МОДУЛЬ ДЛЯ УСТРОЙСТВ СЖИЖЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА, УСТРОЙСТВО СЖИЖЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА УСТРОЙСТВ СЖИЖЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2020 года по МПК F25J1/00 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к технологии строительства устройства сжижения природного газа, выполненного с возможностью сжижения природного газа.

Уровень техники

[0002] Устройство сжижения природного газа (устройство сжижения ПГ) представляет собой установку, выполненную с возможностью охлаждения и сжижения природного газа (ПГ), добытого из газовой скважины или т.п., с получением сжиженного природного газа (СПГ).

В последние годы при строительстве устройств сжижения ПГ предпринимались попытки составления устройства сжижения ПГ из модулей посредством разделения большого количества устройств, образующих устройство сжижения ПГ, на блоки и монтажа группы устройств из каждого такого блока в общий каркас (например, согласно патентной литературе 1). Модуль для строительства устройства сжижения ПГ здесь и далее упоминается как «модуль устройства сжижения природного газа (модуль устройства сжижения ПГ)».

[0003] Например, модуль для устройства сжижения ПГ строят в другом месте. Модуль для устройства сжижения ПГ транспортируют на строительную площадку устройства сжижения ПГ и монтируют на ней. Затем объединяют множество модулей устройства сжижения ПГ для компоновки устройства сжижения ПГ.

[0004] В каркасе, образующем модуль для устройства сжижения ПГ, монтируют большое количество устройств, таких как устройства (энергопотребляющие устройства), выполненные с возможностью приема подаваемой извне электроэнергии для двигателя, и устройства (устройства, которыми необходимо управлять), подлежащие управлению работой на основании сигнала управления.

В отношении подачи электроэнергии в энергопотребляющие устройства, в некоторых случаях одновременно с модулем для устройства сжижения ПГ предусмотрено помещение подстанции, где находится трансформатор, выполненный с возможностью преобразования напряжения, оборудование для управления питанием, выполненное с возможностью регулирования подачи питания на каждое из энергопотребляющих устройств, и устройство энергоснабжения, такое как расцепитель или прерыватель.

[0005] Кроме того, в отношении управления работой устройства, которым необходимо управлять, в некоторых случаях одновременно с модулем для устройства сжижения ПГ предусмотрено помещение для управления приборами, где находится устройство вывода управляющей информации. Устройство вывода управляющей информации выполнено с возможностью вывода информации по управлению работой устройства, которым необходимо управлять, такой как установленное значение скорости потока, установленное значение давления и установленное значение температуры, которая поступает от оператора на контроллер, выполненный с возможностью осуществления управления работой устройства, которым необходимо управлять, в центральной диспетчерской, выполненной с возможностью осуществления общего управления всем устройством сжижения ПГ, и указанное устройство выполнено с возможностью вывода информации, например, о скорости потока, давлении и температуре, которые необходимо регулировать с помощью указанного устройства, которым необходимо управлять, в центральную диспетчерскую.

[0006] В отношении того случая, когда помещение подстанции и помещение для управления приборами (здесь и далее иногда называемые в совокупности как «вспомогательное строение») обеспечены одновременно с модулем для устройства сжижения ПГ, как описано выше, в патентной литературе 1 отсутствует описание технологии, предусматривающей эффективное объединение каркаса, содержащего группу устройств, вмонтированных в него, со вспомогательным строением с получением модуля для устройства сжижения ПГ, и транспортировки такого модуля для устройства сжижения ПГ на строительную площадку для строительства устройства сжижения ПГ.

Список литературы

Патентная литература

[0007] [Патентная литература 1] WO 2014/028961 A1

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема

[0008] Настоящее изобретение сделано с учетом вышеописанных обстоятельств, и его задача заключается в обеспечении модуля для устройства сжижения природного газа, который можно без труда транспортировать и монтировать на строительной площадке.

Решение проблемы

[0009] В соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения, предложен модуль для устройства сжижения природного газа, содержащий: каркас, выполненный с возможностью вмещения группы устройств, образующих часть устройства сжижения природного газа; вспомогательное строение, которое обеспечено отдельно от каркаса и выполнено с возможностью вмещения по меньшей мере одного из следующего: устройства энергоснабжения, выполненного с возможностью подачи электроэнергии на энергопотребляющее устройство, входящее в указанную группу устройств, или устройства вывода управляющей информации, выполненного с возможностью вывода на контроллер, входящий в указанную группу устройств и выполненный с возможностью осуществления управления работой устройства, которым необходимо управлять, с помощью сигнала управления, информации по управлению работой; и соединительный элемент, выполненный с возможностью соединения каркаса и вспомогательного строения друг с другом так, чтобы каркас и вспомогательное строение можно было транспортировать как единое целое при перевозке модуля для устройства сжижения природного газа, и с возможностью отсоединения каркаса и вспомогательного строения друг от друга во время монтажа модуля для устройства сжижения природного газа на строительной площадке устройства сжижения природного газа.

[0010] Модуль для устройства сжижения природного газа может иметь следующие признаки.

(a) Модуль для устройства сжижения природного газа находится в таком состоянии, в котором каркас и вспомогательное строение соединены друг с другом через соединительный элемент. Если во вспомогательном строении предусмотрено устройство энергоснабжения, то устройство энергоснабжения и энергопотребляющее устройство, в которое подают электроэнергию, соединены друг с другом фидерной линией. Если во вспомогательном строении предусмотрено устройство вывода управляющей информации, то устройство вывода управляющей информации и контроллер, в который поступает информация по управлению работой, соединены друг с другом линией передачи сигналов.

