ES2331512T3 - Metodo y aparato para la regasificacion de lng a bordo de un buque transportador. - Google Patents
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Abstract
Un buque para el transporte de LNG de un lugar a otro, comprendiendo dicho buque para el transporte de LNG: (a) un evaporador (23) a bordo del buque para el transporte de LNG para la evaporación del LNG hasta un estado gaseoso; (b) al menos un intercambiador de calor (21); (c) un fluido intermedio que circula entre dicho evaporador (23) y dicho intercambiador de vapor (21), y (d) al menos una bomba (22) para hacer circular dicho fluido intermedio; caracterizado porque el intercambiador de calor (21) está fijado de forma móvil al buque de transporte de forma que pueda ser descendido desde una primera posición a bordo hasta una segunda posición en la que el intercambiador de calor está al menos parcialmente sumergido en el agua.
Description
Método y aparato para la regasificación de LNG a
bordo de un buque transportador.
El invento se refiere al transporte y
regasificación del gas natural licuado (LNG).
El gas natural normalmente es transportado por
una tubería desde el lugar en el que se produce hasta el lugar en
el que se consume. Sin embargo, pueden producirse grandes cantidades
de gas natural en un país en el cual la producción excede en mucho
a la demanda. Sin un modo eficaz de transportar el gas natural a un
lugar en el que haya una demanda comercial el gas puede ser quemado
a medida que es producido, lo cual es un despilfarro.
La licuefacción del gas natural facilita el
almacenamiento y transporte del gas natural. El gas natural licuado
("LNG") ocupa sólo aproximadamente 1/600 del volumen de la
misma cantidad de gas natural en su estado gaseoso. El LNG se
produce enfriando el gas natural hasta debajo de su temperatura de
ebullición (-259ºF a presiones ambiente). El LNG puede ser
almacenado en contenedores criogénicos a presión atmosférica o
ligeramente superior. Elevando la temperatura del LNG puede ser
llevado de nuevo a su forma gaseosa.
La creciente demanda de gas natural ha
estimulado el transporte de LNG por buques cisterna especiales. El
gas natural producido en lugares alejados, tales como Argelia,
Borneo, o Indonesia, puede ser licuado y enviado por barco de esta
forma a Europa, Japón, o Estados Unidos. Típicamente, el gas natural
es reunido mediante una o más tuberías en una instalación de
licuefacción en tierra. El LNG es después cargado sobre un buque
cisterna equipado con compartimentos criogénicos (tal buque cisterna
puede ser denominado buque para transporte de LNG o "LNGC")
bombeándolo a través de una tubería relativamente corta. Después de
que el LNGC llegue a su puerto de destino, el LNGC es descargado
mediante una bomba criogénica a unas instalaciones de regasificación
en tierra, donde puede ser almacenado en un estado líquido o
regasificado. Para regasificar el LNG, la temperatura es elevada
hasta que supere la temperatura de ebullición del LNG, lo que hace
que el LNG vuelva a su estado gaseoso. El gas resultante puede ser
distribuido a continuación a través de una red de tuberías a los
diversos lugares en donde es consumido.
Por consideraciones de seguridad, ecológicas y/o
estéticas se ha propuesto que la regasificación del LNG se produzca
mar adentro. Una instalación de regasificación puede ser construida
sobre una plataforma fija situada mar adentro, o sobre una barcaza
flotante u otro barco fondeado mar adentro. El LNGC puede bien
atracar o ser fondeado cerca de la plataforma o barco de
regasificación mar adentro, y después descargado por medios
convencionales para almacenamiento o regasificación. Después de la
regasificación el gas natural puede ser transferido a una red de
distribución por tuberías en tierra.
También se ha propuesto que la regasificación se
efectúe a bordo del LNGC. Esto tiene unas ciertas ventajas debido a
que la instalación de regasificación viaja con el LNGC. Esto puede
hacer más fácil acomodar las demandas de gas natural que son más
estacionales o que varían de un lugar a otro. Debido a que la
instalación de regasificación viaja con el LNGC no es necesario
disponer de una instalación independiente de almacenamiento y de
regasificación de LNG, bien en la costa o mar adentro, en cada
lugar en el que el LNG pueda ser entregado. En lugar de ello, el
LNGC provisto de una instalación de regasificación puede ser
fondeado mar adentro y conectado a una red de distribución por
tuberías a través de una conexión situada en una plataforma o boya
mar adentro.
