Gastankersontwerp, bouw en operatie

Bart Daman

Anthony Veder opgericht in 1937 door Anthony Veder lijndienst op Canada/ VS: Oranjelijn diversificatie in jaren ‘60 uitbreiding gasvloot in jaren ‘70 en ‘80 verkocht aan investeerders in 1991 sindsdien volledig op gasvaart gericht uitbouw vloot tot 18 gastankers

waarvan 13 in eigendom

Anthony VederGeïntegreerde rederij:

C h arter ingan d O pera tio ns

S h ipM anag em ent

T echn ical

C rew ingS afe ty

& Q u a lity

S h ipM anag em ent

S u pp o rtF in an c ial

A d m in is trationT rave l Ag ent

Anthony Veder G roup

In het kort Inleiding Gassen en gastankers Specifieke ontwerpeisen gastankers Bouw m.v. “Coral Carbonic”

CO2, toepassingen en eigenschappen Haalbaarheidsstudie en voorontwerp Ontwerp en bouw van het schip Operationele ervaringen

In het kort Inleiding Gassen en gastankers Specifieke ontwerpeisen gastankers Bouw m.v. “Coral Carbonic”

CO2, toepassingen en eigenschappen Haalbaarheidsstudie en voorontwerp Ontwerp en bouw van het schip Operationele ervaringen

Soorten gassen LNG, Liquefied Natural Gas LPG, Liquefied Petroleum Gas ammonia ethyleen propyleen butadiene vinyl chloride (VCM)

Gassen, theorie IMO: een gas is een vloeistof die,

bij 37.8°C, een verzadigde dampdruk groter dan 2.8 bar(abs) heeft

Gaswet:

V

P

PV= Constant

0 0 0

V

T T

P

= Constant

VT

PT

= Constant

PVT

= Constant

0

10

20

30

40

50

-160 -120 -80 -40 0 40 80 120

Temperature [oC]

Pre

ssur

e [b

ar a

bs]

Gassen, druk en temperatuur

meth

aa

n ethy

lee

n prop

ylee

n prop

aan

amm

onia

buta

dien

e

VCM

1

fully pressurised fully refrigerated semi pressurised/

fully refrigerated

Soorten gastankers fully pressurised tankers semi pressurised/ fully

refrigerated ethyleen tankers fully refrigerated LNG tankers

Fully pressurised tanker lading in zelfdragende drukvaten

‘Type C’, cilindrisch Pmax= ± 18 bar Tmin= ± 0°C ladingcapaciteit 500 - 6000 m3

3200 m3 LPG/VCM tanker

Semi pressurised/fully refrigerated tanker lading in zelfdragende drukvaten

‘Type C’, cilindrisch of bilope Pmax= 7-9 bar Tmin= -48°C ladingcapaciteit 2000 - 20.000

m3

16.650 m3 LPG/VCM tanker

lading in zelfdragende drukvaten

‘Type C’, cilindrisch of bilope Pmax= 5-6 bar Tmin= -104°C ladingcapaciteit 2000 - 12.000

m3

4200 m3 ethyleen/LPG/VCM tanker

Ethyleen tanker

lading in losstaande tanks ‘Type A’, prismatisch

P = atmosferisch tot 0.7 barg Tmin= -48°C ladingcapaciteit 20.000 -

100.000 m3

56.000 m3 LPG/VCM tanker

Fully refrigerated tanker

lading in losstaande tanks ‘Type A’ of ‘Type B’, prismatisch of sferisch

P = atmosferisch Tmin= -162°C ladingcapaciteit thans ±

130.000 m3

137.000 m3 LNG tanker

LNG tanker

Gastankers op schaal

3200 m3 FP LPG 4200 m3 SP/FR ethyleen/LPG

16.000 m3 SP/FR LPG

56.000 m3 FR LPG

137.000 m3 FR LNG

1250 m3 CO2 tanker “Coral Carbonic”

