CN111344515A - 用于针对执行对水密热绝缘罐进行冷却的方法确定至少一个参数的最优值的方法 - Google Patents

用于针对执行对水密热绝缘罐进行冷却的方法确定至少一个参数的最优值的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于针对实施对罐(1)的内部空间(11)进行冷却的方法确定至少一个第一参数的最优值的方法，该方法包括：‑连续地测试第一参数的多个不同值，对于该第一参数的值中的一个值的每个测试阶段包括：ο对罐(1)的内部空间(11)进行冷却；冷却能Pf或最终目标温度Tc表示第一参数的测试值；ο在冷却后将液化气体装载到罐(1)的内部空间(11)中；ο测量表示热绝缘屏障(5)内部的压力的变量P1并将所述变量与至少一个预定阈值进行比较；以及ο在变量P1越过该至少一个预定阈值时，检测到故障；以及‑从多个测试值中选择下述值作为第一参数的最优值：对于所选择的值，在对应测试阶段期间，内部空间(11)冷却所需的时间Δ最短并且没有检测到故障。

Description

用于针对执行对水密热绝缘罐进行冷却的方法确定至少一个 参数的最优值的方法
技术领域
本发明涉及用于存储液化气体货物诸如液化天然气(LNG)的液密热绝缘罐的领域。
更特别地，本发明涉及用于针对执行对液密热绝缘罐进行冷却的过程确定至少一个参数的最优值的方法。
背景技术
在现有技术中，已知的是在将货物装载到罐中之前对船的旨在运输液化天然气的罐进行冷却。这种冷却的目的是降低罐内部的温度，特别是为了防止液化气体在装载期间过度汽化、限制罐中所容置的某些部件的热应力的强度以及防止易于使罐的安全性和/或完整性降级的情况。该冷却步骤通过在罐的上部部分喷洒和汽化液化气体来进行。
在一些应用中，旨在用于冷却的液化气体由装载终端(terminal，码头)供应，并且在罐中的液化气体的汽化期间产生的蒸汽从罐中抽出并且返回到装载终端。运行继续，直到罐内部的平均温度低于阈值温度。前述的对罐进行冷却的步骤的持续时间相对较长，约为10小时至20小时，这导致船在装载时长时间固定不动。此外，对罐进行冷却需要大量的液化气体。
此外，在其他应用中，还已知的是通过在罐的上部部分中喷洒和汽化残留在罐中的液化气体来对罐进行冷却。然而，现有技术的冷却程序需要大量的液化气体。现在，必须保留在罐中的液化气体的量降低了运输能力。
发明内容
本发明所基于的思想是提出了一种用于确定对液密热绝缘罐进行冷却的过程的至少一个使用参数的方法，从而使冷却过程的效率能够提高，该方法特别是在保证罐的结构的安全性和完整性的同时通过降低其持续时间和/或通过降低使用其所需的液化气体的量来进行。
根据一个实施方式，本发明提供了一种用于确定实施对液密热绝缘罐的内部空间进行冷却的过程中的至少一个第一参数的最优值的方法，液密热绝缘罐旨在装载液化气体，所述第一参数选自冷却方法的设定点最终温度和对冷却过程的冷却能力起作用的变量；所述罐包括至少热绝缘屏障和密封膜，该密封膜由热绝缘屏障支撑并且限定内部空间，该方法包括：
-连续地测试所述第一参数的多个不同值，测试第一参数的值中的一个值的每个阶段包括：
○通过供给冷却能力Pf来对罐的内部空间进行冷却，持续时间Δ直到罐的内部空间中的温度达到设定点最终温度Tc；所述冷却能力Pf或所述设定点最终温度Tc表示所述第一参数的测试值；
○在冷却后，将液化气体装载到罐的内部空间中；
○在对罐的内部空间进行冷却期间和/或在将液化气体装载到罐的内部空间中期间，测量表示热绝缘屏障内部的压力的变量P1并将该变量与至少一个特定阈值进行比较；以及
○如果变量P1越过至少一个特定阈值，则检测到故障；以及
-从多个测试值中选择下述值作为第一参数的最优值：对于所选择的值，在对应测试阶段期间内部空间中的冷却时间Δ最短并且没有检测到故障。
因此，这种方法在保证罐的安全性和完整性的同时通过监视以确保用于执行对罐进行冷却的过程的参数的最优值不会导致热绝缘屏障中的临界压力，来使冷却过程的效率能够提高。
根据各种实施方式，这种方法可以包括以下特征中的一个或多个。
根据一个实施方式，第一参数是对冷却过程的冷却能力起作用的变量。在这种情况下，至少在对罐的内部空间进行冷却期间，测量变量P1并将该变量与阈值进行比较。
