Компрессионная установка и устройство для сжатия, охлаждения и сжижения газа с использованием этой компрессионной установки

Предлагаемые компрессионная установка и устройства с ее использованием предназначены для использования при охлаждении и/или сжижении газа, в частности природного газа, и при наличии поблизости скважины или магистрали газа с повышенным давлением. Компрессионная установка содержит поршневой двухходовой детандер и два поршневых компрессора. Подвижные части поршневого двухходового детандера и поршневых компрессоров жестко либо кинематически соединены друг с другом, или имеют общий шток, или составляют одно целое, а также заключены в общий корпус. Устройство для охлаждения газа включает компрессионную установку и, по меньшей мере, один теплообменник-регенератор, вход хладагента которого подключен к выходу газа из двухходового поршневого детандера. Устройство для сжижения газа включает компрессионную и установленные последовательно по ходу охлаждаемого газа, по меньшей мере, один теплообменник и/или детандер и средство для разделения газа на жидкую и газообразную фракцию, например вихревую трубку. Использование изобретения позволит упростить конструкцию, повысить экономичность сжатия, охлаждения и/или сжижения газа, а также уменьшить утечки газа. 4 н. и 37 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Компрессионная установка с двумя поршневыми компрессорами и поршневым детандером, отличающаяся тем, что детандер выполнен двухходовым, рабочие органы поршневых компрессоров и двухходового поршневого детандера жестко либо кинематически соединены друг с другом, либо имеют общий шток, либо составляют одно целое.

2. Компрессионная установка по п.1, отличающаяся тем, что рабочие органы поршневых компрессоров выполнены в виде плунжеров.

3. Компрессионная установка по п.1, отличающаяся тем, что камеры поршневых компрессоров и двухходового поршневого детандера расположены в полости единого корпуса.

4. Компрессионная установка по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что рабочая площадь поршня детандера больше рабочей площади поршня каждого из компрессоров.

5. Компрессионная установка по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что рабочая площадь поршня одного компрессора больше рабочей площади поршня другого компрессора.

6. Устройство для сжатия газа, отличающееся тем, что оно включает компрессионную установку с двумя поршневыми компрессорами и двухходовым поршневым детандером, в которой рабочие органы поршневых компрессоров и двухходового поршневого детандера жестко либо кинематически соединены, либо имеют общий шток, либо составляют одно целое.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что рабочие органы поршневых компрессоров выполнены в виде плунжеров.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что камеры поршневых компрессоров и двухходового поршневого детандера выполнены в виде единой камеры.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что рабочая площадь поршня детандера больше рабочей площади поршня каждого из компрессоров.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что рабочая площадь поршня одного компрессора больше рабочей площади поршня другого компрессора, а выход газа из компрессора с большей рабочей площадью поршня непосредственно или косвенно подключен ко входу газа в компрессор с меньшей рабочей площадью поршня.

11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно включает, по меньшей мере, один теплообменник-регенератор, вход хладагента которого подключен к выходу газа из двухходового поршневого детандера.

12. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно включает, по меньшей мере, один теплообменник, вход нагреваемого рабочего тела которого подключен к магистрали газа с повышенным давлением, выход нагреваемого рабочего тела которого подключен ко входу газа в двухходовой поршневой детандер, а вход греющего рабочего тела которого подключен к выходу одного из поршневых компрессоров.

13. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно включает, по меньшей мере, две компрессионные установки, каждая из которых включает два поршневых компрессора и двухходовой поршневой детандер.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что вход газа в двухходовой поршневой детандер второй и/или любой последующей ступени подключен непосредственно или косвенно к выходу газа из двухходового поршневого детандера первой и/или любой предыдущей ступени, а вход газа в каждый поршневой компрессор второй и/или любой последующей ступени подключен непосредственно или косвенно к выходу газа из поршневого компрессора первой и/или любой предыдущей ступени.

15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что вход газа в двухходовой поршневой детандер второй и/или любой последующей ступени непосредственно или косвенно подключен к магистрали газа с повышенным давлением, а вход газа в каждый поршневой компрессор второй и/или любой последующей ступени подключен непосредственно или косвенно к выходу газа из поршневого компрессора первой и/или любой предыдущей ступени.

16. Устройство по п.13, отличающееся тем, что выход газа из каждого поршневого компрессора первой и/или любой предыдущей ступени подсоединен непосредственно или косвенно как ко входу газа в поршневой компрессор второй и/или любой последующей ступени, так и ко входу газа в двухходовой поршневой детандер второй и/или любой последующей ступени.

17. Устройство по п.13, отличающееся тем, что по ходу охлаждаемого газа после, по меньшей мере, одной из предыдущих ступеней установлен детандер, вход которого прямо или косвенно подключен к выходу или к выходам газа из, по меньшей мере, одного компрессора предыдущей ступени.

18. Устройство для охлаждения газа, отличающееся тем, что оно включает:

а) компрессионную установку с двумя поршневыми компрессорами и двухходовым поршневым детандером, в которой рабочие органы поршневых компрессоров и двухходового поршневого детандера жестко либо кинематически соединены, либо имеют общий шток, либо составляют одно целое,

б) по меньшей мере, один теплообменник-регенератор, вход хладагента которого подключен к выходу газа из двухходового поршневого детандера.

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что рабочие органы поршневых компрессоров выполнены в виде плунжеров.

20. Устройство по п.18, отличающееся тем, что камеры поршневых компрессоров и двухходового поршневого детандера выполнены в виде единой камеры.

21. Устройство по п.18, отличающееся тем, что рабочая площадь поршня детандера больше рабочей площади поршня каждого из компрессоров.