Overzicht Inleiding Gassen en gastankers Specifieke ontwerpeisen gastankers Bouw m.v. “Coral Carbonic”

CO2, toepassingen en eigenschappen Haalbaarheidsstudie en voorontwerp Ontwerp en bouw van het schip Operationele ervaringen

Ontwerpaspecten gastankers regelgeving gaszone ladingtank ladingbehandeling:

ladingpomp koelinstallatie stikstofgenerator

IMO Gas Code type 1G

bestemd voor vervoer van stoffen die maximale preventieve maatregelen vereisen

type 2Gaanzienlijke preventieve maatregelen vereist

type 3Geenvoudige preventieve maatregelen vereist

Gaszonevolgens IMO Gas Code: 4%Lschip met min. 3 m van

ladingzone

gevolg: Ex-proof equipment, luchtsluizen, locatie luchtinlaten

LadingtankFP en SP/FR schepen type C tanks: ontwerp afhankelijk van druk (tot

18 bar) en temperatuur (+40 tot -104°C ).

capaciteit tot ± 5.000 m3 per tank wanddikte tot ± 40 mm bij 18 bar

druk high Ni staal bij lage temperatuur lassen 100% X-ray getest

Ladingtank

Ladingbehandeling

Ladingpomp

Ladingtank dome

Ladingbehandeling Single

stage cooling cycle

Cascade cooling process

Overzicht Inleiding Gassen en gastankers Specifieke ontwerpeisen gastankers Bouw m.v. “Coral Carbonic”

CO2, toepassingen en eigenschappen Haalbaarheidsstudie en voorontwerp Ontwerp en bouw van het schip Operationele ervaringen

AGA opgericht in 1904 produceert en distribueert

industriële en medische gassen hoofdprodukten: zuurstof, stikstof

en argon verder acetyleen, propaan,

waterstof, kooldioxide en speciale gassen

7% van wereldmarkt is nu onderdeel van Linde Gas

CO2 Niet brandbaar,

kleurloos,reukloos gas.

Niet giftig maar verstikkend boven 8%

CO2, toepassingen brandbestrijding lasproces teelt in kassen 'rook' bij concerten verpakking van bloemen verpakking voedselindustrie koelmiddel CO2/N2 mengsel voor biertap bovenal frisdrankindustrie

CO2, nieuwe toepassingen kledingstomerij milieuvriendelijk leerlooien milieuvriendelijk

schoonmaakmiddel extractiemiddel voor geuren uit

bloemen papierindustrie productie van schuimplastic slachterijen medische toepassingen

CO2, produktie Natuurlijke bronnen

(Duitsland, IJsland, Hongarije) Electriciteitcentrales Chemische procesindustrie

CO2, samenstellingVoor voedingsindustrie: CO2 min 99,99 vol%

H2O max 5 ppm zwavel max 0,3 ppm H2S + COS max 0,1 ppm O2 max 5 ppm CO max 5 ppm NOx max 1 ppm Total halogens max 1 ppm NH3 max 1 ppm Oil max 0,1 ppm

0

10

20

30

40

50

-160 -120 -80 -40 0 40 80 120

Temperature [oC]

Pre

ssur

e [b

ar a

bs]

0

10

20

30

40

50

-160 -120 -80 -40 0 40 80 120

Temperature [oC]

Pre

ssur

e [b

ar a

bs]

CO2, verzadigde dampdruk

meth

aa

n ethy

lee

n prop

ylee

n prop

aan

amm

onia

buta

dien

e

VCM

1

CO

2

TP5.18

-56

Overzicht Inleiding Gassen en gastankers Specifieke ontwerpeisen gastankers Bouw m.v. “Coral Carbonic”

CO2, toepassingen en eigenschappen Haalbaarheidsstudie en voorontwerp Ontwerp en bouw van het schip Operationele ervaringen

Rederseisen existing dry cargo vessel deadweight min 1500 t draught max 4.5 m beam min 12.5 m service speed 12.5 kn year of built abt. 1985 iceclass pref. 1A

Rederseisen main engine well known make,

burning MDO, alt. gasoil generatorsets well known make,

burning MDO, alt. gasoil bowthruster, flap rudder mooring winches for efficient

operation and minimal crew accommodation of good,

Scandinavian standard

Conversie….

