用于处理液化气的系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种液化气处理系统及方法。液化气处理系统包括：液化气供给管路，其从液化气储罐连接至需求源；热交换器，其设置在所述需求源与液化气储罐之间的液化气供给管路上，并且配置成将从泵供给的液化气与传热介质进行热交换；介质加热器，其配置成加热所述传热介质；介质循环管路，其从所述介质加热器连接至所述热交换器；介质状态检测传感器，其设置在所述介质循环管路上，并且配置成测量传热介质的状态；以及控制器，其配置成设定用于防止传热介质气化的气化预防参考值，并且基于通过所述介质状态检测传感器的传热介质的状态值及所述气化预防参考值，改变流入所述介质加热器的传热介质的流量或由所述介质加热器供给至传热介质的热量。
【专利说明】用于处理液化气的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液化气处理系统及方法。
【背景技术】
[0002]近来，随着技术的发展,液化气比如液化天然气和液化石油气已取代汽油或柴油得到广泛使用。
[0003]液化天然气(Liquefied natural gas)是通过冷却并液化由提炼从气田中所采集的天然气而获得的甲烷从而获得的气体，其是无色透明的液体，产生的污染物很少且具有很高的热值，从而使液化天然气是一种非常优良的燃料。另一方面，液化石油气是通过在室温下压缩和液化从油田采集的主要成分是丙烷(C3H8)和丁烷(C4Hltl)的气体连同石油一起而得到的燃料。类似于液化天然气，液化石油气是无色无味的，并且已被广泛用作家用、商用、工业及汽车燃料。
[0004]液化气存储在安装于地面上的液化气储罐中或在包括于海洋上航行的运输装置的船只中的液化气储罐中，并且液化天然气的体积通过液化减少为1/600，液化石油气中丙烷和丁烷的体积通过液化分别减少为1/260和1/230，从而使得存储效率很高。
[0005]液化气被供给至各种需求源并在其中使用，并且近来已经开发了通过在携带液化天然气的LNG承载船只中使用LNG作为燃料来驱动发动机的液化气燃料供给方法，以及使用LNG作为发动机燃料的方法已经被应用到除了 LNG承载船之外的其它船只。
[0006]然而，由需求源比如发动机所需的液化气的温度、压力等可能不同于存储在液化气储罐中的液化气的状态。因此，近来，一直在对通过控制以液体状态存储的液化气的温度、压力等来将LNG供给至需求源的技术进行研究和开发。
【发明内容】
[0007][技术问题]
[0008]本发明旨在解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种液化气处理系统及方法，其通过输送至需求源的液化气的测量温度计算与液化气进行热交换的传热介质的目标温度，并且控制流入介质加热器的传热介质的流量或者基于传热介质的目标温度从介质加热器供给至传热介质的热源的量，从而有效地控制供给至需求源的液化气的温度。
[0009]本发明的另一个目的是提供一种液化气处理系统及方法，其使得液化气能够通过基于液化气的测量温度计算传热介质的目标温度并且以传热介质的目标温度适当地加热传热介质的级联控制而在适于需求源的所需温度的状态下被供给。
[0010]本发明的另一个目的是提供一种液化气处理系统及方法，其使得至少一些传热介质能够根据传热介质的目标温度绕过介质加热器、通过驱动将传热介质供给至介质加热器的介质泵改变流入介质加热器的传热介质的量、或者控制由介质加热器供给至介质加热器的热源的量，从而很容易地控制由传热介质传递至液化气的热量。
[0011]本发明的另一个目的是提供一种液化气处理系统及方法，其检测在热交换器下游的传热介质的温度并且控制传热介质的流动，以防止传热介质的温度减小至预定温度或更低，以便防止包含在传热介质等中的水因由于热交换器中液化气的传热介质的过冷却而被冻(结冰现象)，从而稳定地实现该系统。
[0012]本发明的另一个目的是提供一种液化气处理系统及方法，其根据需要通过介质排出管路将流入热交换器的传热介质排出至外部，以便防止由于通过由液化气对保持在热交换器中的传热介质的冷却而造成的结冰现象在驱动该系统中产生问题，从而保护热交换器和系统。
[0013]本发明的另一个目的是提供一种液化气处理系统及方法，其调节流入介质加热器的传热介质的量或供给至介质加热器的热源的量，以便防止包含在传热介质等中的水根据介质加热器中传热介质的过热而被蒸发(裂化现象)，从而有效地利用传热介质。
[0014]本发明的另一个目的是提供一种液化气处理系统及方法，其维持热交换器前后端的传热介质的温度之间的足够大的差值，以使得液化气被加热至需求源的液化气的所需温度并且降低传热介质的循环量，从而最大化介质泵的效率。
[0015][技术方案]
[0016]根据本发明的一方面，提供了一种液化气处理系统，包括:液化气供给管路，其从液化气储罐连接至需求源；热交换器，其设置在所述需求源与液化气储罐之间的液化气供给管路上，并且配置成在从所述液化气储罐供给的液化气与传热介质之间进行热交换；介质加热器，其配置成加热所述传热介质；介质循环管路，其从所述介质加热器连接至所述热交换器；介质状态检测传感器，其设置在所述介质循环管路上，并且配置成测量传热介质的状态；以及控制器，其配置成设定用于防止传热介质气化的气化预防参考值，并且基于通过所述介质状态检测传感器的传热介质的状态值及所述气化预防参考值，改变流入所述介质加热器的传热介质的流量或由所述介质加热器供给至传热介质的热量。
[0017]特别地，所述液化气处理系统还可以包括:相分离器，其设置在所述介质循环管路上，在介质加热器的下游，并且配置成检测传热介质的气化。
[0018]特别地，所述相分离器可以将气化的传热介质排出至外部，并且促使余下的传热介质通过所述介质循环管路流入所述热交换器。
[0019]特别地，所述介质状态检测传感器可以设置在所述介质循环管路上，在热交换器的下游以检测传热介质的温度。
[0020]特别地，所述气化预防参考值是用于防止包含在传热介质中的水被气化的温度。
[0021]特别地，所述控制器可以改变传热介质的流量或供给至传热介质的热量，以使得传热介质的状态值等于或小于所述气化预防参考值。
[0022]特别地，所述液化气处理系统还可以包括:分支管路，其配置成促使至少一些传热介质从所述介质循环管路分支出来并且绕过所述介质加热器，其中，所述控制器可以通过设置在所述分支管路上的旁通调节阀来调节流入分支管路的传热介质的流量。
[0023]特别地，所述液化气处理系统还可以包括:介质罐，其配置成存储传热介质；以及介质泵，其配置成将存储在所述介质罐中的传热介质供给至所述介质加热器，其中，所述控制器通过控制所述介质泵的驱动来控制从介质泵供给至介质加热器的传热介质的流量。
[0024]特别地，所述液化气处理系统还可以包括:热源供给管路，其配置成将热源供给至所述介质加热器；以及热源供给阀，其设置在所述热源供给管路上，并且配置成调节所述热源供给管路的开度，其中，所述控制器通过控制所述热源供给阀的开度来控制由所述介质加热器供给至传热介质的热源的量。
[0025]特别地，所述液化气处理系统还可以包括:泵，其设置在所述液化气供给管路上，并且配置成加压从所述液化气储罐排出的液化气；其中，所述热交换器在从所述泵供给的液化气与传热介质之间进行热交换。
[0026]特别地，所述传热介质可以是乙二醇水。
[0027]根据本发明的另一方面，提供了一种驱动液化气处理系统的方法，其在热交换器中，采用传热介质对液化气进行加热，介质加热器加热传热介质并将其供给至所述热交换器，所述方法包括:设定用于防止传热介质气化的气化预防参考值；检测传热介质的状态；以及基于传热介质的状态值及所述气化预防参考值，改变流入所述介质加热器的传热介质的流量或由所述介质加热器供给至传热介质的热量。
[0028]特别地，设定所述气化预防参考值可以包括设定用于防止包含在传热介质中的水被气化的温度。
[0029]特别地，检测传热介质的状态可以包括检测在所述热交换器下游的传热介质的温度。
[0030]特别地，改变传热介质的流量可以包括改变传热介质的流量或供给至传热介质的热量，从而使传热介质的状态值等于或小于所述气化预防参考值。
[0031]特别地，改变所述传热介质的流量可以包括促使至少一些传热介质绕过所述介质加热器，从而使得绕过介质加热器的传热介质的流量得到控制。
[0032]特别地，改变传热介质的流量可以包括控制将传热介质供给至所述介质加热器的介质泵的驱动。
[0033]特别地，改变供给至传热介质的热量可以包括控制供给至流入所述介质加热器的传热介质的热源的量。
[0034][有益效果]
[0035]根据本发明的液化气处理系统及方法，可以通过在热交换器后端的液化气的测量温度推导传热介质的目标温度，调节流入介质加热器的传热介质的量，并且很容易在目标温度下加热传热介质，从而使液化气能够以适于需求源的所需温度的状态被供给至需求源。
[0036]此外，根据本发明的液化气处理系统及方法，能够使至少一些传热介质绕过介质加热器，根据介质泵的驱动来改变流入介质加热器的传热介质的量，或者控制供给至介质加热器的热源的量，从而有效地控制传热介质的温度。
