DE2230263A1 - Verfahren zum seetransport von fluessiggas und schiff zur ausfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum seetransport von fluessiggas und schiff zur ausfuehrung des verfahrens

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    • F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways

Description

  • Verfahren zum Seetransport von Flüssiggas und Schiff zur Ausführung des Verfahrens (Zusatz zur Patentanmeldung P 22 25 882.8) Die Hauptanmeldung betrifft ein Verfahren zum Beförderr von verflüssigtem Erdgas, Methan oder einem ähnlichen Material mit mindestens einem auf einem Schiff angeordneten Isolierbehälter, der das verflüssigte Gas unter einer entsprechend tiefen Temperatur und im wesentlichen normalen Druck enthalt, wobei durch Verdampfung entstehendes Gas aufgefangen und in zwei Teilströme unterteilt wird, von denen der eine als Energieauelle für den Schiffsantrieb einem Verbrennungsvorgang zugeführt und der andere. verdichtet wird und dann unter Tem.eraturerniedrigung und anschließender Verflüssigung Wärme auf den dem Verbrennungsvorgang zuzuführende@ Teilstrom überträgt, worauf der wieder verflüssigte Teilstrom nach Entsrannung in den Behälter zurückgeleitet wird.
  • Dieses Verfahren dent dazu, die trotz guter Isolierung der Behälter nicht vermeidbaren Verdunstungsverluste während des Seetransportes auf ein wirtschaftlich erträgliches Man zu beschränken. Das in der Hauptanmeldung beschriebene Beispiel sieht vor, daß aus dem aufgefangenen Gas zwei Teilströme gebildet werden, von denen der eine ummittelbar nach der Aufteilung in einen Verdichter eingeführt wird, in den er verdichtet und dadurch gleichzeitig erwärmt wird. Der verdichtete und erwärmte Teilströme geht dnr durch einen Wärmeaustauscher, in welchen er im Gegenstrom Warme an den der Verbrennung zuzuführenden Teilstrom abgibt bzw. durch diesen gekühlt wird Auf Grund der Temperatur-Erniedrigung kondensiert der Teilstrom, der gegebenenfalls unter zusätzlicher Nachkühlung und nach Entspannung in den Behälter zurückfließt.
  • Die Erfindung bezweckt eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens der Hauptanmeldung, un die Wirtschaftlichkeit noch breiter zu verbessern. ?:4ach der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren der eigangs erwähnten Art in der Weise ausgeführt, daß das gesamte aufgefangene Gas zunächst zur Kühlung des zurückzuleitenden Teilstroms verwendet und danach in die zwei Deilströme aufgeteilt wird. Insbesondere wird mit dem aufgefangenen Gas im tiefen Temperaturbereich gekühlt und der der Verbrennung zuzuführende Teilstrom dann für die Kühlung des durch den Verdichter geführten und zum Behälter zurückzuleitenden Teilstroms im höheren Temperaturbereich verwendet.
  • Insbesondere ist bei einem erfindungsgemäßen Verfahren, bei wel chem der wieder zu verflüssigende und zum Behälter zurückzuleitende Teilstrom nach der Verdichtung einen Vorkühlungs-, einer Kondensations- und einen Nachkühlungsbereich durchläuft, vorgesehen, daß dieser Teilstrom von den aufgefangenen Gas in einem Temperaturbereich abgezweigt wird, der im wesentlichen der Temperatur der Kondensation entspricht.
  • liach der Erfindung wird das gesandte aufgefangene Gas zunächst zum Wärmeaustausch herangezogen. Der dem Verdichter zuzuführende Teilstrom hat also eine höhere Temperatur als bei dem Ausführungsbeispiel nach den Hauptpatent. Dieses Verfahren hat den Vorzug, daß der apparative Aufwand erheblich verringert werden zaun. Es können einfachere und billigere Verdichter für den zum Behälter zurückzuführenden Teil strom und auch insgesamt kleinere Wärmeaustauscher verwendet werden. Heben der Verwendung einer billigeren Einrichtung wird durch die Erfindung die Energie besser ausgenutzt, so daß das Verfahren insgesamt eine beträchtliche wirtschaftliche Verbesserung bringt. So ':ann nach der vorliegenden Erfindung an dem Verdichter für den zurückzuführenden Teilstrom mit einer Bintrittstemperatur gearbeitet werden, die mindestens 400 C höher liegt als bei den älteren Vorschlag.
  • Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in denen die Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist. Es zeigen: Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäß ausgeführten Schiffes und Fig. 2 ein Schema einer erfindungsgemäßen Einrichtung.
