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CN110537065B - 冷却蒸发气体的方法及其装置 - Google Patents

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CN110537065B CN201880025998.7A CN201880025998A CN110537065B CN 110537065 B CN110537065 B CN 110537065B CN 201880025998 A CN201880025998 A CN 201880025998A CN 110537065 B CN110537065 B CN 110537065B
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Abstract

一种冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的方法，至少包括在热交换器中使BOG流与第一制冷剂进行热交换的步骤，该热交换器具有入口端口和较暖的出口端口，并且该方法至少包括以下步骤：(a)使第一制冷剂进入热交换器的入口端口并进入热交换器的第一区域，以与BOG流交换热量，从而提供第一较暖的制冷剂流；(b)在入口端口和较暖的出口端口之间的中间出口端口处从热交换器中抽出第一较暖的制冷剂流；(c)将第一较暖的制冷剂流与含油制冷剂流混合，以提供组合制冷剂流；(d)使组合制冷剂流通过位于热交换器的比第一区域更暖的第二区域中的入口端口进入所述热交换器；(e)使组合制冷剂流通过较暖的出口端口流出热交换器。本发明是对用于BOG冷却并且特别是LNG再液化的制冷剂循环的改进，该改进允许在制冷剂系统中使用有成本效益的喷油螺杆压缩机。本发明还能够适应第一制冷剂流和含油制冷剂流的不同流量或流速的可能性，使得该过程的用户减少担心或不担心含油制冷剂流的流量或流速变化引起的可能的油冻结和热交换器阻塞。

Description

冷却蒸发气体的方法及其装置
本发明涉及一种使用制冷剂(诸如单一混合制冷剂(SMR))冷却来自诸如浮船上的液化气罐(诸如货罐)的蒸发气体(BOG)流的方法及其装置。特别地，但不排它地，该方法是一种用于冷却来自漂浮LNG储存罐的BOG的方法。
在具有多股流热交换器(诸如板翅式热交换器)的低温应用中，一个共同的特征是将侧流注入交换器中，以与交换器中的内部流合并。然后，组合流(combined stream)沿着合并前的原始内部流的方向继续。
这种方法的一种可能的应用是使用混合制冷剂循环来重新液化LNG蒸发气体。传统上，来自装载作为货物的LNG的船舶(通常是LNG运载船)上的液化天然气(LNG)储存罐的蒸发气体已经被用于船舶发动机中，以为船舶提供动力。任何过量的BOG则被认为是“废气”，并且通常被送到气体燃烧单元(GCU)，在那里，过量的BOG通过燃烧被处理。
然而，船舶发动机已经变得越来越高效，因此发动机需要的BOG更少了。这意味着更大比例的BOG被作为废气送到GCU。通过重新液化气体并且将其返回货罐来减少气体的这种损失变得在经济上有吸引力。
重新液化LNG BOG的标准方法在混合制冷剂再循环系统中使用单一混合制冷剂(SMR)循环以及喷油螺杆压缩机。喷油螺杆压缩机在工业上已经得到很好的证明，并且具有成本效益，因此其在可能的情况下优选使用。然而，喷油螺杆压缩机在压缩过程中也使一定程度的油“携带(carryover)”到SMR中，并且携带油暴露在LNG热交换器所需的最低温度下会固化油并堵塞LNG交换器，导致性能降低，并最终导致系统故障。
因此，压缩后的SMR必须经历至少一个油/气分离步骤以提供足够“无油”的流，该流在用作主冷却流之前可以膨胀到低于“油固化”温度的温度。
附图1示出了带有喷油螺杆压缩机的常规SMR循环。来自货罐的蒸发气体在压缩机(未示出)中被压缩并且通过管道20被送去冷却。压缩的蒸发气体首先在后冷却器14中使用容易获得的环境冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)冷却，之后其在热交换器12中进一步冷却。该预冷却的BOG被送入多股流(即，不只两股流)热交换器7(典型地钎焊铝板翅式热交换器(brazed aluminium plate-fin heat exchanger))，在此，使用SMR再循环系统对其进行冷却和冷凝。
热交换器12使用经由管道32供应的制冷剂(通常为丙烷)，并且该制冷剂由单独的制冷剂级联系统13提供。
在SMR再循环系统中，来自制冷剂接收器1的混合制冷剂气体通过管道22流到喷油螺杆压缩机2。SMR气体被压缩到管道23中，之后其进入油分离器3，在油分离器3中大部分油作为油基流(oil-based stream)25被去除(通过重力和/或过滤)，并且被油泵4泵送，由油冷却器5冷却，并且最后被重新注入到压缩机2中。
来自油分离器3的气体被送入管道24中。这条管道中的气体大部分是无油的，但确实含有一小部分(按重量计，低至百万分之几)的油。管道24中的气体被送入后冷却器6中，后冷却器6使用容易获得的冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)。
在后冷却器6的下游，利用与冷凝器11中的冷的外部制冷剂(通常是丙烷)的热交换来对制冷剂气体进行冷凝。该外部制冷剂的冷温度在外部制冷剂级联系统13中产生。管道24中的制冷剂在经过冷凝器11后至少部分冷凝，之后其进入气-液分离器8以提供气相和液相。冷凝器11中的冷凝和分离器8(可选地具有一体的或单独的过滤器)中的分离(通常通过重力且可选地通过过滤)的一个显著特征是，在分离器3之后携带的油现在实际上全部处于液相，进入了管道29中，在管道26中留下基本上无油的蒸气。
管道29中“液体和油”或含油制冷剂通过闪蒸阀(flash valve)9使其压力减小，从而导致部分蒸发和温度降低。这一温度不够低，不足以引起油的固化(成蜡状或冻结)。然后，部分蒸发的制冷剂液体和油流(oil stream)42可以被送到多股流交换器7中，在多股流交换器7中，部分蒸发的制冷剂液体和油流42被完全蒸发，从而为交换器7中的热流提供部分冷却。同时，管道26中的无油制冷剂蒸气被送到交换器7中，在交换器7中，无油制冷剂蒸气被大体上冷却。无油制冷剂蒸气离开交换器7，在管道27中完全或部分地冷凝，之后通过节流阀10将其压力降低，进入管道34中，达到SMR再循环系统中的最低温度，以在交换器7中实现所需的冷却。这为交换器7提供了主冷流。因为管道34中制冷剂的温度将低于油的凝固温度，所以有必要在管道27之前使用交换器11和分离器8将尽可能多的油去除。
