RU2770514C1 - Underwater liquefied natural gas storage - Google Patents
Underwater liquefied natural gas storage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2770514C1 RU2770514C1 RU2021126590A RU2021126590A RU2770514C1 RU 2770514 C1 RU2770514 C1 RU 2770514C1 RU 2021126590 A RU2021126590 A RU 2021126590A RU 2021126590 A RU2021126590 A RU 2021126590A RU 2770514 C1 RU2770514 C1 RU 2770514C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- natural gas
- liquefied natural
- underwater
- lng
- housing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D88/00—Large containers
- B65D88/78—Large containers for use in or under water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
- F17C1/007—Underground or underwater storage
Abstract
Description
Изобретение относится к шельфовым сооружениям, а именно к морским хранилищам сжиженного природного газа (СПГ), предназначенным для подводного накопления и хранения сжиженного природного газа (СПГ) в акваториях Северного Ледовитого океана.SUBSTANCE: invention relates to offshore structures, namely to offshore liquefied natural gas (LNG) storage facilities designed for underwater accumulation and storage of liquefied natural gas (LNG) in the waters of the Arctic Ocean.
Известен подводный резервуар, работающий по принципу вытеснения продуктом налива воды, когда вода поступает в резервуар для хранения или вытесняется из него по мере изменения объема хранящейся нефти. Такие резервуары могут быть полностью расположены под водой или возвышаться над поверхностью воды (US 3889477).An underwater reservoir is known that operates on the principle of water flooding product displacement, when water enters the storage tank or is displaced from it as the volume of stored oil changes. Such tanks can be located completely under water or rise above the surface of the water (US 3889477).
Недостатком такого нефтехранилища является наличие зоны контакта нефти с водой и большая вероятность их смешивания, что может способствовать размножению бактерий в данной зоне и постепенному уменьшению полезной емкости хранилища в период эксплуатации. Возникает риск утечки продукта из резервуара и загрязнения акватории.The disadvantage of such an oil storage is the presence of a zone of contact between oil and water and a high probability of their mixing, which can contribute to the growth of bacteria in this area and a gradual decrease in the useful capacity of the storage during operation. There is a risk of leakage of the product from the tank and pollution of the water area.
Использовать такое конструкторское решение для хранения СПГ невозможно, поскольку исключается возможность прямого контакта воды, имеющей положительную температуру, с криогенным СПГ.It is impossible to use such a design solution for LNG storage, since the possibility of direct contact of positive temperature water with cryogenic LNG is excluded.
Известна установка для производства и хранения криогенной жидкости, включающая множество подводных ячеек и надводную часть, на которой устанавливается завод СПГ и средства передачи продукта на надводный танкер (US 7553107).Known installation for the production and storage of cryogenic liquid, including many underwater cells and the surface part, which is installed LNG plant and means of transferring the product to the surface tanker (US 7553107).
Недостатком такой конструкции является ее зависимость от надводного модуля, без которого данное сооружения не может существовать самостоятельно, что приводит к невозможности использовать такое сооружение при полностью подводном освоении месторождения, а также на больших глубинах в условиях арктического шельфа, где навигационный период ограничен 3-4 месяцами наряду с существованием суровых ледовых условий.The disadvantage of this design is its dependence on the surface module, without which this structure cannot exist independently, which leads to the impossibility of using such a structure for fully underwater field development, as well as at great depths in the conditions of the Arctic shelf, where the navigation period is limited to 3-4 months along with the existence of severe ice conditions.
Кроме того, поскольку в описании изобретения отсутствуют сведения о мерах по предотвращению появления явления «ролловера», то и надежность эксплуатации такого сооружения не будет соответствовать условиям безопасности.In addition, since the description of the invention lacks information on measures to prevent the occurrence of the “rollover” phenomenon, the reliability of operation of such a structure will not meet safety conditions.
