CN112839865B - 浮体式结构物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种浮体式结构物，一方面确保贮藏液化天然气的LNG槽罐的配置空间，一方面配置有天然气处理设备。浮体式结构物包括：槽罐，从现存的LNG运输船或现存的浮体式结构物移装，在船身部的长度方向上连续地配置；以及天然气处理设备，在所述船身部的宽度方向上，配置于所述槽罐的两侧之中的至少一侧，并且，所述天然气处理设备配置于所述船身部的宽度方向内侧。
Description
技术领域
本发明涉及一种浮体式结构物，移装有搭载于现存的液化天然气(LiquefiedNatural Gas，LNG)运输船或浮体式结构物的槽罐。
背景技术
先前以来，众所周知，所装载的液化天然气中无腐蚀性的LNG槽罐不容易加重老化。着眼于这种LNG槽罐的性质，已经提出了移装经老化的LNG运输船的LNG槽罐而建造新型浮体式结构物的技术(例如，参照专利文献1)。根据所述技术，将制造费时的LNG槽罐作为用于贮藏液化天然气的槽罐加以回收利用，能够大幅缩短新造浮体式结构物的建造工序。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012-86768号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在所述技术中，也可以在新型浮体式结构物中进而配置天然气处理设备。这时，如图2的(a)及图2的(b)所示，可考虑将天然气处理设备108靠近船首侧而配置。但是，如果这样配置，会产生LNG槽罐106的配置空间变窄，影响到LNG槽罐106的台数的问题。
并且，当在船身部104的中央配置有LNG槽罐106时，难以在舷侧确保天然气处理设备108的配置空间。因此，也可考虑在舷侧的宽度方向上增设伸出部，在增设部上配置天然气处理设备108。但是，这时，会产生浮体式结构物102体型增大的新问题。
本发明的目的在于提供一种修长的浮体式结构物，一方面确保槽罐的配置空间，一方面配置有天然气处理设备。
解决问题的技术手段
本发明的浮体式结构物是一种浮体式结构物，包括：
槽罐，从现存的LNG运输船或现存的浮体式结构物移装，在船身部的长度方向上连续地配置；以及
天然气处理设备，在所述船身部的宽度方向上，配置于所述槽罐的两侧(side)之中的至少一侧，并且
所述天然气处理设备配置于所述船身部的宽度方向内侧。
并且，在本发明的浮体式结构物中，
所述天然气处理设备配置于所述槽罐的两侧。
并且，在本发明的浮体式结构物中，
所述天然气处理设备是沿所述船身部的右舷及所述船身部的左舷而配置。
并且，在本发明的浮体式结构物中，
所述天然气处理设备包括：前处理设备，用于对天然气进行前处理；以及液化设备，用于使天然气液化，
所述前处理设备配置于所述船身部的长度方向上的端部，
所述液化设备配置于所述船身部的宽度方向内侧。
并且，在本发明的浮体式结构物中，
所述天然气处理设备包括：前处理设备，用于对天然气进行前处理；以及液化设备，用于使天然气液化，
所述液化设备配置于所述船身部的宽度方向内侧，并且设置两个系列，
一个系列的所述液化设备配置于所述船身部的右舷侧，另一个系列的所述液化设备配置于所述船身部的左舷侧。
并且，在本发明的浮体式结构物中，
所述液化设备与所述槽罐通过配管而连结，所述配管用于将经所述液化设备液化的液化天然气输送至所述槽罐。
并且，在本发明的浮体式结构物中，
所述槽罐在所述船身部的长度方向上连续地配置有六台以上。
并且，在本发明的浮体式结构物中，
所述槽罐为球形槽罐。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种修长的浮体式结构物，一方面确保贮藏液化天然气的LNG槽罐的配置空间，一方面配置有天然气处理设备。
