ES2343265T3 - Un deposito de almacenamiento para liquido criogenico. - Google Patents

Un deposito de almacenamiento para liquido criogenico. Download PDF

Info

Publication number
ES2343265T3
ES2343265T3 ES06254948T ES06254948T ES2343265T3 ES 2343265 T3 ES2343265 T3 ES 2343265T3 ES 06254948 T ES06254948 T ES 06254948T ES 06254948 T ES06254948 T ES 06254948T ES 2343265 T3 ES2343265 T3 ES 2343265T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
liquid
cryogenic
steam
cryogenic liquid
storage tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES06254948T
Other languages
English (en)
Inventor
Paul Higginbotham
Kelvin Graham Hayes
Declan Patrick O'connor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Products and Chemicals Inc
Original Assignee
Air Products and Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Products and Chemicals Inc filed Critical Air Products and Chemicals Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2343265T3 publication Critical patent/ES2343265T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/02—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with liquefied gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/12—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0012—Primary atmospheric gases, e.g. air
    • F25J1/0015—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0012—Primary atmospheric gases, e.g. air
    • F25J1/0017—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0012—Primary atmospheric gases, e.g. air
    • F25J1/002—Argon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0258—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines vertical layout of the equipments within in the cold box
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0119—Shape cylindrical with flat end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/03—Orientation
    • F17C2201/032—Orientation with substantially vertical main axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/052—Size large (>1000 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F17C2203/0617—Single wall with one layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F17C2205/0332—Safety valves or pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0352—Pipes
    • F17C2205/0355—Insulation thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/011—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/014—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/016—Noble gases (Ar, Kr, Xe)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107—Single phase
    • F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0121—Propulsion of the fluid by gravity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0135—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337—Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0339—Heat exchange with the fluid by cooling using the same fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337—Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0341—Heat exchange with the fluid by cooling using another fluid
    • F17C2227/0355—Heat exchange with the fluid by cooling using another fluid in a closed loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367—Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0369—Localisation of heat exchange in or on a vessel
    • F17C2227/0372—Localisation of heat exchange in or on a vessel in the gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03—Control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02—Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/021—Avoiding over pressurising
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/035—Dealing with losses of fluid
    • F17C2260/036—Avoiding leaks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/01—Purifying the fluid
    • F17C2265/015—Purifying the fluid by separating
    • F17C2265/017—Purifying the fluid by separating different phases of a same fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/032—Treating the boil-off by recovery
    • F17C2265/033—Treating the boil-off by recovery with cooling
    • F17C2265/034—Treating the boil-off by recovery with cooling with condensing the gas phase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/068—Distribution pipeline networks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0134—Applications for fluid transport or storage placed above the ground
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/30—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using a washing, e.g. "scrubbing" or bubble column for purification purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/90—Mixing of components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/90—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being boil-off gas from storage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/34—Details about subcooling of liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/62—Details of storing a fluid in a tank
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Un depósito para almacenamiento (10) de un líquido criogénico que tiene una parte más baja (12) para almacenar dicho líquido criogénico y un espacio de vapor (16) dispuesto encima de ella, teniendo dicho depósito (10): un condensador (34) para condensar el vapor de ebullición por intercambio directo de calor con el aporte de líquido criogénico al depósito, comprendiendo dicho condensador (34) una disposición por paquetes (36) de empaquetamiento de contacto vapor-líquido, comprendiendo dicha disposición una parte extrema superior y una parte extrema inferior, en la que al menos dicha parte extrema superior está abierta al espacio de vapor (16) para permitir la entrada del vapor de ebullición a la disposición y estando dicha parte extrema inferior en comunicación de flujo fluida con la parte más baja (12) del depósito de almacenamiento (10); una fuente (38) de aporte de líquido criogénico que es independiente del depósito (10); una entrada (40) para proporcionar dicho aporte de líquido criogénico a la parte extrema superior de la disposición por paquetes (36) del empaquetamiento de contacto vapor-líquido; y una salida (22) para retirar el líquido criogénico de la parte inferior (12) del depósito.

Description

Un depósito de almacenamiento para líquido criogénico.
El presente invento se refiere a un depósito de almacenamiento para líquido criogénico y que tiene una especial aplicación en depósitos de almacenamiento en tierra y a bordo de barcos.
Los líquidos tales como el gas natural licuado ("LNG"), argón líquido ("LAR"), nitrógeno líquido ("LIN"), oxígeno líquido ("LOX") o hidrógeno líquido son almacenados en depósitos de almacenamiento con aislamiento para minimizar la pérdida de líquido por vaporización. Sin embargo, a pesar del aislamiento, parte del líquido criogénico almacenado se evaporará inevitablemente debido al calor que entra en el depósito (y en la tubería asociada), al trabajo de la bomba en las corrientes de recirculación de líquido y a la vaporización instantánea de los aportes de líquidos, etc. Por lo tanto, se deben tomar medidas para evitar una formación de presión peligrosa en el depósito de almacenamiento.
Es a menudo económicamente preferible usar depósitos de almacenamiento muy grandes a baja presión para almacenar líquido criogénico. Por ejemplo, actualmente, los depósitos de almacenamiento más grandes para LOX o LIN tienen una capacidad de aproximadamente 5.000 m^{3} y los depósitos de almacenamiento de LNG más grandes (usualmente encontrados en barcos en grupos de hasta 5 depósitos de almacenamiento) tiene cada uno una capacidad de aproximadamente 40.000 m^{3}. La magnitud del problema de formación de presión debido a la evaporación está relacionada con el tamaño del depósito de almacenamiento.
Sería posible simplemente poner en contacto con la atmósfera el vapor de ebullición. No obstante, tal solución no es deseable ya que sería muy costoso en cuanto al líquido criogénico perdido (que es muy caro de producir) y, si el vapor es inflamable (por ejemplo, gas natural o hidrógeno), podría dar lugar a una potencialmente peligrosa formación de vapor, sobre todo cuando se usan depósitos de almacenamiento muy grandes.
Otra solución es combatir la ebullición en el depósito de almacenamiento es sobreenfriar suficientemente el aporte de líquido hacia el depósito de almacenamiento para volver a condensar el vapor de ebullición. No obstante, a menos que el aporte sobreenfriado sea llevado a un buen contacto de masa y energía con el vapor generado, no se conseguirá el equilibrio. Sin equilibrio, mucha parte del vapor tendrá todavía que ser puesta en contacto con la atmósfera o se tendrá
que aumentar la cantidad de sobreenfriamiento para aumentar la fuerza impulsora para la condensación del vapor.
Sobreenfriar el aporte de líquido en más de la cantidad mínima requerida para volver a condensar el vapor evaporado daría lugar a un consumo de energía adicional. El "exceso" de sobreenfriamiento por lo general dará como resultado un aporte de líquido sobreenfriado (y por tanto más denso) que desciende al fondo del almacenamiento y que forma una zona líquida fría estratificada más baja.