根据一个实施方式，第一参数是冷却过程的设定点最终温度。在这种情况下，至少在将液化气体装载到罐的内部空间中期间测量变量P1并将该变量与阈值进行比较。
根据一个实施方式，使所述第一参数的各种值增加，并且测试所述第一参数的多个不同值，直到在该值中的至少一个值的测试阶段期间检测到故障，以及在该值中的至少一个其他值的测试阶段期间没有检测到故障。
根据一个实施方式，至少一个特定阈值包括大于或等于大气压力的恒定阈值Ps1，并且如果变量P1小于或等于Ps1，则检测到故障。这使得可以通过保证对于第一参数的最优值，热绝缘屏障保持被加压以防止空气进入所述热绝缘屏障中来确保罐的安全性。
根据一个实施方式，对于每个测试阶段，测量表示罐的内部空间内部的压力的变量Ptank，至少一个特定阈值包括与变量Ptank对应的变量阈值，并且如果变量P1大于或等于Ptank，则检测到故障。对于第一参数的最优值，这使得可以防止热绝缘屏障相对于罐的内部空间被加压，因为这样的情况易于导致密封膜撕裂。
根据一个实施方式，热绝缘屏障是第一级热绝缘屏障，罐还包括抵靠支撑结构搁置的第二级热绝缘屏障以及设置在第二级热绝缘屏障和第一级热绝缘屏障之间的第二级密封膜。对于每个测试阶段，在对罐的内部空间进行冷却期间和/或将液化气体装载到罐的内部空间中期间，测量表示第二级热绝缘屏障内部的压力的变量P2并将该变量P2与至少一个特定第二阈值进行比较，并且如果变量P2越过所述至少一个特定第二阈值，则检测到故障。因此，当罐具有两个密封膜和两个热绝缘屏障时，该方法使得可以在保证罐的安全性和完整性的同时通过监视以确保用于对罐进行冷却的过程的使用参数的最优值不会导致两个热绝缘屏障中的一个热绝缘屏障的临界压力，来提高冷却过程的效率。
根据一个实施方式，如果第一参数是对冷却过程的冷却能力起作用的变量，则至少在对罐的内部空间进行冷却期间，测量变量P2并将该变量与第二阈值进行比较。
根据一个实施方式，如果第一参数是冷却过程的设定点最终温度，则至少在将液化气体装载到罐的内部空间中期间，测量变量P2并将该变量与第二阈值进行比较。
根据一个实施方式，至少一个特定第二阈值包括大于或等于大气压力的恒定第二阈值Ps2，并且如果变量P2小于或等于Ps2，则检测到故障。这使得可以通过保证第二级热绝缘屏障针对第一参数的最优值保持被加压来确保罐的安全性。
根据一个实施方式，至少一个特定第二阈值包括等于变量P1的可变第二阈值，并且如果变量P2大于或等于P1，则检测到故障。这使得可以保护第二级密封膜，因为如果第二级热绝缘屏障中的压力大于第一级热绝缘屏障中的压力，则该第二级密封膜易于被撕裂。
根据一个实施方式，对于每个测试阶段，在对罐的内部空间进行冷却期间和/或将液化气体装载到罐的内部空间中期间，测量表示罐的内部空间内部的压力的变量Ptank并将该变量与大于大气压力的恒定阈值Pc1进行比较，并且如果变量Ptank大于或等于Pc1，则检测到故障。这使得可以确保，对于第一参数的最优值，蒸汽回路能够从罐的内部空间排出足够的蒸汽相流量以防止加压。
根据一个实施方式，如果第一参数是对冷却过程的冷却能力起作用的变量，则至少在对罐的内部空间进行冷却期间，将变量Ptank与Pc1进行比较。
根据一个实施方式，如果第一参数是冷却过程的设定点最终温度，则至少在将液化气体装载到罐的内部空间中期间，将变量Ptank与Pc1进行比较。
根据一个实施方式，将罐结合到船中，每个测试阶段包括在装载下进行航行的步骤，其中在将液化气体装载到内部空间中之后，该船航行。在航行的步骤期间，测量表示罐的内部空间内部压力的变量Ptank，并将该变量Ptank与大于大气压力的恒定阈值Pc2进行比较，并且如果变量Ptank大于或等于Pc2，则检测到故障。这样使得可以确保，对于第一参数的最优值，使用蒸汽相气体的回路的要求和/或能力足以在船正在航行时防止罐的内部空间中的压力增加过大。
根据一个实施方式，在选择了第一参数的最优值之后，测试第二参数的多个不同值，第一参数和第二参数分别与冷却过程的设定点最终温度和该过程的执行期间对冷却能力起作用的变量相对应，或者反之亦然；第二参数的值中的一个值的每个测试阶段包括：