管道34中的冷制冷剂被送到交换器7中，在交换器7中，冷制冷剂蒸发，从而使热流冷却。其与部分蒸发的液体和油流42合并，并且组合的制冷剂流44经由管道28以蒸气形式离开交换器7，以重新进入制冷剂接收器1。
总之，对图1中所示的常规SMR循环中的再液化过程的冷却负荷由SMR再循环系统和外部制冷剂级联系统13两者提供。
一个潜在的问题是来自分离器8的部分蒸发的制冷剂液体和油流42与从管道34向上通过的制冷剂在交换器7中合并。与管道26和34中的流相比，液体和油流42自然具有更高的(典型地高得多)油量，如果发生冻结，这将迅速导致交换器7中的阻塞。因此，这些流的合并被设计成发生在交换器7的足够温暖的部分，该部分高于油的冷凝温度。
同时，从管道34向上通过的制冷剂在其向上通过交换器7时被加热(被交换器7中的各种较热的流加热，导致温度和/或蒸气比例的增加)，使得它在交换器7中的合并点(point of merger)处应该具有足够的向上速度，以确保包含在组合流44中的油被向上携带并流出交换器7。
然而，如果热交换器7没有在设计条件下操作(例如，由于在部分负荷下操作，或者外部过程干扰，或者被关闭)，仍然在热交换器7中的组合流44的速度可能将低于引入部分蒸发的制冷剂液体和油流42中的油颗粒的最终速度。这将导致油颗粒在合并点以下朝向热交换器7的较冷部分落下，在此它们将冻结并迅速阻塞交换器7。
本发明的一个目的是提供一种在BOG流冷却期间合并这些含油流(oil-containing streams)的改进的过程和装置。
因此，根据本发明的第一方面，提供了一种冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的方法，该方法至少包括在热交换器中使BOG流与第一制冷剂热交换的步骤，该热交换器具有入口端口和较暖的出口端口，并且该方法至少包括以下步骤：
(a)使第一制冷剂进入热交换器的入口端口并进入热交换器的第一区域，以与BOG流交换热量，从而提供第一较暖的制冷剂流；
(b)在入口端口和较暖的出口端口之间的中间出口端口处从热交换器中抽出第一较暖的制冷剂流；
(c)将第一较暖的制冷剂流与含油制冷剂流混合，以提供组合制冷剂流；
(d)使组合制冷剂流通过位于热交换器的比第一区域更热的第二区域中的入口端口进入热交换器；
(e)使组合制冷剂流通过较暖的出口端口流出热交换器。
液化气罐在本领域中是公知的。由于已知原因，所有液化气罐，包括在液化气体运载船、驳船和其他船(包括运输船)上的罐，都会产生或释放蒸发气体。液化气体可以包括那些正常沸点(在1atm下)低于0℃，典型地至少低于-40℃的气体，诸如各种石油或石化气体，并且包括具有低于-160℃的正常沸点的液化天然气(LNG)。
可选地，BOG来自浮船中的液化货罐，可选地来自LNG货罐。
已知许多系统、装置和过程使用各种单一、混合和多种制冷剂冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流，通常用于BOG的再液化，这可能涉及一个或更多个回路、热交换器和冷却过程的其他变化，通常是为了最小化所需的能量输入，通常具有诸如空间等其他限制。技术人员知道许多这样的系统。
许多这样的系统包括至少一个制冷剂压缩机，通常包括润滑剂。一种常见的润滑剂是油。喷油螺杆压缩机在工业上已经得到很好的证明，并且具有成本效益，因此其在可能的情况下优选使用。然而，喷油螺杆压缩机在压缩期间也将一定程度的油“携带”到制冷剂中，并且携带油暴露于一些热交换器中所需的最低温度下会使油固化并堵塞热交换器，导致性能降低，并最终导致系统故障。
如在本文使用的术语“含油流”包括已经通过喷油螺杆压缩机的制冷剂流中的具有油的流。这种油通常全部或基本上是压缩机润滑油。如在本文使用的术语“油基流”涉及制冷剂流中具有更大量(通常是显著的量)的油的流，例如从已经通过喷油螺杆压缩机的制冷剂流中分离出的液体流。术语“含油流”在本文中通常用于指其中的油比油基流少的流。
本发明的热交换器可以是实现来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的所需冷却所需的唯一热交换器，或者可以是包括多个热交换器单元的更大或更广泛的液化热交换器系统的一部分。本文对“液化热交换器系统”的任何引用都意味着这种液化热交换器系统包括本发明的热交换器。
重新液化BOG的一个方法是在混合制冷剂再循环系统中使用单一混合制冷剂(SMR)循环以及喷油螺杆压缩机。SMR是本领域中用来指一系列制冷剂的术语，该一系列制冷剂通常包括一种或更多种烃的混合物，特别地通常包括甲烷、乙烷和丙烷，并且可能地还包括至少丁烷和氮气，可选地具有一种或更多种其它可能的制冷剂，诸如戊烷。用于形成特定SMR的各种成分及其比例是已知的，并且在此不再进一步描述。
因此，根据本发明的一个实施例，第一制冷剂是单一混合制冷剂(SMR)或单一混合制冷剂的一部分。
在SMR再循环系统中SMR可以被提供，至少包括以下步骤：
(a)使用至少一个喷油螺杆压缩机压缩SMR以提供压缩后的SMR流；
(b)分离压缩后的SMR流以提供油基流和第一SMR蒸气流；
(c)使第一SMR蒸气流进入液化热交换器以提供冷凝的SMR流；并且
(d)使冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流，以经过液化热交换器系统以用于与BOG流进行热交换。
使如本文所定义的流中的一个或更多个流分离可以在任何合适的分离器中进行，其中许多是本领域已知的，并且通常旨在提供至少一种气态流(典型地是在分离器上部处或上部附近可获得的较轻的流)，以及典型地在分离器的下端处可获得的典型地包括至少一种液相的较重的流。
流的膨胀通过一个或更多个合适的膨胀装置是可能的，这些膨胀装置通常包括阀以及类似物。
这里使用的术语“环境冷却”涉及通常在环境温度下提供的环境冷却介质的使用。这包括海水、淡水、发动机室冷却水和空气以及它们的任何组合，这些介质通常很容易获得以用于为流提供环境冷却。