Para proporcionar el contacto térmico estrecho entre el aporte sobreenfriado y el vapor evaporado, es conocido pulverizar el aporte de líquido sobreenfriado en el espacio de vapor del depósito de almacenamiento. Tal técnica de pulverización se lleva a cabo para bajar la presión al ser llenados de nuevo los depósitos sobre remolques de transporte con líquido criogénico. Sin embargo, las técnicas de pulverización tales como éstas no son muy prácticas para grandes depósitos de almacenamiento y son menos efectivas cuando el nivel de almacenamiento es alto debido al tiempo de contacto más corto entre el líquido y el vapor de ebullición. Además, los dispositivos de pulverización (o "rociado") requieren generalmente un aumento de la presión del aporte de líquido debido a la caída de presión del dispositivo y esta presión de suministro aumentada podría no estar disponible.
Existen otros métodos de condensación del vapor de ebullición conocidos en la técnica. Por ejemplo, el documento US-A-3894856 (Lofredo et al; publicado el 15 de julio de 1975) explica un proceso para purificar y licuar gas natural. Uno de los objetivos del proceso es mantener una composición constante de gas natural licuado ("LNG") en un tanque de almacenamiento licuando los vapores que se generan en el tanque. En la realización ejemplificada el LNG en fase vapor procedente del tanque de almacenamiento es condensado fuera del tanque por el intercambio indirecto de calor con LIN. El vapor condensado es después devuelto al tanque de almacenamiento, manteniendo de esta forma la composición del LNG en el tanque.
El documento US-B-6470706 (Engdahl; publicado el 29 de octubre de 2002) explica un condensador de vapor de ebullición en el que el vapor de ebullición se condensa mediante el intercambio directo de calor con un gas licuado. Se ha explicado que el condensador tiene una aplicación especial en sistemas de almacenamiento y distribución de LNG. En estos sistemas el LNG es almacenado en un tanque de almacenamiento. El LNG en fase vapor se alimenta a un condensador de vapor dispuesto fuera del tanque de almacenamiento en donde se condensa por transferencia directa de calor y masa con el LNG bombeado desde el tanque de almacenamiento. La transferencia directa de calor y masa puede ser proporcionada usando un empaquetamiento al azar (tal como anillos Pall de 2 pulgadas (5 cm)), empaquetamiento estructurado, columnas de bandejas o elementos de pulverización. El vapor de LNG condensado es después alimentado a bombas de alta presión, desde las cuales es después dirigido a una tubería de distribución.
El documento US-A-2938360 (Christensen; publicado el 31 de mayo de 1960) explica un tanque de almacenamiento para líquidos que hierven a temperaturas bajas tales como el amoníaco. El tanque de almacenamiento tiene una torre que contiene una sección de condensación y una sección de saturación. La sección de saturación, o saturador, contiene el empaquetamiento. Los condensables en el gas tomados del espacio de vapor del tanque se condensan en la sección de condensación por intercambio indirecto de calor con un fluido refrigerante externo y el líquido condensado resultante se condensa se drena en el empaquetamiento del saturador. El gas resultante no condensable que abandona el condensador fluye a través del empaquetamiento del saturador en donde entra en contacto con el líquido procedente del tanque de almacenamiento que es pulverizado en el saturador. El líquido pulverizado y el condensado fluyen a continuación de nuevo al tanque de almacenamiento, y el exceso de gas, de este modo enfriado y depurado, es puesto en contacto con la atmósfera.
El documento US-A-2059942 (Gibson; publicado el 3 de noviembre de 1936) explica un tanque de almacenamiento para líquidos volátiles tales como hidrocarburos, que incorporan un aparato para recuperar los vapores del tanque de almacenamiento. En una realización, el líquido procedente del tanque de almacenamiento es refrigerado por intercambio de calor indirecto con un refrigerante externo, es bombeado y después es alimentado a los medios de contacto en los que los vapores procedentes del tanque son absorbidos en el líquido refrigerante.
Es deseable tener un método para utilizar la refrigeración de un aporte de líquido sobreenfriado para reducir la evaporación en un dispositivo compacto que no aumente significativamente la presión de suministro requerida del aporte de líquido. Es particularmente deseable que el método sea adecuado para uso en grandes depósitos de almacenamiento a baja presión.
Es un objeto de las realizaciones preferidas del presente invento proporcionar un depósito de almacenamiento para líquido criogénico en el que al menos se hayan eliminado algunas tuberías de vapor reduciendo de este modo el coste y la complejidad del depósito de almacenamiento.
Es un objeto adicional de las realizaciones preferidas del presente invento proporcionar un depósito de almacenamiento para líquido criogénico en el que un condensador del vapor de ebullición no requiera un cerramiento estanco a las filtraciones.
Es también un objeto adicional de las realizaciones preferidas del presente invento proporcionar un depósito de almacenamiento para líquido criogénico que no requiera el uso de un refrigerante externo para proporcionar el trabajo de refrigeración para condensar el vapor de ebullición.
De acuerdo con un primer aspecto del presente invento se ha dispuesto un depósito de almacenamiento para líquido criogénico que tiene una parte más baja para almacenar dicho líquido criogénico y un espacio de vapor dispuesto encima de ella, teniendo dicho depósito:
un condensador para condensar el vapor de ebullición por intercambio directo de calor con el aporte líquido criogénico al depósito, comprendiendo dicho condensador una disposición por paquetes del empaquetamiento de contacto vapor-líquido, comprendiendo dicha disposición una parte extrema superior y una parte extrema inferior, en la que al menos dicha parte extrema superior está abierta al espacio de vapor para permitir la entrada del vapor de ebullición en la disposición, y estando dicha parte extrema inferior en comunicación de flujo fluida con la parte más baja del depósito de almacenamiento;
una fuente de aporte de líquido criogénico que es independiente del depósito;
una entrada para proporcionar dicho aporte de líquido criogénico a la parte extrema superior de la disposición por paquetes del empaquetamiento de contacto vapor-líquido; y
una salida para retirar el líquido criogénico de la parte inferior del depósito.
Existen ventajas debido a la simplicidad del diseño del condensador. Por ejemplo, la condensación del vapor de ebullición se produce debido al intercambio directo de calor entre el aporte de líquido criogénico y el vapor de ebullición. Por lo tanto, no son necesarios intercambiadores de calor indirectos complejos y caros. Además, el líquido criogénico es atraído a través del condensador por gravedad, por lo que se simplifica más aún el diseño. También, la acción de condensación del vapor de ebullición dentro de la disposición por paquetes del empaquetamiento de contacto vapor-líquido atrae además vapor de ebullición al condensador. Por lo tanto, no hay necesidad de usar una tubería u otro equipo para alimentar el vapor de ebullición al condensador ya que el condensador se alimenta a sí mismo eficazmente con el vapor de ebullición.
