CN114630983A - 使用两用lng运输工具和接收终端处较小容量存储装置从供应枢纽供应lng的方法 - Google Patents

使用两用lng运输工具和接收终端处较小容量存储装置从供应枢纽供应lng的方法 Download PDF

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Abstract

一种液化天然气(LNG)的再气化方法和采用所述方法的LNG再气化终端。LNG运输工具在LNG枢纽充装LNG并将LNG运输到接收终端。LNG被卸载到接收终端的LNG存储装置。LNG存储装置的存储容量小于运输工具的存储容量。LNG在接收终端以再气化速率再气化。运输工具维持在接收终端直到运输工具排空，和然后返回到LNG枢纽以再次充装LNG。然后重复该过程。LNG存储装置的存储容量足以供应LNG以便以再气化速率再气化LNG，直到运输工具从LNG枢纽带着另外的LNG返回。运输工具是接收终端的唯一LNG来源。

Description

使用两用LNG运输工具和接收终端处较小容量存储装置从供 应枢纽供应LNG的方法
本申请要求2019年10月30日提交的美国临时专利申请No.62/927,750的优先权权益，该专利申请的名称为使用两用LNG运输工具和接收终端处较小容量存储装置从供应枢纽供应LNG的方法。
技术领域
本申请公开内容总体上涉及天然气液化以形成液化天然气(LNG)的领域。更具体地，本申请公开内容涉及从LNG供应/分配枢纽运输LNG到LNG接收/进口终端。
背景技术
本节旨在介绍可能与本申请公开内容相关的本领域的各个方面。该讨论旨在提供有助于更好地理解本申请公开内容的特定方面的框架。因此，应该理解本节应该从这个角度来阅读，而不一定是采纳现有技术。
液化天然气(LNG)是将天然气从天然气供应充足的地区供应到对天然气有强烈需求的偏远地区的快速增长措施。传统的LNG生产周期包括：a)对天然气资源进行初步处理以去除水、硫化合物和二氧化碳等污染物；b)采用包括自冷冻、外部冷冻、脱油(lean oil)等多种可能的方法分离一些较重的烃类气体，如丙烷、丁烷、戊烷等；c)基本上通过外部冷冻对天然气进行冷冻以形成处于或接近大气压和约-160℃的液化天然气；d)使用为此目的设计的船舶或油轮将LNG产品运输到与市场位置相关的进口终端；以及e)在再气化工厂将LNG再加压和再气化为可再分配给天然气消费者的加压天然气。
大多数LNG进口终端都位于需求量大的市场，与越来越大的LNG运输工具船舶相关的规模经济导致随时间推移的成本降低。这样的进口码头具有很大的处理能力，通常每年3到20+百万吨(MTA)。然而，液化天然气未来的大部分需求增长预计将来自新市场，这些市场的处理能力要小得多，例如0.1到1MTA。向这些新市场中的沿海需求中心输送天然气的一种策略是使用大型LNG运输工具将其从LNG枢纽(即较大的进口终端或天然气液化厂)运输到较小的外围接收终端。每个接收终端可以具有陆上终端或近岸或离岸船舶的形式，其通常称为浮动存储和再气化单元(FSRU)。FSRU选项在附图1的LNG接收终端100中描述，其中FSRU或者作为新船建造，或者一艘LNG运输工具(LNGC)已转换为FSRU 102。LNG运输工具104从LNG枢纽(未示出)运输LNG。LNG运输工具104将其LNG转移到FSRU 102，在此将其存储和再气化。FSRU具有与LNG运输工具104相当或超过其的LNG存储容量，这使得LNG运输工具能够立即将其货物卸载到FSRU并返回LNG枢纽，仅在需要时返回以重新充装FSRU。以这种方式，单个FSRU可以服务多个这样的接收终端。同样，陆上终端的LNG存储能力与LNGC相当或超过LNGC。陆上和FSRU处理方法都需要资本密集型再气化终端，其具有大规模LNG存储体积以及在枢纽和多个接收终端之间作为穿梭工具操作的专用大型LNGC。需要一种将LNG供应到较小LNG接收终端的廉价方法。
