应，电动机M驱动三个压缩机Cl、C2和C3，压缩机Cl、C2和C3各自形成压缩单元的一个阶段。以此方式，在减压站与产生单元之间产生电连接。
[0037]为了优化在涡轮12处回收的机械能的量，用来对低压管4进行供应的气体与用来对产生单元6进行供应的气体(即，将要液化的气体)都流进涡轮12中。
[0038]通过下文描述的闭合环路来实现热集成。为此描述，提出跟随在这个环路中移动的制冷流体。作为非限制性实例，所使用的流体可以是氮或者是碳氢化合物的混合物。
[0039]制冷流体通过管Rl到达压缩机Cl并通过管R2离开压缩机Cl。然后，制冷流体到达第一预加热设备10以便加热来自气体管线2并且用来对减压站PLD的涡轮12进行供应的气体。然后将流体通过管R3引导至冷却器22以便在通过管R4传送至压缩单元之前实现对制冷流体的温度的控制。然后，流体由第二压缩机C2压缩，然后将流体通过R5引导至第二预加热设备10，之后通过R6运送至第二冷却器22并且通过R7到达压缩单元的第三压缩阶段。通过管R8连接至第三压缩机C3的第三冷却器22使得有可能控制离开压缩单元的流体的温度。
[0040]管R9将制冷流体带至逆流式热交换器24，然后通过RlO将制冷流体引导至膨胀器26。膨胀器26机械性地连接至电动机M，并且连接至压缩单元。离开膨胀器26后，随后将流体(通过Rl I)引导至产生单元6的冷凝器14，在冷凝器14中，流体从想要液化的天然气部分吸收热量以便获得液化天然气(LNG)。离开冷凝器14后，将流体(通过R12)运送至减温器18，之后通过R13到达逆流式热交换器24，逆流式热交换器24连接在压缩单元的第一压缩机Cl的下游。
[0041]如在此描述中表露的，制冷流体用来实现产生单元与减压站之间的热集成，其实现方式是:回收尤其在流体压缩期间释放的热量，以便使用所述热量来加热进入减压站PLD的天然气。
[0042]这里不对制冷环路的附属元件进行详细描述。因此存在例如储罐28，储罐28以常规方式用做制冷流体的膨胀容器。
[0043]图3示出实施方案变体，其再使用前述图的某些参考以便指定相似元件。与图2的实施方案相比，实现了另一种形式的热集成。建议具有加压水的闭合环路(或例如像热油的另一传热流体的闭合环路)，以便回收压缩热量并将压缩热量向膨胀涡轮的上游传递。空气冷却器例如可设置在这个线路上，以便将冷却能力调整至压缩环路所需。使用容积栗以便允许传热流体(加压水)循环，并且膨胀容器可以常规方式集成到这个环路中。
[0044]因此在图3中辨识出在压缩单元和其三个压缩机C1、C2和C3与具有冷凝器14的产生单元6之间的制冷环路。这个环路是简化的。所述环路连续通过压缩单元的三个阶段，并且在通过每个阶段之后通过预加热设备10。然后，制冷环路通过逆流式热交换器24，之后进入膨胀器26，然后进入冷凝器14，再次通过逆流式热交换器24并且回到第一压缩阶段和其压缩机Cl。
[0045]与图2的第一实施方案的主要区别是，预加热设备10不将从压缩阶段抽取的热量直接传递至天然气，而是将热量传递至例如像加压水的另一传热流体。因此产生第二制冷环路，所述第二制冷环路平行地通过三个预加热设备10以便对预加热设备110进行供应，预加热设备110将来自压缩阶段的热量传递至进入站PLD的天然气。因此，这些预加热设备10形成中间热交换器。在预加热设备10与预加热设备110之间，注意到:容积栗142的存在，容积栗142使得有可能使传热流体在对应环路中循环；以及冷却器122的存在，冷却器122用于在这个环路中控制传热流体的温度。以对本领域技术人员来说常规的方式，将膨胀容器144有利地集成到这个制冷环路中。
[0046]就图4而言，其示出图2中示出的第一实施方案的简化版本。与此同时，如在本申请中的一般情形，再使用已经使用的参考来指定相似元件，以便简化阅读理解。
[0047]在这个简化实施方案中，注意到压缩单元仅具有单个阶段，所述单个阶段具有单个压缩机C。然后，在单个预加热设备10内加热天然气，这允许来自压缩机的热量与进入工作台PLD的在膨胀涡轮12上游的天然气直接交换。
[0048]在这个实施方案中，制冷环路将例如碳氢化合物的混合物和氮用作传热流体。传热流体是由压缩机C压缩，压缩机C是由电动机M(电连接至站PLD的涡轮12的发电机G)驱动的。然后，流体由于与涡轮12的入口处的预加热设备10中的天然气接触而得以冷却(应注意到，还可在这里提供如前述图中的预加热设备10与天然气之间的另一制冷环路)。
[0049]可将冷却器22或(空气冷却器)引入环路中以便将冷却能力调整至压缩环路所需。然后，将传热流体传送通过热交换器214，热交换器214的类型是例如PHFE (板翅式热交换器(Plate Fin Heat Exchanger)的英语缩写，或在法语中为 “6changeur de chaleur? plaques et ailettes，，[plate and fin heat exchanger])，其中传热流体在第一遍通过期间得以冷却和冷凝。然后，传热流体通过阀246而膨胀，其中传热流体通过焦耳-汤姆逊效应部分蒸发，再次造成其温度降低。传热流体再次通过(第二遍通过)热交换器214并蒸发，并且由于与将要液化的天然气接触并与将要冷凝的制冷混合物接触而得以加热。在这第二遍通过之后，离开热交换器214的传热流体(例如碳氢化合物的混合物和氮)回到压缩机C。
