СИСТЕМА И СПОСОБ КОНТЕЙНЕРНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКОСТЕЙ МОРСКИМ СУДНОМ
SYSTEM AND METHOD FOR CONTAINERISED SHIPMENT OF FLUIDS

Настоящее изобретение относится в целом к транспортировке и распределению наливных сырьевых товаров. Более точно, настоящее изобретение относится к морскому судну и системе и способу для ввода наливных сырьевых товаров, таких как сжиженный природный газ (СПГ), в созданную и широкомасштабную интермодальную систему транспортировки.
2
Сжиженный природный газ имеет большой потенциал в качестве транспортного топлива по двум основным причинам. Во-первых, его применение приводит к значительному снижению выбросов SOx, NOx, CO и твердых частиц. Во-вторых, расширенное использование сжиженного природного газа, более точно - природного газа, в качестве транспортного топлива, заменяющего традиционные дистилляты, такие как бензин и дизельное топливо, имеет дополнительное, но не менее важное преимущество, связанное с уменьшением зависимости от поставок сырой нефти, что наиболее важно - импортируемой сырой нефти, и уменьшением нагрузки на перерабатывающие мощности.
Степень уменьшения выбросов превышает даже чреватые наиболее серьезными последствиями требования по снижению выбросов, и при этом отсутствует необходимость в использовании способов обработки выхлопных газов путем дожигания или других систем снижения токсичности выбросов, которые снижают кпд двигателя. Использование сжиженного природного газа в качестве транспортного топлива для парков транспортных средств в городах, заранее определенных маршрутов грузовых перевозок и даже железнодорожных локомотивов продемонстрировало высокую степень успеха, но при ограниченном применении. Успех сжиженного природного газа в качестве жидкого топлива также распространяется на суда - включая портовые буксиры, паромы, суда снабжения, суда малого каботажа с горизонтальным способом погрузки и выгрузки (типа ро-ро) и контейнеровозы, и глубоководные суда - для обеспечения потребных мощностей для работы в порту и прибрежных перевозок. Данная технология хорошо проработана, при этом имеется ряд достойных внимания судов, находящихся в эксплуатации и строящихся, в которых сжиженный природный газ используется в качестве топлива для двигателей. С учетом данных первых успехов, в судостроении и судоходстве оценивают более широкое применение сжиженного природного газа в качестве экологически благоприятного судового топлива, заменяющего тяжелое дизельное топливо и легкие дистилляты для судов, используемых для океанических, каботажных и портовых перевозок.
Для увеличения использования сжиженного природного газа в качестве транспортного топлива в США и в других регионах требуется развитие взаимосвязанной инфраструктуры распределения сжиженного природного газа. Без такой инфраструктуры использование сжиженного природного газа в качестве топлива будет ограничено только локальными рынками-нишами и, следовательно, его истинный потенциал никогда не будет реализован. В настоящее время сжиженный природный газ в качестве транспортного топлива, как правило, производится в США в ограниченных количествах посредством сжижения подаваемого по трубопроводу газа, на небольших установках по сжижению, в сильно локализованных зонах. Данный подход не является эффективным, и он не позволит сжиженному природному газу реализовать его полный потенциал в качестве очень желательного, энергонасыщенного жидкого топлива как для транспортных, так и для нетранспортных применений.
Традиционно сжиженный природный газ используется для транспортировки больших объемов природного газа на длинные океанические расстояния. Природный газ сжижают до криогенной жидкости в месте рядом с источником газа, часто в удаленных зонах. Затем сжиженный природный газ загружают в большие специализированные танкеры для перевозки по океану до места назначения или регазификационной установки. На оборудовании в месте назначения сжиженный природный газ выгружают из танкера в резервуары на берегу. Для сжиженного природного газа из береговых резервуаров для хранения далее выполняют операции повышения давления до требуемого давления на выходе и регазификации и потребляют его в месте назначения или рядом с оборудованием, находящимся в месте назначения, или подают конечному пользователю по обычному трубопроводу. Несмотря на то, что система и способ транспортировки, предназначенные для подачи природного газа от удаленных источников поставок, являются эффективными, данная система не обеспечивает эффективного распределения сжиженного природного газа в качестве энергонасыщенного жидкого топлива для транспорта и энергетики.
С учетом вышеуказанного уровня техники задачей настоящего изобретения являются разработки критического отсутствующего соединительного звена. Данное соединительное звено обеспечит возможность соединения существующих терминалов сжиженного природного газа - обеспечивающих сжижение, регазификацию или другое - в различных местах по всему миру в промышленных масштабах с широкомасштабными интермодальными системами транспортировки по всему миру для реализации безопасных и надежных сетей распределения сжиженного природного газа для топливоснабжения. Это обеспечит использование сжиженного природного газа и будет способствовать использованию сжиженного природного газа в качестве альтернативного топлива для энергоемких транспортных средств, оборудования по производству электроэнергии и другого оборудования, которое выполнено с возможностью использования природного газа в качестве топлива или сырья. Ожидаемыми результатами обеспечения более широкой доступности сжиженного природного газа будут переход от тяжелого и легкого дистиллятного нефтяного топлива к природному газу, обеспечивающему значительные уменьшения выбросов в ближайшей перспективе; уменьшенная зависимость от сырой нефти и уменьшенная потребность в мощностях по переработке сырой нефти.