(b) Соединительный элемент выполнен с возможностью соединения боковой поверхности каркаса и боковой поверхности вспомогательного строения друг с другом, так что каркас и вспомогательное строение расположены в монтажных положениях, соответственно, когда модуль для устройства сжижения природного газа смонтирован на строительной площадке, а соединительный элемент демонтирован.

(c) Вспомогательное строение имеет взрывоустойчивую конструкцию, а каркас не имеет взрывоустойчивой конструкции.

Кроме того, устройство сжижения природного газа содержит множество модулей для устройства сжижения природного газа, и каждый из них смонтирован в том состоянии, когда демонтирован соединительный элемент.

[0011] Далее, в соответствии с одним вариантом реализации другого изобретения, предложен способ производства устройства сжижения природного газа, включающий: строительство модуля для устройства сжижения природного газа, содержащего: каркас, выполненный с возможностью вмещения группы устройств, образующих часть устройства сжижения природного газа; вспомогательное строение, которое обеспечено отдельно от каркаса и выполнено с возможностью вмещения по меньшей мере одного из следующего: устройства энергоснабжения, выполненного с возможностью подачи электроэнергии на энергопотребляющее устройство, входящее в указанную группу устройств, или устройства вывода управляющей информации, выполненного с возможностью вывода на контроллер, входящий в указанную группу устройств и выполнен с возможностью осуществления управления работой устройства, которым необходимо управлять, с помощью сигнала управления, информации по управлению работой; и соединительный элемент, выполненный с возможностью соединения каркаса и вспомогательного строения друг с другом так, чтобы каркас и вспомогательное строение можно было транспортировать как единое целое при перевозке модуля для устройства сжижения природного газа; транспортировку модуля для устройства сжижения природного газа с места строительства модуля для устройства сжижения природного газа на строительную площадку устройства сжижения природного газа; и отсоединение каркаса и вспомогательного строения друг от друга посредством демонтажа соединительного элемента во время монтажа модуля для устройства сжижения природного газа, привезенного на строительную площадку, на строительной площадке.

[0012] Способ производства устройства сжижения природного газа может иметь следующие признаки.

(d) Строительство модуля для устройства сжижения природного газа включает: соединение, если во вспомогательном строении предусмотрено устройство энергоснабжения, устройства энергоснабжения и энергопотребляющего устройства, на которое подают электроэнергию, друг с другом с помощью фидерной линии; соединение, если во вспомогательном строении предусмотрено устройство вывода управляющей информации, устройства вывода управляющей информации и контроллера, на который выводят информацию по управлению работой, друг с другом с помощью линии передачи сигналов.

(e) Соединительный элемент выполнен с возможностью соединения боковой поверхности каркаса и боковой поверхности вспомогательного строения друг с другом, и при демонтаже соединительного элемента для отсоединения каркаса и вспомогательного строения друг от друга, каркас и вспомогательное строение расположены в монтажных положениях, соответственно.

(f) Строительство модуля для устройства сжижения природного газа включает: компоновку вспомогательного строения, имеющего взрывоустойчивую конструкцию; и компоновку каркаса со стальной несущей конструкцией, не имеющей взрывоустойчивой конструкции.

Полезный эффект изобретения

[0013] В настоящем изобретении каркас, выполненный с возможностью вмещения группы устройств, образующих часть устройства сжижения природного газа, и вспомогательное строение, выполненное с возможностью вмещения устройства энергоснабжения или устройства вывода управляющей информации, соединены друг с другом соединительным элементом. Таким образом, при транспортировке модуля для устройства сжижения природного газа каркас и вспомогательное строение можно без труда транспортировать как единое целое.

Кроме того, после монтажа модуля для устройства сжижения природного газа на строительной площадке устройства сжижения природного газа, каркас и вспомогательное строение отделяют друг от друга посредством демонтажа соединительного элемента. Таким образом, проектирование и строительство конструкции модуля для устройства сжижения природного газа можно осуществлять в условиях с меньшим количеством ограничений, независимо от различий в проектно-конструкторских стандартах и т.п.

Краткое описание чертежей

[0014] На фиг. 1 представлена схема для иллюстрации примера конфигурации каждой технологической установки, включенной в устройство сжижения природного газа.

На фиг. 2 представлен вид сверху для иллюстрации примера расположения модулей для устройства сжижения природного газа, которые должны быть размещены в устройстве сжижения природного газа.

На фиг. 3 представлен вид сбоку модуля для устройства сжижения природного газа в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

На фиг. 4 представлен вид сбоку модуля для устройства сжижения природного газа в соответствии со сравнительным вариантом реализации.

Описание вариантов реализации изобретения

[0015] На фиг. 1 представлена схема для иллюстрации одного примера схематической конфигурации устройства сжижения природного газа (ПГ), скомпонованного с применением модуля для устройства сжижения природного газа в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

Устройство сжижения ПГ содержит газожидкостную разделительную установку 11, установку 12 удаления ртути, установку 13 удаления кислых газов, установку 14 обезвоживания, технологическую установку 15 сжижения и бак-накопитель 17. Газожидкостная разделительная установка 11 выполнена с возможностью выделения жидкости из ПГ. Установка 12 удаления ртути выполнена с возможностью удаления ртути из ПГ. Установка 13 удаления кислых газов выполнена с возможностью удаления кислого газа, такого как диоксид углерода и сероводород, из ПГ. Установка 14 обезвоживания выполнена с возможностью удаления следового количества влаги, содержащейся в ПГ. Технологическая установка 15 сжижения выполнена с возможностью охлаждения и сжижения ПГ, из которого удалены указанные примеси, с получением СПГ. Бак-накопитель 17 выполнен с возможностью хранения сжиженного СПГ.

