液态气体的传输和重力排放系统的制作方法

1.本发明涉及液态气体的运输和/或储存领域，更具体地涉及用于将液态气体从一个液态气体运输和/或储存实体传输到另一个实体的系统。

背景技术：

2.液态气体通常通过海运从一个地方运输到另一个地方。这种运输始于用液态气体装载海船的步骤。适于这种类型运输的船，例如甲烷油轮、驳船，因此可以从液态气体储存平台收集液态气体货物，所述液态气体储存平台例如浮式再液化单元、岸上储器或重力平台或gbs(基于重力的结构)。
3.已知的实践是根据特定的装载方法装载液态气体，该方法包括连接在液态气体存储单元和液态气体运输船或用液态气体推进的船之间提供流体连接的管道。因此，通过泵送装置，存在于运输船中的液态气体运输罐，或者在依靠液态气体行驶的船的情况下的燃料罐，被填充液态气体，直到运输船或依靠液态气体行驶的船满载。
4.一旦液态气体已经传输，管道必须从接收船上断开。这种断开伴随着风险，主要是由于液态气体处于低温，例如-160℃的量级，并且潜在地处于高于大气压的压力下。因此，如果在传输已经完成时，液态气体仍然存在于管道中，那么该气体将从管道断开时被释放的管道端部流出，或者甚至喷出。由于液态气体的低温，如果它从储存单元或运输船中流出，可能会造成人员伤害和/或材料损坏。如果这种流出物直接流入大海，也可能污染环境。
5.有一种减轻这种风险的解决方案：可以通过用海水喷洒管道的长度来蒸发液态气体，这可以在所述传输管道断开之前完成。海水提高了留在管道中的液态气体的温度，使这种气体蒸发。然而，这种解决方案既费力又费时，因为在操作过程中需要对管道进行几个小时的喷洒，从而延长了船停止工作的时间。

技术实现要素：

6.本发明通过提出一种用于在两个液态气体单元之间传输液态气体的传输系统使得可以简化和缩短该操作，该传输系统包括主管道，该主管道被构造为将液态气体从液态气体源单元的源罐传输到液态气体接收单元的接收罐，所述主管道至少包括第一部分和柔性第二部分，该传输系统包括用于支撑主管道的铰接支撑装置，第一部分被固定到铰接支撑装置并被构造成抽取包含在源罐中的液态气体，其特征在于，该传输系统包括至少一个返回管道，该返回管道被构造成将主管道中存在的液态气体朝向源罐传输，用于传输液态气体的传输系统被构造成经由返回管道在重力作用下将主管道中存在的液态气体朝向源罐排出。
7.重力排放确保液态气体以简化的方式返回到源罐，只要返回管道需要连接到主管道。此外，根据本发明的传输系统使得可以加速排出过程，因为液态气体从主管道中去除比迫使液态气体蒸发更快。此外，排出的液态气体返回到源罐，因此与汽化液态气体的操作相比，可以限制总的能量损失，在汽化液态气体的操作中，汽化的气体需要被液态气体单元再
液化或燃烧。
8.液态气体单元是指浮式结构，例如驳船、甲烷油轮、海上平台类型的平台，或者岸上结构，例如岸上储器、港口区的码头、重力平台。液态气体因此可以从一个浮式结构传输到另一个浮式结构，从岸上结构传输到浮式结构，或者从浮式结构传输到岸上结构。通常，液态气体从液态气体源单元传输到液态气体接收单元。下表给出了源单元及其(多个)相应接收单元的非详尽列表：
9.[表1]
[0010][0011]
主管道的第一部分通向源罐，使得包含在其中的液态气体可以在第一部分中流通，用于传输操作的目的。第一部分可以是刚性的或柔性的，并且主要沿着支撑主管道的铰接支撑装置延伸。举例来说，铰接支撑装置可以是包括桅杆和悬臂的起重机。铰接支撑装置支承主管道的第一部分，并且可以被远程控制以使其延伸，从而便于主管道与液态气体接收单元的连接。
[0012]
柔性第二部分定位成与第一部分连续，并且连接到第一部分。柔性第二部分的柔性确保了柔性第二部分的运动自由，从而允许液态气体源单元和液态气体接收单元之间的相对运动，特别是由膨胀引起的相对运动。一旦在主管道和液态气体接收单元之间建立了连接，就可以进行液态气体传输。
[0013]
一旦液态气体的传输完成，返回管道就连接到主管道上。也可以从主管道连接到液态气体接收单元的时候开始，返回管道就连接到主管道。在后一种情况下，返回管道被关闭，使得液态气体在液态气体传输操作期间不会在其中流动。优选地，返回管道是柔性的，以便于其与主管道和源罐的连接。此外，返回管道的柔性允许液态气体源单元和液态气体接收单元之间的相对运动，特别是由膨胀引起的相对运动。
[0014]
返回管道从主管道延伸到液态气体源单元的源罐。因此，在液态气体传输操作之后保留在主管道中的液态气体能够经由返回管道返回到源罐。已经确保不再有液态气体留在主管道和返回管道中，后者可以与主管道断开。然后，将主管道从液态气体接收单元断开，这可以在完全安全的情况下完成，对环境没有风险。
[0015]
当存储设备处于基本相等的压力下时，传输系统还包括在液态气体源单元和液态气体接收单元之间的返回气体管道(未提及)。该气体管道允许气体从液态气体接收单元返回到液态气体源单元，以便在液态气体的传输过程中平衡液态气体接收单元和液态气体源单元的各个罐之间的压力。
[0016]