Также известна система подводного хранения сжиженных газов, содержащая два скрепленных между собой контейнера: сферический, внутри которого расположена гибкая мембрана, и кубический. Система работает по принципу сообщающихся сосудов: при закачке СПГ в сферический контейнер сила тяжести воздействует на мембрану и вытесняет изолирующую жидкость (изопентан) во второй резервуар (US 3727418).Also known is a system of underwater storage of liquefied gases, containing two containers fastened together: a spherical one, inside which a flexible membrane is located, and a cubic one. The system works on the principle of communicating vessels: when LNG is pumped into a spherical container, gravity acts on the membrane and displaces the insulating liquid (isopentane) into the second reservoir (US 3727418).
Изопентан, попадая во второй контейнер, воздействует на мембрану и вытесняет из контейнера воду в окружающую среду с объемом, равным изменившемуся объему изопентана во втором контейнере.Isopentane, getting into the second container, acts on the membrane and displaces water from the container into the environment with a volume equal to the changed volume of isopentane in the second container.
Недостатком такой конструкции является сложность крепления сферического резервуара к кубическому, большое количество изопентана для работы такой конструкции, кубическая форма второго резервуара приводит к возникновению большого опрокидывающего момента из-за действия подводных течений. Такая конструкция не сможет обеспечить надежность и устойчивость при эксплуатации сооружения, кроме того, здесь также не предусмотрено предотвращение явления «ролловера».The disadvantage of this design is the difficulty of attaching a spherical tank to a cubic one, a large amount of isopentane for such a design, the cubic shape of the second tank leads to a large overturning moment due to the action of underwater currents. Such a design will not be able to ensure reliability and stability during the operation of the structure, in addition, it also does not provide for the prevention of the “rollover” phenomenon.
Известен «Оффшорный терминал СПГ», представляющий собой терминал для приема, сжижения, хранения, регазификации и доставки природного газа. Данное сооружение имеет в своем составе железобетонное опорное основание с расположенной на нем криогенной емкостью, при этом для создания необходимой плавучести сооружения вокруг резервуара используются балластные отсеки, в которые закачивается забортная вода (US3766583).Known "Offshore LNG Terminal", which is a terminal for receiving, liquefying, storing, regasifying and delivering natural gas. This structure incorporates a reinforced concrete support base with a cryogenic tank located on it, while to create the necessary buoyancy of the structure around the tank, ballast compartments are used, into which sea water is pumped (US3766583).
Недостатком данного технического решения является то, что криогенный резервуар СПГ не встроен в конструкцию корпуса, а лишь базируется на его верхней части, что делает его незащищенным от воздействий окружающей среды. Кроме того, открытые балластные емкости, которые расположены выше уровня воды, отсутствие в конструкции двойных бортов и палубы увеличивает ледовую и волновую нагрузки на сооружение в период эксплуатации.The disadvantage of this technical solution is that the LNG cryogenic tank is not built into the body structure, but is only based on its upper part, which makes it unprotected from environmental influences. In addition, open ballast tanks, which are located above the water level, the absence of double sides and decks in the structure increase ice and wave loads on the structure during operation.
Известен «Оффшорный криогенный танк», содержащий основание, цилиндрическую вертикальную стену, внутренняя часть которой разделена горизонтальной перегородкой (палубой) на верхнюю емкость - криогенный резервуар и нижнюю емкость - балластный отсек, крышу и палубу (GB1464260). Для создания необходимой плавучести сооружения вода принимается или опорожняется из балластного отсека при наполнении или удалении жидкости из внутреннего резервуара, соответственно.Known "Offshore cryogenic tank", containing a base, a cylindrical vertical wall, the inner part of which is divided by a horizontal partition (deck) into the upper tank - cryogenic tank and the lower tank - ballast compartment, roof and deck (GB1464260). To create the necessary buoyancy of the structure, water is taken in or emptied from the ballast compartment when filling or removing liquid from the internal tank, respectively.
Недостатком данного технического решения является отсутствие ледостойкости у сооружения, криогенный резервуар находится на опорном основании выше действующей ватерлинии, что увеличивает аппликату центра тяжести данного сооружения, при этом уровень воды в балластном отсеке всегда необходимо контролировать и поддерживать с помощью балластных насосов, в зависимости от загрузки (наполнения) криогенного резервуара.The disadvantage of this technical solution is the lack of ice resistance of the structure, the cryogenic tank is located on the support base above the current waterline, which increases the applicate of the center of gravity of this structure, while the water level in the ballast compartment must always be controlled and maintained using ballast pumps, depending on the load ( filling) of the cryogenic tank.