附图说明
图1是实施方式的浮体式结构物的概略图。
图2是现有的浮体式结构物的概略图。
[符号的说明]
2：浮式结构物
4：船身部
6：槽罐
8：天然气处理设备
8a：前处理设备
8b：液化设备
10：居住区
12：搁置区域
14：动力装置
102：浮式结构物
104：船身部
106：LNG槽罐
108：天然气处理设备
X：从位于最靠船首侧的槽罐6到船身部4的船尾为止的长度
Y：从船首到所述槽罐6为止的长度
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式的浮体式结构物进行说明。图1的(a)是从上方观察实施方式的浮体式结构物2的示意图，图1的(b)是从侧方(右舷侧)观察所述浮体式结构物2的示意图。如图1的(a)、图1的(b)所示，浮体式结构物2是以船身部4为主体的海上结构物。在实施方式的浮体式结构物2中，六台槽罐6在船身部4的中央长度方向上连续地配置成一行。在相邻的槽罐6之间，酌情配置跨越两舷的横置隔壁(未图示)。并且，在浮体式结构物2上，配置有天然气处理设备8、居住区10、搁置区域12及动力装置14。再者，本实施方式的“船身部”，是指建造时作为一个结构物而规定了外缘的结构物，其概念不包含建造后，为了扩展所述结构物而附加接合的结构物(以下也称为伸出部)。
浮体式结构物2可作为海上工厂(offshore plant)而使用。作为这类设备，已经知道进行石油或天然气等的生产、贮藏、卸载的浮体式生产贮藏卸载设备(FloatingProduction Storage and Offloading，FPSO)、不带生产设备而只进行贮藏、卸载的浮体式贮藏卸载设备(Floating Storage and Offloading，FSO)、只进行贮藏的浮体式贮藏设备(floating storage unit，FSU)等。并且，作为FPSO之一，已经知道专用于液化天然气(LNG)的生产、贮藏、卸载的浮体式液化天然气(Floating Liquefied Natural Gas，FLNG)(浮体式液化天然气生产设备)等。在本发明的实施方式中，以浮体式结构物2是FLNG的情况为例进行说明。再者，浮体式结构物2不具有自行功能，在移动时，通过动力船来拖航。
船身部4是具有长度方向及宽度方向的在一个方向上较长的结构物。船身部4可称为船壳(hull)，船身部呈双重结构者可称为双层船壳(double hull)。在实施方式的浮体式结构物2中，船身部4是新建造的构件。再者，本实施方式中的船身部4的全长是假定350m～450m的情况，但船身部4的全长既可以长于此，又可以短于此。
槽罐6是直径为25m～60m左右的铝合金制的球形槽罐，贮藏在-162℃经冷却的液化天然气。具体来说，后述的液化设备8b与槽罐6通过未图示的配管而连结。经液化设备8b液化的液化天然气经由所述配管输送至槽罐6，而贮藏于槽罐6内。这类球形的槽罐6被称为莫斯(Moss)式球形槽罐。槽罐6的上部从船身部4突出，由未图示的钢制的槽罐盖(tankcover)覆盖。槽罐6的下部收纳于船身部4的内部。这些槽罐6是从现存的LNG运输船移装的，以其中心在船身部4的长度方向上排成一行的方式连续地配置。再者，现存浮体式结构物的莫斯式球形槽罐较未加重老化，处于能够充分使用的状态，因此能够以低成本对结实的槽罐进行回收利用。
在天然气处理设备8中，包含前处理设备8a、重质组分去除设备(未图示)及液化设备8b。前处理设备8a是用于执行使从井口供给的原料天然气液化的前阶段的工序的设备，配置于船身部4的船首侧。在所述前处理设备8a中，执行对原料天然气中所含的冷凝物(condensate)进行分离的分离工序、去除酸性气体的酸性气体去除工序、去除汞的汞去除工序、以及进行脱水处理的脱水工序为止的制程。
