用于漂浮船结构的绝热系统的制作方法

文档序号:9768725阅读:734来源:国知局
用于漂浮船结构的绝热系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种漂浮结构的绝热系统,且更具体地说涉及一种漂浮结构的绝热系统,其能够通过减小通过压载舱、箱舱甲板空间(trunk deck space)以及接触箱舱甲板的侧面通路(side passage way)中的至少一个的热传递来减小B0R(Boil_off Rate)。
【背景技术】
[0002]大体上,天然气是通过地面或海上气体管以气体状态输送,且以液化天然气(Liquefied Natural Gas,下文称作‘ LNG ’)状态储存在LNG运输船中以输送到远程消耗地点。
[0003]通过以极低温,例如近似-163°C冷却天然气而获得的LNG的体积与气体状态中的天然气的体积相比减小到近似1/600。因此,液化天然气极适合于通过大海的长距离运输。
[0004]LNG可在LNG运输船中运载时通过大海运输,从而在地面消耗地点装载和卸载,或者可在LNG RV (LNG Regasificat1n Vessel)中运载时通过大海运输而到达地面消耗地点。在那之后,可将LNG再气化,从而在天然气状态中装载和卸载。为此目的,LNG运输船和LNG RV包含可承载极低温LNG的LNG储存罐(称为‘货舱’)。
[0005]此外,对于例如LNGFPSO(Floating,Product1n,Storage and Offloading)和LNG FSRU(Floating Storage and Regasificat1n Unit)等漂浮结构的需求逐渐增加。所述漂浮结构还包含安装于LNG运输船或LNG RV中的LNG储存罐。
[0006]此处,LNGFPSO是在大海上直接液化所生产的天然气且将液化天然气储存在储存罐中的漂浮结构,且在必要时所述漂浮结构用以将储存在储存罐中的LNG转运到LNG运输船。
[0007]LNG FSRU是在远离地面的大海上在储存罐中储存从LNG运输船装载和卸载的LNG,且随后在必要时使LNG气化且将气化LNG供应到地面消耗地点的漂浮结构。
[0008]取决于用于在极低温状态中储存LNG的绝热材料是否直接应用于货物的负载,LNG储存罐分类为独立罐类型(independent tank type)和膜片类型(membrane type)。此处,所述独立罐类型储存罐分类为MOSS类型和IH1-SPB类型,且所述膜片类型储存罐分类为GTNO 96类型和TGZ Mark III类型。
[0009]在现有LNG储存槽当中,作为膜片类型的GTNO 96类型具有如下结构:由厚度为0.5mm到0.7mm的恒范(Invar)钢(36%银)制成的主要障壁(Primary barrier)和辅助障壁(Secondary barrier)以两个层安装于船体的内表面上,其中主要障壁定位在LNG侧且辅助障壁定位在船体的内表面处以双重地封闭LNG。
[0010]此外,主要障壁与辅助障壁之间的空间具备主要绝热壁,且辅助障壁与内部船体之间的空间具备辅助绝热壁,其中主要绝热壁和辅助绝热壁使LNG储存罐外部传递到LNG的热最小化。
[0011]同时,由于储存在LNG储存罐中的LNG在常压下以作为气化温度的近似-163°c存储,因此如果热传递到LNG,那么LNG气化且因此蒸发气体(Boil Off Gas)(下文被称作‘BOG’)发生。
[0012]此外,在膜片类型LNG储存罐的情况下,如果连续地安装冷LNG储存罐,那么冷LNG储存罐之间的钢(steel)的温度突然减小,并且因此可能发生脆性破裂(brittlefracture)。
[0013]为了防止脆性破裂,在LNG储存罐之间安装称为围堰(cofferdam)的空间,且因此防止LNG储存触由于低温LNG而损坏。
[0014]然而,即使安装围堰,接触LNG货舱的围堰隔板部件的钢的温度也可能由于极低温LNG而下降到-60°C以下。如果一般钢暴露于_60°C,那么围堰由于低温脆性而损坏。
