CN112703153A - 具备天然气液化装置的浮动设备的制造方法 - Google Patents

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CN112703153A CN201880097519.2A CN201880097519A CN112703153A CN 112703153 A CN112703153 A CN 112703153A CN 201880097519 A CN201880097519 A CN 201880097519A CN 112703153 A CN112703153 A CN 112703153A
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冈本尚子
金山维史
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Abstract

提供一种可降低成本、缩短工期的具备天然气液化装置的浮动设备的制造方法。天然气液化装置至少包括对天然气进行液化的冷却端单元。而且，该具备天然气液化装置的浮动设备的制造方法，包括：将构成所述天然气液化装置的处理机器设于基座上的工序；然后，悬架所述基座，将其搬运并设置于配置在海上的浮动单元上的工序；其中，将所述基座搬运并设置在浮动单元上的工序包括：在悬架所述基座时，将用于防止因该基座受力而发生变形的加强件与所述基座一起搬运至所述浮动单元的工序。

Description

具备天然气液化装置的浮动设备的制造方法
技术领域
本发明涉及一种具备天然气液化装置的浮动设备的制造方法。
背景技术
一种被称为FLNG(Floating Liquefied Natural Gas)的浮动设备，作为对气田产出的天然气进行液化处理的设备，船体等浮动单元配置在海上，该浮动单元上设置有天然气液化装置。设于浮动单元上的天然气液化装置，具备：用于从液化前的天然气(NaturalGas:NG)中除去各种杂质的预处理机器、以及用于对预处理后的天然气进行冷却及液化从而获取LNG(Liquefied Natural Gas)的液化处理机器等多个处理机器。
详情如本发明的实施方式所述，在建造这种FLNG时，需降低成本，缩短建造工期。专利文献1所示为大型海上浮动设备的结构例，该大型海上浮动设备作为FLNG，具备天然气液化设施和LNG储罐。但是，满足上述要求的技术领域尚属空白。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2015-13494号公报
发明内容
发明需要解决的课题
鉴于上述情况，本发明提供一种具备天然气液化装置的浮动设备的制造方法，不仅可以降低成本，还可以缩短工期。
用于解决课题的方案
本发明提供一种具备天然气液化装置的浮动设备的制造方法，其中，
所述天然气液化装置至少包括将天然气液化的冷却端单元，
包括：将构成所述天然气液化装置的处理机器设于基座上的工序；
然后，悬架所述基座，在天然气液化装置工作时，将其搬运并设置于配置在海上的浮动单元上的工序；
其中，将所述基座搬运并设置在浮动单元上的工序包括：
在悬架所述基座时，将用于防止因该基座受力而发生变形的加强件与所述基座一起搬运至所述浮动单元的工序。
发明效果
根据本发明，包括：将构成天然气液化装置的处理机器设于基座上的工序；然后，悬架基座，将其搬运并设置于配置在海上的浮动单元上的工序，在悬挂架座时，将用于防止因该基座受力而发生变形的加强件与该基座一起搬运至所述浮动单元。由于能够同时进行浮动单元的制造和处理机器的制造，所以能够缩短具备天然气液化装置的浮动设备的工期。此外，通过使用基座和加强件进行搬运，在搬运处理机器时能够减少所需的大型结构，所以，于具备天然气液化装置的浮动设备而言，可以降低制造成本。
附图说明
图1为示出构成FLNG的天然气液化装置所执行的处理流程的框图。
图2为示出板状模块的一例的示意图。
图3为示出搬运板状模块的说明图。
图4为示出板状模块的另一结构例的说明图。
图5为示出了安装有用于执行本发明的第1实施方式所涉及的制造方法的临时夹具的所述板状模块的侧面示意图。