发明内容
本申请公开内容提供了一种用于液化天然气(LNG)的再气化方法。LNG运输工具在LNG枢纽充装LNG并将LNG运输到LNG接收终端。LNG被卸载到LNG接收终端的LNG存储装置。LNG存储装置的存储容量小于LNG运输工具的存储容量。LNG在LNG接收终端使用再气化设备以再气化速率再气化。LNG运输工具维持在LNG接收终端直到LNG运输工具排空。当LNG运输工具排空时,LNG运输工具返回LNG枢纽以及再次充装LNG。然后重复该过程。LNG存储装置的存储容量足以将LNG供应到再气化设备，以在再气化速率下维持LNG的再气化直到LNG运输工具带着另外的LNG从LNG枢纽返回。LNG运输工具是LNG接收终端的唯一LNG来源。
本申请公开内容还提供了一种液化天然气(LNG)再气化终端。LNG运输工具在LNG枢纽充装LNG。LNG运输工具被引导到LNG接收终端。LNG运输工具是LNG接收终端的唯一LNG来源。LNG接收终端包括容量小于LNG运输工具的存储容量的LNG存储装置。LNG运输工具将LNG卸载到LNG存储装置。LNG接收终端还包括再气化设备，其以再气化速率再气化存储在LNG存储装置中的LNG。LNG运输工具维持在LNG接收终端直到运输工具排空。当LNG运输工具排空时LNG运输工具返回LNG枢纽。LNG存储装置的存储容量足以将LNG供应到再气化设备，以在再气化速率下维持LNG的再气化直到LNG运输工具带着另外的LNG从LNG枢纽返回。
上文已经广泛地概述了本申请公开内容的特征，以便可以更好地理解下面的详细描述。本申请公开内容还将公开其它特征。
附图说明
本申请公开内容的上述和其它特征、方面和优点由后续说明书、所附权利要求和以下简述的附图变得显而易见。
图1是根据已知原理的LNG再气化方法的简化图。
图2是根据所公开方面的LNG再气化方法的简化图。
图3是根据所公开方面的LNG再气化方法的简化图。
图4是显示根据所公开方面的LNG再气化方法的流程图。
应当注意，附图仅是示例和并不意在限制本申请公开内容的范围。此外，附图通常不是按比例绘制的，而是为了方便和清晰说明本申请公开内容的各个方面目的而绘制的。
发明详述
为了促进对本申请公开内容的原理的理解，现在参照附图中所示特征并且将使用特定语言来描述这些特征。然而，应当理解，不打算由此限制本申请公开内容的范围。如本文所述的本申请公开内容的原理的任何改变和进一步修改以及任何进一步的应用都是本申请公开内容所涉及的本领域技术人员通常会想到的。为了清楚起见，与本申请公开内容无关的一些特征可能未在附图中示出。
首先，为了便于参考，阐述了在本申请中使用的某些术语及其在本上下文中使用的含义。如果本文使用的术语未在下文定义，则应给出相关领域的人员给出的最广泛定义，该术语反映在至少一份印刷出版物或已发布的专利中。此外，本技术不受以下所示术语的使用限制，因为所有等同物、同义词、新发展以及用于相同或类似目的的术语或技术都被认为在本申请权利要求的范围内。
如普通技术人员将理解的，不同的人可以用不同的名称来指代相同的特征或组件。本申请文档无意区分仅名称不同的组件或功能。这些附图不一定按比例绘制。本文中的某些特征和组件可能以比例放大或以示意图形式显示，并且为了清楚和简洁起见，可能未显示常规元件的一些细节。当参考本文所述的附图时，为简单起见，可以在多个附图中参考相同的附图标记。在以下说明书和权利要求中，术语“包括”和“包括”以开放式方式使用，因此应解释为表示“包括但不限于”。
冠词“该(the)”、“一(a)”和“一(an)”不一定限于仅表示一个，而是具有包容性和开放式的，以便可选地包括多个这样的元素。
如本申请所用，术语“大约”、“约”、“基本上”和类似术语旨在具有与本领域普通技术人员的常见和接受的用法相一致的广泛含义，本申请公开内容主题内容对此适用。阅读本申请公开内容的本领域技术人员应当理解，这些术语旨在允许对所描述和要求保护的某些特征进行描述，而不将这些特征的范围限制在所提供的精确数字范围内。因此，这些术语应被解释为指示对所描述的主题的非实质性或无关紧要的修改或改变并且被认为在本申请公开内容的范围内。
