CN101520127A - 用于浮式海运结构的液化天然气储罐 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种能够储存液化天然气(liquefied naturalgas，LNG)的LNG储罐，更确切地说，本发明涉及一种具有由例如隔离舱的结构划分的内部空间的LNG储罐，其中所述结构经提供以用于抑制发生晃动现象。根据本发明，提供一种安装在浮式海运结构中以用于在其中储存LNG的LNG储罐，其包括划分LNG储罐的内部空间以减少由LNG导致的晃动现象的影响的结构，以及穿过所述结构而形成以允许LNG穿过其中而流动的流体通道。

Description

用于浮式海运结构的液化天然气储罐
技术领域
本发明涉及一种能够储存液化天然气(liquefied natural gas，LNG)的LNG储罐，更确切地说，本发明涉及一种具有由例如隔离舱的结构划分的内部空间的LNG储罐，其中所述结构经提供以用于抑制发生晃动现象。
背景技术
通过安装在陆地上或海洋中的气体管线来运输气态的天然气，或通过LNG运输船舶(vessel)在LNG储存在LNG船舶中时将LNG状态的天然气运输到远方市场。通过在约-163℃的极低温度下冷却天然气来产生LNG，且LNG的体积是气态天然气体积的约1/600，这使得海洋运输适合于对LNG进行长距离运输。
用于装载LNG的在海洋上航行并将LNG卸载到陆地市场的LNG运输船舶包括可承受LNG的极低温度的LNG储罐(一般称作货物围护(cargocontainment))。可依据货物的装载是否直接在绝热材料上执行，将安装在LNG运输船舶中的LGN储罐分类为独立型储罐(independent type storagetank)和隔板型储罐(membrane type storage tank)。
在第6,035,795号、第6,378,722号、第5,586,513号美国专利、第2003-0000949号美国专利申请公开案以及第10-2000-0011347号和第10-2000-0011346号韩国专利早期公开案中揭示了隔板型储罐的配置。另外，在第10-15063号和第10-305513号韩国专利中揭示了独立型储罐的配置。
由于在海洋上利用上述LNG储罐，所以在LNG储罐中不可避免地会产生晃动现象。晃动现象是指当船舶在各种海洋条件下在海洋上往返时，储罐中所容纳的液相材料(即，LNG)摇晃。由于晃动而在LNG储罐的壁表面上施加巨大的冲击。
图1绘示LNG储罐10的一个实例，其中在LNG储罐10的侧表面的上部和下部上形成上斜面11和下斜面12(其每一者以约45度倾斜)，以便减少LNG的晃动负荷，特别是减少LNG的横向晃动负荷。
当将LNG部分地装载在LNG储罐中达LNG储罐的内体积的约30％到50％时，施加了最大晃动负荷。因此，为了避免储罐的此类部分装载状态，LNG运输船舶有意在LNG储罐中装满LNG或全空时的状态下航行。
然而，近来，随着对例如LNG浮式生产储气卸气结构(LNGfloating，production，storage and offloading，LNG FPSO)或LNG浮式储存和再气化单元(LNG floating storage and re-gasification unit，LNGFSRU)的浮式海运结构的需求逐渐增长，需要甚至在浮式海运结构中提供的LNG储罐中解决晃动问题。
LNG FPSO是用于直接在海洋上液化所生产的天然气、将其储存在储罐中，并在必要时将储存在储罐中的LNG递送到LNG运输船舶的浮式海上结构。另外，LNG FSRU是一种浮式海上结构，其在远离陆地的海洋上将LNG(将其从LNG运输船舶上卸载)储存在储罐中，且接着在必要时液化所述LNG，并将经液化的天然气供应给陆地上的市场。
因此，与LNG运输船舶的LNG储罐不同，在浮式海运结构中所提供的LNG储罐的情况下，不可能任意调整要储存的LNG的量，因而无法避免导致最大晃动负荷的储罐的部分装载状态。
图2绘示用于减少晃动负荷的另一可能方法。如图2中所示，特别是在LNG FPSO或LNG FSRU中，为了减少晃动导致的影响，考虑在LNG储罐10中安装隔离舱15，以将LNG储罐的内部空间划分为多个空间。
然而，在如上所述在LNG储罐中安装隔离舱15的情况下，由于LNG储罐的内部空间被划分为独立空间，所以存在以下问题：例如用于将装载在LNG储罐中的LNG排放到外部的泵或泵塔(pump tower)的管线和设备应单独安装在相应的独立空间中。而且，还存在增加了LNG储罐的制造成本且LNG储罐的操作和管理变得复杂的问题。
