专利名称：液化天然气的布雷顿循环再气化的制作方法
技术领域：
本文所公开的主题大体而言涉及液化天然气(LNG)的再气化，且更具体而言涉及利用布雷顿循环再气化LNG的方法和系统。
背景技术：
常规地，天然气以液化形式运输，即作为LNG，其随后被再气化用于作为管道天然气分配或者用于燃烧用途。LNG通常在大约零下160摄氏度的温度，在大约1巴至2巴的压力运输，且需要在消耗或分配之前再气化至大约10摄氏度与大约30摄氏度之间的温度和大约30巴与大约250巴之间的压力。某些常规技术使用海水作为LNG再气化的热源，其在某些情形下使用可能会对环境具有不利的影响。举例而言，涉及海水作为热源使用LNG再气化过程冷却海水可能会对 LNG再气化设施紧邻的海洋生物和生态系统产生不可预知的影响。在其它常规技术中，可燃烧天然气以产生再气化LNG所需的热，其增加了(例如)用于发电的LNG使用的碳足迹。因此，存在对用于再气化LNG的改进的方法和设备的需要，这种方法和设备克服了与常规LNG再气化技术相关联的上述问题中的至少某些。
发明内容
根据本发明的一实施例，一种包括用于再气化液化天然气(LNG)的设备的发电设施包括压缩机，其被配置成对工作流体加压；热回收系统，其被配置成向工作流体提供热；涡轮机，其被配置成利用工作流体做功；以及，一个或多个热交换器，其被配置成从工作流体传热。该热交换器被配置成向在第一压力的第一级液化天然气传热，以及向在第二压力的第二级液化天然气、和压缩工作流体中的至少一个传热。根据本发明的另一实施例，一种用于再气化LNG发电设施中的液化天然气的方法包括从发电设施的顶部循环回收热和加热该发电设施的底部循环的工作流体以提供热的工作流体。热的工作流体的能量的至少一部分被释放以做功。在做功后从工作流体向在第一压力的第一级液化天然气传热，以及向在第二压力的第二级液化天然气、和压缩工作流体中的至少一个传热。根据本发明的另一实施例，一种改造LNG发电设施中用于再气化液化天然气的设备的方法包括提供一个或多个热交换器，其被配置成从工作流体向在第一压力的第一级液化天然气传热，以及向在第二压力的第二级液化天然气、和压缩工作流体中的至少一个传热。还提供第一级LNG泵和至少一个第二级LNG泵中的至少一个，第一级LNG泵被配置成提供在第一压力的第一级液化天然气，至少一个第二级LNG泵被配置成提供在第二压力的第二级液化天然气。一个或多个热交换器、第一级LNG泵和第二级LNG泵形成LNG发电设施的修改的底部布雷顿循环的一部分。
当参看附图来阅读本发明下文的详细描述时，本发明的这些和其它特点、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，相似的附图标记表示相似的部件，其中图1是示出根据本发明的实施例具有两级LNG气化的顶部循环和底部布雷顿循环的示意图。图2是示出根据本发明的实施例具有两个LNG再气化压力水平的整合级联氮气布雷顿循环的温度相对于熵的图表。图3是示出根据本发明的另一实施例具有两级LNG气化的顶部循环和底部布雷顿循环的示意图。图4是示出根据本发明的另一实施例具有单级LNG气化的顶部循环(topping cycle)和同流换热的底部布雷顿循环(recuperatedbottoming Brayton cycle)的示意图。图5是示出根据本发明的另一实施例具有双级LNG气化的顶部循环和混合同流换热底部布雷顿循环的示意图。元件列表110顶部循环112热回收系统114涡轮机116压缩机118热交换器第一级LNG泵122 第二级 LNG 泵140热的工作流体流142 第一级 LNG 流144 第二级 LNG 流200温度相对于熵的曲线图310顶部循环312热回收系统314涡轮机316压缩机318第一热交换器320第二热交换器322 第一级 LNG 泵324 第二级 LNG 泵340第一热交换器318的热的工作流体流341第二热交换器320的热的工作流体流342 第一级 LNG 流344 第二级 LNG 流410顶部循环412热回收系统414涡轮机
416压缩机
418热交换器
420第一级LNG泵
440热的工作流体流
442第一级LNG流
444工作流体同流换热流