La parte extrema superior de la disposición por paquetes del empaquetamiento de contacto vapor-líquido típicamente estará más fría que la parte extrema inferior ya que el líquido sobreenfriado es alimentado a la parte extrema superior y se calienta a medida que desciende a través del condensador. En uso, la parte extrema superior de la disposición por paquetes está más fría que la parte extrema inferior. De este modo, en realizaciones en las que la parte extrema inferior de la disposición por paquetes también está abierta al espacio de vapor, más vapor de ebullición se condensará en la parte extrema superior que en la parte extrema inferior atrayendo de este modo más vapor de ebullición al condensador en la parte superior que en la parte inferior.
La naturaleza del líquido criogénico que hay que almacenar en el depósito de almacenamiento no es crítica para el invento. El invento está destinado a tener una aplicación en el almacenamiento de cualquier líquido criogénico que incluya LNG, LAR, LIN, LOX e hidrógeno líquido.
Los depósitos de almacenamiento para líquidos criogénicos usualmente tienen una pared de cerramiento, una base y una cubierta que definen un espacio interior que está formado por una parte inferior para recibir el líquido criogénico, y un espacio de vapor dispuesto encima de dicha parte más baja. Tales depósitos están usualmente aislados para reducir la entrada de calor en el depósito lo máximo posible. No obstante, el aislamiento no es completamente efectivo. De este modo, tales depósitos de almacenamiento tendrán normalmente una tubería de respiración que puede estar abierta y cerrada según sea necesario para liberar el exceso de presión debido a la vaporización del líquido criogénico causado por la entrada de calor en el depósito de almacenamiento. La tubería de respiración está usualmente controlada automáticamente mediante el uso de un sensor de presión para determinar cuándo la presión supera un límite de seguridad predeterminado, y por medios de actuación para actuar sobre la tubería de respiración para la liberación del exceso de presión.
La fuente del aporte de líquido criogénico es independiente del depósito. El depósito puede estar integrado con un proceso criogénico de separación de aire en el que el aporte de líquido criogénico (por ejemplo, LIN, LOX o LAR) puede ser producido en el proceso criogénico de separación de aire, sobreenfriado si es necesario y después alimentado al depósito como el aporte de líquido criogénico. Alternativamente, el depósito puede estar integrado con un proceso de licuación de gas en el que el aporte de líquido criogénico (por ejemplo, LNG o hidrógeno líquido) puede tener lugar en el proceso de licuación, sobreenfriado si es necesario y después alimentado al depósito como el aporte de líquido criogénico. Estas realizaciones son particularmente adecuadas para depósitos de almacenamiento estáticos con base en tierra.
El depósito de almacenamiento puede además comprender:
una bomba para bombear el líquido criogénico;
medios de conducción para alimentar el líquido criogénico del depósito de almacenamiento a la bomba;
un intercambiador de calor para sobreenfriar el líquido criogénico por intercambio de calor indirecto con un refrigerante para producir el líquido criogénico sobreenfriado;
medios de conducción para alimentar el líquido criogénico bombeado de alimentación desde la bomba al intercambiador de calor; y
medios de conducción para alimentar el líquido criogénico sobreenfriado desde el intercambiador de calor hasta la entrada del depósito de almacenamiento.
Estas realizaciones del depósito de almacenamiento pueden estar integradas con un proceso criogénico de separación de aire o con un proceso de licuación.
Se puede usar cualquier refrigerante apropiado y los medios de conducción usuales son tuberías aisladas.
El aporte de líquido criogénico es típicamente sobreenfriado para reducir la temperatura por debajo de la del vapor de ebullición, que de este modo impulsa la acción de condensación. El aporte es usualmente sobreenfriado hasta al menos lo necesario para reducir o eliminar la necesidad de evacuar el vapor de ebullición. El aumento el sobreenfriamiento incrementa la fuerza de impulsión para condensar el vapor y por lo tanto el área superficial del empaquetado puede reducirse proporcionalmente.
El condensador puede estar montado dentro o fuera del depósito. En realizaciones en las que el condensador está montado fuera del depósito, el condensador está contenido dentro de un depósito. El depósito tiene una parte extrema superior y una parte extrema inferior, estando ambas en comunicación fluida (por ejemplo, por tubería) con el espacio de vapor del depósito para permitir la entrada de vapor de ebullición a la disposición de empaquetamiento de contacto vapor-líquido y para permitir que el vapor condensado (juntamente con el líquido criogénico calentado) sea alimentado al espacio de vapor y, de este modo, a la parte más baja del depósito. Preferiblemente, tal depósito y la tubería asociada están aislados para reducir la entrada de calor en el condensador. Si el condensador está fuera del depósito, entonces puede ser readaptado a un depósito de almacenamiento existente.
No obstante, en realizaciones preferidas el condensador está montado dentro del espacio de vapor del depósito de almacenamiento. Estas realizaciones tienen varias ventajas sobre las realizaciones que tienen condensadores exteriores. Por ejemplo, por no tener el condensador dispuesto fuera del depósito hay menos posibilidades de que el calor entre en el depósito contribuyendo al problema de la ebullición. Además, no hay necesidad de un depósito adicional, de tubería y de aislamiento extra. Tampoco es necesario encerrar el condensador y, de este modo, el vapor puede entrar en el condensador desde el lado del empaquetamiento.
El material de empaquetamiento puede ser un empaquetamiento al azar tal como los anillos Pall aunque es preferiblemente un empaquetamiento estructurado tal como hojas metálicas corrugadas perforadas. El material de empaquetamiento preferiblemente tiene una gran área superficial. El área superficial del empaquetamiento es típicamente mayor de 100 m^{2}/m^{3} (m^{2} de área superficial / m^{3} de volumen de empaquetamiento), usualmente mayor de 200 m^{2}/m^{3} y preferiblemente mayor de 400 m^{2}/m^{3}. Un límite superior adecuado para el área superficial del empaquetamiento es 750 m^{2}/m^{3}.
En realizaciones en las que el empaquetamiento es un empaquetamiento estructurado, el material de empaquetamiento puede ser unido conjuntamente para formar la disposición por paquetes en la forma de un "tapón". Cuando se usa una pluralidad de hojas metálicas corrugadas y perforadas, las hojas usualmente están dispuestas por paquetes verticalmente en paralelo. Como existe una caída de presión despreciable entre el espacio de vapor de empaquetamiento y el espacio de vapor de almacenamiento, tal tapón no requeriría un cerramiento de presión y sustancialmente toda la disposición por paquetes estaría abierta al espacio de vapor para permitir la entrada de vapor de ebullición al empaquetamiento desde sustancialmente cualquier dirección.
Sin embargo, en ciertas otras realizaciones preferidas la disposición por paquetes del empaquetamiento de contacto vapor-líquido está contenida dentro de un cerramiento. El empaquetamiento al azar o estructurado puede ser usado con un cerramiento. Las partes laterales de la disposición por paquetes pueden estar cerradas al espacio de vapor si el cerramiento no tiene aberturas. Sin embargo, preferiblemente, al menos una parte del o de al menos un lado de la disposición por paquetes está abierta al espacio de vapor a través de al menos una abertura en el cerramiento para permitir la entrada del vapor al empaquetamiento desde el lado.