根据本发明的一个特征，返回管道包括连接到主管道的第一端和构造成通向液态气体源单元的源罐的第二端，返回管道的第二端比返回管道的第一端更加竖直向下地低。为了进行重力排放，液态气体需要在返回管道中自然流动，从主管道流到源罐。为了实现这一点，连接到主管道的返回管道的第一端定位在比连接到源罐的返回管道的第二端更高的高度。这种高度差可以相对于水平或基本上水平的基准(例如海平面)来确定。因此，当液态气体在返回管道中流通时，该气体将流向返回管道的第二端，而没有除重力之外的附加作用。返回管道的两端之间的高度差越大，液态气体的流动就越迅速和有效。因此，有利的是，返回管道的两端之间的高度差至少为三到四米，以便优化排出液态气体的操作。
[0017]
根据本发明的一个特征，主管道的柔性第二部分包括第一端和第二端，柔性第二部分的第一端固定到铰接支撑装置。如前所述，通过第一部分和柔性第二部分的第一端之间的直接连接，柔性第二部分与第一部分是连续的，主管道的第一部分和柔性第二部分之间的连接可以包括例如安全构件。当铰接支撑装置支撑第一部分时，它也间接支撑柔性第二部分。一旦执行了液态气体传输，并且在主管道中剩余的液态气体被排出之前，铰接支撑装置能够以这样的方式移动，以升高柔性第二部分的第一端，使得所述第一端在竖直方向上高于柔性第二部分的第二端。这种操作的目的是在柔性第二部分的第一端和柔性第二部分的第二端之间形成一个向下的斜面，以便收集在主管道的一个区域中残留在主管道中的所有液态气体，所述区域优选位于返回管道的第一端附近，以便优化液态气体的排出。
[0018]
根据本发明的一个特征，返回管道的第一端通过第一连接/断开装置连接到主管道。这种连接/断开装置允许快速连接和断开返回管线，并确保连接时的最佳密封。主管道被设计成允许使用第一连接/断开装置连接返回管道。
[0019]
根据本发明的一个特征，液态气体的排放由位于返回管道上的至少一个流量控制器启动。换句话说，流量控制器允许和阻止液态气体在返回管道内流通。因此，在传输液态气体的操作过程中，流量控制器在逻辑上是关闭的，从而液态气体可以通过主管道从源罐流通到接收罐。一旦传输液态气体的操作完成，流量控制器就被打开，从而允许液态气体在返回管道中流通。在排放液态气体的整个操作过程中，流量控制器保持打开。一旦液态气体的排放操作完成，流量控制器就再次关闭。
[0020]
根据本发明的一个特征，返回管道可以与主管道同时被连接，或者在液态气体传输期间连接，或者在液态气体传输结束时连接。
[0021]
根据本发明的一个特征，返回管道的第一端包括第一流量控制器和第二流量控制器，返回管道的第二端包括第三流量控制器和第四流量控制器。在返回管道的端部的多个流量控制器使得可以调节在返回管道中流动的液态气体的流速。有利的是，当启动排放操作时，位于返回管道的第一端的至少一个流量控制器逐渐打开，从而不会导致太大量的液态气体立马同时流通。因此，逐渐打开返回管道的至少一个流量控制器使得可以避免由于返回管道中流通的液态气体的流速太大或者压力差太突然而损坏返回管道，这种压力差会导致管道中的两相流。
[0022]
根据本发明的一个特征，返回管道包括紧急断开装置。如果由于某种原因，例如由于海浪引起的两个液态气体单元之间的距离变化，在返回管道上施加了过强的机械应力，则存在返回管道被损坏的风险。为了减轻这一缺点，紧急断开装置能够在施加到返回管道的机械应力不可逆地损坏返回管道之前将返回管道与主管道分离。当主管道和返回管道在
紧急情况下断开时，它们的端部装有自动关闭装置，防止液态气体流出。紧急断开装置和第一连接/断开装置可以是一个单独的装置。在这种情况下，返回管道在与主管道的连接处断开。紧急断开装置也可以独立于第一连接/断开装置，并位于返回管道的第一端和返回管道的第二端之间。因此，在机械应力过高的情况下，返回管道会分成两部分。
[0023]
根据本发明的一个特征，返回管道包括感测返回管道的压力和温度的至少一个压力传感器和至少一个温度传感器。压力传感器和温度传感器可以位于返回管道的第一端和第二端之间，并分别测量返回管道中的压力和温度。压力测量使得可以确定在什么时刻可以执行对主管道和返回管道加压的操作，以便驱动留在主管道中并且还不能在重力作用下排出的液态气体。可以使用惰性气体如分子氮进行加压。也可以使用液态气体的气相进行加压，该气相取自源罐本身。然而，如果返回管道中的压力过高，这种加压操作是不可能的。过高的压力容易导致液态气体流入加压管线。因此，压力传感器使得可以检查返回管道中的压力是否足够低，以便完全安全地开始加压操作。
[0024]
温度传感器测量返回管道中的温度。温度测量使得可以检查返回管道内是否有任何液态气体残留。温度传感器记录的非常低的温度表明返回管道中存在液态气体。可以定义最小温度阈值，认为一旦测量的温度高于所述温度阈值，返回管道中就不再有任何液态气体。
[0025]
根据本发明的一个特征，返回管道具有在300mm2和2000mm2之间的孔截面。换句话说，如果返回管道是圆形的，返回管道的直径大约在20mm和50mm之间。已经证实，当液态气体在返回管道中流通时，具有这种孔截面的返回管道能够避免液态气体的潜在沸腾。
[0026]
根据本发明的一个特征，主管道内液态气体的流通由位于主管道上的至少一个第一阀启动。换句话说，第一阀允许或不允许液态气体在主管道中流通。因此，在传输操作期间，第一阀打开，使得液态气体可以经由主管道从源罐流通到接收罐。一旦传输操作完成，第一阀可以再次关闭，以便隔离已经留在主管道中的液态气体，该液态气体将流通通过返回管道。