[0015]作为克服以上问题的规划,围堰可由例如不锈钢和铝等的极低温材料制成。然而,如果使用极低温材料,那么船只价格可能急剧上升。
[0016]因此,当安装围堰和LNG储存罐时,将围堰的温度控制为5°C,且围堰隔板由可承受室温的相对便宜的钢制成。
[0017]在现有LNG运输船的情况下,当围堰的温度等于或小于5°C时,操作加热系统,且因此围堰始终维持在5°C以上。为此目的,现有LNG运输船包含乙二醇加热系统(glycolheating system)或电加热系统。
[0018]因此,现有LNG运输船经设计/航行以使得围堰的温度可一直等于或大于至少5°C,且在所述温度条件下也产生BOR。

【发明内容】

[0019]技术问题
[0020]在当前LNG运输船市场中,LNG运输船在合同阶段对BOR的数值具有敏感性。作为实际实例,通常0.15%的BOR是合同条件,但近年来,可建议0.125%、0.10%、0.095%或类似的BOR作为合同条件。
[0021]然而,在当前膜片类型油轮中,绝热壁安装于货舱中。由于LNG货舱的绝热壁需要承受且传递从LNG货物施加的负载到货舱,同时具有绝热性能,因此改变LNG货舱的现有绝热壁以增加绝热性能,可能涉及大量研究和设计改变且成本可能上升。
[0022]实际上,即使存在满足大约0.13%的BOR的LNG货舱的绝缘壁,如果船只所有者的BOR要求是0.125%,那么为了使BOR减小多达大约4%,涉及大量研究、时间和成本。
[0023]此外,即使存在保证0.1O 3 %的B O R的L N G货舱的绝缘壁,如果船只所有者提出
0.10%的B0R,那么造船厂可能无法应用LNG货舱并且因此无法接受LNG运输船的订单。当今的LNG运输船市场处于如下情形:实现BOR的甚至I %的减小的造船厂都可以领先其它造船厂而主导LNG运输船的订单竞争。
[0024]同时,针对减小BOR的现有技术开发关注于LNG货舱的绝缘壁的性能改进。由于当今的市场需要甚至BOR的I %的减小,因此当前主要论述的方法是增加LNG货舱的厚度。
[0025]然而,可储存LNG的货舱的体积与LNG货舱的厚度增加成比例地减小。另一方面,为了防止货舱的体积减小,船只的大小增加。
[0026]此外,如果货舱的厚度增加,那么货舱结构上较弱。因此,必须进行加强货舱的研究。
[0027]本发明的目的提供一种漂浮结构的绝热系统,且更具体地说一种漂浮结构的绝热系统,其能够通过减小通过压载舱、箱舱甲板空间(trunk deck space)以及接触箱舱甲板的侧面通路(side passage way)中的至少一个的热传递而减小BOR(Boil_off Rate)。
[0028]技术解决方案
[0029]根据本发明的示范性实施例,提供一种漂浮结构的绝热系统,其中在压载舱、箱舱甲板空间(trunk deck space)以及接触箱舱甲板的侧面通路(side passage way)中的至少一个处提供绝热材料,以减小由于从船体的外部区进入LNG储存罐的热传递而产生的BOR(Boil-off Rate)ο
[0030]可将接触所述压载舱、所述箱舱甲板空间以及所述侧面通路中的至少一个的内部船体的温度控制为_55°C到30°C,其中所述侧面通路接触所述箱舱甲板。
[0031]可将接触所述压载舱的所述内部船体的温度控制为0°C到20°C,且所述内部船体可由IGC中界定的钢等级A制成。
[0032]可将接触所述箱舱甲板空间以及所述侧面通路中的至少任一个的所述内部船体的温度控制为0°C到30°C,且所述内部船体可由IGC中界定的钢等级A制成,其中所述侧面通路接触所述箱舱甲板。
[0033]可将接触所述箱舱甲板空间以及所述侧面通路中的至少任一个的所述内部船体的温度控制为_30°C以下,且所述内部船体可由低温钢(LT)制成,其中所述侧面通路接触所述箱舱甲板。
[0034]所述绝热材料可提供于外部船体的内壁上,所述外部船体的内壁形成所述压载舱。
[0035]所述绝热材料可提供于接近所述箱舱甲板空间的所述侧面通路和所述压载舱接触的区中。
