ES2881005T3 - Dispositivo y método de refrigeración de un gas licuado - Google Patents

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Bruno Deletre
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Gaztransport et Technigaz SA
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Abstract

Método de refrigeración de un gas licuado seleccionado entre gas natural licuado, etano y gas licuado del petróleo contenido en el espacio interior de un recipiente (2, 19) por medio de un dispositivo de vaporización (1) que incluye: - una cámara de vaporización (14) dispuesta en el espacio interior de un recipiente (2, 19) que se llenará con gas licuado (3), incluyendo la cámara de vaporización (14) paredes de intercambio de calor (6) que permiten un intercambio de calor entre un espacio interior de la cámara de vaporización (14) y un gas licuado (3) presente en el espacio interior del recipiente (2, 19); - un circuito de entrada (5) que incluye una entrada que desemboca en el espacio interior del recipiente (2, 19) para extraer un flujo de gas licuado en fase líquida del recipiente (2, 19) y un elemento de pérdida de carga (13) que desemboca en el espacio interior de la cámara de vaporización (14) con el fin de expandir el flujo de gas extraído; - un circuito de salida (7) dispuesto para evacuar el flujo de gas extraído en fase gaseosa de la cámara de vaporización (14) hacia un circuito de utilización de gas en fase de vapor (8); incluyendo dicho circuito de salida (7) una bomba de vacío (9) configurada para aspirar el flujo de gas en la cámara de vaporización (14), y suministrarlo hacia el circuito de utilización de gas en fase de vapor (8) y para mantener en la cámara de vaporización (14) una presión absoluta inferior a la presión atmosférica; incluyendo el método de refrigeración: - extraer un flujo de gas licuado del recipiente (2, 19) que contiene una cantidad de gas licuado que se debe enfriar y conducirlo hacia la cámara de vaporización (14) dispuesta en el espacio interior del recipiente (2, 19); - generar una presión absoluta inferior a la presión atmosférica en el interior de la cámara de vaporización (14), aspirando el flujo de gas en la cámara de vaporización por medio de la bomba de vacío; - efectuar un intercambio de calor a través de las paredes (6) de la cámara de vaporización (14) entre el flujo de gas extraído y expandido en la cámara de vaporización (14) y el gas licuado (3) contenido en el recipiente (2, 19) para vaporizar el flujo de gas extraído absorbiendo calorías del gas licuado (3) contenido en el recipiente (2, 19); y - conducir el flujo de gas extraído de la fase de vapor hacia un circuito de utilización de gas en fase de vapor (8).

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo y método de refrigeración de un gas licuado
Campo técnico
La invención se refiere al campo de la refrigeración de sustancias gaseosas almacenadas en una forma licuada, y en particular se refiere a la refrigeración de un gas combustible tal como el gas natural licuado (GNL).
Base tecnológica
El gas natural licuado se almacena en cisternas estancas y térmicamente aislantes a temperaturas criogénicas. Estas cisternas pueden formar parte de una instalación de almacenamiento en tierra o estar instaladas en una estructura flotante, tal como un buque metanero por ejemplo.
Las barreras de aislamiento térmico de las cisternas de almacenamiento de gas natural licuado son inevitablemente el lugar de un flujo térmico que tiende a calentar el contenido de la cisterna. Este calentamiento se traduce en un aumento de la entalpía del contenido de la cisterna y, por consiguiente, que toda o parte de la carga se aleje de sus condiciones de equilibrio a una presión cercana a la atmosférica. Por lo tanto, es posible que este aumento de la entalpía provoque una evaporación del gas natural licuado y una pérdida de gas natural almacenado en forma líquida.
Con el fin de limitar el aumento de la entalpía del gas natural licuado, el aislamiento térmico de las cisternas se mejora regularmente. Sin embargo, aunque la capacidad de aislamiento térmico de las cisternas tiende a aumentar, la tasa de calentamiento del gas natural licuado sigue siendo considerable.
Además, con el fin de limitar la evaporación del gas natural licuado, también se sabe que el gas natural licuado se almacena en cisternas a presión para que se desplace a lo largo de la curva de equilibrio líquido-vapor del gas licuado en cuestión, aumentando de este modo su temperatura de vaporización. De este modo, el gas natural licuado se puede almacenar a temperaturas más elevadas, lo que tiene el efecto de limitar la evaporación del gas natural. Sin embargo, un almacenamiento a presión de este tipo requiere una resistencia mecánica que no ofrecen todos los tipos de cisternas y, en particular, las cisternas con geometría prismática que equipan principalmente los buques de transporte de gas natural licuado.
Ciertamente de la técnica anterior se conoce utilizar el gas procedente de la evaporación natural para alimentar un equipo que utilice gas natural como combustible. De este modo, en un buque metanero, por ejemplo, el gas evaporado se utiliza para la alimentación del grupo motopropulsor que permite propulsar el buque o los grupos electrógenos que suministran la electricidad necesaria para el funcionamiento de los equipos de a bordo. Sin embargo, aunque este método permite aprovechar el gas evaporado en la cisterna, no permite reducir de forma significativa la evaporación natural. Los documentos EP 1 353 112 y GB 1 188 826 describen dispositivos y métodos de transferencia y vaporización de acuerdo con la técnica anterior.
Resumen
La idea detrás de la invención es proporcionar un dispositivo de refrigeración de un gas licuado que permita limitar la evaporación natural del gas licuado al mismo tiempo que lo mantiene en un estado termodinámico que permita su almacenamiento permanente.
De acuerdo con una forma de realización, la invención proporciona un dispositivo de vaporización para la refrigeración de un gas licuado; siendo dicho dispositivo de vaporización tal como se define en la reivindicación 3.
De este modo, un dispositivo de este tipo, permite aprovechar al máximo la vaporización del gas destinado a alimentar a un equipo consumidor de gas en fase de vapor, para enfriar el gas licuado almacenado en la cisterna restándole a éste el calor latente de vaporización.
Además, mediante un dispositivo de este tipo, la vaporización del gas licuado para alimentar el equipo consumidor de gas en fase de vapor se puede llevar a cabo sin la ayuda de una fuente de calor exterior, a diferencia de las instalaciones de vaporización forzada que utilizan el intercambio de calor con el agua de mar, un líquido intermedio o los gases de combustión del motor o quemadores específicos. El gas licuado presente en el espacio interior del recipiente juega el papel entonces de fuente de calor para la fracción destinada al equipo consumidor de gas en fase de vapor. Sin embargo, en algunas formas de realización, una fuente de calor externa de este tipo también se puede proporcionar de forma complementaria.
Además, al mantener el flujo de gas circulando en la cámara de vaporización a una presión absoluta inferior a la presión atmosférica, el gas licuado almacenado en la cisterna se puede enfriar a una temperatura inferior a su temperatura de equilibrio de vaporización a la presión atmosférica. Por lo tanto, el gas licuado se puede mantener en un estado termodinámico subenfriado que permite su almacenamiento o transferencia a una cisterna a presión atmosférica o cercana a la atmosférica, manteniendo al mismo tiempo una tasa de evaporación del gas licuado baja o incluso nula.
Un dispositivo de este tipo además tiene la ventaja de limitar las variaciones de la composición del gas licuado almacenado en la cisterna y del gas en fase de vapor conducido hacia un circuito de utilización. De hecho, cuando el gas licuado es una mezcla gaseosa formada por varios componentes, la fase de vapor resultante de la evaporación natural tiene naturalmente una composición más rica en los componentes más volátiles que la fase líquida, en particular el nitrógeno. Además, la composición de la fase de vapor tiende a variar con el tiempo. De este modo, de estas variaciones de composición se deduce que el poder calorífico del gas resultante de la evaporación natural, al igual que el del gas licuado que permanece en la cisterna, varía con el tiempo cuando prevalece la evaporación natural. Sin embargo, la alimentación de un equipo con un gas combustible cuya capacidad calorífica sufre importantes variaciones de poder calorífico puede provocar una combustión imperfecta del gas, fallos de funcionamiento del equipo y un rendimiento variable del equipo. Por lo tanto, al extraer el gas en forma licuada para alimentar un equipo consumidor de gas, se limitan las variaciones en la composición del gas.
De acuerdo con otras formas de realización ventajosas, un dispositivo de este tipo puede tener una o más de las siguientes características:
- la bomba de vacío puede poner el gas que circula en la cámara de vaporización bajo una presión absoluta comprendida entre 120 y 950 mbar, preferiblemente entre 500 y 950 mbar.
- el circuito de entrada incluye un regulador de presión aguas arriba del elemento de pérdida de carga.
- el circuito de entrada incluye, aguas arriba del elemento de pérdida de carga, una bomba adicional que puede aspirar el flujo de gas licuado en fase líquida y generar una presión de suministro superior a la presión hidrostática máxima que se puede alcanzar en el espacio interior del recipiente a nivel de la entrada del circuito de entrada.
- el circuito de entrada incluye además un regulador de presión dispuesto aguas abajo de la bomba adicional y capaz de limitar la presión del gas licuado suministrado por la bomba adicional en el tubo de entrada a una presión umbral inferior a la presión de suministro de la bomba adicional.
- de acuerdo con una forma de realización, el circuito de entrada incluye varios elementos de pérdida de carga formados por boquillas de pulverización que pueden pulverizar el gas licuado en el interior de la cámara de vaporización. De forma ventajosa, las boquillas de pulverización rocían de manera fina y homogénea el gas licuado contra la pared interior de la cámara de vaporización.
- el circuito de entrada puede incluir uno o más elementos de pérdida de carga.
