(57)【要約】本発明は、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備に関し、設備は、漏れ止めおよび断熱タンクと、強制気化デバイスであって、可燃性ガスと接触するように意図される、気化チャンバと、タンクから液相可燃性ガス流を抜去し、これを気化チャンバの内側空間内で気化させるように配列される、入口回路と、を備える、強制気化デバイスと、気化チャンバ内で気化されている可燃性ガスを加熱するように、気化チャンバに接続される第１のチャネルを備える、熱交換器と、熱交換器の第１のチャネルに接続され、可燃性ガス流の第１の部分をガス消費部材に運搬し、可燃性ガスの第２の部分を冷却するために可燃性ガス流の第２の部分を熱交換器の第２のチャネルに運搬することが可能な三方向コネクタに接続される、コンプレッサと、膨張デバイスとを備える。
2019518909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、前記可燃性ガスを液化するための設備であって、前記設備は、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間を備える、漏出防止性かつ断熱性のタンクと、
強制気化デバイスであって、
前記可燃性ガスと接触するように意図された気化チャンバであって、前記気化チャンバは、気化チャンバの内側空間と前記可燃性ガスとの間で熱を交換するための熱交換壁を備える、気化チャンバと、
入口回路であって、
前記タンクの内側空間内に出現し、前記タンクの内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するように配列される、吸入口と、
前記抜去された可燃性ガス流が、前記気化チャンバの内側空間内で気化するように、前記気化チャンバの内側空間内に出現する、圧力損失部材と、
を備える、入口回路と、
を備える、強制気化デバイスと、
第１および第２のチャネルと、前記第２のチャネルから前記第１のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備える熱交換器であって、前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備え、前記第１のチャネルの入口は、前記気化チャンバ内で気化されている前記可燃性ガス流を前記熱交換器内で加熱するように、前記気化チャンバに接続される、熱交換器と、
前記熱交換器内の加熱された可燃性ガス流を圧縮するように、前記熱交換器の第１のチャネルの出口に上流で接続されたコンプレッサであって、前記コンプレッサは、前記可燃性ガス流の第１の部分を前記ガス消費部材に運搬し、前記可燃性ガス流の第２の部分を冷却するために前記可燃性ガス流の第２の部分を前記熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することが可能な三方向コネクタに下流で接続される、コンプレッサと、
前記熱交換器の第２のチャネルの出口に上流で接続され、前記タンクにつながる戻り回路に下流で接続される、膨張デバイスであって、前記膨張デバイスは、前記熱交換器の第２のチャネルに由来する前記可燃性ガス流の第２の部分を減圧するように配列される、膨張デバイスと
を備える、設備。
【請求項２】
前記気化チャンバは、前記タンクの内側空間内に位置し、前記熱交換壁は、したがって、前記気化チャンバの内側空間と前記タンク内に貯蔵される可燃性ガスとの間の熱交換を可能にする、請求項１に記載の設備。
【請求項３】
可燃性ガス流を生成し、前記気化チャンバの内側空間内で、前記タンクの内側空間内の可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力を印加するように配列される、ポンプを備える、請求項２に記載の設備。
【請求項４】
前記強制気化デバイスは、２つの気化チャンバを備え、前記２つの気化チャンバのうちの一方は、前記気化チャンバの内側空間と前記タンク内に貯蔵される可燃性ガスの気相との間の熱交換を可能にするように、前記タンクの上側部分に配置され、他方は、前記気化チャンバの内側空間と前記タンク内に貯蔵される可燃性ガスの液相との間の熱交換を可能にするように、前記タンクの下側部分に配置される、請求項２または３に記載の設備。
【請求項５】
前記気化チャンバはそれぞれ、他方の気化チャンバを前記入口回路の吸入口および前記熱交換器の第１のチャネルの入口に接続する対応する回路部分と並列に配列される回路部分を介して、前記入口回路の吸入口および前記熱交換器の第１のチャネルの入口に接続される、請求項４に記載の設備。
【請求項６】
前記並列に配列される２つの回路部分はそれぞれ、流率制御弁を具備する、請求項４に記載の設備。
【請求項７】
前記コンプレッサは、複数の圧縮段階と、複数の中間熱交換器とを備える、多段階コンプレッサであり、前記中間熱交換器はそれぞれ、前記圧縮段階のうちの１つの出口に配置される、請求項１−３のうちのいずれか１項に記載の設備。
【請求項８】
前記膨張デバイスは、膨張弁またはターボエキスパンダである、請求項１−３のうちのいずれか１項に記載の設備。
【請求項９】
前記膨張デバイスに上流で接続された相分離器を備え、前記相分離器は、一方では、前記タンクにつながる戻り回路に、他方では、前記熱交換器の第１のチャネルの入口に接続される戻りパイプに下流で接続され、前記相分離器は、前記可燃性ガス流の液相を前記戻り回路に運搬し、前記可燃性ガス流の気相を前記戻りパイプに運搬するように配列される、請求項１−３のうちのいずれか１項に記載の設備。
【請求項１０】
請求項１−３のうちのいずれか１項に記載の設備を用いて、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、前記可燃性ガスを液化するためのプロセスであって、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを含有する前記タンクから液化可燃性ガス流を抜去し、これを前記気化チャンバに運搬することと、
前記気化チャンバの内側空間内の液化ガス流を減圧することと、
前記タンク内に含有される可燃性ガスから熱を吸収することによって、前記抜去されたガス流を気化させるように、前記気化チャンバ内の減圧された可燃性ガス流と前記タンク内に含有される可燃性ガスとの間で、前記気化チャンバの壁を通して熱交換を実施することと、
前記気化チャンバと前記熱交換器の第１のチャネルの入口との間で前記気相可燃性ガス流を運搬することと、
前記熱交換器の第２のチャネルから第１のチャネルに熱を伝達することと、
前記熱交換器の第１のチャネルから退出する前記可燃性ガス流を圧縮することと、
前記圧縮された可燃性ガス流の第１の部分を前記ガス消費部材に運搬し、前記圧縮されたガス流の第２の部分を前記熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することと、
前記可燃性ガス流の第２の部分を前記熱交換器の第２のチャネルから前記膨張デバイスに運搬することと、
前記減圧された可燃性ガス流の第２の液相部分の少なくとも一部を前記タンクに運搬することと
を含む、プロセス。
【請求項１１】
前記気化チャンバ内の液化ガス流を減圧するために、前記液化可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力Ｐ１が、真空ポンプを用いて前記タンク内に生成される、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記圧力Ｐ１は、１２０〜９５０ミリバール絶対値である、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
請求項１−３のうちのいずれか１項に記載の設備を備える、船舶。
【請求項１４】
可燃性ガスが、極低温移送パイプを通して、浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、前記船舶のタンクに、またはそれから伝導される、請求項１３に記載の船舶において装填または抜取するためのプロセス。
【請求項１５】
可燃性ガスを移送するためのシステムであって、前記システムは、請求項１３に記載の船舶と、前記船舶の船体内に設置されるタンクを浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備に接続するように配列される、極低温移送パイプと、前記極低温移送パイプを通して、前記浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、前記船舶のタンクに、またはそれから可燃性ガスを駆動するためのポンプとを備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）等の可燃性ガスを処理するための設備の分野に関する。
【０００２】
本発明は、より具体的には、一方では、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、他方では、該可燃性ガスを液化するための設備を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
液化天然ガスは、極低温温度において、液体／気体二相平衡状態において漏出防止性かつ断熱性のタンク内に貯蔵される。液化天然ガス貯蔵タンクの断熱障壁は、タンクの内容物を加熱する傾向にある熱流の部位であり、これは、液化天然ガスの気化によって反映される。自然気化に由来するガスは、概して、これを向上させるようにガス消費部材に動力供給するために使用される。したがって、例えば、メタンタンカでは、気化したガスは、船舶を推進させるためのパワートレインまたはオンボード機器の機能のために要求される電気を供給する発電機に動力供給するために使用される。しかしながら、そのような実践は、タンク内の自然気化に由来するガスを向上させることを可能にするが、これは、その量を低減させることを可能にしない。
【０００４】
したがって、従来技術、特に、第ＵＳ  ２０１５／０  ３１６  ２０８号は、１つ以上のガス消費部材を介して自然気化に由来するガスの一部を向上させることと、自然気化に由来するガスの別の部分を液化することとの両方を可能にし得る設備を開示している。そのような設備は、タンクのガス状ヘッドスペース内の気相ガスを収集し、次いで、その中で加熱されるようにこれを熱交換器に運搬する、収集回路を備える。交換器を離れると同時に、加熱されたガス流は、ガス消費部材の動作条件と適合する高圧に圧縮される。その後、圧縮されたガスの第１の部分は、その中で燃焼されるように１つ以上の気相ガス消費部材に運搬される一方、圧縮されたガスの第２の部分は、タンクのガス状ヘッドスペース内に収集された気相ガス流に熱を伝達するために、交換器に戻される。そのように冷却されたガスの第２の部分は、次いで、膨張デバイス内で減圧され、ジュールトムソン効果を用いて、ガス流の温度は、これを部分的に液化するようにその膨張中にさらに減少する。膨張デバイスを離れると同時に、相分離器が、液相および気相が、液相をタンクの中に運搬し、気相を熱交換器の上流の気相ガス収集回路の中に戻すように送出する前に分離されることを可能にする。
【０００５】
そのような設備は、ガス流の圧縮が、ガス流の一方の部分をガス消費部材の作業条件と適合させることおよびガス流の他方の部分の後続再液化を可能にすることの両方のために使用される点において、特に有利である。したがって、設備は、それによって、簡略化され、付加的再液化機能のコストは、限定される。
【０００６】
しかしながら、本タイプの設備は、完全に満足がいくわけではない。特に、ある重要な動作条件下、例えば、タンクが部分的にのみ充填されているとき、再液化収率は、低い。具体的には、タンクが部分的にのみ充填されているとき、タンクのガス状ヘッドスペース内に存在する蒸気の温度は、ガスの平衡温度を非常に大幅に上回って上昇する傾向にある。したがって、タンク内に収集されるガス流と液化されるべき圧縮されたガスの第２の部分との間の熱の交換は、圧縮されたガスの第２の部分の大きい割合を再液化するために不十分であるリスクがある。
【０００７】
加えて、そのような設備の再液化有効性は、ガス消費部材に運搬される可燃性ガスの第１の部分と交換器に戻される可燃性ガスの第２の部分との間の分配に依存する。具体的には、ガス消費部材の需要が増加し、その結果、交換器に戻されるガスの量が減少すると、再液化されるガスの量は、急減する。
【０００８】
さらに、自然気化に由来する気相天然ガスは、タンク内に貯蔵される液体状態における液化天然ガスよりも豊富な窒素等の揮発性成分の組成物を有する。したがって、０．５％のモル濃度の窒素を伴う液化天然ガス貨物に関して、自然気化に由来するガスは、約１４％〜１５％の窒素濃度を有する傾向にある。さらに、ジュールトムソン膨張を使用し、その出口において気相が気相ガス収集回路に戻される膨張デバイスの使用は、窒素が設備によって処理されるガス流中に濃縮されることにつながる。したがって、１つ以上のガス消費部材に運搬される圧縮されたガスの一部は、２０％よりもはるかに高い窒素濃度を有する傾向にある。ここでは、高濃度の窒素は、ガス消費部材内のガスの不完全燃焼およびガス消費部材の動作欠陥につながる。
【０００９】
最後に、プロセスはガスを再液化することを可能にするが、これは、タンク内に貯蔵される液化ガスの自然気化を源において限定することを可能にしない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の基礎を形成するアイデアは、良好な可燃性ガス再液化収率を有する、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを再液化するための設備を提案することである。
一実施形態によると、本発明は、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備を提供し、本設備は、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間を備える、漏出防止性かつ断熱性のタンクと、
強制気化デバイスであって、
【００１１】
可燃性ガスと接触するように意図された気化チャンバであって、該気化チャンバは、気化チャンバの内側空間と可燃性ガスとの間で熱を交換するための熱交換壁を備える、気化チャンバと、
入口回路であって、
タンクの内側空間内に出現し、タンクの内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するように配列される、吸入口と、
抜去された可燃性ガス流が、気化チャンバの内側空間内で気化するように、気化チャンバの内側空間内に出現する、圧力損失部材と、
を備える、入口回路と、
を備える、強制気化デバイスと、