○通过供给冷却能力Pf来对罐的内部空间进行冷却，持续时间Δ直到罐的内部空间中的温度达到设定点最终温度Tc；所述冷却能力Pf和所述设定点最终温度Tc分别表示第一参数的最优值和所述第二参数的测试值，或者反之亦然；
○在冷却后，将液化气体装载到罐的内部空间中；以及
○在对罐的内部空间进行冷却期间和/或将液化气体装载到罐的内部空间中期间，测量表示热绝缘屏障内部的压力的变量P1并将该变量与所述至少一个特定阈值进行比较；以及
○如果变量P1越过所述至少一个特定阈值，则检测到故障；以及
-从多个测试值中选择下述值作为第二参数的最优值：对于所选择的作为第二参数的最优值的值，在对应测试阶段期间，用以冷却内部空间的时间Δ最短，并且没有检测到故障。
根据一个实施方式，通过包括至少一个喷洒歧管的冷却单元对罐的内部空间进行冷却，该至少一个喷洒歧管设置在罐的内部空间中并且包括被布置成将液化气体喷洒到罐的内部空间中的多个喷洒喷嘴。
根据一个实施方式，将喷洒歧管连接到适于对喷洒流量起作用的至少一个可调节打开阀，并且对冷却过程的冷却能力起作用的变量与可调节打开阀的打开程度对应。
根据一个实施方式，本发明还提供了一种用于对配备有旨在存储液化气体的液密热绝缘罐的船进行装载的过程，其中：
-采用上述的方法来确定执行冷却过程的至少一个第一参数的最优值；
-对罐的内部空间进行冷却，直到罐的内部空间中的温度达到设定点最终温度；冷却能力或设定点最终温度表示第一参数的最优值；以及
-通过绝缘管道将液化气体从浮式或地面存储设施馈送到罐的内部空间。
附图说明
在下面的描述中，参考本发明的仅以非限制性的方式提供的多个实施方式的所附附图，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更加明显。
-图1是旨在运输液化天然气的罐的示意图。
-图2是示出了用于确定对罐进行冷却的过程的参数的最优值的方法的图。
-图3是表示用于对罐进行冷却的过程的参考标准曲线的图表。
-图4是表示用于对罐进行冷却的多个曲线的图表。
-图5是配备有罐的甲烷储罐船和用于对该罐进行装载/卸载的终端的剖面示意图。
具体实施方式
在图1中，呈现了用于存储液化气体的罐1。这种类型的罐1可以特别地安装在浮式结构上，例如安装在用于运输液化天然气的船，诸如甲烷储罐或乙烷储罐上。
罐1是用于存储液化气体的膜罐。罐1具有多层结构，该多层结构从外部到内部包括：第二级热绝缘屏障2，该第二级热绝缘屏障包括未示出的绝缘元件、抵靠支撑结构3搁置；第二级密封膜4，该第二级密封膜抵靠第二级热绝缘屏障2搁置；第一级热绝缘屏障5，该第一级热绝缘屏障包括未示出的绝缘元件、抵靠第二级密封膜4搁置；以及第一级密封膜6，该第一级密封膜旨在与罐1中容纳的液化气体接触。第一级密封膜6限定了旨在接收液化气体的内部空间11。举例来说，特别是在申请人开发的分别涉及MarkV、MarkIII和NO96技术的专利申请WO14057221、FR2691520和FR2877638中描述了这种膜罐。
旨在被存储在罐1中的液化气体特别地可以是液化天然气(LNG)，即主要包括甲烷以及一种或多种其他烃类的气态混合物。液化气体可以同样是乙烷或液化石油气(LPG)，即由对石油进行精炼得到的烃类的混合物，并且本质上包括丙烷和丁烷。
在所示的实施方式中，罐1还包括装载/卸载塔7，该装载/卸载塔架特别地用于在运输货物之前将货物装载到罐1中并且在货物运输之后将货物卸载。装载/卸载塔7包括三脚架型结构，即该装载/卸载塔包括：三个竖向塔架，三个竖向塔架通过横向构件彼此连接并且各自限定了用于装载和/或卸载货物的管线；和/或备用井，该备用井用于将备用卸载泵和卸载管线下降到罐中。装载/卸载塔7在其下端部支撑用于卸载货物的一个或多个泵8。
此外，第一级热绝缘屏障5和第二级热绝缘屏障2分别连接到惰性化设备17、18，该惰性化备适于将惰性气体诸如氮气注入所涉及的热绝缘屏障2、5中。惰性化设备17、18的功能是维持第一级热绝缘屏障5和第二级热绝缘屏障2中的内部大气，这防止了在热绝缘屏障2、5中存在空气。现在，必须强制性地防止空气存在，因为空气与货物的液化气体混合将易于形成易燃混合物。惰性化设备17、18还用于使第一级热绝缘屏障5和第二级热绝缘屏障2维持在压力下，即维持在高于大气压力的压力，以防止空气到热绝缘屏障2、5中的任何进入。每个惰性化设备17、18包括用于使惰性气体在相应的热绝缘屏障2、5中循环的泵，该泵连接到惰性气体生成器，例如使液氮蒸发的气化器。控制每个惰性化设备17、18，以迫使第一级热绝缘屏障5和第二级热绝缘屏障2内部的压力到达大气压力以上的设定点压力。
