[發明專利]液化天然氣罐

有效

• 申請號: 201380011554.5
• 申請日: 2013-01-10
• 公開（公告）號: CN104136828A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: S·卡爾森;M·楊松;M·拉霍勒姆;I·奧斯特
• 申請（專利權）人: 瓦錫蘭芬蘭有限公司
• 主分類號: F17C13/00
• 分類號: F17C13/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

本發明涉及液化天然氣罐，該液化天然氣罐具有由不銹鋼制成的內殼和與內殼間隔一距離的外殼，所述內殼和外殼之間限定出隔離空間，所述液化天然氣罐設置有連接到該液化天然氣罐的由不銹鋼制成的至少一個雙壁管，所述至少一個雙壁管包括公共外壁和至少一個內管，雙壁管的外壁通過由耐冷材料制成的波紋狀管道配件連接到罐的內殼，波紋狀管道配件焊接于雙壁管的外壁和罐的內殼，所述至少一個雙壁管延伸到與罐關聯的罐室中。

越來越多地使用LNG(液化天然氣)作為海事應用的燃料，因為這是減少排放的有效方式。在接下來的幾十年里，預期天然氣(NG)變成世界上增長最快的主要能源。這種發展背后的推動力是正在耗盡的已知油儲備、越來越多地關愛環境和連續收緊的排放限制。可以顯著減少所有主要排放，以真正形成無損環境的解決方案；特別地，用傳統的基于油的燃料難以實現減少CO₂。NG由甲烷(CH₄)和微量濃度的高沸點碳氫化合物(諸如，乙烷和丙烷)組成。在正常環境狀況下，NG是氣體，但可以通過將NG冷卻至162℃將其液化。在液體形式下，特定體積顯著減小，從而允許貯存罐相對于能量內容物具有合理尺寸。NG的燃燒過程是清潔的。它的高氫-碳比(在化石燃料之中是最高的)意味著相比于基于油的染料其CO₂排放降低。當NG被液化時，所有的硫被去除，這意味著零SOX排放。相比于基于油的染料，NG的清潔燃燒性質還顯著減少了NOX和顆粒物排放。LNG不僅是無損環境的解決方案，而且在現今的油價背景下也是有經濟利益的。

將NG儲存在輪船中的最可行方式是用液體形式。在現有的輪船安裝中，將LNG儲存在圓柱形、雙壁的絕緣不銹鋼罐中。罐壓力是按照燃燒氣體的發動機的要求來限定的并且常常小于5巴(bar)。由于自然蒸發氣化現象，導致選擇較高(通常，9巴)的罐設計壓力。

圖1示意性公開了用于輪船20的已知LNG安裝。LNG被儲存在圓柱形形狀的加壓貯存罐1中。貯存罐由針對內部壓力設計的不銹鋼內殼和充當第二屏障的外殼組成。外殼可以由不銹鋼或碳鋼制成。用珍珠巖/真空將罐絕緣。參考標號24表示加油站，來自加油站的LNG經由絕緣管被導向罐1。罐室4是焊接于罐1的外部容器的不銹鋼屏障。罐室充當防止有損外部隔室的隔壁并且有助于被蒸發氣體快速流通。來自罐的LNG蒸發并且經由氣閥單元21被供應到發動機。用參考標號22表示發動機驅動型發電機并且用參考標號23表示開關裝置。圖1僅僅示出LNG安裝的示例性示意布置，因此，沒有詳細說明控制系統、助推器、推進單元或輪船中需要的其它必要工具。

當采取了適當的預防措施時，NG是安全的燃料。

在液體狀態下，LNG不爆炸，它也不具有腐蝕性或毒性。因此，可能的溢出將不會造成任何持久性污染，因為液體將蒸發成氣體。然而，當考慮正常輪船用鋼時，低溫是個問題，但通過在LNG系統中使用合適的材料避免了這個問題。

氣態NG比空氣輕，這意味著，在泄漏的情況下，氣體將向上擴散，并沒有堆積在輪船的艙底。相比于柴油(250℃)，NG的引燃溫度相對高(600℃)，只有在空氣的5％至15％的小濃度范圍內，NG才是易燃的。

輪船的氣體燃料系統包括液體貯存罐、蒸發器、氣閥單元、管道和燃料貯存系統。

貯存罐和關聯的閥和管道應該位于被設計成在液體或加壓氣體有泄漏的情況下充當第二屏障的空間中。這個空間的隔離壁的材料與氣體罐具有相同的設計溫度，該空間應該被設計成耐受最大壓力堆積，或者，另選地，可以在安全位置(桅桿)提供釋壓孔。該空間應該能夠包含泄漏并且被熱隔離，使得在液體或加壓氣體有泄漏的情況下周圍船殼沒有暴露于不可接受的冷卻環境。

天然氣被作為氣體遞送到發動機，而不是被作為液體儲存。“罐室”與貯存罐關聯并且包含用于將液體轉換成氣體以使其安全遞送到發動機的設備。罐室還被視為“第二隔壁”，因為液體管在其內部。

LNG罐和罐室之間的管道是雙壁的，傳統上，管被布置成經過LNG罐的外殼并且在優選地通過焊接將它們連接到內殼之前進入LNG罐的內殼和外殼之間的空間。此傳統布置如此起作用，但它要求LNG罐的外殼由不銹鋼制成，因為所有與內殼的連接都應該在不銹鋼罩的內部。