阅读说明：本技术 气体供应系统 (Gas supply system ) 是由 兼井直史 名仓见治 于 2019-05-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种气体供应系统,其包括：贮存第一低温液化气体的第一罐；在第一罐内第一低温液化气体气化而发生的第一气体被流入,且配置有使第一气体升压的气体升压机构的第一路径；从第一罐取出第一低温液化气体,且配置有使第一低温液化气体升压的泵和使通过泵而升压的第一低温液化气体气化的气化机构的第二路径；以及使从第一路径中的气体升压机构的上游侧取出的第一气体的至少一部分液化并使其流入第二路径中的泵的上游侧,且配置有利用第二低温液化气体或第二气体冷却第一气体的冷却换热器的再液化路径。据此,能够向需求方供应升压为指定的压力的气体,并且能够提高气体供应效率。(the present invention provides a gas supply system, comprising: a first tank for storing a first cryogenic liquefied gas; a first path through which a first gas generated by vaporizing the first low-temperature liquefied gas flows in the first tank and in which a gas pressure-increasing means for increasing the pressure of the first gas is disposed; a second path through which the first low-temperature liquefied gas is taken out of the first tank, and in which a pump for increasing the pressure of the first low-temperature liquefied gas and a vaporizing mechanism for vaporizing the first low-temperature liquefied gas increased in pressure by the pump are disposed; and a reliquefaction path in which at least a part of the first gas extracted from the upstream side of the gas pressure-increasing means in the first path is liquefied and flows into the second path on the upstream side of the pump, and a cooling heat exchanger for cooling the first gas with the second low-temperature liquefied gas or the second gas is disposed. Accordingly, the gas boosted to the specified pressure can be supplied to the demand side, and the gas supply efficiency can be improved.)

气体供应系统

技术领域

本发明涉及一种气体供应系统。

背景技术

以往，如日本专利公开公报特开2015-187049号(以下，简称为专利文献1)所公开，已知有将混合了天然气体和氢气体的混合气体供应到指定的需求方的气体供应系统。专利文献1公开的气体供应系统将通过有机氢化物的脱氢反应而发生的氢气体和天然气体混合的混合气体作为燃料而供应到燃气轮机式发电组件的燃烧器中。在该燃烧器中，通过将所述混合气体(包含氢气体及天然气体的气体)利用另外供应的压缩空气燃烧，从而发生高温高压的燃烧气体。并且，利用该燃烧气体旋转驱动燃气轮机，并在发电机中将其旋转能量转换为电能。

在如专利文献1公开的气体供应系统中，有时需要使天然气体及氢气体等气体升压至指定的压力后供应到指定的需求方。本发明人设想到此种情况，着眼于尽可能减少获得升压为指定的压力的气体所需的气体供应系统整体的能量来使系统整体高效率化的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体供应系统，该系统能够向需求方供应升压为指定的压力的气体，并且能够提高气体供应效率。

本发明所涉及的气体供应系统，是向需求方供应混合了第一低温液化气体气化的第一气体和温度比所述第一低温液化气体低的第二低温液化气体气化的第二气体的混合气体的气体供应系统，该气体供应系统包括：第一罐，贮存所述第一低温液化气体；第一路径，在所述第一罐内所述第一低温液化气体气化而发生的所述第一气体被流入，且配置有使所述第一气体升压的气体升压机构；第二路径，从所述第一罐取出所述第一低温液化气体，且配置有使所述第一低温液化气体升压的泵和使通过所述泵升压的所述第一低温液化气体气化的气化机构；以及再液化路径，使从所述第一路径中的所述气体升压机构的上游侧取出的所述第一气体的至少一部分液化并使其流入所述第二路径中的所述泵的上游侧，且配置有利用所述第二低温液化气体或所述第二气体冷却所述第一气体的冷却换热器。

根据本发明，能够向需求方供应升压为指定的压力的气体，并且能够提高气体供应效率。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的气体供应系统的结构的图。

图2是示意性地表示本发明的其他实施方式所涉及的气体供应系统的结构的图。

具体实施方式

下面，基于附图详细说明本发明的实施方式所涉及的气体供应系统。

(实施方式1)