图6示出了构成所述FLNG的船体和安装有所述临时夹具的板状模块的平面示意图。
图7为示出了使用所述临时夹具的FLNG制造工程的一例的工程图。
图8为示出了使用所述临时夹具的FLNG制造工程的一例的工程图。
图9为示出了使用所述临时夹具的FLNG制造工程的一例的工程图。
图10为示出了使用所述临时夹具的FLNG制造工程的一例的工程图。
图11为示出了使用所述临时夹具的FLNG制造工程的一例的工程图。
图12为示出了使用所述临时夹具的FLNG制造工程的一例的工程图。
图13为用于执行本发明的第2实施方式所涉及的制造方法的板状模块的侧面示意图。
图14为所述第2实施方式所涉及的板状模块的斜视示意图。
图15为示出使用所述第2实施方式所涉及的板状模块的FLNG制造工程的一例的工程图。
图16为示出使用所述第2实施方式所涉及的板状模块的FLNG制造工程的一例的工程图。
具体实施方式
图1为示出构成FLNG1的天然气(NG)液化装置所执行的处理流程的框图。本实施例的NG液化装置对包含在NG中的甲烷进行分离和液化。此外，FLNG1作为浮动单元，具备NG液化装置工作时配置在海上的船体11。船体11未在图1中示出，将在后文中进行说明。
通过对海底气田产出的NG进行水中搬运的立管所接收的NG被供给至图1所示的气液分离单元21中。而且，在气液分离单元21将NG中包含的液体分离之后，进行预处理以去除各种杂质。对于其液体已经被气液分离单元21分离的NG，首先通过酸性气体去除单元22来去除酸性气体。酸性气体去除单元22例如由具备使吸收酸性气体的吸收液和天然气逆流接触的接触塔的吸收设备构成，二氧化碳和硫化氢是酸性气体，在液化时中可能会在LNG中凝固，把它们从天然气吸收至吸收液中，并将其去除。
对于经过酸性气体去除单元22处理过的NG，通过除水单元23除去其中水分，然后再通过除汞单元24将汞去除。除水单元23和除汞单元24例如具备分别装有吸附水分的吸附剂和吸附汞的汞吸附剂等的吸附塔。上述气液分离单元21、酸性气体去除单元22、除水单元23和除汞单元24在冷却之前分离NG中的液体，并从气体中去除杂质，所有这些处理单元21、22、23和24也称为加热端单元2。另外，除汞单元24可以放置在酸性气体去除单元22的前段。
接下来，对已经去除杂质的天然气进行冷却，再通过烃分离单元31将甲烷与重烃分离，其中，重烃为具有2以上的碳原子的液态烃成分。例如，烃分离单元31上设置有作为蒸馏塔使用的脱甲烷器。通过液化单元32，对烃分离单元31所分离的甲烷进行液化和冷却，得到液化天然气(LNG)。液化单元32上设有采用主制冷剂(由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氮气等构成的混合制冷剂或氮制冷剂)对甲烷进行液化的主超低温换热器(MCHE:Main CryogenicHeat Exchanger)。另外，主超低温换热器(MCHE)是指螺旋缠绕式或冷箱式等的热交换器。
此外，在烃分离单元31中与甲烷分离的具有2个以上碳原子的重烃中，通过蒸馏单元34对乙烷、丙烷和丁烷依次进行蒸馏和分离。包含乙烷和少量甲烷的轻质成分返回到液化单元32，丙烷和丁烷用作FLNG1中的LPG(部分乙烷也用作FLNG1中的制冷剂)或者出货。此外，残留的重质成分作为冷凝液被搬运至后述冷凝液罐43中。蒸馏单元34上设置有用于蒸馏分离乙烷、丙烷和丁烷的蒸馏塔，蒸馏塔包含脱乙烷器、脱丙烷器和脱丁烷器。
然后，LNG通过末端闪蒸单元33被送到LNG罐44，该末端闪蒸单元通过气化(末端闪蒸)LNG中的部分来调整LNG的温度。储存在LNG罐44中的LNG被装运到例如与船体11相接的LNG油船中后出货。其中，由于烃分离单元31、液化单元32、末端闪蒸单元33和蒸馏单元34用于对冷却的烃液体进行处理，因此，这些处理单元31、32、33和34也称为冷却端单元3。
此外，通过气液分离单元21从天然气中分离出的一部分液体成分(冷凝液)再通过蒸汽压力调整单元41去除轻烃后，被储存于冷凝液罐43中出货。进一步地，从完成气液分离的冷凝液中相位分离出含有水分的防冻液，通过该防冻液再生单元42进行再生处理。单乙二醇(MEG)等用于防冻液，将再生的防冻液重新供应至天然气井。
