太阳城集团

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包括一用于加热罐体的电路的处理和供给天然气的改进系统.pdf

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包括 用于 加热 电路 处理 供给 天然气 改进 系统
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摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201480019531.3

申请日:

2014.04.03

公开号:

CN105229367A

公开日:

2016.01.06

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F17C 7/02申请日:20140403|||公开
IPC分类号: F17C7/02 主分类号: F17C7/02
申请人: 气体运输技术公司
发明人: 皮埃尔·勒布鲁谢克; 阿内斯·德尼尔-格内高; 罗伊克·格尔耐克; 劳伦特·斯皮塔尔; 大卫·博维斯; 杰罗姆·于歇; 阿卜杜拉耶·迪乌
地址: 法国圣雷米-莱谢夫勒斯
优先权: 2013.04.11 FR 1353258
专利代理机构: 上海申新律师事务所 31272 代理人: 董科
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法律状态
申请(专利)号:

CN201480019531.3

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2017.04.05|||2016.02.03|||2016.01.06

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及一种用于处理和输送天然气的系统,包括:一供给选自内燃机,燃料电池或燃气轮机的能源生产设备的供电电路,以使天然气从一液化天然气存储罐(2)输送到所述能源生产设备(4,6),所述供电电路包括一上游部分连接到所述罐体(2)以及一下游部分连接到所述能源生产设备(4,6);一使天然气从所述罐体(2)输送至燃烧器(5)的燃烧器供电电路,包括一上游部分连接到所述罐体(2)以及一下游部分连接到所述燃烧器(5);一加热所述罐体(2)以聚集气体流在罐体(2)底部并注入到罐体(2)顶部的加热电路,所述加热电路包括一上游部分连接到一开口进入罐体(2)底部的管道(52)以及一下游部分连接到一开口进入罐体(2)顶部的管道(71)。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用于处理和输送天然气的系统,包括:
一供给选自内燃机,燃料电池或燃气轮机的能源生产设备的供电电路,以使天然气从一液化天然气存储罐(2)输送到所述能源生产设备(4,6),所述供电电路包括一上游部分连接到所述罐体(2)以及一下游部分连接到所述能源生产设备(4,6);
一使天然气从所述罐体(2)输送至燃烧器(5)的燃烧器供电电路,包括一上游部分连接到所述罐体(2)以及一下游部分连接到所述燃烧器(5);
一加热所述罐体(2)以聚集气体流在罐体(2)底部并注入到罐体(2)顶部的加热电路,所述加热电路包括一上游部分连接到一开口进入罐体(2)底部的管道(52)以及一下游部分连接到一开口进入罐体(2)顶部的管道(71);其中:
所述能源生产设备供电电路和所述加热电路包括一共有的电路部分,其包括一具有入口和出口的压缩机(16a,16b),以使得气体流的压力和温度增加,所述共有部分的上游被一第一可切换三向连接件(50,150,170)分隔,以使得能源生产设备供电电路的上游部分或者加热电路的上游部分被选择性地连接到压缩机(16a,16b)的下游,并且所述共有部分的下游被一第二可切换三向连接件(62,162,262;63,163,263)分隔,以使得压缩机的出口被选择性地连接到所述能源生产设备供电电路的下游部分或者所述加热电路的下游部分;
所述加热电路的下游部分包括一第三三向连接件(69)以使得所述加热电路的下游部分被连接到供给燃烧器(5)的供电电路的下游部分,从而去除加热电路中被运输至燃烧器(5)的气体流的一部分。

2.  如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述加热电路的下游部分包括一个连接部分(64,65),用于连接到压缩机的出口,以及一个通向罐体(2)的返回部分(49),其中所述加热电路和所述燃烧器供电电路的下游部分包括一个共有部分,其包括一具有入口和出口的气体加热装置(57),所述共有部分的上游被一第四可切换的三向连接件(66,67,160,162,163)分隔,以使所述燃烧器供电电路(5)的上游部分或者所述加热电路的压缩机(16a,16b)出口处的连接部分(64,65)被选择性地连接到所述加热装置(57)的入口,以及所述共有部分的下游被所述第三三向连接件(69,169,269)分隔,以使得气体加热装置(57)的出口被附随连接到燃烧器供电电路的下游部分和加热电路的返回罐体部分(49)。