可能的是，制冷剂的压缩包括使用一个以上的压缩机，可选地以并联或串联或者并联和串联两者兼有，以提供压缩后的流。
蒸发气体(BOG)流的冷却可以是液化热交换器系统的一部分，液化热交换器系统可以是布置在一个或更多个单元或级中的一个或更多个热交换器的任何形式，并且能够允许两个或更多个流之间的热交换，并且可选地具有至少一个流，该至少一个流与系统的一部分或一部份中的一个或更多个其它流逆向运行，特别地在制冷剂流中的一个和BOG流之间。
在液化热交换器系统包括多于一个热交换器的情况下，多于一个热交换器可以是串联或并联的，或者是串联和并联的组合，并且多于一个热交换器可以是分离的或联合的或相连的，可选地在单个冷却单元或冷却箱中，并且可选地处于提供与BOG流的所需热交换来液化BOG流的一个或更多个单元或级的形式。
液化热交换器系统可以包括布置到一个或更多个连接的区段、单元或级中的双股流或多股流热交换器的任何合适的布置，可选地，就其中的平均温度而言，其中一个区段、单元或级比另一个区段、单元或级“更暖”。
可选地，本发明的热交换器是BOG液化热交换器系统中的单个液化热交换器。进一步可选地，液化热交换器系统包括多单元液化热交换，该多单元液化热交换包括两个、可选地多于两个热交换器单元，并且BOG流和第一制冷剂至少经过热交换器单元中的最冷的单元。
许多液化热交换器在本领域中是已知的，它们能够成为液化热交换器系统的一部分或提供液化热交换器系统，这些液化热交换器通常包括板翅式、壳管式、板框式、壳板式、线圈缠绕式热交换器和印刷电路热交换器或它们的任意组合。
可选地，本发明中的热交换器包括板翅式热交换器或印刷电路热交换器。
可选地，本发明中的热交换器是竖直或近似竖直或倾斜的热交换器。
热交换器通常具有用于一个流或多个流的一个或更多个入口点或入口端口，以及用于一个流或多个流的一个或更多个出口点或出口端口，在入口点或入口端口和出口点或出口端口之间具有温度梯度或梯度路径。经过热交换器的大多数流通常通过“全部的”热交换器，即从热交换器一端或一侧处的入口点或入口端口到出口点或出口端口(该出口点或出口端口可选地在另一端或另一侧处，但不限于此)，以便实现入口和出口之间可能的最大热交换，即沿着温度梯度路径可能的最大温度变化或相变。这样的流已经“彻底地”或“完全地”经过热交换器。
通常通过沿最大可能的温度梯度路径在中等温度或位置处具有入口点或入口端口，或者通过沿温度梯度路径在中等温度处具有出口点或出口端口，或者通过两者，一些流可以仅经过热交换器的局部部分或一定量。这些流仅通过热交换器的一部分，并且通常被称为“侧流(side streams)”。
在由多于一个液化热交换器单元和/或级提供液化热交换的情况下，可选地，第一制冷剂流进入第一单元和/或第一级，并且含油制冷剂流进入第二单元和/或第二级。
可选地，根据本发明的方法还包括在热交换器之后再循环组合制冷剂流，用于进一步的冷却负荷(cooling duty)。
可选地，根据本发明的方法还包括在根据本发明第一方面的步骤(a)之前膨胀第一制冷剂的步骤。
可选地，根据本发明第一方面的步骤(c)中的温度高于热交换器中第一区域的温度。进一步可选地，第二区域的温度高于含油制冷剂的油的油冷凝温度。
可选地，中间出口端口位于热交换器的比第一区域更暖的第二区域内。
在根据本发明的一个特定实施例中，提供了一种SMR再循环系统，该SMR再循环系统用于使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的方法，该方法至少包括在液化热交换器系统中使BOG流与SMR进行热交换以提供冷却的BOG流的步骤，
其中，在SMR再循环系统中提供SMR至少包括以下步骤：
(a)使用至少一个喷油螺杆压缩机压缩SMR以提供压缩后的SMR流；
(b)分离压缩后的SMR流以提供油基流和第一SMR蒸气流；
(c)分离第一SMR蒸气流以提供含油液相SMR流和SMR蒸气流；
(d)使SMR蒸气流经过液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流；
(e)使冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流，以进入所述液化热交换器系统的第一区域中以用于与BOG流进行热交换，并提供较暖的SMR流；
(f)在中间出口端口处从热交换器中抽出较暖的SMR流；
(g)将较暖的SMR流与含油制冷剂流组合，以提供组合制冷剂流；
(h)使组合制冷剂流通过位于热交换器的比第一区域更暖的第二区域中的入口端口进入热交换器；
(i)使组合制冷剂流通过较暖的出口端口流出热交换器。
可选地，分离第一SMR蒸气流(以提供含油液相SMR流和SMR蒸气流)可以在液化热交换器中第一SMR流蒸气流进行一定程度冷却之后发生。
因此，根据本发明的另一特定实施例，提供了一种使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的方法，该方法至少包括在液化热交换器系统中使BOG流与SMR进行热交换以提供冷却的BOG流的步骤，
其中，在SMR再循环系统中提供SMR至少包括以下步骤：
(a)使用至少一个喷油螺杆压缩机压缩SMR以提供压缩后的SMR流；
(b)分离压缩后的SMR流以提供油基流和第一SMR蒸气流；
(c)使第一SMR蒸气流进入液化热交换器系统中以冷却第一SMR蒸气流并且提供冷却的第一SMR蒸气流；
(d)从液化热交换器系统抽出冷却的第一SMR蒸气流；
(e)分离冷却的第一SMR蒸气流以提供含油液相SMR流和无油SMR蒸气流；
(f)使无油SMR蒸气流经过液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流；
(g)使冷凝的SMR流膨胀以提供膨胀的最低温度SMR流，以经过液化热交换器系统以用于与BOG流进行热交换，并提供较暖的SMR流。
(h)在中间出口端口处从液化热交换器系统中抽出较暖的SMR流；
(i)使步骤(e)中的含油液相SMR流膨胀，以提供至少部分膨胀的含油制冷剂流；
(j)将步骤(h)中的较暖的SMR流与步骤(i)中的含油制冷剂流组合，以提供组合制冷剂流；
(k)使组合制冷剂流通过位于液化热交换器系统的比第一区域更暖的第二区域中的入口端口进入所述液化热交换器系统；以及
