Depósito de almacenamiento de gas natural licuado.

Un depósito (10, 50) de almacenamiento de fluido sustancialmente rectangular que tiene una longitud (220),

una anchura (210), una altura (230), un primer y segundo extremos (10B), un primer y segundos lados, una parte superior y una parte inferior, comprendiendo dicho depósito de almacenamiento de fluido:

(a) una estructura interna (250) de armazón que comprende una primera pluralidad de estructuras de celosía (203) que corren a lo largo de la anchura y la altura del depósito de almacenamiento de fluido y espaciadas a lo largo de su longitud, y

(b) una cubierta de plancha (17, 54, 231) que rodea dicha estructura interna de armazón que tiene un lado interior y un lado exterior,

caracterizado por que la estructura interna de armazón comprende además

(1) una pluralidad de primeros armazones anulares de viga de alma llena (200) que tienen lados interiores dispuestos en el interior de dicho depósito de almacenamiento de fluido, discurriendo dichos primeros armazones anulares de viga de alma llena a lo largo de la anchura y la altura de dicho depósito de almacenamiento de fluido y espaciados a lo largo de la longitud de dicho depósito de almacenamiento de fluido de tal manera que cada una de dichas primeras estructuras de celosía corresponde con uno de dichos primeros armazones anulares de viga de alma llena y está dispuesta en el plano de uno de dichos primeros armazones anulares de viga de alma llena y dentro de él soportando por ello los lados interiores de dichos primeros armazones anillo de viga de alma llena, y

(2) una pluralidad de segundos armazones anulares (204) de viga de alma llena que tienen lados interiores dispuestos en el interior de dicho depósito de almacenamiento de fluido y lados exteriores, discurriendo dichos segundos armazones anulares de viga de alma llena a lo largo de la altura y longitud de dicho depósito de almacenamiento de fluido y espaciados a lo largo de la anchura de dicho depósito de almacenamiento de fluido,

formando la intersección de dichos armazones anulares de viga de alma llena una pluralidad de puntos de unión, formando por ello una estructura interna de armazón integrada y estando dispuesto el lado interior de la cubierta de plancha a los lados exteriores de dichos primeros y segundos armazones anulares.

Depósito de almacenamiento de gas natural licuado REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

Esta aplicación reivindica la prioridad a la Solicitud Norteamericana Nº 10/796.262, presentada el 9 marzo 2004.

CAMPO DEL INVENTO

El presente invento se refiere a depósitos de almacenamiento de gas licuado y en un aspecto se refiere a depósitos especialmente adaptados para almacenar gases licuados a temperaturas criogénicas a presiones casi atmosféricas (por ejemplo, gas natural licuado ("LNG") ) .

ANTECEDENTES DEL INVENTO

Se han definido distintos términos en la siguiente memoria. Por conveniencia, se ha proporcionado aquí un Glosario de términos, inmediatamente antes de las reivindicaciones.

El gas natural licuado (LNG) es almacenado típicamente a temperaturas criogénicas de aproximadamente -162° C (-260° F) y a presión sustancialmente atmosférica. Como se ha utilizado aquí, el término "temperatura criogénica" incluye cualquier temperatura de aproximadamente -40° C (-40° F) e inferior. Típicamente, el LNG es almacenado en depósitos 15 o recipientes de doble pared. El depósito interior proporciona la contención principal para el LNG mientras que el depósito exterior mantiene el aislamiento en su sitio y protege al depósito interior y al aislamiento de efectos adversos del medio ambiente. Algunas veces, el depósito exterior está diseñado también para proporcionar una contención secundaria del LNG en caso de que falle el depósito interior. Los tamaños típicos de los depósitos en los terminales de importación o exportación de LNG oscilan desde aproximadamente 80.000 a aproximadamente 160.000 m³ (0, 5 a 1, 0

millones de barriles) aunque se han construido o están en construcción depósitos tan grandes como de 200.000 m³ (1, 2 millones de barriles) .

