(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化天然ガスが貯蔵される貯蔵容器を運搬するための船舶において、
船体に上部が開放されるように設けられる船倉と、
前記船倉の上部に横方向と縦方向に多数設置されることで前記船倉の上部を多数の開口で区画し、前記開口ごとに前記貯蔵容器が垂直に挿入され、支持されるようにする第１及び第２部支持台と、
前記船倉の下部に設置され、前記開口に挿入された前記貯蔵容器の下部を支持する下部支持台と、を備え、
前記下部支持台は、前記船倉の底面に上方に向いて垂直に多数設置され、前記下部支持台の各々の間に、前記下部支持台の間隔を維持するための補強部材が設置されることを特徴とする液化天然ガス貯蔵容器の運搬船。
【請求項２】
前記第１及び第２上部支持台と前記船倉の内側面の中で一部または全部に前記貯蔵容器の側部を支持するように多数設置される支持ブロックを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の液化天然ガス貯蔵容器の運搬船。
【請求項３】
前記支持ブロックは、前記貯蔵容器の前後及び左右を各々支持するように設けられ、前記貯蔵容器の外側面曲率に相応する曲率を有する支持面が形成されることを特徴とする請求項２に記載の液化天然ガス貯蔵容器の運搬船。
【請求項４】
前記貯蔵容器と共にコンテナボックスを運送するため、コンテナ積載部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の液化天然ガス貯蔵容器の運搬船。
【請求項５】
前記液化天然ガスは、１３〜２５ｂａｒの圧力と−１２０〜−９５℃の温度に液化した加圧液化天然ガスであり、
前記貯蔵容器は、二重構造の貯蔵容器で、前記貯蔵容器の二重構造内部の圧力と前記貯蔵容器内部の圧力が平衡を成すように前記貯蔵容器の二重構造と前記貯蔵容器の内部間には連結流路が設けられることを特徴とする請求項１に記載の液化天然ガス貯蔵容器の運搬船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化天然ガス貯蔵容器の運搬船に関するもので、液化天然ガスを貯蔵するための貯蔵容器を効率的と安定的に運搬することができ、製作に所要される費用と時間を減らせる液化天然ガス貯蔵容器の運搬船に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液化天然ガス(Liquefied Natural Gas、LNG)は、メタン(Methane)を主成分とする天然ガスを大気圧で-162℃の極低温状態に冷却させ、その体積を600分の１に減らした無色透明の超低温の液体で、気体状態より輸送効率が良くて、長距離輸送に経済性があると知られている。
【０００３】
このような液化天然ガスは、生産プラントの建設及び運搬船の建造費用が多く所要されるので、経済性を満足するために、大規模・長距離輸送に適用されてきた。これに反して、小規模、短距離輸送にはパイプラインやCNG(Compressed Natural Gas)が経済性があると知られているが、パイプラインを利用した輸送の場合、地理的制約が伴われるし、環境破壊の問題等をもたらし得るし、CNGは輸送効率が低いという短所がある。
【０００４】
従来の液化天然ガスを消費先に分配する方法は、高費用を要求するだけでなく、消費先の様々な要求に柔軟に対処しにくく、消費先に別途の貯蔵タンクが必要なので、インフラ投資に多くの費用が所要されるし、液化天然ガスの荷役にも多くの時間と努力が必要である問題点があった。
【０００５】
また、天然ガスは、大気圧で-163℃の液化点を有し、一定の圧力が作用する場合、液化点が大気圧下でより上昇する特性がある。このような特性は、液化工程の中で酸性ガス(Acid gas)の除去及びNGL(Natural Gas Liquid)の分別(Fractionation)などの処理段階を縮小することができ、これによる設備と設備容量の減少に繋がり、液化天然ガスの生産の単位コストを減少させる長所がある。
【０００６】
しかし、従来の液化天然ガスターミナルやガス化施設を備えている船舶に設けられた液化天然ガス貯蔵タンクは、一定の大きさに制限されているだけでなく、前述の天然ガスの特性を反映して経済性のある液化天然ガスの貯蔵に不適で、様々な需要者の要求に応じて容易に消費先に液化天然ガスを運搬することが難しい。
【０００７】
従って、上記の問題を解決するために、一般的な液化天然ガスだけでなく、一定の圧力で加圧された加圧液化天然ガスを貯蔵し、運搬するための貯蔵容器が開発されている。
【０００８】
このような液化天然ガスの貯蔵容器は、従来のLNG運搬船や貨物船では運搬が難しい。従って、液化天然ガスの貯蔵容器を効率的と安定的に運搬することができると共に製作に所要される時間と費用が最小化できる運搬船の開発が必要となった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためのもので、液化天然ガスまたは一定圧力の加圧液化天然ガスを貯蔵するための貯蔵容器を効率的と安定的に運搬することができる運搬船を提供しようとする。
【００１０】
また、このような液化天然ガス貯蔵容器の運搬船製作に所要される時間と費用が最小化できることで経済性を図ろうとする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の一側面によると、液化天然ガスが貯蔵される貯蔵容器を運搬するための船舶において、船体に上部が開放されるように設けられる船倉と、前記船倉の上部に横方向と縦方向に多数設置されることで前記船倉の上部を多数の開口で区画し、前記開口ごとに前記貯蔵容器が垂直に挿入され、支持されるようにする第１及び第２部支持台と、前記船倉の下部に設置され、前記開口に挿入された前記貯蔵容器の下部を支持する下部支持台と、を備え、前記下部支持台は、前記船倉の底面に上方に向いて垂直に多数設置され、前記下部支持台の各々の間に、前記下部支持台の間隔を維持するための補強部材が設置されることを特徴とする。
【００１２】
前記第１及び第２上部支持台と前記船倉の内側面の中で一部または全部に前記貯蔵容器の側部を支持するように多数設置される支持ブロックを更に含むことを特徴とする。
【００１３】
前記支持ブロックは、前記貯蔵容器の前後及び左右を各々支持するように設けられ、前記貯蔵容器の外側面曲率に相応する曲率を有する支持面が形成されることを特徴とする。
【００１５】
前記貯蔵容器と共にコンテナボックスを運送するため、コンテナ積載部が設けられることを特徴とする。
【００１６】
前記液化天然ガスは、１３〜２５ｂａｒの圧力と−１２０〜−９５℃の温度に液化した加圧液化天然ガスであり、前記貯蔵容器は、二重構造の貯蔵容器で、前記貯蔵容器の二重構造内部の圧力と前記貯蔵容器内部の圧力が平衡を成すように前記貯蔵容器の二重構造と前記貯蔵容器の内部間には連結流路が設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、液化天然ガスまたは一定の圧力で加圧された液化天然ガスを貯蔵するための貯蔵容器を効率的と安定的に運搬することができ、既存のコンテナ船の改造だけでもこのような貯蔵容器の運搬ができるようになる。特に、コンテナ船で上部のコンテナボックスを支持するための柱(Stanchion)、ラッシングブリッジ(lashing bridge)のような構造物を貯蔵容器の支持のために活用できることで、貯蔵容器の運搬船製作に所要される時間と費用を最小化することができる。
【００２０】
また、貯蔵容器の下段に余裕空間を設けることができ、各種配管及び装置の設置が容易になり、積載される貯蔵容器が船舶運航に必須である視野を妨害しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図1は、本発明による加圧液化天然ガスの生産方法を図示した流れ図、
【図２】図2は、本発明による加圧液化天然ガスの生産システムを図示した構成図、
【図３】図3は、本発明による加圧液化天然ガスの分配方法を図示した流れ図、
【図４】図4は、本発明による加圧液化天然ガスの分配方法を説明するための構成図、
【図５】図5は、本発明による加圧液化天然ガスの分配方法に用いられる圧力容器を図示した側面図、
【図６】図6は、本発明による加圧液化天然ガスの分配方法の他の例を説明するための構成図、
【図７】図7は、本発明による液化天然ガスの貯蔵タンクを図示した斜視図、
【図８】図8は、本発明による液化天然ガスの貯蔵タンクに関する様々な規格を図示した斜視図、
【図９】図9は、本発明による液化天然ガスの貯蔵タンクを図示した構成図、
【図１０】図10は、本発明による液化天然ガスの貯蔵タンクに関する他の例を図示した構成図、
【図１１】図11は、本発明の第1実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した断面図、
【図１２】図12は、本発明の第1実施例による液化天然ガスの貯蔵容器に形成される連結部の他の実施例を図示した断面図、
【図１３】図13は、本発明の第1実施例による液化天然ガスの貯蔵容器の作用を説明するための断面図、
【図１４】図14は、本発明の第2実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した部分断面図、
【図１５】図15は、本発明の第3実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した部分断面図、
【図１６】図16は、本発明の第4実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した断面図、
【図１７】図17は、図16のA-A'線による断面図、
【図１８】図18は、図17のB-B'線による断面図、
【図１９】図19は、本発明の第5実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した断面図、
【図２０】図20は、本発明の第6実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した断面図、
【図２１】図21は、図20のC-C'線による断面図、
【図２２】図22は、本発明の第7実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した断面図、
【図２３】図23は、本発明の第8実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した構成図、
【図２４】図24は、本発明の第9実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した構成図、
【図２５】図25は、本発明の第10実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した構成図、
【図２６】図26は、本発明の第11実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した断面図、
【図２７】図27は、本発明の第11実施例による液化天然ガスの貯蔵容器の連結部に関する他の例を図示した断面図、
【図２８】図28は、本発明の第11実施例による液化天然ガスの貯蔵容器の連結部に関するさらに他の例を図示した断面図、
【図２９】図29は、本発明の第11実施例による液化天然ガスの貯蔵容器の連結部に関するさらに他の例を図示した断面図、
【図３０】図30は、本発明の第12実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した要部拡大図、
【図３１】図31は、本発明の第12実施例による液化天然ガスの貯蔵容器に設けられた緩衝部を図示した斜視図、
【図３２】図32は、本発明の第12実施例による液化天然ガスの貯蔵容器に設けられた緩衝部の他の例を図示した斜視図、
【図３３】図33は、本発明による液化天然ガスの液化設備を図示した構成図、
【図３４】図34は、本発明による貯蔵タンク運搬装置を有する浮遊式構造物を図示した側面図、
【図３５】図35は、本発明による貯蔵タンク運搬装置を有する浮遊式構造物を図示した正面図、
【図３６】図36は、本発明による貯蔵タンク運搬装置を有する浮遊式構造物の動作を説明するための側面図、
【図３７】図37は、本発明による加圧液化天然ガス貯蔵容器の高圧維持システムを図示した構成図、
【図３８】図38は、本発明の第1実施例による熱交換器分離型液化設備を図示した構成図、
【図３９】図39は、本発明の第2実施例による熱交換器分離型液化装置を図示した構成図、
【図４０】図40は、本発明による液化天然ガス貯蔵容器の運搬船を図示した正断面図、
【図４１】図41は、本発明による液化天然ガス貯蔵容器の運搬船を図示した側断面図、
【図４２】図42は、本発明による液化天然ガス貯蔵容器の運搬船の腰部を図示した平面図、
【図４３】図43は、本発明による二酸化炭素固形化除去システムを図示した構成図、
【図４４】図44は、本発明による二酸化炭素固形化除去システムの動作を図示した図面、
【図４５】図45は、本発明による液化天然ガス貯蔵容器の連結構造を図示した断面図、
【図４６】図46は、本発明による液化天然ガス貯蔵容器の連結構造を図示した斜視図、そして、
【図４７】図47は、本発明による液化天然ガス貯蔵容器の連結構造の作用を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
1：天然ガス田
2：船舶
3：消費先
3a：消費者
4：バルブ
5：内壁
6：貯蔵タンク
7：船積ライン
7a：バルブ
8：荷役ライン
8a：バルブ
9a：外部注入部
10：加圧液化天然ガスの生産システム
11：脱水設備
12：液化設備
13：二酸化炭素除去設備
14：貯蔵設備
21：貯蔵容器
21a：ノズル
22：容器アセンブリー
22a：統合ノズル
23：再気化システム
30：液化天然ガスの貯蔵タンク
31：本体
31a：スペーサー
31b：支持台
32：貯蔵容器
33：船荷役ライン
33a,33b：船荷役バルブ
34：蒸発ガスライン