[0037]此外，根据本发明的液化气处理系统及方法，可以基于在热交换器中或下游或者在介质加热器下游所检测到的传热介质的温度控制加热传热介质的程度，以便防止包含在传热介质中的水被冻结或蒸发，从而实现传热介质的顺畅循环。
[0038]此外，根据本发明的液化气处理系统及方法，当流入热交换器的传热介质被液化气冷却得多于所需时，能够使传热介质沿着介质排放管路从热交换器排出，从而防止热交换器的失效及系统的切断。
[0039]此外，根据本发明的液化气处理系统及方法，可以减小传热介质的循环量，足以维持在热交换器的前后端的传热介质的温度之间的差值，改善传热介质的循环效率，以及在适当的温度加热液化气并且将被加热的液化气供给至需求源。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1是相关技术中的液化气处理系统的概念图。
[0041]图2是根据本发明第一至第四实施例的液化气处理系统的概念图。
[0042]图3是根据本发明第一实施例的液化气处理方法的流程图。
[0043]图4是根据本发明第一实施例的液化气处理方法的步骤S130的详细流程图。
[0044]图5是根据本发明第二实施例的液化气处理方法的流程图。
[0045]图6是根据本发明第二实施例的液化气处理方法的步骤S230的详细流程图。
[0046]图7是根据本发明第三实施例的液化气处理方法的流程图。
[0047]图8是根据本发明第三实施例的液化气处理方法的步骤S330的详细流程图。
[0048]图9是根据本发明第四实施例的液化气处理方法的流程图。
[0049]图10是根据本发明第四实施例的液化气处理方法的步骤S430的详细流程图。
【具体实施方式】
[0050]在下文中将参照附图对本发明的示例性实施例进行详细地说明。
[0051]图1是相关技术中的液化气处理系统的概念图。
[0052]如图1所示，相关技术中的液化气处理系统I包括液化气储罐10、需求源20、泵30以及电加热器40。在下文中，在本说明书中，液化气可以指所有类型的气体燃料，其通常以液体状态存储，比如LNG或LPG、乙烯和氨，甚至当液化气通过加热或加压而不处于液体状态时，为了方便起见，该液化气可以被表达为液化气。这同样适用于蒸发气体。
[0053]在相关技术中的液化气处理系统I使用电加热器40，其接收电能来直接加热液化气。然而，用于驱动电加热器40所必要的电能可以仅通过使用燃料驱动发电机(未示出)而获得，从而可能会产生由于燃料消耗的成本问题、在燃料燃烧过程中产生的废气所引起的环境污染问题等。
[0054]图2是根据本发明第一至第四实施例的液化气处理系统的概念图。在图2中，虚线表示信号的发送/接收的流动。
[0055]如图2所示，根据本发明第一至第四实施例的液化气处理系统2包括液化气储罐
10、发动机20、泵30、热交换器50、介质供给装置60、液化气温度传感器70、介质状态检测传感器80和控制器90。在本发明的实施例中，为了方便起见，液化气储罐10、发动机20、泵30等采用与相关技术中的液化气处理系统I中相应元件相同的附图标记来表示，但并不必需指代相同的元件。
[0056]液化气储罐10存储要被供给至需求源20的液化气。液化储罐10需要存储液体状态的液化气，并且在这种情况下，液化气储罐10可以具有压力罐的形式。
[0057]液化气储罐10包括外罐(未示出)、内罐(未示出)和绝缘部分。外罐，其具有形成液化气储罐10外壁的结构，可以由钢制成，并且可以具有多边形形状的横截面。
[0058]内罐设置在外罐的内部，并且可以安装成由支撑件(未示出)支撑在外罐的内部。在这种情况下，支撑件可以设置在内罐的下端并且可以设置在内罐的侧表面，以便理所当然地防止内罐沿水平方向移动。
[0059]内罐可以由不锈钢形成,并且可以被设计成能承受5bar至1bar (例如6bar)的压力。包含在内罐内的液化气蒸发且产生蒸发气体,从而内罐的内部压力可能会增加。因此，内罐被设计成能承受如上所述的预定压力。
[0060]内罐可在其中具有挡板(未示出)。挡板是指格子型的板，并且在安装有挡板时，内罐内的压力均匀地分布，从而防止内罐的一部分集中地接收压力。
[0061 ] 绝缘部分可以设置在内罐与外罐之间，并且可以阻止外部热能被传递至内罐。在这种情况下，绝缘部分可以处于真空状态。当绝缘部分形成为处于真空状态时，与通常的罐相比，液化气储罐10可以更有效地承受高压。例如，液化气储罐10可以通过真空绝缘部分承受5bar至20bar的压力。
[0062]如上所述，在本示例性实施例中，使用的是包括设置在外罐与内罐之间的真空式绝缘部分的压力罐型液化气储罐10，从而使得可以尽可能地减小蒸发气体的产生，并且可以防止发生问题，比如损坏液化气储罐10，即使当内部压力增加时。
[0063]需求源20接收来自液化气储罐10的液化气。需求源20可以是通过液化气而被驱动以产生动力的发动机，例如安装在船只中的MEGI发动机或双燃料发动机。
[0064]在其中需求源20是双燃料发动机的情况下，LNG(其是液化气)不与要被供给的油混合，而是LNG或油可以被选择性地供给。其原因是，防止具有不同燃烧温度的两种材料被混合并供给，以防止发动机效率的恶化。
[0065]在发动机中，气缸内(未示出)的活塞(未示出)通过液化气的燃烧而进行往复运动，从而使连接至活塞的曲柄轴(未示出)可以旋转，并且连接至曲柄轴的轴(未示出)可以旋转。因此，当发动机被驱动时，连接至轴的推进器(未示出)最终旋转，从而使船体前进或后退。
[0066]在本示例性实施例中，发动机(其是需求源20)可以是用于驱动推进器的发动机，而且可以是用于产生电力的发动机或用于理所当然产生动力的其他发动机。换句话说，在本实施例中，发动机的类型没有特别地限制。然而，该发动机可以是内燃机，用于通过燃烧液化气来产生驱动力。
[0067]用于传递液化气的液化气供给管路21可以安装在液化气储罐10与需求源20之间，泵30、热交换器50等可以设置在液化气供给管路21中，以使得液化气可以被供给至需求源20。
[0068]在这种情况下，液化气供给阀(未示出)可以安装在液化气供给管路21中，以使得被供给的液化气的量可以根据液化气供给阀的开度进行调节。
[0069]此外，液化气温度传感器70设置在液化气供给管路21中，并且在本示例性实施例中，可以实现根据液化气的温度计算将热量供给至液化气的传热介质的目标温度、适当地通过介质加热器63改变被加热的传热介质的温度、以及促使传热介质达到目标温度的级联控制。这将在下面进行说明。
[0070]泵30设置在液化气供给管路21中，并且加压从液化气储罐10排出的液化气。泵30可以包括升压泵31和高压泵32。
[0071]升压泵31可以设置在液化气储罐10与高压泵32之间的液化气供给管路21上或者在液化气储罐10内，并且可以将足够量的液化气供给至高压泵32，以防止高压泵32的气蚀。此外，升压泵31可以从液化气储罐10取出液化气且加压液化气至几个到几十个bar，并且通过升压泵31的液化气可以被加压到Ibar至25bar。
[0072]储存在液化气储罐10中的液化气处于液体状态。在这种情况下，通过加压从液化气储罐10排出的液化气，升压泵31可以略微增加液化气的压力和温度，并且由升压泵31加压的液化气可能仍处于液体状态。
[0073]高压泵32在高压下加压从升压泵31排出的液化气，从而使液化气被供给至需求源20。液化气在约1bar内的压力下从液化气储罐10排出，然后主要由升压泵31进行一次加压，并且高压泵32 二次加压由升压泵31加压的液体状态的液化气，以将被加压的液化气供给至下面将要描述的热交换器50。
[0074]在这种情况下，高压泵32加压液化气至需求源20所需的压力，例如200bar至400bar,以将加压的液化气供给至需求源20，从而使得需求源20能够通过液化气产生动力。
[0075]高压泵32采用高压加压从升压泵31排出的液态液化气，并且可以使液化气相变至处于具有比临界点更高温度和更高压力的超临界状态。在这种情况下，处于超临界状态的液化气的温度可以相对地高于临界温度。
[0076]否则，高压泵32采用高压来加压液态液化气，以将该液态液化气改变至处于过冷液体状态。这里，液化气的过冷液体状态是指其中液化气的压力比临界压力更高且液化气的温度比临界温度更低的状态。
[0077]具体地，高压泵32采用高压来加压从升压泵31排出的液态液化气至200bar到400bar，以这样的方式使得液化气的温度比临界温度更低，从而使液化气相变至处于过冷液体状态。这里，处于过冷状态的液化气的温度可以是_140°C至_60°C，这比临界温度相对更低。
[0078]然而，当需求源20是低压发动机时，可以省略高压泵32。换句话说，当需求源20是双燃料发动机(其是更低压发动机)时，液化气可由升压泵31加压，并且然后通过下面将进行描述的热交换器50被供给至需求源20。
