CN207316464U - 浮式液化天然气存储和气化装置、控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于LNG存储和气化技术领域，涉及一种为港口天然气用户及发电厂连续不间断提供天然气燃料的浮式存储和气化装置，该装置包括设置在船体上的至少一个中压区储罐，及与中压区储罐顺次连接的低压区缓冲罐、潜液泵箱及LNG气化装置，受限于行业标准，采用外层为碳钢材质的低成本中压区储罐的出液口设置在罐体顶部，通过中压区储罐与低压区缓冲罐之间的工作气压压差实现LNG的连续流动，进而实现高压气态天然气的连续不间断供应。本实用新型所述的浮式液化天然气存储和气化装置具有停靠方便、制造成本低，可实现连续供气及控制简单等优点。

Description

浮式液化天然气存储和气化装置、控制系统

技术领域

本实用新型属于LNG存储、运输及气化技术领域，尤其是涉及一种为港口天然气用户及发电厂连续不间断提供天然气燃料的浮式存储和气化装置，包括该存储和气化装置的控制系统和控制方法。

背景技术

LNG是液化天然气(Liquefied Natural Gas)的缩写，其主要成分是甲烷。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体，天然气液化后可以大大节约储运空间，具有热值大、性能高等特定。

LNG是一种清洁、高效的能源，很多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加，LNG将成为石油之后下一个全球争夺的热门能源商品。

LNG的水路运输能大大减少运输成本，但是，现有的LNG运输船舶吨位较大，只能进入各类港口，无法近距离停靠海岸，无法与用户直接对接匹配。现有的LNG存储装置需要占据一定的土地，在实际应用中存在建设周期长、可移动性差、土地使用成本高等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种浮式液化天然气存储和气化装置、控制系统及控制方法，以解决现有的用户及发电厂使用LNG时，存在的占用土地、建设周期长、可移动性差及能源成本较高等问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

浮式液化天然气存储和气化装置，包括船体，船体上设置有至少一个中压区储罐，中压区储罐依次与低压区缓冲罐、潜液泵箱及LNG气化装置连接；

中压区储罐的出液口位于罐体顶部，低压区缓冲罐的出液口位于LNG底部，液体输出管路一端自中压区储罐的出液口延伸至LNG底部，液体输出管路的另一端与低压区缓冲罐连接；

中压区储罐及低压区缓冲罐内均设置有补气管，通过补气管控制罐体内的工作气压，中压区储罐的工作气压的下限高于低压区缓冲罐工作气压的上限，通过工作气压的压力差，中压区储罐向低压区缓冲罐提供连续LNG；

低压区缓冲罐底部通过液体输出管路与潜液泵箱的入液口连接，低压区缓冲罐的空腔通过通气管路与潜液泵箱的空腔导通，通气管路使低压区缓冲罐的工作气压与潜液泵箱的工作气压始终相同，流入低压区缓冲罐的LNG连续流入潜液泵箱；

潜液泵箱通过潜液泵向LNG气化装置提供连续的LNG，LNG气化装置向用气设备提供连续的高压气态天然气。

进一步的，中压区储罐为真空双层储液罐或单层承压储液罐，低压区缓冲罐为真空双层缓冲罐或单层承压缓冲罐。

进一步的，真空双层储液罐的外层罐体为碳钢材质，真空双层储液罐的内层罐体为不锈钢材质；单层承压储液罐的罐体为不锈钢材质，外围缠绕保温材料，单层承压缓冲罐的罐体为不锈钢材质，外围缠绕保温材料；真空双层缓冲罐的外层罐体为不锈钢材质，真空双层缓冲罐的内层罐体为不锈钢材质。

进一步的，真空双层储液罐、真空双层缓冲罐、单层承压储液罐及单层承压缓冲罐均为C型储罐。

进一步的，所述船体上设置有至少两个中压区储罐，中压区储罐的入液口位于罐体顶部，各中压区储罐通过液体输入管路与总进液口并联连接，总进液口通过液体输入管路向中压区储罐提供LNG，各中压区储罐通过液体输出管路与低压区缓冲罐并联连接。

