ES2909124T3 - Unidad de separación o de licuefacción de un gas - Google Patents

Unidad de separación o de licuefacción de un gas Download PDF

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Abstract

Unidad de separación y/o de licuefacción de un gas que comprende al menos un recinto (E), eventualmente aislado, de forma alargada, dispuesto sobre cimientos, y anclado al suelo mediante tirantes, caracterizada por que el recinto está dispuesto sobre un primer bloque de hormigón (1), y el recinto está anclado al suelo por medio de al menos tres tirantes (3), cada uno unido a un segundo bloque de hormigón distinto (2), estando los segundos bloques de hormigón unidos a los tirantes dispuestos en el suelo en los ángulos de un polígono, teniendo el primer y el segundo bloques una profundidad por debajo del nivel de referencia del suelo que no excede 1 m, preferiblemente 0,7 m, típicamente 0,5 m.

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de separación o de licuefacción de un gas
La presente invención se refiere a una unidad de separación de o de licuefacción de un gas, que puede eventualmente ser móvil, y a un procedimiento de transporte y de reensamblaje de la unidad.
Se requieren algunas unidades de separación o de licuefacción de un gas, y en particular los pequeños generadores de nitrógeno por vía criogénica, para suministrar gas para un corto periodo (algunos años, por ejemplo menos de 10 años).
Al final del periodo de suministro de gas, la unidad, si es posible, se traslada para servir a otro cliente, en otro lugar.
Su diseño actual se basa en el uso de cimientos clásicos, compuestos de bloques de hormigón enterrados a gran profundidad, dimensionados para resistir las fuerzas meteorológicas (por ejemplo la fuerza inducida por la velocidad del viento) y sísmicas locales.
Estos bloques se vierten generalmente in situ, después de la excavación del suelo, lo que requiere excavaciones y encofrado, y los diferentes equipamientos que componen la unidad de producción se colocan sobre estos bloques, y se unen a los diversos bloques por diferentes tipos de sistemas (pernos, varillas de anclaje, anclajes químicos, etc.). Tales unidades dispuestas sobre cimientos clásicos se conocen por el estado de la técnica y se describen, por ejemplo, en los documentos JP 2013 107653 A o US 4249352 A.
Se conoce por el documento WO 05028340 utilizar bloques de hormigón prefabricados colocados en el suelo para colocar allí equipamientos industriales, tales como pequeñas instalaciones de almacenamiento y sus accesorios (bombas criogénicas, vaporizadores, vallas). Se conoce también depositar compresores de aire de bajas potencias (< 1 MW) sobre zócalos de hormigón. Pero estos diferentes sistemas resultan ser ineficaces para los recintos aislados denominados cajas frías, que integran especialmente columnas de destilación.
En efecto, estas, de formas alargadas (que tienen una gran altura para una sección de suelo reducida) se someten a fuerzas (momentos) de vuelco muy importantes durante agresiones por el viento o seísmos. Solo la solución de un bloque de hormigón enterrado de gran dimensión, creando así un lastre, permite en la actualidad asegurar la estabilidad de este tipo de equipamiento.
El inconveniente de tal sistema se basa en su inmovilidad. En efecto, durante el cambio de sitio de la unidad al final del periodo de producción, estos bloques de hormigón enterrados permanecen en el suelo, y se construyen otros en el nuevo sitio. Esto constituye, por lo tanto, una pérdida total, ya que se necesita la inversión y la construcción de nuevos bloques.
Para evitar estos cimientos enterrados macizos, el equipamiento crítico (caja fría) se depositará sobre un bloque de hormigón prefabricado, y colocado en el suelo. Su función será solamente la de soportar estadísticamente la carga del equipamiento colocado encima en función de la naturaleza y de la capacidad portante del suelo. La resistencia a las agresiones meteorológicas o sísmicas estará asegurada por la presencia de al menos tres tirantes que unirán cada uno la caja fría a al menos un bloque de hormigón prefabricado y a su vez depositado en el suelo. Cada uno de los N tirantes que constituyen el sistema se dispondrá de tal manera que formen entre sí un ángulo sustancialmente igual a 360/N grados.