[0079]热交换器50设置在需求源20与泵30之间的液化气供给管路21上，并且将从泵30供给的液化气与传热介质进行热交换，以及将热交换后的液化气供给至需求源20。用于将液化气供给至热交换器50的泵30可以是高压泵32，且热交换器50可以加热处于过冷液体状态或超临界状态的液化气同时维持200bar至400bar (这是从高压泵32排出的压力)，将处于过冷液体状态或超临界状态的液化气转换成30°C至60°C的处于超临界状态的液化气，然后将转换的液化气供给至需求源20。
[0080]在本实施例中，热交换器50可以通过使用从下面将要描述的介质加热器63供给的传热介质来加热液化气。在这种情况下，传热介质可以是乙二醇水，并且乙二醇水是其中乙二醇与水混合的流体，且可以由介质加热器63加热，由热交换器50冷却，以及沿着介质循环管路64循环。
[0081]在热交换器50中与液化气进行热交换然后被排出的传热介质的温度可以根据高压泵32的液化气的上述相变而改变。换句话说，当高压泵32将液化气相变至处于过冷液体状态且然后将相变的液化气供给至热交换器50时，传热介质可以被冷却同时加热过冷液体状态的液化气至30°C到60°C，或者当高压泵32将液化气相变至处于超临界状态且然后将相变的液化气供给至热交换器50时，传热介质可以被冷却同时加热该超临界状态的液化气(其具有比过冷液体状态的温度更高的温度)至需求源20的所需温度。在这种情况下，与过冷液体状态的液化气进行热交换情况下的传热介质可被冷却至比与超临界状态的液化气进行热交换情况下的传热介质的温度更低的温度，并且然后循环到介质罐61中。
[0082]在本实施例中，当从热交换器50排出的液化气未达到或者过度地高于由需求源20所需的温度时，根据液化气的测量温度计算传热介质的目标温度，并且传热介质被加热至传热介质的目标温度，通过促使至少一部分传热介质绕过，由介质泵62调节传热介质的流量，或调节供给至介质加热器63的热源的量，从而控制适于需求源20的液化气的所需温度的液化气的温度。下面将对级联控制进行说明。
[0083]然而，当传热介质(其与热交换器50中的液化气进行热交换)的温度低于在特定压力下的水的冷冻温度时，包含在传热介质中的水被冻结，从而使传热介质被分离成水和乙二醇。然而，在本实施例中，传热介质的温度在热交换器50中或下游被检测到，并且传热介质的加热流通过所检测的温度被控制，从而防止水从传热介质中分离。
[0084]介质供给装置60将传热介质供给至热交换器50。介质供给装置60包括介质罐61、介质泵62、介质加热器63、介质循环管路64、分支管路65、热源供给管路66、以及流量调节阀67。
[0085]介质罐61存储传热介质。传热介质可以是如上所述的乙二醇水，介质罐61可以在其中可以防止乙二醇水裂化(一种由于水的相变而造成水和乙二醇分离的现象)的温度存储传热介质。
[0086]介质泵62设置在介质罐61的下游,从而使预定量的传热介质可以由介质泵62从介质罐61流入介质加热器63。此外，热交换器50连接至介质罐61的上游，从而使得在将热量供给至液化气后被冷却的传热介质可以再次流入介质罐61。
[0087]介质罐61、介质泵62、介质加热器63和热交换器50可以通过介质循环管路64而彼此相连。换言之，传热介质从介质罐61可以依次移动通过介质泵62和介质加热器63至热交换器50，同时沿着要被加热或冷却的介质循环管路64移动。
[0088]介质泵62将存储在介质罐61中的传热介质供给至介质加热器63。介质泵62可以设置在介质罐61的下游，并且介质泵62的数量可以是多个，从而使得当介质泵62中的任何一个被损坏时，传热介质可以通过另一个介质泵62而被顺利地供给。
[0089]介质泵62的驱动可以通过下面将要描述的控制器90来控制，以控制供给至介质加热器63的传热介质的流量。介质泵62的驱动速度(RPM)、压力等可以通过控制器90而改变，这是指流入介质加热器63的传热介质的流量最终被改变。
[0090]在本实施例中，可以通过在限度内尽量减少介质泵62的操作，减少循环液化气的流量，其中加热的液化气适于需求源20的所需温度的液化气，当液化气被热交换器50加热时，可以提高介质泵62等的效率且降低能耗。
[0091]介质加热器63加热从介质罐61排出的传热介质，然后将被加热的传热介质供给至热交换器50。介质加热器63在预定温度加热传热介质,从而传热介质可以使热交换器50能够将足够的热量供给至液化气。
[0092]介质加热器63可以通过使用电能加热传热介质。然而,在本实施例中介质加热器63可以使用蒸汽。换句话说，用于供给热源的热源供给管路66连接至介质加热器63，并且热源供给管路66将由锅炉(未示出)所产生的蒸汽供给至介质加热器63，蒸汽将热量供给至传热介质，以及传热介质冷却蒸汽，从而使传热介质可被加热，并且可以将蒸汽冷凝成冷凝水。
[0093]在这种情况下，冷凝水可以通过冷凝水箱(未示出)再次流入锅炉，被改变成蒸汽，然后再次流入介质加热器63，并且由蒸汽加热的传热介质可以从介质加热器63排出，以流入热交换器50。
[0094]介质循环管路64从介质加热器63连接至热交换器50,以循环传热介质。传热介质可以在介质加热器63中被加热，同时沿着介质循环管路64循环，并且可以由热交换器50中的液化气冷却。
[0095]此外,介质循环管路64连接介质罐61、介质泵62、介质加热器63和热交换器50,以便促使传热介质循环。因此，在本实施例中，所述传热介质是重复使用的，从而提高了效率。
[0096]分支管路65促使至少一些传热介质从介质循环管路分支出来以绕过介质加热器63。分支管路65可以在介质循环管路64上的介质加热器63的上游位置分支出来，以在介质加热器63的下游位置接合。
[0097]通过分支管路65绕过介质加热器63的传热介质和通过介质循环管路64流入介质加热器63而不流入分支管路65的传热介质可以在介质加热器63的下游接合,并且在这种情况下，绕过介质加热器63的传热介质的温度可能比由介质加热器63加热的传热介质的温度更低。
[0098]在这种情况下，当绕过介质加热器63的传热介质的流量被调节时，流入热交换器50的传热介质的温度可以被有效地控制。换句话说,在本实施例中，一些传热介质绕过介质加热器63且然后被接合，从而使得可以改变传热介质的温度。
[0099]分支管路65可以包括旁通调节阀651。旁通调节阀651的开度由下面将要描述的控制器90控制，从而调节流入分支管路65的传热介质的流量。旁通调节阀651可以是设置在分支管路65上的2通阀，且下面将对移动通过分支管路65的传热介质的详细流动进行描述。
[0100]热源供给管路66将热源供给至介质加热器63。在这种情况下，加热传热介质并促使加热的传热介质加热液化气的热源可以是蒸汽。换句话说，热源供给管路66可以是蒸汽供给管路。热源供给阀661可以设置在热源供给管路66上。
[0101]热源供给阀661可以调节热源供给管路66的开度，沿着热源供给管路66流动的蒸汽的量由热源供给阀661控制，且由介质加热器63所加热的传热介质的温度可以被改变。热源供给阀661由控制器90控制，从而可以防止裂化现象，其中传热介质被气化以使得包含在传热介质中的材料(在传热介质是乙二醇水的情况下为水)被分离。
[0102]流量调节阀67设置在介质循环管路64上，调节流入介质加热器63的传热介质的流量。流量调节阀67可以设置在介质泵62的下游，并且其开度可以由控制器90控制，从而改变循环通过介质循环管路64的传热介质的流量。
[0103]在这种情况下，用于测量流入介质加热器63的传热介质的流量的介质流量传感器671可以设置在流量调节阀67的一侧。介质流量传感器671可以设置在介质循环管路64上。介质流量传感器671测量在介质循环管路64中循环的传热介质的流量，并且将所测量的流量发送至控制器90，从而促使控制器90适当地调节流量调节阀67的开度。
[0104]液化气温度传感器70设置在液化气供给管路21上并且测量液化气的温度。液化气温度传感器70可以设置在液化气供给管路21上的热交换器50与需求源20之间，并且可以测量在被热交换器50中的传热介质加热后的液化气的温度。
[0105]液化气的测量温度可以由下面将要描述的控制器90与需求源20的液化气的所需温度进行比较，并且控制器90的目标温度计算器91可以通过比较来计算传热介质的目标温度。这将在下面描述。
[0106]介质状态检测传感器80设置在介质循环管路64上，测量传热介质的状态。介质状态检测传感器80可以包括第一介质状态检测传感器81，用于检测在介质加热器63下游的传热介质的温度；和第二介质状态检测传感器82，用于检测在热交换器50下游或其中的传热介质的温度。
[0107]第一介质状态检测传感器81设置在介质循环管路64上的介质加热器63的下游，并且可以测量由介质加热器63所加热的传热介质的温度。由第一介质状态检测传感器81所检测的传热介质是指在由介质加热器63加热之后的传热介质，并且包括将由热交换器50供给至液化气的热量。
[0108]当由第一介质状态检测传感器81所检测的传热介质的温度很低时，通过由热交换器50接收来自传热介质的热量而被加热的液化气的温度也很低，但是当由第一介质状态检测传感器81所检测的传热介质的温度很高时，从热交换器50排出的液化气的温度可能也很高。