第１および第２のチャネルと、第２のチャネルから第１のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備える熱交換器であって、第１のチャネルおよび第２のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備え、第１のチャネルの入口は、気化チャンバ内で気化されている可燃性ガス流を熱交換器内で加熱するように、気化チャンバに接続される、熱交換器と、
熱交換器内の加熱された可燃性ガス流を圧縮するように、熱交換器の第１のチャネルの出口に上流で接続されたコンプレッサであって、該コンプレッサは、可燃性ガス流の第１の部分をガス消費部材に運搬し、可燃性ガス流の第２の部分を冷却するために可燃性ガス流の第２の部分を熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することが可能な三方向コネクタに下流で接続される、コンプレッサと、
【００１２】
熱交換器の第２のチャネルの出口に上流で接続され、タンクにつながる戻り回路に下流で接続される、膨張デバイスであって、該膨張デバイスは、熱交換器の第２のチャネルに由来する可燃性ガス流の第２の部分を減圧するように配列される、膨張デバイスとを備える。
【００１３】
したがって、交換器の第１のチャネルの入口に運搬されるように意図される気相は、強制気化プロセスを介して取得され、その温度は、タンクの充填レベルにかかわらず、貯蔵圧力において液気平衡温度に近接したままであるように制御され得る。流れの第２の部分に関する再液化収率は、したがって、顕著に改良される。
【００１４】
さらに、そのような強制気化デバイスを用いて、液化ガスの気化は、海水、動力化に由来する中間液または燃焼ガス、または具体的バーナとの熱の交換を使用する強制気化設備と対照的に、外部熱源の使用を伴わずに実施され得る。可燃性ガスは、したがって、吸収される部分のための熱の源として作用する。したがって、気化チャンバがタンクの内側空間内に配列されると、強制気化デバイスは、タンクのガス状ヘッドスペース内に存在する自然気化に由来する気相を冷却および凝縮すること、および／または、自然気化を限定するように、タンク内に貯蔵されるガスの液相を、タンク内のガスの貯蔵圧力においてその平衡温度を下回る温度まで冷却することを可能にする。
【００１５】
上記に言及される強制気化デバイスおよび上記に言及される熱交換器の組み合わせは、したがって、相乗効果を有する。具体的には、一方では、熱交換器に上記に言及される気化デバイスに由来するガス流を供給することは、熱交換器出口における膨張デバイス内の再液化度を実質的に増加させることを可能にする。他方では、強制気化デバイスの冷却力は、気化チャンバの内側の気化したガス流の流率とともに増加するため、流れの一部のみがガス消費部材に向かって指向されるであろう設備の上流でのその使用は、その冷却力を実質的に増加させることを可能にする。
【００１６】
さらに、強制気化プロセスに由来する気相を使用することによって、最も揮発性の化合物の含有量は、タンク内に貯蔵されるガスの液相のものと実質的に等しい。処理されるガス流の最も揮発性の化合物の濃度は、したがって、限定され、実質的に経時的に一定である。したがって、可燃性ガスが窒素を備えるガス状混合物から構成されるとき、これは、本設備において処理される気相中の窒素濃度の低減につながり、したがって、これは、ガス消費部材の正しい機能と適合する範囲内に維持される。加えて、揮発性成分が豊富な組成物を有する、本設備の入口における気相ガスが少ないほど、液化収率は大きくなるであろう。その結果、強制気化プロセスに由来する気相の使用は、膨張デバイス内で減圧中に液化度を増加させることを可能にする。
【００１７】
その結果、交換器に進入するガスの熱力学的条件は、最も揮発性の化合物の濃度および交換器に進入するガス流の温度が、タンクの充填レベルまたは熱履歴のいずれにも依存しないため、最適かつ経時的に不変である。
【００１８】
実施形態によると、そのような設備は、以下の特性のうちの１つ以上のものを備え得る。
【００１９】
一実施形態によると、入口回路吸入口は、タンクの充填レベルにかかわらず、タンク内に貯蔵される可燃性ガスの液相を抜去するように、タンクの基部に近接するタンクの底部部分に位置する。
【００２０】
一実施形態によると、気化チャンバは、タンクの内側空間内に位置し、熱交換壁は、したがって、気化チャンバの内側空間とタンク内に貯蔵される可燃性ガスとの間の熱交換を可能にする。
【００２１】
一実施形態によると、本設備は、可燃性ガス流を生成し、気化チャンバの内側空間内で、タンクの内側空間内の可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力Ｐ１を印加するように配列される、ポンプを備える。
【００２２】
一実施形態によると、ポンプは、内側空間内で１２０〜９５０ミリバール絶対値の圧力Ｐ１を印加することが可能な真空ポンプである。
【００２３】
一実施形態によると、ポンプは、熱交換器の第１のチャネルの下流に、該第１のチャネルとコンプレッサとの間に位置する。
【００２４】
一実施形態によると、入口回路は、圧力損失部材の上流に圧力調整器を備える。
【００２５】
一実施形態によると、入口回路は、圧力調整器の上流に、液化液相ガス流を吸引し、入口回路吸入口においてタンクの内側空間内で達成され得る最大流体静力学的圧力を上回る送達圧力を生成することが可能な付加的ポンプを備える。
【００２６】
一実施形態によると、入口回路は、１つ以上の圧力損失部材を備え得る。
【００２７】
一実施形態によると、入口回路は、気化チャンバの内側に液化ガスを噴霧することが可能なスプレーノズルから形成される、複数の圧力損失部材を備える。
【００２８】
別の実施形態によると、該圧力損失部材または各圧力損失部材は、入口回路流動断面、多孔性材料、または等エントロピ減圧機械の変形例から選定される。
【００２９】
一実施形態によると、熱交換壁は、気化チャンバの交換表面積を増加させるためのフィンを備える。
【００３０】
実施形態の変形によると、強制気化デバイスは、２つの気化チャンバを備え、２つの気化チャンバのうちの一方は、該気化チャンバの内側空間とタンク内に貯蔵される可燃性ガスの気相との間の熱交換を可能にするように、タンクの上側部分に配置され、他方は、該気化チャンバの内側空間とタンク内に貯蔵される可燃性ガスの液相との間の熱交換を可能にするように、タンクの下側部分に配置される。
【００３１】
有利な変形によると、気化チャンバはそれぞれ、他方の気化チャンバを入口回路の吸入口および熱交換器の第１のチャネルの入口に接続する対応する回路部分と並列に配列される回路部分を介して、入口回路吸入口および熱交換器の第１のチャネルの入口に接続される。有利なこととして、並列に配列される２つの回路部分はそれぞれ、流率制御弁を具備する。
【００３２】
有利な変形によると、コンプレッサは、多段階コンプレッサである。有利なこととして、コンプレッサは、複数の圧縮段階と、複数の中間熱交換器とを備え、中間熱交換器はそれぞれ、圧縮段階のうちの１つの出口に配置される。
【００３３】
一実施形態によると、膨張デバイスは、ジュールトムソン弁としても公知の膨張弁である。
【００３４】
一実施形態によると、膨張デバイスは、ターボエキスパンダである。
【００３５】
一実施形態によると、本設備は、相分離器を備え、該相分離器は、膨張デバイスに上流で接続され、一方では、タンクにつながる戻り回路に、他方では、熱交換器の第１のチャネルの入口に接続される戻りパイプに下流で接続され、相分離器は、可燃性ガス流の液相を戻り回路に運搬し、可燃性ガス流の気相を戻りパイプに運搬するように配列される。
【００３６】
一実施形態によると、可燃性ガスは、窒素を備えるＬＮＧまたはＬＰＧタイプのガス状混合物である。
【００３７】
一実施形態によると、可燃性ガスは、窒素を備えるガス状混合物であり、窒素は、ガス状混合物の最も揮発性の成分である。
【００３８】
一実施形態によると、本発明は、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを含有するタンクから液化可燃性ガス流を抜去し、これを気化チャンバに運搬することと、
気化チャンバの内側空間内の液化ガス流を減圧することと、
タンク内に含有される可燃性ガスから熱を吸収することによって、抜去されたガス流を気化させるように、気化チャンバ内の減圧された可燃性ガス流とタンク内に含有される可燃性ガスとの間で、気化チャンバの壁を通して熱交換を実施することと、
気化チャンバと熱交換器の第１のチャネルの入口との間で気相可燃性ガス流を運搬することと、
熱交換器の第２のチャネルから第１のチャネルに熱を伝達することと、
熱交換器の第１のチャネルから退出する可燃性ガス流を圧縮することと、
圧縮された可燃性ガス流の第１の部分をガス消費部材に運搬し、圧縮されたガス流の第２の部分を熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することと、
可燃性ガス流の第２の部分を熱交換器の第２のチャネルから膨張デバイスに運搬することと、
減圧された可燃性ガス流の第２の部分の少なくとも１つの液相部分をタンクに運搬することと
を含む、上記に言及される設備を用いて、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するためのプロセスを提供する。
【００３９】
一実施形態によると、気化チャンバ内の液化ガス流を減圧するために、液化可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力Ｐ１が、真空ポンプを用いてタンク内に生成される。
【００４０】
有利な変形によると、圧力Ｐ１は、１２０〜９５０ミリバール絶対値、例えば、約５００ミリバール絶対値である。
【００４１】
一実施形態によると、本発明は、上記に言及される設備を備える船舶を提供する。
【００４２】
一実施形態によると、本発明はまた、可燃性ガスが、極低温移送パイプを通して、浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、船舶のタンクに、またはそれから伝導される、そのような船舶において装填または抜取するためのプロセスを提供する。
【００４３】
一実施形態によると、本発明はまた、可燃性ガス移送システムを提供し、本システムは、上記に言及される船舶と、船舶の船体内に設置されるタンクを浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備に接続するように配列される、極低温移送パイプと、極低温移送パイプを通して、浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、船舶のタンクに、またはそれから可燃性ガス流を駆動するためのポンプとを備える。
別の実施形態によると、本発明は、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備を提供し、本設備は、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間を備える、漏出防止性かつ断熱性のタンクと、
強制気化デバイスであって、
タンクの内側空間内に出現し、タンクの内側空間内の液相可燃性ガス流を吸収するように配列される吸入口を備える、気相ガス収集回路と、
【００４４】
吸入口を通してタンク内に存在する気相ガス流を吸引し、タンク内で大気圧を下回る圧力Ｐ１を維持することが可能であり、したがって、タンク内の液相の気化が助長され、タンク内に含有される液化ガスが液気二相平衡状態に置かれ、液化ガスは、大気圧において該液化ガスの液気平衡温度を下回る温度を有する、コンプレッサと、
を備える、強制気化デバイスと、
第１および第２のチャネルと、第２のチャネルから第１のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備える熱交換器であって、第１のチャネルおよび第２のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備え、第１のチャネルの入口は、タンク内で気化されている可燃性ガス流を熱交換器内で加熱するように、気相ガス収集回路に接続され、コンプレッサは、熱交換器内の加熱された可燃性ガス流を圧縮するように、熱交換器の第１のチャネルの出口に上流で接続され、可燃性ガス流の第１の部分をガス消費部材に運搬し、可燃性ガス流の第２の部分を冷却するように可燃性ガス流の第２の部分を熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することが可能な三方向コネクタに下流で接続される、熱交換器と、
【００４５】
熱交換器の第２のチャネルの出口に上流で接続され、タンクにつながる戻り回路に下流で接続される、膨張デバイスであって、該膨張デバイスは、熱交換器の第２のチャネルに由来する可燃性ガス流の第２の部分を減圧するように配列される、膨張デバイスとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
添付される図面を参照して、限定ではなく、単に、例証のために与えられる本発明のいくつかの特定の実施形態の以下の説明から、本発明が、より深く理解され、さらなる目標、詳細、特性、およびそれらの利点が、より明確になるであろう。
【００４７】
【図１】図１は、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備の概略図示である。
【図２】図２は、船舶および可燃性ガスを装填／抜取するための移送システムの概略表現である。
【図３】図３は、一方では、船舶の（ノットにおける）速度の関数に応じた（ｋｇ／時における）再液化ガスの流率を表し（曲線ａ、ｂ、およびｃ）、該船舶の機関は、図１による設備を介して可燃性ガスを給送され、ガスは、それぞれ、熱交換器の入口において−４０℃、−１２０℃、および−１６０℃の温度を有する。図３は、他方では、強制気化デバイスによって再液化され得るガスの流率を、流れの一部のみがガス消費部材に指向され得る設備の上流に強制気化デバイスが位置するかどうかに応じて表すグラフである（曲線ｄ、ｅ）。
【図４】図４は、別の実施形態による、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備の概略図示である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
説明および請求項では、用語「可燃性ガス」は、一般的性質を有し、単一の純物質から構成されるガスまたは複数の成分から構成されるガス状混合物を優先することなく指す。
【００４９】