首先，参照图1说明本发明的实施方式1所涉及的气体供应系统。图1示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的气体供应系统1的主要的构成要素。

气体供应系统1是用于将混合了第一低温液化气体L1气化的第一气体G1和温度低于第一低温液化气体L1的第二低温液化气体L2气化的第二气体G2的混合气体G3供应到需求方100的系统。在本实施方式中，作为本发明的一例，说明第一低温液化气体L1为液化天然气体(LNG；Liquefied Natural Gas)，第一气体G1为天然气体(NG)，第二低温液化气体L2为液化氢(LH₂)，第二气体G2为氢气体(H₂)的情况。另外，第一低温液化气体L1和第二低温液化气体L2以及第一气体G1和第二气体G2的种类并不限定于这些。

气体供应系统1将混合了第一气体G1(天然气体)和第二气体G2(氢气体)的混合气体G3作为燃料而供应到燃气轮机式发电装置的燃烧室(需求方100)。另外，被供应混合气体G3的需求方100并不限定于燃气轮机式发电装置的燃烧室。

如图1所示，气体供应系统1主要具备用于供应第一气体G1的第一气体供应部1A和用于供应第二气体G2的第二气体供应部1B。以下，详细说明第一气体供应部1A和第二气体供应部1B的各结构。

首先，说明供应第一气体G1(天然气体)的第一气体供应部1A的结构。如图1所示，第一气体供应部1A主要具有第一罐21、第一路径23、第二路径26及再液化路径28。

第一罐21用于贮存第一低温液化气体L1(LNG)。第一低温液化气体L1以约-162℃的温度被贮存在第一罐21内。在第一罐21内，通过利用来自外部的热等而使第一低温液化气体L1的一部分气化(蒸发)，从而发生作为蒸发气体的第一气体G1。

第一路径23是在第一罐21内发生的第一气体G1(蒸发气体)流入的路径。如图1所示，第一路径23的一端连接于第一罐21的上部，并且，配置有将第一气体G1升压至指定的压力的第一气体升压机构22。据此，能够使在第一罐21内发生的第一气体G1从第一路径23的一端流入该第一路径23内，并利用第一气体升压机构22升压至指定的压力。

第一气体升压机构22例如是往复运动式压缩机(往复式压缩机)，在内部设有多级压缩室。第一气体G1通过第一路径23从第一气体升压机构22的吸入口被吸入到压缩室内。然后，在各压缩室，被吸入气缸内的第一气体G1通过活塞的往复运动而被升压，被升压的第一气体G1从喷出口被喷出。另外，第一气体升压机构22并不限定于往复运动式压缩机，也可为例如涡轮式压缩机。

第二路径26是从第一罐21取出第一低温液化气体L1的路径。如图1所示，第二路径26的一端连接于配置在第一罐21内的泵29，并且，另一端连接于第一路径23中第一气体升压机构22的下游侧的部位P1。此外，在第二路径26从上游朝向下游依次配置有再液化换热器40、泵24及气化机构25。也就是说，第二路径26包含：连接泵29的喷出口和再液化换热器40的入口的部分；连接再液化换热器40的出口和泵24的入口的部分；连接泵24的出口和气化机构25的入口的部分；以及连接气化机构25的出口和第一路径23(部位P1)的部分。

从第一罐21被导入到第二路径26内的第一低温液化气体L1通过再液化换热器40后被吸入泵24。然后，第一低温液化气体L1通过泵24被升压为指定的压力后朝向气化机构25从泵喷出口被喷出。

气化机构25是将通过泵24升压的第一低温液化气体L1气化的换热器。如图1所示，气化机构25具有：从泵24喷出的第一低温液化气体L1流动的第一流路25A；以及指定的热介质(例如海水)流动的第二流路25B。在气化机构25中，在第一流路25A流动的第一低温液化气体L1与在第二流路25B流动的热介质进行热交换(通过第一低温液化气体L1从热介质吸热)，从而第一低温液化气体L1气化而发生第一气体G1。该第一气体G1在从气化机构25(第一流路25A)流出后，在部位P1汇流于在第一路径23内流动的第一气体G1。另外，气化机构25只要将第一低温液化气体L1气化即可，例如可为开架式LNG气化器、壳管式换热器或板式换热器。