[0109]换句话说，由第一介质状态检测传感器81检测出的温度可能是一个值，从热交换器50供给至需求源20的液化气的温度通过其是可预测的，并且在本实施例中，传热介质的温度可以被改变，从而使液化气的温度通过检测到的温度对应于需求源20的所需温度。传热介质的温度可以通过上述的分支管路65、介质泵62以及热源供给阀661而得以调整。
[0110]第一介质状态检测传感器81可以设置在通过分支管路65在介质循环管路64上绕过的传热介质所接合的位置的上游。在这种情况下，第一介质状态检测传感器81检测从介质加热器63排出的传热介质的温度，并且可以使用所检测到的温度，以便防止由传热介质的气化所造成的在传热介质中发生裂化现象。
[0111]第一介质状态检测传感器81还可以设置在通过分支管路65在介质循环管路64上绕过的传热介质所接合的位置的下游。在这种情况下，由第一介质状态检测传感器81和第二介质状态检测传感器82所检测的温度之间的差值是指从热交换器50供给至液化气的热量。
[0112]第二介质状态检测传感器82可以设置在介质循环管路64上的热交换器50的下游或者在热交换器50内来检测传热介质的温度。由第二介质状态检测传感器82检测出的传热介质的温度是指由热交换器50中的液化气冷却的传热介质的温度。
[0113]当由第二介质状态检测传感器82检测到的温度过低时，包含在传热介质中的材料(例如，水)可以凝结。因此，在本实施例中，由第二介质状态检测传感器82检测到的温度与凝结预防参考值进行比较，从而防止传热介质的结冰现象。
[0114]此外，通过使用第一介质状态检测传感器81和第二介质状态检测传感器82，介质状态检测传感器80可以检测在热交换器50的前后端的传热介质的温度之间的差值。在这种情况下，传热介质的温度之间的差值被发送至控制器90，且控制器90促使传热介质的温度之间的差值为预定值或以上，从而使液化气可以被足够加热至需求源20的液化气的所需温度。在这种情况下，控制器90可以通过在其中传热介质的温度之间的差值等于或大于预定值的限度内降低传热介质的流量来提高介质泵62的效率。
[0115]控制器90改变流入介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器63供给至传热介质的热量。在下文中，将对每个实施例描述控制器90的控制。
[0116]在本发明的第一实施例中，控制器90基于液化气的测量温度可以改变传热介质的流量或供给至传热介质的热量。具体地，控制器90可以包括目标温度计算器91，用于通过使用液化气的测量温度计算传热介质的目标温度，并且基于传热介质的目标温度可以改变传热介质的流量等。
[0117]换句话说，控制器90通过使用液化气的测量温度可以直接控制传热介质的流量等，或者基于液化气的测量温度可以计算传热介质的目标温度，然后通过使用传热介质的目标温度控制传热介质的流量。后者被称为级联控制。
[0118]在这种情况下，通过使用需求源20的液化气的所需温度与液化气的测量温度之间的偏差的PID控制，目标温度计算器91可以计算传热介质的目标温度。PID控制是通过使用偏差的比例项、表不偏差的累积值的积分项、以及表不当如偏差与过去偏差之间差值的导数项来输出传热介质的温度，且PID控制的详细计算公式是一般性内容，所以将省略对其的详细描述。
[0119]通过使用以预定的时间间隔或实时的液化气的测量温度，通过PID控制，目标温度计算器91可以计算传热介质的目标温度，并且传热介质的目标温度可以被发送至控制器90。
[0120]例如，当液化气是LNG、需求源20是发动机，并且需求源20的液化气的所需温度是45°C且当前液化气的测量温度是50°C时，可以基于当前液化气的测量温度与需求源20的液化气的所需温度之间的偏差为5°C来计算传热介质的目标温度。例如，传热介质的目标温度被计算为60°C，并且传热介质的温度是否达到目标温度可以由介质状态检测传感器80 (特别地，第一介质状态检测传感器81)来识别。
[0121]随着传热介质的温度接近目标温度，液化气的测量温度可以被改变。当传热介质的温度接近60°C要被减少时，液化气的测量温度可以是比45°C更低的43°C。在这种情况下，目标温度计算器91通过PID控制重新计算传热介质的温度，并且可能会导致传热介质的温度为例如62°C。如上所述，考虑到液化气的温度根据传热介质的温度的改变而再次改变，目标温度计算器91可以以预定的时间间隔或实时地计算传热介质的目标温度，并且其结果是，液化气可以收敛于需求源20的液化气的所需温度。
[0122]然而，传热介质的目标温度可以定位在传热介质的预定温度范围内。例如，传热介质的温度范围是45°C至85°C，并且可以是由输入设定的值。
[0123]否则，目标温度计算器91可以基于液化气的测量温度通过使用需求源20的液化气的所需温度范围和传热介质的温度范围计算传热介质的目标温度。在这种情况下，每个温度范围都可以是预定值。
[0124]例如，在需求源20的液化气的所需温度的温度范围是40°C至60°C (20°C的间隔)且传热介质的温度范围是45°C至85°C (40°C的间隔)的情况下，传热介质的温度可以在液化气的测量温度是43°C时通过范围比例转换对应于51°C (测量温度高于温度范围的最低温度3°C，并且当反映至传热介质的温度范围时施加高于最低温度6°C的温度)。因此，考虑到温度范围，目标温度计算器91还可以通过比例转换计算传热介质的目标温度。
[0125]基于由目标温度计算器91计算出的传热介质的目标温度，控制器90可以通过控制介质泵62的驱动来控制从介质泵62供给至介质加热器63的传热介质的流量，或者可以通过设置在分支管路65上的旁通调节阀651来调节流入分支管路65的传热介质的流量。
[0126]具体地，当目标温度高于传热介质的当前温度时，控制器90可以增加热量，通过增加介质泵62的RPM等或者减小绕过至分支管路65的传热介质的流量，通过将大量的传热介质供给至介质加热器63,传热介质可以将该热量供给至热交换器50中的液化气。当目标温度低于传热介质的当前温度时，理所当然地可以执行与上述控制相反的控制。
[0127]在这种情况下，在控制介质泵62的情况下，考虑到由目标温度计算器91计算出的目标温度、由介质流量传感器671检测出的传热介质的流量、以及液化气的流量(其可以由单独的液化气流量传感器(未示出)检测)一起，可以计算传热介质的目标热量，并且还可以根据目标热量控制介质泵62。其原因是准备其中通过介质加热器63由热源加热的传热介质的温度是均匀的而无论流量如何的情况。
[0128]换句话说，即使传热介质通过介质加热器63达到目标温度以流入热交换器50，液化气可能达不到需求源20的液化气的所需温度。其原因是传热介质的流量不够。
[0129]因此，考虑到液化气的流量和传热介质的流量，目标温度计算器91可以计算传热介质的目标热量，并且基于传热介质的目标热量可以控制介质泵62的驱动。
[0130]此外，控制器90可以通过控制热源的量来改变传热介质的加热温度，通过调节设置在热源供给管路66中的热源供给阀661的开度，介质加热器63将该热源的量供给至传热介质。换言之，控制器90可以调节热源供给阀661的开度，以便在目标温度高于传热介质的当前温度时增加所供给的热源的量，以及在目标温度低于传热介质的当前温度时降低热源的量。
[0131]此外，控制器90可以返回至少一些传热介质，其从介质泵62流至介质加热器63、至介质罐61或介质泵62，从而改变流入介质加热器63的传热介质的量。在本实施例中，控制器90并不限定于上述内容，并且可能采用任何控制，前提是只要该控制可以改变供给至介质加热器63的传热介质的流量。
[0132]如上所述，在本实施例中，通过使用液化气的测量温度，计算传热介质的目标温度，并且传热介质的流动由传热介质的计算出的目标温度控制，从而有效地加热液化气以具有需求源20的液化气的所需温度。
[0133]在本发明的第二实施例中，控制器90设定用于防止传热介质凝结(包含在传热介质中的材料可能会凝结)的凝结预防参考值，并且基于通过介质状态检测传感器80的传热介质的状态值和凝结预防参考值，改变流入介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器63供给至传热介质的热量。
[0134]传热介质可以是如上所述的乙二醇水，并且可以包括水。当传热介质在由热交换器50中的液化气冷却的过程中被过冷却至预定温度或底时，包含在传热介质中的水被冻结。其结果是，传热介质可能不被使用。
[0135]因此，控制器90可以预先设定用于防止包含在传热介质中的水被冻结的凝结预防参考值。凝结预防参考值例如可以是30°C，但不限于此，并且可以根据传热介质或者液化气的压力或流量而改变。
[0136]控制器90可以改变传热介质的流量等，以使得传热介质的状态值等于或大于凝结预防参考值。在这种情况下，传热介质的状态值是指通过第二介质状态检测传感器82的状态值，即在热交换器50中冷却的传热介质的温度。
[0137]通过促使在热交换器50中冷却的传热介质的温度等于或大于凝结预防参考值，控制器90可以防止结冰现象，结冰现象也就是包含在传热介质中的水被冻结。
