RU2206838C1 - Plant for recoverying expansion energy of natural gas - Google Patents

Plant for recoverying expansion energy of natural gas Download PDF

Info

Publication number
RU2206838C1
RU2206838C1 RU2002118733/06A RU2002118733A RU2206838C1 RU 2206838 C1 RU2206838 C1 RU 2206838C1 RU 2002118733/06 A RU2002118733/06 A RU 2002118733/06A RU 2002118733 A RU2002118733 A RU 2002118733A RU 2206838 C1 RU2206838 C1 RU 2206838C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
natural gas
expander
gas
pressure
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU2002118733/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Я. Васильев (RU)
В.Я. Васильев
Олег Михайлович КИСЕЛЕВ (DE)
Олег Михайлович Киселев
Original Assignee
ТУЗОВА Алла Павловна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ТУЗОВА Алла Павловна filed Critical ТУЗОВА Алла Павловна
Priority to RU2002118733/06A priority Critical patent/RU2206838C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2206838C1 publication Critical patent/RU2206838C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: systems for lowering high pressure of natural gas, for example in wells or in main pipelines until pressure value necessary for consumer use. SUBSTANCE: energy recovery plant having inlet connected with well or with increased pressure main pipeline and outlet connected with lowered pressure main pipeline or with gas consumer includes expander (for example expanding gas turbine). Expander has at least two parts arranged in direction of pressure lowering; kinematically joined with expander converter of mechanical energy, for example electric generator; and at least two heat exchangers. EFFECT: enhanced recovery degree of cold created at lowering gas pressure, production of large amounts of energy and cold, enhanced efficiency of plant. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение предназначено для использования в системах снижения давления природного газа от высокого, например от давления скважины или магистрального газопровода, до давления, необходимого потребителю. The invention is intended for use in systems for reducing natural gas pressure from high, for example, from well pressure or main gas pipeline, to the pressure required by the consumer.

Известны устройства (редукторы, вентили, краны и т.д.) для снижения давления природного газа, поступающего из скважины или из магистрального газопровода, путем дросселирования. [Политехнический словарь, М.: Советская энциклопедия, 1977, с. 153, 420]
Эти устройства для снижения давления природного газа не утилизируют энергию расширения природного газа и образующийся при этом холод. При этом требуются сложные устройства и затраты дополнительной энергии для предотвращения засорения редукторов влагой и льдом, образующимися при их работе.
Known devices (gearboxes, valves, taps, etc.) for reducing the pressure of natural gas coming from a well or from a gas pipeline by throttling. [Polytechnical Dictionary, Moscow: Soviet Encyclopedia, 1977, p. 153, 420]
These devices to reduce the pressure of natural gas do not utilize the expansion energy of natural gas and the resulting cold. This requires complex devices and the cost of additional energy to prevent clogging of the gears with moisture and ice formed during their operation.

Известна утилизационная энергетическая установка, вход которой соединен с выходом из скважины или с магистралью газопровода природного газа с повышенным давлением, а выход с магистралью природного газа с пониженным давлением или с потребителем газа. [RU 2117173 С1, МПК 6 F 02 С 1/02, 1966] Эта утилизационная энергетическая установка содержит детандер, например расширительную турбину, и кинематически связанный с детандером преобразователь механической энергии, например электрогенератор. Такая установка позволяет утилизировать энергию расширения природного газа при снижении его давления. A recycling power plant is known, the input of which is connected to the exit from the well or to the natural gas pipeline with high pressure, and the output to the natural gas pipe with reduced pressure or to the gas consumer. [RU 2117173 C1, IPC 6 F 02 C 1/02, 1966] This utilization power plant comprises an expander, for example an expansion turbine, and a mechanical energy converter, such as an electric generator, kinematically connected to the expander. Such an installation allows utilizing the expansion energy of natural gas while lowering its pressure.

Однако эта установка не создает возможности утилизации холода, образующегося при расширении природного газа. Такая установка имеет сниженный КПД. However, this installation does not create the possibility of utilizing the cold generated during the expansion of natural gas. Such an installation has a reduced efficiency.