3.  如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,包括一个可切换的三向连接构件(70,170,270),以使所述开口进入罐体顶部的管道(71)被选择性地连接,一方面至加热电路的下游部分,以使气体流被注入到罐体(2)顶部,或另一方面,至供给能源生产设备(4,6)的供电电路和/或燃烧器供给电路的上游部分,以使罐体(2)中蒸发的气体被聚集。

4.  如权利要求1至3任意一项所述的系统,其特征在于,包括一罐体填充电路(61)和一可切换的三向连接构件(53),以使所述开口进入罐体(2)底部的管道(52)被选择性地连接,一方面至加热电路的上游部分,以使气体流被聚集在罐体(2)底部,或者另一方面,至所述罐体填充电路。

5.  如权利要求1至4任意一项所述的系统,其特征在于,所述能源生产设备供电电路包括一分相器(11a),其下游一方面连接至一使包括具有最长碳链的烃类的天然气的重馏分被以冷凝物的形式返回到罐体(2)中的返回管(12a),并且另一方面连接至一连接到压缩机(4)的入口的管道(42),以便引导包括具有最短碳链的烃类的天然气的轻馏分。

6.  如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述燃烧器供电电路(5)绕过所述分相器(11a)。

7.  如权利要求1至6任意一项所述的系统,其特征在于,所述压缩机(16a,16b)是一个典型的多级压缩机。

8.  如权利要求1至7任意一项所述的系统,其特征在于,包括一压缩机保护装置,所述保护装置包括一再循环回路(44),装配有一阀门(18a,18b)以使聚集在所述压缩机(16a,16b)下游的气体流被返回至压缩机(16a,16b)的上游。

9.  如权利要求1至8任意一项所述的系统,其特征在于,供给能源生产设备(4,6)的供电电路和加热电路共有的电路部分包括多个并联设置的压缩机(16a,16b)。

10.  一种船舶,包括一液化气储罐(2),选自内燃机,燃料电池和燃气轮机的能源生产设备(4,6),装备有一燃烧器(5)的能源生产装置,以及如权利要求1到9任意一项所述的处理和运输天然气的系统。

11.  如权利要求10所述的系统,其特征在于,所述能源生产设备(4,6)用于推进所述船舶。

12.  一种填充如权利要求11所述的船舶(1)的罐体的方法,其特征在于,一流体被通过绝缘管道(80)从一浮式或岸上存储设施(81)输送至船舶(1)的罐体(2)中。

13.  一种流体运输系统,其特征在于,所述系统包括如权利要求11所述的船舶(1),绝缘管道(80)以这样的方式安装以连接安装在船舶的船体内的罐体(2)至一浮式或岸上存储设施(81),以及一泵,用于推进大量流体通过绝缘管道从所述浮式或岸上存储设施流向船舶的罐体中。

