特開 2024-147506 高圧ガスおよび低圧ガスを消費する装置のためのガス供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024147506

(43)【公開日】2024-10-16

(54)【発明の名称】高圧ガスおよび低圧ガスを消費する装置のためのガス供給システム

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/00 20060101AFI20241008BHJP

【ＦＩ】

F17C13/00 302A

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024039466

(22)【出願日】2024-03-13

(31)【優先権主張番号】2302351

(32)【優先日】2023-03-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(71)【出願人】

【識別番号】515220317

【氏名又は名称】ギャズトランスポルト エ テクニギャズ

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100141830

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 卓久

(72)【発明者】

【氏名】ロマン、ナルメ

(72)【発明者】

【氏名】セルマ、ムサウイ

(57)【要約】      （修正有）

【課題】船舶が備える消費機器用のガス供給システムに関する。
【解決手段】ガスを収容するタンク（８）を備える浮体構造物の高圧ガス消費装置（４）および低圧ガス消費装置（５）のガス供給システム（１）であって、第１のポンプ（９）を含む第１のガス供給回路（２）と、第２のガス供給回路（３）と、ガス戻し管路（１４）と、第１のガス供給回路（２）のガスと、戻し管路（１４）を通流するガスとの間で熱交換を実施するように構成された第１の熱交換器（６）および第２の熱交換器（７）とを含む、ガス供給システム（１）において、戻し管路（１４）は、第１のガス供給回路（２）に接続されており、戻し管路（１４）は、第２のポンプ（４２）を備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスを収容するように構成された少なくとも１つのタンク（８）を備える浮体構造物（２０）用の少なくとも１つの高圧ガス消費装置（４）および少なくとも１つの低圧ガス消費装置（５）のガス供給システム（１）であって、
－ 前記タンク（８）から液状で取り出されるガスを圧送するように構成された少なくとも１つの第１のポンプ（９）を備えた、前記高圧ガス消費装置（４）用の少なくとも１つの第１のガス供給回路（２）と、
－ 前記第１のガス供給回路（２）を通流するガスを気化させるように構成された少なくとも１つの高圧蒸発器（１１）と、
－ 前記タンク（８）から蒸気状で取り出されるガスを、前記低圧ガス消費装置（５）のニーズに適合する圧力に圧縮するように構成された少なくとも１つの圧縮機（１３）を備えた、前記低圧ガス消費装置（５）用の少なくとも１つの第２のガス供給回路（３）と、
－ 前記圧縮機（１３）の下流側で前記第２の供給回路（３）の入口に接続された少なくとも１つのガス戻し管路（１４）と、
－ 少なくとも１つの第１の熱交換器（６）および少なくとも１つの第２の熱交換器（７）であって、それぞれ前記戻し管路（１４）を通流する蒸気状ガスと、前記第１のガス供給回路（２）を通流する液状ガスとの間で熱交換を実施するように構成された、少なくとも１つの第１の熱交換器（６）および少なくとも１つの第２の熱交換器（７）と
を含む、ガス供給システム（１）において、
前記戻し管路（１４）は出口において、前記第１のポンプ（９）と前記第１の熱交換器（６）との間の合流点（４１）で前記第１のガス供給回路（２）に接続されており、前記戻し管路（１４）は、前記第１の熱交換器（６）と前記合流点（４１）との間に第２のポンプ（４２）を備えていることを特徴とする、ガス供給システム（１）。

【請求項2】

前記戻し管路（１４）は、前記第１の熱交換器（６）と前記第２のポンプ（４２）との間に分岐点（４３）を有しており、前記供給システム（１）は、前記分岐点（４３）と前記タンク（８）との間に延在するように構成された戻し分岐部（４４）を含む、請求項１記載のガス供給システム（１）。

【請求項3】

前記戻し分岐部（４４）は、減圧器（１５）を備えている、請求項２記載のガス供給システム（１）。

【請求項4】

前記第１のガス供給回路（２）は、前記第１の熱交換器（６）と前記第２の熱交換器（７）との間に、追加的なポンプ（１０）を備えている、請求項１から３までのいずれか１項記載のガス供給システム（１）。

【請求項5】

前記追加的なポンプ（１０）は、前記液状ガスの圧力を３０～４００ｂａｒの値に高めるように構成されている、請求項４記載のガス供給システム（１）。

【請求項6】

前記第１の熱交換器（６）は、前記戻し管路（１４）を通流するガスを凝縮させるように構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のガス供給システム（１）。

【請求項7】

前記第２の熱交換器（７）は、前記戻し管路（１４）を通流するガスを予冷するように構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のガス供給システム（１）。

【請求項8】

前記圧縮機（１３）は、ガスの圧力を８＋／－１ｂａｒ ａｂｓの値まで高めるように構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のガス供給システム（１）。

【請求項9】

前記第２のポンプ（４２）は、前記戻し管路（１４）を通る前記液状ガスの圧力を、前記第１のポンプ（９）により生ぜしめられる前記液状ガスの圧力に等しい値まで高めるように構成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のガス供給システム（１）。

