CN101965290A - 具有液化天然气装载和卸载系统的液化天然气运输器 - Google Patents
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Abstract
一种具有LNG装载和卸载系统的LNG运输器,包括:沉没式转塔装载(STL)系统,用于引入和排出天然气;液化装置,用于将通过沉没式转塔装载系统引导的天然气液化为低温液化天然气;至少一个自撑型储罐,安装在LNG运输器中以储存液化天然气,所述自撑型储罐设置为通过所述自撑型储罐将所述液化天然气装载至所述LNG运输器或通过所述自撑型储罐从所述LNG运输器卸载所述液化天然气;至少一个薄膜式储罐,与所述自撑型储罐相邻,薄膜式储罐与自撑型储罐保持流体连通。LNG运输器还包括:再气化装置,用于使储存在自撑型储罐中的液化天然气再气化。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有液化天然气装载和卸载系统的液化天然气运输器,更具体地,涉及一种具有液化天然气装载和卸载系统的液化天然气运输器,其中组合设置有薄膜式储罐和自撑型储罐,并且通过自撑型储罐装载并卸载液化天然气,以使晃动的影响最小化。
背景技术
如本领域公知的,液化天然气(下文中有时称为“LNG”)涉及通过将主要由甲烷组成的天然气冷却至-163℃并将其体积减少至约1/600而获取的无色透明低温液体。
在大气压或者高于大气压的压力下液化成低温状态的LNG储存在储罐中。这样储存的LNG随后被加热并转化成气态,这个过程通常被称为液化气再气化过程。
依照惯例,LNG的再气化作业在陆地上进行。当LNG运输器到达目的港时,LNG被转移至以地面为基地的再气化设施,在该设施中,LNG由低温泵卸载并在液化状态或气态下储存。
然而,在陆地上安装危险的再气化设施是有困难的。此外,由于容易受到恐怖分子的威胁,所以再气化设施在安全方面存在严重问题。
为了避免这种问题,最近趋向于使用LNG再气化船(RV)、浮式储存与再气化船(FSRU)等在海上使LNG再气化。
此外,传统方法是将海洋天然气田生产的天然气通过管道供给至以地面为基地的液化装置并由液化装置液化。液化天然气储存在地面储存建筑中并由低温泵转移至LNG运输器。
伴随着小型和中型气田的开发,经常使用例如浮式生产储卸(FPSO)船等的漂浮器在海上使液化天然气再气化。
图1示意性地示出了在传统的LNG再气化船或浮式储存与再气化船(FSRU)中卸载再气化的天然气的过程。图2示意性地示出了在传统的浮式生产储卸船(FPSO)中装载LNG的过程。参考图1,使储存在浮式储存与再气化船的单独的储罐10中的液化天然气再气化并卸载至地面。换句话说,液化天然气由设置在各个储罐10中的泵12排出并通过向上延伸的管道14供应至再气化装置16。在再气化装置16中液化天然气通过加热处理进行再气化,并由设置在浮式储存与再气化船前部下方的沉没式转塔装载(STL)系统通过海底管道平稳地卸载至地面。
参照图2,将在气田中生产的天然气装载至浮式生产储卸船。更具体地,刚刚在气田中生产的天然气由沉没式转塔装载系统引导入浮式生产储卸船内。这样被引导的天然气由液化装置24液化为低温状态并且由低温泵21通过管道22装载至单独的储罐20。
由于传统的漂浮器例如LNG再气化船、浮式储存与再气化船和浮式生产储卸船被设计为在海上装载并卸载液化天然气,所以它们的严重缺点在于储罐可能因晃动而损坏。尤其是,大多数储罐是薄膜式的,这种类型的储罐便于增加其长度和宽度,但易受晃动影响。
可以将漂浮器的储罐制造成表现出增强的抗晃动性和抗外部震动性的SPB型(自撑型棱柱形IMO,B型)或莫斯(Moss)型的自撑型储罐。然而SPB型储罐是昂贵的,因此,如果将储罐都制造成SPB型,则LNG运输器将很昂贵。另一方面,Moss型储罐没有容纳再气化装置和液化装置的足够空间。
发明内容
技术问题
考虑到上述问题,本发明的目的是提供一种具有LNG装载和卸载系统的LNG运输器,其中组合设置有薄膜式储罐和SPB型自撑型储罐,并且通过自撑型储罐装载和卸载液化天然气以便使晃动的影响最小化。
