特表 2024-511643 船舶のガス消費装置用ガス供給システムの熱交換器を冷却するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-14

(54)【発明の名称】船舶のガス消費装置用ガス供給システムの熱交換器を冷却するための方法

(51)【国際特許分類】

   B63H 21/38 20060101AFI20240307BHJP

   B63B 27/24 20060101ALI20240307BHJP

   B63B 25/16 20060101ALI20240307BHJP

【ＦＩ】

B63H21/38 C

B63B27/24 B

B63B25/16 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023560279

(86)(22)【出願日】2022-03-24

(85)【翻訳文提出日】2023-11-17

(86)【国際出願番号】 FR2022050552

(87)【国際公開番号】W WO2022208003

(87)【国際公開日】2022-10-06

(31)【優先権主張番号】2103393

(32)【優先日】2021-04-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(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】100150717

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 和也

(72)【発明者】

【氏名】ベルナール、アウン

(72)【発明者】

【氏名】ロマン、ナルメ

(72)【発明者】

【氏名】ムサウイ、セルマ

(57)【要約】

本発明は、液体状態および気体状態のガスを収容するタンク（２００）を備える船舶に設けられたガス消費装置（１０１）にガスを供給するための方法に関し、本方法は、少なくとも、
タンク（２００）から供給ユニット（１１０）によって気体の状態で取り出されたガスをガス消費装置（１０１）に供給するステップと、
供給ユニット（１１０）とガス消費装置（１０１）との間に取り出されたガスと、タンク（２００）と供給ユニット（１１０）との間を流れるガスとの間で熱交換を実行するように構成された少なくとも１つの熱交換器（１２１）を備える凝縮ユニット（１２０）によって、タンク（２００）から気体状態で取り出されたガスの少なくとも一部を凝縮するステップと、を含み、方法が、熱交換器（１２１）を冷却するステップを含み、冷却するステップが、凝縮ステップの前であって、供給ステップと少なくとも部分的に同時に実施されることを特徴とする。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体状態および気体状態のガスを収容するタンク（２００）を備える船舶に設けられたガス消費装置（１０１）に前記ガスを供給するための方法であって、少なくとも、
前記タンク（２００）から供給ユニット（１１０）によって前記気体状態で取り出されたガスを前記ガス消費装置（１０１）に供給するステップと、
少なくとも１つの第１のパス（１２２）および１つの第２のパス（１２３）を備える少なくとも１つの熱交換器（１２１）を備える凝縮ユニット（１２０）によって、前記タンク（２００）から前記気体状態で取り出された前記ガスの少なくとも一部を凝縮させるステップであって、前記熱交換器（１２１）が、前記供給ユニット（１１０）と前記ガス消費装置（１０１）との間に取り出され、前記第１のパス（１２２）を流れるガスと、前記タンク（２００）と前記供給ユニット（１１０）との間を流れ、前記第２のパス（１２３）を流れるガスとの間で熱交換を実行するように構成される、ステップと、を含み、
前記方法が、前記熱交換器（１２１）の前記第１のパス（１２２）および前記第２のパス（１２３）におけるガスの流れによって前記熱交換器（１２１）を冷却するステップを含み、この冷却ステップが、前記凝縮ステップの前であって、少なくとも部分的に前記供給ステップと同時に実施される、ことを特徴とする方法。

【請求項2】

前記冷却ステップが、前記熱交換器（１２１）の第１のパス（１２２）を通って流れるガスの流量を、前記供給ステップ中に前記タンク（２００）から前記気体状態で取り出される前記ガスの流量の２％～１２％に含まれる比に制御することを含む、請求項１に記載の供給方法。

【請求項3】

前記冷却ステップが、前記冷却ステップ中に前記熱交換器（１２１）の第２のパス（１２３）を通って流れるガスの流量を、前記熱交換器（１２１）の第１のパス（１２２）を通って流れる前記ガスの流量の７５％～１３５％に含まれる比に制御することを含む、請求項１または２に記載の供給方法。

【請求項4】

前記冷却ステップが、前記冷却ステップ中に前記熱交換器（１２１）の第１のパス（１２２）を通って流れるガスの流量を５０ｋｇ／ｈ～３００ｋｇ／ｈに含まれる値に制御することを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の供給方法。

【請求項5】

前記冷却ステップ中に前記熱交換器（１２１）の第１のパス（１２２）を通って流れるガスの流量が、前記凝縮ステップ中に前記熱交換器（１２１）の前記第１のパス（１２２）を通って流れるガスの流量の３％～２０％に含まれる、請求項１から４のいずれか一項に記載の供給方法。

【請求項6】

前記冷却ステップ中に前記熱交換器（１２１）の前記第１のパス（１２２）を通って流れる前記ガスが、前記供給ユニット（１１０）に合流する、請求項２から５のいずれか一項に記載の供給方法。

【請求項7】

前記熱交換器（１２１）を冷却する前記ステップが、前記熱交換器（１２１）を正の摂氏温度から負の摂氏温度に移行させて前記熱交換器（１２１）を冷却するステップである、請求項１から６のいずれか一項に記載の供給方法。

【請求項8】

前記熱交換器（１２１）を冷却する前記ステップが、前記熱交換器（１２１）を第１の負の摂氏温度から第２の負の摂氏温度に移行させて前記熱交換器（１２１）の冷却を保つステップである、請求項１から７のいずれか一項に記載の供給方法。

【請求項9】

少なくとも１つのガス消費装置（１０１）にガスを供給するためのシステム（１００）であって、前記システム（１００）は、少なくとも、
ガスを収容するように意図された、液体状態および気体状態のガスを貯蔵および／または輸送するためのタンク（２００）と、
前記タンク（２００）からガスを取り出し、前記ガス消費装置（１０１）に供給するためにその圧力を上昇させるように構成された、前記ガス消費装置（１０１）のための供給ユニット（１１０）と、
第１のパス（１２２）および第２のパス（１２３）を含む少なくとも１つの熱交換器（１２１）を備える凝縮ユニット（１２０）であって、前記供給ユニット（１１０）と前記ガス消費装置（１０１）との間で取り出されたガスが前記第１のパス（１２２）を通って流れる一方で、前記タンク（２００）と前記供給ユニット（１１０）との間を流れるガスが前記第２のパス（１２３）を通って流れるように構成された凝縮ユニット（１２０）と、
前記熱交換器（１２１）を冷却するための装置（１３０）であって、前記第１のパス（１２２）を通って流れる前記ガスの流量を制御するように構成された少なくとも１つの制御部材（１３１）と、前記熱交換器（１２１）の温度を制御するための装置（１４２）と、を備え、前記熱交換器（１２１）が、前記第１のパス（１２２）および前記第２のパス（１２３）におけるガスの流れによって冷却される、特に低温に維持される、装置（１３０）と、
を備えるシステム（１００）。

【請求項10】

前記熱交換器（１２１）の前記温度を制御するための前記装置（１４２）が、前記熱交換器（１２１）の前記第２のパス（１２３）をバイパスするための少なくとも１つのダクト（１４０）を備える、請求項９に記載のガス供給システム（１００）。

【請求項11】

前記熱交換器（１２１）の前記温度を制御するための前記装置（１４２）が、前記バイパスダクト（１４０）を通って流れるガスの前記流量を調整するための少なくとも１つの装置（１４１）と、前記熱交換器（１２１）の前記第１のパス（１２２）の入口（１４４）における前記ガスの温度を測定または決定することができるセンサ（１３８）と、を備え、前記バイパスダクト（１４０）を通って流れるガスの前記流量が、少なくとも、前記熱交換器（１２１）の前記第１のパス（１２２）の前記入口（１４４）で決定された前記ガスの前記温度に依存する、請求項１０に記載のガス供給システム（１００）。