说明书

说明书包括一用于加热罐体的电路的处理和供给天然气的改进系统
技术领域
本发明涉及包括一液化天然气储罐的船舶领域。
本发明更具体地涉及一种车载系统,用于处理和输送天然气以供给能源生产设备,例如内燃机,燃料电池或燃气轮机,并使得一罐体被加热,尤其为了使其能够进行检查。
背景技术
包括一液化天然气存储罐的船舶,以及处理和从所述罐体输送天然气至能源生产设备如内燃机,燃料电池或燃气轮机的一个或多个项目和/或至能源生产设备的一个或多个燃烧器的系统在现有技术中是已知的。
这些船舶必须经过特别严格的检查和维护操作。具体地,液化天然气储罐必须定期进行检查。
为了做到这一点,所述罐体被清空,然后加热,以达到适于允许这种检查的温度。
发明内容
本发明基于的一个想法是,提出一种改进系统,用于处理和输送天然气,一方面供给选自内燃机,燃料电池和燃气轮机的能源生产设备,并且另一方面供给一燃烧器,并允许罐体的有效加热。
根据一实施例,本发明提供一种系统,用于处理和输送天然气,包括:
一供给选自内燃机,燃料电池或燃气轮机的能源生产设备的供电电路,以使天然气从一液化天然气存储罐输送到所述能源生产设备,所述供电电路包括一上游部分连接到所述罐体以及一下游部分连接到所述能源生产设备;
一使天然气从所述罐体输送至燃烧器的燃烧器供电电路,包括一上游部分连接到所述罐体以及一下游部分连接到所述燃烧器;
一加热所述罐体以聚集气体流在罐体底部并注入到罐体顶部的加热电路,所述加热电路包括一上游部分连接到一开口进入罐体底部的管道以及一下游部分连接到一开口进入罐体顶部的管道;其中:
所述能源生产设备供电电路和所述加热电路包括一共有的电路部分,其包括一具有入口和出口的压缩机,以使得气体流的压力和温度增加,所述共有部分的上游被一第一可切换三 向连接件分隔,以使得发动机供电电路的上游部分或者加热电路的上游部分被选择性地连接到压缩机的下游,并且所述共有部分的下游被一第二可切换三向连接件分隔,以使得压缩机的出口被选择性地连接到所述能源生产设备供电电路的下游部分或者所述加热电路的下游部分;
所述加热电路的下游部分包括一第三三向连接件以使得所述加热电路的下游部分被连接到供给燃烧器的供电电路的下游部分,从而去除加热电路中被运输至燃烧器的气体流的一部分。
这样的系统是特别有利的,一方面,它使得液化天然气储存罐被有效地加热,并在同一太阳城集团回收离开罐体的天然气,另一方面,它具有一个优化设计以允许使用部件,如压缩机来执行系统的多个功能。
根据一些实施例,这样的天然气处理和输送系统可包括以下一个或多个特征。
加热电路的下游部分包括一个连接部分,用于连接到压缩机的出口,以及一个通向罐体的返回部分,所述加热电路和所述燃烧器供电电路的下游部分包括一个共有部分,其包括一具有入口和出口的气体加热装置,所述共有部分的上游被一第四可切换的三向连接件分隔,以使供给燃烧器或加热电路的压缩机出口处的连接部分的供电电路的上游部分被选择性地连接到所述加热装置的入口,以及所述共有部分的下游被所述第三三向连接件分隔,以使得气体加热装置的出口被附随连接到燃烧器供电电路的下游部分和加热电路的返回罐体部分;
所述系统包括一个可切换的三向连接构件,以使所述开口进入罐体顶部的管道被选择性地连接,一方面至加热电路的下游部分,以使气体流被注入到罐体顶部,或另一方面,至供给能源生产设备的供电电路和/或燃烧器供给电路的上游部分,以使罐体中蒸发的气体被聚集;
所述系统包括一罐体填充电路和一可切换的三向连接构件,以使所述开口进入罐体底部的管道被选择性地连接,一方面至加热电路的上游部分,以使气体流被聚集在罐体底部,或者另一方面,至所述罐体填充电路;
所述能源生产设备供电电路包括一分相器,其下游一方面连接至一使包括具有最长碳链的烃类的天然气的重馏分被以冷凝物的形式返回到罐体中的返回管,并且另一方面连接至一连接到压缩机的入口的管道,以便引导包括具有最短碳链的烃类的天然气的轻馏分;
