CN107690548A - 液化天然气加气船舶和方法 - Google Patents

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Abstract

一种液化天然气加气船舶(10)包括：‑至少一个固定在船舶上的第一罐(105)，其在第一压强下储存液化天然气；‑至少一个可移动的第二罐(110)，其在高于第一压强、高于2巴的压强下储存液化天然气；‑用于将一些液化天然气从第一罐移动到第二罐的装置(115)，所述移动装置包括用于移动的液化天然气的压缩的装置(120)；以及‑用于将每个第二罐固定到船舶的储存表面的装置(125)。

Description

液化天然气加气船舶和方法
技术领域
本发明涉及一种液化天然气加气船舶和方法，尤其适用于为以液化天然气为燃料的船舶加气。
背景技术
2015年1月，《防止船舶污染国际公约》(《海洋污染》)条例的实施旨在减少北海、波罗的海和英吉利海峡等SECA地区(硫排放控制区)船舶的硫的排放量。
该条例还旨在加强有关温室气体排放的规定。
这两个限制的作用在于促进液化天然气(以下简称“LNG”)作为柴油的替代品，特别是柴油用于海洋和河流的使用。
液化天然气作为替代品的劣势主要在于目前缺乏分配和供应船舶的基础设施。特别是液化天然气的配送和供应更加困难，因为这些船舶使用的标准并不相同。一些船舶使用常压液化天然气储存罐，而其他船舶使用加压液化天然气储存罐。
在一些系统中，加气船舶将液化天然气从其容器转移到船舶的罐。这些系统的缺点是加气船舶要么储存常压LNG，要么储存加压LNG。
因此，一种类型的加气船舶对应于一种类型的LNG客船。例如，具有常压液化天然气的加气船舶与用加压LNG操作的客船之间的会面不能允许客船通过加气船舶加气。
例如在文件US2012/137955中描述的已知系统。在这些系统中，一组可移动的容器被放置在船舶上，这些容器填充了LNG。在同一文件中描述的系统的一些变型中，可以使用船舶的罐来重新填充空容器。该系统的目的是允许船舶或码头在规定的压强下加气，其作用是使该系统与在另一压强下运行的船舶或码头不相容。
例如文献EP 2555967中描述的系统也是已知的。在这些系统中，船舶的罐由补充容器供应。该系统的目的是允许船舶在确定的压强下加气，其作用是使得该系统与由具有另一压强的LNG的加气船舶传输的LNG不相容。
这两个文件中描述的系统分别对应于加气系统的输送侧和接收侧，具有单个输送和接收压强。
在其他系统中，包括LNG储存罐和用于传输LNG的装置的分配站位于港口中。这些分配站需要非常高的资本支出，这阻止了这个解决方案在所有港口都可用。
由于所有这些原因，目前没有单一的解决方案来给加压或不加压LNG的船舶供气，而不需要这些船舶停靠在配备有分配站的港口。
发明内容
本发明的目的在于解决上述全部或者部分缺陷。
有鉴于此，根据第一方面，本发明提供了一种液化天然气加气船舶，该船舶包括：
-至少一个固定在所述船舶上的第一罐，其在第一压强下储存液化天然气；
-至少一个可移动的第二罐，其在高于第一压强、高于2巴的压强下储存液化天然气；
-用于将一些液化天然气从第一罐移动到第二罐的装置，所述移动装置包括用于移动的液化天然气的压缩装置；以及
-用于将每个第二罐固定到船舶的储存表面的装置。
由于这些准备，船舶有两种类型的罐：例如，一种填充加压的液化天然气，另一种填充非加压的液化天然气。通过这种方式，船舶可以为使用加压的LNG的船只和使用非加压的LNG的船只提供燃料。另外，加压的LNG是从未加压的LNG获得的，这允许作为本发明主题的船舶仅供应未加压的LNG。最后，每个第二个罐都是可移动的事实意味着这些罐可以用作从加气船舶到另一个船只上的可运输的替换燃料。
在一些实施例中，移动装置包括将液化天然气从第一罐转移到另一船舶的容器的管线，用于在第一压强下储存液化天然气。
这些实施例使得可以将来自加气船舶的LNG转移到另一船舶的罐中，该LNG例如处于常压。