510顶部循环
512热回收系统
514涡轮机
516压缩机
518热交换器
520第一级LNG泵
522第二级LNG泵
540热的工作流体流
542第一级LNG流
544第二级LNG流
546工作流体同流换热流
具体实施例方式如本文所用的以单数形式陈述且前面有词“一”的元件或功能应被理解为并不排除多个所述元件或功能，除非明确地陈述这种排除。另外，对本发明“一个实施例”的提及预期不被理解为排除也合并所陈述的特征的其它实施例的存在。如所提到的那样，在一实施例中，本发明提供一种发电设施，包括用于再气化液化天然气(LNG)的设备，该设备包括(a)压缩机，其被配置成对工作流体加压；(b)热回收系统，其被配置成向工作流体提供热；(c)涡轮机，其被配置成利用工作流体做功；以及，(d) 一个或多个热交换器，其被配置成从工作流体向第一压力的第一级液化天然气传热，以及向第二压力的第二级液化天然气、和压缩工作流体中的至少一个传热。在各种实施例中，该发电设施还包括第一级LNG泵，其可用于提供在第一压力的第一级液化天然气；和第二级LNG泵，其用于提供在第二压力的第二级液化天然气。工作流体用于俘获由发电设施生成的热且分级地向被再气化的LNG传热。在各种实施例中，工作流体在热回收系统中被加热，热回收系统被配置成向工作流体提供热。在一实施例中，工作流体在热回收系统中被加热至大约300°C与大约700°C之间的温度。在一实施例中，热回收系统被配置成从发电涡轮机产生的热废气提取热。在替代实施例中，热回收系统被配置成从外部热循环提取热。在一实施例中，外部热循环是LNG发电设施的顶部循环。在各种实施例中，在热交换器中进行从工作流体到LNG的传热。在一实施例中，热交换器被配置成提供在大约_140°C与大约-110°C之间温度的热的第一级液化天然气。在一实施例中，热交换器被配置成接收在大约-130°C与大约-100°C之间温度和在大约50巴与大约700巴之间压力的第二级液化天然气。在一实施例中，热交换器被配置成提供在大约0°c与大约40°C之间温度的热的第二级液化天然气。在一实施例中，存在至少两个热交换器，第一热交换器和第二热交换器。在一个这样的实施例中，第一热交换器被配置成提供热的第一级液化天然气，且第二热交换器被配置成提供热的第二级液化天然气。在一实施例中，热交换器被配置成向第二级液化天然气和压缩工作流体传热。 在一实施例中，压缩工作流体在大约-30°C与大约50°C之间的温度和大约100巴与大约 200巴之间的压力被递送到热交换器。在这些情形下，热交换器可被说成配置成接收在大约-30°C与大约50°C之间的温度和大约100巴与大约200巴之间压力的压缩工作流体。在一实施例中，本发明提供一种用于在LNG发电设施中再气化液化天然气的方法，该方法包括(a)从发电设施的顶部循环回收热和加热该发电设施的底部循环的工作流体以提供热的工作流体；(b)释放包含于热的工作流体中的能量的至少一部分以做功； 以及，(c)在做功后从工作流体向在第一压力的第一级液化天然气传热，以及向在第二压力的第二级液化天然气、和压缩工作流体中的至少一个传热。在一实施例中，该方法采用选自氩气、氦气、二氧化碳和氮气的工作流体。在一替代实施例中，该方法采用包括氩气、氦气、二氧化碳和氮气中至少一种的工作流体。在一实施例中，工作流体是氮气。在一实施例中，工作流体在与发电设施的顶部循环相关联的热回收系统中被加热至大约300°C与大约700°C之间范围的温度。在一替代实施例中，工作流体在与发电设施的顶部循环相关联的热回收系统中被加热至大约350°C与大约650°C之间范围的温度。在又一替代实施例中，工作流体在与发电设施的顶部循环相关联的热回收系统中被加热至大约 4000C与大约6000C之间范围的温度。在本发明的方法的一实施例中，第一级液化天然气具有大约_160°C与大约-140°C之间的温度和在大约1巴与大约50巴之间的压力。在一替代实施例中，第一级液化天然气具有大约_160°C与大约_140°C之间的温度和大约2巴与大约15巴之间的压力。在本发明的方法的一实施例中，第一级液化天然气被引入热交换器中，在热交换器中其从工作流体吸热以提供从热交换器出来的大约-140°C与大约-110°C之间温度的热的第一级液化天然气。