Было установлено, что вышеупомянутые и связанные с ними задачи настоящего изобретения решаются в виде нескольких отдельных, но взаимосвязанных, аспектов, включая специализированное морское судно и систему и способ его использования.
В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения, описанными ниже, сжиженный природный газ, который доступен на морских терминалах сжиженного природного газа, эффективно загружается в резервуары для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, когда он находится еще в жидком состоянии, при этом данные резервуары закреплены на борту специализированного морского судна, которое выполнено с конфигурацией, обеспечивающей наличие в одно и то же время характеристик как танкера/наливного судна, так и контейнерного судна/контейнеровоза, и выполнено с возможностью загрузки и выгрузки наливных грузов в морском терминале и в контейнерном порту для распределения по морским путям в различные порты, в которых резервуары для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа могут быть по отдельности подняты с судна для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа и распределены дальше к конечным потребителям посредством созданной системы интермодальной транспортировки. Сжиженный природный газ может быть загружен в резервуары для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, когда они закреплены на борту судна для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа в любом морском терминале сжиженного природного газа, включая конфигурации терминалов, обеспечивающие сжижение, регазификацию, пиковое хранение, вспомогательные операции, распределение или другие конфигурации терминалов, при условии, что оборудование для загрузки или разгрузки морских судов обеспечивает возможность безопасной постановки судна, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, у причала.
Несмотря на то, что предпочтительные в настоящее время варианты осуществления настоящего изобретения, описанные ниже, направлены на транспортировку и распределение сжиженного природного газа, настоящее изобретение не следует понимать как ограниченное сжиженным природным газом. Любой наливной сырьевой товар может транспортироваться и распределяться посредством использования морского судна, и системы, и способа, раскрытых в данном документе. К приводимым в качестве примера наливным сырьевым товарам, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения, относятся легкое дистиллятное топливо, бензин, этиловый спирт и т.д., а также другие нетопливные наливные грузы, но наливные сырьевые товары не ограничены вышеуказанными.
Более точно, специализированное морское судно в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом осуществления изобретения выполнено с возможностью загрузки и выгрузки сжиженного природного газа в морском терминале сжиженного природного газа и в контейнерном порту или на аналогичном морском объекте с соответствующей инфраструктурой для загрузки/выгрузки.
Морское судно в соответствии с другим приведенным в качестве примера вариантом осуществления изобретения содержит систему трубопроводов и резервуары для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, которые по отдельности и с возможностью отсоединения соединяются с системой трубопроводов. Резервуары для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа могут быть одновременно заполнены сжиженным природным газом в большей или меньшей степени в морском комплексе сжиженного природного газа и могут быть подняты с морского судна по отдельности на объекте для обработки контейнеров или другом соответствующем морском объекте.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления резервуары для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа могут быть выгружены в комплекс СПГ, как будто в режиме выгрузки наливом.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления система отвода включена в систему трубопроводов, и испарившийся сжиженный природный газ отводится из резервуаров для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа в систему отвода.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления паровая система включена в систему трубопроводов, и отпарной газ из резервуаров для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа подается в паровую систему.
В приведенных в качестве примера вариантах осуществления отпарной газ может быть подвергнут повторному сжижению (полностью или частично) и возвращен в резервуары для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа посредством системы трубопроводов, может потребляться судном (например, в гребных двигателях судна), может быть утилизирован в установке для сжигания газа или выпущен в атмосферу.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления система транспортировки жидкости включена в систему трубопроводов, и сжиженный природный газ перемещается из резервуаров для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа в систему транспортировки.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления манифольд соединен с системой транспортировки жидкости для загрузки сжиженного природного газа на морское судно или выгрузки сжиженного природного газа из морского судна.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления морское судно включает в себя по меньшей мере один танк для бестарного хранения сжиженного природного газа.
В приведенных в качестве примера вариантах осуществления указанный по меньшей мере один танк для бестарного хранения может быть соединен с резервуарами для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, и сжиженный природный газ может быть перемещен из указанного по меньшей мере одного танка для бестарного хранения в по меньшей мере один из резервуаров для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа или наоборот. Указанный по меньшей мере один танк для бестарного хранения может быть установлен в пределах морского судна или над, или под главной палубой.