此外，从末端闪蒸气体或LNG罐44中的LNG中蒸发出的蒸发气体(BOG)由压缩机等构成的增压器45进行增压，部分增压气体用作燃烧气体，剩余部分则返回液化单元32的入口侧。
处理单元应对由立管接收至NG液化装置中的天然气，或者该天然气生成的气体和液体进行温度和压力调整等处理。因此，除了构成加热端单元2和冷却端单元3的上述各单元之外，处理单元还包含图1中的蒸汽压力调整单元41、防冻液再生单元42以及升压单元45。各处理单元作为处理机器包含塔罐和热交换器等静态机器，以和/或泵等动态机器。构成NG液化装置的每个上述处理单元均设置在设于船体11上的多个甲板中的后述图6所示的最上层甲板(upper deck)14上。本实施例中，用于分别储存作为NG液化装置的最终产物的LNG和冷凝液的罐43、44作为未包含在处理单元中的机器设于船体11内，即甲板14的下方。
为了缩短FLNG1的工期，最好同时建造船体11及包含在该船体11中的罐43、44以及构成设于船体的甲板14上的上述处理单元的构造物。因此，若分配构成上述处理单元的处理机器，并被组装在一起的构造物叫做模块，则在不同场所进行船体11的建造和多个模块的建造。一般情况下，在建造完成各模块后，用起重机吊起每个模块，将其搬运到船体11上，并进行安装。另外，虽然模块是指一种包含设于上述船体11的甲板14上的处理机器，统一建造的构造物，但是由于要像上述方法一样进行搬运，所以还包括一起被搬运至船体11上的构造物。
关于上述模块，例如一般情况下是采用钢筋形成框架，用作操作人员的脚手架，然后在框架内设置并建造上述处理机器及其附带的配管等构造物。我们将包含这种框架的传统上的模块称为块状模块。对于该块状模块，通过使用起重机支撑吊起框架，连接在该框架上的上述构造物也一起被吊起，和框架一起搬运安装于船体11上。但是，在如此使用块状模块建造FLNG1时，需要使用非常多的钢筋来形成框架，导致FLNG1的制造成本大幅增加。
基于上述情况，本发明人正在考虑将与块状模块结构不同的模块用于建造FLNG1。具体来说，正在研究将构成上述处理机器等的处理单元的构造物设于基座上，将此结构的模块用于建造FLNG1，这样具备基座的模块称为板状模块。
作为上述板状模块的一例，图2示出了板状模块51的侧面示意图。图中，52为基座，而在基座52上设有多个处理机器53。此外，基座52上还设有处理机器53所附带的配管54以及用来支撑配管54的管架55。设于基座52上的处理机器53的数量不限于图2示例中所示的多个，也可以是1个，也可以不设置配管54和管架55。如上所述，在与船体11不同的场所设施中建造板状模块51。具体来说就是，先建造基座52，然后在基座52上设置处理机器53。此外，根据需要，在基座52上设置上述配管54和管架55。
然而，考虑到将板状模块51设置在船体11上时，通过起重机56支撑并吊起基座52，从而将该基座52搬运安装至船体11的甲板上。但是，当基座52以这种方式悬架在起重机56上时，该基座52则会承受较大的载荷。因此，如图3所示，基座52可能会发生变形。图4为示出了基座52的另一结构例的示意图。图4所示的示例中，通过增加基座52的厚度和强度大于图2所示的示例，以防止出现上述变形。但是，这样加厚基座52会提高成本。
因此，在本发明的第1实施方式中，将多个图2中所说明的板状模块51设置在船体11上以建造FLNG1。采用临时夹具61将板状模块51搬运至船体11上。图5示出了安装了临时夹具61的状态下的板状模块51的侧面示意图。此外，图6示出了安装有临时夹具61的板状模块51和船体11的平面示意图。
如图6所示，对将板状模块51搬运至其上的船体11进行说明，船头设有转塔12。FLNG1工作时，船体11配置在海上，如上所述，用于从转塔12向气液分离单元21供给NG的立管13和用于拴住船体11的省略图示的系留绳索伸向海底。图中各虚线框内为甲板14的板状模块51的基座52的设置区域15，如图所示，板状模块51分别设置在多个设置区域15内。用于支撑板状模块51的基座52的多个底座16分别设在各设置区域15中。另外，图6所示的船体11结构为一例，因此在图6中，设置区域15分别在船体11的左右两侧前后排列设置，但是，各设置区域15的布局并非局限于此。