34a,34b：蒸発ガスバルブ
35：圧力感知部
36：制御部
36a：操作部
37：ディスプレイ部
38：加熱部
38a：熱交換器
38b：電気ヒーター
39：発熱量調節部
41：バイパスライン
41a：バイパスバルブ
42：温度感知部
50：貯蔵容器
51：内部シェル
51a：出入口
52：外部シェル
53：断熱層部
54：連結流路
55：連結部
56：外部断熱層
57：ヒーティング部材
60,70：貯蔵容器
61：内部シェル
62：外部シェル
63：支持台
63a：第1フランジ
63b：第2フランジ
63c：第1ウェブ
64：断熱層部
65：断熱部材
66：下部支持台
80,90：貯蔵容器
81：内部シェル
82：外部シェル
83：金属芯
83a：支持点
84：断熱層部
86：下部支持台
100：貯蔵容器
110：内部シェル
120：外部シェル
130：断熱層部
140,150,160,170：連結部
141,151,161：注入部
142,152,162,172：第1フランジ
143：延長部
144,174：第2フランジ
163：締結部材
163a：結合部
181,183：ボルト
182：ナット
200：加圧液化天然ガスの液化設備
210：冷媒供給部
211：冷媒ライン
220：供給ライン
221：第1分岐ライン
230：熱交換器
240：再生部
241：再生流体供給部
242：再生流体ライン
243：第1バルブ
244：第2バルブ
250：感知部
260：制御部
270：第3バルブ
300：貯蔵タンク運搬装置を有する浮遊式構造物
310：貯蔵タンクの運搬装置
311：昇降部
311a：積載台
311b：移動足場
311c：ヒンジ結合部
311d：補助レール
312：レール
313：移送台車
313a：ホイール
313b：タンク保護台
320：浮遊構造物
330：貯蔵タンク
400：加圧液化天然ガス貯蔵容器の高圧維持システム
410：荷役ライン
411：貯蔵容器
420：圧力補充ライン
430：蒸発機
440：蒸発ガスライン
450：圧縮機
510：貯蔵容器
511：内部シェル
512：外部シェル
513：断熱層部
514：イコライジングライン
514a：開閉バルブ
514b：第2排気バルブ
514c：第2排気ライン
515：第1排気ライン
515a：第1排気バルブ
516a：第1連結部
516b：第2連結部
517：支持台
518：下部支持台
520：貯蔵容器
521：内部シェル
521a：注入口
522：外部シェル
522a：延長部
523：断熱層部
524：連結部
525,526,527：緩衝部
525a,526a,527a：ループ
525b：ジョイント部
610,640：熱交換器分離型天然ガス液化設備
620,650：液化用熱交換器
621：第1流路
622：第2流路
623：液化ライン
624：開閉バルブ
630,660：冷媒冷却部
631,632,661：冷媒用熱交換器
631a,632a,661a：第1流路
631b,632b,661b：第2流路
631c：第3流路
633,663：圧縮機
634,664：後冷却器
635：分離機
636a：第1J-Tバルブ
636b：第2J-Tバルブ
636c：第3J-Tバルブ
637：冷媒供給ライン
638：冷媒循環ライン
638a：気相ライン
638b：液相ライン
638c：連結ライン
665：膨張機
666：流量配分バルブ
700：液化天然ガス貯蔵容器の運搬船
710：船体
711：テック
720：船倉
721：開口
730：第1上部支持台
740：第2上部支持台
750：下部支持台
751：補強部材
760：支持ブロック
761：支持面
770：コンテナ積載部
791：貯蔵容器
792：コンテナボックス
810：二酸化炭素固形化除去設備
811：供給ライン
812：膨張バルブ
813：固形化二酸化炭素フィルター
814：第1開閉バルブ
815：第2開閉バルブ
816：加熱部
816a：熱媒ライン
816b：再生熱交換器
816c：第4開閉バルブ
816d：第5開閉バルブ
817：第3開閉バルブ
817a：排出ライン
820：液化天然ガス貯蔵容器の連結構造
821：スライディング結合部
822：連結部
823：結合部
824：延長部
830：液化天然ガス貯蔵容器
831：内部シェル
831a：注入口
832：外部シェル
833：断熱層部
840：外部注入部
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付した図面を参照し、本発明の好ましい実施例に関する構成及び作用を詳細に説明すると、下記の通りである。また、下記の実施例は、いくつかの他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が下記の実施例に限定されるものではない。
【００２４】
ここで各図面の構成要素に対して参照符号を付加することにおいて、同一の構成要素に限っては、例え異なる図面上に表示されたとしても、なるべく同一符号で表記したことに留意しなければならない。
【００２５】
図1は、本発明による加圧液化天然ガスの生産方法を図示した流れ図である。
【００２６】
図1に図示された通り、本発明による加圧液化天然ガスの生産方法は、天然ガス田(1)より供給される天然ガスから酸性ガスを除去する過程無しに脱水し、天然ガスからNGL(Natural Gas Liquid)を分別する過程無しに加圧及び冷却により液化して加圧液化天然ガスを生産し、このために脱水段階(S11)と液化段階(S12)を含むことができる。
【００２７】
脱水段階(S11)において、天然ガス田(1)から天然ガスの供給を受け、酸性ガス(Acid gas)を除去する過程無しで脱水(Dehydration)過程により水蒸気などの水分を除去するようになる。従って、天然ガスに対して酸性ガス除去過程を経ずに脱水過程を経ることで、酸性ガスの除去過程の省略により工程の単純化及びそれに所要される投資と維持費用を減らすことができるようになる。また、脱水段階(S11)により天然ガスから水分を充分除去することで生産システムの作動温度及び圧力で天然ガスの水分凍結を防止する。
【００２８】
液化段階(S12)によると、脱水段階(S11)を終えた天然ガスからNGL(Natural Gas Liquid)を分別(Fractionation)する過程無しで13〜25barの圧力と-120〜-95℃の温度に液化し、加圧液化天然ガスを生産するようになり、一例として17barの圧力と-115℃の温度を有する加圧液化天然ガスを生産することができる。従って、天然ガスに対し、NGL、即ち、液化炭化水素に対する分別過程を省略することで液化天然ガスの生産工程を単純化するだけでなく、極低温に天然ガスを冷却・液化させる動力消耗も減らすことができるため、それに所要される投資及び維持費用を減らし、液化天然ガスの単価を下げることができる。
【００２９】
本発明による加圧液化天然ガスの生産方法において天然ガス田(1)の条件は、産出される天然ガスが10%以下の二酸化炭素(CO2)を有させることができる。また、脱水段階(S11)を終えた天然ガスにおいて二酸化炭素が10%以下に存在する場合、上記の液化段階で二酸化炭素を凍結(Freezing)させた後除去する二酸化炭素除去段階(S13)を更に含むことができる。
【００３０】
二酸化炭素除去段階(S13)は、脱水段階(S11)を終えた天然ガスにおいて二酸化炭素が2%を超過または10%以下の場合に実施することができる。ここで天然ガスは、二酸化炭素が2%以下の場合、後述の加圧液化天然ガスの温度及び圧力条件で液体状態として存在するので、二酸化炭素除去段階(S13)を実施しなくても加圧液化天然ガスの生産及び運搬への影響がなくなり、二酸化炭素が2%を超過して10%以下の場合、固体で冷凍されるので、液化のために二酸化炭素除去段階(S13)を経るようになる。
【００３１】
液化段階(S12)が終わると、液化段階(S12)で生産された加圧液化天然ガスを二重構造の貯蔵容器に貯蔵する貯蔵段階(S14)を実施することができ、これにより加圧液化天然ガスを希望する位置に移送する。これのために貯蔵容器を個別またはパッケージ化し、船舶により移送する移送段階(S15)を実施することができる。もちろん、タンクの強度が強化された液化天然ガス運搬用貯蔵容器を個別またはパッケージ化し、船舶により移送することもできることである。
【００３２】
移送段階(S15)に用いられる貯蔵容器は、13〜25barの圧力と-120〜-95℃の温度に耐える材質と構造を有することができる。また、貯蔵容器の運搬のための船舶は、液化天然ガス運搬船のように別途の船舶を製造せず既存のバージ船またはコンテナ船等が利用されることで貯蔵容器の運搬の所要費用を減らすことができる。
【００３３】
この場合、バージ船やコンテナ船等をそのまま又は最小の改造を通して貯蔵容器を積載し、運送することができる。ここで船舶によって移送された貯蔵容器は、消費先の要求により個別貯蔵容器の単位で運送されることができる。
【００３４】
一方、移送段階(S15)を終えて需要先に供給された貯蔵容器に貯蔵された加圧液化天然ガスは、最終消費先で再気化段階(S16)を経て気体状態の天然ガスで供給する。ここで再気化段階(S16)を実施するための再気化設備は、高圧ポンプと気化器で構成されることができ、発電所や工場のように個別単位の消費先のような場合には自体再気化設備が設けられることができる。
【００３５】
図2は、本発明による加圧液化天然ガスの生産システムを図示した構成図である。
【００３６】
図2に図示された通り、本発明による加圧液化天然ガスの生産システム(10)は、天然ガス田(1)から天然ガスの供給を受け、脱水する脱水設備(11)と、脱水設備(11)を経た天然ガスを13〜25barの圧力と-120〜-95℃の温度に液化し、加圧液化天然ガスを生産する液化設備(12)を含むことができる。
【００３７】
脱水設備(11)は、天然ガス田(1)から天然ガスの供給を受け脱水(Dehydration)過程により水蒸気等のような水分を除去することで、生産システムの作動温度及び圧力で天然ガスの凍結を防止する。この際、天然ガス田(1)から脱水設備(11)に供給される天然ガスは、酸性ガス(Acid gas)を除去する過程を経なくなり、このため液化天然ガス生産工程の単純化及びその所要投資と維持費用を減らすことができるようになる。
【００３８】
液化設備(12)は、脱水設備(11)を経た天然ガスを13〜25barの圧力と-120〜-95℃の温度に液化し、加圧液化天然ガスを生産し、一例として17barの圧力と-115℃の温度を有する加圧液化天然ガスを生産することができ、このために、低温流体の圧縮及び冷却に必要な圧縮機及び冷却器を含むことができる。ここで脱水設備(11)を経た天然ガスは、NGL(Natural Gas Liquid)を分別(Fractionation)する過程無しに液化設備(12)に供給され液化段階を経ることでNGL、即ち液化炭化水素の分別過程によるシステムの製作及び維持に所要される費用を減らし、液化天然ガスの単価が下がるようになる。
【００３９】
本発明による加圧液化天然ガスの生産システム(10)は、脱水設備(11)を経た天然ガスにおいて二酸化炭素が10%以下に存在する場合、天然ガスから二酸化炭素を凍結(Freezing)させた後除去するために設けられる二酸化炭素除去設備(13)を更に含むことができる。
【００４０】
二酸化炭素除去設備(13)は、脱水設備(11)を経た天然ガスにおいて二酸化炭素が2%を超過または10%以下である場合に限って、天然ガスから二酸化炭素の除去が行われるようにすることができる。即ち、天然ガスは、二酸化炭素が2%以下の場合、加圧液化天然ガスの温度及び圧力条件で液体状態として存在するので、二酸化炭素の除去が不要であり、二酸化炭素が2%を超えて10%以下の場合、固体として冷凍されるので、二酸化炭素除去設備(13)によって二酸化炭素を除去する必要がある。
【００４１】
液化設備(12)で生産される加圧液化天然ガスは、貯蔵設備(14)で二重構造の貯蔵容器に貯蔵され、貯蔵容器の運送によって目的の消費先に移送される。
【００４２】
図3は、本発明による加圧液化天然ガスの分配方法を図示した流れ図である。
【００４３】
図3に図示された通り、本発明による加圧液化天然ガスの分配方法は、天然ガスに圧力をかけ、冷却させて液化された加圧液化天然ガスが貯蔵される貯蔵容器を船舶に積載し、消費先に移送させ、貯蔵容器を消費先に荷役させた後、貯蔵容器を消費先の再気化システムに連結させる。このために、本発明による加圧液化天然ガスの分配方法は、移送段階(S21)と、荷役段階(S22)と、連結段階(S23)とを含むことができる。
【００４４】
図4に図示された通り、移送段階(S21)によると、天然ガスを13〜25barの圧力と-120〜-95℃の温度で液化させた加圧液化天然ガスが貯蔵されると共に運搬が可能な貯蔵容器(21)を船舶(2)に積載し、消費先(3)に移送させる。ここで加圧液化天然ガスは、上記の加圧液化天然ガスの生産方法により生産されることができ、それを貯蔵する貯蔵容器(21)は、天然ガスを13〜25barの圧力と-120〜-95℃の温度に耐えられる材質及び構造を有し、二重構造で構成されることができ、船舶(2)に多数で積載されることができる。
【００４５】
移送段階(S21)は、消費先(3)が内陸である場合、トレーラまたは列車等の陸上運搬手段によって貯蔵容器(21)を移送することができる。
【００４６】
荷役段階(S22)は、船舶(2)が消費先(3)に到着したら荷役施設により加圧液化天然ガスで満ちている貯蔵容器(21)を消費先に荷役させる段階で、個別貯蔵容器(21)の単位で荷役することができる。
【００４７】
連結段階(S23)は、貯蔵容器(21)を消費先(3)の再気化システム(23)に連結させ、貯蔵容器(21)に貯蔵された加圧液化天然ガスを気化させる段階で、貯蔵容器(21)の加圧液化天然ガスを気化させることによって発生する天然ガスが消費者(3a)に供給できるようにする。また、貯蔵容器(21)は、図5に図示された通り、加圧液化天然ガスの出入と再気化システム(23)の気化ラインに連結されるためのノズル(21a)が設けられる。ここでノズル(21a)は、貯蔵容器(21)が船舶(2)に積載される姿勢と再気化システム(23)に連結される姿勢によって様々な位置に様々な構造で設けられることができ、加圧液化天然ガスの貯蔵設備と再気化システム(23)のコネクターに連結できるコネクターを有することができる。