【請求項12】

前記センサ（１３８）が、前記熱交換器（１２１）の前記第２のパス（１２３）の出口（１３９）における前記ガスの温度を測定または決定することができ、前記バイパスダクト（１４０）を通って流れるガスの前記流量が、前記熱交換器（１２１）の前記第２のパス（１２３）の前記出口（１３９）における前記ガスの前記温度に依存する、請求項１１に記載のガス供給システム（１００）。

【請求項13】

前記凝縮ユニット（１２０）が、前記第１のパス（１２２）および前記第２のパス（１２３）を含む、以下で前記第１の熱交換器（１２１）と呼ばれる少なくとも前記熱交換器（１２１）を備え、また、前記タンク（２００）から液体状態で取り出されたガスと前記第１の熱交換器（１２１）の前記第１のパス（１２２）から来る前記ガスとの間の熱交換のサイトである第２の熱交換器（１４５）も備える、請求項９から１２のいずれか一項に記載のガス供給システム（１００）。

【請求項14】

前記供給ユニット（１１０）が、前記タンク（２００）から液体状態で取り出されたガスの温度を上昇させるための少なくとも１つの部分（１１１）と、前記ガス消費装置（１０１）に供給するために前記ガスの圧力を上昇させるための少なくとも１つの部分（１１２）と、を備える、請求項９から１３のいずれか一項に記載のガス供給システム（１００）。

【請求項15】

前記供給ユニット（１１０）の前記温度上昇部分（１１１）が、少なくとも１つの熱交換器（１１３）および少なくとも１つの圧縮装置（１１７）を備え、前記圧縮装置（１１７）が、前記熱交換器（１１３）と前記圧力上昇部分（１１２）との間に配置され、前記熱交換器（１１３）が、前記タンク（２００）から液体状態で取り出されたガスが供給される少なくとも１つの第１のライン（１１４）と、前記タンク（２００）から液体状態で取り出されたガスが供給される少なくとも１つの第２のライン（１１５）と、を備え、少なくとも１つの膨張装置（１１６）が、前記タンク（２００）と前記熱交換器（１１３）の前記第１のライン（１１４）との間に配置される、請求項１４に記載のガス供給システム（１００）。

【請求項16】

液体状態のガスを輸送するための船舶（７０）であって、請求項９から１５のいずれか一項に記載の少なくとも１つのガス供給システム（１００）を備える、船舶（７０）。

【請求項17】

少なくとも１つの陸上または港湾施設（７７）と、請求項１６に記載の液体状態のガスを輸送するための少なくとも１つの船舶（７０）と、を組み合わせた、液体状態のガスを積み降ろしするためのシステム（１００）。

【請求項18】

請求項１６に記載のガスを輸送するための船舶（７０）のための、液体状態のガスを積み降ろしするための方法であって、液体状態の前記ガスが、パイプ（７６、７８、７９、８１）を通って、浮体式もしくは陸上の貯蔵施設（７７）から前記船舶（７０）の前記タンク（２００）に向かって、または前記タンク（２００）から前記浮体式もしくは陸上の貯蔵施設（７７）に向かって運ばれる、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、推進エンジンが天然ガスによって動力供給され、液化天然ガスを収容および／または輸送することも可能にする船舶の分野に関する。

【背景技術】

【0002】

したがって、そのような船舶は、従来、液体状態の天然ガスを収容するタンクを備える。天然ガスは、大気圧において－１６０℃未満の温度で液体である。これらのタンクは、天然ガスが少なくとも部分的に蒸発するように完全に断熱されることはない。したがって、これらのタンクは、液体形態の天然ガスおよび気体形態の天然ガスの両方を含む。気体形態のこの天然ガスはタンクの上部を形成し、タンクを損傷しないようにタンクのこの上部の圧力を制御しなければならない。したがって、既知の方法では、ガス形態でタンク内に存在する天然ガスの少なくとも一部は、とりわけ船舶の推進エンジンに動力を供給するために使用される。

【0003】

それにもかかわらず、船舶が停止しているとき、これらのエンジンによる天然ガスの消費はゼロ、またはほぼゼロであり、タンク内の気体状態で存在する天然ガスはもはやこれらのエンジンによって消費されない。したがって、タンク内に存在する蒸発した天然ガスを凝縮することを可能にする再液化システムが、液体状態でこのタンクに戻すために、船舶に実装される。

【0004】

現在使用されている再液化システムは、エネルギーに関して非常に高価なユニットの準備を必要とする。実際、システム、特にガスの処理に使用される熱交換器の温度は、再液化が開始され得るしきい値よりも低い値にされなければならない。この遅延は、再液化システムを作動させる時間を増加させ、そのような遅延はまた、特にエネルギー的に長い期間であることを理解されたい。本発明は、ガスを液化する役割を果たす凝縮ユニットを備えるガス消費装置にガスを供給する方法を提供することによってこの文脈に含まれ、この凝縮ユニットの少なくとも１つの熱交換器は、凝縮ユニットの動作時間を短縮するために冷却される。

【発明の概要】

【0005】

したがって、本発明の目的は、液体状態および気体状態のガスを収容するタンクを備える船舶に設けられたガス消費装置にガスを供給するための方法に関し、本方法は、少なくとも、
タンクから供給ユニットによって気体状態で取り出されたガスをガス消費装置に供給するステップと、
供給ユニットとガス消費装置との間に取り出されたガスと、タンクと供給ユニットとの間を流れるガスとの間で熱交換を実行するように構成された少なくとも１つの熱交換器を備える凝縮ユニットによって、タンクから気体状態で取り出されたガスの少なくとも一部を凝縮させるステップと、を含み、
本方法が、熱交換器を冷却するステップを含み、この冷却ステップが、凝縮ステップの前に、供給ステップと少なくとも部分的に同時に実施されることを特徴とする。

【0006】

従来技術とは対照的に、本方法は、たとえガス消費装置がタンクの上部空間で利用可能な蒸気状態のガスを消費したとしても、熱交換器内のガス流を可能にする。この流れは制御され、システムの残りの部分の流量と比較して、後者のバランスを崩さないように特に低い。

【0007】

そのような構成は、凝縮ステップを実行するときに、熱交換器をその動作条件に近い低温に冷却する、特に維持することを可能にする。したがって、消費されるエネルギー量および／または凝縮ユニットの作動時間が非常に大幅に低減され、これにより液化ガスの量を最大化し、その結果としてその損失を最小化することが可能になる。

【0008】

本発明の１つの特徴によれば、冷却ステップは、熱交換器の第１のパスを通って流れるガスの流量を、供給ステップ中にタンクから気体状態で取り出されるガスの流量の２％～１２％に含まれる比に制御することを含む。例えば、タンクを出る蒸気状態のガスの流量が２，５００ｋｇ／ｈである場合、熱交換器を冷却するガスの流量は、５０ｋｇ／ｈ～３００ｋｇ／ｈに含まれる。

【0009】

本発明の別の特徴によれば、冷却ステップは、冷却ステップ中に熱交換器の第２のパスを通って流れるガスの流量を、熱交換器の第１のパスを通って流れるガスの流量の７５％～１３５％の比に制御することを含む。好ましくは、この比は１１５％に等しく、最適な冷却を保証する。そのような比の値は、熱交換器を損傷する可能性がある熱応力の発生を回避するために、熱交換器の２つのパス間の熱交換を制御する効果を有する。したがって、従来技術よりもはるかに手頃な価格のアルミニウムプレート交換器技術を使用することが可能である。

【0010】

本方法の一特徴によれば、冷却ステップは、冷却ステップ中に熱交換器の第１のパスを通って流れるガスの流量を５０ｋｇ／ｈ～３００ｋｇ／ｈに含まれる値に制御することを含む。これらの流量値は、凝縮ユニットの迅速な動作のために熱交換器を低温に設定または維持しながら、消費者に送られるガスの流量のごく一部のみが取り出されることを保証しながら、冷却ステップがガス消費者に供給するステップに悪影響を及ぼさないことを保証する。