所述供给燃烧器的供电电路绕过所述分相器;
所述压缩机是一个典型的多级压缩机;
所述系统包括一压缩机保护装置,所述保护装置包括一再循环回路,装配有一阀门以使聚集在压缩机下游的气体流被返回至压缩机的上游;
供给能源生产设备的供电电路和加热电路共有的电路部分包括多个并联设置的压缩机。
根据一实施例,本发明涉及一种船舶,包括一液化气储罐,选自内燃机,燃料电池和燃气轮机的能源生产设备,装备有一燃烧器的能源生产装置,以及一上文提及的处理和运输天然气的系统。
在一实施例中,所述能源生产设备用于推进所述船舶。
根据一实施例,本发明还涉及填充上文中提到的船舶的罐体的方法,其中,一流体被通过绝缘管道从一浮式或岸上存储设施输送至船舶的罐体。
根据一实施例,本发明还涉及一包括如上文所述的船舶的系统,绝缘管道以这样的方式安装以连接安装在船舶的船体内的罐体至一浮式或岸上存储设施,以及一泵,用于推进大量流体通过绝缘管道从所述浮式或岸上存储设施流向船舶的罐体中。
附图说明
通过以下本发明的一些仅通过非限制性方式给出的详细实施例的描述,参照附图,本发明将被更好地理解,以及进一步的目的,细节,特征和优点将变得更加显而易见。
图1是一个船上天然气处理和输送系统的示意图。
图2示出图1的系统,其中,天然气用于供给能源生产设备以推进船舶并发电的一个路径被强调加粗。
图3示出图1的系统,其中,天然气用于供给能源生产设备以发电的一个路径被强调加粗。
图4示出图1的系统,其中,天然气连接至能源生产设备的燃烧器以恢复和利用所述天然气的重馏分的一个路径被强调。
图5示出图1的系统,其中,在罐体中蒸发的天然气连接至能源生产设备的燃烧器的一个路径被强调。
图6示出图1的系统,其中,天然气的一个实现罐体加热方法的路径被突出显示。
图7示出一装备有一气体存储罐和由天然气供给以推进船舶的能源生产设备的船舶。
具体实施例
在说明书和权利要求书中,术语“上游”和“下游”参照天然气流通的方向定义。
图7描绘了一船舶1,配备有一个或多个液化天然气存储罐2,以及一包括一个或多个从内燃机,燃料电池或燃气轮机中选择的能源生产设备项目4的推进装置,以供给天然气。这样的船舶1可以特别是一甲烷运输船用于输送液化天然气,但也可以用于任何其他应用。通过举例的方式,它可以是商船,客船,渔船,或类似物。
图1描绘了一天然气存储罐2和一系统3,装载在船舶1上,用于处理和输送天然气。天然气处理和输送系统3适合于供给推进装置的能源生产设备4,如图2所描绘的,以供给一燃烧器5,如图4,5和6所描绘的,作为一个可选项,以进一步供给能源生产设备如一内燃机,一燃料电池或一发电机的燃气轮机6,如图2和3所描绘的。
罐体2是一个适于液化天然气(LNG)存储的密封绝热罐。罐体2可以特别是具有薄膜从而使液化天然气存储在大气压力下的罐体类型。
推进装置的能源生产设备4选自内燃机,燃料电池和燃气轮机。当能源生产设备4是一个内燃机时,该发动机可以是柴油/天然气运行的混合动力发动机。这种发动机4可以柴油模式操作,发动机完全由柴油供给,或以天然气模式操作,发动机的燃料主要由天然气构成,小试量的柴油被注入以启动燃烧。
与由能源生产设备4产生的机械能相关联的输出轴既可以耦合到一个或多个推进船舶的螺钉,也可以耦合到交流发电机,以使将机械能转换成电能,在这种情况下,电能被用于推进连接到一个螺钉以用于船舶的推进的电动马达。在后一种替代方案中,如果一内燃机被使用,它可以特别是DFDE类型的发动机,代表双燃料柴油发电机。
用于发电的能源生产设备6可以是柴油/天然气驱动的混合内燃机,例如DFDE类型,燃料电池或燃气轮机。
燃烧器5被加入能源生产设备。能源生产设备可以特别包括一个用于产生蒸汽的锅炉。蒸汽可以用于供给蒸汽轮机以生产能源和/或供给船舶1的热网。