进一步的，所述液体输入管路为钢管或软管，液体输出管路为钢管或软管。

进一步的，所述中压区储罐的入液口上设有上进液喷淋头。

进一步的，所述各中压区储罐的出液口处设有控制中压区储罐是否向低压区缓冲罐供液的第一开关阀；各中压区储罐的入液口处设有控制总进液口是否向中压区储罐供液的第二开关阀；各中压区储罐的补气管上设有中压补气阀，低压区缓冲罐的补气管上设有低压补气阀。

进一步的，所述中压区储罐及低压区缓冲罐内均设置有气压检测计。

进一步的，所述中压区储罐及低压区缓冲罐内还设有安全放散阀。

浮式液化天然气存储和气化装置的控制系统，包括开关控制单元、气压检测单元和处理单元；

开关控制单元，包括控制各中压区储罐是否向低压区缓冲罐供液的第一开关阀、控制总进液口是否向中压区储罐供液的第二开关阀、控制各中压区储罐内工作气压的中压补气阀、及控制低压区缓冲罐内工作气压的低压补气阀；

气压检测单元，包括设置在各中压区储罐及低压区缓冲罐内的气压检测计，气压检测计实时检测各中压区储罐及低压区缓冲罐内的工作气压值；

处理单元，包括控制各第一开关阀、第二开关阀、中压补气阀及低压补气阀开关动作的PLC控制器；

气压检测单元将每个中压区储罐内的工作气压值及低压区缓冲罐内的工作气压值发送至处理单元；

处理单元通过控制第一开关阀选择一个中压区储罐与低压区缓冲罐导通，处理单元通过选中的中压区储罐的中压补气阀控制该中压区储罐的工作气压P1始终大于低压区储罐的工作气压P2。

进一步的，所述处理单元控制中压区储罐内的工作气压P1保持在工作气压范围之内：Pa<P1<Pb；Pa为中压区储罐的工作气压下限，P1低于Pa时，中压补气阀打开，补气管向中压区储罐内补入气体；Pb为中压区储罐的工作气压上限，P1高于Pb时，中压补气阀关闭，补气管停止补气。

进一步的，所述低压区缓冲罐的工作气压P2保持在工作气压范围之内：Pc<P2<Pd；Pc为低压区缓冲罐的工作气压下限，P2低于Pc时，低压补气阀打开，补气管向低压区缓冲罐内补入气体；Pd为低压区缓冲罐的工作气压上限，P2高于Pd时，低压补气阀关闭，补气管停止补气。

进一步的，所述中压补气阀和低压补气阀为气动开关阀。

进一步的，所述第一开关阀、第二开关阀、中压补气阀及低压补气阀均为常闭开关阀。

进一步的，所述处理单元还包括无线通信模块，处理单元通过无线通信模块与远程服务器连接，远程服务器与智能终端连接，智能终端通过远程服务器、无线通信模块获取处理单元中的数据，智能终端通过远程服务器、无线通信模块、处理单元控制开关控制单元的开关动作。

浮式液化天然气存储和气化装置的控制方法，包括如下步骤：

S1，LNG运输船与船体的总进液口连接，船体的高压天然气出口与用气设备连接，处理单元依次打开第二开关阀向各中压区储罐内输入LNG，中压区储罐的工作气压P1范围为：Pa-Pb，低压区缓冲罐的工作气压P2范围为：Pc-Pd，其中，Pb>Pa>Pd>Pc；

