NO331941B1

NO331941B1 - LNG-regassifiseringssystem for forsyning av fordampet LNG til et naturgassrordistribusjonssystem

Info

Publication number: NO331941B1
Application number: NO20100009A
Authority: NO
Inventors: Roy Inge Sorensen; Per Erik Christiansen; Ketil Lovlimo Skauge
Original assignee: Moss Maritime As
Priority date: 2010-01-06
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2012-05-07
Also published as: WO2011084066A1; NO20100009A1

Abstract

LNG-regassifiseringssystem for forsyning av fordampet LNG til et naturgassrørdistribusjonssystem (60) består av en tankanordning (10) for å inneholde flytende naturgass ved eller så vidt over atmosfærisk trykk, en pumpeanordning (40) og en fordampingsanordning (50) koblet mellom pumpeanordningen (40) og naturgassrørdistribusjonssystemet (60). Pumpeanordningen (40) er anbrakt i tankanordningen (10), og konfigurert til å øke trykket til LNG'en fra trykket i tankanordningen (10) til et trykk høyere enn trykket i naturgassrørdistribusjonssystemet(60).

Description

LNG-regassifiseringssystem for forsyning av fordampet LNG til et naturgassrørdistribusj onssystem

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelsen angår et LNG-regassifiseringssystem for forsyning av fordampet LNG til et naturgassrørdistribusjonssystem.

Bakgrunn

En LNG-mottaks- og regassifiseringsterminal er et anlegg for lagring og regassifisering av flytende naturgass (heretter kalt LNG). I tillegg til import og lagring av LNG, sikrer også terminalen konvertering av LNG til naturgass (heretter kalt NG) ment for kommersielt forbruk. NG leveres så videre til det lokale gassrørdistribusjonssystemet for NG, for distribusjon til sluttforbrukere som kan være anlegg for elektrisk kraftproduksjon, generell industri, forretningsbygninger eller private husholdninger, etc. Regassifiseringsprosessen medfører også øking av trykket fra lagringsforholdene til det relevante trykknivået for gassrørdistribusjonssystemet. Trykket til gassrørdistribusjonsystemet kan variere fra land til land og område til område, men er typisk mellom 50 og 100 bar.

Naturgassen lagres som LNG ved atmosfærisk trykk i én eller flere lagringstanker som er en del av mottaksterminalen. Andre essensielle deler av konvensjonelle mottaksterminaler er overføringspumper, boosterpumper, rekondensere, fordampere og avkokingshåndteringsutstyr. Prosessystemene og arrangementet hos en typisk mottaksterminal er vist i fig. 1. Mottaksterminalen kan være plassert på land eller offshore. I det sistnevnte tilfellet kalles det en flytende lagrings- og regassifiseringsenhet (FSRU - floating storage and re-gasification unit). Trykket i LNG-tankene er atmosfærisk (1 bar absolutt) og tilsvarende LNG-lagringstemperatur er -160°C.

Artikkelen " EFFORTS TO MINIMIZE THE ENVIROMENTAL LOAD AT LNG RECEIVING TERMINALS", publisert på 23rd World Gas Conference i Amsterdam i 2006 av M. Kajitani beskriver måter å redusere effektforbruket involvert i regassifiseringsprosesser ved en konvensjonell mottaks- og regassifiseringsterminal ( Ogishima).

Artikkelen " LNG Quality and Interchangeability", Triennium Work Report 2006-2009, publisert på 24th World Gas Conference i Argentina i 2009 er relatert til forskjeller i LNG- bestandeler ( blandingsforhold mellom ulike hydrokarboner, nitrogen, karbondioksyd etc) i LNG fra ulike deler av verden, og beskriver måter å standardisere sammensetningen av LNG på og anbefaleringer for drift av konvensjonelle terminaler.

Artikkelen " Basic Design of LNG Receiving Terminal flow" hentet fra http:// www. tokyo- gas. co. jp/ techno/ stp/ 03al e. html gir en oversikt over de ulike delene av en konvensjonell terminal.

D4: Artikkelen " Outline description of largest Tokyo Gas LNG Terminal ( Sodegaura), hentet fra fra http:// chandra28288. wordpress. com/ 2009/ 12/ 17/ lagrest-tokyo- gas- lng- terminal- sodegaura. er en rapport av et besøk til terminalen Sodegaura i Japan med en oppsummering av hva LNG er, inkludert egenskaper etc. Den viser også et forenklet flytskjema av prosessystemet hos terminalen.

Den konvensjonelle måten å arrangere gassmottaksterminalen hvor LNG-produktet leveres fra en LNG-frakter (LNG-skip) er vist i fig. 1. LNG-produktet lastes av en LNG-frakter til terminalens lagringstank, hvor LNG'en lagres ved atmosfærisk trykk og en temperatur på -160°.