Además de la parte extrema superior de la disposición por paquetes, la parte extrema inferior puede también estar abierta al espacio de vapor. Estas realizaciones son particularmente preferidas cuando el condensador está dentro del espacio de vapor del depósito de almacenamiento. La parte extrema inferior de la disposición por paquetes está en comunicación de flujo fluida con la parte más baja del depósito ya que el vapor condensado (como una mezcla con aporte calentado) cae por gravedad a través del espacio de vapor a la parte más baja del depósito.
No obstante, en otras realizaciones, el depósito de almacenamiento comprende además medios de conducción para alimentar el vapor condensado (como una mezcla con aporte calentado) desde la parte extrema del fondo de la disposición por paquetes a la parte más baja del depósito de almacenamiento. Tales medios de conducción pueden comprender un cerramiento inferior (tal como una tapa inferior), que excluye la entrada de vapor desde el espacio de vapor a la parte extrema inferior de la disposición por paquetes, y una tubería para alimentar el líquido recogido en el cerramiento inferior a la parte más baja del depósito de almacenamiento.
La distribución adecuada del líquido criogénico sobre la parte superior de la disposición por paquetes puede ser conseguida simplemente derramando el aporte de líquido sobre la parte superior del empaquetamiento y basándose en la capacidad inherente de extensibilidad del empaquetamiento.
Alternativamente, el depósito puede además comprender un distribuidor de líquido para distribuir el aporte del líquido criogénico sustancial y uniformemente sobre la parte extrema superior de la disposición por paquetes del empaquetamiento de contacto vapor-líquido. Se puede usar cualquier distribuidor de líquido convencional. El distribuidor puede estar a presión (en cuyo caso sería un distribuidor cerrado tal como un distribuidor de tubería, de rociado o de pulverizado) o puede no estar a presión (en cuyo caso podría ser un distribuidor abierto tal como un distribuidor de placa o pasante). En las realizaciones preferidas el distribuidor es un distribuidor de placa que tiene tubos ascendentes de vapor y una pluralidad de aberturas de distribución.
El depósito de almacenamiento puede tener más de un condensador y/o más de una entrada que alimenta a un único condensador. Una entrada puede dividirse para alimentar a más de un condensador. Sin embargo, en las realizaciones preferidas, el depósito de almacenamiento tiene un condensador y una entrada para proporcionar un aporte de líquido criogénico a dicho condensador.
La entrada al condensador puede ser la única entrada al depósito. No obstante, en una realización alternativa, puede incluirse al menos una entrada adicional. El o cada entrada adicional usualmente no alimenta a un condensador y, en lugar de ello, está usualmente situado para alimentar el líquido criogénico directamente a la parte inferior del depósito a través del espacio de vapor. En algunas realizaciones el aporte al depósito está dividido en dos partes. La primera parte está sobreenfriada y es alimentada al condensador, y la segunda parte no está sobreenfriada, y en lugar de ello es alimentada directamente al líquido almacenado en la parte más baja del depósito. La reducción en el flujo significa que puede reducirse el área superficial total de la parte sobreenfriada.
La presión en el depósito puede ser controlada bien variando el grado de sobreenfriamiento de un único aporte o de la división del flujo entre los aportes sobreenfriado y no sobreenfriado. Cada opción puede ser el sistema de control de presión primario con una tubería de respiración y un vaporizador por aumento de la presión que funciona como un sistema secundario si el sistema primario es incapaz de mantener la presión dentro de los límites deseados.
El condensador del presente invento tiene una aplicación especial en depósitos de almacenamiento que tienen una capacidad muy grande, o sea una capacidad de más de 500 m^{3}. El límite superior de la capacidad de los depósitos de almacenamiento del presente invento puede ser de aproximadamente 60.000 m^{3}, por ejemplo de aproximadamente 40.000 m^{3} (particularmente con respecto a los depósitos de almacenamiento a bordo de barcos de LNG) o de aproximadamente 5.000 m^{3} (particularmente con respecto a los depósitos de almacenamiento para LOX o
LIN).
Los depósitos de almacenamiento del presente invento están preferiblemente adaptados para el almacenamiento de líquidos criogénicos a baja presión, es decir de líquidos que tienen una presión desde aproximadamente 0,5 bar en vacío (aproximadamente 50 kPa absolutos) hasta aproximadamente 3 bar manométricos (aproximadamente 400 kPa absolutos), preferiblemente desde aproximadamente la presión atmosférica (aproximadamente 100 kPa absolutos) hasta aproximadamente 0,5 bar manométricos (aproximadamente 150 kPa absolutos).
El dispositivo está usualmente diseñado para condensar el máximo de vapor de ebullición procedente de las siguientes fuentes:
(a)
el calor que entra en el depósito y que evapora parte del contenido;
(b)
el vapor desplazado por el llenado del tanque con líquido;
(c)
el vapor instantáneo procedente de cualquier parte del aporte que no está sobreenfriado; y
(d)
el vapor de ebullición instantáneo en las corrientes de recirculación de la bomba que entran en el tanque.
Los cálculos para la determinación de la cantidad de vapor producido por (a), (c) y (d) serían bien conocidas para una persona experta. La persona experta apreciaría también que la tasa volumétrica del vapor desplazado por relleno del depósito con líquido es igual a la tasa volumétrica del aporte de líquido al depósito. Típicamente, el calor que entra en el depósito a través del aislamiento da lugar a la evaporación de aproximadamente el 0,2 al 0,5% del contenido total del depósito por día.
La generación de vapor total es V (en kg/s). El rendimiento Q (en kW) es igual a V.dH, en donde dH es el calor latente de evaporación del fluido almacenado (en kJ/kg). El área superficial de transferencia de calor A (en m^{2}) requerida se calcula a partir del rendimiento Q calculado, del coeficiente U de transferencia de calor (en kJ/m^{2}/K y de la diferencia de temperatura media logarítmica ("LMTD") entre el vapor de condensación y el líquido que fluye sobre la superficie de acuerdo con la fórmula:
A = Q/(U.LMTD)
El coeficiente de transferencia de calor puede ser estimado de acuerdo con la literatura pertinente, y el LMTD puede ser calculado a partir de las temperaturas del flujo de líquido sobreenfriado, del flujo de vapor y del líquido y del vapor. Un margen adecuado puede ser aplicado al área requerida A para dar el área A* efectiva.
Diseñando el dispositivo para una aproximación cercana de la temperatura del líquido a la del vapor (por ejemplo, menor de 0,5 K de forma que está "confinado"), el rendimiento para un área superficial fija puede ser hecho insensible al coeficiente de transferencia de calor, de forma que su valor no tenga que ser estimado de forma precisa.