[0027]
根据本发明的一个特征，传输系统包括用于流通液态气体的流通构件，该流通构件将液态气体从源罐经由主管道传输到接收罐。用于流通液态气体的流通构件允许液态气体在传输操作期间流通通过主管道。有利的是，流通构件采取液体形式的气泵的形式。一旦主管道已经连接到液态气体接收单元，用于流通液态气体的流通构件就开始工作。
[0028]
根据本发明的一个特征，传输系统包括连接到主管道并被构造为去除主管道和返回管道中存在的液态气体的加压管线。加压管线允许引入流体，例如惰性气体如氮气。该气体一旦进入主管道，就驱动其中的液态气体，然后进入返回管道。为了蒸发液态气体，也可以在环境温度下引入氮气。加压管线因此允许在重力作用下未被排出的微量液态气体被去除，从而确保液态气体的完全去除。因此，流体将液态气体驱动至源罐。如果流体处于环境温度，它会蒸发掉剩余的液态气体。
[0029]
根据本发明的一个特征，主管道包括第三部分，所述第三部分包括设置有集管的第一终端和构造成通向接收罐的第二终端。主管道的第三部分位于液态气体接收单元处，使得第二终端可以通向接收罐。在第一终端处，集管具有通过在用于传输液态气体的管道的两个部分之间提供连接而有助于液态气体的装载和/或卸载的功能。因此，第三部分允许液态气体从集管流通到接收罐。
[0030]
根据本发明的一个特征，第三部分包括位于第三部分的集管和第三部分的第二终端之间的至少一个第二阀。换句话说，第二阀有助于允许或阻止液态气体在主管道中流通。因此，第二阀在传输操作期间打开，就像前面提到的第一阀一样。一旦传输完成，第二阀关闭，从而将接收罐与返回管道隔离。第二阀的关闭使得可以避免在排放操作期间容纳在接收罐中的液态气体返回到返回管道。
[0031]
根据本发明的一个特征，柔性第二部分被构造成通过第二连接/断开装置连接到第三部分的集管。因此，柔性第二部分和第三部分之间的连接形成了源罐和接收罐之间的连接。因此，在传输操作期间，包含在源罐中的液态气体能够经由主管道流通到接收罐。为此，第二连接/断开装置被设计成连接到第三部分的集管。第二连接/断开装置可以类似于前面提到的安装在返回管道上的第一连接/断开装置。
[0032]
根据本发明的一个特征，返回管道可以在集管上游在主管道的柔性第二部分中连接到主管道。与主管道相关的术语上游和下游是参照液态气体在主管道中流通的方向定义的，也就是说从源罐朝向接收罐。返回管道的这种连接构成了根据本发明的传输系统的第一实施例。
[0033]
根据本发明的一个特征，返回管道可以在集管的下游和第三部分的第二阀的上游在主管道的第三部分中连接到主管道。这是根据本发明的传输系统的第二实施例。然而，返回管道与主管道的第三部分的连接必须在第二阀的上游进行，以便后者的关闭可以将接收罐与返回管道隔离。因此，根据本发明的实施例由返回管道和主管道之间的连接位置来限定。
[0034]
本发明还包括一种用于排出液态气体的排出方法，该排出方法由如上所述的用于传输液态气体的传输系统实施，该排出方法包括：
[0035]-第一步骤，其中至少主管道的第三部分的第二阀关闭，
[0036]-第二步骤，其中支撑主管道的铰接支撑装置被升高，以便将柔性第二部分的第一端定位成竖直地高于柔性第二部分的第二端，
[0037]-第三步骤，其中至少打开返回管道的流量控制器。
[0038]
一旦液态气体通过主管道从源罐到接收罐的传输完成，就启动排放方法。如前所述，排出操作包括清除传输操作后残留在主管道中的液态气体。第三部分的第二阀关闭，以便将接收罐与返回管道隔离。当然，返回管道与主管道的连接位于第二阀的上游。
[0039]
排出方法的第二步骤在于提升铰接支撑装置。因为第二部分的第一端固定在铰接支撑装置上，所以它也被抬高。该步骤的目的是在柔性第二部分的第一端与柔性第二部分的连接到第三部分的集管的第二端之间产生高度差。因此，保留在柔性第二部分中的液态气体在重力作用下被引向柔性第二部分的第二端。因此，柔性第二部分呈现出连续的斜面。这种操作使得可以避免在主管道的柔性第二部分中产生液态气体的气穴。这种液态气体的气穴易于位于离返回管道一定距离的位置，并且具有在排放方法期间不能被排出的风险。升高铰接支撑装置使得可以通过在柔性第二部分的第一端和柔性第二部分的第二端之间产生高度差、以使得容纳在柔性第二部分中的液态气体明显地聚集在返回管道附近，来缓解这个问题。
[0040]
一旦执行了该第二步骤，返回管道的流量控制器就可以打开，使得液态气体可以流入返回管道。
[0041]
根据本发明的一个特征，排出方法包括在第一步骤之后的附加步骤，并且在该附加步骤期间，至少主管道的第一阀关闭。只要已经执行了第一步骤，就可以在该方法中的任何时间执行该附加步骤。这种附加步骤构成了排放方法的第一变型，在该变型中，第一阀关闭，以隔离残留在主管道中的液态气体。当第二阀也关闭时，残留在主管道中的液态气体保持在主管道的在第一阀和第二阀之间延伸的部分中。
[0042]