在这里，在分离工序中，经分离的冷凝物贮藏于未图示的冷凝物槽罐。在酸性气体去除工序中，在未图示吸收塔内，使胺(amine)与原料天然气逆流接触，使胺吸收去除二氧化碳或硫化氢等环境污染物质。
汞去除工序是在原料天然气中含有微量的汞蒸气时，从原料天然气中去除汞的工序。汞会使作为低温构件而使用的铝合金腐蚀，因此必须去除。在脱水工序中，从去除了杂质的原料天然气中，通过吸附剂而去除水分。进行所述脱水的目的在于防止在后续的液化工序中生成冰而导致配管结冰。
再者，原料天然气的组成因井口而不同，因此原料天然气中所含的在前处理设备8a中待去除的去除对象物的量也因井口而不同。即，配置于前处理设备8a的机器的种类或尺寸是根据井口的原料天然气的性状而设计，因此根据处理哪个井口的原料天然气，机器的种类及尺寸有可能不同。
例如，当井口的原料天然气中含有比通常更大量的CO2或汞时，实施酸性气体去除工序或汞去除工序的机器的电容(capacity)增大。因此，前处理设备8a优选的是配置于未配置槽罐6的船首侧等比较宽敞的空间，以便能够根据机器的种类或尺寸进行灵活设计，例如扩大或缩小配置空间等。并且，通过将前处理设备8a配置于船首侧，即使在因为变更原料天然气的组成而产生设计变更的情况下，也能够借由调整船身部4的长度方向上的长度来加以应对，因此前处理设备8a的设计变更对整个船身部的设计的影响小。
在重质组分去除设备中，实施从原料天然气去除重质组分的重质组分去除工序。重质组分去除设备是将经前处理设备8a处理的天然气分离成甲烷、乙烷、丙烷等馏分的部分。在重质组分去除设备中，除了分离甲烷，还分离回收乙烷、丙烷、丁烷等重质碳氢化合物。重质组分去除设备既可以与前处理设备8a邻接配置于船首，也可以配置于船身部4的宽度方向上的槽罐6的侧方。并且，还可以将设置于重质组分去除设备的机器之中的一部分机器配置于船首侧，将除此以外的机器配置于槽罐6的侧方。
液化设备8b是用于执行使原料天然气液化的工序的设备，在船身部4的宽度方向上，配置于槽罐6的两侧。液化设备8b设置有两个系列，一个系列的液化设备8b沿长度方向配置于船身部4的右舷侧，另一个系列的液化设备8b沿长度方向配置于船身部4的左舷侧。在本实施方式中，针对一个前处理设备8a设置有两个系列的液化设备8b。再者，在本实施方式中，右舷侧的液化设备8b与左舷侧的液化设备8b是以在船身部4的长度方向上位于相同位置(在船身部4的宽度方向上重合)的方式隔着槽罐6而相向。
并且，液化设备8b是以不露出于船身部4的方式配置于船身部4的宽度方向内侧。因此，无需在宽度方向上增设伸出部，以在舷侧确保配置空间，从而能够设计修长的船身部4。并且，在液化设备8b内，设置有用于使经未图示的脱甲烷塔分离的甲烷液化的热交换器、以及对热交换器供给制冷剂的制冷剂回路(coolants circuit)等。再者，在本实施方式中，两个系列的液化设备8b是以同一尺寸设计各机器(热交换器及制冷剂回路)，以便能够生产等量的液化天然气。
在所述液化设备8b中，执行使原料天然气液化的液化工序。具体来说，液化设备8b是使经重质组分去除装置内的脱甲烷塔分离的甲烷液化的部分。在液化工序中，将输送至热交换器的原料天然气与从制冷剂回路供给的低温气体进行热交换，冷却至-162℃以下为止而加以液化。经液化的低温的原料天然气经由配管输送至槽罐6，而贮藏于槽罐6内。
在这里，液化设备8b是处置在前处理设备8a中处理完毕的原料天然气的设备，因此只要确定原料天然气的生产量，机器的尺寸及所述机器的设置位置等布局就得以提早确定。即，液化设备8b是变动的要素少的设备。因此，也可以在早期阶段预先设计成液化设备8b呈沿船身部4的长度方向在一个方向上延伸的细长形状。通过预先进行所述设计，如图1所示，可以沿船身部4的右舷及左舷设计液化设备8b，以使槽罐6的侧方节约空间。