[0138]为此，通过控制设置在分支管路65中的旁通调节阀651、控制介质泵62的驱动或者控制热源供给阀661来改变供给至介质加热器63的传热介质的流量或供给至传热介质的热量，控制器90可以促使传热介质的状态值等于或大于凝结预防参考值。
[0139]具体地，当传热介质的温度低于凝结预防参考值时，控制器90可以通过减小旁通调节阀651的开度(当绕过介质加热器63的传热介质与由介质加热器63所加热的传热介质接合时，传热介质具有足够的温度，从而防止结冰现象)、增加介质泵62的RPM (当假设介质加热器63供给足够的热源时，通过增加传热介质可接受的总热量来防止结冰现象)、以及增加热源供给阀661的开度来增加传热介质的温度或热量。
[0140]因此，在本实施例中，即使传热介质由热交换器50中的液化气冷却,传热介质的温度或热量被充分地增加，以便防止结冰现象的产生，从而传热介质可以平滑地循环。
[0141]然而，当流入热交换器50的传热介质由于意外的原因未能沿着介质循环管路64从热交换器50排出时，传热介质被连续流入热交换器50的液化气冷却，从而可能会产生结冰现象。
[0142]因此，在本实施例中，本发明还可以包括介质排出管路93，用于防止当传热介质的循环不顺畅时在流入热交换器50的传热介质中产生结冰现象，防止热交换器50因其中产生结冰现象的传热介质而被损坏，或防止系统被停止。
[0143]介质排出管路93连接至热交换器50，以将流入热交换器50的传热介质排出至外部。当介质通过控制器90的上述控制而正常循环时，结冰现象不会在热交换器50的传热介质中产生。然而，当传热介质由于产生在介质循环中的问题而无法排出且仍在热交换器50中时,结冰现象可能通过连续供给至热交换器50的液化气的冷能量而产生在传热介质中。
[0144]因此，在本实施例中，介质排出管路93设置在热交换器50的一侧，并且当检测到问题产生在介质循环中时，仍在热交换器50中的传热介质可以排出至外部。
[0145]在这种情况下，介质排出阀94还可以设置在介质排出管路93上。介质排出阀94设置在介质排出管路93上，并且可以基于通过介质状态检测传感器80 (特别地，第二介质状态检测传感器82)的传热介质的状态值和凝结预防参考值来调节介质排出阀94的开度。
[0146]第二介质状态检测传感器82设置在热交换器50的下游或其中，从而当在热交换器50中冷却的传热介质的温度与凝结预防参考值进行比较且传热介质的温度低于凝结预防参考值时，介质排出阀94的开度得以增加，从而将传热介质排出至介质排出管路93。
[0147]当传热介质的温度是如此之低以致存在因结冰现象而系统停止的危险时，可以控制介质排出阀94的开度，因为存在当传热介质通过介质排出阀94沿着介质排出管路93被排出时加热液化气的问题。
[0148]介质排出管路93可以将从热交换器50排出的传热介质输送至单独的介质处理设备(未示出)，并且在这种情况下，单独的介质处理设备可以丢弃从热交换器50排出的传热介质，或者加热并且促使要从热交换器50排出的传热介质再次流入循环管路64。
[0149]否则，介质排出管路93具有连接至热交换器50的一端和连接至介质罐61的另一端，以将流入热交换器50的传热介质收集至介质罐61。因此，传热介质可沿着介质罐61、介质泵62、以及介质加热器63再循环以被使用。
[0150]否则，介质排出管路93具有连接至热交换器50的一端和连接在介质泵62中或其上游的另一端，以将流入热交换器50的传热介质供给至介质泵62。在这种情况下，类似于上述情况，传热介质可被重复使用。
[0151]然而，沿着介质排出管路93排出的传热介质可能具有低的温度以具有结冰现象的高风险，从而介质排出管路93包括辅助加热器(未示出)并且加热传热介质，然后将加热的传热介质供给至介质罐61或介质泵62，从而顺利地使用传热介质。
[0152]介质排出管路93还可以包括临时介质存储罐95。临时介质储罐95可暂时地存储从热交换器50排出的低温传热介质，通过外部热源(空气等)加热暂时存储的传热介质，并且然后将加热的传热介质供给至介质罐61或介质泵62。
[0153]介质排出管路93可能会促使要从热交换器50排出的传热介质通过穿过临时介质储罐95而被供给至介质罐61或介质泵62，或者促使要从热交换器50排出的传热介质通过绕过临时介质储罐95而被供给至介质罐61或介质泵62。
[0154]为此，介质排出管路93从临时介质储罐95的上游分开，以被连接至临时介质储罐95、或介质罐61或介质泵62，并且可以通过设置在介质排出管路93中的临时存储阀(未示出)来控制通过或绕过临时介质储罐95。在这种情况下，临时存储阀可以设置在临时介质储罐95上游的介质排出管路93的分支点。
[0155]当传热介质沿着介质排出管路93排出时，介质罐61的水位可以维持在减少的状态。因此，存储在临时介质储罐95中的传热介质可以首先被供给至介质泵62。
[0156]否则,存储在介质罐61和临时介质储罐95中的传热介质可以同时流入介质泵62,或者分别流入介质泵62。
[0157]如上所述，在本实施例中，通过改变流入介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器供给至传热介质的热量以便防止在热交换器50中冷却的传热介质中产生结冰现象，并且当在介质循环中产生异常时将保持在热交换器50内的传热介质排出至介质排出管路93，可以防止由于结冰现象等而造成的损坏热交换器50、系统停止的问题。
[0158]在本发明的第三实施例中，控制器90设定用于防止传热介质气化(包含在传热介质中的材料可能会气化)的气化预防参考值，并且基于通过介质状态检测传感器80的传热介质的状态值和气化预防参考值，改变流入介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器63供给至传热介质的热量。
[0159]传热介质可以是如在第二实施例中所述的乙二醇水并且包括水。因此，当传热介质由介质加热器63加热时，包含在传热介质中的水被蒸发和泄漏。其结果是，不可能使用传热介质。
[0160]因此，控制器90可以促使温度(其是传热介质的状态值)等于或小于设定为气化预防参考值的温度。在这种情况下，气化预防参考值(其是用于防止包含在传热介质中的水气化的温度)可以是95°C，其是可变的。
[0161]在这种情况下，介质状态检测传感器80是指第一介质状态检测传感器81，且传热介质的状态值是指由介质加热器63加热的传热介质的温度。传热介质的温度可以根据由介质加热器63供给至传热介质的热源而被改变，并且当传热介质根据传热介质的流量的降低，通过热源供给至介质加热器63，对于每个单位的流量接收相对大量的热量时，可能会产生裂化现象，其中传热介质的温度升高以使得水被分离。
[0162]为了防止产生裂化现象，控制器90可以控制旁通调节阀651、控制介质泵62的驱动或控制热源供给阀661的开度，以使得从介质加热器63排出的传热介质的温度低于设定为气化预防参考值的温度。
[0163]具体地，当传热介质的温度等于或高于气化预防参考值时，控制器90可以通过增加旁通调节阀651的开度(以绕过介质加热器63的传热介质和穿过介质加热器63的传热介质的接合流防止裂化现象)、增加介质泵62的RPM (当供给至介质加热器63的热量均匀时，传热介质由介质加热器63的所供给的热量为每个单位的流量接收相对较小的热量，从而防止裂化现象)、以及降低从介质加热器63排出的传热介质的温度并通过降低热源供给阀661的开度而移动至热交换器50来防止裂化现象的产生。
[0164]此外，在本实施例中，本发明还可以包括相分离器92。相分离器92设置在介质循环管路64的介质加热器63的下游并且检测传热介质的气化(或包含在传热介质中的材料的气化)，将气化的传热介质(或包含在传热介质中的材料)排出至外部，以及促使余下的传热介质通过介质循环管路64流入热交换器50。
[0165]相分离器92可以是气-液分离器，并可以分离蒸发的气体且将液态的传热介质供给至热交换器50用于其中产生裂化现象的传热介质。相分离器92可以设置在介质加热器63下游的分支管路65连接至介质循环管路64的位置的下游。
[0166]换句话说，控制器90的上述控制用于防止裂化的目的，相分离器92用于准备其中产生裂化的情况的目的。在这种情况下，由于从相分离器92排出的材料可能是蒸汽，所以材料可被排出至空气，而无需单独的纯化。
[0167]如上所述，控制器90可以维持由介质加热器63加热的传热介质的温度低于气化预防参考值，从而可以防止传热介质的裂化，并且即使产生了裂化，控制器90可以通过相分离器92去除气态材料，以实现液化气的平稳加热。
[0168]在本发明的第四实施例中，控制器90促使液化气的测量温度等于或大于需求源20的所需温度，并且降低(最小化)流入介质加热器63的传热介质的流量。液化气的测量温度是通过液化气温度传感器70所测量的值并且是指在热交换器50中加热的液化气的温度。
[0169]控制器90可以通过在其中液化气满足需求源20的所需温度的范围内降低传热介质的循环流量提闻介质栗62的效率。