[0016] Газожидкостная разделительная установка 11 выполнена с возможностью выделения конденсата, который является жидкостью при нормальной температуре, содержащегося в ПГ, транспортируемом по трубопроводу или т.п. Например, газожидкостная разделительная установка 11 содержит группу устройств, содержащую, например, удлиненную трубу и барабан, колонну регенерации и ребойлер жидкого антифриза, а также вспомогательные элементы. Удлиненная труба и барабан расположены под наклоном и выполнены с возможностью выделения жидкости из ПГ благодаря разнице удельных плотностей. Колонна регенерации и ребойлер жидкого антифриза выполнены с возможностью регенерации и нагревания жидкого антифриза для его добавления по мере необходимости с целью предотвращения засорения трубопровода в процессе транспортировки.

[0017] Установка 12 удаления ртути выполнена с возможностью удаления следового количества ртути, содержащейся в ПГ, из которого удалена жидкость. Например, установка 12 удаления ртути содержит группу устройств, содержащую, например, колонну адсорбции ртути, причем адсорбционная колонна наполнена агентом для удаления ртути, и вспомогательные элементы.

[0018] Установка 13 удаления кислого газа выполнена с возможностью удаления кислого газа, такого как диоксид углерода и сероводород, которые могут затвердевать в СПГ во время сжижения. В качестве способа удаления кислого газа предложен способ с применением газопоглощающей жидкости, содержащей аминное соединение или т.п., и способ с применением газоразделительной мембраны, через которую может проходить кислый газ, содержащийся в ПГ.

[0019] При использовании газопоглощающей жидкости, установка 13 удаления кислого газа содержит группу устройств, содержащую, например, абсорбционную колонну, колонну регенерации, ребойлер и вспомогательные элементы. Абсорбционная колонна выполнена с возможностью приведения ПГ и газопоглощающей жидкости в противоточный контакт друг с другом. Колонна регенерации выполнена с возможностью регенерации газопоглощающей жидкости, содержащей абсорбированный кислый газ. Ребойлер выполнен с возможностью нагревания газопоглощающей жидкости в колонне регенерации.

Кроме того, при использовании газоразделительной мембраны, установка 13 удаления кислого газа содержит группу устройств, содержащую, например, газоразделительную установку, выполненную с возможностью вмещения большого количества половолоконных мембран в главном корпусе, а также вспомогательные элементы.

[0020] Установка 14 обезвоживания выполнена с возможностью удаления следового количества влаги, содержащейся в ПГ. Например, установка 14 обезвоживания содержит группу устройств, содержащую, например, множество адсорбционных колонн, нагреватель и вспомогательные элементы. Множество адсорбционных колонн наполнены адсорбентом, таким как молекулярные сита или силикагель, и операцию по удалению влаги из ПГ и операцию по регенерации адсорбента, содержащего адсорбированную влагу, осуществляют поочередно. Нагреватель выполнен с возможностью нагревания газа регенерации (например, ПГ, из которого удалена влага) для адсорбента, подаваемого в адсорбционную колонну, в которой осуществляют операцию регенерации.

[0021] ПГ, из которого примеси удалены с помощью различных установок 11–14 удаления примесей, описанных выше, подают в технологическую установку 15 сжижения для осуществления сжижения. Технологическая установка 15 сжижения содержит такие устройства, как теплообменник предварительного охлаждения, скруберная колонна, главный криогенный теплообменник (MCHE), компрессор 21 хладагента и вспомогательные элементы. Теплообменник предварительного охлаждения выполнен с возможностью предварительного охлаждения ПГ с помощью хладагента предварительного охлаждения, содержащего пропан в качестве основного компонента. Скруберная колонна выполнена с возможностью удаления тяжелого компонента из предварительно охлажденного ПГ. Главный криогенный теплообменник (MCHE) выполнен с возможностью охлаждения, сжижения и переохлаждения ПГ с помощью смесевого хладагента, содержащего множество различных видов исходных хладагентов, таких как азот, метан, этан и пропан. Компрессор 21 хладагента выполнен с возможностью сжатия газообразного хладагента предварительного охлаждения и смесевого хладагента, которые в результате теплообмена превращаются в газ.

[0022] На фиг. 1 не показано каждое из вышеуказанных устройств, за исключением отдельных компрессоров хладагента (компрессор смесевого хладагента (MR) низкого давления и компрессор MR высокого давления для смесевого хладагента, а также компрессор C3 для хладагента предварительного охлаждения) для хладагента предварительного охлаждения и смесевого хладагента, которые описаны вместе как один компонент.

Кроме того, на фиг. 1 показан пример применения газовой турбины 22 в качестве источника энергии, которая выполнена с возможностью приведения в движение компрессоров 21 хладагента, но в соответствии с мощностью компрессоров 21 хладагента можно использовать двигатель или подобное устройство.

[0023] Кроме того, на следующей ступени каждого из компрессоров 21 хладагента в технологической установке 15 сжижения предусмотрено большое количество теплообменников 41 с воздушным охлаждением (ACHE), выполненных с возможностью охлаждения жидкости, находящейся в устройстве сжижения ПГ. Теплообменники 41 с воздушным охлаждением (ACHE) образуют различные охладители, выполненные с возможностью охлаждения сжатого хладагента, и конденсаторы, и охладители, и подобные устройства, выполненные с возможностью охлаждения газопоглощающей жидкости, регенерированной в колонне регенерации, и верхнего жидкого погона колонны в том случае, если в установке 13 удаления кислого газа используют газопоглощающую жидкость.