【請求項10】

前記第１のポンプ（９）は、前記液状ガスの圧力を９～１７ｂａｒ ａｂｓの値まで高めるように構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のガス供給システム（１）。

【請求項11】

前記第２の熱交換器（７）と前記高圧蒸発器（１１）とは、１つの熱交換器（２１）を構成している、請求項１から１０までのいずれか１項記載のガス供給システム（１）。

【請求項12】

少なくとも１つの液状ガスタンク（８）と、少なくとも１つの高圧ガス消費装置（４）と、少なくとも１つの低圧ガス消費装置（５）と、これらの機器用の、請求項１から１１までのいずれか１項記載の少なくとも１つのガス供給システム（１）とを備えた、液状ガスを貯蔵しかつ／または輸送するための浮体構造物（２０）。

【請求項13】

少なくとも１つの陸上設備および／または港湾設備（２７）と、請求項１２記載の、液状ガスを貯蔵しかつ／または輸送するための少なくとも１つの浮体構造物（２０）とをつなぐ、液状ガスを積み込むかまたは積み卸すためのシステム。

【請求項14】

請求項１２記載の、液状ガスを貯蔵しかつ／または輸送するための浮体構造物（２０）へ液状ガスを積み込むか、または前記浮体構造物（２０）から液状ガスを積み卸す方法であって、前記浮体構造物（２０）の上甲板に配置された液状ガス積込みおよび／または積卸しパイプ（２３）を、適切なコネクタにより、海洋または港湾ターミナルに接続し、これにより、前記液状ガスを前記タンク（８）からまたは前記タンク（８）へ移送することができる、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液状ガスを貯蔵しかつ／または輸送する船舶の分野に関し、より具体的には、このような船舶が備える消費機器用のガス供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

消費用および／または目的地への配送用の液状ガスのタンクを備える船舶の航行中、この船舶は、前記液状ガスの少なくとも一部を使用して、ガス供給システムを介して少なくとも１つの原動機に供給することができることが望ましい。これは、ＭＥ－ＧＩ推進エンジンを備えた船舶の場合である。このような原動機に供給するためには、ガスを、特別な圧縮機により極めて高い圧力に圧縮する必要があり、この圧縮機は、ガスを４００ｂａｒにまで圧縮することができるが、このような圧縮機は高価であり、かなりの保守費用を発生させると共に、船舶における振動を誘発する。

【0003】

このような高圧圧縮機の設置に対する１つの代替案は、液状ガスが推進エンジンへ送られる前に、液状ガスを４００ｂａｒで気化させることである。このような解決手段は、少なくとも部分的に貨物を含むタンク内に自然に形成される気相のガス（ボイルオフガス、ＢＯＧ）を取り出すことができないため、低圧圧縮機を搭載して、低圧蒸気としてのガスを消費することができる補助原動機に供給することが可能である。さらに、気相のガスが過多の場合には、気相のガスを熱交換により再液化させ、次いで膨張させてからタンクに戻すことができる。

【0004】

しかしながら、タンクに戻す前に、再液化されたガスの約１５％が膨張時に再び気化する。よって、ガスは部分的に気相の状態でタンクに戻り、このことは、ガス供給システムの生産性を低下させる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、この問題を解決すると共に、ガスを収容するように構成された少なくとも１つのタンクを備える浮体構造物用の少なくとも１つの高圧ガス消費装置および少なくとも１つの低圧ガス消費装置のガス供給システムであって、
－ タンクから液状で取り出されるガスを圧送するように構成された少なくとも１つの第１のポンプを備えた、高圧ガス消費装置用の少なくとも１つの第１のガス供給回路と、
－ 第１のガス供給回路を通流するガスを気化させるように構成された少なくとも１つの高圧蒸発器と、
－ タンクから蒸気状で取り出されるガスを、低圧ガス消費装置のニーズに適合する圧力に圧縮するように構成された少なくとも１つの圧縮機を備えた、低圧ガス消費装置用の少なくとも１つの第２のガス供給回路と、
－ 圧縮機の下流側で第２の供給回路の入口に接続された少なくとも１つのガス戻し管路と、
－ 少なくとも１つの第１の熱交換器および少なくとも１つの第２の熱交換器であって、それぞれ戻し管路を通流する気相のガスと、第１の供給回路を通流する液相のガスとの間で熱交換を実施するように構成された、少なくとも１つの第１の熱交換器および少なくとも１つの第２の熱交換器と
を含む、ガス供給システムにおいて、
戻し管路は出口において、第１のポンプと第１の熱交換器との間の合流点で第１のガス供給回路に接続されており、戻し管路は、第１の熱交換器と合流点との間に第２のポンプを備えていることを特徴とする、ガス供給システムを提供する。