[0170]随着沿介质循环管路64循环的传热介质的流量很大，设置在介质循环管路64中的介质泵62等的效率可能得以降低。因此，与之前的情况相比，控制器90可以降低流入介质加热器63的传热介质的流量，但是为了防止液化气的加热温度由于降低传热介质的流量而降低超过所需，控制器90可以促使液化气的测量温度满足需求源20的所需温度。
[0171]控制器90可以通过控制介质泵62的驱动控制从介质泵62供给至介质加热器63的传热介质的流量，特别地，可以调节介质泵62的RPM。此外，控制器90可以通过调节设置在介质循环管路64上的介质泵62的下游的流量调节阀67的开度来控制传热介质的流量。
[0172]控制器90可以基于液化气的测量温度降低传热介质的流量，或者可以减少传热介质的流量，同时促使由介质状态检测传感器80检测到的在热交换器50的前后端的传热介质的温度之间的差值等于或大于预定值。
[0173]在热交换器50的前后端的传热介质的温度之间的差值是指由第一介质状态检测传感器81测量的温度与由第二介质状态检测传感器82测量的温度之间的差值，并且可以指供给至液化气的热量。换句话说，当在热交换器50的前后端的传热介质的温度之间的差值很大时，是指液化气接收大量的热。因此，控制器90可以促使传热介质的温度之间的差值等于或大于预定值，以使得液化气可以被充分加热至需求源20的液化气的所需温度，并且控制器90可以减少传热介质的流量。
[0174]在这种情况下，用于与在热交换器50的前后端的传热介质的温度之间的差值进行比较的预定值可以根据液化气的流量而被改变，从而使控制器90可以将传热介质的流量连同传热介质的温度的差值一起考虑。传热介质的流量可以通过上述的介质流量传感器671进行检测。
[0175]如上所述，在本实施例中，考虑到传热介质的流量和在热交换器50的前后端的温度之间的差值，液化气被加热到需求源20的液化气的所需温度，并且流入介质加热器63的传热介质的流量得以减少，从而提高了介质泵62的效率。
[0176]在下文中，将参照图3至10，对根据本发明第一至第四实施例的液化气处理方法进行详细地说明。根据本发明第一至第四实施例的液化气处理方法可以由根据本发明第一至第四实施例的液化气处理系统2实现。
[0177]图3是根据本发明第一实施例的液化气处理方法的流程图。
[0178]如图3所示，根据本发明第一实施例的液化气处理方法包括测量供给至需求源20的液化气的温度(SllO)、基于液化气的测量温度计算传热介质的目标温度(S120)、以及根据传热介质的目标温度改变流入介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器63供给至传热介质的热量(S130)。
[0179]在步骤SllO中，测量供给至需求源20的液化气的温度。液化气的温度可以由液化气温度传感器70进行测量，并且在这种情况下，液化气的测量温度(其是热交换器50与需求源20之间的液化气的温度)可以是由热交换器50加热的液化气的温度。
[0180]当在步骤110中测量的液化气的温度不适于需求源20的液化气的所需温度时，控制器90可以控制要被供给至介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器63供给至传热介质的流量。
[0181]在步骤S120中，基于液化气的测量温度，计算传热介质的目标温度。传热介质的目标温度可以通过液化气的测量温度与需求源20的液化气的所需温度之间的偏差由PID控制计算。否则，通过使用需求源20的液化气的所需温度的温度范围和传热介质的温度范围，传热介质的目标温度可以通过比例换算来计算。目标温度的计算已经在目标温度计算器91的说明中进行了描述，从而将省略对其的详细描述。
[0182]如上所述，在本实施例中，可以实现基于液化气的测量温度计算传热介质的目标温度且然后基于目标温度控制传热介质的流动的级联控制。在本实施例中，步骤S120可以被省略，并且可以理所当然地基于液化气的测量温度直接控制传热介质的流量等。
[0183]在步骤S130中，根据传热介质的目标温度，改变流入介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器63供给至传热介质的热量。在本实施例中，在步骤S130中，可以实现基于液化气的测量温度推导传热介质的目标温度以及基于传热介质的目标温度控制传热介质的流动的级联控制，或者可以根据液化气的测量温度而不是使用传热介质的目标温度实现改变传热介质的流动的直接控制。下面将参照图4对步骤S130中的传热介质的流动的控制的详细内容进行说明。
[0184]图4是根据本发明第一实施例的液化气处理方法的步骤S130的详细流程图。
[0185]如图4所示，根据本发明第一实施例的液化气处理方法的步骤S130包括促使至少一些传热介质绕过介质加热器63,从而使绕过介质加热器63的传热介质的流量得到控制(S131)，控制将传热介质供给至介质加热器63的介质泵62的驱动(S132)，以及控制供给至流入介质加热器63的传热介质的热源的量(S133)。
[0186]在步骤S131中，至少一些传热介质绕过介质加热器63,从而使绕过介质加热器63的传热介质的流量得到控制。为此，在本实施例中，可以使用上述的分支管路65。
[0187]传热介质通过介质泵62流入介质加热器63,并且一些传热介质通过设置在分支管路65上的旁通调节阀651经由分支管路65流向介质加热器63的下游，以及其余的传热介质流入介质加热器63来由介质加热器63中的蒸汽等加热。
[0188]在这种情况下，随着绕过介质加热器63的传热介质的流量很大，在介质加热器63下游即热交换器50上游的传热介质的温度可能降低，并且与此相反，随着绕过介质加热器63的传热介质的流量很小，流入热交换器50的传热介质的温度可能增加。
[0189]换句话说，在步骤S131中，当液化气的测量温度低于需求源20的液化气的所需温度时，控制器90可以根据传热介质的计算出的目标温度降低绕过介质加热器63的传热介质的流量，以满足需求源20的液化气的所需温度，但与此相反，当液化气的测量温度高于需求源20的液化气的所需温度时，控制器90可以通过基于由目标温度计算器91计算出的传热介质的目标温度增加绕过介质加热器63的流量来降低流入热交换器50的传热介质的温度。
[0190]在步骤S132中，将传热介质供给至介质加热器63的介质泵62的驱动得到控制。在步骤S131中，一些传热介质绕过介质加热器63，但是在步骤S132中，流入介质加热器63的传热介质的流动可以被改变。
[0191]换句话说，在本实施例中，通过控制介质泵62的速度或压力，可以改变从介质泵62供给至介质加热器63的流量，因此与步骤S131相类似，传热介质可以被介质加热器63加热至目标温度以流入热交换器50。
[0192]在步骤133中，供给至流入介质加热器63的传热介质的热源的量得到控制。在步骤S131和S132中，可以控制流入介质加热器63的传热介质的流量，但是在步骤S133中，可以控制由介质加热器63所供给的热源的量。在这种情况下，热源可以是蒸汽，并且可以通过调节连接至介质加热器63的热源供给管路66的开度来调节热源的量。热源供给管路66的开度可以通过设置在热源供给管路66上的热源供给阀661来实现。
[0193]当热源的量发生变化时，由介质加热器63所加热并从中排出的传热介质的热量可以被改变，并且因此，传热介质被加热至目标温度，以使得传热介质可以在热交换器50中充分地将液化气加热至需求源20的所需温度。
[0194]如上所述，在本实施例中，通过实施基于液化气的测量温度计算传热介质的目标温度、以及通过传热介质的目标温度调节供给至介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器63供给至传热介质的热量的量的级联控制，可以很容易地控制液化气的温度来适于需求源20的液化气的所需温度。
[0195]图5是根据本发明第二实施例的液化气处理方法的流程图。
[0196]如图5所示，根据本发明第二实施例的液化气处理方法包括设定用于防止传热介质凝结的凝结预防参考值(S210)、检测循环通过介质加热器63和热交换器50的传热介质的状态(S220)、以及基于传热介质的状态值及凝结预防参考值改变流入介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器63供给至传热介质的热量(S230)。
[0197]在步骤S210中，设定用于防止传热介质凝结(包含在传热介质中的材料可能会凝结)的凝结预防参考值。传热介质可以是乙二醇水且包括水和乙二醇。在这种情况下，当传热介质冷却至处于极低温度状态时，水被冻结来打扰传热介质的使用。因此，在步骤S210中，可以设定用于防止包含在传热介质中的水被冻结的温度，即凝结预防参考值，并且凝结预防参考值可以是例如30°C，但并不限于此。
[0198]在步骤S220中，检测循环通过介质加热器63和热交换器50的传热介质的状态。传热介质的状态可以是传热介质的温度，并且传热介质的温度可以在热交换器50下游或其中检测。
