DE202010012886U1 - Container zum Transport oder zur Lagerung von flüssigem Erdgas - Google Patents

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Abstract

Container zum Transport oder zur Lagerung von flüssigem Erdgas (LNG) in einem darin aufgenommenen Flüssiggasbehälter (2), dessen Außenmantel eine thermische Isolierung (3) aufweist, wobei der Flüssiggasbehälter (2) einen Zu- und Ablauf (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssiggasbehälter (2) eine integrierte Kühleinrichtung (6) mit einem Kühlmittelzulauf (8) und einem Kühlmittelablauf (7) aufweist, und das flüssige Erdgas in dem Flüssiggasbehälter (2) mittels durch die Kühleinrichtung (6) strömenden Flüssigstickstoffs kontinuierlich oder in zeitlichen Abständen gekühlt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Container zum Transport oder zur Lagerung von flüssigem Erdgas nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Flüssiges Erdgas (LNG) wird heute überwiegend in Tankschiffen transportiert, die großvolumige Tanks aufweisen, in denen das Erdgas nahezu drucklos bei niedriger Temperatur von ca. –160°C transportiert wird. Ein Teil des zu transportierenden Erdgases kann auch als Brennstoff zum Antrieb des Schiffes benutzt werden, so dass bei Fokussierung auf Erdgas als Brennstoff auf solchen Schiffen kein zusätzliches Brennstoff zu transportieren ist.
  • Aber auch auf Schiffen, die nicht dem Transport von Erdgas dienen, kommt Erdgas als Brennstoff, insbesondere aus Umweltschutzgründen, verstärkt zum Einsatz. Für bestimmte Fahrtgebiete ist damit zu rechnen, dass diese Gebiete in naher Zukunft nur noch befahren werden können, wenn umweltverträgliche Brennstoffe eingesetzt werden, insbesondere Erdgas. Entsprechend ausgerüstete Schiffe lagern und transportieren den benötigen Brennstoff in Form von Erdgas in der Regel in Containern, deren Größe einem Standardcontainer von 40'' entspricht. Das Erdgas wird dabei in flüssiger Form im Container gelagert.
  • Obgleich die entsprechenden Container durch eine starke Isolierung nur geringe Wärmeverluste erleiden, steigt durch den nicht ganz auszuschließenden Wärmeeintrag der Tankdruck im Inneren des Containers über die Zeit langsam an. Um den Druck zu reduzieren, kann ein Teil des Gases an die Atmosphäre abgegeben werden. Zur Vermeidung der erforderlichen Abgabe an die Atmosphäre ist daher die Lagerzeit möglichst klein zu halten. Wenn jedoch bereits die Lagerzeit eines Containers an Land eine gewisse Zeit betragen hat, kann die weitere Lagerzeit auf einem Schiff zu kurz sein, um eine Abgabe von Gas an die Atmosphäre zu vermeiden.
  • Bei fest in ein Schiff eingebauten Containern können durch konstruktive Maßnahmen, wie sie in der DE 20 2009 011 136 U1 angegeben sind, die Kälteverluste zwar reduziert werden, jedoch sind entsprechende konstruktive Maßnahmen aufwendig. Die dargestellte konstruktive Ausbildung bezieht sich insbesondere auf die Verwendung von Containern zum Transport von großen Mengen an Erdgas mittels Schiff. Für den Transport und die Lagerung der Flüssigkeitsmenge in der dargestellten Art für den Antriebsbedarf eines Schiffes sind diese konstruktiven Maßnahmen zu aufwendig.
  • Eine andere Möglichkeit zum Kühlhalten von Behältern zur Lagerung und zum Transport verflüssigter Gase besteht darin, in dem Container aufgenommene Flüssigkeit im Kreislauf durch eine Kühlanlage zu führen, in der das rückgeführte Gas sofort temperaturreduziert wird, so dass verlängerte Lagerzeiten erreicht werden können, ohne dass eine Abgabe von Gas an die Atmosphäre erforderlich ist. Eine entsprechende Einrichtung ist in der DE 600 29 162 T2 beschrieben, bei der mit Unterbrechungen ein Anteil des Verdampfungsgases aus dem Container entnommen wird, in einem Kompressor komprimiert und das so komprimierte Gas wieder in den Container zurückgeführt wird, wodurch eine Verringerung der Temperatur des Gases im Container erreichbar wird. Das entsprechende Verfahren erfordert jedoch eine aufwendige Kühlanlage, die landseitig oder schiffsseitig herzustellen ist. Des Weiteren ist zu berücksichtigen, dass das zu transportierende Flüssiggas brennbar ist, so dass die Kühleinrichtung sicherheitstechnisch komplex ausgestaltet sein muss und daher entsprechend aufwendig ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Container zum Transport oder zur Lagerung von flüssigem Erdgas (LNG) anzugeben, der durch einfache Maßnahmen gekühlt werden kann, der eine hohe Sicherheit bietet und flexibel einsetzbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung geht aus von einem Container zum Transport oder zur Lagerung von flüssigem Erdgas (LNG) in einem in Standardabmessungen ausgebildeten Container, der einen Flüssiggasbehälter enthält, dessen Außenmantel eine thermische Isolierung aufweist, wobei der Flüssiggasbehälter einen Zu- und Ablauf aufweist. Erfindungsgemäß weist der Flüssiggasbehälter eine integrierte Kühleinrichtung mit einem Kühlmittelzulauf und einem Kühlmittelablauf auf, wobei das flüssige Erdgas in dem Flüssiggasbehälter mittels durch die Kühleinrichtung strömenden Flüssigstickstoffs kontinuierlich oder in zeitlichen Abständen gekühlt wird.