在一些实施例中，移动装置被配置为在第一压强下向与船舶分离的罐供应液化天然气。
这些实施例使得可以将来自加气船舶的LNG转移到另一船舶的容器中，该LNG被加压。
在一些实施例中，至少一个第二罐具有标准化的尺寸。
这些实施例使得可以使用标准化尺寸的可移动罐，以便于运输装置的运输和生产。
在一些实施例中，第一罐中的液化天然气处于常压下。
这些实施例使得可以在通常压强下利用使用加压的LNG作为燃料的船只对LNG加压。
在一些实施例中，作为本发明主题的船舶包括：
-用于捕获蒸发气体的装置，该蒸发气体来自第一罐中的液化天然气；
-用于压缩捕获的蒸发气体的装置；以及
-用于将压缩的蒸发气体供应到第二罐的装置。
这些实施例赋予船舶处理和拥有可用于有用目的蒸发气体的能力。
在一些实施例中，作为本发明的主题的船舶包括用于在压缩之前冷却捕获的蒸发气体的装置。
这些实施例允许蒸发气体被压缩至容纳在第二罐中的LNG的压强。
在一些实施例中，冷却装置包括用于将捕获的蒸发气体与液化天然气混合的装置。
这些实施例实现了蒸发气体的低成本冷却。
这些实施例使得能够分离回收的蒸发气体和存储在船舶的罐中的LNG。
根据第二方面，本发明提供了一种液化天然气加气方法，该方法包括：
-第一步骤，向至少一个固定在加气船舶上的第一罐填充储存在第一压强下的液化天然气；
-第二步骤，向加气船舶的至少一个可移动的第二罐填充储存液化天然气，液化天然气储存在高于第一压强、高于2巴的压强下，该步骤包括：将一些液化天然气从第一罐移动到第二罐的步骤，所述移动步骤包括压缩被移动的气体的步骤；以及
-将每个第二罐固定到船舶的储存表面的步骤。
作为本发明主题的方法的特定目的、优点和特征与作为本发明主题的船舶的类似，在此不再重复。
在一些实施例中，作为本发明的主题的方法包括使船舶运动的步骤，所述步骤至少部分地与第二次填充步骤同时进行。
这些实施例使得从船舶静止期间的单一供应步骤到移动船舶并同时填充第二船舶成为可能。船舶的周转因此得到改善。
附图说明
从作为本发明主题的船舶和方法的至少一个特定实施例的以下的非限制性描述使本发明的其他优点、目的和特征将变得显而易见，将包括在附录中的参考附图中，其中：
-图1示意性地在横截面中表示作为本发明主题的船舶的特定实施例；以及
-图2以逻辑图的形式表示作为本发明的主题的方法的特定实施例中的步骤。
具体实施方式
作为非限制性的示例给出本说明，实施例的每个特征能够以有利的方式与任何其他实施例的任何其他特征组合。
现在注意到这些附图不是等比例的。
图1(其不按比例)示出了作为本发明的主题的船舶10的实施例的横截面视图。该液化天然气加气船舶10包括：
-至少一个固定在船舶上的第一罐105，其在第一压强下储存液化天然气；
-至少一个可移动的第二罐110，其在高于第一压强2巴的压强下储存液化天然气；
-用于将一些液化天然气从第一罐移动到第二罐的装置115，所述移动装置包括用于压缩被移动的液化天然气的装置120；以及
-用于将每个第二罐固定到船舶的储存表面的装置125。
每个第一罐105例如是具有用于经由LNG供应管线供应容器的阀的密闭容器。被储存在每个第一罐105中的LNG例如被储存在常压下。
所有第一罐105的总储存量例如在1000和20000立方米之间。
在一些变型中，船舶10包括相对于第二罐110的储存容量的大尺寸的单个第一罐105，即具有等于船舶的所有罐105和110的总储存容量的一半的储存容量。储存在第一罐105中的LNG的压强低于储存在第二罐110中的LNG的压强。
每个第二罐110例如是容器形状的罐。每个第二罐110具有可以连接到供气管线的供气开口(未示出)。
每个第二罐110包括用于固定到船舶10的装置125。该固定装置125例如是由将第二罐110连接到船舶10的连接件和环形成的组件。例如，通过利用码头上、附近的船上或船舶10本身上的起重机来实现每个第二罐110的固定。
每个第二罐110可以固定到空的船舶10上，每个第二罐110部分填充或完全填充有LNG。
在一些实施例中，例如图1所示的实施例，至少一个第二罐110具有标准化的尺寸，特别是可以在卡车上运输的罐。