此外，罐1配备有蒸汽收集器导管19，该蒸汽收集器导管穿过罐1的顶壁并且使用蒸汽相气体连接到回路20。蒸汽导管19配备有安全阀21，如果罐1的内部空间11中的蒸汽的压力在介于0.1巴至2巴(含)之间和例如介于0.2巴至0.4巴(含)之间的阈值压力以上，则该安全阀被设定为排出蒸汽相气体。其目的在于控制罐1内部的压力，以便防止易于损坏该罐的升高的压力。
此外，使用蒸汽相气体的回路20可以包括以下类型的装备中的一种或多种：燃烧器；发电机；用于推进船的电机；以及再液化设备。为了供应用于推进船的电机，使用蒸汽相气体的回路还包括用于压缩所述电机上游的气体的压缩机。
此外，蒸汽收集器导管19还连接到蒸汽回路23，以用于在对罐1的内部空间11进行冷却时以及在向罐1装载液化气体期间使蒸汽相气体返回到装载终端。蒸汽回路23包括用于使蒸汽相气体返回到装载终端的装备，诸如一个或多个压缩机。
罐1还包括用于对罐进行冷却的单元9。用于对罐进行冷却的单元9包括一个或多个喷洒歧管10，该喷洒歧管设置在罐的内部空间11中、位于罐1的顶壁附近。喷洒歧管10例如连接到未示出的馈送导管，该馈送导管穿过罐1的壁并且旨在连接到装载终端。喷洒歧管10包括规则分布的喷洒喷嘴12。根据一个实施方式，喷洒歧管10连接到可调节阀，该可调节阀用于改变在罐1的内部空间11中汽化的液化气体的流量并因此用于改变冷却单元9的冷却能力。根据其他实施方式，也可以通过改变液化气体被馈送到喷洒歧管10的压力来修改液化气体的流量。
此外，罐1配备有多个压力传感器13、14、15。
罐1更特别地配备有：
-压力传感器13，该压力传感器用于供给罐1的内部空间11内部的气相的压力的测量值Ptank；
-压力传感器14，该压力传感器用于供给第一级热绝缘屏障5内部的气相的压力的测量值P1；以及
-压力传感器15，该压力传感器用于供给第二级热绝缘屏障2内部的气相的压力的测量值P2。
罐1还包括温度测量设备16，该温度测量设备用于供给表示罐1的内部空间11中的气相的温度的一个或多个变量。根据图1中所示的有利实施方式，温度测量设备16包括竖向地分布在罐的内部空间11中的多个温度传感器16a、16b、16c、16d、16e、16f。在这种情况下，温度测量设备16能够供给变量Ttank，该变量表示罐中的平均温度并且通过对由温度测量设备16的温度传感器16a、16b、16c、16d、16e、16f中的多个或全部温度传感器供给的温度测量值进行平均来计算。
冷却单元9由控制单元22控制，该控制单元特别地连接到温度测量设备16。
用于对罐1进行冷却的过程如下。冷却单元9被馈送例如来自装载终端的液化气体，并且使罐1中的液化气体汽化，以便对内部空间11进行冷却。因此，冷却单元9具有冷却能力，该冷却能力特别地取决于供应给喷洒歧管的液化气体的流量和液化气体的蒸发潜热的流量。控制单元22维持冷却单元9的运行，直到由温度测量设备16供给的变量Ttank达到设定点最终温度Tc。
参考图2的图，现在描述用于确定对罐1进行冷却的过程的使用参数的最优值的方法。在该实施方式中，必须确定其最优值的参数是设定点最终温度Tc。同样，在该实施方式中，连续地测试设定点最终温度Tc的多个值，针对设定点最终温度Tc值的多个测试阶段，使冷却过程的影响冷却能力的参数维持恒定。
根据一个实施方式，待测试的设定点最终温度Tc相对于图3中所表示的用于对罐1进行冷却的标准动力学在连续的步骤中增加。来自图3的参考标准动力学对应于在约10小时的时间段内将罐从约40℃的初始温度冷却到-130℃的最终温度。
在每个测试阶段中，在第一步骤100期间，限定待测试的设定点最终温度Tc的值。根据一个实施方式，为了限定待测试的设定点最终温度Tc，从图3中所表示的参考标准动力学的最终温度开始，例如按照步骤以5℃使设定点最终温度Tc连续地增长。
在图3中通过示例呈现了待测试的多个设定点最终温度Tc：-125℃、-120℃、-115℃以及-110℃。