Para almacenamiento de gran volumen de LNG, se utilizan ampliamente dos tipos distintos de construcción de depósito. El primero de estos es un depósito que se sostiene por sí mismo, cilíndrico, con la parte inferior o fondo plano que utiliza típicamente un acero con un 9% de níquel para el depósito interior y acero al carbono, acero con un 9% de níquel, u hormigón reforzado/pretensado para el depósito exterior. El segundo tipo es un depósito de membrana en el que una delgada membrana metálica (por ejemplo de 1, 2 mm de grosor) es instalada dentro de una estructura de hormigón cilíndrica que, a su vez, es construida por debajo o por encima del nivel de tierra. Una capa de aislamiento es interpuesta típicamente entre la membrana metálica, por ejemplo, de acero inoxidable o de un producto de nombre comercial Invar, y las paredes cilíndricas y un suelo plano de hormigón que soportan la carga.

Aunque estructuralmente eficientes, los depósitos cilíndricos circulares, en su diseño de estado de la práctica son difíciles y requieren mucho tiempo para su construcción. Los depósitos de acero con un 9% de níquel que se sostienen por sí mismos, en su diseño popular en que el recipiente secundario exterior es capaz de contener tanto el líquido como el vapor de gas, aunque a presión atmosférica, requieren un tiempo tan largo como treinta y seis meses para construirlo. Típicamente, los depósitos de membrana tardan lo mismo o más en ser construidos. En muchos proyectos, esto provoca una escalada indeseable de costes de construcción y de duración de programación de construcción.

Recientemente, se han propuesto cambios radicales en la construcción de terminales de LNG, especialmente terminales de importación. Una de tales propuestas implica la construcción del terminal a una corta distancia mar adentro donde el LNG será descargado desde un buque de transporte, y almacenado para recuperación y regasificación para su venta o su uso cuando sea necesario. Uno de tales terminales propuestos tiene depósitos de almacenamiento de LNG y

equipamiento de regasificación instalado en lo que se conoce popularmente como una Estructura de Cimentación por Gravedad (GBS) o estructura apoyada en el fondo marino, una estructura a modo de barcaza, de forma sustancialmente rectangular, similar a ciertas estructuras de hormigón instaladas ahora en el fondo marino y que son utilizadas como plataformas para producir petróleo en el Golfo de México.

Desafortunadamente, ni los depósitos cilíndricos ni los depósitos de membrana son considerados como particularmente 45 atractivos para utilizar en terminales de GBS de almacenamiento de LNG. Los depósitos cilíndricos típicamente no almacenan suficiente LNG para justificar económicamente la cantidad de espacio que tales depósitos ocupan en una GBS y son difíciles y caros de construir en una GBS. Además el tamaño de tales depósitos debe estar limitado típicamente (por ejemplo no mayor de alrededor de 50.000 m³ (aproximadamente 300.000 barriles) ) de manera que las estructuras de GBS pueden ser fabricadas económicamente con instalaciones de fabricación fácilmente disponibles.

Esto necesita una multiplicidad de unidades de almacenamiento para satisfacer los requisitos de almacenamiento particulares, que no es típicamente deseable desde consideraciones de coste y de otras operaciones.

Un sistema de depósito de tipo membrana puede ser construido dentro de una GBS para proporcionar un volumen de almacenamiento relativamente grande. Sin embargo, un depósito de tipo membrana requiere una programación de construcción secuencial en la que la estructura de hormigón exterior ha de ser construida completamente antes del aislante y la membrana puede ser instalada dentro de una cavidad dentro de la estructura exterior. Esto requiere normalmente un periodo de construcción largo, que tiende a añadirse sustancialmente a los costes del proyecto.

Por consiguiente, un sistema de depósito es necesario tanto para terminales convencionales en la costa como para almacenamiento en alta mar de LNG, cuyo sistema de depósito alivia las desventajas antes descritas de los depósitos cilíndricos que se sostienen por sí mismos y los depósitos de tipo membrana.

