用于低溫水域的浮式液化天然氣再氣化系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種浮式液化天然氣(LNG)再氣化系統，特別是關于一種適用于中國北方海域等低溫水域，同時能夠適應不同海水工況和水質條件海域的浮式液化天然氣再氣化系統。
【背景技術】
[0002]隨著國家對能源需求的不斷增長，引進LNG對優化中國的能源結構發揮重要作用，有效解決能源供應安全、生態環境保護的雙重問題，實現經濟和社會的可持續發展。接收LNG的方式一般分為陸上和海上。如今中國的經濟發展對天然氣的需求日益增長，沿海區域遍布陸上LNG接收站，同時，中國海洋油氣資源豐富，初始勘探開發程度較低、發展潛力大，應用于海上LNG接收與處理、陸上LNG接收站資源調配、海洋開采天然氣處理與運輸的海上浮式再氣化裝置變得越發重要，前景十分廣闊。
[0003]海上浮式LNG再氣化裝置較常規陸上終端具有多種優點，特別是對環境敏感地區或人口稠密地區，具有建設周期短、相對成本低等優點。根據海域溫度的不同、水質的不同，氣化系統的要求也不盡相同。中國的南北兩端可能應用FSRU的海域之間的跨度約為2800公里，盡管都為亞熱帶，但是北部接近寒帶而南部與熱帶相鄰。南北兩端的海域的差別大至為:1)環境氣溫在冬季的差別可達30°C以上；2)從冬季結冰的渤海灣曹妃甸海域，到海南的三亞附近海域，冬季的海水溫度差也在10°C以上。3)北部海域的水深相對較淺，混濁度相對較大。從南至北，受地理位置、河流入海口、海洋冷/暖流的影響，國內海域情況可大致分為南海、東海、黃海和渤海，各海域海水情況如下:
[0004]A)在渤海灣，除灣口的大連和煙臺以外，水深較淺，海底沉積淤泥，大風過后混濁度很大，且有多條河流的入海口，海水中間夾雜著泥沙以及貝殼等雜物，使得換熱器被腐蝕損毀嚴重，容易造成了介質的泄露，因此海水水質很差的情況下不適于在換熱器中使用海水，需考慮熱介質系統(即HM系統)。
[0005]B)黃海海域的水質較渤海灣要好，但是冬季存在海水溫度低于8°C的階段，可以考慮海水系統與熱介質系統相結合的方式。但是從江蘇北部沿海至上海，受歷史上黃河入海口和長江入海口的影響，泥沙也較多。
[0006]C)東海絕大部分海域的水質適用于換熱器。但是由于受海水冷流的影響，海水溫度偏低，可能整個冬季都不能使用海水加熱中間介質。
[0007]D)南海海域水質好，水溫相對較高，適合用海水換熱中間介質，作為LNG再氣化熱源。
[0008]現有的浮式液化天然氣再氣化系統一般只適用于海水溫度8°C以上的海域，而對于上述渤海、黃海、東海的水文氣候條件具有一定局限性:一方面海水溫度低于8°C，現有浮式液化天然氣再氣化系統無法使用；另一方面，對于含沙較多、水質較差的海水，會對換熱器造成腐蝕，縮短設備使用壽命，存在泄漏的安全隱患。因此有必要設計一種能夠適應海水溫差和海水水質的浮式液化天然氣再氣化系統對于未來LNG行業的發展十分關鍵。
【發明內容】
[0009]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種靈活應用于各種海水工況的浮式液化天然氣再氣化系統，不僅能夠適應低溫，也能夠防止對中間介質加熱器造成腐蝕。
[0010]為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案:一種用于低溫水域的浮式液化天然氣再氣化系統，其特征在于，該浮式液化天然氣再氣化系統包括:一 LNG/NG轉化結構，所述LNG/NG轉化結構包括一 LNG高壓栗，所述LNG高壓栗的進口連接液化天然氣的入口，所述LNG高壓栗的出口連接一第一級LNG換熱器的第一進口，所述第一級LNG換熱器的第一出口連接一第二級NG加熱器的進口，所述二級NG加熱器的出口連接一天然氣外輸計量裝置；一中間介質回路結構，所述中間介質回路結構包括一用于存儲中間介質的中間介質緩沖罐，所述中間介質緩沖罐的進口連接所述第一級LNG換熱器的第二出口，所述中間介質緩沖罐的出口連接一中間介質循環栗的進口，所述中間介質循環栗的出口連接一中間介質加熱的第一進口，所述中間介質加熱器的第一出口連接所述第一級LNG換熱器的第二進口 ；一加熱介質回流結構，所述加熱介質回流結構包括一用于存儲加熱介質的加熱介質緩沖罐，所述加熱介質緩沖罐的進口連接一加熱介質加熱裝置的第一出口，所述加熱介質加熱裝置的第一進口和第二進口分別連接天然氣BOG入口和燃料氣入口，所述加熱介質緩沖罐的出口連接一加熱介質循環栗的進口，所述加熱介質循環栗的出口經一閥門連接所述中間介質加熱器的第二進口，所述中間介質加熱器的第二出口經一閥門連接所述加熱介質加熱裝置的第三進口 ；一海水循環結構，所述海水循環結構包括一海水栗，所述海水栗的進口設置在海水區域，所述海水栗的出口并聯連接所述第二級NG加熱器的第二進口和所述中間介質加熱器的第二進口，所述第二級NG加熱器的第二出口和所述中介質加熱器的第二出口均連接海水處理系統，其中，所述中間介質加熱器的第二進口與所述海水栗之間設置一閥門，所述中間介質加熱器的第二出口與所述海水處理系統之間也設置一閥門。