[0199]换言之，传热介质的状态是指由热交换器50中的液化气冷却的传热介质的温度，并且当判定传热介质被过冷却时，可以在步骤S230中增加传热介质的温度。
[0200]在步骤S230中，基于传热介质的状态值及凝结预防参考值改变流入介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器63供给至传热介质的热量。在步骤S230中，传热介质的状态值可以等于或大于凝结预防参考值，并且下面将参照图6对步骤S230进行详细地说明。
[0201]图6是根据本发明第二实施例的液化气处理方法的步骤S230的详细流程图。
[0202]如图6所示，根据本发明第二实施例的液化气处理方法的步骤S230包括促使至少一些传热介质绕过介质加热器63,从而使绕过介质加热器63的传热介质的流量得到控制(S231)，控制将传热介质供给至介质加热器63的介质泵62的驱动(S232)，以及控制供给至流入介质加热器63的传热介质的热源的量(S233)。
[0203]在步骤S231中，至少一些传热介质绕过介质加热器63，从而使绕过介质加热器63的传热介质的流量得到控制。控制绕过介质加热器63的传热介质的流量与在步骤S131中所述的相同。然而，在本实施例中，步骤S231不同于步骤131，原因在于当传热介质在热交换器50中被冷却时，冷却的传热介质的温度与凝结预防参考值进行比较来改变旁通调节阀651的开度。
[0204]换句话说，当从热交换器50排出的传热介质的温度低于凝结预防参考值时，控制器90减小旁通调节阀651的开度且因此促使大部分的传热介质流入介质加热器63，从而防止产生结冰现象，即使传热介质在热交换器50中被冷却。
[0205]在步骤S232中，将传热介质供给至介质加热器63的介质泵62的驱动得到控制。控制介质泵62的驱动与在步骤S132中所述的相同，从而在本实施例中，可以调节介质泵62的RPM等，以便防止传热介质结冰。换言之，当检测到在热交换器50下游的传热介质的温度等于或低于凝结预防参考值时，可以通过增加介质泵62的RPM来增加供给至热交换器50的传热介质的总热量。因此，即使传热介质失去热量至液化气，仍可以防止产生结冰现象。
[0206]在步骤S233中，供给至流入介质加热器63的传热介质的热源的量得到控制。可以通过如在步骤S133中所述的调节热源供给阀661的开度来控制供给至流入介质加热器63的传热介质的热源的量。
[0207]当检测到传热介质的温度等于或低于凝结预防参考值时，增加热源供给阀661的开度，因而传热介质从介质加热器63接收相对大量的热源(蒸汽等)以流入热交换器50，从而即使传热介质在与液化气进行热交换的过程中被冷却，包含在传热介质中的水也不冻结。
[0208]此外，在本实施例中，所述方法还可以包括基于传热介质的状态值及凝结预防参考值将流入热交换器50的传热介质排出至外部(S240)。
[0209]执行步骤S240的目的是准备其中传热介质在热交换器50中结冰的情况。例如，当在介质循环中产生问题时，即使传热介质流入热交换器50同时具有足够的热量，传热介质可以根据由液化气的连续冷却而被过冷却，并且热交换器50的性能可能会下降，或者甚至更糟的是，系统可能会停止。
[0210]因此，在步骤S240中，当在热交换器50中或下游的温度(其是传热介质的状态值)低于凝结预防参考值时，估计结冰现象的风险增加，并且可以将仍在热交换器50中的传热介质排出至外部。
[0211]在这种情况下，排出的传热介质可以沿着介质排出管路93返回至介质罐61或介质泵62，并且可以存储在临时介质储罐95中，然后进行处理。
[0212]如上所述，在本实施例中，可以防止包含在传热介质中的水因由介质加热器63加热以流入热交换器50,通过液化气过冷却的传热介质而被冻结,并且当在介质循环中产生问题以便仍在热交换器50中的传热介质的结冰现象的风险增加时，传热介质通过介质排出管路93被排出至外部，从而防止传热介质的结冰现象并且防止热交换器50被损坏。
[0213]图7是根据本发明第三实施例的液化气处理方法的流程图。
[0214]如图7所示，根据本发明第三实施例的液化气处理方法包括设定用于防止传热介质气化的气化预防参考值(S310)、检测循环通过介质加热器63和热交换器50的传热介质的状态(S320)、以及基于传热介质的状态值及气化预防参考值改变流入介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器63供给至传热介质的热量(S330)。
[0215]在步骤S310中，设定用于防止传热介质气化(包含在传热介质中的材料可能会气化)的气化预防参考值。传热介质可以是类似于第二实施例的乙二醇水，并且当传热介质是乙二醇水时，水包含在传热介质中，从而当传热介质过热时，水可以被蒸发。
[0216]因此，在本实施例中，为了防止传热介质在介质加热器63中过热，可以设定气化预防参考值，并且气化预防参考值可以是用于防止包含在传热介质中的水被气化的温度，且例如是95°C，但本发明并不限于此。
[0217]在步骤S320中，检测循环通过介质加热器63和热交换器50的传热介质的状态。传热介质的状态可以是从介质加热器63的下游流至热交换器50的传热介质的温度，并且在这种情况下，传热介质的温度可以是绕过介质加热器63的传热介质接合之前或之后的温度。
[0218]在步骤S330中，基于传热介质的状态值及气化预防参考值，改变流入介质加热器63的传热介质的流量或由介质加热器63供给至传热介质的热量。在步骤S330中，传热介质的状态值可能低于气化预防参考值，下面参照图8对其中的详细内容进行说明。
[0219]图8是根据本发明第三实施例的液化气处理方法的步骤S330的详细流程图。
[0220]如图8所示，根据本发明第三实施例的液化气处理方法的步骤S330可以包括促使至少一些传热介质绕过介质加热器63，从而使绕过介质加热器63的传热介质的流量得到控制(S331)，控制将传热介质供给至介质加热器63的介质泵62的驱动(S332)，以及控制供给至流入介质加热器63的传热介质的热源的量(S333)。
[0221 ] 在步骤S331中，至少一些传热介质绕过介质加热器63，从而使绕过介质加热器63的传热介质的流量得到控制。在步骤S331中的调节绕过介质加热器63的传热介质的流量的内容与在上述步骤S131和S231的那些相似，但本实施例的目的在于防止传热介质在介质加热器63的下游过热，从而使得当传热介质的温度高于气化预防参考值时，可以增加旁通调节阀651的开度。当旁通调节阀651的开度增加时，裂化风险可以在穿过介质加热器63的传热介质与绕过介质加热器63的传热介质接合时降低。
[0222]在步骤S332中，控制将传热介质供给至介质加热器63的介质泵62的驱动。步骤S332也类似于步骤S132和S232，并且当检测到传热介质的温度高于气化预防参考值时，假设均勻的热源(蒸汽等)由介质加热器63供给至传热介质,可以通过增加介质泵62的RPM且从而增加供给至介质加热器63的传热介质的流量来防止传热介质由蒸汽而被过热。
[0223]在步骤S333中，控制供给至流入介质加热器63的传热介质的热源的量。步骤S333也类似于步骤S133和S233，本实施例的目的在于防止传热介质的裂化现象，从而可以根据需要基于传热介质的温度和气化预防参考值来降低供给至传热介质的热源的量。
[0224]此外，在本实施例中，所述方法还包括将由从介质加热器63排出的传热介质所气化的材料(其可以是传热介质或包含在传热介质中的材料)排出至外部(未示出)，并且除气化材料之外的剩余传热介质流入热交换器50，从而顺利地加热液化气。
[0225]如上所述，在本实施例中，当传热介质由介质加热器63加热以流入热交换器50时，防止传热介质由介质加热器63而被过热,从而防止传热介质的裂化现象。
[0226]图9是根据本发明第四实施例的液化气处理方法的流程图。
[0227]如图9所示，根据本发明第四实施例的液化气处理方法包括测量供给至需求源20的液化气的温度(S410)、检测循环通过介质加热器63和热交换器50的传热介质的状态(S420)、以及降低流入介质加热器63的传热介质的流量同时液化气的测量温度等于或大于需求源20的所需温度(S430)。
[0228]在步骤S410中，测量供给至需求源20的液化气的温度。液化气的温度由液化气温度传感器70测量，并且当液化气温度传感器70设置在热交换器50与需求源20之间时，液化气的测量温度可以是由热交换器50中的传热介质加热之后的温度。
[0229]在步骤S420中，检测循环通过介质加热器63和热交换器50的传热介质的状态。在步骤S420中，可以检测在热交换器50的前后端的传热介质的温度之间的差值。该温度之间的差值是指分别由第一介质状态检测传感器81和第二介质状态检测传感器82检测出的温度之间的差值，第一介质状态检测传感器81设置在热交换器50的上游，第二介质状态检测传感器82设置在介质循环管路64上的热交换器50的下游，从而使该温度之间的差值可以是通过从第一介质状态检测传感器81的温度减去第二介质状态检测传感器82的温度而获得的值。