Según un objeto de la invención, se proporciona una unidad de separación y/o de licuefacción de un gas que comprende al menos un recinto, eventualmente aislado, de forma alargada, caracterizada por que el recinto está dispuesto sobre un primer bloque de hormigón, y el recinto está anclado al suelo por medio de al menos tres tirantes, cada uno unido a un segundo bloque de hormigón distinto, estando dispuestos los segundos bloques de hormigón unidos a los tirantes en el suelo en los ángulos de un polígono, teniendo el primer y el segundo bloques una profundidad por debajo del nivel de referencia del suelo, que no excede 1 m, preferiblemente 0,7 m, típicamente 0,5 m.
Según otros objetos opcionales, que pueden combinarse entre sí en el límite de las combinaciones lógicamente posibles:
- el primero y/o los segundos bloques es(son) prefabricado(s)
- el polígono es un polígono regular.
- el polígono es un polígono irregular.
- el polígono es un triángulo, o un cuadrilátero.
- el polígono es un triángulo isósceles, un triángulo equilátero, un cuadrado, un rectángulo, un pentágono.
- el recinto es/contiene una columna de destilación o de lavado, eventualmente capaz de operar a una temperatura criogénica.
- el recinto tiene una altura H por encima del nivel de referencia del suelo y los tirantes están unidos a puntos del recinto situados a una altura por encima del nivel de referencia del suelo de entre 0,5H y 1H, preferiblemente entre 0,5H y 0,7H.
- el recinto tiene una altura H por encima del nivel de referencia del suelo y un perímetro P alrededor del recinto, según una dirección perpendicular a la altura, siendo la relación entre H y P superior a 1,5, incluso superior a 2.
- la dimensión máxima de cada uno de los primero y segundo bloque es menor que la altura del recinto.
- el peso de cada uno de los primero y segundo bloque es menor que el peso del recinto.
- al menos uno de los segundos bloques sirve de soporte de al menos un elemento de la unidad de separación y/o de licuefacción diferente del recinto.
- el al menos un elemento de la unidad de separación y/o de licuefacción diferente del recinto es otro recinto, un compresor de un gas destinado a o procedente del recinto, una instalación de almacenamiento, una turbina de un gas destinado a o procedente del recinto, un motor, una unidad de purificación de un gas destinado a o procedente del recinto, un intercambiador de calor para modificar la temperatura de un gas destinado a o procedente del recinto, una estación meteorológica o una oficina.
- la unidad comprende puntos de referencias de posición para al menos uno de los primero y segundos bloques que indica la disposición relativa del recinto y/o de los tirantes y/o de un elemento de la unidad.
Según otro objeto de la invención, se proporciona un procedimiento de transporte y de reensamblaje de un recinto de una unidad de separación o de licuefacción de un gas tal como se ha descrito anteriormente, en el que se transporta el recinto y eventualmente el primer y/o al menos uno de los segundos bloques de hormigón de un sitio a otro, y el recinto se reensambla sobre uno/el primer bloque, utilizando tirantes enganchados a unos/los segundos bloques para mantener el recinto en su sitio.
Es por lo tanto también posible transportar al menos un bloque de un sitio a otro, o utilizar los bloques existentes en un sitio para el reensamblado.
Utilizando los puntos de referencia mencionados anteriormente, se puede obtener la misma disposición de conexión de tuberías entre los elementos y/o entre un recinto y un elemento de la unidad en los dos sitios.
Según otro objeto de la invención, se proporciona un procedimiento de separación y/o de licuefacción de gas en una unidad según una de las reivindicaciones 1 a 10, efectuándose la separación y/o la licuefacción en el recinto que contiene un aparato de separación y/o de licuefacción.
La invención se describirá de manera más detallada con referencia a las figuras, de las cuales la Figura 1 es una vista esquemática desde arriba de un aparato según la invención, y la Figura 2 es una vista esquemática de un lado de un aparato según la invención.
