JP2011503463A - Lng燃料の海洋船を操作する方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、LNG燃料の海洋船を操作する方法及びシステムに関する。海洋船は、LNG貯蔵タンク(3)及びLNG燃料動力装置(71)を含む。LNGは、LNG貯蔵タンクに貯蔵され、バンカリング作業に関して、海洋船は、海洋船のバンカリングラインにLNGの源を接続し、次いで、バンカリングラインを介してLNGを海洋船に供給することによって、LNGが供給される。より速いバンカリング作業を実現するために、バンカリング作業の前に、バンカリングライン(14)が冷却される。
Description
本発明は、請求項1のプリアンブル部に記載するように、LNG貯蔵タンク及びLNG燃料動力装置を含むLNG燃料の海洋船を操作する方法であって、LNGは、前記LNG貯蔵タンクに貯蔵され、バンカリング作業に関して、前記海洋船は、前記海洋船のバンカリング(燃料積込)ラインにLNGの源を接続し、次いで、前記バンカリングラインを介してLNGを前記海洋船に供給することによって、LNGが供給される方法に関する。本発明は、また、請求項6のプリアンブル部に記載するような操作システムに関する。
海洋船は、LNG(液化天然ガス)を燃料とすることができる。明らかに、LNGを用いる場合、海洋船は、ある間隔で、燃料の補給ないしバンカリングされる必要がある。バンカリング作業は、通常、港で行われるが、海の外の浮遊するバンカリング施設のような、他の位置で行われてもよい。
LNG燃料の海洋船のバンカリング作業は、通常、長時間かかる。この理由は、LNG(通常、約−162℃)とバンカリングライン(通常、周囲温度で、約+20℃)との間の温度差である。この温度差は、LNGがバンカリングラインで沸騰する原因となり、これにより、ガスと液体の2相流をもたらす。2相流は、バンカリングラインのパイプ配列及び供給手順に対して有害な圧力パルス及び制御問題を引き起こす。結果として、機能するバンカリング作業に達するために、LNGの流量は、圧力パルスを最小化し若しくは少なくとも許容可能なレベルに維持するとするために、作業開始時に非常に低く維持される必要がある。バンカリングラインが冷却し始めた後、流量がゆっくりと増加されてもよい。バンカリング作業は、結果として、非常に長時間かかる。
今日の海洋船の作業における典型的な慣行及び傾向は、短い寄港時間と速い作業時間であり、高いエネルギ消費による後者は、短い時間で大量の燃料の搬送を必要とするだろう。
かかる迅速な搬送は、従来は利用可能でない。
本発明の目的は、先行技術の欠点を回避し、制御された流量を維持しつつ、燃料、特にLNGの効率的な搬送を提供することである。
上記目的は、請求項1による方法により達成される。
本発明の基本的な考え方は、バンカリング作業前に、即ち海洋船の燃料補給の前に、海洋船の外のバンカリングラインを冷却することである。バンカリングラインは、好ましくは、LNGの温度レベルに対応する温度レベルまで冷却される。これは、2相流を避けることを助け、また、バンカリングラインにより低い圧力パルスを与えることを助け、この結果、バンカリング作業の開始時から原理上より早い流量を提供し、結果としてより早いバンカリング作業を提供する。
バンカリングラインの冷却は、好ましくは、バンカリングラインを通して前記LNG貯蔵タンクからのLNGを循環することによって実行される。このようにして、如何なる補助的な冷却手段も必要でない。
LNGは、好ましくは、前記LNG貯蔵タンクの下部から海洋船のバンカリングラインに吸引され、これは、圧縮型のLNG貯蔵タンク若しくは静水圧下のLNG貯蔵タンクの双方に関して、LNGのみがバンカリングラインに補給されることを保証する。これは、好ましくは、海洋船がバンカリング施設に到着する前に実行される。
効果的には、本方法は、また、バンカリングラインから残留LNGを空にするためのパージ接続を採用する。
LNG燃料の海洋船用の操作システムの主要で効果的な特徴は、請求項6乃至10に定義される。
以下、添付の概略的な図面を参照して、本発明の例示的な説明を行う。
図1は、本発明の第1実施例を図示し、港のような、バンカリング施設2にある海洋船を示す。海洋船1は、海洋船の船側外板を概略的に示すラインにより指示される。船側外板は、適切なバルブ手段を備える入口パイプ12を含むバンカーステーション11を収容する。入口パイプ12は、第1の緊急停止バルブ13を備えるバンカリングライン14につながり、バンカリングライン14は、海洋船1のLNG貯蔵タンク3につながる。LNG貯蔵タンク3は、海洋船1の動力装置(参照符号71により概略的に指示)に排出管6及び燃料供給ライン7により接続される。LNG貯蔵タンク内のLNGの液体レベルは、参照符号Lにより指示される。