El volumen de empaquetamiento para ser usado, P (en m^{3}), puede entonces estar dado por P = A*/a en donde a es el área superficial por unidad de volumen del empaquetamiento (en m^{3}/m^{2}). El área de la sección recta del dispositivo, X (en m^{2}), debería ser determinada usando los métodos de diseño recomendados para el empaquetamiento escogido para asegurar que la caída de la presión de vapor sea baja y que la tasa máxima de vapor y líquido no dé lugar a derrames del empaquetamiento si todo el vapor ha entrado en el fondo del empaquetamiento. Tal método de diseño es bien conocido en la técnica y no se describirá aquí más. La altura por paquetes H (en m) puede así venir dada por
H = P/X.
En las realizaciones que emplean un distribuidor de líquido para distribuir el aporte de líquido sustancial y uniformemente sobre la parte extrema superior de la disposición por paquetes del empaquetamiento de contacto vapor-líquido, el distribuidor de líquido debería ser normalmente dimensionado de forma que el flujo de líquido sobre el empaquetamiento fuera lo más uniforme posible. El diseño de tal distribuidor es bien conocido y ya no será ya aquí explicado. Debería haber un área suficiente para el flujo del vapor alrededor del distribuidor de líquido para permitir que el flujo máximo de vapor calculado entre en la parte superior del dispositivo con una caída de presión baja adecuada.
En otras realizaciones el líquido puede ser alimentado en un único punto en la parte superior del empaquetamiento. En tales realizaciones el área superficial efectiva del empaquetamiento necesitará ser reducida para tener en cuenta la superficie que no está mojada por el líquido.
De acuerdo con un segundo aspecto del presente invento se ha proporcionado un proceso para condensar el vapor de ebullición en un depósito de almacenamiento de líquido criogénico, teniendo dicho depósito una parte más baja para almacenar dicho líquido criogénico, un espacio de vapor dispuesto encima de ella y un condensador para condensar el vapor de ebullición por el intercambio directo de calor con el aporte del líquido criogénico al depósito, comprendiendo dicho condensador un empaquetamiento de contacto vapor-líquido, comprendiendo dicho proceso:
sobreenfriar el líquido criogénico que procede de una fuente de líquido criogénico que es independiente del depósito para producir líquido criogénico sobreenfriado; y
alimentar dicho líquido criogénico sobreenfriado al empaquetamiento de contacto vapor-líquido del condensador,
por lo que el vapor de ebullición procedente del espacio de vapor del depósito se condensa en el empaquetamiento del condensador por intercambio directo de calor con dicho aporte de líquido criogénico.
Preferiblemente, el volumen del aporte de líquido criogénico es suficiente para extraer el vapor de ebullición a la disposición por paquetes del empaquetamiento de contacto vapor-líquido.
El proceso preferiblemente comprende además la distribución de dicho líquido criogénico sustancial y uniformemente sobre la parte extrema superior de la disposición por paquetes del empaquetamiento de contacto vapor-líquido.
El proceso puede estar integrado con un proceso criogénico de separación de aire que produce el líquido criogénico (por ejemplo, LIN, LOX o LAR) o con un proceso de licuación que produce el líquido criogénico (por ejemplo, LNG o hidrógeno líquido). En otras realizaciones el proceso puede además comprender la retirada del líquido criogénico del depósito de almacenamiento, bombear dicho líquido y después sobreenfriar el líquido bombeado para producir dicho aporte de líquido criogénico sobreenfriado.
Particularmente las realizaciones preferidas del depósito de almacenamiento o del proceso de acuerdo con el presente invento son sustancialmente las descritas aquí con referencia a los dibujos que se acompañan.
A continuación se describirá el presente invento a modo de ejemplo solamente y con referencia a los dibujos que se acompañan. En los dibujos:
la Figura 1 es una vista esquemática de la sección recta de una realización de un depósito de almacenamiento de acuerdo con el presente invento;
la Figura 2 es una vista esquemática de la sección recta de otra realización de un depósito de almacenamiento de acuerdo con el presente invento;
la Figura 3 es una vista esquemática de la sección recta de un condensador de acuerdo con el presente invento; y
la Figura 4 es una vista en planta de la placa de distribución 24 del distribuidor representado en la Figura 3.
La Figura 1 muestra un depósito 10 de almacenamiento para líquido criogénico de acuerdo con el presente invento. El depósito de almacenamiento podría ser usado para contener cualquier fluido criogénico tal como LNG, LAR, LOX, etc. El depósito para almacenamiento está aislado aunque el aislamiento no se muestra en la figura.
El depósito 10 tiene una parte más baja 12 para recibir el líquido criogénico 14 y un espacio de vapor 16 dispuesto encima de la parte más baja 12. Una tubería de respiración 18 está dispuesta para liberar el exceso de de la presión formada de vapor de ebullición en el espacio de vapor 16. La tubería de respiración 18 está controlada por un dispositivo 20 de control de presión. Una corriente 22 de líquido criogénico es retirada del depósito 10 y es bombeada a una presión más alta mediante la bomba 24 para producir una corriente bombeada 26 de líquido criogénico. La corriente bombeada 26 es dividida en dos partes. A la primera parte 28 se le reduce la presión mediante la válvula 30 y es reciclada al depósito 10. La segunda parte 32 es retirada como una corriente de salida.
El depósito de almacenamiento 10 se usa para liberar líquido criogénico de forma continua o intermitente a una unidad de aguas abajo (no mostrada) o para exportación. Generalmente habrá una o más líneas de reciclado 28 de bomba/bombas a través de las cuales la parte del fluido bombeado es reciclado para control. Cualquier líquido reciclado generará una evaporación adicional debido al trabajo de la bomba y de la tubería y a la entrada de calor que aumenta la entalpía del líquido reciclado.
Las características 10 a 32 son generalmente bien conocidas en la técnica.
Un condensador 34 está dispuesto dentro del espacio de vapor 16 del depósito 10 y comprende una disposición por paquetes 36 de empaquetamiento de contacto vapor-líquido. Una corriente 38 de aporte de líquido criogénico es alimentada al depósito 10 a través de la entrada 40. La corriente de aporte 38 ha sido sobreenfriada (no mostrada) hasta al menos la cantidad necesaria para minimizar o eliminar cualquier vapor de ebullición al que se da salida por la tubería de respiración 18. El aporte de corriente 38 es distribuido sustancialmente de forma uniforme a través de la parte extrema superior de la disposición por paquetes 36 del empaquetamiento de contacto vapor-líquido usando un distribuidor de líquido (no mostrado). El líquido sobreenfriado se extiende por el empaquetamiento para proporcionar un área superficial de interfaz de vapor-líquido y condensa el vapor de ebullición. El vapor de ebullición condensado (junto con el líquido de aporte calentado) cae desde el condensador 34 en el líquido almacenado 14.
El condensador 34 está abierto al espacio de vapor 16 en la parte extrema superior y en la parte extrema inferior. La acción de la condensación del vapor dentro del condensador 34 atrae el vapor de ebullición al condensador en las partes extremas superior e inferior del condensador. Más vapor es atraído a la parte extrema superior que a la parte extrema inferior ya que está más fría y por lo tanto ahí se produce una mayor condensación. La parte extrema superior está más fría que la parte extrema inferior ya que el líquido sobreenfriado es alimentado a esta parte del condensador 34.