Lagringstanken er utstyrt med en overføringspumpe 2 som overfører LNG ut av tanken og inn i en kombinert rekondenser/utjevningstank 3. Denne enheten har to formål: den tilveiebringer en konstant sugehøyde for en boosterpumpe eller høytrykksutsendingspumpe 4, og den tilveiebringer kondensering av deler av avkokingsgassen. Rekondenseren holdes ved et trykknivå på 2-4 bar.

I høytrykksutsendingspumpeanordningen 4 økes LNG-trykket fra nivået i utjevningstanken til nivået som opprettholdes i naturgassrørdistribusjonssystemet (dvs. 50-100 bar). Høytrykkspumpeanordningen er normalt en flertrinnsenhet, hvor trykket økes trinnvis. Direkte nedstrøms fra utsendingspumpen kommer LNG'en inn i en fordampingsanordning 5 hvor den fordampes til naturgass (NG) for overføring til det eksterne gassrørdistribusjonssystemet. Fordampingsprosessen skjer ved konstant trykk.

Siden LNG'en i lagringstanken holdes ved kokepunktet (-160°C) vil den absorbere varme fra omgivelsene og noe av LNG'en vil fordampe. Den fordampede LNG'en kalles avkokingsgass, og denne gassen må evakueres fra tanken for å hindre fordampingstrykket fra å øke. Avkokingshåndteringssystemet består av en returkompressor/blåser 6, en varmeutveksler 7, og en avkokingsgasskompressor 8. Under normal drift anvendes avkokingsgassen som brensel i kraftgenereringssystemet hos regassifiseringsanlegget. Dersom drivgassforbruket er lavt, kan gass gjøres flytende igjen i rekondenseren/utjevningstanken, og eksporteres som NG. Avkokingshåndteringssystemet er ikke modifisert eller endret som en del av denne oppfinnelsen, og vil ikke bli beskrevet videre i detalj.

Det skal nevnes at fig. 1 er noe forenklet, en typisk regassifiseringsterminal kan bestå av én eller flere lagringstanker og flere høytrykkspumpeanordninger og fordampere, f.eks. på grunn av redundans.

Fig. 2 er en skjematisk illustrasjon av fig. 1, hvor avkokingshåndteringssystemet er utelatt. Som beskrevet ovenfor, omfatter det tidligere kjente systemet en tankanordning 1, overføringspumpen 2, utjevningstanken 3,

høytrykksutsendingspumpen 4 og fordamperen 5.

Dermed konverteres LNG'en i tankanordningen 1 til NG ved en temperatur og et trykk som er i samsvar med kravene i gassrørdistribusjonssystemet 6.

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å forenkle og redusere kostnader involvert ved regassifiseringsprosessen som består av systemene for overføring av LNG fra en tank, og konvertering av denne til naturgass ved økt trykk.

Sammendrag av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen angår et LNG-regassifiseringssystem for forsyning av fordampet LNG til et naturgassrørdistribusjonssystem, hvor systemet består av: en tankanordning for å inneholde flytende naturgass ved eller så vidt over atmosfærisk trykk;

en pumpeanordning;

en fordampingsanordning koblet mellom pumpeanordningen og naturgassrørdistribusjonssystemet;

hvor pumpeanordningen er lokalisert i tankanordningen,karakterisert vedat oe hvor pumpeanordningen er konfigurert til å øke trykket til LNG'en fra trykket i tankanordningen til et trykk så vidt høyere enn trykket hos

naturgassrørdistribusjonssystemet,

I et aspekt av oppfinnelsen er pumpeanordningen plassert nær bunnen av tankanordningen.

I et aspekt av oppfinnelsen er tankanordningen en sfærisk tank.

I et aspekt av oppfinnelsen består systemet videre av røranordninger for transportering av gass mellom pumpeanordningen og fordampingsanordningen, og fra fordampingsanordningen til naturgassrørdistribusjonssystemet.

I et aspekt av oppfinnelsen omfatter systemet videre ventilanordninger for styring av gasstrømmen i systemet.

Detaljert beskrivelse

Fig. 1 og 2 er beskrevet i introduksjonen ovenfor. Fig. 3 illustrerer et skjematisk riss av et LNG-regassifiseringssystem for forsyning av fordampet LNG til et naturgassrørdistribusjonssystem 60 i samsvar med oppfinnelsen.

Systemet består av en tankanordning 10, en pumpeanordning 40 og en fordampingsanordning 50, koblet mellom pumpeanordningen 40 og naturgassrørdistribusjonssystemet 60.

Som nevnt i introduksjonen ovenfor, lagres eller oppbevares LNG i tanken 10 ved eller litt over atmosfærisk trykk, med tilsvarende temperatur nær -160°C. Tankanordningen 10 kan være enhver type atmosfærisk LNG-oppbevaringssystem slik som en sfærisk tank, en sylindrisk tank eller en membrantank. Den kan være anbragt i eller på et skip eller på land.