【0006】

よって、本発明によるガス供給システムは、先に膨張させられた結果として気相のガスがタンクに戻ることを防止する。ただし、戻し管路を通流する再液化されたガスは、第１の供給回路に流入することにより、高圧ガス消費装置への供給に使用される。こうして、再液化されたガスが、タンクに戻されない場合でも、有用な目的に使用される。

【0007】

第１のガス供給回路は、高圧ガス消費装置の燃料要件を満たすことを可能にする。高圧ガス消費装置は、例えば浮体構造物の推進手段、例えばＭＥ－ＧＩエンジンであってよい。第１の供給回路は、タンクから高圧ガス消費装置まで延在している。第１のポンプは、タンクの底部に配置されていて、液状ガスを圧送し、これにより、液状ガスが第１のガス供給回路を通流することになる。

【0008】

高圧ガス消費装置に供給するためには、ガスは気相状態になければならないため、高圧蒸発器が、高圧ガス消費装置への供給前に、ガスの気化をもたらす。高圧蒸発器は、第１のガス供給回路内の液状ガスと、熱伝達流体、例えば水グリコール、海水または水蒸気との間で熱交換する箇所である。水蒸気の温度は、ガスの相変化を生ぜしめるために十分に高くなければならず、これにより、ガスは蒸気または超臨界状態に変化して、高圧ガス消費装置に供給される。

【0009】

第１のガス供給回路を通流する液状ガスが高圧蒸発器により気化させられる前に、液状ガスは、第１の熱交換器を通流し、次いで第２の熱交換器を通流する。このようにするために、第１の熱交換器と第２の熱交換器とは、第１のガス供給回路の一部を介して互いにつながれており、これにより、液状ガスが２つの熱交換器を連続して通流することができるようになっている。よって、前記液状ガスの温度は、高圧蒸発器を通流する前に高まる傾向にある。こうして、第１のガス供給回路を通流するガスは、第２の熱交換器の出口において二相になり得る。

【0010】

通常、タンク内のガスは、自然にまたは浮体構造物により強制されて蒸気に変化し得る。蒸気に変化するタンク内のガスは、タンク内の過剰な圧力を防ぐために放出されねばならない。

【0011】

このことは、低圧ガス消費装置の第２のガス供給回路によりもたらされる。このような第２のガス供給回路は、タンクから低圧ガス消費装置まで延在している。低圧ガス消費装置は、例えば発電機等の補助エンジンであってよい。第２のガス供給回路における圧縮機の機能は、タンクのブランケットからガスを吸い込んで低圧ガス消費装置に供給すると同時に、タンク内の圧力を調整することである。

【0012】

圧縮機の出口において、蒸気状ガスは低圧ガス消費装置に供給されるか、または低圧ガス消費装置が如何なる燃料供給も必要としない場合は戻し管路を通って循環させられてよい。戻し管路は圧縮機の下流側に接続されているため、圧縮機により吸い込まれた蒸気状ガスは、戻し管路を通って循環することができる。

【0013】

戻し管路内の蒸気状ガスは、最初に第２の熱交換器を通流し、次いで第１の熱交換器を通流してから、第１のガス供給回路に流入する。第１の熱交換器を通る液状ガスと、戻し管路を通る蒸気状ガスとの間での熱交換により、気相のガスの温度は、このガスが凝縮し、第１の熱交換器の出口において液状に戻るまで、熱交換器を通って低下する。

【0014】

第１の熱交換器の出口において、戻し管路を通流する液化されたガスは、第２のポンプにより圧送される。この第２のポンプは、液化されたガスの圧力を高め、これにより、第１のポンプにより圧送された後に第１のガス供給回路を通流する液状ガスの圧力と平衡させることを可能にする。

【0015】

第２のポンプは、圧縮機による蒸気状ガスの圧力の増大を制限することも可能にする。確かに、戻し管路を通る再液化されたガスと、第１のポンプにより圧送される液状ガスとの間の圧力平衡を想定して、圧縮機が蒸気状ガスの圧力をより高い値まで高めるが、ただし、このような構成は、圧縮機へのかなりのエネルギ入力を必要とすると共に、圧力を低圧ガス消費装置に適合させるように保つように、圧力調整システムも必要とする場合がある。よって、第２のポンプがこの機能を果たし、これにより、圧縮機への如何なる過剰なエネルギ供給も防止する。

【0016】

一例では、第１の熱交換器と第２の熱交換器とは、第１のガス供給回路に沿って、高圧蒸発器の上流側に位置している。これにより、第１のガス供給回路の部分において、第１の熱交換器内および第２の熱交換器内のガスは液状であるということが保証される。

【0017】

本発明の１つの特徴では、戻し管路は、第１の熱交換器と第２のポンプとの間に分岐点を有しており、この場合、供給システムは、分岐点とタンクとの間に延在するように構成された戻し分岐部を含む。択一的に、本発明によるガス供給システムにおいて再液化させた後にタンクに戻す機能を維持することも可能である。この分岐点は、第１の熱交換器の下流側の戻し管路に配置されており、これにより、再液化されたガスのみが、戻し分岐部を通流することになる。この場合、再液化されたガスは、戻し管路を通流し続けて第２のポンプにより圧送されてから第１のガス供給回路に流入することができるか、または戻し分岐部を通流してタンクに戻ることができる。再液化されたガスの一部が第１のガス供給回路へ流れる一方で、再液化されたガスの別の部分は、戻し分岐部を通ってタンクに戻る構成を実現することも可能である。