(l)使组合制冷剂流通过所述较暖的出口端口流出液化热交换器系统。
这种方法能够在没有外部制冷剂级联系统的情况下冷却BOG流。使用SMR再循环系统的这种方法能够提供所有低于环境的制冷剂冷却负荷，以冷却来自液化气罐的蒸发气体流。
可选地，在液化热交换器系统是单个液化热交换器的情况下，步骤(d)中从液化热交换器系统中抽出冷却的第一SMR蒸气流可以随着在热交换器中发生的热交换在中等温度下发生，可选地在与用于无油SMR蒸气流进入液化热交换器系统以提供冷凝的SMR流的温度相似的温度下进行。因此，可选地，根据本发明的该实施例的步骤(d)包括在液化热交换器系统的最冷的部分之前从液化热交换器系统中抽出冷却的第一SMR蒸气流，即实现通过液化热交换器系统的部分通路。
无油SMR蒸气流可以在高于、低于、等于或类似于根据本发明的该实施例的步骤(d)的抽出的冷却的第一SMR蒸气流的温度的温度下(返回)进入液化热交换器系统中。可选地，无油SMR蒸气流在与根据本发明的该实施例的步骤(d)的抽出的冷却的第一SMR蒸气流的温度相似的温度下进入液化热交换器系统。
可选地，根据本发明的该实施例的液化热交换器系统可以是多单元液化热交换或热交换器，其包括两个(可选地多于两个)单元、级、系统或框架等。
在由多于一个液化热交换器单元等提供根据本发明的该实施例的液化热交换的情况下，可选地，第一SMR蒸气流进入第一单元，而无油SMR蒸气流进入第二单元。可替代地，可选地，第一SMR蒸气流进入第一热交换单元等，而无油SMR蒸气流进入第一热交换器单元和第二热交换器单元两者。可替代地，可选地，第一SMR蒸气流被分成两个或更多个分离的热交换器单元等，并且有分开的无油SMR蒸气流进入两个或更多个分离的热交换器单元等。本领域技术人员可以看到，使用多单元液化热交换装置的液化热交换器系统可以有进一步的变型，可选地还具有冷却的BOG流的分流。
在由多于一个液化热交换器单元和/或级提供根据本发明的该实施例的液化热交换的情况下，也可选地，第一级或较暖的级包括多股流热交换器(诸如，板翅式热交换器)或者一系列不同的热交换器(可选地串联、并联或两者兼有)，这其中的至少一种能够冷却第一SMR蒸气流并且在分离冷却的第一SMR蒸气流以提供含油液相SMR流和无油SMR蒸气流之前提供冷却的第一SMR蒸气流。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的装置，其包括如本文所限定的制冷剂系统和用于与BOG流进行热交换的热交换器。
根据本发明的另一方面，提供了一种综合设计容器(vessel)的方法，其具有如本文所限定的冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种综合设计系统的方法，该系统用于冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的方法，该方法包括如本文所述的相同或相似的步骤。
根据本发明的还有的另一方面，提供了一种设计使用制冷剂冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的过程的方法，该方法包括与本文所描述的相同或相似的步骤。
根据本发明的另一方面，提供了一种设计系统的方法，该系统用于冷却来自液化气罐的蒸发气体(BOG)流的方法，该方法包括如本文所述的相同或相似的步骤。
如本文所讨论的设计方法可以结合计算机辅助过程，用于将相关的操作装备和控制器结合到整个船舶结构中，并且可以将相关的成本、操作能力参数结合到方法论和设计中。本文描述的方法可以编码到适于在计算机上读取和处理的介质上。例如，执行本文描述的方法的代码可以被编码到磁性介质或光学介质上，其可以由个人或大型计算机读取并可以复制到个人或大型计算机。然后可以由使用这种个人或大型计算机的设计工程师来执行所述方法。
本发明提供了一种在低温应用中的具有多股流热交换器(特别是板翅式热交换器)的方便的装置，该装置在热交换器外部将特定的侧流与向上流动的内部流合并。然后，合并的或组合的流可以沿着合并之前的原始内部流的方向继续。
可选地，本发明涉及多股流热交换器，其中交换器中的主流路方向至少是向上的，通常是竖直的或倾斜的，使得热交换器的热端物理上位于冷端之上。
抽出的较暖的第一制冷剂流和含油流的组合或合并的过程、定位或布置可以使用任何合适的装置或设备。例如，合并可以是简单的T形布置(T-piece arrangement)。
可选地，较暖的第一制冷剂流和含油流的合并可以在物理上比第一较暖的制冷剂流从热交换器的抽出更高(相对于热交换器的方向)，但是本发明不限于此。
可选地，组合流进入热交换器的入口可以靠近第一较暖的制冷剂流的抽出位置或在不同于第一较暖的制冷剂流的抽出位置的位置，典型地靠近或邻近或位于中间出口端口的位置，使得组合流的返回温度与中间出口端口处较暖的第一制冷剂流的温度相同或相似。
本发明包括将一种或更多种另外的流与第一制冷剂流和含油流中的一种或两种组合。
本发明可以包括具有两个以上温度区域的热交换器。典型地，冷却BOG流的方法中涉及的热交换器具有沿着其“长度”的温度范围，典型地从“寒冷/最寒冷/冷/较冷的端”到“热/最热/暖/较暖/较热的端”变化。典型地，热交换器沿其长度具有一个或更多个温度梯度，使得在一个温度区域和另一个温度区域之间没有明显的温度边界。通过使用附图2和3使用术语“区域A”和“区域B”来说明本发明，纯粹是为了说明能够冻结来自压缩机的典型油的热交换器中的区和其中温度高于油的冰点(freezing point)的区之间的温度点或温度线或温度边界的概念。本文使用的对区(area)或区域(zone)中“温度”的任何引用都是指该区或区域内具有所需的或限定的温度的所有点处的温度，允许整个区或区域的任何温度变化。
本领域技术人员知道，不同的油，包括不同的制冷剂压缩机润滑油，可以具有不同的冰点温度，使得低于或高于油冰点的热交换器的任何部分的位置是可变的。然而，任何BOG液化系统将用一种或更多种已知的制冷剂压缩机(其使用一种或更多种已知的润滑油)来构建，使得特定制冷或液化系统的压缩机的油冰点将被预先确定，以允许工厂的制造商预先确定将在热交换器中形成的该中间端口或每个中间端口的位置。
在液化热交换器系统包括多个热交换器单元的情况下，本发明不受第一单元和第二单元的相对定位的限制，第一单元和第二单元可以是相连的或分离的。
