DE69622625T2 - Versorgungssystem für Flüssiggas - Google Patents

Versorgungssystem für Flüssiggas

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flow regulating
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Masao Matsumura
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Ebara Corp
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zuliefersystem für ein verflüssigtes Gas mit einer Expandier-(Expansionsturbinen)-Pumpe, das geeignet ist zur Nutzung als Einrichtung für das Speichern, Zuliefern oder Verbrauchen eines verflüssigten Gases, wie beispielsweise ein verflüssigtes Naturgas oder dergleichen und insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren für das Starten einer Expandierpumpe in einem solchen Zuliefersystem für verflüssigtes Gas.
    • Beschreibung des Standes der Technik:
  • Fig. 5 der beigefügten Zeichnungen zeigt schematisch ein herkömmliches Zuliefersystem für verflüssigtes Gas zum Speichern und Liefern eines verflüssigten Naturgases (LNG = liquefied natural gas). Wie in Fig. 5 gezeigt hat das herkömmliche Zuliefersystem für verflüssigtes Gas einen Untergrundtank 1, in welchem ein verflüssigtes Naturgas gespeichert ist, das von einem LNG- Tanker geliefert wird. Das im Untergrundtank 1 gespeicherte verflüssigte Naturgas wird über eine Primärpumpe 3 in den Untergrundtank 1 zu einer Sekundärpumpe 5 geliefert. Das verflüssigte Naturgas wird dann über die Sekundärpumpe 5 zu Verdampfern 4 geliefert, die das verflüssigte Naturgas in ein verdampftes Gas durch einen Wärmeaustausch mit Meerwasser oder einem Abgas von einem Boiler oder dergleichen umwandeln. Die Verdampfer 4 werden mit Meerwasser über eine Pumpe 2 versorgt. Das verflüssigte Naturgas, das im Untergrundtank 1 verdampft wird, ist ein Verdampfungsverlustgas mit im Wesentlichen Atmosphärendruck, das entweder durch ein Fackelrohr 8 verbrannt wird, oder für die Zulieferung durch einen Kompressor 9 unter Druck gesetzt wird.
  • Das durch die Verdampfer 4 erzeugte verdampfte Gas wird unter hohem Druck durch eine Pipeline an ein entferntes Kraftwerk oder einen Verbrauchsort geliefert, wie beispielsweise eine Stadtgaseinrichtung.
  • Im in Fig. 5 gezeigten herkömmlichen Zuliefersystem für verflüssigtes Gas wird die Sekundärpumpe 5 durch einen elektrischen Motor angetrieben. Da die Sekundärpumpe 5 eine grundlegende Pumpe für das Zuliefern des verflüssigten Naturgases unter Druck ist, handhabt sie das verflüssigte Naturgas mit einer großen Rate unter einem großen bzw. hohen Pumpenhub und erfordert daher einen großen Betrag an Leistung für ihren Betrieb. Demgemäß verbraucht der elektrische Motor, der die Sekundärpumpe 5 betätigt, eine große Menge an elektrischer Energie, und zwar für gewöhnlich im Bereich von einigen hundert bis einigen tausend kW und daher bedarf er einer Hochspannungsleistungsversorgungsinstallation mit großer Kapazität.
  • Es wurde ein autarkes Zuliefersystem für verflüssigtes Gas vorgeschlagen, welches als eine Sekundärpumpe eine Expander-(Expansionsturbinen)- Pumpe nutzt, die durch ein verflüssigtes Naturgas betätigt wird, welches unter Druck durch die Pumpe selbst geliefert werden soll, so dass keine Energie von einer externen Quelle für den Betrieb der Pumpe zugeliefert wird.
  • Das vorgeschlagene autarke Versorgungssystem für verflüssigtes Gas arbeitet wie folgt: ein durch Verdampfer erzeugtes verdampftes Gas wird an den Expander (Expansionsturbine) der Expanderpumpe geliefert und wird zum Betätigen der Expanderpumpe als eine Sekundärpumpe expandiert. Das Gas wird aus dem Expander unter einem reduzierten Druck ausgestoßen und zu einer Stadtgasleitung geliefert oder als ein Boilerverbrennungsgas oder dergleichen an einen Verbrauchsort geliefert. Ein Gas mit geringerem Druck wird als ein Verdampfungsverlustgas an eine Verdampfungsverlustgasleitung ausgestoßen und das Verdampfungsverlustgas wird entweder durch ein Fackelrohr verbrannt oder durch einen Verdampfungsverlustgaskompressor für die Zulieferung als ein Verbrennungsgas zu einer lokalen Pipeline oder dergleichen unter Druck gesetzt.
  • Die Verwendung einer autarken Expanderpumpe als eine Sekundärpumpe in einem Zuliefersystem für verflüssigtes Gas und Strukturen für solch eine Expanderpumpe sind detailliert in den japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern 6-139535 und 6-139536 offenbart.
  • Unter normalen Betriebsbedingungen kann die autarke Expanderpumpe als Sekundärpumpe im Zuliefersystem für verflüssigtes Gas ein verflüssigtes Naturgas unter Druck liefern, wenn die Expansionsturbine beider Expansion von verdampftem Hochdruckgas gedreht wird. Die autarke Expansionspumpe kann jedoch nicht sich selbst starten, da kein verdampftes Hochdruckgas zum Drehen der Expansionsturbine zum Zeitpunkt des Startens der autarken Expanderpumpe verfügbar ist.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Versorgungssystem für verflüssigtes Gas vorzusehen, das eine autarke Expanderpumpe durch sich selbst glatt bzw. gleichmäßig starten kann, und zwar ohne den Bedarf der Zulieferung von Energie von einer externen Energiequelle.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Zuliefersystem für verflüssigtes Gas nach Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zuliefersystem für verflüssigtes Gas vorgesehen, das einen Tank zum Speichern eines verflüssigten Gases, eine Primärpumpe zum Zuliefern des verflüssigten Gases vom Tank, eine Sekundärpumpe für das unter Druck setzen des verflüssigten Gases, das aus der Primärpumpe ausgestoßen wird, einen Verdampfer zum verdampfen des aus der Sekundärpumpe ausgestoßenen verflüssigten Gases in ein verdampftes Gas, einen Expander zum Betätigen der Sekundärpumpe mit durch den Verdampfer erzeugtem verdampftem Gas, eine Rückdruckleitung, die mit einem Auslass des Expanders verbunden ist, eine Bypassleitung, die zwischen der Primärpumpe und dem Verdampfer in einer umgehenden Beziehung zur Sekundärpumpe für das Zuliefern des verflüssigten Gases von der Primärpumpe zum Verdampfer verbunden ist, eine im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung, eine Verbindungsleitung, die zwischen der Rückdruckleitung und der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung verbunden ist, aufweist, wobei die Verbindungsleitung einen ersten Strömungsreguliermechanismus zum Regulieren einer Strömungsrate eines Gases von der Rückdruckleitung zur im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung hat, und wobei eine Bypassleitung zwischen dem Verdampfer und der Rückdruckleitung in umgehender Beziehung zum Expander verbunden ist, wobei die Bypassleitung einen zweiten Strömungsreguliermechanismus zum Regulieren der Strömungsrate des verdampften Gases vom Verdampfer zur Rückdruckleitung hat. Zum Starten der Sekundärpumpe kann das verflüssigte Gas von der Primärpumpe durch die Bypassleitung zum Verdampfer in umgehender Beziehung zur Sekundärpumpe zum Starten