図１では、一方では、１つ以上のガス消費部材に可燃性ガスを給送し、他方では、可燃性ガスを液化するための設備１が、図示される。そのような設備１は、陸上に、または浮遊構造上に設置され得る。浮遊構造の場合では、設備１は、液化または再ガス化バージのために、またはメタンタンカ等の液化天然ガス貨物船のために意図され得る、またはより一般的に、ガス消費部材を具備する任意の船舶のために意図され得る。
【００５０】
図１に図示される設備１は、３つの異なるタイプの可燃性ガス消費部材、すなわち、バーナ３と、発電機４と、船舶を推進させるための機関５とを備える。
【００５１】
バーナ３は、電力生産設備に統合され得る、またはガス燃焼ユニット（ＧＣＵ）に統合され得る。電力生産設備は、特に、蒸気生産ボイラを備え得る。蒸気は、エネルギーを生産するための蒸気タービンに動力供給する、および／または船舶の暖房網に動力供給するように意図され得る。バーナ３は、その窒素濃度が高い、例えば、標準ガス燃焼ユニットに関して３０％〜３５％を上回るが、燃料を供給することによってこれを明確に上回り得る、可燃性ガスを用いて機能することが可能である。
【００５２】
発電機４は、例えば、ＤＦＤＥ（二元燃料ディーゼル電気）技術の、例えば、ディーゼル／天然ガス混合動力供給熱機関を備える。そのような熱機関は、ディーゼルおよび天然ガスの混合物を燃焼する、またはこれらの２つの可燃物のうちの一方または他方を使用することができる。そのような熱機関に動力供給する天然ガスは、約数バール〜数十バール、例えば、約６〜８バール絶対値の圧力を有していなければならない。加えて、そのような熱機関の準拠した機能を可能にするために、天然ガスは、約１５％〜２０％の限界動作濃度を下回る窒素濃度を有していなければならない。
【００５３】
船舶を推進させるための機関５は、例えば、企業ＭＡＮによって開発された「ＭＥ−ＧＩ」技術の二元燃料２ストローク低速機関である。そのような機関５は、可燃物としての天然ガスと、これを点火するために天然ガスの噴射前に噴射される、少量のパイロット燃料とを使用する。そのような機関５に動力供給するために、天然ガスは、最初に、１５０〜４００バール絶対値、より具体的には、２５０〜３００バール絶対値の高圧において圧縮されなければならない。加えて、そのような機関は、天然ガスの品質に極端に感受性があり、準拠した機能を可能にするために、天然ガスは、約１５％〜２０％の閾値を超えない窒素濃度を有していなければならない。
【００５４】
設備１は、漏出防止性かつ断熱性のタンク２を備える。一実施形態によると、タンク２は、膜タンクである。実施例として、そのような膜タンクは、特許出願第ＷＯ  １４／０５７２２１号、第ＦＲ  ２  ６９１  ５２０号、および第ＦＲ  ２  ８７７  ６３８号に説明されている。そのような膜タンクは、大気圧に実質的に等しい、またはそれよりもわずかに高い圧力において可燃性ガスを貯蔵するように意図される。他の代替実施形態によると、タンク２はまた、自立タンクであり得、特に、平行六面体、角柱、球形、円筒形、または多重ローブ形状を有し得る。あるタイプのタンク２は、大気圧よりも実質的に高い圧力におけるガス貯蔵を可能にする。
【００５５】
タンク２は、可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間７を備える。可燃性ガスは、特に、液化天然ガス（ＬＮＧ）、すなわち、主としてメタンを備え、また、わずかな割合におけるエタン、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、ネオペンタン、および窒素等の１つ以上の他の炭化水素を備える、ガス状混合物であり得る。可燃性ガスはまた、エタンまたは液化石油ガス（ＬＰＧ）、すなわち、本質的にプロパンおよびブタンを備える、石油精製に由来する炭化水素の混合物であり得る。
【００５６】
可燃性ガスは、液気二相平衡状態において、タンク２の内側空間７内に貯蔵される。ガスは、したがって、タンク２の上側部分８に気相において存在し、タンク２の下側部分９に液相において存在する。その液気二相平衡状態に対応する液化天然ガスの平衡温度は、これが大気圧において貯蔵されるとき、約−１６２℃である。
【００５７】
設備１は、タンク２の内側空間７内の液相可燃性ガス流を吸収することと、該液相可燃性ガス流を減圧し、ガスの気化の潜熱を使用して該液相可燃性ガス流を気化し、タンク２の内側空間７内に残っている液化ガスを冷却することとを行うための強制気化デバイス１０を備える。
【００５８】
強制気化デバイス１０は、液相中に浸漬される吸入口１２を備え、収集された液相ガス流を１つ以上の気化チャンバ１３、１４に運搬することが可能な入口回路１１を備える。
【００５９】
気化チャンバ１３、１４は、タンク２内に貯蔵される可燃性ガス中に浸漬される。チャンバ１３、１４はそれぞれ、内側空間１５と、該内側空間１５とタンク２内に貯蔵される可燃性ガスとの間で熱を交換するための熱交換壁とを備える。
【００６０】
一実施形態によると、気化チャンバ１３、１４は、気化チャンバ１３、１４の熱交換壁と組み合わされ、タンク２内に含有される可燃性ガスとの交換のためのその表面積を増加させることを可能にする、フィン（図示せず）を具備する。
【００６１】
さらに、入口回路１１は、吸収された可燃性ガス流が気化チャンバ１３、１４の内側空間内で気化するように、気化チャンバ１３、１４のそれぞれの内側空間１５内に出現する、圧力損失部材（図示せず）を備える。
【００６２】
さらに、機能するとき、気化チャンバ１３、１４の内側空間１５は、タンク２の内側空間７内で優勢な圧力を下回る圧力に置かれる。これを行うために、本設備は、タンク２の内側空間７内で優勢な圧力を下回る絶対圧力における、気化チャンバ１３、１４の内側空間１５の維持を可能にするように定寸される、真空ポンプ１７を備える。実施例として、可燃性ガスが液化天然ガスであり、タンク内で大気圧において貯蔵されるとき、気化チャンバ１３、１４の内側で優勢な作業絶対圧力は、１２０〜９５０ミリバール絶対値、例えば、約５００ミリバール絶対値である。
【００６３】
そのような強制気化デバイス１０の動作原理は、以下の通りである。液相可燃性ガスがタンク２内で吸収され、次いで、気化チャンバ１３、１４内で減圧されると、そのように減圧された可燃性ガスは、温度の低減を受ける。その結果、吸収された可燃性ガスは、気化チャンバ１３、１４を介してタンク２内に残っている可燃性ガスとの熱接触状態に置かれるため、これは、少なくとも部分的に気化し、気化すると同時に、タンク２内に残っている可燃性ガスから、その気化のために要求される熱を抜去し、これは、タンク２内に残っている可燃性ガスが冷却されることを可能にする。
【００６４】
一実施形態によると、入口回路１１は、各気化チャンバ１３、１４の内側空間１５の内側に液化ガスを噴霧することが可能なスプレーノズルから形成される、複数の圧力損失部材を備える。有利なこととして、スプレーノズルは、気化チャンバ１３、１４の内壁に対して微細かつ均質に液化ガスを噴霧する。代替として、各圧力損失部材は、入口回路流動断面、多孔性材料、または等エントロピ減圧機械のバリエーションから選定される。
【００６５】
真空ポンプ１７は、公称流率に応じて真空ポンプ１７を制御することが可能な制御ユニット３０によって制御される。真空ポンプは、本設備の動作流率に関して、生成される真空が１２０〜９５０ミリバール絶対値、例えば、約５００ミリバール絶対値であるように適合される流率／圧力特性を有する。
【００６６】
入口回路１１は、圧力損失部材の上流に、強制気化デバイス１０の入口における液化ガスの圧力をある閾値圧力まで限定するための圧力調整器（図示せず）を備える。そのような圧力調整器は、タンク２の内側の液化ガスによって付与される流体静力学的圧力にかかわらず、その結果、タンク２の充填レベルにかかわらず、入口回路１１に進入する液化ガスの圧力を一定に保つことを可能にする。実施例として、圧力調整器によって印加される圧力閾値は、ほぼ大気圧である。
【００６７】
加えて、示される実施形態では、入口回路１１は、圧力調整器の上流に、入口回路１１への吸入口の高さにおいて、タンク１の内側の液化ガスによって付与される流体静力学的圧力よりも高い戻り圧力を生成することが可能な付加的ポンプ１８を備える。そのような配列は、圧力損失部材における駆動圧力が、したがって、増加されるという点において有利であり、これは、一方では、圧力損失部材の数を限定し、他方では、流率のさらなる安定性を確実にすることを可能にする。
【００６８】
表される実施形態では、強制気化デバイス１０は、タンク２の内側空間７内に位置する２つの気化チャンバ１３、１４を備える。気化チャンバのうちの一方１４は、タンク２の底部部分９に配置され、したがって、該気化チャンバ１４の内側空間１５とタンク２内に貯蔵される液相可燃性ガスとの間の熱交換を可能にするように意図される。そのような気化チャンバ１４は、したがって、チャンバ２内に残っている可燃性ガスの液相をその平衡温度を下回るまで冷却することを可能にする。タンク２内に残っている可燃性ガスの液相は、したがって、チル化された熱力学的状態に置かれていることになる。
【００６９】
他方の気化チャンバ１３は、タンク２の上部部分８において、すなわち、ガス状ヘッドスペース内に配置され、したがって、該気化チャンバ１３の内側空間１５とタンク２内に残っている気相可燃性ガスとの間の熱交換を可能にするように意図される。そのような気化チャンバ１３は、したがって、タンク２の内側空間７内の自然気化に由来する可燃性ガスの気相を凝縮および／または冷却することを可能にする。
【００７０】
一実施形態では、図示されないが、本設備は、送達パイプおよび戻りパイプを介して上記に言及されるタンク２に接続される、補助的な漏出防止性かつ断熱性のタンクを備え得る。設備１はまた、送達パイプおよび戻りパイプを通して、主要タンクと補助タンクとの間で液化ガスを循環させるためのポンプを備える。補助タンクは、タンク２よりも小さい容量を有し、強制気化デバイス１０は、補助タンク内に格納される。そのような実施形態は、これが液化ガスの温度のより良好な均質化を可能にし、タンク２の内側で熱層の生成を限定する点において有利である。加えて、そのような補助タンクはまた、強制気化デバイス１０の共有を可能にするように、補助タンクがいくつかのタンク２に接続される実施形態のバリエーションを可能にする。
【００７１】
図１に再び目を向けると、強制気化デバイス１０は、タンク２の外側に位置する、熱交換器２０につながる気相ガス収集回路１９に下流で接続されることが観察される。示される実施形態では、２つの気化チャンバ１３、１４は、相互に平行に配列される。言い換えると、気化チャンバ１３、１４はそれぞれ、他方の気化チャンバ１３、１４の対応する回路部分に平行な回路部分を介して、一方では、液相中に浸漬される吸入口１２に接続され、他方では、気相ガス収集回路１９に接続される。２つの平行部分はそれぞれ、２つの気化チャンバ１３、１４のそれぞれを通過するガス流率を調節するように、弁２１、２２を具備する。そのような配列はまた、例えば、気相を凝縮するように意図されるか、または液相をチル化するように意図されるかに応じて、２つの気化チャンバ１３、１４のうちの一方または他方の使用を選定することを可能にする。
【００７２】
別の実施形態では、気化チャンバ１３、１４は、直列に配列される。別の実施形態では、強制気化デバイス１０は、１つのみの気化チャンバ１３、１４を備え、本チャンバは、場合によっては、タンク２の上側部分８またはその下側部分９のいずれかに配置される。
【００７３】
さらに、示される実施形態では、設備１は、タンク２のガス状ヘッドスペース内、すなわち、タンク２の最大充填高さを上回って出現する吸入口２３を備える。本吸入口２３は、弁２４を介して気相ガス収集回路１９に接続される。そのような配列は、強制気化デバイス１０を使用することなく設備１を動作させること、または自然気化に由来する気相を強制気化デバイス１０に由来する気相と組み合わせることによって設備２を動作させることを可能にする。本場合では、設備１は、設備１が強制気化デバイス１０を使用することなく動作するとき、これをバイパスするために、真空ポンプ１７に平行な分岐回路（図示せず）を具備し得る。
【００７４】
熱交換器２０は、それぞれ、入口２５ａ、２６ａおよび出口２５ｂ、２６ｂを有する第１および第２のチャネル２５、２６と、第２のチャネル２６から第１のチャネル２５に熱を伝達するための熱交換壁とを備える。熱交換を最適化するように、熱交換器２０は、向流交換器である。第１のチャネル２５上の入口２５ａは、強制気化デバイス１０に由来するガス流を加熱するように、気相ガス収集回路１９に接続される。
【００７５】
上記に言及されるポンプ１７は、熱交換器２０の第１のチャネル２５の下流に配置され、したがって、強制気化デバイス１０に由来する、またはガス状ヘッドスペースに由来するガス流を熱交換器２０の第１のチャネル２５を通して吸引することを可能にする。第１のチャネル２５の出口２５ｂは、ガス流をコンプレッサ２７の方向に戻すポンプ１７を介してコンプレッサ２７に接続される。コンプレッサ２７は、ガス流を、ガス消費部材の動作と適合する圧力まで圧縮するためのものである。
【００７６】
示される実施形態では、コンプレッサ２７は、多段階コンプレッサである。言い換えると、コンプレッサ２７は、複数の圧縮段階２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅと、圧縮段階２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅのそれぞれの出口に配置される中間熱交換器２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅとを備える。中間熱交換器２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅは、２つの圧縮段階間の圧縮されたガスを冷却するためのものである。実施例として、熱交換器２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅは、特に、海水との交換を提供し、したがって、圧縮されたガス流を海水のものに実質的に等しい温度に至らせることを可能にし得る。
【００７７】
図示されない実施形態によると、真空ポンプ１７は、コンプレッサ２７の第１の圧縮段階によって構成され得る。
【００７８】
コンプレッサ２７は、動力供給されるように意図される可燃性ガス消費部材に応じて、特に、可燃性ガスがそれに分配されなければならないその最大給送速度および圧力レベルに応じて定寸される。したがって、ガス消費部材のうちの１つが、先に説明されるようなＭＥ−ＧＩタイプの機関５であるとき、コンプレッサ２７は、コンプレッサ２７を離れるガス流が、典型的には、２５０〜３００バール絶対値の圧力を有するように定寸される。
【００７９】
