[发明专利]冷却循环系统、天然气液化设备、冷却循环系统的运转方法及改造方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷却循环系统、天然气液化设备、冷却循环系统的运转方法及改造方法。

背景技术

为了将气体天然气做成适于输送的液化天然气，需要将天然气在加压的状态下冷却到-150℃左右的低温之后使其膨胀到外部气压附近。该冷却通过丙烷和混合制冷剂等的多个冷却循环的组合来实现。在进行这些冷却循环的起动时，由于工序内的制冷剂的温度、压力与额定运转时不同，因此制冷剂压缩机的起动所需的转矩(以下称为起动转矩)比额定运转时还大，从而指出根据驱动源的转矩特性有可能不能起动制冷剂压缩机。为了解决该问题，一般已知有如下方法：(a)在制冷剂压缩机的吸入线上设置节流机构并在起动时对吸入流量进行节流的方法；(b)预先设置容量大的驱动源的方法；以及(c)在制冷剂压缩机的排出侧设置放出口将制冷剂向外部排出的方法。根据专利文献1(特开2002-322996公报)，公开了一种按照压缩机的转数来操作设置在压缩机的吸入线上的节流机构的开度而起动压缩机的方法。

在制冷剂压缩机的吸入部上的制冷剂的温度和压力，与用上游侧的蒸发器蒸发的制冷剂的温度和与其对应的饱和压力相等。包括上述专利文献1记载的技术，起动时对压缩机的吸入流量进行节流的方法，虽然可实现吸气的体积流量的减少，但是起动时的制冷剂温度甚至饱和压力与不进行对吸气流量的节流的情况一样，所以降低吸气的质量流量来减轻起动时所需的转矩的效果有限。

另外，预先设置容量大的驱动源的方法，存在降低额定运转时的驱动源的效率的情况，设备成本也增大。

起动时将从制冷剂压缩机排出的制冷剂向外部排出的方法，虽然可实现制冷剂压缩机的压力波动的避免和起动转矩的降低，但是在制冷剂压缩机的排出压力的上升上花费时间而存在直到冷却循环的起动结束所需的时间延长的倾向。而且，浪费制冷剂也是一个缺点。

发明内容

于是，本发明的目的是提供一种能够降低制冷剂压缩机的起动时的所需动力，即使使用起动时的发生转矩较小的驱动源也能够稳定地起动制冷剂压缩机的冷却循环系统、天然气液化设备、冷却循环系统的运转方法及改造方法。

为达到上述目的，具有：压缩制冷剂的制冷剂压缩机；接受用该制冷剂压缩机压缩后凝结的制冷剂的储液器；以及在该储液器内通过辅助制冷剂并在上述制冷剂压缩机的起动前冷却储液器内的制冷剂的辅助冷却机构。

本发明具有以下效果。

根据本发明，能够降低制冷剂压缩机的起动时的所需动力，即使使用起动时的发生转矩较小的驱动源也能够稳定地起动制冷剂压缩机。

附图说明

图1是使用了涉及本发明的第一实施方式的冷却循环系统的天然气液化设备的整体结构图。

图2是表示制冷剂压缩机的起动时的转数变化与吸入调整机构的开度变化的图。

图3是表示涉及本发明的第一实施方式的制冷剂压缩机的起动时的压力及流量的变化的图。

图4是表示比较例的制冷剂压缩机的起动时的压力及流量变化的图。

图5是表示涉及本发明的第一实施方式的制冷剂压缩机的起动时的转矩变化的图。

图6是表示比较例的制冷剂压缩机的起动时的转矩变化的图。

图7是使用了涉及本发明的第二实施方式的冷却循环系统的天然气液化设备的整体结构图。

图中：

1-制冷剂压缩机，10-冷凝器，11-储液器，18-膨胀机构，

19-蒸发机构，21-换热器，47-管道，60-第二冷却循环系统，

61-第一冷却循环系统，62-辅助冷却机构，62A-辅助冷却机构，

68-蒸发器，80-蒸发器，81-压缩机，82-冷凝器，83-膨胀阀，

86-燃烧器，90-吸气冷却换热器，91-空气压缩机，92-发电机，

93-涡轮，94-排热回收锅炉，96-吸收式冷却器，97-温度检测单元，

98-控制装置，99-调节阀，101-旁通管道。

具体实施方式

以下使用附图说明本发明的实施方式。

涉及本发明的冷却循环系统，通过与制冷剂进行热交换来冷却被冷却介质。冷却后的被冷却介质供给到将它作为冷热源来利用的热利用设施。作为热利用设施的一例，可举出例如将气体状态的天然气冷却并液化的设施。天然气通过液化体积减少而搬运效率提高。当然，并不局限于液化天然气的设施，只要是将冷却后的被冷却介质可作为热源利用的设施，就可以作为本发明的冷却循环系统的被冷却介质的利用地。

第一实施方式

(结构)

图1是使用了涉及本发明的第一实施方式的冷却循环系统的天然气液化设备的整体结构图。