再者，居住区10是包括船员室或厨房等的设备，搁置区域12是临时放置维护时的对象机器等的区域。并且，动力装置14是包括用于使天然气处理设备8运转的发电机的设备。这些居住区10、搁置区域12及动力装置14一并配置于船尾侧。
根据本实施方式的发明，能够提供一种修长的浮体式结构物，通过将布局变动的要素少的液化设备8b预先设计成沿船身部4的长度方向在一个方向上延伸的细长形状，并配置于槽罐6的两侧，来一方面确保槽罐6的配置空间，一方面配置有天然气处理设备8。
并且，液化设备8b由于布局变动的要素少，所以将液化设备8b预先设计成与船身部4的宽度方向上的槽罐6的侧方的空间相对应的细长形状，借此能够制成一方面有效利用槽罐6的两侧的空间，一方面抑制船身部4的宽度方向上的长度的浮体式结构物2。
并且，通过沿船身部的右舷及左舷配置天然气处理设备8，能够有效利用船身部4上的无效空间(dead space)。并且，如果在船身部4的长度方向上配置六台以上槽罐6，则配置液化设备8b的空间将得到充分确保，因此能够提前确立液化设备8b的设计。此外，天然气处理设备8的配置空间与槽罐6的配置空间不重合，因此无需减少槽罐6的台数。并且，通过在船身部4的宽度方向内侧配置液化设备8b，而无需增设伸出部以确保在舷侧配置液化设备8b的空间。
并且，通过将前处理设备8a集中配置于船首侧，并且将液化设备8b配置于槽罐6的两侧，能够提前确定从位于最靠船首侧的槽罐6到船身部4的船尾为止的长度(X)，并且能够变更从船首到所述槽罐6为止的长度(Y)。因此，能够缩短浮体式结构物2的设计及建造工期，并且能够灵活应对前处理设备8a的设计变更。
并且，通过针对一个前处理设备8a设置两个系列的液化设备8b，即使其中一个液化设备8b停止运转而呈现无法生产天然气的状态，也能够利用另一个液化设备8b继续进行天然气的生产。
而且，通过针对一个前处理设备8a设置两个系列的液化设备8b，并隔着槽罐6配置所述两个系列的液化设备8b，而使得无需利用配管将配置于船身部4的右舷的液化设备8b与配置于船身部4的左舷的液化设备8b加以连接。即，液化设备8b是执行天然气处理设备8的最终阶段的制程的设备，经液化的天然气作为产品而排出至槽罐6。因此，无需在右舷侧的液化设备8b与左舷侧的液化设备8b之间无流体的移送而进行配管连接，所以无需在设置有槽罐6的区域铺设配管。因此，能够大幅削减配置于天然气处理设备8的配管，并且配管设计变得容易。
此外，在本实施方式中，右舷侧的液化设备8b与左舷侧的液化设备8b是以在船身部4的长度方向上位于相同位置(在船身部4的宽度方向上重合)的方式隔着槽罐6而相向。因此，设置液化设备8b以外的设备的区域的范围或位置得以提前确定，所以右舷侧及左舷侧的布局变得容易。并且，右舷侧的液化设备8b与左舷侧的液化设备8b是以同一尺寸设计各机器，因此能够将其中一个的设计用于另一个的设计，液化设备8b自身的设计变得容易。
并且，浮体式结构物2是对设置于现存浮体式结构物的槽罐6进行回收利用而建造的，因而不需要制造槽罐6的相关成本及工期。因此，能够成本低且交货期短地提供浮体式结构物2。
再者，在所述实施方式的浮体式结构物2中，已说明天然气处理设备8(液化设备8b)在船身部4的宽度方向上，配置于槽罐6的两侧的情况，但是天然气处理设备8也可以配置于槽罐6的两侧之中的任一侧。
并且，在所述实施方式的浮体式结构物2中，前处理设备8a只要配置于船身部4的长度方向上的端部即可。因此，也可以将前处理设备8a配置于船尾侧，将居住区10、搁置区域12、动力装置14配置于船首侧。并且，前处理设备8a也可以经分割而配置于船首及船尾。此外，动力装置14也可以在船身部4的宽度方向上，配置于槽罐6的一侧或两侧。在这些情况下，也能够确保可应对机器的种类或尺寸的变动的宽敞空间。
并且，在所述实施方式中虽然并未涉及，但是也可以将前处理设备8a配置于船身部4的宽度方向上的槽罐6的侧方，还可以将液化设备8b至少配置于船首及船尾之中的一个。