由此可见，上述现有的用于浮式海运结构的液化天然气储罐在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的用于浮式海运结构的液化天然气储罐，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的用于浮式海运结构的液化天然气储罐存在的缺陷，而提供一种新型结构的用于浮式海运结构的LNG储罐，所要解决的技术问题是使其在一结构中形成流体通道，使得虽然LNG储罐的内部空间被该结构划分为多个空间，但没有必要增加将要安装以用于排放装载在LNG储罐中的LNG的设备的数目，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为达到上述目的，依据本发明的一种安装在浮式海运结构中以用于在其中储存LNG的LNG储罐，其包括划分LNG储罐的内部空间以减少由LNG导致的晃动现象的影响的结构；以及穿过所述加强结构而形成的流体通道，用以允许LNG穿过其中而流动。
所述结构可为从LNG储罐的底部延伸到LNG储罐的顶板以将LNG储罐的内部空间划分为两个子空间的隔离舱或隔壁。
此时，流体通道优选包括：上流体通道，其形成在隔离舱的上部中，且允许在LNG的运输期间产生的蒸发气体穿过其中而流动；以及下流体通道，其形成在隔离舱的下部中，且允许LNG穿过其中而流动。
优选的是，上流体通道形成在隔离舱的邻近于LNG储罐的顶板的最上端中，且下流体通道形成在隔离舱的邻近于LNG储罐的底部的最下端中。
另外，所述结构可包括突出壁，其形成为在LNG储罐的底部上突出某一高度。
此处，优选的是，所述流体通道是形成在突出壁的下部中且允许LNG穿过其中而流动的下流体通道。
优选的是，所述下流体通道形成在突出壁的邻近于LNG储罐的底部的最下端中。
所述结构优选在纵向方向上或在横向方向上形成在LNG储罐中。
流体通道优选是绝热的，以防止从LNG储罐的外部传递热量。
优选的是，浮式海运结构为选自LNG浮式生产储气卸气结构(FPSO)、LNG浮式储存和再气化单元(FSRU)、LNG运输船舶和LNG再气化船舶(LNGregasification vesse l，LNG RV)中的一者，以上每一者具有用于储存极低温度下的液相材料的储罐并在流动海洋上浮动。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。为达到上述目的，依据本发明的一种安装在浮式海运结构中以用于在其中储存LNG的LNG储罐，其包括：隔离舱，其划分LNG储罐的内部空间以减少由LNG导致的晃动现象的影响，其中所述隔离舱在LNG储罐的纵向方向上延伸。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明用于浮式海运结构的液化天然气储罐至少具有下列优点及有益效果。
综上所述，本发明涉及一种能够储存液化天然气(liquefied naturalgas，LNG)的LNG储罐，更确切地说，本发明涉及一种具有由例如隔离舱的结构划分的内部空间的LNG储罐，其中所述结构经提供以用于抑制发生晃动现象。根据本发明，提供一种安装在浮式海运结构中以用于在其中储存LNG的LNG储罐，其包括划分LNG储罐的内部空间以减少由LNG导致的晃动现象的影响的结构，以及穿过所述结构而形成以允许LNG穿过其中而流动的流体通道。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是绘示根据现有技术的LNG储罐的外观的透视图。
图2是根据现有技术的LNG储罐的横向截面图。
图3是根据本发明的第一优选实施例的用于浮式海运结构的LNG储罐的横向截面图。
图4是绘示根据本发明的第一优选实施例的用于浮式海运结构的LNG储罐的内部的部分截面透视图。
图5是绘示根据第一实施例的经修改后的实例以用于浮式海运结构的LNG储罐的内部的部分截面透视图。
图6是说明根据本发明的第二优选实施例的用于浮式海运结构的LNG储罐的内部的部分截面透视图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用于浮式海运结构的液化天然气储罐其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
下文中，将参考附图更详细地描述根据本发明的优选实施例的用于将LNG储存在浮式海运结构中的LNG储罐。
本文所提及的浮式海运结构包含一结构和一船舶，其每一者具有用于储存极低温度下的液相材料(例如，LNG)的储罐并在流动的海洋上浮动。举例来说，浮式海运结构包括：结构，例如LNG浮式生产储气卸气结构(LNGFPSO)或LNG浮式储存和再气化单元(LNG FSRU)；以及船舶，例如LNG运输船舶或LNG再气化船舶(LNG RV)。
图3为根据本发明的第一实施例的用于浮式海运结构的LNG储罐的横向截面图，且图4为说明用于浮式海运结构的LNG储罐的内部的部分截面透视图。且图5为说明根据第一实施例的经修改后的实例以用于浮式海运结构的LNG储罐的内部的部分截面透视图。