- de acuerdo con una forma de realización, el o cada elemento de pérdida de carga se selecciona entre una variación en la sección de circulación del circuito de entrada, tal como un orificio proporcionado en una pared transversal dispuesta entre el tubo de entrada y la cámara de vaporización, y que tiene un diámetro menor que el del tubo de entrada, un material poroso o una máquina de expansión isoentrópica.
- las paredes de intercambio de calor incluyen aletas para aumentar la superficie de intercambio de la cámara de vaporización.
- el dispositivo comprende un dispositivo de recuperación y evacuación de una fracción pesada del gas licuado extraído, asociado a la cámara de vaporización.
- la cámara de vaporización tiene una pendiente y el dispositivo de recuperación y evacuación de una fracción pesada del gas licuado incluye un receptáculo conectado a un punto bajo de la cámara de vaporización para recoger la fracción pesada por gravedad.
- el recipiente se conecta a la cámara de vaporización mediante una válvula, una válvula antirretorno, un tubo o un sifón.
- el dispositivo de recuperación y evacuación de una fracción pesada del gas licuado incluye además un conducto de evacuación conectado al receptáculo.
- el conducto de evacuación está equipado con una bomba para suministrar la fracción pesada en fase líquida a través del conducto de evacuación.
- el dispositivo de recuperación y evacuación de una fracción pesada del gas licuado incluye además un dispositivo de calentamiento que puede calentar un espacio interior del receptáculo para vaporizar la fracción pesada; pudiendo el conducto de evacuación evacuar la fracción pesada en fase de vapor.
- el conducto de evacuación se conecta al receptáculo a través de una válvula o una válvula antirretorno.
- el espacio interior del receptáculo está en comunicación con el circuito de salida del dispositivo y el circuito de salida se conecta a un dispositivo de alimentación de fluido a través de una conexión en Y con el fin de poder suministrar fluido a través del circuito de salida hacia el receptáculo para suministrar la fracción pesada contenida en el receptáculo hacia el conducto de evacuación.
- el conducto de evacuación se conecta al circuito de utilización de gas en fase de vapor.
- el conducto de evacuación se extiende desde el receptáculo hacia el recipiente o hacia un dispositivo de tratamiento de la fracción pesada.
- de acuerdo con una forma de realización, el dispositivo comprende además un intercambiador de calor adicional que se conecta aguas arriba a la cámara de vaporización y aguas abajo al circuito de salida, estando dicho intercambiador adicional dispuesto en una parte superior del espacio interior del recipiente destinado a ser llenado con gas licuado. Un intercambiador de calor adicional de este tipo es particularmente ventajoso porque permite una recondensación de la fase gaseosa resultante de la evaporación natural en el interior del recipiente y permite de este modo limitar las sobrepresiones en el interior de dicho recipiente.
- el intercambiador de calor adicional se dispone, al menos en parte, por encima de un límite de llenado máximo del recipiente, para permitir el intercambio de calor entre el flujo de gas extraído y una fase gaseosa del gas licuado almacenado en el recipiente. En otras palabras, el intercambiador de calor adicional está al menos parcialmente en contacto con la fase gaseosa del gas licuado almacenado en el recipiente.
- de acuerdo con una forma de realización, el dispositivo comprende además una primera canalización de derivación, una primera conexión de tres vías que conecta la cámara de vaporización con el intercambiador de calor adicional y con la canalización de derivación y una válvula que puede permitir o impedir de forma selectiva el paso del flujo de gas extraído de la cámara de vaporización hacia la primera canalización de derivación. De acuerdo con una forma de realización, la válvula es una válvula de tres vías que puede conectar de forma selectiva la cámara de vaporización con el intercambiador de calor adicional o con la primera canalización de derivación. En otras palabras, la válvula de tres vías puede asumir de forma selectiva una primera posición en la que el flujo de gas extraído se conduce desde la cámara de vaporización hacia el intercambiador de calor adicional y una segunda posición en la que el flujo de gas extraído se conduce desde la cámara de vaporización hacia el primer tubo de derivación con el fin de puentear el intercambiador de calor adicional. De acuerdo con otra forma de realización, la válvula es una válvula de dos vías que equipa la primera canalización de derivación.
- de acuerdo con una forma de realización, el dispositivo incluye una segunda conexión de tres vías que puede conectar el intercambiador de calor adicional al circuito de salida y la canalización de derivación al circuito de salida. De acuerdo con una variante, la segunda conexión de tres vías es una conexión que se puede conmutar que puede conectar de forma selectiva el intercambiador de calor adicional o la primera canalización de derivación al circuito de salida. De acuerdo con otra forma de realización, la segunda conexión de tres vías no tiene la posibilidad de conmutación, de modo que sus tres vías están conectadas de forma permanente.
- de acuerdo con una forma de realización, la cámara de vaporización y el intercambiador de calor adicional se disponen de forma continua uno tras otro, es decir, sin interrupción. En otras palabras, las superficies de intercambio de calor del intercambiador de calor adicional se extienden en la prolongación de las superficies de intercambio de la cámara de vaporización.
- el dispositivo comprende además una segunda canalización de derivación que está, por un lado, conectada al circuito de entrada, aguas arriba del elemento de pérdida de carga, y, por otro lado, conectada al intercambiador de calor adicional con el fin de conducir al menos una parte del flujo de gas licuado extraído del circuito de entrada hacia la canalización de derivación, comprendiendo el dispositivo además medios de regulación que pueden regular los caudales de los flujos de gas que circulan respectivamente a través de la cámara de vaporización y a través de dicha segunda canalización de derivación. De este modo, al menos una parte del flujo de gas licuado extraído pasa a través de la segunda canalización de derivación sin pasar por la cámara de vaporización, y la vaporización de dicha parte del flujo de gas extraído tiene lugar entonces en el intercambiador de calor adicional. Los medios de regulación pueden regular los caudales de los flujos de gas que circulan respectivamente a través de la cámara de vaporización y a través de dicha segunda canalización de derivación en función de una variable representativa de la presión de la fase gaseosa en el espacio interior del recipiente.
De acuerdo con una forma de realización, la invención también proporciona una instalación de almacenamiento y refrigeración de un gas licuado que incluye un recipiente que tiene un espacio interior y un dispositivo de vaporización mencionado anteriormente, estando dispuesta la cámara de vaporización de dicho dispositivo de vaporización en el espacio interior de dicho recipiente.
De acuerdo con otras formas de realización ventajosas, una instalación de este tipo puede tener una o más de las siguientes características:
- el recipiente es una cisterna estanca y térmicamente aislante.
- el recipiente es una cisterna auxiliar estanca y térmicamente aislante, incluyendo la instalación además una cisterna principal estanca y térmicamente aislante, un conducto de suministro y un conducto de retorno que conectan la cisterna principal y la cisterna auxiliar y una bomba que puede hacer circular gas licuado entre la cisterna principal y la cisterna auxiliar a través del conducto de alimentación y el conducto de retorno.
- el recipiente se llena de un gas combustible licuado seleccionado entre el gas natural licuado, el etano y el gas licuado del petróleo.
- en una forma de realización, la cisterna estanca y térmicamente aislante es una cisterna con membranas. En otras formas de realización, la cisterna es una cisterna autoportante de tipo B o C.
De acuerdo con una forma de realización, la invención también proporciona un método de refrigeración de un gas licuado contenido en el espacio interior de un recipiente, siendo el método de refrigeración tal como se define en la reivindicación 1.
De acuerdo con una forma de realización, se mantiene en el interior de la cámara de vaporización una presión absoluta comprendida entre 120 y 950 mbar, preferiblemente entre 650 y 850 mbar.
De acuerdo con una forma de realización, el gas licuado se almacena en el espacio interior del recipiente en un estado de equilibrio bifásico y tiene una fase líquida inferior y una fase gaseosa superior, y el flujo de gas extraído de la cámara de vaporización se conduce hacia un intercambiador adicional en contacto al menos parcial o incluso totalmente con la fase gaseosa superior con el fin de efectuar un intercambio de calor entre el flujo de gas extraído y la fase gaseosa superior antes de conducir el flujo de gas extraído hacia el circuito de utilización de gas en fase de vapor.
Ventajosamente, la cámara de vaporización se conecta al intercambiador de calor adicional y a una canalización de derivación que permite rodear el intercambiador de calor adicional mediante una primera conexión de tres vías, pudiendo una válvula permitir o impedir de forma selectiva el paso del flujo de gas extraído hacia la canalización de derivación y dicha válvula se controla con el fin de permitir o impedir el paso del flujo de gas extraído hacia la canalización de derivación en función de una variable representativa de la presión de la fase gaseosa superior.
De acuerdo con una forma de realización, la válvula es una válvula de tres vías que se puede conmutar y dicha válvula de tres vías se conmuta con el fin de conducir el flujo de gas extraído de la cámara de vaporización hacia el intercambiador de calor adicional o hacia la canalización de derivación en función de la variable representativa de la presión de la fase gaseosa superior.
De acuerdo con una forma de realización alternativa, se mide la presión de la fase gaseosa en el interior del recipiente y se controla la válvula en función de un umbral de presión y de la presión de la fase gaseosa medida. Más concretamente, el flujo de gas extraído de la cámara de vaporización se conduce hacia el intercambiador de calor adicional cuando la presión de la fase gaseosa medida es superior a dicho umbral de presión. Del mismo modo, el flujo de gas extraído de la cámara de vaporización se conduce hacia la canalización de derivación con el fin de puentear el intercambiador de calor adicional cuando la presión de la fase gaseosa medida es inferior a un umbral de presión.
