浮動生產lng的裝置和將lng運輸船改造為這種裝置的方法

2023-05-06 04:11:41

專利名稱：浮動生產lng的裝置和將lng運輸船改造為這種裝置的方法
技術領域：
本發明涉及一種浮動生產LNG的裝置和將LNG運輸船改造為浮動生產LNG的裝置的方法。
背景技術：
為了將天然氣運送到遙遠的市場，可以將燃氣轉換為LNG(液化天然氣)，並且利用LNG運輸船在海上運輸。至今，全球已經建成超過280個運輸船。由於貨物溫度低 (-163° )，因此在LNG運輸船上的貨物容載系統為結構複雜且成本高的設備。多年以來，設計者和造船廠做出了相當大的努力以優化技術和減少LNG運輸船容載系統的成本。LNG運輸船市場已經並將繼續由兩種容載系統設計完全主導，Moss球形罐(Moss spherical tank)禾口月莫@+十(membrane design)。近幾年，提出了創建浮動LNG生產單元的概念，通常稱為「FLNG單元」或者「FLNG」。 提供這種單元用於近海LNG生產。與LNG運輸船設計相比，在FLNG單元上需要的設備的數量可觀。因為LNG運輸船上的船體和LNG儲存罐為了運送LNG而被優化，在沒有顯著影響船體和/或LNG儲存罐的設計的情況下，安裝LNG生產設備可能是困難的或者甚至是不可能。對於這種挑戰，提出了 FLNG概念，FLNG的LNG儲存罐設計不同於佔主導地位的Moss和膜設計。這些可替換的系統的建造與主要的LNG運輸船設計相比具有額外的風險和成本。因此，本發明的目的是提供一種用於浮動生產LNG的系統和方法，該系統直接得益於LNG運輸船。另外，本發明的目的是提供一種用於將LNG運輸船改造為浮動生產LNG 的裝置。

發明內容
本發明涉及一種用於浮動生產LNG的裝置，該裝置包括LNG運輸船，該LNG運輸船包括船體和至少一個用於儲存LNG的球形LNG儲存罐；突出的殼體結構，該突出的殼體結構固定於所述船體；LNG生產系統，該LNG生產系統用於將天然氣轉換為LNG，所述LNG生產系統設置在所述突出的殼體結構中；工具，該工具用於將LNG從所述LNG生產系統輸送到所述至少一個球形LNG儲存罐。根據本發明的一方面，LNG生產系統的多個元件設置在所述船體中。根據本發明的一方面，所述殼體結構固定於LNG運輸船的殼體的外側表面。根據本發明的一方面，所述船體和所述殼體結構是一體結構。根據本發明的一方面，所述殼體結構焊接於所述船體。根據本發明的一方面，所述殼體結構的上表面與所述LNG運輸船的主甲板基本平齊。
根據本發明的一方面，所述殼體結構設置在所述船體的水平面的上方。根據本發明的一方面，所述裝置包括從外部源接收天然氣的工具和用於將天然氣輸送到所述LNG生產系統的工具。根據本發明的一方面，所述殼體結構為水密性的。根據本發明的一方面，所述殼體結構包括浮力艙。根據本發明的一方面，所述殼體結構和所述LNG生產系統用來改裝到所述LNG運輸船。本發明還涉及用於將LNG運輸船改造為用於懸浮生產LNG的裝置的方法，所述LNG 運輸船包括船體和至少一個用於儲存LNG的球形LNG儲存罐，其中所述方法包括以下步驟-提供具有突出的殼體結構的所述LNG運輸船的船體；-在所述突出的殼體結構中設置所述LNG生產系統；-將所述LNG生產系統連接到所述至少一個球形LNG儲存罐。根據本發明的一方面，所述方法包括將所述殼體結構固定到所述船體的外側表根據本發明的一方面，所述方法包括將所述殼體結構焊接到所述船體。根據本發明的一方面，所述方法包括將所述船體的所述殼體結構和所述LNG生產系統改裝到船體。根據本發明的一方面，所述方法包括將所述殼體結構設置在船體的水平線的上方。


下面將參考附圖，如下圖1為具有四個球形LNG罐的典型的Moss型LNG運輸船的平面圖；圖2為基於圖1中的LNG運輸船的FLNG單元的平面圖；圖3a和圖北為FLNG單元的不同實施方式的橫截面圖；圖4為圖2的可替換實施方式，還顯示了 LNG生產系統的多個構件。
具體實施例方式圖1說明了典型的Moss型LNG運輸船1的總體布置。所述LNG運輸船1用於儲存LNG。所述LNG運輸船1基本包括船體2，在船體2中設置有球形LNG儲存罐3。所述LNG 運輸船1為本領域技術人員所公知的，此處將不進行詳細描述。在圖1中所示的具體實施方式
中，所述LNG運輸船1包括4個球形LNG儲存罐3。現在參考圖2，圖2說明了本發明作為用於懸浮生產LNG的裝置11 (即FLNG)。如圖1所示，所述裝置包括LNG運輸船1，該LNG運輸船1包括船體12和用於儲存LNG的至少一個球形LNG儲存罐13。可以利用所述裝置11作為錨固到海床或者由DP固定的基本靜止的懸浮單元 』天然氣在裝置11上轉換為LNG，並且使用罐13作為臨時儲存。這樣，通過從裝置11的罐13 裝滿LNG罐的其他運輸船將LNG運送到市場。但是，裝置11還可能包括用於輸送LNG的推