des Expanders geliefert werden. Zum Starten der Sekundärpumpe kann die Rückdruckleitung mit der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung über die Verbindungsleitung durch den ersten Mechanismus zum Starten des Expanders bzw. der Expansionsvorrichtung verbunden werden. Zum Starten der Sekundärpumpe, zum Betrieb der Sekundärpumpe in einem stabilen bzw. gleichmäßigen Modus oder zum Stoppen der Sekundärpumpe kann das durch den Verdampfer erzeugte verdampfte Gas teilweise oder insgesamt durch die Bypassleitung zur Rückdruckleitung geliefert werden, und zwar durch den zweiten Strömungsreguliermechanismus in einer umgehenden Beziehung zum Expander. Zum Starten der Sekundärpumpe kann der erste Strömungsreguliermechanismus geschlossen werden und der zweite Strömungsreguliermechanismus kann geöffnet werden, wenn eine Drehgeschwindigkeit der Sekundärpumpe ansteigt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zuliefersystem für verflüssigtes Gas vorgesehen, das Folgendes aufweist: einen Tank zum Speichern eines verflüssigten Gases, eine Primärpumpe zum Zuliefern des verflüssigten Gases vom Tank, eine Sekundärpumpe zum unter Druck setzen des von der Primärpumpe gelieferten verflüssigten Gases, einen Verdampfer zum Verdampfen des verflüssigten Gases, das von der Sekundärpumpe ausgestoßen ist, und zwar in ein verdampftes Gas, einen Expandierer bzw. eine Expansionsvorrichtung zum Betätigen der Sekundärpumpe mit dem durch den Verdampfer erzeugten verdampften Gas, eine Hauptleitung, die sich von der Primärpumpe durch die Sekundärpumpe zum Verdampfer erstreckt, wobei die Hauptleitung ein Einlassventil hat, das mit einem Einlass der Sekundärpumpe verbunden ist, und ein erstes Strömungsregulierventil, das mit einem Auslass der Sekundärpumpe verbunden ist, und zwar zum Regulieren einer Strömungsrate des verflüssigten Gases von der Sekundärpumpe zum Verdampfer, wobei eine Bypassleitung zwischen der Primärpumpe und dem Verdampfer in einer umgehenden Beziehung zur Sekundärpumpe verbunden ist, und zwar für das Zuliefern des verflüssigten Gases von der Primärpumpe zum Verdampfer, eine Bypassleitung mit einem zweiten Strömungsregulierventil zum Regulieren der Strömungsrate des verflüssigten Gases von der Primärpumpe zum Verdampfer, eine Rückdruckleitung verbunden mit einem Auslass des Expanders, wobei die Rückdruckleitung ein drittes Strömungsregulierventil hat zum Regulieren der Strömungsrate eines Gases vom Expander, eine im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung und ein viertes Strömungsregulierventil das zwischen der Rückdruckleitung und der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung verbunden ist, und zwar zum Regulieren der Strömungsrate eines Gases von der Rückdruckleitung zur im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung, wobei für das Starten der Sekundärpumpe das Einlassventil und das vierte Strömungsregulierventil geöffnet sind, und das erste Strömungsregulierventil geschlossen ist, und wobei danach das zweite Strömungsregulierventil allmählich geöffnet wird zum Zuliefern des verflüssigten Gases zum Verdampfer und ebenso zum Zuliefern des verdampften Gases vom Verdampfer zum Expander, und wobei mit einem Anstieg der Drehgeschwindigkeit der Sekundärpumpe das erste Strömungsregulierventil allmählich geöffnet wird und das zweite Strömungsregulierventil allmählich geschlossen wird, um zu erlauben, dass verflüssigtes Gas, das von der Sekundärpumpe ausgestoßen wird, als eine verflüssigte Hauptgasströmung durch die Hauptleitung zum Verdampfer strömt, und wobei gleichzeitig das dritte Strömungsregulierventil geöffnet wird und das vierte Strömungsregulierventil geschlossen wird, wodurch der Expandierer oder Expander in einem stabilen Modus betrieben wird.
  • Zum Starten der Sekundärpumpe in jedem der zuvor erwähnten Zuliefersysteme für verflüssigtes Gas wird das verflüssigte Gas von der Primärpumpe durch die Bypassleitung direkt an den Verdampfer geliefert. Der Auslass des Expandierers ist im Wesentlichen auf Atmosphärendruck gehalten, was gestattet, dass das durch den Verdampfer erzeugtes verdampftes Gas, welches mit dem verflüssigten Gas geliefert wird, das von der Primärpumpe unter einem relativ geringen Druck zugeliefert wird, in den Expander eingeführt wird. Da der Auslass des Expanders im Wesentlichen auf Atmosphärendruck gehalten ist, ist der Gasdruck, der an den Expander angelegt wird, groß genug, um den Expander zu starten, und die Expansionsturbine des Expanders beginnt sich zu drehen. Wenn der Expander gestartet ist, kann die Sekundärpumpe das verflüssigte Gas, das von der Primärpumpe ausgestoßen wird, unter Druck setzen, wobei das verflüssigte Gas an den Verdampfer unter einem fortschreitend höheren Druck geliefert wird. Das Strömungsregulierventil der Hauptleitung wird allmählich geöffnet und das Strömungsregulierventil der Bypassleitung wird allmählich geschlossen, so dass das von der Primärpumpe ausgestoßene verflüssigte Gas als eine Hauptgasströmung durch die Hauptleitung unter stabilen Bedingungen strömt. Das mit der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung verbundene Strömungsregulierventil wird allmählich geschlossen und das Strömungsregulierventil der Rückdruckleitung wird allmählich geöffnet, um den Expander in einem stabilen bzw. gleichmäßigen Modus zu betreiben.
  • Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zuliefersystem für verflüssigtes Gas vorgesehen, das Folgendes aufweist: einen Tank zum Speichern eines verflüssigten Gases, eine Primärpumpe zum Zuliefern des verflüssigten Gases vom Tank, eine Sekundärpumpe zum unter Druck setzen des verflüssigten Gases, das von der Primärpumpe geliefert wird, einen Verdampfer zum Verdampfen des verflüssigten Gases, das von der Sekundärpumpe ausgestoßen wird, und zwar in ein verdampftes Gas, einen Expandierer bzw. Expander zum Betätigen der Sekundärpumpe mit dem verdampften Gas, das vom Verdampfer erzeugt wird, eine Rückdruckleitung verbunden mit einem Auslass des Expanders, eine Hilfspumpe für das Zuliefern eines verflüssigten Gases, eine Hilfsleitung verbunden mit dem Verdampfer für das Zuliefern des verflüssigten Gases von der Hilfspumpe zum Verdampfer, eine im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung, eine Verbindungsleitung, die zwischen der Rückdruckleitung und der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung verbunden ist, wobei die Verbindungsleitung einen ersten Strömungsreguliermechanismus hat zum Regulieren einer Strömungsrate eines Gases von der Rückdruckleitung zur im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung, und eine Bypassleitung, die zwischen dem Verdampfer und der Rückdruckleitung in einer umgehenden Beziehung zum Expander verbunden ist, wobei die Bypassleitung einen zweiten Strömungsreguliermechanismus hat zum Regulieren einer Strömungsrate des verdampften Gases vom Verdampfer zur Rückdruckleitung.