本发明的另一个目的是提供一种具有LNG装载和卸载系统的LNG运输器,其中薄膜式储罐和自撑型储罐通过分离的连接管道相互连接,从而使得当液化天然气装载至自撑型储罐或从自撑型储罐卸载时,液化天然气可以通过连接管道在薄膜式储罐和自撑型储罐之间运动,从而避免填充限制,该填充限制可能是导致晃动的原因。
解决方案
根据本发明的一个实施方式,提供了一种具有LNG装载和卸载系统的LNG运输器,包括:沉没式转塔装载(STL)系统,用于引入和排出天然气;液化装置,用于将通过沉没式转塔装载系统引导的天然气液化为低温液化天然气;至少一个自撑型储罐,安装在LNG运输器中以储存液化天然气,所述自撑型储罐设置为通过所述自撑型储罐将所述液化天然气装载至所述LNG运输器或通过所述自撑型储罐从所述LNG运输器卸载所述液化天然气;至少一个薄膜式储罐,与自撑型储罐相邻,薄膜式储罐与自撑型储罐保持流体连通;以及再气化装置,用于使储存在自撑型储罐中的液化天然气再气化。
根据本发明的另一个实施方式,提供了一种具有LNG装载系统的LNG运输器,包括:沉没式转塔装载系统,用于引导天然气;液化装置,用于将通过沉没式转塔装载系统引导的天然气液化为低温液化天然气;至少一个自撑型储罐,用于接收和储存液化天然气;至少一个薄膜式储罐,与自撑型储罐相邻,薄膜式储罐与自撑型储罐保持流体连通;第一管道,设置在液化装置和自撑型储罐之间,从而使液化天然气能够通过第一管道装载至自撑型储罐;以及第二管道,设置在自撑型储罐和薄膜式储罐之间,从而使自撑型储罐中的液化天然气能够通过第二管道分配至薄膜式储罐。
根据本发明的又一个实施方式,提供了一种具有LNG卸载系统的LNG运输器,包括:至少一个薄膜式储罐,用于储存液化天然气;至少一个自撑型储罐,用于储存液化天然气,薄膜式储罐与自撑型储罐保持流体连通;再气化装置,用于使储存在自撑型储罐中的液化天然气再气化;沉没式转塔装载系统,用于卸载由再气化装置再气化的天然气;第一管道,设置在再气化装置和自撑型储罐之间,从而使液化天然气能够通过第一管道从自撑型储罐卸载;以及第二管道,设置在自撑型储罐和薄膜式储罐之间,使得当从自撑型储罐卸载液化天然气时,薄膜式储罐中的液化天然气能够通过第二管道供给至自撑型储罐。
根据如上所述的具有LNG装载和卸载系统的LNG运输器,薄膜式储罐和SPB型自撑型储罐是组合设置的,并且通过自撑型储罐装载和卸载液化天然气。这可以使晃动的影响最小化进而有助于排除安全事故风险。如果将具有增强的结构完整性的自撑型储罐设置在LNG运输器的前部,则可以满足极地航行的需要。
此外,薄膜式储罐和自撑型储罐通过分离的连接管道相互连接,使得当液化天然气装载至自撑型储罐或从自撑型储罐卸载时,液化天然气可以通过连接管道在薄膜式储罐和自撑型储罐之间运动。这可以避免填充限制,该填充限制可能是导致晃动的原因,进而确保以安全的方式装载和卸载液化天然气。
附图说明
通过以下结合附图给出的对实施方式的描述,本发明的目的和特征将会变得清晰,其中:
图1示意性地示出了在传统的LNG再气化船或浮式储存与再气化船(FSRU)中卸载再气化的天然气的过程;
图2示意性地示出了在传统的浮式生产储卸船(FPSO)中装载LNG的过程;
图3是根据本发明的具有LNG装载系统的LNG运输器的结构图;以及
图4是根据本发明的具有LNG卸载系统的LNG运输器的结构图。
具体实施方式
以下将参考附图描述根据本发明的LNG运输器的优选实施方式。
图3是根据本发明的具有LNG装载系统的LNG运输器的结构图。图4是根据本发明的具有LNG卸载系统的LNG运输器的结构图。
参考图3,具有LNG装载系统的LNG运输器100可以是漂浮器,例如漂浮在海上并直接被供应天然气的浮式生产储卸船(FPSO)等。LNG运输器100包括:组合设置的至少一个自撑型储罐110与至少一个薄膜式储罐120。自撑型储罐110的数量和薄膜式储罐120的数量可以根据LNG运输器100的尺寸变化。
在这方面,例如,自撑型储罐110可以是生产成本高但抗晃动性好的Moss型或IHI-SPB型。因此,自撑型储罐110设置在LNG运输器100的前部和/或后部,其中,在LNG运输器100的前部和/或后部由严酷的天气条件产生的晃动很严重。
例如,薄膜式储罐120可以是Mark-III型,并且在自撑型储罐110设置在前部或后部的情况下从自撑型储罐110连续地设置。在自撑型储罐设置在LNG运输器100的前部或后部的情况下,薄膜式储罐120设置在两个自撑型储罐之间。也就是说,薄膜式储罐120安装在除前部或后部以外的位置处以避免晃动的影响并消除安全事故风险。