Известна установка для утилизации энергии расширения природного газа и использования образующегося при этом холода [RU 2013616 С1, МПК F 02 С 6/00, 1994] (прототип). A known installation for utilization of the energy of expansion of natural gas and the use of the resulting cold [RU 2013616 C1, IPC F 02 C 6/00, 1994] (prototype).

Однако эта установка имеет невысокий КПД, т.к. в ней происходит снижение давления природного газа и утилизация холода в один этап. However, this installation has a low efficiency, because in it there is a decrease in natural gas pressure and utilization of cold in one step.

В основу настоящего изобретения положена задача повышения утилизации холода, создающегося при снижении давления газа; выработки больших количеств энергии и холода, а также повышения общего КПД способа и установки. The present invention is based on the task of increasing utilization of the cold created by reducing gas pressure; generating large amounts of energy and cold, as well as increasing the overall efficiency of the method and installation.

Поставленная задача решается тем, что в утилизационной энергетической установке, содержащей детандер, например расширительную турбину, вход которого соединен со скважиной или с магистралью природного газа с повышенным давлением, кинематически связанный с детандером преобразователь механической энергии, например электрогенератор, а также, по меньшей мере, один теплообменник-холодильник, входной патрубок которого со стороны хладагента соединен с выходом детандера, например с выходом расширительной турбины, а выходной патрубок с магистралью природного газа с пониженным давлением или с потребителем природного газа, согласно изобретению детандер, например расширительная турбина, выполнен из двух или более частей, расположенных по ходу снижения давления природного газа, причем в установке выполнено количество теплообменников-холодильников не менее количества частей детандера, а входной патрубок со стороны хладагента соответствующего теплообменника-холодильника соединен с выходом соответствующей части детандера, например расширительной турбины. The problem is solved in that in a recycling power plant containing an expander, for example an expansion turbine, the inlet of which is connected to a well or to a natural gas pipeline with high pressure, a mechanical energy converter kinematically connected to the expander, for example an electric generator, and at least one heat exchanger-cooler, the inlet pipe of which on the refrigerant side is connected to the output of the expander, for example, with the output of an expansion turbine, and the outlet pipe with mag natural gas with a reduced pressure or with a consumer of natural gas, according to the invention, the expander, for example an expansion turbine, is made of two or more parts located in the direction of reducing the pressure of natural gas, and in the installation the number of heat exchangers-coolers is made not less than the number of parts of the expander, and the inlet pipe on the refrigerant side of the respective heat exchanger-refrigerator is connected to the outlet of the corresponding part of the expander, for example an expansion turbine.

Кроме того, выход предыдущей части детандера соединен одновременно как со входом последующей части детандера, так и со входом соответствующего теплообменника-холодильника, а выходной патрубок хладагента одного или более теплообменников-холодильников соединен с магистралью природного газа с пониженным давлением или с потребителем природного газа. In addition, the outlet of the previous part of the expander is connected both to the inlet of the subsequent part of the expander and to the inlet of the corresponding heat exchanger-cooler, and the refrigerant outlet pipe of one or more heat exchanger-coolers is connected to a natural gas line with reduced pressure or to a consumer of natural gas.

В варианте исполнения выход предыдущей части детандера соединен только со входным патрубком хладагента теплообменника-холодильника, а выходной патрубок хладагента одного или более теплообменников-холодильников соединен со входом рабочего тела последующей части детандера, например расширительной турбины. In an embodiment, the outlet of the previous part of the expander is connected only to the inlet pipe of the refrigerant of the heat exchanger-cooler, and the outlet pipe of the refrigerant of one or more heat exchangers-coolers is connected to the inlet of the working fluid of the subsequent part of the expander, for example, an expansion turbine.

На фиг. 1 представлена схема утилизационной энергетической установки, включающей расширительную газовую турбину, имеющую часть высокого давления и часть низкого давления, два теплообменника-холодильника и электрогенератор. In FIG. 1 is a diagram of a power plant utilizing an expansion gas turbine having a high pressure part and a low pressure part, two heat exchanger-coolers and an electric generator.