….of nieuwbouw?

Aandachtspunten ontwerp Oorspronkelijk idee: bestaande

containerfeeder ombouwen Bij nieuwbouw keuze:

gastanker ontwerp aanpassen ontwerp multipurpose schip

aanpassen Laadvolume: minimale kosten per ton Ontwerp ladingtank en installatie Regelgeving voor CO2 onduidelijk

24 augustus 1998:

Anthony Veder tekent contract met Frisian Shipyard Welgelegen

nieuwbouw 1250 m3 CO2 tanker

gebaseerd op Conofeeder 200

CO2, transportconditieType gastanker Max. druk Min. temp.Lading capacity

[bar] [oC] [m3]fully pressurised 18-20 0 tot 6000SP/FR 5-9 -48 tot 20.000ethyleen 5-6 -104 tot 12.000fully ref. 1.2-1.5 -48 20.000-100.000

Druk Temp. Dichtheid[bar] [oC] [kg/m3]5.18 -56.6 11776 -53 11658 -46 113810 -40 111514 -31 107618 -22 1038

0

10

20

30

40

-100 -80 -60 -40 -20 0 20Temperature [oC]

Pre

ssure

[bar abs]

CO 2

Overzicht Inleiding Gassen en gastankers Specifieke ontwerpeisen gastankers Bouw m.v. “Coral Carbonic”

CO2, toepassingen en eigenschappen Haalbaarheidsstudie en voorontwerp Ontwerp en bouw van het schip Operationele ervaringen

Van Conofeeder naar Carbonic

Lpp=84.65 m

Lpp=74.00 m

B=13.75 m

D=

6.5

5

mD

=5

.55

m

T=4.00 m

T=4.30 m

Indeling

300 5 10 15 20 25 35 40 45 5550

T

Z

W N A

W

Z W

T Z W

60 65 70 75 80 85 90 95 100 105

Indeling

Ladingtank

6.4

0

m

38.00 m

0

10

20

30

40

-100 -80 -60 -40 -20 0 20

Temperature [oC]

Pre

ssure

[bar

abs]

19

-40

Lading cap. 1250 m3

Max. druk 19 bar (abs)

Min. temp. -40oC

Ladingtank, installatie

Ladingtank, installatie

Ladingsysteem

Proces & Instrumentation Diagram

Discharging condition

GAS RETURN

LIQUID OUT

Proces & Instrumentation Diagram

Loading condition

GAS RETURN LIQUID

IN

Ladingsysteem

Machinekamer Lengte +70%

L =15.4 m

L =9.0 m

Machinekamer, indeling

Overzicht Inleiding Gassen en gastankers Specifieke ontwerpeisen gastankers Bouw m.v. “Coral Carbonic”

CO2, toepassingen en eigenschappen Haalbaarheidsstudie en voorontwerp Ontwerp en bouw van het schip Operationele ervaringen

Operationele ervaringen Ontworpen voor Europoort -

Zweden Na eerste belading in Europoort

onverwacht in charter bij Hydrogas

Daardoor andere havens dan gedacht: voornamelijk Noorwegen, Zweden, ook Finland, Duitsland

Operationele ervaringen Schip, inclusief ladinginstallatie

presteert goed Laadtemperatuur ongeveer -30oC Losdruk maximaal 15.5 bar (-27.5oC) Opwarming tijdens reis minimaal Daardoor nog nooit hoeven afblazen

Vervoer van containers onmogelijk?

Coral Carbonic

de enige purpose-built CO2-tanker ter wereld!

Bart Daman