【0018】

本発明の１つの特徴では、戻し分岐部は、減圧器を備えている。減圧器は、第１の熱交換器を通流して凝縮された、戻し分岐部を通流する再液化されたガスの圧力を下げることを可能にする。減圧器により、液状ガスは、ＬＮＧ用の液状ガス平衡温度に近い温度でタンクに戻る。

【0019】

さらに減圧器は、戻し分岐部を通る再液化されたガスの流量を調整することを可能にする。よって、再液化されたガスのこの流量を減少させ、減圧器による膨張時に蒸気に戻るガスの部分を最低限に設定することが可能である。さらに減圧器は、再液化されたガスが戻し分岐部を通流することを防ぐために、完全に閉鎖され得る。この構成では、再液化されたガスは全て戻し管路を通って第１のガス供給回路へ流れる。

【0020】

本発明の１つの特徴では、第１のガス供給回路は、第１の熱交換器と第２の熱交換器との間に、追加的なポンプを備えている。追加的なポンプは、第１のガス供給回路を通る液状ガスの圧力を高めることを可能にし、これにより、この圧力が、高圧ガス消費装置への供給に適合することになる。

【0021】

２つの熱交換器の間の追加的なポンプの位置は、特に有利である。むしろ、追加的なポンプを第１の熱交換器の上流側に設置することは、第１の熱交換器の通流時に液状ガスの圧力と温度とを高めることになり、これにより、戻し管路と第１の熱交換器とを通流する蒸気状ガスの凝縮が妨げられてしまう。さらに、第１のガス供給回路を通流するガスは、第２の熱交換器の出口において二相になり得るため、追加的なポンプを第２の熱交換器の下流側に設置することは、ポンプの機能を妨げる恐れがある。なぜならば、追加的なポンプは液状の流体を圧送することしかできないからである。よって、追加的なポンプの理想的な位置は、２つの熱交換器の間である。

【0022】

本発明の１つの特徴では、追加的なポンプは、液状ガスの圧力を３０～４００ｂａｒの値に高めるように構成されている。特に追加的なポンプは、液状ガスの圧力を、特にアンモニアまたは水素と共に使用するためには３０～４００ｂａｒの値まで、液化石油ガスと共に使用するためには３０～７０ｂａｒの値まで、エタン、エチレンと共に使用するためには、または主にメタンから製造された液化天然ガスと共に使用するためには、好適には１５０～４００ｂａｒの値まで高めることを可能にする。

【0023】

本発明の１つの特徴では、第１の熱交換器は、戻し管路を通流するガスを凝縮させるように構成されている。第１の熱交換器は、第１のガス供給回路の液状ガスがその低温状態にあるときに、この液状ガスが通流するものである。よって、第１の熱交換器内での熱交換は、戻し管路内のガス流の状態を変化させ、このガス流を蒸気状から液状に変化させる。

【0024】

本発明の１つの特徴では、第２の熱交換器は、戻し管路を通流するガスを予冷するように構成されている。第１の熱交換器の出力部において、第１のガス供給回路を通流する液状ガスは、第１の熱交換器の入力部におけるほど低温ではなく、この場合、熱交換は、戻し管路を通流する気相のガスを凝縮させるために用いられる。液状ガスは、後に追加的なポンプにより圧縮され、次いで第２の熱交換器を通流する。第２の熱交換器内でも熱交換が行われ、これにより、戻し管路内の蒸気状ガスを予冷することが可能になる。第１の熱交換器を通る液状ガスの流れが戻し管路を通る蒸気状ガスの完全な凝縮のためには十分でない場合でもなお、第２の熱交換器内で冷却が生ぜしめられる。

【0025】

本発明の１つの特徴では、圧縮機は、ガスの圧力を８＋／－１ｂａｒ ａｂｓの値まで高めるように構成されている。この圧力値は、タンクのブランケット内に存在し、低圧ガス消費装置を備えた第２のガス供給回路内に吸い込まれる蒸気状ガスの適合性を保証する。第２のポンプが存在するため、戻し管路を通流するガスを、第１のガス供給回路を通流する液状ガスの圧力に等しい圧力まで圧縮することは必要とされない。このことは、圧縮機の電力消費量を制限する。