在本发明的方法的一实施例中，第二级液化天然气在大约_130°C与大约-100°C 之间的温度和在大约50巴与大约700巴之间的压力被引入热交换器中。第二级液化天然气从引入到热交换器内的工作流体吸热以提供从热交换器出来的具有大约0°C与大约40°C 之间温度的热的第二级液化天然气。在本发明的方法的一实施例中，在第一热交换器中从工作流体向第一级液化天然气传热，且在第二热交换器中从工作流体向第二级液化天然气传热，以提供热的第一级液化天然气和热的第二级液化天然气。在本发明的方法的一实施例中，单个热交换器用于从工作流体向第一级液化天然气和第二级液化天然气传热。因此，在第一热交换器中，从工作流体向第一级液化天然气传热，且在相同第一热交换器中，从工作流体向第二级液化天然气传热以提供热的第一级液化天然气和热的第二级液化天然气。如已提到的那样，在本发明方法的一实施例中，从发电设施的顶部循环回收热且用于加热发电设施的底部循环的工作流体以提供热的工作流体。工作流体可在整合到发电设施内的热回收系统中加热。通常，工作流体在能量提取装置下游的点被引入到热交换器内，能量提取装置诸如为涡轮机，其使用包含于热的工作流体中能量的一部分来做功。在一实施例中，工作流体在能量提取装置下游的点被引入热交换器中且向第一级液化天然气传热以提供热的第一级液化天然气。从热交换器出来的工作流体可之后经受压缩步骤以提供压缩的工作流体。可通过使压缩工作流体通过与第一级液化天然气和第二级液化天然气中的任一个或二者接触的一个或多个热交换器来从此压缩工作流体提取额外的热。在一实施例中，压缩工作流体的温度充分低使得随着其穿过热交换器向压缩工作流体传热。在这些情形下，热交换器被说成被配置为向压缩工作流体传热。在一实施例中，压缩工作流体在大约_30°C与大约50°C之间的温度和大约100巴与大约200巴之间的压力被引入到热交换器。图1示出根据本发明的实施例的发电设施或系统100，其包括用于再气化液化天然气(LNG)的设备。该系统100包括顶部循环110，顶部循环110使用燃料(例如，再气化的LNG)与氧化剂(例如，周围空气)一起燃烧来生成能量和热废气等。根据本文所提供的本发明的若干实施例，顶部循环110是开放式布雷顿循环。自顶部循环110的热废气通过热回收系统112导送，热回收系统112被配置成从热废气吸热且将向底部布雷顿循环132的工作流体提供热。该系统100提供发电和在两个压力水平的液化天然气的高效再气化。该系统100包括两个级联的布雷顿循环，S卩，顶部布雷顿循环110和底部封闭布雷顿循环132。 本领域技术人员应了解顶部循环100被示出为布雷顿循环只是举例说明且并无限制意义。 在图1所示的本发明的实施例中，顶部布雷顿循环110是基于开放式简单燃气轮机循环，且底部循环132是基于利用合适工作流体工作的封闭简单布雷顿循环。在图1所示的实施例中，底部布雷顿循环132提供两级LNG再气化。底部循环132包括涡轮机114，其从工作流体做功；热交换器118，其从工作流体向LNG传热用于再气化；以及，压缩机116，其对工作流体进行加压。在图示实施例中，底部循环的工作流体是在正常情形下相对惰性的任何合适流体，且可被选择成减轻火、爆炸或其它安全危险。合适工作流体包括(但不限于)通常惰性的气体，诸如氩气、氦气、氮气、二氧化碳等。虽然在本文所讨论的实施例中，氮气是计划的工作流体，本领域技术人员将易于了解在本发明的范围和精神内，可使用本领域中众所周知的替代工作流体。该系统100还包括第一级LNG泵和第二级LNG泵，第一级LNG泵用于向热交换器118提供第一级液化天然气，且第二级LNG泵用于向热交换器118提供第二级液化天然气。如图1所示，热交换器 118是3流热交换器，其被配置成在工作流体与第一级液化天然气和第二液化天然气之间进行热交换。3流热交换器118包括热的工作流体流140、第一级LNG流142和第二级LNG 流 144。仍参看图1所示的实施例，在操作中，热回收系统112在工作流体进入涡轮机114 之前加热工作流体或向工作流体提供能量。涡轮机114做功(用于例如发电)且释放工作流体，其已流失至少某些能量至涡轮机，且工作流体然后作为热的工作流体140进入热交换器118。