S2，处理单元通过控制各第一开关阀开关动作选择一个中压区储罐作为工作储罐，LNG在工作气压差的作用下自工作储罐流入低压区缓冲罐；

S3，通过通气管路使低压区缓冲罐的工作气压与潜液泵箱的工作气压始终相同，流入低压区缓冲罐的LNG连续流入潜液泵箱；

S4，潜液泵将潜液泵箱内的LNG持续输送至LNG气化装置内；

S5，LNG气化装置持续向用气设备提供高压气态天然气；

S6，工作储罐的工作气压P1低于Pa时，中压补气阀打开，补气管向中压区储罐内补气，当中压区储罐的工作气压P1高于Pb时，中压补气阀关闭，补气管停止补气；

低压区缓冲罐的工作气压P2低于Pc时，低压补气阀打开，补气管向低压区缓冲罐内补气，当低压区缓冲罐的工作气压P2高于Pd时，低压补气阀关闭，补气管停止补气。

进一步的，还包括步骤S7，处理单元关闭工作储罐的第一开关阀，处理单元通过控制各第一开关阀的开关动作选择另一个中压区储罐作为新工作储罐。

进一步的，处理单元选择工作储罐的方式为：打开目标中压区储罐的第一开关阀并关闭其余中压区储罐的第一开关阀。

相对于现有技术，本实用新型所述的浮式液化天然气存储和气化装置、控制系统及控制方法具有以下优势：

(1)本实用新型所述的浮式液化天然气存储和气化装置，船上设置多个中压区储罐，中压区储罐为真空双层储液罐，设计合理的载重量，使船体可停靠在水深较小的岸边，吃水深度最小在3-4米之间，方便与用户及发电厂对接，既解决了大型运输船舶只能停靠在港口等深水区域的问题，又避免了天然气存储和气化装置需要占用土地的问题；

为了应对行业标准IGC要求，需要储液罐出液口位于上部，为了出液口位于上部的储液罐向潜液泵箱连续供液，设置真空双层缓冲罐，真空双层缓冲罐的罐体较小，因而对设备整体的成本控制是合理的，通过真空双层缓冲罐实现设备对潜液泵箱及LNG气化装置连续供液，进而实现对用户或发电厂提供连续高压气态天然气；

采用上进液喷淋的方式可减少中压区储罐BOG(Boil Off Gas，闪蒸气)的产生，增加LNG的储藏时间；

外置的潜液泵，制造、安装及维护的成本低、耗电量少、运行平稳；C型储罐制造方便、耐用，保温性好。

(2)本实用新型所述的浮式液化天然气存储和气化装置的控制系统，可通过各个开关阀及补气阀控制各个中压区储罐、低压区缓冲罐的气压及LNG的流动，具有控制方便及可实现远程控制、自动控制的优点。

(3)本实用新型所述的浮式液化天然气存储和气化装置的控制方法，可实现浮式液化天然气存储和再气化系统为用户和发电厂提供连续的高压气态天然气。

附图说明

构成本实用新型创造的一部分的附图用来提供对本实用新型创造的进一步理解，本实用新型创造的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型创造，并不构成对本实用新型创造的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的浮式液化天然气存储和气化装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的浮式液化天然气存储和气化装置的压力分区示意图。

附图标记说明：

10-中压区储罐；11-液体输出管路；121-第一开关阀；122-第二开关阀；13-上进液喷淋头；14-液体输入管路；151-中压补气阀；152-低压补气阀；16-补气管；17-总进液口；18-低压区缓冲罐；19-潜液泵；20-潜液泵箱；21-LNG气化装置；22-高压天然气出口；23-船体；24-通气管路；25-安全放散阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型创造。

本技术方案所要解决的技术问题主要有：

1，现有的LNG运输船舶吨位较大，只能进入港口而无法停靠在水深较浅的海岸边，无法与用气设备直接连接，需要中转设备，增加了天然气用气成本；

2，除了设备成本，天然气中转设备需要占用土地，造成天然气用气成本进一步升高；

3，现有的LNG运输船舶、周转船舶等设备，受到行业标准的限制和要求，需要采用真空双层储液罐或单层承压储液罐，特别是装载在船舶等海上设施上的真空双层储液罐，对储罐的出液方式有具体要求：

当采用内外双层均为不锈钢的真空双层储液罐时，可采用下出液方式，该下出液方式利用LNG的重力可实现中压区储罐10向潜液泵箱20提供连续的LNG，但是，真空双层储液罐的内外层均为不锈钢材质时，会造成储液罐成本很高，特别是随着真空双层储液罐的体积增大，成本也将成倍增加。

当采用内层为不锈钢材质、外层为碳钢等保温材质的真空双储液罐时，储液罐的成本可得到有效控制，(碳钢等保温材质的成本远低于不锈钢材质)但是，根据行业标准IGC要求，此形式的真空双层储液罐出液口必须设置在罐体顶部，需要将LNG从顶部抽出。如何将LNG抽出并向LNG气化装置21连续供液，是本实用新型所要解决的核心问题之一。上述行业标准具体为IGC要求(IGC MSC.370(93)_the latest version of IGC Code)。

为了向海岸边的发电厂等用户提供连续的高压气态天然气，本实用新型提供了一种不占用土地的浮式液化天然气存储和气化装置，如图1所示，该系统包括船体23，该船体23的最小吃水深度在3-4米之间，船体23可方便停靠在大部分的海岸边，既解决了大型船舶无法与用户直接对接的问题，还解决了天然气中转设备需要占用土地的问题，极大降低了高压天然气的用气成本；

