BRPI0612711A2

BRPI0612711A2 - embarcação

Info

Publication number: BRPI0612711A2
Application number: BRPI0612711-8A
Authority: BR
Inventors: Hugo Gustavsen; Peter Jenkis; Raymond Heggholmen; Kare Breivik
Original assignee: Compressed Energy Technology As
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2012-10-02
Also published as: CN101208239B; US20090114142A1; ZA200800826B; CA2612617C; NO20053844D0; RU2008104413A; CN101208239A; WO2007004896A1; AU2006266562A1; KR20080033356A; NO20053844L; EP1899218A4; AU2006266562B2; CA2612617A1; KR101247474B1; EP1899218A1; US7757621B2

Abstract

EMBARCAçãO. Embarcação incluindo vários tanques de armazenamento composto para transporte de gás natural comprimido (CNG) ou uma combinação de gás e líquido cujos tanques têm uma seção intermediária cilíndrica alongada e uma extremidade mais baixa e uma extremidade superior, os tanques sendo colocados lado a lado verticalmente se levantando na embarcação, caracterizados pelo fato de que o casco, os anteparos e o convés da embarcação formam um espaço fechado envelopando todos os tanques, com exceção da parte superior de cada tanque ou de tanques selecionados, para cujos tanques a extremidade superior se estende vedando para fora do espaço fechado, todas as passagens para alimentação nos tanques com acoplamentos para carga e descarga estão fora do espaço fechado, nas extremidades superiores dos tanques, e os tanques são suportados tal que cada tanque possa se expandir ou se contrair livremente dentro da faixa de operação dos tanques em relação à pressão e temperatura.

Description

"EMBARCAÇÃO"

Campo da Invenção

A presente invenção se refere a uma embarcação para transporte de gás natural comprimido, com ou sem um conteúdo de líquido não processado ou parcialmente processado fluindo bem. Mais particularmente, a presente invenção se refere a uma embarcação incluindo vários tanques de armazenamento composto para transporte de gás natural comprimido ou uma combinação de gás e líquido cujos tanques têm uma seção intermediária cilíndrica e uma extremidade mais baixa e uma extremidade superior, os tanques sendo colocados lado a lado verticalmente se levantando na embarcação.

Fundamentos da invenção e técnica anterior

É sabido que o gás natural comprimido pode ser transportado em uma embarcação equipada com tanques formados como cilindros, tais tanques sendo preparados com aço especial. São também conhecidas as embarcações para transporte de gás natural comprimido, incluindo tanques na forma de tubulações de aço de alta pressão, colocados tanto ao longo do eixo longitudinal da embarcação ou como rolos a bordo da embarcação. Para embarcações tendo tanques preparados com aço, pode, entretanto, ser um problema significativo se a carga constitui uma parte relativamente pequena do total de peso da embarcação, o que significa um alto custo de transporte. E sabido que o uso de tanques compostos pode ser preferível, devido à possibilidade de peso significativamente reduzido do tanque per se. Um tanque composto pode ser preparado preferivelmente começando com uma barreira mais interna de difusão de alta densidade de polietileno (HDPE) no tanque, do lado de fora da barreira de difusão, um adesivo impregnado de vidro- ou fibra de carbono é colocado para aumentar a força. O enrolamento é feito em uma matriz espiral com pré-tração das fibras. As seções terminais de um tanque assim são tipicamente preparadas com uma saliência integrada de aço de liga, no qual alimentadores são soldados ou aparafusados.

Na publicação da Patente Americana US 6 339 996 Bl é descrito que tanques de pressão composta comparável podem resultar em uma economia de peso de até 70% relativa aos tanques de aço. Na dita publicação de patente, uma embarcação tendo tais tanques compostos é descrita. Os tanques são colocados verticalmente alinhados na embarcação, os tanques sendo colocados verticalmente se levantando em três alturas dentro do casco da embarcação. Entretanto, isto resulta em problemas de estabilidade se as camadas superiores dos tanques contiverem quantidades significativas de líquido, enquanto as camadas mais baixas dos tanques contêm principalmente gás. Portanto, um sistema complexo de tubos de distribuição, linhas, válvulas e conexões são colocados na dita embarcação. Os tanques e o sistema de tubulação inclusivo de acordo com a dita publicação são colocados em um espaço fechado dentro da embarcação. Reparo ou substituição de tanques danificados ou componentes dentro do espaço fechado é muito trabalhoso e caro.

Existe uma demanda para transporte de gás natural ou combinação de gás e líquido, cuja embarcação é preferível com relação aos problemas acima mencionados.