Cuando la instalación de regasificación está
situada a bordo de un LNGC la fuente de calor utilizada para
regasificar el LNG puede ser transferida mediante la utilización de
un fluido intermedio que ha sido calentado por una caldera situada
en el LNGC. El fluido calentado puede entonces ser hecho pasar a
través de un intercambiador de calor que está en contacto con el
LNG. Un ejemplo de esto se explica en el documento US 6.089.022. Por
otra parte, documento WO 01/03793 explica un buque para transporte
de LNG con un intercambiador de calor sumergido.
También se ha propuesto que la fuente de calor
sea agua de mar que rodea al LNGC. Como la temperatura del agua de
mar es más alta que la temperatura de ebullición del LNG y que la
temperatura mínima de distribución por tubería, puede ser bombeada
a través de un intercambiador de calor para calentar y regasificar
el LNG. No obstante, a medida que el LNG es calentado,
regasificado, y supercalentado, el agua de mar se enfría como
consecuencia de la transferencia de calor entre los dos fluidos. Se
debe tener cuidado para impedir el enfriamiento del agua de mar por
debajo de su punto de congelación. Esto requiere controlar muy
cuidadosamente los caudales unitarios del LNG que está siendo
calentado y del agua de mar que se está usando para calentar el LNG.
El adecuado equilibrio de los caudales unitarios está influido por
la temperatura ambiente del agua de mar así como por la tasa de
gasificación del LNG deseada. La temperatura ambiente del agua de
mar puede verse afectada por el lugar en el que el LNGC va a ser
fondeado, la época del año en la que se produce la entrega, la
profundidad del agua, e incluso por la forma en la que se descarga
el agua de mar enfriada por el calentamiento del LNG. Además, la
forma en la que el agua de mar es descargada puede verse afectada
por consideraciones medioambientales, esto es impedir que se
produzca un efecto medioambiental no deseado en lo relativo a la
disminución de la temperatura ambiente del agua en la proximidad
del sitio de descarga del agua de mar enfriada. Esto puede afectar
a la velocidad a la que el LNG puede ser calentado y, por lo tanto,
al volumen de LNG que puede ser gasificado en un período de tiempo
dado para la regasificación, por el equipo de regasificación a bordo
del LNGC.
En un aspecto, el presente invento se refiere a
un LNGC que tiene un sistema de regasificación que incluye uno o
más intercambiadores de calor fijados de forma móvil a bordo de un
buque para transporte de LNG, de forma que el intercambiador de
calor está configurado para ser sumergido en el agua para uso, en un
evaporador a bordo para evaporar el LNG, y un fluido intermedio que
circula a través del evaporador y del intercambiador de calor
sumergido.
En otro aspecto, el invento se refiere a un
sistema de regasificación de un LNGC, que incluye un evaporador a
bordo para evaporar el LNG y un intercambiador de calor sumergido
que es conectado con el LNGC después de que el LNGC llegue a la
terminal de descarga.
La Figura 1 es una representación esquemática de
un sistema enfriador de quilla de la técnica anterior.
La Figura 2 es una representación esquemática de
un intercambiador de calor sumergido usado como una fuente de calor
para el evaporador.
La Figura 3 es una representación esquemática de
un sistema alternativo de fuente de calor dual.
Se pueden realizar diversas mejoras en la forma
en la que se regasifica el LNG a bordo de un buque para transporte
de LNG. Específicamente hay otras fuentes de calor, de componentes
para la transferencia de calor, y de combinaciones de fuentes de
calor que pueden usarse para dar una flexibilidad adicional con
respecto a los lugares y los impactos medioambientales de la
regasificación a bordo de un buque para transporte de LNG.