De acuerdo con una forma de realización, un flujo de gas licuado se extrae del recipiente y se conduce hacia un intercambiador de calor adicional que está al menos parcialmente en contacto con la fase gaseosa superior con el fin de realizar un intercambio de calor entre dicho flujo de gas extraído y la fase gaseosa superior. Este modo de funcionamiento permite aumentar el intercambio térmico realizado en el intercambiador de calor adicional y, por consiguiente, se realiza cuando la presión de la fase gaseosa supera un umbral.
De acuerdo con una forma de realización, la invención se refiere a un buque que incluye la instalación mencionada anteriorrmente para el almacenamiento y la refrigeración de un gas licuado.
De acuerdo con una forma de realización, el circuito de utilización de gas en fase de vapor es un equipo de producción de energía, tal como un equipo de propulsión de buques.
De acuerdo con una forma de realización, la invención también proporciona un método de carga o descarga de un buque de este tipo, en el que se transporta un fluido a través de canalizaciones aisladas desde o hacia una instalación de almacenamiento flotante o en tierra hacia o desde la cisterna del buque.
Algunos aspectos de la invención se basan en la observación de que el almacenamiento de gas natural licuado a presión provoca en realidad un desplazamiento del punto de equilibrio bifásico del gas en la curva de equilibrio líquidovapor. De este modo, en cuando el gas natural licuado, que de este modo se almacenó a presión, se transfiere hacia una instalación en la que el gas natural licuado se almacena a una presión menor, tal como la presión atmosférica, la transferencia va acompañada de una fuerte vaporización del gas natural licuado, a menos que el gas natural haya sido sometido a un tratamiento previo de refrigeración que es complejo y costoso.
Breve descripción de las figuras
La invención se comprenderá mejor, y otros objetivos, detalles, características y ventajas de esta parecerán más claras en el curso de la siguiente descripción de varias formas de realización particulares de la invención, dadas únicamente a título de ilustrativo y no restrictivo, con referencia a los dibujos adjuntos.
- La figura 1 ilustra esquemáticamente una instalación de almacenamiento y refrigeración de un gas licuado de acuerdo con una primera forma de realización.
- La figura 2 ilustra esquemáticamente una instalación de almacenamiento y refrigeración de un gas licuado de acuerdo con una segunda forma de realización.
- La figura 3 es un diagrama de equilibrio líquido-vapor del metano.
- La figura 4 ilustra esquemáticamente un dispositivo de vaporización de acuerdo con una forma de realización. - La figura 5 es una vista en perspectiva del dispositivo de vaporización de la figura 4, parcialmente cortado.
- La figura 6 es una vista en perspectiva de un dispositivo de vaporización de acuerdo con otra forma de realización. - La figura 7 es una vista en perspectiva de una cisterna con membrana y de un dispositivo de vaporización sumergido en la cisterna.
- La figura 8 ilustra esquemáticamente un dispositivo de vaporización equipado con un dispositivo de recuperación y evacuación de la fracción pesada del gas licuado de acuerdo con una primera forma de realización.
- La figura 9 ilustra esquemáticamente un dispositivo de vaporización equipado con un dispositivo de recuperación y evacuación de la fracción pesada del gas licuado de acuerdo con una segunda forma de realización.
- La figura 10 ilustra esquemáticamente un dispositivo de vaporización equipado con un dispositivo de recuperación y evacuación de la fracción pesada del gas licuado de acuerdo con una tercera forma de realización.
- La figura 11 es una representación esquemática de corte al cuarto de un buque metanero y una terminal de carga/descarga de esta cisterna.
- La figura 12 es otra representación esquemática de la instalación de almacenamiento y refrigeración de un gas licuado.
- La figura 13 ilustra una instalación de almacenamiento y refrigeración de un gas licuado de acuerdo con una tercera forma de realización.
- La figura 14 ilustra una instalación de almacenamiento y refrigeración de un gas licuado de acuerdo con una cuarta forma de realización.
- La figura 15 ilustra una instalación de almacenamiento y refrigeración de un gas licuado de acuerdo con una quinta forma de realización.
- La figura 16 ilustra una instalación de almacenamiento y refrigeración de un gas licuado de acuerdo con una sexta forma de realización.
- La figura 17 ilustra una instalación de almacenamiento y refrigeración de un gas licuado de acuerdo con una séptima forma de realización.
Descripción detallada de las formas de realización
En la descripción y en las reivindicaciones, el término "gas" tiene un carácter genérico y se dirije indistintamente a un gas formado por una única sustancia pura o a una mezcla gasesosa formada por varios componentes. De este modo, un gas licuado se refiere a una sustancia química o una mezcla de sustancias químicas que se ha colocado en fase líquida a baja temperatura y que se presentarían en fase de vapor en condiciones normales de temperatura y presión.
En la figura 1 se muestra una instalación 1 de almacenamiento y refrigeración de un gas licuado de acuerdo con una primera forma de realización. Una instalación 1 de este tipo se puede instalar en tierra o en una estructura flotante. En el caso de una estructura en tierra, la instalación se puede destinar a una instalación de almacenamiento de gas natural licuado que tenga elementos consumidores de gas en forma de vapor. Estos elementos consumidores pueden ser grupos electrógenos, generadores de vapor, quemadores o cualquier otro elemento que consuma gas en forma de vapor, ya sea adyacente a la instalación de almacenamiento o en la red de distribución de gas en forma de vapor suministrada por dicho almacenamiento.
En el caso de una estructura flotante, la instalación se puede destinar a un buque de transporte de gas natural licuado, tal como un metanero, pero también se puede destinar a cualquier buque cuyo grupo motopropulsor, grupos electrógenos, generadores de vapor o cualquier otro elemento consumidor se alimente con gas. A modo de ejemplo, se puede tratar de un buque de transporte de mercancias, un buque de transporte de pasajeros, un buque de pesca, una unidad flotante de generación de electricidad u otros.
La instalación 1 incluye un recipiente que tiene un espacio interior en el interior del cual se almacena el gas licuado 3. En este caso, el recipiente es una cisterna 2 estanca y térmicamente aislante.
De acuerdo con una forma de realización, la cisterna 2 es una cisterna con membranas que permite almacenar el gas licuado, a presión atmosférica o cercana a la atmosférica, pudiendo la presión en el interior de una cisterna de este tipo variar en un máximo de 300 mbar con respecto a la presión atmosférica.
Una cisterna con membrana de este tipo puede incluir, en particular, una estructura multicapa que incluye, desde el exterior hacia el interior de la cisterna 2, una barrera térmicamente aislante secundaria que incluye elementos aislantes que se apoyan en una estructura portante, una membrana de estanqueidad secundaria, una barrera térmicamente aislante primaria que incluye elementos aislantes que se apoyan en la membrana de estanqueidad secundaria y una membrana de estanqueidad primaria que tiene por objetivo estar en contacto con el gas licuado contenido en la cisterna. A modo de ejemplo, cisternas de membrana de este tipo se describen en particular en las solicitudes de patente WO14057221, FR2691520 y FR2877638.
De acuerdo con otra forma de realización alternativa, la cisterna 1 es una cisterna de tipo B o C. Una cisterna de este tipo es autoportante y puede tener, en particular, una forma paralelepipédica, prismática, esférica, cilíndrica o multilobular. Las cisternas de tipo C tienen la particularidad de permitir el almacenamiento de gas natural licuado a presiones sustancialmente superiores a la atmosférica.
El gas licuado 3 es un gas combustible. El gas licuado 3 puede ser, en particular, un gas natural licuado (GNL), es decir, una mezcla gaseosa que incluye principalmente metano, así como uno o varios otros hidrocarburos, tales como etano, propano, n-butano, i-butano, n-pentano, i-pentano, neopentano y nitrógeno en una pequeña proporción. El gas natural licuado se almacena a presión atmosférica y a una temperatura de aproximadamente -162 °C.
El gas combustible también puede ser etano o gas licuado de petróleo (GLP), es decir, una mezcla de hidrocarburos derivados del refinado del petróleo, que incluye, en esencia, propano y butano.
La instalación 1 incluye un dispositivo de vaporización 4 para extraer un flujo de gas en fase líquida del recipiente y expandirlo con el fin de vaporizarlo utilizando el calor latente de vaporización del gas para enfriar el gas licuado 3 restante en el recipiente.
El principio de funcionamiento de un dispositivo de vaporización 4 de este tipo se recuerda en relación con la figura 3, que muestra un diagrama de equilibrio líquido-vapor del metano. Este diagrama muestra el área, indicada L, en la que el metano se presenta en fase líquida y el área, indicada V, en la que el metano se presenta en fase vapor, en función de la presión representada en abscisas y de la temperatura en ordenadas.
El punto P1 representa un estado de equilibrio bifásico que corresponde al estado del metano almacenado en una cisterna 2 a presión atmosférica y a una temperatura de aproximadamente -162 °C. Cuando el metano en un estado de equilibrio de este tipo se extrae de la cisterna 2 y a continuación se expande en el dispositivo de vaporización 4, por ejemplo a una presión absoluta de aproximadamente 500 mbar, el equilibrio del metano expandido se desplaza hacia la izquierda hasta el punto P2. Por lo tanto, el metano expandido de este modo sufre una reducción de temperatura de aproximadamente 7 °C. En consecuencia, al poner el metano extraído en contacto térmico con el metano restante en la cisterna 2 por medio del dispositivo de vaporización 4, éste se vaporiza al menos parcialmente y, al vaporizarse, elimina del metano líquido almacenado en la cisterna 2 las calorías necesarias para su vaporización, lo que permite enfriar el metano líquido que permanece en la cisterna 2.