Кроме того, цилиндрическая форма сооружения создает значительный опрокидывающий момент при эксплуатации сооружения, конструкция имеет ограничения по расположению на морском дне по глубине, нуждается в связи с окружающей средой для отвода отпарного газа, возникающего при хранении.In addition, the cylindrical shape of the structure creates a significant overturning moment during the operation of the structure, the structure has restrictions on the location on the seabed in depth, and needs to be connected to the environment to remove the boil-off gas that occurs during storage.
Известно подводное нефтехранилище, выполненное в виде плоского днища круглой формы и корпуса в виде полусферы, жестко соединенного с днищем, с образованием герметичного объема для хранения нефтепродуктов, при этом корпус соединен посредством трубопровода с газосборником, днище выполнено выступающим за пределы корпуса, а корпус содержит, по меньшей мере, один патрубок для закачки нефтепродуктов внутрь корпуса и, по меньшей мере, один патрубок для слива нефтепродуктов, при этом в качестве материала корпуса и днища используют или сталь или бетон или железобетон, а закрепление днища нефтехранилища на дне осуществляют с помощью анкерных устройств (RU133818).An underwater oil storage facility is known, made in the form of a flat bottom of a round shape and a body in the form of a hemisphere, rigidly connected to the bottom, with the formation of a sealed volume for storing oil products, while the body is connected by a pipeline to the gas collector, the bottom is made protruding beyond the body, and the body contains, at least one branch pipe for pumping oil products into the body and at least one pipe for draining oil products, while either steel or concrete or reinforced concrete is used as the material of the body and bottom, and the tank bottom is fixed to the bottom using anchor devices (RU133818).
Недостатком известного нефтехранилища является: большое значение положительной плавучести, обусловленной наличием воздушной смеси внутри резервуара. Кроме того, погружение хранилища осуществляют с помощью пригрузов и после фиксации сооружения снимают их плавучими кранами. Большая масса пригрузов усложняет процесс их транспортировки до месторождения, приводит к необходимости использования больших мощностей лебедок или плавучих кранов для их подъема с морского дна, увеличивает нагрузку на анкеры.The disadvantage of the known oil storage is: the high value of positive buoyancy due to the presence of the air mixture inside the tank. In addition, the immersion of the storage is carried out with the help of weights and, after fixing the structure, they are removed by floating cranes. A large mass of weights complicates the process of their transportation to the field, leads to the need to use large capacities of winches or floating cranes to lift them from the seabed, and increases the load on the anchors.
Из известных решений наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является плавучее хранилище сжиженного природного газа гравитационного типа для эксплуатации в прибрежных акваториях северных морей со сложными ледовыми условиями, содержащее многоугольный ледостойкий железобетонный кессон, двойное дно, двойные борта, внутренние переборки и палубы, вертикальную цилиндрическую конструкцию с куполообразной крышей и встроенным изотермическим резервуаром СПГ с многослойной изоляцией (RU 163720).Of the known solutions, the closest to the proposed technical essence and the achieved result is a gravity-type floating storage of liquefied natural gas for operation in the coastal waters of the northern seas with difficult ice conditions, containing a polygonal ice-resistant reinforced concrete caisson, a double bottom, double sides, internal bulkheads and decks, a vertical cylindrical structure with a domed roof and a built-in isothermal LNG tank with multilayer insulation (RU 163720).
Описанное техническое решение имеет следующие недостатки.The described technical solution has the following disadvantages.
Поскольку днище хранилища полностью примыкает к морскому дну, т.е. имеет место прямое соприкосновения с морским дном, то при хранении будет происходить «выхолаживание» вспучивание донного грунта.Since the bottom of the storage is completely adjacent to the seabed, i.e. there is direct contact with the seabed, then during storage there will be a "cooling" swelling of the bottom soil.
После установки на дно выступающая надводная часть (изотермический резервуар) будет подвергаться воздействию ветра, что ограничит применение хранилища только на небольших глубинах в прибрежных территориях.Once installed on the bottom, the protruding above-water part (isothermal tank) will be exposed to wind, which will limit the use of the storage facility only at shallow depths in coastal areas.