En el pasado se han usado dispositivos
comúnmente denominados "enfriadores de quilla" para
proporcionar una fuente de enfriamiento de equipos marinos, tal
como los enfriadores de las turbinas de propulsión y para el aire
acondicionado. Como se muestra en la Figura 1, el "enfriador de
quilla" 2 es un intercambiador de calor sumergido que
normalmente está situado en o cerca del fondo del casco 1 del barco,
y utiliza agua de mar como "disipador de calor" del calor
generado por el equipo a bordo (tal como los elementos de
acondicionamiento de aire 3) que requieren capacidad de
enfriamiento.
El enfriador de quilla 2 funciona usando una o
más cápsulas longitudinales (no mostradas) que están formadas en la
parte inferior del casco 1 o pegadas al exterior del casco 1 como un
intercambiador de calor que enfría un fluido intermedio (tal como
agua dulce o un glicol) que es hecho circular por una bomba 1 a
través de la cápsula longitudinal. Este fluido intermedio es
después bombeado a uno o más lugares en el barco para absorber el
exceso de calor.
Entre las ventajas de tal sistema en comparación
con un sistema que introduce y posteriormente descarga agua de mar
para usarla como un fluido refrigerante es el reducido riesgo de
hundimiento y de corrosión que está asociado con la circulación del
agua de mar a diversos lugares a bordo del barco. Solamente el
exterior de la cápsula longitudinal del refrigerador de quilla 2
está expuesto al agua de mar, al agua dulce o a otro fluido
relativamente no corrosivo que sea hecho circular a través del resto
de lo que equivale a un sistema cerrado. Las bombas, tuberías,
válvulas, y otros componentes en el sistema en ciclo cerrado no
necesitan ser fabricados a partir de materiales más exóticos que
los que fueran resistentes a la corrosión del agua de mar. Los
refrigeradores de quilla 2 también obvian la necesidad de filtrar el
agua de mar, como es necesario en un sistema en el que el agua de
mar pasa al interior de los componentes de la maquinaria a bordo del
barco.
Como se muestra en la Figura 2, en una
realización preferida del invento, se emplean uno o más
intercambiadores de calor sumergidos 21 - no para suministrar
capacidad de enfriamiento sino para proporcionar capacidad de
calentamiento del fluido que circula en ciclo cerrado, que a su vez
se usa para regasificar el LNG.
Uno o más elementos intercambiadores de calor
sumergidos 21 pueden estar situados en cualquier lugar adecuado
debajo de la línea de flotación del casco 1. Pueden estar montados
directamente dentro del casco 1 del LNGC, o montados en una o más
estructuras independientes conectadas con el LNGC mediante las
tuberías apropiadas. Por ejemplo, el sistema intercambiador de
calor sumergido puede estar montado en la boya que se utiliza para
fondear el LNGC. Alternativamente, los intercambiadores de calor
pueden estar sumergidos parcialmente, más que totalmente
sumergidos.
Un fluido intermedio, tal como un glicol o agua
dulce, es hecho circular por una bomba 22 a través del evaporador
23 y el intercambiador de calor sumergido 21. Otros fluidos
intermedios que tienen características apropiadas, tales como una
capacidad calorífica y una temperatura de ebullición aceptables,
también pueden utilizarse y son muy conocidos en la industria. El
LNG es hecho pasar al evaporador 23 a través de la tubería 24, en
donde es regasificado, y sale a través de la tubería 25.
Los intercambiadores de calor sumergidos 21
permiten la transferencia de calor desde el agua de mar de los
alrededores al fluido intermedio que es hecho circular sin la toma o
bombeo de agua de mar al LNGC, como se ha mencionado antes. El
tamaño y el área superficial de los intercambiadores de calor 21
pueden variar ampliamente, dependiendo del volumen de la carga de
LNG que es regasificada para entrega y de la gama de temperaturas
del agua en la que el LNGC realiza la entrega del gas natural.