根据所公开的方面，提供了一种输送和再气化液化天然气(LNG)的新方法。该方法使用在不同时间段作为浮动存储单元和LNG运输工具两者操作的单一船舶，以及LNG存储量相对较小的浮动或陆上再气化单元。大多数时候，LNG运输工具停靠在码头并作为浮动存储单元运行以存储LNG。当存储在LNG运输工具中的LNG用完时，船舶会前往枢纽以重新充装其LNG货物，而存储在固定再气化单元的LNG用于为再气化单元提供连续的LNG供应。返回后，LNG运输工具为再气化单元处的LNG存储装置再次充装并留在周边位置，作为浮动存储单元操作，并重复该循环。
图2描绘了根据所公开方面的LNG接收终端200。LNG接收终端200包括再气化单元202和LNG运输工具204。再气化单元202包括再气化设备206和LNG存储装置208。LNG存储装置204被设计成具有约20,000立方米LNG，或在约5,000至约50,000立方米之间，或在约10,000至约35,000立方米之间，或小于40,000立方米，或小于30,000立方米的LNG存储容量。再气化单元202可以是陆上再气化单元，或者可以是在离岸或近岸系绳、停泊或以其他方式固定的浮动再气化单元。浮动再气化单元，如图2所示，将需要天然气连接器210以将在其上再气化的天然气传输到陆上天然气分配网络、发电站或将使用天然气的其它位置。可以使用已知的浮动再气化单元设计，只要它们的存储容量在上述规定的范围内。
LNG运输工具204可以是商业LNG运输工具，其也已被转换为用作浮动存储单元。在优选的方面，LNG运输工具204可以是较旧类型或类别的运输工具，例如Moss型LNG运输工具。这些较旧的运输工具通常与现代LNG运输工具相比具有较小运输能力和成本效率较低，即120,000至140,000立方米与170,000至260,000立方米相比。
在操作中，LNG运输工具204在LNG枢纽220用LNG充装(图3)，其距离LNG接收终端200小于2,000公里，或小于2,500公里，或小于3,000公里，或不大于3,500公里，或不大于4,000公里。LNG枢纽220可以是LNG液化设施或LNG运输枢纽，其从LNG液化设施接收LNG。LNG运输工具行进到LNG接收终端200，在此它再次停靠在再气化单元202附近(图2)。LNG被转移到再气化单元202。在一方面，LNG被转移到LNG存储装置208和然后再气化。在另外的方面，一部分LNG被转移到LNG存储装置，而另一部分LNG被直接转移到再气化设备206。在任何情况下，LNG运输工具204保持停靠在再气化单元202附近直到LNG运输工具排空(或在紧急事件的情况下，这通常与天气有关)，在那时LNG运输工具返回LNG枢纽220以完成另一批LNG装载。就本申请公开内容而言，当基本上所有的LNG已经从LNG运输工具卸载时LNG运输工具是空的，可以理解的是非常少量(即，全部货物体积中大约1-3％的“尾货”)LNG可以留在LNG罐中以保持LNG罐的温度。在LNG运输工具离开LNG接收终端时，LNG存储装置208包含足够的LNG以维持向再气化设备206的LNG恒定供应直到LNG运输工具携带再次装载的LNG从LNG枢纽返回LNG接收终端200。
根据本申请公开内容的另一方面，LNG运输工具204可被设计以服务于多个LNG接收终端处的再气化单元。在这方面，LNG运输工具保持停靠在LNG接收终端200直到足够的LNG被卸载并存储在岸上以确保足够的LNG供应直到LNG运输工具返回LNG接收终端200。然后，LNG运输工具可以与存储在其上的LNG脱离对接并将剩余的LNG输送到其它再气化单元。当排空(或基本上排空，如上所述)时，LNG运输工具返回LNG枢纽以再次充装LNG。然后，LNG运输工具重复将其交付给多个接收终端。