На фиг. 2 представлена схема утилизационной энергетической установки, включающей расширительную газовую турбину, имеющую часть высокого давления, часть среднего давления и часть низкого давления, три теплообменника-холодильника и электрогенератор. In FIG. 2 is a diagram of a recovery power plant including an expansion gas turbine having a high pressure part, a medium pressure part and a low pressure part, three heat exchanger-coolers and an electric generator.

На фиг. 3 представлена схема утилизационной энергетической установки, включающей расширительные газовые турбины высокого давления, среднего давления и низкого давления, три теплообменника-холодильника и три электрогенератора. In FIG. Figure 3 shows a diagram of a power plant for utilization, including expansion gas turbines of high pressure, medium pressure and low pressure, three heat exchangers-coolers and three electric generators.

Изобретение иллюстрируется описаниями примеров их лучшего осуществления. The invention is illustrated by descriptions of examples of their best implementation.

Пример 1 (фиг.1). Example 1 (figure 1).

Утилизационная энергетическая установка содержит расширительную газовую турбину, состоящую из соосно расположенных части 1 высокого давления (ЧВД 1), и части 2 низкого давления (ЧНД 2). Вход ЧВД 1 соединен с магистралью 3 газа с повышенным давлением. Эта магистраль 3 может являться магистральным газопроводом природного газа высокого или среднего давления, газопроводом газораспределительной станции, тепловой электростанции, котельной, скважины в месте добычи природного газа и т.д. (Эти объекты на чертежах не показаны). С единым валом ЧВД 1 и ЧНД 2 кинематически или непосредственно связан вал электрогенератора 4, подающего электрический ток потребителю 5 электрической энергии. Выход ЧВД 1 соединен как со входом ЧНД 2, так и со входным патрубком со стороны хладагента теплообменника-холодильника 6. Выходной патрубок со стороны хладагента теплообменника-холодильника 6 соединен с магистралью газа с пониженным давлением, по которой газ подают потребителю 7. Utilization power plant contains an expansion gas turbine, consisting of coaxially located part 1 of high pressure (CVP 1), and part 2 of low pressure (NPP 2). The inlet of the CVP 1 is connected to the gas line 3 with high pressure. This highway 3 may be a gas pipeline of high or medium pressure natural gas, a gas pipeline of a gas distribution station, a thermal power station, a boiler room, a well in the place of natural gas production, etc. (These objects are not shown in the drawings). The shaft of the electric generator 4, which supplies electric current to the consumer 5 of electric energy, is kinematically or directly connected to a single shaft of CVP 1 and NPV 2. The output of the CVP 1 is connected both to the inlet of the NPV 2 and to the inlet pipe on the refrigerant side of the heat exchanger-cooler 6. The outlet pipe on the refrigerant side of the heat exchanger-cooler 6 is connected to the reduced pressure gas line through which gas is supplied to the consumer 7.

На выходе газа из ЧНД 2 расширительной газовой турбины установлен теплообменник-холодильник 8, входной патрубок со стороны хладагента которого соединен с выходом газа из ЧНД 2 расширительной газовой турбины, а выходной патрубок со стороны хладагента теплообменника-холодильника 8 - с магистралью газа с пониженным давлением, подающей газ потребителю 9 газа. A gas heat exchanger-cooler 8 is installed at the gas outlet from the BHP 2 of the expansion gas turbine, the inlet pipe from the refrigerant side of which is connected to the gas outlet from the BHP 2 of the expansion gas turbine, and the outlet pipe from the refrigerant side of the heat exchanger-cooler 8 is connected to the low-pressure gas line, supplying gas to the consumer 9 gas.