【００４８】
本発明による加圧液化天然ガスの分配方法は、消費先(3)から空の貯蔵容器(21)を回収する回収段階(S24)を更に含むことができる。
【００４９】
回収段階(S24)は、陸上運搬手段や船舶(2)を利用し、空の貯蔵容器(21)を加圧液化天然ガスの生産システム(10)が位置する場所に回収することで、物流費を節約し、従って天然ガスの供給単価を下げることに寄与することができる。
【００５０】
図6に図示された通り、移送段階(S21)において多数の貯蔵容器(21)を一つのパッケージにした容器アセンブリー(22)を移送させることができる。ここで容器アセンブリー(22)は、貯蔵容器(21)の各々に加圧液化天然ガスの出入のために設けられたノズル(21a；図5に図示)を単一化させるために連結される統合ノズル(22a)を設けることができる。従って、容器アセンブリー(22)によって貯蔵容器(21)をひとくくりの単位に構成すると共に、統合ノズル(22a)により単一容器のように用いることで、移送段階(S21)における積載、荷役段階(S22)における荷役、連結段階(S23)における再気化システム(23)との連結、そして、回収段階(S24)の回収において所要される時間と努力を減らすことができる。
【００５１】
容器アセンブリー(22)の場合、貯蔵容器(21)が多数で構成されることによって発電所または工業団地などのように単一消費先として多くのの天然ガスを必要とする場所に荷役され、使用されることが効率的である。
【００５２】
また、本発明による加圧液化天然ガスの分配方法によると、消費先に別途の貯蔵タンクが不要である長所がある。また、再気化システムのみ設ければ良く、船舶または船舶と併行した陸上運搬手段によって加圧液化天然ガスの生産システム(10)が位置する場所から各個別消費先(3)まで循環しながら貯蔵容器(21)や容器アセンブリー(22)を荷役し、空の貯蔵容器(21)や容器アセンブリー(22)を回収するビジネスができるようにする。特に、東南アジア等のように多数の中小型消費先が多数の島に分散している場合、各消費先に別途の貯蔵施設及びパイプラインのようなインフラ構築を最小化するビジネスができるようになる。
【００５３】
図7は、本発明による液化天然ガスの貯蔵タンクを図示した斜視図である。
【００５４】
図7に図示された通り、本発明による液化天然ガスの貯蔵タンク(30)は、本体(31)の内側に液化天然ガスを各々貯蔵するための多数の貯蔵容器(32)が設置され、貯蔵容器(32)の各々に連結されると共に船荷役バルブ(33a,33b)が設置される船荷役ライン(33)を介して貯蔵容器(32)に対する液化天然ガスの船・荷役ができるようになる。
【００５５】
本体(31)は、内側に多数の貯蔵容器(32)が配列されるように設置され、貯蔵容器(32)が互いに間隔を維持しながら配列状態を維持するように貯蔵容器(32)の間に設置されるスペーサー(Spacer; 31a)を含むことができる。
【００５６】
本体(31)は、内側に多数の貯蔵容器(32)が配列されるように設置され、貯蔵容器(32)が互いに間隔を維持しながら配列状態を維持するように貯蔵容器(32)の間に設置されるスペーサー(Spacer; 31a)を含むことができる。
【００５７】
また、本体(31)は、温度の出入を遮断するための断熱層を有するか断熱のための二重構造で構成されることができ、本実施例のように六面体構造で構成されたり、その他の様々な構造で構成されることができる。さらに、本体(31)は、地面から離隔されることによって地面の熱伝達を遮断すると共に、地面に安定的な姿勢で設置されるため底面に多数の支持台(31b)が設けられることができる。
【００５８】
図8に図示された通り、本体(31)は、(a)、(b)、(c)でのような大、中、少の規格を有することにより貯蔵容器(32)の収容個数と大きさを規格化することができるし、これに限らず様々な個数の貯蔵容器(32)を収容することができ、様々な規格で製作されることができる。
【００５９】
貯蔵容器(32)は、液化天然ガスを各々貯蔵する後述の船荷役ライン(33)と共に、13〜25barの圧力と-120〜-95℃の温度に耐える構造または材質で構成することができる。従って、貯蔵容器(32)と船荷役ライン(33)は、これらの圧力及び温度条件に耐えるように断熱材が設置されると共に二重構造等を有することによって13〜25barの圧力と-120〜-95℃の温度、一例として17barの圧力と-115℃の温度、を有する加圧液化天然ガスの貯蔵及び運搬ができるようになる。
【００６０】
図9に図示された通り、船荷役ライン(33)は、貯蔵容器(32)の各々に連結され、本体(31)の外側まで延長設置され、貯蔵容器(32)に対する液化天然ガスの船・荷役を開閉させるための船荷役バルブ(33a,33b)が設置される。従って、本体(31)が消費先に設置された後、船荷役ライン(33)が消費先の再気化システムや供給ライン等に連結すると、液化天然ガスまたは天然ガスの供給が直ちに可能となる。
【００６１】
ここで船荷役バルブ(33a,33b)は、貯蔵容器(32)の各々に対する液化天然ガスの船・荷役を開閉させるように個別的に設置される第1個別バルブ(33a)と、貯蔵容器(32)の全部に対する液化天然ガスの船・荷役を統合的に開閉させるために設置される第1統合バルブ(33b)を含むことができ、船荷役バルブとして第1個別バルブ(33a)を全て開放したら、各々の貯蔵容器が一つにパッケージ化され、一つのタンクとして使用することもできる。また、第1個別バルブ(33a)のみを設置するか、第1統合バルブ(33b)のみを設置して使用することもできる。
【００６２】
本発明による液化天然ガスの貯蔵タンク(30)は、貯蔵容器(32)から自然的に発生する蒸発ガスの排出のために、貯蔵容器(32)中の一部または全部に連結され、本体(31)の外側まで延長設置されると共に貯蔵容器(32)内に発生する蒸発ガス(BOG)の排出を開閉させる蒸発ガスバルブ(34a,34b)が設置される蒸発ガスライン(34)を更に含むことができる。ここで蒸発ガスライン(34)は、13〜25barの圧力と-120〜-95℃の温度に耐える構造または材質で構成されることができる。
【００６３】
また、蒸発ガスバルブ(34a,34b)は、貯蔵容器(32)の各々に対する蒸発ガスの排出を開閉させるために個別的に設置される第2個別バルブ(34a)と、貯蔵容器(32)全部に対する蒸発ガスの排出を統合的に開閉させるために設置される第2統合バルブ(34b)を含むことができるが、蒸発ガスバルブとして第2個別バルブ(34a)のみ設置されるか、第2統合バルブ(34b)のみ設置されることもできる。ここでも上記で説明した通り、第2個別バルブ(34a)を全て開放させれば、各々の貯蔵容器が一つにパッケージ化され、1個のタンクとして使用する効果をあげることができるはずである。また、第2個別バルブ(34a)のみ設置するか、第２統合バルブ(34b)のみ設置し使用することもできるはずである。
【００６４】
本発明による液化天然ガスの貯蔵タンク(30)は、貯蔵容器(32)の各々または全部に対して内部圧力を測定し、感知信号として出力される圧力感知部(35)と、圧力感知部(35)から出力される感知信号を受信し、貯蔵容器(32)の各々または全部に対する内部圧力をディスプレイ部(37)を通して本体(31)の外側にディスプレイする制御部(36)を更に含むことができる。ここで圧力感知部(35)は、貯蔵容器(32)の各々または全部に対する内部圧力を測定するために、一例として船荷役ライン(33)で貯蔵容器(32)の前段に各々設置されるか、船荷役ライン(33)で液化天然ガスの船・荷役のために移動する統合された経路上に設置されることができる。また、制御部(36)は、本体(31)に設けられるか遠隔地で有・無線通信ができるように設置された操作部(36a)から出力される操作信号に従って船荷役バルブ(33a,33b)と蒸発ガスバルブ(34a,34b)を各々制御することができる。
【００６５】
図10に図示された通り、本発明による液化天然ガスの貯蔵タンク(30)は、貯蔵容器(32)から荷役される液化天然ガスの気化及び消費先で要求される発熱量(heating value)の調節のために、貯蔵容器(32)の一部または全部から荷役される液化天然ガスを気化させるために設置される加熱部(38)と、加熱部(38)を通過する天然ガスの発熱量を調節するために設置される発熱量調節部(39)を含むことができる。ここで加熱部(38)と発熱量調節部(39)は、船荷役ライン(33)で貯蔵容器(32)の中で何れか一つまたは多数が統合されるライン上に設置されるか、貯蔵容器(32)と船荷役ライン(33)に連結され、バルブによって液化天然ガスを通過させる別途のラインに設置されることができる。
【００６６】
加熱部(38)は、液化天然ガスを空気との熱交換によって一次的に加熱させるために設置されるプレートフィンタイプの熱交換器(38a)と、熱交換器(38a)を通過することによって気化される液化天然ガスを二次的に加熱させるために設置される電気ヒーター(38b)を含むことができる。
【００６７】
発熱量調節部(39)が設置されるライン、例えば船荷役ライン(33)には発熱量調節部(39)をバイパスバルブ(41a)によってバイパスするように連結されるバイパスライン(41)を更に含むことができる。従って、天然ガスに対する発熱量の調節が必要な場合には、バイパスバルブ(41a)の動作により天然ガスを発熱量調節部(39)に供給させることで消費先から要求される発熱量を有した天然ガスを供給する。天然ガスに対する発熱量の調節が不要の場合は、バイパスバルブ(41a)の動作により天然ガスがバイパスライン(41)を介して発熱量調節部(39)をバイパスさせることができる。ここでバイパスバルブ(41a)は、3方向バルブで構成されたり、多数の両方向バルブで構成されたりすることができる。
【００６８】
また、本発明による液化天然ガスの貯蔵タンク(30)は、荷役される天然ガスを消費先で要求される温度にするために、荷役される天然ガスの温度を感知する温度感知部(42)と、温度感知部(42)の信号を受信し天然ガスが設定された温度範囲に到逹するように電気ヒーター(38b)を制御する制御部(36)を更に含むことができる。制御部(36)は、荷役される天然ガスの温度をディスプレイ部(37)を通して本体(31)の外側にディスプレイすることもできる。
【００６９】
ここで温度感知部(42)は、船荷役ライン(33)の出口側に設置されることができる。また、制御部(36)は、操作部(36a)の操作信号に従って上記のバイパスバルブ(41a)を制御することができる。
【００７０】
このように、本発明による液化天然ガスの貯蔵タンク(30)は、機能によって貯蔵と蒸発ガス処理ができる貯蔵容器(32)、また、貯蔵、蒸発ガスの処理だけではなく気化設備、発熱量の調節ができる貯蔵容器(32)に分けられ、消費先の需要者の要求に合わせ、容易に液化天然ガスまたは天然ガスを運送することができるようになる。
【００７１】
図11は、本発明の第1実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した断面図である。
【００７２】
図11に図示された通り、本発明の第1実施例による液化天然ガスの貯蔵容器(50)は、内側に貯蔵される液化天然ガスの低温に耐える金属で製作される内部シェル(51)と、内部シェル(51)の外側を囲み、内部圧力に耐えるための鋼素材で製作される外部シェル(52)との間に熱伝逹を減少させる断熱層部(53)が設置されることができる。
【００７３】
内部シェル(51)は、内側に液化天然ガスが貯蔵されるための空間を形成し、液化天然ガスの低温に耐える金属、例えば、アルミニウム、ステンレススチール、5〜9%のニッケル鋼などの低温特性に優れた金属で構成され、本実施例でのようにチューブ形態で設けられたり、その他の多面体をはじめとする様々な形状を有することができる。
【００７４】
外部シェル(52)は、内部シェル(51)との間に空間を形成するように内部シェル(51)の外側を囲み、内部圧力に耐えるための鋼素材で構成され、内部シェル(51)に与えられる内部圧力を分担することによって内部シェル(51)素材の使用量が節減され、製作費用が節減される。
【００７５】
内部シェル(51)は、後に説明する連結流路により内部シェルと断熱層部の圧力が同一又は近似するようになるので、加圧液化天然ガスの圧力は、外部シェルが支えるようになる。従って、内部シェル(51)は、-120〜-95℃の温度に耐えるように製作されても、内部シェルと外部シェルによって上記の圧力(13〜25bar)と温度条件、一例として17barの圧力と-115℃の温度を有する加圧液化天然ガスの貯蔵が可能となり、外部シェル(52)と断熱層部(53)が組み立てられた状態で上記の圧力と温度条件を満たすように設計することもできる。
【００７６】
一方、内部シェル(51)は、外部シェル(52)の厚さ(t2)に比べて小さい厚さ(t1)を有するように形成されることができ、これにより製作時に低温特性に優れた高価の金属使用を減らすことができる。
【００７７】
断熱層部(53)は、内部シェル(51)と外部シェル(52)の間の空間に設置され、熱伝逹を減少させる断熱材で構成される。また、断熱層部(53)には、内部シェル(51)内の圧力と同一の圧力が与えられるように構造または材質的な設計ができる。ここで内部シェル(51)内の圧力と同一の圧力とは、厳密な程度まで同一であることの意味ではなく類似した程度も含む意味である。
【００７８】
断熱層部(53)と内部シェル(51)の内部は、内部シェル(51)の内側と外側間の圧力平衡のために、連結流路(54)により互いに連結されることができる。このような連結流路(54)により内部シェル(51)の内と外(外部シェル(52)の内側)において圧力平衡となり、外部シェル(52)が圧力の相当の部分を支持し、内部シェル(51)の厚さを減らすことができるようになる。