この実施例では、バンカリングライン14は、2方向バルブ15と、2方向バルブ15に接続され、LNG貯蔵タンク3に開口する第1の分岐管16と、2方向バルブ15に接続され、LNG貯蔵タンク3内に配設されるノズル組立体18を備える第2の分岐管17とを含む。通常のバンカリング作業若しくは燃料補給作業では、LNGは、分岐管16を介して供給される。LNG貯蔵タンク3が空であり、従って、上昇した温度である場合、LNGは、初期的に、第2の分岐管17を通って供給され、従って、LNG貯蔵タンク3を冷却するためにLNG貯蔵タンク3内にノズル組立体18により噴射されることができる。
入口パイプ12は、入口パイプ12及びバンカリングライン14から残留LNGを空にするためにパージ接続19を備える。パージは、例えば窒素のようなガスによって実行されることができる。
この実施例では、LNG貯蔵タンク3は、圧縮型(一般的に、約5バールの圧力)の貯蔵タンクであり、従って、LNG貯蔵タンク3内の所望の圧力を維持するために、熱交換器5を通過する圧力組立回路4を備える。
LNGは、LNG貯蔵タンク3から排出管6を介して燃料供給ライン7に供給され、排出管6は、液体レベルLよりも下方に、LNG貯蔵タンク3の底部にその入口を有する。排出管6は、海洋船1の動力装置71の燃料供給ライン7への更なる搬送のためにLNGが気化されるように、熱交換器5を通過する。
熱は、熱媒体回路8により熱交換器5に提供される。
更に、本実施例では、LNGの源は、港側のLNGタンカートラック10の形態で示される。LNGタンカートラック10は、第2の緊急停止バルブ102のような、適切なバルブ手段を備える出口パイプ101を備える。LNGタンカートラック10の出口パイプ101と海洋船1のバンカーステーション11の入口パイプ12との間の流れ接続を確立するため、例えば燃料ホースのような、バンカー接続ライン103が設けられる。
LNGの源は、また、地上若しくは浮遊支持構造を基礎とする例えば貯蔵タンクでありうる。
図1では、本発明によれば、バンカリングライン14は、また、冷却手段を備える。冷却手段は、LNG貯蔵タンク3の排出管6を含み、排出管6は、また、第1の緊急停止バルブ13を介してバンカリングライン14と連通する冷却ライン9へと分岐される。冷却ライン9は、冷却ラインバルブ91及び本実施例では循環ポンプ92であるポンプ手段を備える。これは、バンカリングライン14を、効果的にはLNGの温度レベルに対応する温度まで、冷却するため、バンカリングライン14にLNG貯蔵タンク3からLNGを循環させる。冷却手段、即ち冷却ラインバルブ91及びポンプ手段、即ち循環ポンプ92を備える冷却ライン9は、排出管6から分離して構成されてもよい。
バンカリングライン14の冷却は、好ましくは、海洋船がバンカリング施設2に到着する前に実行される。このようにして、バンカリングは、到着時に直ぐに開始することができ、また、バンカリングは、ほぼ開始時から高い流量でLNGの源からLNGを供給することによって実行されることができ、これにより、バンカリング作業は短時間内で実行されることができる。
上述の緊急停止バルブは、LNGの特性に関して安全基準の観点から有効である。更に、パイプ管及びラインは、好ましくは、周囲への漏れを防ぐために、二重の壁であり若しくはダクトに囲繞される。
要約すると、上述の観点から、海洋船の操作は、短くは次のように記載することができる。
海洋船1が航海しているとき、海洋船1の動力装置71若しくは推進機械は、LNG貯蔵タンク3から供給される気化NG(天然ガス)により駆動される。LNGは、熱交換器5を介して排出管6により供給され、熱交換器5にてLNGが気化され、従って、LNGは、ガスモード(NG)で推進機械の燃料供給ライン7(この実施例では、例えば2つのエンジンに対応して、2つの燃料供給ライン)に搬送される。
海洋船1が、例えば目的地であるその港に、到着するとき、考えられる荷揚げ及び/又は積荷作業に加えて、給油される必要がある。給油は、LNGタンカートラック10若しくは例えばその他のLNGの源により提供される。