Por ejemplo, si la temperatura del fluido
intermedio hecho circular es aproximadamente 45ºF tras el retorno
al intercambiador de calor sumergido 21 y la temperatura del agua de
mar es aproximadamente 59ºF, la diferencia de temperatura entre las
dos es aproximadamente 14ºF. Ésta es una diferencia de temperatura
relativamente modesta, y por lo tanto, el intercambiador de calor
21 requerirá un área superficial mayor para satisfacer las
necesidades de transferencia de calor del presente invento, en
comparación con los enfriadores de quilla típicos descritos antes,
que fueron diseñados para la eliminación de unos pocos millones de
BTUs por hora. En una realización preferida se usó un
intercambiador de calor sumergido 21 diseñado para absorber
aproximadamente 62 millones de BTUs por hora y con aproximadamente
450.000 pies cuadrados de área superficial. Esta cantidad de área
superficial puede estar dispuesta en una variedad de configuraciones
que incluyen en la realización preferida múltiples haces de tubos
dispuestos igualmente que aquéllos en los enfriadores de quilla
convencionales. El intercambiador de calor 21 del presente invento
puede también ser un intercambiador de calor de carcasa y tubos, un
intercambiador de láminas de tubos curvos y de tubos fijos, un
intercambiador de tubos espirales, un intercambiador de láminas
delgadas, un intercambiador de placas, u otros intercambiadores de
calor comúnmente conocidos por los expertos en la técnica que
cumplen las exigencias de absorción de temperatura, volumen y calor
para que el LNG sea regasificado.
Además, el intercambiador de calor 21, en vez de
estar montado en el barco puede ser un intercambiador de calor 21
independiente que es introducido en el agua después de que el buque
para transporte de LNG alcance su instalación de descarga mar
adentro, o puede ser una instalación sumergida de forma permanente
en la instalación de descarga mar adentro. Cualquiera de estas
configuraciones del intercambiador de calor 21 alternativas está
conectada con el LNGC para permitir que el fluido intermedio sea
hecho circular a través del intercambiador de calor 21
sumergido.
sumergido.
El evaporador 23 preferiblemente es un
evaporador de carcasa y tubos, y tal evaporador 23 está representado
esquemáticamente en la Figura 2. Este tipo de evaporador 23 es bien
conocido en la industria, y es similar a varias docenas de
evaporadores de carcasa y tubos calentados por agua en servicio en
instalaciones de regasificación situadas en tierra. En aplicaciones
a bordo de barcos alternativas, en las que el agua de mar puede ser
uno de los medios de calentamiento o que puede hacer contacto con
el equipo, el evaporador 23 está preferiblemente hecho de un acero
inoxidable superior AL-6XN patentado (ASTM B688)
para superficies mojadas en contacto con agua de mar, y acero
inoxidable tipo 316L para todas las otras superficies del evaporador
23. Se puede usar una amplia variedad de materiales para el
evaporador incluyendo pero no limitado a, compuestos y aleaciones
de titanio.
En la realización preferida se usa un evaporador
23 de carcasa y tubos que produce aproximadamente 100 millones de
pies cúbicos normales diarios ("mmscf/d") de LNG con un peso
molecular de aproximadamente 16,9. Por ejemplo, cuando se opera el
LNGC en agua de mar con una temperatura de aproximadamente 59ºF y la
temperatura del fluido intermedio es aproximadamente 21ºF, el
evaporador 23 requerirá un caudal de agua calentada de
aproximadamente 2.000 metros cúbicos por hora. La transferencia de
calor resultante de aproximadamente 62 millones de BTUs por hora se
consigue preferiblemente utilizando un único haz de tubos con tubos
de aproximadamente cuarenta pies de largo, preferiblemente con un
diámetro de aproximadamente ¾ de pulgada. En el evaporador 23 se
incorporan características de diseño especiales a fin de asegurar
la distribución uniforme del LNG en los tubos, para tener en cuenta
la contracción térmica diferencial entre los tubos y la carcasa,
para impedir la congelación del medio de agua de calentamiento y
para tener en cuenta las cargas añadidas de las aceleraciones a
bordo del barco. En la realización más preferida, los evaporadores
23 con una capacidad de 100 mmscf/d de la instalación paralela
están dispuestos para conseguir la capacidad de producción requerida
del barco de regasificación. Los suministradores de estos tipos de
evaporadores 23 en EEUU incluyen Chicago Power and Process, Inc y
Manning and Lewis, Inc.