En los diseños de depósitos rectangulares publicados (véase, por ejemplo, Farrel y col., patentes Norteamericanas nº

2.982.441 y nº 3.062.402, y Abe y col., patente Norteamericana nº 5.375.527) , las planchas que constituyen las paredes del depósito que contiene los fluidos son también la fuente principal de resistencia mecánica y estabilidad del depósito contra todas las cargas aplicadas incluyendo estáticas y, cuando son utilizados en tierra en un terminal de importación o exportación de LNG convencional o en un terminal GBS, cargas dinámicas inducidas por un terremoto. Para tales depósitos, el grosor de la plancha grande puede ser requerido incluso cuando el volumen líquido contenido es relativamente pequeño, por ejemplo, 5.000 m³ (30.000 barriles) . Por ejemplo, el documento de Farrel y col. US 2.982.441 proporciona un ejemplo de un depósito mucho menor, es decir, (1275 m³) , que tienen un grosor de pared de aproximadamente 12, 7 mm (véase columna 5, líneas 41-45) . Las varillas de unión pueden estar previstas para conectar paredes opuestas del depósito con el propósito de reducir deformaciones de la pared y/o las varillas de unión pueden ser utilizadas para reforzar las esquinas en paredes adyacentes. Alternativamente, los mamparos y diafragmas pueden estar previstos en el interior del depósito para proporcionar una resistencia mecánica adicional. Cuando las varillas de unión y/o los mamparos son utilizados, tales depósitos hasta tamaños moderados, por ejemplo, de 10.000 a 20.000 m³ (60.000 a 120.000 barriles) , pueden ser útiles en ciertas aplicaciones. Para uso tradicional de depósitos rectangulares, la limitación de tamaño de estos depósitos no es una restricción particularmente severa. Por ejemplo, tanto en Farrel y col., como en Abe y col., los depósitos fueron inventados para su uso en el transporte de gases licuados por embarcaciones que se desplazan por mar. Los barcos y otras embarcaciones flotantes utilizados en el transporte de gases licuados están típicamente limitados a contener depósitos de tamaños de hasta aproximadamente 20.000 m³.

Los depósitos grandes del orden de 100.000 a 200.000 m³ (aproximadamente de 600.000 a 1, 2 millones de barriles) , construidos de acuerdo con las enseñanzas de Farrel y col., y Abe y col., requerirían mamparos y diafragmas de interior macizos y serían muy costosos de construir. Típicamente, cualquier depósito del tipo enseñado por Farrel y col., como por Abe y col., es decir, en el que la resistencia mecánica y la estabilidad del depósito son proporcionadas por las paredes exteriores del depósito que contiene líquido o una combinación de los diafragmas interiores del depósito... [Seguir leyendo]

1. Un depósito (10, 50) de almacenamiento de fluido sustancialmente rectangular que tiene una longitud (220) , una anchura (210) , una altura (230) , un primer y segundo extremos (10B) , un primer y segundos lados, una parte superior y una parte inferior, comprendiendo dicho depósito de almacenamiento de fluido:

(a) una estructura interna (250) de armazón que comprende una primera pluralidad de estructuras de celosía (203) que corren a lo largo de la anchura y la altura del depósito de almacenamiento de fluido y espaciadas a lo largo de su longitud, y

(b) una cubierta de plancha (17, 54, 231) que rodea dicha estructura interna de armazón que tiene un lado interior y un lado exterior,

caracterizado por que la estructura interna de armazón comprende además

(1) una pluralidad de primeros armazones anulares de viga de alma llena (200) que tienen lados interiores dispuestos en el interior de dicho depósito de almacenamiento de fluido, discurriendo dichos primeros armazones anulares de viga de alma llena a lo largo de la anchura y la altura de dicho depósito de almacenamiento de fluido y espaciados a lo largo de la longitud de dicho depósito de almacenamiento de fluido de tal manera que cada una de dichas primeras estructuras de celosía corresponde con uno de dichos primeros armazones anulares de viga de alma llena y está dispuesta en el plano de uno de dichos primeros armazones anulares de viga de alma llena y dentro de él soportando por ello los lados interiores de dichos primeros armazones anillo de viga de alma llena, y

(2) una pluralidad de segundos armazones anulares (204) de viga de alma llena que tienen lados interiores dispuestos en el interior de dicho depósito de almacenamiento de fluido y lados exteriores, discurriendo dichos segundos armazones anulares de viga de alma llena a lo largo de la altura y longitud de dicho depósito de almacenamiento de fluido y espaciados a lo largo de la anchura de dicho depósito de almacenamiento de fluido,

formando la intersección de dichos armazones anulares de viga de alma llena una pluralidad de puntos de unión, formando por ello una estructura interna de armazón integrada y estando dispuesto el lado interior de la cubierta de plancha a los lados exteriores de dichos primeros y segundos armazones anulares.

2. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 1, en el que dicha estructura interna de armazón (a) incluye además una segunda pluralidad de estructuras de celosía (207) que discurren a lo largo de la altura y la longitud de dicho depósito de almacenamiento de fluido y espaciadas a lo largo de la anchura de dicho depósito de almacenamiento de fluido, correspondiendo cada una de dichas segundas estructuras de celosía con uno de dichos segundos armazones anulares de viga de alma llena y dispuestas en el plano de uno de dichos armazones anulares de viga de alma llena y dentro de él, soportando por ello dicha segunda pluralidad de estructuras de celosía los lados interiores de dichos segundos armazones anulares de viga de alma llena.

3. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 2, en el que dicha primera pluralidad de estructuras de celosía y dicha segunda pluralidad de estructuras de celosía se cortan y son conectadas juntas compartiendo miembros estructurales comunes en dicha intersección.

4. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 3, en el que dicha estructura interna de armazón (a) incluye además una pluralidad de terceros armazones anulares (208) de viga de alma llena que tienen lados interiores dispuestos en el interior de dicho depósito de almacenamiento de fluido y lados exteriores, discurriendo dichos terceros armazones anulares de viga de alma llena a lo largo de la longitud y anchura de dicho depósito de almacenamiento de fluido y espaciados a lo largo de la altura de dicho depósito de almacenamiento de fluido, en el que la intersección de dichos terceros armazones anulares de viga de alma llena con dichos primero y segundo armazones anulares de viga de alma llena forman una claridad de puntos de unión, formando por ello una estructura interna de armazón integrada.

5. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 4, en el que al menos uno de dichos primer, segundo o tercer armazones anulares de viga de alma llena incluyen además pestañas (235, 236, 237) ubicadas en dichos lados interiores de dichos armazones anulares de viga de alma llena.

6. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 5, en el que dichas pestañas tienen una forma de "T" en dicho lado interior de dichos armazones anulares de viga de alma llena con dicha profundidad de dichos armazones anulares de viga de alma llena, definida dicha profundidad como la distancia entre dicho lado interior y dicho lado exterior de dicho armazón anular de viga de alma llena en un plano que contiene tanto el lado interior como el lado exterior de dicho armazón anular de viga de alma llena.

7. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 6, en el que al menos uno de dichos primer, segundo o tercer armazones anulares de viga de alma llena son macizos.

8. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 6, en el que al menos uno de dichos primer, segundo o tercer armazones anulares de viga de alma llena contienen perforaciones (201, 205, 209) .

9. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 8, que incluye además:

(c) una pluralidad de refuerzos (223) y largueros (221, 222, 224) interconectados y dispuestos en un diseño sustancialmente ortogonal, teniendo dicha pluralidad de refuerzos y largueros un lado interior y exterior, dicho lado exterior de dichos refuerzos y largueros unido a dicho lado interior de dicha cubierta de plancha (231) , dicha cubierta de plancha y dichos lados interiores de dichos refuerzos y largueros unidos al lado exterior de dichos armazones anulares de viga de alma llena.

10. El depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 9, en el que dicha cubierta de plancha es de entre 6 a 13 mm de grosor.

11. El depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 10, en el que dicha cubierta de plancha está comprendida de una pluralidad de planchas de acero unidas.

12. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 10, en el que al menos uno de dichos primer, segundo o tercer armazones anulares de viga de alma llena tiene una profundidad de 1, 5 a 3, 5 m, definida dicha profundidad como la distancia entre dicho lado interior y dicho lado exterior de dicho armazón anular de viga de alma llena en un plano que contiene tanto dicho lado interior como dicho lado exterior de dicho armazón anular de viga de alma llena.

13. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 12, en el que al menos uno de dichos primer, segundo o tercer armazones anulares de viga de alma llena tiene una profundidad que es del 1 al 10 por ciento de dicha altura del depósito de almacenamiento de fluido.

14. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 10, en el que dicho depósito de almacenamiento de fluido tiene una capacidad de almacenamiento de fluido interna mayor de 100.000 m³.

15. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 10, en el que un elemento seleccionado de entre dichos armazones anulares de viga de alma llena, dichas estructuras de celosía y dicha cubierta de plancha está hecho de un material criogénico.

16. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 15, en el que dicho material criogénico es seleccionado de entre aceros inoxidables, aleaciones de acero con alto contenido de níquel, aluminio, y aleaciones de aluminio.

17. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 10, en el que al menos una de dichas primera o segunda estructuras de celosía está comprendida de (i) una pluralidad tanto de soportes alargados, verticales, como de soportes alargados, horizontales, conectados para formar un enrejado de miembros estructurales con una periferia exterior cerrada, y (ii) una pluralidad de miembros de soporte adicionales asegurados dentro y entre dicho soportes alargados verticales y horizontales conectados, para formar por ello cada una de dichas estructuras de celosía.

18. Un depósito de almacenamiento de fluido según la reivindicación 17, en el que dicha intersección y conexión de dicha primera pluralidad de estructuras de celosía y dicha segunda pluralidad de estructuras de celosía incluye al menos una parte de dichos soportes alargados verticales que sirven como un soporte alargado vertical tanto en dicha primera pluralidad de estructuras de celosía como en dicha segunda pluralidad de estructuras de celosía.

19. Un método para construir un depósito de almacenamiento de fluido que comprende:

(A) proporcionar una pluralidad de planchas, una pluralidad de refuerzos y largueros, y una pluralidad de partes de armazón anular de viga de alma llena;

(B) formar una cubierta de plancha a partir de una o más de dicha pluralidad de planchas;

(C) unir una parte de dicha pluralidad de refuerzos y largueros a un primer lado de dicha cubierta de plancha;

(D) unir una parte de dicha pluralidad de partes de armazón anular de viga de alma llena a dicho primer lado de dicha cubierta de plancha, formando por ello un elemento de panel;

(E) repetir las operaciones o pasos (B) a (D) para formar una pluralidad de elementos de panel;

(F) transportar dicha pluralidad de elementos de panel desde una primera ubicación a una segunda ubicación;

caracterizado por que el método comprende además:

(G) ensamblar dicha pluralidad de elementos de panel para formar un depósito de almacenamiento de fluido, formando

por ello una pluralidad de armazones anulares de viga de alma llena dentro de dicho depósito de almacenamiento a partir de dicha pluralidad de partes de armazón anular de viga de alma llena y ensamblar dicha pluralidad de elementos de estructura de celosía para formar una estructura de celosía correspondiente a uno de dichos armazones anulares de viga de alma llena y dispuesta en el plano de uno de dichos armazones anulares de viga de alma llena y dentro de él,

soportando por ello dicha estructura de celosía los lados interiores de dicho armazón anular de viga de alma llena.

20. El método según la reivindicación 19, en el que dicha operación de ensamblaje (G) forma módulos de depósito a partir de dicha pluralidad de elementos de panel.

21. Un método según la reivindicación 20, en el que dicha operación de repetición (E) incluye formar una pluralidad de paneles superiores, una pluralidad de paredes laterales y una pluralidad de paneles inferiores.

22. Un método según la reivindicación 21, en el que dicha operación de ensamblaje (G) incluye unir uno de dichos paneles inferiores a primeros extremos de dos de dichos paneles laterales, uniendo uno de dichos paneles superiores a segundos extremos de dichos dos paneles laterales, formando por ello un módulo de sección central del depósito que comprende una parte de dicha estructura interna de armazón.

23. El método según la reivindicación 20, que comprende además transportar dicha pluralidad de módulos de depósito desde una primera ubicación a una segunda ubicación; y ensamblar dicha pluralidad de módulos de depósito para formar un depósito de almacenamiento de fluido, formando por ello una pluralidad de armazones anulares de viga de alma llena dentro de dicho depósito de almacenamiento a partir de dicha pluralidad de partes de armazón anular de viga de alma llena.

24. Un método según la reivindicación 19 para formar un depósito de almacenamiento de acuerdo con la reivindicación 1.