Volviendo a la figura 1, se observa que el dispositivo de vaporización 4 incluye:
- un circuito de entrada 5 que incluye una entrada sumergida en el gas licuado 3 almacenado en la cisterna 2;
- una o más cámaras de vaporización 14 sumergidas en el gas licuado 3 almacenado en la cisterna 2 y que incluyen paredes de intercambio de calor 6, inmersas en el gas licuado 3 almacenado en la cisterna 2, para poner en contacto térmico el flujo de gas extraído con el gas licuado 3 que permanece en la cisterna 2; y
- un circuito de salida 7 para evacuar el flujo de gas en fase de vapor hacia un circuito de utilización de gas en fase de vapor 8.
El circuito de entrada 5 se equipa con uno o más elementos de pérdida de carga, no ilustrados en la figura 1, que permiten crear una pérdida de carga y que desembocan en el interior de la cámara de vaporización 14 para expandir el flujo de gas licuado extraído.
El dispositivo de vaporización 4 también se equipa con una bomba de vacío 9, dispuesta fuera de la cisterna y asociada al circuito de salida 7. La bomba de vacío 9 permite aspirar una corriente de gas licuado almacenado en la cisterna 2 hacia la cámara de vaporización 14 y suministrarlo en fase de vapor hacia un circuito de utilización de gas en fase de vapor 8.
La bomba de vacío 9 se dimensiona además para mantener la cámara de vaporización 14 a una presión absoluta inferior a la presión atmosférica.
Para el gas natural licuado, la presión absoluta de trabajo en el interior de la cámara de vaporización 14 está comprendida entre 120 y 950 mbar, de forma ventajosa entre 500 y 950 mbar, más particularmente entre 650 y 850 mbar, y preferiblemente del orden de 750 mbar.
En efecto, es esencial que la presión de trabajo en el interior de la cámara de vaporización 14 sea superior a la presión correspondiente al punto triple del diagrama de fases del metano para evitar la solidificación del gas natural en el interior de la cámara de vaporización 14. Además, un aumento de la presión de trabajo tiene el efecto de reducir la diferencia de temperatura entre la temperatura del gas en el interior de la cámara de vaporización 14 y la temperatura del gas licuado que permanece en la cisterna 2. En este caso, se debe aumentar la superficie de intercambio de la cámara de vaporización 14 necesaria para obtener la misma potencia frigorífica. Por el contrario, una disminución de la presión de trabajo tiene el efecto de aumentar la diferencia de temperatura mencionada anteriorrmente y, por lo tanto, tiene la consecuencia de disminuir la superficie de intercambio necesaria para obtener una misma potencia frigorífica. Sin embargo, la desventaja de reducir la presión de trabajo es que se reduce la eficacia del intercambio térmico. Por lo tanto, los rangos de presión de trabajo mencionados anteriorrmente permiten ofrecer un buen compromiso entre la compacidad del dispositivo de vaporización 4 y sus rendimientos.
La bomba de vacío 9 se puede dimensionar en función de la demanda de gas en fase de vapor del circuito de utilización de gas en fase de vapor 8. En una forma de realización, la bomba de vacío 9 puede transferir un caudal de vapor suficiente para garantizar toda la alimentación de gas en fase de vapor necesaria para la alimentación del circuito de utilización de gas en fase de vapor 8. La bomba de vacío 9 debe, por tanto, tener una característica de caudal/presión adaptada a las necesidades del circuito de utilización de gas en fase de vapor 8. A modo de ejemplo, el ventilador centrífugo comercializado por la empresa VentMeca® con la referencia Ventmeca 126 podrá resultar adecuado para determinadas aplicaciones. Un ventilador centrífugo de este tipo permite garantizar un caudal de 3,3 m3/s generando un vacío de 250 mbar.
La bomba de vacío 9 es una bomba criogénica, es decir, capaz de soportar temperaturas criogénicas inferiores a -150 °C. Además debe cumplir la normativa ATEX, es decir, se debe de diseñar con el fin de proteger contra cualquier riesgo de explosión.
En la forma de realización de la figura 1, una única bomba de vacío 9 permite garantizar la crculación del flujo de gas a través de la cámara de vaporización 14 con el fin de garantizar una refrigeración del gas licuado 3 almacenado en la cisterna 2 y una alimentación de gas en fase de vapor de un equipo de producción de energía. Además, en la figura 1 se observa que sólo el circuito de salida 7 atraviesa la estructura de la cisterna 2, lo que limita las pérdidas térmicas, reduce los riesgos de pérdida de estanqueidad y simplifica el diseño de la estructura con todas las barreras estancas y aislantes.
En el caso de una instalación 1 a bordo de un buque, el circuito de utilización de gas en fase de vapor 8 se puede conectar, en particular, a un equipo de producción de energía del grupo motopropulsor, no mostrado, que permite propulsar el buque. Un equipo de producción de energía de este tipo se selecciona, en particular, entre los motores térmicos, las células de combustión y las turbinas de gas. Cuando el equipo de producción de energía es un motor térmico, el motor puede ser de alimentación mixta gasoil/gas natural. Los motores de este tipo pueden funcionar tanto en modo diésel, en el que el motor se alimenta totalmente de diésel, como en modo de gas natural, en el que el combustible del motor está predominantemente constituido por gas natural, mientras que se inyecta una pequeña cantidad de diésel piloto para iniciar la combustión.
Además, de acuerdo con una forma de realización, el circuito de utilización de gas evaporado 8 incluye además un intercambiador de calor adicional, no ilustrado, que permite calentar aún más el flujo de gas en fase de vapor hasta temperaturas compatibles con el funcionamiento del equipo consumidor de gas. En particular, el intercambiador de calor adicional puede garantizar un contacto térmico entre el flujo de gas en fase de vapor y el agua de mar o los gases de combustión generados por el equipo de producción de energía.
De acuerdo con una forma de realización, el circuito de utilización de gas en fase de vapor 8 puede incluir también un compresor que permita calentar el flujo de gas en fase de vapor y comprimirlo a presiones compatibles con las especificaciones de los equipos de producción de energía alimentados con gas combustible, por ejemplo del orden de 5 a 6 bares absolutos para algunos equipos de producción de energía.
El circuito de entrada 5 se equipa con una válvula 32 que permite cortar la alimentación de gas licuado a la entrada del dispositivo de vaporización 4.
La estructura de un dispositivo de vaporización 4 de acuerdo con una forma de realización se ilustra en las figuras 4 y 5.
En el extremo aguas arriba del circuito de entrada 5, el dispositivo de vaporización 4 incluye un filtro 10, mostrado en la figura 5, que permite evitar que las impurezas en la cisterna 2 se introduzcan en el interior del circuito de entrada 5 del dispositivo de vaporización 4.
Además, el circuito de entrada 5 incluye varias rampas de aspersión 11. Según se ilustra en la figura 4, cada rampa de aspersión 11 incluye un tubo 12 que está equipado con varias boquillas de pulverización 13, también designadas por los términos pulverizadores y/o atomizadores, cada uno de las cuales tiene uno o más orificios que permiten pulverizar el gas en fase líquida en forma de finas gotas. Cada rampa de aspersión 11 se extiende en el interior de una cámara de vaporización 14, de forma tubular. Debido a la variación de la sección de circulación generada por cada boquilla de pulverización 13, se generan pérdidas de carga que permiten expandir el flujo de gas extraído. Además, la fragmentación en gotas finas favorece la vaporización al aumentar la superficie de intercambio de la fase líquida.
Obsérvese que en otras formas de realización no mostradas, las boquillas de pulverización no generan las pérdidas de carga que permiten expandir el flujo de gas extraído, sino:
- mediante una simple variación de la sección de circulación, tal como uno o más orificios, por ejemplo en forma de capilares o agujas de expansión con un control electrónico o termostático, dispuestos en una pared transversal dispuesta entre el tubo de entrada y la cámara de vaporización, y presentando cada uno de ellos un diámetro mucho menor que el del tubo de entrada,
- mediante un material poroso, tal como espuma cerámica, espuma metálica o espuma de polímero de célula abierta, alojado en el circuito de entrada aguas arriba de la cámara de vaporización 14; o
- mediante una máquina de expansión isoentrópica, tal como una turbina de expansión o una rueda de expansión pasiva.
En la forma de realización mostrada, las cámaras de vaporización 14 están equipadas con aletas 15 asociadas a las paredes de intercambio de calor 6 de las cámaras de vaporización 14 y que permiten aumentar su superficie de intercambio con el gas licuado 3 contenido en la cisterna 2. Las aletas 15 se disponen en el exterior de las cámaras de vaporización 14 y se extienden paralelas entre sí perpendicularmente a la dirección longitudinal de las cámaras de vaporización 14. El conjunto de las cámaras de vaporización 14 y de las aletas 15 constituye un intercambiador con una forma general paralelepipédica, particularmente compacta.
Las boquillas de pulverización 13 se distribuyen uniformemente a lo largo de las cámaras de vaporización 14 de tal manera que las gotas de gas licuado puedan alcanzar una superficie máxima de las paredes 6 de las cámaras de pulverización 14.
Debido a su expansión a través de las boquillas de pulverización 13, las gotas de gas licuado se vaporizan, tomando del gas líquido 3 almacenado en la cisterna 2 por medio de las aletas 15 y la pared 6 de las cámaras de vaporización 14, el calor latente de vaporización del gas licuado.
Además, las cámaras de vaporización 14 desembocan a un colector de recogida de vapores de gas 16 que forma una parte del circuito de salida 7 que se conecta al circuito de utilización de gas en fase de vapor 8 por medio de la bomba de vacío 9.