En la realización preferida del invento, las
bombas de circulación 22 del fluido intermedio son bombas
centrífugas 22 de una sola etapa impulsadas por motores eléctricos
síncronos. Las bombas centrífugas 22 de una etapa se usan
frecuentemente para el bombeo de agua/fluido en unas aplicaciones
marinas e industriales, y son bien conocidas por los expertos en la
técnica. La capacidad de las bombas de circulación 22 se selecciona
basándose en la cantidad de evaporadores 23 instalados y en el
grado de redundancia deseado.
Por ejemplo, para hacer frente a aproximadamente
500 millones de pies cúbicos por día ("mmsfcf/d") de capacidad
de diseño, se hace una instalación a bordo de un barco de seis
evaporadores 23, cada uno con una capacidad de aproximadamente 100
mmscf/d. La circulación de agua de calentamiento total requerida
para este sistema es de aproximadamente 10.000 metros cúbicos por
hora en el punto característico, y de aproximadamente 12.000 en
régimen máximo. Teniendo en cuenta las limitaciones de espacio a
bordo del barco, se usan tres bombas 22, cada una con una capacidad
de 5.000 metros cúbicos por hora, y se dispone un elemento
totalmente redundante en las exigencias de circulación de punto
característico de 10.000 metros cúbicos por hora. Estas bombas 22
tienen una carga dinámica total de aproximadamente 30 metros, y la
potencia necesaria para cada bomba 22 es aproximadamente 950 kW
(kilowatios). La tubería de succión y de descarga de cada bomba 22
es preferiblemente una tubería de 650 mm de diámetro, aunque
también se puede usar un tubo con otras dimensiones.
Los materiales usados para las bombas 22 y las
tuberías correspondientes preferiblemente pueden resistir los
efectos corrosivos del agua de mar, y se dispone de diversos
materiales. En la realización preferida las camisas de las bombas
están hechas de una aleación de níquel, aluminio y bronce, y los
impulsores tienen ejes de bomba Monel. El Monel es una aleación a
base de níquel, muy resistente a la corrosión, que contiene
aproximadamente un 60-70% de níquel,
22-35% de cobre, y pequeñas cantidades de hierro,
manganeso, silicio y carbono.
Si bien la realización preferida del invento
está dirigida a una bomba centrífuga de una etapa 22, pueden usarse
varios tipos de bombas 22 que cumplan los caudales unitarios
exigidos y que estén disponibles en los suministradores de bombas.
En realizaciones alternativas, las bombas 22 pueden ser de flujo
uniforme y bombas de caudal pulsatorio, bombas de presión de
velocidad o volumétricas, bombas de hélice, bombas rotativas de
paletas, bombas rotativas, bombas de engranajes, bombas radiales de
pistones, bombas de plato oscilante, bombas radiales y bombas de
pistones, u otras bombas que cumplan las exigencias de medida de
caudal del fluido intermedio.
Un sistema intercambiador de calor 21 sumergido
o parcialmente sumergido puede ser usado bien como la única fuente
de calor para regasificación del LNG o, en una realización
alternativa del invento mostrada en la Figura 3, puede ser usada en
conjunción con una o más fuentes secundarias de calor. En el caso de
que la capacidad del sistema intercambiador de calor 21 sumergido o
parcialmente sumergido, o la temperatura del agua de mar del lugar,
no sean suficientes para proporcionar la cantidad de calor necesaria
para el nivel deseado de las operaciones de regasificación, esta
realización del invento proporciona ventajas operativas.
En una realización alternativa preferida, el
fluido intermedio es hecho circular por la bomba 22 a través del
calentador de vapor 26, del evaporador 23, y de uno o más
intercambiadores de calor 21 sumergidos o parcialmente sumergidos.
En la realización más preferida del invento, el intercambiador de
calor 21 está sumergido. El vapor procedente de una caldera o de
otra fuente entra en el calentador de vapor 26 a través de la
tubería 31 y sale como agua de condensación por la tubería 32. Las
válvulas 41, 42 y 43 permiten el aislamiento del calentador de
vapor 26 y la apertura de la tubería de la válvula de derivación 51,
que permite el funcionamiento del evaporador 23 con el calentador
de vapor 26 retirado del circuito. Alternativamente, las válvulas
44, 45 y 46 permiten el aislamiento del intercambiador de calor 21
sumergido y la apertura de la tubería de la válvula de derivación
52, que permite el funcionamiento del evaporador 23 con el
intercambiador de calor 21 sumergido retirado del circuito.