[0011]進一步地，所述加熱介質加熱裝置包括一廢熱回收加熱器和一加熱介質補償加熱器，所述廢熱回收加熱器設置在所述加熱介質補償加熱器上方，所述廢熱回收加熱器通過煙道將天然氣BOG和燃料氣混合燃燒后的煙氣集中收集，利用煙氣里的余熱對進入的加熱介質進行初步加熱，并將加熱后的加熱介質輸送到所述加熱介質補償加熱器繼續進行溫度補償使得加熱介質溫度達到設定溫度。
[0012]進一步地，所述第一級LNG換熱器采用PCHE汽化器。
[0013]進一步地，所述第二級NG加熱器和中間介質加熱器均采用管殼式熱交換器。
[0014]進一步地，所述中間介質采用丙烷，所述加熱介質采用50%的水和50%的乙二醇混合物。
[0015]本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點:1、本實用新型的中間介質加熱器從海水或是HM中獲取熱量，當海水的進口溫度高于8°C時，大部分時候采用海水作為熱源；而當海水的溫度低于8°C時，中間介質加熱器熱源將由海水換成加HM，本實用新型在低溫海水工況引入了加熱介質，根據海域的不同，加熱介質的大小和形式可以改變，因此該系統在各情況海水工況的海域均可以使用，適用于中國的各個海域以及國外其他相似海域，靈活應用于各種海水工況，不僅能夠適應低溫水域，也能夠防止對中間介質加熱器造成腐蝕。2、本實用新型的加熱介質加熱裝置包括廢熱回收加熱器和加熱介質補償加熱器，廢熱回收加熱器設置在加熱介質補償加熱器上方，廢熱回收加熱器主要通過煙道將天然氣BOG和燃料氣混合燃燒后的煙氣集中收集，首先利用煙氣里的余熱對管程中的加熱介質進行初步加熱，再由加熱介質補償加熱器內燃料對加熱介質進行精確加熱，因此能夠提高換熱效率，減少熱損失。綜上所述，本實用新型具有適用性強、能源綜合利用率高、對海域運動的敏感度低、操作性能好、維護少、中間介質的可控性高等優點，因此能夠代替海上浮式LNG再氣化裝置(FSRU和SRV)的氣化系統，實現中國北方水域進行穩定生產，連續安全供氣。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的浮式液化天然氣再氣化系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖來對本實用新型進行詳細的描繪。然而應當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本實用新型，它們不應該理解成對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”等僅僅是用于描述的目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0018]如圖1所示，本實用新型的用于低溫水域的浮式液化天然氣再氣化系統包括一LNG/NG轉化結構、一中間介質(IF)回路結構、一加熱介質(HM)回路結構和一海水循環結構；
[0019]LNG/NG轉化結構包括一 LNG高壓栗I，LNG高壓栗I的進口連接液化天然氣的入口 A，LNG高壓栗I的出口連接一第一級LNG換熱器2的第一進口，第一級LNG換熱器2的第一出口連接一第二級NG (天然氣)加熱器3的進口，第二級NG加熱器3的出口連接一天然氣外輸計量裝置4;
[0020]中間介質回路結構包括一用于存儲中間介質的中間介質緩沖罐5，中間介質緩沖罐5的進口連接第一級LNG換熱器2的第二出口，中間介質緩沖罐5的出口連接一中間介質循環栗6的進口，中間介質循環栗6的出口連接一中間介質加熱器7的第一進口，中間介質加熱器7的第一出口連接第一級LNG換熱器2的第二進口 ；
[0021]加熱介質回流結構包括一用于存儲加熱介質的加熱介質緩沖罐8，加熱介質緩沖罐8的進口連接一加熱介質加熱裝置9的第一出口，加熱介質加熱裝置9的第一進口和第二進口分別連接天然氣BOG入口 B和燃料氣入口 C，加熱介質緩沖罐8的出口連接一加熱介質循環栗10的進口，加熱介質循環栗10的出口經一閥門連接中間介質加熱器7的第二進口，中間介質加熱器7的第二出口經一閥門連接加熱介質加熱裝置9的第三進口 ；
[0022]海水循環結構包括一海水栗11，海水栗11的進口設置在海水區域，海水栗11的出口并聯連接第二級NG加熱器3的第二進口和中間介質加熱器7的第二進口，第二級NG加熱器3的第二出口和中介質加熱器7的第二出口均連接海水處理系統12，其中，中間介質加熱器7的第二進口與海水栗11之間設置一閥門，中間介質加熱器7的第二出口與海水處理系統12之間也設置一閥門。
[0023]在一個優選的實施例中，加熱介質加熱裝置9包括一廢熱回收加熱器(WHRU)和一加熱介質補償加熱器，加熱介質補償加熱器可以采用加熱爐，加熱爐上方設置廢熱回收加熱器，廢熱回收加熱器通過煙道將天然氣BOG(閃蒸汽)和燃