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DE2307390A1 - Verfahren zum behandeln bzw. verwerten des auf einem transportschiff fuer verfluessigtes brennbares gas durch verdampfung anfallenden gases, und anlage zur ausfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum behandeln bzw. verwerten des auf einem transportschiff fuer verfluessigtes brennbares gas durch verdampfung anfallenden gases, und anlage zur ausfuehrung des verfahrens

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DE2307390A1
DE2307390A1 DE19732307390 DE2307390A DE2307390A1 DE 2307390 A1 DE2307390 A1 DE 2307390A1 DE 19732307390 DE19732307390 DE 19732307390 DE 2307390 A DE2307390 A DE 2307390A DE 2307390 A1 DE2307390 A1 DE 2307390A1
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liquefied
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Christian Dr Trepp
Karel Dipl Ing Witt
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Sulzer AG
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Sulzer AG
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Description

P. 4653 Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft,Vlinterthur/Schweiz
Verfahren zum Behandeln bzw« Verwerten des.auf einem Transportschiff für verflüssigtes brennbares Gas durch Verdampfung anfallenden Gases, und Anlage zur Ausführung des
Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln bzw. Verwerten des auf einem Transportschiff für verflüssigtes, brennbares Gas durch Verdampfung in den Flüssigkeitsbehältern anfallenden Gases.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, das auch bei bester Isolierung der Flüssiggasbehälter durch Wärmeeinfall verdampfende bzw. verdunstende brennbare Gas als Brennstoff in einer Verbrennungseinrichtung zu verbrennen, - z.B. in einer Kolbenbrennkraftmas chine, einem Schiffskessel oder in einer Gasturbinen-Anlage - welche einen Bestandteil der Schiffsantriebsanlage bildet.
Es hat sich gezeigt, dass die als Energiequelle für die Antriebsanlage des Schiffes benötigte Gasmenge bei üblichen Schiffsgrössen und Fahrgeschwindigkeiten kleiner ist als die anfallende Gfsmenge. Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren und eine Anlage zu dessen Ausführung aufzuzeigen, die auf wirtschaftliche V/eise gestatten, Verdampfungsverluste durch Rückverflüssigung eines
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Teils, der Gase zu verkleinern und dabei die zur Rückverflüssigung abzuführende Wärme zur. Erwärmung der in den Flüssigkeitsbehältern verdampften Gasmenge vor deren Kompression auf einen auf die Verbrennungseinrichtung abgestimmten Druck auszunützen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der aus den Flüssiggasbehältern abgeführte Gasstrom nach Kompression in einem ersten Kompressor in zwei Teilströme geteilt wird, von denen der eine Teilstrom einer zur Schiffsantriebanlage gehörenden Verbrennungseinrichtung zugeführt wird, während der zweite Teilstrom in einem zweiten Kompressor weiter komprimiert, anschliessend in Wärmeaustausch mit dem dem ersten Kompressor zuströmenden Gasstrom gebracht und nach Drucksenkung mindestens teilweise verflüssigt in die Flüssiggasbehälter zurückgeführt wird. Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens gelingt es , die im gesamten, aus den Flüssiggasbehältern abgeführten Gasstrom enthaltene Kälte zur Kühlung des zweiten Teilstroms auszunützen, und- zwar in dem ganzen Temperaturbereich der Kühlung .und mindestens teilweisen Verflüssigung dieses Teilstroms. Auf Grund der Verdichtung des Gesamtstroms im ersten Kompressor arbeitet der zweite, zum Rückverflüssigungskreis gehörende Kompressor nicht mit tiefen Saugtemperaturen, sondern mit Temperaturen, die in der Regel über 00C liegen.
Die erfindungsgemässe Anlage zur Durchführung des geschilderten Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine aus dem Gasraum der Flüssiggasbehälter führende Leitung zum Abführen des verdampften
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Gases, weiter durch einen vom Gesamtstrom der abgeführten Gase durchströmten Wärmeaustauscher, in welchem die Gase des Gesamtstromes zur Kühlung eines mindestens teilweise zur Verflüssigung bestimmten Gasteilstroms mit diesem in Wärmeaustausch gebracht werden, ferner durch einen zur Kompression des Gesamtstroms bestimmten ersten Kompressor, welcher förderseitig durch eine erste Zweigleitung mit einer einen Bestandteil der Schiffsantriebanlage bildenden Verbrennungseinrichtung und durch eine zweite Zweigleitung mit einem zweiten Kompressor verbunden ist, aus welchem der weiter komprimierte Teilstrom des Gases zwecks Rückkühlung in den Wärmeaustauscher und anschliessend durch ein Entspannungsventil strömt, das zur Rückführung des mindestens teilweise verflüssigten Gases mit den Flüssiggasbehältern verbunden ist.