所公开的方法具有每个接收终端仅需要一艘船舶的优点，这可实现较低的资金和运营成本。这种船可能是较老一代的LNG运输工具，如果仅用作穿梭班运，则由于与新一代船舶相比发动机效率较低且载货量较小，因此可能不再具有成本竞争力。这种船的低效率对所提出方法的经济性影响不大，因为LNG运输工具大部分时间都保持固定。此外，单个LNG枢纽可以服务于多个再气化单元/LNG运输工具，从而增加了使用所公开的方法能够触及的小型市场的数量。
应当注意所公开方法的实际应用可能仅限于接收终端位置，1)该位置具有足够的水深以允许如本申请所公开的两用LNG运输工具/浮动存储船的海运通道或者此处的疏浚成本将不能过高，以及2)足够靠近LNG枢纽以防止固定存储装置和再气化单元的过大LNG存储体积。例如，对于300MW电力需求，具有20,000立方米存储容量的浮动再气化单元和具有135,000立方米运输/存储容量的改装LNG运输工具可将LNG枢纽和接收终端之间的距离限制在大约3,000公里。这一距离限制假设电力生产效率为45％，需要在LNG枢纽一天以装载LNG运输工具，并且LNG运输工具的速度为19节。当然，燃气发电厂很少以100％的容量运行，和典型的负载因子接近50-60％，因此给定电力需求所需的LNG实际上要少；因此，LNG枢纽与接收终端之间的距离可相应按比例增加。
图4是用于液化天然气(LNG)再气化的方法400的流程图。在方框402将LNG运输工具在LNG枢纽充装LNG。在方框404，LNG运输工具将LNG运输到LNG接收终端。在方框406将LNG被卸载到LNG接收终端处的LNG存储装置。LNG存储装置的存储容量小于LNG运输工具的存储容量。在方框408，使用LNG接收终端处的再气化设备以再气化速率再气化LNG。在方框410处，LNG运输工具维持在LNG接收终端处直到LNG运输工具排空。如本文所解释的，即使LNG尾货留在其中，LNG运输工具也被认为是排空的。在方框412，当LNG运输工具排空时LNG运输工具返回LNG枢纽。重复方框402到412。LNG存储装置的存储容量足以将LNG供应到再气化设备，以维持以再气化速率再气化LNG，直到LNG运输工具带着另外的LNG从LNG枢纽返回。LNG运输工具是LNG接收终端的唯一LNG来源。
提供图4中描述的步骤仅出于说明目的并且可能不需要特定步骤来执行所公开的方法。而且，图4可能未说明可能执行的所有步骤。权利要求书，并且只有权利要求书，定义了所公开的系统和方法。
本申请所述的方面具有优于已知技术的若干优点。例如，太小以至于无法由传统LNG接收终端(陆上或浮动)经济高效地服务的LNG市场现在可以得到有效服务。所公开的方法还延长了旧的、燃料效率较低的LNG运输工具的寿命，否则这些运输工具将被报废：因为效率较低的LNG运输工具大部分时间都停靠在接收终端，因此旧运输工具与更新、较大的运输工具之间的效率差异减少或消除。此外，单个LNG枢纽可以使用较旧、较便宜的LNG运输工具以较低成本为多个LNG接收终端提供服务。
应当理解，在不脱离本申请公开内容的范围的情况下，可以对前述公开进行多种改变、修改和替代。因此，前面的描述并不意味着限制本申请公开内容的范围。相反，本申请公开内容的范围仅由所附权利要求书及其等同物来确定。还预期本示例中的结构和特征可以相互改变、重新排列、替换、删除、复制、组合或添加。

Claims (20)

1.一种液化天然气(LNG)的再气化方法，包括：
(a)在LNG枢纽用LNG充装LNG运输工具，LNG运输工具具有存储容量；
(b)将LNG运输工具中的LNG运输到LNG接收终端；
(c)将LNG从LNG运输工具卸载到LNG接收终端的LNG存储装置，其中LNG存储装置的存储容量小于LNG运输工具的存储容量；
(d)在LNG接收终端使用再气化设备在再气化速率下对LNG进行再气化；
(e)将LNG运输工具维持在LNG接收终端直到LNG运输工具排空；
