Способ перегрузки сжиженного природного газа между танкерами-газовозами Российский патент 2024 года по МПК B63B27/25 

Изобретение относится к транспортным технологиям углеводородов, в частности к морским перевозкам сжиженного природного газа (далее - СПГ), и может быть применено для перегрузки СПГ между танкерами-газовозами по методу судно-судно.

Танкера-газовозы содержат грузовые танки (хранилища) из криогенной нержавеющей стали, в которых осуществляется транспортировка и хранение СПГ.

Из уровня техники известно плавучее сооружение, выполняющее одновременно операции загрузки или выгрузки СПГ и операцию перекачки между резервуарами-хранилищами (см. KR 102071028 B1, опуб. 29.01.2020). Плавучая конструкция включает: корпус судна; множество резервуаров для хранения сжиженного газа; магистральный трубопровод, соединенный с танкером для приема или возврата сжиженного газа и включающий в себя множество ответвлений; наливной трубопровод, соединенный с каждым ответвлением и проходящий в каждый из резервуаров для хранения сжиженного газа; разгрузочную линию, соединенную с каждой из ответвлений параллельно с разгрузочной линией и проходящую в каждый из резервуаров-накопителей для подсоединения к первому разгрузочному насосу; и вспомогательную линию налива, ответвляющуюся от основной линии и соединенную снаружи каждого из резервуаров для хранения с линией налива.

Известное техническое решение обладает рядом существенных недостатков, обуславливающих низкую эффективность перегрузки СПГ. Известное решение не позволяет использовать его для перегрузки СПГ между танкерами-газовозами по методу судно-судно, а основным недостатком является большое количество тепла, выделяемое насосами, перекачивающими СПГ в нерациональном режиме.

Также из уровня техники известна система перекачки текучих сред (см. EP 2239190 A1, опуб. 13.10.2010), принятая за наиболее близкий аналог. Данная система предназначена для перекачки СПГ и/или холодного пара, в том числе между двумя танкерами-газовозами. Перекачка осуществляется между первой емкостью для хранения текучей среды и второй емкостью, которые во время перекачки располагаются бок о бок через криогенные шланги.

Известное техническое решение также обладает рядом существенных недостатков, обуславливающих низкую эффективность перегрузки СПГ, при этом основным недостатком является большое количество тепла, выделяемое насосами, перекачивающими СПГ в нерациональном режиме.

Задачей изобретения является устранение недостатков существующего уровня техники.

При выполнении вышеуказанной задачи изобретением достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности перегрузки СПГ между танкерами-газовозами за счет оптимизации работы перекачивающих насосов.

Задача выполняется, а технический результат достигается способом перегрузки сжиженного природного газа (СПГ) между двумя танкерами-газовозами, каждый из которых оборудован четырьмя грузовыми танками, включающем подготовительные технологические операции и перегрузку СПГ насосами, при этом, согласно изобретению, СПГ перегружается двумя насосами для каждого грузового танка, а переключение насосов осуществляют таким образом, чтобы одновременно в работе находилось не более пяти насосов.

При этом подготовительные технологические операции могут включать в себя тестирование систем безопасности на обоих танкерах-газовозах, захолаживание оборудования по перегрузке СПГ выгружающим танкером-газовозом, а также своих грузовых линий и линий принимающего танкера-газовоза.

При этом переключение насосов могут осуществлять следующим образом: сначала включают два насоса в первом танке и по одному в остальных танках, после снижения скорости перегрузки в первом танке останавливают в нем один из насосов и одновременно запускают второй насос во втором танке, после завершения выгрузки из первого танка запускают второй насос в третьем танке, при снижении скорости перегрузки из второго танка останавливают один из его насосов при одновременном запуске второго насоса четвертого танка.

СПГ между танкерами перегружается через специализированное криогенное оборудование (грузовые шланги и систему аварийного рассоединения судов, подсоединяемым к грузовым манифольдам (фланцевые соединения грузовых трубопроводов танкеров)).

СПГ приводится в движение посредством грузовых насосов выгружаемых танкеров. Принимающие СПГ танкера-газовозы производят настройку грузовых клапанов соответствующим образом и выполняют прием СПГ в собственные грузовые танки.

Способ может быть осуществлен, например, следующим образом.

Танкер-отвозчик (пустой) прибывает и устанавливается на место проведения операций по перегрузки СПГ.

На танкер-отвозчик устанавливается специализированное криогенное оборудование по перегрузке СПГ между судами.