在第二步骤101期间，通过供给恒定冷却能力Pf来对罐进行冷却，持续时间Δ直到罐1的内部空间11中的温度Ttank已达到待测试的设定点最终温度Tc。在第二步骤101期间，罐是空的，表示小于罐1的体积的10％的液相气体可以除外。
重要的是确保罐1的第一级热绝缘屏障5和第二级热绝缘屏障2中以及罐的内部空间11中的压力满足保证罐1的安全性和完整性的条件。
同样，在该第二步骤期间，连续地测量第一级热绝缘屏障5内部的压力P1、第二级热绝缘屏障2内部的压力P2以及内部空间11中的压力Ptank。
此外，将第一级热绝缘屏障5内部的压力P1与大于或等于大气压力的恒定阈值Ps1进行比较，并且如果压力P1小于或等于阈值Ps1，则检测到故障。阈值Ps1例如等于大气压力。同样，将第二级热绝缘屏障2内部的压力P2与大于或等于大气压力的恒定阈值Ps2进行比较，并且如果压力P2小于或等于阈值Ps2，则检测到故障。阈值Ps2例如等于大气压力。这些验证使得可以确保：惰性化设备17、18能够生成足以补偿第一级热绝缘屏障5和第二级热绝缘屏障2中的压力降的惰性气体流量，所述压力降是由所述第一级热绝缘屏障5和所述第二级热绝缘屏障2中的惰性气体在温度下降时被压缩而引起的。因此，故障的检测意味着，惰性化设备17、18中的至少一个惰性化设备不能使相应的热绝缘屏障维持在用于对应测试阶段的冷却条件的压力下。
此外，还将第一级热绝缘屏障5内部的压力P1与内部空间11中的压力Ptank进行比较，并且如果压力P1变得大于或等于Ptank，则检测到故障。实际上，第一级热绝缘屏障5中的压力相对于罐1的内部空间11中的压力的增加易于导致第一级密封膜6撕裂。为了保证第一级密封膜6的完整性，则有必要将第一级热绝缘屏障5中的压力维持成小于罐1的内部空间11中的压力，使得第一级密封膜6的两侧的压力差趋于将该第一级密封膜按向第二级热绝缘屏障2，而不是将该第一级密封膜从该第二级热绝缘屏障2撕裂下来。
此外，在一些实施方式中，特别是当第二级密封膜6是金属膜时，如同NO96和MarkV技术中的情况，也有必要使第二级热绝缘屏障2内部的压力低于第一级热绝缘屏障5内部的压力，以便保证第二级密封膜4的完整性。同样，在这种情况下，将第一级热绝缘屏障5中的压力P1与第二级热绝缘屏障2中的压力P2进行比较，并且如果压力P2大于或等于压力P1，则检测到故障。
此外，将罐1的内部空间11中的压力Ptank与恒定阈值Pc1进行比较，如果压力Ptank大于或等于该阈值Pc1，则检测到故障。阈值Pc1是大于大气压力的恒定阈值。阈值Pc1具有小于或等于安全阀21被设定到的压力的值。阈值Pc1例如约为0.17巴。该验证使得可以确保，对于对应测试阶段的冷却条件，蒸汽回路23并且特别是其装备能够将蒸汽相的流排出到例如装载终端，以防止罐1的内部空间11中的压力增加过高。
在第三步骤102期间，用来自装载终端的液化气体对罐1进行装载。如在对罐进行冷却(步骤101)期间，将第一级热绝缘屏障5和第二级热绝缘屏障2中的压力以及罐的内部空间11中的压力与阈值进行比较，以便验证它们是否满足使得能够保证罐1的安全性和完整性的上述的条件。
特别是，如在对罐进行冷却(步骤101)期间，连续地验证是否满足以下不等式中的至少一个不等式，并且如果不再满足所述不等式，则检测到故障：
P1>Ps1；
P2>Ps2；
Ptank>P1；
P1>P2；以及
Pc1>Ptank。
此外，在将液化气体装载到罐1的内部空间11中之后，每个测试阶段还需要在装载下进行航行的步骤(步骤103)，在此期间船航行。
在装载下进行航行的步骤103期间，将罐1的内部空间11中的压力Ptank与恒定阈值Pc2进行比较，并且如果压力Ptank大于或等于阈值Pc2，则检测到故障。阈值Pc2是大于大气压力的恒定阈值。阈值Pc2具有小于或等于安全阀21被设定到的压力的值。阈值Pc2例如约为0.20巴。该验证使得可以确保在船的航程期间，该船的至少一个罐1已经根据对应测试阶段的冷却步骤的条件进行了冷却，使用处于蒸汽相的气体的回路20的要求和/或能力足以防止罐1的内部空间11中的压力上升过高。
如果在上述的步骤101、102、103之一中检测到故障，则停止测试。然后，选择先前所测试的较低值，即在测试阶段期间用于使对罐1进行冷却的时间最短并且没有检测到任何上述故障(步骤104)的值，作为设定点温度Tc的最优值。
