NO125112B - - Google Patents

Description

skott som deler tanken i flere rom. I en tank med mellomrom mellom innerveggen og ytterveggen fylt med isolasjonsmateriale har ytterveggen alltid en høyere temperatur enn innerveggen. Da innerveggen ikke er direkte forbundet med ytterveggen, kan temperatur-differansen ikke forårsake dannelse av farlige spenninger. I forbindelse med dobbeltveggede tanker hvor mellomrommet er fylt med isolasjonsmateriale, har man tidligere foreslått å kjøle mellomrommet ved at et kjølemedium, f.eks. kullsyre, pumpes gjennom ka-naler i isolasjonsmaterialet. Ettersom veggene er varmeisolert fra hverandre, er kjølesystemet også isolert fra veggene. Innerveggen og ytterveggen har forskjellige temperaturer og vil man opp-nå fullstendig nedkjøling, tar dette forholdsvis lang tid på grunn av isolasjonen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er av den art hvor kjølingen skjer ved at en gass sirkuleres i mellomrommene som omgir den indre tank for å holde tankens inner- og yttervegg ved i det vesentlige samme temperatur. Dette er nødvendig for å unngå spenninger og overbelastning i hhv. av forbindelses- eller over-gangsstedene mellom veggene. Samtidig gjelder det å utføre ned-kjølingen så raskt at dette er økonomisk forsvarlig. Ifølge oppfinnelsen er dette oppnådd ved den kombinasjon av tildels i og for seg kjente trekk at mellomrommene mellom den indre tank og den ytre tank først dehydreres og deretter spyles med nitrogengass, hvoretter spylenitrogengassen sirkuleres gjennom en varmeutveksler, idet flytendegjort methan benyttes som kjølemedium, og hvor, mens nitrogengassen kjøles og resirkuleres, flytendegjort methan sprøy-tes inn i den indre tank til den indre og den ytre tanks temperaturer har nådd en forutbestemt verdi, på hvilket tidspunkt flytendegjort nitrogen substitueres som kjølemedium i varmeutveksleren til den indre og den ytre tanks temperaturer har nådd en annen forutbestemt verdi, på hvilket tidspunkt den indre tank fylles med flytendegjort mathanlast.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av et eksempel under henvisning til tegningen som skjematisk viser et kretssystem til bruk ved kjøling og fylling av en dobbeltvegget tank.

På tegningen er en tankseksjon vist i snitt og er utstyrt ned en elektrisk dreven nedsenket pumpe anordnet ved tankens bunn og med en kapasitet på omtrent 350 m pr. time. Pumper av denne art er kjent og skal arbeide tilfredsstillende ned til et nivå på 125 mm over pumpens innløp.

Hver tankseksjon er utstyrt med en fylleledning, en tøm-meledning, en gassugeledning, en ledning for inert gass, sikker-hetsventiler, vakuumventiler (ingen er vist) og hvilke som helst andre nødvendige forbindelser som man vanligvis skal ha i tanker av denne art. Sikkerhetsventilene omfatter to utløpssystemer, ett på styrbordsside og ett på babordsside, og vakuumventilene tjener til å beskytte tanken mot for sterkt undertrykk. Vakuumventilene er i forbindelse med trykksystemet for methan som holdes under svakt overtrykk.

Flytendegjort methan må ikke fylles i en tank som er

ved omgivelsestemperatur, og for sikkerhets skyld må tanken ned-kjøles til omtrent -14 0° C før fyllingen av flytende methan påbegynnes .

Før nedkjølingen av tankene må disse skylles med en inert gass. Til dette formål fremstilles nitrogen i et nitrogenan-legg og gassen lagres under trykk i store tanker.

Et hvilket som helst passende apparat kan brukes til skylling av mellomrommene og tanken med inert gass. Det kan f.

eks. være montert rør som strekker seg gjennom dsolasjonsmellom-rommet og bunnen av samme og være i forbindelse med veggmellomrommet ved bunnen og strekke seg gjennom den ytre gasstette vegg 22. Åpninger i bunnen av det parti av røret som er innenfor isolasjonsmellomrommet tillater innføring av gass i nevnte rom. En separat rørledning fra forrådet med inert gass er i forbindelse med innertanken. Passende samlekammere er montert på toppen av isolasjonsmellomrommet og veggmellomrommet for levering av den inerte gass

-til en vifte.

Man vil forstå at hvilke som helst passende innretninger kan brukes så lenge iimer- og ytterveggene "22 -og 24 er gasstette.

F$r fyllingen av isolasjonsmellomrommet og veggmellom-xoTimet med inert gass sirkuleres luften i disse .mellomrom to -eller tre ganger gjennom dehydreringsanordnlnger for å nedsette fuktig-lietsinnholdet.

Etter dehydreringen sendes inert gass, i dette tilfelle nitrogen, ved -0° -C fra varmeveksleren til innertanken og isolasjonsmellomrommet fra topp til bunn og oppover veggmellomrommét for lastetanken til en vifte og ut til mellomrommene og tanken er ren-set. På dette tidspunkt er nitrogengassens temperatur 0°C og i løpet av to eller tre mellomutskiftninger vil tanken, veggmellomrommet og isolasjonsmellomrommet nedkjøles jevnt til omkring 0°C. Dette operasjonstrinn tar omtrent 5 timer for en tank med kapasitet på 10 000 m 3. Etter skyllingen eller rensningen stenges utlø-pet og nitrogenet sirkuleres gjennom varmeveksleren.