【００７９】
図12に図示された通り、連結流路(54)は、内部シェル(51)の出入口(51a)に設けられる連結部(55)で断熱層部(53)が接する側に形成されることができる。従って、内部シェル(51)内の圧力が連結流路(54)を介して断熱層部(53)側に移動することで内部シェル(51)の内側と外側との間に圧力が平衡となる。
【００８０】
図13に図示された通り、低温特性に優れる金属で構成された内部シェル(51)と、強度に優れる鋼素材で構成される外部シェル(52)との間に、熱伝逹を減少させると共に適正BOR(Boil Off Rate)を維持するための厚さを有した断熱層部(53)が設置されることによって、液化天然ガスだけでなく加圧液化天然ガスの貯蔵を可能とし、内部シェル(51)の内側と外側間の圧力均衡によって内部シェル(51)の厚さ(t1)を減少させ、低温特性に優れた高価の金属使用を減らすことができる。また、内部シェル(51)の耐圧による構造的欠陥の発生も防止することができ、耐久性に優れた貯蔵容器(50)を提供することができる。
【００８１】
一方、連結部(55)は、内部シェル(51)で液化天然ガスの供給及び排出のために形成された出入口(51a)に一体を成すように連結され、外部シェル(52)の外側に突出するように設けられることで、バルブ等の外部部材の連結を可能とすることもできる。
【００８２】
図14に図示された通り、本発明の第2実施例による液化天然ガスの貯蔵容器によると、外部シェル(52)の外側に断熱のために外部断熱層(56)を設置することができる。ここで外部断熱層(56)は、外部シェル(52)の外側を囲むように外部シェル(52)に附着されるか、成形または製作された自分の形象によって外部シェル(52)を囲む状態を維持するようにし、これにより外部との熱伝逹を遮断させる。従って、熱帯地方のような高温の環境で貯蔵容器に貯蔵された液化天然ガスや加圧液化天然ガスから発生するBOGを減少させるようになる。
【００８３】
図15に図示された通り、本発明の第3実施例による液化天然ガスの貯蔵容器によると、外部シェル(52)の外側にヒーティングのためにヒーティング部材(57)を設置することができる。また、ヒーティング部材(57)は、熱媒の循環供給によって外部シェル(52)に熱を供給する熱媒循環ラインであったり、貯蔵容器(50)に附着されるバッテリーやコンデンサーまたは外部の電源供給部から供給される電源により発熱するヒーターで構成されたりすることができ、曲げられる板状発熱体や本実施例でのように外部シェル(52)の外側面に沿って巻かれる熱線で構成することができる。
【００８４】
従って、極地方のような低温環境において貯蔵容器に貯蔵された液化天然ガスや加圧液化天然ガスが外部の冷気による影響を受けないようにすることで、外部シェル(52)を一般の鋼板で製作できるようにし、製作費用が節減できる。
【００８５】
図16は、本発明の第4実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した断面図である。図16に図示された通り、本発明の第4実施例による液化天然ガスの貯蔵容器(60)は、内側に液化天然ガスが貯蔵される内部シェル(61)と内部シェル(61)の外側を囲む外部シェル(62)の間に内部シェル(61)と外部シェル(62)を支持する支持台(63)と熱伝逹を減少させる断熱層部(64)が設置される。一方、内部シェル(61)に対する液化天然ガスの供給及び排出のために、内部シェル(61)の出入口には、連結部(未図示)が一体に連結され、外部シェル(62)の外側に突出されることができ、このような連結部にはバルブ等の外部部材が連結されることができる。
【００８６】
内部シェル(61)は、内側に液化天然ガスを貯蔵するための空間を形成し、液化天然ガスの低温に耐える金属、例えば、アルミニウム、ステンレススチール、5〜9%のニッケル鋼等のような低温特性に優れた金属で構成されることができ、本実施例でのようにチューブ形態で設けられたり、その他の多面体をはじめとした様々な形状を有することができる。
【００８７】
外部シェル(62)は、内部シェル(61)との間に空間を形成するように内部シェル(61)の外側を囲み、内部圧力に耐えるための鋼素材で構成されることができ、内部シェル(61)に与えられる内部圧力を分担することによって内部シェル(61)の素材の使用量を節減させ、製作費用を節減することができる。
【００８８】
内部シェル(61)は、連結流路によって内部シェルと断熱層部の圧力が同一か近似するようになるので、加圧液化天然ガスの圧力は外部シェルが支えるようになる。従って、内部シェル(61)は、-120〜-95℃の温度に耐えるように製作されても、内部シェルと外部シェルによって上記の圧力(13〜25bar)と温度条件、一例として17barの圧力と-115℃の温度を有する加圧液化天然ガスの貯蔵ができるようになり、外部シェル(62)、支持台(63)及び断熱層部(64)が組み立てられた状態で上記の圧力と温度条件を満たすように設計されることもできる。
【００８９】
支持台(63)は、内部シェル(61)と外部シェル(62)を支持するように内部シェル(61)と外部シェル(62)の間の空間に設置されることによって内部シェル(61)と外部シェル(62)を構造的に補強するようになり、液化天然ガスの低温に耐えるための金属(例えば、低温鋼)で製作されることができる。図17に図示された通り、内部シェル(61)と外部シェル(62)の側部の周りに沿って一つで設置されたり、本実施例でのように内部シェル(61)と外部シェル(62)の側部で上下に間隔を置きて多数で設置されることができる。
【００９０】
図18に図示された通り、支持台(63)は、内部シェル(61)の外側面と外部シェル(62)の内側面に各々支持される第1及び第2フランジ(63a,63b)と、第1及び第2フランジ(Flange; 63a,63b)の間に設けられる第1ウェブ(Web; 63c)を含むことができる。ここで第1及び第2フランジ(63a,63b)の各々は、リング形態で構成されたり、リング形態を多数で分割した曲率部材で構成されることができる。
【００９１】
また、支持台(63)は、フランジのような別途の部材を使用せず、内部シェル(61)の外側面と外部シェル(62)の内側面に溶接で固定支持されることもできる。この際、支持台を介して外部に熱が伝達されることを防ぐために支持台にガラス繊維を挿入することもできる。
【００９２】
第1ウェブ(63c)は、第1及び第2フランジ(63a,63b)に両端が各々固定される多数のグレーティング(Grating)で構成されることができる。ここでグレーティングは、一部が第1及び第2フランジ(63a,63b)の間で圧縮力を主に受けるように固定され、残りがトラス構造を成すように固定されることができ、形態及び固定位置を変更ないし調節することができるが、これは第1ウェブ(63c)が内・外部シェルに溶接で固定支持される場合も同様である。
【００９３】
外部シェル(62)の内側面と第2フランジ(63b)の間には、熱伝逹を遮断するための断熱部材(65)が設置できる。ここで断熱部材(65)は、ガラス繊維(Glass fiber)で構成されることができ、内部シェル(61)の温度が支持台(63)により外部シェル(62)に伝達されることを防止する。
【００９４】
また、支持台(63)が溶接で固定支持される場合には、外部シェル(62)と接触する支持台(63)の末端部分にガラス繊維のような断熱部材を配置した後、溶接で固定したり、別途の断熱部材を支持台の外部と外部シェルの内側の間に配置し、内部シェル(61)の温度が支持台(63)によって外部シェル(62)に伝達されることを防止することもできる。
【００９５】
本発明による液化天然ガスの貯蔵容器(60)は、内部シェル(61)と外部シェル(62)を支持するように内部シェル(61)と外部シェル(62)の間の下部空間に設置される下部支持台(66)を更に含むことができる。ここで下部支持台(66)は、内部シェル(61)の外側面と外部シェル(62)の内側面に各々支持される第3及び第4フランジと、第3及び第4フランジの間に設けられる第2ウェブを含むことができ、第2ウェブは、第3及び第4フランジに両端が各々固定される多数のグレーティングで構成されることができる。これらの構成要素に対しては、設置位置による具体的な形状のみ異なり、支持台(63)と対比される構成要素は同一である。また、外部シェル(62)の内側面と第4フランジの間に熱伝達を遮断するための断熱部材(未図示)が設置されることができる。ここで断熱部材は、ガラス繊維で構成されることができる。
【００９６】
断熱層部(64)は、内部シェル(61)と外部シェル(62)の間の空間に設置され、熱伝逹を減少させる断熱材で構成される。また、断熱層部(64)には、内部シェル(61)内の圧力と同一の圧力が与えられるように設計できる。ここで内部シェル(61)内の圧力と同一の圧力とは、厳密に同一である意味ではなく、類似した程度も含む意味である。また、断熱層部(64)と内部シェル(61)の内部は、内部シェル(61)の内側と外側間の圧力平衡のために図12に図示された以前の実施例でのように連結流路(54; 図12に図示)によって互いに連結されることができ、このような連結流路(54)に対しては以前の実施例で詳細に説明したので、その説明を省く。
【００９７】
また、断熱層部(64)は、支持台(63)、特にグレーティング構造のウェブ(63c)が通過できる粒子(Grain)形態の断熱材(例えば、perlite)で構成できる。従って、充填時に粒子形態の断熱層部(64)が自由に混ざり切り、充填されることができるので、内部シェル(61)と外部シェル(62)の間の隙間が発生しなくなり、断熱性能が 優れるようになり得る。
【００９８】
また、グレーティング支持構造方式の支持台(63)と下部支持台(66)によって充填時に断熱層部(64)の粒子流動が自由になり、断熱層部(64)の不均質性が防止されることができる。
【００９９】
図19に図示された通り、本発明の第5実施例による液化天然ガスの貯蔵容器(70)は、横方向にも設置されることができ、この場合以前の実施例における下部支持台(66; 図 16)を省くことができる。
【０１００】
図20は、本発明の第6実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した断面図である。
【０１０１】
図20に図示された通り、本発明の第6実施例による液化天然ガスの貯蔵容器(80)は、内側に液化天然ガスが貯蔵される内部シェル(81)と内部シェル(81)の外側を囲む外部シェル(82)の間に熱伝逹を減少させる断熱層部(84)が設置され、内部シェル(81)の外側面と外部シェル(82)の内側面が金属芯(83)によって連結される。一方、内部シェル(81)に対する液化天然ガスの供給及び排出のために、内部シェル(81)の出入口には連結部(未図示)が一体になって連結され、外部シェル(82)の外側に突出されることができ、このような連結部にはバルブ等の外部部材が連結されることができる。
【０１０２】
内部シェル(81)は、内側に液化天然ガスが貯蔵されるための空間を形成し、液化天然ガスの低温に耐える金属、例えば、アルミニウム、ステンレススチール、5〜9%のニッケル鋼などの低温特性に優れた金属で構成されることができ、本実施例でのようにチューブ形態で設けられたり、その他の多面体をはじめとした様々な形状を有することができる。
【０１０３】
外部シェル(82)は、内部シェル(81)との間に空間を形成するように内部シェル(81)の外側を囲み、内部圧力に耐えるための鋼素材で構成されることができ、内部シェル(81)に与えられる内部圧力を分担することによって内部シェル(81)の素材を節減し、製作費用の節減ができる。
【０１０４】
内部シェル(81)は、連結流路によって内部シェルと断熱層部の圧力が同一又は近似するようになるため、加圧液化天然ガスの圧力は外部シェルを支えることができるようになる。従って、内部シェル(81)は、-120〜-95℃の温度に耐えるように製作されても、内部シェルと外部シェルによって上記の圧力(13〜25bar)と温度条件、一例として17barの圧力と-115℃の温度を有する加圧液化天然ガスの貯蔵ができるようになり、外部シェル(82)、金属芯(83)及び断熱層部(84)が組み立てられた状態で上記の圧力と温度条件を満たせるように設計されることもできる。
【０１０５】
金属芯(83)は、内部シェル(81)の外側面と外部シェル(82)の内側面に連結されることによって内部シェル(81)と外部シェル(82)が互いに支持されるようにし、内部シェル(81)と外部シェル(82)の側部の周りに沿って設置されることがで、本実施例でのように内部シェル(81)と外部シェル(82)の側部で上下に間隔を置いて多数で設置されることができる。また、金属芯(83)は、鋼線等のようなワイヤー(Wire)で構成されることができる。ここで金属芯(83)は、例えば、内部シェル(81)の外側面と外部シェル(82)の内側面に多数で設けられるリング等に連結されたり、多数で設けられる支持点(83a)に締結または溶接されたり、その他様々な方式で内部シェル(81)と外部シェル(82)を連結することができる。
【０１０６】
図21に図示された通り、金属芯(83)は、内部シェル(81)のひとつの支持点(83a)が隣近した外部シェル(82)の二つの支持点(83a)に連結されると共に、外部シェル(82)の一つの支持点(83a)が隣近した内部シェル(81)の二つの支持点(83a)に連結されることを繰り返して設置されることができ、内部シェル(81)と外部シェル(82)の間の周りに沿ってジグザグで配列されるように連結されることができ、(a)及び(b)でのように、連結回数ないし個数を異にすることができる。
【０１０７】