【0026】

本発明の１つの特徴では、第２のポンプは、戻し管路を通る液状ガスの圧力を、第１のポンプにより生ぜしめられる液状ガスの圧力に等しい値まで高めるように構成されている。上述のように、ガス供給回路を通流する蒸気状ガスは、８＋／－１ｂａｒ ａｂｓの圧力まで圧縮される。よって、戻し管路内を流れる蒸気状ガスまたは再液化されたガスには、約８ｂａｒ ａｂｓの圧力が加えられている。第１のポンプにより圧送された後に第１のガス供給回路を通流する液状ガスは、８ｂａｒを上回る圧力に上昇させられている。よって第２のポンプは、再液化されたガスの圧力を、第１のポンプと第１の熱交換器との間で第１のガス供給回路を通流するガスの圧力に等しいかまたは実質的に等しい値に到達するまで高める必要がある。このような圧力の平衡が生ぜしめられることで、再液化されたガスは、再液化されたガスと、第１のガス供給回路を通流する液状ガスとの間に生じ得る圧力の差の結果生じる障害なしに、第１のガス供給回路に流入することができる。

【0027】

本発明の１つの特徴では、第１のポンプは、液状ガスの圧力を９～１７ｂａｒ ａｂｓの値まで高めるように構成されている。

【0028】

本発明の１つの特徴では、第２の熱交換器と高圧蒸発器とは、１つの熱交換器を構成することができる。この場合、第１の熱交換器は別個に、第２の熱交換器と高圧蒸発器とがまとめられた１つの熱交換器の上流側に配置されている。このような代替案は、例えばガス供給システムのサイズを縮小するために有利であり得る。

【0029】

本発明は、液状ガスを貯蔵しかつ／または輸送するための浮体構造物であって、少なくとも１つの液状ガスのタンクと、少なくとも１つの高圧ガス消費装置と、少なくとも１つの低圧ガス消費装置と、これらの装置用の少なくとも１つのガス供給システムとを備えた浮体構造物にも関する。

【0030】

本発明は、少なくとも１つの陸上設備および／または港湾設備と、液状ガスを貯蔵しかつ／または輸送するための少なくとも１つの浮体構造物とをつなぐ、液状ガスを積み込むかまたは積み卸すためのシステムにも関する。

【0031】

最後に、本発明は、液状ガスを貯蔵しかつ／または輸送するための浮体構造物へ液状ガスを積み込むか、または浮体構造物から液状ガスを積み卸す方法にも関し、この場合、浮体構造物の上甲板に配置された液状ガス積込みおよび／または積卸しパイプが、適切なコネクタにより、海洋または港湾ターミナルに接続され得、これにより、液状ガスをタンクからまたはタンクへ移送することができるようになっている。

【0032】

本発明のその他の特徴および利点は、一方では以下の説明に基づき、かつ他方では添付の概略図を参照してガイドとして、かつ非限定的なものとして示されたいくつかの実施形態に基づき明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明による、少なくとも１つの高圧ガス消費装置および少なくとも１つの低圧ガス消費装置のガス供給システムの第１の実施形態を示す図である。

【図2】ガス供給システムの第２の実施形態を示す図である。

【図3】ガス供給システムの第３の実施形態を示す図である。

【図4】浮体構造物のタンクと、このタンクの積込みおよび／または積卸しターミナルとを示す概略破断図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下の説明で用いる上流側および下流側という用語は、液状または蒸気状ガスの回路内の複数のコンポーネントの相対的な位置を、前記回路を通る前記ガスの流れの方向に関して規定するものである。

【0035】

図１～図３には、浮体構造物に搭載されたガス供給システム１の様々な実施形態が示されている。ガス供給システム１は、ガスを液状で、蒸気状で、二相状態で、または超臨界状態で、貯蔵および／または輸送タンク８から高圧ガス消費装置４および／または低圧ガス消費装置５へ循環させることを可能にし、これにより、高圧ガス消費装置４および／または低圧ガス消費装置５に燃料を供給する。

【0036】

前記浮体構造物は、例えば液状ガスを貯蔵しかつ／または輸送することができる船舶であってよい。この場合、ガス供給システム１は、浮体構造物が貯蔵しかつ／または輸送する液状ガスを用いて、例えば推進エンジンであってよい高圧ガス消費装置４と、例えば浮体構造物に給電する発電機であってよい低圧ガス消費装置５とに供給することができる。

【0037】

タンク８から高圧ガス消費装置４へのガスの循環を保証するために、ガス供給装置１は、第１のガス供給回路２を有している。第１のガス供給回路２は、タンク８内に配置された第１のポンプ９を備えている。第１のポンプ９は、液状ガスを圧送し、特に第１のガス供給回路２を通して循環させることを可能にする。液状ガスを吸い込むことにより、第１のポンプ９は、液状ガスの圧力を９～１７ｂａｒ ａｂｓの値にまで高めることも可能にする。

【0038】

タンク８から高圧ガス消費装置４に向かう循環の方向に従って、液状ガスは、第１の熱交換器６を通流し、追加的なポンプ１０により圧送され、第２の熱交換器７を通流する。以下に、２つの熱交換器６，７に関する詳細を説明する。