Способ интермодальной транспортировки сжиженного природного газа в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления изобретения включает следующие этапы: выполнение морского судна с системой трубопроводов, соединение резервуаров для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа с системой трубопроводов и заполнение резервуаров для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа сжиженным природным газом в морском терминале сжиженного природного газа как будто в режиме загрузки наливом.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления резервуары для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа прикрепляют к системе трубопроводов с возможностью отсоединения.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления резервуары для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа соединяют так, чтобы обеспечить возможность их быстрого соединения и отсоединения без использования инструментов.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления по меньшей мере один из резервуаров для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа отсоединяют от системы трубопроводов, поднимают с морского судна и перемещают к средству интермодальной транспортировки.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления по меньшей мере один порожний резервуар для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа загружают на морское судно и соединяют с системой трубопроводов с возможностью отсоединения.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления сжиженный природный газ выгружают из резервуаров для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа в морской терминал сжиженного природного газа как будто в режиме выгрузки наливом.
Морское судно в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения выполнено с возможностью загрузки и выгрузки наливных грузов в морском терминале и в контейнерном порту или на аналогичном объекте с соответствующей инфраструктурой для загрузки/разгрузки.
Морское судно в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения содержит систему трубопроводов и резервуары для интермодальной транспортировки, которые по отдельности и с возможностью соединения соединены с указанной системой трубопроводов. Резервуары для интермодальной транспортировки могут быть одновременно заполнены в большей или меньшей степени наливным грузом на наливном объекте и могут быть подняты с морского судна по отдельности на объекте для обработки контейнеров или другом соответствующем морском объекте.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления резервуары для интермодальной транспортировки могут быть выгружены в морской терминал как будто в режиме выгрузки наливом.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления морское судно включает в себя по меньшей мере один танк для бестарного хранения наливного груза.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления указанный по меньшей мере один танк для бестарного хранения наливного груза соединен с резервуарами для интермодальной транспортировки посредством системы трубопроводов.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления наливной груз перемещается из указанного по меньшей мере одного танка для бестарного хранения в по меньшей мере один из резервуаров для интермодальной транспортировки.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления указанный по меньшей мере один танк для бестарного хранения расположен над главной палубой морского судна.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления указанный по меньшей мере один танк для бестарного хранения расположен под главной палубой морского судна.
Способ интермодальной транспортировки наливных грузов в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения включает следующие этапы: выполнение морского судна с системой трубопроводов, соединение резервуаров для интермодальной транспортировки с системой трубопроводов и заполнение резервуаров для интермодальной транспортировки наливным грузом в морском терминале как будто в режиме загрузки наливом.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления резервуары для интермодальной транспортировки прикрепляют к системе трубопроводов с возможностью отсоединения.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления резервуары для интермодальной транспортировки соединяют так, чтобы обеспечить возможность быстрого соединения и отсоединения резервуаров для интермодальной транспортировки без использования инструментов.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления по меньшей мере один из резервуаров для интермодальной транспортировки отсоединяют от системы трубопроводов, поднимают и перемещают к средству интермодальной транспортировки.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления по меньшей мере один порожний резервуар для интермодальной транспортировки загружают на морское судно и соединяют с системой трубопроводов с возможностью отсоединения.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления наливной груз выгружают из резервуаров для интермодальной транспортировки в морской терминал как будто в режиме выгрузки наливом.
Преимущества настоящего изобретения могут стать очевидными для специалистов в данной области техники посредством нижеприведенного описания и при ссылке на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 представляет собой вид сбоку резервуара для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа.
фиг.2 представляет собой вид с торца резервуара для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, показанного на фиг.1.
фиг.3 представляет собой вид сбоку судна для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
фиг.4 представляет собой подробный вид части судна для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, показанного на фиг.3.
фиг.5 представляет собой поперечное сечение судна для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, показанного на фиг.3.
фиг.6 представляет собой подробный вид части поперечного сечения судна для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, показанного на фиг.5.
фиг.7 представляет собой поперечное сечение другого варианта осуществления настоящего изобретения, показывающее поперечное сечение судна для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, которое выполнено с возможностью транспортировки сжиженного природного газа, по меньшей мере, в одном наливном танке, а также в резервуарах для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа.
В соответствии с приведенными в качестве примера вариантами осуществления настоящего изобретения специализированное морское судно или типа корабля, или типа баржи (и система и способ его использования) имеет в одно и то же время характеристики как танкера/наливного судна, так и контейнерного судна и выполнено с возможностью загрузки и выгрузки наливных грузов в морском терминале и в контейнерном порту. В приведенном в качестве примера варианте осуществления конфигурация морского судна обеспечивает возможность загрузки и выгрузки значительного количества резервуаров для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа с размерами согласно стандартам ИСО (ISO - Международная организация по стандартизации) на судне аналогично загрузке и выгрузке стандартных грузовых контейнеров на современном контейнерном судне. Резервуары для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа устанавливают в штабели и распределяют по судну, и соединяют посредством использования системы трубопроводов, которая представляет собой неотъемлемую часть судна.
