[发明专利]一种用于LNG接收站大口径管道的预冷系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于LNG接收站大口径管道的预冷系统及方法，该预冷系统包括被冷却大口径管道、储罐、气相返回管道、火炬放空系统和注氮系统；被冷却大口径管道的出口端并联连接多个储罐，储罐的顶部气相出口均通过气相返回管道与火炬放空系统相连接；在被冷却大口径管道上设置有注氮点，注氮点连接一注氮系统；注氮系统包括液氮源和气化器，液氮源通过连接管线并联连接两个以上气化器的进口端，气化器的出口端经连接管线、关断阀和孔板流量计与被冷却大口径管道上的注氮点相连接。本发明利用氮气冷却大孔径管道，可以减少温室气体的排放，对环境影响很小，节约LNG接收站预冷成本，可以灵活调节预冷速度，提高预冷效果，降低管道冷却风险。

技术领域

本发明涉及一种管道预冷系统及方法，具体是关于一种利用液氮直接实现对LNG(液化天然气)接收站大口径管道的降温、预冷作用的预冷系统及方法。

背景技术

LNG工艺管道是连接并实现LNG接收站各个设备、装置运行的重要方式。由于LNG具有超低温的特性，温度一般为-165℃，因此，LNG工艺管道采用低温性能优异的奥氏体不锈钢。由于工艺管道材料的特性，在管道内流体温度下降的过程中存在冷收缩，其产生的应力可能超过了材料的屈服强度而发生损坏，特别是大口径的工艺管道，出现问题后果将十分严重。因此，对于LNG接收站投产接卸首艘LNG船之前，需要对工艺管道进行预冷，尤其是对大口径工艺管道进行投产前的预冷工作，这样可以综合检验管道的设计质量，施工质量和管道的应力变化情况，以及管道、设备、阀门的低温性能和密封性能，保冷施工及材料的质量等，以便及早发现问题，在首船试车之前预留充足的整改时间，也确保了在安全的工作环境下对出现的问题进行整改。目前，常用的预冷方法有采用BOG(闪蒸气)对工艺管道进行预冷，但此方法存在两个问题：一、相比于液氮，BOG单价较高；二、由于BOG由液货船提供，管道预冷速度受船方限制，而且若预冷出现问题，风险较大，液货船滞留时间相应加长。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种可大幅节约预冷成本，降低管道冷却风险，同时可提高管道预冷效率的用于LNG接收站大口径管道的预冷系统及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于LNG接收站大口径管道的预冷系统，其特征在于，该预冷系统包括被冷却大口径管道(1)、LNG储罐(2)、气相返回管道(3)、火炬放空系统(4)和注氮系统(5)；所述被冷却大口径管道(1)的进口端铺设在码头(6)内，出口端并联连接多个所述LNG储罐(2)；每一所述LNG储罐(2)的顶部气相出口均通过所述气相返回管道(3)与所述火炬放空系统(4)相连接，且靠近所述火炬放空系统(4)一侧的所述气相返回管道(3)通过旁通管线(7)与靠近所述码头(6)一侧的所述被冷却大口径管道(1)连通；在所述被冷却大口径管道(1)上设置有一个以上的注氮点(8)，每一所述注氮点(8)均连接一所述注氮系统(5)；所述注氮系统(5)包括液氮源和气化器(52)，所述液氮源通过连接管线并联连接两个以上所述气化器(52)的进口端，所述气化器(52)的出口端经连接管线、关断阀(53)和孔板流量计(54)与所述被冷却大口径管道(1)上的所述注氮点(8)相连接。

在一个优选的实施例中，所述液氮源为移动式液氮储罐(51)或液氮槽车(9)，所述液氮槽车(9)通过跨接软管(10)与所述气化器(52)的连接管线相连接。

在一个优选的实施例中，在靠近所述移动式液氮储罐(51)或跨接软管(10)出口端的连接管线以及靠近所述气化器(52)进口端的连接管线上均设置有用于调节氮气流量的调节阀(55)。

在一个优选的实施例中，在靠近所述气化器(52)进口端和出口端的连接管线上均设置有排放阀(56)。

在一个优选的实施例中，在位于所述气化器(52)出口端的连接管线上还设置有压力表(57)和温度计(58)。

在一个优选的实施例中，将所述被冷却大口径管道(1)分为储罐区、工艺区和码头区三个区域，每一个区域各设置一个所述注氮点(8)。