【0039】

第２の熱交換器７を通流した後に、ガスは高圧蒸発器１１へ流れる。高圧蒸発器１１は、第１のガス供給回路２を通流するガスの状態を変化させ、これにより、ガスを蒸気状態または超臨界状態に変化させることを可能にする。このような状態は、ガスを、高圧ガス消費装置４に供給するのに適合性にする。液状ガスの蒸発は、例えば、液状ガスが気化するために十分に高い温度における熱伝達流体、この場合は水グリコール、海水または水蒸気との熱交換により行われてよい。

【0040】

図１に示すような第１の実施形態では、第１の熱交換器６、第２の熱交換器７および高圧蒸発器１１は、互いに隔離された熱交換器である。このような構成は、これらを通流する流体の圧力に適した技術を用いて各熱交換器を設計し、製造することを可能にする。この場合、第１の熱交換器６は、第２の熱交換器７の製造技術よりも安価な技術を用いて製造され得る。なぜならば、第１の熱交換器内の圧力は、第２の熱交換器７内よりも実質的に低いからである。同じことが、高圧蒸発器１１にも当てはまる。

【0041】

追加的なポンプ１０が液状ガスを圧送すると、ガスの圧力の増大が、追加的なポンプ１０によりもたらされる。追加的なポンプ１０は、液状ガスの圧力を、液化石油ガスと共に使用するためには３０～７０ｂａｒの値まで、好適にはエタン、エチレンと共に使用するためには、または主にメタンから製造された液化天然ガスと共に使用するためには、好適には１５０～４００ｂａｒの値まで高めることを可能にする。

【0042】

追加的なポンプ１０と高圧蒸発器１１との組合せに基づき、ガスは、高圧ガス消費装置４への供給に適合した圧力および状態になる。このような構成は、コスト上の制約を有すると共に強い振動を発生させる高圧圧縮機の、第１のガス供給回路２への設置を回避することを可能にする。

【0043】

タンク８内では、積荷のガスの一部が自然に蒸気に変化して、タンクブランケット１２内に拡散することがある。タンク８内の過剰な圧力を防ぐために、タンクブランケット１２内の蒸気状ガスを抜く必要がある。それにもかかわらず、第１のガス供給回路２は、液状ガスを用いて高圧ガス消費装置４に供給するように構成されている。

【0044】

この場合、ガス供給システム１は、蒸気状ガスを用いて低圧ガス消費装置５に供給する第２のガス供給回路３を有している。よって、第２のガス供給回路３は、タンクブランケット１２と低圧ガス消費装置５との間に延在している。タンクブランケット１２内に含まれた蒸気状ガスを吸い込むために、第２のガス供給回路３は圧縮機１３を有している。蒸気状ガスを吸い込むことに加え、圧縮機１３は、第２のガス供給回路３を通る蒸気状ガスの圧力を８＋／－１ｂａｒ ａｂｓにまで高めることも可能にし、これにより、蒸気状ガスは、低圧ガス消費装置５への供給に適合した圧力に達する。よって、第２のガス供給回路３は、低圧ガス消費装置５への供給を可能にする一方で、タンクブランケット１２から蒸気状ガスを吸い込むことによる、タンク８内の圧力の調整も可能にする。

【0045】

タンクブランケット１２内の過剰な蒸気状ガスは、タンク８内の過剰な圧力につながる。よって、蒸気状ガスを抜いて、タンク８内の圧力を下げる必要がある。この場合、過剰な蒸気状ガスは、バーナ１８により除去され得る。ただし、本発明によるガス供給システム１は、第２のガス供給回路３を通る蒸気状ガスの流れの方向に関して圧縮機１３の下流側で第２のガス供給回路３に接続された戻し管路１４を有している。戻し管路１４を通る蒸気状ガスの循環の方向に従って、前記ガスは、最初に第２の熱交換器７を通流し、次いで第１の熱交換器６を通流する。よって、第１の熱交換器６と第２の熱交換器７とにおいて、第１のガス供給回路２を通る液状ガス流と、戻し管路１４を通る蒸気状ガス流との間で熱交換が行われる。この熱交換の目的は、戻し管路１４の蒸気状ガスを凝縮させて液状に変えることにある。

【0046】

ガス流が戻し管路１４を通り再凝縮させられると、ガス流をタンク８に送り返すことが可能である。ただし、このような戻しは、再凝縮させられたガスの膨張を必要とし、このことは、ガスがタンク８に戻る前に、部分的に気化することにつながる恐れがある。よって、再凝縮させられたガスの一部の最大１５％が気化させられ、このことは、ガス供給システム１の生産性を低下させる。

【0047】

このことを防止するために、戻し管路１４は、第１のガス供給回路２において第１のポンプ９と第１の熱交換器６との間に配置された合流点４１まで延びている。換言すると、戻し管路１４を通流するガスは、タンク８に戻る代わりに第１のガス供給回路２に流入する。第１のガス供給回路２を介した再循環は、上述したように、高圧ガス消費装置４への供給を可能にする。