コンプレッサ２７の下流に、設備１は、ガス流の第１の部分を船舶を推進させるための機関５に運搬し、ガス流の第２の部分を熱交換器２０の第２のチャネル２６の入口２６ａに運搬するための三方向コネクタ２９を備える。本三方向コネクタ２９は、制御ユニット３０によって操縦される。制御ユニット３０は、したがって、それぞれ、機関５の可燃性ガス需要および／または再液化されるべきガスの量に応じて、機関５に、および熱交換器３０の第２のチャネル２６の入口２６ａに循環するガスの割合を変動させることが可能である。
【００８０】
さらに、可燃性ガス消費部材が、示される実施形態のように異なる給送圧力を有する場合では、設備１は、２つの圧縮段階２７ｂ、２７ｃ間に配置され、したがって、コンプレッサ２７の出口の前に、ガス流の一部をガス消費部材に、本場合では、バーナ３および発電機４に迂回させることを可能にする、中間三方向コネクタ３１を備える。そのような配列は、可燃性ガスが可燃性ガス消費部材に対応する給送圧力に到達したとき、可燃性ガスを該消費部材に迂回させることを可能にする。
【００８１】
好ましい実施形態によると、真空ポンプ１７およびコンプレッサ２７の動作流率は、一定であり、ガス消費部材の最大給送速度に実質的に対応する。したがって、制御ユニット３０は、その需要に応じてガス消費部材に運搬されるガス流の流率を適合させるように、三方向コネクタ２９、３１に対して作用する。
【００８２】
可燃性ガス流の第２の部分は、気相ガス収集回路１９に由来する気相ガスへのその熱の伝達中、熱交換器２０の第２のチャネル２６内で冷却される。
【００８３】
熱交換器２０の第２のチャネル２６の出口２６ｂは、相分離器３２に膨張デバイス３３を介して接続され、それを通して、可燃性ガス流は、タンク２内で優勢な圧力に実質的に等しい圧力、例えば、大気圧に近接する圧力まで減圧されるであろう。その結果、ガス流は、膨張を受け、これは、ジュールトムソン効果を介して、少なくとも部分的に、その温度およびその液化の減少をもたらす。膨張デバイス３２は、例えば、膨張弁である。
【００８４】
随時、ミスト分離器と称される、相分離器３２は、液相が気相から分離されることを可能にする。下流では、相分離器３２は、一方では、タンク２につながる戻り回路３４に接続され、他方では、気相ガス収集回路１９に接続される戻りパイプ３５に接続される。相分離器３２は、したがって、可燃性ガスの液相をタンク２に運搬する一方、気相は、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａに戻される。
【００８５】
大気圧において貯蔵される液化天然ガスとともに機能する、先に説明される設備の実装の実施例が、下記に説明されるであろう。
【００８６】
液化天然ガスは、約−１６２℃の温度において、二相平衡状態においてタンク２内に貯蔵される。液化天然ガスは、次いで、強制気化デバイス１０の気化チャンバ１４、１５の中に引き込まれ、その中では、大気圧を下回る、例えば、約５００ミリバール絶対値の圧力が、優勢である。そのように抜去された液相天然ガス流は、気化チャンバ１４、１５内で気化し、したがって、タンク２内に残っている天然ガスから熱を取り込む。
【００８７】
熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａに運搬される気相ガス流は、したがって、約５００ミリバール絶対値の圧力およびタンク２内のガスの二相平衡温度に近接する、典型的には、約−１６５℃の温度を有する。
【００８８】
熱交換器２０を用いて加熱され、次いで、コンプレッサ２７の圧縮段階２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅのいくつかまたは全てを用いて圧縮された後、ガス流の第１の部分が、その個別の需要に応じて１つ以上のガス消費部材に運搬される。コンプレッサ２７から退出すると同時に、典型的には、２５０〜３００バールの高圧および約２０〜８０℃の温度を有するガス流の第２の部分が、その中で冷却されるために、熱交換器２０の第２のチャネル２６に運搬される。熱交換器２０の第２のチャネル２６から退出すると同時に、ガス流は、典型的には、約−１４０℃の温度を有する。ガス流は、次いで、膨張弁３３を用いて減圧され、次いで、相分離器３２に運搬され、これは、液相をタンク２に戻し、気相を熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａに戻すために、液相および気相を分離する。
【００８９】
したがって、上記に説明されるタイプの強制気化デバイス１０を使用することによって、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａにおけるガス流は、タンク２の充填レベルから独立する、約−１４０℃の温度を有する一方、タンク２の自然気化に由来するガスの温度は、−１４０〜−５０℃に及ぶ傾向にあることを理解されたい。したがって、強制気化デバイス１０の使用は、液相ジュールトムソン減圧の特に高い変換度を取得することを可能にする。強制気化デバイス１０の使用はまた、タンク内に貯蔵される可燃性ガスから熱を取り込み、自然気化の現象を限定することを可能にする。
【００９０】
図３を参照すると、船舶を推進させるその機関５が、図１の設備に由来する天然ガス流によって動力供給される船舶の速度に応じた膨張デバイス３３内のｋｇ／時における再液化天然ガスの流率が、観察される。真空ポンプ１７およびコンプレッサ２７の動作流率は、４，７００ｋｇ／時である。
【００９１】
曲線ａ、ｂ、およびｃは、交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａにおけるガスの温度が、それぞれ、−４０℃、−１２０℃、および−１６０℃であるときの膨張デバイス３３の出口における再液化天然ガスの流率を表す。したがって、膨張デバイス内の再液化度は、熱交換器２０の上流で、強制気化デバイス１０が使用されるとき、熱交換器の第２のチャネル２６の入口２６ａに戻されるガスの割合に応じて、１０％〜８０％だけ改良され、大気圧における天然ガスの液気平衡温度、すなわち、−１６０℃に近接して、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａにおけるガスの温度を取得することを可能にし得ることが観察される。
【００９２】
さらに、そのタンク２が約４００ｋＷの熱漏出および４，７００ｋｇ／時の真空ポンプ１７の動作流率を有する船舶を考慮すると、強制気化デバイス１０は、第１に、熱漏出を補償し、第２に、タンク２内に残っている天然ガスの液相をその平衡温度を下回って冷却すること、および／またはタンク２の内側空間７内の自然気化に由来する天然ガスの気相を凝縮および／または冷却することが可能な約６５０ｋＷの冷却力を生成することを可能にする。平衡に対する過剰な冷却力は、約１，５００ｋｇ／時〜１，７００ｋｇ／時の（曲線ｄによって表される）液化能力の均等物を表し、本冷却力は、タンク内に貯蔵される液相天然ガスの温度を低下させることによって貯蔵される、および／またはタンク２のガス状ヘッドスペース内の天然ガスの気相を再凝縮するために使用されることが可能である。
【００９３】
比較を目的として、図３の曲線ｅは、船舶を推進させるための機関５に直接接続される、図１に表されるような強制気化デバイス１３の液化能力を表す。そのような場合では、気化チャンバ内の気化した天然ガス流の流率は、機関５の要求に対応する。したがって、そのような状況下で、強制気化デバイスは、１８ノットおよびそれを上回る速度において熱漏出を平衡させることのみを可能にし、したがって、１８ノットを上回る速度に関してタンク２内に残っている天然ガスの液相をその平衡温度を下回って冷却すること、および／またはタンクの内側空間内の自然気化に由来する天然ガスの気相を凝縮および／または冷却することのみを可能にすることが観察される。
【００９４】
したがって、本発明によると、強制気化デバイスは、ガス消費部材の現実の消費から事実上独立して、完全な形態において動作し得ることに留意されたい。
【００９５】
さらに、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａにおいて、強制気化プロセスに由来する気相を使用することによって、本設備内で循環するガス流中の窒素含有量が、最も高い窒素含有量を伴う液化天然ガスに関して１０％を決して超えず、殆どの場合では５％を決して超えないことが観察された。膨張デバイス３３内のジュールトムソン減圧に関する変換バランスは、本低窒素含有量によってわずかにのみ影響を受けることが分かり、ガス消費部材３、４、５に過剰な窒素濃度を伴う蒸気を送出するリスクは、完全に排除される。
【００９６】
図４は、別の実施形態による設備１を示す。設備１は、熱交換器２０の第２のチャネル２６の出口２６ｂが、ターボエキスパンダ３６によって形成される膨張デバイスに接続される点において、図１の設備と主に異なる。そのようなターボエキスパンダ３６は、熱交換器２０の第２のチャネル２６の出口２６ｂにおけるガス流の膨張を使用し、エネルギーを生産することを可能にする。
【００９７】
エネルギーは、ここでは、熱交換器２０の第１のチャネル２５の出口２５ｂにおけるガス流を圧縮するための１つ以上のコンプレッサ３７を駆動するために使用される。これを行うために、ターボエキスパンダ３６は、コンプレッサ３７に接続されるシャフト３８を有する。したがって、ターボエキスパンダ３６内の圧縮されたガス流の膨張は、ガス流を圧縮するためにコンプレッサ３７を駆動することを可能にする。
【００９８】
別の実施形態では、図示されないが、気化チャンバ１３、１４は、タンク２の内側空間内の負圧の印加と置換され得る。そのような実施形態は、例えば、貨物内に含有され得る天然ガスが、本来的にか、またはその窒素含有量の事前低減に起因するかのいずれかで、低窒素濃度を有するとき、好適である。
【００９９】
本実施形態では、気相ガス収集回路９は、タンク２のガス状ヘッドスペース内に出現する吸入口２３に直接接続される。数十ミリバールの負圧が、次いで、コンプレッサ１７によって生成され、強制気化が、タンク２の内側空間内で直接起こる。具体的には、タンク２の内側空間内で負圧を生成することによって、液相の気化が、助長され、これはまた、液化ガスを液気二相平衡状態に置くことを可能にし、液化ガスは、大気圧において液化ガスの液気平衡温度を下回る温度を有する。その結果、ガスの気化は、それから気化潜熱を取り込むことによって、タンク内に貯蔵される液化ガスを冷却するために完全に活用される。言い換えると、本実施形態は、液化ガスをチル化された熱力学的状態において保つことを可能にし、大気圧におけるタンク内でのその貯蔵またはタンクへのその移送を可能にすると同時に、液化ガスの低レベルまたはさらにはゼロレベルの気化を維持する。
【０１００】
本実施形態では、窒素を制御することと関連付けられる利益は、気化がタンクの全容積にわたって起こり、窒素の優先的な気化が制御可能ではないため、存在しない。しかしながら、そのような実施形態では、気相が、選択的に、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａに戻される、またはバーナ３に運搬され得るように、相分離器３２の気相出口に三方向コネクタを提供することによって、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａにおけるガス流の窒素富化を限定することが、想定され得る。したがって、本新しいガス出口は、消費部材４、５の動作閾値と比較して窒素が過剰に富化した状態になったガス状混合物の場合では、断続的に起動され得るパージとして使用され得る。
【０１０１】
タンクの内側空間を負圧下に置くことを可能にするために、いくつかの構造的かつ動作可能な配列が、必要であると分かり得る。タンクは、周辺空気がタンクに進入し得ないことを確実にするように、真空気密でなければならない。したがって、シールフランジおよび他の交差部のシールが、溶接によって優先的に生産される。加えて、圧力リリーフ弁は、それらが背圧に面してゼロレベルの漏出を有するように選定される。
【０１０２】
さらに、タンクが断熱障壁に基づく膜タンクであるとき、シール膜、特に、タンク内に含有されるガスと接触するシール膜を損傷させ、その剥離を引き起こす傾向にあるであろう、断熱障壁内で優勢な圧力が、タンクの内側空間内で優勢な圧力を大幅に上回ることがないように、該断熱障壁内の圧力が調整されることが、望ましい。加えて、タンクのガス状ヘッドスペース内での液化ガスの噴霧は、熱層を限定することを可能にし得る。
【０１０３】
図２は、液化天然ガス等の可燃性ガスを装填／抜取し、船舶４１と浮遊または陸上設備（図示せず）との間のインターフェースを形成するための移送システム４０を示す。船舶４１は、上記に説明されるように、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備を具備する。実施例として、液密および断熱タンク（図示せず）は、略角柱形態であり、船舶の二重船体内に搭載される。
【０１０４】
製品移送は、４２と表される浸漬極低温ラインによって確実にされる。船舶４１と浮遊または陸上設備との間のインターフェースを形成する移送システム４０は、貯蔵／取扱ガントリ４４を支える少なくとも１つのプラットフォーム４３と、浸漬極低温ライン４２を可撓性移送パイプ４６に接続することを可能にする全ての機器を取り込むための主要プラットフォーム４５とを備える。各可撓性移送パイプ４６は、接続モジュール４８を通して船舶のマニホールド４７に接続されるように意図される。船舶のマニホールド４７は、液化ガスの貨物をタンクから、またはそれに移送するために、船舶４１の上側デッキ上に配列される装填／抜取パイプラインを用いてタンクに接続される。
【０１０５】
ガントリ４４の主な機能は、クレーンおよびウインチを用いて、移送部分、すなわち、各接続モジュール４８および可撓性移送パイプ４６の可動端の取扱および貯蔵を可能にすることである。
【０１０６】
ある実施形態によると、移送システムは、３つの平行な可撓性移送パイプ４６を備え、そのうちの２つは、浮遊または陸上設備と船舶との間で液化天然ガスを移送することを可能にする一方、第３の移送パイプは、船舶のタンクのガス状ヘッドスペース内の圧力を均衡させるために、ガスを移送することを可能にする。
【０１０７】
液化ガスの移送のために必要な圧力を生成するために、船舶４１内のオンボードポンプが、使用される、および／または、ポンプが、陸上設備内に設置される、および／または、ポンプが、移送システム４０に嵌合される。
【０１０８】
本発明は、いくつかの特定の実施形態と関連して説明されたが、これは、それに全く限定されず、これらが本発明の範囲内に該当する場合、説明される手段の全ての技術的均等物およびその組み合わせを備えることが明白である。
