液化设备、方法和系统与流程

本公开涉及液化设备、方法和系统。

背景技术：

1、天然气储层遍布世界各地。一些储层位置远离高需求市场例如美国，从而需要专门的船只将天然气从储层运到市场。以液体形式运输天然气可能更便宜且更容易。例如，通常在储层附近的陆地上使天然气液化，并且使用液化天然气运输船在水上长距离运输液化天然气(或“lng”)。陆上液化并非总是可能的。例如，位于偏远水域下方的深水储层中存在大量天然气，而其附近没有任何陆地。在这些情况下，希望基于水的液化。浮动的液化天然气设施已被用来从深水储层液化天然气。一个例子是prelude flng，其是目前世界上最大的船只。诸如prelude之类的大型远洋船舶无法进入的浅水区中还存在大量天然气。需要改进以在这些水区中使用基于水的液化技术。

技术实现思路

1、本公开的一个方面是一种用于岸边液化的系统。该系统可包括：电力和预处理的进料气体的源以及水上设备。该水上设备可包括：风冷电动制冷模块(“aer模块”)，其配置为从源输入电力和预处理的进料气体、将预处理的进料气体转换为液化天然气(“lng”)、以及输出lng；多个液化天然气(lng)储箱，其配置为从aer模块输入lng和将lng输出到lng运输船。

2、在一些方面，源可通过去除不需要的元素来产生预处理的进料气体。例如，不需要的元素可至少包括重质烃。aer模块可将一部分预处理的进料气体转换成燃料气体，和将燃料气体输出到源。例如，源可产生一部分电力；并且可包括配置为利用燃料气体产生所述一部分的电力的燃气发电机。所述水上设备的左舷侧或右舷侧之一可被系泊至岸边锚固装置。例如，左舷侧或右舷侧中的一者可与走道结构接合。该水上设备可包括围护系统，该围护系统构造成将低温流出物引导到左舷侧或右舷侧中的另一者上。

3、从源输入的电力可等于或大于约100kv和约220mw。例如，电力可利用包括一个或多个导体的线从源输入，并且系统还可包括可在水上设备和源之间延伸以支承所述线的运输桥。该水上设备可包括闭环压载系统，该闭环压载系统可在无需排出压载流体的情况下与压载流体一起操作，以稳定水上设备。在一些方面，aer模块可包括一个或多个制冷机组，该制冷机组包括电动压缩机、空气冷却器和分离罐。例如，一个或多个制冷机组可配置为执行双重混合制冷过程。

4、该系统可包括可与源和水上设备一起操作的控制器和/或包括源的传感器和水上设备的传感器的多个传感器。例如，控制器可以基于从水上设备的传感器和源的传感器输出的数据操作aer模块和所述源处的至少供电构件。作为另一示例，控制器可包括距水上设备和源远程布置的一个或多个装置。多个lng储箱包括沿船体的中心线轴线间隔开的单排的多个储箱。在一些方面，水上设备可以不包括主发电系统或气体预处理系统。

5、另一方面是用于岸边液化的水上设备。该设备可包括：风冷电动制冷模块(“aer模块”)，其位于水上设备的上甲板上或上方并且配置成从源输入电力和预处理的进料气体、将预处理的进料气体转换成液化天然气(“lng”)、和输出lng；多个lng储箱，其位于所述水上设备的船体中并且配置为从所述aer模块输入所述lng，和将所述lng输出至lng运输船。

6、预处理的气体可不包含至少重质烃和/或电力可以等于或大于约100kv和约220mw。所有的lng可以从aer模块被引入船体，和从所述多个lng储箱被引出船体。该设备还可包括在该设备的中央部分中的输出端口，以将lng输出到lng运输船。例如，多个lng储箱可包括沿着船体的中心线轴线间隔开的单排的多个储箱；单排储箱中每个储箱的储存体积大约以中心线轴线为中心。作为进一步的示例，多个lng储箱中的每个储箱可以是膜式储箱，并且每个膜式储箱的储存体积可包括不规则的横截面形状，该形状可由船体的内部限定和/或以中心线轴线为中心。

7、根据本公开，水上设备还可包括在水上设备上的气体收集和分配系统，以：从aer模块输入第一气体和从多个lng储箱输入第二气体；和将第一气体和第二气体输出到压缩机。第一气体可以不同于第二气体。在一些方面，燃料气体分配系统可构造成从lng运输船输入第三气体。第二气体和第三气体可以是蒸发气体。该设备还可包括多个传感器，其配置为检测低温流出物和可燃气体的泄漏。作为另一示例，该设备可包括：位于船体上方的用于收集低温流出物的通道；降液管，其与通道连通以将低温流体引导到船体的一侧并将其从船体的该一侧引导离开；和喷嘴，用于响应于所述多个传感器而用保护性流体喷射船体的该一侧的外表面。

