Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
ES2943182B2 - Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel electricos (dfde/tfde) para la transformacion del gas natural evaporado (bog) dentro de los tanques en energia electrica y su distribuccion a tierra - Google Patents
[go: Go Back, main page]

ES2943182B2 - Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel electricos (dfde/tfde) para la transformacion del gas natural evaporado (bog) dentro de los tanques en energia electrica y su distribuccion a tierra - Google Patents

Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel electricos (dfde/tfde) para la transformacion del gas natural evaporado (bog) dentro de los tanques en energia electrica y su distribuccion a tierra Download PDF

Info

Publication number
ES2943182B2
ES2943182B2 ES202230839A ES202230839A ES2943182B2 ES 2943182 B2 ES2943182 B2 ES 2943182B2 ES 202230839 A ES202230839 A ES 202230839A ES 202230839 A ES202230839 A ES 202230839A ES 2943182 B2 ES2943182 B2 ES 2943182B2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
land
electrical
ship
tanks
bog
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
ES202230839A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2943182A1 (es
Inventor
Corral Manuel Herias
Garcia Javier Pastor
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to ES202230839A priority Critical patent/ES2943182B2/es
Publication of ES2943182A1 publication Critical patent/ES2943182A1/es
Application granted granted Critical
Priority to EP23382970.4A priority patent/EP4344932A1/en
Publication of ES2943182B2 publication Critical patent/ES2943182B2/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
    • H02J3/381Dispersed generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F25J1/0025Boil-off gases "BOG" from storages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L55/00Arrangements for supplying energy stored within a vehicle to a power network, i.e. vehicle-to-grid [V2G] arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes 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
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0275Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
    • F25J1/0277Offshore use, e.g. during shipping
    • F25J1/0278Unit being stationary, e.g. on floating barge or fixed platform
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes 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
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0281Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J1/0284Electrical motor as the prime mechanical driver
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/32Waterborne vessels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03Mixtures
    • F17C2221/032Hydrocarbons
    • F17C2221/033Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146Two-phase
    • F17C2223/0153Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2265/00Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03Treating the boil-off
    • F17C2265/032Treating the boil-off by recovery
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2105/00Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load
    • H02J2105/30Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles
    • H02J2105/31Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles for ships or vessels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