Взаимодействие корпуса хранилища со льдом, приведет к необходимости увеличения толщины стенок кессона, что приведет к увеличению металлоемкости конструкции и увеличения ее стоимости и трудоемкости изготовления.The interaction of the storage body with ice will lead to the need to increase the thickness of the walls of the caisson, which will lead to an increase in the metal consumption of the structure and an increase in its cost and labor intensity of manufacture.
Кроме того, многоугольность ледостойкого кессона резервуара вызовет его искривление при ледовых воздействиях.In addition, the polygonality of the ice-resistant caisson of the reservoir will cause it to warp under ice conditions.
В описании решения также отсутствуют сведения о реализации процесса регазификации, а также мер по предотвращению явления «ролловера».The description of the solution also lacks information about the implementation of the regasification process, as well as measures to prevent the “rollover” phenomenon.
Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности и безопасности эксплуатации подводного резервуара для хранения СПГ под водой.The technical problem to be solved by the present invention is to increase the reliability and safety of operation of an underwater LNG storage tank under water.
Указанная проблема решается тем, что подводное хранилище сжиженного природного газа содержит двустенный корпус в виде полусферы с плоским днищем с образованием герметичного объема, закрепленный посредством погружных свай на грунте морского дна с зазором между днищем корпуса и морским дном, в нижней части корпуса размещены патрубки для подачи сжиженного природного газа и лотковый зумпф для откачки морской воды или сжиженного природного газа, а в полости корпуса установлены мешалка и система охлаждения, выполненная в виде змеевика с высотой витков, увеличивающейся от периферии корпуса к центру, сообщающаяся с линиями подачи жидкого воздуха и его слива, купольная часть корпуса сообщается с линией подачи азота и отвода смеси азота с отпарным газом, на которой установлен регулируемый клапан, при этом внутренняя стенка корпуса выполнена из криогенной стали, облицованной снаружи последовательно слоями теплоизоляции и полиуретановой пены, а внешняя стенка выполнена из железобетона, облицованного снаружи слоем гидроизоляции в виде полимерного покрытия.This problem is solved by the fact that the underwater storage of liquefied natural gas contains a double-walled body in the form of a hemisphere with a flat bottom with the formation of a sealed volume, fixed by means of submerged piles on the seabed soil with a gap between the bottom of the body and the seabed, in the lower part of the body there are branch pipes for supplying liquefied natural gas and a tray sump for pumping out sea water or liquefied natural gas, and an agitator and a cooling system are installed in the cavity of the housing, made in the form of a coil with a coil height increasing from the periphery of the housing to the center, communicating with the lines for supplying liquid air and draining it, the domed part of the housing communicates with the nitrogen supply line and the removal of the nitrogen-boiling gas mixture, on which an adjustable valve is installed, while the inner wall of the housing is made of cryogenic steel, lined on the outside with successive layers of thermal insulation and polyurethane foam, and the outer wall is made of reinforced concrete, lined outside with a layer of waterproofing in the form of a polymer coating.
Достигаемый технический результат заключается в комплексном единовременном обеспечении условий для повышения несущей способности хранилища при воздействии внешнего гидростатического давления, для предотвращения возникновения «ролловера», для снижения интенсивности образования отпарного газа внутри резервуара и поддержания криогенной температуры, для предотвращения вспучивания грунта и образования ледяных линз, а также для создания отрицательной плавучести сооружения.The achieved technical result consists in a complex one-time provision of conditions for increasing the storage capacity of the storage under the influence of external hydrostatic pressure, to prevent the occurrence of a "rollover", to reduce the intensity of the formation of boil-off gas inside the tank and maintain cryogenic temperature, to prevent swelling of the soil and the formation of ice lenses, and also to create negative buoyancy of the structure.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где:The proposed technical solution is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого подводного комплекса для хранения СПГ;in fig. 1 shows a general view of the proposed underwater LNG storage facility;
на фиг. 2 изображен вид в разрезе подводного хранилища СПГ в соответствии с настоящим изобретением;in fig. 2 is a sectional view of an underwater LNG storage facility in accordance with the present invention;
на фиг. 3 изображен процесс погружения подводного хранилища СПГ под воду и установки его с применением всасывающих устройств;in fig. 3 shows the process of submerging an underwater LNG storage facility under water and installing it using suction devices;
на фиг. 4 показан пример проектного положения подводного хранилища СПГ с уклоном в сторону лоткового зумпфа 1:100;in fig. 4 shows an example of the design position of an underwater LNG storage facility with a slope towards the flume sump 1:100;
на фиг. 5 изображен вид сверху на подводное хранилище СПГ;in fig. 5 is a plan view of an underwater LNG storage facility;
Список сокращений, используемых в описании заявленного изобретения:List of abbreviations used in the description of the claimed invention:
ЖВ - жидкий воздух;LW - liquid air;
СПГ - сжиженный природный газ.LNG - liquefied natural gas.