効率的な給油作業を準備するために、海洋船が港に着く前に、海洋船1の船外で準備対策が取られる。LNG貯蔵タンク3からLNGを冷却ライン9を介してバンカリングライン14へと、更に、バンカリングライン14によりLNG貯蔵タンク3まで戻るように循環させるために、冷却ラインバルブ91が開けられ、循環ポンプ92が始動される。当該バンカリングライン及び冷却ラインのそれぞれのバルブ手段は、常態で流体の連通が確立される位置にある。循環ポンプ92が運転され、LNGは、バンカリングライン14が冷却され所望の温度レベル(効果的には、LNGの温度レベルに対応する温度レベル)が達成されるのに十分な時間、再循環され、これにより、LNGの再循環が中断されることができる。
海洋船1が、次いで、港に到達するとき、バンカリングライン14は、LNGタンカートラック10からLNGを受け入れるための適切な温度である。LNGタンカートラック10の出口パイプ101は、次いで、海洋船1のバンカーステーション11の入口パイプ12にバンカリング接続ライン103により接続されることができ、これにより、バンカリング作業は開始されることができ、短時間で実行されることができる。バンカリング接続ライン103、即ち燃料ホースがLNGタンカートラック10からのLNGにより冷却されると直ぐに、LNGは、冷却されたバンカリングライン14に高い流量で搬送されることができる。それ故に、バンカリング接続ライン103が短いことが有利である。
それぞれのバルブ手段は、常態でLNGタンカートラック10からバンカリングライン14への流体の連通が確立されるような位置とされる。バンカリングが完了したとき、LNGタンカートラック10は、接続を外すことができ、それぞれのバルブ手段が閉じられる。
LNGの源が、地上若しくは浮遊支持構造を基礎とする例えば固定された貯蔵タンクである場合、固定された貯蔵タンクからドック側でのバンカー接続ラインに対する接続ポイントまで導くパイプは、効果的には、上述と同様の態様で冷却される。これは、固定貯蔵タンクからドック側の接続ポイントまで導くパイプを介してLNGの再循環を提供することで実行でき、ドック側の接続ポイントには、バンカリングライン接続が接続される。この操作は、海洋船での準備対策と対応する態様で港に海洋船が到着する前に実行されるだろう。
従って、これは、迅速なバンカリング作業及び短い寄港時間を提供する。海洋船1は、次いで、更なる作業のための準備された状態となる。
LNG貯蔵タンクと、ポンプ、熱交換器、コンプレッサ及びバルブ手段のような構成要素を含む燃料供給構造とは、当業者に知られており、それ故に、ここでは更なる詳細を説明しない。
上述の操作の異なるステージは、適切な自動化システムにより適切に制御されることができる。これは、当業者の知識の範囲内と考えられ、それ故に、ここでは更なる詳細を説明しない。
図2は、本発明の第2実施例を示し、港のような、バンカリング施設2にある海洋船1を示す。海洋船1は、海洋船の船側外板を概略的に示すラインにより指示される。船側外板は、適切なバルブ手段を備える入口パイプ12を含むバンカーステーション11を収容する。入口パイプ12は、第1の緊急停止バルブ13を備えるバンカリングライン14につながり、バンカリングライン14は、海洋船1のLNG貯蔵タンク30につながる。
バンカリングライン14は、LNG貯蔵タンク30に直接つながり、LNG貯蔵タンク30は、別の燃料供給タンク40に接続され、別の燃料供給タンク40は、断熱された圧力容器であり、LNG貯蔵タンク30よりも有意に小さいサイズである。LNG貯蔵タンク30は、大気圧下にあり、即ち、実際にはLNGにより生ずる静水圧下にある。LNGの液体レベルは、参照符号Lにより指示される。
入口パイプ12は、入口パイプ12及び燃料積込ライン14から残留LNGを空にするためにパージ接続19を備える。パージは、例えば窒素のようなガスによって実行されることができる。
本実施例では、LNG貯蔵タンク30は、燃料供給タンク40にLNGを搬送するように構成される。この目的のため、LNG貯蔵タンク30は、第1の燃料供給ライン31を備え、第1の燃料供給ライン31は、この実施例では供給ポンプ32、効果的には低温ポンプであるポンプ手段を含む。LNG貯蔵タンク30の下部(液体レベルLよりも下方)からのLNGは、液化された形態で供給ポンプ32によって、第1の燃料供給ライン31により、同時に圧力を上昇する燃料供給タンク40へと吸入される。LNG貯蔵タンク30は、また、第2の燃料供給ライン33を備え、第2の燃料供給ライン33は、LNG貯蔵タンク30から燃料供給タンク40まで気化したガスを捕捉し搬送するために、LNG貯蔵タンク30の上部(液体レベルLよりも上方)に配置される。第2の燃料供給ライン33は、低圧のLNG貯蔵タンク30から高圧の燃料供給タンク40まで気化したガスを吸入するためのコンプレッサ34(本実施例では、2つのコンプレッサ)を備える。コンプレッサ34は、燃料供給タンク40を支配する圧力レベルまで気化ガスの圧力を上昇させる。燃料供給タンク40におけるLNGの液体レベルは、参照符号L’により指示される。