DESCRIPCION
SISTEMA INCORPORADO EN BUQUES GASEROS TIPO DIESEL ELÉCTRICOS
(DFDE/TFDE) PARA LA TRANSFORMACIÓN DEL GAS NATURAL EVAPORADO (BOG) DENTRO DE LOS TANQUES EN ENERGÍA ELÉCTRICA Y SU DISTRIBUCCIÓN ATIERRA
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención consiste en un sistema que permite transformar a los buques gaseros equipados con generadores eléctricos tipo diésel eléctricos (DFDE/TFDE) para que puedan producir y suministrar energía eléctrica a redes eléctricas en tierra o a industrias en el momento en que estén amarrados en muelles, pantalanes, boyas, estructuras fijas o flotantes y/o fondeados en bahías cerradas o abiertas al mar. El sistema utiliza los generadores eléctricos del buque para producir la energía eléctrica, los cuales utilizan como combustible el gas natural que se genera por evaporación en los tanques de carga del buque (BOG), evitando así, tener que quemar y/o volver a licuar el boil-off, o en extremis su envío a la atmosfera.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Se denomina GNL, al gas natural licuado que ha sido refrigerado por enfriamiento a aproximadamente -160 °C. El hecho de que el gas natural ocupe un volumen 600 veces menor licuado que en estado gaseoso, hace muy práctico su transporte en buques. El transporte en buques es el tercer eslabón de la cadena integrada del GNL. Estos buques son menos contaminantes que otros medios de transporte, ya que pueden quemar gas natural en lugar de fuel oíl como fuente de propulsión. El último eslabón de la cadena de suministro de GNL es la terminal de importación. Estas terminales descargan GNL y lo almacenan en tanques aislados hasta que esté preparado para ser sometido al proceso de regasificación. Los buques llegan vía marítima a las plataformas de descarga de las terminales de importación, en tierra firme Los buques para el transporte de GNL, tienen una ventaja muy importante desde el punto de vista de contaminación atmosférica: queman habitualmente el propio gas natural en lugar de fuel oíl como fuente de propulsión, con la consiguiente reducción de emisiones de CO2 (aproximadamente un 90 %), contribuyendo de esta manera a reducir el llamado "efecto invernadero”.
La presente invención consiste en un sistema que permite la modificación del cuadro eléctrico de los buques gaseros equipados con generadores eléctricos tipo DFDE/TFDE para que puedan producir y suministrar energía eléctrica (EE) a redes eléctricas en tierra o a industrias en el momento en que estén amarrados en muelles, pantalanes, boyas, estructuras fijas o flotantes y/o fondeados en bahías cerradas o abiertas al mar sin la necesidad de disponer de terminales de descarga exclusivas, ni de tanques de almacenamiento, ni de plantas regasificadoras, ni redes de transporte del gas hasta las plantas de ciclo combinado y cogeneración.
En el estado de la técnica, la patente americana US7119460 revela un sistema de utilización del gas natural para suministrar de forma segura grandes cantidades (al menos 30 megavatios) de electricidad a los consumidores. El sistema incluye un buque generador flotante que se encuentra en alta mar y lleva uno o más grupos turbogeneradores que utilizan el gas natural como combustible y cuya producción de electricidad es suministrada a través de una línea eléctrica que se extiende al menos parcialmente en el mar hasta el consumidor. El consumidor es un buque procesador (que procesa el gas natural y dispone de equipos para transferir el gas licuado a o desde un buque cisterna que almacena más de 10.000 toneladas de gas licuado. Una parte del gas se transfiere desde el buque procesador a través de un conducto por el mar hasta el buque generador para proporcionarle combustible. Otro consumidor es una instalación en tierra. Los buques de generación y proceso están ampliamente separados entre sí (al menos 0,2 kilómetros) para proteger al personal en caso de explosión de gas o incendio. Al tratarse de dos (generador y procesador) permite adquirirlos de una forma rápida, lo que es especialmente útil para suministrar rápidamente grandes cantidades de electricidad en áreas recientemente desarrolladas.
La publicación de patente TW586262 con prioridad americana revela un sistema y un método para entregar el exceso de energía eléctrica a una red de energía eléctrica desde una embarcación de transporte marítimo mientras dicha embarcación de transporte marítimo está en puerto. El sistema comprende; a) un aparato de distribución eléctrica a bordo de una embarcación de transporte marítimo y conectada a por lo menos un generador a bordo de dicha embarcación de transporte marítimo; (b) al menos un cable de alimentación del lado del barco conectado a dicho aparato de distribución eléctrica; y (c) equipo conectado a al menos una red de energía eléctrica y adaptado para suministrar energía a dicha al menos una red de energía eléctrica, en el que un cable de energía del lado de la costa está conectado a dicho equipo y a dicho cable de