根据本发明的一个特征，在排放方法期间，注入不同于液态气体的流体，以便驱除存在于主管道中的液态气体。这种流体注入发生在期间第一阀关闭的附加步骤之后，并且对应于排放方法的第二变型。所述流体对应于来自前述加压管线的流体。因此，这种流体允许去除在重力排放下没有流出的微量液态气体。该流体可以是惰性气体，例如分子氮。如果返回管道中的压力过高，则不能引入流体。如上所述的用于返回管道的压力传感器因此使得可以确定压力是否足够低以执行该附加步骤。一旦这样做了，并且一旦返回管道在排放方法的第三步期间打开，在主管道和返回管道中就不再有液态气体。然后可以完全安全地将它们断开。
[0043]
根据本发明的一个特征，排放方法包括在第一步骤之后的附加步骤，并且在该附加步骤期间，气阀被打开，以便将源罐的顶部空间连接到主管道的第一部分。这是排出方法的第三种变型。与第一变型和第二变型不同，这里第一阀保持打开。气阀位于在源罐的顶部空间和主管道的第一部分之间延伸的气体管线上。打开该气阀允许液态气体的气相在主管道中流通。因此，在第三种变型中，液态气体的气相将驱动残留在主管道中的液态气体。一旦这样做了，并且一旦返回管道在排放方法的第三步期间被打开，就不会有什么液态气体留在主管道和返回管道中。然后，在完全安全地断开之前，可以在这些管道中注入分子氮。
[0044]
根据本发明的一个特征，排出方法包括与第三步骤相继的加热主管道的第四步骤。应当理解的是，主管道的加热是任何易于使主管道中剩余的液态气体的温度升高的手段。主管道的加热可以例如包括用海水冲洗主管道。该第四步骤使得可以实现压力增加，以促使液态气体在返回管道内流动。第四步骤可以用排出方法的任何变型来执行。
附图说明
[0045]
一方面，通过阅读下面的描述，另一方面，通过参考所附示意性图以非限制性指示的方式给出的多个示例性实施例，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，在附图中：
[0046]
[图1]是根据本发明的液态气体传输系统的第一实施例在液态气体传输操作期间的示意图；
[0047]
[图2]是传输系统的第一实施例在液态气体排放操作期间的示意图；
[0048]
[图3]是传输系统的第二实施例在液态气体传输操作期间的示意图；
[0049]
[图4]是在液态气体排放操作期间传输系统的第二实施例的示意图；
[0050]
[图5]是根据本发明的液态气体排放方法的流程图；
[0051]
[图6]是运输船的罐和用于装载该罐的海运码头的剖面示意图。
具体实施方式
[0052]
在本说明书的过程中，术语
″
上游
″
和
″
下游
″
将指元件相对于所述管道内液态气体流通方向的定位。
[0053]
图1描绘了液态气体传输系统1的第一实施例。传输系统1将液态气体31从液态气体源单元2传输到液态气体接收单元3。液态气体源单元2包括源罐4，液态气体接收单元3包括接收罐5。因此，应当理解，传输系统1收集包含在源罐4中的液态气体31，以便将其传输到接收罐5，从而填充后者。作为示例，液态气体源单元2和与其相关联的液态气体接收单元3可以对应于下表中列出的各种示例：
[0054]
[表2]
[0055][0056][0057]
在图1中，液态气体源单元2例如可以是用于装载液态气体的装载驳船或码头区。图1所示的液态气体接收单元3对应于运输液态气体的船，例如甲烷油轮。
[0058]
为了将液态气体31从源罐4传输到接收罐5，传输系统1包括参与传输液态气体31的操作的主管道6。传输系统1还包括返回管道18，一旦传输操作完成，返回管道18至少部分地有助于排出液态气体31的操作。
[0059]
主管道6总体上从源罐4延伸到一个点，主管道6在源罐4收集液态气体，并在该点处通向接收罐5。在这种情况下，主管道6包括第一部分7、柔性第二部分8和第三部分9。第一部分7部分地浸入源罐4的液态气体31中。因此，源罐4的液态气体31可以通过穿过第一部分7而在主管道6中流通。第一部分7包括泵32，其目的是将液态气体31从源罐4抽入主管道6。因此，通过使第一部分7的泵32开始工作来启动传输操作。源罐4外部的第一部分7由铰接支撑装置26支撑。铰接支撑装置26可以例如是位于液态气体源单元2处的起重机。铰接支撑装置26包括桅杆27、悬臂29和将悬臂29连接到桅杆27的枢轴28。枢轴28因此能够导致悬臂29相对于桅杆27枢转。桅杆27主要竖直延伸，并且第一部分7沿着桅杆27延伸，例如通过任何固定器件固定到其上。第一部分7也沿着悬臂29延伸，在悬臂29处，第一部分7例如通过至少一个支架30被支撑。因此，当悬臂29通过枢轴28铰接时，第一部分7通过支架30由悬臂29驱动。第一部分7还包括第一阀11。第一阀11能够用手或遥控打开或关闭。第一阀11允许或不允许液态气体31在主管道6内流通。
[0060]
柔性第二部分8定位成与第一部分7连续。柔性第二部分8通过柔性第二部分8的第一端81连接到第一部分7。结果，由于第一部分7和柔性第二部分8的第一端81之间的连接，并且由于第一部分7由铰接支撑装置26的支架30支撑，柔性第二部分8被固定到铰接支撑装置26。
[0061]
第三部分9存在于液态气体接收单元3处，并且包括配备有集管15的第一终端91和通向接收罐5的第二终端92。集管15允许主管道6的连接，使得主管道6可以将源罐4连接到
接收罐5，从而允许进行传输操作。第三部分9的第二终端92至少部分地插入接收罐5的内部容积中，使得接收罐5可以在传输操作期间接收来自源罐4的液态气体31。第三部分9包括位于第三部分9的集管15和第二终端92之间的第二阀12。如同第一阀11一样，第二阀12允许或阻止液态气体31从源罐4传输到接收罐5。因此，为了确保传输操作发生，第一阀11和第二阀12都需要打开，使得液态气体31可以从源罐4流通到接收罐5。