[0024] Кроме того, помимо технологической установки 15 сжижения предусмотрена ректификационная установка 16. Ректификационная установка 16 содержит деэтанизатор, выполненный с возможностью выделения этана из жидкости (тяжелого жидкого компонента), выделенной из охлажденного ПГ, депропанизатор, выполненный с возможностью выделения пропана из жидкости, из которой выделен этан, и дебутанизатор, выполненный с возможностью выделения бутана из жидкости, из которой удален пропан, с получением конденсата, который является жидкостью при нормальной температуре. Деэтанизатор, депропанизатор и дебутанизатор содержат группу устройств, содержащую, например, ректификационную колонну, выполненную с возможностью ректификации каждого компонента, ребойлер, выполненный с возможностью нагревания жидкости в каждой ректификационной колонне, и вспомогательные элементы. Ректификационная установка 16 соответствует установке удаления тяжелого компонента в одном варианте реализации настоящего изобретения.

[0025] Сжиженный природный газ (СПГ), подверженный сжижению и переохлаждению в технологической установке 15 сжижения, подают и хранят в баке-накопителе 17 СПГ, который хранят в баке-накопителе 17, выкачивают с помощью насоса СПГ (не показан) и закачивают в СПГ танкер или трубопровод.

[0026] Кроме того, в устройстве сжижения ПГ установлены также группы устройств, содержащие, например, маслонагреватель, бойлер и т.п., выполненные с возможностью осуществления различных операций нагревания, выполняемых в каждой из вышеупомянутых установок 11–16 удаления примесей, и осуществления нагревания теплоносителя (например, горячего масла, пара или т.п.), подаваемого в нагреватель, выполненный с возможностью предотвращения замерзания поверхности земли или т.п., который предусмотрен на нижней поверхности бака-накопителя 17, а также вспомогательные элементы, и газотурбинные генератор и газовый двигатель-генератор, выполненные с возможностью подачи электроэнергии, расходуемой в устройстве сжижения ПГ, и вспомогательные элементы.

[0027] На фиг. 2 представлена схема для иллюстрации одного примера планировки вышеупомянутого устройства сжижения ПГ. Устройство сжижения ПГ согласно данному варианту реализации скомпоновано посредством объединения множества модулей M для устройства сжижения ПГ (здесь и далее иногда упоминаемых просто как «модули M»), каждый из которых выполнен с возможностью вмещения группы устройств (например, устройств 6 в каркасе и ACHE 41), образующих каждую из установок 11–16 удаления примесей в общем каркасе 30.

[0028] В примере, изображенном на фиг. 2, группа устройств, образующих технологическую установку 15 сжижения, дополнительно разделена на множество группу, и предусмотрено множество модулей M, каждый из которых выполнен с возможностью вмещения группы устройств в каждой разделенной на части группе в каркасе 30. Кроме того, каждая группа устройств (устройства 6 в каркасе и ACHE 41), образующая другие устройства 11, 12, 13, 14 и 16 удаления примесей, маслонагреватель, бойлер и т.п., также разделены на группы, например, по установкам 11, 12, 13, 14 и 16 удаления примесей, и предусмотрено множество модулей M, выполненных с возможностью вмещения группы устройств в каждой разделенной на части группе в каркасе 30.

[0029] Кроме того, как показано на фиг. 2, множество модулей M на боковой поверхности технологической установки 15 сжижения расположены в горизонтальном направлении, и модули M, соединенные с другими установками 11, 12, 13, 14, 16 удаления примесей и т.п., расположены в горизонтальном направлении. Модули M в двух рядах образуют устройство сжижения ПГ. Кроме того, компрессоры 21 хладагента, которые представляют собой компрессор MR и компрессор C3, расположены по обеим сторонам ряда модулей M на технологической установке 15 сжижения.

В дальнейшем описании исходная сторона оси Y на оси координат, представленной сплошными линиями на фиг. 2, упомянута как «передняя сторона», а сторона в направлении ее стрелки упомянута как «задняя сторона». Кроме того, оси субкоординат, представленные прерывистыми линиями на фиг. 2 – фиг. 4, означают направления, в которых каждому из модулей M уделено основное внимание. Исходную сторону оси Y' в осях субкоординат называют «ближней стороной», а сторону в направлении ее стрелки называют «дальней стороной».

[0030] Как показано на фиг. 2 и фиг. 3, каркас 30, образующий каждый из модулей M, выполнен так, что имеет по существу прямоугольную форму в вертикальной проекции, и представляет собой стальную несущую конструкцию, обеспечивающую возможность размещения устройств, входящих в группу устройств каждой из установок 11–16 удаления примесей, в несколько слоев в вертикальном направлении.

[0031] Предусмотрен ряд, в котором множество ACHE 41 скомпонованы вдоль оси Y, направленной от дальней стороны к ближней стороне на верхней поверхности каркаса 30. Кроме того, предусмотрено множество рядов ACHE 41 (для удобства изображения на фиг. 2 представлен пример из трех рядов) в направлении ширины каркаса 30 и, следовательно, скомпоновано большое количество групп 4 ACHE. ACHE 41 образуют часть группы устройств в каждой из установок 11–16 удаления примесей.

