[发明专利]包括复合材料压力容器的CNG储存器

说明书

技术领域

本发明涉及压缩天然气(CNG)的储存。更确切地说，本发明涉及一种包括压力容器的CNG储存器和储存系统。

背景技术

以CNG的形式储存的燃料气主要由气态的甲烷组成，但在一些情况下，所述燃料气在高压下可以含有液体组分。

术语CNG意指压缩天然气，无论是井内液气流流体，即从源头未经处理地接纳的气体和液体碳氢化合物，或是将具有较少杂质的经处理的压缩天然气。

CNG流体可以包含具有可变混合比的多种可能的组成成分，一些呈气相并且另一些呈液相，或气相和液相的混合物。那些组成成分典型地包括以下化合物中的一者或多者：C₂H₆、C₃H₈、C₄H₁₀、C₅H₁₂、C₆H₁₄、C₇H₁₆、C₈H₁₈、C₉+碳氢化合物、CO₂和H₂S，可能加上液态的甲苯、柴油和辛烷。

在通常定义为约15℃的环境温度下测量时针对CNG储存的最佳条件是压力约为250巴，或如果在较低温度下、即约-30℃下测量，则CNG储存的最佳条件是压力约为160巴。

与在低压下用液体形式的气体(LNG-液化天然气)进行的气体储存的常规方法相比，使用CNG的优势不容忽视。所述优势特别是包括当将气体运输到储存器或从储存器运走气体时在总体投资和处理成本方面、在设备需求方面以及在加载/卸载过程中所涉及的时间方面的节省。具体而言，CNG技术涉及更标准化或更简化的加载和卸载终端的结构。这些平台可以是例如离岸平台或浮标。

在CNG的情况下，通常可以在已适于开始出售或交付的压力和温度条件下在终端处加载气体。另一方面，在LNG的情况下，卸载的LNG通常在开始使用之前需要在综合的重新气化厂中进一步处理，因为LNG通常以液体形式并且在低温下卸载。所述重新气化设备可能极其昂贵并且从环境角度来说可能是不合需要的或危险的，由此所述重新气化设备通常不适合沿地中海的欧洲海岸线，所述区域通常人口稠密，例如意大利的海岸线。

CNG加载和卸载过程和设备取决于与气体源位置和有关气体的组分相关联的若干因素。

关于用于连接到船舶上的设备(浮标、平台、码头等…)，需要提高灵活性并且将基础设施的成本最小化。通常，通过考虑如下标准来选择使用何种设备：

安全性；

可靠性和规则性；

水深度和移动特征；以及

船舶操作：接近和操纵。

典型的平台包括与海床相连的用于收集气体的基础设施。

码头是用于连接到船舶(加载或卸载)的另一种典型的解决方案，当气体源在岸上时可以应用码头。气体管道从将气体处理和压缩到作为CNG的合适加载压力的处理厂延伸到码头并且用于加载和卸载操作。机械臂从码头延伸到船舶。

码头是一种相对公认的解决方案。然而，建造新的码头非常昂贵且耗时。码头还需要大量的空间并且具有相对较大的环境影响，尤其在受保护区域中和用于海上交通时。

利用浮标的解决方案可以按以下分类：

CALM浮标；

STL系统；

SLS系统；以及

SAL系统。

悬链锚腿系泊(CALM)浮标特别适合于浅水。所述系统基于使船舶系泊于在水表面上浮动的浮标上。所述系统的主要部件是：具有集成塔楼的浮标；旋转接头；管道系统；公用设施；一个或多个软管；用于连接到船舶上的缆索；包含连接到海床上的锚和链条的系泊系统。所述系统还包括连接到海床上的柔性立管。这种类型的浮标需要用于将缆索和管道系统连接到船舶上的辅助/维护容器的支撑。

浸没式塔楼加载系统(STL)包括用于风大浪急的海面条件的连接和断开装置。所述系统是基于系泊到海床的浮动浮标的(浮标将在准备用于连接的海面下方的平衡位置中浮动)。当连接到船舶上时，浮标被向上拉动且固定到船舶内部的配合锥体上。所述连接使船舶船体能够围绕浮标塔楼自由旋转。所述系统还包括连接到海床上的柔性立管，但是需要船舶内部的专用空间来允许所述连接。