  • Zum Starten der Sekundärpumpe im zuvor beschriebenen Zuliefersystem für verflüssigtes Gas wird das verflüssigte Gas von der Hilfspumpe zum Verdampfer geliefert und die Rückdruckleitung wird im Wesentlichen auf Atmosphärendruck gehalten, so dass das verflüssigte Gas, das von der Hilfspumpe zugeliefert wird, unter einem relativ geringen Druck in den Verdampfer eingeführt wird. Während der Druck des verdampften Gases, das vom Verdampfer erzeugt wird, relativ gering ist, ist dieser groß genug, um den Expander zu starten, weil die Rückdruckleitung im Wesentlichen auf Atmosphärendruck gehalten wird. Der Expander wird gestartet, und zwar mit der Drehgeschwindigkeit seiner Turbine allmählich ansteigend. Die Drehgeschwindigkeit der Sekundärpumpe steigt allmählich an und die Sekundärpumpe setzt das verflüssigte Gas weiter unter Druck, das von der Hilfspumpe geliefert wird, wobei der Druck des verdampften Gases, das durch den Verdampfer erzeugt wird, allmählich ansteigt. Wenn der Druck des verdampften Gases ansteigt, erzeugt der Expander eine höhere Ausgabe und damit erzeugt auch die durch ihn betätigte Sekundärpumpe eine höhere Ausgabe. Im Ergebnis wird die tätigte Sekundärpumpe eine höhere Ausgabe. Im Ergebnis wird die Sekundärpumpe gestartet.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zuliefersystem für verflüssigtes Gas vorgesehen, das Folgendes aufweist: einen Tank zum Speichern eines verflüssigten Gases, eine Primärpumpe zum Zuliefern des verflüssigten Gases vom Tank, eine Sekundärpumpe zum unter Druck setzen des verflüssigten Gases, das von der Primärpumpe zugeliefert wird, einen Verdampfer zum Verdampfen des verflüssigten Gases, das aus der Sekundärpumpe ausgestoßen wird, und zwar in ein verdampftes Gas, einen Expander bzw. Expandierer für das Betätigen der Sekundärpumpe mit dem verdampften Gas, das vom Verdampfer erzeugt wird, eine Rückdruckleitung, die mit einem Auslass des Expanders verbunden ist, eine Hilfspumpe zum Zuliefern eines verflüssigten Gases, eine Hilfsleitung, die zwischen dem Tank und dem Verdampfer in einer umgehenden Beziehung zur Sekundärpumpe für das Zuliefern des verflüssigten Gases vom Tank durch die Hilfspumpe zum Verdampfer verbunden ist, wobei die Hilfsleitung einen ersten Strömungsreguliermechanismus hat für das Regulieren einer Strömungsrate des verflüssigten Gases vom Tank zum Verdampfer, eine Hauptleitung, die von der Sekundärpumpe zum Verdampfer verbunden ist, wobei die Hauptleitung einen zweiten Strömungsreguliermechanismus hat für das Regulieren einer Strömungsrate des verflüssigten Gases von der Sekundärpumpe zum Verdampfer, und eine Bypassleitung, die zwischen dem Verdampfer und der Rückdruckleitung in einer umgehenden Beziehung zum Expander verbunden ist, wobei die Bypassleitung einen dritten Strömungsreguliermechanismus für das Regulieren einer Strömungsrate des verdampften Gases vom Verdampfer zur Rückdruckleitung hat. Für das Starten der Sekundärpumpe kann das verflüssigte Gas von der Hilfspumpe durch die Hilfsleitung zum Verdampfer in einer umgehenden Beziehung zur Sekundärpumpe zum Starten des Expanders zugeliefert werden. Für das Starten der Sekundärpumpe, für das Betreiben der Sekundärpumpe in einem stabilen bzw. gleichmäßigen Modus, oder für das Stoppen der Sekundärpumpe kann das durch den Verdampfer erzeugte verdampfte Gas durch die Bypassleitung zur Rückdruckleitung über den dritten Strömungsreguliermechanismus in einer umgehenden Beziehung zum Expander zugeliefert werden. Für das Starten der Sekundärpumpe kann der erste Strömungsreguliermechanismus geschlossen sein und der zweite Strömungsreguliermechanismus kann geöffnet sein, wenn eine Drehgeschwindigkeit der Sekundärpumpe ansteigt.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ebenso ein Zuliefersystem für verflüssigtes Gas vorgesehen, das Folgendes aufweist: einen Tank zum Speichern eines verflüssigten Gases, eins Primärpumpe für das Zuliefern des verflüssigten Gases vom Tank, eine Sekundärpumpe für das unter Druck setzen des verflüssigten Gases, das von der Primärpumpe zugeliefert wird, einen Verdampfer für das Verdampfen des verflüssigten Gases, das von der Sekundärpumpe ausgestoßen wird, und zwar in ein verdampftes Gas, einen Expander bzw. Expandierer für das Betätigen der Sekundärpumpe mit dem durch den Verdampfer erzeugten verdampften Gas, eine Rückdruckleitung, die mit einem Auslass des Expanders verbunden ist, eine Hilfspumpe zum Zuliefern eines verflüssigten Gases an den Verdampfer, ein Einlassventil, das mit einem Einlass der Hilfspumpe verbunden ist, ein erstes Strömungsregulierventil, das mit einem Auslass der Hilfspumpe verbunden ist, und zwar zum Regulieren einer Strömungsrate des verflüssigten Gases von der Hilfspumpe zum Verdampfer, und ein zweites Strömungsregulierventil, das mit einem Auslass der Primärpumpe verbunden ist, und zwar zum Regulieren einer Strömungsrate des verflüssigten Gases von der Primärpumpe zum Verdampfer, wobei für das Starten der Sekundärpumpe das Einlassventil und die Hilfspumpe gestartet werden und danach das erste Strömungsregulierventil allmählich geöffnet wird für das Zuliefern des verflüssigten Gases an den Verdampfer und ebenso für das Liefern des verdampften Gases vom Verdampfer zum Expander, und wobei mit einem Anstieg der Drehgeschwindigkeit der Sekundärpumpe und eines Druckes des verflüssigten Gases, dass von der Sekundärpumpe ausgestoßen wird, das zweite Strömungsregulierventil allmählich geöffnet wird und das erste Strömungsregulierventil geschlossen wird, um zu gestatten, dass das von der Sekundärpumpe ausgestoßene verflüssigte Gas als eine Hauptströmung des verflüssigten Gases zum Verdampfer strömt, wodurch der Expander in einem stabilen Modus betrieben wird.
  • Für das Starten der Sekundärpumpe in jedem der zuvor erwähnten Zuliefersysteme für verflüssigtes Gas wird das verflüssigte Gas vom Tank zum Verdampfer durch die Hilfspumpe geliefert. Das verdampfte Gas, das vom Verdampfer erzeugt wird, wird nun an den Expander zum Starten des Expanders geliefert. Das erste Strömungsregulierventil wird geschlossen und das zweite Strömungsregulierventil wird geöffnet, um den Expander allmählich in einen stabilen Betriebsmodus zu bringen. Durch Regulieren der Strömungsrate des verdampften Gases, das vom Verdampfer geliefert wird, und zwar an die Rückdruckleitung in einer umgehenden Beziehung zum Expander kann das verdampfte Gas in den Expander mit einer Rate eingeführt werden, die von der Last auf der Sekundärpumpe abhängt.