临时夹具61是由至少多个垂直支柱62和将多个支柱62彼此连接的梁63所构成的框架。例如，支柱62沿着基座52的周缘部间隔配置，并设于基座52的中央。例如，梁63在上方和下方多段设置。支柱62的数量和梁63的段量是任意设定的，以防止以后述方式搬运各板状模块51时，基座52发生变形。各支柱62通过螺栓等固定工具或焊接/切割等方式可拆卸地设于基座52上。此外，除了支柱62和梁63之外，可以根据需要添加斜杆。如后所述，在该示例中，临时夹具61可以在板状模块51间重复使用。此时，临时夹具61可以在每个板状模块51中共同使用。另外，还可以使用不同尺寸的临时夹具61。
在建造所述板状模块51的同时，还可以建造船体11以及包含在该船体11中的储罐43、44。下面，参照图7～图12说明在建造上述包括板状模块51以及储罐43、44的船体11之后，使用上述临时夹具61的FLNG1的制造工程的一例。具体来说，在图7～图12中示出了，从设于等待模块的设施17上的底座18，将建造完成的多个板状模块51中的2个搬运并设置于停靠在码头的船体11上的情形。
首先，将临时夹具61安装至板状模块51中的一个上(图7)。接下来，使用起重机56支撑并吊起临时夹具61，将板状模块51搬运至船体11的甲板14上(图8)。此时，对起重机56上悬架的临时夹具61施加应力，与图3中所说明的用起重机56吊起基座52相比，施加在基座52上的应力较小。即，将应力分散于临时夹具61中，防止应力集中在基座52上。从而防止该基座52发生变形。
将基座52固定设置于船体11的甲板14的底座16上(图9)，解除基座52与临时夹具61之间的固定，通过起重机56吊起临时夹具61(图10)，返回设施17。然后，将该临时夹具61安装到另一个板状模块51上(图11)，该板状模块51以与先前搬运至船体11上的板状模块51相同的方式被搬运到船体11的底座16上。然后，固定板状模块51的基座52和底座16(图12)。
如上所述，虽然有多个板状模块51被搬运至船体11，但是其他板状模块51也可以通过与图7～图12中所说明的2个板状模块51相同的方式进行搬运。即，将临时夹具61安装在未搬运的板状模块51上并搬运至船体11，然后，将临时夹具61从搬运完毕的板状模块51上取下来，安装在其他未搬运的板状模块51上，将板状模块51依次搬运至船体11上。
根据第1实施方式中的FLNG1的制造方法，在建造包含储罐43、44在内的船体11时，可以将包含构成NG液化装置的处理机器53在内的构造物作为板状模块51建造。进一步地，由于使用板状模块51的基座52进行搬运，所以，与采用上述箱式模块的情况相比，无需围绕处理机器53建造大型复杂框架。此外，由于将临时夹具61用于搬运，可以减小基座52的厚度，所以可以防止该基座52的建造成本的提高。因此，通过该制造方法，可以缩短FLNG1的工期，降低FLNG1的制造成本。进一步地，由于多个板状模块51共用一个临时夹具61，因此可以进一步降低FLNG1的制造成本。
另外，尽管在每个图中都将基座52表示为板状体，但是其并不受限于这种板状体，例如还可以是框架等。此外，将板状模块51设置在船体11上后，不一定要将临时夹具61从该板状模块51上拆除。例如，在多个板状模块51中，临时夹具61也可以保留安装在最后搬运至船体11上的板状模块51上。此外，不一定要多个板状模块51共用一个临时夹具61，可以为每个模块设置临时夹具61进行搬运。
如上所述，虽然在第1实施方式中，将处理机器设置在该处理机器的工作位置(基座上)上，但是在下文中说明的本发明的第2实施方式中，也可以将该处理机器设置在船体结构块上。以第2实施方式与第1实施方式的差异点为主进行说明，在构成船体11的块状物上建造上述处理机器53等构造物以用作板状模块。上述块状物作为一种板状体，包括船体11的甲板，其中，板状体用于形成支撑构成模块的各构造物的基座。该甲板如上所述，包括设置在船体11上多个甲板中称为“upper deck”的甲板14。换句话说，构成板状模块的块状物可以包括与甲板14相连的部分船体结构。