如图3到图5中所示，根据本发明的第一实施例的LNG储罐20包括隔离舱25，其将LNG储罐20的内部空间划分为第一空间21和第二空间22，以便减少由容纳在其中的LNG的晃动现象导致的影响。
此处，在LNG储罐为隔板型储罐的情况下，隔离舱被用作将LNG储罐的内部空间划分为两个空间的结构。而且，在LNG储罐为独立型储罐的情况下，隔壁可用作将储罐的内部空间划分为两个空间的结构。下文中，虽然将描述LNG储罐是隔板型储罐且隔离舱用作用于将内部空间划分为两个空间的结构，但将明白，本发明并不限于此。
根据第一实施例，分别穿过隔离舱25的上部和下部而形成至少一个上流体通道27和至少一个下流体通道28。上流体通道27和下流体通道28允许LNG储罐20中的第一空间21和第二空间22彼此连通。
上流体通道27使得在LNG的运输期间自然产生的蒸发气体(boil-offgas，BOG)能够穿过其中而流动，且下流体通道28使得LNG能够穿过其中而流动。
根据本发明的第一实施例，上流体通道27使得气相的BOG能够在LNG储罐20中的第一空间21与第二空间22之间穿过其中而流动。此处，上流体通道27优选形成在隔离舱25的最上端处，即，在邻近于LNG储罐20的顶板的部分处，以便使得即使LNG储罐20仅具备一个可根据LNG储罐20的内部压力或其它原因而将BOG排放到外部的设施(例如，圆顶盖(gasdome)(未图示))，也能够排放LNG储罐20中的所有BOG。
另外，根据本发明的第一实施例，下流体通道28使得液相的LNG能够在LNG储罐20中的第一空间21与第二空间22之间穿过其中而流动。此处，下流体通道28优选形成在隔离舱25的最下端处，即，在邻近于LNG储罐20的底部的部分处，以便使得即使LNG储罐20仅具备一个可将储存在LNG储罐20中的LNG排放到外部的设施(例如，泵(未图示)和泵塔(未图示))，也能够排放LNG储罐20中的所有LNG。
上流体通道27和下流体通道28的数目和形状并不限制本发明，而是可根据LNG储罐20的容量等进行适当修改。
另外，优选的是，上流体通道27和下流体通道28是绝热的，以防止从LNG储罐20的外部传递热量。适用于隔板型储罐或独立型储罐的任何绝热技术均可用作绝热方法。
图6为绘示根据本发明的第二实施例的用于浮式海运结构的LNG储罐的内部的部分截面透视图。
如图6中所示，根据本发明的第二实施例的LNG储罐30包括具有某一高度的突出壁35，其形成为在LNG储罐的底部上突出，以便减少由容纳在其中的LNG的晃动现象导致的影响。
与从LNG储罐的底部到LNG储罐的顶板形成隔离舱25以完全划分LNG储罐的内部空间的第一实施例相比，第二实施例中的突出壁35从LNG储罐的底部突出某一高度，使得LNG储罐的下部空间经划分(divided)，但其上部空间未经划分。
只要可有效地减少由晃动现象导致的影响，则突出壁35的高度不受限制。
根据第二实施例，穿过突出壁35的下部形成至少一个下流体通道38。下流体通道38将允许LNG穿过其中而流动。
在LNG储罐30中，形成在突出壁35中的下流体通道38允许液相LNG穿过其中而流动。下流体通道28优选形成在突出壁35的最下端处，即，在邻近于LNG储罐30的底部的部分处，使得即使LNG储罐30仅具备一个可将储存在LNG储罐30中的LNG排放到外部的设施(例如，泵(未图示)和泵塔(未图示))，也可排放LNG储罐30中的所有LNG。
下流体通道38的数目和形状并不限制本发明，而是可考虑到LNG储罐30的尺寸等进行适当修改。
另外，优选的是，下流体通道38是绝热的，以防止从LNG储罐30的外部传递热量。适用于隔板型储罐或独立型储罐的任何绝热技术均可用作绝热方法。
在第二实施例中，突出壁35可为例如仅安装在LNG储罐中的隔壁的结构，或通过修改LNG储罐的外观并因此改变LNG储罐自身的形状而获得的结构。
可采用包含独立型储罐和隔板型储罐的任何种类储罐以作为形成有所述结构(例如，上述隔离舱25(在独立型储罐的情况下为隔壁)或突出壁35)的储罐，只要所述储罐可储存LNG即可。
安装在LNG储罐中的例如隔离舱25或突出壁35的结构可具有十字形状(从上看时)。即，所述结构可在LNG储罐20或30的纵向方向和横向方向上延伸。而且，所述结构可形成为仅在LNG储罐20或30的纵向方向或横向方向上延伸。
在下流体通道28或38允许LNG在LNG储罐20或30中穿过其中而流动的情况下，可修改所述下流体通道28或38的数目和尺寸。而且，下流体通道28或38可具有一使得用于维护LNG储罐20或30的设备和工人可通过下流体通道28或38的尺寸。
根据上文所述的本发明，在LNG储罐中提供用于抑制发生晃动现象的结构(例如，隔离舱、隔壁或突出壁)，使得虽然将LNG储罐的内部空间划分为多个空间，但通过安装一个用于排放装载在LNG储罐中的LNG和蒸发气体的设备(例如，泵、泵塔和圆顶盖)，可顺利地操作所述LNG储罐。因此，可节省LNG储罐的制造成本，并容易地操作和管理LNG储罐。