【0011】

冷却ステップ中に熱交換器の第１のパスを通って流れるガスの流量は、凝縮ステップ中に熱交換器の第１のパスを通って流れるガスの流量の３％～２０％であることに留意されたい。これにより、冷却ステップと凝縮ステップとを区別することができる。

【0012】

有利には、冷却ステップ中に熱交換器の第１のパスを通って流れるガスは、供給ユニットに合流する。したがって、熱交換器を冷却したこのガスは、タンクから来て供給ユニットに送られるガスと混合される。

【0013】

１つの特徴によれば、熱交換器を冷却するステップは、この熱交換器を冷却して、熱交換器を正の摂氏温度から負の摂氏温度に下げるステップである。例えば、熱交換器の温度は、特に２７°の第１のパスと第２のパスとの間の最大温度差を維持しながら、＋４２℃から－１１７℃まで通過する。

【0014】

別の特徴によれば、熱交換器を冷却するステップは、熱交換器を第１の負の摂氏温度から第２の負の摂氏温度に移行させて熱交換器の冷却を保つステップである一例によれば、第１の温度は第２の温度に等しくてもよく、これは熱交換器を例えば－１２０℃の温度に保つことにつながり、それにより熱交換器は凝縮ステップを実施するためにすぐに利用可能である。別の例によれば、第１の温度、例えば－１１７℃は、第２の温度、例えば－１２０℃よりも高い。

【0015】

冷却保持ステップの前に凝縮ステップが行われることに留意されたい。言い換えると、冷却保持ステップは、２つの凝縮ステップの間に時系列的に挟まれている。このような選択は、熱交換器が凝縮相の終わりに非常に低い温度にある状況で冷却保持ステップの開始が起こるため、熱交換器の冷却を保つことを容易にする。

【0016】

本発明はまた、少なくとも１つのガス消費装置にガスを供給するためのシステムに関し、システムは、少なくとも、
ガスを収容するように意図された、液体状態および気体状態のガスを貯蔵および／または輸送するためのタンクと、
タンクからガスを取り出し、ガス消費装置に供給するためにその圧力を上昇させるように構成された、ガス消費装置のための供給ユニットと、
第１のパスおよび第２のパスを含む少なくとも１つの熱交換器を備える凝縮ユニットであって、供給ユニットとガス消費装置との間で取り出されたガスが第１のパスを通って流れる一方で、タンクと供給ユニットとの間を流れるガスが第２のパスを通って流れるように構成された凝縮ユニットと、
熱交換器を冷却するための装置であって、第１のパスを通って流れるガスの流量を制御するように構成された少なくとも１つの制御部材と、熱交換器の温度を制御するための装置と、を備える。

【0017】

第１のパスは、熱交換器の第１のパスおよび第２のパスにおけるガスのそれぞれの流れ方向に従って、その順序で、タンクと供給ユニットとの間に配置され、第２のパスは、供給ユニットとタンクとの間に配置される。

【0018】

本発明の一実施形態によれば、制御部材は、第１のパスを流れる流量を調整する。例えば、この流量制御部材は、少なくとも冷却ステップ中に熱交換器に供給するように意図されたガスの流量を制御することを可能にする少なくとも１つの開位置、閉位置、および複数の中間位置をとるように適合されたバルブの形態であってもよい。

【0019】

システムの特徴によれば、制御部材は、最初のパスを通って流れるガスの流量を５０ｋｇ／ｈ～３００ｋｇ／ｈに含まれる値に制御するように構成される。したがって、この制御部材は、パイプ内のガス流量を細かく制御するように設計されているが、そのような流量は、それにもかかわらず、システムが液化モードにあるときに凝縮ステップによって使用される流量よりも著しく低い。

【0020】

本発明の特徴によれば、熱交換器の温度を制御するための装置は、熱交換器の第２のパスをバイパスするための少なくとも１つのダクトを備える。したがって、バイパスダクトを通って流れるガスの流量と比較して、第２のパスを通って流れるガスの流量を制御することができ、したがって、この熱交換器の第１のパスと第２のパスとの間で行われる熱交換に作用することができる。

【0021】

別の特徴によれば、熱交換器の温度を制御するための装置は、バイパスダクトを通って流れるガスの流量を管理するための少なくとも１つの部材を備え、バイパスダクトを通って流れるガスの流量は、熱交換器の第１のパスの入口で決定されたガスの温度に少なくとも依存する。言い換えると、この少なくとも１つのバイパスダクトは、熱交換器の第２のパスと平行に、タンクと供給ユニットとの間に延在する。

【0022】

相補的に、バイパスダクトを通って流れるガスの流量は、熱交換器の第２のパスの出口で決定されるガスの温度に依存する。

【0023】

これらの構成は、熱交換器の第１のパスと第２のパスとの間の過度の温度差から生じる機械的応力を回避するように、第１のパスおよび第２のパスを通って流れるガスの温度を制御することを目的とする。

【0024】

本発明の一態様によれば、第１のパスおよび第２のパスを含む少なくとも第１の熱交換器と呼ばれる熱交換器を備える凝縮ユニットはまた、タンクから液体状態で取り出されたガスと第１の熱交換器の第１のパスから来るガスとの間の熱交換のサイトである第２の熱交換器を備える。

【0025】

第１の熱交換器は、上述した熱交換器、すなわち、第１のパスおよび第２のパスを含む熱交換器であり、凝縮ユニットは、供給ユニットとガス消費装置との間で取り出されるガスが第１のパスを通って流れる一方で、タンクと供給ユニットとの間を流れるガスが第２のパスを通って流れるように構成される。

【0026】

第２の熱交換器は、供給ユニットと消費者装置との間で取り出されるガス流に対して、第１の熱交換器の下流にある。この第２の熱交換器は、この同じガス流の流れ方向に従って、冷却装置の上流に配置される。

【0027】

システムの一態様によれば、供給ユニットは、タンクから液体状態で取り出されたガスの温度を上昇させるための少なくとも１つの部分と、ガス消費装置に供給するためにガスの圧力を上昇させるための少なくとも１つの部分と、を備える。

【0028】

このガス圧を上昇させてガス消費装置に供給するために、供給ユニットは少なくとも１つの圧縮部材を備える。有利には、供給ユニットは、冗長性を確保するように２つの圧縮部材を備えてもよく、すなわち、２つの圧縮部材の一方が欠陥を有するようになった場合、他方の圧縮部材がそれを交換することができる。本発明によれば、供給ユニットは、ガス消費装置の必要性に適合する圧力までガスの圧力を上昇させるように構成される。例えば、ガスは、１バール～４００バール、有利には１バール～１７バール、さらに有利には６バール～１７バールの圧力で高くてもよい。

【0029】

この実施形態の特徴によれば、供給ユニットの温度上昇部分は、例えば、少なくとも１つの熱交換器と、少なくとも１つの圧縮装置とを備えることができ、圧縮装置は、熱交換器とガス圧力上昇部分との間に配置され、熱交換器は、タンクから液体状態で取り出されたガスによって供給される少なくとも１つの第１のラインと、タンクから液体状態で取り出されたガスによって供給される少なくとも１つの第２のラインとを備え、少なくとも１つの膨張装置は、タンクと熱交換器の第１のラインとの間に配置される。

【0030】

したがって、この実施形態によれば、温度上昇部分はガス蒸発部分を形成し、すなわち、液体状態でタンクから取り出されたガスは、供給ユニットの圧力上昇部分に接合する前に気体状態になるように加熱される。

【0031】

本発明はまた、上記で開示された特徴のいずれか１つによる少なくとも１つのガス供給システムを備える液体ガス輸送船舶に関し、タンク、供給ユニット、凝縮ユニットおよび冷却装置は、船舶によって運ばれる。