在其中组合设置有薄膜式储罐120和自撑型储罐110的LNG运输器100包括:沉没式转塔装载(STL)系统130,设置在LNG运输器100的前部以稳定地引导气田中生产的天然气。LNG运输器100还包括:液化装置140,其将通过沉没式转塔装载系统130引导的天然气液化成低温液体。
液化装置140经由第一管道150连接至自撑型储罐110。第一管道150的一端设置在自撑型储罐110内。泵170安装在第一管道150末端并辅助储存由液化装置140液化的天然气。
自撑型储罐110和薄膜式储罐120由第二管道160连接。通过第一管道150填充在自撑型储罐110中的液化天然气经由第二管道160被分配至薄膜式储罐120。第二管道160成对延伸至薄膜式储罐120内。泵170安装在第二管道160末端。
参考图4,示出了根据本发明的具有LNG卸载系统的LNG运输器200。将LNG运输器200的卸载系统设计为在海上漂浮状态下使液化天然气再气化并通过海底管道将再气化的天然气供给至地面设施。LNG运输器200可以是漂浮器,例如LNG再气化船、浮式储存与再气化船(FSRU)等。LNG运输器200包括:组合设置的至少一个自撑型储罐210和至少一个薄膜式储罐220。自撑型储罐210的数量和薄膜式储罐220的数量可以根据LNG运输器200的尺寸变化。
类似于上述的浮式生产储卸船(FPSO),自撑型储罐210可以是例如Moss型或IHI-SPB型,并且设置在LNG运输器200的前部和/或后部。
例如,薄膜式储罐220可以是Mark-III型,并且在自撑型储罐210设置在前部或后部的情况下从自撑型储罐210连续地设置。在自撑型储罐设置在LNG运输器200的前部或后部的情况下,薄膜式储罐220设置在两个自撑型储罐之间。
泵270安装在自撑型储罐210中。泵270通过第一管道250连接至LNG运输器200的再气化装置240。再气化装置240被设计为加热低温液化天然气并使其再气化。
通过设置于LNG运输器200前部的沉没式转塔装载(STL)系统230,将在再气化装置240中再气化的天然气卸载至地面,所述沉没式转塔装载(STL)系统230用于使通过海底管道供给天然气的过程平稳。
自撑型储罐210和薄膜式储罐220由第二管道260连接。当通过第一管道250从自撑型储罐210卸载液化天然气时,第二管道260用于将填充在薄膜式储罐220中的液化天然气供给至自撑型储罐210。第二管道260成对延伸至薄膜式储罐220内。泵270安装在第二管道160末端。
本发明可应用于不同于浮式生产储卸船(FPSO)、LNG再气化船和浮式储存与再气化船(FSRU)的LNG运输器。此外,可以在同时具有自撑型储罐和薄膜式储罐的单个LNG运输器中安装液化装置140和再气化装置240,以便装载和卸载液化天然气。
现在将描述具有如上述结构的LNG装载和卸载系统的操作。
首先,将参考图3描述在浮式生产储卸船(FPSO)中执行的装载天然气的过程。海洋气田生产的天然气通过沉没式转塔装载装置130被平稳地引导至LNG运输器100内,并且当通过液化装置140时,转变成低温液化天然气。
液化天然气首先经由第一管道150被运送至自撑型储罐110。如果液化天然气在自撑型储罐110中充填至某一水平面时,由泵170通过第二管道160将所述液化天然气分配至薄膜式储罐120。
即使将自撑型储罐110设置在发生严重晃动的位置,所述晃动也可以影响薄膜式储罐120。在液化天然气将薄膜式储罐120填充10%至70%期间,薄膜式储罐120可能很容易受到晃动的影响。考虑到这种情况,优选地,根据海上的波况通过第二管道160对液化天然气进行适当地分配。此外,优选地,以减少液化天然气将薄膜式储罐120填充10%至70%的时间的方式来分配液化天然气。
接下来,将参考图4描述在LNG再气化船或浮式储存与再气化船(FSRU)中执行的卸载天然气的过程。由泵270通过第一管道250将安装在LNG运输器200前部或后部的自撑型储罐210中填充的液化天然气排出。同时,由设置在薄膜式储罐220中的泵270通过第二管道260将储存在薄膜式储罐220中的液化天然气供给至自撑型储罐210。这意味着储存在薄膜式储罐220中的液化天然气总是经由自撑型储罐210排出。此外,薄膜式储罐220之间的液化天然气的运动有助于减小当液化天然气将薄膜式储罐220填充10%至70%时将产生的晃动。
