值时，过冷的LNG(处于液态)被存储在该冷储备层500c中。
因此，筒70旨在经由热交换器50被供给来自容器500A的处于两相液体-蒸气状态的LNG。筒70内部的操作压力小于容器500A内部的LNG的存储压力。向筒70供应LNG可导致LNG的额外汽化，这一方面通过筒70中FBOG的产生其通过保留在筒中的LNG的过冷反映出来。筒使得可以通过储存在筒的下部部分中的LNG和位于其上部部分中的LNG蒸气分离相。筒出口处的过冷LNG的出口温度约为-168℃。筒70包括布置在筒70的上部部分中的第二出口，LNG气体蒸汽(FBOG)自然地存储在该第二出口中。筒70的出口在这种情况下通过两个压缩机61、62连接到设施2。
热交换器50还包括第三管道50c，第三管道50c包括入口和出口。第三管道50c的入口连接到管线63的第一端，再液化的LNG气体蒸气在管线63中移动。特别地，压缩机62的出口连接至设施2，以向其供应燃料气体。从压缩机62排出的部分燃料气体可以通过管线64抽出并被重新引导，该管线64可以通过三通阀65连接到压缩机62的出口。压缩机62被配置为将气体(诸如源自第一容器和/或第二容器的NBOG)压缩至适合其在设施2中使用的工作压力。管线64连接到热交换器66的初级回路66a的入口。初级回路包括出口，该出口连接到管线63的第二端。每个容器500A、500B包括用于LNG蒸气5b的出口68，其连接到热交换器66的次级回路66b的入口。次级回路66b包括出口，该出口连接到压缩机62的入口或入口之一。第三管道50c包括通过另一管线69连接至管线56的出口。膨胀阀74安装在该管线69上，以通过绝热膨胀来降低气体的温度。
来自容器500A、500B的LNG蒸气在次级回路66b中被加热以供应设施2，并且使在压缩机62的出口处的LNG蒸气再液化以便被输送到热交换器50。在该热交换器50中，再液化的气体蒸气被在管道50a中移动的LNG的冷过冷，以供应容器500A、500B的底部或喷射杆60。如果过量产生FBOG，则来自容器500A、500B的LNG蒸气可在管线64中重新引导，从而也被液化。
在该实施例中，过冷在容器的外部进行。换句话说，热交换器50与容器分离。
图5表示图4所示的气体处理***1的替代实施例。该***1与图4的***的不同之处在于，它包括第二泵52，该第二泵52安装在第二容器500B中，邻近第一主容器(在图5的右侧)。该第二泵52位于管线80的第一端，从第二容器500B的底部提取的LNG在管线80中移动。管线的第二端联接至管线57，管线57连接至第二管道50b的入口。换句话说，利用两个泵52从两个容器500A、500B提取LNG。该第二泵52可以通过增加压力和温度来降低减压装置下游的减压水平。例如，对于两个第二泵，减压装置下游的绝对压力为600mbar，LNG的温度为-164℃。
图6表示根据本发明的气体处理***的另一实施例；该***类似于图5所示的实施例。与其不同之处在于，它包括两个热交换器150、150’，而不是单个热交换器50。第一交换器150被配置为汽化来自第一容器500A的LNG，并同时过冷来自第一容器500A的LNG。第一交换器150包括如图4的实施例中所述布置的第一管道150a和第二管道150b。
第二热交换器150’被配置为使用在这种情况下来自第一容器500A的存储在冷储备层500c中的过冷的LNG(处于液态)，以便再液化LNG蒸气。这些LNG蒸气来自能量生产设施2未使用的LNG的自然蒸发(NBOG)，即过量的BOG。第二热交换器150’包括第三管道150c和第二辅助管道150b’。第三管道150c包括入口，该入口连接到管线163，过量产生的LNG蒸汽通过管线163被输送。特别地，NBOG经由热交换器166中的压缩机62和经由管线164再循环。第三管道150c包括连接至管线169的出口，该管线169通过三通阀175b出现在容器或每个容器500A、500B的底部。管线169还经由三通阀175a、175c连接到喷射杆160。
第二管道150b’包括入口，该入口通过三通阀连接到管道154。第二管道150b’包括出口，该出口经由三通阀180连接管道156。在过量的NBOG和来自容器的过冷LNG之间进行热交换。再液化的NBOG被转移到第一和/或第二容器的底部。第二管道150b’的出口处的LNG被加热但未被汽化，并返回到第一和/或第二容器的底部。
在该实施例中，过冷在容器的外部进行。换句话说，热交换器和容器分开。

Claims (36)

1.一种气体存储设施、特别是船上的气体存储设施的气体处理方法，所述方法包括以下步骤：
从第一罐(4)或第一容器(5；500)中提取液态的第一气体(4a，4b，5a，5b)，
对液态的第一气体进行第一过冷，和
在所述第一罐(4)的或所述第一容器(5；500)的或第二罐的或第二容器的下部部分中储存液态的过冷的第一气体，以便在第一罐或第二罐(4)、或第一容器或第二容器(5；500)的底部处构成液态的第一气体的冷储备层(4c，5c，500c)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一气体经由出现在第一罐或第二罐(4)、或第一容器或第二容器(5，500)的底部(19；190)中的管线(16，56，156)被转移到第一罐或第二罐(4)、或第一容器或第二容器(5，500)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，储存在第一罐或第二罐(4)、或第一容器或第二容器(5，500)的冷储备层(4c，5c，500c)中的第一气体用于冷却蒸气状态的气体，
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，处于蒸气状态的气体是位于罐(4)或容器(5；500)中的一个的上部部分中的处于蒸汽状态的第一气体。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将储存在所述冷储备层(4c，5c，500c)中的第一气体喷入第一罐或第二罐(4)、或第一容器或第二容器(5，500)中，并喷入蒸汽状态的第一气体的层中。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，储存在所述冷储备层(4c，5c，500c)中的第一气体从罐(4，5；500)或容器中的一个罐的底部提取，并通过热交换器将处于蒸气状态的第一气体再液化。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当罐或容器中的测量压力小于罐或容器的第一预定压力阈值时，过冷的第一气体被存储在所述冷储备层(4c，5c，500c)中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述下部部分在从罐或容器的底部(19，190)测得的罐或容器的高度的约30％以内延伸，所述底部(19，190)是罐或容器的最低端。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，过冷的第一气体以处于大气压时的约负5℃的第一气体液化温度与约负10℃的液化温度之间的温度被存储在所述冷储备层(4c，5c，500c)中，保留在罐或容器中的液态的第一气体处于大于第一气体的液化温度的温度，