[0050]在图5的实施方案中，与前述图的实施方案相比，在减压站与产生单元之间实现机械集成(图5)而不是电集成(图2至4)。
[0051]实际上，虽然在图2的实施方案中，涡轮12驱动产生电的发电机G，所产生的电在电动机M中消耗掉，但是在图5中提出，将涡轮12与产生单元6的压缩单元的压缩机Cl、C2和C3机械性地连接。
[0052]看上去似乎不必在这里描述减压站的不同元件，其类似于图2中表示的那些元件。同样地，再次存在相似的制冷环路，其用于产生液化气产生单元和这个产生单元与减压站的热集成。
[0053]在这个图5中还表示了电动机M，电动机M在这里用作附加能源(对应于图1中的WE)，以便通过在减压站的场地处输送的功率来调整液化气产生单元所必需的功率。
[0054]作为纯粹说明性实例，有可能在所述的各种实施方案中提供例如:通过液化气产生单元6的气体量(重量)是通过减压站PLD的气体量(重量)的约5%至20%，余下气体(80%至95%)对管4进行供应。
[0055]以上所述系统允许对液化天然气的产生进行完全控制。可控制此气体的组成。所述组成不取决于减压站内的压力差值。
[0056]此外，预加热进入减压站的气体使得有可能防止管线的结冰和阻塞问题。
[0057]能量回收发生在减压站处，并且更确切地说发生在减压站的膨胀涡轮处。通过使全部气流通过这个涡轮来优化这种回收，所述全部气流即是指，意图以气态形式膨胀的气体以及意图液化的气体。
[0058]本发明不限于以上作为非限制性实例所述的优选实施方案。本发明还涉及本领域技术人员能理解的在下文的权利要求书范围内的实施方案变体。
【主权项】
1.一种用于减小气体压力(PLD)并且用于使气体液化(尤其是天然气)的站，所述站包括: -膨胀涡轮(12); -用于回收在减小所述气体的压力期间产生的机械功(WM)的装置； -制冷系统，其包括压缩装置(C1、C2、C3);以及 -冷凝装置(14)，其用于使气体液化， 所述站的特征在于，其还包括: -用于回收由所述制冷系统的所述压缩装置(Cl、C2、C3 ;C)产生的热量(Q)的装置，所述装置与用于加热在所述膨胀涡轮(12)上游的气体的装置(10 ;40 ;110)相关联。2.根据权利要求1所述的站，其特征在于，由所述膨胀涡轮(12)下游的支路管线(G9)对所述冷凝装置(14)进行供应。3.根据权利要求1和2中任一项所述的站，其特征在于，所述站包括在所述冷凝装置(14)、所述压缩装置(Cl、C2、C3 ;C)与用于加热所述气体的所述装置(10 ;40)之间的闭合环路。4.根据权利要求1和2中任一项所述的站，其特征在于，所述站包括:在所述压缩装置(Cl、C2、C3)、所述冷凝装置(14)与至少一个中间热交换器(10)之间的第一闭合环路；以及在至少一个中间热交换器(10)与用于加热所述气体的所述装置(110)之间的第二闭合环路，所述第二闭合环路可能使用与所述第一环路中使用的传热流体不同的传热流体。5.根据权利要求1至4中任一项所述的站，其特征在于，所述站包括用于将机械功转化(G)为电能的装置，所述装置与用于回收在减小所述气体的压力期间产生的机械功(WM)的所述装置相关联。6.根据权利要求5所述的站，其特征在于，用于回收在减小所述气体的压力期间产生的机械功(WM)的所述装置机械性地连接至发电机(G);并且在于，所述压缩装置(Cl、C2、C3)是由电动机(M)驱动，所述电动机(M)是由所述发电机(G)供应电能。7.根据权利要求1至4所述的站，其特征在于，用于回收在减小所述气体的压力期间产生的机械功(WM)的所述装置机械性地连接至所述压缩装置(C1、C2、C3;C)。8.根据权利要求7所述的站，其特征在于，提供辅助电动机(M)，用于驱动所述压缩装置(C1、C2、C3)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的站，其特征在于，所述制冷系统使用选自氮和/或碳氢化合物的混合物的制冷剂。10.根据权利要求1至9中任一项所述的站，其特征在于，所述制冷系统包括压缩机和/或径向流动膨胀器。11.根据权利要求1至10中任一项所述的站，其特征在于，所述站包括用于通过吸附和/或吸收来处理所述天然气的装置(8、36)，所述装置布置在用于冷凝所述气体的所述装置(14)的上游。
【专利摘要】本发明涉及一种站，所述站包括：膨胀涡轮12；用于回收在膨胀涡轮中的气体压力减小期间产生的机械功(G)的装置；冷却系统(6)，其包括压缩装置(C1、C2、C3)；冷凝装置(14)，其用于使用由冷却系统提供的低温来使气体液化(G11)；用于回收由冷却系统的压缩装置(C1、C2、C3)产生的热量的装置；以及用于加热在膨胀涡轮上游的气体的装置(10)，所述装置(10)与热量回收装置相关联。
【IPC分类】F25J5/00, F01D15/10, F25J1/02
【公开号】CN105209841
【申请号】CN201480009656
【发明人】G.帕热斯, F.马库奇利
【申请人】克里奥斯塔股份有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年2月20日
【公告号】EP2959242A2, US20160003528, WO2014128408A2, WO2014128408A3