Определения некоторых терминов, используемых в подробном описании, таковы:
Самоходное судно - морское судно с постоянно установленной мощностью для приведения его в движение в море, то есть «корабль».
Несамоходное судно - морское судно без постоянно установленной мощности для приведения его в движение в море, то есть «баржа». «Самоходное» судно, которое по какой-либо причине не использует имеющиеся у него мощности для приведения в движение, не является «несамоходным» судном.
Главная палуба - самая верхняя защищенная от атмосферных воздействий палуба корпуса морского судна.
ISO - Международная организация по стандартизации.
DOT - Министерство транспорта США.
IGC Code - Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом, введенный в действие Международной морской организацией (International Maritime Organization).
Интермодальный - мульмодальная форма транспортировки/перевозки, которая предусматривает использование морской транспортировки, транспортировки на грузовом автомобильном транспорте или железнодорожной перевозки для перемещения сырьевого товара (в данном случае сжиженного природного газа) в резервуарах для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа по цепи поставок от производителя до потребителя.
Резервуар для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа - резервуар, который выполнен с возможностью хранения сжиженного природного газа или другого жидкого криогенного газа в течение длительных периодов и который может быть поднят на средство интермодальной транспортировки или поднят со средства интермодальной транспортировки независимо от того, находится ли он в заполненном или в порожнем состоянии.
Как показано на фиг.1, стандартный резервуар 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа включает в себя соответствующий требованиям Министерства транспорта США резервуар 1 для криогенной жидкости, выполненный с конфигурацией в опорной и подъемной раме 2, которая совместима со стандартами ISO для контейнеров для интермодальной транспортировки, в результате чего обеспечивается возможность транспортировки резервуара 1 для криогенной жидкости посредством признанных способов интермодальной транспортировки. Подобные резервуары для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа промышленно изготавливаются и поставляются на рынок из множества разных международных источников. В соответствии с вариантами осуществления изобретения резервуар 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа сертифицирован для транспортировки сжиженного природного газа. Типовой резервуар для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа имеет длину, составляющую 40 футов (12,192 м), ширину, составляющую 8 футов (2,4384 м), и высоту, составляющую 8 футов 6 дюймов (2,5906 м), и, таким образом, идентичен по размерам и форме грузовым контейнерам, соответствующим стандартам ISO и используемым при интермодальной транспортировке грузов. Тем не менее, следует понимать, что данные размеры не являются ограничивающими, поскольку множество других разных размеров могут быть совместимыми с интермодальной транспортировкой грузов по всему миру. Угловые фитинги 3 рамы 2 совместимы со стандартным оборудованием для крепления и подъема, которое, как правило, используется в системе интермодальной транспортировки грузов.
Фиг.2 показывает вид с торца резервуара 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, показанного на фиг.1. Резервуар 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа снабжен соединительным элементом 4 и необходимыми трубопроводами и клапанами для соединения резервуара 10, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с системой транспортировки сжиженного природного газа, предусмотренной на судне для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; соединительным элементом 5 и необходимыми трубопроводами и клапанами для соединения резервуара 10, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с паровой системой для сжиженного природного газа, предусмотренной на судне для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; и соединительным элементом 6 и необходимыми трубопроводами и предохранительными клапанами резервуара для соединения резервуара 10, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с системой выпуска пара, предусмотренной на судне для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 показывает вид сбоку судна 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. В предпочтительном варианте осуществления судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа представляет собой несамоходное судно, например баржу, и сообщение движения судну 20, предназначенному для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, обеспечивается буксиром 30. В соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа и буксир 30 соединены посредством полужесткого соединения, что ограничивает движение только в пределах одной степени свободы, так что судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа и буксир 30 могут подвергаться килевой качке независимо. Подобное соединение известно специалистам в данной области техники как сочлененная система «буксир-баржа» (АТ/В). Данный конкретный вариант осуществления не следует никоим образом рассматривать как ограничивающий. Судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа может быть реализовано в виде других конфигураций несамоходных судов или в виде самоходного судна с любым числом разновидностей, форм и конфигураций (например, корабля), без отхода от объема изобретения, определенного в формуле изобретения.
Резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа грузят на судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа и закрепляют на судне 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа способом, который соответствует стандартной практике в области морских грузовых контейнерных перевозок. В одном варианте осуществления резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа удерживаются в рамах или направляющих ячеистого типа, которые обеспечивают возможность быстрого подъема резервуаров для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа на судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа посредством вставки их в направляющие ячеистого типа или быстрого снятия резервуаров для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа с судна 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Направляющие ячеистого типа обеспечивают необходимое средство опоры и фиксации для резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Следовательно, не требуется никаких дополнительных затрат труда во время операций загрузки или выгрузки, и резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа могут быть быстро соединены с системой трубопроводов и отсоединены от системы трубопроводов судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, без использования инструментов. Другой возможный способ крепления резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа - это сцепление их вместе посредством использования надежных фиксаторов между их углами 3. Для средних специалистов в данной области техники будет понятно, что также могут быть использованы другие способы крепления/фиксации резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, без отхода от объема настоящего изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа включает в себя систему трубопроводов, которая представляет собой неотъемлемую часть судна 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, и дополнительно включает в себя общую систему выпуска испарившегося сжиженного природного газа, общую паровую систему для сжиженного природного газа и общую систему транспортировки сжиженного природного газа, которые включены в систему трубопроводов. Как только резервуары 10, предназначенные для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, будут загружены на судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, они по отдельности соединяются с системой трубопроводов судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, способом, который обеспечивает соединение всех резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с общей системой выпуска испарившегося сжиженного природного газа, с общей паровой системой для сжиженного природного газа и общей системой транспортировки сжиженного природного газа.
Фиг.4 представляет собой подробный вид зоны 23, показанной на фиг.3. Уровни штабелирования для резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, показаны в виде первого уровня 29, второго уровня 30 и третьего уровня 31. Несмотря на то, что показаны три уровня штабелирования, специалистам в данной области техники будет понятно, что может быть использовано любое число уровней штабелирования. Поперечный коллектор 32 системы выпуска испарившегося сжиженного природного газа, поперечный коллектор 33 паровой системы для сжиженного природного газа и поперечный коллектор 34 системы транспортировки сжиженного природного газа расположены в зоне 23 между штабелями резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Данные поперечные коллекторы 32, 33, 34 повторяются на каждом уровне 29, 30, 31 штабелирования. Поперечная платформа 35 для доступа и технического обслуживания предусмотрена на каждом уровне 29, 30, 31 штабелирования для обеспечения возможности удобного доступа для выполнения соединений каждого резервуара 10, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с поперечными коллекторами 32, 33, 34.
Фиг.5 показывает поперечное сечение судна 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, показанного на фиг.3. Резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа показаны уложенными в штабели над главной палубой 24 и расположенными в направляющих ячеистого типа для контейнеров. В приведенном в качестве примера варианте осуществления зона 25 предусмотрена на осевой линии судна 20 или рядом с осевой линией судна 20 для обеспечения доступа для персонала и для обеспечения места для продольных коллекторов систем, как описано ниже.
Фиг.6 представляет собой подробный вид зоны 25, показанной на фиг.5. Продольный коллектор 36 системы выпуска испарившегося сжиженного природного газа, продольный коллектор 37 паровой системы для сжиженного природного газа и продольный коллектор 38 системы транспортировки сжиженного природного газа расположены в зоне 25. Проход 39 для доступа предусмотрен для доступа персонала на всей длине судна 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа.
Как показано на фиг.4-6, резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа по отдельности соединяются с системой трубопроводов судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, способом, который обеспечивает соединение всех резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с общей системой выпуска испарившегося сжиженного природного газа на судне 20, предназначенном для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, посредством предохранительного соединителя 6 резервуара для безопасного отвода испарившегося сжиженного природного газа, образующегося в результате состояния избыточного давления в любом резервуаре 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, в систему отвода, предусмотренную на судне 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. В предпочтительном варианте осуществления система отвода, предусмотренная на судне 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, обычным образом соединяет резервуары 10, предназначенные для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с поперечными коллекторами 32, которые расположены в вертикальном направлении, на каждом уровне 29, 30, 31 штабелирования резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Данные поперечные коллекторы 32 расположены оптимальным образом в зоне 23 между штабелями резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, для обеспечения эффективности соединения между поперечными коллекторами 32 и резервуарами 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Данные поперечные коллекторы 32 соединены с общим продольным коллектором 36, который соединен с вентиляционной(-ыми) мачтой(-ами) (непоказанной(-ыми)) на судне 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Данная система отвода и вентиляционная(-ые) мачта(-ы) должны быть установлены в соответствии с применяемыми нормативными требованиями, такими как требования согласно Международному кодексу постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом. Поперечные коллекторы 32, общий продольный коллектор 36 и вентиляционная(-ые) мачта(-ы) представляют собой основные, но не единственные компоненты общей системы выпуска испарившегося сжиженного природного газа.
Резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа по отдельности соединяются с системой трубопроводов судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, способом, который обеспечивает соединение всех резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с общей паровой системой для сжиженного природного газа на судне 20, предназначенном для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, посредством предназначенного для пара соединителя 5 резервуара так, что при этом обеспечивается возможность безопасного поддержания давления в каждом резервуаре 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Паровая система судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, обычным образом соединяет резервуары 10, предназначенные для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с поперечными коллекторами 33, которые расположены в вертикальном направлении на каждом уровне 29, 30, 31 штабелирования резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Данные поперечные коллекторы 33 расположены оптимальным образом в зоне 23 между штабелями резервуаров, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, для обеспечения эффективности соединения между поперечными коллекторами 33 и резервуарами 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Данные поперечные коллекторы 33 соединены с общим продольным коллектором 37, который соединен с системой регулирования утечки паров на судне 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа и с манифольдами 21 и 22 для загрузки/разгрузки. Паровая система для сжиженного природного газа, предусмотренная на судне 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, выполнена с возможностью поддержания давления пара в резервуарах 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, на заданных уровнях от атмосферного давления окружающей среды и до уставок предохранительных клапанов резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Поперечные коллекторы 33, общий продольный коллектор 37 и система регулирования утечки паров представляют собой основные, но не единственные компоненты общей паровой системы для сжиженного природного газа.
Задача паровой системы состоит в регулировании или ограничении повышения давления в резервуарах 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, которое обусловлено отпарным газом из сжиженного природного газа (LNG), который образуется естественным образом вследствие теплопритока в резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Данный отпарной газ из сжиженного природного газа может быть обработан рядом способов, которые, как правило, используются на судах для транспортировки сжиженного природного газа. Например, отпарной газ может потребляться в двигателях судов, или в установке для сжигания газа, или он может отводиться в атмосферу. Кроме того, отпарной газ может быть подвергнут повторному сжижению (в целом или частично) и возвращен в резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа посредством системы трубопроводов. Подробное описание одного способа повторного сжижения отпарного газа приведено в одновременно находящейся на рассмотрении заявке на патент США № 11/222750, содержание которой полностью включено в данный документ путем ссылки.
Резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа также по отдельности соединяются с системой трубопроводов судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, способом, который обеспечивает соединение всех резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с общей системой транспортировки сжиженного природного газа на судне 20, предназначенном для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, посредством предназначенного для жидкости соединителя 4 резервуара так, что при этом обеспечивается возможность безопасной транспортировки сжиженного природного газа в резервуары 10, предназначенные для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, на судне 20, предназначенном для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, из манифольдов 21 и 22 судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, и наоборот. Система транспортировки сжиженного природного газа, предусмотренная на судне 20, предназначенном для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, обычным образом соединяет резервуары 10, предназначенные для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с поперечными коллекторами 34, которые расположены в вертикальном направлении на каждом уровне 29, 30, 31 штабелирования резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Данные поперечные коллекторы 34 расположены оптимальным образом в зоне 23 между штабелями резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, для обеспечения эффективности соединения между поперечными коллекторами 34 и резервуарами 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Данные поперечные коллекторы 34 соединены с общим продольным коллектором 38, который соединен с манифольдами 21 и 22 для загрузки/разгрузки. Поперечные коллекторы 34, общий продольный коллектор 38 и манифольды 21 и 22 для загрузки/разгрузки представляют собой основные, но не единственные компоненты общей системы транспортировки сжиженного природного газа.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения система транспортировки сжиженного природного газа и регулирующие клапаны выполнены с конфигурацией, обеспечивающей возможность избирательного группирования резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, которые были соединены с системой трубопроводов, предусмотренной на судне 20, предназначенном для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, таким образом, что все резервуары 10, предназначенные для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, в выбранном подмножестве или подмножествах резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, могут быть одновременно заполнены (в большей или меньшей степени, то есть полностью или частично) или одновременно разгружены (в большей или меньшей степени, то есть полностью или частично). Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения все резервуары 10, предназначенные для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, которые были соединены с системой трубопроводов судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, могут быть одновременно заполнены (в большей или меньшей степени, то есть полностью или частично) или одновременно разгружены (в большей или меньшей степени, то есть полностью или частично) эффективно с точки зрения затрат времени, аналогично судам для транспортировки сжиженного природного газа в наливных танках (например, в течение промежутка времени от 6 до 12 часов), посредством тщательного выбора или всех резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, или подмножества или подмножеств резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, которые подлежат или одновременному заполнению (в большей или меньшей степени, то есть полностью или частично), или одновременной разгрузке (в большей или меньшей степени, то есть полностью или частично).
