Конструювання CNG-модуля для транспортування природного газу суднами-контейнеровозами

Abstract

Запропоновано технологію транспортування стисненого природного газу на суднах-контейнеровозах, обладнаними стандартними морськими контейнерами. Основним об’єктом капіталовкладень у даній технології є CNG-модуль на основі морського контейнера. Розроблено та обґрунтовано нову конструкцію CNG-модуля для транспортування природного газу суднами-контейнеровозами, який складається зі стандартного 40-футового морського контейнера відкритого типу, в якому на фундаментах розташовано ємність високого тиску у вигляді просторового змійовика з послідовно сполучених прямолінійних та криволінійних відрізків труб, що чергуються. За допомогою розробленої твердотільної моделі та методу скінченних елементів визначено основні геометричні параметри елементів модуля з умови забезпечення міцності. Ефективність транспортування природного газу в CNG-модулях підтверджується розрахунками собівартості транспортування природного газу контейнеровозом місткістю 2240 FEU і швидкістю 24 вузла (44,4 км/год.), що може одночасно перевозити у CNG-модулях понад 21 млн. м3 газу за атмосферного тиску, на морській лінії порт Поті (Грузія) – Іллічівськ (Україна), яка складає 2,42 USD/1000 м3 на 100 км. Це майже утричі дешевше за транспортування газу традиційною газотранспортною системою.

Предложена технология транспортировки сжатого природного газа на судах-контейнеровозах, оборудованных стандартными морскими контейнерами. Основным объектом капиталовложений в данной технологии является CNG-модуль на основе морского контейнера. Разработана и обоснована новая конструкция CNG-модуля, предназначенного для транспортирования природного газа судами-контейнеровозами, который состоит из стандартного 40-футового морского контейнера открытого типа, с расположенной на фундаментах емкостью высокого давления в виде пространственного змеевика из последовательно соединенных чередующихся прямолинейных и криволинейных отрезков труб. С помощью разработанной твердотельной модели и метода конечных элементов определены основные геометрические параметры элементов модуля из условия обеспечения прочности. Эффективность транспортировки природного газа в CNG-модулях подтверждается расчетами себестоимости транспортировки природного газа контейнеровозом вместимостью 2240 FEU и скоростью 24 узла (44,4 км/ч.), который может одновременно перевозить у CNG-модулях более 21 млн. м3 газа при атмосферном давлении, на морской линии порт Поти (Грузия) – Ильичевск (Украина), которая составляет 2,42 USD/1000 м3 на 100 км, что почти в 3 раза дешевле транспортирования газа традиционной газотранспортной системой.

The technology of transportation of the compressed natural gas on container carrying vessels which are equipped with standard sea containers is suggested. The main object of capital investments in this technology is the CNG-module on the bases of the sea container. It has been developed and grounded a new design of the CNGmodules intended for transportation of natural gas by container carrying vessels which consist of the standard made of consistently connected rectilinear and curvilinear alternating pieces of pipes is located. The key geometrical parameters of the module elements have been determined out of the durability insuring condition by means of the developed solid-state model and MKE. Efficiency of natural gas transportation in CNG-modules is proved by the calculations of the natural gas cost transportation by the container carrying vessel with the capacity of 2240 FEU and with the speed of 24 knots (44,4 km/h), that at the same time can transport more than 21 million m3 of gas at atmospheric pressure by means of CNG-modules , on the sea line Poti port (Georgia) – Illichivsk (Ukraine) which makes 2,42 USD/1000 m3 per 100 km. It is almost 3 times cheaper than the gas transportation by means of traditional gas transportation system.