(f)当LNG运输工具排空时，将LNG运输工具返回LNG枢纽；和
(g)重复步骤(a)-(f)；
其中LNG存储装置的存储容量足以将LNG供应到再气化设备，以在再气化速率下维持LNG的再气化直到LNG运输工具从LNG枢纽携带另外的LNG返回；以及
其中LNG运输工具是LNG接收终端的唯一LNG来源。
2.根据权利要求1所述的方法，其中LNG接收终端包括浮动再气化单元。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中LNG存储装置的LNG存储容量在5,000至50,000立方米之间。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中LNG存储装置的LNG存储容量在15,000至35,000立方米之间。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中LNG运输工具的最大LNG存储容量在100,000至150,000立方米之间。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中LNG接收终端距离LNG枢纽不到3,500公里。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中再气化速率低于每年一百万吨LNG(1MTA)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中LNG接收终端是多个LNG接收终端之一，并且其中LNG运输工具是多个LNG运输工具之一，多个LNG运输工具中的每一个与多个LNG接收终端中的相应一个相关联并且专用于作为其唯一的LNG来源，并且其中在多个LNG接收终端中每一处的LNG存储装置的存储容量小于与其相关联的相应LNC运输工具的存储装置的存储容量，该方法还包括：
在LNG枢纽用LNG充装多个LNG运输工具中的每一个；
将多个LNG运输工具中每一个中的LNG运输到相应的LNG接收终端；
将LNG从所述多个LNG运输工具中的每一个卸载到相应LNG接收终端的LNG存储装置；
在相应的LNG接收终端使用再气化设备对LNG进行再气化；和
当所述每个LNG运输工具排空时将多个LNG运输工具中的每一个返回到LNG枢纽；
其中在多个LNG接收终端中每一处的LNG存储装置的存储容量足以将LNG供应到所述每个LNG接收终端处的再气化设备，以维持LNG的再气化直到相应的LNG运输工具从LNG枢纽携带另外的LNG返回。
9.一种液化天然气(LNG)再气化终端，包括：
配置为在LNG枢纽用LNG充装的LNG运输工具，LNG运输工具具有存储容量；
LNG运输工具所指向的LNG接收终端，LNG运输工具是LNG接收终端的唯一LNG来源，LNG接收终端包括
具有存储容量的LNG存储装置，其中LNG存储装置的存储容量小于LNG运输工具的存储容量，并且其中LNG运输工具用于将LNG卸载至LNG存储装置；以及
配置为在再气化速率下将存储在LNG存储装置中的LNG再气化的再气化设备；
其中将LNG运输工具维持在LNG接收终端直到运输工具排空，并且其中当LNG运输工具排空时将LNG运输工具返回到LNG枢纽；
其中LNG存储装置的存储容量足以将LNG供应到再气化设备，以在再气化速率下维持LNG的再气化直到LNG运输工具从LNG枢纽携带另外的LNG返回。
10.根据权利要求9所述的LNG再气化终端，其中LNG接收终端包括浮动再气化单元。
11.根据权利要求9或者权利要求10所述的LNG再气化终端，其中LNG存储装置的LNG存储容量在5,000至50,000立方米LNG之间。