通过第一管道250排出的液化天然气由再气化装置240再气化,并随后由沉没式转塔装载系统230通过海底管道卸载至地面。
借助于上述的本发明,自撑型储罐和薄膜式储罐被组合设置在漂浮器中,例如LNG再气化船、浮式储存与再气化船(FSRU)和浮式生产储卸船(FPSO)。通过具有增强的抗晃动性的自撑型储罐装载并卸载液化天然气。这样可以克服晃动。如果具有增强的结构完整性的自撑型储罐设置在LNG运输器的前部,则LNG运输器可以在极地航行。
虽然已经示出和描述了本发明的实施方式,但本领域技术人员应该理解,在不背离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下,可以进行各种变化和修改。
Claims (13)
1.一种具有LNG装载和卸载系统的LNG运输器,包括:
沉没式转塔装载(STL)系统,用于引入和排出天然气;
液化装置,用于将通过所述沉没式转塔装载系统引入的所述天然气液化为低温液化天然气;
至少一个自撑型储罐,安装在所述LNG运输器中以储存所述液化天然气,所述自撑型储罐设置为通过所述自撑型储罐将所述液化天然气装载至所述LNG运输器或通过所述自撑型储罐从所述LNG运输器卸载所述液化天然气;
至少一个薄膜式储罐,与所述自撑型储罐相邻,所述薄膜式储罐与所述自撑型储罐保持流体连通;以及
再气化装置,用于使储存在所述自撑型储罐中的液化天然气再气化。
2.根据权利要求1所述的LNG运输器,其中所述自撑型储罐安装在所述LNG运输器的前部和/或后部。
3.根据权利要求1所述的LNG运输器,其中所述液化装置通过第一管道连接至所述自撑型储罐。
4.根据权利要求1所述的LNG运输器,其中所述再气化装置通过第二管道连接至所述自撑型储罐。
5.根据权利要求1所述的LNG运输器,其中所述自撑型储罐和所述薄膜式储罐通过储罐管道彼此连接。
6.一种具有LNG装载系统的LNG运输器,包括:
沉没式转塔装载系统,用于引入天然气;
液化装置,用于将通过所述沉没式转塔装载系统引入的所述天然气液化为低温液化天然气;
至少一个自撑型储罐,用于接收和储存所述液化天然气;
至少一个薄膜式储罐,与所述自撑型储罐相邻,所述薄膜式储罐与所述自撑型储罐保持流体连通;
第一管道,设置在所述液化装置和所述自撑型储罐之间,从而使所述液化天然气能够通过所述第一管道装载至所述自撑型储罐;以及
第二管道,设置在所述自撑型储罐和所述薄膜式储罐之间,从而使所述自撑型储罐中的液化天然气能够通过所述第二管道分配至所述薄膜式储罐。
7.根据权利要求6所述的LNG运输器,其中所述LNG运输器是浮式生产储卸船(FPSO)。
8.根据权利要求6所述的LNG运输器,其中所述自撑型储罐安装在所述LNG运输器的前部和/或后部。
9.根据权利要求6所述的LNG运输器,其中所述第二管道包括:延伸至所述薄膜式储罐内的两个或两个以上的管道。
10.一种具有LNG卸载系统的LNG运输器,包括:
至少一个薄膜式储罐,用于储存液化天然气;
至少一个自撑型储罐,用于储存所述液化天然气,所述薄膜式储罐与所述自撑型储罐保持流体连通;
再气化装置,用于使储存在所述自撑型储罐中的液化天然气再气化;
沉没式转塔装载系统,用于卸载由所述再气化装置再气化的天然气;
第一管道,设置在所述再气化装置和所述自撑型储罐之间,从而使所述液化天然气能够通过所述第一管道从所述自撑型储罐卸载;以及
第二管道,设置在所述自撑型储罐和所述薄膜式储罐之间,使得当从所述自撑型储罐卸载所述液化天然气时,所述薄膜式储罐中的液化天然气能够通过所述第二管道供给至所述自撑型储罐。
11.根据权利要求10所述的LNG运输器,其中所述LNG运输器是浮式储存与再气化船(FSRU)。
12.根据权利要求10所述的LNG运输器,其中所述自撑型储罐安装在所述LNG运输器的前部和/或后部。
13.根据权利要求10所述的LNG运输器,其中所述第二管道包括:延伸至所述薄膜式储罐内的两个或两个以上的管道。
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