再液化路径28是将从第一路径23中的第一气体升压机构22的上游侧取出的第一气体G1的只少一部分液化并使其流入第二路径26中的泵24的上游侧的路径。如图1所示，再液化路径28具有：一端连接于第一路径23中的第一气体升压机构22的上游侧的部位P2，并且，在另一端配置有再液化换热器40的主路径28A；以及从主路径28A中的部位P3分支，并在该部位P3的下游侧的部位P4汇流于主路径28A的分支路径28B。

在主路径28A中的部位P3的上游侧配置有将从第一路径23取出的第一气体G1升压的再液化用气体升压机构41。该再液化用气体升压机构41与第一气体升压机构22同样由往复式压缩机形成，但是由于以压力输送第一气体G1为目的，因此，喷出压力比第一气体升压机构22小。

再液化换热器40例如为直接接触式换热器，通过使从第一罐21通过第二路径26取出的第一低温液化气体L1与通过再液化路径28流入的第一气体G1接触，从而让它们热交换。据此，第一气体G1被第一低温液化气体L1冷却而液化。然后，通过该再液化而获得的第一低温液化气体L1与从第一罐21输送来的第一低温液化气体L1一起通过第二路径26被导向泵24。另外，再液化换热器40只要将第一气体G1的至少一部分液化即可，并不限定于直接接触式换热器。

如图1所示，在分支路径28B配置有用于冷却从部位P3流入该分支路径28B的第一气体G1的冷却换热器27。该冷却换热器27是本实施方式所涉及的气体供应系统1的重要的构成要素，详细内容将在后面说明。

如上所述，根据再液化路径28，能够从第一路径23中的第一气体升压机构22的上游侧(部位P2)取出第一气体G1(蒸发气体)，并且，在再液化换热器40将该第一气体G1的至少一部分液化。而且，能够使液化的第一气体G1(第一低温液化气体L1)流入第二路径26中的泵24的上游侧。

此外，通过再液化路径28流入再液化换热器40的第一气体G1不是其全部都被液化，也存在气体状态的第一气体G1。由此，在再液化换热器40没有被液化的第一气体G1被膨胀阀43减压后通过返送路径42而返回到第一路径23(部位P2的上游侧)。

接着，说明供应第二气体G2(氢气)的第二气体供应部1B的结构。如图1所示，第二气体供应部1B主要具有第二罐31、第三路径32及第四路径34。

第二罐31用于贮存第二低温液化气体L2(液体氢)。第二低温液化气体L2以约-252℃的温度被贮存在第二罐31内。在第二罐31内，与第一罐21内同样，通过利用来自外部的热等而使第二低温液化气体L2的一部分气化(蒸发)，从而发生第二气体G2(氢气体)。

第三路径32是在第二罐31内发生的第二气体G2流入的路径。如图1所示，第三路径32的一端连接于第二罐31的上部，另一端连接于需求方100。此外，在第三路径32的中途配置有将第二气体G2升压至指定的压力的第二气体升压机构33。该第二气体升压机构33与第一气体升压机构22同样由多级式的往复运动式压缩机形成。据此，在第二罐31内发生的第二气体G2通过第三路径32供应到第二气体升压机构33，能够通过第二气体升压机构33升压至指定的压力。

在第三路径32中的第二气体升压机构33的下游侧的部位P5连接有第一气体供应部1A的第一路径23的另一端。因此，在该部位P5通过第一气体G1和第二气体G2混合而获得混合气体G3，该混合气体G3朝向需求方100被输送。

第四路径34是用于取出贮存在第二罐31内的第二低温液化气体L2的路径。如图1所示，第四路径34的一端浸渍于第二罐31内的第二低温液化气体L2中，并且，另一端连接于第三路径32中的第二气体升压机构33与部位P5之间的部位P6。此外，在第四路径34分别配置有用于在第四路径34内压力输送第二低温液化气体L2的泵36和冷却换热器27。

冷却换热器27用于通过与从第二罐31输送来的第二低温液化气体L2的热交换(利用第二低温液化气体L2的冷热)而冷却在再液化路径28(分支路径28B)流动的第一气体G1。如图1所示，冷却换热器27具有：连接于再液化路径28的分支路径28B的第一流路27A；以及连接于第四路径34的第二流路27B。在第一流路27A流动从部位P3流入分支路径28B的第一气体G1，而在第二流路27B中流动从第二罐31通过第四路径34而被供应的第二低温液化气体L2。