图2示出两个电路分别供给推进装置的能源生产设备4和用于发电的能源生产设备6。供给推进装置的能源生产设备4的电路在下文中称为“主电路”,而供给用于发电的能源生产设备6的电路将被称为“次级电路”。需要注意的是,主电路也可以用于输送天然气到次级电路。这种布置提供次级电路的供给冗余,由此防范潜在的故障。
主电路包括一进气管道7a开口朝向罐体2的底部并由一泵8a供给。进气管道7a输送液化天然气到一个三向连接23,以使进气管道7a一方面连接至装配有一阀门123的管道24,连接到强制蒸发装置9a也被称为蒸发器的入口,另一方面,连接至装配有一阀门223的管道25,连接到一喷雾器10a。所述强制蒸发装置9a使液化天然气转换成气体流。强制蒸发装置 9a的出口通过一管道26连接至喷雾器10a,从而输送气体流至喷雾器10a。喷雾器10a能够将从强制蒸发装置9a的上游收集的液化天然气喷射为从强制蒸发装置9a的出口获得的气体流。该喷雾器10a因此使气体流被冷却,以使最重的烃,也就是那些具有最长碳链和最高蒸发温度的烃冷凝。该气流通常被冷却至低于-100℃的温度。
离开喷雾器10a,充满天然气水滴的气体流通过管道27输送至一分相器11a。该分相器11a有时被称为一个可以使液相与气相分离的湿气分离器。液相由含有最重的烃类的天然气的重馏分组成,也就是那些具有最长碳链的重馏分。天然气的重馏分通过一冷凝物返回管道12a以冷凝物的形式被运送至存储罐2。冷凝物返回管道12a配备有当冷凝物的水平达到一阈值时定期清洗的冷凝物收集器72a。
气相由包含具有本身携带的最短碳链的烃类的天然气的轻馏分组成,经由管道28,至一气体加热装置13,其使气相加热到30℃的典型温度。这样一个气体加热装置13是一个典型的气体/液体或气体/气体热交换器。气体加热装置13配备有一个再循环回路29。
最后,在气体加热装置13a的出口,气体流可以通过一管道30输送至推进装置的能源生产设备4。
类似地,次级电路包括一开口朝向罐体2的底部并由一泵8b供给的进气管道7b。进气管道7b使液化天然气被输送至一强制蒸发装置9b和两个喷雾器10b和31。为了做到这一点,进气管道7b经由一三向连接件32,一方面连接至配备有一通向喷雾器31的阀门132的管道33,另一方面连接至配备有一阀门232的管道34,其本身连接到一三向连接件35以使所述管道34被连接,一方面,通过配备有一阀门135的管道36连接至喷雾器10b,另一方面,通过配备有一阀门235的管道17连接至强制蒸发装置9b的入口。
强制蒸发装置9b的出口通过一系列管道37,38,39连接至喷雾器10a,31,以使液化天然气被喷射以冷凝最重的烃类。气体流离开喷雾器31后通过管道40被输送至分相器11b的入口。
类似地,分相器11b使液相从气相中分离,并使冷凝物经由冷凝物回收管道12b被返回到罐体2。冷凝物回收管道12b配备有一容器72b用于收集当冷凝物水平达到一阈值时定期清洗的冷凝物。
另一方面,在分相器11b的出口,包括天然气的轻馏分的气相通过一管道42被输送至一个或多个并联排列的压缩机16a,16b。为使气体流被并联输送到若干压缩机16a,16b,管道42设置有一个或多个通向装配有阀门143,243的管道的多向连接件43。在图2中,气体流仅通过两个压缩机16a,16b中的一个来输送。然而,根据供给能源生产设备4或6的基准流 量,可以设想气体流通过两个压缩机16a,16b被并联输送。
例如,压缩机16a,16b是多级压缩机,使气体流被加热和压缩至与由天然气供给的能源生产设备6的规格兼容的压力,例如在DFDE类型的内燃机的情况下达到绝对5到6巴的程度。压缩机16a,16b可以是容积式压缩机,离心式压缩机或其它任何类型的兼容内燃机,燃料电池或燃气轮机的入口侧的供给压力的压缩机。
有利的是,系统3配备有一防过载保护装置,用于防止压缩机16a,16b在入口侧以一小体积流率的速度运转。这样的设备包括在压缩机16a,16b的出口侧的一个使被压缩的气体流的一部分返回压缩机16的上游的再循环回路44。该再循环回路44配备有一使在再循环回路44中流量控制的阀门18a,18b。在所描述的实施例中,再循环回路44连接到一管道14,这样的布置将在下文中描述。