  • Gemäß noch einem anderen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zuliefersystem für verflüssigtes Gas vorgesehen, das Folgendes aufweist: einen Tank zum Speichern eines verflüssigten Gases, eine Primärpumpe zum Zuliefern des verflüssigten Gases vom Tank, eine Sekundärpumpe für das unter Druck setzen des verflüssigten Gases, das von der Primärpumpe geliefert wird, einen Verdampfer zum Verdampfen des verflüssigten Gases, das von der Sekundärpumpe ausgestoßen wird, und zwar in ein verdampftes Gas, einen Expandierer für das Betätigen der Sekundärpumpe mit dem vom Verdampfer erzeugten verdampften Gas, Mittel für das Einführen eines verflüssigten Gases anders als das von der Primärpumpe gelieferte verflüssigte Gas in den Verdampfer, eine Rückdruckleitung, die mit einem Auslass des Expanders verbunden ist, und zwar zum Zuliefern eines vom Expander ausgestoßenen Gases zu einem Verbrauchsort, wobei die Rückdruckleitung einen ersten Strömungsreguliermechnismus hat zum Regulieren einer Strömungsrate des Gases vom Expander zum Verbrauchsort, eine Bypassleitung, die zwischen dem Verdampfer und der Rückdruckleitung in einer umgehenden Beziehung zum Expander verbunden ist, wobei die Bypassleitung einen zweiten Strömungsreguliermechanismus hat zum Regulieren einer Strömungsrate des verdampften Gases vom Verdampfer zur Rückdruckleitung, eine im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung und eine Verbindungsleitung, die zwischen der Rückdruckleitung und der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung verbunden ist, wobei die Verbindungsleitung einen dritten Strömungsreguliermechanismus hat zum Regulieren der Strömungsrate des Gases vom Expander zur im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zuliefersystem für verflüssigtes Gas vorgesehen, das Folgendes aufweist: einen Tank zum Speichern eines verflüssigten Gases, eine Primärpumpe zum Liefern es verflüssigten Gases vom Tank, ein Sekundärpumpe zum unter Druck setzen des verflüssigten Gases, das von der Primärpumpe geliefert wirb, einen Verdampfer zum Verdampfen des verflüssigten Gases, das aus der Sekundärpumpe ausgestoßen wird, und zwar in ein verdampftes Gas, einen Expander bzw. Expandierer zum Betätigen der Sekundärpumpe mit dem verdampften Gas, das vom Verdampfer erzeugt wird, Mittel für das Liefern eines verdampften Gases anders als das verdampfte Gas, das vom Verdampfer erzeugt wird, und zwar an den Expander, eine Rückdruckleitung die mit einem Auslass des Expanders verbunden ist, und zwar zum Zuliefern eines Gases, das vom Expander ausgestoßen wird, an einen Verbrauchsort, wobei die Rückdruckleitung einen ersten Strömungsreguliermechanismus hat zum Regulieren einer Strömungsrate des Gases vom Expander zum Verbrauchsort, eine Bypassleitung, die zwischen dem Verdampfer und der Rückdruckleitung in einer umgehenden Beziehung zum Expander verbunden ist, wobei die Bypassleitung einen zweiten Strömungsreguliermechanismus hat zum Regulieren einer Strömungsrate des verdampften Gases vom Verdampfer zur Rückdruckleitung, eine im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung und eine Verbindungsleitung, die zwischen der Rückdruckleitung und der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung verbunden ist, wobei die Verbindungsleitung einen ersten Strömungsreguliermechanismus hat für das Regulieren einer Strömungsrate des Gases vom Expander zur im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung.
  • Für das Starten der Sekundärpumpe in jedem der zuvor erwähnten Zuliefersysteme für verflüssigtes Gas, wird ein verflüssigtes Gas anders als das im Tank gespeicherte verflüssigte Gas in den Verdampfer eingeführt oder ein verdampftes Gas anders als das verdampfte Gas, das vom Verdampfer erzeugt wird, wird in den Expandierer eingeführt, um so den Expander zu starten. Da die Rückdruckleitung mit der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung über den ersten Strömungsreguliermechanismus verbunden ist, ist ein Gasdruck, der ausreichend ist für das Starten des Expanders, verfügbar sogar wenn der Druck am Einlass des Expanders relativ gering ist. Wenn die Turbine des Expanders sich zu drehen beginnt und die Sekundärpumpe zu arbeiten beginnt, wird das durch die Sekundärpumpe unter Druck gesetzte verflüssigte Gas in den Verdampfer eingeführt und der Druck des verdampften Gases am Auslass des Verdampfers steigt an. Der Expander erzeugt eine höhere Ausgabe und somit erzeugt die dadurch betätigte Sekundärpumpe eine höhere Ausgabe. Die Drehgeschwindigkeit der Sekundärpumpe steigt allmählich an bis zu einer stabilen Drehgeschwindigkeit und der Druck des verdampften Gases am Auslass des Verdampfers steigt an. Wenn der erste Strömungsreguliermechanismus geschlossen wird, wird das vom Expander ausgestoßene Gas von der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung umgeschaltet zu einer Gaszulieferleitung, die mit der Rückdruckleitung verbunden ist, und der Gasdruck in der Gaszulieferleitung steigt an. Der Expander arbeitet nun in einem stabilen Modus. Der zweite Strömungsreguliermechanismus kann betätigt werden, um zu bewirken, dass der Expander eine Ausgabe erzeugt, die von der Last der Sekundärpumpe abhängt und ebenso ein Gas mit übermäßig hohem Druck direkt in die Gaszulieferleitung liefert.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zuliefersystem für verflüssigtes Gas vorgesehen, das Folgendes aufweist: einen Tank zum Speichern eines verflüssigten Gases, eine Primärpumpe für das Zuliefern des verflüssigten Gases vom Tank, eine Sekundärpumpe für das unter Druck setzen des verflüssigten Gases, das von der Primärpumpe geliefert wird, einen Verdampfer für das Verdampfen des von der Sekundärpumpe ausgestoßenen verflüssigten Gases in ein verdampftes Gas, einen Expander bzw. Expandierer für das Betätigen der Sekundärpumpe mit dem verdampften Gas, das vom Verdampfer erzeugt wird, eine Bypassleitung, die zwischen der Primärpumpe und dem Verdampfer in einer umgehenden Beziehung zur Sekundärpumpe verbunden ist für das Zuliefern des verflüssigten Gases von der Primärpumpe zum Verdampfer, und Mittel für das Starten des Expanders mit dem verdampften Gas, das vom Verdampfer erzeugt wird, wenn das verflüssigte Gas von der Primärpumpe durch die Bypassleitung zum Verdampfer geliefert wird.
  • Die zuvor erwähnten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, wenn diese zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gesehen wird, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beispielhaft darstellen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist eine schematische Ansicht ist eines Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 ist eine schematische Ansicht ist eines Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 3 ist eine schematische Ansicht eines Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 4 ist eine schematische Ansicht ist eines Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • Fig. 5 ist eine schematische Ansicht ist eines herkömmlichen Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Gleiche oder entsprechende Teile werden mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen durch die Ansichten hinweg bezeichnet.