4進系統(propulsion system) 14。所述裝置或者FLNG 11還包括突出的殼體結構16，該殼體結構16固定到所述船體12。所述突出的殼體結構16表示所謂的舷臺結構(sponsonstructure)，舷臺結構是用於描述從船的側面突出的結構的術語。舷臺結構16可以固定到船體的殼體的外側表面，例如，舷臺結構可以焊接到船體12。因此，舷臺結構16適用於改裝現有的LNG船。船體12和舷臺結構16還可以設置為一體結構，例如，如果整個FLNG建造為新結構。如圖2、圖3a和圖北所示，舷臺結構16包括兩個這樣的結構，船體12的每側(右舷側和左舷側)各有一個舷臺結構。如圖3a和圖北所示，舷臺結構16的上甲板可以與船體的主甲板位於相同的高度。在圖3a中，表明舷臺結構16設置在船體12的水平面A的上方。因此，舷臺結構16可以改裝到LNG運輸船，而整個改裝過程不需要在乾燥的碼頭進行。但是，也可以設置舷臺結構16，使得舷臺結構16完全或者部分位於水平面A的下方，如圖: 中所示。舷臺結構16可以是水密性的。因此，當潛入水中時，舷臺結構16有助於FLNG的浮力和靜水穩定性。應當注意的是指出圖3a中的水平面A用於LNG儲存罐13中沒有儲存LNG的船。 當罐裝載LNG時，舷臺結構16通常將部分潛入水中，從而有助於上述的浮力和靜水穩定性。裝置或者FLNG 11還包括用於將天然氣轉換為LNG的LNG生產系統17。該LNG生產系統17設置在突出的殼體結構16中。但是，如果合適的話，LNG生產系統17的多個元件還可以設置在船體12中。應當注意的是術語「中」在此處的使用。但是，本領域技術人員應當知道LNG生產系統17的不同元件可以位於殼體結構16中、船體12中、殼體結構16 或者船體12的甲板上等，或者任何適用於設置這種設備的地方。裝置或者FLNG 11還包括用於將LNG從LNG生產系統17輸送到至少一個球形LNG 儲存罐13的工具(未示出)。另外，裝置11還可以包括從外部源接收天然氣的工具和用於加工並輸送天然氣到LNG生產系統17的工具。因為殼體結構16基本不影響船體12、LNG儲存罐等，殼體結構16和LNG生產系統 17適用改裝到LNG運輸船上。現在參考圖4，其中LNG生產系統17的多個構件由下面參考標記指代-17a-17b表示壓縮模塊-17c表示燃氣預處理模塊，用於清洗來自外部源的燃氣-17d表示管架-17e表示用於液化燃氣的液化模塊-17f表示用於冷卻目的的冷卻模塊-17g-17h也分別表示液化模塊和冷卻模塊本領域技術人員熟知這些構件，這裡將不再詳細描述。在殼體結構16中，還可以設置空隙空間(void space)、壓載水艙(watertallast tank)或者用於儲存由LNG生產系統提取的液態碳氫化合物的罐等。現在將詳細描述舷臺結構。所述舷臺結構為具有加固的船殼板(shellplating)
5和橫向的框架/防水壁(bullhead)的鋼結構，設計為這樣，舷臺結構可以直接與船體12的側面焊接。這對船體12僅具有很小的影響。舷臺結構可以利用傳統船結構構件設計和製造，例如鋼板和軋制的/建造的外形。舷臺結構的船材尺寸(scantling)應當滿足於能夠支撐來自安裝在舷臺的上方的設備、外部海水壓力、內部罐中液體壓力的重量/載荷。舷臺結構還表現為船體12的整個縱向長度的明顯增加。舷臺結構的上側可以設置為平的甲板，該甲板提供用於安裝設備的空間和結構強度。這是舷臺的主要目的，但是同樣重要的是當舷臺潛入水中時，舷臺將提供船的額外的靜水穩定性，這是提供與LNG生產有關的設備的重量和重心的一個重要方面。舷臺的主要尺寸將依賴多個因素，如在舷臺上方用於設備安裝所需要的空間，舷臺所提供的靜水穩定性，使用舷臺內部作為液態碳氫化合物儲存和/或壓載水艙的可能的需求等ο需要注意的是本發明對於新建和改建同樣引人注目，因為安裝舷臺對船體12的設計僅僅具有很小的影響，並且在LNG儲存罐3的設計上沒有影響。因此，本發明代表了一種用於使用現有的LNG運輸船作為FLNG單元的機遇。舷臺可以在造船廠的船塢(building dock)中直立並且安裝到船體結構。但是， 舷臺還可以設計和成形為當船體在舾裝碼頭漂浮時該舷臺能夠適合。舷臺分部分建造，並且由岸上起重機(shore crane)或者水上起重機(floating crane)提升到最終位置。為了簡化直立過程，舷臺的浮延長部分儘可能地限制在主船體的平坦側區域。還提供一種用於將LNG運輸船改造為用於懸浮生產LNG的裝置的方法。如上所述，LNG運輸船包括船體12和至少一個用於儲存LNG的球形LNG儲存罐。所述方法包括以下步驟-提供具有突出的殼體結構的LNG運輸船的船體12；-在所述突出的殼體結構中設置LNG生產系統17；-將所述LNG生產系統17連接到至少一個球形LNG儲存罐。所述方法還可以包括將殼體結構16固定到船體12的外側表面的步驟。所述方法進一步可以包括將殼體結構16焊接到所述船體12的步驟。所述方法還可以包括將船體的殼體結構16和LNG生產系統17改裝到船體12的步驟。所述方法還可以包括將殼體結構16設置在船體12的水平線的上方的步驟。當閱讀上面的說明書時，對本領域技術人員來說，更多的修改和變形將顯而易見。 本發明的範圍從下面的權利要求和他們的等同中顯現。