[0062]
为了能够执行传输操作，柔性第二部分8的第二端82需要连接到第三部分9的集管15。因此，柔性第二部分8可以借助铰接支撑装置26更靠近液态气体接收单元3，然后柔性第二部分8的第二端82连接到第三部分9的集管15。在该操作之后，主管道6完全连接，并且传输操作可以开始。柔性第二部分8的柔性有利于柔性第二部分8和第三部分9之间的连接。第一部分7和第三部分9可以是柔性的或刚性的。
[0063]
在传输系统被设置到位之前，第一部分7和柔性第二部分8被存储在液态气体源单元2上，就像返回管线18一样。第三部分9储存在液态气体接收单元3上。
[0064]
返回管道18连接到柔性第二部分8的第二端82的上游，因此从主管道6延伸，直到其通向源罐4。返回管道18包括连接到主管道6的第一端181和至少部分插入源罐4的内部容积的第二端182。当传输操作完成并且液态气体31仍然保留在主管道6中时，返回管道18允许液态气体31返回到源罐4。关于排出操作的细节将在下文中阐述。
[0065]
返回管道18包括第一流量控制器19、第二流量控制器20、第三流量控制器21和第四流量控制器22。第一流量控制器19和第二流量控制器20位于返回管道的第一端181，而第三流量控制器21和第四流量控制器22位于第二端182。从术语的角度来看，术语流量控制器与术语阀的区别在于流量控制器仅位于返回管道18上。四个流量控制器允许液态气体31在排出操作期间在返回管道18中流通。将多个流量控制器结合到返回管道18中使得可以调节在返回管道18中流通的液态气体31的流速，存在流速太高和太突然可能损坏返回管道18的风险。在传输操作期间，所有的流量控制器都关闭，以防止液态气体31在返回管道18中流通。
[0066]
返回管道18包括紧急断开装置23。当过多的机械应力施加到返回管道18上时，紧急断开装置23允许返回管道18与主管道6分离。这种机械应力例如可能是由于过多的膨胀导致返回管道18中的张力而引起的。
[0067]
返回管道18还包括压力传感器24和温度传感器25，它们分别测量返回管道18内的压力和温度。这种测量允许排出操作顺利进行，这将在下文中详细描述。
[0068]
返回管道18通过第一连接/断开装置16连接到主管道6。柔性第二部分8通过第二连接/断开装置17连接到第三部分9的集管15。这些连接/断开装置中的每一个都允许流体密封和安全的连接。
[0069]
传输系统1还包括连接到主管道6的第一部分7的加压管线10。加压管线10能够将流体输入主管道6和返回管道18中。这种流体例如可以是诸如分子氮的惰性流体，并且可以在排放操作期间用于驱动主管道6和返回管道18中的液态气体31。加压管线10包括第三阀13和第四阀14。如果第三阀13和第四阀14都打开，则流体能够来自加压管线10。
[0070]
传输系统1还可以包括气体管线36，其将源罐4的顶部空间连接到主管道6的第一部分7。气体阀37位于气体管线36上，并且允许或不允许源罐4的液态气体31的气相在主管道6中流通。正如加压管线10一样，气体管线36可以有助于排出残留在主管道6中的液态气
体的操作。排出操作的各种变型将在下文中详细阐述。
[0071]
因此，在传输操作期间，一旦柔性第二部分8已经连接到第三部分9的集管15，返回管道18的流量控制器关闭，第一阀11和第二阀12打开。第三阀13和第四阀14也关闭。位于主管线6上的泵32开始工作，并吸入源罐4中的液态气体31。液态气体31因此在第一部分7、柔性第二部分8和第三部分9中流通，直到它流出到接收罐5中。传输操作继续进行，直到接收罐5充满，或者直到它达到对应于来自液态气体接收单元3的需求的填充。一旦发生这种情况，泵32停止，然后可以开始排出操作。
[0072]
图2描绘了根据与图1相同的实施例的传输系统1。然而，图2示出了当传输操作完成并且排出操作已经开始时传输系统1的定位。因为排水是在重力的作用下实现的，所以图2示出了传输系统1的某些元件的多个高度。这些高度中的每一个都被定义为高度参考h0的函数，高度参考h0可以例如对应于海平面。因此显示了三个高度。第一高度h1对应于返回管道18的第二端182的高度。第二高度h2对应于返回管道18的第一端181的高度和主管道的柔性第二部分8的第二端82的高度，这两端在图2中相对于彼此位于相同的高度。最后，第三高度h3对应于主管道6的柔性第二部分8的第一端81的高度。
[0073]
一旦传输操作完成，第二阀12关闭。第一阀11也可以关闭，这取决于所使用的排出方法的变化。因此，位于第二阀12的上游或第一阀11和第二阀12之间的主管道6的一部分与接收罐5隔离，以避免液态气体在主管道6中的潜在返回。在排放操作期间，将被排放的是残留在第二阀12上游或第一阀11和第二阀12之间的主管道6中的液态气体31。
[0074]