Sumário da Invenção

A demanda acima mencionada é encontrada pela presente invenção fornecendo uma embarcação incluindo vários tanques de armazenagem compostos para transporte de gás natural comprimido (CNG) ou uma combinação de gás e líquido cujos tanques têm uma seção intermediária cilíndrica alongada e uma extremidade mais baixa e uma extremidade superior, os tanques sendo colocados lado a lado verticalmente se levantando na embarcação, caracterizados pelo fato de que o casco, os anteparos e o convés da embarcação formam um espaço fechado envelopando todos os tanques, com exceção da parte superior de cada tanque ou de tanques selecionados, para cujos tanques a extremidade superior se estende vedando para fora do espaço fechado,

todas as passagens para alimentação (bucha, soquete) nos tanques com acoplamentos para carga e descarga estão fora do espaço fechado, nas extremidades superiores dos tanques, e

os tanques são suportados (suspensos) tal que cada tanque possa se expandir ou se contrair livremente dentro da faixa de operação dos tanques em relação à pressão e temperatura. Figuras

A invenção é ilustrada com 6 figuras, das quais: Figura 1 ilustra um tanque em uma embarcação de acordo com a invenção, o tanque sendo livremente suspenso sobre o convés e tendo expansão livre em direção ao fundo da embarcação,

Figura 2 ilustra um tanque em uma embarcação de acordo com a invenção, cujo tanque é livremente suspenso sobre o convés, e tem um apoio elástico no fundo.

Figura 3 ilustra um taque em uma embarcação de acordo com a invenção, cujo tanque é fixamente suportado contra o fundo e tem uma vedação flexível sobre o convés.

Figura 4 ilustra um taque em uma embarcação de acordo com a invenção, cujo tanque é elasticamente suportado sobre o nível do convés.

Figura 5 ilustra um taque em uma embarcação de acordo com a invenção, cujo tanque é fixamente suportado no fundo e tem uma tubulação interna dupla concêntrica, e

Figura 6 ilustra um arranjo de tubulação em uma embarcação de acordo com a invenção. Descrição detalhada Os tanques de armazenagem na embarcação de acordo com a presente invenção são alongados, tanques levantando-se verticalmente a uma altura de 10-40 m, tipicamente 30 m, e diâmetro de 2-6 m, tipicamente 3 m. As seções centrais alongadas do tanque têm a forma de um cilindro, preferivelmente da seção transversal circular. Uma parede interna limita a difusão de gás através da parede do tanque, cuja parede interna é preferivelmente preparada de um material polimérico termoplástico, por exemplo, HDPE. Em volta da parede interna fibra de carbono ou vidro é enrolada, tais fibras têm material adesivo ou material de endurecer, por exemplo, epóxi, e as fibras foram enroladas com uma pré-tração, tal que a seção de parede interna está em compressão. As extremidades, superior e inferior dos tanques são geralmente formadas como meias esferas, com uma saliência de terminação de aço estável de baixa temperatura, preferivelmente aço inoxidável austenítico. Tais tanques são previamente conhecidos, e também é sabido que tais tanques são expostos a uma tensão significativa devido ao módulo de elasticidade relativamente baixa do material a partir do qual o tanque é feito, o qual tem limitado o uso de grandes tanques de armazenamento compósitos em embarcações. Pelo apoio, suspensão e arranjo dos tanques e acoplamentos de acordo com a presente invenção, a possibilidade de expansão/contração é mantida mesmo para grandes tanques compostos, e o arranjo da conexão e desconexão fora de um espaço fechado facilita instalação, manutenção, substituição e conexão e desconexão de tanques para uma extensão significativa.

A embarcação de acordo com a presente invenção contém tanques estendendo-se a partir do fundo da embarcação até o convés aberto encima na embarcação. Os tanques são em geral fixamente suportados em uma extremidade, e podem se expandir livremente em oura extremidade, e radialmente no plano horizontal, dentro de uma faixa de operação dos tanques em relação à pressão e temperatura. Geralmente, também as extremidades livres do tanque são suportadas tal que os tanques não experimentam deslocamentos horizontais quando o navio está em movimento. Pressão normal de operação para os tanques está geralmente na faixa de 150 a 300 bar, tipicamente cerca de 250 bar, mas pressão mais baixa é útil, e mais alta, adaptando a extensão da armação da fibra. A temperatura de operação para os tanques normalmente é de -60°C até +60°C, mas, ambas as temperaturas, mais baixa e mais alta podem ser pertinentes.

Para uma descrição adicional dos tanques com o arranjo de tubulação atual e o arranjo dos mesmos na embarcação, serão feitas referencias através das figuras.