船体23上设置有至少一个中压区储罐10，该中压区储罐10为真空双层储液罐，真空双层储液罐是存储、运输液化天然气的通用设备，大型的真空双层储液罐制造成本极高，本实用新型通过使用多个较小的真空双层储液罐分别存储LNG来降低储罐的使用成本，船体23上通常设置4-8个真空双层储液罐，易知，本技术方案对真空双层储液罐的数量并不作限定。船体23上设置多个真空双层储液罐，设计合理的载重量，使得承载真空双层储液罐的船体23可以停靠在水深较小的岸边，方便与发电厂对接。

本技术方案所要解决的如何将LNG抽出并向LNG气化装置21连续供液这一核心问题还可拆解为若干连续的小问题，第一，如何将LNG自中压区储罐10中连续抽出；第二，如何将抽出的LNG连续供应至LNG气化装置中；第三，采用外置潜液泵19和潜液泵箱20时，如何保证潜液泵19的正常工作，即潜液泵箱20液面的控制和潜液泵箱20工作气压的控制，如果进入潜液泵箱20的LNG速度过快，导致潜液泵箱20液面升高过快，潜液泵箱20内工作气压过高会导致LNG无法流入或潜液泵19工作异常，如果流入的LNG速度过慢，潜液泵箱20液面下降露出潜液泵19，会导致潜液泵19损坏，即中压区储罐10与潜液泵箱20的供液配合是很难解决的问题；第四，潜液泵箱20中的空腔通常需要与一个储液腔体导通，用来排出BOG，如果采用中压区储罐10与潜液泵箱20配合，则潜液泵箱20的空腔找不到合适的储液腔体配合，如果单独配置储液腔体，则造成成本不必要的上升；第五，如何实现在中压区储罐10、低压区缓冲罐18、潜液泵箱20之间形成LNG液体流动的简单控制和自动控制。

现有的大型LNG储液罐采用上出液口式时，通常采用潜液泵19抽出LNG的方式，但是，由于LNG本身比重轻，温度低，对潜液泵19有非常高的要求，一套潜液泵19设备的成本往往高达数百万，对天然气的用气成本控制非常不利。特别的，本方案中使用的真空双层储液罐，外层使用碳钢，内层使用不锈钢，由于罐体壁比较薄，很难在罐内设置潜液泵19及配套支架等设备，所以，本方案中无论是从成本考虑还是从实际技术角度考虑，都不倾向于选择内置潜液泵19抽出LNG的方式。

本技术方案中，船体23上设置有至少一个中压区储罐10，中压区储罐10依次与低压区缓冲罐18、潜液泵箱20及LNG气化装置21连接；中压区储罐10的出液口位于罐体顶部，低压区缓冲罐18的出液口位于LNG底部，液体输出管路11一端自中压区储罐10的出液口延伸至LNG底部，液体输出管路11的另一端与低压区缓冲罐18连接；

本技术方案中，设置了低压区缓冲罐18，该低压区缓冲罐18为真空双层缓冲罐，真空双层缓冲罐的内外双层均为不锈钢材质，为了控制这种成本较高的储罐，真空双层缓冲罐仅设置一个，且真空双层缓冲罐体积较小，其成本相对较低。

由于所有的真空双层储液罐中均设定一定的工作气压，真空双层缓冲罐也有一定的工作气压范围，可将真空双层储液罐的工作气压始终高于真空双层缓冲罐，利用压力差将LNG输送到真空双层缓冲罐中。该压力差即利用压力差将LNG自真空双层储液罐中抽出。

将LNG自中压区储罐10抽至低压区缓冲罐18中后，潜液泵19如果设置在低压区缓冲罐18内部，则仍然存在内置潜液泵19所存在的成本、维护、维修等问题，特别是，潜液泵19一旦出现问题更换时需要停机，导致LNG连续供应的中断，故需要使用单独潜液泵箱20，即形成中压区储罐10、低压区缓冲罐18和潜液泵箱20的连续连接。外置的潜液泵19，制造、安装及维护的成本低、耗电量少、运行平稳。