燃料供給タンク40は、燃料供給タンク40内の所望の圧力レベルを維持するために、第1の熱交換器42を通過し燃料供給タンク40の上部(液体レベルL’よりも上方)に燃料供給タンク40の下部(液体レベルL’よりも下方)から延在する圧力組立回路41を備える。熱は、第1の熱媒体回路81により第1の熱交換器42に提供される。
LNGは、燃料供給タンク40から排出管60を通って燃料供給ライン70まで供給される。排出管60は、海洋船1の動力装置71の燃料供給ライン70へ更なる搬送のためにLNGが気化されるように、第2の熱交換器50を通過する。熱は、第2の熱媒体回路82により第2の熱交換器50に提供される。
更に、この実施例では、LNGの源は、港側のLNGタンカートラック10の形態で示される。LNGタンカートラック10は、第2の緊急停止バルブ102のような、適切なバルブ手段を備える出口パイプ101を備える。LNGタンカートラック10の出口パイプ101と海洋船1の燃料積込ステーション11の入口パイプ12との間の流れ接続を確立するため、例えば燃料ホースのような、バンカー接続ライン103が設けられる。
LNGの源は、また、地上若しくは浮遊支持構造を基礎とする例えば貯蔵タンクでありうる。
図2では、本発明によれば、燃料積込ライン14は、また、冷却手段を備える。冷却手段は、LNG貯蔵タンク30内に配置される第1の燃料供給ライン31を含み、第1の燃料供給ライン31は、第1の緊急停止バルブ13を介してバンカリングライン14と連通する冷却ライン90であって、冷却ラインバルブ91を備える冷却ライン90へと分岐される。LNGは、ポンプ手段、即ち供給ポンプ32により冷却ライン90内を循環される。これは、バンカリングライン14を、効果的にはLNGの温度レベルに対応する温度まで、冷却するため、バンカリングライン14にLNG貯蔵タンク30からLNGを循環させる。冷却手段、即ち冷却ラインバルブ91を備える冷却ライン90は、当然ながら、第1の燃料供給ライン31から別に構成されてもよく、この場合、別のポンプ手段を備える。
バンカリングライン14の冷却は、好ましくは、海洋船がバンカリング施設2に到着する前になされる。このようにして、バンカリングは、到着時に直ぐに開始することができ、また、バンカリングは、ほぼ開始時から高い流量でLNGの源からLNGを供給することによって実行されることができ、これにより、バンカリング作業は短時間内で実行されることができる。
上述の緊急停止バルブは、LNGの特性に関して安全基準の観点から有効である。更に、パイプ管及びラインは、好ましくは、周囲への漏れを防ぐために、二重の壁であり若しくはダクトに囲繞される。
要約すると、上述の観点から、海洋船の操作は、短くは次のように記載することができる。
海洋船1が航海しているとき、海洋船1の動力装置71若しくは推進機械は、LNG貯蔵タンク30から供給される気化NG(天然ガス)により駆動される。LNGは、供給ポンプ32を備える第1の熱交換器31を介して、燃料供給タンク40に供給され、更に、排出管60及び熱交換器50を通り、熱交換器50にてLNGが気化され、従って、LNGは、ガスモード(NG)で推進機械の燃料供給ライン70(この実施例では、例えば4つのエンジンに対応して、4つの燃料供給ライン)に搬送される。
海洋船1が、例えば目的地であるその港に、到着するとき、考えられる荷揚げ及び/又は積荷作業に加えて、給油される必要がある。給油は、LNGタンカートラック10若しくは例えばその他のLNGの源により提供される。
効率的な給油作業を準備するために、海洋船が港に着く前に、海洋船1の船外で準備対策が取られる。LNGをLNG貯蔵タンク30から冷却ライン90を介してバンカリングライン14へと、更に、バンカリングライン14によりLNG貯蔵タンク30まで戻るように循環させるために、供給ポンプ32が運転され、冷却ラインバルブ91が開かれる。当該バンカリングライン及び冷却ラインのそれぞれのバルブ手段は、常態で流体の連通が確立される位置にある。この再循環は、バンカリングライン14の所望の温度レベル(効果的には、LNGの温度レベルに対応する温度レベル)が達成されるのに十分な時間継続され、これにより、LNGの再循環が中断されることができる。