Предлагаемое подводное хранилище сжиженного природного газа содержит двустенный корпус 1 (см. фиг. 1, 2) в виде полусферы с плоским днищем 2 с образованием герметичного объема. Закрепление подводного хранилища происходит посредством погружных свай 3 на грунте морского дна 4. Погружные сваи 3, замоноличенные в проушинах 5 (см. фиг. 5) плоского днища 2 в виде треноги, погружаются в грунт при помощи всасывающих устройств 6 (см. фиг. 3) с зазором 7 между днищем корпуса 2 и морским дном 4. В нижней части двустенного корпуса 1 размещены патрубки 8 для подачи СПГ и лотковый зумпф 9 для откачки морской воды или СПГ. В полости корпуса 1 установлены мешалка 10 с приводом (на фиг. не показан), система охлаждения 11, запорная арматура (на фиг. не показана), контрольно-измерительное оборудование (на фиг. не показано), которое должно быть выполнено дистанционно управляемым и интегрированным в систему диспетчерского управления и сбора данных. Система охлаждения 11 выполнена в виде змеевика с высотой витков, увеличивающихся от периферии корпуса к центру. Это обеспечивает повышение эффективности работы системы охлаждения 11, которая сообщается с линиями подачи 12 жидкого воздуха и его слива 13. Купольная часть корпуса 14 сообщается с линией подачи азота и отвода 15 смеси азота с отпарным газом 16, на который установлен регулируемый клапан 17, связанный сдатчиком давления 18. Рядом с подводным хранилищем СПГ расположен газосборник 19, установленный с помощью свай 20 на грунт морского дна 4. Внутренняя стенка корпуса 21 выполнена из криогенной стали, облицованной снаружи последовательно слоями теплоизоляции 22 и полиуретановой пены 23 посредством штифтов или штырей, приваренных к корпусу (на фиг. не показаны), а внешняя стенка 24 выполнена из железобетона, облицованного снаружи слоем гидроизоляции 25 в виде полимерного покрытия. Внешняя стенка 24 замоноличивается в кольцевом желобе плоского днища 2 и представляет собой монолитное сооружение.The proposed underwater storage of liquefied natural gas contains a double-walled body 1 (see Fig. 1, 2) in the form of a hemisphere with a
Толщина стенки железобетона должна быть в несколько раз больше, чем толщина стенки из криогенной стали. Это объясняется тем, что гидростатическое давление воды на внешнюю стенку 24 значительно больше избыточного давления газовой смеси 16 над поверхностью СПГ и гидростатического давления столба СПГ на внутреннюю стенку корпуса 21. Так, например, толщина внешней стенки 24 может составлять от 20 мм до 300 мм в соответствии с возрастанием глубины морского дна до 500 м. При этом толщина стенки внутренней стенки 21 также должна пропорционально возрастать от 10 мм до 50 мм для хранения продукта налива объемом до 60000 м3. Применение подводных хранилищ СПГ большего объема усложняет и удорожает процессы строительства, транспортировки и погружения на дно. Точные значения габаритов и толщин стенок конструктивных элементов подводного хранилища СПГ выбираются согласно расчету на прочность и устойчивость оболочек под совместным воздействием основных нагрузок. Уровень надежности конструкции подводного хранилища СПГ и коэффициент запаса определяются в зависимости от его несущей способности.The wall thickness of reinforced concrete should be several times greater than the wall thickness of cryogenic steel. This is due to the fact that the hydrostatic pressure of water on the
Процесс погружения и эксплуатации предлагаемого изобретения заключается в следующем:The process of immersion and operation of the proposed invention is as follows:
Подводное хранилище СПГ обладает положительной плавучестью перед процессом погружения на морское дно, и, чтобы погрузить его под воду, необходимо преодолеть архимедову силу. Для этой цели применяют управляемое погружение путем постепенной закачки в подводное хранилище СПГ определенного, установленного расчетом объема морской воды для придания отрицательной плавучести сооружению. Погружение должно осуществляться медленно, для того чтобы предотвратить механические повреждения подводного хранилища СПГ при установке на дно 4. Равномерное погружение подводного хранилища СПГ на морское дно осуществляется мощными лебедками (на фиг. не показаны), установленными на буксирах и/или медленно балластируемыми стальными/ эластичными емкостями (на фиг. не показаны), присоединенными к хранилищу для его спуска.An underwater LNG storage facility is positively buoyant before sinking to the seabed, and in order to sink it underwater, the Archimedean force must be overcome. For this purpose, a controlled immersion is used by gradually pumping a certain, calculated volume of sea water into the LNG underwater storage facility to impart negative buoyancy to the structure. Diving should be carried out slowly in order to prevent mechanical damage to the underwater LNG storage when installed on the seabed. containers (not shown in the figure) attached to the storage for its descent.
Подводное хранилище СПГ с замоноличенными в проушинах 5 в виде треноги погружными сваями 3 погружается и устанавливается в пробуренные перед спуском места на морское дно 4. При этом указанные сваи 3 погружаются в грунт путем откачки морской воды из них всасывающими устройствами 6 через заранее подготовленные отверстия в проушинах 5. Причем погружение свай в морское дно 4 идет таким образом, чтобы между плоским днищем 2 и морским дном 4 оставался зазор 7 и создавался небольшой отрицательный уклон в сторону лоткового зумпфа 9. Погружные сваи 3 защищают конструкцию от воздействия подводных течений и препятствуют всплытию на поверхность акватории при его опорожнении. Зазор 7 между плоским днищем 2 и морским дном 4 необходим для предотвращения вспучивания грунта и образования ледяных линз, что также упрощает проведение работ по подготовке поверхности морского дна 4. Уклон в сторону лоткового зумпфа 9 нужен для полного опорожнения подводного хранилища от морской воды или СПГ. Расположение свай 3 и их количество выбрано ввиду большей устойчивости такого базирования. Габариты этих погружных свай выбирают таким образом, чтобы при полном опорожнении подводного хранилища СПГ положение системы оставалось устойчивым.An underwater LNG storage facility with
Далее производят процесс погружения и обвязки газосборника 19 с купольной частью корпуса 14. Конструкция газосборника 19 представляет герметичный стальной баллон высокого давления, в котором происходит последовательное сжатие и расширение газовой смеси 16 при опорожнении и заполнении подводного хранилища СПГ. Соответственно, внутри находится газообразный азот, так как он, в отличие от воздуха, не создает взрывоопасную смесь. Газообразный азот находится под таким избыточным давлением, чтобы, когда весь продукт налива покинет подводное хранилище СПГ, избыточное давление газа в газосборнике 19 стало бы равным нулю. Линия подачи газообразного азота и отвода 15 смеси газообразного азота с отпарным газом 16 служит для транспорта газовой смеси в газосборник и обратно при заполнении и опорожнении подводного хранилища СПГ.Next, the process of immersion and piping of the
Затем полностью опорожняют подводное хранилище СПГ от воды путем ее откачки. Это возможно, поскольку газообразный азот из газосборника 19 заполняет внутреннее пространство двустенного корпуса 1 СПГ и предотвращает тем самым образование вакуума. При заполнении подводного хранилища СПГ потоком сжиженного природного газа с помощью криогенного центробежного насоса (на фиг. не показан) через подводящий трубопровод (на фиг. не показан), соединенный с патрубком 8, происходит сжатие газовой смеси 16 над зеркалом СПГ. Сжиженный природный газ по мере заполнения объема, как поршень, движется вверх и сжимает газовую смесь. При этом происходит перемешивание азота с углеводородами и образуется взрывобезопасная газовая смесь 16. Как