energía del lado del barco, donde un cable del lado de la costa está conectado al equipo y al cable del lado del barco, para completar la transferencia de energía incorpora al menos un generador, al menos un circuito de red eléctrica, de manera que mientras la embarcación de transporte marítimo se encuentra en el puerto y realiza la descarga de combustible fluido, la energía eléctrica excedente del al menos un generador se transmite al destino a través del circuito. Una red eléctrica, donde el combustible fluido antes mencionado es gas natural licuado. EL método que comprende los siguientes pasos: (a) conectar el interruptor de distribución en una embarcación de transporte marítimo a al menos un generador en la embarcación de transporte marítimo y proporcionar energía eléctrica para el transporte marítimo.
En el estado de la técnica no se encuentra reportado o sugerido un sistema que permita enviar a tierra el excedente energético que el buque tiene la capacidad de generar en sus tanques de GNL y que no requiere para su normal funcionamiento, de tal manera que se evita estar consumiendo en sus motores generadores los vapores de la carga en su totalidad o tener que quemar, la totalidad o al menos parcialmente, ese excedente de gas que se produce de la evaporación natural de la carga en la unidad de combustión de gas (GCU).
La mejora propuesta en la presente invención es la utilización del máximo potencial energético para generar energía eléctrica por medio de los generadores eléctricos propios del buque, bien enviándola a la red eléctrica general, o a redes locales tales como plantas de producción de hidrogeno, plantas de re-licuefacción o utilización para las necesidades propias de una planta regasificadora. Esto se debe llevar a cabo, con el buque parado, para aprovechar como combustible para los generadores eléctricos el gas (BOG) que de forma natural se produce en los tanques de carga. De no ser aprovechado el (BOG) que se produce en los tanques, como combustible para los generadores eléctricos, este tiene que ser quemado en la CGU o en extremis enviarlo a la atmosfera con el fín de poder controlar la presión y temperatura en los tanques de carga del buque.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con el objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- muestra una vista de los elementos que componen el sistema, donde se muestra un primer interruptor de potencia (401) conectado al cuadro eléctrico principal (500) del buque (1), que se encuentra en la sala de máquinas (10) alimentado por una pluralidad de generadores de electricidad (101) y conectado a los servicios del buque (501) para proporcionarles energía eléctrica. Un segundo interruptor de potencia (403) preferentemente dispuesto lo más cercano de la conexión a tierra, como por ejemplo sala motor de emergencia (20) u otro espacio similar y una caja de conexión (404) conectada a los interruptores de potencia (401) y (403) mediante un cable de alta tensión (402).
Figura 2.- muestra una vista del caso en que el buque (1) se encuentra atracado a un muelle o pantalán, en ella se puede apreciar que dispone de un cable eléctrico (3) entre el buque (1) y la línea de alta tensión (6) en tierra y que discurrirá a través de las infraestructuras del puerto a través de canalización subterránea hasta alcanzar las redes de distribución eléctrica en tierra (7). Se aprecia, además, que la caja de conexión (404) permite la conexión con cable eléctrico (3) procedente de tierra.
Figura 3.- muestra una vista para el caso en que el buque (1) se encuentre amarrado a una boya (2) u otra estructura fija en aguas libres, se puede apreciar que dispone de un cable eléctrico (3) entre el buque (1) y la línea de alta tensión (6). En tierra discurrirá por el lecho marino hasta alcanzar la costa (5) y desde allí discurrirá mediante canalización subterránea hasta alcanzar las redes de distribución eléctrica (7) existentes en tierra. Se puede apreciar, además, que la caja de conexión (404) permite la conexión con cable eléctrico (3) procedente de tierra.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El sistema de contención de la carga en un buque gasero está compuesto por tanques aislados de carga encajonados dentro del casco interior y situados en la línea proa- popa. Los espacios entre el casco interior y el exterior son usados para lastre y pueden también proteger a los tanques en caso de una situación de emergencia, tal como una colisión, varada, etc. Entre tanque y tanque se encuentran los cofferdam, que son todos compartimentos secos, los cuales tienen un sistema de calentamiento por medio de glicol, pues al estar en contacto con superficies que contienen carga a -160°, necesitan un sistema que los mantenga a una temperatura no muy elevada.