可能地，在本发明中使用的任何SMR流中的成分的组成和/或比例可以变化，以实现本发明的每种布置的最佳效果。
现在将仅通过示例的方式并且参考所附示意图来描述本发明的实施例和示例，在附图中：
图1是使用现有技术SMR系统冷却BOG流的现有技术方法的示意图；
图2是图1的区200的简化示意图；
图3是使用根据本发明的实施例的冷却BOG流的方法的一部分的简化示意图；
图4是根据本发明的第一实施例的冷却BOG流的方法的示意图；
图5是根据本发明的第二实施例的冷却BOG流的方法的示意图；
图6是根据本发明的第三实施例的冷却BOG流的方法的示意图；以及
图7是根据本发明的第四实施例的冷却BOG流的方法的示意图。
在相关的情况下，在不同的附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的特征。
图1是上文描述的现有技术布置，其需要基于级联系统13的外部制冷剂回路和装置，以使用SMR再循环系统和喷油螺杆压缩机2实现对压缩的BOG的再液化。
图2示出了图1的区200的简化示意图，其中第一制冷剂流34在其温度最低时进入交换器7，并进入仅为说明目的而指定为“区域A”的区，在该区域内，热交换器7中的温度足够低，使得流34中剩余的任何压缩机润滑油都将冻结。然而，流34应不具有足够的油含量，以免由阻塞引起热交换器7的显著堵塞或误操作。
该流34被在交换器7中经过它的其它较热的流(例如图1中来自交换器12的BOG流，未示出)加热，使得该流34的焓随着该流34向上经过交换器7而增加，导致温度和/或其蒸气比例增加。
在交换器7中的较暖的点处(即，在图示的较暖的“区域B”内)，并且在物理上高于冷流入口端口的位置处，膨胀的含油流42(通常具有足够的油含量，如果其冻结，将导致交换器7堵塞)被注入交换器7，并且与较暖的流合并以产生沿着上述原始冷流的路径继续的组合流28。
“区域B”足够温暖，使得注入的流42中的油不冻结。并且如果图2所示的布置被适当地设计，在设计条件下交换器7中将有足够的向上速度，以确保流42中包含的任何油总是并且仅仅在组合流28中被向上携带。
然而，如果该过程没有在设计条件下操作(例如，由于在部分负荷下操作、外部过程干扰或被关闭)，则组合流28的速度可能将低于被含油流42引入的油颗粒的最终速度。这种情况会导致油颗粒落入“区域A”，在那里它们会冻结并阻塞交换器7。然后，这需要关闭整个冷却过程以接近热交换器7，并且物理地或化学地去除阻塞的油和/或其固体成分，导致不希望的延迟和成本问题。
本发明通过物理上防止油能够进入热交换器的最冷部分，通常是低温部分，提供了避免上述问题的替代布置。
在图3中示出了本发明的图示。图3示出了向上流动的第一制冷剂流34，其首先通过入口端口49进入热交换器50中的图示的温度“区域A”，然后进入图示的较暖的温度“区域B”，作为流52通过出口端口60被抽出，在外部与含油制冷剂流42合并，从而形成组合的制冷剂流54。该组合流54通过区域B中邻近的入口或入口端口63被重新注入热交换器50，以继续向上流动，作为组合的出口流28通过较暖的出口端口72离开热交换器50。热交换器50不同于图2中的热交换器7，因为热交换器50具有额外的出口端口60来抽出第一制冷剂流34。
以这种方式，如果热交换器50内的组合的流54的流速太低(使得该流的速度低于引入含油流42中的油颗粒的最终速度)，则油不会落入热交换器50的“区域A”中，在那里它会冻结。
与图2中的布置相比，图3中的布置在物理上隔离了油的可能流动路径，使其不能进入热交换器的存在油冻结温度的部分。
图4示出了根据本发明的第一通用实施例的冷却来自液化气罐的蒸发气体流的方法，并且该方法使用单一混合制冷剂(SMR)并且至少包括在液化热交换器系统中使BOG流与SMR进行热交换以提供冷却的BOG流的步骤，并且其中SMR在SMR再循环系统中被提供。
更详细地，图4示出了从一个或更多个LNG货罐(未示出)提供的并已经在压缩机(也未示出)中压缩过的BOG流20。BOG流20可选地在第一环境热交换器14中使用容易获得的冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)和/或在热交换器12中使用经由来自制冷剂级联系统13的流30供应的外部制冷剂的部分流32进行环境冷却。然后，该可选地冷却(和压缩)的BOG流进入液化热交换器系统62中。
液化热交换器系统62可以包括任何形式或任何布置的一个或更多个热交换器，这些热交换器能够允许两个或更多个流之间的热交换，可选地允许多个流之间的热交换，并且可选地具有与系统的一部分或一部份中的一个或更多个其它流逆向运行的至少一个流，特别地在制冷剂中的一个流和BOG流之间。多于一个热交换器的任何布置可以是串联或并联的，或者是串联和并联的组合，并且热交换器可以是分离的或联合的或相连的，可选地在单个冷却单元或冷却箱中，并且可选地处于提供与BOG流的所需热交换来液化BOG流的一个或更多个级的形式。
包括多于一个热交换器的液化热交换器系统就其中的平均温度而言，通常具有比另一个区段、单元或级“更暖”的区段、单元或级。
合适的液化热交换器系统的一些变型在下文中讨论和示出。本领域技术人员可以识别其他变型，并且本发明不限于此。
在图4所示的通用液化热交换器系统62中，冷却(和压缩)的BOG流被较冷的流冷凝，并且冷凝的BOG流经由管道21离开交换器系统62，并且可以返回到LNG货罐。
在SMR系统中，来自制冷剂接收器1的SMR制冷剂气体22的初始流被送到喷油螺杆压缩机2。喷油螺杆压缩机为本技术领域所公知，且在此不再进行进一步描述。喷油螺杆压缩机在工业上被很好的考验，并且有成本效益，尤其是对于小规模或小体积的压缩，但是已知地具有以下缺点：一些、可能地甚至是微量的油可能会被夹带在经过压缩机的气体中，并且从而成为从压缩机排出的气体的一部分。
在图4中，使用一个喷油螺杆压缩机2压缩初始SMR流22提供压缩后的SMR流23，该压缩后的SMR流23进入第一油分离器3，可选地进入具有过滤器的第一油分离器3，第一油分离器3分离压缩后的SMR流23以提供油基流25和第一SMR蒸气流24。大部分油典型地通过重力和/或过滤在分离器3中被去除。回收的油基流25被排放到管道中，在该管道中，压力差或可选的油泵4将油输送到油冷却器5以将油冷却，然后油作为流重新注入到压缩机2中。