作为上述块状物的一例，图13示出了块状物72的侧面示意图，该块状物72仅包含甲板14及其附带的构件。图13示出了建造处理机器53前后的块状物72。此外，71为通过在块状物72上建造处理机器53所形成的板状模块。此外，图14示出了上述块状物72的斜视示意图。块状物72由甲板14和格构梁73构成，其中，格构梁是一种支撑该甲板14的构件。格构梁73例如由垂直木板等构成，从下方与甲板14连接。
与第1实施方式相同，在第2实施方式中，建造板状模块与建造船体11及包含在船体11中的储罐43、44同时进行。在下文中，使用图15、图16，说明采用了所建造的板状模块71的FLNG1的制造方法的一例。图中74示出了分别构成船体11且上下堆叠并固定的块状物。该块状物74的层叠体的内部设有储罐43、44(仅示出储罐43、44中的储罐44)。
首先，使用起重机56来支撑板状模块71的块状物72，悬架该板状模块71，与第1实施方式一样搬运至船体11上(图15)。然后，将块状物72降低并设置在形成船体11的块状物74的层叠体上，并且将块状物72固定至块状物74上，形成一个整体(图16)。这样将多个板状模块71搬运固定至船体11上。通过上述起重机56悬架板状模块71时，通过作为加强件的格构梁73来加强作为支撑处理机器53的基座的甲板14，以防止该甲板14发生变形。
与第1实施方式相同，在第2实施方式中，由于可以同时建造船体11和板状模块51，所以可以缩短FLNG1的工期。此外，与上述采用箱式模块的情况相比，由于无需围绕处理机器53来形成大型复杂框架，所以可以降低FLNG1的制造成本。进一步地，格构梁73作为一种悬架甲板14时的加强件，用于构成形成船体11的块状物72，使用格构梁73可以进一步大幅降低上述制造成本。此外，由于将模块设置在船体11上后无需拆除该加强件，所以可以进一步缩短工期。
如上所述，在第2实施方式中，设置在甲板14下方的梁的形状不限于格构梁，可以按需设置。此外，连接在甲板14下方的构件不限于由上述示例所述的1段梁构成，还可以包括通过梁互相连接的支柱以及支撑支柱和梁的地板等。因此，例如，与在第1实施方式中的临时夹具61一样，该构件可以由多根支柱62以及上下的多段梁63构成。此外，与第2实施方式一样，第1实施方式中的基座52可以具备格构梁73。此外，构成FLNG的天然气液化装置不限于图1说明的结构例。例如，可以在陆地进行作为加热端单元2的处理进行说明的预处理，在构成该FLNG的天然气液化装置进行后续的天然气的液化处理。即，FLNG可以是至少包括上述冷却端单元3的结构，在建造这种结构的FLNG时，也可以应用上述各实施方式。
另外，应当认为本次公开的实施方式在全部方面都是示例，并不是限制性的。在不脱离所附权利要求的范围和精神的情况下，上述实施方式可以以各种形式来省略、替换、变更。
符号说明
1 FLNG
11 船体
13 立管
14 甲板
2 加热端单元
3 冷却端单元
51、71 板状模块
52 基座
53 处理机器
61 临时夹具。

Claims (5)

1.一种浮动设备的制造方法，所述浮动设备具备天然气液化装置，其中，
所述天然气液化装置至少包括将天然气液化的冷却端单元，
包括：将构成所述天然气液化装置的处理机器设于基座上的工序；
然后，悬架所述基座，在天然气液化装置工作时，将其搬运并设置于配置在海上的浮动单元上的工序；
其中，将所述基座搬运并设置在浮动单元上的工序包括：
在悬架所述基座时，将用于防止因该基座受力而发生变形的加强件与所述基座一起搬运至所述浮动单元的工序。
2.根据权利要求1所述的浮动设备的制造方法，其中，所述加强件是由至少设置在所述基座上的多根柱以及将所述多根柱彼此连接的梁构成的夹具，
将所述基座搬运并设置在所述浮动单元上的工序包括悬架并搬运所述夹具的工序。
3.根据权利要求2所述的浮动设备的制造方法，其中，包括：将所述基座设置在所述浮动单元后，从该基座上拆除所述夹具的工序。
4.根据权利要求3所述的浮动设备的制造方法，其中，将所述基座搬运并设置于所述浮动单元的工序包括将多个所述基座分别搬运并设置于所述浮动单元上的工序，
所述夹具可共用于多个所述基座的搬运中。
5.根据权利要求1所述的浮动设备的制造方法，其中，所述浮动单元为船体，
所述基座为形成所述船体的甲板的板状体，
所述加强件包括与所述板状体下方相连的构件。
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