Los tanques de carga son de membrana doble, "Gaz Transport y Tecnigaz” modelo NO96-2. El casco interno, es decir, la cara externa de cada uno de los tanques de carga está revestido con el sistema de aislamiento y contención integrado de Gaz Transport. Esto consiste en: 1) una fina membrana flexible llamada membrana primaria, la cual está en contacto con la carga, 2) una capa de cajas de madera contrachapadas llena de perlita llamada aislamiento primario, 3) una segunda membrana flexible idéntica a la primaria llamada membrana secundaria y 4) una segunda capa de cajas de madera también llenas con perlita que forman el aislamiento secundario. La capacidad de los tanques de carga de un buque gasero es de aproximadamente 138.000 m3 en estado líquido a -162°C.
Durante una travesía habitual del buque, a pesar de dicho aislamiento, se transfiere calor a la carga de GNL. El calor transferido a la carga de GNL a través del aislamiento del tanque causa que parte de la carga se evapore de forma natural, fenómeno llamado boil-off (BOG). La composición del gas transportado cambia porque los componentes más ligeros (que tienen un menor punto de ebullición a presión atmosférica), se evaporan primero. Así pues, el GNL descargado tiene un menor porcentaje de contenido de nitrógeno y metano que el GNL cargado, y un porcentaje ligeramente mayor de etano, propano y butano, debido a que el metano y el nitrógeno se evaporan más rápido que los gases más pesados que componen el GNL inicialmente cargado. Durante el transporte de GNL por mar, en los tanques de carga, se produce vapor de gas (BOG) debido a la transferencia de calor de la mar y de la atmósfera a través del aislamiento de los tanques. También se produce vapor de gas debido al movimiento del buque (1). Bajo condiciones normales el BOG que se genera es usado como combustible quemándolo en los motores para producir electricidad con el fin de propulsar el buque y suministrar energía eléctrica a todos los equipos eléctricos que van instalados en el buque. El vapor de gas (BOG) se toma desde la línea de vapor y pasa por un separador de atmósferas y entra en los servicios del buque (501). Posteriormente pasa por un calentador/enfriador antes de llegar a los motores. Por lo tanto, parte del BOG que se produce en los tanques de carga de un buque (1) es aprovechado como combustible por los motores generadores de electricidad existentes en la sala de máquinas (10), que producen energía eléctrica para propulsar el buque (1) y para mantener la operatividad y servicios del buque.
La energía necesaria para la generación de electricidad que alimenta motores eléctricos, bombas y sistemas de abordo proviene habitualmente de motores idénticos. Con 4 motores en funcionamiento se puede alcanzar una potencia al 100% de aproximadamente 42750 kW/h. Estos motores utilizan como combustible el vapor de gas (BOG) que se genera de forma natural y/o forzada en los tanques de carga del buque. Los motores producen la energía eléctrica exclusivamente para el consumo del propio buque. Los motores son capaces de generar energía mediante la combustión de fuel, diésel o gas natural proveniente del BOG generado naturalmente o forzado. La energía eléctrica es producida por unos alternadores acoplados a cada motor. La mayoría de sistemas de abordo son de corriente alterna, por lo que la energía generada por los motores sólo necesita de un convertidor de frecuencia para poder ser utilizada. Para el modo de funcionamiento con gas, se suele aplicar el modo dual (fuel-gas o diésel-gas, preferentemente el primero), ya que es resultante de una combustión más limpia del gas. El gas para la combustión en los motores se trata previamente mediante un sistema de control informatizado llamado “WECS21”, que entre otros procesos comprende el control automático de filtros, reguladores de presión, temperatura y de válvulas para la correcta inyección de gas en los cilindros dependiendo de los valores propios del gas. En pos de eficiencia en la combustión, el sistema WECS controla la cantidad de gas que se inyecta en cada cilindro individualmente, mientras el motor está en servicio.
La energía eléctrica producida por los generadores a bordo durante la navegación del buque se utiliza para propulsar el buque y para mantener los servicios e instalaciones eléctricas del buque en funcionamiento. Actualmente, cuando un buque (1) gasero equipado con generadores eléctricos tipo diésel eléctrico (DFDE/TFDE), está en situaciones de espera (fondeados o atracados a un muelle o pantalán), con un consumo mínimo de gas en sus motores generadores, necesita, como método, para mantener la presión y temperatura del gas licuado en los tanques, quemar el excedente de vapores que produce la carga de forma natural mediante un equipo llamado unidad de combustión de gas) o Gas Combustion Unit o Oxidaizer (GCU).
