用于存儲和運輸液化石油氣的方法和系統的制作方法
【專利說明】用于存儲和運輸液化石油氣的方法和系統
[0001]本發明是申請日為2010年5月3日、申請號為201080005936.3 (PCT/N02010/000166)、發明名稱為“用于存儲和運輸液化石油氣的方法和系統”的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及用于存儲和運輸油輪上的液化石油氣的方法和系統，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輸。
【背景技術】
[0003]此外，本方法和系統同樣可應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]以上定義的術語LPG船下文中也將包括LPG FPSO和LPG FSO的船。
[0005]LPG應被理解為作為液態存儲和運輸的一系列不同等級或產品的石油氣。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境溫度的溫度或兩者的組合的狀態下，以液態形式運輸LPG’ So本發明涉及:
[0014](I)在低于環境的溫度下運輸液化貨物，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境溫度的溫度下運輸液化貨物，LPG的LPG船。后者已知為半冷/半壓式。
[0016]在低于環境溫度的溫度下存儲和運輸的LPG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，冷凝物應理解為液化的蒸氣，而蒸氣指的是由輸入到LPG的熱量產生的蒸氣組成的蒸氣產品和當冷凝物被返回時產生的任何蒸氣。
[0018]貨物類型是上文中所提及的LPG等級或產品中的任一種。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，其負責液化蒸氣并且前綴“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需要時已準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送。在不同類型的LPG貨物中，產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立并且都是全冷式。
[0026]用于運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送兩種貨物的VLGC的通常布置，其中，第一類型的貨物通常可以是丙烷并且第二類型的貨物是丁烷。
[0028]如在圖2中所示，在至少一個貨艙中蒸發的來自第一類型的貨物的蒸氣經路線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，蒸氣冷凝并且經由路線6返回到貨艙100。在至少一個另外的貨艙中蒸發的來自第二類型的貨物的蒸氣經由路線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1.100,1.200，參見圖1，從連接于貨艙的蒸氣路線進行抽吸，壓縮蒸氣，依靠例如海水的低溫介質1.300或由輔助系統提供的制冷劑冷凝蒸氣。從貨艙流出的蒸氣由壓縮機的操作控制。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被設計用于運送多種不同的貨物，其中，最冷的貨物被認為是丙烷。所計算的泄漏入貨物配置內的熱量總共為例如427kW，則泄漏入每個貨艙配置內的熱量是:
[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]貨艙配置應理解為貨艙和所有相關的管線以及液密容器外部的設備。
[0037]總的安裝的制冷容量因此應當不少于427kW加上滿足由國際船級協會以及國際散裝運輸液化氣船舶構造和設備規則，IGC規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。來自僅運送丙烷的VLGC中總的蒸發量通常總計為3890kg/hr。容量本質上是環境溫度和貨物類型的函數并且相應地改變。
[0039]對于運送異丁烷的相同的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。來自僅運送異丁烷的VLGC的總的蒸發量通常總計為1350kg/hr。
[0040]當VLGC運送上述兩種貨物時，實施分離的操作。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]由于運行中的每個再液化單元具有過剩的容量，這些單元的運行通常是間歇性地，例如，12個小時運行，12個小時備用。

【發明內容】

[0042]因此，本發明的主要目的是提出簡化的解決方案，使需要適當處理不同類型的貨物的所有蒸氣的再液化單元的數量最小化。
[0043]根據本發明的一個方面，通過在LPG船上存儲和運輸LPG，特別是一次裝船不同LPG類型的兩種貨物的方法來實現上述目的，該LPG船具有再液化單元，在再液化單元中，蒸發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，該方法包括:
[0044]使用最少一個正在運行的再液化單元，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，