A modo de ejemplo, para transmitir una potencia frigorífica del orden de 300 KW, que corresponde al flujo térmico de cuatro cisternas de un buque metanero estándar, con una diferencia de temperatura del orden de 3 °C entre la temperatura de evaporación del flujo de gas extraído y la temperatura del gas licuado almacenado en la cisterna, las paredes de intercambio de calor 6 de la cisterna o cisternas de vaporización 14 deben tener una superficie de intercambio del orden de 90 m2 por cisterna. Para conseguir una superficie de intercambio de este tipo, un intercambiador de aletas tal como el descrito anteriormente, que incluya una cámara de vaporización tubular 14 de 200 mm, aletas cuadradas de 1 m de lado, separadas unas de las otras 50 mm, tendrá que tener una longitud de aproximadamente 4,7 m.
Aunque un dispositivo de vaporización equipado con un intercambiador de aletas como el descrito anteriormente permite obtener rendimientos térmicos satisfactorios en un volumen limitado, también se podrá considerar utilizar cualquier otra tecnología de intercambio de calor, tales como, por ejemplo, intercambiadores de serpentín o de placas o de microcanales.
En la forma de realización mostrada en la figura 5, el circuito de entrada 5 incluye también, aguas arriba de las rampas de aspersión 11, un regulador de presión 17 que permite limitar la presión del gas licuado a una presión umbral en la entrada del dispositivo de vaporización 4. Un regulador de presión 17 de este tipo permite mantener constante la presión del gas licuado a la entrada del circuito de entrada 5, cualquiera que sea la presión hidrostática ejercida por el gas licuado 3 en el interior de la cisterna 2 y, por consiguiente, cualquiera que sea el nivel de llenado de la cisterna 2. A modo de ejemplo, el umbral de presión aplicado por el regulador de presión 17 es del orden de la presión atmosférica.
En una forma de realización alternativa, mostrada en la figura 6, el tubo de entrada 5 incluye, aguas arriba de las rampas de aspersión 11, una bomba adicional 33 que puede generar una presión de suministro superior a la presión hidrostática ejercida por el gas licuado 3 en el interior de la cisterna 1 a la altura de la entrada del circuito de entrada 5. El circuito de entrada 5 también está equipado con un regulador de presión 17, dispuesto aguas abajo de la bomba adicional 33, cuyo umbral de presión se fija esta vez en un valor superior a la presión atmosférica pero inferior a la presión de suministro de la bomba adicional 33. Una disposición de este tipo permite también mantener constante la presión del flujo de gas licuado admitido en el dispositivo de vaporización 4, sea cual sea la presión hidrostática ejercida por el gas licuado 3 almacenado en la cisterna 2. Además, esta forma de realización también es ventajosa porque la presión de impulsión en las boquillas de pulverización 13 es mucho mayor que en la forma de realización anterior, lo que permite, por un lado, limitar el número de boquillas de pulverización 13 necesarias y, por otro, garantizar una mayor estabilidad del caudal. A modo de ejemplo, la bomba adicional 33 se puede controlar para suministrar gas licuado a una presión del orden de 6 a 8 bar, mientras que la presión umbral del limitador de presión 17 se fija en aproximadamente 5 bar. En la hipótesis de que la bomba de vacío 9 genere un vacío relativo del orden de 0,25 bares en la cámara de vaporización 14, es decir, una presión absoluta del orden de 0,76 bares, la presión de impulsión en las boquillas de pulverización 13 será, por tanto, del orden de 5,25 bares.
De acuerdo con una forma de realización, mostrada en la figura 7, la(s) cámara(s) de vaporización 14 del dispositivo de vaporización 4, es decir, el intercambiador de calor, se dispone(n) en el fondo de la cisterna 2 para garantizar su inmersión independientemente del nivel de llenado de la cisterna 2. En función del tipo de cisterna 2 objetivo, la fijación y el soporte del intercambiador de calor del dispositivo de vaporización 4 se pueden realizar de diferentes maneras.
Para las cisternas autoportantes del tipo B o C que toleran un anclaje directamente a su superficie interna, el intercambiador de calor se puede portar y fijar directamente contra la pared inferior de la cisterna 2. En una forma de realización de este tipo, el circuito de salida 7 se equipa entonces con medios de compensación, tales como fuelles o liras de compensación, que permitan compensar las dilataciones/contracciones.
Para las cisternas 2 cuya superficie interna no pueda soportar el intercambiador de calor del dispositivo de vaporización 4, tal como las cisternas de membrana, el intercambiador de calor del dispositivo de vaporización 4 se puede fijar y soportar mediante un pie de soporte que se apoye contra la estructura portante de la cisterna 2 para transferir las fuerzas sobre la estructura de soporte de la cisterna 2, a través de las barreras de aislamiento térmico. A modo de ejemplo, en el documento WO2011/157915 se describe una cisterna 2 con membrana estanca y térmicamente aislante equipada con un pie de soporte de este tipo.
Alternativamente, el intercambiador de calor del dispositivo de vaporización 2 también se puede fijar a un mástil o torre de carga/descarga 18, ilustrada en la figura 6. Un mástil de carga/descarga de este tipo se suspende de la cubierta superior del buque y se guía en su extremo inferior para limitar el momento que se ejrce a nivel del anclaje del mástil a la cubierta. Un mástil de carga/descarga 18 de este tipo se describe, por ejemplo, en el documento FR2785034.
La figura 2 ilustra una instalación 1 de almacenamiento y refrigeración de un gas licuado de acuerdo con una segunda forma de realización.
En esta forma de realización, la instalación incluye una cisterna principal 20 y una cisterna auxiliar 19 estancas y térmicamente aislantes. La cisterna auxiliar 19 tiene una capacidad menor que la cisterna principal 20. La cisterna auxiliar 19 tiene por objetivo más particularmente el alojamiento de la cámara de vaporización 1 del dispositivo de vaporización 4 y proporcionar una cámara para la realización del intercambio térmico entre el flujo de gas extraído a través del dispositivo de vaporización 7 y el gas licuado 3 almacenado en la cisterna principal 20.
Para este propósito, la cisterna auxiliar 19 se conecta a la cisterna principal 20 a través de un conducto de suministro 21 y un conducto de retorno 22. La instalación 1 también incluye una bomba 23 que permite hacer circular el gas licuado entre la cisterna principal 20 y la cisterna auxiliar 19 a través del conducto de suministro 21 y del conducto de retorno 22. El conducto de suministro 21 desemboca en la proximidad del fondo de la cisterna principal 20 para permitir que el gas licuado almacenado en la cisterna principal 20 sea bombeado incluso cuando su nivel de llenado es bajo.
Una forma de realización de este tipo es ventajosa porque permite una mejor homogeneización de la temperatura del gas licuado y limita la creación de una estratificación térmica en el interior de la cisterna principal 20. Por otra parte, como la cisterna auxiliar 19 tiene dimensiones más pequeñas que la cisterna principal 20, esta forma de realización también permite garantizar que la cámara de vaporización del dispositivo de vaporización 4 se mantenga sumergida prácticamente hasta que la cisterna principal 20 esté vacía. Por último, una cisterna auxiliar 19 de este tipo también permite formas de realización alternativas en las que la cisterna auxiliar 19 se conectaría a varias cisternas principales 20 para permitir que se comparta un dispositivo de vaporización 4.
En términos generales, la invención no se limita a las instalaciones en las que el dispositivo de vaporización se dispone en el espacio interior de una cisterna estanca y térmicamente aislante y se dirige a todas las instalaciones en las que el dispositivo de vaporización extrae un flujo de gas licuado de una carga de gas licuado, por un lado, y extrae calorías de la parte restante de esta misma carga para vaporizar el flujo extraído, por otro lado. De este modo, en la descripción y en las reivindicaciones, el término "recipiente" que se refiere al objeto en el interior del cual se dispone la cámara de vaporización 14 del dispositivo de vaporización 4 tiene un carácter genérico y se refiere a cualquier objeto capaz de contener o transportar gas natural licuado, tal como una cisterna o una canalización, por ejemplo.
Las figuras 8 a 10 ilustran esquemáticamente dispositivos de vaporización 4 equipados con un dispositivo de recuperación y evacuación de la fracción pesada del gas licuado 24 de acuerdo con tres formas de realización distintas. Un dispositivo de recuperación y evacuación de la fracción pesada 24 de este tipo tiene por objetivo más particularmente las instalaciones 1 destinadas al almacenamiento de una mezcla gaseosa, tal como el gas natural licuado.
La fracción pesada del gas se compone de los componentes menos volátiles del gas, es decir, para el caso del gas natural licuado, los hidrocarburos que tienen la cadena de carbono más larga. Debido a su volatilidad más débil, es probable que la fracción pesada del gas permanezca, al menos parcialmente, en fase líquida o se condense en el interior de las cámaras de vaporización 14 del dispositivo de vaporización 4. Por lo tanto, es aconsejable equipar el dispositivo de vaporización 4 con un dispositivo de recuperación de la fracción pesada 24 con el fin de evitar la saturación de la cámara de vaporización 14 con la fracción pesada.
Con el fin de permitir esta recuperación de la fracción pesada en la fase líquida, las cámaras de vaporización 14 tienen una pendiente que permite que el líquido circule por gravedad y dirijirlo hacia un receptáculo 25 dispuesto en un punto bajo de la pendiente. Para una aplicación en una estructura flotante, la cámara de vaporización se orientará idealmente a lo largo del eje más estable de ésta última. Por ejemplo, para un buque, a lo largo del eje del buque.
En la forma de realización de la figura 8, el receptáculo de recuperación de fracciones pesadas 25 se asocia a un conducto de evacuación 26 equipado con una bomba 27. El conducto de evacuación 26 permite conducir la fracción pesada hacia un dispositivo de tratamiento de la fracción pesada, no mostrado, destinado a la vaporización y calentamiento de esta fracción pesada antes de su transferencia hacia un equipo de producción de energía.