并且，在所述实施方式的浮体式结构物2中，是以在船身部4的长度方向上连续地配置有六台槽罐6的情况为例进行说明，但是槽罐6的数量也可以是七台以上。例如，也可以在船身部4的长度方向上连续地配置七台至九台槽罐6。并且，槽罐6优选的是设置六台以上，但只要至少设置有多台即可，槽罐6的数量也可以是两台至五台。
并且，在所述实施方式中，已说明设置有两个系列的液化设备8b的情况，但是并不限定于此。液化设备8b既可以设置一个系列，又可以设置三个系列以上。
此外，在所述实施方式中，已说明针对一个前处理设备8a设置有两个系列的液化设备8b的情况，但是并不限定于此。也可以针对各液化设备8b设置各别的前处理设备8a。例如，也能够以与配置于船身部4的右舷侧及左舷侧的各液化设备8b相对应的方式，在右舷侧及左舷侧分别设置各一个系列的前处理设备8a。
并且，在所述实施方式中，已说明以同一尺寸设计两个系列的液化设备8b内的各机器(热交换器及冷栋回路)的情况，但是一个系列的液化设备8b内的机器与另一个系列的液化设备8b内的机器也能够以不同的尺寸而设计。这时，能够使两个系列的液化设备8b之中的一个系列的液化设备8b中的生产量多于另一个系列的液化设备8b中的生产量。
并且，在所述实施方式中，已说明将右舷侧的液化设备8b与左舷侧的液化设备8b以隔着槽罐6相向的方式而配置的情况，但是并不限定于此。右舷侧的液化设备8b与左舷侧的液化设备8b也能够以船身部4的长度方向上的位置不同(在船身部4的宽度方向上不重合)的方式配置。并且，当液化设备8b设置有多个系列时，也可以将所有液化设备8b配置于船身部4的宽度方向上的槽罐6的一侧。
并且，在所述实施方式中，以从现存的LNG运输船移装槽罐6的情况为例进行了说明，但也可以从现存的浮体式结构物移装槽罐6。这时，现存的浮体式结构物也可以是FLNG等。即，只要槽罐6是专门用作无腐蚀性的液化天然气的贮藏槽罐的，就可以回收利用。
并且，在所述实施方式中，是以不具有自行功能的浮体式结构物2为例进行说明，但是关于浮体式结构物2的移动方式，没有特别限定，浮体式结构物2也可以具有自行功能。
Claims (4)
1.一种浮体式结构物，包括：
球形槽罐，从现存的液化天然气运输船或现存的浮体式结构物移装，在船身部的长度方向上连续地配置；以及
天然气处理设备，设置于所述船身部上，且在所述船身部的宽度方向上，配置于所述槽罐的两侧之中的至少一侧，并且
所述浮体式结构物用作对从井口所供给的原料天然气进行处理的海上工厂，
所述天然气处理设备配置于所述船身部的宽度方向内侧，
所述天然气处理设备包含：
前处理设备，用于实施对原料天然气中所含的冷凝物进行分离的分离工序、去除酸性气体的酸性气体去除工序、去除汞的汞去除工序、以及进行脱水处理的脱水工序；
重质组分去除设备，用于自经所述前处理设备处理的天然气分离甲烷；以及
液化设备，用于对经所述重质组分去除设备分离的甲烷进行液化，
所述前处理设备配置于所述船身部的长度方向上的端部，
所述液化设备配置于所述船身部的宽度方向内侧，且以沿所述船身部的长度方向延伸的细长形状来构成。
2.根据权利要求1所述的浮体式结构物，其中所述液化设备配置于所述船身部的宽度方向内侧，并且设置有两个系列，
一个系列的所述液化设备配置于所述船身部的右舷侧，另一个系列的所述液化设备配置于所述船身部的左舷侧，
各系列的所述液化设备，分别包括用于将甲烷液化的热交换器、以及用于对所述热交换器供给制冷剂的制冷剂回路。
3.根据权利要求1所述的浮体式结构物，其中所述液化设备与所述槽罐通过配管而连结，所述配管用于将经所述液化设备液化的液化天然气输送至所述槽罐。
4.根据权利要求1所述的浮体式结构物，其中所述槽罐在所述船身部的长度方向上连续地配置有六台以上。
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