Die erfindungsgemässe Anlage bildet eine einfache Anlage mit Maschinen, an die keine komplizierten Ansprüche gestellt werden.
Die Erfindung und mit ihr zusammenhängende weitere Merkmale und Vorteile sind nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Anlage nach der Erfindung in schematischer Darstellung.
In der gezeichneten Anlage strömt in den Flüssiggasbehältern verdampftes Gas, z.B. Methan oder Erdgas, durch die Leitung 11 mit einer Temperatur von z.B. - 1500C und etwa Atmosphärendruck in die Kühlschlange 12 des Wärmeaustauschers 13, in welchem es auf später zu beschreibende Weise in Wärmeaustausch mit dem zweiten "Teilstrom
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gebracht wird. Dabei erwärmt sich das Gas auf beispielsweise 1O0C und strömt durch die Leitung 14 in den Kompressor 15, in welchem es auf einen Druck von etwa 2 ata komprimiert wird und sich dabei auf etwa 600C erwärmt. Die Förderleitung 16, in welcher sich vorteilhaft ein Nachkühler 17 befindet, teilt sieh in die beiden Zweigleitungen 18 und 19. Der Nachkühler 17 ist über die Leitung 38 an eine KUhlmittelquelle, z.B. Kühlwasser, angeschlossen. In der Leitung 38 befindet sich das Regelventil 38a, welches vom Regler^:." 39 nach Massgabe von Temperaturänderungen des komprimierten Gases in der Leitung 16 in dem Sinne beeinflusst wird, dass ein Ansteigen der Temperatur eine verstärkte Kühlung zur Folge hat und umgekehrt. Die Leitung 18 führt das im Nachkühler 17 auf etwa 400C abgekühlte Gas mit dem genannten Druck einer nichtgezeichneten Feuerung eines Dampferzeugers zu, in welchem Dampf für die zum Schiffsantrieb dienenden Turbinen erzeugt wird. In der Leitung 18 befinden sich ein Rückschlagventil 20 und ein Druckregelventil 21, das den Druck in der Leitung 18 mit Hilfe des Reglers 21a auf dem vorbestimmten Wert hält.
Der Kompressor 15. besitzt einen Antriebsmotor 22, dessen Drehzahl über den Regler 23 nach Massgabe des Druckes in der Leitung 11 gesteuert w.ird. Die Verhältnisse sind so eingerichtet, dass bei steigendem Druck in der Leitung 11 infolge Gasverdarnpfung in den Behältern 10 die Drehzahl erhöht wird und umgekehrt.
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Die Zweigleitung 19 führt den zweiten Teilstrom in einen als dreistufige Kolbenmaschine ausgebildeten zweiten Kompressor 24, der von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 25 angetrieben wird. Zwischen den einzelnen Stufen und am Austritt des Gasteilstromes aus der letzten Stufe sind Nachkühler 26 vorgesehen.
Das z.B. auf einen Druck von etwa 42 ata komprimierte und eine Temperatur von z.B. 400C aufweisende Gas strömt anschliessend durch die Leitung 27 in den die Kühlschlange 12 enthaltenden Raum des Wärmeaustauscheis 13 und wird hier auf beispielsweise - 1200C abgekühlt. Das so gekühlte Gas wird durch die Leitung aus dem Wärmeaustauscher 13 in das Entspannungsventil 29 geleitet und hier auf einen Druck von 2 ata, d.h. auf den Förderdruck des ersten Kompressors 15, entspannt. Das Entspannungsventil wird vom Regler 30 im Sinne einer Aufrechterhaltung des gewünschten Druckes in der Leitung 28 beeinflusst.
Aus dem Entspannungsventil strömt das mindestens teilweise verflüssigte Gas durch die Leitung 31 in die Abscheidevorrichtung 33 und gammelt sich im Unterteil der Vorrichtung, die auf bekannte Weise mit einer Niveau-Regelung 34 versehen ist, welche auf das Ventil 35 in der Leitung 36 einwirkt, durch welche der rückverflüssigte Teil des Gases mit Hilfe der Pumpe 46 in die Behälter 10 zurückgeführt wird.
Di· Abscheidevorrichtung " " 33 ist durch die Leitung 41 mit der weiteren Kühlschlange 42 im Wärmeaustauscher 13 verbunden.