第一SMR蒸气流24大部分是无油的，但确实包含一定程度的油携带。第一SMR蒸气流24在第二环境热交换器6中使用容易获得的冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)冷却，并在另一冷却器11中使用制冷剂级联系统13被进一步冷却以输送到分离器8。分离器8提供蒸气流26，该蒸气流26作为第一制冷剂进入液化热交换器62中，在液化热交换器62中，制冷剂被冷却并且至少部分地冷凝。
同时，气-液分离器8提供底部液相SMR流29，其通常包括液体和残余油量。此后，含油液相SMR流29的压力可以通过闪蒸阀9降低，从而产生一定程度的蒸发和相关的温度降低，以提供至少部分地蒸发的、液相含油SMR流42。
在图4中，第一制冷剂蒸气流26被冷却直到其部分地或全部地冷凝，作为冷凝的SMR流27离开热交换器62。此后，压力通过节流阀10降低，导致部分蒸发和温度降低，以提供膨胀的最低温度SMR流34。膨胀的最低温度SMR流34是SMR系统中最冷的SMR制冷剂流，具有的温度低于喷油螺杆压缩机2中油的油冻结或油固化温度。
膨胀的最低温度SMR流34通过进入端口49被送回到热交换器62中，在热交换器62中，膨胀的最低温度SMR流34随着加热而蒸发，并且在这样做的过程中，冷却了热交换器系统62中的较暖的流以提供大部分冷却负荷。然后，较暖的SMR制冷剂流可以通过端口60被抽出以提供流52，流52与液相含油SMR流42合并以在热交换器62外部形成单一流或组合流54。然后，组合流54通过入口端口63进入热交换器62，继续流动并通过较暖的出口端口72流出热交换器系统62，作为后冷却蒸气流28离开，以返回制冷剂接收器1。
图5示出了根据本发明的第二通用实施例的冷却来自液化气罐的蒸发气体流的方法，并且该方法使用单一混合制冷剂(SMR)，并且至少包括在液化热交换器系统中使BOG流与SMR进行热交换以提供冷却的BOG流的步骤，并且其中SMR在SMR再循环系统中提供。与图4相比，图5所示的方法不需要外部级联系统13。为了清楚起见，图4-图7所示的热交换器的入口端口和出口端口并没有全部特别地进行标记。
图5示出了从一个或更多个LNG货罐(未示出)提供的并已经在压缩机(也未示出)中压缩过的BOG流70。BOG流70可选地使用容易获得的冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)在第一环境热交换器64中被环境冷却。然后，该可选地冷却(和压缩)的BOG流71进入液化热交换器系统57(典型地为铜焊铝板翅式热交换器)，在此冷却(和压缩)的BOG流71被SMR再循环系统101中(本文之前讨论的)较冷的流冷凝，以经由管道73离开交换器系统57，并可选地返回LNG货罐。
在SMR系统101中，来自制冷剂接收器51的SMR制冷剂气体74的初始流被送到喷油螺杆压缩机65。油会被夹带在通过压缩机的气体中，从而成为从压缩机排出的气体的一部分。
在图5中，使用一个喷油螺杆压缩机65压缩初始SMR流74提供压缩后的SMR流75，该压缩后的SMR流75进入油分离器53，可选地油分离器53具有过滤器，油分离器53分离压缩后的SMR流75以提供油基流76和第一SMR蒸气流79。大部分油典型地通过重力和/或过滤在分离器53中被去除。回收的油基流76被排放到管道中，在该管道中，压力差或可选的油泵66将油传送到流77，并且油冷却器55将油冷却，然后油作为流78重新注入到压缩机65中。
第一SMR蒸气流79大部分是无油的，但确实包含一定程度的油携带。第一SMR蒸气流79在第二环境热交换器56中使用容易获得的冷却介质(例如海水、淡水、发动机室冷却水、空气)冷却，以提供较冷的第一蒸气流80。根据制冷剂的组成和压力以及在第二环境热交换器56中达到的温度，SMR的一些冷凝可能开始发生。
较冷的第一蒸气流80进入液化热交换器系统57中，在液化热交换器系统57中，制冷剂被冷却并且至少部分地冷凝。其冷却到的温度高于油的凝固温度。冷却的第一SMR蒸气流81沿液化热交换器系统57以中等温度被抽出，并且进入气-液分离器58。在分离器58中，通常包括液体和残余油量的含油液相SMR流82可作为流82排放。
在分离器58中，无油(或基本上无油)的SMR蒸气流84被送入热交换器系统57中。在图5中，无油的SMR蒸气流84以中等温度进入热交换器系统57，可选地在与冷却的第一SMR蒸气流81抽出时相似的温度下进入热交换器系统57。在热交换器系统57中，该无油的SMR蒸气流84被冷却，直到其部分或全部冷凝，从而作为冷凝的SMR流85离开热交换器系统57。此后，压力通过节流阀61降低，导致部分蒸发和温度降低，以提供膨胀的最低温度SMR流86。膨胀的最低温度SMR流86是SMR系统101中最冷的SMR制冷剂流，其具有的温度低于喷油螺杆压缩机65中油的油固化温度。
膨胀的最低温度SMR流86被送回到热交换器系统57中，在热交换器系统57中，膨胀的最低温度SMR流86随着加热而变成较暖的SMR制冷剂流67，并且在这样做的过程中，冷却了热交换器系统57中的较暖的流以提供大部分冷却负荷。
然后，较暖的SMR制冷剂流67可以通过合适的中间出口端口被抽出，以提供外部SMR流68。
同时，含油液相SMR流82的压力可以通过闪蒸阀59降低，从而产生一定程度的蒸发和相关的温度降低。SMR系统101被设计成使得该较低温度仍然高于油的固化温度。膨胀流83与外部SMR流68合并，在热交换器57外部形成单一流或组合流69。然后，组合流69通过合适的入口端口进入热交换器57，继续流动并流出热交换器系统57，作为后冷却蒸气流89离开，返回制冷剂接收器51。
图5所示的液化热交换器系统可以包括任何形式或任何布置的一个或更多个热交换器，这些热交换器能够允许两个或更多个流之间的热交换，可选地允许多个流之间的热交换，并且可选地具有与系统的一部分或一部份中的一个或更多个其它流逆向运行的至少一个流，特别地在制冷剂中的一个流和BOG流之间。多于一个热交换器的任何布置可以是串联或并联的，或者是串联和并联的组合，并且热交换器可以是分离的或联合的或相连的，可选地在单个冷却单元或冷却箱中，并且可选地处于提供与BOG流的所需热交换来液化BOG流的一个或更多个级的形式。
包括多于一个热交换器的液化热交换器系统就其中的平均温度而言，通常具有比另一个区段、单元或级“更暖”的一个区段、单元或级。