К танкеру-отвозчику устанавливается танкер-привозчик (груженный СПГ).

К танкеру-привозчику подсоединяется оборудование от танкера-отвозчика (грузовые шланги и шланги отпарного газа, кабель ESD-emergency shout down system).

Танкера-газовозы выполняют подготовку к проведению технологических операций для перевалки СПГ.

После окончания подсоединения грузовых шлангов и шлангов отпарного газа танкера начинают выполнять тестирование систем безопасности на обоих судах.

По окончании тестов выгружающий танкер-газовоз выполняет захолаживание оборудования по перегрузке СПГ, собственных грузовых линий и линий принимающего танкера.

СПГ перегружается двумя насосами для каждого грузового танка, при этом переключение насосов осуществляют таким образом, чтобы одновременно в работе находилось не более пяти насосов.

Очередность запуска грузовых насосов может быть осуществлена согласно схеме, показанной на фигуре 1. Увеличение скорости перегрузки необходимо выполнять в соответствии этой схемой, которая позволяет использовать минимальное количество грузовых насосов (до пяти), что в свою очередь позволяет уменьшить теплопередачу.

Дополнительно требуется производить повышение производительности в период времени не более чем один час во избежание дополнительного притока тепла к СПГ.

Перегрузку СПГ следует выполнять, например, в соответствии с нижеследующей последовательностью, посредством промежуточного переключения грузовых насосов при проведении перегрузки СПГ между танкерами-газовозами.

А именно:

ЭТАП 1

Грузовой танк 1 - оба грузовых насоса работают на полную мощность до завершения выгрузки из грузового танка 1.

Грузовые танки 2, 3, 4 - в каждом танке работает по одному грузовому насосу с отрегулированной скоростью нагнетания до максимальной (около 20% каждый насос).

Всего работает 5 насосов.

ЭТАП 2

Во время снижения скорости перегрузки в грузовом танке 1 останавливают один грузовой насос и одновременно запускают второй грузовой насос в грузовом танке 2, после завершения выгрузки из грузового танка 1, включают второй насос в грузовом танке 3 (продолжают выгрузку СПГ из грузового танка 4 по одному насосу).

Всего работает 5 насосов.

ЭТАП 3

Во время снижения расхода в грузовом танке 2 останавливают один грузовой насос и одновременно запускают грузовой насос в грузовом танке 4, после завершения слива из грузового танка 2, продолжают выгрузку СПГ из грузовых танков 3 и 4 двумя насосами в каждом грузовом танке.

Всего работает 4 насоса.

Скорость перегрузки поддерживается на максимальной производительности за счет выполнения нижеследующих подготовительных мероприятий (см. Таблицу 1) и с использованием минимального количества грузовых насосов в соответствии с вышеописанными этапами.

Таблица 1. Подготовительные мероприятия

Описание Действие Объяснение ПРИБЫТИЕ В РАЙОН ПЕРЕГРУЗКИ 1 Температурный режим в грузовых танках и барьерах. Рекомендуется, чтобы оба судна прибыли и поддерживали в грузовых танках и барьерах как можно более низкую температуру до начала перегрузки. Чем больше разница температуры между СПГ и грузовыми танками/барьерами, тем больше приток тепла к грузу и тем больше образование отпарного газа в приемных танках. 2 Состояние давления в грузовых танках. Оба танкера-газовоза должны прибывать с низким давлением в резервуарах и держать его в пределах от 50 до 80 мбар. Более высокое начальное давление в грузовом танке ограничит максимальную скорость перегрузки. Чрезмерное выделение отпарного газа создает избыточное давление в грузовых танках при перегрузках СПГ; 3 Температура СПГ в танках танкера-привозчика. Температура СПГ должна быть ниже минус 160 градусов. При температуре СПГ ниже минус 160 градусов, СПГ имеет низкий процент выделения отпарного газа. УВЕЛИЧЕНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕГРУЗКИ 3 Выравнивание давления в танках Обмен паров между судами должен быть открыт на обоих судах, как только это будет практически возможно. Выравнивание давлений в танках необходимо производить плавно. Установки сжигания газов обоих танкеров-газовозов должны как можно скорее начать работу как единая система. Быстрое падение давления в грузовых танках является причиной чрезмерного кипения газа из СПГ в грузовых танках. 4 Время увеличения производительности Время выхода на полную скорость передачи должно составлять примерно один час. Длительный период увеличения скорости перегрузки создает дополнительное выделение отпарного газа и избыточное давление в приемных грузовых танках при перекачке СПГ; 5 Распыление СПГ в грузовых танках. Не рекомендуется, за исключением операций по захолаживанию грузовых танков производить распыление СПГ в танки во время операций по перегрузке СПГ. Избыток отпарного газа создает избыточное давление в грузовом танке при распылении СПГ; ОПЕРАЦИЯ ПЕРЕДАЧИ 6 Работа грузовых насосов. На выгружаемом судне рекомендуется избегать рециркуляции груза (допускается только на начальном этапе выгрузки) и использовать минимально возможное по его конструкции количество насосов, но не более пяти. Насосы должны работать как можно ближе к расчетной скорости нагнетания с минимальным дросселированием нагнетательных клапанов. Для минимизации повышения температуры груза при перемещении СПГ между судами;

