漂浮船结构以及用于控制其温度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种漂浮结构以及漂浮结构的温度控制方法，且更具体地说，涉及一种漂浮结构以及能够通过减小围堰与储存在LNG储存罐中的LNG之间的热传递来减小BOR的漂浮结构的温度控制方法。
【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]通过以近似-163°C的极低温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LNGRV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气化且将其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)在两个层中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货舱的围堰隔壁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，且围堰隔壁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为至少5°C以上，且在所述温度条件下也产生B0R。
【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，在当前膜片类型的罐中，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，可涉及大量研究和设计改变且成本可上升。
[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 %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BOR的甚至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，增加船只的大小。
[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]本发明的一个目的是提供一种漂浮结构，其能够通过降低围堰的控制温度以及设计和制造与其对应的钢等级上的围堰隔壁，而以低成本减小BOR。
[0028]本发明的另一个目的是提供一种漂浮结构和漂浮结构的温度控制方法，其能够控制取决于航行条件而被控制为低于零的温度的围堰的控制温度以及工作类型，同时通过降低所述围堰的控制温度而以低成本减小B0R。
[0029]本发明的再另一个目的是提供一种漂浮结构，其能够易于确认围堰的冷点(hotspot)或类似物，同时通过降低围堰的控制温度而以低成本减小BOR。
[0030]本发明的再另一个目的是提供一种漂浮结构，其能够满足所需的结构强度，同时通过减小通过隔壁的热传递而减小B0R。
[0031]技术解决方案
[0032]根据本发明的示范性实施例，提供一种漂浮结构，包含:围堰，其设置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，其中将所述围堰的温度控制为低于零的温度，以减小通过从所述围堰传递热到所述多个LNG储存罐中而产生的B0R(Boil-ofTRate)ο
[0033]所述围堰可包含:一对隔壁，其在所述多个LNG储存罐之间彼此间隔开；以及空间部分，其由所述一对隔壁和所述船体的内壁提供，且所述围堰将所述一对隔壁控制为低于零的温度。
[0034]所述一对隔壁可由IGC中界定的钢等级(steel grade)的B、D、E、AH、DH和EH中的至少一种材料制成。
[0035]所述一对隔壁可由在_30°C以下应用的低温钢(LT)制成。
[0036]所述一对隔壁可被控制为-30°C到_20°C，且可由IGC中界定的钢等级的E或EH制成。
[0037]所述漂浮结构可进一步包含:气体供应器，其将气体供应到所述围堰中以防止所述围堰的内部由于空气中的水分的冻结而损坏。
[0038]所述气体供应器可包含:供应管，其设置于所述船体中以将所述气体供应到所述围堰中；排放管，其设置于所述围堰中以将所述围堰中的气体排放到围堰外部；以及多个阀，其设置于所述供应管和所述排放管中。
[0039]所述气体可包含干燥空气(dry air)、惰性气体(inert gas)或N2气体中的至少一种。
[0040]所述漂浮结构可进一步包含:加热器，其设置于所述围堰中以加热所述围堰，其中所述围堰可被控制为低于零的温度，以减小通过从所述围堰传递热到所述多个LNG储存罐中而产生的所述B0R(Boil-off Rate)，且可由所述加热器加热以将所述低于零的温度改变为除高于零的温度之外的特定温度。
[0041]当所述围堰的隔壁由承受从-30°C到0°C的温度的材料制成时，所述围堰的所述温度可在从_30°C到70°C的范围内改变。
[0042]当所述围堰的隔壁由承受多达-55°C的低温钢制成时，所述围堰的所述温度可在从-55°C到70°C的范围内改变。
[0043]当所述漂浮结构的燃料消耗增加时，可增加所述围堰的所述温度以增加BOG(Boil-off Gas)的产生，且因此所述BOG可用作燃料，且当所述漂浮结构的所述燃料消耗减小时，可降低所述围堰的所述温度以减小所述BOG的产生。
[0044]所述加热器可加热所述围堰以将所述围堰的温度控制为除高于零的温度之外的特定温度，以使得工人可进入所述围堰。
[0045]所述围堰的低于零的温度可由于供应到围堰中的高温干燥空气而改变为除高于零的温度之外的特定温度。
[0046]当所述LNG储存罐中的压力大于所述LNG储存罐的设定压力时，可降低所述围堰的设定温度，且当所述LNG储存罐中的所述压力低于所述LNG储存罐的所述设定压力时，可增加所述围堰的所述设定温度。
[0047]所述加热器可加热被控制为低于零的温度的箱舱甲板空间(trunkdeck space)以及接触箱舱甲板(trunk deck)的侧面通路(side passage way)中的至少一个，以将所述箱舱甲板空间和所述侧面通路的温度改变为除所述高于零的温度之外的所述特定温度。
[0048]所述漂浮结构可进一步包含:绝热材料，其设置于所述围堰中。
[0049]所述围堰可包含将所述多个LNG储存罐横向地分段的多个横向围堰，且所述绝热材料可分别设置于所述多个横向围堰当中安置于船首的最前侧的所述横向围堰的所述船首的最前隔壁以及安置于船尾的最后侧的所述横向围堰的所述船尾的最后隔壁中。
[0050]所述绝热材料可包含以下各个中的至少一个:使储存在所述多个LNG储存罐中的L NG绝热的绝热壁、面板类型绝热材料、泡沫类型绝热材料、真空绝热或颗粒类型绝热材料以及无纺织物类型绝热材料。
[0051]所述漂浮结构可进一步包含绝热材料损坏防止部件，其设置于围堰的底部部分处以防止绝热材料损坏。
[0052]所述漂浮结构可进一步包含:气体供应器，其将气体供应到所述围堰。
[0053]所述气体供应器可包含:气体供应管，其设置于所述围堰中以将通过气体供应线供应的所述气体供应到所述围堰中；气体排放管，其设置于所述围堰中以将所述围堰中的所述气体排放到所述围堰外部；以及多个关断阀，其设置于所述气体供应管和所述气体排放管中。
[0054]供应到所述围堰中的所述气体可具有从-45°C到_35°C的露点温度，且可将所述一对隔壁控制为高于所述气体的所述露点温度的1°C到10°C。
[0055]可将所述围堰的所述温度维持在高于零的温度，同时将所述气体连续地注入和排出(