【０１０９】
動詞「〜を備える」または「〜を含有する」または「〜を含む」およびその活用形の使用は、請求項に記載されるもの以外の要素またはステップの存在を除外しない。
【０１１０】
したがって、本技術のいくつかの非限定的実施形態に従って実装される方法および設備は、付番された付記において提示される、以下のように表されることができる。
（付記１）ガス消費部材（３、４、５）に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備（１）であって、設備（１）は、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間（７）を備える、漏出防止性かつ断熱性のタンク（２）と、
強制気化デバイス（１０）であって、
【０１１１】
可燃性ガスと接触するように意図された気化チャンバ（１３、１４）であって、該気化チャンバ（１３、１４）は、気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）と該可燃性ガスとの間で熱を交換するための熱交換壁を備える、気化チャンバ（１３、１４）と、
入口回路（１１）であって、
タンク（２）の内側空間（７）内に出現し、タンク（２）の内側空間（７）から液相可燃性ガス流を抜去するように配列される、吸入口（１２）と、
【０１１２】
抜去された可燃性ガス流が、気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）内で気化するように、気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）内に出現する、圧力損失部材と、
を備える、入口回路と、
を備える、強制気化デバイスと、
第１および第２のチャネル（２５、２６）と、第２のチャネル（２６）から第１のチャネル（２５）に熱を伝達するための熱交換壁とを備える熱交換器（２０）であって、第１のチャネル（２５）および第２のチャネル（２６）は、それぞれ、入口（２５ａ、２６ａ）と、出口（２５ｂ、２６ｂ）とを備え、第１のチャネル（２５）の入口（２５ａ）は、気化チャンバ（１３、１４）内で気化されている可燃性ガス流を熱交換器（２０）内で加熱するように、気化チャンバ（１３、１４）に接続される、熱交換器（２０）と、
熱交換器（２０）内の加熱された可燃性ガス流を圧縮するように、熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）の出口（２５ｂ）に上流で接続されたコンプレッサ（２７）であって、該コンプレッサ（２７）は、可燃性ガス流の第１の部分をガス消費部材（５）に運搬し、可燃性ガス流の第２の部分を冷却するために可燃性ガス流の第２の部分を熱交換器（２０）の第２のチャネル（２６）の入口（２６ａ）に運搬することが可能な三方向コネクタ（２９）に下流で接続される、コンプレッサ（２７）と、
【０１１３】
熱交換器（２０）の第２のチャネル（２６）の出口（２６ｂ）に上流で接続され、タンク（２）につながる戻り回路（３４）に下流で接続される、膨張デバイス（３３、３６）であって、該膨張デバイス（３３）は、熱交換器（２０）の第２のチャネル（２６）に由来する可燃性ガス流の第２の部分を減圧するように配列される、膨張デバイス（３３）と
を備える、設備。
【０１１４】
（付記２）気化チャンバ（１３、１４）は、タンク（２）の内側空間（７）内に位置し、熱交換壁は、したがって、気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）とタンク（２）内に貯蔵される可燃性ガスとの間の熱交換を可能にする、付記１に記載の設備（１）。
【０１１５】
（付記３）可燃性ガス流を生成し、気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）内で、タンク（２）の内側空間（７）内の可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力を印加するように配列される、ポンプ（１７）を備える、付記２に記載の設備（１）。
【０１１６】
（付記４）強制気化デバイス（１０）は、２つの気化チャンバ（１３、１４）を備え、２つの気化チャンバのうちの一方（１３）は、該気化チャンバ（１３）の内側空間（１５）とタンク（２）内に貯蔵される可燃性ガスの気相との間の熱交換を可能にするように、タンク（２）の上側部分（８）に配置され、他方は、該気化チャンバ（１４）の内側空間（１５）とタンク（２）内に貯蔵される可燃性ガスの液相との間の熱交換を可能にするように、タンク（２）の下側部分（９）に配置される、付記２または３に記載の設備（１）。
【０１１７】
（付記５）気化チャンバ（１３、１４）はそれぞれ、他方の気化チャンバ（１３、１４）を入口回路（１１）の吸入口（１２）および熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）の入口（２５ａ）に接続する対応する回路部分と並列に配列される回路部分を介して、入口回路（１１）の吸入口（１２）および熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）の入口（２５ａ）に接続される、付記４に記載の設備（１）。
【０１１８】
（付記６）並列に配列される２つの回路部分はそれぞれ、流率制御弁（２１、２２）を具備する、付記４に記載の設備（１）。
【０１１９】
（付記７）コンプレッサは、複数の圧縮段階（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ）と、複数の中間熱交換器（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ）とを備える、多段階コンプレッサであり、中間熱交換器はそれぞれ、圧縮段階（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ）のうちの１つの出口に配置される、付記１−６のうちのいずれか１項に記載の設備（１）。
【０１２０】
（付記８）膨張デバイス（３３、３６）は、膨張弁またはターボエキスパンダである、付記１−７のうちのいずれか１項に記載の設備。
【０１２１】
（付記９）膨張デバイス（３３）に上流で接続された相分離器（３２）を備え、該相分離器（３２）は、一方では、タンク（２）につながる戻り回路（３４）に、他方では、熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）の入口（２５ａ）に接続される戻りパイプ（３５）に下流で接続され、相分離器（３２）は、可燃性ガス流の液相を戻り回路（３４）に運搬し、可燃性ガス流の気相を戻りパイプ（３５）に運搬するように配列される、付記１−８のうちのいずれか１項に記載の設備。
（付記１０）付記１−９のうちのいずれか１項に記載の設備を用いて、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するためのプロセスであって、
【０１２２】
液気二相平衡状態における可燃性ガスを含有するタンク（２）から液化可燃性ガス流を抜去し、これを気化チャンバ（１３、１４）に運搬することと、
気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）内の液化ガス流を減圧することと、
タンク（２）内に含有される可燃性ガスから熱を吸収することによって、抜去されたガス流を気化させるように、気化チャンバ（１３、１４）内の減圧された可燃性ガス流とタンク（２）内に含有される可燃性ガスとの間で、気化チャンバ（１３、１４）の壁を通して熱交換を実施することと、
気化チャンバ（１３、１４）と熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）の入口（２５ａ）との間で気相可燃性ガス流を運搬することと、
熱交換器（２０）の第２のチャネル（２６）から第１のチャネル（２５）に熱を伝達することと、
熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）から退出する可燃性ガス流を圧縮することと、
圧縮された可燃性ガス流の第１の部分をガス消費部材（３、４、５）に運搬し、圧縮されたガス流の第２の部分を熱交換器（２０）の第２のチャネル（２６）の入口（２６ａ）に運搬することと、
可燃性ガス流の第２の部分を熱交換器の第２のチャネルから膨張デバイス（３３）に運搬することと、
【０１２３】
減圧された可燃性ガス流の第２の液相部分の少なくとも一部をタンク（２）に運搬することと
を含む、プロセス。
【０１２４】
（付記１１）気化チャンバ（１３、１４）内の液化ガス流を減圧するために、液化可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力Ｐ１が、真空ポンプ（１７）を用いてタンク（２）内に生成される、付記１０に記載のプロセス。
【０１２５】
（付記１２）圧力Ｐ１は、１２０〜９５０ミリバール絶対値である、付記１１に記載のプロセス。
【０１２６】
（付記１３）付記１−９のうちのいずれか１項に記載の設備（１）を備える、船舶（４１）。
【０１２７】
（付記１４）可燃性ガスが、極低温移送パイプ（４２、４６）を通して、浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、船舶のタンクに、またはそれから伝導される、付記１３に記載の船舶（４１）において装填または抜取するためのプロセス。
【０１２８】
（付記１５）可燃性ガスを移送するためのシステムであって、該システムは、付記１３に記載の船舶（４１）と、船舶の船体内に設置されるタンクを浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備に接続するように配列される、極低温移送パイプ（４２、４６）と、極低温移送パイプを通して、浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、船舶のタンクに、またはそれから可燃性ガスを駆動するためのポンプとを備える、システム。
【図１】
2019518909.tif 000003
【図２】
2019518909.tif 000004
【図３】
2019518909.tif 000005
【図４】
2019518909.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月24日(2019.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、前記可燃性ガスを液化するための設備であって、前記設備は、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間を備える、漏出防止性かつ断熱性のタンクと、
強制気化デバイスであって、
前記可燃性ガスと接触するように意図された気化チャンバであって、前記気化チャンバは、前記気化チャンバの内側空間と前記可燃性ガスとの間で熱を交換するための熱交換壁を備える、気化チャンバと、
入口回路であって、
前記タンクの内側空間内に出現し、前記タンクの内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するように配列される、吸入口と、
前記抜去された可燃性ガス流が、前記気化チャンバの内側空間内で気化するように、前記気化チャンバの内側空間内に出現する、圧力損失部材と、
を備える、入口回路と、
を備える、強制気化デバイスと、
第１および第２のチャネルと、前記第２のチャネルから前記第１のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備える熱交換器であって、前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備え、前記第１のチャネルの入口は、前記気化チャンバ内で気化されている前記可燃性ガス流を前記熱交換器内で加熱するように、前記気化チャンバに接続される、熱交換器と、
前記熱交換器内の加熱された可燃性ガス流を圧縮するように、前記熱交換器の第１のチャネルの出口に上流で接続されたコンプレッサであって、前記コンプレッサは、前記可燃性ガス流の第１の部分を前記ガス消費部材に運搬し、前記可燃性ガス流の第２の部分を冷却するために前記可燃性ガス流の第２の部分を前記熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することが可能な三方向コネクタに下流で接続される、コンプレッサと、
前記熱交換器の第２のチャネルの出口に上流で接続され、前記タンクにつながる戻り回路に下流で接続される、膨張デバイスであって、前記膨張デバイスは、前記熱交換器の第２のチャネルに由来する前記可燃性ガス流の第２の部分を減圧するように配列される、膨張デバイスと
を備える、設備。
【請求項２】
前記気化チャンバは、前記タンクの内側空間内に位置し、前記熱交換壁は、したがって、前記気化チャンバの内側空間と前記タンク内に貯蔵される可燃性ガスとの間の熱交換を可能にする、請求項１に記載の設備。
【請求項３】
可燃性ガス流を生成し、前記気化チャンバの内側空間内で、前記タンクの内側空間内の可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力を印加するように配列される、ポンプを備える、請求項２に記載の設備。
【請求項４】
前記強制気化デバイスは、２つの気化チャンバを備え、前記２つの気化チャンバのうちの一方は、前記気化チャンバの内側空間と前記タンク内に貯蔵される可燃性ガスの気相との間の熱交換を可能にするように、前記タンクの上側部分に配置され、他方は、前記気化チャンバの内側空間と前記タンク内に貯蔵される可燃性ガスの液相との間の熱交換を可能にするように、前記タンクの下側部分に配置される、請求項２または３に記載の設備。
【請求項５】
前記気化チャンバはそれぞれ、他方の気化チャンバを前記入口回路の吸入口および前記熱交換器の第１のチャネルの入口に接続する対応する回路部分と並列に配列される回路部分を介して、前記入口回路の吸入口および前記熱交換器の第１のチャネルの入口に接続される、請求項４に記載の設備。
【請求項６】
前記並列に配列される２つの回路部分はそれぞれ、流率制御弁を具備する、請求項４に記載の設備。
【請求項７】
前記コンプレッサは、複数の圧縮段階と、複数の中間熱交換器とを備える、多段階コンプレッサであり、前記中間熱交換器はそれぞれ、前記圧縮段階のうちの１つの出口に配置される、請求項１−３のうちのいずれか１項に記載の設備。
【請求項８】
前記膨張デバイスは、膨張弁またはターボエキスパンダである、請求項１−３のうちのいずれか１項に記載の設備。
【請求項９】
