一种可灵活组合且无人值守的浮式LNG储存系统的制作方法

本发明属于近岸lng储存及应用领域，具体涉及一种可灵活组合且无人值守的浮式lng储存系统。

背景技术：

天然气作为一种重要的清洁能源，其高热值和环保无污染的优点越来越受到用户的青睐。随着技术的进步，其开采、运输、储存等成本不断下降，因此其应用范围在不断扩展。目前天然气海上运输主要以液态形式进行长距离运输，普遍采用的储存方式有陆地lng储罐储存和浮式lng储存装置。通常由于天然气的产地和用户相对距离较远，产地的天然气液化后通过lng运输船运输到用户终端，然后lng通过运输船上的装卸平台被卸载到终端储存装置中。目前市场上应用的浮式lng储存装置基本都是由lng运输船改装的，这些改装的浮式lng储存装置都是船型设计，并永久地锚泊在一个地点。浮式lng储存装置首要的功能是储存lng，当前的一些浮式lng储存装置也增加了诸如气化，发电和制淡水等功能。这些装置都是根据某一特定需要进行制造或改装的，其储存容量或功能也是固定的，当外界需求情况发生改变时，诸如由于城市规模的迅速发展，用气用电量迅速增加，或者由于经济不景气或环境的要求造成的工业规模的减产限产，用气用电量的减少等，就会出现原lng的储存和应用产生严重不足或过大的冗余。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可以通过实现lng的储存，从而利用存储的lng进行不间断地连续发电或供应天然气，以实时适应用户的需求的可灵活组合且无人值守的浮式lng储存系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可灵活组合且无人值守的浮式lng储存系统，其包括码头，码头上设有第一管道组、第二管道组和主电缆，码头边的海中设有lng发电模块、lng气化模块和若干个lng储存船体，第一管道组的一端用于连通lng运输船的lng出口，第一管道组的另一端用于连通至陆地用户，第一管道组和第二管道组通过管汇连通成十字形，第二管道组通过若干个软管分流至lng发电模块、lng气化模块和各个lng储存船体中，lng发电模块通过分电缆连接主电缆，主电缆通过输出电缆连接至陆地用户；lng发电模块和lng气化模块上均设有集控室，主电缆中设有主控线，各集控室均通过包络于分电缆中的第一分控线连接至主控线上，主控线通过第二分控线并联连接至各个lng储存船体上。

首先，lng运输船停靠于码头上后，lng运输船的lng出口和第一管道组的一端连通，lng运输船的lng依次从第一管道组、第二管道组和软管进入至各个lng储存船体中储存，各个lng储存船体的lng可通过软管和第二管道组进入到lng发电模块和lng气化模块，lng发电模块产生的电力和lng气化模块气化后的天然气依次通过软管、第二管道组和第一管道组输入到陆地用户使用，同时lng发电模块和lng气化模块上的集控室将负担整个系统的控制和监控功能。简而言之，第二管道组和第一管道组可理解为lng/天然气的管线组合、单独的lng管道或单独的天然气管道。本发明可以通过实现lng的储存，从而利用存储的lng进行不间断地连续发电或供应天然气，以实时适应用户的需求。

本发明结构及装置简单，可以设计成一系列不同储量的lng储存船体，并且不同储量或相同储量的lng储存船体可灵活组合成各种储量的储存装置，并可按需求变化灵活调配数量以满足用户对lng的需求量，并可灵活地与浮式的lng发电模块和lng气化模块组合成完整供气或供电系统。

本发明可以在码头上与其它浮动装置(浮式的lng气化模块或浮式的lng发电模块)和岸上固定装置(lng接收终端，发电厂，气化站，液化站)配合使用，以定制和实现不同的功能。

本发明运用模块化手段可以大大缩短建造周期并可快速满足不同的实际需求，加上无人值守，极大降低了所述装置的投资和运营成本。

本发明的使用寿命可达30年，20年不进坞，降低了维护费用和因维护造成的停产影响，可以广泛应用于江河或沿海天然气的浮式存储、外输、转运、气化、发电。

具体地，lng储存船体的船底通过多个沿船长方向依次设置的压载舱拼接而成，lng储存船体的两舷均由多个沿船长方向依次设置的第一空舱拼接而成，lng储存船体的船艏和船艉均设有呈l型的第二空舱，lng储存船体的顶部设有第三空舱，两个第二空舱的一个直角端分别与第三空舱的两端固定，两个第二空舱的另一个直角端分别与lng储存船体的船底两端固定，各压载舱、各第一空舱和第三空舱构成呈矩形腔体的lng储存舱。

上述结构中，lng储存船体采用全双壳结构，依靠纵舱壁和横舱壁将船侧分隔为左右舷对称的第一空舱，船底设置为压载舱，以保证本发明满足规范的稳性要求和环境条件下的作业安全；采用双壳结构作为隔离空舱，lng储存舱采用薄膜型液货维护系统，能够确保lng处于常压低温状态存储。