Etter at rensningen er avsluttet, påbegynnes nedkjølin-gen av tanlen. Varmeveksleren mates først fra et forråd med flytende methan og nitrogenet antar en lavere temperatur enn under den ovenfor nevnte operasjon. Nitrogengassen sirkuleres igjen ved hjelp av en vifte til isolasjonsmellomrommet slik at tankens innervegg og yttervegg 22 og 24 nedkjøles jevnt. I dette tilfelle sirkuleres også nitrogengassen på yttersiden av veggen 22. På dette tidspunkt har methan som går ut fra varmeveksleren, selv nå i form av damp, en temperatur som ligger langt under omgivelsestempe-raturen, og dette fordampede methan mates gjennom rørledninger og slippes deretter direkte inn i tanken for avkjøling av samme. Me-thangassen som stiger i tanken, oppsamles og føres til en oppvar-mer hvor den oppvarmes til omtrent 15°C og føres deretter til en gassturbin eller en brensellagringstank. Hvis denne oppsamlede methangass ikke behøves som brensel, sendes den tilbake til en kjøleenhet på land, hvor den påny omdannes til flytende gass og mates til hovedforrådstanken. For å øke nedkjølingen av tanken, sprøytes mindre mengder flytende gass, såsom methan, direkte inn i tanken mens nedkjølingen pågår.

Kapasiteten for viften og varmeveksleren er fortrinns-vis innstilt slik at man ved begynnelsen av nedkjølingen får en temperaturdifferanse mellom tankens topp og bunn som ikke overskrider et maksimum på 25°C.

Etter en nedkjølingsperiode på omtrent 65 timer vil iso-las jonsmellomrommet og veggmellomrommet samt tanken ha en temperatur på omtrent -130°C. Når tanken først har nådd en temperatur på -130°C, antas det at nedkjølingen kan akselereres på flere må-ter.

En fremgangsmåte for nedsettelse av tankens temperatur og temperaturen i isolasjonsmellomrommet og veggmellomrommet er å mate flytende nitrogen til varmeveksleren istedenfor flytende methan. Sirkuleringen av nitrogengass fortsetter i omtrent ytterligere 15 timer, hvoretter tankens bunn når en temperatur på -14 0°C. Med en temperatur på omtrent -140°C i isolasjonsmellomrommet og i veggmellomrommet og i tanken og tankens sidevegger mates flytende methan gjennom fylleledningen direkte i tanken.

En annen måte for ytterligere nedsettelse av tankens temperatur fra -130°C er å skifte fra en varmeveksler med 100 m<2 >overflate til en annen varmeveksler med betydelig større overflate.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tillater at fire

10 000 m 3 tanker kan nedkjøles i løpet av omtrent 80 timer regnet fra den første dehydrering til endelig fylling av tanken med flytende methan. Det er viktig å merke seg at isolasjonsrommet, veggmellomrommet, de indre vegger 22 og de ytre vegger 24 samt innertanken kjøles ned med samme jevne hastighet som følge av at den nedkjølte nitrogengass passerer mellom isolasjonsmellomrommet og veggmellomrommet.

Etter at tanken er fullstendig fylt med flytende methan, opprettholdes gassens lave temperatur ved avdampning og gassen samles opp og kan brukes som brensel. I samsvar med oppfinnelsen leverer pumpene som er anordnet ved bunnen av tankene en liten mengde flytende methan til varmeveksleren når nitrogenet sirkuleres inn i isolasjonsmellomrommet og veggmellomrommet for å holde det sirkulerende nitrogen ved omtrent -145°C.

Etter at fartøyet har nådd sitt bestemmelsessted og las-ten er tømt ned til ballastmerket, holdes resterende flytende methan kaldt, og den ovenfor nevnte temperaturdifferanse på 25°C opprettholdes ved å sirkulere nitrogen gjennom varmeveksleren med pumpet flytende methan som kjølemedium. Flytende methan leveres til tankens topp gjennom rør etter at denne løper ut fra varmeveksleren og sprøytes inn i tanken for å holde tankens topparti innenfor nevnte temperaturdifferanse. Ballastturer er noe farlige og den nevnte resirkulasjon av nitrogen og methandamper tjener også som en sikkerhetsforanstaltning for å hindre eksplosjon og rask fordampning. Man skal også forstå at ethvert passende kjølemedium kan benyttes i varmeveksleren under last- og ballastturer, og en hvilken som helst flytende gass kan lagres ombord under trykk eller en generator for flytende nitrogen kan anbringes ombord til nevnte formål.

Nedenfor skal gis et eksempel på en utførelse av oppfinnelsen i forbindelse med en 10 000 rn"<*> tank med overflateareal mellom tankveggene på 15Q0 m 2 og totalt overflateareal for isolasjonsmellomrommet på 6800 m <2>.