前記膨張デバイスに上流で接続された相分離器を備え、前記相分離器は、一方では、前記タンクにつながる戻り回路に、他方では、前記熱交換器の第１のチャネルの入口に接続される戻りパイプに下流で接続され、前記相分離器は、前記可燃性ガス流の液相を前記戻り回路に運搬し、前記可燃性ガス流の気相を前記戻りパイプに運搬するように配列される、請求項１−３のうちのいずれか１項に記載の設備。
【請求項１０】
請求項１−３のうちのいずれか１項に記載の設備を用いて、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、前記可燃性ガスを液化するためのプロセスであって、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを含有する前記タンクから液化可燃性ガス流を抜去し、これを前記気化チャンバに運搬することと、
前記気化チャンバの内側空間内の液化ガス流を減圧することと、
前記タンク内に含有される可燃性ガスから熱を吸収することによって、前記抜去されたガス流を気化させるように、前記気化チャンバ内の減圧された可燃性ガス流と前記タンク内に含有される可燃性ガスとの間で、前記気化チャンバの壁を通して熱交換を実施することと、
前記気化チャンバと前記熱交換器の第１のチャネルの入口との間で前記気相可燃性ガス流を運搬することと、
前記熱交換器の第２のチャネルから第１のチャネルに熱を伝達することと、
前記熱交換器の第１のチャネルから退出する前記可燃性ガス流を圧縮することと、
前記圧縮された可燃性ガス流の第１の部分を前記ガス消費部材に運搬し、前記圧縮されたガス流の第２の部分を前記熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することと、
前記可燃性ガス流の第２の部分を前記熱交換器の第２のチャネルから前記膨張デバイスに運搬することと、
前記減圧された可燃性ガス流の第２の液相部分の少なくとも一部を前記タンクに運搬することと
を含む、プロセス。
【請求項１１】
前記気化チャンバ内の液化ガス流を減圧するために、前記液化可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力Ｐ１が、真空ポンプを用いて前記タンク内に生成される、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記圧力Ｐ１は、１２〜９５ｋＰａ絶対値である、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
請求項１−３のうちのいずれか１項に記載の設備を備える、船舶。
【請求項１４】
可燃性ガスが、極低温移送パイプを通して、浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、前記船舶のタンクに、またはそれから伝導される、請求項１３に記載の船舶において装填または抜取するためのプロセス。
【請求項１５】
可燃性ガスを移送するためのシステムであって、前記システムは、請求項１３に記載の船舶と、前記船舶の船体内に設置されるタンクを浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備に接続するように配列される、極低温移送パイプと、前記極低温移送パイプを通して、前記浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、前記船舶のタンクに、またはそれから可燃性ガスを駆動するためのポンプとを備える、システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）等の可燃性ガスを処理するための設備の分野に関する。
【０００２】
本発明は、より具体的には、一方では、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、他方では、該可燃性ガスを液化するための設備を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
液化天然ガスは、極低温温度において、液体／気体二相平衡状態において漏出防止性かつ断熱性のタンク内に貯蔵される。液化天然ガス貯蔵タンクの断熱障壁は、タンクの内容物を加熱する傾向にある熱流の部位であり、これは、液化天然ガスの気化によって反映される。自然気化に由来するガスは、概して、これを向上させるようにガス消費部材に動力供給するために使用される。したがって、例えば、メタンタンカでは、気化したガスは、船舶を推進させるためのパワートレインまたはオンボード機器の機能のために要求される電気を供給する発電機に動力供給するために使用される。しかしながら、そのような実践は、タンク内の自然気化に由来するガスを向上させることを可能にするが、これは、その量を低減させることを可能にしない。
【０００４】
したがって、従来技術、特に、第ＵＳ  ２０１５／０  ３１６  ２０８号は、１つ以上のガス消費部材を介して自然気化に由来するガスの一部を向上させることと、自然気化に由来するガスの別の部分を液化することとの両方を可能にし得る設備を開示している。そのような設備は、タンクのガス状ヘッドスペース内の気相ガスを収集し、次いで、その中で加熱されるようにこれを熱交換器に運搬する、収集回路を備える。交換器を離れると同時に、加熱されたガス流は、ガス消費部材の動作条件と適合する高圧に圧縮される。その後、圧縮されたガスの第１の部分は、その中で燃焼されるように１つ以上の気相ガス消費部材に運搬される一方、圧縮されたガスの第２の部分は、タンクのガス状ヘッドスペース内に収集された気相ガス流に熱を伝達するために、交換器に戻される。そのように冷却されたガスの第２の部分は、次いで、膨張デバイス内で減圧され、ジュールトムソン効果を用いて、ガス流の温度は、これを部分的に液化するようにその膨張中にさらに減少する。膨張デバイスを離れると同時に、相分離器が、液相および気相が、液相をタンクの中に運搬し、気相を熱交換器の上流の気相ガス収集回路の中に戻すように送出する前に分離されることを可能にする。
【０００５】
そのような設備は、ガス流の圧縮が、ガス流の一方の部分をガス消費部材の作業条件と適合させることおよびガス流の他方の部分の後続再液化を可能にすることの両方のために使用される点において、特に有利である。したがって、設備は、それによって、簡略化され、付加的再液化機能のコストは、限定される。
【０００６】
しかしながら、本タイプの設備は、完全に満足がいくわけではない。特に、ある重要な動作条件下、例えば、タンクが部分的にのみ充填されているとき、再液化収率は、低い。具体的には、タンクが部分的にのみ充填されているとき、タンクのガス状ヘッドスペース内に存在する蒸気の温度は、ガスの平衡温度を非常に大幅に上回って上昇する傾向にある。したがって、タンク内に収集されるガス流と液化されるべき圧縮されたガスの第２の部分との間の熱の交換は、圧縮されたガスの第２の部分の大きい割合を再液化するために不十分であるリスクがある。
【０００７】
加えて、そのような設備の再液化有効性は、ガス消費部材に運搬される可燃性ガスの第１の部分と交換器に戻される可燃性ガスの第２の部分との間の分配に依存する。具体的には、ガス消費部材の需要が増加し、その結果、交換器に戻されるガスの量が減少すると、再液化されるガスの量は、急減する。
【０００８】
さらに、自然気化に由来する気相天然ガスは、タンク内に貯蔵される液体状態における液化天然ガスよりも豊富な窒素等の揮発性成分の組成物を有する。したがって、０．５％のモル濃度の窒素を伴う液化天然ガス貨物に関して、自然気化に由来するガスは、約１４％〜１５％の窒素濃度を有する傾向にある。さらに、ジュールトムソン膨張を使用し、その出口において気相が気相ガス収集回路に戻される膨張デバイスの使用は、窒素が設備によって処理されるガス流中に濃縮されることにつながる。したがって、１つ以上のガス消費部材に運搬される圧縮されたガスの一部は、２０％よりもはるかに高い窒素濃度を有する傾向にある。ここでは、高濃度の窒素は、ガス消費部材内のガスの不完全燃焼およびガス消費部材の動作欠陥につながる。
【０００９】
最後に、プロセスはガスを再液化することを可能にするが、これは、タンク内に貯蔵される液化ガスの自然気化を源において限定することを可能にしない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の基礎を形成するアイデアは、良好な可燃性ガス再液化収率を有する、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを再液化するための設備を提案することである。
一実施形態によると、本発明は、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備を提供し、本設備は、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間を備える、漏出防止性かつ断熱性のタンクと、
強制気化デバイスであって、
【００１１】
可燃性ガスと接触するように意図された気化チャンバであって、該気化チャンバは、気化チャンバの内側空間と可燃性ガスとの間で熱を交換するための熱交換壁を備える、気化チャンバと、
入口回路であって、
タンクの内側空間内に出現し、タンクの内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するように配列される、吸入口と、
抜去された可燃性ガス流が、気化チャンバの内側空間内で気化するように、気化チャンバの内側空間内に出現する、圧力損失部材と、
を備える、入口回路と、
を備える、強制気化デバイスと、
第１および第２のチャネルと、第２のチャネルから第１のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備える熱交換器であって、第１のチャネルおよび第２のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備え、第１のチャネルの入口は、気化チャンバ内で気化されている可燃性ガス流を熱交換器内で加熱するように、気化チャンバに接続される、熱交換器と、
熱交換器内の加熱された可燃性ガス流を圧縮するように、熱交換器の第１のチャネルの出口に上流で接続されたコンプレッサであって、該コンプレッサは、可燃性ガス流の第１の部分をガス消費部材に運搬し、可燃性ガス流の第２の部分を冷却するために可燃性ガス流の第２の部分を熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することが可能な三方向コネクタに下流で接続される、コンプレッサと、
【００１２】
熱交換器の第２のチャネルの出口に上流で接続され、タンクにつながる戻り回路に下流で接続される、膨張デバイスであって、該膨張デバイスは、熱交換器の第２のチャネルに由来する可燃性ガス流の第２の部分を減圧するように配列される、膨張デバイスとを備える。
【００１３】
したがって、交換器の第１のチャネルの入口に運搬されるように意図される気相は、強制気化プロセスを介して取得され、その温度は、タンクの充填レベルにかかわらず、貯蔵圧力において液気平衡温度に近接したままであるように制御され得る。流れの第２の部分に関する再液化収率は、したがって、顕著に改良される。
【００１４】
さらに、そのような強制気化デバイスを用いて、液化ガスの気化は、海水、動力化に由来する中間液または燃焼ガス、または具体的バーナとの熱の交換を使用する強制気化設備と対照的に、外部熱源の使用を伴わずに実施され得る。可燃性ガスは、したがって、吸収される部分のための熱の源として作用する。したがって、気化チャンバがタンクの内側空間内に配列されると、強制気化デバイスは、タンクのガス状ヘッドスペース内に存在する自然気化に由来する気相を冷却および凝縮すること、および／または、自然気化を限定するように、タンク内に貯蔵されるガスの液相を、タンク内のガスの貯蔵圧力においてその平衡温度を下回る温度まで冷却することを可能にする。
【００１５】
上記に言及される強制気化デバイスおよび上記に言及される熱交換器の組み合わせは、したがって、相乗効果を有する。具体的には、一方では、熱交換器に上記に言及される気化デバイスに由来するガス流を供給することは、熱交換器出口における膨張デバイス内の再液化度を実質的に増加させることを可能にする。他方では、強制気化デバイスの冷却力は、気化チャンバの内側の気化したガス流の流率とともに増加するため、流れの一部のみがガス消費部材に向かって指向されるであろう設備の上流でのその使用は、その冷却力を実質的に増加させることを可能にする。
【００１６】
さらに、強制気化プロセスに由来する気相を使用することによって、最も揮発性の化合物の含有量は、タンク内に貯蔵されるガスの液相のものと実質的に等しい。処理されるガス流の最も揮発性の化合物の濃度は、したがって、限定され、実質的に経時的に一定である。したがって、可燃性ガスが窒素を備えるガス状混合物から構成されるとき、これは、本設備において処理される気相中の窒素濃度の低減につながり、したがって、これは、ガス消費部材の正しい機能と適合する範囲内に維持される。加えて、揮発性成分が豊富な組成物を有する、本設備の入口における気相ガスが少ないほど、液化収率は大きくなるであろう。その結果、強制気化プロセスに由来する気相の使用は、膨張デバイス内で減圧中に液化度を増加させることを可能にする。
【００１７】
その結果、交換器に進入するガスの熱力学的条件は、最も揮発性の化合物の濃度および交換器に進入するガス流の温度が、タンクの充填レベルまたは熱履歴のいずれにも依存しないため、最適かつ経時的に不変である。
【００１８】
実施形態によると、そのような設備は、以下の特性のうちの１つ以上のものを備え得る。
【００１９】
一実施形態によると、入口回路吸入口は、タンクの充填レベルにかかわらず、タンク内に貯蔵される可燃性ガスの液相を抜去するように、タンクの基部に近接するタンクの底部部分に位置する。
【００２０】
一実施形態によると、気化チャンバは、タンクの内側空間内に位置し、熱交換壁は、したがって、気化チャンバの内側空間とタンク内に貯蔵される可燃性ガスとの間の熱交換を可能にする。
【００２１】
一実施形態によると、本設備は、可燃性ガス流を生成し、気化チャンバの内側空間内で、タンクの内側空間内の可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力Ｐ１を印加するように配列される、ポンプを備える。
【００２２】
一実施形態によると、ポンプは、内側空間内で１２〜９５ｋＰａ絶対値の圧力Ｐ１を印加することが可能な真空ポンプである。
【００２３】
一実施形態によると、ポンプは、熱交換器の第１のチャネルの下流に、該第１のチャネルとコンプレッサとの間に位置する。
【００２４】
一実施形態によると、入口回路は、圧力損失部材の上流に圧力調整器を備える。