本発明による液化天然ガスの貯蔵容器(80)は、内部シェル(81)と外部シェル(82)を支持するように内部シェル(81)と外部シェル(82)の間の下部空間に設置される下部支持台(86)を更に含むことができる。ここで下部支持台(86)は、内部シェル(81)の外側面と外部シェル(82)の内側面に各々支持されるフランジと、フランジの間に設けられるウェブを含むことができ、ウェブがフランジに両端が各々固定される多数のグレーティングで構成されることができ、これらの構成要素に対しては第5実施例による液化天然ガスの貯蔵容器(60)の下部支持台(66)と同様なので、その説明を省くことにする。
【０１０８】
断熱層部(84)は、内部シェル(81)と外部シェル(82)の間の空間に設置され、熱伝逹を減少させる断熱材で構成される。また、断熱層部(84)には、内部シェル(81)内の圧力と同一圧力が与えられるように構造または材質的な設計ができる。ここで内部シェル(81)内の圧力と同一圧力とは、厳密な意味の同一ではなく僅少な差がある場合も含む。また、断熱層部(84)と内部シェル(81)は、内部シェル(81)の内側と外側間との圧力平衡のために、図12に図示された以前の実施例でのように連結流路(54；図12に図示)によって互いに連結されることができ、このような連結流路(54)については以前の実施例で詳細に説明したので、その説明を省く。
【０１０９】
断熱層部(84)は、金属芯(83)を通過することができる粒子(Grain)形態の断熱材で構成されることができる。従って、充填時に粒子形態の断熱層部(84)が自由に混ざり切って充填されることができ、内部シェル(81)と外部シェル(82)の間の隙間が発生しないため、断熱層部(84)の不均質性を防止し、優れた断熱性能を有するようになる。
【０１１０】
図22に図示された通り、本発明による液化天然ガスの貯蔵容器(90)は、横方向にも設置できるが、この場合以前の実施例での下部支持台(86；図20)を省くことができる。
【０１１１】
図23は本発明の第8実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した構成図である。
【０１１２】
図23に図示された通り、本発明の第8実施例による液化天然ガスの貯蔵容器(510)は、内側に液化天然ガスが貯蔵される内部シェル(511)と内部シェル(511)の外側を囲む外部シェル(512)を含み、内部シェル(511)の内部空間と内部シェル(511)と外部シェル(512)の間の空間がイコライジングライン(514)によって互いに連結される。また、内部シェル(511)と外部シェル(512)との間に断熱層部(513)が設置できる。
【０１１３】
内部シェル(511)は、内側に液化天然ガスが貯蔵されるための空間を形成し、液化天然ガスの低温に耐える金属、例えば、アルミニウム、ステンレススチール、5〜9%のニッケル鋼などの低温特性に優れた金属で構成され、本実施例でのようにチューブ形態で設けられたり、その他の多面体をはじめとする様々な形状を有することができる。
【０１１４】
内部シェル(511)は、連結流路により内部シェルと断熱層部の圧力が同一又は近似するようになるので、加圧液化天然ガスの圧力は外部シェルが支えるようになる。従って、内部シェル(511)は-120〜-95℃の温度に耐えるように製作されても、内部シェルと外部シェルによって上記の圧力(13〜25bar)と温度条件、一例として17barの圧力と-115℃の温度を有する加圧液化天然ガスの貯蔵ができるようになり、外部シェル(512)と断熱層部(513)が組み立てられた状態で上記の圧力と温度条件を満たすように設計されることもできる。
【０１１５】
内部シェル(511)の内部空間の上部には、第1排気ライン(515)が連結され、外部に延長され、第1排気ライン(515)にガスの流れを開閉させるための第1排気バルブ(515a)が設置される。従って、第1排気ライン(515)が第1排気バルブ(515a)の開放によって内部シェル(511)の内部空間から外部にガスが排出できるようになる。
【０１１６】
また、内部シェル(511)の内部空間の上段と下段に第1及び第2連結部(516a、516b)が各々連結され、外部シェル(512)を通過し、外部に突出される。従って、第1連結部(516a)に連結される船積ライン(7)を介して内部シェル(511)の内側に液化天然ガスが船積できるようになり、第2連結部(516b)に連結される荷役ライン(8)を介して内部シェル(511)の内側の液化天然ガスを荷役することができるようになる。更に、船積ライン(7)と荷役ライン(8)にはバルブ(7a,8a)が各々設置できる。
【０１１７】
外部シェル(512)は、内部シェル(511)との間に空間を形成するように内部シェル(511)の外側を囲み、内部圧力に耐えるための鋼素材で構成され、内部シェル(511)に与えられる内部圧力を分担することにより、内部シェル(511)の素材を減らし製作費用の節減ができるようになる。
【０１１８】
一方、内部シェル(511)は、外部シェル(512)の厚さに比べて薄く形成されることができ、これにより貯蔵容器(510)の製作時に低温の特性に優れた高価の金属の使用を減らすことができる。
【０１１９】
断熱層部(513)は、内部シェル(511)と外部シェル(512)の間の空間に設置され、熱伝逹を減少させる断熱材で構成される。また、断熱層部(513)には、内部シェル(511)内の圧力と同一の圧力が与えられるように構造または材質的な設計ができる。
【０１２０】
イコライジングライン(Equalizing line; 514)は、内部シェル(511)の内部空間と内部シェル(511)と外部シェル(512)の間の空間を互いに連結させることにより内部シェル(511)の内側空間と外側空間を連結させ、これにより内部シェル(511)の内部圧力と、内部シェル(511)と外部シェル(512)との間の圧力の差を最小化し、これらの圧力が互いに平衡を成すことができるようにする。従って、内部シェル(511)の内側と外側間の圧力の差が最小化されることによって内部シェル(511)が負担する圧力を減少させ、これにより内部シェル(511)の厚さを減らせるようにし、低温特性に優れた高価の金属使用を減らすことができ、内部シェル(511)の耐圧による構造的欠陥の発生を防止し、耐久性に優れた貯蔵容器(510)を提供する。
【０１２１】
内部シェル(511)と外部シェル(512)を支持するように内部シェル(511)と外部シェル(512)の間の空間に支持台(517)が設置されることができる。支持台(517)は、内部シェル(511)と外部シェル(512)を構造的に補強するようになり、液化天然ガスの低温に耐えるための金属で製作されることができ、内部シェル(511)と外部シェル(512)の側部の周りに沿って単一で設置されたり、本実施例でのように内部シェル(511)と外部シェル(512)の側部で上下に間隔を置き、多数で設置されることができる。
【０１２２】
また、内部シェル(511)と外部シェル(512)を支持するように内部シェル(511)と外部シェル(512)の間の下部空間に下部支持台(518)の設置ができる。
【０１２３】
支持台(517)と下部支持台(518)は、図18に図示された支持台(63)と同様に内部シェル(511)と外部シェル(512)の内側面に各々支持されるフランジとこれらのフランジの間に設けられるウェブを含むことができる。ウェブがフランジの各々に両端が固定される多数のグレーティングで構成されることができ、外部シェル(512)とフランジの間に熱伝逹を遮断するようにガラス繊維等のような断熱部材が設置できる。また、支持台(517)は、図20に図示された金属芯(83)と同様に内部シェル(511)の外側面と外部シェル(512)の内側面に連結されることによって内部シェル(511)と外部シェル(512)を互いに支持させることができる。
【０１２４】
図24に図示された通り、本発明の第9実施例による液化天然ガスの貯蔵容器によると、イコライジングライン(514)に流体、例えば、天然ガスや蒸発ガスの流れを開閉させるための開閉バルブ(514a)が設置できる。従って、貯蔵容器の位置や姿勢変更等のような場合、イコライジングライン(514)を介した流体の移動を開閉バルブ(514a)により遮断することができる。
【０１２５】
図25に図示された通り、本発明の第10実施例の液化天然ガスの貯蔵容器によると、イコライジングライン(514)に第2排気バルブ(514b)が設置される第2排気ライン(514c)が連結されることができる。これで第2排気バルブ(514b)の開放によりイコライジングライン(514)と第2排気ライン(514c)を介して内部シェル(511)の内部のガスを外部に排出させることができる。従って、内部シェル(511)に排気ラインを連結させるための複雑な工程が避けられ、構造的安定を維持すると共に容易に排気ラインを設置することができる。
【０１２６】
図26は、本発明の第11実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した断面図である。
【０１２７】
図26に図示された通り、本発明の第11実施例による液化天然ガスの貯蔵容器(100)は、液化天然ガスの低温に耐えるための金属で構成される内部シェル(110)と内部シェル(110)の外側を囲む外部シェル(120)との間に熱伝逹を減少させるための断熱層部(130)が設置される。内部シェル(110)と外部シェル(120)に連結部(140)が設けられ、連結部(140)は内部シェル(110)から外側に延長される注入部(141)の末端にバルブ(4)に接した状態でフランジ連結されるための第1フランジ(142)が設けられる。外部シェル(120)から注入部(141)を囲むように延長される延長部(143)の末端にバルブ(4)にフランジ連結されるための第2フランジ(144)が形成される。
【０１２８】
内部シェル(110)は、内側に液化天然ガスが貯蔵されるための空間を形成し、液化天然ガスの低温に耐える金属、例えば、アルミニウム、ステンレススチール、5〜9%のニッケル鋼等のような低温特性に優れた金属で構成され、本実施例でのようにチューブ形態で設けられたり、その他の多面体をはじめとする様々な形状を有することができる。
【０１２９】
外部シェル(120)は、内部シェル(110)との間に空間を形成するように内部シェル(110)の外側を囲み、内部圧力に耐えるための鋼素材で構成されることができ、内部シェル(110)に与えられる内部圧力を分担することで内部シェル(110)の素材を節減し製作費用が節減できるようになる。
【０１３０】
内部シェル(110)は、連結流路によって内部シェルと断熱層部の圧力が同一又は近似するようになるので、加圧液化天然ガスの圧力は外部シェルが支えるようになる。従って、内部シェル(110)は、-120〜-95℃の温度に耐えるように製作されても、内部シェルと外部シェルによって上記の圧力(13〜25bar)と温度条件、一例として17barの圧力と-115℃の温度を有する加圧液化天然ガスの貯蔵ができるようになり、外部シェル(120)と断熱層部(130)が組み立てられた状態で上記の圧力と温度条件を満たすように設計することもできる。
【０１３１】
一方、内部シェル(110)は、外部シェル(120)の厚さに比べて薄く形成されることができ、これで製作時に低温特性の優れた高価の金属使用を減らすことができる。
【０１３２】
断熱層部(130)は、内部シェル(110)と外部シェル(120)との間の空間に設置され、熱伝逹を減少させる断熱材で構成される。また、断熱層部(130)には、内部シェル(110)内の圧力と同一の圧力が与えられるように構造または材質的な設計ができる。ここで内部シェル(110)内の圧力と同一の圧力とは、厳密な意味の同一ではなくある程度近似した圧力も該当される意味である。
【０１３３】
断熱層部(130)と内部シェル(110)の内部は、内部シェル(110)の内側と外側間の圧力平衡のために連結流路(未図示)によって互いに連結されることができる。ここで連結流路は、ホール、パイプ等のように流路が提供できる様々な実施形態を含むことができ、一例として連結部(140)の注入部(141)に形成されるホールで構成できる。従って、内部シェル(110)内の圧力が連結流路を介して断熱層部(130)側に移動することで、内部シェル(110)の耐圧と断熱層部(130)の耐圧が平衡を維持するようになる。
【０１３４】
連結部(140)は、第1フランジ(142)がバルブ(4)に直接接触し、ボルト(181)とナット(182)によりフランジ連結され、注入部(141)とバルブ(4)の流路を連結させる。注入部(141)と第1フランジ(142)が液化天然ガスに直接接するので、内部シェル(110)と同一の材質、例えば、低温特性に優れた金属、例えば、アルミニウム、ステンレススチール、5〜9%のニッケル鋼などで構成されることができる。
【０１３５】
また、連結部(140)は、本実施例でのように延長部(143)が注入部(141)の外部を間隔を置いて囲み、第2フランジ(144)が第1フランジ(142)を間隔に置いて、バルブ(4)にボルト(181)及びナット(182)でフランジ連結されることができ、延長部(143)と第2フランジ(144)が鋼の素材で構成されることができる。
【０１３６】
図27に図示された通り、連結部(150)は、第1フランジ(152)が注入部(151)にネジで結合され注入部(151)と一体を成すようにする。
【０１３７】
図28に図示された通り、連結部(160)は、第1フランジ(162)が注入部(161)にボルトやスクリュー等の締結部材(163)で固定することができる。ここで締結部材(163)は、第1フランジ(162)を貫いて注入部(161)の末端に形成される結合部(163a)に円周方向に沿って多数で締結されることができる。
【０１３８】
締結部材(163)としてボルトを用いる場合には、図28(a)のように結合部(163a)と第1フランジ(162)に雌ネジを加工し、別途の雄ネジが加工されたボルトで第1フランジ(162)と注入部(161)を締結し、この際雄ネジを有するボルトの頭は周りの部材との干渉を避けるために、第1フランジ(162)にボルトの頭部を収容することができるようにボルトの頭の模様の形態を加工することができる。
【０１３９】
但し、第1フランジの外部にボルトの頭が出るように構成するなら、図28(b)のようにボルトの頭と周りの部材との間の干渉を避けるためにバルブ(4)側にボルトの頭部を収容することができるようにボルトの頭の模様の形態を加工し、第1フランジと締結しなければならないはずである。