Por tanto, la capacidad de generar electricidad de un buque gasero se encuentra infrautilizada cuando el barco se encuentra parado bien fondeado o atracado. La mejora propuesta en la presente invención es la utilización del máximo potencial energético para generar energía eléctrica por medio de los generadores eléctricos (101) propios del buque (1), bien enviándola a la red eléctrica general, o a redes locales tales como plantas de producción de hidrogeno, plantas de re-licuefacción o utilización para las necesidades propias de una planta regasificadora. Esta capacidad de producir electricidad permite mandar a tierra el excedente energético que el buque tiene la capacidad de generar y no consumir al tener la propulsión principal del buque parada y no estar llevando a cabo operaciones de descarga. En esta situación los motores generadores de electricidad (101) funcionando a máxima carga consumen casi en su totalidad los vapores de gas (BOG) que se produce en los tanques de carga. De no ser así, los vapores que de forma natural se forman en los tanques de carga (BOG) tendrían que ser quemados en la GCU para poder controlar la presión en los tanques de carga sin obtener ningún rendimiento económico.
La presente invención revela la producción y distribución de energía eléctrica desde los buques gaseros mediante los generadores eléctricos del propio buque tipo diésel eléctrico (DFDE/TFDE), los cuales utilizan como combustible el gas natural que se evapora en los tanques de carga (boil-off) de forma natural o forzada cuando están parados en puertos o radas, con sus tanques cargados con gas natural licuado y la aportación de la energía eléctrica producida a las redes de alta tensión existentes en tierra haciéndolo a través de una conexión eléctrica entre el buque y tierra. La tecnología necesaria para el transporte de la energía eléctrica desde el buque hasta las instalaciones en tierra requiere de una instalación eléctrica adicional a realizar en el buque y de la instalación de una caja de conexión eléctrica situada en la cubierta principal del buque que permita conectar el cuadro eléctrico principal del buque situado en la sala de máquinas con la red eléctrica de tierra a través de la caja de interconexión situada en la cubierta del buque y así poder enviar dicha energía eléctrica producida por los generadores del buque a la red de alta tensión existentes en tierra y/o conexión con industrias específicas, como pueden ser industrias de generación de hidrogeno las cuales necesitan consumir grandes cantidades de energía eléctrica y gas natural para producir el hidrogeno, pudiendo ser suministradas ambas energías desde el buque gasero.
Para ello el buque gasero debe estar parado y atracado a un muelle o pantalán o amarrado a una boya o estructuras fijas en puertos, radas, bahías, lagos, ríos y/o cualquier zona navegable en la que pueda permanecer el buque parado con seguridad.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
La presente realización revela la producción y distribución de energía eléctrica desde los buques gaseros mediante los generadores eléctricos del propio buque tipo diésel eléctricos (DFDE/TFDE), los cuales utilizan como combustible el gas natural que se evapora en los tanques de carga (boil-off) de forma natural o forzada cuando están parados en puertos o radas, con sus tanques cargados con gas natural licuado y la aportación de la energía eléctrica producida a las redes de alta tensión existentes en tierra haciéndolo a través de una conexión eléctrica entre el buque y tierra.
Actualmente, los buques gaseros equipados con generadores eléctricos tipo diésel eléctricos (DFDE/TFDE) no tienen la posibilidad de transportar la energía eléctrica que pueden producir a instalaciones exteriores al buque en tierra.
La presente invención se basa en mejorar el cuadro eléctrico principal de un buque gasero tipo diésel eléctrico (DFDE/TFDE) mediante un sistema que permita la ampliación del cuadro eléctrico principal del buque e incorporación de una nueva instalación eléctrica desde el cuadro eléctrico principal en la sala de máquinas hasta la sala del generador de emergencia u otro habitáculo en la cubierta principal del buque, para que de esta forma se pueda conectar el cable procedente de tierra al circuito de abordo y de esta forma poder transportar la energía eléctrica producida a bordo hasta las instalaciones en tierra.
El sistema comprende un primer interruptor de potencia (401) conectado al cuadro eléctrico principal (500) del buque (1), dispuesto en la sala de máquinas (10) que se encuentra alimentado por una pluralidad de generadores de electricidad (101) y conectado a los servicios del buque (501); un segundo interruptor de potencia (403) preferentemente dispuesto lo más cercano de la conexión a tierra, como por ejemplo sala del motor de emergencia (20) u otro espacio similar; y una caja de conexión (404) conectada a los interruptores de potencia (401) y (403) mediante un cable de alta tensión (402), donde dicha caja de conexión (404) se encuentra sujeta a un soporte o mamparo en la sala del motor de emergencia u otro espacio.