进一步地，lng储存船体呈长方体或正方体，第三空舱和所有的第二空舱的总舱容8000m³；lng储存舱的舱容60000m³；压载舱的总数为三个，所有的压载舱的总舱容12700m³；第一空舱在lng储存船体的两舷均分布有三个，所有的第一空舱的总舱容11500m³。lng储存舱容量大，电力和监控系统均由外部提供，结构及装置简单，可以设计成一系列不同储量的所述储存装置，并且不同储量或相同储量的lng储存舱可灵活组合成各种储量的储存装置。

进一步地，lng储存船体的船艏中部的上面固定有用于布置释放天然气的管道的压力透气阀桅，提高了安全性。

进一步地，lng储存船体的船舯右舷安装有lng装卸平台、电气设备配电箱和上下步桥，lng装卸平台通过软管连通第二管道组，电气设备配电箱通过分电缆连接主电缆；设置上下步桥供在需要人员登船操作时通行，可以实现无人化值守，可快速满足不同的实际需求。

进一步地，lng储存船体的船艉中部设有服务平台和用于集中布置管路、泵井、测深装置、测压装置、测温装置、人孔和/或安全阀的气室,服务平台的中部设有缺口，气室设于缺口内，结构简单，方便在服务平台上安装各个装置。

进一步地，lng储存船体通过系泊装置固定于码头或岸边。lng储存船体系泊方式采用舷侧靠泊方式，船体两舷侧分别设置两个系泊定位装置，也可以采用相近形式的系泊定位装置替代，优选采用定位桩的结构进行固定定位，定位桩打入泥线以下，系泊固定效果好。其功能在于将船体固定于码头边或岸边，并允许船体在轻载和满载间由于吃水的变化沿系泊装置上下移动。

进一步地，输出电缆一侧连接有用于对整个浮式lng储存系统进行集中控制和监控管理的中央控制室。当整个应用系统中未设置lng发电模块和lng气化模块时，陆上140设置的中央控制室用于对各个lng储存船体以及整个系统的安全运行进行集中控制/监控管理。

优选的，本发明的lng储存船体的船体总长约71m，型宽约48m，型深约24.2m，最大吃水约14m，排水量约48000吨；lng作业采用旁靠装卸软管方式，lng外输速率最大为3600m3/h。

进一步地，lng储存舱为a型液舱、b型液舱和c型液舱，也可以为薄膜型液货维护系统，应用范围广。当然，采用c型液舱时本发明船体可以采用单壳结构形式。

本发明的另一个方案为：本发明包括码头，码头上设有第一管道组、第二管道组和主电缆，码头边的海中设有若干个lng液化模块和若干个lng储存船体，第一管道组的一端用于连通lng运输船的lng进口，第一管道组的另一端用于连通至陆地气田，第一管道组和第二管道组通过管汇连通成十字形，第二管道组通过若干个软管分流至各个lng液化模块和各个lng储存船体中；各lng液化模块上均设有集控室，主电缆中设有主控线，各集控室均通过第一分控线连接至主控线上，主控线通过第二分控线连接至各个lng储存船体上。

各lng液化模块替换了lng发电模块和lng气化模块。即陆地气田生产的天然气也可以依次通过第一管道组、第二管道组和软管输入到各个lng液化模块中，lng液化模块生产的依次通过码头上的软管和第二管道组输入到各个lng储存船体储存，然后当lng运输船停靠码头后，将各lng储存船体储存的lng通过码头上的第二管道组和第一管道组输入到lng运输船中，实现对外lng运输。

综上所述，当各lng储存船体用于lng的存储和转运时，各个lng储存船体从大型lng运输船或从岸上lng站通过各个管道接收并存储lng,然后可通过各个管道向中小型lng运输船、lng加注船、lng罐车、陆上发电站或陆上气化站输出lng,由此可见其应用的灵活性和广泛性。本发明的较大的灵活性体现在两点，一是储量的灵活性，可按照需求放大缩小；二是功能的灵活性，可以单独作为储存使用，也可以配lng气化模块供气，也可以配lng发电模块供电，也可以同时供气供电，也可以配lng液化模块液化其陆地的天然气然后储存外输。

本发明的一种可灵活组合且无人值守的浮式lng储存系统的有益效果是：

1.本发明可以通过实现lng的储存，从而利用存储的lng进行不间断地连续发电或供应天然气，以实时适应用户的需求；

2.本发明结构及装置简单，可以设计成一系列不同储量的lng储存船体，并且不同储量或相同储量的lng储存船体可灵活组合成各种储量的储存装置；

3.本发明可以在码头上与其它浮动装置(浮式的lng气化模块或浮式的lng发电模块)和岸上固定装置(lng接收终端，发电厂，气化站，液化站)配合使用，以定制和实现不同的功能；