Figura 1 ilustra um tanque que está suportado fixamente em um convés 14 da embarcação na extremidade superior, e está pendendo livremente e pode assim se expandir em direção ao fundo 13 da embarcação. O nível do convés 14 da embarcação se estende aberto para os arredores. Para cada tanque um soquete de extensão 16 tendo um diâmetro interno maior que o diâmetro externo do tanque, é colocada a partir do convés da embarcação. O soquete 16 se estende em uma distância A sobre o nível do convés e termina com um flange estendendo-se para fora 15. O tanque da Figura 1 é equipado com uma saia 3 na extremidade superior, com um flange estendido para fora 4 tendo um diâmetro maior do que o diâmetro interno do soquete, com material de vedação 8 entre ditos flanges 15, 4, como o tanque pode ser desligado diretamente no soquete com material de vedação no meio. A extremidade mais baixa se inclina livremente para dentro de um tubo guia 17 tendo diâmetro maior do que o tanque, com um apoio lateral flexível 11 colocado entre o tanque Ieo tubo 17. Internamente no tubo 17 uma bandeja coletora é colocada (de forma que) impede qualquer gotejamento de líquido frio a partir da extremidade da saliência 2 dos tanques, de fazer contato com a estrutura de aço da embarcação. O tanque 1 adicionalmente inclui uma saliência de terminação 2 também em sua extremidade superior, para a qual um flange 6 para tubulação de líquido e um flange 7 para tubulação de gás são colocadas. Uma tubulação de tanque interna 9 é colocada para o flange 6 para tubulação de líquido, cuja tubulação interna do tanque 9 é derrubada para e dentro de um dispositivo guia 10 que impede movimentos horizontais, e o dispositivo guia 10 é perfurado 12 para assegurar fluxo livre de gás e líquido. Internamente no tanque está também uma parede interna vedada para gás 5, chamada camisa. Um nível de líquido opcional é indicado no tanque.

Figura 2 ilustra um tanque idêntico, com exceção da saia colocada na extremidade mais baixa do tanque, e um apoio elástico 18 colocado entre o fundo da embarcação 13 e um alicerce na saia do tanque na sua extremidade mais baixa. A configuração ilustrada na Figura 2 é preferível à configuração ilustrada na Figura 1, se líquido pudesse possivelmente ocorrer nos tanques, como uma parte do peso do tanque será levado para cima pelo apoio elástico. Elementos idênticos ou correspondentes estão na Figura 2 e figuras subseqüente, indicados pelos mesmos numerais de referencia como na Figura 1.

Figura 3 ilustra uma configuração ainda mais preferida e

alternativa de um tanque em uma embarcação de acordo com a presente invenção. O tanque é fixamente suportado contra o fundo, preferivelmente em uma (parte) complementarmente formada recebendo parte do fundo, ^ opcionalmente o tanque é equipado com uma saia 17 na sua extremidade mais baixa, cuja saia descansa diretamente no fundo 13 da embarcação. Na extremidade superior uma vedação flexível 8 é colocada, para vedar e levantar a tensão do tanque em uma direção longitudinal. A vedação flexível 8 é, por exemplo, na forma de um fole ou uma mola com um colarinho de vedação ou empacotador. Qualquer líquido dentro do tanque não será assim transportado pela seção de parede acima do tanque.

A configuração ilustrada na Figura 4 é semelhante á ilustrada na Figura 3, exceto que ela tem uma suspensão elástica na parte superior do tanque.