相反，如果在用于设定点温度Tc的测试值的上述步骤之一中没有检测到故障，则可以执行包括步骤100、101、102和103的新测试阶段，将比先前测试阶段的值大的值作为待测试的设定点最终温度Tc的新值。
执行多个测试阶段，直到待测试的参数的值导致检测到故障。
根据一个实施方式，控制单元22存储所测量的各种变量Ttank、Ptank、P1和P2的演变；在各种变量和阈值之间进行上述的比较；存储检测到的故障并供给所涉及的参数的最优值。
但是注意，在某些应用中，罐的某些装备诸如，例如装载/卸载塔7的三脚架结构或泵8对热冲击敏感。然后，对该装备进行冷却的限制规格也易于限制设定点最终温度Tc的增加。而且，可以通过下述方式来考虑这些约束，所述方式为针对待测试的设定点温度Tc，检验所述装备的对热冲击敏感的温度小于所述装备的临界冷却温度，即在向罐装载液化气体之前所述装备必须已下降到其以下的温度。替代地，为了避免这些约束，同样可以继续给对热冲击最敏感的装备进行局部冷却。
根据另一实施方式，冷却过程的必须确定其最优值的参数不是设定点最终温度Tc，而是对由冷却单元9供给的冷却能力起作用的变量。举例来说，待测试的参数可以特别是对喷洒喷嘴进行供应的阀的打开程度。在该实施方式中，然后在针对阀的打开程度的值的多个测试阶段，使设定点最终温度Tc维持恒定的同时，测试阀的打开的多个值。设定点最终温度Tc例如约为130℃。
图4以通过示例示出了与阀的不同打开程度对应的多个罐冷却动力学。
可以采用与参考图2描述的方法类似的方法来确定对喷洒喷嘴12进行供应的阀的最优打开值。然而，该方法的不同之处在于，在第一步骤100期间，限定阀的打开的值。根据一个实施方式，为了限定待测试的阀的各种打开程度，使该阀的打开值以恒定的步骤——对应于例如所述阀的5％的打开进程——连续地增加。
在第二步骤101期间，通过供给取决于待测试的、对喷洒喷嘴12进行供应的阀的打开的值的冷却能力来对罐1进行冷却，直到罐1的内部空间11中的温度Ttank已达到设定点最终温度Tc。
参考图2描述的确定阀的打开的最优值的步骤101、102和103的其他特征是类似的。
如果在上述的步骤101、102、103之一中检测到故障，则停止测试。然后，将先前的值，即在测试阶段期间冷却能力最高(因此用于对罐进行冷却的时间最短)并且没有检测到任何已验证的故障(步骤104)的值选择为阀的打开程度的最优值。
相反，如果在用于阀的测试打开程度的上述的步骤之一中没有检测到故障，则可以执行包括步骤100、101、102和103的新测试阶段，将比先前测试阶段的值大的值作为待测试的打开程度的新值。
进行多个测试阶段，直到待测试的参数的值导致检测到故障。
通过示例的方式描述了其中必须确定的对冷却能力起作用的变量的最优值与该阀的打开程度对应的该实施方式。然而，在其他变型实施方式中，易于修改成对冷却能力起作用的变量不是阀的打开程度，而是例如由供应喷洒歧管10的压力构成。
此外，根据有利的实施方式，首先使用参考图2描述的方法确定设定点最终温度Tc的最优值。其次，然后通过上文所描述的方法，使用针对用于测试对冷却能力起作用的变量的值而被先前确定的设定点最终温度Tc的最优值，来确定对冷却能力起作用的变量的最优值。
根据另一变型实施方式，该过程以颠倒的顺序执行，首先确定对冷却能力起作用的变量的最优值，其次然后使用对冷却能力起作用的变量的最优值测试设定点最终温度Tc的值，来确定设定点最终温度Tc。
当已经确定上述的两个参数的最优值时，通过供给冷却能力对罐的内部空间11进行冷却，直到罐1的内部空间11中的温度Ttank达到设定点最终温度Tc；冷却能力Pf和设定点最终温度Tc分别表示上述的两个参数中的一个参数的最优值和另一个参数的最优值。这确保了在冷却期间、在对罐进行装载期间以及在船航行时，在不降低罐的安全性和完整性的情况下对罐1快速冷却。
参考图5，甲烷储罐70的剖面示出了安装在该船的双壳体72中的、具有棱柱状的大体形状的液密热绝缘罐71。罐71的壁包括旨在与罐中所容纳的LNG接触的第一级液密屏障；布置在第一级液密屏障和船的双壳体72之间的第二级密液屏障；以及分别布置在第一级液密屏障与第二级液密屏障之间的以及在第二级液密屏障与双壳体72之间的两个绝缘屏障。