Фиг.7 представляет собой поперечное сечение другого варианта осуществления в соответствии с настоящим изобретением, в котором по меньшей мере один наливной танк 26 для сжиженного природного газа установлен в пределах судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, под главной палубой 24 судна 20. Резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа установлены в штабели в направляющих ячеистого типа на опорной конструкции 27, закрепленной над главной палубой 24 над зоной, занятой наливным(-ыми) танком(-ами) 26 для сжиженного природного газа. Средним специалистам в данной области техники будет понятно, что могут быть использованы другие конфигурации и местоположения наливного(-ых) танка(-ов) 26 для сжиженного природного газа, включая размещение всех резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, и наливного (наливных) танка (танков) 26 для сжиженного природного газа над главной палубой 24, но варианты размещения не ограничены вышеуказанными. В приведенном в качестве примера варианте осуществления зона 28 для доступа персонала и продольных коллекторов системы образована под резервуарами 10, предназначенными для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, со стороны левого и правого бортов.
Как показано на фиг.3, высокорасположенный манифольд 21 для загрузки/разгрузки на судне 20, предназначенном для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, выполнен с возможностью сопряжения/стыковки с морскими терминалами сжиженного природного газа, которые обслуживают типовые океанские суда для транспортировки сжиженного природного газа. Высокорасположенный манифольд 21 используется (но его использование не ограничено загрузкой или разгрузкой) для загрузки сжиженным природным газом или разгрузки (то есть опорожнения), как будто в режиме загрузки/выгрузки наливом, резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, когда они загружены на судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа и соединены с его системой трубопроводов, или, альтернативно, наливного(-ых) танка(-ов) 26 для сжиженного природного газа, предусмотренного(-ых) на судне 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа (показаны на фиг.7). Низко расположенный манифольд 22 для загрузки/разгрузки выполнен с возможностью сопряжения/стыковки с имеющими меньший размер, морскими терминалами сжиженного природного газа, которые являются типовыми в качестве выходных терминалов для распределения топлива. Низко расположенный манифольд 22 используется (но его использование не ограничено загрузкой или разгрузкой) для загрузки сжиженного природного газа, как будто в режиме загрузки наливом, в резервуары 10, предназначенные для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, когда они загружены на судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа и соединены с его системой трубопроводов, или, альтернативно, в наливной(-ые) танк(-и) 26 для сжиженного природного газа, предусмотренный(-ые) на судне 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа (показаны на фиг.7), или для выгрузки сжиженного природного газа, как будто в режиме выгрузки наливом, из резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, когда они загружены на судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа и соединены с его системой трубопроводов.
При эксплуатации судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа содержит некоторое количество (например, 120) резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, которые установлены в виде штабелей и распределены на судне 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, и соединены друг с другом посредством использования системы трубопроводов, которая представляет собой неотъемлемую часть судна 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа выполнено с возможностью швартовки у погрузочного/разгрузочного причала типовых морских терминалов сжиженного природного газа. Резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа выполнены с возможностью одновременной загрузки или заполнения в большей или меньшей степени (то есть полностью или частично) - как если бы они образовывали один танк (то есть в режиме «загрузки наливом» (in “bulk” mode)) - эффективно с точки зрения затрат времени на загрузочном/разгрузочном причале морского терминала сжиженного природного газа. Другими словами, по отношению к морскому терминалу сжиженного природного газа судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа представляет собой судно, не отличающееся от стандартного танкера/наливного судна для транспортировки сжиженного природного газа или газовоза.
После отхода судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, от терминала сжиженного природного газа оно может следовать к любому контейнерному порту или к какому-либо другому месту, в котором сжиженный природный газ может быть выгружен или способом выгрузки контейнер за контейнером, или способом выгрузки наливом. В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения сжиженный природный газ может быть выгружен из судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, одним из двух способов.
Во-первых, в более традиционном морском терминале сжиженного природного газа судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа может быть разгружено посредством выгрузки сжиженного природного газа наливом из резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа или из наливного (наливных) танка (танков) 26 в береговые наливные резервуары терминала посредством типовых соединительных труб для сжиженного природного газа (например, шланга или так называемых сочлененных «жестких погрузочных рукавов» (“hard arms”), соединяемых с одним из манифольдов 21 и 22 судна 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. В данном режиме резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа остаются на судне 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, будучи соединенными с его системой трубопроводов, для обратного рейса к терминалу загрузки сжиженного природного газа для повторной загрузки сжиженным природным газом эффективно и одновременно, как будто в режиме загрузки наливом.