En la Figura 1, el recinto E está dispuesto sobre un bloque de hormigón 1, aquí ilustrado de sección cuadrada (pero podría ser adecuada cualquier otra geometría, por ejemplo un rectángulo o un octógono) colocado en el suelo y cuya profundidad por debajo del nivel de referencia del suelo no excede 1 m, preferiblemente 0,7 m, típicamente 0,5 m. El bloque 1 es preferentemente prefabricado. El recinto E puede ser una columna de destilación o de lavado o un aparato de licuefacción. Puede aislarse mediante un espacio al vacío alrededor de la columna o mantenerse en el interior de una caja fría llena de aislante pulverulento. El recinto se mantiene en su sitio mediante tres tirantes 3 enganchados a tres puntos del recinto preferiblemente a la misma altura, pero a un ángulo de 120° sobre el perímetro del recinto, si es cilíndrica. El recinto tiene una altura H por encima del nivel de referencia del suelo y un perímetro P alrededor del recinto, según una dirección perpendicular a la altura, siendo la relación entre H y P superior a 1,5, incluso superior a Los tirantes se enganchan a tres bloques de hormigón 2 colocados en el suelo, cada uno sustancialmente a la misma distancia del bloque 1. No obstante, para tener en cuenta la disposición de un sitio o de los vientos dominantes, los tirantes pueden ser de longitudes diferentes, y los bloques 2 pueden estar a distancias diferentes del bloque 1. Los bloques 2 son preferentemente prefabricados.
Cerca de los bloques 1,2, están dispuestos otros elementos 4 del aparato de separación o de licuefacción, que pueden ser una unidad de compresión de un gas destinado a o procedente del recinto, una unidad de purificación de un gas destinado a o procedente del recinto, un intercambiador de calor para modificar la temperatura de un gas destinado a o procedente del recinto.
Como se ve en la Figura 2, si el recinto tiene una altura H por encima del suelo, los tirantes 3 están unidos a puntos del recinto E situados a una altura por encima del suelo de entre 0,5H y 1H.
Aquí, los bloques 2 están dispuestos en el suelo formando los puntos de un triángulo equilátero, pero para un caso más general, los segundos bloques de hormigón unidos a los tirantes están dispuestos en el suelo en los ángulos de un polígono regular o irregular. Este polígono puede ser, por ejemplo, un triángulo isósceles, un cuadrado, un rectángulo, un pentágono, etc.
Aquí, los tirantes 3 forman entre sí en el plano horizontal unos ángulos de 120°C.
La dimensión máxima de cada uno de los primero y segundo bloques 1, 2 es menor que la altura del recinto E, y el peso de cada uno de los primero y segundo bloques 1, 2 es menor que el peso del recinto E.
Al menos uno de los segundos bloques 2 sirve de soporte de un elemento de la unidad de separación y/o de licuefacción diferente del recinto E.
Se puede, por ejemplo, disponer un compresor de un gas destinado a o procedente del recinto, una instalación de almacenamiento, una turbina de un gas destinado a o procedente del recinto, una unidad de purificación de un gas destinado a o procedente del recinto, un intercambiador de calor para modificar la temperatura de un gas destinado a o procedente del recinto, una estación meteorológica, una oficina, etc.
Es posible transportar un recinto de un sitio a otro y reensamblar el recinto utilizando los mismos bloques transportados también al otro sitio. Si no, los bloques pueden estar disponibles en uno o varios sitios y el recinto llega y se acopla utilizando los bloques disponibles en el sitio.
Si se transporta al menos un bloque, se puede considerar seleccionar sus dimensiones para poder transportarlo(s) con el recinto, por ejemplo en el mismo contenedor.
Se utilizarán entonces unos sistemas de puntos de referencias de posición para poder colocar los diferentes equipamientos, incluyendo, principalmente, el recinto E, el o los compresores, el sistema de purificación de gas, en sus bloques de hormigón respectivos, de manera que los bloques de hormigón se dispongan exactamente de la misma manera entre los dos sitios. Por lo tanto, la conexión de las tuberías entre los equipamientos es idéntica de un sitio a otro.