移动装置115例如是在常压从第一罐105抽取LNG以将该LNG移动到第二罐110中的LNG泵。在移动之前，LNG被压缩装置120压缩。压缩装置120例如是执行LNG的移动的泵，LNG被压缩到比第一压强更大的压强，例如，该LNG被压缩到高于2巴的压强，并且优选的在2巴和25巴之间。
在一些实施例中，例如图1所示的实施例，移动装置115包括将液化天然气从第一罐105转移到另一船舶(未示出)的容器(未示出)的管线130，用于在第一压强下储存液化天然气。
该转移管线130允许在常压利用LNG运行的船只被供应LNG。在该转移管线130中进行的LNG输送例如通过移动装置115进行实施。在这些变型中，船舶10包括用于选择由移动装置115供应的管线的装置。
在一些变型中，转移管线130与用于供应第二罐110的管线组合，该转移管线130可从第二罐移动到第三罐。
为了进行这种转移，船舶10接近船舶以用LNG作为燃料，转移管线130被固定到转移LNG的容器的开口处。
在一些实施例中，例如图1所示的实施例，移动装置115被配置为在第一压强下向与船舶10分离的罐(未示出)供应液化天然气。
移动装置115利用供应装置135来供应该容器，该供应装置例如是与转移管线130相同的输送管线。压缩装置140例如与压缩装置120类似。
在一些变型中，转移管线130和/或供应装置135由关节臂支撑。
在一些变型中，该供应装置135包括压缩装置140。在一些变型中，压缩装置140和压缩装置120组合，供应装置135利用移动装置115供应压缩装置120和另一个船舶的容器。
为了实施这种供应，船舶10靠近用LNG加气的船舶，并且转移管线130固定到被供应LNG的容器的开口处。
在一些变型中，通过将第二罐110从船舶10转移到被加气的船舶来完成供应。这种转移例如通过利用起重机将第二罐110移动到被加气的船舶上来进行。然后该第二罐110通过管线连接到船舶的内部推进系统，用于向该系统供应加压的LNG。
在一些实施例中，例如图1所示的实施例，船舶10包括：
-用于从第一罐105的液化天然气中捕获蒸发气体的装置145；
-用于压缩捕获的蒸发气体的装置150；以及
-用于将压缩的蒸发气体供应到第二罐110的装置155。
气体捕获装置145例如类似于抽取蒸发气体(其比LNG更易挥发)的抽油烟机。
压缩装置150例如是压缩机。
供应装置155例如类似于移动装置115。在一些变型中，供应装置155和移动装置115是组合的。
在第一个罐的压强下储存的蒸发气体的转移，即在接近常压下，然后所述气体的压缩导致其液化。
在一些变型中，船舶10包括用于在压缩之前冷却捕获的蒸发气体的装置160。该冷却装置160例如是热交换器，例如，该热交换器将捕获的蒸发气体冷却到-160℃以下的温度。
在一些变型中，该冷却装置160包括用于混合捕获的蒸发气体与包含在第一罐105中的LNG的装置165，该LNG具有比蒸发气体的更低的温度。
该混合装置165例如是从第一罐105抽取一部分LNG的泵，以将该吸入的LNG输送至含有蒸发气体的管线或罐。
图2示出了作为本发明的主题的方法20的特定实施例。该液化天然气加气方法20包括：
-第一步骤605，将储存在第一压强下的液化天然气填充到固定在加气船舶的至少一个第一罐；
-第二步骤610，向加气船舶的至少一个可移动的第二罐填充液化天然气，所述液化天然气储存在高于第一压强、高于2巴的压强下，所述第二步骤610包括从第一罐到第二罐移动一些液化天然气的步骤615，
所述移动步骤包括压缩移动的气体的步骤620；以及
-步骤625，将每个第二罐固定到船舶的存储表面。
例如，如关于图1所描述的，例如通过利用将LNG从外部源传输到第一罐的管线来执行填充步骤605。例如，这个外部源是固定的分配站或加气船舶。
填充步骤610包括移动步骤615和压缩步骤620。移动步骤615例如通过利用抽吸第一罐中的一些LNG的泵来执行。压缩步骤620例如通过移动和压缩LNG的泵来执行。