El calentador de vapor 26 preferiblemente es un
intercambiador de calor con una carcasa y tubos convencional
equipado con un enfriador de drenaje para permitir el calentamiento
del agua que se hace circular, y puede proporcionar bien todo o una
parte del calor requerido para la regasificación del LNG. Al
calentador de vapor 26 preferiblemente se le suministra vapor
desrecalentado a aproximadamente 10 bares de presión y
aproximadamente a una temperatura de 450ºF. El vapor es condensado
y subenfriado en el calentador de vapor 26 y en el enfriador de
drenaje y es devuelto a la planta de vapor del buque a
aproximadamente 160ºF.
En otra realización alternativa el medio de agua
de calentamiento en el calentador de vapor 26 y el enfriador de
drenaje es agua de mar. Se usa preferiblemente una aleación
90-10 de cobre-níquel para todas las
superficies mojadas en contacto con el medio de agua de
calentamiento. Los componentes laterales de la carcasa en contacto
con vapor y agua de condensación son preferiblemente de acero con
carbono.
Para la instalación a bordo del barco descrita
anteriormente se utilizan tres calentadores de vapor 26 con
enfriadores de drenaje, proporcionando cada uno de ellos el 50% de
la capacidad total necesaria. Cada sistema calentador de vapor 26
con un enfriador de drenaje tiene una capacidad para un caudal de
agua de calentamiento de aproximadamente 5.000 metros cúbicos por
hora y un caudal de vapor de aproximadamente 30.000 kilogramos por
hora. Los intercambiadores de calor 26 apropiados son similares a
los condensadores superficiales de vapor utilizados a bordo de
muchos barcos, aplicaciones industriales y de instalaciones, y están
disponibles en todo el mundo en los fabricantes de intercambiadores
de calor.
La adición de una entrada de agua de mar 61 y de
una salida de agua de mar 62 para un flujo a través del sistema de
agua de mar permite que el agua de mar sea usada como una fuente
directa de calor para el evaporador 23 o como una fuente adicional
de calor para ser en conjunción con el calentador de vapor 26, en
lugar de los intercambiadores de calor sumergidos 21. Esto se
muestra en la Figura 3 mediante las líneas discontinuas.
Alternativamente, el sistema intercambiador de
calor 21 sumergido o parcialmente sumergido puede ser usado como la
fuente de calor secundaria, en tanto que otra fuente de calor se usa
como la fuente primaria de calor para operaciones de
regasificación. Ejemplos de otra fuente de calor incluirían el vapor
de una caldera, o un sistema de flujo a través de agua de mar en el
que el agua de mar se introduce como una fuente de calor del océano
(u otro cuerpo de agua en el que el LNGC esté situado) y es
descargada al mar después de ser usada para calentar el LNG o un
fluido intermedio que posteriormente se usa para calentar el LNG.
Otras fuentes de calor podrían incluir un evaporador de combustión
sumergido o de energía solar. También se considera ventajoso tener
una fuente secundaria o alternativa de calor además de la fuente
primaria de calor, ya sea o no alguna de las fuentes un sistema
intercambiador de calor sumergido.
El uso de una fuente primaria de calor unido a
la disponibilidad de al menos una fuente secundaria de calor
proporciona una flexibilidad adicional en la forma en la que el LNG
puede ser calentado con fines de regasificación. La fuente primaria
de calor puede ser usada sin requerir que la fuente de calor sea
ampliada para tener en cuenta todas las circunstancias ambientales
en las que se puede producir la regasificación. En lugar de esto,
la fuente secundaria de calor puede ser usada solamente en los casos
en los que sea necesaria una fuente adicional de calor.