только избыточное давление газа достигнет заданного значения, что фиксируется датчиками давления 18, установленными в полости корпуса 1, открывают клапан 17, и газовая смесь 16 поступает в газосборник 19, который обладает высокой несущей способностью. Для предотвращения возникновения «ролловера» применяется перемешивающее устройство - мешалка 10 с приводом. Для снижения интенсивности образования отпарного газа внутри резервуара и поддержания криогенной температуры применяется система охлаждения 11, по трубам которой циркулирует жидкий воздух в полости корпуса 1 и поступает он из подводного завода СПГ (на фиг. не показан). При увеличении температуры жидкого воздуха выше - 163°С он направляется в специальную емкость (на фиг. не показана) для дальнейшего использования в качестве хладагента при ожижении природного газа. Производится теплоизоляция труб линии подачи 12 жидкого воздуха и его слива 13, ведущих в подводный резервуар для хранения СПГ и выходящих из него.Then the underwater LNG storage is completely emptied of water by pumping it out. This is possible because the gaseous nitrogen from the
Замоноличивание железобетонной купольной части корпуса 14 с плоским днищем 2 обеспечивает несущую способность хранилища при воздействии внешнего гидростатического давления. Герметизация внутреннего пространства, которая создана монолитным сооружением из железобетона, внутри которого находится слой полиуретановой пены 23, а снаружи облицованного слоем гидроизоляции 25 в виде полимерного покрытия, препятствует попаданию СПГ и его паров в акваторию, предохраняет арматуру от коррозии, защищает подводное хранилище СПГ от попадания влаги сквозь поры бетона, обеспечивает экологическую безопасность эксплуатации сооружения. Применение заранее рассчитанных слоев теплоизоляции 22 снижает интенсивность испарения СПГ.Monolithic reinforced concrete dome of the
Танкер-газовоз (на фиг. не показан), прибывающий к подводному хранилищу СПГ, должен содержать емкость с жидким азотом, который перекачивается в газосборник 19. Жидкий азот под действием тепловых потоков превращается в газообразный азот, создавая внутри избыточное давление.A gas carrier (not shown in Fig.) arriving at an underwater LNG storage facility must contain a container with liquid nitrogen, which is pumped into the
Подача СПГ в подводный танкер происходит под избыточным давлением газовой смеси 16 из газосборника 19, который поступает в подводное хранилище СПГ и вытесняет СПГ. Опорожнение от СПГ осуществляется через лотковый зумпф 9.The supply of LNG to an underwater tanker occurs under the overpressure of the
Подводные хранилища СПГ предложенной конструкции могут использоваться для хранения СПГ под водой на разных глубинах с учетом заранее рассчитанной толщины стенок резервуара.Underwater LNG storage facilities of the proposed design can be used to store LNG underwater at different depths, taking into account the pre-calculated tank wall thickness.
Объем емкостей хранения должен соответствовать, как минимум, водоизмещению челночного танкера, предназначенного для вывоза накопленной продукции. В свою очередь, за период отсутствия танкера в подводном парке должен накопиться соответствующий объем СПГ, чтобы танкер был полностью загружен.The volume of storage tanks should correspond, at a minimum, to the displacement of a shuttle tanker intended for the export of accumulated products. In turn, during the period of absence of the tanker in the underwater park, an appropriate amount of LNG must be accumulated in order for the tanker to be fully loaded.
Предлагаемый резервуар может быть сооружен как одиночным, так и в составе группы подобных резервуаров, образуя подводный резервуарный парк СПГ (в случае крупного месторождения).The proposed reservoir can be built as a single one or as part of a group of similar reservoirs, forming an underwater LNG tank farm (in the case of a large field).