[0036]所述绝热材料可包含以下使储存在所述LNG储存罐中的LNG绝热的绝热壁的各个中的至少一个:面板类型绝热材料、泡沫类型绝热材料、真空类型绝热材料、颗粒类型绝热材料以及无纺织物类型绝热材料。
[0037]所述漂浮结构可进一步包含加热器,其加热所述内部船体。
[0038]所述加热器可至少使用乙二醇加热盘管、电加热盘管以及流体管来加热所述内部船体。
[0039]所述漂浮结构可为选自LNG FPS0、LNG FSRU、LNG运输船以及LNG RV中的任一个。
[0040]根据本发明的另一个示范性实施例,提供一种漂浮结构的绝热系统,包含:围堰,其提供于在船体的长度方向上在至少一行中安装的多个LNG储存罐之间;以及绝热材料,其提供于压载舱、箱舱甲板空间(trunk deck space)以及接触箱舱甲板的侧面通路(sidepassage way)中,其中将所述围堰控制为0°C以下的温度以减小从所述围堰进入所述多个LNG储存罐的热传递,且将所述压载舱、所述箱舱甲板空间以及接触所述箱舱甲板的所述侧面通路中的至少一个的温度控制为低于外部船体的温度,以减小由于从所述压载舱、所述箱舱甲板空间以及接触所述箱舱甲板的所述侧面通路中的至少一个进入所述多个LNG储存罐的热传递而产生的B0R(Boil-off Rate) ο
[0041]所述围堰可包含:一对隔板,其在所述多个LNG储存罐之间彼此间隔开;以及空间部分,其由所述一对隔板和所述船体的内壁提供,且所述围堰将所述一对隔板控制为低于零的温度。
[0042]根据本发明的另一个示范性实施例,提供一种漂浮结构的绝热系统,其中可将接触压载舱、箱舱甲板空间以及侧面通路中的至少一个的内部船体的温度控制为_55°C到30°C,其中侧面通路接触箱舱甲板。
[0043]有利作用
[0044]根据本发明的示范性实施例,有可能将围堰的温度控制为低于零的温度,且在压载舱、箱舱甲板空间以及接触箱舱甲板的侧面通路中的至少一个处提供绝热材料,进而减小从围堰进入所述多个LNG储存罐的热传递,且减小从压载舱、箱舱甲板空间以及接触箱舱甲板的侧面通路中的至少一个进入所述多个LNG储存罐的热传递,进而减小由于热传递而产生的B0R(Boil-off Rate) ο
[0045]S卩,本发明的示范性实施例并不通过使复杂且昂贵的LNG货舱变形来减小B0R,而是通过降低LNG货舱周围的温度而根本上减小进入LNG货舱的热侵袭,进而减小B0R,同时维持LNG货物的运输效率。
【附图说明】
[0046]图1是示意性地说明根据本发明的第一示范性实施例的漂浮结构中安装围堰的状态的侧视图。
[0047]图2是沿着图1的线I1-1I取得的横截面图。
[0048]图3是沿着图1的线II1-1II取得的横截面图。
[0049]图4是说明图1中说明的漂浮结构中在两行中安置的LNG储存罐之间提供的围堰的状态的平面横截面图。
[0050]图5是沿着图4的线IV-1V取得的横截面图。
[°°511 图6是示出IGC中界定的钢等级(steel grade)的表。
[0052]图7是示出本发明的第一示范性实施例中通过控制围堰的温度而产生的BOR的计算结果的表。
[0053]图8是示意性地说明根据本发明的第一示范性实施例的漂浮结构中提供加热器的状态的图。
[0054]图9是示意性地说明根据本发明的第二示范性实施例的漂浮结构的绝热系统中的围堰中提供绝热材料的状态的图。
[0055]图10是示意性地说明图9的区“A”中提供绝热材料的状态的透视图。
[0056]图11是示意性地说明图9的区“B”中提供绝热材料的状态的透视图。
[0057]图12是示意性地说明在图10的区“C"中提供绝热材料损坏防止部件以防止绝热材料损坏的图。
[0058]图13是说明通过使用图9中说明的绝热材料控制围堰的温度而产生的BOR的计算结果的表。
[0059]图14是示意性地说明根据本发明的第三示范性实施例的漂浮结构中的围堰的隔板未延伸到外部船体而是仅连接到内部船体的状态的图。
[0060]图15是图14的经修改实例,其中替代于图14中说明的隔板,提供围堰且在围堰中提供绝热材料。<
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