【0032】

本発明はまた、上述したように、少なくとも１つの陸上または港湾施設と、液体ガスを輸送するための少なくとも１つの船舶とを組み合わせた、液体ガスを積み降ろしするためのシステムに関する。

【0033】

最後に、本発明は、上述したようなガス輸送船舶のための液体ガスを積み降ろしするための方法に関し、その間、液体状態のガスは、パイプを通って浮体式もしくは陸上の貯蔵施設から船舶のタンクに向かって、または船舶のタンクから浮体式もしくは陸上の貯蔵施設に向かって運ばれる。

【0034】

本発明の他の特徴、詳細および利点は、一方では以下の説明を、他方では添付の図面を参照して限定することなく例示目的で与えられた実施形態から読むと、より明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明によるガス消費装置のガス供給システムを模式的に示す図である。

【図2】図１に示すガス供給システムの第１の実施形態を概略的に示す図である。

【図3】温度保持モードによる、図２に示すガス供給システムの実施態様を概略的に示す図である。

【図4】凝縮モードによる、図２に示すガス供給システムの実施態様を概略的に示す図である。

【図5】本発明によるガス供給システムの第２の実施形態を模式的に示す図である。

【図6】温度保持モードによる、図５に示すガス供給システムの実施態様を概略的に示す図である。

【図7】凝縮モードによる、図５に示すガス供給システムの実施態様を概略的に示す図である。

【図8】ＬＮＧ船舶タンク、ならびにこのタンクに積み降ろしするためのターミナルの断面概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

説明の残りの部分では、「上流」および「下流」という用語は、考慮される要素を通る液体、気体または二相状態のガスの流れの方向に従って理解されるべきである。図３、図４、図６および図７において、破線は、ガスが流れない回路ダクトを表し、実線は、このガスの状態にかかわらず、ガスが流れる回路ダクトを表す。また、ラインの厚さは、対応するダクトを流れるガスの流量に比例する。したがって、最も細い線は、ガスが５０ｋｇ／ｈ～３００ｋｇ／ｈに含まれる第１の流量で流れるダクトを表し、より太い線は、ガスが厳密に３００ｋｇ／ｈより高い第２の流量で流れるダクトを表す。

【0037】

本明細書では、「液化」および「凝縮」という用語は区別せずに使用される。

【0038】

図１から図７は、少なくとも１つのガス消費装置１０１のガス供給システム１００を示す。図示するように、システム１００は、少なくとも１つのガス消費装置１０１に供給されるように意図されたガスを収容する少なくとも１つのタンク２００を備え、ガスは、液体状態および気体状態でこのタンク２００に収容される。以下の説明では、気体状態のガスが占めるタンク２００の空間を「タンク上部空間２０１」と呼び、液体状態の気体が占めるタンク２００の空間を「タンク２０２の底部」と呼ぶ。

【0039】

以下の説明は、タンク２００が天然ガスを含む本発明の適用の特定の例を与える。これは用途の一例にすぎず、本発明によるガス供給システム１００は、異なる種類のガス、例えば炭化水素または水素ガスと共に使用することができることを理解されたい。同様に、図は、１つまたは２つの燃料消費装置にガスを供給するためのシステムを示しているが、本発明の文脈から逸脱することなく、システムは３つ以上のガス消費装置を供給するのに適し得ることを理解されたい。本明細書の残りの部分では、特に明記しない限り、「ガス消費装置」という用語は、１つまたは複数のガス消費装置を指す。

【0040】

したがって、図１は、主に、ガス消費装置１０１のガス供給システム１００を、停止時に、すなわち、ガス、液体または二相状態にかかわらずガスが流れていないときに概略的に示す。

【0041】

本発明によれば、システム１００は、少なくとも上述のタンク２００と、少なくとも１つのガス消費装置１０１の供給ユニット１１０と、ガス凝縮ユニット１２０と、ガス消費装置１０１と、冷却装置１３０とを備える。

【0042】

概略的に示すように、タンク２００と供給ユニット１１０との間に少なくとも第１のダクト１０２、１０２’が配置されている。本発明によれば、供給ユニット１１０は、タンク上部空間２０１から気体状態で取り出されたガスによって、またはタンク２００から液体状態で取り出されたガスによって供給することができる。言い換えると、第１のダクト１０２’は、タンク上部空間２０１と供給ユニット１１０との間に延びてもよく、またはこの第１のダクト１０２は、タンク２０２の底部と供給ユニット１１０との間、より具体的には、タンク２０２の底部に配置されたポンプ３００と供給ユニット１１０との間に延びてもよい。

【0043】

供給ユニット１１０を供給するガスの状態にかかわらず、供給ユニットは、タンク２００から取り出されたガスの温度を上昇させるように構成された少なくとも１つの温度上昇部分１１１を備え、その結果、このガスは、ガス消費装置１０１の必要性に適合する温度で気体状態で供給ユニット１１０を出る。供給ユニット１１０はまた、ガス消費装置１０１の必要性に適合する圧力までこのガスの圧力を上昇させるように構成された少なくとも１つの圧力上昇部分１１２を備える。以下に詳述するように、温度上昇部分１１１は少なくとも１つの熱交換器を備え、圧力上昇部分１１２は少なくとも１つの圧縮部材を備える。

【0044】

システム１００は、供給ユニット１１０をガス消費装置１０１に接続する少なくとも１つの第２のダクト１０３を備える。上記から、ガス消費装置１０１のニーズに適合する温度および圧力を有する気体状態のガスが、この第２のダクト１０３を通って流れることが理解されるべきである。

【0045】

本発明によれば、圧力上昇部分１１２は、通過するガスの圧力をガス消費装置１０１の必要性に適合する圧力まで昇圧するように構成された、例えば図２から図７に示す少なくとも１つの圧縮部材１１８を備える。より具体的には以下に説明する実施形態のいずれか１つによれば、圧力上昇ユニット１１２は、より具体的には、互いに平行に設置された第１の圧縮部材１１８および第２の圧縮部材１１８’を備える。

【0046】

本発明の適用の異なる例によれば、第１の圧縮部材１１８のみが動作するようになっていてもよく、第２の圧縮部材１１８’は冗長性を確保し、すなわち、この第２の圧縮部材１１８’は、第１の圧縮部材が故障した場合に第１の圧縮部材１１８を交換することを可能にする。あるいは、第１の圧縮部材１１８と第２の圧縮部材１１８’とが同時に動作するようにすることができ、すなわち、圧力上昇部分１１１から来るガスの第１の部分が第１の圧縮部材１１８によって圧縮され、このガスの第２の部分が第２の圧縮部材１１８’によって圧縮されるようにすることができ、このガスの第１の部分とこの第２の部分とは別個である。これらの圧縮部材１１８、１１８’の各々は、ガス消費装置１０１に接続された第２のダクト１０３にも接続されている。

【0047】

これらの適用例のいずれか１つによれば、ガスは、気体状態および約１バールの圧力で第１の圧縮部材１１８および／または第２の圧縮部材１１８’を接合し、このガスは、ガス状態および高圧、すなわち、１バール～４００バール、有利には１バール～１７バール、さらにより有利には６バール～１７バールに含まれる圧力で第１の圧縮部材１１８および／または第２の圧縮部材１１８’を出る。この第１の圧縮部材１１８および／またはこの第２の圧縮部材１１８’の出口における圧縮レベルは、供給されるガス消費装置１０１の種類に応じてパラメータ化される。

【0048】

次に、凝縮ユニット１２０は、供給ユニット１１０とガス消費装置１０１との間に取り出されたガスと、タンク２００と供給ユニット１１０との間を流れるガスとの間で熱交換を実行するように適合された少なくとも１つの熱交換器１２１を備える。より具体的には、熱交換器１２１は、供給ユニット１１０とガス消費装置１０１との間に取り出されたガス、すなわち圧力上昇部分１１２によって圧縮されたガスによって供給される少なくとも１つの第１のパス１２２と、供給ユニット１１０のタンク上部空間２０１と圧力上昇部分１１２との間を流れるガスによって供給される少なくとも１つの第２のパス１２３と、を備える。