[0032] Как показано на фиг. 3(a), в пространстве на нижней стороне зоны, где расположена группа 4 ACHE, находится трубчатый стеллаж, в котором уложено большое количество труб 42, по которым движется жидкость, транспортируемая между установками 11–16 удаления примесей. Трубы 42 также образуют часть группы устройств в каждой из установок 11–16 удаления примесей.

[0033] Кроме того, на нижней стороне труб 42, уложенных в трубчатый стеллаж, и в пространстве на дальней стороне от трубчатого стеллажа устройства 6 в каркасе, образующем часть группы устройств в каждой из установок 11–16 удаления примесей, скомпонованы вместе с вышеупомянутыми ACHE 41. Устройство 6 в каркасе включает статические устройства, такие как колонна, бак и теплообменник, динамические устройства, такие как насос 6a, соединительные трубы (не показаны), выполненные с возможностью соединения статических устройств и динамических устройств друг с другом и соединения статических устройств и динамических устройств и труб 42 со стороны трубчатого стеллажа друг с другом, и т.п.

[0034] В модуле M, имеющем вышеуказанную конфигурацию, устройств, скомпонованных в каркасе 30, энергопотребляющие устройства, которые используют электроэнергию для движения, такие как ACHE 41 и насос 6a, получают электроэнергию, преобразованную в соответствии с номинальным напряжением каждого из энергопотребляющих устройств, по фидерным линиям.

С учетом вышесказанного, помещение подстанции, где находится трансформатор, выполненный с возможностью преобразования напряжения, оборудование для управления питанием, выполненное с возможностью регулирования мощности, подаваемой на каждое из энергопотребляющих устройств, и устройство энергоснабжения, такое как расцепитель или прерыватель, предусмотрены одновременно с каркасом 30, выполненным с возможностью вмещения энергопотребляющих устройств.

[0035] Кроме того, различные устройства, скомпонованные в каркасе 30, включают различные управляемые устройства, например, регулирующие клапаны, такие как клапан для регулирования скорости потока, выполненный с возможностью регулирования скорости потока жидкости, клапан регулирования давления, выполненный с возможностью регулирования давления в башне и колонне, и клапан для регулирования скорости потока, выполненный с возможностью увеличения или уменьшения скорости потока теплообменника и хладагента для регулирования выходного отверстия теплообменника для жидкости, температуру которой необходимо отрегулировать, и двухпозиционный клапан, который открыт или закрыт в соответствии с уровнем жидкости в башне и баке.

[0036] Контроллеры обеспечены одновременно с управляемыми устройствами. Контроллеры выполнены с возможностью вывода управляющей информации на управляемые устройства на основании результатов, полученных в результате обнаружения в чувствительном элементе, таких как скорость потока, давление, температура и уровень жидкости, для осуществления управления работой каждого из устройств, которыми необходимо управлять. Таким образом, создан контур управления.

[0037] В таком случае помещение для управления приборами, выполненное с возможность вмещения устройства вывода управляющей информации, которое называют цеховой станцией управления (FCS) или подобным термином, также обеспечено одновременно с каркасом 30, выполненным с возможностью вмещения устройств, связанных в некоторых случаях с контуром управления. Устройство вывода управляющей информации выполнено с возможностью вывода информации по управлению работой устройства, которым необходимо управлять, такой как установленное значение скорости потока, установленное значение давления и установленное значение температуры, которая поступает от оператора на контроллер, выполненный с возможностью осуществления управления работой устройства, которым необходимо управлять, в центральной диспетчерской, выполненной с возможностью осуществления общего управления всем устройством сжижения ПГ, и указанное устройство выполнено с возможностью вывода информации, например, о скорости потока, давлении, температуре и уровне жидкости, измеренной в чувствительном элементе, в центральную диспетчерскую.

Устройство вывода управляющей информации и контроллер каждого из управляемых устройств, а также чувствительный элемент связаны друг с другом линиями передачи сигналов. Кроме того, в следующем описании помещение подстанции и помещение для управления приборами также упомянуты как «вспомогательное строение 50».

[0038] Далее рассмотрен способ обеспечения вспомогательного строения 50 одновременно с каркасом 30.

При строительстве устройства сжижения ПГ осуществляют следующую операцию. Модуль M строят на заводе или т.п., отличном от строительной площадки устройства сжижения ПГ, и транспортируют готовый модуль M на строительную площадку с помощью грузового судна или транспортного средства. После этого устанавливают модуль M на строительной площадке.

[0039] В то же время, как описано выше, соединяют друг с другом устройство энергоснабжения во вспомогательном строении 50 и энергопотребляющие устройства в каркасе 30 с помощью фидерных линий. Кроме того, устройство вывода управляющей информации во вспомогательном строении 50 и контроллер каждого из управляемых устройств, а также чувствительный элемент в каркасе 30 соединяют друг с другом линиями передачи сигналов.

Таким образом, если каркас 30 и вспомогательное строение 50 смонтированы друг с другом во время строительства модуля M, и если завершено подключение фидерных линий и линий передачи сигналов, трудовые затраты после установки модуля M на строительной площадке могут быть существенно снижены по сравнению с тем случаем, когда каркас 30 и вспомогательное строение 50 по отдельности транспортируют для монтажа на строительной площадке и выполняют операцию подключения фидерных линий и линий передачи сигналов.

[0040] С описанной выше точки наблюдения, как показано на фиг. 4, можно скомпоновать модуль M', в котором вспомогательное строение 50 также размещено в каркасе 30a вместе с другой группой устройств (ACHE 41 и устройствами 6 в каркасе).