进一步的，外置的潜液泵19还存在很大问题，在实际运行中很难正常运行并达到连续供液LNG的目的，问题主要有潜液泵箱20液面的控制和潜液泵箱20工作气压的控制，以及潜液泵箱20BOG排放的问题，但是，通过设置真空双层缓冲罐及将真空双层缓冲罐和潜液泵箱20的空腔导通则完美解决了这一系列问题。

真空双层缓冲罐的作用包括：1，向前与真空双层储液罐配合将LNG抽出；2，先后与潜液泵箱20配合，真空双层缓冲罐的出液口设置在LNG底部，恢复了常规的、利用重力的连续LNG供液，由于真空双层缓冲罐通过通气管路24与潜液泵箱20导通，真空双层缓冲罐可同时调整潜液泵箱20的液面和工作气压。例如，LNG快速流入真空双层缓冲罐时，液面升高速度相对较慢，潜液泵箱20内的液面升高速度也相对较慢，这解决了潜液泵箱20体积小，对LNG流速非常敏感和难于控制的问题；3，由于真空双层缓冲罐带有安全放散阀25，还可将潜液泵箱20内的BOG排出。

通气管路24的作用包括：1，导通真空双层缓冲罐和潜液泵箱20，使得真空双层缓冲罐可利用LNG自重实现LNG自动流入潜液泵箱20；2，造成真空双层储液罐、真空双层缓冲罐、潜液泵箱20之间形成自高而低三级压力，这种设计方法造成各压力范围内的设备工作气压范围过窄，设备需要频繁开关，设计成本高，设施损耗大，本方案采用通气管路24将真空双层缓冲罐和潜液泵箱20导通，使真空双层缓冲罐和潜液泵箱20的工作气压始终相同，将三级压力简化为二级压力，还省去了潜液泵箱20内的气压控制设备，由于真空双层缓冲罐和潜液泵箱20的工作气压始终相同，流入真空双层缓冲罐的LNG自动流到潜液泵箱20中。3，可将潜液泵箱20内的BOG导出到真空双层缓冲罐，并利用真空双层缓冲罐的安全放散阀25排出BOG。

自此，完整的LNG连续供液方案完成，在一种优选实施例中：

如图2所示，浮式液化天然气存储和气化装置，包括船体23，船体23上设置至少一个真空双层储液罐，每个真空双层储液罐与真空双层缓冲罐连接，真空双层缓冲罐与潜液泵箱20连接，潜液泵箱20与LNG气化装置21连接；真空双层储液罐的出液口位于罐体顶部，真空双层缓冲罐的出液口位于LNG底部，液体输出管路11一端自真空双层储液罐的出液口延伸至LNG底部，另一端与真空双层缓冲罐连接；真空双层储液罐与真空双层缓冲罐均设置有补气管16，通过补气管16控制真空双层储液罐的工作气压始终大于真空双层缓冲罐，利用该压力差，真空双层储液罐通过液体输出管路11向真空双层缓冲罐提供连续LNG；通气管路24导通真空双层缓冲罐与潜液泵箱20使二者的工作气压始终相同，流入真空双层缓冲罐的LNG连续流入潜液泵箱20；潜液泵箱20通过潜液泵19向LNG气化装置21提供连续的LNG，LNG气化装置21向用气设备提供连续的高压气态天然气。

各中压区储罐10的压力处于中压区范围，真空双层缓冲罐和潜液泵箱20处于低压区范围。

该实施例的技术方案具有如下优势：船上设置多个中压区储罐10，中压区储罐10为真空双层储液罐，设计合理的载重量，使船体23可停靠在水深较小的岸边，吃水深度最小在3-4米之间，方便与用户及发电厂对接，既解决了大型运输船舶只能停靠在港口等深水区域的问题，又避免了天然气存储和气化装置需要占用土地的问题；真空双层储液罐采用成本较低的外层为碳钢或其他保温材料、内层为不锈钢的罐体，在相同体积下，由于碳钢罐体的成本远低于不锈钢罐体，所以本方案避免使用大型的、价格高昂的大型储液罐，在承载相同LNG重量下，本装置的成本为内外双层均为不锈钢大型储液罐的船体23的10％左右；通过真空双层缓冲罐实现设备对潜液泵箱20及LNG气化装置21连续供液，进而实现对用户或发电厂提供连续高压气态天然气。

