ES2216621T3 - Junta de rotula aislada. - Google Patents

Abstract

Sistema de carga y descarga de medios fríos, por ejemplo gas natural licuado (LNG) o gas licuado del petróleo (LPG) hacia o desde un buque, a través de tuberías (1) conectadas con juntas de rótula, en el cual las tuberías están aisladas, caracterizado por el hecho de que cada pieza interior de la junta de rotula (4) tiene una tubería interna (3) que está herméticamente cerrada contra la pieza interior (4) sustancialmente sobre la extensión de la última, formando con ella una corona circular interior (6) que puede retirarse, y en que cada pieza externa de la junta de rótula (10) está circundada por una corona anular exterior (9) que también puede ser retirada.

Description

Junta de rótula aislada.

El presente invento hace referencia a un sistema para la carga y descarga de medios fríos, por ejemplo gas natural licuado (LNG) o gas licuado del petróleo (LPG) hacia o desde un buque, en especial a distancia de la costa.

Hoy en día la carga y descarga de gas natural licuado u otros hidrocarburos enfriados tan sólo tiene lugar excepcionalmente a distancia de la costa. Sin embargo, los deseos para realizar este trabajo lejos de la costa son cada vez más naturales. Se están planificando factorías flotantes para el gas natural licuado, las denominadas LNG, en pleno océano abierto. Por consiguiente, existe la necesidad de un eficaz sistema de carga.

Se describe uno de tales sistemas en la solicitud de patente noruega 1998 1332, la cual contiene descripciones de tales sistemas de carga. El propio sistema de carga consiste en tuberías conectadas con ayuda de juntas de rótula esféricas. Además de lo que se describe, la solución estará provista de algún tipo de aislamiento. Esto se debe a que el LNG líquido tiene una temperatura de aproximadamente -162ºC a la presión atmosférica. Otro de dichos sistemas viene descrito en la patente DE-2.203.437 A.

Dicho aislamiento tiene la misión de minimizar la pérdida de energía y los costes en esta conexión. Asimismo, es importante evitar superficies frías donde las salpicaduras del mar o la humedad puedan formar grandes capas de hielo. Otra misión consiste en evitar que se forme hielo en las superficies esféricas lisas de las juntas de rótula. Dicho hielo podría impedir el movimiento y causar daños a la junta, con la consiguiente inutilización del sistema.

Finalmente, el aislamiento debe retrasar la ebullición caso de que se detuviera la carga y las piezas de tubería se sumergiesen.

La mayoría de tipos de aislamiento empleados en los barcos y en las industrias mar adentro se basan en el hecho de que contienen un gas, generalmente aire, que evita tanto la conducción del color como la radiación térmica. Pero incluso si la radiación térmica a través del aislamiento es pequeña, la conducción de calor no será inferior a la conductividad térmica del aire.

Se estima que, si dicho aislamiento ha de cumplir las misiones antes citadas, hay necesidad de una capa aislante de 140 mm de espesor. Esto es problemático, en especial para la junta de rótula, donde hay que montar el aislamiento en el interior.

También hay que proteger el material poroso contra un considerable desgaste mecánico y los golpes durante las diversas operaciones. Esto significa asimismo problemas relacionados con la capacidad de desmontaje e inspección del aislamiento y de las tuberías, tal como exigen las sociedades de clasificación y otras.

El presente invento evitará la mayor parte de los inconvenientes anteriores con soluciones conocidas, mientras que también logra otras importantes ventajas. Esto se consigue con el presente invento tal como viene definido en las características que figuran en las reivindicaciones.

El dibujo muestra en la figura 1 una junta de rótula, la figura 2 muestra una sección longitudinal a través de una tubería aislada de acuerdo con el invento, y la figura 3 muestra una junta de rótula, parcialmente en sección, en diferentes formas de realización.

El presente invento consiste en colocar dos piezas huecas una dentro de la otra, la delgada pieza interior 1 ó 3 a través de la cual puede circular el medio de carga, y una pieza exterior algo más gruesa 2 ó 4. Se cierra herméticamente una corona circular por ambos extremos. De este modo se desarrolla un paso de flujo 5 a través de tuberías y juntas de rótula y una corona anular aislante exterior 11 a través de las tuberías, así como un espacio aislante exterior 6 alrededor del paso de fluido 5 a través de la junta de rótula. Las coronas anulares aislantes 6 y 11 son retiradas a través del paso 7 cuanto tiene lugar la carga y descarga. Este sistema es de fácil aplicación mar adentro.