【０１４０】
図29に図示された通り、連結部(170)は、第2フランジ(174)が第1フランジ(172)の端に位置し、バルブ(4)に接した状態でボルト(181)とナット(182)によってフランジ連結されることができる。この際、第1フランジ(172)はバルブ(4)にボルト(183)としてのみ互いに結合されることができる。
【０１４１】
図30は、本発明の第12実施例による液化天然ガスの貯蔵容器を図示した要部拡大図である。
【０１４２】
図30に図示された通り、本発明の第12実施例による液化天然ガスの貯蔵容器(520)は、内側に液化天然ガスが貯蔵される内部シェル(521)と内部シェル(521)の外側を囲む外部シェル(522)を含み、外部注入部(9a)に連結され、断熱層部(523)に突出される連結部(524)と内部シェル(521)の間に熱収縮を緩衝させるように緩衝部(525)が設けられ、ひいては、内部シェル(521)と外部シェル(522)との間の空間に断熱層部(523)が設置できる。
【０１４３】
内部シェル(521)は、内側に液化天然ガスが貯蔵されるための空間を形成し、液化天然ガスの低温に耐える金属、例えば、アルミニウム、ステンレススチール、5〜9%のニッケル鋼などのような低温特性に優れた金属で構成され、本実施例でのようにチューブ形態で設けられたり、その他の多面体をはじめとした様々な形状を有することができる。
【０１４４】
外部シェル(522)は、内部シェル(521)との間に空間を形成するように内部シェル(521)の外側を囲み、内部圧力に耐えるための鋼素材で構成され、内部シェル(521)に与えられる内部圧力を分担することで内部シェル(521)の素材を減らし、製作費用を節減する。
【０１４５】
内部シェル(521)は、連結流路によって内部シェルと断熱層部の圧力が同一又は近似するようになるので、加圧液化天然ガスの圧力は外部シェルが支えるようになる。従って、内部シェル(521)は、-120〜-95℃の温度に耐えるように製作されても、内部シェルと外部シェルにより上記の圧力(13〜25bar)と温度条件、一例として17barの圧力と-115℃の温度を有する加圧液化天然ガスの貯蔵ができるようにし、外部シェル(522)と断熱層部(523)が組み立てられた状態で上記の圧力と温度条件を満たすように設計されることもできる。
【０１４６】
一方、内部シェル(521)は、外部シェル(522)の厚さに比べて薄く形成されることができ、これにより貯蔵容器(520)の製作時に低温特性に優れた高価の金属使用を減らすことができる。
【０１４７】
断熱層部(523)は、内部シェル(521)と外部シェル(522)の間の空間に設置され、熱伝逹を減少させる断熱材で構成される。また、断熱層部(523)には、内部シェル(521)内の圧力と同一の圧力が与えられるようにする構造または材質的な設計ができる。
【０１４８】
連結部(524)は、内部シェル(521)から突出されるように設けられ、内部シェル(521)で液化天然ガスが注入されるように形成される注入口(521a)側に連結され、外側に突出される。内部シェル(521)に液化天然ガスを注入するための外部注入部(9a)に連結されることができ、緩衝部(525)を媒介に内部シェル(521)に連結されることができる。この際外部シェル(522)は、連結部(524)を囲むように一側に延長部(522a)が設けられ、一例として延長部(522a)の末端が連結部(524)とともに外部注入部(9a)に連結されることができる。
【０１４９】
緩衝部(525)は、内部シェル(521)と連結部(524)の間に熱収縮を緩衝するために設けられ、内部シェル(521)で発生する熱による収縮を緩衝し、連結部(524)に荷重が集中することを防止する。
【０１５０】
また、緩衝部(525)は、本実施例でのように内部シェル(521)の注入口(521a)と連結部(524)に両端がフランジジョイント等で連結されるようにジョイント部(525b)を形成する配管形態で構成されることができる。また、緩衝部(525)は、内部シェル(521)と連結部(524)の間に一体を成すように形成されることができる。
【０１５１】
図31に図示された通り、緩衝部(525)は、ループ(525a)を有することができ、本実施例でのようにループ(525a)が一つで構成されると共にその平面形状が多角形、例えば、四角形で設けられることができる。
【０１５２】
図32の(a)の通り、緩衝部(526)は、一つのループ(526a)で構成され、その平面形象が円形であることができる。図32の(b)に図示された通り、緩衝部(527)は、多数のループ(527a) で構成されるコイル形態を有することができ、このようなコイルは、中心部から両端に行くほど幅が減少する菱形の形態を有することができる。従って、ループ(526a,527a)によって内部シェル(521)の熱収縮による衝撃を緩和させる。
【０１５３】
図33は、本発明による液化天然ガスの生産装置を図示した構成図である。
【０１５４】
本発明による液化天然ガスの液化設備(200)は、天然ガスの供給ライン(220)から多数に分岐する第1分岐ライン(221)に熱交換器(230)が各々設置され、熱交換器(230)が冷媒供給部(210)から供給される冷媒を利用し、第1分岐ライン(221)を介して供給される天然ガスを冷却させ、再生部(240)によって熱交換器(230)の各々に凝結された二酸化炭素を除去するように再生流体が天然ガスの代わりに供給される。
【０１５５】
本発明による液化天然ガスの液化設備(200)は、液化天然ガスだけではなく一定圧力で加圧された加圧液化天然ガス、例えば、13〜25barの圧力で-120〜-95℃に冷却された加圧液化天然ガスの生産にも用いることができる。
【０１５６】
冷媒供給部(210)は、天然ガスとの熱交換のための冷媒を熱交換器(230)に供給することにより熱交換器(230)で天然ガスを液化する。
【０１５７】
熱交換器(230)は、脱水設備を経た天然ガスの供給ライン(220)から多数に分岐する第1分岐ライン(221)に各々設置されることにより多数個が互いに並列に連結され、供給ライン(220)から供給される天然ガスを冷媒供給部(210)から供給される冷媒との熱交換によって冷却させ、全体容量が液化天然ガス生産量を超えるようにすることで液化天然ガスの生産時に一つまたは多数が待機状態を維持させることができる。
【０１５８】
熱交換器(230)の数及び容量は、全体プラントの液化天然ガス生産量を考慮して定められ、例えば、液化天然ガスの総生産量の20%を担当することができる熱交換器(230)の場合、10台を備えて、そのうち5台を稼動させ、残りは待機状態を維持させることができる。このような構成は、二酸化炭素が凍結された熱交換器に対して稼動を中断させ、凍結された二酸化炭素を除去する間にも待機状態中の熱交換器を稼動させることができるので、全体プラントの液化天然ガスの総生産量を一定にするように維持することができるようになる。
【０１５９】
再生部(240)は、熱交換器(230)の各々に天然ガスの代わりに凝結された二酸化炭素を除去する再生流体を選択的に供給する。また、再生部(240)は、再生流体を供給する再生流体供給部(241)と、再生流体供給部(241)から第1分岐ライン(221)の各々から熱交換器(230)の前段と後段に各々連結される再生流体ライン(242)と、第1分岐ライン(221)の各々から再生流体ライン(242)が連結される部位の前段と後段に各々設置される第1バルブ(243)と、再生流体ライン(242)で熱交換器(230)の各々の前段と後段に設置される第2バルブ(244)を含むことができる。
【０１６０】
ここで再生流体供給部(241)は、再生流体として、一例として高温のエアを用いることができ、このような高温のエアを圧力やポンプ力を利用して熱交換器(230)側に供給し、凝結された二酸化炭素を液体または気体状態に相変化させ除去することができる。
【０１６１】
本発明による加圧液化天然ガス生産システムの液化設備(200)は、熱交換器(230)の各々に対する二酸化炭素の凍結有無の確認と熱交換器(230)の各々に対する再生流体の供給制御のために、熱交換器(230)の各々に対する二酸化炭素の凍結を確認するために設置される感知部(250)と、感知部(250)の各々から出力される感知信号を受信すると共に第1及び第2バルブ(243,244)と再生流体供給部(241)を制御する制御部(260)を更に含むことができる。
【０１６２】
制御部(260)は、感知部(250)から出力される感知信号により二酸化炭素の凍結が発生した熱交換器(230)を確認し、この熱交換器(230)に再生流体を供給するために、まず第1バルブ(243)を遮断して熱交換器(230)への天然ガス供給を遮断し、再生流体供給部(241)の駆動と第2バルブ(244)の開放によって再生流体が熱交換器(230)に供給されるようにし、再生流体によって熱交換器(230)に凍結された二酸化炭素を液化または気化させ、除去させる。一方、制御部(260)は、熱交換器(230)に再生流体をタイマーでカウントし、設定時間が終わるまで供給することができる。
【０１６３】
感知部(250)は、本実施例でのように第1分岐ライン(221)の各々から熱交換器(230)の後段に設置され、通過する液化天然ガスの流量を測定する流量計で構成されることができる。従って、流量計である感知部(250)が測定した流量値が設定値以下の場合には、該当する熱交換器(230)に二酸化炭素の凍結が発生したと判断することができる。
【０１６４】
また、感知部(250)は、流量計以外にも第1分岐ライン(221)の各々に設置され、熱交換器(230)の前・後段のガスに含まれている二酸化炭素の含有量を測定する二酸化炭素測定機で構成されることができ、熱交換器(230)の前・後段で測定されたガスに含まれている二酸化炭素量の差が設定量以上の場合、熱交換器(230)に二酸化炭素の凍結が発生したと判断することができる。
【０１６５】
本発明による加圧液化天然ガス生産システムの液化設備(200)は、二酸化炭素の凍結が発生した熱交換器(230)の動作を中止させるために、冷媒供給部(210)から熱交換器(230)に冷媒を供給する冷媒ライン(211)で熱交換器(230)の各々の前段と後段に設置される第3バルブ(270)を更に含む。ここで第3バルブ(270)は、制御部(260)により各々制御されることができ、例えば、制御部(260)が感知部(250)を介して二酸化炭素が凍結された熱交換器(230)の前段と後段に位置する第3バルブ(270)を遮断させることによって二酸化炭素が凍結された熱交換器(230)の動作を停止させるようにする。
【０１６６】
図34及び図35は、本発明による貯蔵タンク運搬装置を有する浮遊式構造物を図示した側面図及び正面図である。
【０１６７】
図34及び図35に図示された通り、本発明による貯蔵タンクの運搬装置を有する浮遊式構造物(300)は、浮力によって海上に浮遊するように設置される浮遊構造物(320)上に貯蔵タンクの運搬装置(310)が設置される。ここで浮遊構造物(320)は、バージ形(Barge type)で構成された構造物又は自己推進力を利用し航海できる船舶であり得る。
【０１６８】
本発明による貯蔵タンクの運搬装置(310)は、昇降部(311)によって昇降される積載台(311a)上に貯蔵タンク(330)の移動方向に沿ってレール(312)が設けられ、貯蔵タンク(330)が積載される移送台車(313)がレール(312)に沿って移動できるように設置される。
【０１６９】
このように、クレーン等を利用し、貯蔵タンクを運搬することより貯蔵タンクに与えられる衝撃を減らすことができ、また複数の貯蔵タンクを連結して大量の貨物を遠距離まで運送することができ、費用面で他の運送手段に比べてより効率的である。また、これは、貯蔵タンクを持ち上げて移動する方法ではないので、比較的重い貯蔵タンクの移動により効果的なはずである。
【０１７０】
本発明による貯蔵タンクの運搬装置(310)は、本実施例でのように浮遊構造物(320)に設置されることを示したが、これに限らず地面に固定されたり、他の様々な運送装置にも設置されることができる。
【０１７１】
貯蔵タンク(330)には、液化天然ガスまたは一定の圧力で加圧された液化天然ガスが貯蔵されることができ、この他にも様々な貨物が貯蔵されることができる。一方、加圧された液化天然ガスは、13〜25barの圧力と-120〜-95℃の温度に液化された天然ガスであることができ、このような加圧液化天然ガスの貯蔵のために貯蔵タンク(330)は低温と圧力に充分耐えるための材質及び構造で構成されることができる。
【０１７２】
また、貯蔵タンク(330)は、液化天然ガスまたは一定の圧力で加圧された液化天然ガスを貯蔵できるように二重構造で製作し、上記で説明した通り二重構造の内部圧力と貯蔵タンク(330)の内部圧力が平衡を成すように貯蔵タンクの二重構造と貯蔵タンクの内部の間には連結流路を設けることもできる。
【０１７３】
図36に図示された通り、昇降部(311)は、積載台(311a)を上下に昇降させ、一例として積載台(311a)を浮遊構造物(320)から内壁(5)の上面まで昇降させることができる。ここで積載台(311a)は、片側または両側に下段のヒンジ結合部(311c)を中心に下方に回転して開放されることで移送台車(313)の移動路を提供する移動足場(311b)が設置されることができる。
【０１７４】
移動足場(311b)は、上側に畳まれた場合には、移送台車(313)の動きを制限する役割をし、昇降部(311)によって積載台(311a)が内壁(5)の高さと同一の高さに上昇時に内壁(5)と積載台(311a)間の連結を促すことで移送台車(313)を安全に陸上に移動させる役割をする。また、移動足場(311b)は、下方に広げられた時に上側に向かう面にレール(312)と連結される補助レール(311d)が設置できる。
【０１７５】