Утилизационная энергетическая установка работает следующим образом. Природный газ из магистрали 3 с повышенным давлением газа поступает в ЧВД 1, вращая последнюю, расширяясь и охлаждаясь. Часть этого природного газа поступает в ЧНД 2, а другая часть - на входной патрубок со стороны хладагента теплообменника-холодильника 6. Частично охлажденный и частично снизивший давление природный газ проходит через теплообменник-холодильник 6. Затем природный газ с необходимым давлением поступает к потребителю 7 газа. Utilization power plant operates as follows. Natural gas from line 3 with high gas pressure enters the HPP 1, rotating the latter, expanding and cooling. Part of this natural gas enters NPP 2, and another part enters the inlet pipe from the refrigerant side of the heat exchanger-cooler 6. The partially cooled and partially reduced pressure natural gas passes through the heat exchanger-cooler 6. Then, the natural gas with the necessary pressure enters the gas consumer 7 .

Другая часть природного газа, поступившая в ЧНД 2 расширительной газовой турбины, дополнительно совершает работу, снижает давление и охлаждается. Из ЧНД 2 этот природный газ поступает во второй теплообменник-холодильник 8, где газ нагревается, а холод от газа отбирается. Затем природный газ с пониженным давлением поступает потребителю 9 газа. Расширительная газовая турбина, включающая ЧВД 1 и ЧНД 2, вращает электрогенератор 4. Электрический ток поступает потребителю 5 электрического тока. Another part of the natural gas entering the NPV 2 of the expansion gas turbine additionally does the work, reduces the pressure and cools. From NPV 2, this natural gas enters the second heat exchanger-cooler 8, where the gas is heated and the cold is taken from the gas. Then natural gas with reduced pressure is supplied to the consumer 9 gas. An expansion gas turbine, including CVP 1 and NPV 2, rotates the electric generator 4. Electric current is supplied to the consumer 5 of electric current.

Холод может быть использован для морозильных камер, ледовых катков и т. п. , а также для сжижения природного газа, добываемого из скважин. Полезная работа, совершаемая газом при расширении, может быть использована, в том числе для сжижения газа и энергоснабжения отдельно стоящей скважины природного газа. Cold can be used for freezers, ice rinks, etc., as well as for liquefying natural gas produced from wells. The useful work done by gas during expansion can be used, inter alia, for liquefying gas and supplying energy to a stand-alone natural gas well.

Пример 2 (фиг.2). Example 2 (figure 2).

Утилизационная энергетическая установка включает расширительную газовую турбину, содержащую расположенные на одном валу часть 10 высокого давления (ЧВД 10), часть 11 среднего давления (ЧСД 11) и часть 12 низкого давления (ЧНД 12). Вход ЧВД 10 соединен с магистралью 13 газа с повышенным давлением. Выход ЧВД 10 соединен как со входом ЧСД 11, так и со входным патрубком со стороны хладагента теплообменника-холодильника 16. Выход газа из теплообменника-холодильника 16 соединен с потребителем 17 газа с пониженным давлением. Выход ЧСД 11 соединен как со входом ЧНД 12, так и со входным патрубком со стороны хладагента теплообменника-холодильника 18. Выход газа из теплообменника-холодильника 18 соединен с потребителем 19 газа с пониженным давлением. Выход ЧНД 12 соединен со входным патрубком со стороны хладагента теплообменника-холодильника 20. Выход газа из теплообменника-холодильника 20 соединен с потребителем 21 газа с пониженным давлением. Utilization power plant includes an expansion gas turbine containing high pressure part 10 (CVP 10), medium pressure part 11 (NPV 11) and low pressure part 12 (NPV 12) located on one shaft. The input of the CVP 10 is connected to the gas line 13 with high pressure. The output of the CVP 10 is connected both to the inlet of the CSD 11 and to the inlet pipe on the refrigerant side of the heat exchanger-cooler 16. The gas outlet from the heat exchanger-cooler 16 is connected to the consumer 17 of the gas with reduced pressure. The output of the FSS 11 is connected both with the input of the NPV 12, and with the inlet pipe on the refrigerant side of the heat exchanger-cooler 18. The gas outlet from the heat exchanger-cooler 18 is connected to a consumer of gas under reduced pressure. The outlet of the NPP 12 is connected to the inlet pipe on the refrigerant side of the heat exchanger-cooler 20. The gas outlet from the heat exchanger-cooler 20 is connected to a consumer 21 of gas under reduced pressure.