【００２５】
一実施形態によると、入口回路は、圧力調整器の上流に、液化液相ガス流を吸引し、入口回路吸入口においてタンクの内側空間内で達成され得る最大流体静力学的圧力を上回る送達圧力を生成することが可能な付加的ポンプを備える。
【００２６】
一実施形態によると、入口回路は、１つ以上の圧力損失部材を備え得る。
【００２７】
一実施形態によると、入口回路は、気化チャンバの内側に液化ガスを噴霧することが可能なスプレーノズルから形成される、複数の圧力損失部材を備える。
【００２８】
別の実施形態によると、該圧力損失部材または各圧力損失部材は、入口回路流動断面、多孔性材料、または等エントロピ減圧機械の変形例から選定される。
【００２９】
一実施形態によると、熱交換壁は、気化チャンバの交換表面積を増加させるためのフィンを備える。
【００３０】
実施形態の変形によると、強制気化デバイスは、２つの気化チャンバを備え、２つの気化チャンバのうちの一方は、該気化チャンバの内側空間とタンク内に貯蔵される可燃性ガスの気相との間の熱交換を可能にするように、タンクの上側部分に配置され、他方は、該気化チャンバの内側空間とタンク内に貯蔵される可燃性ガスの液相との間の熱交換を可能にするように、タンクの下側部分に配置される。
【００３１】
有利な変形によると、気化チャンバはそれぞれ、他方の気化チャンバを入口回路の吸入口および熱交換器の第１のチャネルの入口に接続する対応する回路部分と並列に配列される回路部分を介して、入口回路吸入口および熱交換器の第１のチャネルの入口に接続される。有利なこととして、並列に配列される２つの回路部分はそれぞれ、流率制御弁を具備する。
【００３２】
有利な変形によると、コンプレッサは、多段階コンプレッサである。有利なこととして、コンプレッサは、複数の圧縮段階と、複数の中間熱交換器とを備え、中間熱交換器はそれぞれ、圧縮段階のうちの１つの出口に配置される。
【００３３】
一実施形態によると、膨張デバイスは、ジュールトムソン弁としても公知の膨張弁である。
【００３４】
一実施形態によると、膨張デバイスは、ターボエキスパンダである。
【００３５】
一実施形態によると、本設備は、相分離器を備え、該相分離器は、膨張デバイスに上流で接続され、一方では、タンクにつながる戻り回路に、他方では、熱交換器の第１のチャネルの入口に接続される戻りパイプに下流で接続され、相分離器は、可燃性ガス流の液相を戻り回路に運搬し、可燃性ガス流の気相を戻りパイプに運搬するように配列される。
【００３６】
一実施形態によると、可燃性ガスは、窒素を備えるＬＮＧまたはＬＰＧタイプのガス状混合物である。
【００３７】
一実施形態によると、可燃性ガスは、窒素を備えるガス状混合物であり、窒素は、ガス状混合物の最も揮発性の成分である。
【００３８】
一実施形態によると、本発明は、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを含有するタンクから液化可燃性ガス流を抜去し、これを気化チャンバに運搬することと、
気化チャンバの内側空間内の液化ガス流を減圧することと、
タンク内に含有される可燃性ガスから熱を吸収することによって、抜去されたガス流を気化させるように、気化チャンバ内の減圧された可燃性ガス流とタンク内に含有される可燃性ガスとの間で、気化チャンバの壁を通して熱交換を実施することと、
気化チャンバと熱交換器の第１のチャネルの入口との間で気相可燃性ガス流を運搬することと、
熱交換器の第２のチャネルから第１のチャネルに熱を伝達することと、
熱交換器の第１のチャネルから退出する可燃性ガス流を圧縮することと、
圧縮された可燃性ガス流の第１の部分をガス消費部材に運搬し、圧縮されたガス流の第２の部分を熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することと、
可燃性ガス流の第２の部分を熱交換器の第２のチャネルから膨張デバイスに運搬することと、
減圧された可燃性ガス流の第２の部分の少なくとも１つの液相部分をタンクに運搬することと
を含む、上記に言及される設備を用いて、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するためのプロセスを提供する。
【００３９】
一実施形態によると、気化チャンバ内の液化ガス流を減圧するために、液化可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力Ｐ１が、真空ポンプを用いてタンク内に生成される。
【００４０】
有利な変形によると、圧力Ｐ１は、１２〜９５ｋＰａ絶対値、例えば、約５０ｋＰａ絶対値である。
【００４１】
一実施形態によると、本発明は、上記に言及される設備を備える船舶を提供する。
【００４２】
一実施形態によると、本発明はまた、可燃性ガスが、極低温移送パイプを通して、浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、船舶のタンクに、またはそれから伝導される、そのような船舶において装填または抜取するためのプロセスを提供する。
【００４３】
一実施形態によると、本発明はまた、可燃性ガス移送システムを提供し、本システムは、上記に言及される船舶と、船舶の船体内に設置されるタンクを浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備に接続するように配列される、極低温移送パイプと、極低温移送パイプを通して、浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、船舶のタンクに、またはそれから可燃性ガス流を駆動するためのポンプとを備える。
別の実施形態によると、本発明は、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備を提供し、本設備は、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間を備える、漏出防止性かつ断熱性のタンクと、
強制気化デバイスであって、
タンクの内側空間内に出現し、タンクの内側空間内の液相可燃性ガス流を吸収するように配列される吸入口を備える、気相ガス収集回路と、
【００４４】
吸入口を通してタンク内に存在する気相ガス流を吸引し、タンク内で大気圧を下回る圧力Ｐ１を維持することが可能であり、したがって、タンク内の液相の気化が助長され、タンク内に含有される液化ガスが液気二相平衡状態に置かれ、液化ガスは、大気圧において該液化ガスの液気平衡温度を下回る温度を有する、コンプレッサと、
を備える、強制気化デバイスと、
第１および第２のチャネルと、第２のチャネルから第１のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備える熱交換器であって、第１のチャネルおよび第２のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備え、第１のチャネルの入口は、タンク内で気化されている可燃性ガス流を熱交換器内で加熱するように、気相ガス収集回路に接続され、コンプレッサは、熱交換器内の加熱された可燃性ガス流を圧縮するように、熱交換器の第１のチャネルの出口に上流で接続され、可燃性ガス流の第１の部分をガス消費部材に運搬し、可燃性ガス流の第２の部分を冷却するように可燃性ガス流の第２の部分を熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することが可能な三方向コネクタに下流で接続される、熱交換器と、
【００４５】
熱交換器の第２のチャネルの出口に上流で接続され、タンクにつながる戻り回路に下流で接続される、膨張デバイスであって、該膨張デバイスは、熱交換器の第２のチャネルに由来する可燃性ガス流の第２の部分を減圧するように配列される、膨張デバイスとを備える。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、前記可燃性ガスを液化するための設備であって、前記設備は、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間を備える、漏出防止性かつ断熱性のタンクと、
強制気化デバイスであって、
前記可燃性ガスと接触するように意図された気化チャンバであって、前記気化チャンバは、気化チャンバの内側空間と前記可燃性ガスとの間で熱を交換するための熱交換壁を備える、気化チャンバと、
入口回路であって、
前記タンクの内側空間内に出現し、前記タンクの内側空間から液相可燃性ガス流を抜去するように配列される、吸入口と、
前記抜去された可燃性ガス流が、前記気化チャンバの内側空間内で気化するように、前記気化チャンバの内側空間内に出現する、圧力損失部材と、
を備える、入口回路と、
を備える、強制気化デバイスと、
第１および第２のチャネルと、前記第２のチャネルから前記第１のチャネルに熱を伝達するための熱交換壁とを備える熱交換器であって、前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルは、それぞれ、入口と、出口とを備え、前記第１のチャネルの入口は、前記気化チャンバ内で気化されている前記可燃性ガス流を前記熱交換器内で加熱するように、前記気化チャンバに接続される、熱交換器と、
前記熱交換器内の加熱された可燃性ガス流を圧縮するように、前記熱交換器の第１のチャネルの出口に上流で接続されたコンプレッサであって、前記コンプレッサは、前記可燃性ガス流の第１の部分を前記ガス消費部材に運搬し、前記可燃性ガス流の第２の部分を冷却するために前記可燃性ガス流の第２の部分を前記熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することが可能な三方向コネクタに下流で接続される、コンプレッサと、
前記熱交換器の第２のチャネルの出口に上流で接続され、前記タンクにつながる戻り回路に下流で接続される、膨張デバイスであって、前記膨張デバイスは、前記熱交換器の第２のチャネルに由来する前記可燃性ガス流の第２の部分を減圧するように配列される、膨張デバイスと
を備える、設備。
（項目２）
前記気化チャンバは、前記タンクの内側空間内に位置し、前記熱交換壁は、したがって、前記気化チャンバの内側空間と前記タンク内に貯蔵される可燃性ガスとの間の熱交換を可能にする、項目１に記載の設備。
（項目３）
可燃性ガス流を生成し、前記気化チャンバの内側空間内で、前記タンクの内側空間内の可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力を印加するように配列される、ポンプを備える、項目２に記載の設備。
（項目４）
前記強制気化デバイスは、２つの気化チャンバを備え、前記２つの気化チャンバのうちの一方は、前記気化チャンバの内側空間と前記タンク内に貯蔵される可燃性ガスの気相との間の熱交換を可能にするように、前記タンクの上側部分に配置され、他方は、前記気化チャンバの内側空間と前記タンク内に貯蔵される可燃性ガスの液相との間の熱交換を可能にするように、前記タンクの下側部分に配置される、項目２または３に記載の設備。
（項目５）
前記気化チャンバはそれぞれ、他方の気化チャンバを前記入口回路の吸入口および前記熱交換器の第１のチャネルの入口に接続する対応する回路部分と並列に配列される回路部分を介して、前記入口回路の吸入口および前記熱交換器の第１のチャネルの入口に接続される、項目４に記載の設備。
（項目６）
前記並列に配列される２つの回路部分はそれぞれ、流率制御弁を具備する、項目４に記載の設備。
（項目７）
前記コンプレッサは、複数の圧縮段階と、複数の中間熱交換器とを備える、多段階コンプレッサであり、前記中間熱交換器はそれぞれ、前記圧縮段階のうちの１つの出口に配置される、項目１−３のうちのいずれか１項に記載の設備。
（項目８）
前記膨張デバイスは、膨張弁またはターボエキスパンダである、項目１−３のうちのいずれか１項に記載の設備。
（項目９）
前記膨張デバイスに上流で接続された相分離器を備え、前記相分離器は、一方では、前記タンクにつながる戻り回路に、他方では、前記熱交換器の第１のチャネルの入口に接続される戻りパイプに下流で接続され、前記相分離器は、前記可燃性ガス流の液相を前記戻り回路に運搬し、前記可燃性ガス流の気相を前記戻りパイプに運搬するように配列される、項目１−３のうちのいずれか１項に記載の設備。
（項目１０）
項目１−３のうちのいずれか１項に記載の設備を用いて、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、前記可燃性ガスを液化するためのプロセスであって、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを含有する前記タンクから液化可燃性ガス流を抜去し、これを前記気化チャンバに運搬することと、
前記気化チャンバの内側空間内の液化ガス流を減圧することと、
前記タンク内に含有される可燃性ガスから熱を吸収することによって、前記抜去されたガス流を気化させるように、前記気化チャンバ内の減圧された可燃性ガス流と前記タンク内に含有される可燃性ガスとの間で、前記気化チャンバの壁を通して熱交換を実施することと、
前記気化チャンバと前記熱交換器の第１のチャネルの入口との間で前記気相可燃性ガス流を運搬することと、
前記熱交換器の第２のチャネルから第１のチャネルに熱を伝達することと、
前記熱交換器の第１のチャネルから退出する前記可燃性ガス流を圧縮することと、
前記圧縮された可燃性ガス流の第１の部分を前記ガス消費部材に運搬し、前記圧縮されたガス流の第２の部分を前記熱交換器の第２のチャネルの入口に運搬することと、
前記可燃性ガス流の第２の部分を前記熱交換器の第２のチャネルから前記膨張デバイスに運搬することと、
前記減圧された可燃性ガス流の第２の液相部分の少なくとも一部を前記タンクに運搬することと
を含む、プロセス。
（項目１１）
前記気化チャンバ内の液化ガス流を減圧するために、前記液化可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力Ｐ１が、真空ポンプを用いて前記タンク内に生成される、項目１０に記載のプロセス。
（項目１２）
前記圧力Ｐ１は、１２０〜９５０ミリバール絶対値である、項目１１に記載のプロセス。
（項目１３）
項目１−３のうちのいずれか１項に記載の設備を備える、船舶。
（項目１４）
可燃性ガスが、極低温移送パイプを通して、浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、前記船舶のタンクに、またはそれから伝導される、項目１３に記載の船舶において装填または抜取するためのプロセス。
（項目１５）