【0049】

有利には、凝縮ユニット１２０は、上述の熱交換器１２１が第１の熱交換器と呼ばれる場合、以下で第２の熱交換器１４５と呼ばれる別の熱交換器を備える。第２の熱交換器１４５は、凝縮ステップの実施中に凝縮器として使用される。この第２の熱交換器１４５は、供給ユニット１１０とガス消費装置１０１との間で取り出されたガスが流れる第１のパス１４６と、タンク２００から液体状態で取り出されたガスが流れる第２のパス１４７とを備える。

【0050】

第２の熱交換器１４５の第１のパス１４６は、第１の熱交換器１２１の第１のパス１２２の下流に配置される。第２の熱交換器１４５の第２のパス１４７は、供給ユニット１１０の上流側に配置されている。

【0051】

第２の熱交換器１４５は、最大で－１６３℃に等しい温度の液体状態のガスと、供給ユニット１１０の出口で取り出される蒸気状態のガスとの間の熱交換のサイトであり、後者は、第１の熱交換器１２１の第１のパス１２２への通過後に正の温度になることができる。

【0052】

第２の熱交換器１４５に関連する第１の熱交換器１２１は、凝縮ユニット１２０の一実施形態を形成する。

【0053】

以下の説明において、熱交換器は、上述した第１の熱交換器である。

【0054】

したがって、図示するように、少なくとも１つの第３のダクト１０４は、タンク上部空間２０１と熱交換器１２１の第２のパス１２３との間に延在し、少なくとも１つの第４のダクト１０５は、第２のダクト１０３と第１のパス１２２との間に延在し、より具体的には、この第４のダクト１０５は、この第２のダクト１０３上に位置する第１の接続点４０１と熱交換器１２１の第１のパス１２２の入口との間に延在する。

【0055】

さらに、第１のパス１２２は、パイプ１４３を介してタンク２０２の底部に接続され、第２のパス１２３は、第９のダクト１３６および第６のダクト１０７を介して供給ユニット１１０に接続されている。

【0056】

凝縮ユニット１２０の熱交換器１２１は、タンク上部空間２０１から気体状態で取り出されたガスと、供給ユニット１１０の下流に取り出されたガス、すなわち気体状態であり、ガス消費装置１０１の必要に適合する温度および圧力を有するガスとの間で熱交換を実行するように構成される。すなわち、熱交換器１２１は、タンク上部空間２０１から気体の状態で取り出されて熱交換器１２１に直接送られるガスと、タンク上部空間２０１から気体状態で取り出されて供給ユニット１１０の圧力上昇部分１１２で昇圧されたガスとの間で熱交換を行うように構成されている。「熱交換器１２１に直接送られる」とは、気体状態で取り出された天然ガスは、熱交換器１２１、より具体的にはこの熱交換器１１０の第２のパス１２３に接合する前に、考慮されるダクト内のその流れに関連するもの以外の圧力または温度の変更を受けないことを理解されたい。

【0057】

この熱交換の結果は、少なくとも、熱交換器１２１の第１のパス１２２を流れるガスの冷却、およびこの熱交換器１２１の第２のパス１２３を流れるガスの温度の上昇である。

【0058】

本発明によれば、熱交換器１２１の冷却装置１３０は、熱交換器１２１の第１のパス１２２を流れるガス流を制御するための少なくとも１つの部材１３１を備える。冷却装置１３０はまた、第１のパス１２２の出口に接続された二相入口と、第２のパス１２３の上流で第３のダクト１０４に接続されたガス出口と、パイプ１４３によってタンク２００に接続された液体出口とを有する少なくとも１つの相分離器１３３を備える。

【0059】

例えば、相分離器１３４に含まれるガスの液相は、パイプ１４３のおかげでタンク２０２の底部に戻すことができ、このガスの液体状態の流れは、パイプ１４３に設置されたバルブ１３５に依存する。

【0060】

本発明によれば、熱交換器１２１は、第１のパス１２２および第２のパス１２３のガス流によって冷却され、特に低温に保たれるが、このガスの凝縮は行われない。この熱交換器１２１のこの冷却は、この凝縮を実行する必要があるときに、より迅速にガスの凝縮条件に到達することを可能にする。

【0061】

上述したように、冷却装置１３０は、少なくとも制御部材１３１を備える。「制御部材」とは、それを担持するダクト内のガスの流量を変更することができる任意の要素を意味する。この場合、制御部材１３１は、ガスの流れを可能にする少なくとも１つの開位置、ガスの流れを防止する少なくとも１つの閉位置、および第１のパス１２２を流れるガスの流量を制御することを可能にする複数の中間位置をとるように適合されたバルブであってもよい。

【0062】

図１～図７に示すように、この制御部材１３１は、相分離器１３３の二相入口の上流側の第５のダクト１０６上に配置されてもよい。代替的または相補的に、この制御部材１３１は、相分離器１３３のガス出口と第３のダクト１０４との間に延在する第６のダクト１０７上に配置されてもよい。いずれの場合でも、この制御部材１３１は、熱交換器１２１の第１のパス１２２を通って流れるガスの流量、特にその上流または下流に直接影響を及ぼすダクト上に配置される。

【0063】

本発明による供給システム１００は、凝縮ユニット１２０の熱交換器１２１を冷却するステップを実施するように構成される。この冷却ステップは、例えば、冷却装置１３０によって制御される。以下に詳述するように、この方法は、ガス消費装置１０１および熱交換器１２１へのガスの同時供給を可能にするが、それにもかかわらず、この熱交換器１２１を冷却するか、または凝縮ユニット１２０の短縮された時間での動作を可能にする温度に維持するのに十分なガス流量である。

【0064】

熱交換器１２１を冷却するこのステップは、液化を行うためにこの熱交換器を熱的に調製することを意図しており、供給ステップと同時に、この冷却がエネルギーの観点から透過的であるように、凝縮ステップの前に経時的に行われる。

【0065】

本発明による冷却装置１３０は、凝縮ユニット１２０の熱交換器１２１を冷却または低温に保つために、ガス消費装置１０１に供給するためのガスの一部を導出するように構成される。換言すれば、制御部材１３１は、前述の中間位置のうちの一方をとるように構成され、これにより、５０ｋｇ／ｈ～３００ｋｇ／ｈに含まれる第５のダクト１０６内の流量を得ることができる。有利には、制御部材１３１は、第４のダクト１０５内を流れるガスが２００ｋｇ／ｈに等しい、または実質的に等しい流量を有する中間位置をとるように構成される。

【0066】

熱交換器１２１内のいかなる熱衝撃も回避するために、冷却装置１３０は、熱交換器１２１の温度を制御するための装置１４２を備える。図示するように、熱交換器１２１の温度を制御するためのこの装置１４２は、この熱交換器１２１の第２のパス１２３をバイパスするための少なくとも１つのダクト１４０を含む。

【0067】

したがって、図示するように、このバイパスダクト１４０は、タンク上部空間２０１と供給ユニット１１０との間に延在し、熱交換器１２１の第２のパス１２３をバイパスすることを可能にする。より具体的には、このバイパスダクト１４０は、このバイパスダクト１４０に続くガスが圧力上昇部分１１２に合流するように形成される。少なくとも１つの流量調整装置１４１は、第３のダクト１０４とバイパスダクト１４０との交差部に配置される。図示する例によれば、この流量調整装置１４１は、バイパスダクト１４０内でのみガスの流れを可能にする少なくとも１つの第１の開位置、熱交換器１２１の第２のパス１２３の方向でのみガスの流れを可能にする少なくとも１つの第２の開位置、および異なる流量でバイパスダクト１４０内および熱交換器１２１の第２のパス１２３の方向でガスの流れを可能にする複数の中間位置をとるように適合された三方バルブであり、これらの流量は、流量調整装置１４１がその開位置のうちの１つにあるときにガスが有する流量よりも低い。