  • Diese Ausbildung eines Containers hat den besonderen Vorteil, dass zur Kühlung des darin gelagerten oder transportierten Flüssiggases keine externe Kühleinrichtung mit entsprechenden Sicherheitsrisiken erforderlich ist, durch die das Flüssiggas (LNG) zu pumpen wäre. Die in dem Container eingesetzte Kühleinrichtung wird lediglich von Flüssigstickstoff durchspült, das nicht brennbar ist, und daher außerhalb des Containers keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen erfordert.
  • Flüssiger Stickstoff kann entweder aus Druckbehältern entnommen werden oder auch über Stickstofferzeugungseinrichtungen mit integrierter Kühlung zur Verfügung gestellt werden. Entsprechende Anlagen können landseitig an Lagerstellen des Containers eingerichtet sein oder sich auch auf einem Schiff befinden, so dass eine Kühlung der Container auch auf dem Schiff stattfinden kann. Vorzugsweise besteht die Kühleinrichtung im Flüssiggasbehälter aus darin angeordneten Kühlschlangen oder Kühlregistern, durch die Flüssigstickstoff gepumpt wird.
  • Es können auch mehrere gleichartige Container in Reihe oder parallel geschaltet sein, die an einem gemeinsamen Kühlmittelkreislauf angeschlossen sind. Bei geeigneter Bemessung der Kühlleistung können daher mehrere Container gleichzeitig durch eine gemeinsame Kühlanlage abgekühlt werden.
  • Zur Steuerung der erforderlichen Kühlleistung ist der erfindungsgemäße Container vorzugsweise mit einer Drucküberwachung versehen, so dass der Kühlmittelstrom in Abhängigkeit vom festgestellten Überdruck steuerbar ist. Ergänzend kann die Temperatur des Flüssiggases erfasst werden und ggf. ebenfalls zur Steuerung der Kühleinrichtung verwendet werden.
  • Um einen wirkungsvollen und schnellen Übergang der Kühlleistung aus dem Stickstoffstrom an das Flüssiggas zu ermöglichen, kann das Flüssiggas im Container durch eine geeignete Pump- oder Rühreinrichtung umgewälzt werden. Die Übermittlung der Kälteleistung des Flüssigstickstoffs an das Flüssiggas erfolgt insbesondere dadurch, dass der durch die Kühleinrichtung geleitete flüssige Stickstoff in der Kühleinrichtung verdampft, so dass die bei der Verdampfung aufgenommene Wärme des LNG-Flüssiggas kühlt und damit den Tankdruck des Containers wieder auf den gewünschten Druck absenkt.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann eine Reihe gleichartiger Container bei einer Verwendung an Bord eines Schiffes gleichzeitig an eine bordeigene Stickstoffgewinnungseinrichtung angeschlossen werden. Die Stickstoffgewinnungseinrichtung kann auch mittels des im Container transportierten Flüssiggases betrieben werden, so dass keine zusätzliche Betriebsenergie zum Antrieb der Stickstoffgewinnungseinrichtung erforderlich ist.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt den Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Container.
  • Der Container ist als 40''-Container ausgebildet, um die Transportlogistik standardmäßig ausführen zu können. Je nach Größe des Schiffes und dessen Einsatzdauer können ein oder mehrere Container während einer Fahrt des Schiffes zum Einsatz kommen.