La función de esta caja de conexión (404) es la de conectar/desconectar el cable eléctrico (3) procedente de tierra con el cuadro eléctrico principal (500) del buque (1). De esta forma cuando este el cable de tierra conectado y los generadores eléctricos de abordo funcionando se puede transportar a tierra la energía eléctrica producida a bordo de un buque gasero utilizando los generadores de electricidad, que utilizan como combustible para su funcionamiento, el gas natural que transporta el buque en sus propios tanques de carga.
La tecnología necesaria para el transporte de la energía eléctrica desde el buque (1) hasta instalaciones de tierra es bien conocida, probada y relativamente sencilla. Se necesitaría un cable eléctrico (3) de diámetro apropiado y con conexiones estancas. Los medios en tierra incluirían transformadores de potencia y frecuencia, según las necesidades locales o de la red.
La energía eléctrica suministrada desde un buque gasero (1) se puede reenviar a tierra a través de las líneas de alta tensión (6) y/o directamente a una instalación de producción de hidrogeno (H2) ya que el buque (1) de forma simultanea le puede suministrar energía eléctrica y gas natural, ambos necesarios para producir el hidrogeno. Esto le permite a la industria productora de hidrogeno abastecerse de energía sin tener que utilizar las redes tradicionales de suministro de gas y electricidad existentes en el mercado.
Cuando el buque (1) se encuentra atracado a un muelle o pantalán, se dispone de un cable eléctrico (3) entre el buque (1) y la línea de alta tensión (6) en tierra y discurrirá a través de las infraestructuras del puerto a través de canalización subterránea o incluso vía aérea si fuera necesario salvar desniveles del terreno hasta alcanzar las redes de distribución eléctrica en tierra (7). (Figura 2)
Cuando el buque (1) se encuentra amarrado a una boya (2) u otra estructura fija en aguas libres, se dispone de un cable eléctrico (3) entre el buque (1) y la línea de alta tensión (6) en tierra discurrirá por el lecho marino hasta alcanzar la costa (5) y desde allí se hará mediante canalización subterránea y/o vía aérea dependiendo de los desniveles del terreno hasta alcanzar las redes de distribución eléctrica (7) existentes en tierra. (Figura 3).
La boya (2) o estructura fija de amarre del buque dispondrá de una plataforma con un carretel donde se pueda estibar el tramo de cable eléctrico (3) cuando no esté conectado al buque (1).
En el caso de un buque (1) amarrado a una boya o estructura fija o incluso fondeado con anclas (4), para la realización de las operaciones de conexión y desconexión del cable eléctrico (3) es necesario hacer uso de una embarcación auxiliar para desplazar el extremo del cable eléctrico (3) hasta el costado del buque (1) y estrobarlo para ser izado a bordo con la grúa tanto para su conexión como para su desconexión.
El cable eléctrico (3) que une el buque (1) con la línea de alta tensión (6) en tierra debe ser estanco y flexible al menos en los extremos de conexión. El extremo del cable eléctrico (3) que se conecta al buque (1) se estibará, cuando no esté siendo utilizado en un carretel ubicado en el puerto y/o pantalán.
La conexión y desconexión del cable eléctrico (3) a la caja de conexión (404) instalado en la cubierta principal del buque (1) se hará mediante el uso de las grúas de abordo, que permitirá el manejo del cable eléctrico (3) con facilidad. La conexión del cable eléctrico (3) a la caja de conexión (404) se hará haciendo uso de la tecnología existente mediante una conexión manual y/o automática.
El transporte de la energía eléctrica producida a bordo se realiza a través del cable eléctrico (402) con sección determinada que depende de la energía a transportar, esto es 6,6 KV, trifásica o cualquier otra potencia.
Se estima una producción de 35.000 KW/hora por buque, lo cual supondría una gran aportación de energía eléctrica a la red en tierra sobre todo para aquellos países que no disponen de plantas regasificadoras.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1- Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel eléctricos (DFDE/TFDE) para la transformación del gas natural evaporado (BOG) dentro de los tanques en energia electrica y su distribucción a tierra que se caracteriza por que comprende un primer interruptor de potencia (401) conectado al cuadro eléctrico principal (500) del buque (1) y alimentado por una pluralidad de generadores de electricidad (101), donde dicho interruptor de potencia (401) se dispone en la sala de máquinas (10) y se encuentra conectado a los servicios del buque (501); un segundo interruptor de potencia (403), preferentemente dispuesto en la sala cuadro de emergencia (20); y una caja de conexión (404) conectada a los interruptores de potencia (401) y (403) mediante un cable de alta tensión (402), donde dicha caja de conexión (404) se encuentra sujeta a un soporte o mamparo.
    2- Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel eléctricos (DFDE/TFDE) para la transformación del gas natural evaporado (BOG) dentro de los tanques en energia electrica y su distribucción a tierra y su distribucción a tierra según la reivindicación 1 que se caracteriza por que la caja de conexión (404) permite la conexión del cable eléctrico (3) procedente de tierra con el cuadro eléctrico principal (500) del buque (1).