以本身已知的方式，可以通过适当的连接器将设置在船的顶甲板上的装载/卸载管道73连接到海上或港口终端，以将LNG货物从罐71转移或转移到该从罐。
图5示出了海上终端的实施例，该海上终端包括装载和卸载站75、水下管道76和地面设施77。装载和卸载站75是固定的离岸设施，包括移动臂74和支撑移动臂74的塔78。移动臂74承载一束绝缘柔性管79，该绝缘软管可以连接到装载/卸载管道73。可定向的移动臂74适于所有甲烷储罐的装载量规。未示出的连接管道在塔78内部延伸。装载和卸载站75使得能够实现从地面设施77到甲烷储罐70的装载以及从甲烷储罐到该地面设施的卸载。后者包括液化气体存储罐80和经由水下管道76连接到装载或卸载站75的连接管道81。水下管道76能够使液化气体在装载或卸载站75与地面设施77之间在较大距离(例如5公里)内转移，这使得甲烷储罐船70能够在装载和卸载运行期间保持与海岸的较大距离。
船70上的泵和/或配备地面设施77的泵和/或配备装载和卸载站75的泵用于生成转移液化气体所需的压力。
尽管已经结合多个特定实施方式描述了本发明，但是明显的是，本发明绝不限于这些实施方式，并且明显的是，如果所描述的手段的所有技术等同物和组合落入由权利要求限定的本发明的范围内，则本发明涵盖所描述的手段的所有技术等同物和组合。
动词“包括(toinclude)”或“包括(tocomprise)”及其共轭形式的使用不排除存在权利要求中所陈述的元件或步骤之外的元件或步骤。
在权利要求中，括号之间的任何附图标记不应被解释为对权利要求的限制。

Claims (12)

1.一种用于确定实施对液密热绝缘罐(1)的内部空间(11)进行冷却的过程中的至少一个第一参数的最优值的方法，所述液密热绝缘罐旨在装载液化气体，所述第一参数选自冷却方法的设定点最终温度和对冷却过程的冷却能力起作用的变量；所述罐(1)包括至少热绝缘屏障(5)和密封膜(6)，所述密封膜由所述热绝缘屏障(5)支撑并且限定所述内部空间(11)，所述方法包括：
-连续地测试所述第一参数的多个不同值，测试所述第一参数的值中的一个值的每个阶段包括：
○通过供给冷却能力Pf来对所述罐(1)的所述内部空间(11)进行冷却，持续时间Δ直到所述罐(1)的所述内部空间(11)中的温度达到设定点最终温度Tc；所述冷却能力Pf或所述设定点最终温度Tc表示所述第一参数的测试值；
○在冷却后，将液化气体装载到所述罐(1)的所述内部空间(11)中；
○在对所述罐(1)的所述内部空间(11)进行冷却期间和/或在将所述液化气体装载到所述罐(1)的所述内部空间(11)中期间，测量表示所述热绝缘屏障(5)内部的压力的变量P1并将所述变量与至少一个特定阈值进行比较；以及
○如果所述变量P1越过所述至少一个特定阈值，则检测到故障；以及
-从多个测试值中选择下述值作为所述第一参数的最优值：对于所选择的值，在对应测试阶段期间，所述内部空间(11)中的冷却时间Δ最短并且没有检测到故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个特定阈值包括大于或等于大气压力的恒定阈值Ps1，并且其中，如果所述变量P1小于或等于Ps1，则检测到故障。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于每个测试阶段，测量表示所述罐(1)的所述内部空间(11)内部的压力的变量Ptank，其中，所述至少一个特定阈值包括与变量Ptank对应的变量阈值，并且其中，如果所述变量P1大于或等于Ptank，则检测到故障。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述热绝缘屏障是第一级热绝缘屏障，所述罐(1)还包括抵靠支撑结构搁置的第二级热绝缘屏障(2)以及设置在所述第二级热绝缘屏障(2)和所述第一级热绝缘屏障之间的第二级密封膜，其中，对于每个测试阶段，在对所述罐(1)的所述内部空间(11)进行冷却期间和/或将所述液化气体装载到所述罐(1)的所述内部空间(11)中期间，测量表示所述第二级热绝缘屏障(2)内部的压力的变量P2，并将所述变量P2与至少一个特定第二阈值进行比较，以及其中，如果所述变量P2越过所述至少一个特定第二阈值，则检测到故障。