[发明专利]BOG再冷凝器和设置有其的LNG储存系统

说明书

要解决的问题：提供一种BOG再冷凝器，该BOG再冷凝器用于在去除NG的BOG中的氮的同时并且在不使用压缩机的情况下以高的热交换效率来再冷凝LNG的BOG。解决方案：BOG再冷凝器1具有LNG缓冲罐(12)、第一冷凝器(111)和第二冷凝器(211)。第一(冷凝器111)具有第一热交换器(112)。第二冷凝器(211)具有第二热交换器(212)。在LNG缓冲罐(12)中产生的BOG通过与第一热交换器(112)中的冷却剂进行热交换而被再冷凝。尚未再冷凝的BOG被引入到第二冷凝器(211)。引入到第二冷凝器(211)的BOG中的一些通过第二热交换器(212)而被再冷凝并返回到LNG缓冲罐(12)。使在第二热交换器(212)中与第二冷凝器(211)中的BOG进行热交换的冷却剂中的至少一些还在第一热交换器(112)中与第一冷凝器(111)中的BOG进行热交换。

本发明涉及一种用于再冷凝LNG的BOG的BOG再冷凝器以及一种设置有其的LNG储存系统。

当储存比如液化天然气(LNG)或液化石油气(LPG)等低温液体时，通常使用再冷凝器来液化和冷凝例如通过自然外部热输入而汽化的蒸发气体(BOG)。

已知一种方法，该方法用于通过压缩机来压缩从用于储存LNG的储罐产生的BOG，并通过与从LNG储罐供应的过冷状态的LNG进行热交换来再冷凝BOG(例如，专利文献1)。根据此方法，将再冷凝后的LNG返回到LNG储罐。

已经提出了一种方法，该方法用于在储存LNG时所使用的再冷凝器中使用液氮代替LNG来作为热交换器的冷却剂(例如，专利文献2)。

众所周知，储存在储罐中的LNG包含氮。这是因为，除了从气田产生的氮气中所包含的氮以外，在LNG中还发现了用于吹扫天然气储存设备的氮和用于仪器的氮。与LNG混合的氮降低了LNG的液体密度。结果，具有不同液体密度的LNG存在于同一LNG储罐中，并在LNG储罐中形成具有不同液体密度的液层，这是LNG在LNG储罐中迅速汽化(称为翻滚)的原因。当储罐中的压力由于汽化而迅速增加时，存在损坏储罐的风险。因此，已经开发了用于去除LNG中的氮的技术(例如，专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本未经审查的实用新型专利公开号H5-6299

专利文献2：日本未经审查的专利公开号2002-295799

专利文献3：国际专利公开号2011/064605

发明内容

本发明要解决的问题

使用压缩机的再冷凝器(例如，专利文献1)的问题在于：压缩机昂贵且具有带有旋转部件的复杂结构，这使维护复杂化。

在连续消耗LNG的前提下，已经设计了用于通过与从LNG储罐供应的过冷状态的LNG进行热交换来再冷凝压缩后的BOG的系统(例如，专利文献1)。然而，如果不连续消耗LNG或LNG消耗波动很大，则BOG不适合再冷凝，因为热交换的波动太大。

在BOG再冷凝器中使用液氮作为冷却剂的情况下，通常使用液氮的潜热(例如，专利文献2)。然而，仅使用潜热会增加液氮与BOG之间的温差，并且使得热效率较差。此外，没有使用通过与BOG进行热交换而汽化的低温氮气的显热，这也使得热效率较差。因此，此方法的问题在于：增加了用于热交换中的液氮的消耗。

既使用单个热交换器中的液氮的潜热又使用汽化后氮气的显热意味着：冷却剂被处理成不同的状态，并将其应用于负荷波动较大的系统(比如BOG再冷凝)可能难以控制冷却剂的温度并最终导致BOG侧突然的压力上升或压力下降。尽管如何应对这种压力上升或压力下降可能会影响LNG缓冲罐和热交换器的设计，但这种设计在材料选择和结构复杂性方面并不容易。

由于所有这些用于使全部量的BOG再冷凝的方法也都会使BOG中所包含的氮再冷凝，因此储罐中的LNG继续包含氮。因此，存在在LNG储罐中发生LNG迅速汽化(称为翻滚)的风险。