Утилизационная энергетическая установка работает следующим образом. Природный газ из магистрали 13 с повышенным давлением поступает в ЧВД 10, вращая последнюю, расширяясь и охлаждаясь. Часть этого природного газа поступает в ЧСД 11, вращая последнюю, расширяясь и охлаждаясь, а другая часть поступает на входной патрубком со стороны хладагента теплообменника-холодильника 16, из которого природный газ поступает к потребителю 17 природного газа с пониженным давлением. Давление, необходимое потребителю 17 природного газа, может быть выше, чем давление, необходимое остальным потребителям 19 и 21 природного газа. Другая часть потока природного газа совершает работу в ЧСД 11, дополнительно снижает давление и охлаждается. Далее поток природного газа разветвляется. Одна часть этого потока поступает на входной патрубок со стороны хладагента теплообменника-холодильника 18, из которого природной газ поступает потребителю 19 газ. Остальной поток природного газа поступает на вход ЧНД 12, вращая последнюю, расширяясь и охлаждаясь. Затем природный газ поступает в теплообменник-холодильник 20, из которого поступает к потребителю 21 природного газа с пониженным давлением. Расширительная газовая турбина вращает электрогенератор 14, вырабатывающий ток для потребителя 15 электрической энергии. Utilization power plant operates as follows. Natural gas from the line 13 with high pressure enters the CVP 10, rotating the latter, expanding and cooling. A part of this natural gas enters CHS 11, rotating the latter, expanding and cooling, and another part enters the inlet pipe from the refrigerant side of the heat exchanger-cooler 16, from which natural gas flows to the consumer 17 of natural gas under reduced pressure. The pressure required by the consumer of natural gas 17 may be higher than the pressure required by the remaining consumers of natural gas 19 and 21. Another part of the natural gas stream does the work in CSD 11, further reduces pressure and cools. Further, the natural gas stream branches. One part of this flow enters the inlet pipe from the refrigerant side of the heat exchanger-cooler 18, from which natural gas enters the consumer 19 gas. The rest of the natural gas stream enters the inlet of the NPV 12, rotating the latter, expanding and cooling. Then, natural gas enters the cooler heat exchanger 20, from which natural gas 21 is supplied to the consumer with reduced pressure. The expansion gas turbine rotates the generator 14, generating current for the consumer 15 of electric energy.

Холод может быть использован для морозильных камер, ледовых катков и т. п. , а также для сжижения природного газа, добываемого из скважин. Полезная работа, совершаемая газом при расширении, может быть использована, в том числе для сжижения газа и энергоснабжения отдельно стоящей скважины природного газа. Cold can be used for freezers, ice rinks, etc., as well as for liquefying natural gas produced from wells. The useful work done by gas during expansion can be used, inter alia, for liquefying gas and supplying energy to a stand-alone natural gas well.

Пример 3 (фиг.3). Example 3 (figure 3).