Uma configuração ainda mais preferida de um tanque em uma embarcação de acordo com a invenção é ilustrada na Figura 5. Até mesmo este tanque 1 é fixamente suportado contra o fundo, e tem vedação elástica na extremidade superior. A extremidade superior se estende em uma distância A até acima no convés da embarcação. Dita distância A pode ser adaptada para a embarcação atual. Uma tubulação inclinada concêntrica dupla 9 é instalada através do acoplamento ou alimentação 6 na portinhola do tanque na extremidade superior do tanque. O projeto concêntrico dá à tubulação dupla dureza suficiente para evitar movimentos e vibrações indesejadas durante operação. A tubulação dupla concêntrica, a qual preferivelmente é feita de material leve e durável tem o mesmo projeto de vida que o tanque. Na extremidade mais baixa a tubulação dupla é derrubada dentro de um dispositivo guia 10 adaptado de forma que a tubulação pode se mover quando o tanque está se expandindo, cujo dispositivo de guia também funciona como uma caixa coletora ou funil para assegurar um descarregamento efetivo do tanque. Os dispositivos de guia e funil 10 podem ser presos a uma portinhola aferrolhada que é instalada pelo lado de fora quando a tubulação de entrada 9 está no lugar dentro do tanque. O interior das tubulações concêntricas 9 será usado preferivelmente para carregar e descarregar/ drenagem de qualquer líquido do tanque. O exterior da tubulação concêntrica é preferivelmente perfurado e pode ter buracos do diâmetro aumentando na direção para cima, os quais durante o descarregamento do tanque asseguram que os componentes (líquidos) mais leves e mais pesados, são misturados. Esta tubulação externa pode ser usada para drenagem de gás e/ou descarga das superfícies internas dos tanques para assegurar que durante o período nenhum resíduo indesejável tenha se formado dentro dos tanques. Semelhantemente às outras configurações, um tanque composto 1, com extremidade-saliência 2 e saia de tanque 3, são ilustrados na Figura 5. A saia de tanque 3 tem um flange 4 em sua extremidade superior. O tanque incluirá uma parte interna 5 que é à prova de difusão. Como mencionado, um flange 6 para conexão da tubulação 9, e um flange adicional 7 para baixar equipamento de inspeção, como ilustrado. Uma expansão - e dispositivo de vedação 8 é colocado entre o soquete 16 e o flange do tanque 4. A forma mais preferida da invenção é uma embarcação com um número de tanques suportados e equipados como ilustrado na Figura .5.

Figura 6 ilustra um arranjo de tubulação em uma embarcação de acordo com a invenção, onde toda a tubulação alimentadora é do topo ou da extremidade superior do tanque. Conexões de cruzamento com válvulas são colocadas entre os tubos de distribuição para facilitar a descarga do arranjo de tubulação com gás inerte, e toda a montagem, com tubulações ilustradas, e válvulas, e elementos opcionais adicionais, é colocada em uma área aberta no nível do convés da embarcação.

Qualquer líquido que é formado nos tanques ou é transportado para os tanques, coletará na extremidade mais baixa dos tanques, tal que a estabilidade da embarcação não será afetada desfavoravelmente. Opcionalmente, uma alimentação pode ser colocada também nas extremidades mais baixas dos tanques, para drenagem de líquido. Os tanques são colocados preferivelmente ao longo da linha central da embarcação e simetricamente ao redor da linha central da embarcação. Preferivelmente, tanques de lastros separados são colocados fora dos tanques de armazenagem, entre as paredes laterais da embarcação e os tanques de armazenagem. O volume fechado será equipado com detectores de gás, e durante a operação ele será cheio, preferivelmente, com gás inerte.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Embarcação incluindo vários tanques de armazenamento compósitos para transporte de gás natural comprimido (CNG) ou uma combinação de gás e líquido cujos tanques têm uma seção intermediária cilíndrica alongada e uma extremidade mais baixa e uma extremidade superior, os tanques sendo colocados lado a lado verticalmente se levantando na embarcação, caracterizada pelo fato de que o casco, os anteparos e o convés da embarcação formam um espaço fechado envelopando todos os tanques, com exceção da parte superior de cada tanque ou de tanques selecionados, para cujos tanques a extremidade superior se estende vedando para fora do espaço fechado, todas as passagens para alimentação nos tanques com acoplamentos para carga e descarga estão fora do espaço fechado, nas extremidades superiores dos tanques, e os tanques são suportados tal que cada tanque possa se expandir ou se contrair livremente dentro da faixa de operação dos tanques em relação à pressão e temperatura.

2. Embarcação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada tanque tem uma altura de cerca de 30 m e diâmetro de cerca de 3 m, e extremidades inferiores e superiores na forma de meia esfera.

3. Embarcação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada tanque se estende na direção vertical a partir do fundo da embarcação para o nível do convés ou acima do nível do convés.

4. Embarcação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que tanques de armazenamento são fixamente suportados na extremidade inferior.

5. Embarcação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que todas os tubos de distribuição, válvulas e conexões para carregamento e descarregamento dos tanques estão fora do espaço fechado, em uma área aberta no nível do convés da embarcação.

6. Embarcação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma tubulação dupla, concêntrica e multi-funcional, com tubulação externa perfurada se estende para baixo até o fundo de cada tanque para carregamento, descarregamento e descarga da superfície interna do tanque, respectivamente.

7. Embarcação de acordo com a reivindicação I9 caracterizada pelo fato de que os tanques de armazenamento são sustentados individualmente, e cada tanque pode ser substituído por levantamento vertical a partir da embarcação através de um soquete estendendo-se para cima do nível do convés da embarcação.

8. Embarcação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os tanques têm vedação flexível, elástica na extremidade superior, para vedar entre espaço fechado e nível do convés.