En la forma de realización mostrada en la figura 9, el receptáculo de recuperación de la fracción pesada 25 está equipado con un dispositivo de calentamiento 28, tal como un dispositivo de resistencia o resistencias eléctricas o un intercambiador de calor que garantiza un intercambio de calor entre la fracción pesada del gas en la fase líquida y el agua de mar o los gases de combustión generados por un equipo de producción de energía. El dispositivo de calentamiento permite de este modo vaporizar la fracción pesada almacenada en el receptáculo de recuperación 25 con el fin de conducirla hacia el equipo de producción de energía por medio de un conducto de evacuación 26. El receptáculo 25 así como el tubo de evacuación 26 están, en esta forma de realización, aislados térmicamente para limitar la transferencia de calorías de la fase de vapor de la fracción pesada al gas licuado 3 almacenado en la cisterna 2 y evitar de este modo la recondensación de la fracción pesada. Además, en una forma de realización de este tipo, el receptáculo de recuperación de la fracción pesada 26 se conecta a las cámaras de vaporización 14 a través de un sifón 29 o una válvula antirretorno que permite evitar que la fracción pesada evaporada se reintroduzca en el interior de las cámaras de vaporización 14 del dispositivo de vaporización 4.
En la forma de realización mostrada en la figura 10, el receptáculo 25 está conectado al circuito de salida 7. El circuito de salida 7 está en este caso conectado a un circuito de alimentación de fluido, no mostrado, por medio de un conector en Y. De este modo, se puede hacer pasar un fluido en el interior del circuito de salida 7, para suministrar las fracciones pesadas hacia una canalización de evacuación de la fracción pesada 26. En una forma de realización, el circuito de alimentación de fluido se puede conectar al cielo gaseoso de la cisterna 2 para suministrar los pesados por medio de gas en fase de vapor. La canalización de evacuación de la fracción pesada 26 se conecta entonces a un dispositivo de tratamiento de la fracción pesada. En otra forma de realización, el circuito de alimentación de fluido puede ser un circuito de alimentación de gas en forma licuada. La canalización de evacuación de la fracción pesada 26 se puede entonces conectar a la cisterna 2. Entonces, la fracción pesada se evacua en la cisterna 2.
Además, el receptáculo 25 se conecta al tubo de evacuación 26 a través de una válvula o de una válvula antirretorno 30. Por otro lado, el receptáculo 25 también se conecta a las cámaras tubulares 14 a través de una válvula o de una válvula antirretorno 31.
De este modo, cuando se evacua la fracción pesada, la válvula o válvula antirretorno 31 está en estado cerrado mientras que la válvula o válvula antirretorno 30 está en estado abierto. La circulación de gas a través de las cámaras de evaporación 14 se interrumpe entonces. Por el contrario, cuando se restablece la circulación de gas a través de las cámaras de evaporación 14, la válvula o válvula antirretorno 31 está en estado abierto mientras que la válvula o válvula antirretorno 30 está en un estado cerrado. De este modo, la válvula o válvula antirretorno 31 permite garantizar que el gas en fase de vapor de la cámara de vaporización 14 no sea conducido hacia el recipiente 2 cuando se procede con la evacuación de la fracción pesada, y la válvula o válvula antirretorno 30 permite evitar, en particular, que el gas licuado almacenado en la cisterna 2 no sea bombeado al receptáculo 25 cuando la bomba de vacío 9 ponga el circuito de salida 7 en vacío.
Una instalación de almacenamiento y refrigeración 1 de un gas licuado tal como se describió anteriormente permite reducir considerablemente la tasa de evaporación del gas licuado. La eficacia de una instalación de almacenamiento y refrigeración 1 de este tipo depende de la relación entre las necesidades de alimentación de gas evaporado del circuito de utilización de gas en fase de vapor 8 y la capacidad de la cisterna 2. De este modo, para el caso de los buques metaneros, cuyas necesidades de gas natural son normalmente del orden de 0,1 a 1,5 kg/s y que tienen una capacidad de almacenamiento que puede ser superior a los 150.000 m3, la evaporación natural del gas natural licuado no se elimina por completo, pero se puede reducir a la mitad para conseguir tasas de evaporación diarias comprendidas entre el 0,04 y el 0,06 %. Para el caso de los buques cuya instalación tiene como único objetivo garantizar la propulsión del buque, la capacidad de la cisterna es más limitada, por ejemplo del orden de unos cientos a unos miles de m3, mientras que tienen unas necesidades de gas natural similares a las de los buques metaneros, es decir, del orden de 0,1 a 1,5 kg/s. La eficacia de una instalación de este tipo permite obtener tasas de evaporación natural prácticamente nulas para buques con motorizaciones con un consumo de gas natural importante y cisternas de capacidades más limitadas.
En la figura 12, la instalación 1 se muestra de forma esquemática para ilustrar el hecho de que el dispositivo de vaporización 4 permite proporcionar a la vez una potencia frigorífica P al gas licuado contenido en la cisterna 2 y un caudal de gas en fase de vapor Q al circuito de utilización 8. Para el dimensionamiento del dispositivo de vaporización 4 y de sus elementos constitutivos, en particular la bomba de vacío 9 y la cámara de vaporización 14, se pueden tener en cuenta las siguientes consideraciones:
- el dimensionado depende de la potencia frigorífica deseada del recipiente que contiene el gas licuado y/o del caudal de gas en fase de vapor deseado en el circuito de utilización, en régimen permanente de funcionamiento.
En algunas aplicaciones, el caudal de gas en fase de vapor deseado en el circuito de utilización 8 puede ser el principal criterio de dimensionado del dispositivo de vaporización 4. A título ilustrativo, la potencia media del motor principal de los buques oceánicos normalmente es del orden de unos pocos MW y unas decenas de MW. Si el caudal de gas en fase de vapor Q procedente del dispositivo de vaporización 4 no permite producir una potencia frigorífica correspondiente a la necesidad total en la cisterna de almacenamiento, es posible prever un dispositivo de refrigeración auxiliar (no mostrado) para proporcionar una potencia frigorífica auxiliar Paux al gas licuado contenido en la cisterna de almacenamiento.
En otras aplicaciones, la potencia frigorífica necesaria para mantener el gas contenido en el recipiente a una temperatura inferior a su temperatura de vaporización a la presión atmosférica puede ser el principal criterio de dimensionado del dispositivo de vaporización 4, especialmente si la necesidad de gas en fase de vapor del circuito de utilización 8 es elevada y no se desea enfriar excesivamente el gas en fase líquida contenido en el recipiente y/o sobredimensionar el dispositivo de vaporización 4. De este modo, si la potencia frigorífica P procedente del dispositivo de vaporización 4 no permite producir el correspondiente caudal de gas en fase de vapor para la necesidad total en el circuito de utilización 8, se puede prever un dispositivo de vaporización auxiliar (no mostrado) para aportar un caudal de vapor auxiliar Qaux al circuito de utilización 8. En una forma de realización correspondiente, el dispositivo de vaporización 4 se emplea en una terminal de regasificación de GNL para a la vez tanto enfriar la carga en fase líquida como para suministrar parte del flujo de gas en fase de vapor que se tiene que producir.
- en la cámara de vaporización, es deseable vaporizar toda la fracción ligera del flujo de gas licuado extraído, es decir, el metano en el caso del gas natural licuado, con el fin de explotar la cámara de vaporización 14 de manera óptima.
- la potencia frigorífica P obtenida depende de la combinación de varios parámetros: caudal másico de la bomba de vacío 9 y calor latente de vaporización del gas licuado.
- el intercambiador de calor se debe dimensionar para poder transferir esta potencia frigorífica P al contenido del recipiente.
Las instalaciones de almacenamiento y refrigeración de gas licuado mostradas en las figuras 13 a 17 difieren de la mostrada en la figura 1 por que el dispositivo de vaporización 4 incluye además un intercambiador de calor adicional 34.
Con referencia a la figura 13, se observa que el intercambiador de calor adicional 34 se conecta aguas arriba a la cámara de vaporización 14 y aguas abajo al circuito de salida 7. En otras palabras, el intercambiador de calor adicional 34 se dispone entre la salida de la cámara de vaporización 14 y la entrada del circuito de salida 7, de tal manera que el flujo de gas se pueda conducir desde la cámara de vaporización 14 hacia el intercambiador de calor adicional 34 y a continuación desde el intercambiador de calor adicional 34 hacia el circuito de salida 7.
El intercambiador de calor adicional 34 tiene por objetivo ponerse en contacto con la fase gaseosa 35 del fluido almacenado en la cisterna 2 y tiene por objetivo intercambiar calor entre el flujo de gas extraído y la fase gaseosa del fluido almacenado en la cisterna 2. Con el fin de permitir un intercambio con la fase gaseosa 35 del fluido almacenado en la cisterna 2, el intercambiador de calor adicional 35 se dispone en la parte superior de la cisterna 2 y, más particularmente, al menos parcialmente, incluso totalmente, por encima del límite de llenado máximo de la cisterna 2. A modo de ejemplo, para el caso de las cisternas de metaneros, este límite máximo de llenado corresponde a un llenado del orden del 98 % del volumen del espacio interno de la cisterna 2.