离开压缩机(多个)16a,16b,该气体流被输送至使该气体流的温度被冷却到基准温度的冷却装置19。当该系统包括几个并联的压缩机16a,16b时,所述压缩机16a,16b的出口通过一三向连接件45,63连接到冷却装置19的入口。
最后,离开冷却装置19后,该气体流通过一管道46输送至发电机的能源生产设备6。需要注意的是,所述管道46配备有一三向连接件47,其两个出口通道配备有阀门147,247以使气体流被选择性地朝向发电机的能源生产设备6和/或推进装置的能源生产设备4。
还需要注意的是,在所示的实施例中,供给推进装置的能源生产设备4的主电路与次级电路不同,没有配备压缩机,因为主电路和供给主电路的进气管道7a的泵8a能够提供与所述能源生产设备4的操作条件一致的压力。
图3描述了气体通过次级电路运输当天然气在存储罐中蒸发以成为供给能源生产设备6的次级供给电路的一部分。
为了做到这一点,系统3包括一开口通向罐体2的顶部的管道71。三向连接件70通过一装配有一阀门170的管道48连接开口通向罐体2的顶部的管道71至次级电路,并连接至一装配有阀门270的管道49,以形成一加热电路,它的目的将在下文中详细描述。三向连接件70和阀门170,270形成一个可切换的三向连接件。
管道48此外还通过一三向连接件50连接至一管道14。该三向连接件50连接管道14至配备有一阀门150的管道51,以形成加热电路的一部分,并连接至配备有一阀门170的管道48。三向连接件50和阀门150和170也形成一个可切换的连接构件。
管道14通过一使喷雾器10b的出口和所述管道14连接至喷雾器31的入口的三向连接件54连接至次级电路。在罐体2中蒸发的气体离开强制蒸发装置9b后,在被运输至第二喷雾 器31之前,并入气体流,还具有通过在液化状态喷射天然气进入气体流以控制进入分相器11b的气体流的温度的功能。因此,次级供应电路包括在它的上游部分的一个用于输送聚集在罐体2中的蒸发的天然气的路径,以及一个天然气的强制蒸发的路径。
这样的一个输送在罐体中蒸发的气体的路径当液化天然气存储在导致相当大的自然蒸发的环境温度下时是特别合适的。
图4和5示出用天然气供给燃烧器5的路径。图4示出天然气强制蒸发的路径,而图5示出蒸发的天然气聚集在罐体2中的路径。需要注意的是,在这两种情况下,供给燃烧器5的电路绕过分相器11b以使包含在天然气的重馏分中的能量被回收。
在图4中,供给燃烧器5的电路包括与次级电路共有的电路部分。该共有的电路部分使液化天然气强制蒸发,并且包括由泵8b供给的进气管道7b,强制蒸发装置9b,以及可选的喷雾器10b。
强制蒸发装置9b的下游,处理和输送系统3包括一三向连接件55连接强制蒸发装置9b的出口至配备有一阀门155并通向分相器11b的系列管道38,39,40,以及配备有一阀门255的管道56,以使所述分相器11b被绕过,从而使天然气的重馏分可被回收并用于燃烧器5。因此,可切换的连接构件由此形成以使强制蒸发装置9b的出口被选择性地朝向分相器11b或燃烧器5输送。
管道56运输气体流离开强制蒸发装置至一气体加热装置57。气体加热装置57是,例如一气体/液体或气体/气体热交换器。气体加热装置57配备有一再循环回路58。气体加热装置57使燃烧器5的上游的气相被加热至通常为30℃左右的基准温度。在气体加热装置57的出口,管道68,59运输气体至燃烧器5。
在图5中,供给燃烧器5的供电电路包括与次级电路共有的另一电路部分。这一电路部分在罐体2中蒸发的天然气被聚集。这一共有的电路部分包括开口朝向罐体2的顶部的管道71,管道48通过三向连接件70连接至管道71,以及管道14通过三向连接件50连接至管道71。此外管道14还连接到一连接管道14至通向分相器11b并朝向阀门143,243的系列管道39,40以及一装配有阀门160的管道56的三向连接件60,以使所述分相器11b被旁路,从而使天然气的重馏分可被回收并用于燃烧器5。