Во-вторых, в контейнерном порту или на аналогичном морском объекте, который имеет соответствующую инфраструктуру для загрузки/разгрузки и выполнен с возможностью безопасной швартовки судна 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа и с возможностью обработки груза в режиме вертикальной обработки груза (LO/LO), соединенные друг с другом резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа по отдельности отсоединяют от системы трубопроводов судна 20, предназначенного для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, и поднимают с судна посредством типовых кранов для перегрузки грузовых контейнеров, и перемещают в широкомасштабную систему интермодальной транспортировки для доставки сжиженного природного газа конечному потребителю. Доставка может осуществляться по железной дороге, посредством грузового автомобильного транспорта или дополнительного морского судна. Резервуары 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа также могут быть все размещены в определенном порядке и скомплектованы на объекте для хранения и распределения топлива в порту или другой зоне или на объекте у конечного потребителя, где сжиженный природный газ, содержащийся в резервуарах 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, может быть использован для снабжения топливом автомобилей, судов или других конечных потребителей топлива по мере необходимости. Данный способ выгрузки резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, с судна 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа аналогичен интермодальной транспортировке товаров в стандартных грузовых контейнерах, соответствующих стандартам ISO. Другими словами, по отношению к порту выгрузки судно для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа представляет собой судно, не отличающееся от стандартного контейнеровоза.
Как показано на фиг.7, судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа также может быть снабжено одним или несколькими наливными танками 26 для сжиженного природного газа помимо соединенных друг с другом резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, которые уже находятся на судне, в результате чего повышаются вместимость и полезность судна 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Наливной(-ые) танк(-и) 26 для сжиженного природного газа может (могут) быть соединен(-ы) с множеством резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, и сжиженный природный газ может быть перемещен из наливного(-ых) танка(-ов) 26 в по меньшей мере один из резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа. Соответственно, если судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа будет снабжено наливным(-и) танком(-ами) 26, оно также будет обладать способностью к загрузке порожних резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, обратно на судно 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа и к повторному заполнению порожних резервуаров 10, предназначенных для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, из наливного (наливных) танка (танков) 26 для сжиженного природного газа, предусмотренного(-ых) на судне 20 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, без необходимости возвращения к терминалу загрузки сжиженным природным газом для получения дополнительного сжиженного природного газа, в результате чего эффективным образом увеличивается число полных резервуаров 10 для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, доставляемых в любом конкретном рейсе и повышается эффективность операции загрузки на морском терминале сжиженного природного газа. В альтернативном варианте сжиженный природный газ может быть выгружен из наливного(-ых) танка(-ов) 26 для сжиженного природного газа только в режиме выгрузки наливом или из наливного(-ых) танка(-ов) 26 для сжиженного природного газа в режиме выгрузки наливом и из резервуара(-ов) 10, предназначенного(-ых) для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, как будто в режиме выгрузки наливом, в морской терминал сжиженного природного газа.
С учетом вышеприведенного подробного описания среднему специалисту в данной области техники будет понятно, что судно для интермодальной транспортировки сжиженного природного газа, система и способ в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения могут обеспечить выполнение многочисленных доставок в некоторое число разных портов как в терминалы для загрузки/выгрузки наливом, так и в интермодальные терминалы, при любом заданном рейсе, что способствует эффективному распределению сжиженного природного газа.
Как описано в контексте вариантов осуществления, представленных в вышеприведенном подробном описании, настоящее изобретение предусматривает совместное использование многочисленных резервуаров типа контейнеров для интермодальной транспортировки в виде группы для загрузки, выгрузки и регулирования наливных грузов на судне, не являющемся наливным танкером (балктанкером), для создания возможности того, что судно, не являющееся наливным танкером, будет обладать такими же функциональными возможностями, как судно, представляющее собой наливной танкер, при загрузке и выгрузке жидкостей, включая сжиженный природный газ, на судно и из судна наливом. Кроме того, изобретение предусматривает выгрузку одного или нескольких из резервуаров типа контейнеров для интермодальной транспортировки по отдельности, чтобы способствовать использованию того же судна, не являющегося наливным танкером, для распределения необъемных, меньших, имеющих вид небольших партий, интермодальных количеств жидкости, включая сжиженный природный газ, из судна, не являющегося наливным танкером, без изменения его способности к распределению больших количеств жидкости.
Несмотря на то, что данное изобретение было описано в связи с приведенными в качестве примера вариантами осуществления, представленными выше и проиллюстрированными на чертежах, очевидно, что многие альтернативы, модификации и варианты/изменения будут очевидными для специалистов в данной области техники. Соответственно, приведенные в качестве примера варианты осуществления изобретения, представленные выше, предназначены для того, чтобы они были иллюстративными, а не ограничивающими, и сущность и объем настоящего изобретения следует рассматривать широко, и они ограничены только приложенной формулой изобретения, а не вышеприведенным описанием. Не ограничивая общие подходы, приведенные выше, можно отметить, что специалистам в данной области техники будет понятно, что варианты осуществления в соответствии с настоящим изобретением не ограничены сжиженным природным газом или другими криогенными жидкими газами, но взамен включают и охватывают транспортировку и распределение любого наливного груза (например, легкого дистиллятного топлива, бензина, этилового спирта и т.д.), который может содержаться в резервуарах для интермодальной транспортировки, имеющих размеры согласно стандартам ISO.