Este intercambiador de calor adicional 34 actúa de este modo como un condensador que permite condensar y/o enfriar una parte de la fase gaseosa 35 resultante de la evaporación natural en la cisterna 2. El intercambiador de calor adicional 34 permite de este modo aumentar el intercambio térmico entre el flujo de gas extraído de la cisterna 2 y el gas que permanece en la cisterna. De hecho, la cámara de vaporización 6 no es capaz de transferir todas las calorías susceptibles de ser intercambiadas y a la salida de ésta, existe inevitablemente un diferencial, del orden de algunas décimas de grado a algunos grados, entre la temperatura del flujo de gas vaporizado, a la salida de la cámara de vaporización 6, y la de la fase líquida 3 que permanece en la cisterna 2. En otras palabras, el flujo de gas vaporizado sale de la cámara de vaporización 14 a una temperatura inferior a la de la fase líquida almacenada en la cisterna. De este modo, el intercambiador de calor adicional 34 permite aprovechar estas calorías disponibles para condensar una parte de la fase gaseosa 35 resultante de la evaporación natural en la cisterna 2.
A modo de ejemplo, considerando un diferencial de 2 °C entre la temperatura del flujo de gas vaporizado, a la salida de la cámara de vaporización 6, y la de la fase líquida que permanece en la cisterna 2, y un caudal de 1 kg/s, se dispone de una potencia frigorífica de 4 kW para condensar una parte del vapor.
Además, a menos que la cisterna 2 se llene hasta su máximo nivel de llenado, la fase gaseosa tiende a estratificarse en el interior de la cisterna de tal manera que la temperatura de la fase gaseosa en la parte superior de la cisterna es muy superior a la temperatura de equilibrio de la fase líquida del gas almacenado en la cisterna.
A modo de ejemplo, para el caso del gas natural licuado almacenado a una temperatura del orden de -161 °C, la temperatura de la fase gaseosa puede alcanzar los -80 °C en la parte superior de la cisterna 2. En este caso, suponiendo un caudal de 1 kg/s, se dispone de una potencia frigorífica mucho más significativa, del orden de 165 kW, para enfriar y condensar una parte de la fase de vapor.
El intercambiador de calor adicional 34 puede tener, en particular, una estructura similar a la de las paredes de intercambio de calor 6 de la cámara de vaporización 14. El intercambiador de calor adicional 34 puede ser, en particular, un intercambiador con aletas. Sin embargo, también se podrá contemplar utilizar cualquier otra tecnología de intercambio de calor, tales como los intercambiadores de serpentín o de placas, por ejemplo. El intercambiador de calor adicional 34 también se puede fijar al mástil o torre de descarga, según se describe e ilustra en relación con la figura 7. De acuerdo con una forma de realización no mostrada, la cámara de vaporización 14 y el intercambiador de calor adicional 34 se forman uno seguido del otro en la misma estructura de intercambio térmico, en la que una parte sumergida garantiza un intercambio con la fase líquida 3 del gas almacenado en la cisterna 2, mientras que una parte emergida garantiza un intercambio con la fase gaseosa 35.
En la forma de realización mostrada en la figura 13, el dispositivo de vaporización 4 incluye además una canalización de derivación 36 que permite puentear el intercambiador de calor adicional 34. Para este propósito, el dispositivo de vaporización 4 incluye una primera conexión de tres vías, equipada en este caso con una válvula de tres vías 37, que se conecta a la cámara de vaporización 14, a la canalización de derivación 36 y al intercambiador de calor adicional 34. La válvula de tres vías 37 puede tomar de forma selectiva una primera posición en la que conduce el flujo de gas de la cámara de vaporización 14 hacia el intercambiador de calor adicional 34, o una segunda posición en la que conduce el flujo de gas de la cámara de vaporización 14 hacia la canalización de derivación 36 con el fin de puentear el intercambiador de calor adicional 34.
El dispositivo incluye además una segunda conexión de tres vías que conecta la canalización de derivación 36 con el circuito de salida 7 y el intercambiador de calor adicional 34 con el circuito de salida 7. En la figura 13, la segunda conexión de tres vías también está equipada con una válvula de tres vías 38.
La válvula de tres vías 37, y opcionalmente la válvula de tres vías 38, se pueden en particular controlar en función de una variable representativa de la presión de la fase gaseosa en la cisterna con el fin de mantener una presión de la fase gaseosa 35 por debajo de un umbral de presión. De este modo, se evita generar las sobrepresiones que se pueden producir por la evaporación natural del gas natural licuado almacenado en el interior de la cisterna y que pueden dañar la cisterna 2.
Para este propósito, de acuerdo con una forma de realización, el dispositivo incluye un sensor de medición, no mostrado, capaz de suministrar una señal representativa de la presión de la fase gaseosa 35 a una unidad de control de la válvula de tres vías 37.
La unidad de control compara la presión medida con un umbral de presión y acciona la válvula de tres vías 37 hacia su primera posición en la que conduce el flujo de gas desde la cámara de vaporización 14 hacia el intercambiador de calor adicional 34 tan pronto como la presión medida es superior a un umbral de presión. Por el contrario, la unidad de control acciona el desplazamiento de la válvula de tres vías 37 hacia su segunda posición, en la que conduce el flujo de gas desde la cámara de vaporización 14 hacia la canalización de derivación 36, tan pronto como la presión medida es inferior a un segundo umbral de presión. Este segundo umbral de presión puede ser idéntico al primer umbral de presión o inferior a este último, lo que permite generar un fenómeno de histéresis que permite evitar una conmutación inoportuna de la válvula de tres vías 37.
A modo de ejemplo, el primer umbral de presión que puede provocar un desplazamiento de la válvula de tres vías 37 de su segunda posición hacia su primera posición, en la que conduce el flujo de gas de la cámara de vaporización 14 hacia el intercambiador de calor adicional 34, es del orden de 1200 mbar, y el segundo umbral de presión que puede provocar un desplazamiento de la válvula de tres vías 37 de su primera posición hacia su segunda posición, en la que conduce el flujo de gas de la cámara de vaporización 14 hacia la canalización de derivación 36, es del orden de 1050 mbar. De este modo, un funcionamiento de este tipo permite garantizar que la presión de la fase gaseosa se mantenga en un rango de presión determinado. Esto es particularmente ventajoso cuando la cisterna es una cisterna con membranas, cuyas membranas de estanqueidad se pueden dañar en caso de sobrepresiones o vacíos significativos.
La figura 14 muestra un dispositivo de vaporización 4, que sólo difiere de la forma de realización de la figura 13 en que la segunda conexión de tres vías que conecta la canalización de derivación 36 al circuito de salida 7 y el intercambiador de calor adicional 34 al circuito de salida 7 no está equipada con una válvula de tres vías 38, lo que permite simplificarla.
El dispositivo de vaporización mostrado en la figura 15 difiere de la forma de realización de la figura 14 únicamente en que la primera conexión de tres vías que permite conectar la cámara de vaporización 14 con la canalización de derivación 36 y el intercambiador de calor adicional 34 no está equipada con una válvula de tres vías 37. Sin embargo, la canalización de derivación 36 está equipada con una válvula 39 que permite de forma selectiva permitir o impedir el paso del flujo de gas a través de la canalización de derivación 36. De este modo, cuando la válvula 39 está cerrada, el flujo de gas se conduce hacia el intercambiador de calor adicional 34, mientras que cuando está abierta, el flujo de gas se conduce preferiblemente a través de la canalización de derivación 36 debido a las pérdidas de carga menos significativas a través de la canalización de derivación 36 que a través del intercambiador de calor adicional 34.
El dispositivo de vaporización 14 de la figura 16 se diferencia de las formas de realización de las figuras 13 a 15 en que incluye una canalización de derivación 40 que permite desviar, aguas arriba de la cámara de vaporización, todo o parte del flujo extraído con el fin de conducirlo hacia el intercambiador de calor adicional 34 sin que pase por la cámara de vaporización 14, realizándose entonces la vaporización de todo o parte del flujo de gas extraído a través del intercambiador de calor adicional 34, estando este último equipado en este caso con un elemento de pérdida de carga. La canalización de derivación 40, por un lado, se conecta al circuito de entrada 5, aguas arriba de la cámara de vaporización y, por otro lado, se conecta a la entrada del intercambiador de calor adicional 34.
La canalización de derivación 36 se equipa con una válvula 41 asociada a un caudalímetro 42 que permite regular el caudal de gas licuado que se dirige al intercambiador de calor adicional 34 sin pasar por la cámara de vaporización 14.
Del mismo modo, el tubo que conecta la salida de la cámara de vaporización 14 con la entrada del intercambiador de calor adicional 34 también se equipa con una válvula 43 asociada a un caudalímetro 43 que permite regular el caudal de gas licuado que se dirige desde la cámara de vaporización 14 hacia el intercambiador de calor adicional 34.
De este modo, una disposición de este tipo, por lo tanto, permite que la cámara de vaporización 14 y el intercambiador de calor adicional 34 funcionen en paralelo. Este modo de funcionamiento en paralelo es ventajoso por que permite aumentar la velocidad de refrigeración de la cisterna y, por lo tanto, permite reducir rápidamente la presión en el cielo gaseoso de la cisterna cuando se supera un determinado umbral de presión.
De acuerdo con una forma de realización, las proporciones de la parte del flujo de gas extraído que pasa por la cámara de vaporización 14 y la que pasa por el intercambiador de calor adicional 34 sin pasar por la cámara de vaporización 14 se determinan en función de la presión de la fase gaseosa.
La figura 17 ilustra otra forma de realización alternativa en la que el dispositivo de vaporización está equipado con dos bombas de vacío 9, 45. Una de las bombas de vacío 9 se conecta a la canalización de derivación 36 y permite controlar, de este modo, el caudal de gas que circula a través de la cámara de vaporización 14, mientras que la otra bomba de vacío 45 se conecta a la salida del intercambiador de calor adicional 34 y permite controlar, de este modo, el caudal de gas a través del intercambiador de calor adicional 34. Una disposición de este tipo proporciona una mayor flexibilidad de funcionamiento al permitir que los caudales de gas que circulan a través de la cámara de vaporización 14 y del intercambiador de calor adicional 34 se controlen de manera totalmente independiente.