Утилизационная энергетическая установка включает расширительную газовую турбину 22 высокого давления (ТВД 22), вход которой соединен с магистралью 23 газа с повышенным давлением. Вал ТВД 22 кинематически или непосредственно связан с электрогенератором 24, который электрически соединен с потребителем 25 электрической энергии. Выход ТВД 22 соединен со входным патрубком со стороны хладагента, иначе говоря, со входом по газу, теплообменника-холодильника 26. Выход по газу теплообменника-холодильника 26 соединен со входом расширительной газовой турбины 27 среднего давления (ТСД 27). Вал ТСД 27 кинематически или непосредственно связан с электрогенератором 28, который электрически соединен с потребителем 29 электрической энергии. Выход ТСД 27 соединен со входным патрубком со стороны хладагента, иначе говоря, со входом по газу, теплообменника-холодильника 30. Выход по газу теплообменника-холодильника 30 соединен со входом газовой расширительной турбины 31 низкого давления (ТНД 31). Вал ТНД 31 кинематически или непосредственно связан с электрогенератором 32, который электрически соединен с потребителем 33 электрической энергии. Выход ТНД 31 соединен со входом по газу теплообменника-холодильника 34. Выход по газу теплообменника-холодильника 34 соединен с потребителем 35 газа низкого давления. The utilization power plant includes a high-pressure expansion gas turbine 22 (HPT 22), the inlet of which is connected to the high-pressure gas line 23. The shaft of the theater 22 kinematically or directly connected to the generator 24, which is electrically connected to the consumer 25 of electrical energy. The outlet of the theater 22 is connected to the inlet pipe on the refrigerant side, in other words, to the gas inlet of the heat exchanger-cooler 26. The gas outlet of the heat exchanger-cooler 26 is connected to the inlet of the medium-pressure expansion gas turbine 27 (TSD 27). The TSD shaft 27 is kinematically or directly connected to the electric generator 28, which is electrically connected to the consumer 29 of electrical energy. The outlet of the TSD 27 is connected to the inlet pipe from the refrigerant side, in other words, to the gas inlet of the heat exchanger-cooler 30. The gas outlet of the heat exchanger-cooler 30 is connected to the inlet of the low-pressure expansion gas turbine 31 (ТНД 31). The shaft TND 31 kinematically or directly connected to the generator 32, which is electrically connected to the consumer 33 of electrical energy. The outlet of the high pressure pump 31 is connected to the gas inlet of the heat exchanger-cooler 34. The gas outlet of the heat exchanger-cooler 34 is connected to a consumer 35 of low pressure gas.

Утилизационная энергетическая установка работает следующим образом. Utilization power plant operates as follows.

Природный газ из магистрали 23 с повышенным давлением поступает в ТВД 22, природный газ поступает в теплообменник-холодильник 26, в котором холод утилизируется, а газ нагревается и расширяется. Далее природный газ поступает в ТСД 27, вращая последнюю, расширяясь и охлаждаясь. Затем природный газ поступает в теплообменник-холодильник 30, в котором холод утилизируется, а природный газ нагревается и расширяется. Из теплообменника-холодильника 30 нагревшийся и расширившийся природный газ поступает в ТНД 31, вращая последнюю, расширяясь и охлаждаясь. Из ТНД 31 природный газ поступает в теплообменник-холодильник 34, в котором холод утилизируется, а природный газ нагревается и расширяется. Затем природный газ поступает к потребителю 35 природного газа с пониженным давлением. ТВД 22, ТСД 27 и ТНД 31 вращают соответственно электрогенераторы 24, 28 и 32, которые подают ток соответственно потребителям 25, 29, 33 электрической энергии. Электрогенераторы 24, 28 и 32 могут быть подключены к единой электрической сети. Natural gas from the line 23 with high pressure enters the theater 22, natural gas enters the heat exchanger-refrigerator 26, in which the cold is utilized, and the gas is heated and expanded. Next, natural gas enters the TSD 27, rotating the latter, expanding and cooling. Then, natural gas enters the heat exchanger-refrigerator 30, in which the cold is utilized, and the natural gas is heated and expanded. From the heat exchanger-cooler 30, the heated and expanded natural gas enters the high pressure pump 31, rotating the latter, expanding and cooling. From the high pressure fuel pump 31, natural gas enters the heat exchanger-refrigerator 34, in which the cold is utilized, and the natural gas is heated and expanded. Then, natural gas is supplied to the consumer 35 natural gas with reduced pressure. TVD 22, TSD 27 and TND 31 rotate, respectively, electric generators 24, 28 and 32, which supply current, respectively, to consumers 25, 29, 33 of electric energy. Electric generators 24, 28 and 32 can be connected to a single electrical network.

Благодаря поэтапному охлаждению природного газа в ТВД 22, ТСД 27 и ТНД 31 и поэтапному нагреванию в теплообменниках-холодильниках 26 и 30 происходит повышение общего кпд утилизационной энергетической установки. Due to the gradual cooling of natural gas in the fuel assembly 22, TSD 27 and TND 31 and the step-by-step heating in the heat exchangers-coolers 26 and 30, the overall efficiency of the utilization power plant increases.