热交换器118以两级再气化液化天然气。在图示实施例中，该系统100(例如) 包括顶部燃气轮机循环110和底部氮气布雷顿循环132，其通过从工作流体向两个压力水平的LNG传热而再气化LNG。在此实例中，液化天然气被再气化且再气化的天然气可被提供到管道或需要气态的天然气的另一设置。在一实施例中，再气化的天然气以大约80巴与大约250巴之间的压力提供。在一替代实施例中，再气化的天然气以大约50巴与大约700 巴之间的压力提供。在一实施例中，再气化的天然气以大约10°C与大约30°C之间的温度提供。在第一再气化级，第一级LNG泵120将第一级液化天然气加热到大约1巴与大约50巴之间的压力和大约-160°C与大约-140°C之间的温度。加压的LNG进入热交换器118且在图 1中被示出为第一级LNG流142。第一级液化天然气从工作流体吸热且在大约-140°C与大约-110°C的温度以液态离开热交换器118。之后，在第二级，第二级LNG泵122将第二级液化天然气加压至在大约50巴与大约700巴之间的汽化压力(取决于所需递送压力)且在大约-130°C与大约-100°C之间的温度。第二级液化天然气进入热交换器118且在图1中被示出为第二级LNG流144。第二级液化天然气从工作流体吸热，且在通常大约50巴与大约700巴之间的压力和在大约0°C与40°C之间的温度以基本上完全汽态离开热交换器118。 因此，与(例如)具有单级再气化的2级联布雷顿循环相比，通过使用二级泵送，以更高效率再气化液化天然气。总之，3流热交换器118通过将第一级液化天然气泵送到中压(有利地尽可能地低)且以很低温度发送到第一级LNG流142而操作。第一级液化天然气从工作流体吸热且以液态从第一级LNG流142出来。从热交换器出来的此液化天然气然后被泵送到更高压力(第二级)且作为第二级LNG流144被再次引入到热交换器118内以通过与工作流体进行第二次热接触而被完全汽化，工作流体相对于被处理的液化天然气具有相对较高的温度 (在工作流体从涡轮机出来时大约50-250°C )。但是，本领域技术人员应了解本文关于各种图示所描述的概念并不限于诸如118的3流热交换器，且包括本领域技术人员易于想到的其它变型。举例而言，根据一实施例(进一步关于图3描述)，利用两个单独的热交换器来使用本发明所提供的方法来再气化LNG。发现降低所用工作流体的最低温度对于LNG液化过程的总效率具有有益的效果且提高了底部循环的电效率。在如图1所示配置的本发明的实施例中，保持进入热交换器 118的第一级液化天然气的温度尽可能低且避免LNG压力(和温度)急剧增加，这种急剧增加为单级再气化系统的特有特征。有利地，液化天然气分两级而非一级再气化(和泵送)。 以多级泵送(和因此加压)液化天然气且能通过多级更好地控制送到热交换器118的液化天然气的温度(尽可能低)，且有利地总体地提供底部循环和液化过程的总效率提高。图2是对于级联的氮气布雷顿循环(模拟)，温度与熵的曲线200，其中LNG再气化在两个压力级执行，如在图1所描绘的系统100中。在曲线200所描绘的模拟结果中，出于模拟目的，做出各种假设。因此，假设顶部循环效率为42%，假设废气温度为460°C，假设 LNG温度为_162°C且假设再气化LNG为10_15°C和200巴。作为模拟的结果确定且可从曲线图200推知出使用本发明的方法(例如)总效率从53. 8%增加到55%且净发电增加大约2%。所实现的效率至少部分地是由于从氮气(工作流体)向液化天然气的高效传热。 根据一实例，由于包含于顶部循环的废气中的可用热量不变，且进出热回收系统112的工作流体的特征保持与以一个压力水平再气化LNG的常规配置相同，底部循环的工作流体质量流量以及热回收系统112的设计和特征保持不变。因此，本发明的各种实施例可易于在现有发电设施中配置或修改且从而改进发电设施相关联的效率。图3示出根据本发明的另一实施例，类似于系统100的发电设施或系统300，其包括用于再气化液化天然气(LNG)的设备。