  • Fig. 1 zeigt schematisch ein Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt, hat das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas einen Untergrundtank 1, der verflüssigtes Naturgas speichert, das von einem LNG- Tanker oder dergleichen transportiert wurde. Das verflüssigte Naturgas, das im Untergrundtank 1 gespeichert wird, wird durch eine Primärpumpe 3 im Untergrundtank 1 zu einer autarken Sekundärpumpe 6 geliefert, die durch einen Expander (Expansionsturbine) betätigt wird. Das verflüssigte Naturgas wird dann durch die Sekundärpumpe 6 zu einem Verdampfer 4 geliefert. Der Verdampfer 4 wandelt das verflüssigte Naturgas in ein verdampftes Hochdruckgas um, das an einen druckregulierenden Regler bzw. eine Reglervorrichtung 11 geliefert wird und durch diesen im Druck reguliert wird. Das druckregulierte, verdampfte Gas wird dann im Expander 7 expandiert und dreht das Laufrad der Expansionsturbine, wodurch die Sekundärpumpe 6 betätigt wird, die direkt mit der Expansionsturbine gekoppelt ist.
  • Nachdem das verdampfte Gas durch die Expansion im Expander 7 im Druck reduziert wurde, wird es von einer Rückdruckleitung 12, die mit dem Auslass des Expanders 7 verbunden ist, über eine Mittel/Hochdruckzulieferleitung 13 über eine relativ lange Distanz geliefert. Wie zuvor beschrieben, wird das vom Tank 1 durch die Pumpe 3 gelieferte verflüssigte Naturgas durch den Verdampfer 4 verdampft bzw. gasförmig gemacht und die Sekundärpumpe 6 wird durch den Expander 7 unter dem Druck des verdampften Gases von Verdampfer 4 betätigt. Demgemäß werden ausgestoßene Gase unter verschiedenen Drücken vom Expander 7 durch die Zulieferleitung 13, eine Zulieferleitung 10 und eine Verdampfungsverlustgasleitung 26 (in der Folge beschrieben) geliefert. Das durch die Zulieferleitung 13 gelieferte Gas hat einen relativ hohen Druck im Bereich von 30 bis 70 kg/cm² und wird über eine relativ lange Distanz als ein Stadtgas oder dergleichen zu einer Pipeline oder dergleichen geliefert. Das durch die Verdampfungsverlustgasleitung 26 gelieferte Gas hat einen relativ geringen Druck von ungefähr 10 kg/cm² und wird über eine relativ kurze Distanz als ein Stadtgas oder Brennstoff für ein thermisches Kraftwerk, eine Eisenmühle, eine fokale Pipeline oder dergleichen geliefert.
  • Das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas hat verschiedene Messeinheiten und eine Steuerung (nicht gezeigt) für den Betrieb des Gesamtsystems in einem optimalen Modus.
  • Das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas hat Rohre und Leitungen, die in der Folge beschrieben werden, zum Starten der autarken Sekundärpumpe 6. Das verflüssigte Naturgas strömt durch die Rohre und das verdampfte Gas strömt durch die Rohre. Ein Bypassrohr bzw. Bypassleitung 14 umgeht die Sekundärpumpe 6 für das Zuliefern des verflüssigten Naturgases von der Primärpumpe 3 direkt zum Verdampfer 4. Das Rohr 14 hat ein Strömungsregulierventil 15, das zum Regulieren der Strömungsrate des verflüssigten Naturgases geöffnet und geschlossen werden kann und ein Rückschlagventil 16; das verhindert, dass das verflüssigte Naturgas zurückströmt. Eine Minimalströmungszirkulationsleitung bzw. -rohr 17 ist mit dem Auslass der Sekundärpumpe 6 verbunden und erstreckt sich durch ein Strömungsregulierventil 18 zum Tank 1. Das Minimalströmungszirkulationsrohr 17 dient dazu, zu verhindern, dass das verflüssigte Naturgas in der Sekundärpumpe 6 bei deren Abschaltbetrieb überhitzt wird, und gestattet einer Minimalströmung des verflüssigten Naturgases durch die Sekundärpumpe in ihrem abgeschalteten Betrieb hindurchzugehen.
  • Die Sekundärpumpe 6 ist mit einer Hauptleitung bzw. einem Hauptrohr 19 verbunden, dass sich vom Tank 1 zum Verdampfer 4 erstreckt. Das Hauptrohr 19 hat ein Einlassventil 29, das mit dem Einlass der Sekundärpumpe 6 verbunden ist, und ein Rückschlagventil 20 und ein Strömungsregulierventil 21, die mit dem Auslass der Sekundärpumpe 6 verbunden sind. Das Hauptrohr 19, das sich vom Auslass des Strömungsregulierventils 21 aus erstreckt, ist mit der Bypassleitung bzw. dem Bypassrohr 14 verbunden und mit dem Einlass des Verdampfers 4 verbunden.
  • Vom Aulass der Verdampfers 4 erstreckt sich eine Gasleitung, die mit dem Druckregulierregler 11 verbunden ist und in eine Bypassleitung 22 aufgezweigt ist, die direkt mit der Rückdruckleitung 12 in einer umgehenden Beziehung zum Expander 7 verbunden ist. Die Bypassleitung 22 hat ein Strömungsregulierventil 23 für das Regulieren der Strömungsrate des verdampften Gases. Die Rückdruckleitung 12 hat ein Strömungsregulierventil 24 und ein Rückschlagventil 25. Mit der Rückdruckleitung 12 ist eine Verbindungsleitung 27 verbunden, die im Wesentlichen auf Atmosphäre über eine Verdampfungsverlustgasleitung 26 belüftet ist, die mit dem Tank 1 und einem Abfackelkamin bzw. Fackelrohr 8 verbunden ist. Die Verbindungsleitung 27 hat ein Strömungsregulierventil 28. Die Verdampfungsverlustgasleitung 26 ist mit einem Verdampfungsverlustgaskompressor 9 verbunden.
  • Die Strömungsregulierventile 15, 18, 21, 23, 24, 28 werden für ihr Öffnen und Schließen durch die Steuerung (nicht gezeigt) gesteuert, um die Strömungsrate des verflüssigten Naturgases in den Rohren und des verdampften Gases in den Leitungen zu steuern.
  • Ein Prozess zum Starten der Sekundärpumpe 6 wird in der Folge beschrieben. Das verflüssigte Naturgas ist im Untergrundtank 1 gespeichert und wird vom Untergrundtank 1 durch die Primärpumpe 3 zugeliefert.
  • Als erstes werden das Einlassventil 29 und das Strömungsregulierventil 18 geöffnet, um eine Minimalströmung des verflüssigten Naturgases durch die Sekundärpumpe 6 zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Regulierventil 21 geschlossen. Das Strömungsregulierventil 15 wird allmählich geöffnet zum Zuliefern des verflüssigten Naturgases unter Druck von der Primärpumpe 3 durch die Bypassleitung 14 zum Verdampfer 4 in einer umgehenden Beziehung zur Sekundärpumpe 6. Der Verdampfer 4 verdampft das zugelieferte verflüssigte Naturgas durch einen Wärmeaustausch und stößt ein verdampftes Gas unter hohem Druck aus.
  • Die Strömungsregulierventile 23, 24 sind geschlossen und das Strömungsregulierventil 28 ist geöffnet. Demgemäß wird das gesamte verdampfte Gas, das vom Verdampfer 4 ausgestoßen wird, zum Expander 7 geleitet.
  • Das vom Verdampfer 4 ausgestoßene verdampfte Gas strömt durch den Druckregulierregler 11 in den Expander 7, in welchem es sich ausdeht bzw. es expandiert zum Starten der Sekundärpumpe 6. Da das Strömungsregulierventil 28 geöffnet ist, ist die Rückdruckleitung 12 mit der Verdampfungsverlustgasleitung 26 verbunden. Während der Druck des Gases am Einlass des Expanders 7 gering ist beim Starten der Sekundärpumpe 6, wird der Expander 7 mit einem Gasdruck versorgt, der groß genug ist zum Starten der Sekundärpumpe 6, weil der Druck in der Rückdruckleitung 12 im Wesentlichen der Atmosphärendruck ist.