La disponibilidad de una fuente de calor
secundaria que está basada en una principal totalmente diferente de
la fuente primaria también garantiza la disponibilidad de al menos
alguna energía calorífica en el caso de fallo de la fuente de calor
primaria. Mientras que la capacidad de regasificación puede
reducirse sustancialmente en el caso de un fallo de la fuente
primaria de calor, la fuente secundaria de calor proporcionaría al
menos una capacidad de regasificación parcial que podría ser usada
mientras la fuente primaria de calor sea reparada o sea corregida
la causa del fallo.
En una realización de tal sistema la fuente
primaria de calor puede ser el vapor de una caldera, y la fuente
secundaria un sistema intercambiador de calor sumergido.
Alternativamente, la fuente primaria de calor puede ser el vapor de
una caldera, y la fuente secundaria puede ser el uso de un sistema
abierto de flujo a través de agua de mar. También pueden usarse
otras combinaciones de fuentes de calor dependiendo de la
disponibilidad, aspectos económicos, o de otro tipo de
consideraciones. Otras fuentes de calor potenciales incluyen el uso
de calderas de calentamiento de agua, de intercambiadores de calor
con fluido intermedio, o intercambiadores de calor por combustión
sumergidos, cada uno de los cuales es un producto comercialmente
disponible.
En otra realización del sistema, el LNGC puede
estar equipado con una fuente de calor primaria, y preparada para
la adición de una fuente de calor secundaria mediante la inclusión
de tuberías y otros elementos que de otro modo requerirían una
sustancial modificación del barco para adecuarlo. Por ejemplo, el
LNGC podría estar equipado para utilizar el vapor de una caldera
como fuente de calor primaria, aunque también podría estar equipado
con tuberías y lugares apropiados para bombas u otros equipos para
facilitar la posterior instalación de un sistema de intercambiador
de calor sumergido o de un sistema de flujo a través de agua de mar
sin necesidad de una modificación de la estructura del barco
propiamente dicho. Teniendo en cuenta que esto puede incrementar
ligeramente los gastos iniciales de construcción del LNGC o reducir
la capacidad del LNGC, podría ser económicamente preferible a tener
sufrir una modificación importante de la estructura del barco en una
fecha posterior.
El método preferido de este invento es un
proceso mejorado para regasificar LNG a bordo de un buque para
transporte de LNG. El LNGC, provisto de instalaciones para
regasificación como se ha descrito anteriormente, puede estar
fondeado mar adentro y conectado a un sistema de distribución por
tuberías a través de una conexión situada en una boya o plataforma
mar adentro, por ejemplo. Una vez realizada esta conexión mediante
la bomba 22 se hace circular un fluido intermedio, tal como glicol
o agua dulce, a través del intercambiador de calor 21 sumergido o
sumergido parcialmente y el evaporador 23. También se pueden usar,
como se ha descrito antes, otros fluidos intermedios con
características apropiadas, tales como una capacidad calorífica y
una temperatura de ebullición aceptables. El intercambiador de
calor 21 está preferiblemente sumergido y permite la transferencia
de calor del agua de mar próxima al fluido intermedio que se hace
circular debido a la diferencia de temperaturas entre los dos. El
fluido intermedio circula después al evaporador 23, el cual
preferiblemente es un evaporador de carcasa y tubos. En la
realización preferida el fluido intermedio atraviesa evaporadores en
paralelo para aumentar la capacidad de producción de LNGC. El LNG
es pasado al evaporador 23 a través de la tubería 24, donde es
regasificado y sale a través de la tubería 25. Desde la tubería 25
el LNG pasa a un sistema de de distribución por tubería unido a la
plataforma o boya en la que el LNGC está fondeado.
En otro método del invento el fluido intermedio
es hecho circular a través de intercambiadores de calor sumergidos
21 que están montados en una o más estructuras conectadas al LNGC
mediante unas tuberías adecuadas. En otra alternativa más del
invento los intercambiadores de calor sumergidos 21 están montados
en la boya o en otra estructura mar adentro en la que el LNGC está
fondeado, y conectado al barco después del atraque.