该系统300包括顶部循环310;热回收系统 312，其用于从顶部循环310回收热且向底部循环332的工作流体提供热；涡轮机314 ；压缩机316 ；第一热交换器318，其具有热的工作流体流340和第一级LNG流342 ；第二热交换器320，其具有热的工作流体流341和第二级LNG流；344 ；第一级LNG泵322 ；以及，第二级 LNG泵324。第一热交换器318和第二热交换器320各为2流热交换器。使用第一级LNG 泵322将第一级液化天然气泵送到第一级LNG流342，在大约1巴与大约50巴之间的压力和大约-160°C与大约_140°C之间的温度。第一级液化天然气以大约_140°C与大约_110°C 的温度离开第一热交换器318。之后，在第二级，使用第二级LNG泵3M将液化天然气泵送至第二级LNG流344至第二热交换器320，在大约50巴与大约700巴之间的压力(取决于所需递送压力)且在大约_130°C与大约-100°C之间的温度。第二级液化天然气在大约50 巴与大约700巴之间的压力离开第二热交换器320，在一实施例中，在大约80巴与大约250 巴之间的压力。离开第二热交换器320的天然气的温度通常在大约0°C与大约40°C之间。图4示出根据本发明的另一实施例的发电设施或系统400，其包括用于再气化液化天然气(LNG)的设备。该系统400包括顶部循环410 ；热回收系统412，其用于从顶部循环回收热且向底部循环432的工作流体提供热；涡轮机414 ；压缩机416 ；3流热交换器418 ； 以及，第一级LNG泵420。3流热交换器418包括热的工作流体流440、第一级LNG流442和工作流体同流换热流444。该系统400的操作类似于图1的系统100，例如，且此外，该系统 400包括一级LNG再气化，且离开压缩机416的工作流体被传送到热交换器418用于底部布雷顿循环432的同流换热。因此，底部布雷顿循环432包括1级LNG再气化和工作流体的同流换热级。工作流体在大约100巴至大约200巴的压力和大约_50°C至大约50°C的温度以工作流体同流换热流444进入热交换器418，从热的工作流体流440吸热，且在大约相同的压力和大约50°C至大约200°C的温度离开热交换器418。使用第一级LNG泵420将第一级液化天然气泵送到第一级LNG流442，在大约1巴与大约50巴之间的压力与大约_160°C与大约-140°C之间的温度。在图4所示的实施例中，第一级液化天然以大约0°C与大约40°C 之间的温度离开第一热交换器418。图5示出根据本发明的另一实施例的发电设施或系统500，其包括用于再气化液化天然气(LNG)的设备。该系统500包括顶部循环510;热回收系统512，其用于从顶部循环510回收热且向底部循环532的工作流体提供热；涡轮机514 ；压缩机516 ；4流热交换器518 ；第一级LNG泵520 ；以及，第二级LNG泵522。4流热交换器518包括热的工作流体流M0、第一级LNG流M2、第二级LNG流544和工作流体同流换热流M6。该系统500的操作类似于图1的系统100，例如，且此外，离开压缩机516的工作流体被传送到热交换器518 用于底部布雷顿循环532的同流换热。因此，底部布雷顿循环532包括2级LNG再气化和工作流体的同流换热级。工作流体在大约100巴至大约200巴的压力和大约_50°C至50°C 的温度以工作流体同流换热流546进入热交换器518，从热的工作流体流540吸热，且在大约50°C至大约200°C之间的温度离开热交换器518。另外，在第一再气化级，第一级LNG泵 520将第一级液化天然气加热到大约1巴与大约50巴之间的压力和大约-160°C与_140°C 之间的温度。第一级液化天然气然后作为第一级LNG流542进入热交换器518。第一级液化天然气从工作流体吸热且在大约-140°C与大约-110°C之间的温度同时仍以液态离开热交换器518。之后，在第二级，第二级LNG泵522将第二级液化天然气加压至大约50巴与大约700巴之间的汽化压力(取决于所需递送压力)且在大约-130°C与大约-100°C之间的温度。第二级液化天然气然后作为第二级LNG流544进入热交换器518。第二级液化天然气从工作流体吸热且在通常大约50巴与大约700巴之间的压力和在大约0°C与大约40°C 之间的温度以基本上完全汽态离开热交换器518。