此后，铰接支撑装置26的悬臂29被向上提升。为此，枢轴28沿逆时针方向进行旋转33，从而导致起重臂29上升。铰接支撑装置26的这种运动的目的是增加与柔性第二部分8的第一端81的高度有关的第三高度h3，使得第三高度h3大于与柔性第二部分8的第二端82的高度相关的第二高度h2。因此，柔性第二部分8的第二端82竖直向下低于柔性第二部分8的第一端81。第三高度h3大于第二高度h2的事实意味着已经保留在主管道6中的液态气体31可以在重力作用下流通，使得它收集在柔性第二部分8的第二端82处。通过这样做，避免了在主管道6中形成液态气体31的气穴，导致最佳的排放操作。
[0075]
返回管道18的第一流量调节器19完全打开，排出操作继续，然后第二流量调节器20逐渐打开，第三流量调节器21和第四流量调节器22也打开。通过打开返回管道18的每个流量调节器，液态气体31将在其中流动。可以通过例如用海水34的射流冲洗主管道6来启动液态气体31在返回管道18中的流动。因此产生了压力差，并促使液态气体31在返回管道18中流动。
[0076]
液态气体31在重力的作用下被排出。换句话说，与返回管道18的第一端181的高度相关的第二高度h2大于与返回管道18的第二端182的高度相关的第一高度h1。因此，液态气体31在返回管道18中自然流动，直到它流出到源罐4中，返回管道18的第二端182在竖直方向上低于返回管道18的第一端181。有利地，第一高度h1和第二高度h2之间的高度差最小为三到四米的量级，以便促进液态气体31流动。
[0077]
在排出操作过程中，温度传感器25测量返回管道18内的温度。温度测量使得可以检查任何液态气体31是否保留在返回管道18中。如果温度高于确定的最低温度阈值，这意味着在返回管道18中不再有任何液态气体31。
[0078]
如果尽管有重力排放，返回管道18中的温度没有增加，这意味着一些液态气体31
仍然保留在返回管道18中。有许多优化排水的可能方法。
[0079]
例如，如果第一阀11是打开的，可以关闭第一阀11，然后打开加压管线10的第三阀13和第四阀14。然后，后者将允许流体流通以驱动保留在主管线和/或返回线18中并且没有在重力作用下被去除的液态气体31。加压管线10中的流体可以是例如惰性气体，如分子氮。只有当返回管道18中的压力足够低，例如低于3.5巴时，第三阀13和第四阀14才可能打开。使用压力传感器24检查返回管道中的压力。因此，正是压力传感器24确定了加压管线10中的流体可以输入主管道6和返回管道18的时刻。除了驱动液态气体31之外，来自加压管线10的流体也可以在环境温度下流通，以使残留在主管道6中的液态气体31蒸发。
[0080]
替代地，可以通过打开气阀37来优化排放，从而允许液态气体31的气相在气体管线36中流通，然后在主管道6中流通。因此，液态气体31的气相将驱动残留在主管道6中的液态气体31。显然，对于这种工作的替代方案，需要打开第一阀11。
[0081]
当由温度传感器25测得的温度被估计为足够高，可以认为在返回管道18中不再有任何液态气体31时，则排出操作完成。主管道6的柔性第二部分8然后可以从第三部分9的集管15断开，并且返回管道18可以从主管道6断开。液态气体接收单元3因此被填充和断开，并且因此可以例如执行其运输刚刚装载到接收罐5中的液态气体31的任务，或者可以消耗液态气体31用于推进。
[0082]
图3和4描述了根据本发明的传输系统1的第二实施例。对于该第二实施例，只有返回管道18连接到主管道6的位置不同于图1和2所示的第一实施例。因此，在针对第二实施例的描述中将仅讨论这种连接，并且将参考图1和图2来描述这两个实施例共有的部分。
[0083]
在图3和4中，返回管道18与主管道6的连接在第三部分9处进行。更具体地，返回管道18的第一端181位于集管15的下游和第二阀12的上游。这种不同于第一实施例的定位既不改变传输液态气体31的操作，也不改变排出液态气体31的操作。另一方面，返回管道的第一端181确实需要定位在第二阀12的上游，使得第二阀可以通过重新关闭而将接收罐5与主管道6隔离。
[0084]
图4是第二实施例的图2的对应物。换句话说，图4描绘了排出操作期间的传输系统1的第二实施例。排出方法与第一实施例的排出方法相同。因此，第二阀12和可能的第一阀11关闭，然后铰接支撑装置26升起悬臂29，从而在第二高度h2和第三高度h3之间产生高度差。第二高度h2本身大于第一高度h1，以确保在重力作用下的排水。液态气体31因此可以在返回管道18的流量控制器打开后流入返回管道18。
[0085]
图5是描述根据本发明的用于排出液态气体的排出方法100的流程图。一旦传输操作完成，排出方法100开始。传输操作的结束以用于将液态气体从源罐流通到接收罐的泵的停止为标志。排放方法100开始于第一步骤10 1，在此期间，第三部分的第二阀也被关闭。当残留在主管道中的液态气体在返回管道中流通时，关闭第二阀允许接收罐被隔离。具体地，存在液态气体从接收罐返回到返回管道的风险，例如由于接收罐和返回管道之间的压力差。这种情况容易发生，特别是如果液态气体传输系统根据第二实施例安装，因为返回管道的第一端位于第三部分的高度，因此比第一实施例中更靠近接收罐。第二阀的关闭减轻了这一缺点，这就是为什么无论传输系统的实施例如何，第二阀都系统地位于返回管道连接的下游。应当理解，第一步骤101绝对必须在排出方法100的任何其他步骤之前执行，以确保其平稳操作。因此，残留在位于第二阀上游的主管道部分中的液态气体是排放方法100所涉