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述至少一个特定第二阈值包括大于或等于大气压力的恒定第二阈值Ps2，并且其中，如果所述变量P2小于或等于Ps2，则检测到故障。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述至少一个特定第二阈值包括等于所述变量P1的可变第二阈值，并且其中，如果所述变量P2大于或等于P1，则检测到故障。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，对于每个测试阶段，在对所述罐(1)的所述内部空间(11)进行冷却期间和/或将所述液化气体装载到所述罐(1)的所述内部空间(11)中期间，测量表示所述罐(1)的所述内部空间(11)内部的压力的变量Ptank，并将所述变量Ptank与大于大气压力的恒定阈值Pc1进行比较，并且其中，如果所述变量Ptank大于或等于Pc1，则检测到故障。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，将所述罐(1)结合到船中，其中，每个测试阶段包括在装载下进行航行的步骤，其中，在将所述液化气体装载到所述内部空间(11)中之后，所述船航行，并且其中，在所述航行的步骤期间，测量表示所述罐(1)的所述内部空间(11)内部的压力的变量Ptank并将所述变量Ptank与大于大气压力的恒定阈值Pc2进行比较，并且其中，如果变量Ptank大于或等于Pc2，则检测到故障。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，在已选择所述第一参数的最优值之后，测试第二参数的多个不同值，所述第一参数和所述第二参数分别与冷却过程的设定点最终温度以及该过程的执行期间对冷却能力起作用的变量相对应，或者反之亦然；所述第二参数的值中的一个值的每个测试阶段包括：
○通过供给冷却能力Pf来对所述罐(1)的所述内部空间(11)进行冷却，持续时间Δ直到所述罐(1)的所述内部空间(11)中的温度达到设定点最终温度Tc；所述冷却能力Pf和所述设定点最终温度Tc分别表示所述第一参数的最优值和所述第二参数的测试值，或者反之亦然；
○在冷却后，将液化气体装载到所述罐(1)的所述内部空间(11)中；以及
○在对所述罐的所述内部空间(11)进行冷却期间和/或将所述液化气体装载到所述罐的所述内部空间(11)中期间，测量表示所述热绝缘屏障(5)内部的压力的变量P1并将其与所述至少一个特定阈值进行比较；以及
○如果所述变量P1越过所述至少一个特定阈值，则检测到故障；以及
-从多个测试值中选择下述值作为所述第二参数的最优值：对于所选择的作为所述第二参数的最优值的值，在对应测试阶段期间，用以冷却所述内部空间(11)的时间Δ最短，并且没有检测到故障。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，通过包括至少一个喷洒歧管(10)的冷却单元(9)对所述罐的所述内部空间(11)进行冷却，所述至少一个喷洒歧管设置在所述罐的所述内部空间(11)中并且包括被布置成将液化气体喷洒到所述罐(1)的所述内部空间(11)中的多个喷洒喷嘴(12)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述喷洒歧管(10)连接到适于对喷洒流量起作用的至少一个可调节打开阀，并且其中，对所述冷却过程的冷却能力起作用的变量与所述可调节打开阀的打开程度相对应。
12.一种用于对配备有旨在存储液化气体的液密热绝缘罐的船(70)进行装载的方法，其中：
-采用根据权利要求1至11中任一项所述的方法来确定执行冷却过程的至少一个第一参数的最优值；
-对罐的内部空间(11)进行冷却，直到所述罐的所述内部空间(11)中的温度达到设定点最终温度；冷却能力或所述设定点最终温度表示所述第一参数的最优值；以及
-通过绝缘管道(73、79、76、81)将液化气体从浮式或地面存储设施(77)馈送到所述罐的所述内部空间(11)。
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