また、昇降部(311)は、積載台(311a)の昇降のために様々な構造物とアクチュエーターを用いることができ、例えば、積載台(311a)の下部に上下伸縮ができるようにスライディング結合される多数の結合部材または積載台(311a)の下部に互いにリンクで連結されることによって、回動方向に従って上下に伸縮される多数のリンク部材等によって積載台(311a)が上下に移動できるように設置されるようにすることができるし、直線運動のための駆動力を提供するモーターや油圧によって動作するシリンダーなどのアクチュエーターを用いて積載台(311a)を昇降させることができる。
【０１７６】
レール(312)は、積載台(311a)上に貯蔵タンク(330)の移動方向に沿って設置され、一対で構成され内壁(5)上に位する列車のレール(未図示)と同一の幅を有するように平行に配列されることができる。従って、昇降部(311)によって内壁(5)の上面まで上昇された移送台車(313)がレール(312)に沿って移動し、内壁(5)上のレールに移動すると、列車等の陸上運送装置によって遠距離移動ができるようになる。
【０１７７】
移送台車(313)は、レール(312)に沿って移動できる多数のホイール(313a)が下部に設けられ、上部には貯蔵タンク(330)が積載され、他の移送台車(313)の連結のために片側または両側に連結部が設けられることができる。また、移送台車(313)は、貯蔵タンク(330)が装着されることによって貯蔵タンク(330)を腐食及び外部の衝撃から保護するための鋼素材のタンク保護台(313b)が上面に設置されることができる。
【０１７８】
移送台車(313)は、例えばケーブルを介してウインチに連結されウインチの駆動によりレール(312)に沿って移動することができ、これに限らずホイール(313a)中の一部または全部に回転力を伝達する移送駆動部(未図示)によって自力でレール(312)に沿って走行することができる。
【０１７９】
図37は、本発明による加圧液化天然ガス貯蔵容器の高圧維持システムを図示した構成図である。図37に図示された通り、本発明による加圧液化天然ガス貯蔵容器の高圧維持システム(400)は、貯蔵容器(411)から消費先の貯蔵タンク(6)に連結され、加圧液化天然ガスの荷役ができるようにする荷役ライン(410)を含み、荷役ライン(410)を介して荷役される加圧液化天然ガスの一部を貯蔵容器(411)に気化させて供給し、このために圧力補充ライン(420)及び蒸発機(430)を更に含むことができる。
【０１８０】
荷役ライン(410)は、貯蔵容器(411)から消費先の貯蔵タンク(6)に連結され、加圧液化天然ガスの荷役ができるようにし、貯蔵容器(411)に貯蔵された加圧液化天然ガスの圧力だけで加圧液化天然ガスが貯蔵タンク(6)に荷役させることができる。これは、荷役ライン(410)を貯蔵タンク(6)の上部から下部まで延長されるように設置することにより貯蔵容器(411)に貯蔵された加圧液化天然ガスの圧力だけで加圧液化天然ガスを貯蔵タンク(6)に荷役させることができるようになるし、また、蒸発ガスの発生も最小化することができるようになる。
【０１８１】
もし、荷役時に発生する蒸発ガスの量をより減らすために、荷役ライン(410)を貯蔵タンク(6)の下部に連結したら、加圧液化天然ガスが貯蔵タンクの下部から積載されるので、蒸発ガスの発生量を更に減らすことができるが、貯蔵容器(411)に貯蔵された加圧液化天然ガスの圧力だけで加圧液化天然ガスを貯蔵タンク(6)に安定的に荷役させるためには圧力が足りなくなる場合もあり得るため、荷役ラインにポンプを更に設置しなければならないことである。
【０１８２】
圧力補充ライン(420)は、荷役ライン(410)から分岐され、貯蔵容器(411)に連結され、蒸発機(430)が設置される。また、圧力補充ライン(420)は、貯蔵容器(411)の上部に連結されることができる。これで圧力補充ライン(420)を介して貯蔵容器(411)に供給される天然ガスが貯蔵容器(411)内の加圧液化天然ガスと接触して液化されることを最小化し、貯蔵容器(411)の圧力減少を緩和させる。
【０１８３】
蒸発機(430)は、圧力補充ライン(420)を介して供給される加圧液化天然ガスを気化させ、貯蔵容器(411)に供給する。従って、圧力補充ライン(420)を介して蒸発機(430)により気化された天然ガスが貯蔵容器(411)に供給されることで、加圧液化天然ガスの初期荷役時に減少される貯蔵容器(411)内の圧力が上昇するようになり、これにより貯蔵容器(411)内の圧力は液化天然ガスのバブルポイント(Bubble point)圧力以上に維持するようになる。
【０１８４】
本発明による加圧液化天然ガス貯蔵容器の高圧維持システム(400)は、消費先の貯蔵タンクで発生する蒸発ガスを液化天然ガスとして回収するために蒸発ガスライン(440)と、圧縮機(450)を更に含むことができる。
【０１８５】
ここで蒸発ガスライン(440)は、貯蔵タンク(6)から発生する蒸発ガスを貯蔵容器(411)に供給されるように設置され、貯蔵容器(411)の下部に連結されることで温度変化を最小化し、液化天然ガスの回収率を高めるようにする。
【０１８６】
また、圧縮機(450)は、蒸発ガスライン(440)に設置され、蒸発ガスライン(440)に沿って供給される蒸発ガスを圧縮し、貯蔵容器(411)に貯蔵する。従って、加圧液化天然ガスの荷役の間に貯蔵タンク(6)で発生する蒸発ガスを蒸発ガスライン(440)を経て圧縮機(450)を介して加圧した後、貯蔵容器(411)の下部に注入して凝縮させることで加圧液化天然ガスの運送効率を向上させることができる。
【０１８７】
また、本発明による加圧液化天然ガス貯蔵容器の高圧維持システム(400)によると、蒸発機(430)と圧縮機(450)は、相互補完ができて、貯蔵タンク(6)で発生する蒸発ガスの量が貯蔵容器(411)の圧力を維持するのに不十分であれば、蒸発機(430)の負荷は増加し、蒸発ガスが十分であれば、蒸発機(430)の負荷は減少するようになる。
【０１８８】
図38は、本発明の第13実施例による熱交換器分離型液化装置を図示した構成図である。
【０１８９】
図38に図示された通り、本発明の第13実施例による熱交換器分離型液化設備(610)は、天然ガスがステンレススチール材質で構成される液化用熱交換器(620)によって冷媒と熱交換されることで液化させ、アルミニウム材質で構成される冷媒用熱交換器(631,632)によって冷媒を冷却させ、液化用熱交換器(620)に供給する。
【０１９０】
液化用熱交換器(620)は、液化ライン(623)を介して天然ガスの供給を受け、冷媒との熱交換によって液化させ、このために液化ライン(623)が第1流路(621)に連結されると共に冷媒循環ライン(638)が第2流路(622)に連結されることによって第1及び第2流路(621,622)を各々通過する天然ガスと冷媒が互いに熱交換されるようにする。全部分がステンレススチール材質で構成できるが、これに限らず第1流路(621)のように液化された天然ガスが接触されたり、極低温に耐えなければならない必要のある部品や部分に対して部分的にステンレススチール材質で構成できる。ここで液化ライン(623)は、第1流路(621)の後段に開閉バルブ(624)が設置される。
【０１９１】
冷媒用熱交換器(631,632)は、本実施例でのように多数、例えば、第1及び第2冷媒用熱交換器(631,632)で構成されることができ、これに限らず単一で構成されることができる。全部分がアルミニウム材質で構成されたり、冷媒の接触とこれにより熱伝逹が必要な部品や部分に対しては部分的にアルミニウム材質で構成できる。また、冷媒用熱交換器(631,632)は、冷媒冷却部(630)に含まれることができる。
【０１９２】
冷媒冷却部(630)は、液化用熱交換器(620)に冷媒を第1及び第2冷媒用熱交換器(631,632)によって冷却させて供給する。このため、一例として液化用熱交換器(620)から排出される冷媒を圧縮機(633)及び後冷却器(after-cooler; 634)によって圧縮及び冷却させ、後冷却器(634)を通過した冷媒を分離機(635)によって気相冷媒と液相冷媒に分離し、気相冷媒を気相ライン(638a)によって第1冷媒用熱交換器(631)の第1流路(631a)と第2冷媒用熱交換器(632)の第1流路(632a)に供給し、液相冷媒を液相ライン(638b)によって第1冷媒用熱交換器(631)の第2流路(631b)を経て連結ライン(638c)に沿って第1  J-T(Joule-Thomson)バルブ(636a)によって低圧に膨張させ、第1冷媒用熱交換器(631)の第3流路(631c)を経て圧縮機(633)に供給され、圧縮及びその後の過程を繰り返すようになる。
【０１９３】
また、冷媒冷却部(630)は、第2冷媒用熱交換器(632)の第1流路(632a)を通過した高圧の冷媒を第2 J-Tバルブ(636b)によって低圧に膨張させ、液化用熱交換器(620)に供給させると共に冷媒供給ライン(637)を介して第3 J-Tバルブ(636c)によって低圧に膨張させ、第2冷媒用熱交換器(632)の第2流路(632b)と第1冷媒用熱交換器(631)の第3流路(631c)を経て圧縮機(633)に供給させる。
【０１９４】
後冷却器(634)は、圧縮機(633)によって圧縮された冷媒の圧縮熱を除去すると共に冷媒の一部を液化させる。また、第1冷媒用熱交換器(631)は、第1及び第2流路(631a,631b)を介して供給される膨張前の高温冷媒を第3流路(631c)に供給される膨張後の低温冷媒との熱交換によって冷却させる。また、第2冷媒用熱交換器(632)は、第1流路(632a)を介して供給される膨張前の高温冷媒を第2流路(632b)に供給される膨張後の低温冷媒との熱交換によって冷却させる。
【０１９５】
また、液化用熱交換器(620)は、第1及び第2熱交換器(631,632)と第2 J-Tバルブ(636b)を経て膨張された低温冷媒が供給されることによって天然ガスを冷却させ液化する。
【０１９６】
図39は、本発明の第14実施例による熱交換器分離型液化設備を図示した構成図である。
【０１９７】
図39に図示された通り、本発明の第14実施例による熱交換器分離型天然ガス液化設備(640)は、第13実施例による熱交換器分離型天然ガス液化設備(610)と同様に天然ガスの供給を受け、冷媒との熱交換によって液化させと共に、ステンレススチール材質で構成される液化用熱交換器(650)と、液化用熱交換器(650)に冷媒をアルミニウム材質で構成される冷媒用熱交換器(661)によって冷却させて供給する冷媒冷却部(660)を含む。第13実施例による熱交換器分離型天然ガス液化設備(610)と同一の構成や部分に対しては説明を省き、差について説明することにする。
【０１９８】
冷媒冷却部(660)は、液化用熱交換器(650)から排出される冷媒を圧縮機(663)及び後冷却器(664)により圧縮及び冷却させ、冷媒用熱交換器(661)の第1流路(661a)に供給し、冷媒用熱交換器(661)の第1流路(661a)を通過した冷媒を膨張機(665)によって膨張させ、流量配分バルブ(666)の操作によって液化用熱交換器(650)に供給するか、冷媒用熱交換器(661)の第2流路(661b)を経て圧縮機(663)に供給する。ここで流量配分バルブ(666)は、本実施例でのように3方向バルブで構成されることができ、その他多数の両方向バルブで構成されることができる。
【０１９９】
冷媒用熱交換器(661)は、第1流路(661a)を介して供給される膨張前の高温冷媒が第2流路(661b)を介して供給される膨張後の低温冷媒との熱交換によって冷却させる。また、流量配分バルブ(666)の操作によって低温の冷媒を冷媒用熱交換器(661)と液化用熱交換器(650)に分配するようになり、液化用熱交換器(650)は、冷媒用熱交換器(661)と膨張機(665)を経た低温冷媒によって天然ガスを冷却させ液化する。
【０２００】
図40及び図41は、本発明による液化天然ガス貯蔵容器の運搬船を図示した正断面図及び側断面図である。
【０２０１】
図40及び図41に図示された通り、本発明による液化天然ガス貯蔵容器の運搬船(700)は、液化天然ガスが貯蔵された貯蔵容器を運搬するための船舶である。船体(710)に設けられる船倉(720)の上部に横方向と縦方向に多数で設置されることによって、船倉(720)の上部を多数の開口(721)に区画する第1及び第2上部支持台(730,740)を含み、開口(721)ごとに挿入される貯蔵容器(791)を第1及び第2上部支持台(730,740)によって支持されるようにする。
【０２０２】
一方、貯蔵容器(791)は、一般的な液化天然ガスは勿論、一定の圧力で加圧された液化天然ガス、例えば、13〜25barの圧力と-120〜-95℃の温度を有する加圧液化天然ガスが貯蔵されることができ、このために二重構造または断熱部材などが設置されることができ、チューブ形態またはシリンダー形態で構成できるし、その他の様々な形態を有することができる。
【０２０３】
船倉(720)は、船体(710)に上部が開放されるように設けられることができ、この場合に船体(710)は、コンテナ船の船体が活用されることができる。従って、液化天然ガス貯蔵容器の運搬船(700)の製作に所要される時間と費用を減らすことができる。
【０２０４】
図42に図示された通り、第1及び第2上部支持台(730,740)は、船倉(720)の上部に横方向と縦方向に多数で設置されることで船倉(720)の上部を多数の開口(721)に区画し、開口(721)ごとに貯蔵容器(791)が垂直になるように挿入され、支持される。即ち、第1上部支持台(730)は、船倉(720)の上部に船体(710)の幅方向に設置され、船体(710)の縦方向に沿って間隔を置いて多数で設置される。また、第2上部支持台(740)は、船倉(720)の上部に船体(710)の縦方向に設置されるが、船体(710)の横方向に沿って間隔を置き、多数で設置される。従って、第1及び第2上部支持台(730,740)は、船倉(720)の上部に横方向と縦方向に多数の開口(721)が形成されるようにし、船倉(720)の上段に溶接によって固定されるか、ボルトなどの締結部材で固定されることができる。
【０２０５】