之后,详见上文结合图4,管道56运输气体流至气体加热装置57,然后,在气体加热装置57的出口处,管道68,59运输气体至燃烧器5。
需要注意的是,虽然在罐体2中蒸发的天然气的路径以及天然气的强制蒸发路径用两个不同的数字示出以便于理解,完全可以同时使用这两个路径以运输天然气到燃烧器5。
天然气处理和输送系统3有利地配备有一个用于监测被运输的液化天然气的甲烷值的变量指示的装置。甲烷值表示气体混合物的承受爆震的不良现象的能力,并且包含0至100之间。甲烷值取决于天然气的组成。纯甲烷的甲烷值为100。甲烷值随重烃类例如丙烷和/或丁烷和/或戊烷的比例增加而减少。
这样一个用于监测天然气的甲烷值的变量指示的设备可以特别包括设置在一个或两个分相器11a,11b的下游,管道42中的一个或多个流量计,例如,以测量天然气的轻馏分的气体流的流量。该流量指示被输送的液化天然气的甲烷值。这是因为,在稳态条件下,以恒定的水泵流量,在罐体2排空并且重质烃的浓度增加的情况下该流量有降低的趋势。
可替代地或另外地,同样可以放置一温度传感器,例如在管道48中以输送聚集在罐体中的蒸发气体,以便测量聚集在罐体2中蒸发的气体的温度。这是因为蒸发的气体的温度越高,罐体包含的重质烃的比例越高,因为越来越靠近航程结束。
此外,作为替代或另外的方案,同样可以记录至少一个冷凝物收集器72a,72b的清洗频率和/或监视至少一个冷凝物收集器72a,72b的冷凝物水平的演变。
该监测装置还包括一控制单元能够接收和处理下文提到的至少一个传感器收集的数据。控制单元将甲烷值的变量(多个)指示与一阈值进行比较。基于这一比较,控制单元能够产生警报或自动切换天然气供给至推进装置的能源生产设备4,6和/或发电机的操作模式至天然气的重馏分被回收并输送至能源生产设备的燃烧器5的操作模式。在实践中,当甲烷值的变量指示对应于甲烷值低于一个约80的数时,控制单元生成一个报警或自动切换到天然气的重馏分被回收并使用的模式。
在预见这样的自动切换操作模式的实施例中,监控装置能够发送一参考信号至三向连接件55和60配备的一个或多个阀门155,255,160,143,243,以便绕过所述分相器11b切换气体流至燃烧器5。
当能源生产设备是一个由气体/柴油驱动的混合内燃机时,在切换到天然气的重馏分被回收并输送到燃烧器5的操作模式时,推进装置的内燃机4和/或发电机6切换到柴油模式,以便继续该船舶的推进和/或电力的生产。
图6示出当罐体2的加热方法被实施时天然气的路径。这种方法当罐体2几乎是空的,残余的天然气以气态形式存在在罐体2中的时候实施。
在实施加热方法的过程中,天然气被用一开口朝向罐体2的底部的管道52聚集在罐体2的底部。
在所描述的实施例中,开口朝向罐体2的底部的管道52连接到一可切换的三向连接件 53,以使所述管道52有选择地连接到加热电路的上游部分的一个管道51以使气体流聚集在罐体2的底部,或连接到一用于填充罐体2的填充电路61,以使液化天然气从一岸上水库输送到罐体2。
此外,该加热电路的上游部分的管路51还连接到一三向连接件50的下游。阀门170,150允许加热电路的上游部分的任一管道51的选择性连接,或管道48使聚集在罐体2中的蒸发气体输送到管道14。
加热电路的上游部分可因此通过管道39,40和42连接到压缩机16a,16b的入口,从而输送聚集在罐体底部的气体至压缩机。离开压缩机16a,16b的气体流的温度用于实施罐体2的加热方法,例如,大约50℃。
电路部分包括管道14,39,40和42以及至少一个压缩机16a,16b,因而与供给气体至能源生产设备4,6和加热电路的次级电路共有。其结果是,用于处理和输送气体的系统3的设计进行了优化,至少一个压缩机16a,16b准备气体流用于供给能源生产设备4,6,并参与实施加热罐体2的一个方法。