  • Fig. 1 zeigt zunächst vereinfacht ei.n erfindungsgemäß ausgefiihrtes Schiff 10. In dem Schiff sind eine Mehrza@l von Isolierbehältern 12, 14 usw. angeordnet, die z.B. Kugelform haben können und das Flüssiggas aufne@men. Andere Formen sind ebenfalls möglich und üblich. Die Isolierung der Isolierbehälter wird in bekannter Weise so ausgeführt, daß mit einem wirtschaftlich vertretbarn Aufwand der Verdampfungsverlust, der durch Einwirkung der Wärme des Wassers und der Luft auf den Behälter entsteht, so klein wir möglich bleibt. Das trotzdem durch Verdampfung des Flüssiggases entstehende Gas wird mit einer Leitung 18, die über Anschlüsse 18a, 18b usw. mit den Isolierbehältern 12, 14 usw. verbunden ist, aufgefangen und der Schiffsantriebseinrichtung 16 zugeführt. Erfindungsgemäß ist eine Rückverflüssigungseinrichtung 20 vorgesehen, in die die Leitung 18 einmündet und von der einerseits eir Leitung 24 zur Schiffsantriebseinrichtung 1E, genauer zu einer Einrichtung führt, in der das Gas zur Gewinnung von Wärmeeneraie verbrannt wird. Andererseits geht eine Leitung 22 von der Einrichtung 20 zu den Behältern 12, 14 zuriick, um über Anschlüsse 22a, 22b das wieder verflüssigte Ges in die Behälter zurückzuführer. Bei einer Mehrzahl von Pehältern ist es nicht erforderlich, sämtliche Behälter an die Rückführleitung 22 anzuschließen. Es genügt, da nur ein Teil durch Verdampfung entstehendesGas wieder verflüssigt wird, für einen entsprechenden, maximalen Rückverflüssigungsstrom Anschlüsse vorzusehen.
  • Eine erfindungsgemäße Einrichtung 20 ist in Fig. 2 näher darzestellt. Die Leitung 18 führt durch ein Dreiwegeventil 26 hindurch mit einer Fortsetzung 28 zu einer Wärmeaustauschvorrichtung 30. Die Wärmeaustauschvorrichtung 30 weist drei Teile auf, nämlich einen Nachkühler 32, einen Kondensator 34 und einen Vorkiihler 36. Vorzugsweise sind alle Teile der Wärmeaustausch-- vorrichtung in einer Einheit untergebracht. Die Leitung 28 setzt sich im Nachkühler 32 als Kühlleitung 33 fort, an die die Kühlleitung 35 des Kondensators anschließt. über ein Dreiwegeventil 38 ist die Kühlleitung 37 des Vorkühlers 36 mit der Leitung 35 verbunden. Am Dreiwegeventil 38 wird der Strom des im Behälter allfgefangenen, verdamnften Gases in zwei Teilströme unterteilt. Der eine Teilstrom geht vom Ventil 38 durch die Leitung 37 des Vorkühlers und eine Leitung 46 zu einem Kompressor 48, wo das inzwischen erwärmte Gas des Teilstroms zur Verbrennung verdichtet wird.
  • Ein im Vergleich zu dem zur Verbrennung gehendenTeilstrom kleinerer Teilstrom geht vom Ventil 38 durch eine Leitung 40 in einen Verdichter 42, in dem das in der Wärmeaustauschvorrichtung inzwischen über die ursprüngliche Temperatur der Behälter 12, 14 erwärmte Gas verdichtet und dabei im wesentlichen adiabatisch erwärmt wird. Das verdichtete und nunmehr erheblich über der ursprünglichen Temperatur der Berhälter liegende Gas geht dann durch die Leitung 44 in die Wärmeaustauscheinrichtung 30. In dieser Einrichtung gibt das vom Verdichter 42 kommende Gas im Gegenstrom Wärme an das zur Verbrennung zu gehende Gas bzw, an den ungeteilten Strom des aufgefangenen Gases ab. Nach Vorkühlung im Vorkühler 36 verflüssigt sich das Gas im Kondensator 34 und wird in dem Bereich 32 weiter abgekühlt. Durch ein Entspannungsventil 54 gelangt das Verflüssigte, abgekühlte Gas in die Leitung 22 zur Rückleitung in den Behälter 12, bzw. 14.
  • Zum Anfahren der Einrichtung wird bereits am Ventil 26 ein Teilstrom abgezweigt und iiber die Leitung 50 in die Leitung 40 und durch diese weiter zum Kompressor 42 geführt. Die Leitung 50 geht durch eine Heiz- oder Wärmeaustauschvorrichtung 52 hindurch, die z.B. mit Seewasser betrieben werden kann und die die Vorerwärmung in den Bereichen 32 und 34 während der Anfahrstufe ersetzt. Nach dem Anfahren wird dann umgeschaltet, so daß am Ventil 26 von dem aufgefangenen Gas nichts mehr abgezweigt wird, und die Aufteilung am Ventil 38 stattfindet.