  • Da verdampftes Gas fortwährend an den Expander 7 geliefert wird, steigt die Drehgeschwindigkeit der Sekundärpumpe 6 allmählich an und demgemäß steigt der Druck des verflüssigten Naturgases, das von der Sekundärpumpe 6 ausgestoßen wird, auch allmählich an. Das Strömungsregulierventil 21 wird nun allmählich geöffnet, worauf die Strömungsrate des verflüssigten Naturgases durch die Hauptleitung 19 allmählich ansteigt, so dass die Strömung des verflüssigten Naturgases durch die Hauptleitung 19 zur Hauptströmung wird. Gleichzeitig wird das Strömungsregulierventil 15 allmählich geschlossen. Die Sekundärpumpe 6 ist nun vollständig gestartet und arbeitet unter stabilen Bedingungen.
  • Zur gleichen Zeit wird das Strömungsregulierventil 28 allmählich geschlossen und das Strömungsregulierventil 24 wird allmählich geöffnet im Verhältnis zur Drehgeschwindigkeit der Turbine des Expanders 7. Gleichzeitig wird das Öffnen bzw. der Öffnungsgrad des Strömungsregulierventils 23 eingestellt für das Zuliefern des verdampften Gases unter einem vorbestimmten Druck an den Druckregulierregler 11. Auf diese Weise, wenn die Sekundärpumpe 6 gestartet wird und sich ihre Drehgeschwindigkeit einem geeigneten Wert annähert, wird das Strömungsregulierventil 28 allmählich geschlossen, um die Strömungsrate des verdampften Gases zu begrenzen, das in die Verdampfungsverlustgasleitung 26 ausgestoßen wird, und das Strömungsregulierventil 24 wird allmählich geöffnet, um den Expander 7 gleichmäßig bzw. glatt in einen stabilen Betriebsmodus zu bringen. Zum Zeitpunkt, bei dem die Sekundärpumpe 6 gestartet ist, steigt die Menge des verdampften Gases, welches in den Expander 7 eintritt, an. Jedoch ist das Strömungsregulierventil 23 geöffnet, um zu Erlauben, dass das verdampfte Gas in die Rückdruckleitung 12 in einer umgehenden Beziehung zum Expander 7 strömt. Als Folge wird das verdampfte Gas, das ansonsten übermäßig an den Expander 7 geliefert werden würde, durch das Strömungsregulierventil 23 gesteuert, um zu gestatten, dass die Sekundärpumpe 6 glatt bzw. gleichmäßig gestartet wird.
  • Wie zuvor beschrieben, wenn die Sekundärpumpe 6 gestartet wird, kann, da das flüssige Naturgas von der Primärpumpe 3 direkt an den Verdampfer in umgehender Beziehung zur Sekundärpumpe 6 geliefert wird, der Verdampfer 4 ein verdampftes Gas zum Starten des Expanders 7 liefern, ohne dass es einen großen Druckverlust aufgrund der Sekundärpumpe 6 erleidet. Da der Auslass des Expanders 7 im Wesentlichen auf Atmosphärendruck gehalten wird, ist es möglich, den Expander 7 mit einem Druck des verdampften Gases zu beliefern, der groß genug ist zum Starten der Sekundärpumpe 6, sogar wenn der Druck des verdampften Gases am Einlass des Expanders 7 von einem relativ geringen Wert ist, welcher für gewöhnlich 10 kg/cm² ist, und zwar gleich zum Druck des verflüssigten Naturgases, das von der Primärpumpe 3 ausgestoßen wird. Die Bypassleitung 22, die den Expander 7 umgeht, ist wirksam für das Regulieren der Strömungsrate des verdampften Gases, das in den Expander 7 eintritt, um so die Ausgabeleistung des Expanders 7 einzustellen. Wenn der Auslass des Expanders 7 im Wesentlichen auf Atmosphärendruck bleiben würde nachdem die Primärpumpe 6 gestartet ist, dann würde der Druck des verdampften Gases im Expander 7 zu hoch für das normale Betreiben der Sekundärpumpe 6 sein. Da jedoch das Strömungsregulierventil 28 allmählich geschlossen wird und das Strömungsregulierventil 24 allmählich geöffnet wird zum Zuliefern des verdampften Gases in Richtung auf die Zulieferleitung 13, wird der Druck, der aus dem Auslass des Expanders 7 ausgestoßen wird, auf einen geeigneten Druck reguliert, so dass der Expander 7 glatt bzw. gleichmäßig in einen stabilen Betriebsmodus gebracht wird. Das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas spart Ressourcen ein sowie auch Energie, weil die Sekundärpumpe 6 durch es selbst gestartet werden kann ohne den Bedarf der Zulieferung von Energie von einer externen Energiequelle.
  • Fig. 2 zeigt schematisch ein Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat eine grundlegende Struktur, die gleich ist zum Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Jene Teile des Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas, das in Fig. 2 gezeigt ist, die identisch zu jenen des Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas sind, das in Fig. 1 gezeigt ist, werden mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht detailliert in der Folge beschrieben.
  • Das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass anstatt des Bypassrohres 14, das in Fig. 1 gezeigt ist, ein Hilfsrohr 31, das mit dem Tank 32 verbunden ist und eine motorangetriebene Hilfspumpe 30 hat, mit dem Hauptrohr 19 verbunden ist und mit dem Einlass des Verdampfers 4 gekoppelt ist. Die Hilfspumpe 30 dient für das Zuliefern eines verflüssigten Naturgases vom Tank 32 durch das Hilfsrohr 31 zum Verdampfer 4. Das Hilfsrohr 31 hat ein Strömungsregulierventil 33, ein Rückschlagventil 34 und ein Einlassventil 35.
  • Zum Starten der Sekundärpumpe 6 im Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Einlassventil 35 geöffnet und die Hilfspumpe 30 wird betrieben. Das Strömungsregulierventil 33 wird allmählich geöffnet zum Zuliefern des verflüssigten Naturgases vom Tank 32 durch die Hilfsleitung bzw. das Hilfsrohr 31 zum Verdampfer 4. Weil der Auslass des Expanders 7 mit der Verdampfungsverlustgasleitung 26 verbunden ist und damit im Wesentlichen auf Atmosphärendruck gehalten wird, ist es möglich, den Expander 7 mit einem verdampften Gasdruck zu beliefern, der groß genug ist zum Starten der Sekundärpumpe 6, sogar wenn der Druck des verdampften Gases durch das verflüssigte Naturgas erzeugt wird, das von der Hilfspumpe 30 geliefert wird, die von einer relativ kleinen Kapazität ist. Wenn der Expander 7 mit seinem Betrieb startet, beginnt die Sekundärpumpe 6 zu arbeiten, was verflüssigtes Naturgas vom Tank 1 durch das Hauptrohr 19 zum Verdampfer 4 durch das Strömungsregulierventil 21 liefert, welches allmählich geöffnet wird. Der Druck des verdampften Gases am Auslass des Verdampfers 4 steigt an, wodurch der Druck des verdampften Gases im Expander 7 ansteigt. Der Druck des verflüssigten Naturgases, das durch die Sekundärpumpe 6 ausgestoßen wird steigt ebenso an, wodurch der Expander 7 und die Sekundärpumpe 6 in ihren stabilen Betriebsmodus gebracht werden. Zur gleichen Zeit wird das Strömungsregulierventil 33 allmählich geschlossen. Das Strömungsregulierventil 28 wird allmählich geschlossen, und das Strömungsregulierventil 24 wird allmählich geöffnet zum Zuliefern des verdampften Gases, das vom Expander 7 ausgestoßen wird, durch die Zulieferleitung 13 zur Pipeline über eins lange Distanz. Das Öffnen des Strömungsregulierventils 23 wird eingestellt für das Zuliefern von verdampftem Gas unter einem vorbestimmten Druck, der für den Betrieb der Sekundärpumpe 6 durch den Expander 7 erforderlich ist, und zwar an den Druckregulierregler 11.