La Figura 2 representa otra realización del depósito de almacenamiento 10 del presente invento. Muchas de las características (10 a 36) del depósito 10 representado en la Figura 2 son las mismas que las características del depósito 10 representado en la Figura 1 y de este modo se han usado los mismos números de referencia para las mismas características. Lo que sigue es una discusión de las características del depósito 10 de la Figura 2 que son diferentes del depósito 10 de la Figura 1.
Las corrientes 42 y 46 del aporte de líquido criogénico son ambas alimentadas al depósito 10 (respectivamente, a través de las entradas 44 y 48). Sin embargo, sólo la corriente 42 está sobreenfriada (no mostrada) y, de este modo, solamente la corriente 42 es dirigida hacia el condensador 34. Esta realización podría ser usada si realmente hubiera dos corrientes de aporte originadas en sitios separados. Alternativamente, una única corriente de aporte podría ser dividida en dos partes y solamente una parte podría ser sobreenfriada. En esta realización alternativa la parte sobreenfriada tendría que ser sobreenfriada más a fondo que en el caso de la Figura 1. El mayor sobreenfriamiento incrementaría la fuerza impulsora para condensar el vapor de almacenamiento y por lo tanto permitiría que el área superficial del dispositivo de contacto fuera menor. Además, el flujo de líquido reducido a través del dispositivo tendería también a reducir el área de la sección recta del dispositivo de contacto. Estas ventajas serían suficientes para justificar la complejidad adicional de la Figura 2 en comparación con las de la Figura 1.
La Figura 3 representa un distribuidor de líquido 50 combinado con el condensador 34 de la Figura 1 (o la Figura 2). La combinación comprende una pared de cierre exterior 52 y una placa 54 distribuidora de líquido que tiene tubos ascendentes de vapor 56 y aberturas 58 de distribución de líquido. Por debajo del distribuidor 50 de líquido está una disposición por paquetes 36 de un empaquetamiento de contacto de gran área superficial. La disposición por paquetes 36 tendrá usualmente un sistema de soporte (no mostrado) dispuesto debajo y posiblemente un sistema de retención (no mostrado) dispuesto encima.
La Figura 4 muestra una vista en planta de la placa distribuidora 54 con los tubos ascendentes de vapor 56 y las aberturas de distribución 58. Cualquier tipo de alternativa conocida del método de distribución de líquido (tal como un distribuidor pasante) puede ser usado en lugar del tipo de placa y el tubo ascendente mostrados.
El líquido sobreenfriado entra en el distribuidor 50 a través de la tubería de aporte 60 y es distribuido sustancialmente de forma uniforme a través de las aberturas 58 sobre la parte extrema superior de la disposición por paquetes 36 del material de empaquetamiento.
El vapor de ebullición es libre de entrar en el condensador 34 desde arriba y desde abajo ya que los extremos superior e inferior del condensador están abiertos al espacio de vapor. Como el aporte de líquido sobreenfriado entra desde la parte superior del dispositivo se producirá la máxima condensación de vapor en la parte superior de la disposición por paquetes ya que la diferencia de temperatura entre el líquido sobreenfriado y el vapor de ebullición saturado será más alta allí que más abajo cuando el líquido ha sido calentado por la condensación del vapor. Por lo tanto, la mayor parte del vapor que entra en el condensador tenderá a entrar desde la parte superior. En la combinación de la Figura 3 el vapor superior se desplaza hacia abajo a través de los tubos ascendentes de vapor 56. Sin embargo, el vapor también se desplaza hacia arriba hacia el material de contacto, siendo "succionado" allí por la condensación que se produce en el empaquetamiento.
Como la mayor parte del vapor entra desde arriba, la inundación hidráulica del condensador no es un problema. El condensador también compensa la peor distribución de líquido que la calculada ya que el vapor será preferiblemente atraído hacia algunos puntos en el empaquetamiento que están más fríos que la media (que es lo que pasaría si más que una cantidad media de aporte líquido es alimentada a esos puntos debido a una mala distribución).
Un distribuidor de líquido del tipo de la Figura 3 podría desbordarse debido al bloqueo de algunas aberturas de distribución 58 o debido a un flujo de aporte mayor que el de cálculo. Cuando el condensador está abierto al espacio de vapor en ambos extremos tal inundación solamente reduciría la eficiencia del dispositivo más bien que detener su funcionamiento. El exceso de líquido se desbordaría por la parte superior de la pared de cerramiento 52 (que idealmente sería una menor elevación que la parte superior de los tubos ascendentes 56 de forma que la entrada de vapor desde arriba no estaría restringida).
Se debería tener en cuenta que es la condensación del vapor dentro del condensador la que atrae el vapor al condensador. De este modo, el dispositivo del condensador puede estar situado en cualquier lugar conveniente en el espacio de almacenamiento de vapor, es decir no hay necesidad de ser situado localmente en donde la tubería de respiración 18 está situada.
A lo largo de la especificación el término "medios" en el contexto de medios para realizar una determinada función tiene como objeto significar cualquier aparato apropiado adaptado o realizado para llevar a cabo esa función.
Se valorará que el invento no está limitado a los detalles descritos anteriormente con referencia a las realizaciones preferidas aunque se pueden realizar numerosas modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance del invento tal como está definido por las reivindicaciones anejas.

Claims (20)

1. Un depósito para almacenamiento (10) de un líquido criogénico que tiene una parte más baja (12) para almacenar dicho líquido criogénico y un espacio de vapor (16) dispuesto encima de ella, teniendo dicho depósito (10):
un condensador (34) para condensar el vapor de ebullición por intercambio directo de calor con el aporte de líquido criogénico al depósito, comprendiendo dicho condensador (34) una disposición por paquetes (36) de empaquetamiento de contacto vapor-líquido, comprendiendo dicha disposición una parte extrema superior y una parte extrema inferior, en la que al menos dicha parte extrema superior está abierta al espacio de vapor (16) para permitir la entrada del vapor de ebullición a la disposición y estando dicha parte extrema inferior en comunicación de flujo fluida con la parte más baja (12) del depósito de almacenamiento (10);
una fuente (38) de aporte de líquido criogénico que es independiente del depósito (10);
una entrada (40) para proporcionar dicho aporte de líquido criogénico a la parte extrema superior de la disposición por paquetes (36) del empaquetamiento de contacto vapor-líquido; y
una salida (22) para retirar el líquido criogénico de la parte inferior (12) del depósito.
2. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que dicho condensador (34) está montado dentro del espacio de vapor (16) del depósito de almacenamiento (10).
3. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en la reivindicación 2, en el que dicho empaquetamiento es una disposición por paquetes estructurada y sustancialmente toda la disposición por paquetes (36) está abierta al espacio de vapor (16).
4. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicha disposición por paquetes (36) de empaquetamiento de contacto vapor-líquido está contenida dentro de un cerramiento.
5. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en la reivindicación 4, en el que al menos una parte del o de al menos un lado de dicha disposición por paquetes (36) está abierta al espacio de vapor (16) a través de al menos una abertura en el cerramiento.
6. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la parte extrema inferior de la disposición por paquetes (36) está abierta al espacio de vapor.
7. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende medios de conducción para alimentar el vapor condensado procedente de la parte extrema inferior de la disposición por paquetes (36) hasta la parte más baja (12) del depósito de almacenamiento (10).
8. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un distribuidor de líquido (50) para distribuir el aporte de líquido criogénico sustancial y uniformemente sobre la parte extrema superior de la disposición por paquetes (36) del empaquetamiento de contacto vapor-líquido.
9. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende un condensador (34) y una entrada (40) para proporcionar el aporte de líquido criogénico a dicho condensador (34).
10. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende al menos una entrada adicional (48), estando la o cada entrada adicional (48) situada para alimentar el líquido criogénico directamente a la parte más baja (12) del depósito (10) a través del espacio de vapor (16).
11. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende:
una bomba para bombear el líquido criogénico;
unos medios de conducción para alimentar el líquido criogénico desde el depósito de almacenamiento (10) a la bomba;
un intercambiador de calor para sobreenfriar el líquido criogénico por intercambio indirecto de calor con un refrigerante para producir líquido criogénico sobreenfriado;
medios de conducción para alimentar el líquido criogénico bombeado desde la bomba al intercambiador de calor; y
medios de conducción para alimentar el líquido criogénico sobreenfriado desde el intercambiador de calor hasta la entrada (40) del depósito de almacenamiento (10).
12. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que tiene una capacidad mayor de 500 m^{3}.
13. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores adaptado para almacenamiento de líquido criogénico a una presión de aproximadamente 50 kPa absolutos (aproximadamente 0,5 bar en vacío) hasta aproximadamente 400 kPa absolutos (aproximadamente 3 bar manométricos).
14. Un depósito de almacenamiento (10) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fuente (38) de líquido criogénico es bien un proceso criogénico de separación de aire o bien un proceso de licuación de gas.
15. Un proceso para condensar el vapor de ebullición en un depósito de almacenamiento (10) de líquido de almacenamiento, teniendo dicho depósito (10) una parte más baja (12) para almacenar dicho líquido criogénico, un espacio de vapor (16) dispuesto encima de ella y un condensador (34) para condensar por intercambio directo de calor con el aporte de líquido criogénico al depósito (10) el vapor de ebullición, comprendiendo dicho condensador (34) un empaquetamiento de contacto vapor-líquido, comprendiendo dicho proceso:
sobreenfriar el líquido criogénico que procede de una fuente de líquido criogénico que es independiente del depósito para producir líquido criogénico sobreenfriado; y
alimentar dicho líquido criogénico sobreenfriado al empaquetamiento de contacto vapor-líquido del condensador (34),
por lo que el vapor de ebullición procedente del espacio de vapor (16) del depósito (10) se condensa en el empaquetamiento del condensador (34) por intercambio directo de calor con dicho aporte de líquido criogénico.
16. Un proceso como el reivindicado en la reivindicación 15, en el que el volumen del aporte de líquido criogénico es suficiente para atraer el vapor de ebullición a la disposición por paquetes (36) del empaquetamiento de contacto vapor-líquido.
17. Un proceso como el reivindicado en la reivindicación 15 o la reivindicación 16 que además comprende distribuir dicho líquido criogénico sobreenfriado sustancial y uniformemente sobre la parte extrema superior de la disposición por paquetes (36) del empaquetamiento de contacto vapor-líquido.
18. Un proceso como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17 que además comprende:
retirar el líquido criogénico del depósito de almacenamiento;
bombear dicho líquido criogénico mediante una bomba para producir el líquido criogénico bombeado;
sobreenfriar dicho líquido criogénico bombeado en un intercambiador de calor por intercambio indirecto de calor con un refrigerante para producir el líquido criogénico sobreenfriado; y
alimentar dicho líquido criogénico sobreenfriado al empaquetamiento de contacto vapor-líquido del condensador en el depósito.
19. Un proceso como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, en el que el líquido criogénico alimentado es producido en un proceso criogénico de separación de aire, sobreenfriado si es necesario, y después alimentado al depósito como aporte de líquido criogénico.
20. Un proceso como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, en el que el líquido criogénico alimentado es producido en un proceso de licuación de gas, sobreenfriado si es necesario, y después alimentado al depósito como el aporte de líquido criogénico.
ES06254948T 2005-09-29 2006-09-25 Un deposito de almacenamiento para liquido criogenico. Active ES2343265T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0519886.6A GB0519886D0 (en) 2005-09-29 2005-09-29 A storage vessel for cryogenic liquid
GB0519886 2005-09-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2343265T3 true ES2343265T3 (es) 2010-07-27

Family

ID=35395008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES06254948T Active ES2343265T3 (es) 2005-09-29 2006-09-25 Un deposito de almacenamiento para liquido criogenico.