[0041] В модуле M', показанном на фиг. 4, показан пример того, как вспомогательное строение 50, которое представляет собой помещение подстанции, расположено на верхней поверхности дальней стороны каркаса 30a. В модуле M' устройство энергоснабжения во вспомогательном строении 50 и ACHE 41 и насос 6a, которые представляют собой энергопотребляющие устройства, соединены друг с другом фидерными линиями 51, схематически изображенными прерывистыми линиями.

Если построен модуль M', имеющий вышеуказанную конфигурацию, и каркас 30a и вспомогательное здание 50 привезены как единая установка и смонтированы на строительной площадке, то по существу не требуется операция по подключению фидерных линий и линий передачи сигналов и, следовательно, трудовые затраты после этого могут быть существенно снижены.

[0042] Однако в устройстве сжижения ПГ, выполненном с возможностью работы с горючей жидкостью и криогенной жидкостью, вспомогательное строение 50, содержащее устройства (устройство энергоснабжения и устройства вывода управляющей информации), выполненные с возможностью осуществления важных функций управления устройством сжижения ПГ, необходимо проектировать как строение, которое может выдерживать воздействие взрыва при аварии, и вспомогательное строение 50 и конструкция, выполненная с возможностью обеспечения опоры для строительного здания 50, в некоторых случаях должны иметь взрывоустойчивую конструкцию.

[0043] В таком случае, если вспомогательное строение 50 расположено на верхней поверхности каркаса 30a, как показано на фиг. 4, необходимо формировать каркас 30a с применением стальных элементов с поперечным сечением большего размера для поддержки взрывоустойчивой нагрузки вспомогательного строения 50. Также в этом отношении модуль M’, изображенный на фиг. 4, имеет конфигурацию, при которой строительные затраты могут увеличиваться.

Например, если вспомогательное строение 50 расположено в пространстве на нижней стороне труб 42 или на ближней стороне каркаса 30a, а не так, как показано в примере на фиг. 4, где вспомогательное строение 50 расположено на верхней поверхности каркаса 30a, то диапазон необходимого увеличения поперечного сечения стального элемента каркаса 30a для поддержки взрывоустойчивой нагрузки вспомогательного строения 50 может быть ограничен только до части нижнего слоя. Однако необходима прочная конструкция каркаса с большим диапазоном, и необходимо, чтобы вспомогательное строение было смонтировано в каркасе 30a до монтажа труб 42 с точки зрения стадии строительства. Таким образом, возникает также новая проблема, поскольку поэтапный менеджмент становится затруднительным.

[0044] С учетом проблем, описанных выше, модуль M в данном варианте реализации принимает конфигурацию, в которой боковая поверхность каркаса 30, выполненного с возможностью вмещения группы устройств (например, устройств 6 в каркасе, ACHE 41), и боковая поверхность вспомогательного строения 50 соединены друг с другом с помощью соединительного элемента 31.

Более конкретно, как показано на фиг. 3(a), модуль M в данном варианте реализации имеет конструкцию, в которой вспомогательное строение 50 расположено в боковом положении на ближней стороне каркаса 30 в соответствии со взаимным расположением после установки на строительной площадке, и боковая поверхность каркаса 30 и боковая поверхность несущей рамы 501, выполненной с возможностью обеспечения опоры для вспомогательного строения 50, соединены друг с другом с помощью соединительного элемента 31.

[0045] Например, соединительный элемент 31 сформирован из стального элемента и имеет ширину от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров спереди и сзади, в соответствии с расстоянием между каркасом 30 и вспомогательным строением 50 (несущей рамой 501). В отношении соединения стальных элементов, образующих каркас 30, соединительный элемент 31 и несущую раму 501, возможны многочисленные способы, такие как способы соединения с применением скрученной на болтах конструкции и сварной конструкции, с учетом транспортной нагрузки, разгрузочной операции на строительной площадке и т.п.

[0046] Кроме того, во время строительства модуля M энергопотребляющие устройства в каркасе 30 и устройство энергоснабжения во вспомогательном строении 50, которое представляет собой помещение подстанции, соединены друг с другом фидерными линиями 51. Кроме того, контроллер каждого устройства, которым необходимо управлять, и чувствительный элемент в каркасе 30 и в устройстве вывода управляющей информации во вспомогательном строении 50, которое представляет собой помещение для управления приборами, соединены друг с другом линиями передачи сигналов.

На фиг. 3(a) и фиг. 3(b) изображено состояние, в котором устройство энергоснабжения во вспомогательном строении 50, которое представляет собой помещение подстанции, и ACHE 41 и насос 6a, которые представляют собой энергопотребляющие устройства, соединены друг с другом фидерными линиями 51, изображенными прерывистыми линиями.

[0047] На основании вышеуказанного плана, модуль M строят в таком состоянии, в котором заданные группы устройств монтируют в каркасе 30 и вспомогательном строении 50, указанные устройства соединяют друг с другом фидерными линиями 51 и линиями передачи сигналов, а затем соединяют друг с другом каркас 30 и вспомогательное строение 50 с помощью соединительного элемента 31 на заводе, отличном от строительной площадки устройства сжижения ПГ или т.п. (фиг. 3(a)).

Построенный модуль M транспортируют на строительную площадку с помощью грузового судна или транспортного средства в таком состоянии, в котором каркас 30 и вспомогательное строение 50 соединены друг с другом в единое целое (фиг. 3(a)).