Esto facilita la unión entre los elementos de la unidad y/o entre un recinto y un elemento de la unidad en el sitio. Entre los diferentes sistemas de puntos de referencia de posición posibles, se podrá destacar el uso de plantillas de colocación.
La forma de acoplar el recinto es particularmente interesante para una unidad móvil, pero puede también constituir una técnica económica para mantener un recinto de manera permanente en un solo sitio.
El recinto puede funcionar a una temperatura por debajo de 0°C, por ejemplo a una temperatura criogénica.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Unidad de separación y/o de licuefacción de un gas que comprende al menos un recinto (E), eventualmente aislado, de forma alargada, dispuesto sobre cimientos, y anclado al suelo mediante tirantes, caracterizada por que el recinto está dispuesto sobre un primer bloque de hormigón (1), y el recinto está anclado al suelo por medio de al menos tres tirantes (3), cada uno unido a un segundo bloque de hormigón distinto (2), estando los segundos bloques de hormigón unidos a los tirantes dispuestos en el suelo en los ángulos de un polígono, teniendo el primer y el segundo bloques una profundidad por debajo del nivel de referencia del suelo que no excede 1 m, preferiblemente 0,7 m, típicamente 0,5 m.
2. Unidad según la reivindicación 1, en la que el polígono es un polígono regular.
3. Unidad según la reivindicación 1 o 2, en la que el polígono es un triángulo, o un cuadrilátero.
4. Unidad según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el recinto (E) tiene una altura H por encima del nivel de referencia del suelo y los tirantes (3) están unidos a puntos del recinto situados a una altura por encima del nivel de referencia del suelo de entre 0,5H y 1H, preferiblemente entre 0,5H y 0,7H.
5. Unidad según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la dimensión máxima de cada uno de los primero y segundo bloques (1,2) es menor que la altura del recinto, y el peso de cada uno de los primero y segundo bloques es menor que el peso del recinto (E).
6. Unidad según una de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos uno de los segundos bloques sirve de soporte de al menos un elemento (4) de la unidad de separación y/o de licuefacción diferente del recinto (E).
7. Unidad según la reivindicación 6, en la que el elemento es otro recinto, un compresor de un gas destinado a o procedente del recinto, una instalación de almacenamiento, una turbina de un gas destinado a o procedente del recinto, un motor, una unidad de purificación de un gas destinado a o procedente del recinto, un intercambiador de calor para modificar la temperatura de un gas destinado a o procedente del recinto, una estación meteorológica o una oficina.
8. Unidad según la reivindicación 6 o 7, que comprende puntos de referencias de posición para al menos uno de los primero y segundos bloques (1, 2) que indica la disposición relativa del recinto y/o de los tirantes y/o de un elemento de la unidad.
9. Unidad según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el primer bloque (1) es prefabricado y/o los segundos bloques (2) son prefabricados.
10. Unidad según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el recinto es/contiene una columna de destilación o de lavado, eventualmente capaz de operar a una temperatura criogénica.
11. Procedimiento de transporte y de reensamblaje de un recinto (E) de una unidad de separación o de licuefacción de un gas según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se transporta el recinto y eventualmente el primer y/o al menos uno de los segundos bloques de hormigón (1, 2) de un sitio a otro, y se reensambla el recinto sobre uno/el primer bloque, usando tirantes (3) enganchados a unos/los segundos bloques para mantener el recinto en su sitio.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, de reensamblaje de un recinto (E) según la reivindicación 8, para el cual se usan los puntos de referencia para obtener la misma disposición de conexión de las tuberías entre los elementos (4) y/o entre un recinto y un elemento de la unidad en los dos sitios.
13. Procedimiento de separación y/o de licuefacción de gas en una unidad según una de las reivindicaciones 1 a 10, efectuándose la separación y/o la licuefacción en el recinto que contiene un aparato de separación y/o de licuefacción.
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