[0230]传热介质的温度之间的差值可以指由热交换器50供给至液化气的热量。在这种情况下，为了准确地测量热量，在步骤S420中，可以将传热介质的流量一起考虑，并且传热介质的流量可以由介质流量传感器671测定。
[0231]当传热介质的温度之间的差值与传热介质的流量被获得时，可以计算由热交换器50供给至液化气的热量。因此，在本实施例中，可以理解的是，通过在步骤S410中所测量的液化气的温度与需求源20的液化气的所需温度之间的比较，传热介质的温度之间的差值需等于或大于预定值。
[0232]在步骤S430中，液化气的测量温度可以等于或大于需求源20的所需温度，且流入介质加热器63的传热介质的流量得以降低(最小化)。为了使液化气的测量温度等于或大于需求源20的所需温度，需要充分获得传热介质的热量。因此，在步骤S430中，在热交换器50的前后端的传热介质的温度之间的差值可以等于或大于预定值，同时减小流入介质加热器63的传热介质的流量。
[0233]在这种情况下，可以基于液化气的测量温度、需求源20的所需温度、传热介质的流量等计算预定值，并且可以基于一般性的热量计算来执行计算过程。
[0234]在下文中，将参照图10，对步骤S430中减少流入介质加热器63的传热介质的流量的内容进行详细说明。
[0235]图10是根据本发明第四实施例的液化气处理方法的步骤S430的详细流程图。
[0236]如图10所示，根据本发明第四实施例的液化气处理方法的步骤S430可以包括控制将传热介质供给至介质加热器63的介质泵62的驱动(S431)、以及控制设置在介质加热器63上游的流量调节阀67的开度(S432)。
[0237]在步骤S431中，控制将传热介质供给至介质加热器63的介质泵62的驱动。步骤S431类似于步骤S132、S232和S332。根据本实施例，可以通过最小化介质泵62的驱动来提高介质泵62的效率并降低能耗。换言之，在本实施例中，在热交换器50的前后端的传热介质的温度之间的差值得以充分确保，并且可以通过减少介质泵62的驱动来减少传热介质的流量。在这种情况下，传热介质的温度之间的差值是否得以充分确保可通过每个介质状态检测传感器80进行识别。
[0238]在步骤S432中，控制设置在介质加热器63上游的流量调节阀67的开度。如在液化气处理系统2中所述，流量调节阀67可以设置在介质加热器63的上游。流量调节阀67可以通过调节开度来改变流入介质加热器63的传热介质的流量，并且可以设置在介质泵62的下游。
[0239]可以在其中液化气被充分加热至需求源20的液化气的所需温度的范围内降低(最小化)流量调节阀67的开度。即使流量调节阀67的开度被降低，在热交换器50的前后端的传热介质的温度之间的差值得以维持为等于或大于预定值，从而使液化气可以充分接收热量。
[0240]在本实施例中，步骤S431和步骤S432单独地执行。然而，步骤S431和步骤S432可以被同时驱动，从而可以调节介质泵62的RPM并且可以调节流量调节阀67的开度。
[0241]如上所述，根据本实施例，在热交换器50中，液化气被加热，以便满足需求源20的液化气的所需温度，并且沿着介质循环管路64流过热交换器50、介质泵62等的传热介质的流量被降低，从而提高介质泵62的效率。
[0242]附图标记列表
[0243]1:相关技术中的液化气处理系统
[0244]2:本发明的液化气处理系统
[0245]10:液化气储罐20:需求源
[0246]21:液化气供给管路30:泵
[0247]31:升压泵32:高压泵
[0248]40:电加热器50:热交换器
[0249]60:介质供给装置61:介质罐
[0250]62:介质泵63:介质加热器
[0251]64:介质循环管路65:分支管路
[0252]651:旁通调节阀66:热源供给管路
[0253]67:流量调节阀671:介质流量传感器
[0254]661:热源供给阀70:液化气温度传感器
[0255]80:介质状态检测传感器81:第一介质状态检测传感器
[0256]82:第二介质状态检测传感器90:控制器
[0257]91:目标温度计算器92:相分离器
[0258]93:介质排出管路94:介质排出阀
[0259]95:临时介质储罐
【权利要求】
1.一种液化气处理系统,包括: 液化气供给管路，其从液化气储罐连接至需求源； 热交换器，其设置在所述需求源与液化气储罐之间的液化气供给管路上，并且配置成在从所述液化气储罐供给的液化气与传热介质之间进行热交换； 介质加热器，其配置成加热所述传热介质； 介质循环管路，其从所述介质加热器连接至所述热交换器； 介质状态检测传感器，其设置在所述介质循环管路上，并且配置成测量传热介质的状态；以及 控制器，其配置成设定用于防止传热介质气化的气化预防参考值，并且基于通过所述介质状态检测传感器的传热介质的状态值及所述气化预防参考值，改变流入所述介质加热器的传热介质的流量或由所述介质加热器供给至传热介质的热量。
2.根据权利要求1所述的液化气处理系统，还包括: 相分离器，其设置在所述介质循环管路上，在介质加热器的下游，并且配置成检测传热介质的气化。
3.根据权利要求1所述的液化气处理系统，其中，所述相分离器将气化的传热介质排出至外部，并且促使余下的传热介质通过所述介质循环管路流入所述热交换器。
4.根据权利要求1所述的液化气处理系统，其中，所述介质状态检测传感器设置在所述介质循环管路上，在热交换器的下游以检测传热介质的温度。
5.根据权利要求4所述的液化气处理系统，其中，所述气化预防参考值是用于防止包含在传热介质中的水被气化的温度。
6.根据权利要求5所述的液化气处理系统，其中，所述控制器改变传热介质的流量或供给至传热介质的热量，以使得传热介质的状态值等于或小于所述气化预防参考值。
7.根据权利要求1所述的液化气处理系统，还包括: 分支管路，其配置成促使至少一些传热介质从所述介质循环管路分支出来并且绕过所述介质加热器， 其中，所述控制器通过设置在所述分支管路上的旁通调节阀来调节流入分支管路的传热介质的流量。
8.根据权利要求1所述的液化气处理系统，还包括: 介质罐，其配置成存储传热介质；以及 介质泵，其配置成将存储在所述介质罐中的传热介质供给至所述介质加热器， 其中，所述控制器通过控制所述介质泵的驱动来控制从介质泵供给至介质加热器的传热介质的流量。
9.根据权利要求1所述的液化气处理系统，还包括: 热源供给管路，其配置成将热源供给至所述介质加热器；以及 热源供给阀，其设置在所述热源供给管路上，并且配置成调节所述热源供给管路的开度， 其中，所述控制器通过控制所述热源供给阀的开度来控制由所述介质加热器供给至传热介质的热源的量。
10.根据权利要求1所述的液化气处理系统，还包括: 泵，其设置在所述液化气供给管路上，并且配置成加压从所述液化气储罐排出的液化气; 其中，所述热交换器在从所述泵供给的液化气与传热介质之间进行热交换。
11.根据权利要求1所述的液化气处理系统，其中，所述传热介质是乙二醇水。
12.—种与驱动液化气处理系统的方法相关联的液化气处理方法,所述系统在热交换器中，采用传热介质对液化气进行加热，介质加热器加热传热介质并将其供给至所述热交换器，所述液化气处理方法包括: 设定用于防止传热介质气化的气化预防参考值； 检测传热介质的状态；以及 基于传热介质的状态值及所述气化预防参考值，改变流入所述介质加热器的传热介质的流量或由所述介质加热器供给至传热介质的热量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，设定所述气化预防参考值包括设定用于防止包含在传热介质中的水被气化的温度。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，检测传热介质的状态包括检测在所述热交换器下游的传热介质的温度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，改变传热介质的流量包括改变传热介质的流量或供给至传热介质的热量，从而使传热介质的状态值等于或小于所述气化预防参考值。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，改变所述传热介质的流量包括促使至少一些传热介质绕过所述介质加热器，从而使得绕过介质加热器的传热介质的流量得到控制。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，改变传热介质的流量包括控制将传热介质供给至所述介质加热器的介质泵的驱动。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，改变供给至传热介质的热量包括控制供给至流入所述介质加热器的传热介质的热源的量。
【文档编号】F02M21/06GK104220739SQ201380017484
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月14日 优先权日:2012年5月14日
【发明者】金琦弘, 姜珉镐 申请人:现代重工业株式会社