權利要求
1.一種浮動生產LNG的裝置，該裝置包括LNG運輸船，該LNG運輸船包括船體(1 和至少一個用於儲存LNG的球形LNG儲存罐 (13)；突出的殼體結構(16)，該突出的殼體結構(16)固定於所述船體(12)；LNG生產系統(17)，該LNG生產系統(17)用於將天然氣轉換為LNG，所述LNG生產系統 (17)設置在所述突出的殼體結構(16)中；工具，該工具用於將LNG從所述LNG生產系統(17)輸送到所述至少一個球形LNG儲存罐(13)。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述LNG生產系統(17)的多個元件設置在所述船體(12)中。
3.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述殼體結構(16)固定於LNG運輸船的殼體的外側表面。
4.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述船體(12)和所述殼體結構(16)是一體結構。
5.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述殼體結構(16)焊接於所述船體(12)。
6.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述殼體結構(16)的上表面與LNG運輸船的主甲板基本平齊。
7.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述殼體結構(16)設置在所述船體(12)的水平面的上方。
8.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置包括用於從外部源接收天然氣的工具和用於將天然氣輸送到LNG生產系統(17)的工具。
9.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述殼體結構(16)為水密性的。
10.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述殼體結構(16)包括浮力艙。
11.根據權利要求1所述裝置，其中，所述殼體結構(16)和所述LNG生產系統(17)用來改裝到所述LNG運輸船。
12.一種用於將LNG運輸船改造為用於懸浮生產LNG的裝置的方法，所述LNG運輸船包括船體(1 和至少一個用於儲存LNG的球形LNG儲存罐(13)，其中所述方法包括以下步驟-提供具有突出的殼體結構(16)的所述LNG運輸船的船體(12)；-在所述突出的殼體結構(16)中設置LNG生產系統(17)；-將所述LNG生產系統(17)連接到所述至少一個球形LNG儲存罐(13)。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述方法包括將所述殼體結構(16)固定到所述船體(1 的外側表面。
14.根據權利要求12所述的方法，其中，所述方法包括將所述殼體結構(16)焊接到所述船體(12)。
15.根據權利要求12所述的方法，其中，所述方法包括將所述船體(1 的所述殼體結構(16)和所述LNG生產系統(17)改裝到所述船體(12)。
16.根據權利要求12所述的方法，其中，所述方法包括將所述殼體結構(16)設置在所述船體(12)的水平線的上方。
全文摘要
本發明涉及一種用於浮動生產LNG的裝置，該裝置包括LNG運輸船，該LNG運輸船包括船體(12)和至少一個用於儲存LNG的球形LNG儲存罐(13)；突出的殼體結構(16)，該突出的殼體結構(16)固定於所述船體(12)；LNG生產系統(17)，該LNG生產系統(17)用於將天然氣轉換為LNG，所述LNG生產系統(17)設置在所述突出的殼體結構(16)中；以及工具，該工具用於將LNG從所述LNG生產系統(17)輸送到所述至少一個球形LNG儲存罐(13)。本發明還涉及一種用於將LNG運輸船改造為用於懸浮生產LNG的裝置的方法。
文檔編號B63B25/16GK102216153SQ200980146302
公開日2011年10月12日 申請日期2009年10月28日 優先權日2008年11月19日
發明者L·桑內斯, T·斯科甘 申請人:摩斯海運公司