4.本发明运用模块化手段可以大大缩短建造周期并可快速满足不同的实际需求，加上无人值守，极大降低了所述装置的投资和运营成本；

5.本发明的使用寿命可达30年，20年不进坞，降低了维护费用和因维护造成的停产影响，可以广泛应用于江河或沿海天然气的浮式存储、外输、转运、气化、发电。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的一种可灵活组合且无人值守的浮式lng储存系统的设备布置图；

图2是本发明的一种可灵活组合且无人值守的浮式lng储存系统的lng储存船体的主视图；

图3是图2中a-a剖视图；

图4是本发明的一种可灵活组合且无人值守的浮式lng储存系统的lng储存船体的俯视图。

其中:1.码头；2.第一管道组；3.第二管道组；4.主电缆；5.lng发电模块；6.lng气化模块；7.lng储存船体，701.压载舱，702.第一空舱，703.第二空舱，704.第三空舱，705.lng储存舱，706.气室；8.lng运输船；9.软管；10.第一分控线；11.第二分控线；12.压力透气阀桅；13.lng装卸平台；14.电气设备配电箱；15.上下步桥；16.系泊装置；17.输出电缆；18.中央控制室；19.服务平台。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图4所示的本发明的一种可灵活组合且无人值守的浮式lng储存系统的实施例一，其包括码头1，码头1上设有第一管道组2、第二管道组3和主电缆4，码头1边的海中设有lng发电模块5、lng气化模块6和若干个lng储存船体7，第一管道组2的一端用于连通lng运输船8的lng出口，第一管道组2的另一端用于连通至陆地用户，第一管道组2和第二管道组3通过管汇连通成十字形，第二管道组3通过若干个软管9分流至lng发电模块5、lng气化模块6和各个lng储存船体7中，lng发电模块5通过分电缆连接主电缆4，主电缆4通过输出电缆17连接至陆地用户；lng发电模块5和lng气化模块6上均设有集控室，主电缆4中设有主控线，各集控室均通过包络于分电缆中的第一分控线10连接至主控线上，主控线通过第二分控线11并联连接至各个lng储存船体7上。

首先，lng运输船8停靠于码头1上后，lng运输船8的lng出口和第一管道组2的一端连通，lng运输船8的lng依次从第一管道组2、第二管道组3和软管9进入至各个lng储存船体7中储存，各个lng储存船体7的lng可通过软管9和第二管道组3进入到lng发电模块5和lng气化模块6，lng发电模块5产生的电力和lng气化模块6气化后的天然气依次通过软管9、第二管道组3和第一管道组2输入到陆地用户使用，同时lng发电模块5和lng气化模块6上的集控室将负担整个系统的控制和监控功能。简而言之，第二管道组3和第一管道组2可理解为lng/天然气的管线组合、单独的lng管道或单独的天然气管道。本实施例可以通过实现lng的储存，从而利用存储的lng进行不间断地连续发电或供应天然气，以实时适应用户的需求。

本实施例结构及装置简单，可以设计成一系列不同储量的lng储存船体7，并且不同储量或相同储量的lng储存船体7可灵活组合成各种储量的储存装置，并可按需求变化灵活调配数量以满足用户对lng的需求量，并可灵活地与浮式的lng发电模块5和lng气化模块6组合成完整供气或供电系统。

本实施例可以在码头1上与其它浮动装置(浮式的lng气化模块6或浮式的lng发电模块5)和岸上固定装置(lng接收终端，发电厂，气化站，液化站)配合使用，以定制和实现不同的功能。

本实施例运用模块化手段可以大大缩短建造周期并可快速满足不同的实际需求，加上无人值守，极大降低了所述装置的投资和运营成本。

本实施例的使用寿命可达30年，20年不进坞，降低了维护费用和因维护造成的停产影响，可以广泛应用于江河或沿海天然气的浮式存储、外输、转运、气化、发电。

具体地，lng储存船体7的船底通过多个沿船长方向依次设置的压载舱701拼接而成，lng储存船体7的两舷均由多个沿船长方向依次设置的第一空舱702拼接而成，lng储存船体7的船艏和船艉均设有呈l型的第二空舱703，lng储存船体7的顶部设有第三空舱704，两个第二空舱703的一个直角端分别与第三空舱704的两端固定，两个第二空舱703的另一个直角端分别与lng储存船体7的船底两端固定，各压载舱701、各第一空舱702和第三空舱704构成呈矩形腔体的lng储存舱705。