  • In dem Container 1 befindet sich ein Flüssiggasbehälter 2, in dem das Flüssiggas gelagert und transportiert wird. Der Behälter ist durch eine starke Isolierschicht 3 gegen Erwärmung von Außen isoliert. An der Unterseite des Behälters befindet sich ein Flüssiggaszu- und -ablauf 5, über den der Behälter befüllt oder entleert werden kann. Für den Fall, dass der Container, insbesondere landseitig, an eine Gasrückkühleinrichtung angeschlossen werden kann, befindet sich an der Oberseite des Behälters ein in Längsrichtung verlaufendes Sprührohr 9, über das in einer Rückkühleinrichtung gekühltes Flüssiggas eingesprüht werden kann. Für die Zwecke der Erfindung ist dieses Sprührohr jedoch nicht erforderlich.
  • Erfindungsgemäß befindet sich im Inneren des Flüssiggasbehälters 3 eine Kühleinrichtung 6, welche spiralig gewickelte Kühlschlangen oder auch Kühlregister enthält. Die Zuleitungsrohre zur Kühleinrichtung sind an einem Stickstoffrücklauf 7 bzw. -zulauf 8 angeschlossen, welche an einen Stickstoffvorrat oder eine Stickstofferzeugungseinrichtung anschließbar sind.
  • Mittels einer nicht dargestellten Druckmesseinrichtung kann ständig festgestellt werden, ob der Druck im Flüssiggasbehälter sich in Folge Wärmeeintrags erhöht. Bei Überschreitung einer vorgegebenen Grenze kann ein Stickstoffstrom durch die Kühleinrichtung gepumpt werden, bei dessen Verdampfung eine Herunterkühlung des die Kühleinrichtung umströmenden Gases erfolgt. Zur Verbesserung des Kälteübergangs kann vorgesehen sein, das Flüssiggas im Flüssiggasbehälter durch eine geeignete Rühr- oder Pumpeinrichtung umzuwälzen, wobei auf einem Schiff durch dessen Bewegung in der Regel bereits eine ausreichende Umwälzung des Flüssiggases im Flüssiggasbehälter erfolgt.
  • In einem ausgeführten Beispiel wurde ein 40''-LNG-Container über 20 Tage gelagert. Der Druck im Flüssiggasbehälter stieg von einem Anfangswert von 1,1 bar auf etwa 1,8 bar und die Temperatur stieg von –160°C auf –153°C. Anschließend konnte durch einen Stickstoffstrom mit einer um ca. 30°C niedrigeren Temperatur durch die Kühleinrichtung über 12 Stunden eine Reduzierung von Druck und Temperatur auf den Ausgangswert erreicht werden.
  • Durch die Erfindung können daher auf einfache Weise und in kurzer Zeit unvermeidliche Kälteverluste wieder ausgeglichen werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 202009011136 U1 [0005]
    • - DE 60029162 T2 [0006]

Claims (8)

  1. Container zum Transport oder zur Lagerung von flüssigem Erdgas (LNG) in einem darin aufgenommenen Flüssiggasbehälter (2), dessen Außenmantel eine thermische Isolierung (3) aufweist, wobei der Flüssiggasbehälter (2) einen Zu- und Ablauf (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssiggasbehälter (2) eine integrierte Kühleinrichtung (6) mit einem Kühlmittelzulauf (8) und einem Kühlmittelablauf (7) aufweist, und das flüssige Erdgas in dem Flüssiggasbehälter (2) mittels durch die Kühleinrichtung (6) strömenden Flüssigstickstoffs kontinuierlich oder in zeitlichen Abständen gekühlt wird.
  2. Container nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (6) im Flüssigkeitsbehälter (2) angeordnete Kühlschlangen oder Kühlregister sind.
  3. Container nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleichartige Container (1) in Reihe oder parallel geschaltet einen gemeinsamen Kühlmittelzulauf und einen gemeinsamen Kühlmittelablauf aufweisen.
  4. Container nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck in dem oder in den Container (1) mittels einer Druckmesseinrichtung überwacht und der Kühlmittelstrom in Abhängigkeit vom festgestellten Gasdruck gesteuert wird.
  5. Container nach einem der mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Durchströmung der Kühleinrichtung (6) mit Kühlmittel das Flüssiggas im Flüssiggasbehälter (2) mittels einer Umwälzeinrichtung bewegt wird.
  6. Container nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihe gleichartiger Container (1) zur Verwendung an Bord eines Schiffes ausgebildet ist, und dass das Kühlmittel aus einer bordeigenen Stickstoffgewinnungseinrichtung entnommen wird.
  7. Container nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stickstoffgewinnungseinrichtung mittels des in einem Container gelagerten Flüssiggases mit Antriebsenergie versorgt wird.
  8. Container nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als 40''-Standardcontainer.
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