Las piezas serán huecas, es decir todas ellas tienen un paso de flujo interno 5 o coronas anulares circundantes 6 ó 11. Por ejemplo, la construcción puede ser como la representada en las juntas de rótula de la figura 1 y en la tubería de la figura 2. La tubería puede tener habitualmente una longitud de 8 metros. El diámetro interior característico para las juntas de rótula puede ser de 200 a 600 mm. La forma de la junta de rótula será tal que sea lento el flujo de calor desde la pieza interna de la junta de rótula 4 al medio de carga. Esto evitará problemas de formación de hielo y daños en las juntas debidos a que la superficie de la rótula es superior a 0ºC.

Durante la carga pueden existir grandes diferencias de temperatura entre las piezas externa e interna. La tensión térmica para las tuberías rectas se reduce drásticamente por el hecho de que se construye en secciones 8 en la tubería de carga, la cual es flexible en sentido axial. Esto presentará una adecuada formación y dimensiones aptas para resistir la carga actual y las tensiones de consumo.

El espacio de aire entre las tuberías tiene un efecto aislante. Pero la capacidad aislante será mejor que en otros métodos únicamente si el aire entre ellas es aspirado a través de una válvula para ser evacuado. Entonces, la capacidad aislante no dependerá del grosor del espacio de aire. Esto limitará sustancialmente las dimensiones de las juntas de rótula.

La conducción térmica se detendrá simplemente dado que no hay moléculas que transporten el calor. La radiación térmica también es modesta a baja temperatura, y depende de las superficies, de modo que estas deberán tratarse con un barniz u otro material que proporcione un bajo nivel de emisión.

El método de aislamiento no forma parte del invento. Fue inventado por Sir James Dewar el pasado siglo, y está siendo utilizado por ejemplo en botellas termo y para guardar aire líquido en los denominados recipientes Dewar. El inventor no conoce que el método se esté aplicando en juntas de rótula, piezas de tubería o sistemas de carga como los antes descritos.

Con las tuberías aisladas y las juntas de rótula de acuerdo con el presente invento, se consiguen muy bajas pérdidas de energía durante la carga, sin riesgo de que se produzca intensa ebullición si se detiene la carga, existiendo grados positivos en el exterior de ambas tuberías y juntas de rótula, sin que haya problemas de formación de hielo.

Asimismo, de acuerdo con el invento, también se consigue una separación de los elementos que reciben impactos, y suprime fuerzas externas de la tubería que transfiere el "peligroso" medio.

Las tuberías y juntas de rótula aisladas de acuerdo con el invento también permiten una rápida refrigeración del sistema de tuberías sin grandes esfuerzos térmicos en las paredes de dichas tuberías. Los bajos costes constructivos, la larga duración de calcificación y la fácil inspección de todas las piezas son otras importantes ventajas del invento.

Si se produjera una fuga de gas dentro de la resistente tubería y se redujese la capacidad aislante, esto resultaría evidente mediante formaciones de hielo en el exterior. Ello proporciona un sistema con una seguridad adicional.

Tal como puede verse en la figura 3, una junta de rótula puede incluir tanto una corona anular interna 6 dentro de la pieza interior de la junta de rótula 4 como una corona anular externa 9 en el exterior de la pieza exterior de la junta de rótula 10, dado que tanto la corona anular exterior como la interior están adaptadas para ser retiradas, a fin de conseguir un aislamiento óptimo de las juntas de rótula frente al entorno.

Claims (2)

1. Sistema de carga y descarga de medios fríos, por ejemplo gas natural licuado (LNG) o gas licuado del petróleo (LPG) hacia o desde un buque, a través de tuberías (1) conectadas con juntas de rótula, en el cual las tuberías están aisladas, caracterizado por el hecho de que cada pieza interior de la junta de rótula (4) tiene una tubería interna (3) que está herméticamente cerrada contra la pieza interior (4) sustancialmente sobre la extensión de la última, formando con ella una corona circular interior (6) que puede retirarse, y en que cada pieza externa de la junta de rótula (10) está circundada por una corona anular exterior (9) que también puede ser retirada.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por el hecho de que la parte interior de la junta de rótula (4) está eficazmente aislada contra el medio de carga de modo que las temperaturas en las piezas interna y externa (4, 10) pueden ser distintas a las temperaturas del medio de carga.