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，过冷的第一气体以-45℃至-55℃范围内的或-160℃至-170℃范围内的温度存储在所述冷储备层中，保留在罐或容器中的一个中的液态的第一气体分别处于大于或等于-42℃或-160℃的温度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用从容器(5)提取的至少呈液态的第二气体(5a，5b)进行第一气体(4a，4b)的第一过冷，第二气体的沸点小于或等于第一气体的沸点。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括第二气体的汽化或加热，所述第二气体在第一气体的第一过冷期间通过热交换被加热或汽化，以便供应设施(2)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，设施(2)控制在汽化期间必须被汽化或加热的第二气体的流率。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，从容器(5)提取的第二气体在第一过冷期间进行热交换之前被膨胀并被部分汽化。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于，从容器提取的第二气体通过与膨胀的并部分汽化的第二气体进行热交换而被过冷。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括在第一过冷之后，对第一气体进行第二过冷。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，用于第二过冷的第二气体从容器的底部提取或被过冷。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第一罐和第二罐和/或第一容器和第二容器的外部进行第一过冷和/或第二过冷。
19.根据前述权利要求中任一项或权利要求16至18中任一项所述的方法，其特征在于，在第一过冷或第二过冷期间在第一气体和第二气体之间进行热交换，使得第一气体的过冷出口温度在第一阈值和第二阈值之间。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其特征在于，在第二过冷之后第二气体的出口温度在2至20bar范围内的压力时在-155℃至-105℃范围内。
21.根据权利要求11至20中任一项所述的方法，其特征在于，加热、汽化或部分汽化的第二气体被加热，以供应设施(2)。
22.根据权利要求11至21中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括再液化阶段，在所述再液化阶段中，通过与在第二回路(6b)中流动的具有入口温度的液态的第二气体进行热交换，再液化从罐(4)在第一回路(6a)中流动的第一气体的蒸气(4b)，第一气体的再液化蒸气被转移到罐(4)中，第二气体在再液化之后以出口温度保持液态并被带回到容器(5)，进行第一气体(4b)和第二气体(5a)之间的热交换，使得第一气体的再液化蒸气(4b)的出口温度在第一阈值和第二阈值之间。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，当罐或容器中的测量压力大于罐或容器的第二预定压力阈值时，将第一气体的蒸气再液化。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，第一气体是液化天然气或液化石油气。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的方法，其特征在于，第二气体是液化天然气。
26.一种气体存储设施的气体处理***(1)，特别是在船上的气体存储设施，所述***包括：
储存液态的第一气体的罐或容器(4，5，500)；
第一热交换器(6，20，40，50，150)，其被配置为对通过第一管线(14，54，154)从罐或容器(4，5，500)提取的第一气体进行第一过冷，以及
连接到所述第一热交换器的第二管线(16，56，156)，出现在罐或容器(4，5，500)的下部部分或另一罐或容器的下部部分中，以便将过冷的第一气体存储在罐或容器的或其它罐或容器的底部处以形成液态的第一气体的冷储备层。
27.根据权利要求26所述的***，其特征在于，所述***包括容器(5)，在该容器中存储液态的第二气体，所述第二气体的沸点小于或等于所述第一气体的沸点。
28.根据权利要求27所述的***，其特征在于，液态的第二气体在连接到第一热交换器(6；20)的第二管线(14)中流动，以对第一气体进行第一过冷。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的***(1)，其特征在于，所述***包括第二热交换器(22)，所述第二热交换器被配置使用液态的第二气体对第一气体进行第二过冷。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的***(1)，其特征在于，罐或容器的底部包括连接至导管的第一端的出口，所述导管包括第二端，该第二端联接至安装在所述罐(4)或容器(5，500)的顶部部分中的喷射杆(10，60，160)。
31.根据权利要求26至30中任一项所述的***(1)，其特征在于，述***包括加热装置(32)，在第一热交换器(20)中加热、汽化或部分汽化的第二气体在该加热装置中流动。
32.根据权利要求26至31中任一项所述的***(1)，其特征在于，所述***包括安装在第一热交换器(20；50；150)上游的减压装置(41，53，153)。
33.根据权利要求26至32中任一项所述的***，其特征在于，第二热交换器(22)被配置为在2至20bar范围内的压力时提供处于-155℃至-105℃范围内的出口温度的第二气体。
34.根据权利要求26至33中任一项所述的***(1)，其特征在于，第一气体是液化天然气或液化石油气。
35.根据权利要求26至34中任一项所述的***(1)，其特征在于，第二气体是液化天然气。
36.一种船，特别是液化气运输船，包括至少一个根据权利要求26至35中任一项所述的***。
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