合适的液化热交换器系统的变型是已知的，包括包含两个热交换器的液化热交换器系统。本领域技术人员知道在本发明的范围内可能的其他变化。
作为变型的一个示例，图6示出了根据本发明第三实施例的冷却来自液化气罐的蒸发气体流的方法，其中大部分可以从图5所示的本发明第二实施例的示例中得到，并在上文中进行了相关描述。
以图5所述的相同方式，BOG流70被从一个或更多个LNG货罐(未示出)提供，并且已经在压缩机(也未示出)压缩。类似地，存在SMR系统102，其具有来自制冷剂接收器51的SMR制冷剂气体74的初始流，该初始流通过喷油螺杆压缩机65被输送以提供压缩后的SMR流75，该流75可以被分离并冷却以提供较冷的第一蒸气流80。
代替图5所示的单一液化热交换器系统，图6示出了第一液化热交换器系统57A和第二液化热交换器系统57B。可选地，第一液化热交换器系统57A和第二液化热交换器系统57B相同或相似，即具有相同或相似的尺寸和/或容量；但是本发明延伸到第一液化热交换器系统57A和第二液化热交换器系统57B是不同的，例如具有不同的尺寸或容量。
图6还示出了可选地冷却的BOG流71分成第一冷却的BOG流71A和第二冷却的BOG流71B，以及较冷的第一蒸气流80分成第一较冷的第一蒸气流80A和第二较冷的第一蒸气流80B。这些分流中的每一个都可以通过合适的分开设备、阀或本领域已知的其他单元(未示出)来实现。
可选地，冷却的BOG流71和较冷的第一蒸气流80以与第一液化热交换器系统57A和第二液化热交换器系统57B的尺寸和/或容量的比例相当的比例以各自和预期的方式被分开。例如，比例为50:50，分别生成两个对等的流。可选地，基于其他比例，可以有其变型。
图6示出了通过各自的液化热交换器系统57A和57B的第一和第二冷却BOG流71A和71B中的每一个，由此冷却的BOG流71A和71B在SMR再循环系统102中被本文讨论的较冷流冷凝，以分别作为出口流73A和73B离开热交换器系统57A和57B，然后组合为单个返回BOG流73，可选地返回到LNG货罐。
图6示出了进入相应的第一和第二液化热交换器系统57A和57B的较冷的第一蒸气流80A和80B中的每一个，其中每个制冷剂部分流被冷却并至少部分冷凝到高于油的固化或冻结温度的温度。冷却的第一SMR蒸气流81A和81B以中间温度分别沿着液化热交换器系统57A和57B被抽出，组合形成单一的冷却的第一SMR蒸气流81，然后以图5所示和所述的方式进入气-液分离器58。分离器58提供含油液相SMR流82(通常包括液体和残余油量)和无油SMR蒸气流84，然后无油SMR蒸气流84被分成部分无油SMR蒸气流84A和84B，以在中间温度下，可选地在与冷却的第一SMR蒸气流81A和81B被抽出时的温度相似的温度下，返回各自的第一和第二热交换器系统57A和57B。
在热交换器系统57A和57B中，无油SMR蒸气流84A和84B被冷却，直到它们部分或全部冷凝，分别作为冷凝的SMR流85A和85B离开热交换器系统57A和57B。此后，这些流可以组合形成单一的冷凝的SMR流85，该单一的冷凝的SMR流85的压力通过节流阀61降低，以提供最低温度的SMR流86。然后，最低温度流86被分成部分流86A和86B，分别返回到第一和第二热交换器系统57A和57B中，在那里它们分别变成较暖的SMR制冷剂流67A和67B，从而冷却热交换器系统57A和57B中的较暖的流，以在其中提供大部分冷却负荷。
较暖的SMR制冷剂流67A和67B可以通过合适的中间出口端口被抽出，以提供第一和第二外部SMR流68A和68B，它们可以组合成单一的外部SMR流68，然后与来自含油液相SMR流82的膨胀流83组合，以在热交换器57A和57B外部提供组合流69。然后，该组合流69可被分成第一和第二流69A和69B，分别返回到热交换器系统57A和57B，作为后冷却蒸气流89A和89B离开，后冷却蒸气流89A和89B可被组合成单个返回流89，以返回到制冷剂接收器51。
上述流的每个分流或分开的比例可以与上述冷却的BOG流71和较冷的第一蒸气流80的分流的初始比例相同或不同。
结合图6描述的每个流的温度可以与结合图5描述的流完全或基本上相同。
图6的益处是提供两个热交换器系统57A和57B，从而允许用户更好地适应热交换器系统，尤其是在货船上的限制的或受限的空间或间隔内，和/或帮助分担所需的负载、负载负荷、冷却、冷却负荷，尤其是当由于待再液化的BOG流的量或性质的变化而使热交换器系统可能有变化时。
图7示出了根据本发明第四实施例的并且使用单一混合制冷剂(SMR)冷却来自液化气罐的蒸发气体流的方法。图7示出了由一个或更多个LNG货罐提供的BOG流70，其需要以上述关于在本文上文描述的本发明的第一、第二和第三实施例描述的方式再液化。
图7示出了两个液化和分离系统110A和110B。每个系统都基于图5中标记为110的部分，并且在110的边界内包含液化热交换器系统57、气-液分离器58以及与其相关的流和管道。
因此，图7表示提供两个分离的液化和分离系统110A和110B，这可以与图6所示的第三实施例不同，第三实施例仍然使用单个气-液分离器58将冷却的第一SMR蒸气流81分离成单个含油液相SMR流82和无油SMR蒸气流84。
图7示出了以与图6所示相同的方式将较冷的第一蒸气流80分流，以及将可选地冷却和压缩的BOG流71分成分开的BOG流71A和71B，其中每个分开的流进入各自的第一和第二液化和分离系统110A和110B。图7还示出了由第一和第二液化和分离系统110A和110B提供的所得液化BOG流73A和73B，这些流然后可以如上所述组合成单个返回BOG流73。
第一和第二液化和分离系统110A和110B中的每一个的温度和/或操作可以与图5所示的系统110的温度和/或操作相同或不同。图7所示的本发明的实施例为用户提供了相对于图6所示的实施例所描述的优点，特别是允许液化和分离系统的定位和/或位置有一些变化，和/或液化和分离系统110A和110B中每一个的容量有变化，这典型地是由于待再液化的BOG供应的变化。
技术人员可以看出，本发明可以通过使用两个以上的单元、级、框架等来提供，例如使用两个以上的液化热交换器、两个以上的气-液分离器等，以便为冷却待提供给它们的BOG提供最有效的总体方法，同时只需要提供一个SMR制冷系统。