    3- Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel eléctricos (DFDE/TFDE) para la transformación del gas natural evaporado (BOG) dentro de los tanques en energia electrica y su distribucción a tierra según las reivindicaciones 1 y 2 que se caracteriza por que cuando el buque (1) se encuentra atracado a un muelle o pantalán, se dispone de un cable eléctrico (3) entre el buque (1) y la línea de alta tensión (6) en tierra y discurrirá a través de las infraestructuras del puerto a través de canalización subterránea hasta alcanzar las redes de distribución eléctrica en tierra (7).
    4- Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel eléctricos (DFDE/TFDE) para la transformación del gas natural evaporado (BOG) dentro de los tanques en energia electrica y su distribucción a tierra según la reivindicación 3 que se caracteriza por que cuando el buque (1) se encuentra atracado a un muelle o pantalán, se dispone de un cable eléctrico (3) entre el buque (1) y la línea de alta tensión (6) en tierra y discurrirá vía aérea hasta alcanzar las redes de distribución eléctrica en tierra (7).
    5- Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel eléctricos (DFDE/TFDE) para la transformación del gas natural evaporado (BOG) dentro de los tanques en energia electrica y su distribucción a tierra según las reivindicaciones 1 y 2 que se caracteriza por que cuando el buque (1) se encuentra amarrado a una boya (2) u otra estructura fija en aguas libres, se dispone de un cable eléctrico (3) entre el buque (1) y la línea de alta tensión (6) en tierra y discurrirá por el lecho marino hasta alcanzar la costa (5) y desde allí se hará mediante canalización subterránea hasta alcanzar las redes de distribución eléctrica (7) existentes en tierra.
    6- Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel eléctricos (DFDE/TFDE) para la transformación del gas natural evaporado (BOG) dentro de los tanques en energia electrica y su distribucción a tierra según la reivindicación 5 que se caracteriza por que cuando el buque (1) se encuentra amarrado a una boya (2) u otra estructura fija en aguas libres, se dispone de un cable eléctrico (3) entre el buque (1) y la línea de alta tensión (6) en tierra y discurrirá por vía aérea hasta alcanzar las redes de distribución eléctrica (7) existentes en tierra.
    7- Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel eléctricos (DFDE/TFDE) para la transformación del gas natural evaporado (BOG) dentro de los tanques en energia electrica y su distribucción a tierra según la reivindicación 5 que se caracteriza por que la boya (2) o estructura fija de amarre del buque dispondrá de una plataforma con un carretel donde se pueda estibar el tramo de cable eléctrico (3) cuando no esté conectado al buque (1).
    8- Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel eléctricos (DFDE/TFDE) para la transformación del gas natural evaporado (BOG) dentro de los tanques en energia electrica y su distribucción a tierra según las reivindicaciones 1 y 2 que se caracteriza por que el cable eléctrico (3) que une el buque (1) con la línea de alta tensión (6) en tierra debe ser estanco y flexible al menos en los extremos de conexión.
    9- Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel eléctricos (DFDE/TFDE) para la transformación del gas natural evaporado (BOG) dentro de los tanques en energia electrica y su distribucción a tierra según las reivindicaciones 1 y 2 que se caracteriza por que la conexión del cable eléctrico (3) a la caja de conexión (404) se hará mediante una conexión manual.
    10- Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel eléctricos (DFDE/TFDE) para la transformación del gas natural evaporado (BOG) dentro de los tanques en energia electrica y su distribucción a tierra según las reivindicaciones 1 y 2 que se caracteriza por que La conexión del cable eléctrico (3) a la caja de conexión (404) se hará mediante una conexión automática.
ES202230839A 2022-09-29 2022-09-29 Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel electricos (dfde/tfde) para la transformacion del gas natural evaporado (bog) dentro de los tanques en energia electrica y su distribuccion a tierra Active ES2943182B2 (es)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202230839A ES2943182B2 (es) 2022-09-29 2022-09-29 Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel electricos (dfde/tfde) para la transformacion del gas natural evaporado (bog) dentro de los tanques en energia electrica y su distribuccion a tierra
EP23382970.4A EP4344932A1 (en) 2022-09-29 2023-09-25 System incorporated in diesel electric gas carrier ships (dfde/tfde) for the transformation of evaporated natural gas (bog) inside the tanks into electrical energy and its distribuction to land