[0048] Модуль M размещают на фундаменте, заранее заложенном на строительной площадке устройства сжижения ПГ, и крепят нижнюю часть каркаса 30 и нижнюю часть несущей рамы 501 вспомогательного строения к фундаменту для монтажа модуля 30.

В таком случае, как описано выше, каркас 30 и вспомогательное строение 50 соединены друг с другом в соответствии с взаимным расположением после установки на строительной площадке. Таким образом, можно обеспечивать точное размещение каркаса 30 и вспомогательного строения 50 после транспортировки модуля M в положение, заданное заранее.

[0049] После этого демонтируют соединительный элемент 31, соединяющий друг с другом стальные элементы, образующие каркас 30 и несущую раму 501. В результате, как показано на фиг. 3(b), каркас 30 и вспомогательное строение 50, образующие модуль M как единое целое, устанавливают в состоянии, раздельном друг от друга.

Не существует конкретного ограничения в отношении порядка демонтажа соединительного элемента 31. После транспортировки модуля M к месту вблизи монтажного положения можно отсоединять соединительный элемент 31, и можно точно выравнивать каркас 30 и вспомогательное строение 50 относительно друг друга.

[0050] В таком случае вспомогательное строение 50, отсоединенное от каркаса 30, устанавливают в положении за пределами каркаса 30 и на требуемом расстоянии от каркаса 30. В результате взрывоустойчивая конструкция, необходимая для вспомогательного строения 50 и несущей рамы 501, выполненной с возможностью обеспечения опоры для вспомогательного строения 50, ограничена лишь указанным расстоянием, и нет необходимости в том, чтобы каркас 30 имел взрывоустойчивую конструкцию.

[0051] На основании вышеописанного способа, устанавливают множество модулей M, соответствующих установкам 11–16 удаления примесей, в заданных положениях, соответственно, а затем монтируют другое устройство, такое как компрессор 21 хладагента.

В примере, изображенном на фиг. 2, множество модулей M расположены в два ряда на передней стороне и задней стороне в таком состоянии, в котором вспомогательные строения 50, расположенные на ближней стороне каждого из каркасов 30, находятся напротив друг друга. Однако вспомогательные строения 50 могут быть расположены на передней стороне каждого из каркасов 30.

На фиг. 2 изображен пример, в котором одно вспомогательное строение 50 обеспечено для каждого из каркасов 30. Однако модули M можно строить и транспортировать в таком состоянии, в котором множество вспомогательных строений 50 для помещения подстанции и для помещения управления приборами соединены с каркасом 30.

[0052] Каждый из модулей M устанавливают в заданном положении и демонтируют соединительный элемент 31. Подключают трубы между модулями M и между модулями M и устройствами вне модулей M. От электростанции или подобной установки подключают фидерную линию к каждому из вспомогательных строений 50, которые представляют собой помещения подстанций. Подключают линию передачи сигналов между центральной диспетчерской и каждым из вспомогательных строений 50, которые представляют собой помещения управления приборами. Таким образом, может быть скомпоновано устройство сжижения ПГ.

[0053] Модуль M в данном варианте реализации имеет следующие эффекты.

Каркас 30, выполненный с возможностью вмещения группы устройств, образующих часть устройства сжижения природного газа, и вспомогательное строение 50, выполненное с возможностью вмещения устройства энергоснабжения или устройства вывода управляющей информации, соединены друг с другом соединительным элементом 31. Таким образом, во время транспортировки модуля M можно без труда перевозить каркас 30 и вспомогательное строение 50 как единое целое.

Кроме того, после установки модуля M на строительной площадке устройства сжижения природного газа отделяют друг от друга каркас 30 и вспомогательное строение 50 посредством демонтажа соединительного элемента 31. Таким образом, проектирование и строительство конструкции модуля M можно осуществлять в условиях с меньшим количеством ограничений, независимо от различий в проектно-конструкторских стандартах и т.п.

[0054] Здесь в примере, изображенном на фиг. 3(a), показан случай, в котором вспомогательное строение 50 расположено за пределами каркаса 30, и боковая поверхность каркаса 30 и боковая поверхность вспомогательного строения 50 (несущей рамы 501) соединены друг с другом с помощью соединительного элемента 31. Положение соединения вспомогательного строения 50 относительно каркаса 30 не ограничено описанным случаем.

[0055] Например, если решена вышеуказанная проблема поэтапного менеджмента, то модуль M, в котором каркас 30 и вспомогательное строение 50 соединены друг с другом с помощью соединительного элемента 31, может быть построен в таком состоянии, в котором вспомогательное строение 50 находится в каркасе 30 (например, в пространстве на нижней стороне труб 42). В таком случае модуль M можно транспортировать в более компактном виде.

Список ссылочных позиций

[0056] M, M' модуль (модуль для устройства сжижения ПГ)

11 газожидкостная разделительная установка

12 установка удаления ртути

13 установка удаления кислого газа

14 установка обезвоживания

15 технологическая установка сжижения

16 ректификационная установка

30, 30a каркас

31 соединительный элемент

41 ACHE

50 вспомогательное строение

51 фидерная линия

6 устройство в каркасе

6a насос.