Con referencia a la figura 11, se observa una vista de corte al cuarto de un buque metanero 70 equipado con una instalación de almacenamiento y refrigeración de este tipo de gas natural licuado. La figura 11 muestra una cisterna estanca y aislada 71 de forma generalmente prismática montada en el doble casco 72 del buque. La pared de la cisterna 71 incluye una barrera estanca primaria que tiene por objetivo estar en contacto con el gas natural licuado contenido en la cisterna, una barrera estanca secundaria dispuesta entre la barrera estanca primaria y el doble casco 72 del buque, y dos barreras aislantes dispuestas respectivamente entre la barrera estanca primaria y la barrera estanca secundaria y entre la barrera estanca secundaria y el doble casco 72.
De una manera conocida por sí misma, las canalizaciones de carga/descarga 73 dispuestas en la cubierta superior del buque se pueden conectar, por medio de conectores adecuados, a una terminal marítima o portuaria para transferir una carga de gas natural licuado hacia o desde la cisterna 71.
La figura 11 también muestra un ejemplo de terminal marítima que incluye una estación de carga y descarga 75, un tubo submarino 76 y una instalación en tierra 77. La estación de carga y descarga 75 es una instalación fija en alta mar que incluye un brazo móvil 74 y una torre 78 que soporta el brazo móvil 74. El brazo móvil 74 lleva un haz de mangueras aisladas 79 que se pueden conectar a las canalizaciones de carga/descarga 73. El brazo giratorio 74 orientable se adapta a todos los tamaños de buques metaneros. Un tubo de conexión, no mostrado, se extiende en el interior de la torre 78. La estación de carga y descarga 75 permite la carga y la descarga del metanero 70 desde o hacia la instalación en tierra 77. Esta última incluye cisternas de almacenamiento de gas licuado 80 y tubos de conexión 81 conectados por el tubo submarino 76 a la estación de carga o descarga 75. El tubo submarino 76 permite la transferencia de gas licuado entre la estación de carga o descarga 75 y la instalación en tierra 77 a lo largo de una gran distancia, por ejemplo 5 km, lo que permite mantener el buque metanero 70 a una gran distancia de la costa durante las operaciones de carga y descarga.
Para generar la presión necesaria para la transferencia del gas licuado, se utilizan bombas a bordo del buque 70 y/o bombas que equipan la instalación en tierra 77 y/o bombas que equipan la estación de carga y descarga 75.
Aunque la invención se ha descrito en conexión con varias formas de realización particulares, es evidente que no se limita en modo alguno a ellas y que incluye todos los equivalentes técnicos de los medios descritos, así como sus combinaciones, si éstos entran en el ámbito de la invención.
El uso del verbo "incluir", "comprender" o "conllevar" y sus formas conjugadas no excluye la presencia de otros elementos u otras etapas que las declaradas en una reivindicación. El uso del artículo indefinido "un" o "una" para un elemento o una etapa no excluye la presencia de variaos de dichos elementos o etapas, a menos que se indique lo contrario.
En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia entre paréntesis no se interpretará como una limitación de la reivindicación.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Método de refrigeración de un gas licuado seleccionado entre gas natural licuado, etano y gas licuado del petróleo contenido en el espacio interior de un recipiente (2, 19) por medio de un dispositivo de vaporización (1) que incluye:
- una cámara de vaporización (14) dispuesta en el espacio interior de un recipiente (2, 19) que se llenará con gas licuado (3), incluyendo la cámara de vaporización (14) paredes de intercambio de calor (6) que permiten un intercambio de calor entre un espacio interior de la cámara de vaporización (14) y un gas licuado (3) presente en el espacio interior del recipiente (2, 19);
- un circuito de entrada (5) que incluye una entrada que desemboca en el espacio interior del recipiente (2, 19) para extraer un flujo de gas licuado en fase líquida del recipiente (2, 19) y un elemento de pérdida de carga (13) que desemboca en el espacio interior de la cámara de vaporización (14) con el fin de expandir el flujo de gas extraído;
- un circuito de salida (7) dispuesto para evacuar el flujo de gas extraído en fase gaseosa de la cámara de vaporización (14) hacia un circuito de utilización de gas en fase de vapor (8); incluyendo dicho circuito de salida (7) una bomba de vacío (9) configurada para aspirar el flujo de gas en la cámara de vaporización (14), y suministrarlo hacia el circuito de utilización de gas en fase de vapor (8) y para mantener en la cámara de vaporización (14) una presión absoluta inferior a la presión atmosférica; incluyendo el método de refrigeración:
- extraer un flujo de gas licuado del recipiente (2, 19) que contiene una cantidad de gas licuado que se debe enfriar y conducirlo hacia la cámara de vaporización (14) dispuesta en el espacio interior del recipiente (2, 19);
- generar una presión absoluta inferior a la presión atmosférica en el interior de la cámara de vaporización (14), aspirando el flujo de gas en la cámara de vaporización por medio de la bomba de vacío;
- efectuar un intercambio de calor a través de las paredes (6) de la cámara de vaporización (14) entre el flujo de gas extraído y expandido en la cámara de vaporización (14) y el gas licuado (3) contenido en el recipiente (2, 19) para vaporizar el flujo de gas extraído absorbiendo calorías del gas licuado (3) contenido en el recipiente (2, 19); y
- conducir el flujo de gas extraído de la fase de vapor hacia un circuito de utilización de gas en fase de vapor (8).
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se mantiene en el interior de la cámara de vaporización (14) una presión absoluta comprendida entre 120 y 950 mbar, preferiblemente entre 650 y 850 mbar.
3. Dispositivo de vaporización (4) para la refrigeración de un gas licuado seleccionado entre gas natural licuado, etano y gas licuado del petróleo; incluyendo dicho dispositivo de vaporización (1):
- una cámara de vaporización (14) dispuesta en el espacio interior de un recipiente (2, 19) que se llenará con gas licuado (3), incluyendo la cámara de vaporización (14) paredes de intercambio de calor (6) que permiten un intercambio de calor entre un espacio interior de la cámara de vaporización (14) y un gas licuado (3) presente en el espacio interior del recipiente (2, 19);
- un circuito de entrada (5) que incluye una entrada que desemboca en el espacio interior del recipiente (2, 19) para extraer un flujo de gas licuado en fase líquida del recipiente (2, 19) y un elemento de pérdida de carga (13) que desemboca en el espacio interior de la cámara de vaporización (14) con el fin de expandir el flujo de gas extraído;
- un circuito de salida (7) dispuesto para evacuar el flujo de gas extraído en fase gaseosa de la cámara de vaporización (14) hacia un circuito de utilización de gas en fase de vapor (8); incluyendo dicho circuito de salida (7) una bomba de vacío (9), estando el dispositivo caracterizado por que la bomba de vacío se configura para aspirar el flujo de gas en la cámara de vaporización (14) y suministrarlo hacia el circuito de utilización de gas en fase de vapor (8), estando además la bomba de vacío dimensionada y configurada para mantener en la cámara de vaporización (14) una presión absoluta inferior a la presión atmosférica
4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la bomba de vacío (9) puede poner el gas que fluye en la cámara de vaporización (14) a una presión absoluta comprendida entre 120 y 950 mbar.
5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, en el que el circuito de entrada (5) incluye un regulador de presión (17) aguas arriba del elemento de pérdida de carga (13).
6. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que el circuito de entrada (5) incluye, aguas arriba del elemento de pérdida de carga (13), una bomba adicional (33) que puede aspirar el flujo de gas licuado en fase líquida y generar una presión de suministro superior a la presión hidrostática máxima que se puede alcanzar en el espacio interior del recipiente (2, 19) a nivel de la entrada del circuito de entrada (5).
7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el circuito de entrada (5) incluye además un regulador de presión (17) dispuesto aguas abajo de la bomba adicional (33) capaz de limitar la presión del gas licuado suministrado por la bomba adicional (33) en el tubo de entrada (5) a una presión umbral inferior a la presión de suministro de la bomba adicional (33).
8. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, en el que el circuito de entrada (5) incluye varios elementos de pérdida de carga formados por boquillas de pulverización (13) que pueden pulverizar el gas licuado en el interior de la cámara de vaporización (14).
9. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en el que las paredes de intercambio térmico (6) incluyen aletas (15), que tienen por objetivo aumentar la superficie de intercambio de la cámara de vaporización (14).
10. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, en el que el recipiente (2, 19) es una cisterna estanca y térmicamente aislante.
11. Buque (70) que incluye un dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 10, en la que el circuito de utilización de gas en fase de vapor (8) es un equipo de producción de energía.
12. Método de carga o descarga de un buque (70) de acuerdo con la reivindicación 11, en el que se transporta un fluido a través de canalizaciones aisladas (73, 79, 76, 81) desde o hacia una instalación de almacenamiento flotante o en tierra (77) hacia o desde una cisterna del buque (71).
13. Sistema de transferencia mediante un fluido, incluyendo el sistema un buque (70) de acuerdo con la reivindicación 11, canalizaciones aisladas (73, 79, 76, 81) dispuestas para conectar la cisterna (71) instalada en el casco del buque a una instalación de almacenamiento flotante o en tierra (77), y una bomba para impulsar un fluido a través de las canalizaciones aisladas hacia o desde la instalación de almacenamiento flotante o en tierra hacia o desde la cisterna del buque.
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