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202230839A ES2943182B2 (es) 2022-09-29 2022-09-29 Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel electricos (dfde/tfde) para la transformacion del gas natural evaporado (bog) dentro de los tanques en energia electrica y su distribuccion a tierra

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2943182A1 ES2943182A1 (es) 2023-06-09
ES2943182B2 true ES2943182B2 (es) 2023-09-25

Family

ID=86646758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES202230839A Active ES2943182B2 (es) 2022-09-29 2022-09-29 Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel electricos (dfde/tfde) para la transformacion del gas natural evaporado (bog) dentro de los tanques en energia electrica y su distribuccion a tierra

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4344932A1 (es)
ES (1) ES2943182B2 (es)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW586262B (en) 1999-02-16 2004-05-01 Exxonmobil Upstream Res Co Systems and methods for utilizing excess electric power from a marine transportation vessel
US6973948B2 (en) * 2003-09-19 2005-12-13 Sbm-Imodco, Inc. Gas offloading system
US7119460B2 (en) 2004-03-04 2006-10-10 Single Buoy Moorings, Inc. Floating power generation system
US20060283590A1 (en) * 2005-06-20 2006-12-21 Leendert Poldervaart Enhanced floating power generation system
DE102008031698A1 (de) * 2007-11-02 2009-06-04 Siemens Aktiengesellschaft Schwimmfähige Hafenstromversorgung
KR101300715B1 (ko) * 2011-12-27 2013-09-10 대우조선해양 주식회사 부유식 가스복합 발전플랜트의 연료를 이용한 열교환시스템
KR101549535B1 (ko) * 2013-07-26 2015-09-02 삼성중공업 주식회사 해상 재기화 발전 플랜트 및 그 제어 방법
KR101665368B1 (ko) * 2014-07-03 2016-10-12 대우조선해양 주식회사 선박과 육상 전력망 간의 전력 전달 및 분배 장치 및 방법
MX2020001596A (es) * 2017-08-11 2020-09-28 Gary Ross Sistema de generacion de energia electrica neutro de carbono, de mar adentro flotante que usa el ciclo de carbono oceanico.

Also Published As

Publication number Publication date
EP4344932A1 (en) 2024-04-03
ES2943182A1 (es) 2023-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5655082B2 (ja) ガス燃料用燃料タンクを備えた浮遊式構造物
KR102051741B1 (ko) 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 액화가스 운반선
KR100961867B1 (ko) 가스연료용 연료탱크를 가지는 부유식 구조물
ES2882482T3 (es) Sistema y procedimiento para el transporte en contenedores de líquidos por buque marítimo
KR200477659Y1 (ko) Lng를 연료로 사용하는 선박
CN108473180A (zh) 浮动液化烃气处理装置的制造方法
KR20180095724A (ko) 천연가스 액화 선박
KR20140058477A (ko) 이종연료 추진 시스템을 가지는 부유식 구조물
KR101577794B1 (ko) 이종연료 추진 시스템을 가지는 부유식 구조물
JP2014088164A (ja) 発電プラントが搭載された浮遊式構造物及びその配置構造
KR20220099292A (ko) 이종 액화가스 저장탱크
ES2943182B2 (es) Sistema incorporado en buques gaseros tipo diesel electricos (dfde/tfde) para la transformacion del gas natural evaporado (bog) dentro de los tanques en energia electrica y su distribuccion a tierra
KR20110041940A (ko) 이종연료 추진 시스템을 가지는 부유식 구조물
KR100978066B1 (ko) 이종연료 배관 시스템을 가지는 부유식 구조물
JP2014088162A (ja) 発電プラントが搭載された浮遊式構造物及びその配置構造
KR102559318B1 (ko) Fsru 및 lngc로 용도 변경이 가능한 선박
KR101260993B1 (ko) 발전플랜트가 탑재된 부유식 구조물
KR20140058479A (ko) 이종연료 추진 시스템을 가지는 부유식 구조물
KR102297871B1 (ko) 이중연료 엔진을 구비하는 선박의 연료가스 공급시스템
KR101654243B1 (ko) 전기 가열 시스템 및 방법
WO2018139997A1 (en) Floating liquid natural gas storage, regasification, and generation vessel
Jacobsen et al. Transportation of LNG from the Arctic by Commercial Submarine
KR102581643B1 (ko) 액화가스 연료 선박의 배치 구조물
KR102826685B1 (ko) 가스 연료 추진 컨테이너 운반선
KR102594024B1 (ko) 선박의 연료공급시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
BA2A Patent application published

Ref document number: 2943182

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: A1

Effective date: 20230609

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2943182

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B2

Effective date: 20230925