【0068】

冷却ステップが実施されると、流量調整装置１４１は、バイパスダクト１４０内のガスの流れを可能にする中間位置にあり、その結果、凝縮ユニット１２０の熱交換器１２１の第２のパス１２３を流れるガスは、３７．５ｋｇ／ｈ～４０５ｋｇ／ｈに含まれる流量を有する。有利には、この流量は２３０ｋｇ／ｈに等しいか、または実質的に等しい。一般に、流量調整装置１４１は、熱交換器１２１の第２のパス１２３を通って流れるガスの流量を、熱交換器１２１の第１のパス１２２を通って流れるガスの流量の７５％～１３５％の比率に制御し、この最後の流量は５０ｋｇ／ｈ～３００ｋｇ／ｈに含まれる。

【0069】

熱交換器１２１の第２のパス１２３を出るガスとバイパスダクト１４０を流れるガスとは、第６のダクト１０７が延在する第２の接続点４０２で合流することに留意されたい。したがって、熱交換器１２１を出るガスおよびバイパスダクト１４０を出るガスは、供給ユニット１１０の上流、より具体的にはこの供給ユニット１１０の圧力上昇部分１１２の上流で混合される。図示するように、この第６のダクト１０７は、第２の接続点４０２と、供給ユニット１１０の圧力上昇部分１１２の上流に位置する第３の接続点４０３との間、特に、この供給ユニット１１０の温度上昇部分１１１と圧力上昇部分１１２との間に延在する。

【0070】

言い換えると、システム１００は、熱交換器１２１の第２のパス１２３を出るガスとバイパスダクト１４０を流れるガスとが共に供給ユニット１１０の圧力上昇部分１１２によって付与される圧力上昇を受けるように構成される。

【0071】

バイパスダクト１４０を通って流れるガスの流量は、熱交換器１２１の第１のパス１２２の入口１４４で決定または測定されたガスの温度に依存する。したがって、流量調整装置１４１の位置は、入口１４４で測定されたガスの温度によって決定される。

【0072】

例えば、第１のパス１２２の入口１４４でのガスの温度の測定または決定は、センサ１３８によって実行され、そのプローブは、例えば、考慮されるパイプを流れるガスと直接または間接的に接触することができる。

【0073】

制御ライン１３７は、センサ１３８によって入口１４４で測定されたガスの温度に対する流量調整装置１４１の依存性を表す。

【0074】

そのようなセンサ１３８およびそのような制御ライン１３７は、熱交換器１２１の温度を制御するための装置１４２の一部であってもよい。

【0075】

さらに、バイパスダクト１４０を通って流れるガスの流量は、熱交換器１２１の第２のパス１２３の出口１３９で決定または測定されたガスの温度にも依存する。したがって、流量調整装置１４１の位置もまた、出口１３９で測定されたガスの温度によって制御される。

【0076】

例えば、第２のパス１２３の出口１３９でのガスの温度の測定または決定は、前述のセンサ１３８によって実行され、そのプローブは、例えば、考慮されるダクト内を流れるガスと直接または間接的に接触することができる。もちろん、そのような温度はまた、センサ１３８とは異なる別のセンサによって決定または測定されてもよい。

【0077】

ここでも、制御ライン１３７は、センサ１３８によって出口１３９で測定されたガスの温度に対する流量調整装置１４１の依存性を表す。

【0078】

図２～図４を参照して、本発明の第１の実施形態を説明し、図２は停止時のシステム１００を示し、図３は、本発明による方法によって熱交換器１２１が冷却される、特に冷却されたままにされるシステム１００を示し、図４は、凝縮段階中に使用されるシステム１００を示す。

【0079】

図５～図７を参照すると、本発明の第２の実施形態が説明され、図５は停止したときのシステム１００を示し、図６は、本発明による方法によって熱交換器１２１が冷却される、特に冷却されたままにされるシステム１００を示し、図７は、凝縮段階中に使用されるシステム１００を示す。

【0080】

以下に詳述するように、第１の実施形態と第２の実施形態とは、供給ユニット１１０を構成する要素、より具体的には、この供給ユニット１１０の温度上昇部分１１１を構成する要素が本質的に相違する。したがって、これらの２つの実施形態に共通であり、上述した要素は詳細には繰り返さない。

【0081】

図２～図４に示す第１の実施形態によれば、供給ユニット１１０の温度上昇部分１１１は、少なくとも１つの熱交換器１１３と、少なくとも１つの膨張装置１１６と、少なくとも１つの圧縮装置１１７とを備える。

【0082】

熱交換器１１３は、タンク２００から液体状態で取り出されたガスによって供給される少なくとも１つの第１のライン１１４と、タンクから液体状態で取り出されたガスによって供給される少なくとも１つの第２のライン１１５とを備え、膨張装置１１６は、タンク２００と熱交換器１１３の第１のライン１１４との間に配置される。次に、圧縮装置１１７は、熱交換器１１３の第１のライン１１４を流れるガスの圧力を少なくとも大気圧まで上昇させるように構成されている。

【0083】

第１のライン１１４は、一方ではタンク２０２の底部に配置された第１のポンプ３００に接続され、他方では圧縮装置１１７に接続され、第２のライン１１５は、一方ではタンク２０２の底部に配置された第２のポンプ３０１に接続され、他方ではタンク２００にも接続され、より具体的には液体状態のガスが貯蔵されるタンク２０２の底部に接続される。

【0084】

言い換えると、第１のダクト１０２は、第１のポンプ３００と熱交換器１１３の第１のライン１１４との間に延在し、膨張装置１１６を運び、第７のダクト１０８は、第２のポンプ３０１と熱交換器１１３の第２のライン１１５との間に延在し、第８のダクト１０９は、第２のライン１１５とタンク２０２の底部との間に延在する。

【0085】

あるいは、熱交換器の第１のラインおよび第２のラインの両方が同じポンプによって供給されてもよく、この場合、この単一のポンプと熱交換器の第１および第２のラインとの間に分岐部が設けられる。

【0086】

膨張装置１１６は、第１のダクト１０２に配置されており、第１のポンプ３００によってタンク２０２の底部から液体状態で取り出されたガスは、熱交換器１１３の第１のライン１１４に到達する前に膨張する。すなわち、第１のポンプ３００によって液体状態のタンクから取り出されたガスは、大気圧よりも低い圧力で熱交換器１１３に流入する。第２のポンプ３０１は、タンク２０２の底部から液体状態で取り出されたガスを熱交換器１１３の第２のライン１１５に直接送るように構成されている、すなわち、タンク２００から液体状態で取り出されたガスは、熱交換器１１３の第２のライン１１５に合流する前にポンプ輸送自体に関連するもの以外の温度または圧力の変更を受けない。したがって、熱交換器１１３は、液体状態のタンクから取り出された圧力低下後のガスと、液体状態のタンクから取り出された圧力変更前のガスとの間で熱交換を行うように構成されている。これにより、第１のライン１１４を流れる液体ガスは蒸発し、第２のライン１１５を流れる液体ガスはタンク２０２の底部に戻る前に過冷却される。言い換えると、本発明のこの第１の実施形態によれば、供給ユニット１１０の温度上昇部分１１１は、より具体的には、タンク２０２の底部から液体状態で取り出されたガスの少なくとも一部を蒸発させるための部分である。