上述真空双层储液罐及真空双层缓冲罐也可以设置成单层承压储液罐及单层承压缓冲罐，具体的，单层承压储液罐的罐体为不锈钢材质，外围缠绕保温材料，单层承压缓冲罐的罐体为不锈钢材质，外围缠绕保温材料。

真空双层储液罐、真空双层缓冲罐、单层承压储液罐及单层承压缓冲罐均为C型储罐。C型储罐制造方便、耐用，保温性好。

所述船体23上设置有至少两个中压区储罐10，中压区储罐10的入液口位于罐体顶部，各中压区储罐10通过液体输入管路14与总进液口17并联连接，总进液口17通过液体输入管路14向中压区储罐10提供LNG，总进液口17可同时向多个中压区储罐10提供LNG，也可向单独中压区储罐10提供LNG，各中压区储罐10通过液体输出管路11与低压区缓冲罐18并联连接，每次选定某一个中压区储罐10向低压区缓冲罐18提供LNG。

所述液体输入管路14为钢管或软管，液体输出管路11为钢管或软管。

如图2所示，所述中压区储罐10的入液口上设有上进液喷淋头13。采用上进液喷淋的方式可减少中压区储罐10BOG的产生，增加LNG的储藏时间。

所述各中压区储罐10的出液口处设有控制中压区储罐10是否向低压区缓冲罐18供液的第一开关阀121；各中压区储罐10的入液口处设有控制总进液口17是否向中压区储罐10供液的第二开关阀122；各中压区储罐10的补气管16上设有中压补气阀151，低压区缓冲罐18的补气管16上设有低压补气阀152。

所述中压区储罐10及低压区缓冲罐18内均设置有气压检测计。气压检测计实时检测罐体内的工作气压值。

所述中压区储罐10及低压区缓冲罐18内还设有安全放散阀25。在LNG流入中压区储罐10或低压区缓冲罐18时，安全放散阀25可将含有BOG的保护气体或气态天然气及时排出，避免罐体内气压过高，安全放散阀25还可以过滤回收BOG或气态天然气，避免其对环境的污染和造成资源浪费。

浮式液化天然气存储和气化装置的控制系统，用于控制浮式液化天然气存储和气化装置向用气设备连续提供高压气态天然气，该控制系统包括开关控制单元、气压检测单元和处理单元；开关控制单元，包括控制各中压区储罐10是否向低压区缓冲罐18供液的第一开关阀121、控制总进液口17是否向中压区储罐10供液的第二开关阀122、控制各中压区储罐10内工作气压的中压补气阀151、及控制低压区缓冲罐18内工作气压的低压补气阀152；气压检测单元，包括设置在各中压区储罐10及低压区缓冲罐18内的气压检测计，气压检测计实时检测各中压区储罐10及低压区缓冲罐18内的工作气压值；气压检测单元还包括将工作气压值发送至处理单元的信号发送单元。

处理单元，包括控制各第一开关阀121、第二开关阀122、中压补气阀151及低压补气阀152开关动作的PLC控制器；气压检测单元将每个中压区储罐10内的工作气压值及低压区缓冲罐18内的工作气压值发送至处理单元；处理单元通过控制第一开关阀121选择一个中压区储罐10与低压区缓冲罐18导通，处理单元通过选中的中压区储罐10的中压补气阀151控制该中压区储罐10的工作气压P1始终大于低压区储罐的工作气压P2。

该控制系统通过各个开关阀及补气阀控制各个中压区储罐10、低压区缓冲罐18的气压及LNG的流动，具有控制方便及可实现远程控制、自动控制的优点。

所述处理单元控制中压区储罐10内的工作气压P1保持在工作气压范围之内：Pa<P1<Pb；Pa为中压区储罐10的工作气压下限，P1低于Pa时，中压补气阀151打开，补气管16向中压区储罐10内补入气体；Pb为中压区储罐10的工作气压上限，P1高于Pb时，中压补气阀151关闭，补气管16停止补气。

所述低压区缓冲罐18的工作气压P2保持在工作气压范围之内：Pc<P2<Pd；Pc为低压区缓冲罐18的工作气压下限，P2低于Pc时，低压补气阀152打开，补气管16向低压区缓冲罐18内补入气体；Pd为低压区缓冲罐18的工作气压上限，P2高于Pd时，低压补气阀152关闭，补气管16停止补气。