根据上文所描述的本发明，可在浮式海运结构中提供一种LNG储罐，其中在分隔结构中形成流体通道，使得虽然通过经安装以用于增强LNG储罐的强度的分隔结构而将LNG储罐的内部空间划分为多个空间，但没有必要增加将经安装以用于排放装载在LNG储罐中的LNG的设备的数目。
因此，根据本发明，可节省LNG储罐的制造成本，并容易地操作和管理LNG储罐。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (16)

1、一种安装在浮式海运结构中以用于在其中储存液化天然气的液化天然气储罐，其特征在于包括：
划分所述液化天然气储罐的内部空间以减少由所述液化天然气导致的晃动现象的影响的结构；以及
穿过所述结构而形成以允许所述液化天然气穿过其中而流动的流体通道。
2、根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述结构为从所述液化天然气储罐的底部延伸到所述液化天然气储罐的顶板以将所述液化天然气储罐的所述内部空间划分为两个子空间的隔离舱。
3、根据权利要求2所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述流体通道包括下流体通道，其形成在所述隔离舱的下部中且允许所述液化天然气穿过其中而流动。
4、根据权利要求3所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述下流体通道形成在所述隔离舱的邻近于所述液化天然气储罐的底部的最下端中。
5、根据权利要求3所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述流体通道包括上流体通道，其形成在所述隔离舱的上部中且允许在所述液化天然气的运输期间产生的蒸发气体穿过其中而流动。
6、根据权利要求5所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述上流体通道形成在所述隔离舱的邻近于所述液化天然气储罐的顶板的最上端中。
7、根据权利要求3所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述下流体通道具有使得用于维护所述液化天然气储罐的设备和工人可通过所述下流体通道的尺寸。
8、根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述结构包括突出壁，其形成为在所述液化天然气储罐的底部上突出某一高度。
9、根据权利要求8所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述流体通道为形成在所述突出壁的下部中且允许液化天然气穿过其中而流动的下流体通道。
10、根据权利要求9所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述下流体通道形成在所述突出壁的邻近于所述液化天然气储罐的底部的最下端中。
11、根据权利要求9所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述下流体通道具有使得用于维护所述液化天然气储罐的设备和工人可通过所述下流体通道的尺寸。
12、根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述结构可为从所述液化天然气储罐的底部延伸到所述液化天然气储罐的顶板以将所述液化天然气储罐的内部划分为两个子空间的隔壁。
13、根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述结构在纵向方向上或在横向方向上形成在所述液化天然气储罐中。
14、根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述流体通道是绝热的，以防止从所述液化天然气储罐的外部传递热量。
15、根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述浮式海运结构为选自液化天然气浮式生产储气卸气结构、液化天然气浮式储存和再气化单元、液化天然气运输船舶和液化天然气再气化船舶中的一者，其每一者具有用于储存极低温度下的液相材料的储罐并在流动的海洋上浮动。
16、一种安装在浮式海运结构中以用于在其中储存液化天然气的液化天然气储罐，其特征在于其包括：
隔离舱，其划分所述液化天然气储罐的内部空间以减少由液化天然气导致的晃动现象的影响，其中所述隔离舱在所述液化天然气储罐的纵向方向上延伸。
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