【0087】

第２の熱交換器１４５の存在下では、プラントは、第７のダクト１０８と第８のダクト１０９との間に延在するバイパスチャネル１４８を備え、この場合、バイパスチャネル１４８は、熱交換器１１３の第２のライン１１５と平行に配置される。バイパスチャネル１４８内および／または第２のライン１１５内のタンクから取り出される液体状態のガスの流れは、制御部材１４９に依存し、制御部材は、本明細書では、バイパスチャネル１４８と第７のダクト１０８との間の交差部またはこの同じバイパスチャネルと第８のダクト１０９との間に設置された三方バルブの形態であってもよい。

【0088】

凝縮段階中、タンク２００から取り出された液体状態のガスは、この第２の熱交換器１４５に入り、この第２の熱交換器の第２のパス１４７を通過する。液体状態のこのガスの特に低い温度、ここでは約－１６３℃は、この第２の熱交換器１４５の第１のパス１４６に入るガスの凝縮を促進するために利用される。

【0089】

液体ガスは、大気圧よりも低い圧力で熱交換器１１３の第１のライン１１４を流れる。したがって、この液体ガスの流れを確実にするために、この熱交換器１１３と供給ユニット１１０の圧力上昇部分１１２との間に配置された圧縮装置１１７は、この熱交換器１１３を出るガスを大気圧付近の圧力に戻すように構成される。例えば、この圧縮装置１１７は、ガスを０．３５バールから１バールに圧縮するように構成される。このようにして圧縮されたガスは、供給ユニット１１０の圧力上昇部分１１２に合流することができ、ガス消費装置１０１の必要に応じた圧力まで昇圧される。圧縮装置１１７は、熱交換器１１３と第３の接続点４０３との間に配置され、第６のダクト１０７が供給ユニット１１０に結合するレベルにある。

【0090】

図３に示すように、上述の供給ユニット１１０およびタンク上部空間２０１内に存在するガスは、ガス消費装置１０１に供給する。この動作段階中、熱交換器１２１は、上述の冷却装置１３０のおかげで冷却されるかまたは冷却を保たれる。言い換えれば、熱交換器１２１の第１のパス１２２には、５０ｋｇ／ｈ～３００ｋｇ／ｈに含まれ、有利には２００ｋｇ／ｈに等しい流量で、第２のダクト１０３内に取り出されたガスが供給される。次に、第２のパス１２３には、３７．５ｋｇ／ｈ～４０５ｋｇ／ｈ、有利には２３０ｋｇ／ｈの流量に従って、タンク上部空間２０１から気体状態で取り出されたガスが供給される。次に、バイパスダクト１４０には、タンク上部空間２０１から気体状態で取り出されたガスの残りが供給される。

【0091】

したがって、熱交換器１２１は、必要になるとすぐに、例えば、システム１００が、タンク上部空間２０１内の気体状態のガスの量がガス消費装置１０１によって消費されるガスの量よりも多い状況になるとすぐに、すぐに使用することができる。この状況は、例えば、図４に示されている。

【0092】

凝縮ユニット１２０は、タンク上部空間２０１において気体状態で利用可能なガスの量が、ガス消費装置１０１によって消費されるガスの量よりも多い場合、余分な量のガスを液化してタンク２００内に戻すことにより、圧縮部分１１２によって圧縮されたガスを失うことを回避する。この凝縮モードでは、制御部材１３１は、熱交換器１２１の第１のパス１２２に不要なガス、すなわち気体状態で圧縮されているがガス消費装置１０１によって消費されていないガスを供給するように中間位置または開位置にある。

【0093】

この凝縮ステップの間、熱交換器１２１内で、ガス消費装置１０１によって消費されず、３００ｋｇ／ｈを超える流量を有するガスは、液体状態でタンク２００に戻すことができるように液化される。この凝縮ステップ中の熱交換器１２１の第１のパス１２２内のガス流量は、３００ｋｇ／ｈより高く、３，０００ｋｇ／ｈより低い。

【0094】

したがって、熱交換器１２１は、一方では第１のパス１２２を流れるガスを冷却し、他方では第２のパス１２３を流れるガスを加熱するように、第１のパス１２２を流れるガスと第２のパス１２３を流れるガスとの間の熱交換のサイトである。結果として、第１のパス１２２を流れるガスは、その後に、第２の熱交換器１４５に戻されることができ、そこで、第２の熱交換器１４５の第２のパス１４７を流れるこのガスと、第７のダクト１０８およびバイパスチャネル１４８によってタンク２００から取り出された液体状態のガスとの間のカロリーの交換によって凝縮する。その後に、第２の熱交換器１４５の第２のパス１４７を流れるガスは、第８のダクト１０９を介してタンク２００に合流する。

【0095】

特に、図４は、ガスがバイパスダクト１４０内を流れないように流量調整装置１４１がその第２の開位置にある状況を示している。

【0096】

図４に示す例によれば、ポンプ３００、３０１ならびに圧縮装置１１７は停止される。すなわち、供給ユニット１１０の温度上昇部分１１１を停止させる。実際、タンク上部空間２０１に自然に存在するガスの量は、ガス消費装置１０１に供給するのに十分であり、この供給を実行するために液体ガスを蒸発させる必要はもはやない。次いで、この温度上昇部分１１１の停止は、本発明によるシステム１００の動作コストを低減することを可能にする。

【0097】

図５～図７に示す第２の実施形態による供給システム１００は、第１の実施形態によるシステム１００と、特に供給ユニット１１０の温度上昇部分１１１’を構成する要素が異なる。また、図示した第２の実施形態は、システム１００が供給ユニット１１０と熱的に関連付けられた冷媒流体回路を備えるという点で、図示した第１の実施形態とは異なる。

【0098】

第２の実施形態によれば、冷媒流体回路５００は、少なくとも１つの第１の熱交換器１１３’と、そこを流れる冷媒流体の圧力を上昇させるように構成された圧縮装置５０１と、少なくとも１つの第２の熱交換器１２５と、冷媒流体の圧力を低下させるように構成された少なくとも１つの膨張装置５０２と、を備える。次に、圧力上昇部分１１１’は、少なくとも第１の熱交換器１１３’を備える。温度上昇部分１１１’の第１の熱交換器１１３’は、タンク上部空間２０１から気体状態で取り出されたガスによって供給される少なくとも１つの第１のライン１１４’と、気体状態の冷媒流体によって供給され圧縮装置５０１によって圧縮される少なくとも１つの第２のライン１１５’と、を備える。したがって、第１の実施形態とは異なり、第１のダクト１０２’は、タンク上部空間２０１と熱交換器１１３’の第１のライン１１４’との間に延在する。

【0099】

冷媒流体は、熱交換器１１３’内で行われる熱交換が、この熱交換器１１３’の第１のライン１１４’を流れるガスの温度の上昇をもたらすように選択される。

【0100】

次に、第２の熱交換器１２５は、タンク２０２の底部から液体状態で取り出されたガスによって供給される少なくとも１つの第１のパス１２６と、膨張した冷媒流体によって供給される少なくとも１つの第２のパス１２７と、を備え、すなわち、この第２の熱交換器１２５は、冷媒流体回路５００上の膨張装置５０２のすぐ下流に配置される。したがって、第２の熱交換器１２５の第１のパス１２６は、タンク２０２の底部に配置されたポンプ３０３によって供給される。

【0101】

次に、第２の熱交換器１４５の第２のパス１４７は、第２の熱交換器１２５の第１のパス１２６に接続される。このようにして、第２の熱交換器１２５によって冷却された液体状態のガスは、第１の熱交換器１２１の第１のパス１２２を流れるガスの凝縮を促進する。