En otro método preferido del invento una o más
fuentes secundarias de calor están dispuestas para la regasificación
del LNG. En una realización el fluido intermedio es hecho circular
por una bomba 22 a través del calentador de vapor 26, el evaporador
23, y uno o más intercambiadores de calor 21 sumergidos o
parcialmente sumergidos. El vapor procedente de una caldera o de
otra fuente entra en el calentador de vapor 26 a través de una
tubería 31 y sale como agua de condensación a través de la tubería
32. Las válvulas 41, 42 y 43 permiten el funcionamiento del
evaporador 23 con o sin el calentador de vapor 26. Además, el
evaporador 23 puede ser operado solamente con el uso de las fuentes
secundarias de calor tales como el calentador de vapor 26. Las
válvulas 44, 45 y 46 permiten el aislamiento de estos
intercambiadores de calor sumergidos 21, de forma que el evaporador
23 puede funcionar sin ellos.
En otro método del invento un sistema de flujo a
través de agua de mar, con una entrada 61 y una salida 62, permiten
que el agua de mar sea usada como una fuente directa de calor para
el evaporador 23 o como una fuente adicional de calor para ser
usada en conjunción con el calentador de vapor 26 en lugar del
intercambiador de calor sumergido 21. Por supuesto, el sistema
intercambiador de calor sumergido o parcialmente sumergido 21 puede
ser usado como una fuente de calor secundaria, mientras que una de
las otras fuentes de calor descritas se usa como fuente de calor
primaria. Más adelante se describen ejemplos de esto.
Diversas realizaciones del invento a modo de
ejemplo han sido mostradas y descritas anteriormente. No obstante,
el invento no está limitado a ellas. Más bien, el invento deberá ser
considerado limitado solamente por el alcance de las
reivindicaciones anejas.
Claims (10)
1. Un buque para el transporte de LNG de un
lugar a otro, comprendiendo dicho buque para el transporte de
LNG:
(a) un evaporador (23) a bordo del buque para el
transporte de LNG para la evaporación del LNG hasta un estado
gaseoso;
(b) al menos un intercambiador de calor
(21);
(c) un fluido intermedio que circula entre dicho
evaporador (23) y dicho intercambiador de vapor (21), y
(d) al menos una bomba (22) para hacer circular
dicho fluido intermedio;
caracterizado porque el intercambiador de
calor (21) está fijado de forma móvil al buque de transporte de
forma que pueda ser descendido desde una primera posición a bordo
hasta una segunda posición en la que el intercambiador de calor
está al menos parcialmente sumergido en el agua.
2. El buque de transporte de la reivindicación
1, en el que el intercambiador de calor (21) está fijado a una
superficie exterior del buque de transporte de LNG.
3. El buque de transporte de la reivindicación 1
ó 2, en el que el intercambiador de calor (21) es parte integrante
del casco del buque de transporte de LNG.
4. El buque de transporte de las
reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que el intercambiador de calor (21)
está totalmente sumergido.
5. El buque de transporte de cualquiera de las
anteriores reivindicaciones, en el que el intercambiador de calor
(21) es descendido al agua por el equipo mecánico para uso.
6. El buque de transporte de cualquiera de las
anteriores reivindicaciones, en el que dicho intercambiador de
calor (21) está rígidamente fijado al buque para transporte de LNG
después de ser descendido al agua.
7. El buque de transporte de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho intercambiador de calor
(21) está fijado de forma flexible al buque para transporte de LNG
después de ser descendido al agua.
8. Un método para regasificar LNG a bordo de un
buque para transporte de LNG, comprendiendo dicho método:
(a) descender uno o más intercambiadores de
calor (21) al agua;
(b) hacer circular un fluido intermedio entre un
evaporador (23) a bordo del buque para transporte de LNG y el
intercambiador de calor sumergido (21), estando dicho intercambiador
de calor (21) al menos parcialmente sumergido;
(c) calentar el LNG hasta una temperatura por
encima de una temperatura de evaporación utilizando energía
calorífica transportada por dicho fluido intermedio; y
(d) calentar el fluido intermedio utilizando
energía suministrada por el intercambiador de calor.
9. El método de la reivindicación 8, en el que
el intercambiador de calor (21) está fijado al casco del buque para
transporte de LNG.
10. El método de las reivindicaciones 8 ó 9, en
el que el intercambiador de calor (21) está totalmente sumergido
después de ser descendido.
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