在同流换热布雷顿循环中，在通过热回收系统之后，热的工作流体通过涡轮机膨胀，且随后被传送到4流热交换器518，4流热交换器518以多个级再气化液化天然气，且同时作为同流换热器工作以预热离开压缩机516的高压工作流体。由于氮气被预热，在压缩机出口处获得更低的温度，且因此与非同流换热布雷顿循环相比，压缩机在更低压力比操作。因此，与非同流换热实施例相比，同流换热布雷顿循环可实现更高的电效率。如上文所讨论，本发明的许多变型是可能的。举例而言，由图1的系统100示出的本发明的实施例的多种变型在本文中详尽地讨论。在一实施例中，用于底部布雷顿循环的同流换热器可包括4流热交换器(如图5的系统500所示的实施例所示)、或者3流热交换器和单独同流换热器(未图示)、或者两个单独的LNG热交换器和同流换热器。在替代实施例中，第一级LNG泵送和第二级LNG泵送可由具有两个压力级的单个泵来提供。在一实施例中，每个压力级安装于两级泵的共同驱动轴杆上。对本文所述实施例的这些和其它变型、 置换和组合将由本领域技术人员想到且在本公开的范畴内。对本文所述的实施例的这些变型、置换和组合包括于本发明的范围和精神内。而且，应了解虽然各种实施例在本文中图示为利用氮气作为底部布雷顿循环的工作流体，也可使用除了氮气之外的其它工作流体。如所提到的那样，可在本发明的实践中采用任何合适的工作流体。通常，工作流体相对于发电设施的环境为惰性的或非反应性的。合适的工作流体包括(例如)氩气、氦气、二氧化碳和其混合物。取决于所用特定工作流体， 各种温度和压力范围可相应地不同，如由本领域技术人员想到且在本公开的范畴内。本发明的实施例提供优于已知实施例的多种优点。举例而言，通过在两个不同的压力水平泵送LNG，能在第一压缩级中具有很低的LNG温度相关增加。另外，降低了工作流体的最低适用温度。而且，与以一个压力水平再气化LNG的配置相比，显著地提高了底部循环的电效率。在各种实施例中，增加了系统满足用于递送/储存的再气化LNG要求的灵活性，因为可实现很高的LNG汽化压力。而且，使用带多个压力级的单个泵来执行泵送。有利地，本文所公开的各种实施例可易于在现有发电设施内改造。现有发电设施的具体构件可被合适的修改或替换以提供与本文所述的各种实施例一致的发电设施。另外，LNG从其液态到气态的转换可以与简单级联配置相同或更高的可靠性实现，因为在某些实施例中，不需要额外的器械。最后，与相当的两流热交换器相比，三流热交换器的体积可增加，且因此可得到每单位体积更高的具体功率。可实现所消耗的每单位燃料所发的每单位电力更低的 CO2排放，因为使用本发明的实施例可实现更高的电力效率和更高的功率输出(相对于相当的已知系统)。除非另外定义，本文所用的科技术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同的意义。如本文所用的术语“第一”、“第二”和类似词语并不表示任何顺序、量或重要性，而是用于区分一个元件与另一个元件。而且，术语“一”并不表示对量的限制，而是表示所提及项目中至少一个的存在，且术语“前”、“后”、“底部”和/或“顶部”除非另外指出， 只是为了便于说明而使用，且并不限于任一个位置或空间方位。若公开了范围，针对于相同构件或性质的所有范围的端点是包括性的且可独立地组合(例如，“高达大约25重量％或者更具体地，大约5重量％至大约20重量％”的范围包括在“在大约5重量％至大约25重量％ ”范围的端点和所有中间值)。作为另一实例，由“在大约-130°C与大约-100°C之间” 的表达所表示的温度应被理解为包括每个指定的温度_130°C与-100°C。结合量使用的修饰词“大约”包括所提到的值且具有特定情形决定的意义(例如，包括与特定量的测量相关联的误差程度)。 虽然仅在本文中示出和描述了本发明的某些特征，本领域技术人员将会想到许多修改和变化。因此应了解权利要求预期涵盖属于本发明的实质内的所有修改和变化。
权利要求