所述中压补气阀151和低压补气阀152为气动开关阀。

所述第一开关阀121、第二开关阀122、中压补气阀151及低压补气阀152均为常闭开关阀。处理单元选择目标中压区储罐10时，仅需打开其第一开关阀121或第二开关阀122或中压补气阀151，即可实现对该目标中压区储罐10的相应操作。

所述处理单元还包括无线通信模块，处理单元通过无线通信模块与远程服务器连接，远程服务器与智能终端连接，智能终端通过远程服务器、无线通信模块获取处理单元中的数据，智能终端通过远程服务器、无线通信模块、处理单元控制开关控制单元的开关动作。通过智能终端，如手机、手提电脑等实现对浮式液化天然气存储和气化装置的远程控制。

浮式液化天然气存储和气化装置的控制方法，包括如下步骤：

S1，LNG运输船与船体23的总进液口17连接，船体23的高压天然气出口22与用气设备连接，处理单元依次打开第二开关阀122向各中压区储罐10内输入LNG，中压区储罐10的工作气压P1范围为：Pa-Pb，低压区缓冲罐18的工作气压P2范围为：Pc-Pd，其中，Pb>Pa>Pd>Pc；

S2，处理单元通过控制各第一开关阀121开关动作选择一个中压区储罐10作为工作储罐，LNG在工作气压差的作用下自工作储罐流入低压区缓冲罐18；

S3，通过通气管路24使低压区缓冲罐18的工作气压与潜液泵箱20的工作气压始终相同，流入低压区缓冲罐18的LNG连续流入潜液泵箱20；

S4，潜液泵19将潜液泵箱20内的LNG持续输送至LNG气化装置21内；

S5，LNG气化装置21持续向用气设备提供高压气态天然气；

S6，工作储罐的工作气压P1低于Pa时，中压补气阀151打开，补气管16向中压区储罐10内补气，当中压区储罐10的工作气压P1高于Pb时，中压补气阀151关闭，补气管16停止补气；

低压区缓冲罐18的工作气压P2低于Pc时，低压补气阀152打开，补气管16向低压区缓冲罐18内补气，当低压区缓冲罐18的工作气压P2高于Pd时，低压补气阀152关闭，补气管16停止补气。

还包括步骤S7，处理单元关闭工作储罐的第一开关阀121，处理单元通过控制各第一开关阀121的开关动作选择另一个中压区储罐10作为新工作储罐。

该控制方法可实现浮式液化天然气存储和再气化系统为用户和发电厂提供连续的高压气态天然气。

处理单元选择工作储罐的方式为：打开目标中压区储罐10的第一开关阀121并关闭其余中压区储罐10的第一开关阀121。

以上所述仅为本实用新型创造的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型创造，凡在本实用新型创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.浮式液化天然气存储和气化装置，其特征在于：包括船体(23)，船体(23)上设置有至少一个中压区储罐(10)，中压区储罐(10)依次与低压区缓冲罐(18)、潜液泵箱(20)及LNG气化装置(21)连接；

中压区储罐(10)的出液口位于罐体顶部，低压区缓冲罐(18)的出液口位于LNG底部，液体输出管路(11)一端自中压区储罐(10)的出液口延伸至LNG底部，液体输出管路(11)的另一端与低压区缓冲罐(18)连接；

中压区储罐(10)及低压区缓冲罐(18)内均设置有补气管(16)，通过补气管(16)控制罐体内的工作气压，中压区储罐(10)的工作气压的下限高于低压区缓冲罐(18)工作气压的上限，通过工作气压的压力差，中压区储罐(10)向低压区缓冲罐(18)提供连续LNG；

低压区缓冲罐(18)底部通过液体输出管路(11)与潜液泵箱(20)的入液口连接，低压区缓冲罐(18)的空腔通过通气管路(24)与潜液泵箱(20)的空腔导通，通气管路(24)使低压区缓冲罐(18)的工作气压与潜液泵箱(20)的工作气压始终相同，流入低压区缓冲罐(18)的LNG连续流入潜液泵箱(20)；

