CN217673094U - 一种兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶，包括二氧化碳处理模块、连接并储存液化二氧化碳的液化二氧化碳储舱，所述液化二氧化碳储舱连接了LCO2外输模块；所述LCO2外输模块通过低温高压软管连接了可移动海底封存装置；所述低温高压软管配设有尾部软管收放系统。本发明专利以运输船为平台，融合运输船、深海外输系统、海底可移动封存系统，实现运输、深海注入和海底封存一体化设计。这样不仅有效利用了深海封存存三大功能，减少了二氧化碳转运、注入和封存的长期运营成本大大降低，也节省了二氧化注入平台和海底封存的投资建设，一举多得。同时可以多地点作业，解除了封存区域限制，提高了整个深海运输封存系统的效率。
Description
技术领域
本发明涉及船舶建造领域，更具体地说，涉及运输及封存液化二氧化碳功能的船舶。
背景技术
深海中，随着水深增加，压力逐步提高，二氧化碳会以液态形式存在。理论上水深1400米，二氧化碳会以水合物形式存在，水深3000米，二氧化碳将以液态形式存在，且密度大于海水密度，也就是说二氧化碳在深海将以液体形式存在，形成“二氧化碳湖”。2006年，日本和德国科学家组成考察队，在中国台湾东部海域海底热液喷口发现了二氧化碳水合物的海底湖泊。基于以上事实，本发明将液态二氧化碳的运输环节和深海封存环节相结合，发明一种兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶，将液态二氧化碳永久封存于深海中。
液化二氧化碳深海封存的三个关键环节分别是液态二氧化碳的运输、海底注入和深海封存。常规解决方案三个环节是分开的,需要运输船,海洋注入平台和海底封存三个系统,且三个系统需要相互衔接配合转运,中间环节多,系统复杂,成本投入大,各环节需要解决的关键问题多。
此外，常规的运输船需要深海定位功能，以便将液化二氧化碳传输到深海注入平台上，船舶利用率非常低。传统二氧化碳运输船从码头将液态二氧化碳运输到深海封存海洋平台，通过海洋平台向深海注入。运输船从码头将液态二氧化碳运输到深海平台时，需要动力定位功能，无论是系泊还是动力定位都要与深海平台保持连接时的定位功能，这样才能将液态二氧化碳卸载到平台上。这样做的缺点是一方面动力定位系统复杂成本高，另一方面，从二氧化碳运输船卸载到平台上需要良好的天气，作业的环境条件受限。
特别是，注入环节存在的问题：需要单独建造一型专用固定海洋平台，作业地点固定，封存海洋受到极大限制，注入平台的成本高，系统复杂，需要人员长期维护，利用效率受二氧化碳运输船能力限制。而且需要海底封存系统，需要钻井封存设备，需要高压管线，一旦建造完毕无法回收和重复利用，作业地点受限。
发明内容
本发明结合已经工程化应用的液态二氧化碳运输船、海底铺管船或钻井船，及海底注入装置。将运输和深海封存环节结合在一起，形成一种运输及封存液化二氧化碳功能于一体的船舶。本发明的船舶因为融合了运输船和深海注入装载，不需要二氧化碳运输船卸载到深海注入海洋平台上的中间环节，因此省略了船舶深海定位和系泊及船和平台外输兼容系统。
为了达到上述目的，本发明提供一种兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶，包括船舶动力系统、船舶驾驶区以及机舱。还包括二氧化碳处理模块、连接并储存液化二氧化碳的液化二氧化碳储舱，所述液化二氧化碳储舱连接了LCO2外输模块；所述LCO2外输模块通过低温高压软管连接了可移动海底封存装置；所述低温高压软管配设有尾部软管收放系统。
优选方式下，本发明船舶还包括动力定位系统；所述LCO2外输模块设置有用于连接注入平台的管线和排出口；所述液化二氧化碳储舱选用C型舱或B型罐；所述动力系统选用用LNG或柴油为燃料。
此外，所述船舶驾驶区，设置船首安全区、船舶驾驶舱和各种仪器设备操作指挥中心；所述船舶还包括电力及配电系统、压载系统，消防救生系统。
优选方式下，所述LCO2外输模块，包括低温高压缓冲罐、高压压缩机、液态二氧化碳处理系统。
优选方式下，所述可移动海底封存装置组成包括低温高压释放、应急切断装置，高压软管接口管汇系统。
本发明一种兼具二氧化碳运输和海底封存功能的船舶，解决了传统运输船，海底注入，海底封存环节独立，系统复杂，投入成本高，使用灵活性差，设备利用率低，维护运营人员投入多的缺点，同时消除了各环节的故障率，更加经济环保。本发明船舶兼具CO2运输和封存功能，减少了CO2转运，海底注入平台和海底封存装置的投资建设成本及后期运营成本，经济性好。
本发明专利以运输船为平台，融合运输船、深海外输系统、海底可移动封存系统，实现运输、深海注入和海底封存一体化设计。这样不仅有效利用了深海封存存三大功能，减少了二氧化碳转运、注入和封存的长期运营成本大大降低，也节省了二氧化注入平台和海底封存的投资建设，一举多得。同时可以多地点作业，解除了封存区域限制，提高了整个深海运输封存系统的效率。
附图说明
图1是本发明兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶结构布置示意图。
具体实施方式
本发明兼具二氧化碳运输和封存功能的船舶：主要组成部分如下：运输封存船1，液化二氧化碳储舱2，尾部软管收放系统3，低温高压软管4，可移动海底封存装置5，LCO2外输模块6，二氧化碳处理模块7，船舶动力系统8，机舱9，动力定位系统10，船舶驾驶区11。
本发明的布置方案及主要功能如下：