及的气体。
[0086]
一旦第一步骤101已经完成，排出方法100继续进行第二步骤102，在第二步骤102中，铰接支撑装置被升高，以便在柔性第二部分的第一端和柔性第二部分的第二端之间产生高度差。由于其柔韧性，后者实际上易于产生液态气体的气穴。这种气穴的潜在产生可能导致液态气体难以流通至返回管道。因此，升高铰接支撑装置使得可以在柔性第二部分的两端之间产生明显的高度差，从而收集全部或几乎全部残留在主管道中的液态气体。残留在主管道中的液态气体因此聚集在返回管道的第一端附近，从而可以更容易和有效地排入返回管道。为了在返回管道中产生液态气体的最佳流动，第一步骤101和第二步骤102都需要在液态气体被允许进入返回管道之前进行。
[0087]
直到第三步骤103，返回管道上的所有流量控制器才被打开。为了避免由于在返回管道中引起太强或太突然的液态气体流动而损坏返回管道，可以逐渐打开至少一个流量控制器。
[0088]
一旦已经执行了第三步骤103，排出方法100可以直接以结束步骤106结束。然而，排出方法100可以包括第四步骤104和/或附加步骤105，允许排出操作被优化。
[0089]
第四步骤104使得在主管道和/或返回管道中的压力导致堵塞的情况下，可以在返回管道中启动液态气体的流动。因此，第四步骤104包括加热主管道，以使残留在主管道中的液态气体开始蒸发，从而产生促使液态气体在返回管道中流动的压差。如图2和图4所示，主管道的加热可以例如使用海水喷射来实现，但是可以想到使液态气体温度升高并且适合于本发明上下文的任何其他方式。
[0090]
如图5所示，附加步骤105可以在第一步骤101之后执行，但是附加步骤105可以在排出方法100的顺序中的任何时刻执行，只要该时刻晚于第一步骤101。附加步骤105可以根据多个变型进行。
[0091]
第一变型是关闭第一阀，以便隔离主管道的包含液态气体的一部分。然后，第四步骤104足以使残留在罐中的液态气体在重力作用下排出，并且排放方法100可以结束。
[0092]
如果这还不够，可以使用排出方法100的第二变型。第二变型可以在使用第一变型之后使用，或者可以不经过第一变型而立即使用。第二变型首先包括关闭第一阀，然后通过打开第三阀和第四阀将流体从加压管线注入主管道和返回管道。该第二变型的目的是驱动残留在主管道或返回管道中并且在重力作用下未被去除的液态气体。因此，流体驱动液态气体通过主管道和返回管道流向源罐。因此，附加步骤105的第二变型使得可以以可靠的方式完成排放操作，从而使得可以确定不再有任何液态气体残留在主管道和返回管道中。第二种变型的实施取决于返回管道中的压力。压力需要足够低，例如低于3.5巴，并且存在于返回管道上的压力传感器用于检查第二变型是否可以进行。在该第二变型中，所使用的流体不同于液态气体，例如可以是分子氮。
[0093]
还可以使用附加步骤105的第三变型。第三变型与第一变型和第二变型的不同之处在于，第一阀需要保持打开，从而可以应用第三变型。第三种变型包括打开气阀，以便通过气体管线将源罐的顶部空间连接到主管道。因此，液态气体的气相将在主管道中流通，并将残留在主管道中的液态气体驱动至返回管道。
[0094]
为了使用结束步骤106来完成排放方法100，检查返回管道中没有液态气体残留是有利的。该检查至少部分由返回管道上的温度传感器提供。返回管道中的足够高的温度，例
如高于-85℃的高度，确认返回管道中不再有任何液态气体。排出方法100然后可以以结束步骤106结束，这是主管道和返回管道可以完全安全地断开的标志。
[0095]
图6示出了设置有传输系统1的海运码头的例子，传输系统1包括主管道6和返回管道18。传输系统1允许液态气体从液态气体源单元2传输，在这种情况下，液态气体源单元2是固定的海上设施。传输系统1允许液态气体接收单元3被装载，液态气体接收单元3在图6中被图示为运输船35，并且包括接收罐5，装载从液态气体源单元2执行。该单元至少包括连接到传输系统1的源罐4。
[0096]
一旦液态气体已经从源罐4传输到接收罐5，并且为了完全安全地断开主管道6，执行图5中描述的排放方法，使得已经保留在主管道6中的液态气体通过沿着返回管道18行进而返回到源罐4。
[0097]
当然，本发明不限于刚刚描述的示例，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可以对这些示例进行多种修改。
[0098]
如上所述，本发明确实实现了其所述的目的，并且能够提出一种液态气体传输系统，该液态气体传输系统包括主管道和返回管道，该返回管道允许液态气体在重力作用下利用排水返回到其起始点。在不脱离本发明的情况下，可以实施这里没有描述的变型，只要它们包括根据本发明的液态气体传输系统。

技术特征：