En nitrogengenerator benyttes til å ekstrahere nitrogen fra atmosfæren og levere gassen i flytende form til store tanker på land. Dehydrering av isolasjonsmellomrommet og isolasjonen ut-føres ved sirkulasjon med tre volumutskiftninger av luft i isolasjonsmellomrommet og veggmellomrommet ved hjelp av to dehydrerings-enheter. For rensning eller skylling med inert gass føres flytende nitrogen fra land til en varmeveksler på fartøyet, hvor gassen fordampes og deretter føres til isolasjonsmellomrommet ved omtrent 0°C. Hele tanken, isolasjonsmellomrommet og veggmellomrommet ren-ses ved hjelp av en blåser (kapasitet på 60 000 m^/time) anordnet i nærheten av tanken og som trekker luften fra nevnte mellomrom og fører den ut. Denne spyling av tanken og mellomrommene fortsetter til to eller tre volumutskiftninger og tar omtrent 5 timer. Når alt, bortsett fra nitrogen, er fjernet fra mellomrommene, stenges avløpet og viften mater da varmeveksleren mens forrådet med flytende nitrogen stenges av. På denne måte begrenser isolasjonsmellomrommet, veggmellomrommet, viften, varmeveksleren og forbindelsesledningene en lukket krets som er fylt med nitrogengass i kontinuerlig sirkulasjon.

Deretter ledes flytende methan til varmeveksleren fra store tanker på land og brukes som sump for den sirkulerende nitrogengass. Når methanet først er ført i varmeveksleren, akselereres viften til å sirkulere nitrogenet med 40 utskiftninger pr. time. Varmeveksleren har en flate på omtrent 100 m og nitrogenet kjøles raskt. Methanet som går ut av varmeveksleren, er i dampform og returneres til tankene på land for omdannelse til væs-ke. Varmeveksleren og viften er innstilt slik at temperaturdif-feransen mellom tankens topp og bunn ikke overskrider 25°C.

Omtrent 6 tonn flytende methan sprøytes direkte i tanken i løpet av 75 timer, idet man begynnér i den femte time eller når tankveggens temperatur er omtrent -20°C. Når tankveggens og methandampens temperatur ligger innenfor omtrent 10°c fra hverandre, reduseres grad<y>is innføringen av flytende methan til null, hvilket skjer i en periode på 20 timer.

Etter 65 timer med føring av flytende methan gjennom varmevekslerens viklinger er tankens og kassens temperatur prak-tisk talt den samme, slik at tanken ikke lenger vil kunne kjøles ned raskt ved hjelp av denne fremgangsmåte. På dette tidspunkt føres flytende nitrogen til varmeveksleren istedenfor flytende methan. Samtidig mates igjen flytende methan direkte inn i tanken med stor hastighet til den ønskede tanktemperatur er nådd. Flytende nitrogen mates til varmeveksleren i omtrent 15 timer til nitrogengassen og tanken nedkjøles til omtrent -140°C. For at tanken kan nå denne temperatur i omtrent 8 timer, må det fordampes omtrent 82 tonn methan og 36 tonn nitrogen. Etter 80 timer er tank-bunnens temperatur omtrent -144°C (anderledes enn av den oppsamlede flytende methan) og tankens topp omtrent -139°C. Flytende methanlast føres så inn i den indre tank samtidig som man hindrer dannelse av for høyt gasstrykk ved at gassen blåses av fra innertanken ved hjelp av passende utløpsventiler.

På en ballasttur holdes nitrogengassen i bevegelse med en hastighet på 20 utskiftninger pr. time slik at temperaturdif-feransen mellom tankbunnen og tanktoppen ikke blir større enn 25°C. Under ballastturen leveres 46 tonn flytende methan pr. time gjennom varmeveksleren for å holde nitrogenet ved dettes lave temperatur -141°C, og methanet fra varmeveksleren sprøytes på ny direkte inn i tanken.

Under lasttur oppvarmes det flytende methan fra varmeveksleren til 15°C og føres til kjelen som brensel.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for kjøling og fylling av en dobbeltvegget transporttank for flytendegjort methangass omfattende en ytre tank og en indre tank, hvor kjølingen skjer ved at en gass sirkuleres i mellomrommene som omgir den indre tank, for å holde tankens inner-og yttervegg ved i det vesentlige samme temperatur, karakterisert ved den kombinasjon av tildels i og for seg kjente trekk at mellomrommene mellom den indre tank (24) og den ytre tank (22) først dehydreres og deretter spyles .ned nitrogengass, hvoretter spylenitrogengassen sirkuleres gjennom en varmeutveksler, idet flytendegjort methan benyttes som kjølemedium, og hvor, mens nitrogengassen kjøles og resirkuleres, flytendegjort methan sprøytes inn i den indre tank (24) til den indre og den ytre tanks temperaturer har nådd en forutbestemt verdi, på hvilket tidspunkt flyten-deg jort nitrogen substitueres som kjølemedium i varmeutveksleren til den indre og den ytre tanks temperaturer har nådd en annen forutbestemt verdi, på hvilket tidspunkt den indre tank fylles med flytendegjort methanlast.