上述结构中，lng储存船体7采用全双壳结构，依靠纵舱壁和横舱壁将船侧分隔为左右舷对称的第一空舱702，船底设置为压载舱701，以保证本发明满足规范的稳性要求和环境条件下的作业安全；采用双壳结构作为隔离空舱，lng储存舱705采用薄膜型液货维护系统，能够确保lng处于常压低温状态存储。

进一步地，lng储存船体7呈长方体或正方体，第三空舱704和所有的第二空舱703的总舱容8000m³；lng储存舱705的舱容60000m³；压载舱701的总数为三个，所有的压载舱701的总舱容12700m³；第一空舱702在lng储存船体7的两舷均分布有三个，所有的第一空舱702的总舱容11500m³。lng储存舱705容量大，电力和监控系统均由外部提供，结构及装置简单，可以设计成一系列不同储量的所述储存装置，并且不同储量或相同储量的lng储存舱705可灵活组合成各种储量的储存装置。

进一步地，lng储存船体7的船艏中部的上面固定有用于布置释放天然气的管道的压力透气阀桅12，提高了安全性。

进一步地，lng储存船体7的船舯右舷安装有lng装卸平台13、电气设备配电箱14和上下步桥15，lng装卸平台13通过软管9连通第二管道组3，电气设备配电箱14通过分电缆连接主电缆4；设置上下步桥15供在需要人员登船操作时通行，可以实现无人化值守，可快速满足不同的实际需求。

进一步地，lng储存船体7的船艉中部设有服务平台19和用于集中布置管路、泵井、测深装置、测压装置、测温装置、人孔和/或安全阀的气室706,服务平台19的中部设有缺口，气室706设于缺口内，结构简单，方便在服务平台19上安装各个装置。

进一步地，lng储存船体7通过系泊装置16固定于码头1或岸边。lng储存船体7系泊方式采用舷侧靠泊方式，船体两舷侧分别设置两个系泊定位装置16，也可以采用相近形式的系泊定位装置替代，优选采用定位桩的结构进行固定定位，定位桩打入泥线以下，系泊固定效果好。其功能在于将船体固定于码头边或岸边，并允许船体在轻载和满载间由于吃水的变化沿系泊装置上下移动。

进一步地，输出电缆17一侧连接有用于对整个浮式lng储存系统进行集中控制和监控管理的中央控制室18。当整个应用系统中未设置lng发电模块5和lng气化模块6时，陆上140设置的中央控制室18用于对各个lng储存船体7以及整个系统的安全运行进行集中控制/监控管理。

优选的，本实施例的lng储存船体7的船体总长约71m，型宽约48m，型深约24.2m，最大吃水约14m，排水量约48000吨；lng作业采用旁靠装卸软管方式，lng外输速率最大为3600m3/h。

进一步地，lng储存舱705为a型液舱、b型液舱和c型液舱，也可以为薄膜型液货维护系统，应用范围广。当然，采用c型液舱时本发明船体可以采用单壳结构形式。

实施例二

实施例二与实施例一区别在于：可灵活组合且无人值守的浮式lng储存系统包括码头1，码头1上设有第一管道组2、第二管道组3和主电缆4，码头1边的海中设有若干个lng液化模块和若干个lng储存船体7，第一管道组2的一端用于连通lng运输船8的lng进口，第一管道组2的另一端用于连通至陆地气田，第一管道组2和第二管道组3通过管汇连通成十字形，第二管道组3通过若干个软管9分流至各个lng液化模块和各个lng储存船体7中；各lng液化模块上均设有集控室，主电缆4中设有主控线，各集控室均通过第一分控线10连接至主控线上，主控线通过第二分控线11连接至各个lng储存船体7上。本实施例的其他结构同实施例一。

即实施例二的各lng液化模块替换了实施例一中的lng发电模块5和lng气化模块6。本实施例的工作原理与实施例一的工作原理相反，即陆地气田生产的天然气也可以依次通过第一管道组2、第二管道组3和软管9输入到各个lng液化模块中，lng液化模块生产的依次通过码头1上的软管9和第二管道组3输入到各个lng储存船体7储存，然后当lng运输船8停靠码头1后，将各lng储存船体7储存的lng通过码头1上的第二管道组3和第一管道组2输入到lng运输船8中，实现对外lng运输。

综上所述，当各lng储存船体7用于lng的存储和转运时，各个lng储存船体7从大型lng运输船8或从岸上lng站通过各个管道接收并存储lng,然后可通过各个管道向中小型lng运输船、lng加注船、lng罐车、陆上发电站或陆上气化站输出lng,由此可见其应用的灵活性和广泛性。本实施例的较大的灵活性体现在两点，一是储量的灵活性，可按照需求放大缩小；二是功能的灵活性，可以单独作为储存使用，也可以配lng气化模块6供气，也可以配lng发电模块5供电，也可以同时供气供电，也可以配lng液化模块液化其陆地的天然气然后储存外输。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。