Pumpeanordningen 40 er plassert i tankanordningen 10. Som vist i fig. 3 er pumpeanordningen 40 plassert nær bunnen av tankanordningen. Pumpeanordningen 40 er konfigurert til å øke temperaturen til LNG fra trykket i tankanordningen 10 til et trykk så vidt høyere enn trykket hos naturgassrørdistribusjonssystemet 60.

I fordampingsanordningen 50 fordampes LNG ved konstant trykk, og overhetes til en temperatur over 0°C for å hindre isdannelse i naturgassrørdistribusjonssystemet. Varmen som kreves for å fullføre denne konverteringen forsynes til fordamperen i form av damp, elektrisitet eller vann.

Dersom trykket tilveiebrakt av pumpeanordningen 40 er lavere enn trykket til naturgassrørdistribusjonssystemet, vil gass kunne strømme fra naturgassrørdistribusjonssystemet. Dette er ikke en ønsket strømningsretning. Derfor kan ventiler eller lignende være tilveiebrakt for å hindre at gass strømmer i en slik retning.

Dersom trykket som tilveiebringes av pumpeanordningen 40 er lik trykket hos naturgassrørdistribusjonssystemet, oppnås en likevektstilstand, og ingen gass strømmer i noen som helst retning.

Dersom gassen som tilveiebringes av pumpeanordningen 40 er høyere enn trykket til naturgassrørdistribusjonssystemet, vil gass strømme fra tankanordningen til naturgassrørdistribusjonssystemet. Uttrykket "et trykk høyere enn" eller "et trykk så vidt høyere enn" anvendes derfor her for å beskrive trykket som er tilstrekkelig for å oppnå en gasstrømning i den ønskede retningen, dvs. fra tankanordningen til naturgassrørdistribusjonssystemet.

Dermed øker pumpeanordningen 40 trykket fra omkring atmosfærisk trykk, som er trykket til LNG i tankanordningen 10, til et trykk som er minst lik trykket til naturgassrørdistribusjonssystemet 60 i ett trinn.

Det skal bemerkes at i systemet i samsvar med oppfinnelsen er det kun behov for én pumpeanordning. Dermed kan den konvensjonelle lavtrykkspumpeanordningen 2 i fig. 2 erstattes av pumpeanordningen 40 i fig. 3. Videre kan dermed utjevningstanken hos det tidligere kjente systemet i fig. 1 utelates. Følgelig erstattes to pumpeanordninger og én utjevningstank med én pumpeanordning og dermed oppnås et enklere og mer kostnadseffektivt system.

Det skal bemerkes at i beskrivelsen over er kun hovedkomponentene til systemet nevnt. En fagperson på området vil vite at et slikt system også vil bestå av rørledninger 71 for transport av LNG mellom pumpeanordningen og fordampingsanordningen, og det kan også bestå av rørledninger for transport av gass fra fordampingsanordningen 50 til naturgassrørdistribusjonssystemet 60.

Videre kan systemet bestå av ventilanordninger (ikke vist) for styring av gasstrømmen i systemet, sensoranordninger og styringsanordninger for styring av fluidstrømmen gjennom systemet, og et gassmålings system for fiskal måling av gass som leveres fra regassifiseringsterminalen til naturgassrørdistribusjonssystemet.

Claims

1. LNG-regassifiseringssystem for forsyning av fordampet LNG til et naturgassrørdistribusjonssystem (60) med et trykk på mellom 50 og 100 bar, hvor systemet består av: en tankanordning (10) for oppbevaring av flytende naturgass ved eller så vidt over atmosfærisk trykk; en pumpeanordning (40), en fordampingsanordning (50) koblet mellom pumpeanordningen (40) og naturgassrørdistribusjonssystemet (60); hvor pumpeanordningen (40) er anbrakt i tankanordningen (10)r-)iog hvorkarakterisert vedat pumpeanordningen (40) er konfigurert til å øke trykket til LNG'en fra trykket i tankanordningen (10) til et trykk så vidt høyere enn trykket til naturgassrørdistribusjonssystemet (60).

2. System i samsvar med krav 1 eller 2, hvor pumpeanordningen (40) er anbrakt nær bunnen av tankanordningen (10).

3. System i samsvar med patentkrav 1, hvor tankanordningen er en sfærisk tank.

4. System i samsvar med patentkrav 1, hvor systemet videre omfatter røranordninger for transport av gass mellom pumpeanordningen og fordampingsanordningen, og fra fordampingsanordningen til naturgassrørdistribusjonssystemet (60).

5. System i samsvar med patentkrav 1, hvor systemet videre omfatter ventilanordninger for styring av strømmen i systemet.