因此，根据该冷却换热器27，能够利用在第二流路27B流动的第二低温液化气体L2(液体氢)冷却在第一流路27A流动的第一气体G1(LNG蒸发气体)。也就是说，通过利用液体氢的冷热冷却第一气体G1，从而能够提高再液化换热器40中的第一气体G1的液化效率。此外，根据冷却换热器27，能够利用在第一流路27A流动的第一气体G1对在第二流路27B流动的第二低温液化气体L2进行加温。第二低温液化气体L2通过与第一气体G1的热交换气化而成为第二气体G2，在部位P6与在第三路径32内流动的第二气体G2汇流。

在此，列举如上说明的实施方式1所涉及的气体供应系统1的特征及作用效果。

实施方式1所涉及的气体供应系统1是将混合了第一气体G1和第二气体G2的混合气体G3供应给需求方100的系统，其中，第一气体G1是第一低温液化气体L1气化的气体，第二气体G2是温度比第一低温液化气体L1低的第二低温液化气体L2气化的气体。该气体供应系统1包括第一罐21、第一路径23、第二路径26及再液化路径28，其中，第一罐21贮存第一低温液化气体L1，第一路径23中流入在第一罐内21第一低温液化气体L1气化而发生的第一气体G1，且在第一路径23配置有将第一气体G1升压的第一气体升压机构22，第二路径26从第一罐21取出第一低温液化气体L1，且配置有将第一低温液化气体L1升压的泵24和使通过泵24升压的第一低温液化气体L1气化的气化机构25，再液化路径28使从第一路径23中的第一气体升压机构22的上游侧取出的第一气体G1的至少一部分液化并使其流入第二路径26中的泵24的上游侧，且配置有利用第二低温液化气体L2冷却第一气体G1的冷却换热器27。

在该气体供应系统1中，能够将第一气体G1在利用第一气体升压机构22升压之前从第一路径23取出到再液化路径28，将第一气体G1的至少一部分液化后使其流入第二路径26。然后，能够利用泵24将液化的第一气体G1(第一低温液化气体L1)升压，接着利用气化机构25气化。因此，在获得升压为指定的压力的第一气体G1时，能够减少以气体状态升压的量，并且，能够增加以液体状态升压的量。气体状态下的升压与液体状态下的升压相比需要更多的能量，因此，根据气体供应系统1，能够进一步减少获得升压为指定的压力的第一气体G1所需的能量。

而且，在该气体供应系统1中，由于能够在冷却换热器27与温度低于第一低温液化气体L1的第二低温液化气体L2进行热交换来冷却第一气体G1，所以，能够提高再液化路径28中的第一气体G1的液化效率。因此，由于能够增加通过再液化路径28流入第二路径26的第一低温液化气体L1的量，所以，能够实现气体供应系统1的高效率化。

在所述气体供应系统1中，在再液化路径28配置有将从第一路径23取出的第一气体G1升压的再液化用气体升压机构41。据此，能够在再液化路径28压力输送第一气体G1，所以，能够顺利地让第一气体G1流动。

在所述气体供应系统1中，冷却换热器27利用第二低温液化气体L2冷却第一气体G1，并利用第一气体G1对第二低温液化气体L2进行加温。据此，能够利用冷却换热器27冷却第一气体G1并促进第二低温液化气体L2的气化。

在所述气体供应系统1中，再液化路径28使第一气体G1通过与从第一罐21取出的第一低温液化气体L1进行热交换来液化。据此，由于能够利用贮存在第一罐21的第一低温液化气体L1的冷热来使第一气体G1液化，因此，与为了液化第一气体G1而利用其他制冷剂的情况相比，能够简化系统。

(其他实施方式)