Изобретение может быть использовано для решения широкого круга практических задач получения дополнительной энергии и недорогого холода. Изобретение может применяться при выходе природного газа с повышенным давлением непосредственно из скважин для добычи газа, а также при снижении давления природного газа от магистрального давления до давления, необходимого потребителю и т.д. The invention can be used to solve a wide range of practical problems of obtaining additional energy and inexpensive cold. The invention can be applied when natural gas with high pressure is released directly from wells for gas production, as well as when natural gas pressure decreases from the main pressure to the pressure required by the consumer, etc.

В приведенных примерах лучшего осуществления изобретения в качестве детандера использована расширительная газовая турбина. Однако вместо расширительной газовой турбины может быть использован детандер любого типа, в частности поршневой или роторный детандер, в том числе состоящий из частей высокого и низкого давления или из частей высокого, среднего и низкого давления. In the examples of the best embodiment of the invention, an expansion gas turbine was used as an expander. However, instead of an expansion gas turbine, any type of expander can be used, in particular a piston or rotary expander, including one consisting of high and low pressure parts or of high, medium and low pressure parts.

Вместо и/или одновременно с электрогенератором могут быть использованы турбины, насосы, вентиляторы, лебедки, иные преобразователи механической энергии. Instead and / or simultaneously with an electric generator, turbines, pumps, fans, winches, and other converters of mechanical energy can be used.

Описанные в примерах лучшего осуществления изобретения утилизационные энергетические установки могут быть расположены непосредственно у скважин природного газа, если давление природного газа при выходе из скважины превышает давление, необходимое для магистрального газопровода. При этом холод может быть использован для сжижения природного газа, добываемого из скважин. Полезная работа, совершаемая газом при расширении, может быть использована, в том числе для сжижения газа и энергоснабжения отдельно стоящей скважины природного газа. Предлагаемые утилизационные энергетические установки весьма эффективны в местах соединения магистрального газопровода с установками подачи природного газа крупным потребителям (электростанциям, сетям бытового природного газа в населенных пунктах). The utilization power plants described in the best practice examples of the invention can be located directly at natural gas wells if the natural gas pressure at the exit from the well exceeds the pressure required for the main gas pipeline. In this case, cold can be used to liquefy natural gas produced from wells. The useful work done by gas during expansion can be used, inter alia, for liquefying gas and supplying energy to a stand-alone natural gas well. The proposed utilization power plants are very effective at the junction of the main gas pipeline with natural gas supply units to large consumers (power plants, domestic natural gas networks in settlements).

Claims (3)

1. Утилизационная энергетическая установка, содержащая детандер, например расширительную турбину, вход которого соединен со скважиной или с магистралью природного газа с повышенным давлением, кинематически связанный с детандером преобразователь механической энергии, например электрогенератор, а также по меньшей мере один теплообменник-холодильник, входной патрубок которого со стороны хладагента соединен с выходом детандера, например с выходом расширительной турбины, а выходной патрубок - с магистралью природного газа с пониженным давлением или с потребителем природного газа, отличающаяся тем, что детандер, например расширительная турбина, выполнен из двух или более частей, расположенных по ходу снижения давления природного газа, причем в установке выполнено количество теплообменников-холодильников не менее количества частей детандера, а входной патрубок со стороны хладагента соответствующего теплообменника-холодильника соединен с выходом соответствующей части детандера, например расширительной турбины. 1. Utilization power plant containing an expander, for example an expansion turbine, the inlet of which is connected to a well or to a natural gas pipeline with high pressure, a mechanical energy converter kinematically connected to the expander, for example an electric generator, as well as at least one heat exchanger-cooler, an inlet pipe which, on the refrigerant side, is connected to the outlet of the expander, for example, to the outlet of the expansion turbine, and the outlet pipe to the natural gas main with a reduced yes phenomenon or with a consumer of natural gas, characterized in that the expander, for example an expansion turbine, is made of two or more parts located in the direction of decreasing the pressure of natural gas, moreover, the number of heat exchangers-coolers in the installation is not less than the number of parts of the expander, and the inlet pipe the refrigerant side of the respective heat exchanger-cooler is connected to the outlet of the corresponding part of the expander, for example an expansion turbine. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что выход предыдущей части детандера соединен одновременно как со входом последующей части детандера, так и со входом соответствующего теплообменника-холодильника, а выходной патрубок хладагента одного или более теплообменников-холодильников соединен с магистралью природного газа с пониженным давлением или с потребителем природного газа. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the output of the previous part of the expander is connected both to the input of the subsequent part of the expander and to the inlet of the corresponding heat exchanger-cooler, and the outlet pipe of the refrigerant of one or more heat exchanger-coolers is connected to the natural gas main with reduced pressure or with a consumer of natural gas. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что выход предыдущей части детандера соединен только со входным патрубком хладагента теплообменника-холодильника, а выходной патрубок хладагента одного или более теплообменников-холодильников соединен со входом рабочего тела последующей части детандера, например расширительной турбины. 3. Installation according to claim 1, characterized in that the outlet of the previous part of the expander is connected only to the inlet pipe of the refrigerant of the heat exchanger-cooler, and the outlet pipe of the refrigerant of one or more heat exchangers-coolers is connected to the inlet of the working fluid of the subsequent part of the expander, for example an expansion turbine.
RU2002118733/06A 2002-07-12 2002-07-12 Plant for recoverying expansion energy of natural gas RU2206838C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002118733/06A RU2206838C1 (en) 2002-07-12 2002-07-12 Plant for recoverying expansion energy of natural gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002118733/06A RU2206838C1 (en) 2002-07-12 2002-07-12 Plant for recoverying expansion energy of natural gas

