用于存儲和運(yùn)輸液化石油氣的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于存儲和運(yùn)輸液化石油氣的方法和系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明是申請日為2010年5月3日、申請?zhí)枮?01080005936.3 (PCT/N02010/000166)、發(fā)明名稱為“用于存儲和運(yùn)輸液化石油氣的方法和系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于存儲和運(yùn)輸油輪上的液化石油氣的方法和系統(tǒng)，該液化石油氣通常已知為LPG，該油輪在下文中稱作LPG船，并且特別是一次裝船兩種貨物的運(yùn)輸。
【背景技術(shù)】
[0003]此外，本方法和系統(tǒng)同樣可應(yīng)用于在用于液化石油氣的浮動式采油存儲和卸貨的船舶，LPG FPSO上使用，以及類似地，在用于液化石油氣的浮動式存儲和卸貨船舶，LPG FSO上使用。
[0004]以上定義的術(shù)語LPG船下文中也將包括LPG FPSO和LPG FSO的船。
[0005]LPG應(yīng)被理解為作為液態(tài)存儲和運(yùn)輸?shù)囊幌盗胁煌燃壔虍a(chǎn)品的石油氣。在各種石油氣中，主要的示例為丙烷和丁烷，其中，丙烷通常包括從0%直至5%的任何濃度的乙烷，并且丁烷能夠是正丁烷和異丁烷的任意混合物。此外，LPG至少應(yīng)包括:
[0006]氨
[0007]丁二烯
[0008]丁烷-丙烷混合物(任意混合物)
[0009]丁烯
[0010]二乙醚
[0011]丙烯
[0012]氯乙烯
[0013]在高于大氣壓力的壓力或低于環(huán)境溫度的溫度或兩者的組合的狀態(tài)下，以液態(tài)形式運(yùn)輸LPG’ So本發(fā)明涉及:
[0014](I)在低于環(huán)境的溫度下運(yùn)輸液化貨物，LPG的LPG船，其已知為全冷式LPG船，以及
[0015](2)在高于大氣壓力的壓力和低于環(huán)境溫度的溫度下運(yùn)輸液化貨物，LPG的LPG船。后者已知為半冷/半壓式。
[0016]在低于環(huán)境溫度的溫度下存儲和運(yùn)輸?shù)腖PG不斷釋放出一定量的蒸氣。維持貨艙中的壓力的常用方式是抽出釋放的蒸氣，然后使其液化并作為冷凝物返回至貨艙。
[0017]下文中，冷凝物應(yīng)理解為液化的蒸氣，而蒸氣指的是由輸入到LPG的熱量產(chǎn)生的蒸氣組成的蒸氣產(chǎn)品和當(dāng)冷凝物被返回時產(chǎn)生的任何蒸氣。
[0018]貨物類型是上文中所提及的LPG等級或產(chǎn)品中的任一種。作為示例，第一類型的貨物和第二類型的貨物可分別是丙烷和丁烷。
[0019]在該說明中，再液化單元在下文中指的是在制冷單元，其負(fù)責(zé)液化蒸氣并且前綴“再”指的是來自液化的氣體的蒸氣的液化。貨艙是用于保持LPG的一個或更多個液密容器。備用操作是使用例如當(dāng)需要時已準(zhǔn)備好可以使用的單元。
[0020]通常，每次裝船一種至兩種貨物被運(yùn)送。在不同類型的LPG貨物中，產(chǎn)品通常可以是丙烷和丁烷。后者被隔離在專用的貨艙中并且所有貨物處理以不存在來自兩種貨物的液體和蒸氣混合的方式進(jìn)行處理。至少對于下列貨物的處理操作，其包括分離的操作:
[0021]維持用于兩種分離的貨物的貨艙壓力和溫度；
[0022]在航行過程中冷卻貨物；以及
[0023]卸貨時冷卻貨物。
[0024]通常，先前已知的能夠處理兩種貨物的LPG船具有三至四個再液化單元，它們被安裝用于同時處理來自兩種貨物的蒸氣。
[0025]一尺寸類型的LPG船，非常大的氣體船VLGC，通常安裝有四個等同的再液化單元。然而，第二尺寸類型的LPG船，中等尺寸的氣體運(yùn)送船MSGC，通常安裝有三個等同的再液化單元。在兩種情況下，再液化單元彼此完全地獨(dú)立并且都是全冷式。
[0026]用于運(yùn)送例如丙烷和丁烷之類的兩種LPG貨物的VLGC的通常操作模式具有兩個處理丙烷蒸氣的再液化單元、一個處理丁烷蒸氣的再液化單元，并且一個再液化單元是備用的。例如，對于運(yùn)送丙烷和丁烷的MSGC來說，分別地，一個再液化單元通常處理丙烷蒸氣，一個再液化單元處理丁烷蒸氣，并且一個再液化單元備用。