22. Устройство по п.18, отличающееся тем, что рабочая площадь поршня одного компрессора больше рабочей площади поршня другого компрессора, а выход газа из компрессора с большей рабочей площадью поршня непосредственно или косвенно подключен ко входу газа в компрессор с меньшей рабочей площадью поршня.

23. Устройство по п.18, отличающееся тем, что оно включает, по меньшей мере, один теплообменник-регенератор, вход хладагента которого подключен к выходу газа из двухходового поршневого детандера.

24. Устройство по п.18, отличающееся тем, что оно включает, по меньшей мере, один теплообменник, вход нагреваемого рабочего тела которого подключен к магистрали газа с повышенным давлением, выход нагреваемого рабочего тела которого подключен ко входу газа в двухходовой поршневой детандер, а вход греющего рабочего тела которого подключен к выходу одного из поршневых компрессоров.

25. Устройство по п.18, отличающееся тем, что оно включает, по меньшей мере, две компрессионные установки, каждая из которых включает два поршневых компрессора и двухходовой поршневой детандер.

26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что вход газа в двухходовой поршневой детандер второй и/или любой последующей ступени подключен непосредственно или косвенно к выходу газа из двухходового поршневого детандера первой и/или любой предыдущей ступени, а вход газа в каждый поршневой компрессор второй и/или любой последующей ступени подключен непосредственно или косвенно к выходу газа из поршневого компрессора первой и/или любой предыдущей ступени.

27. Устройство по п.25, отличающееся тем, что вход газа в двухходовой поршневой детандер второй и/или любой последующей ступени непосредственно или косвенно подключен к магистрали газа с повышенным давлением, а вход газа в каждый поршневой компрессор второй и/или любой последующей ступени подключен непосредственно или косвенно к выходу газа из поршневого компрессора первой и/или любой предыдущей ступени.

28. Устройство по п.25, отличающееся тем, что выход газа из каждого поршневого компрессора первой и/или любой предыдущей ступени подсоединен непосредственно или косвенно как ко входу газа в поршневой компрессор второй и/или любой последующей ступени, так и ко входу газа в двухходовой поршневой детандер второй и/или любой последующей ступени.

29. Устройство по п.25, отличающееся тем, что по ходу охлаждаемого газа после, по меньшей мере, одной из предыдущих ступеней установлен детандер, вход которого прямо или косвенно подключен к выходу или к выходам газа из, по меньшей мере, одного компрессора предыдущей ступени.

30. Устройство для сжижения газа, отличающееся тем, что оно включает:

а) компрессионную установку с двумя поршневыми компрессорами и двухходовым поршневым детандером, в которой рабочие органы поршневых компрессоров и двухходового поршневого детандера жестко либо кинематически соединены, либо имеют общий шток, либо составляют одно целое,

б) установленные последовательно по ходу охлаждаемого газа, по меньшей мере, один теплообменник и/или детандер и средство для разделения газа на жидкую и газообразную фракцию, например вихревая трубка.

31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что рабочие органы поршневых компрессоров выполнены в виде плунжеров.

32. Устройство по п.30, отличающееся тем, что камеры поршневых компрессоров и двухходового поршневого детандера выполнены в виде единой камеры.

33. Устройство по п.30, отличающееся тем, что рабочая площадь поршня детандера больше рабочей площади поршня каждого из компрессоров.

34. Устройство по п.30, отличающееся тем, что рабочая площадь поршня одного компрессора больше рабочей площади поршня другого компрессора, а выход газа из компрессора с большей рабочей площадью поршня непосредственно или косвенно подключен ко входу газа в компрессор с меньшей рабочей площадью поршня.

35. Устройство по п.30, отличающееся тем, что оно включает, по меньшей мере, один теплообменник-регенератор, вход хладагента которого подключен к выходу газа из двухходового поршневого детандера.

36. Устройство по п.30, отличающееся тем, что оно включает, по меньшей мере, один теплообменник, вход нагреваемого рабочего тела которого подключен к магистрали газа с повышенным давлением, выход нагреваемого рабочего тела которого подключен ко входу газа в двухходовой поршневой детандер, а вход греющего рабочего тела которого подключен к выходу одного из поршневых компрессоров.

37. Устройство по п.30, отличающееся тем, что оно включает, по меньшей мере, две компрессионные установки, каждая из которых включает два поршневых компрессора и двухходовой поршневой детандер.

38. Устройство по п.37, отличающееся тем, что вход газа в двухходовой поршневой детандер второй и/или любой последующей ступени подключен непосредственно или косвенно к выходу газа из двухходового поршневого детандера первой и/или любой предыдущей ступени, а вход газа в каждый поршневой компрессор второй и/или любой последующей ступени подключен непосредственно или косвенно к выходу газа из поршневого компрессора первой и/или любой предыдущей ступени.

39. Устройство по п.37, отличающееся тем, что вход газа в двухходовой поршневой детандер второй и/или любой последующей ступени непосредственно или косвенно подключен к магистрали газа с повышенным давлением, а вход газа в каждый поршневой компрессор второй и/или любой последующей ступени подключен непосредственно или косвенно к выходу газа из поршневого компрессора первой и/или любой предыдущей ступени.

40. Устройство по п.37, отличающееся тем, что выход газа из каждого поршневого компрессора первой и/или любой предыдущей ступени подсоединен непосредственно или косвенно как ко входу газа в поршневой компрессор второй и/или любой последующей ступени, так и ко входу газа в двухходовой поршневой детандер второй и/или любой последующей ступени.

41. Устройство по п.37, отличающееся тем, что по ходу охлаждаемого газа после, по меньшей мере, одной из предыдущих ступеней установлен детандер, вход которого прямо или косвенно подключен к выходу или к выходам газа из, по меньшей мере, одного компрессора предыдущей ступени.