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7581405B2 (es)
EP (1) EP1770326B1 (es)
KR (1) KR101188520B1 (es)
CN (1) CN100422625C (es)
AT (1) ATE462106T1 (es)
DE (1) DE602006013082D1 (es)
ES (1) ES2343265T3 (es)
GB (1) GB0519886D0 (es)
SG (1) SG131095A1 (es)
TW (1) TWI343975B (es)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005028199A1 (de) * 2005-06-17 2006-12-21 Linde Ag Speicherbehälter für kyrogene Medien
KR100834273B1 (ko) * 2007-03-20 2008-05-30 대우조선해양 주식회사 멤브레인형 ｌｎｇ 저장탱크, 그 탱크가 설치된ｌｎｇ운반선, 및 ｌｎｇ운반방법
WO2011036579A2 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. System and method for liquefying and storing a fluid
US20120000242A1 (en) * 2010-04-22 2012-01-05 Baudat Ned P Method and apparatus for storing liquefied natural gas
US9869429B2 (en) 2010-08-25 2018-01-16 Chart Industries, Inc. Bulk cryogenic liquid pressurized dispensing system and method
US9939109B2 (en) * 2010-08-25 2018-04-10 Chart Inc. Bulk liquid cooling and pressurized dispensing system and method
US20120102979A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Newman Michael D Nitrogen fog generator
GB2499815B (en) * 2012-02-29 2014-05-28 Siemens Plc Over-pressure limiting arrangement for a cryogen vessel
NO2932147T3 (es) * 2012-12-14 2018-03-17
DE102013003999A1 (de) 2013-03-08 2014-09-11 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Betanken eines Speicherbehälters mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbesondere Wasserstoff
FR3016676B1 (fr) * 2014-01-21 2016-02-26 Cryolor Station et procede de fourniture d'un fluide carburant inflammable
EP3559540B1 (en) 2016-12-23 2022-09-14 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Vessel for the transport of liquefied gas and method of operating the vessel
FR3066248B1 (fr) * 2017-05-12 2020-12-11 Gaztransport Et Technigaz Procede et systeme de traitement de gaz d'une installation de stockage de gaz pour un navire de transport de gaz
JP6834999B2 (ja) * 2018-01-29 2021-02-24 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 Ｌｎｇタンクの蒸発ガス抑制装置及び蒸発ガス抑制方法
JP6922769B2 (ja) * 2018-02-07 2021-08-18 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 低温液化ガス貯留タンクのｂｏｇ抑制方法及び装置
KR102732330B1 (ko) * 2018-05-30 2024-11-20 가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈 액화 가스 저장 장치
US11566753B2 (en) * 2018-12-27 2023-01-31 Chart Inc. Vapor pressure regulator for cryogenic liquid storage tanks and tanks including the same
JP7227837B2 (ja) * 2019-04-23 2023-02-22 三菱造船株式会社 液化ガス貯留タンク、及び船舶
US11608937B2 (en) 2020-01-30 2023-03-21 Caterpillar Inc. Separation and venting cryogenic liquid from vapor on a mobile machine
US20220243871A1 (en) * 2021-01-29 2022-08-04 Cryogenic Fuels Inc. Tank for storing liquid hydrogen and method of use
FR3129454B1 (fr) * 2021-11-25 2024-08-02 Air Liquide Réservoir de stockage de gaz liquéfié et procédé de transfert de fluide
CN114263845A (zh) * 2022-01-18 2022-04-01 中海石油气电集团有限责任公司 一种主容器非自支撑低压液氢混凝土储罐
EP4735789A1 (en) * 2023-06-27 2026-05-06 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Architecture for loading liquid hydrogen trailers

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2059942A (en) * 1934-01-31 1936-11-03 Gen Motors Corp Refrigerating apparatus
US2784560A (en) 1954-02-11 1957-03-12 American Messer Corp Process and apparatus for storing and shipping liquefied gases
US2944405A (en) 1955-10-27 1960-07-12 Union Tank Car Co Conservation arrangement
US2938360A (en) 1957-12-23 1960-05-31 Chemical Construction Corp Anhydrous ammonia storage tank
US3098362A (en) * 1959-11-04 1963-07-23 Sohda Yoshitoshi Container vessel for storage and transportation of liquefied natural gases
NL123786C (es) * 1960-12-23 1967-10-16
US3191394A (en) * 1963-03-26 1965-06-29 Union Tank Car Co Conservation arrangement and method
US3453836A (en) * 1967-07-24 1969-07-08 Mcmullen John J Liquefied petroleum gas tanker
US3780534A (en) 1969-07-22 1973-12-25 Airco Inc Liquefaction of natural gas with product used as absorber purge
FR2165729B1 (es) * 1971-12-27 1976-02-13 Technigaz Fr
SU842329A1 (ru) 1976-06-14 1981-06-30 Предприятие П/Я Г-4461 Устройство дл бездренажного хранени КРиОгЕННыХ жидКОСТЕй
FR2406782A1 (fr) 1977-10-20 1979-05-18 Air Liquide Evaporateur pour melanges cryogeniques
US4551981A (en) 1981-05-20 1985-11-12 The Boc Group, Inc. Heat exchange methods and apparatus
SU1631224A2 (ru) 1989-03-13 1991-02-28 Войсковая Часть 11284 Устройство дл хранени криогенных жидкостей
JPH0726784B2 (ja) 1992-09-25 1995-03-29 岩谷産業株式会社 簡易液体窒素製造装置
US5579646A (en) 1995-05-24 1996-12-03 The Boc Group, Inc. Cryogen delivery apparatus
US5590535A (en) 1995-11-13 1997-01-07 Chicago Bridge & Iron Technical Services Company Process and apparatus for conditioning cryogenic fuel to establish a selected equilibrium pressure
WO2000079179A1 (en) 1999-06-23 2000-12-28 Chicago Bridge & Iron Company System and apparatus for condensing boil-off vapor from a liquified natural gas container
NO312484B1 (no) * 2000-07-26 2002-05-13 Venturie As Gasskondensator
CN1894537B (zh) * 2003-12-15 2010-06-09 Bp北美公司 液化天然气的汽化系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070036679A (ko) 2007-04-03
CN1940376A (zh) 2007-04-04
TWI343975B (en) 2011-06-21
GB0519886D0 (en) 2005-11-09
TW200714833A (en) 2007-04-16
CN100422625C (zh) 2008-10-01
US20070068177A1 (en) 2007-03-29
EP1770326A2 (en) 2007-04-04
SG131095A1 (en) 2007-04-26
EP1770326A3 (en) 2009-06-03
EP1770326B1 (en) 2010-03-24
DE602006013082D1 (de) 2010-05-06
ATE462106T1 (de) 2010-04-15
US7581405B2 (en) 2009-09-01
KR101188520B1 (ko) 2012-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2343265T3 (es) Un deposito de almacenamiento para liquido criogenico.
ES2400029T3 (es) Sistema y proceso para la vaporización de gas natural licuado
US7155917B2 (en) Apparatus and methods for converting a cryogenic fluid into gas
ES2267473T3 (es) Procedimiento y dispositivo de mantenimiento en frio de depositos de almacenado o de transporte de un gas licuado.
EP0671964B1 (en) Vapor recovery apparatus and method
ES2802601T3 (es) Instalación para suministro de gas combustible a un componente consumidor de gas y para licuar dicho gas combustible
US20050172644A1 (en) Loop-type thermosiphon and stirling refrigerator
US20150192249A1 (en) Equipment and method for filling pressurized gas cylinders from a liquefied gas tank
KR101643712B1 (ko) 유증기 회수장치
US20190226745A1 (en) Liquid Nitrogen-Based Cooling System
JPH01234699A (ja) 極低温流体貯蔵用または輸送用ジュワー壜と、貯蔵起寒剤の損失防止法
US4538423A (en) Cooling apparatus and cooling trap including such an apparatus
JPS59103318A (ja) 機器冷却装置
WO2013098950A1 (ja) 太陽エネルギーもしくは余剰エネルギーを利用したアンモニア吸収式冷却装置
RU2399508C2 (ru) Резервуар для хранения криогенной жидкости
ES2663084T5 (es) Separación criogénica del aire
KR100198695B1 (ko) 액화천연가스 기화용 열교환장치
ES2951130T3 (es) Disposición y método para transferir calor
ES2769920T3 (es) Dispositivo de intercambio térmico entre un primer fluido destinado a ser vaporizado y un segundo fluido destinado a ser enfriado y/o condensado, instalación y procedimiento asociados
JP2008224119A (ja) 回収冷熱の利用方法
ES2935835T3 (es) Dispositivo regasificador
WO2000029333A1 (fr) Clavier et procede de saisie correspondant
SU1702075A1 (ru) Устройство дл хранени и транспортировани сжиженного газа
JP2011007400A (ja) ２段蒸発吸収式冷凍機
JP2008232571A (ja) 吸収冷凍機