[0027]為了參考和示意的目的，圖1和2分別地示出了通常的再液化單元和用于運(yùn)送兩種貨物的VLGC的通常布置，其中，第一類型的貨物通?？梢允潜椴⑶业诙愋偷呢浳锸嵌⊥椤?br>[0028]如在圖2中所示，在至少一個貨艙中蒸發(fā)的來自第一類型的貨物的蒸氣經(jīng)路線I流動，并且在流至兩個分開的再液化單元之前分送至分開的路線2、3，在所述兩個再液化單元中，蒸氣冷凝并且經(jīng)由路線6返回到貨艙100。在至少一個另外的貨艙中蒸發(fā)的來自第二類型的貨物的蒸氣經(jīng)由路線7流動至另一再液化單元，在該再液化單元中，蒸氣冷凝并且經(jīng)由路線8返回至貨艙。
[0029]每個再液化單元通常包括至少一個壓縮機(jī)1.100,1.200，參見圖1，從連接于貨艙的蒸氣路線進(jìn)行抽吸，壓縮蒸氣，依靠例如海水的低溫介質(zhì)1.300或由輔助系統(tǒng)提供的制冷劑冷凝蒸氣。從貨艙流出的蒸氣由壓縮機(jī)的操作控制。一個再液化單元通常處于備用操作。
[0030]示例
[0031]帶有四個液密容器A至D的常用VLGC被設(shè)計用于運(yùn)送多種不同的貨物，其中，最冷的貨物被認(rèn)為是丙烷。所計算的泄漏入貨物配置內(nèi)的熱量總共為例如427kW，則泄漏入每個貨艙配置內(nèi)的熱量是:
[0032]液密容器A:96kW
[0033]液密容器B:112kW
[0034]液密容器C:112kW
[0035]液密容器D:107kW
[0036]貨艙配置應(yīng)理解為貨艙和所有相關(guān)的管線以及液密容器外部的設(shè)備。
[0037]總的安裝的制冷容量因此應(yīng)當(dāng)不少于427kW加上滿足由國際船級協(xié)會以及國際散裝運(yùn)輸液化氣船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則，IGC規(guī)則闡述的所要求的充足的冗余。基于操作問題，船只所有者通常有進(jìn)一步增加制冷容量的附加要求。
[0038]因此，VLGC通常配備有四個再液化單元，每個單元通常具有220kW以上的再液化容量。通常，每個單元每小時能夠處理2230kg丙烷蒸氣。來自僅運(yùn)送丙烷的VLGC中總的蒸發(fā)量通?？傆嫗?890kg/hr。容量本質(zhì)上是環(huán)境溫度和貨物類型的函數(shù)并且相應(yīng)地改變。
[0039]對于運(yùn)送異丁烷的相同的VLGC來說，總的熱量泄漏是240kW并且每個再液化單元具有通常為340kW的再液化容量。來自僅運(yùn)送異丁烷的VLGC的總的蒸發(fā)量通常總計為1350kg/hr。
[0040]當(dāng)VLGC運(yùn)送上述兩種貨物時，實(shí)施分離的操作。假定異丁烷裝入液密容器A和B，并且丙烷裝入液密容器C和D，丙烷和異丁烷的蒸氣流大約分別為1895kg/hr和690kg/hr。對于這種情況，運(yùn)行兩個再液化單元，一個用于丙烷并且一個用于異丁烷。如果LPG船在三個貨艙中有丙烷，則運(yùn)行三個再液化單元，兩個用于丙烷并且一個用于異丁烷。
[0041]由于運(yùn)行中的每個再液化單元具有過剩的容量，這些單元的運(yùn)行通常是間歇性地，例如，12個小時運(yùn)行，12個小時備用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0042]因此，本發(fā)明的主要目的是提出簡化的解決方案，使需要適當(dāng)處理不同類型的貨物的所有蒸氣的再液化單元的數(shù)量最小化。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過在LPG船上存儲和運(yùn)輸LPG，特別是一次裝船不同LPG類型的兩種貨物的方法來實(shí)現(xiàn)上述目的，該LPG船具有再液化單元，在再液化單元中，蒸發(fā)的氣體冷凝并且然后返回至用于各個LPG類型的貨物的至少一個貨艙內(nèi)，該方法包括:
[0044]使用最少一個正在運(yùn)行的再液化單元，以冷凝來自第一類型的貨物的蒸氣；
[0045]使冷凝的蒸氣通過熱交換器；
[0046]同時使來自第二類型的貨物的蒸氣流動通過熱交換器，