【0102】

冷媒流体回路５００を循環する冷媒流体は、圧力が上昇する圧縮装置５０１によって循環される。したがって、圧縮装置は、気体状態かつ高圧でこの圧縮装置５０１を出た後に、第１の熱交換器１１３’に接合し、そこでこの熱交換器１１３’の第１のライン１１４’を流れるガスにカロリーを伝達する。したがって、冷媒流体は、二相または液体状態で熱交換器１１３’の第２のライン１１５’を出て、圧力が低下する膨張装置５０２に合流する。次いで、冷媒流体は、タンク２０２の底部から液体状態で取り出されたガスからカロリーを回収する第２の熱交換器１２５に合流する。第２の熱交換器１２５で行われる熱交換の結果は、冷媒流体の蒸発であり、これは次に新たな熱力学的サイクルを開始することができ、同時にタンク２０２の底部から液体状態で取り出されたガスの過冷却を開始することができる。過冷却されたガスは、第１の熱交換器１２１の第１のパス１２２から来るガスを液化するために第２の熱交換器１４５内で使用された後にタンク２００に戻される。

【0103】

ここに示す例によれば、第１の熱交換器１１３’は、有利には、冷媒流体が供給される第３のパス１１９’を備える。特に、この第３のパス１１９’は、冷媒回路５００上で、第２の熱交換器１２５の第２のパス１２７と圧縮装置５０１との間に介在する。したがって、第２のライン１１５’および第３のパス１１９は、冷媒流体回路５００の内部熱交換器を形成し、これにより、第２の熱交換器１２５が圧縮装置５０１に合流する前に第２の熱交換器１２５の第２のパス１２７を出る気体状態のガスを予熱し、圧縮装置５０１が膨張装置５０２に合流する前に圧縮装置を出る気体状態のガスを予冷することが可能になる。言い換えると、この第１の熱交換器１１３’におけるこの第３のパス１１９’の存在は、冷媒流体回路５００の全体的な熱性能を改善することを理解されたい。

【0104】

また、第２の実施形態による温度上昇部分１１１’は、第１の実施形態と比較して、圧縮装置を有していない。

【0105】

最後に、第２の実施形態による供給システム１００は、タンク２０２の底部に配置されたポンプ３０２から圧力上昇部分１１２の上流に位置する第３の接続点４０３まで延在する強制蒸発ライン１２８を備える点で、第１の実施形態による供給システム１００とは異なる。図６に概略的に示すように、気化器１２９は、この強制蒸発ライン１２８上に配置されている。この気化器１２９は、タンク２０２の底部に配置されたポンプ３０２によって液体状態で取り出されたガスの蒸発を可能にするように構成される。以下に詳述するように、この強制蒸発ライン１２８は、タンク上部空間内に存在する蒸気状態のガスがガス消費装置１０１の必要性に対して十分でない状況において特に有用である。

【0106】

本明細書に示されていない第２の実施形態の変形例によれば、ポンプ３０２は、高圧ポンプ、すなわち、それが吸引する液体の圧力を増加させるように構成されたポンプであってもよい。この場合、この高圧ポンプは、例えば、引き抜かれたガスの圧力を、１バール～４００バール、有利には１バール～１７バール、さらに有利には６バール～１７バールの圧力まで上昇させるように構成されてもよい。この代替案によれば、蒸発ライン１２８は、次いで、高圧ポンプと第２のダクト１０３との間、すなわち供給ユニットの圧力上昇部分の下流に位置する点に延在する。

【0107】

図６および図７は、熱交換器を冷却するステップの間および凝縮ユニットを使用してガスを少なくとも部分的に液化する間にそれぞれ実施される、本発明の第２の実施形態による供給システム１００を示す。

【0108】

図６に示す状況では、タンク上部空間２０１内に存在するガスの量は、ガス消費装置１０１に供給するのに十分ではないため、強制蒸発ライン１２８が作動されるか、または供給ユニット１１０が作動される。図６は、強制蒸発ライン１２８の作動のみを示している。これにより、供給ユニット１１０の圧力上昇部分を合流させて最終的にガス消費装置１０１に供給する前に、タンク２０２の底部から液体状態のガスを抜き出して気化器１２９で蒸発させる。

【0109】

第１の実施形態を参照して上述したものと同様に、第２のダクト１０３を流れるガスの一部は、凝縮ステップが実施されるときに熱交換器１２１を迅速に動作させることができるように、５０ｋｇ／ｈ～３００ｋｇ／ｈに含まれる、有利には２００ｋｇ／ｈに等しい流量で熱交換器１２１の第１のパス１２２に供給するために冷却装置１３０によって導出される。同様に、熱交換器１２１の第２のパス１２３のバイパスダクト１４０は、熱交換器１２１のこの第２のパス１２３を流れるガスが３７．５ｋｇ／ｈ～４０５ｋｇ／ｈに含まれる流量、有利には２３０ｋｇ／ｈに等しい流量を有するように供給される。

【0110】

先に説明したものと同様に、図６に示す冷却ステップ中のシステムの実施態様は、図３を参照して与えられたシステム１００の実施態様と同一またはほぼ同一である。

【0111】

図７に示す状況では、強制蒸発ライン１２８は停止され、ガス消費装置１０１は、タンク上部空間２０１から気体状態で取り出されたガスによってのみ供給される。このとき、凝縮ユニット１２０は、ガス消費装置１０１で消費されなかったガスを凝縮する。この目的のために、流量調整装置１４１は、その第２の開放位置にある、すなわち、第３のダクト１０４によって取り出された全てのガスは、この熱交換器１２１の第２のパス１２３に向かって送られる。

【0112】

最後に、図８は、液体状態および気体状態のガスを収容するタンク２００を備える船舶７０の断面図であり、このタンク２００は角柱状の全体形状を有し、船舶の二重船殻７２内に取り付けられている。このタンク２００は、ＬＮＧ船舶の一部であってもよいが、ガスが燃料消費装置の燃料として使用される場合にはリザーバであってもよい。

【0113】

タンク２００の壁は、タンクに収容された液体状態のガスと接触するように意図された一次密閉膜と、一次密閉膜と船舶７０の二重船殻７２との間に配置された二次密閉膜と、一次密閉膜と二次密閉膜との間、および二次密閉膜と二重船殻７２との間にそれぞれ配置された２つの断熱障壁と、を有する。

【0114】

船舶の上部デッキに配置された積み降ろしパイプ７３は、適切なコネクタによって海上または港湾ターミナルに接続されて、液体状態の天然ガスの貨物をタンク２００からまたはタンクに移送することができる。

【0115】

図８はまた、積み降ろしステーション７５と、水中ダクト７６と、陸上または港湾施設７７と、ダクト７４、７８とを有する海上ターミナルの例を示す。積み降ろしステーション７５は、陸上施設７７からの、または陸上施設への船舶７０の積み降ろしを可能にする。後者は、液化ガス貯蔵タンク８０と、水中ダクト７６によって積み降ろしパイプ７３に接続された接続ダクト８１と、を含む。水中ダクト７６は、積み降ろしステーション７５と陸上施設７７との間の液化ガスの移送を長距離、例えば５ｋｍにわたって可能にし、これにより、積み降ろし作業中に船舶７０を海岸から長距離に保つことが可能になる。

【0116】

液化ガスの移送に必要な圧力を発生させるために、タンク２００の積み降ろしタワーによって担持される１つまたは複数の荷下ろしポンプ、および／または陸上施設７７に装備されるポンプ、および／または積み降ろしステーション７５に装備されるポンプが実装される。

【0117】

したがって、本発明は、自然に蒸発するガスを船舶上に存在するガス消費装置に強制的に蒸発させた液体ガスで供給することを可能にすると共に、自然に蒸発したガスが船舶のガス消費装置のエネルギー需要に対して多すぎる場合には、自然に蒸発したガスを凝縮させることも可能にするガス供給システムを提供し、この凝縮ステップには、凝縮ユニットの熱交換器を冷却するステップが先行され、それにより、従来技術と比較して短縮された期間にわたって凝縮ユニットの動作を可能にする。

【0118】

しかしながら、本発明は、本明細書に記載および図示した手段および構成に限定することはできず、任意の同等の手段または構成、ならびにそのような手段を技術的に使用する任意の組み合わせにも及ぶ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】