在压缩机16a,16b的出口,三向连接件62,63连接压缩机16a,16b的出口至配备有阀门162,163的管道64,65,以及开口朝向次级供给电路并且转配有阀门262,263的管道。所述管道64,65通过三向连接件66,67连接到管道56,以形成供给通向气体加热装置57的燃烧器5的供电电路的一部分。
因此,为加热罐体2,该气体流同时通过这两个压缩机16a,16b和加热器57。在离开气体加热装置57后,气体流具有,例如大约80℃的温度。
此外,在离开气体加热装置57后,通向一三向连接件69的管道68使气体流的多余部分通过配备有阀门169的管道59被运送到燃烧器5,并使气体流的另一部分通过配备有阀门269的管道49返回到罐体2,以形成通向罐体2的返回部分。
因此,可以理解的是,管道56,气体加热装置57和管道68确定了用于加热罐体2的加热电路和供给气体至燃烧器5的供电电路共有的电路部分。其结果是,管道64,65形成连接部分,以使压缩机16a,16b的出口连接到用于加热罐体2的加热电路和供给气体至燃烧器5的供电电路共有的电路部分。
管道49形成一通向罐体2的返回部分,通过三向连接件70连接至开口朝向罐体2的顶部的管道71。因此,根据阀门170,270的位置,当需要供给天然气至能源生产设备4,6或燃烧器5时,开口朝向罐体2的顶部的管道71可以用于收集在罐体2中蒸发的气体,或当需要加热罐体2时,用于注射热气。
其结果是,在实施加热罐体2的方法的过程中,当气体被从罐体2的底部提取时,热气被注入到罐体2的顶部。由于热气本身具有上升至罐体2的顶部的趋势,这种布置使获得罐体2的热分层现象从而增加加热罐体2的方法的效率成为可能。
在一个已知的如图7所示的方式中,装载/卸载管道可以通过适当的连接器连接至一个海上或海港终端以从或往罐体2运输LNG货物。
图7描绘了海上终端的一个例子,包括一液化天然气供应站82,一水下管83和一岸上装置81。液化天然气供应站82是一个固定的离岸设备包括一移动臂84和一支承移动臂84的塔架85。移动臂84支撑可连接到装载管道的绝缘柔性软管80。该定向移动臂84适应于各种规模的船舶。一连接管,未示出,向上延伸至塔架85。液化天然气供应站82使船舶1的罐体从岸上设施81填充。后者包括液化气存储罐86和采用水下管83连接至液化天然气供应站82的连接管87。水下管83使液化气在液化天然气供应站82和岸上设施81之间传送。
为产生传送液化气所需要的压力,使用在船舶1上组成的泵和/或岸上设施81配备的泵和/或装载和卸载站82配备的泵。
虽然本发明已结合一些具体的实施例进行了描述,很明显这不以任何方式局限于此,并且,它包括所述的装置的所有技术等同物和它们的组合,这些均落入本发明的范围内。
特别是,虽然在上文描述的实施例中船舶仅包括一个液化天然气存储罐,但同样的气体处理和输送系统可被连接到多个存储罐。在这种情况下,存储罐分别配备有由泵供给的进气管道以及开口朝向罐体的顶部和底部的管道,如上所述这些被连接到处理系统电路。
此外还应注意的是,虽然术语连接构件在上文中被用于描述三向连接件和若干装配一个或多个进气管道或出气管道的阀门的组合,这个术语延伸至所有技术等同物,以使两个进气管道被连接到一个出气管道或一个进气管道连接到两个出气管道,并且其配备有装置,该装置根据情况选择以促进气体输送至两个进气管道中的一个或两个出气管道中的一个,或使得任一输入流在两个输出流或两个输入流之间分裂,以化合成一个输出流。
使用的动词“包括”,“具有”或“包含”和它们的共轭形式并不排除存在除那些在权利要求中列出的其他元件或其他步骤。使用不定冠词“一”或“一个”的元素或步骤,除非另外提及,排除存在多个这样的元件或步骤。
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