潜液泵箱(20)通过潜液泵(19)向LNG气化装置(21)提供连续的LNG，LNG气化装置(21)向用气设备提供连续的高压气态天然气。

2.根据权利要求1所述的浮式液化天然气存储和气化装置，其特征在于：船体(23)上设置有至少两个中压区储罐(10)，中压区储罐(10)的入液口位于罐体顶部，各中压区储罐(10)通过液体输入管路(14)与总进液口(17)并联连接，总进液口(17)通过液体输入管路(14)向中压区储罐(10)提供LNG，各中压区储罐(10)通过液体输出管路(11)与低压区缓冲罐(18)并联连接；

中压区储罐(10)的入液口上设有上进液喷淋头(13)。

3.根据权利要求2所述的浮式液化天然气存储和气化装置，其特征在于：

各中压区储罐(10)的出液口处设有控制中压区储罐(10)是否向低压区缓冲罐(18)供液的第一开关阀(121)；

各中压区储罐(10)的入液口处设有控制总进液口(17)是否向中压区储罐(10)供液的第二开关阀(122)；

各中压区储罐(10)的补气管(16)上设有中压补气阀(151)，低压区缓冲罐(18)的补气管(16)上设有低压补气阀(152)。

4.根据权利要求1所述的浮式液化天然气存储和气化装置，其特征在于：中压区储罐(10)及低压区缓冲罐(18)内均设置有气压检测计。

5.根据权利要求1所述的浮式液化天然气存储和气化装置，其特征在于：中压区储罐(10)及低压区缓冲罐(18)内还设有安全放散阀(25)。

6.浮式液化天然气存储和气化装置的控制系统，其特征在于：包括开关控制单元、气压检测单元和处理单元；

开关控制单元，包括控制各中压区储罐(10)是否向低压区缓冲罐(18)供液的第一开关阀(121)、控制总进液口(17)是否向中压区储罐(10)供液的第二开关阀(122)、控制各中压区储罐(10)内工作气压的中压补气阀(151)、及控制低压区缓冲罐(18)内工作气压的低压补气阀(152)；

气压检测单元，包括设置在各中压区储罐(10)及低压区缓冲罐(18)内的气压检测计，气压检测计实时检测各中压区储罐(10)及低压区缓冲罐(18)内的工作气压值；

处理单元，包括控制各第一开关阀(121)、第二开关阀(122)、中压补气阀(151)及低压补气阀(152)开关动作的PLC控制器；

气压检测单元将每个中压区储罐(10)内的工作气压值及低压区缓冲罐(18)内的工作气压值发送至处理单元；

处理单元通过控制第一开关阀(121)选择一个中压区储罐(10)与低压区缓冲罐(18)导通，处理单元通过选中的中压区储罐(10)的中压补气阀(151)控制该中压区储罐(10)的工作气压P1始终大于低压区储罐的工作气压P2。

7.根据权利要求6所述的浮式液化天然气存储和气化装置的控制系统，其特征在于：处理单元控制中压区储罐(10)内的工作气压P1保持在工作气压范围之内：Pa<P1<Pb；

Pa为中压区储罐(10)的工作气压下限，P1低于Pa时，中压补气阀(151)打开，补气管(16)向中压区储罐(10)内补入气体；

Pb为中压区储罐(10)的工作气压上限，P1高于Pb时，中压补气阀(151)关闭，补气管(16)停止补气。

8.根据权利要求6所述的浮式液化天然气存储和气化装置的控制系统，其特征在于：低压区缓冲罐(18)的工作气压P2保持在工作气压范围之内：Pc<P2<Pd；

Pc为低压区缓冲罐(18)的工作气压下限，P2低于Pc时，低压补气阀(152)打开，补气管(16)向低压区缓冲罐(18)内补入气体；

Pd为低压区缓冲罐(18)的工作气压上限，P2高于Pd时，低压补气阀(152)关闭，补气管(16)停止补气。

9.根据权利要求6所述的浮式液化天然气存储和气化装置的控制系统，其特征在于：中压补气阀(151)和低压补气阀(152)为气动开关阀；

第一开关阀(121)、第二开关阀(122)、中压补气阀(151)及低压补气阀(152)均为常闭开关阀。

10.根据权利要求6所述的浮式液化天然气存储和气化装置的控制系统，其特征在于：处理单元还包括无线通信模块，处理单元通过无线通信模块与远程服务器连接，远程服务器与智能终端连接，智能终端通过远程服务器、无线通信模块获取处理单元中的数据，智能终端通过远程服务器、无线通信模块、处理单元控制开关控制单元的开关动作。