本发明作为液化二氧化碳运输船，一方面可以收集岸上液体二氧化碳转运到深海区域，转运到指定注入平台。另一方面，运输船本身是具备海底注入和封存功能，可直接将液化二氧化碳注入海底。
液化二氧化碳储舱用来储存液化二氧化碳，位于甲板以下，舱型选用C型舱，这样可以承载高压和低温货物。
尾部软管收放系统，本发明可以将低温高压软管释放至海底二氧化碳湖，完成注入后可收回软管。
低温高压软管，该软管可承受-55摄氏度低温和19公斤压力，将液化二氧化碳从LCO2储罐通过LCO2外输模块输出输送到海底。
可移动海底封存装置，通过该装置将液化二氧化碳释放至海底高压环境中以液态形式封存，该装置是将现有成熟海底封存装载进行简化，取消固定装置，适应海底环境。
LCO2外输模块，用于将LCO2输送到软管中。
LCO2处理模块，该模块可以通过码头向货罐内输入二氧化碳或在向海底注入时向尾部外输模块转运液态二氧化碳。
动力系统，可使用LNG或柴油为燃料，为船舶和各个模块提供动力。
机舱，里面设置有围绕主机的各种配套系统设备。
动力定位系统，在船舶向海底注入液化二氧化碳或者外输液态二氧化碳是提供动力定位功能。
船舶驾驶区，设置船首安全区，船舶驾驶舱和各种仪器设备操作指挥中心。
该船舶还包括电力及配电系统、压载系统，消防救生系统等必要设备及系统。但不限于上述装置和系统。
本发明实施方案和系统原理：
液态二氧化碳通过二氧化碳处理模块输送，并存储在液化二氧化碳储舱2中，通过运输封存船1将液态二氧化碳从码头转运到指定深海封存区域。运输到指定地点(深海二氧化碳湖的位置)后，通过尾部软管收放系统3，将低温高压软管4和可移动海底封存装置5存储释放到海底二氧化碳湖中。液态二氧化碳从液化二氧化碳储舱2中，通过LCO2外输模块6，经过低温高压软管4输入到可移动海底封存装置5，通过可移动海底封存装置5释放到深海二氧化碳湖中达到深海封存的效果。完成二氧化碳海底封存后，通过尾部软管收放系统3，将低温高压软管4和可移动海底封存装置5进行回收。
本发明核心设备原理说明如下：
(1)LCO2外输模块6：该模块放置于船尾外输房间中，主要包括低温高压缓冲罐，高压压缩机，液态二氧化碳处理系统组成。通过液货泵将液态二氧化碳将二氧化碳从储罐中抽到该模块中，通过高压压缩机对二氧化碳进行升压由19公斤提升到150公斤，储藏到高压储罐中。将150公斤高压二氧化碳输入到低温高压软管4中。系统组成中各个设备是船舶和海洋工程领域成熟部件，已经用于工程实践。本系统根据系统需要加组合应用。
(2)低温高压软管：
低温高压软管是深海注入环节之一，该材料设备已经在目前世界上多个海底封存项目上获得实际应用，另外尾部软管收放系统与目前已经应用于实际工程的铺管船相同。
(3)可移动海底封存装置：
可移动海底封存装置组成包括低温高压释放阀，应急切断装置，高压软管接口管汇系统。本装置将目前已经应用于海底封存系统加以简化去除海底固定封固系统。
可以选择的，在本发明的船舶中，海底封存系统可以无动力，也可以自带动力；运输船可以首部外输，也可以尾部外输；LCO2可以通过CO2运输船外输，也可以通过二氧化碳处理模块输入到指定平台上；液化二氧化碳储舱可以是C型舱，也可以是B型罐等舱型。本发明船上上各模块的布置方式可根据平台空间灵活安排。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶，包括船舶动力系统(8)、船舶驾驶区(11)以及机舱(9)，其特征在于，还包括二氧化碳处理模块(7)、连接并储存液化二氧化碳的液化二氧化碳储舱(2)，所述液化二氧化碳储舱(2)连接了LCO2外输模块(6)；所述LCO2外输模块(6)通过低温高压软管(4)连接了可移动海底封存装置(5)；所述低温高压软管(4)配设有尾部软管收放系统(3)。
2.根据权利要求1所述兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶，其特征在于，还包括动力定位系统(10)。
3.根据权利要求1所述兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶，其特征在于，所述LCO2外输模块(6)设置有用于连接注入平台的管线和排出口。
4.根据权利要求1所述兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶，其特征在于，所述液化二氧化碳储舱(2)选用C型舱或B型罐。
5.根据权利要求1所述兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶，其特征在于，所述动力系统选用用LNG或柴油为燃料。
6.根据权利要求1所述兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶，其特征在于，所述船舶驾驶区，设置船首安全区、船舶驾驶舱和仪器设备操作指挥中心；所述船舶还包括电力及配电系统、压载系统，消防救生系统。
7.根据权利要求1所述兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶，其特征在于，所述LCO2外输模块(6)，包括低温高压缓冲罐、高压压缩机、液态二氧化碳处理系统。
8.根据权利要求1所述兼具运输及封存液化二氧化碳功能的船舶，其特征在于，所述可移动海底封存装置组成包括低温高压释放、应急切断装置，高压软管接口管汇系统。
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