海洋船1が、次いで、港に到達するとき、バンカリングライン14は、LNGタンカートラック10からLNGを受け入れるための適切な温度である。LNGタンカートラック10の出口パイプ101は、次いで、海洋船1のバンカーステーション11の入口パイプ12にバンカリング接続ライン103、即ち燃料ホースにより接続されることができる。バンカリング接続ライン103、即ち燃料ホースがLNGタンカートラック10からのLNGにより冷却されると直ぐに、LNGは、冷却されたバンカリングライン14に高い流量で搬送されることができる。それ故に、バンカリング接続ライン103が短いことが有利である。
それぞれのバルブ手段は、常態でLNGタンカートラック10からバンカリングライン14への流体の連通が確立されるような位置とされる。バンカリングが完了したとき、LNGタンカートラック10は、接続を外すことができ、それぞれのバルブ手段が閉じられる。
LNGの源が、地上若しくは浮遊支持構造を基礎とする例えば固定された貯蔵タンクである場合、固定された貯蔵タンクからドック側でのバンカー接続ラインに対する接続ポイントまで導くパイプは、効果的には、上述と同様の態様で冷却される。これは、固定貯蔵タンクからドック側の接続ポイントまで導くパイプを介してLNGの再循環を提供することで実行でき、ドック側の接続ポイントには、バンカリングライン接続が接続される。この操作は、海洋船での準備対策と対応する態様で港に海洋船が到着する前に実行されるだろう。
従って、これは、迅速なバンカリング作業及び短い寄港時間を提供する。海洋船1は、次いで、更なる作業のための準備された状態となる。
LNG貯蔵タンクと、燃料供給タンクと、ポンプ、熱交換器、コンプレッサ及びバルブ手段のような構成要素を含む燃料供給構造とは、当業者に知られており、それ故に、ここでは更なる詳細を説明しない。
上述の操作の異なるステージは、適切な自動化システムにより適切に制御されることができる。これは、当業者の知識の範囲内と考えられ、それ故に、ここでは更なる詳細を説明しない。
本説明及びそれに関連した図面は、本発明の基本的な考えを明確化する意図のためだけである。本発明は、添付の請求項の範囲内で詳細に変更しうる。
Claims (10)
- LNG貯蔵タンク及びLNG燃料動力装置を含むLNG燃料の海洋船を操作する方法であって、
LNGは、前記LNG貯蔵タンクに貯蔵され、バンカリング作業に関して、前記海洋船は、前記海洋船のバンカリングラインにLNGの源を接続し、次いで、前記バンカリングラインを介してLNGを前記海洋船に供給することによって、LNGが供給される方法において、
前記バンカリング作業の前に、バンカリングラインを冷却することを特徴とする、方法。 - 前記バンカリングラインは、LNGの温度レベルに対応した温度レベルまで冷却される、請求項1に記載の方法。
- 前記バンカリングラインは、前記燃バンカリングラインを通して前記LNG貯蔵タンクからのLNGを循環することによって冷却される、請求項2に記載の方法。
- LNGは、前記海洋船がバンカリング施設に到着する前に、前記LNG貯蔵タンクの下部から前記バンカリングラインに吸引される、請求項3に記載の方法。
- 前記バンカリングラインを空にするためのパージ接続を採用する、請求項1に記載の方法。
- LNG燃料の海洋船用の操作システムであって、
前記海洋船は、LNG貯蔵タンクと、LNG燃料動力装置と、バンカーステーションと、前記バンカーステーションと前記LNG貯蔵タンクの間に流れの接続を提供するバンカリングラインとを含む操作システムにおいて、
当該システムは、更に、バンカリング作業の前に前記バンカリングラインを冷却する冷却手段を含むことを特徴とする、操作システム。 - 前記冷却手段は、前記LNG貯蔵タンクと前記バンカリングラインとの間に流れの接続を提供する冷却ラインを含む、請求項6に記載の操作システム。
- 前記冷却ラインは、前記LNG貯蔵タンクの下部に接続され、前記冷却ラインは、ポンプ手段を備え、前記冷却ラインは、前記バンカリングラインに接続される、請求項7に記載の操作システム。
- 前記LNG貯蔵タンクは、圧縮型のLNG貯蔵タンク若しくは静水圧下のLNG貯蔵タンクである、請求項8に記載の操作システム。
- 前記バンカリングラインと連通するパージ接続を含む、請求項6に記載の操作システム。
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