  • Die Einrichtung ist mit verschiedenen Reglern versehen, die mit P bzw. LC in der Zeichnung angegeben sind. LC ist ein am Nachkühler geordneter Füllstandsregler, der dafür sorgt, daß stets ein bestimmter Flüssigkeitstand ir Nachkühler 32 vorhanden ist. Der Regler LC ist deshalb mit der Ventilvorrichtung 54 verbunden, die zusatzlich zur Entspannung eine Mengensteuerungsfunktion hat. Weiter snd Regelvorrichtungen an den Verdichtern 42, 48 vorgesehen.Der Regler am Verdichter 48 kann z.B. mit de Ventil 25 verbunder sein und eine Beziehung zweischen dem vom Behälter kommenden Gas und dem zur Verbrennung abzugebenden Gas herstellen. Der Verdichter 42 bzw der Druck an seinem Ausgang kann in Beziehung zum Aufteilungsverhältnis am Ventil 38 gebracht werden Nach der Erfindung gibt der gesamte aus dem Behälter 12, bzw. 14 kommende Massenstrom einen Teil seiner Kälteenergie zur Kondensation und Nachkühlung des Teilstromes ab, der von dem Gesamtstrom im vorliegenden Ausführungsbeispiel nach Austritt aus dem Xondensator abgezweigt wird. Wesentlich ist, daß in einem erheblichen Teil des negativen Temperaturbereichs der gesamte Massenstrom für die Kühlung des zurückzuleitenden Teilstromes verwendet wird.
  • =Patentansprüche-

Claims (8)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Befördern von verflüssigtem Erdgas, Methan oder einem ähnlichen Material mit mindestens einem auf einem Schiff angeordneten Isolierbehtilter, der das verflüssigte Gas unter einer en-ssprechend tiefen Temperatur und im wesentlichen normalen Druck enthalt, wobei durch Verdampfung entstehendes Gas aufgefangen und in zwei Teilströme unterteilt wird, von denen der eine als Energiequelle für den Schiffsantrieb einem Verbrennungsvorgang zugeführt und der andere verdichtet wird und darin unter Temperaturerniedrigung und anschließender Verflüssigung Wärme auf den dem Verbrennungsvorgang zuzuführenden Teilstrom überträgt, worauf der wieder verflüssigte Teilstrom nach Entspannung in den Behälter zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte aufgefangene Gas zunächst zur Kühlung des zurückzuleitenden Teilstromes erwendet und danach in zwei Teilströme aufgeteilt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem gesamten aufgefangenen Gas im tiefen Temperaturbereich gekühlt und der der Verbrennung zuzuführende Teilstrom für die Kühlung des durch den Verdich-ter geführten und zum Behälter zurückzuleitenden Teilstromes in dem an den tiefer Temperaturbereich anschließenden Bereich verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem der wieder zu verflüssigende und zum Behälter zurückzuleitende Teilstrom nach der Verdichtung einen Vorkühlungs-, einen Sondensations- und einen Nachkühlungsbereich durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Teilstrom von dem aufgefangenen Gas in einem Temperaturbereich abgezweigt wird, der im tesentlichen der Temperatur der Kondensation entspricht.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Massenstrom nach Durbhlaufen eines Nachkühl-und eines Kondensationsbereiches in die zwei Teil ströme aufgeteilt wird.
  5. 5. Schiff zum Seetransport von verflüssigtem Erdgas, Methan oder shnlichem Material, mit mindestens einem Isolierbehälter, der das verflüssigte Gas unter entsprechend tiefer Temperatur und im wesentlichen normalen Druck enthält und von dem zur Ableitung des durch Verdampfung entstehenden Gases zu einem zum Schiffsantrieb gehörenden Verbrennungsraum eine erste Leitung abgeht, die durch eine Wärme austauscheinrichtung hindurch zu einem Verdichter und von dessen Ausgang weiter zu einer Verbrennungseinrichtung führt und von der eine zweite Leitung abzweigt, die zunächst zu einem Verdichter und von dort durch die Wärmeaustauscheinrichtung hindurch und durch ein Entspannungsventil zum Behälter zurückführt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leitung (40) von der ersten (18,28,33,35, 37,46) nach deren Eintritt in die Wärmeaustauscheinrichtung (30) abzweigt.
  6. 6. Schiff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscheinrichtung (30) in Flußrichtung (40,44,22) aus Vorkühler (36), Kondensator (34) und ETachkmhler (32) besteht, die im wesentlichen zu einer Einheit zusammengefaßt sind.
  7. 7. Schiff nach Anspruch 5 - 6, gekennzeichnet durch eine Abzweigung (38) der zweiten Leitung (40) im Bereich des Kondensators (34).
  8. 8. Schiff nach Anspruch 5 - 7, gekennzeichnet durch eine zum Anfahren vorgesehene dritte Leitung (50), die von der ersten Leitung (18) vor der Wärmeaustauscheinrichtung (30) abzweigt und über eine Heizvorrichtung (52) in die zweite Leitung (40) vor dem Eingang des Verdichters (42) einmündet.
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