【0048】

さらに、戻し管路１４は、第１の熱交換器６と合流点４１との間に第２のポンプ４２を備えている。この第２のポンプ４２は、戻し管路１４を通るガスの圧力を高め、これにより、第１のポンプ９により加圧されてから第１のガス供給回路２を通流する液状ガスの圧力と平衡させることを可能にする。圧力の平衡は、戻し管路１４を通る再液化されたガスの、第１のガス供給回路２への流れを流動化させることを可能にする。

【0049】

さらに第２のポンプ４２は、圧縮機１３による、第２のガス供給回路３を通る蒸気状ガスの、最高約８ｂａｒ超の圧力への加圧を防止することを可能にする。このことは、圧縮機１３に供給するために必要とされるエネルギを制限する。

【0050】

第１のガス供給回路２の液状ガスは、第１の熱交換器６の入口では、その低温状態にある。こうして、戻し管路１４を通流するガスが、第１の熱交換器６を通流すると、凝縮するようになっている。よって、戻し管路１４内のガスは、第１の熱交換器６の入口において蒸気状であり、第１の熱交換器６における熱交換後には液状で流出し、第２のポンプ４２により圧送されて第１のガス供給回路２に流入する。つまり、第１の熱交換器６は、凝縮器として用いられる。

【0051】

第１のガス供給回路２を通る液状ガスの量に対する、凝縮させられた蒸気状ガスの量の比率は、約１６％＋／－５％である。換言すると、毎時約６トンの液状ガスが第１のガス供給回路２を通流し、戻し管路を通る毎時約１トンの蒸気状ガスが凝縮させられる。

【0052】

第２の熱交換器７は、第１のガス供給回路２を通るガスの循環の方向に従うと、第１の熱交換器６の下流側に配置されており、戻し管路１４を通るガスの循環の方向に従うと、第１の熱交換器６の上流側に配置されている。よって第２の熱交換器７は、戻し管路１４を通流する蒸気状ガスが第１の熱交換器６内で凝縮する前に、蒸気状ガスを予冷する。第１のガス供給回路２内では、液状ガスが先に第１の熱交換器６を通流しかつ追加的なポンプ１０により第２の熱交換器７の入口へ圧送されており、したがって、その温度および圧力が高められている。第２の熱交換器７での熱交換の結果として、第１のガス供給回路２を通流するガスは、第２の熱交換器７から二相状態で流出することが可能である。よって、戻し管路１４を通流するガスの温度は、第２の熱交換器７の通流後に低下させられることになり、これにより、上述の予冷が実施される。

【0053】

追加的なポンプ１０は、有利には、２つの熱交換器６，７の間に配置されている。追加的なポンプ１０は、第１の熱交換器６と第２の熱交換器７との間で、液状ガスのみが追加的なポンプ１０を通流し、追加的なポンプ１０を損傷する恐れのある二相ガスは通流しないことを保証する。

【0054】

さらに、第１の熱交換器６の下流側の追加的なポンプ１０は、第１の熱交換器６での熱交換を妨げることなく、液状ガスの圧力の増大をもたらす。よって、戻し管路１４を通流する蒸気状ガスの凝縮が、最適にもたらされる。

【0055】

ガス供給システム１は、第１のガス供給回路２から第１のポンプ９と第１の熱交換器６との間のニップルを介して第２のガス供給回路３まで延び、第２のガス供給回路３に圧縮機１３と低圧ガス消費装置５との間で接続された補助ガス供給管路１６も備えている。補助ガス供給管路１６は、タンクブランケット１２からの蒸気状ガスの流量が不十分な場合に、低圧ガス消費装置５への供給を可能にする。

【0056】

タンクブランケット１２内に蒸気状ガスが十分に存在していない場合には、第１のポンプ９から液状ガスが補助ガス供給管路１６を通流し、低圧ガス消費装置５に供給され得る。このようにするために、補助ガス供給管路１６は、低圧蒸発器１７を通って延びており、これにより、補助ガス供給管路１６を通流する液状ガスを蒸気に変化させる。例えば、低圧蒸発器１７の運転は、高圧蒸発器１１と同じであってよい、つまり、ガスは、液状ガスを気化させるために十分に高い温度における熱伝達流体との熱交換により気化させられる。低圧蒸発器１７の出口では、蒸気状ガスが補助ガス供給管路１６を通流し、次いで第２のガス供給回路３に流入し、低圧ガス消費装置５に供給される。

【0057】

上述のことは、補助ガス供給管路１６は、タンクブランケット１２内に蒸気状ガスが十分に存在しない場合にのみ使用されるということを意味する。よって、補助ガス供給管路１６は、補助ガス供給管路１６の使用が不要な場合に補助ガス供給管路１６を通流するガスの監視を可能にする弁１９を備えている。

【0058】

図２には、本発明によるガス供給システム１の第２の実施形態が示されている。この第２の実施形態は、第１の実施形態と、ガス供給システムが、戻し管路１４における分岐点４３とタンク８との間に延びる戻し分岐部４４を備えているという点で異なっている。分岐点４３は、より具体的には、第１の熱交換器６と第２のポンプ４２との間に配置されている。