また、第1及び第2上部支持台(730,740)と船倉(720)の内側面の中で一部または全部に貯蔵容器(791)の側部を支持するための支持ブロック(760)が多数で設置できる。支持ブロック(760)は、貯蔵容器(791)の前後及び左右を各々支持するように設けられることができ、貯蔵容器(791)を安定的に支持するために貯蔵容器(791)の外側面曲率に相応する曲率を有する支持面(761)が形成されることができる。
【０２０６】
下部支持台(750)は、船倉(720)の下部に設置され、開口(721)に挿入された貯蔵容器(791)の下部を支持し、船倉(720)の底面に上方に向かって垂直になるように多数で設置され、各々の間に間隔維持のための補強部材(751)がより設置されることができる。一方、下部支持台(750)及び補強部材(751)は、貯蔵容器(791)ごとに一組に構成されることができ、船倉(720)の底面に縦方向と横方向に多数で設置されることで多数の貯蔵容器(791)の下部を支持することができる。
【０２０７】
本発明による液化天然ガス貯蔵容器の運搬船(700)は、貯蔵容器(791)の支持のためにコンテナ船の場合に柱(Stanchion)、ラッシングブリッジ(lashing bridge)等をそのまま利用することができ、この際に第1及び第2上部支持台(730,740)を柱及びラッシングブリッジに固定支持させて用いることもできる。
【０２０８】
これにより従来のコンテナ船を少ない変更だけでも貯蔵容器(791)の運搬ができるように改造することができ、貯蔵容器(791)と共にコンテナボックス(792)を運送するようにデッキ(711)上にコンテナ積載部(770)を更に設けることもできるはずである。
【０２０９】
図43は、本発明による二酸化炭素固形化除去システムを図示した構成図である。
【０２１０】
図43に図示された通り、本発明による二酸化炭素固形化除去設備(810)は、高圧天然ガスを低圧に減圧させる膨張バルブ(812)と、膨張バルブ(812)の後段に設置されると共に液化された天然ガスの内部に存在する凍結固形化された二酸化炭素をフィルタリングする固形化二酸化炭素フィルター(813)と、膨張バルブ(812)及び固形化二酸化炭素フィルター(813)の固形化された二酸化炭素を気化させる加熱部(816)を含み、固形化二酸化炭素フィルター(813)によって液化された天然ガスから固形化された二酸化炭素をフィルタリングし、膨張バルブ(812)と固形化二酸化炭素フィルター(813)に天然ガスの供給を中断した状態で加熱部(816)から熱を供給し、固形化された二酸化炭素を再生し、除去させることができる。
【０２１１】
膨張バルブ(812)は、高圧天然ガスが供給される供給ライン(811)に設置され、供給ライン(811)を介して供給される高圧天然ガスを低圧に減圧させ液化させる。
【０２１２】
固形化二酸化炭素フィルター(813)は、供給ライン(811)で膨張バルブ(812)の後段に設置され、膨張バルブ(812)から供給される液化天然ガスから凍結固形化された二酸化炭素をフィルタリングし、そのため二酸化炭素固形物をフィルタリングするためのフィルター部材が内側に設置される。
【０２１３】
また、膨張バルブ(812)と固形化二酸化炭素フィルター(813)は、第1及び第2開閉バルブ(814,815)によって高圧天然ガスの供給と低圧液化天然ガスの排出が開閉される。そのため第1及び第2開閉バルブ(814,815)は、供給ライン(811)で膨張バルブ(812)の前段と固形化二酸化炭素フィルター(813)の後段に各々設置され、天然ガスの流れを各々開閉させる。ここで第1開閉バルブ(814)は、膨張バルブ(812)への高圧天然ガス供給を開閉させ、第2開閉バルブ(815)は、固形化二酸化炭素フィルター(813)から排出される低圧液化天然ガスの排出を開閉させる。
【０２１４】
加熱部(816)は、膨張バルブ(812)と固形化二酸化炭素フィルター(813)の固形化された二酸化炭素を気化させるように熱を提供し、一例として膨張バルブ(812)及び固形化二酸化炭素フィルター(813)との熱交換のための熱媒が循環供給される熱媒ライン(816a)に設置される再生熱交換器(816b)と、熱媒ライン(816a)で再生熱交換器(816b)の前段と後段に各々設置される第4及び第5開閉バルブ(816c,816d)を含む。
【０２１５】
加熱部(816)によって再生された二酸化炭素を外部に排出させるために二酸化炭素が排出される排出ライン(817a)に第3開閉バルブ(817)が設置される。
【０２１６】
第3開閉バルブ(817)は、第1開閉バルブ(814)と膨張バルブ(812)との間の供給ライン(811)から分岐する排出ライン(817a)に加熱部(816)によって再生された二酸化炭素の排出を開閉させるために設置される。
【０２１７】
また、本発明による二酸化炭素固形化除去設備(810)は、多数で構成され、一部が二酸化炭素のフィルタリングを行っている間に他の一部が二酸化炭素の再生を行うように第1ないし第3開閉バルブ(814,815,817)と加熱部(816)が制御されることができ、本実施例では二つで構成され、各々が二酸化炭素のフィルタリングと再生を交互に行うようになり、このための動作を添付された図面を参照して説明すると、次の通りである。
【０２１８】
図44に図示された通り、本発明による二酸化炭素固形化除去設備(810)は、ある一つを基準に説明すると、まず第1及び第2開閉バルブ(814,815)の開放によって供給ライン(811)を介して膨張バルブ(812)側に高圧天然ガスを供給して低圧膨張させると、天然ガスは冷却され、低圧の液化天然ガスが固形化二酸化炭素フィルター(813)に供給され、冷却によって液化天然ガスに含まれる固形化された二酸化炭素は二酸化炭素フィルター(813)によってフィルタリングされる。固形化二酸化炭素フィルター(813)に固形化された二酸化炭素が持続的に積もるようになると、第1及び第2開閉バルブ(814,815)を閉鎖させることによって供給ライン(811)を介した高圧天然ガスの供給を中断させた後、第4及び第5開閉バルブ(816c,816d)の開放によって再生熱交換器(816b)に熱媒を循環供給させることで膨張バルブ(812)及び固形化二酸化炭素フィルター(813)に熱を供給し、固形化された二酸化炭素を気化させることによって再生させる。
【０２１９】
再生された二酸化炭素は、第3開閉バルブ(817)の開放によって排出ライン(817a)に沿って外部に排出されることで除去される。
【０２２０】
また、本発明による二酸化炭素固形化除去設備(810)が多数、例えば二つで構成される場合、ある一つ(I)が天然ガスから固形化された二酸化炭素フィルタリングが行われるように第1ないし第5開閉バルブ(814,815,817,816c,816d)が制御され、他の一つ(II)はこれとは異なる動作をすることによって固形化された二酸化炭素の気化を介した再生が行われるようになる。
【０２２１】
このように、本発明による二酸化炭素固形化除去設備(810)は、二酸化炭素除去方式の中で、二酸化炭素を凍結させ固形化し分離する低温方式を適用している。これにより天然ガス液化過程と結合することができるようにする。この場合、前処理の二酸化炭素の除去過程が不要となるので、それによる設備減少が発生する。また、高圧で急送される天然ガスを液化し、膨張バルブ(812)によって低圧に膨張及び減圧時に二酸化炭素が固形化される場合、固形化された二酸化炭素を機械的なフィルターである固形化二酸化炭素フィルター(813)でフィルタリングし、固形化された二酸化炭素が固形化二酸化炭素フィルター(813)に持続的に積もるようになる場合、多数の固形化二酸化炭素フィルター(813)を交互に用いると同時に二酸化炭素の再生ができるようになる。
【０２２２】
図45は、本発明による液化天然ガス貯蔵容器の連結構造を図示した断面図である。
【０２２３】
図45に図示された通り、本発明による液化天然ガス貯蔵容器の連結構造(820)は、二重構造を有する液化天然ガス貯蔵容器(830)の内部シェル(831)と外部注入部(840)を連結する構造で、内部シェル(831)と外部注入部(840)がスライディング結合され、このためにスライディング結合部(821)を含むことができる。
【０２２４】
スライディング結合部(821)は、内部シェル(831)と外部注入部(840)の連結部分に設けられ、内部シェル(831)または外部シェル(832)の熱収縮または熱膨張を緩衝させるように熱収縮または熱膨張によって変位が発生する方向に沿って内部シェル(831)と外部注入部(840)の連結部分が互いにスライディングできるように設けられることができる。
【０２２５】
一方、貯蔵容器(830)は、一例として内部シェル(831)の内側に液化天然ガスが貯蔵され、内部シェル(831)の外側を外部シェル(832)が囲み、内部シェル(831)と外部シェル(832)の間の空間に温度影響を減少させる断熱層部(833)が設置されることができる。
【０２２６】
ここで内部シェル(831)は、一般的な液化天然ガスの低温に耐える金属、例えば、アルミニウム、ステンレススチール、5〜9%のニッケル鋼などの低温特性に優れた金属で構成できる。
【０２２７】
貯蔵容器(830)は、以前の実施例と同様に外部シェル(832)が内部圧力に耐えるための鋼素材で構成されることができ、内部シェル(831)の内部と断熱層部(833)が位置する空間に同一の圧力が与えられるための構造を有することができ、一例として内部シェルと断熱層部を連結する連結流路によって内部シェルの内部と断熱層部の圧力が同一又は近似するようになることができる。
【０２２８】
これにより内部シェル内側にある加圧液化天然ガスの圧力は、外部シェルが支えるようになり、内部シェルが-120〜-95℃の温度に耐えるように製作されても、内部シェルと外部シェルによって上記の圧力(13〜25bar)と温度条件、一例として17barの圧力と-115℃の温度を有する加圧液化天然ガスの貯蔵が可能である。
【０２２９】
また、外部シェルと断熱層部が組み立てられた状態で上記の圧力と温度条件を満たすために貯蔵容器(830)を設計することもできる。
【０２３０】
スライディング結合部(821)は、内部シェル(831)に液化天然ガスの注入及び排出のために形成される注入口(831a)から外側に延長される連結部(822)と外部注入部(840)から突出される結合部(823)が嵌め込み方式により互いにスライディング結合されることによって設けられることができる。
【０２３１】
図46に図示された通り連結部(822)と結合部(823)は、円筒形の缶で構成されることによって一つが他の一つに挿入され、スライディングができるように結合されることができ、これに限らず四角形や様々な形態の断面形象を互いに相応するように形成することによってスライディング結合されることができる。
【０２３２】
本発明による液化天然ガス貯蔵容器の連結構造(820)は、外部シェル(832)からスライディング結合部(821)を囲むように延長形成される延長部(824)を更に含むことができる。従って、延長部(824)によってスライディング結合部(821)が外部に露出されることで外部環境によって影響を受けることを防止することができる。また、延長部(824)は、末端にフランジが形成されることによって外部注入部(840)にフランジ結合されることができ、これにより貯蔵容器(830)が外部注入部(840)に安定的に結合されることができる。
【０２３３】
一方、外部注入部(840)に設けられた結合部(823)は、本実施例でのように外部注入部(840)に一体を成すように形成されることができ、これとは異なり外部注入部(840)とは別個の部材で構成され、延長部(824)に固定されることができ、この際、外部注入部(840)にフランジ結合や様々な方式によって結合されることができる。
【０２３４】
図47に図示された通り、本発明による液化天然ガス貯蔵容器の連結構造(820)は、熱収縮または熱膨張によって内部シェル(831)と外部注入部(840)の間の連結部分に荷重が集中されても連結部(822)と結合部(823)が互いにスライディング運動ができるようになることによって熱収縮または熱膨張を緩衝させ、内部シェル(831)と外部注入部(840)に荷重が集中されることを防止し、これにより熱収縮または熱膨張による損傷を防止する。
【０２３５】
また、スライディング結合部(821)の隙間(公差)を通して貯蔵容器(830)内の天然ガスが断熱層部(833)に移動することができるので、断熱層部(833)の圧力と内部シェル(831)の圧力が同一または近似することができ、これは図23ないし図25に図示された通りの断熱層部と内部シェルの等価圧力維持のためのイコライジングラインを代替する効果も有することができる。
【０２３６】
本発明は、上記の実施例に限定されず本発明の技術的要旨を超えない範囲内で様々に修正または変形されて実施できることは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者にとっては自明なことである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図８（ｃ）】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１（ａ）】
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【図２１（ｂ）】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８（ａ）】
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【図２８（ｂ）】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２（ａ）】
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【図３２（ｂ）】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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