固定步骤625例如通过利用连接件和环将至少一个第二罐固定到船舶的支撑表面来执行。
在一些实施例中，例如图2所示的实施例，方法20包括使船舶启动的步骤630，至少部分地与第二次填充步骤610同时进行。
启动步骤630例如通过利用船舶的发动机或推进装置来执行。
以这种方式，通过阅读本说明书可以看出，作为本发明的主题的船舶和方法使得由于单个LNG供应能够以两种不同的压强供应LNG。这两个压强对应于使用LNG作为燃料的船舶所使用的压强。第二罐的填充和排空也意味着可以从一组第二罐和用于提取容纳在这些罐中的LNG的装置中创建特设分配站。
因此可以利用四种类型的回路：
-第一回路，用于压缩LNG并将其从第一罐移动到第二罐；
-第二回路，用于压缩LNG并将其从第一罐移动到船舶外部的第二罐；
-第三回路，用于将LNG从第二罐移动到船舶外部的另一个第二罐；以及
-第四回路，用于将LNG从第一罐移动到船舶外部的另一个第一罐。
这些回路中的每一个可以与其他回路分开或者包括公共元件，例如参考图1描述的移动装置115。
由于压缩LNG是一个漫长的过程，至少一个第二罐的存在以及配置为在船舶航行时填充至少一个第二罐的装置使得可以节省时间。因此，对船舶上的LNG加压意味着可以节省时间。另外，每个第二个罐可以通过与空的第二个罐交换而直接输送。
方便地，第五回路能够回收和压缩第一罐中的蒸发气体并将其转移到第二罐中。蒸发气体在压缩过程中被液化。

Claims (8)

1.一种液化天然气加气船舶(10)，其特征在于，所述船舶包括：
-至少一个固定在所述船舶上的第一罐(105)，所述第一罐(105)以第一压强储存液化天然气；
-至少一个可移动的第二罐(110)，所述第二罐(110)在高于第一压强、高于2巴的压强下的储存液化天然气；
-将一些液化天然气从第一罐移动到第二罐的装置(115)，所述移动装置包括用于压缩被移动的液化天然气的装置(120)；以及
-用于将每个第二罐固定到船舶的存储表面的装置(125)。
2.根据权利要求1所述的船舶(10)，其特征在于，所述移动装置(115)包括将液化天然气从第一罐(105)转移到另一船舶的容器的管线(130)，用于在所述第一压强下储存液化天然气。
3.根据权利要求1或2所述的船舶(10)，其特征在于，所述移动装置(115)被配置为在所述第一压强下向从所述船舶分离的罐供应液化天然气。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的船舶(10)，其特征在于，其中至少一个第二罐(110)具有标准化的尺寸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的船舶(10)，其特征在于，所述第一罐(105)中的液化天然气处于常压。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的船舶(10)，其包括：
-用于从第一罐(105)的液化天然气中捕获蒸发气体的装置(145)；
-用于压缩捕获的蒸发气体的装置(150)；以及
-用于将经压缩的蒸发气体供应到第二罐(110)的装置(155)。
7.一种液化天然气加气方法(20)，其特征在于，包括：
-第一步骤(605)，将储存在第一压强下的液化天然气填充到固定在加气船舶的至少一个第一罐；
-第二步骤(610)，向加气船舶中的至少一个可移动的第二罐填充液化天然气，所述液化天然气储存在高于第一压强、高于2巴的压强下，所述第二步骤(610)包括从第一罐到第二罐移动一些液化天然气的步骤(615)，所述移动步骤包括压缩移动的气体的步骤(620)；以及
-步骤(625)，将每个第二罐固定到所述船舶的储存表面。
8.根据权利要求7所述的方法(20)，其特征在于，包括使所述船舶启动的步骤(630)，所述步骤(630)至少部分地与所述第二填充步骤(610)同时进行。
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