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Durch die Leitung 41 können leichtflüchtige, insbesondere stickstoffhaltige Gasbestandteile abgeführt und zur.Kühlung des den Wärmeaustauscher durchströmenden, zur Verflüssigung bestimmten Teilstroras herangezogen werden. Diese Bestandteile strömen dann durch die Leitung 43 in die Leitung 18, wo sie dem zur Verbrennung bestimmten Teilstrom beigemischt werden.
Die Erfindung ist nicht auf das geschilderte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr könnte der zur Verbrennung bestimmte Teilstrora anstelle einer Kesselfeuerung einem Dieselmotor mit einem Druck von beispielsweise 8 ata oder einer Gasturbinenanlage zugeführt werden, die zum Antrieb des Schiffes dienen. Weiter wäre es auch möglich, im Entspannungsventil 29, den Druck direkt auf den Druck der Behälter 10 zu entspannen und hierbei auf eine Ausscheidung leichtflüchtiger Gase zu verzichten.
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    1/, Verfahren zum Behandeln bzw.Verwerten des auf einem Transportschiff für verflüssigtes, brennbares Gas durch Verdampfung in den Flüssiggasbehältern anfallenden Gases, dadurch gekennzeichnet, dass der aus den FlUssiggasbehältern (10) abgeführte Gasstrom nach Kompression in einem ersten Kompressor (15) in zwei Teilströme geteilt wird, von denen der eine Teilstrom einer zur Schiffaantriebsanlage gehörenden Verbrennungseinrichtung zugeführt wird, während der zweite Teilstrom in einem zweiten Kompressor (24) weiter komprimiert, anschliessend in Wärmeaustausch mit dem dem ersten Kompressor (15) zuströmenden Gasstrom gebracht und nach DrucksenKung mindestens teilweise verflüssigt in die Flüssiggasbehälter (10) zurückgeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im ersten Kompressor (15) komprimierte Gasstrom vor der Aufteilung in die beiden Teilströme gekühlt wird.
  3. 3. 'Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das· das rückgekühlte Gas nach mindestens teilweiser Entspannung in eine Abscheidevorrichtung (33) geführt wird, aus der leichtflüchtige,· Gasbestandteile abgeführt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das rückgekühlte Gas auf einen dem Förderdruck des ersten Kompressors (15) .entsprechenden Druck entspannt wird, und dass leicht flüchtige Gasbestandteile aus der Abscheidevorrichtung (33) geführt, dann jn Wärmeaustausch mit dem zur Rückkühlung bestimmten Teilstrom gebracht und hierauf dem der Verbrennungseinrichtung zuströmenden Teilstrom beigemischt werden.
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  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtstrom der im Wärmeaustauscher (13) erwärmten Gase im ersten Kompre sor (15) auf einen Druck komprimiert wird, der dem Druck entspricht, welchen die·Verbrennungseinrichtung für den ersten Teilstrom verlangt..
  6. 6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine aus dem Gasraum der Flüssiggasbehälter (10) führen de Leitung (11) zum Abführen des verdampften Gases, weiter durch einen vom Gesamtstrom der abgeführten Gase durchströmten Wärmeaustauscher (13), in welchem die Gase des Gesamtstromes zur Kühlung eines mindestens teilweise zur Verflüssigung bestimmten Gasteilstrornes mit dieserr. in Wärmeaustausch gebracht werden, ferner durch einen zur Kompression des Gesamtstromes bestimmten ersten Kompressor (15), welcher förderseitig durch eine erste Zweigleitung (18) mit einer einen Bestandteil der Schiffsantriebsanlage bildenden Verbrennungseinrichtung und durch eine zweite Zweigleitung (19) mit einem zweiten Kompressor (24) verbunden ist, aus welchem der weiter komprimierte Teilstrom des Gases zwecks Rückkühlung in den Wärmeaustauscher (13) und anschliessend durch ein Entspannungsventil (29) strömt, das zur Rückführung des mindestens teilweise verflüssigten Gases mit den Flüssiggasbehältern (10) verbunden ist.
  7. 7. Anlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen förderseitig an einen ersten Kompressor (15) anschliessenden Nachkühler (17).
  8. 8. Anlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Abscheidevorrichtung (33) im Strömungsweg des rückgekühlten Gases, aus der leichtflüchtige Gasbestandteile durch eine Leitung (41) zu einer KUhIcohlange (42) im Wärmeaustauscher (13) geführt und hernach in die zur Verbrennungseinriehtung führende Gasleitung (18) eingeführt werden,
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    während der FlUssigkeitsraum der Abscheidevorrichtung (33) mit den FlUssiggasbehältern (10) verbunden ist.
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    L e e r s e 11 e
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