8、为了稳定，该水上设备可包括闭环压载水系统，该闭环压载水系统包括：在上甲板下方的多个压载箱；和一个或多个泵，其构造成在不将任何压载流体排放到环境中的情况下使压载流体在所述多个压载箱之间移动。aer模块可包括一个或多个制冷机组，该制冷机组包括电动压缩机和空气冷却器。例如，一个或多个制冷机组包括：第一制冷机组，配置为接收预处理的进料气体的第一部分并输出lng的第一部分；和第二制冷机组，其配置为接收预处理的进料气体的第二部分并输出液化天然气的第二部分，其中第一制冷机组独立于第二制冷机组。一个或多个制冷机组中的每个机组可包括预冷热交换器、主低温热交换器、热混合制冷回路、冷混合制冷回路、膨胀机、和末端闪蒸容器。在一些方面，第一制冷机组的大部分可在设备的船中轴线的后方，第二制冷机组的大部分可在船中轴线的前方，并且第一制冷机组的重量与第二制冷机组的重量可关于船中轴线平衡，以稳定水上设备。根据这些方面，水上设备可以不包括主发电系统或气体预处理系统。

9、另一方面是一种岸边液化的方法。该方法可包括：从源向水上设备输入电力和预处理的进料气体；利用水上设备的风冷电动制冷模块(“aer模块”)将预处理的进料气体转换成液化天然气(“lng”)；将所述lng从所述aer模块输出到所述水上设备的多个lng储箱；和将lng从所述多个lng储箱输出到lng运输船。

10、在一些方面，该方法可包括当从aer模块和多个lng储箱输出lng时，通过在源处去除至少重质烃来产生预处理的进料气体和/或穿过上甲板引导lng。例如，该方法可包括当从多个lng储箱向lng运输船输出lng时，经由在设备的船中轴线处或其附近的输出端口引导lng。该方法可包括从aer模块收集第一气体和从多个lng储箱收集第二气体，以及将第一气体和第二气体输出到至少一个压缩机。该方法还可包括从lng运输船输入第三气体并且将第三气体输出到至少一个压缩机。

11、为了安全起见，该方法可包括利用水上设备的多个传感器检测低温流出物和可燃气体的释放。并且为了稳定起见，该方法可包括在不排放任何压载流体的情况下在水上设备的闭环压载系统内移动压载流体以稳定该设备。在一些方面，将预处理的进料气体转换成lng可包括利用aer模块执行双重混合制冷过程。该方法可包括利用源处的发电机来产生至少一部分电力。在一些方面，该方法还可包括利用与源和水上设备两者通信的控制器来操作和控制水上设备和源。

12、又一方面是一种制造用于岸边液化的水上设备的方法。该方法可包括：接收在第一位置组装的船体；在不同于第一位置的第二位置处组装风冷电动制冷模块(“aer模块”)；在第二位置将aer模块附接至船体；在第二位置对由aer模块和船体构成的系统进行测试；和将船体移动到与第一位置和第二位置不同的岸边位置。

13、所接收的船体可包括在第一位置处组装在船体中的多个lng储箱。在一些方面，该方法可包括在第二位置将压载流体置于位于所述多个lng储箱上方的空隙空间中，以获得船体挠度/挠曲。例如，该方法可包括通过如下方式来进一步维持船体挠度：通过在于第二位置附接该aer模块时逐渐释放压载流体，使得与由aer模块施加的重量成比例地减小由压载流体施加的重量。

14、又一方面是一种使用水上设备进行岸边液化的方法。该方法可包括：将水上设备移动到包括电力和预处理的进料气体的源的岸边位置；将电力和预处理的进料气体从源输入到水上设备的风冷制冷模块(“aer模块”)；将液化天然气(“lng”)从aer模块输出到水上设备的多个lng储箱。

15、该方法可包括将燃料气体从水上设备输出到源，并利用该燃料气体产生所述电力的至少一部分。一些方面可包括将lng从所述多个lng储箱输出到lng运输船和/或从lng运输船输入额外的燃料气体。

16、还公开了相关的套件。在结合附图阅读以下示例性实施例的描述后，本公开的其他方面和特征对于本领域技术人员而言将变得显而易见。