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000121361/06A Division RU2196238C2 (en) 2000-08-16 2000-08-16 Method of recovery of natural gas expansion energy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2206838C1 true RU2206838C1 (en) 2003-06-20

Family

ID=29212156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002118733/06A RU2206838C1 (en) 2002-07-12 2002-07-12 Plant for recoverying expansion energy of natural gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2206838C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2196238C2 (en) Method of recovery of natural gas expansion energy
KR101644211B1 (en) System for Efficient Fluid Depressurisation
KR102035367B1 (en) Heat cycle for transfer of heat between media and for generation of electricity
RU2000121361A (en) METHOD FOR GAS EXTENSION ENERGY RECYCLING AND RECYCLING ENERGY INSTALLATION FOR IMPLEMENTING THIS METHOD
CN104141582B (en) Highly pressurised liquid acting formula organic Rankine cycle generating system
Medica-Viola et al. Analysis of low-power steam turbine with one extraction for marine applications
AU2018325293A1 (en) A combined heat recovery and chilling system and method
RU2665752C1 (en) Installation for combined electrical and cold supply at gas distribution station
US3621653A (en) Power generation plant
US20090272115A1 (en) Method of Utilization of Gas Expansion Energy and Utilization Power Installation for Implementation of this Method
RU2206838C1 (en) Plant for recoverying expansion energy of natural gas
CN110953069A (en) Multi-energy coupling power generation system of gas turbine power station
CN202928199U (en) A system capable of providing cold and heat stepwise by employing natural gas pressure energy
JPS61237804A (en) Power system
CN205330748U (en) Utilize high -efficient heating power circulation system of vortex tube
JP2001241304A (en) Combined power generation system utilizing gas pressure energy
Joy et al. Optimizing distribution of heat exchanger surface areas for enhanced power output from vaporizing LNG at 6 bar in an organic Rankine cycle
Osipov et al. Increasing the efficiency of using the natural gas potential energy in turbo-expander units for power generation
JPH05240004A (en) Optimum operation method for heat recovering power generation system plant
Bišćan et al. Optimization of waste heat utilization in gas turbine pipeline compressor station
JPH0240007A (en) Power system
JPS61212612A (en) Energy conversion system
AU2006252159A1 (en) Method for recovering the energy of gas expansion and a recovery device for carrying out said method
RU2162579C2 (en) Combined natural gas liquefaction system on basis of liquid nitrogen producing unit with cryogenic stirling machine
CN117869027A (en) Energy carrying and gas-steam combined cycle power device

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20051005

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100713