Таким образом, предлагаемая конструкция подводного хранилища СПГ обеспечивает повышение надежности и безопасности эксплуатации подводного резервуара для хранения СПГ под водой.Thus, the proposed design of an underwater LNG storage facility provides an increase in the reliability and safety of operation of an underwater LNG storage tank under water.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021126590A RU2770514C1 (en) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | Underwater liquefied natural gas storage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021126590A RU2770514C1 (en) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | Underwater liquefied natural gas storage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2770514C1 true RU2770514C1 (en) | 2022-04-18 |
Family
ID=81212685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021126590A RU2770514C1 (en) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | Underwater liquefied natural gas storage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2770514C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3898846A (en) * | 1974-02-19 | 1975-08-12 | Chicago Bridge & Iron Co | Offshore storage tank |
US7735506B2 (en) * | 2006-08-19 | 2010-06-15 | Horton Wison Deepwater, Inc. | Methods for storing gas |
RU2418728C2 (en) * | 2009-04-06 | 2011-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный инженерно-технический университет | Underground storage of liquified natural gas (lng ugs) |
RU2431771C1 (en) * | 2010-05-18 | 2011-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный инженерно-технический университет | Storage of liquefied natural gas |
CN105899442A (en) * | 2014-01-15 | 2016-08-24 | 布莱特能源存储科技有限责任公司 | Underwater energy storage using compressed fluid |
WO2020011727A1 (en) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | Subsea 7 Norway As | Subsea fluid storage unit |
-
2021
- 2021-09-09 RU RU2021126590A patent/RU2770514C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3898846A (en) * | 1974-02-19 | 1975-08-12 | Chicago Bridge & Iron Co | Offshore storage tank |
US7735506B2 (en) * | 2006-08-19 | 2010-06-15 | Horton Wison Deepwater, Inc. | Methods for storing gas |
RU2418728C2 (en) * | 2009-04-06 | 2011-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный инженерно-технический университет | Underground storage of liquified natural gas (lng ugs) |
RU2431771C1 (en) * | 2010-05-18 | 2011-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный инженерно-технический университет | Storage of liquefied natural gas |
CN105899442A (en) * | 2014-01-15 | 2016-08-24 | 布莱特能源存储科技有限责任公司 | Underwater energy storage using compressed fluid |
WO2020011727A1 (en) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | Subsea 7 Norway As | Subsea fluid storage unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4188157A (en) | Marine structure | |
US3766583A (en) | Offshore liquefied gas terminal | |
US9309046B2 (en) | Underwater energy storage system and power station powered therewith | |
US4402632A (en) | Seabed supported submarine pressure transfer storage facility for liquified gases | |
RU2341433C2 (en) | Sea floor storage | |
CN103813957B (en) | There is the offshore platform of external container | |
NO20101494A1 (en) | A storage, loading & unloading system for storing liquid hydrocarbons with application for offshore installations used for drilling and production | |
CN103764494A (en) | LNG carrier | |
KR101771360B1 (en) | Floater Fixed Type Near Shore facilities For Production, Storage, and Off-loading | |
US4007700A (en) | Multiple seafloor storage and supply system | |
KR20110050671A (en) | Floating unit for storage of gas | |
WO2003070562A1 (en) | Floating semi-submersible oil production and storage arrangement | |
US3675431A (en) | Off-shore storage tanks | |
RU2770514C1 (en) | Underwater liquefied natural gas storage | |
NO135795B (en) | ||
AU2016382453B2 (en) | Modular membrane LNG tank | |
KR101606691B1 (en) | Jack up type power plant system | |
RU2603436C1 (en) | Floating storage of liquefied natural gas | |
JPS5824357B2 (en) | Tetsukin Concrete Mataha Prestressed Concrete | |
RU163720U1 (en) | FLOATING STORAGE OF LIQUID NATURAL GAS OF GRAVITATIONAL TYPE | |
JPH0565718A (en) | Lng-receiving base system and lng-shipping base system | |
Zemlyanovskiy et al. | Analysis of a new underwater LNG storage tank | |
KR102656733B1 (en) | Ships propelled using liquefied gas | |
RU2762588C1 (en) | Integrated production facility based on gravity type (gtb) | |
RU161381U1 (en) | MARINE STORAGE OF LIQUEFIED NATURAL GAS |