[发明专利]用于将管连接到LNG罐的装置

说明书

本发明涉及一种用于将不锈钢制成的双壁管连接到LNG罐的装置，该LNG罐具有不锈钢内壳和与该内壳间隔开的外壳，所述内壳和外壳之间限定出隔离空间。

由于是一种有效的减排手段，越来越多地使用LNG(液化天然气)作为燃料用于海洋应用。在未来的几十年中，天然气(NG)预计成为世界上最快增长的主要的能源来源。这个发展背后的驱动力是已知石油储量的消耗、环境保护的增加以及持续收紧的排放限制。所有主要的排放能够显著地减少以真正形成一个环境上的有效解决方案；特别是在传统的油基燃料的情况下，很难实现二氧化碳的减少。由甲烷(CH4)构成的天然气具有小浓度的如乙烷和丙烷的重碳氢化合物。在通常的外界条件下天然气是一种气体，但是可以通过将其冷却至-162℃而使其液化。在液态下，比容显著减小，从而允许使用一种相对于能源内容物来说合理大小的储罐。天然气的燃烧过程是洁净的。其高氢煤比(在所有化石燃料中最高)意味着相比于油基燃料具有更低的二氧化碳排放。当液化天然气时，除去了所有硫磺，其意味着零硫氧化物排放。天然气的洁净燃烧特性也相比于油基燃料显著地降低了氮氧化物和颗粒物的排放。液化石油气不仅仅是一种环境上的有效解决方案，还具有在今天石油价格下的经济价值。

船运存储天然气最可行的方法是以液态的形式进行。现有的船上装置是将液化天然气存储在圆柱形的、双壁的、绝缘不锈钢储罐中。罐的压力由引擎燃烧该气体的需要而限定，并且通常小于5巴(bar)。由于自然蒸发现象，选择了更高的罐设计压力(典型的是9巴)。

图1示意性地示出了用于船20的一种已知的LNG设备。LNG被存储在圆柱形压力储罐1中。该罐包括针对内部压力设计的不锈钢内壳和充当第二屏障的外壳。该外壳可由不锈钢或碳钢制成。该罐是用珍珠岩/真空进行隔离的。标号24表示燃料充装站，LNG从该燃料充装站经由隔离管引入罐1中。罐室4是焊接到罐1的外容器的不锈钢屏障。罐室充当一屏障以避免损害到外部隔间，并且促进蒸发气体的快速通风。来自罐的LNG蒸发，并经由气体阀单元21供给至引擎。主要的引擎发电机由22表示，并且开关装置由23表示。图1只是示出了用于LNG设备的示意性布置，并且因此没有详细解释控制系统、推进器、推进单元或船上需要的其他必要器具。

当采取了正确的预防措施时，NG是一种安全的燃料。

液态下的LNG是不会爆炸的，也不是腐蚀性的或有毒的。因此，当该液体沸腾至气体时，可能的泄露不会引起任何持续的污染。然而，考虑到通常的船用钢，低温是一个问题，但这个问题可以通过在LNG系统中使用适当的材料来避免。

气态NG比空气轻，这意味着在泄露的情况下，该气体将向上扩散并且不会积聚在船的舱底。相比较于柴油的点火温度(250℃)，NG具有相当高的点火温度(600℃)，并且NG只有在空气浓度为5％和15％之间的一个小的浓度范围内时才是易燃的。

船上的气体燃料系统包括液体存储罐、蒸发器、气体阀单元、管道和燃料充装系统。

存储罐和与其相关联的阀和管道应位于专为在发生液体或压缩气体泄露的情况下充当第二屏障而设计的空间内。该空间的隔板的材料应该具有与气体罐相同的设计温度，并且该空间应该设计为能承受最大的压力积累，或可替换地，可以设置通向安全位置(桅杆)的泄压口。该空间应该能够容纳泄露物并且热隔离，以便在泄露液体或压缩气体的情况下周围船体不会受到不可接受的冷却。

NG以气体的形式传送到引擎，但是以液体的形式存储。“罐室”与存储罐相关联，并且容纳将液体转换成气体以便安全传送到引擎的设备。罐室由于位于其中的液体管道而还被认为是“第二屏障”。

位于LNG罐和罐室之间的管道是双壁的，并且常规地，管设置成穿过LNG罐的外壳，并且在这些管连接到LNG罐的内壳(优选地，通过焊接连接到内壳)前进入LNG罐的内壳和外壳之间的空间。这种常规的布置本身是有作用的，但因为所有通向内壳的连接件都应该位于不锈钢罩内，所以需要LNG罐的外壳由不锈钢制成。