【0059】

戻し分岐部４４は、再液化されたガスを、第１のガス供給回路２を通して循環させる代わりに、択一的にタンク８に戻すことを可能にする。戻し分岐部４４を通るガスの圧力と、タンク８内の圧力とを等しくするために、戻し分岐部４４は、ガスの圧力を１～３ｂａｒ ａｂｓの値に低下させる減圧器１５を備えていてよい。ガスが凝縮させられると、ガスはタンク８に向かって流れ続ける。

【0060】

減圧器１５による、再液化されたガスの膨張中に戻し分岐部４４を通る、再液化されたガスの気化を制限するために、再液化されたガスは、限定的に戻し分岐部４４を通流することができる。戻し分岐部４４を通流するガスの膨張に加えて、減圧器１５は、このガスの流量の調整を可能にする。よって、再液化されたガスを、戻し管路１４を通流し続けて第２のポンプ４２により圧送された後に第１のガス供給回路２に流入する第１の部分と、戻し分岐部４４を通流して減圧器１５による膨張後にタンク８に流入する第２の部分とに分けることが可能である。

【0061】

さらに、減圧器１５は閉じることができ、これにより、戻し管路１４を通る全ての再液化されたガスが、第１のガス供給回路２に流入することになる。

【0062】

第２の実施形態の説明していない特徴は、第１の実施形態の特徴と同じであるため、これら２つの実施形態に共通するコンポーネントの説明については、図１の説明を参照されたい。

【0063】

図３には、以下の項目を除き、図２において説明したことと全て一致する、ガス供給システム１の第３の実施形態が示されている。

【0064】

ガス供給システム１の第３の実施形態では、第２の熱交換器７と高圧蒸発器１１とが、１つの熱交換器２１を構成している。第３の実施形態の図は、第２の熱交換器７と高圧蒸発器１１とをまとめた１つの熱交換器２１を設計して製造することを可能にし、この場合、これら２つのコンポーネントは、この共同熱交換器の製造に使用される技術を決める、同じ高圧にさらされる。このような解決手段は、第２の熱交換器７と高圧蒸発器１１とを互いに別個に設置することを不可能にするスペース不足により要求されることもある。

【0065】

第３の実施形態の説明していない特徴は、第１および第２の実施形態の特徴と同じであるため、前記実施形態に共通するコンポーネントの説明については、図１および図２の説明を参照されたい。第３の実施形態は、戻し分岐部４４を備えているが、ガス供給システム１を、図１に示したように戻し分岐部４４なしで、ただし図３に示すような１つの熱交換器２１を構成する第２の熱交換器７と高圧蒸発器１１とを備えて実現することが可能であるということに留意されたい。

【0066】

図４は、液状ガスおよび蒸気状ガスを収容するタンク８を示す、浮体構造物２０の破断図であり、この場合、このタンク８は、実質的に角柱形を有しており、浮体構造物２０の二重船体２２内に取り付けられている。タンク８の壁は、タンク８内の液状ガスと接触するように設計された一次耐水メンブレンと、一次耐水メンブレンと浮体構造物２０の二重船体２２との間に配置された二次耐水メンブレンと、一次耐水メンブレンと二次耐水メンブレンとの間および二次耐水メンブレンと二重船体２２との間にそれぞれ配置された２つの断熱バリアとを含む。

【0067】

浮体構造物２０の上甲板に配置された液状ガス積込みおよび／または積卸しパイプ２３が、適切なコネクタにより、海洋または港湾ターミナルに接続され、液状ガス貨物をタンク８からまたはタンク８へ移送することができるようになっている。

【0068】

図４には、積込みおよび／または積卸し機器２５と、海底パイプ２６と、陸上および／または港湾設備２７とを含む海洋または港湾ターミナルの一例も示されている。例えば、陸上および／または港湾設備２７は、港湾の埠頭に配置され得るか、または別の例では、重力に基づくコンクリート構造物上に配置され得る。陸上および／または港湾設備２７は、液状ガスを貯蔵するタンク３０と、海底パイプ２６により積込みおよび／または積卸し機器２５につながれた接続パイプ３１とを含む。

【0069】

液状ガスを移送するために必要とされる圧力を発生させるためには、陸上および／または港湾設備２７および／または浮体構造物２０に備え付けられたポンプが使用される。

【0070】

もちろん、本発明は上述の例に限定されるものではなく、本発明の枠内で、これらの例に多くの改良が加えられてよい。

【0071】

本発明は、説明したように、課された目的を果たし、加圧をポンプと蒸発器とにより行い、かつ蒸気状ガスを凝縮させて所定の回路に送り、いずれか１つのガス消費装置に供給する手段を含む、高圧ガス消費装置または低圧ガス消費装置用のガス供給システムを提案することを可能にする。本明細書に記載されていない変化形も、本発明によるガス供給システムを含んでいれば、本発明により、本発明の枠内で速やかに実現され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【外国語明細書】