[发明专利]一种基于混合工质制冷技术的LNG船用BOG再液化循环系统

说明书

本发明涉及一种基于混合工质制冷技术的LNG船用BOG再液化循环系统，包括主冷循环与再液化循环，再液化循环通过多级换热器与主冷循环中的混合工质换热，多级换热器包括至少一用于气液冷剂共同换热的中间换热器及一用于气态冷剂换热的低温换热器；再液化循环包括原料气流动方向上顺次布设的常温增压机、BOG冷却器、多级换热器、第一节流装置、气液分离器及LNG储罐，LNG储罐产生的BOG先后进入低温换热器及中间换热器中与混合工质换热升温后流通至常温增压机进口端形成回路，BOG冷却器出口端的中低温BOG先后进入中间换热器及低温换热器中逐级降温至液化，本申请再液化系统实现BOG近常温增压的同时，有效利用混合冷剂及BOG冷能。

技术领域

本发明涉及LNG存储及运输技术领域，具体涉及一种基于混合工质制冷技术的LNG船用BOG再液化循环系统。

背景技术

随着LNG在全球能源市场所占份额日益扩大，LNG运输行业得到空前的发展。LNG需求量以每年5％以上的速度稳步增长，LNG产业发展长期向好。在LNG海上运输行业中，LNG船是连接天然气液化厂和LNG接收站的重要工具。在此背景下，全球LNG船航运市场驻足上行，LNG船需求猛增，2018-2020年，全球LNG船订单量达190艘。随着新的LNG项目启动，LNG船超级周期将会到来，预计2021-2026年全球LNG船需求量将达667艘。

在LNG运输过程，LNG船内部LNG都不可避免地会部分蒸发为天然气，称为BOG(BoilOffGas)。为提高LNG海运效率，降低运输成本，有必要采用BOG再液化装置将BOG液化回收。BOG再液化装置作为LNG船上高附加值设备，常规17.4万方大型LNG船需配套一台3.5t/h的再液化装置，其市场售价达915万欧。可以预测未来BOG再液化装置每年的市场容量可达50亿人民币。

与此同时，随着国际海事组织实施“限硫令”和我国气化珠江、气化长江工程的开展，LNG作为清洁高效的船舶燃料的前景愈发利好，由此也极大拉动了LNG加注基础设施市场，LNG加注船的订单量也不断攀升。目前，全球运营的舱容超过1000立方米的专职LNG加注船仅9艘，下单建造中的有8艘，根本无法满足未来LNG动力船对LNG加注的旺盛需求。因此未来LNG加注船的市场前景非常的好。

现阶段BOG再液化装置作为LNG船和LNG加注船上高附加值的设备，目前主要被芬兰的瓦锡兰、法国的法液空和低温之星公司垄断。现有在运行的LNG船配置的再液化装置主流技术有氮气膨胀液化技术和混合工质制冷再液化技术，其中混合工质再液化技术作为新型船用再液化技术，具有能耗低、成本低、更易于模块化的优点。

在常规混合工质再液化系统中，BOG低温压缩机是其核心设备，长期依赖于进口，增加设备成本；混合工质BOG再液化装置船用化过程中因核心设备卡脖子问题导致系统可靠性降低；此外，循环系统中，混合冷剂及BOG冷能未能有效利用，再液化系统能效较低。

发明内容

针对以上技术问题，本发明的目的在于提供一种基于混合工质制冷技术的LNG船用BOG再液化循环系统，其实现BOG近常温增压的同时，有效利用混合冷剂及BOG冷能，不仅提高了再液化系统的能效，而且规避了BOG低温压缩机的使用，解决了混合工质BOG再液化装置船用化过程中核心设备卡脖子问题，也大幅降低系统成本，保证了系统可靠性和设备来源。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：