12.根据权利要求9或者权利要求10所述的LNG再气化终端，其中LNG存储装置的LNG存储容量在15,000至35,000立方米LNG之间。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的LNG再气化终端，其中LNG运输工具的最大LNG存储容量在100,000至150,000立方米之间。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的LNG再气化终端，其中LNG接收终端距离LNG枢纽不到3500公里。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的LNG再气化终端，其中再气化速率低于每年一百万吨LNG(1MTA)。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的LNG再气化终端，其中LNG接收终端是多个LNG接收终端之一，并且其中LNG运输工具是多个LNG运输工具之一，多个LNG运输工具中的每一个与多个LNG接收终端中的相应一个相关联并且专用于作为其唯一的LNG来源，并且其中在多个LNG接收终端中每一处的LNG存储装置的存储容量小于与其相关联的相应LNC运输工具的存储装置：
其中多个LNG运输工具中的每一个在LNG枢纽用LNG充装；
其中将在多个LNG运输工具中每一个的LNG运输到相应的LNG接收终端并且
卸载到相应LNG接收终端的LNG存储装置，以及
使用相应LNG接收终端的再气化设备再气化；以及
其中当所述每个LNG运输工具排空时，将多个LNG运输工具中每一个返回到LNG枢纽，使得多个LNG接收终端中每一个LNG存储装置的存储容量足以将LNG供应到所述每个LNG接收终端的再气化设备，以维持LNG的再气化直到相应的LNG运输工具从LNG枢纽携带另外的LNG返回。
17.一种液化天然气(LNG)的再气化方法，包括：
(a)在LNG枢纽用LNG充装LNG运输工具，LNG运输工具的最大LNG存储容量在100,000至150,000立方米之间；
(b)将LNG运输工具中的LNG运输到浮动再气化单元，其中LNG运输工具是浮动再气化单元的唯一LNG来源；
(c)将LNG从LNG运输工具卸载到浮动再气化单元的LNG存储装置，其中LNG存储装置的最大LNG存储容量在15,000至35,000立方米之间；
(d)在浮动再气化单元使用再气化设备在再气化速率下再气化LNG；
(e)将LNG运输工具维持在浮动再气化单元直到LNG运输工具排空；
(f)当LNG运输工具排空时，将LNG运输工具返回LNG枢纽；以及
(g)重复步骤(a)-(f)；
其中LNG存储装置的存储容量足以将LNG供应到再气化设备，以在再气化速率下维持LNG的再气化直到LNG运输工具从LNG枢纽携带另外的LNG返回。
18.根据权利要求17所述的方法，其中浮动再气化单元距离LNG枢纽不到3500公里。
19.根据权利要求17或者权利要求18所述的方法，其中再气化速率低于每年一百万吨LNG(1MTA)。
20.一种液化天然气(LNG)的再气化方法，包括：
(a)在LNG枢纽用LNG充装LNG运输工具，LNG运输工具具有存储容量；
(b)将LNG运输工具中的LNG运输到一个或多个LNG接收终端；
(c)在一个或多个接收终端中的每一个，
(c1)将LNG从LNG运输工具卸载到LNG接收终端的LNG存储装置，其中LNG接收终端的LNG存储装置的存储容量小于LNG运输工具的存储容量；
(c2)在对应于LNG接收终端的再气化速率下再气化LNG；
(c3)将LNG运输工具维持在LNG接收终端直到LNG接收终端的LNG存储装置有足够的LNG存储在其中，以在再气化速率下维持再气化直到LNG运输工具返回LNG接收终端；
(d)当LNG运输工具排空时，将LNG运输工具返回LNG枢纽；以及
(e)重复步骤(a)-(d)；
其中LNG运输工具是每个LNG接收终端的唯一LNG来源。
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