1.一种用于在两个液态气体单元之间传输液态气体(31)的传输系统(1)，包括主管道(6)，所述主管道被构造成将液态气体(31)从液态气体源单元(2)的源罐(4)传输到液态气体接收单元(3)的接收罐(5)，所述主管道(6)至少包括第一部分(7)和柔性第二部分(8)，所述传输系统(1)包括用于支撑所述主管道(6)的铰接支撑装置(26)，所述第一部分(7)被固定到所述铰接支撑装置(26)并被构造成抽取包含在所述源罐(4)中的液态气体(31)，其特征在于，所述传输系统(1)包括至少一个返回管道(18)，所述至少一个返回管道被构造成朝向所述源罐(4)传输所述主管道(6)中存在的液态气体(31)，用于传输液态气体(31)的所述传输系统(1)被构造成在重力作用下经由所述返回管道(18)朝向所述源罐(4)排出所述主管道(6)中存在的液态气体(31)。2.根据权利要求1所述的传输系统(1)，其中，所述返回管道(18)包括连接到所述主管道(6)的第一端(181)和被构造为通向所述液态气体源单元(2)的源罐(4)的第二端(182)，所述返回管道(18)的第二端(182)竖直地低于所述返回管道(18)的第一端(181)。3.根据前述权利要求中任一项所述的传输系统(1)，其中，所述主管道(6)的柔性第二部分(8)包括第一端(81)和第二端(82)，所述柔性第二部分(8)的第一端(81)固定到所述铰接支撑装置(26)。4.根据权利要求2所述的传输系统(1)，其中，所述返回管道(18)的第一端(181)通过第一连接/断开装置(16)连接到所述主管道(6)。5.根据前述权利要求中任一项所述的传输系统(1)，其中，液态气体(31)的排放由位于所述返回管道(18)上的至少一个流量控制器(19，20，21，22)启动。6.根据前述权利要求中任一项所述的传输系统(1)，其中，所述返回管道(18)包括紧急断开装置(23)。7.根据前述权利要求中任一项所述的传输系统(1)，其中，所述返回管道(18)包括感测所述返回管道(18)的压力和温度的至少一个压力传感器(24)和至少一个温度传感器(25)。8.根据前述权利要求中任一项所述的传输系统(1)，其中，所述返回管道(18)具有在300mm2和2000mm2之间的孔截面。9.根据前述权利要求中任一项所述的传输系统(1)，其中，液态气体(31)在所述主管道(6)内的流通由位于所述主管道(6)上的至少第一阀(11)启动。10.根据前述权利要求中任一项所述的传输系统(1)，包括连接到所述主管道(6)并被构造为去除存在于所述主管道(6)和所述返回管道(18)中的液态气体(31)的加压管线(10)。11.根据前述权利要求中任一项所述的传输系统(1)，其中，所述主管道(6)包括第三部分(9)，所述第三部分(9)包括设有集管(15)的第一终端(91)和构造成通向所述接收罐(5)的第二终端(92)。12.根据权利要求11所述的传输系统(1)，其中，所述第三部分(9)包括至少一个第二阀(12)，所述第二阀位于所述第三部分(9)的集管(15)和所述第三部分(9)的第二终端(92)之间。13.根据前述权利要求中任一项所述的传输系统(1)，其中，所述柔性第二部分(8)被构造为通过第二连接/断开装置(17)连接到所述第三部分(9)的所述集管(15)。14.根据权利要求13所述的传输系统(1)，其中，所述返回管道(18)在所述集管(15)的
上游在所述主管道(6)的柔性第二部分(8)中连接到所述主管道(6)。15.根据权利要求13所述的传输系统(1)，其中，所述返回管道(18)在所述第三部分(9)的集管(15)的下游和所述第三部分(9)的第二阀(12)的上游在所述主管道(6)的第三部分(9)中连接到所述主管道(6)。16.一种用于排出液态气体(31)的排出方法(100)，由根据权利要求12结合权利要求3所述的用于传输液态气体(31)的传输系统(1)实施，并且包括：第一步骤(101)，其中将所述主管道(6)的第三部分(9)的至少第二阀(12)关闭，第二步骤(102)，其中将所述支撑主管道(6)的铰接支撑装置(26)升高，以便将所述柔性第二部分(8)的第一端(81)定位成在竖直方向上高于所述柔性第二部分(8)的第二端(82)，第三步骤(103)，其中至少打开所述返回管道(18)的流量控制器(19，20，21，22)。17.根据权利要求16所述的排出方法(100)，包括在所述第一步骤(101)之后的附加步骤(105)，并且在该附加步骤期间，至少所述主管道(6)的第一阀(11)关闭。18.根据权利要求17所述的排放方法(100)，在该过程中，注入不同于液态气体(31)的流体，以便驱除存在于所述主管道(6)中的液态气体(31)。19.根据权利要求16所述的排放方法(100)，包括在所述第一步骤(101)之后的附加步骤(105)，并且在所述附加步骤期间，气阀被打开以便将所述源罐的顶部空间连接到所述主管道(6)的第一部分(7)。20.根据权利要求16至19中任一项所述的排出方法(100)，包括与所述第三步骤(103)相继的加热所述主管道(6)的第四步骤(104)。

技术总结

本发明涉及一种用于在两个液态气体单元之间传输液态气体(31)的传输系统(1)，包括主管道(6)，该主管道(6)被构造成将液态气体(31)从液态气体源单元(2)的源罐(4)传输到液态气体接收单元(3)的接收罐(5)，所述主管道(6)至少包括第一部分(7)和柔性第二部分(8)，其特征在于，所述传输系统(1)包括至少一个返回管道(18)，所述返回管道(18)被构造成将存在于主管道(6)中的液态气体(31)朝向源罐(4)传输，所述传输系统(1)被构造成在重力作用下排出液态气体(31)。体(31)。体(31)。