1.一种发电设施，其包括用于再气化液化天然气(LNG)的设备(100)，包括 压缩机(116)，其被配置成对工作流体加压；热回收系统(112)，其被配置成向所述工作流体提供热； 涡轮机(114)，其被配置成利用所述工作流体做功；以及一个或多个热交换器(118)，其被配置成从所述工作流体向在第一压力的第一级液化天然气传热，以及向在第二压力的第二级液化天然气、和压缩工作流体中的至少一个传热。
2.根据权利要求1所述的发电设施，其特征在于还包括第一级LNG泵(120)和第二级LNG泵(12 中的至少一个，所述第一级LNG泵(120) 提供在第一压力的第一级液化天然气，所述第二级LNG泵(12 提供在第二压力的第二级液化天然气。
3.根据权利要求1所述的发电设施，其特征在于，所述工作流体包括氩气、氦气、二氧化碳和氮气中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的发电设施，其特征在于包括第一热交换器(318)和第二热交换器(320)，其中所述第一热交换器(318)被配置成提供热的第一级液化天然气，且所述第二热交换器(320)被配置成提供热的第二级液化天然气。
5.根据权利要求1所述的发电设施，其特征在于包括热交换器(518)，所述热交换器 (518)被配置成向第二级液化天然气和压缩工作流体传热。
6.一种用于在LNG发电设施中再气化液化天然气的方法，所述方法包括从发电设施的顶部循环回收热和加热所述发电设施的底部循环的工作流体以提供热的工作流体；释放包含于热的工作流体的能量的至少一部分以做功；以及在做功后从所述工作流体向在第一压力的第一级液化天然气传热，以及向在第二压力的第二级液化天然气、和压缩工作流体中的至少一个传热。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一级液化天然气具有大约-160°C 与大约_140°C之间的温度和大约1巴到大约50巴之间的压力。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于还包括，将在大约-130°C与大约-10(TC之间的温度和在大约50巴与大约700巴之间的压力的第二级液化天然气引入热交换器中，以提供在大约0°C与大约40°C之间温度的热的第二级液化天然气。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于包括从所述工作流体向所述第一级液化天然气和所述第二级液化天然气传热，所述传热在第一热交换器中进行以提供热的第一级液化天然气和热的第二级液化天然气，其中所述压缩工作流体在大约-30°C与大约50°C之间的温度和大约100巴与大约200巴之间的压力被引入到所述热交换器内。
10.一种用于改造在LNG发电设施中用于再气化液化天然气的设备方法，所述方法包括提供一个或多个热交换器(118)，其被配置成从工作流体向在第一压力的第一级液化天然气传热，以及向在第二压力的第二级液化天然气、和压缩工作流体中的至少一个传执.y 、人 提供至少一个第一级LNG泵(120)，其被配置成提供在所述第一压力的所述第一级液化天然气；以及提供至少一个第二级LNG泵(122)，其被配置成提供在第二压力的第二级液化天然气， 其中所述一个或多个热交换器(118)、所述第一级LNG泵(120)和所述第二级LNG泵 (122)形成所述LNG发电设施的修改的底部布雷顿循环的一部分。
全文摘要
本发明提供一种包括用于再气化液化天然气(LNG)的设备(100)的发电设施。该设备包括压缩机(116)和热回收系统(112)，压缩机(116)被配置成对工作流体加压，热回收系统(112)被配置成向工作流体提供热。涡轮机(114)被配置成利用热的工作流体做功。一个或多个热交换器(118)被配置成从工作流体向在第一压力的第一级液化天然气传热，以及向在第二压力的第二级液化天然气、和压缩工作流体中的至少一个传热。
文档编号F01K25/10GK102261272SQ20111015694
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月30日 优先权日2010年5月28日
发明者C·S·K·贝洛尼, J·埃克斯泰恩, M·A·戈扎拉斯萨拉札, M·芬肯拉思 申请人:通用电气公司