最后，说明本发明的其他实施方式。

在所述实施方式1中，说明了利用第二低温液化气体L2(液体氢)的冷热通过冷却换热器27冷却第一气体G1(蒸发气体)的情况，但并不限定于此。如图2所示，冷却换热器27的第二流路27B也可以连接于第三路径32(第二气体升压机构33的上游侧的路径)。此时，在第二罐31内第二低温液化气体L2气化而发生的第二气体G2通过第三路径32而流入冷却换热器27(第二流路27B)。并且，能够利用第二气体G2(氢气体)的冷热冷却在再液化路径28(分支路径28B)流动的第一气体G1(天然气体)。另外，此时，为了使第二气体G2流入冷却换热器27的第二流路27B，也可在第三路径32中的第二罐31与冷却换热器27之间配置用于使第二气体G2升压的升压机构。此外，虽然省略图示，但也可以在第四路径34的中途配置有使第二低温液化气体L2气化而发生第二气体G2的气化机构(换热器)，此时，第四路径34的下游端也可以连接于部位P6。

再液化用气体升压机构41可由一台压缩机形成且具有多级压缩室，但并不限定于此，再液化用气体升压机构41也可具有多台压缩机。

在所述实施方式1中，说明了再液化路径28具有分支路径28B的情况，但并不限定于此，再液化路径28也可只由主路径28A形成，该主路径28A连接于冷却换热器27的第一流路27A。

另外，概括说明所述实施方式则如下所述。

所述实施方式所涉及的气体供应系统是向需求方供应混合了第一低温液化气体气化的第一气体和温度比所述第一低温液化气体低的第二低温液化气体气化的第二气体的混合气体的气体供应系统，该气体供应系统包括：第一罐，贮存所述第一低温液化气体；第一路径，在所述第一罐内所述第一低温液化气体气化而发生的所述第一气体被流入，且配置有使所述第一气体升压的气体升压机构；第二路径，从所述第一罐取出所述第一低温液化气体，且配置有使所述第一低温液化气体升压的泵和使通过所述泵升压的所述第一低温液化气体气化的气化机构；以及再液化路径，使从所述第一路径中的所述气体升压机构的上游侧取出的所述第一气体的至少一部分液化并使其流入所述第二路径中的所述泵的上游侧，且配置有利用所述第二低温液化气体或所述第二气体冷却所述第一气体的冷却换热器。

在该气体供应系统中，能够将第一气体在利用气体升压机构升压之前从第一路径取出到再液化路径，使该第一气体的至少一部分液化后流入第二路径。然后，能够利用泵将液化的第一气体(第一低温液化气体)升压，接着利用气化机构气化。因此，在获得升压为指定的压力的第一气体时，能够减少以气体状态升压的量，并且，能够增加以液体状态升压的量。气体状态下的升压与液体状态下的升压相比需要更多的能量，因此，根据所述气体供应系统，能够进一步减少获得升压为指定的压力的第一气体所需的能量。

而且，在该气体供应系统中，由于能够在冷却换热器与温度低于第一低温液化气体的第二低温液化气体(或者其气化的第二气体)进行热交换来冷却第一气体，所以，能够提高再液化路径中的第一气体的液化效率。因此，由于能够增加通过再液化路径流入第二路径的第一低温液化气体的量，所以，能够实现气体供应系统的高效率化。

在所述气体供应系统中，在所述再液化路径也可以配置有使从所述第一路径取出的所述第一气体升压的再液化用气体升压机构。

根据该结构，能够在再液化路径压力输送第一气体，所以，能够顺利地让第一气体流动。

在所述气体供应系统中，所述冷却换热器也可以被构成为：利用所述第二低温液化气体冷却所述第一气体，并且，利用所述第一气体对所述第二低温液化气体进行加温。

根据该结构，能够利用冷却换热器冷却第一气体并促进第二低温液化气体的气化。

在所述气体供应系统中，所述再液化路径也可以被构成为：通过使所述第一气体与从所述第一罐取出的所述第一低温液化气体进行热交换，而使所述第一气体液化。

根据该结构，由于能够利用贮存在第一罐的第一低温液化气体的冷热来使第一气体液化，因此，与为了液化第一气体而利用其他制冷剂的情况相比，能够简化系统。

应认为本次公开的实施方式在所有的点上为例示，并不用来限定。本发明的范围不是通过所述的说明来表示，而是通过权利要求来表示，而且包含与权利要求均等的意思及范围内的所有变更。