本发明是对用于BOG冷却并且特别是LNG再液化的制冷剂循环的改进，该改进允许在制冷剂系统中使用有成本效益的喷油螺杆压缩机。本发明还能够适应第一制冷剂流和含油制冷剂流的不同流量或流速的可能性，使得该过程的用户减少担心或不担心含油制冷剂流的流量或流速变化引起的可能的油冻结和热交换器阻塞。此外，减少或完全除去了定期对热交换器进行维护以除去冻结油的需求，特别是在热交换器中通常最冷的部分中，或者至少在低于油冷凝点的温度下操作的需求。

Claims (13)

1.一种使用单一混合制冷剂冷却来自液化气罐的蒸发气体流(20)的方法，所述方法至少包括在竖直或近似竖直蒸发气体液化热交换器系统中的单个液化热交换器(62)中使所述蒸发气体流与所述单一混合制冷剂进行热交换以提供冷却的蒸发气体流(21)的步骤，
其中，在单一混合制冷剂再循环系统中提供所述单一混合制冷剂至少包括以下步骤：
(a)使用至少一个喷油螺杆压缩机(2)压缩所述单一混合制冷剂以提供压缩后的单一混合制冷剂流(23)；
(b)分离所述压缩后的单一混合制冷剂流以提供油基流(25)和第一单一混合制冷剂蒸气流(24)；
(c)分离所述第一单一混合制冷剂蒸气流(24)以提供含油液相单一混合制冷剂流(29)和单一混合制冷剂蒸气流(26)，其中所述含油液相单一混合制冷剂流(29)中的油是压缩机润滑油；
(d)使所述单一混合制冷剂蒸气流(26)经过所述液化热交换器系统以提供冷凝的单一混合制冷剂流(27)；
(e)使所述冷凝的单一混合制冷剂流(27)膨胀以提供膨胀的最低温度单一混合制冷剂流(34)，以进入所述液化热交换器系统的第一区域(A)中以用于与所述蒸发气体流进行热交换，并提供较暖的单一混合制冷剂流(52)；
(f)在中间出口端口(60)处从所述热交换器中抽出所述较暖的单一混合制冷剂流(52)；
(g)将所述较暖的单一混合制冷剂流(52)与含油制冷剂流(42)组合，以提供组合制冷剂流(54)；
(h)使所述组合制冷剂流(54)通过位于所述热交换器的比所述第一区域更暖的第二区域(B)中的入口端口(63)进入所述热交换器；
(i)使所述组合制冷剂流通过较暖的出口端口流出所述热交换器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蒸发气体流来自浮船中的液化货罐。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述蒸发气体流来自液化天然气货罐。
4.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述含油制冷剂流(42)是单一混合制冷剂或单一混合制冷剂的一部分。
5.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述液化热交换器系统包括多单元液化热交换器，所述多单元液化热交换器包括两个并联热交换器单元，并且所述蒸发气体流和所述单一混合制冷剂至少经过所述热交换器单元中的最冷的热交换器单元。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热交换器包括板翅式热交换器或印刷电路热交换器。
7.根据前述权利要求1-3和6中任一项所述的方法，还包括在步骤(a)之前使所述单一混合制冷剂膨胀的步骤。
8.根据前述权利要求1-3和6中任一项所述的方法，其中，步骤(c)的温度高于所述热交换器(62)中的所述第一区域(A)的温度。
9.根据前述权利要求1-3和6中任一项所述的方法，其中，所述中间出口端口(60)位于所述热交换器的比所述第一区域(A)更暖的所述第二区域(B)内。
10.根据前述权利要求1-3和6中任一项所述的方法，其中，用于所述组合制冷剂流(54)进入所述热交换器的所述入口端口(63)位于所述热交换器的比所述第一区域(A)更暖的所述第二区域(B)内。
11.根据前述权利要求1-3和6中任一项所述的方法，其中，所述第二区域(B)的温度比所述含油制冷剂流中的油的冻结温度高。
12.根据前述权利要求1-3和6中任一项所述的方法，所述方法使用单一混合制冷剂作为第一制冷剂，并且至少包括在包括竖直或近似竖直热交换器(57)的液化热交换器系统中在所述热交换器的入口端口(49)和所述热交换器的较暖的出口端口(72)之间使所述蒸发气体流(70)与所述单一混合制冷剂热交换以提供冷却的蒸发气体流的步骤，
其中，在单一混合制冷剂再循环系统中提供所述单一混合制冷剂至少包括以下步骤：
(a)使用至少一个喷油螺杆压缩机(65)压缩所述单一混合制冷剂(74)以提供压缩后的单一混合制冷剂流；
(b)分离所述压缩后的单一混合制冷剂流(75)以提供油基流(76)和第一单一混合制冷剂蒸气流(79)；
(c)使所述第一单一混合制冷剂蒸气流(79)进入所述液化热交换器系统(57)中以冷却所述第一单一混合制冷剂蒸气流并且提供冷却的第一单一混合制冷剂蒸气流(81)；
(d)从所述液化热交换器系统中抽出所述冷却的第一单一混合制冷剂蒸气流(81)；
(e)分离所述冷却的第一单一混合制冷剂蒸气流(81)以提供含油液相单一混合制冷剂流(82)和无油单一混合制冷剂蒸气流(84)；
(f)使所述无油单一混合制冷剂蒸气流(84)经过所述液化热交换器系统(57)以提供冷凝的单一混合制冷剂流(85)；
(g)使所述冷凝的单一混合制冷剂流(85)膨胀以提供膨胀的最低温度单一混合制冷剂流(86)，以经过所述入口端口(49)进入所述液化热交换器系统以用于与所述蒸发气体流进行热交换，并提供较暖的单一混合制冷剂流(67)；
(h)在中间出口端口处从所述液化热交换器系统中抽出所述较暖的单一混合制冷剂流(67)；
(i)使步骤(e)中的所述含油液相单一混合制冷剂流(82)膨胀，以提供至少部分膨胀的含油制冷剂流(83)；
(j)将步骤(h)中的所述较暖的单一混合制冷剂流与步骤(i)中的所述含油制冷剂流组合，以提供组合制冷剂流(69)；
(k)使所述组合制冷剂流(69)通过位于所述液化热交换器系统的比所述第一区域更暖的第二区域中的入口端口进入所述液化热交换器系统；以及
(l)使所述组合制冷剂流通过所述较暖的出口端口(72)流出所述液化热交换器系统。
13.一种用于冷却来自液化气罐的蒸发气体流的装置，包括根据权利要求1至12中任一项所限定的单一混合制冷剂再循环系统和用于与所述蒸发气体流进行热交换的热交换器。
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