Неограничивающий поясняющий пример учета рабочего времени показан на фигуре 2.

Преимущества способа достигаются за счет применения ряда факторов, которые оказывают положительное влияние на стабильное поведение СПГ в отношении выделения им отпарного газа при проведении перегрузочных операций и соответственно возможности проведения операции на максимально возможной скорости. В данные факторы входит:

• температура СПГ в порту погрузки должна быть ниже 160 градусов;

• температура грузовых танков и барьеров судна на которое производится перегрузка СПГ должны быть наименьшей возможной и близки к температуре груза;

• давление в грузовых танках танкеров-газовозов должно быть наименьшим возможным и лежать в пределах 50-80 мбар);

• необходимо выполнять плавное выравнивание давление между танкерами-газовозами, при этом установки сжигания газа судов должны работать на максимальной производительности;

• увеличение скорости перегрузки необходимо выполнять в короткий промежуток времени, в течение 1 часа;

• при перегрузке СПГ необходимо использовать минимальное количество грузовых насосов, до 5 единиц, (при этом избегать их рециркуляции в грузовой танк в процессе перегрузки).

Таким образом, обеспечивается повышение эффективности перегрузки СПГ между танкерами-газовозами за счет оптимизации работы перекачивающих насосов.

Поиск по общедоступным источникам информации показал, что из уровня техники не известна и явным образом не следует вся совокупность признаков предложенного изобретения, в связи с чем изобретение соответствует условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявленное изобретение состоит из стандартных для этой области техники устройств и действий, взаимосвязанных и осуществленных определенным образом, то есть может быть использовано в промышленности, ввиду чего изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Следует понимать, что после рассмотрения специалистом приведенного описания с примером осуществления предлагаемого изобретения, для него станут очевидными другие изменения, модификации и варианты реализации изобретения. Таким образом, все подобные изменения, модификации и варианты реализации, а также другие области применения, не имеющие расхождений с сущностью настоящего изобретения, следует считать защищенными настоящим изобретением в объеме прилагаемой формулы.

Изобретение относится к транспортным технологиям углеводородов, в частности к морским перевозкам сжиженного природного газа (далее - СПГ), и может быть применено для перегрузки СПГ между танкерами-газовозами по методу судно-судно. Способ перегрузки сжиженного природного газа (СПГ) между двумя танкерами-газовозами, каждый из которых оборудован четырьмя грузовыми танками, включает подготовительные технологические операции и перегрузку СПГ насосами. СПГ перегружается двумя насосами для каждого грузового танка, при этом переключение насосов осуществляют таким образом, чтобы одновременно в работе находилось не более пяти насосов. Технический результат заключается в повышении эффективности перегрузки СПГ между танкерами-газовозами за счет оптимизации работы перекачивающих насосов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ перегрузки сжиженного природного газа (СПГ) между двумя танкерами-газовозами, каждый из которых оборудован четырьмя грузовыми танками, включающий подготовительные технологические операции и перегрузку СПГ насосами, отличающийся тем, что сначала включают два насоса в первом танке выгружаемого танкера и по одному в остальных его танках, после снижения скорости перегрузки в первом танке останавливают в нем один из насосов и одновременно запускают второй насос во втором танке, после завершения выгрузки из первого танка запускают второй насос в третьем танке, при снижении скорости перегрузки из второго танка останавливают один из его насосов при одновременном запуске второго насоса четвертого танка, после завершения слива из второго танка продолжают выгрузку СПГ из третьего и четвертого танков двумя насосами в каждом грузовом танке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подготовительные технологические операции включают в себя тестирование систем безопасности на обоих танкерах-газовозах, захолаживание оборудования по перегрузке СПГ выгружающим танкером-газовозом, а также своих грузовых линий и линий принимающего танкера-газовоза.