  • Fig. 3 zeigt schematisch ein Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel hat eine grundlegende Struktur, die gleich ist zu jeder des Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Jene Teile des Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas, das in Fig. 3 gezeigt ist, die identisch sind zu jenen des Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas, das in Fig. 2 gezeigt ist, werden mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und werden in der Folge nicht detaillierter beschrieben.
  • Das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass der Tank 32, der in Fig. 2 gezeigt ist, weggelassen ist und die Hilfspumpe 30 das verflüssigte Naturgas vom Tank 1 durch die Hilfsleitung bzw. das Hilfsrohr 31 zum Verdampfer 4 liefert. Die Sekundärpumpe 6 im Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann auf die gleiche Weise gestartet werden wie die Sekundärpumpe 6 im Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Fig. 4 zeigt schematisch ein Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel hat eine grundlegende Struktur, die gleich ist zu jener des Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Jene Teile des Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas, das in Fig. 4 gezeigt ist, welche identisch zu jenen des Zuliefersystems für verflüssigtes Naturgas, sind, das in Fig. 2 gezeigt ist, werden mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und in der Folge nicht detaillierter beschrieben.
  • Das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass die Hilfsleitung bzw. das Hilfsrohr 31 mit einem Tank 36 verbunden ist für das Zuliefern eines unter Druck gesetzten verflüssigten Naturgases vom Tank 36 zum Verdampfer 4. Das Hilfsrohr 31 hat ein Strömungsregulierventil 33 und ein Rückschlagventil 34. Das unter Druck gesetzte verflüssigte Naturgas wird vom Tank 36 zum Hilfsrohr 31 durch Anlegen eines unter Druck stehenden Gases an den Gaspegel im Tank 36 von einem Einlassanschluss 37 aus zugeliefert. Das unter Druck gesetzte Gas kann entweder ein Gas sein, dass durch Verdampfen des verflüssigten Naturgases erzeugt wird, welches durch das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gehandhabt wird, oder irgendeines von verschiedenen anderen Gasen. Die Sekundärpumpe 6 im Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kann auf die gleiche Weise gestartet werden wie die Sekundärpumpe 6 im Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • In Fig. 4 kann ein Rohr 38 mit einem Strömungsregulierventil 39 und einem Rückschlagventil 40 mit dem Auslass des Verdampfer 4 für das Zuliefern eines verdampften Gases von einer anderen Quelle für unter Druck gesetztes Gas verbunden werden.
  • Wenn das verdampfte Gas von der Hilfsleitung bzw. dem Hilfsrohr 31 durch den Verdampfer 4 oder vom Hilfsrohr 38 unter einem Druck geliefert werden kann, der groß genug ist für das Starten der Sekundärpumpe 6, dann muss der Auslass des Expanders 7 nicht notwendigerweise auf Atmosphärendruck gehalten werden. In solch einem Fall kann die Verbindungsleitung 27 mit dem Strömungsregulierventil 28 weggelassen werden, was das Zuliefersystem für verflüssigtes Naturgas vereinfacht.
  • Während die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungbeispielen für Zuliefersysteme von verflüssigtem Naturgas dargestellt wurde, sind die Prinzipien der vorliegenden Erfindung ebenso anwendbar auf Zuliefersysteme für verflüssigtes Gas für das Zuliefern von anderen verflüssigten Gasen, wie beispielsweise ein verflüssigtes Propangas (LPF = liquefied propane gas) oder dergleichen.
  • Obwohl bestimmte bevorzugte. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und detailliert beschrieben wurden, sei klar, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können ohne vom Umfang der angefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims (15)

1. Ein Flüssiggasversorgungssystem, das Folgendes aufweist:
einen Tank (1) für das Speichern eines Flüssiggases;
eine Primärpumpe (3) für das Liefern des Flüssiggases vom Tank;
eine Sekundärpumpe (6) für das Unterdrucksetzen des Flüssiggases, das von der Primärpumpe geliefert wird;
einen Verdampfer (4) für das Verdampfen des Flüssiggases, das von der Sekundärpumpe ausgestoßen wird, und zwar in ein verdampftes Gas; und
einen Expander bzw. eine Expansionsvorrichtung (7) für das Betätigen der Sekundärpumpe (6), wobei das verdampfte Gas durch den Verdampfer erzeugt wird;
gekennzeichnet durch:
ein Bypassrohr (14) verbunden zwischen der Primärpumpe (3) und dem Verdampfer (4) in einer umleitenden Beziehung zur Sekundärpumpe für das Liefern des Flüssiggases vom Tank zum Verdampfer; und
Mittel für das Starten der Expansionsvorrichtung mit dem verdampften Gas, dass durch den Verdampfer geliefert wird, wenn Flüssiggas vom Tank durch das Bypassrohr bzw. die Bypassleitung (14) zum Verdampfer (4) geliefert wird.
2. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 1, das weiter Folgendes aufweist:
eine Rückdruckleitung (12) verbunden mit einem Auslass der Expansionsvorrichtung (4) und zwar zum Liefern eines von der Expansionsvorrichtung ausgestoßenen Gases zu einer Verbraucherstelle, wobei die Rückdruckleitung (12) einen ersten Strömungsreguliermechanismus für das Regulieren eines Strömungsrad des Gases von der Expansionsvorrichtung zur Verbraucherstelle besitzt;
eine Bypassleitung (22) verbunden zwischen dem Verdampfer und der Rückdruckleitung in einer umleitenden Beziehung zur Expansionsvorrichtung, wobei die Bypassleitung einen zweiten Strömungsreguliermechanismus für das Regulieren einer Strömungsrate des verdampften Gases vom Verdampfer zur Rückdruckleitung besitzt;
eine im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung; und
eine Verbindungsleitung (27) verbunden zwischen der Rückdruckleitung und der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung, wobei die Verbindungsleitung einen dritten Strömungsreguliermechanismus für das Regulieren einer Strömungsrate des Gases von der Expansionsvorrichtung zur im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung besitzt.
3. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 1, wobei für das Starten der Sekundärpumpe (6) das Flüssiggas von der Primärpumpe durch das Bypassrohr (14) zum Verdampfer (4) in einer umleitenden Beziehung zur Sekundärpumpe geliefert wird für das Starten der Expansionsvorrichtung (7).
4. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 2, wobei für das Starten der Sekundärpumpe (6) die Rückdruckleitung (12) verbunden ist, mit der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung über die Verbindungsleitung zum Starten der Expansionsvorrichtung.
5. Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 2, wobei für das Starten der Sekundärpumpe (6), für den Betrieb der Sekundärpumpe in einem stabilen Modus oder für das Stoppen der Sekundärpumpe das verdampfte Gas, das vom Verdampfer (4) erzeugt wird, durch die Bypassleitung (22) zur Rückdruckleitung in einer umleitenden Beziehung zur Expansionsvorrichtung geliefert wird.
6. Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 2, wobei für das Starten der Sekundärpumpe (6) der erste Strömungsreguliermechanismus geschlossen ist und der zweite Strömungsreguliermechanismus geöffnet ist, wenn eine Drehgeschwindigkeit der Sekundärpumpe ansteigt.
7. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 1, das weiter Folgendes aufweist:
einen Hauptrohr (19), das sich von der Primärpumpe durch die Sekundärpumpe zum Verdampfer erstreckt, wobei das Hauptrohr ein Einlassventil besitzt, das mit einem Einlass der Sekundärpumpe verbunden ist, und ein erstes Strömungsregulierventil, das mit einem Auslass der Sekundärpumpe verbunden ist, und zwar für das Regulieren einer Strömungsrate des Flüssiggases von der Sekundärpumpe zum Verdampfer;
ein Bypassrohr, das zwischen der Primärpumpe und dem Verdampfer in einer umleitenden Beziehung zur Sekundärpumpe verbunden ist, für das Liefern des Flüssiggases von der Primärpumpe zum Verdampfer, wobei das Bypassrohr ein zweites Strömungsregulierventil für das Regulieren einer Strömungsrate des Flüssiggases von der Primärpumpe zum Verdampfer besitzt;
eine Rückdruckleitung, die mit einem Auslass der Expansionsvorrichtung verbunden ist, wobei die Rückdruckleitung ein drittes Strömungsregulierventil für das Regulieren einer Strömungsrate eines Gases von der Expansionsvorrichtung besitzt;
einer Wesentliche Atmosphärendruckleitung; und
ein viertes Strömungsregulierventil verbunden zwischen der Rückdruckleitung und der im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung für das Regulieren einer Strömungsrate eines Gases von der Rückdruckleitung zur im Wesentlichen Atmosphärendruckleitung;
wobei für das Starten der Sekundärpumpe das Einlassventil und das vierte Strömungsregulierventil geöffnet sind und das erste Strömungsregulierventil geschlossen ist, und wobei danach das zweite Strömungsregulierventil allmählich geöffnet wird zum Liefern des Flüssiggases an den Verdampfer und auch für das Zuführen des verdampften Gases vom Verdampfer zur Expansionsvorrichtung und wobei mit einem Anstieg der Drehgeschwindigkeit der Sekundärpumpe das erste Strömungsregulierventil allmählich geöffnet wird und das zweite Strömungsregulierventil allmählich geschlossen wird, um dem Flüssiggas, das von der Sekundärpumpe ausgestoßen wird, zu gestatten als eine Hauptflüssiggasströmung durch das Hauptrohr zum Verdampfer zu strömen, und wobei gleichzeitig das dritte Strömungsregulierventil geöffnet wird und das vierte Strömungsregulierventil geschlossen wird, wodurch die Expansionsvorrichtung in einem stabilen Modus betrieben wird.
8. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 1, das weiter Folgendes aufweist:
eine Hilfspumpe (30) für das Liefern eines Flüssiggases; und
ein Hilfsrohr (31) verbunden mit dem Verdampfer für das Liefern des Flüssiggases von der Hilfspumpe zum Verdampfer.
9. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 1, das weiter Folgendes aufweist:
eine Hilfspumpe (30) für das Liefern eines Flüssiggases;
ein Hilfsrohr (31) verbunden zwischen dem Tank und dem Verdampfer in einer umleitenden Beziehung zur Sekundärpumpe für das Zuführen des Flüssiggases vom Tank durch die Hilfspumpe zum Verdampfer, wobei das Hilfsrohr einen ersten Strömungsreguliermechanismus für das Regulieren einer Strömungsrate des Flüssiggases vom Tank zum Verdampfer besitzt;
ein Hauptrohr (19) verbunden von der Sekundärpumpe zum Verdampfer, wobei das Hauptrohr einen zweiten Strömungsreguliermechanismus für das Regulieren einer Strömungsrate des Flüssiggases von der Sekundärpumpe zum Verdampfer besitzt; und
eine Bypassleitung verbunden zwischen dem Verdampfer und der Rückdruckleitung in einer umleitenden Beziehung zur Expansionsvorrichtung, wobei die Bypassleitung einen dritten Strömungsreguliermechanismus für das Regulieren einer Strömungsrate des verdampften Gases vom Verdampfer zur Rückdruckleitung besitzt.
10. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 9, wobei für das Starten der Sekundärpumpe (6) das Flüssiggas von der Hilfspumpe durch das Hilfsrohr zum Verdampfer in einer umleitenden Beziehung zur Sekundärpumpe für das Starten der Expansionsvorrichtung geliefert wird.
11. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 9, wobei für das Starten der Sekundärpumpe (6), für den Betrieb der Sekundärpumpe in einem stabilen Modus oder für das Stoppen der Sekundärpumpe das vom Verdampfer (4) erzeugte verdampfte Gas durch die Bypassleitung zur Rückdruckleitung geliefert wird, und zwar über den dritten Strömungsreguliermechanismus in einer umleitenden Beziehung zur Expansionsvorrichtung.
12. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 9, wobei für das Starten der Sekundärpumpe (6) der erste Strömungsreguliermechanismus geschlossen ist und der zweite Strömungsreguliermechanismus geöffnet ist, wenn eine Drehgeschwindigkeit der Sekundärpumpe ansteigt.
13. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 2, das weiter Folgendes aufweist:
eine Hilfspumpe (30) für das Liefern eines Flüssiggases zum Verdampfer;
ein Einlassventil (35) verbunden mit einem Einlass der Hilfspumpe;
ein erstes Strömungsregulierventil (33) verbunden mit einem Auslass der Hilfspumpe für das Regulieren einer Strömungsrate des Flüssiggases von der Hilfspumpe zum Verdampfer; und
ein zweites Strömungsregulierventil verbunden mit einem Auslass der Primärpumpe für das Regulieren einer Strömungsrate des Flüssiggases von der Primärpumpe zum Verdampfer;
wobei für das Starten der Sekundärpumpe das Einlassventil und die Hilfspumpe gestartet werden und danach das erste Strömungsregulierventil allmählich geöffnet wird, für das Liefern des Flüssiggases zum Verdampfer und ebenso für die Zufuhr des verdampften Gases vom Verdampfer zur Expansionsvorrichtung, und wobei mit einem Anstieg der Drehgeschwindigkeit der Sekundärpumpe und des Drucks des von der Sekundärpumpe ausgestoßenen Flüssiggases das zweite Strömungsregulierventil allmählich geöffnet wird und das erste Strömungsregulierventil geschlossen wird, um zu gestatten, dass das von der Sekundärpumpe ausgestoßene Flüssiggas als eine Hauptflüssiggasströmung zum Verdampfer strömt, wodurch die Expansionsvorrichtung in einem stabilen Modus betrieben wird.
14. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 2, das weiter Folgendes aufweist: Mittel für das Einleiten bzw. Einführen eines Flüssiggases anders als das von der Primärpumpe gelieferten Flüssiggases in den Verdampfer.
15. Ein Flüssiggasversorgungssystem gemäß Anspruch 2, das weiter Folgendes aufweist: Mittel für das Liefern eines verdampften Gases anders als das vom Verdampfer erzeugten verdampften Gases an die Expansionsvorrichtung.
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