Изобретение относится к переработке газа. Модуль (M) для устройства сжижения природного газа содержит каркас (30), выполненный с возможностью вмещения группы (6 и 41) устройств, образующих часть устройства сжижения природного газа, вспомогательное строение (50), которое обеспечено отдельно от каркаса (30) и выполнено с возможностью вмещения устройства энергоснабжения или устройства вывода управляющей информации, и соединительный элемент (31), выполненный с возможностью соединения каркаса (30) и вспомогательного строения (50) друг с другом так, что их можно транспортировать как единое целое при перевозке модуля (M) для устройства сжижения природного газа и отсоединять друг от друга во время монтажа модуля (M) для устройства сжижения природного газа на строительной площадке. Техническим результатом является упрощение транспортировки и монтажа устройства сжижения газа. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Модуль для устройства сжижения природного газа, содержащий:

каркас, выполненный с возможностью вмещения группы устройств, образующих часть устройства сжижения природного газа;

вспомогательное строение, обеспеченное отдельно от каркаса и выполненное с возможностью вмещения по меньшей мере одного из следующего: устройства энергоснабжения, выполненного с возможностью подачи электроэнергии на энергопотребляющее устройство, входящее в указанную группу устройств, или устройства вывода управляющей информации, выполненного с возможностью вывода на контроллер, который входит в указанную группу устройств и выполнен с возможностью осуществления управления работой устройства, которым необходимо управлять, с помощью сигнала управления, информации по управлению работой; и

соединительный элемент, выполненный с возможностью соединения каркаса и вспомогательного строения друг с другом, так чтобы обеспечивать возможность транспортировки каркаса и вспомогательного строения как единого целого в процессе транспортировки модуля для устройства сжижения природного газа, и демонтажа для разделения каркаса и вспомогательного строения друг от друга во время установки модуля для устройства сжижения природного газа на строительной площадке устройства сжижения природного газа.

2. Модуль для устройства сжижения природного газа по п. 1, находящийся в таком состоянии, в котором каркас и вспомогательное строение соединены друг с другом через соединительный элемент;

причём, если во вспомогательном строении имеется устройство энергоснабжения, то устройство энергоснабжения и энергопотребляющее устройство, в которое обеспечена возможность подачи электроэнергии, соединены друг с другом фидерной линией, и,

если во вспомогательном строении имеется устройство вывода управляющей информации, то устройство вывода управляющей информации и контроллер, в который обеспечена возможность вывода информации по управлению работой, соединены друг с другом линией передачи сигналов.

3. Модуль для устройства сжижения природного газа по п. 1, в котором соединительный элемент выполнен с возможностью соединения боковой поверхности каркаса и боковой поверхности вспомогательного строения друг с другом, так что каркас и вспомогательное строение расположены в монтажных положениях, соответственно, когда модуль для устройства сжижения природного газа смонтирован на строительной площадке, а соединительный элемент демонтирован.

4. Модуль для устройства сжижения природного газа по п. 1, в котором вспомогательное строение имеет взрывоустойчивую конструкцию, а каркас не имеет взрывоустойчивой конструкции.

5. Устройство сжижения природного газа, содержащее множество модулей для устройства сжижения природного газа по любому из пп. 1–4, каждый из которых смонтирован в состоянии, в котором демонтирован соединительный элемент.

6. Способ производства устройства сжижения природного газа, включающий:

строительство модуля для устройства сжижения природного газа, содержащего:

каркас, выполненный с возможностью вмещения группы устройств, образующих часть устройства сжижения природного газа;

вспомогательное строение, обеспеченное отдельно от каркаса и выполненное с возможностью вмещения по меньшей мере одного из следующего: устройства энергоснабжения, выполненного с возможностью подачи электроэнергии на энергопотребляющее устройство, входящее в указанную группу устройств, или устройства вывода управляющей информации, выполненного с возможностью вывода на контроллер, который входит в указанную группу устройств и выполнен с возможностью осуществления управления работой устройства, которым необходимо управлять, с помощью сигнала управления, информации по управлению работой; и

соединительный элемент, выполненный с возможностью соединения каркаса и вспомогательного строения друг с другом, так чтобы обеспечивать возможность транспортировки каркаса и вспомогательного строения как единого целого во время транспортировки модуля для устройства сжижения природного газа;

транспортировку модуля для устройства сжижения природного газа со строительной площадки модуля для устройства сжижения природного газа на строительную площадку устройства сжижения природного газа; и

отсоединение каркаса и вспомогательного строения друг от друга посредством демонтажа соединительного элемента во время установки модуля для устройства сжижения природного газа, транспортированного на строительную площадку, на строительной площадке.

7. Способ производства устройства сжижения природного газа по п. 6,

согласно которому строительство модуля для устройства сжижения природного газа включает:

если во вспомогательном строении имеется устройство энергоснабжения, соединение устройства энергоснабжения и энергопотребляющего устройства, в которое подают электроэнергию, друг с другом фидерной линией, и

если во вспомогательном строении имеется устройство вывода управляющей информации, соединение устройства вывода управляющей информации и контроллера, в который выводят информацию по управлению работой, друг с другом линией передачи сигналов.

8. Способ производства устройства сжижения природного газа по п. 6,

согласно которому соединительный элемент выполнен с возможностью соединения боковой поверхности каркаса и боковой поверхности вспомогательного строения друг с другом,

при этом, когда соединительный элемент демонтирован при отсоединении каркаса и вспомогательного строения друг от друга, каркас и вспомогательное строение располагают в монтажных положениях, соответственно.

9. Способ производства устройства сжижения природного газа по п. 6,

согласно которому строительство модуля для устройства сжижения природного газа включает:

компоновку вспомогательного строения, имеющего взрывоустойчивую конструкцию; и

компоновку каркаса со стальной несущей конструкцией, не имеющей взрывоустойчивой конструкции.