可燃性ガスを移送するためのシステムであって、前記システムは、項目１３に記載の船舶と、前記船舶の船体内に設置されるタンクを浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備に接続するように配列される、極低温移送パイプと、前記極低温移送パイプを通して、前記浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、前記船舶のタンクに、またはそれから可燃性ガスを駆動するためのポンプとを備える、システム。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
添付される図面を参照して、限定ではなく、単に、例証のために与えられる本発明のいくつかの特定の実施形態の以下の説明から、本発明が、より深く理解され、さらなる目標、詳細、特性、およびそれらの利点が、より明確になるであろう。
【００４７】
【図１】図１は、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備の概略図示である。
【図２】図２は、船舶および可燃性ガスを装填／抜取するための移送システムの概略表現である。
【図３】図３は、一方では、船舶の（ノットにおける）速度の関数に応じた（ｋｇ／時における）再液化ガスの流率を表し（曲線ａ、ｂ、およびｃ）、該船舶の機関は、図１による設備を介して可燃性ガスを給送され、ガスは、それぞれ、熱交換器の入口において−４０℃、−１２０℃、および−１６０℃の温度を有する。図３は、他方では、強制気化デバイスによって再液化され得るガスの流率を、流れの一部のみがガス消費部材に指向され得る設備の上流に強制気化デバイスが位置するかどうかに応じて表すグラフである（曲線ｄ、ｅ）。
【図４】図４は、別の実施形態による、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備の概略図示である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
説明および請求項では、用語「可燃性ガス」は、一般的性質を有し、単一の純物質から構成されるガスまたは複数の成分から構成されるガス状混合物を優先することなく指す。
【００４９】
図１では、一方では、１つ以上のガス消費部材に可燃性ガスを給送し、他方では、可燃性ガスを液化するための設備１が、図示される。そのような設備１は、陸上に、または浮遊構造上に設置され得る。浮遊構造の場合では、設備１は、液化または再ガス化バージのために、またはメタンタンカ等の液化天然ガス貨物船のために意図され得る、またはより一般的に、ガス消費部材を具備する任意の船舶のために意図され得る。
【００５０】
図１に図示される設備１は、３つの異なるタイプの可燃性ガス消費部材、すなわち、バーナ３と、発電機４と、船舶を推進させるための機関５とを備える。
【００５１】
バーナ３は、電力生産設備に統合され得る、またはガス燃焼ユニット（ＧＣＵ）に統合され得る。電力生産設備は、特に、蒸気生産ボイラを備え得る。蒸気は、エネルギーを生産するための蒸気タービンに動力供給する、および／または船舶の暖房網に動力供給するように意図され得る。バーナ３は、その窒素濃度が高い、例えば、標準ガス燃焼ユニットに関して３０％〜３５％を上回るが、燃料を供給することによってこれを明確に上回り得る、可燃性ガスを用いて機能することが可能である。
【００５２】
発電機４は、例えば、ＤＦＤＥ（二元燃料ディーゼル電気）技術の、例えば、ディーゼル／天然ガス混合動力供給熱機関を備える。そのような熱機関は、ディーゼルおよび天然ガスの混合物を燃焼する、またはこれらの２つの可燃物のうちの一方または他方を使用することができる。そのような熱機関に動力供給する天然ガスは、約数バール〜数十バール、例えば、約６〜８バール絶対値の圧力を有していなければならない。加えて、そのような熱機関の準拠した機能を可能にするために、天然ガスは、約１５％〜２０％の限界動作濃度を下回る窒素濃度を有していなければならない。
【００５３】
船舶を推進させるための機関５は、例えば、企業ＭＡＮによって開発された「ＭＥ−ＧＩ」技術の二元燃料２ストローク低速機関である。そのような機関５は、可燃物としての天然ガスと、これを点火するために天然ガスの噴射前に噴射される、少量のパイロット燃料とを使用する。そのような機関５に動力供給するために、天然ガスは、最初に、１５０〜４００バール絶対値、より具体的には、２５０〜３００バール絶対値の高圧において圧縮されなければならない。加えて、そのような機関は、天然ガスの品質に極端に感受性があり、準拠した機能を可能にするために、天然ガスは、約１５％〜２０％の閾値を超えない窒素濃度を有していなければならない。
【００５４】
設備１は、漏出防止性かつ断熱性のタンク２を備える。一実施形態によると、タンク２は、膜タンクである。実施例として、そのような膜タンクは、特許出願第ＷＯ  １４／０５７２２１号、第ＦＲ  ２  ６９１  ５２０号、および第ＦＲ  ２  ８７７  ６３８号に説明されている。そのような膜タンクは、大気圧に実質的に等しい、またはそれよりもわずかに高い圧力において可燃性ガスを貯蔵するように意図される。他の代替実施形態によると、タンク２はまた、自立タンクであり得、特に、平行六面体、角柱、球形、円筒形、または多重ローブ形状を有し得る。あるタイプのタンク２は、大気圧よりも実質的に高い圧力におけるガス貯蔵を可能にする。
【００５５】
タンク２は、可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間７を備える。可燃性ガスは、特に、液化天然ガス（ＬＮＧ）、すなわち、主としてメタンを備え、また、わずかな割合におけるエタン、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、ネオペンタン、および窒素等の１つ以上の他の炭化水素を備える、ガス状混合物であり得る。可燃性ガスはまた、エタンまたは液化石油ガス（ＬＰＧ）、すなわち、本質的にプロパンおよびブタンを備える、石油精製に由来する炭化水素の混合物であり得る。
【００５６】
可燃性ガスは、液気二相平衡状態において、タンク２の内側空間７内に貯蔵される。ガスは、したがって、タンク２の上側部分８に気相において存在し、タンク２の下側部分９に液相において存在する。その液気二相平衡状態に対応する液化天然ガスの平衡温度は、これが大気圧において貯蔵されるとき、約−１６２℃である。
【００５７】
設備１は、タンク２の内側空間７内の液相可燃性ガス流を吸収することと、該液相可燃性ガス流を減圧し、ガスの気化の潜熱を使用して該液相可燃性ガス流を気化し、タンク２の内側空間７内に残っている液化ガスを冷却することとを行うための強制気化デバイス１０を備える。
【００５８】
強制気化デバイス１０は、液相中に浸漬される吸入口１２を備え、収集された液相ガス流を１つ以上の気化チャンバ１３、１４に運搬することが可能な入口回路１１を備える。
【００５９】
気化チャンバ１３、１４は、タンク２内に貯蔵される可燃性ガス中に浸漬される。チャンバ１３、１４はそれぞれ、内側空間１５と、該内側空間１５とタンク２内に貯蔵される可燃性ガスとの間で熱を交換するための熱交換壁とを備える。
【００６０】
一実施形態によると、気化チャンバ１３、１４は、気化チャンバ１３、１４の熱交換壁と組み合わされ、タンク２内に含有される可燃性ガスとの交換のためのその表面積を増加させることを可能にする、フィン（図示せず）を具備する。
【００６１】
さらに、入口回路１１は、吸収された可燃性ガス流が気化チャンバ１３、１４の内側空間内で気化するように、気化チャンバ１３、１４のそれぞれの内側空間１５内に出現する、圧力損失部材（図示せず）を備える。
【００６２】
さらに、機能するとき、気化チャンバ１３、１４の内側空間１５は、タンク２の内側空間７内で優勢な圧力を下回る圧力に置かれる。これを行うために、本設備は、タンク２の内側空間７内で優勢な圧力を下回る絶対圧力における、気化チャンバ１３、１４の内側空間１５の維持を可能にするように定寸される、真空ポンプ１７を備える。実施例として、可燃性ガスが液化天然ガスであり、タンク内で大気圧において貯蔵されるとき、気化チャンバ１３、１４の内側で優勢な作業絶対圧力は、１２〜９５ｋＰａ絶対値、例えば、約５０ｋＰａ絶対値である。
【００６３】
そのような強制気化デバイス１０の動作原理は、以下の通りである。液相可燃性ガスがタンク２内で吸収され、次いで、気化チャンバ１３、１４内で減圧されると、そのように減圧された可燃性ガスは、温度の低減を受ける。その結果、吸収された可燃性ガスは、気化チャンバ１３、１４を介してタンク２内に残っている可燃性ガスとの熱接触状態に置かれるため、これは、少なくとも部分的に気化し、気化すると同時に、タンク２内に残っている可燃性ガスから、その気化のために要求される熱を抜去し、これは、タンク２内に残っている可燃性ガスが冷却されることを可能にする。
【００６４】
一実施形態によると、入口回路１１は、各気化チャンバ１３、１４の内側空間１５の内側に液化ガスを噴霧することが可能なスプレーノズルから形成される、複数の圧力損失部材を備える。有利なこととして、スプレーノズルは、気化チャンバ１３、１４の内壁に対して微細かつ均質に液化ガスを噴霧する。代替として、各圧力損失部材は、入口回路流動断面、多孔性材料、または等エントロピ減圧機械のバリエーションから選定される。
【００６５】
真空ポンプ１７は、公称流率に応じて真空ポンプ１７を制御することが可能な制御ユニット３０によって制御される。真空ポンプは、本設備の動作流率に関して、生成される真空が１２〜９５ｋＰａ絶対値、例えば、約５０ｋＰａ絶対値であるように適合される流率／圧力特性を有する。
【００６６】
入口回路１１は、圧力損失部材の上流に、強制気化デバイス１０の入口における液化ガスの圧力をある閾値圧力まで限定するための圧力調整器（図示せず）を備える。そのような圧力調整器は、タンク２の内側の液化ガスによって付与される流体静力学的圧力にかかわらず、その結果、タンク２の充填レベルにかかわらず、入口回路１１に進入する液化ガスの圧力を一定に保つことを可能にする。実施例として、圧力調整器によって印加される圧力閾値は、ほぼ大気圧である。
【００６７】
加えて、示される実施形態では、入口回路１１は、圧力調整器の上流に、入口回路１１への吸入口の高さにおいて、タンク１の内側の液化ガスによって付与される流体静力学的圧力よりも高い戻り圧力を生成することが可能な付加的ポンプ１８を備える。そのような配列は、圧力損失部材における駆動圧力が、したがって、増加されるという点において有利であり、これは、一方では、圧力損失部材の数を限定し、他方では、流率のさらなる安定性を確実にすることを可能にする。
【００６８】
表される実施形態では、強制気化デバイス１０は、タンク２の内側空間７内に位置する２つの気化チャンバ１３、１４を備える。気化チャンバのうちの一方１４は、タンク２の底部部分９に配置され、したがって、該気化チャンバ１４の内側空間１５とタンク２内に貯蔵される液相可燃性ガスとの間の熱交換を可能にするように意図される。そのような気化チャンバ１４は、したがって、チャンバ２内に残っている可燃性ガスの液相をその平衡温度を下回るまで冷却することを可能にする。タンク２内に残っている可燃性ガスの液相は、したがって、チル化された熱力学的状態に置かれていることになる。
【００６９】
他方の気化チャンバ１３は、タンク２の上部部分８において、すなわち、ガス状ヘッドスペース内に配置され、したがって、該気化チャンバ１３の内側空間１５とタンク２内に残っている気相可燃性ガスとの間の熱交換を可能にするように意図される。そのような気化チャンバ１３は、したがって、タンク２の内側空間７内の自然気化に由来する可燃性ガスの気相を凝縮および／または冷却することを可能にする。
【００７０】
一実施形態では、図示されないが、本設備は、送達パイプおよび戻りパイプを介して上記に言及されるタンク２に接続される、補助的な漏出防止性かつ断熱性のタンクを備え得る。設備１はまた、送達パイプおよび戻りパイプを通して、主要タンクと補助タンクとの間で液化ガスを循環させるためのポンプを備える。補助タンクは、タンク２よりも小さい容量を有し、強制気化デバイス１０は、補助タンク内に格納される。そのような実施形態は、これが液化ガスの温度のより良好な均質化を可能にし、タンク２の内側で熱層の生成を限定する点において有利である。加えて、そのような補助タンクはまた、強制気化デバイス１０の共有を可能にするように、補助タンクがいくつかのタンク２に接続される実施形態のバリエーションを可能にする。
【００７１】
図１に再び目を向けると、強制気化デバイス１０は、タンク２の外側に位置する、熱交換器２０につながる気相ガス収集回路１９に下流で接続されることが観察される。示される実施形態では、２つの気化チャンバ１３、１４は、相互に平行に配列される。言い換えると、気化チャンバ１３、１４はそれぞれ、他方の気化チャンバ１３、１４の対応する回路部分に平行な回路部分を介して、一方では、液相中に浸漬される吸入口１２に接続され、他方では、気相ガス収集回路１９に接続される。２つの平行部分はそれぞれ、２つの気化チャンバ１３、１４のそれぞれを通過するガス流率を調節するように、弁２１、２２を具備する。そのような配列はまた、例えば、気相を凝縮するように意図されるか、または液相をチル化するように意図されるかに応じて、２つの気化チャンバ１３、１４のうちの一方または他方の使用を選定することを可能にする。
【００７２】
別の実施形態では、気化チャンバ１３、１４は、直列に配列される。別の実施形態では、強制気化デバイス１０は、１つのみの気化チャンバ１３、１４を備え、本チャンバは、場合によっては、タンク２の上側部分８またはその下側部分９のいずれかに配置される。
【００７３】
さらに、示される実施形態では、設備１は、タンク２のガス状ヘッドスペース内、すなわち、タンク２の最大充填高さを上回って出現する吸入口２３を備える。本吸入口２３は、弁２４を介して気相ガス収集回路１９に接続される。そのような配列は、強制気化デバイス１０を使用することなく設備１を動作させること、または自然気化に由来する気相を強制気化デバイス１０に由来する気相と組み合わせることによって設備２を動作させることを可能にする。本場合では、設備１は、設備１が強制気化デバイス１０を使用することなく動作するとき、これをバイパスするために、真空ポンプ１７に平行な分岐回路（図示せず）を具備し得る。
【００７４】
熱交換器２０は、それぞれ、入口２５ａ、２６ａおよび出口２５ｂ、２６ｂを有する第１および第２のチャネル２５、２６と、第２のチャネル２６から第１のチャネル２５に熱を伝達するための熱交換壁とを備える。熱交換を最適化するように、熱交換器２０は、向流交換器である。第１のチャネル２５上の入口２５ａは、強制気化デバイス１０に由来するガス流を加熱するように、気相ガス収集回路１９に接続される。
【００７５】
上記に言及されるポンプ１７は、熱交換器２０の第１のチャネル２５の下流に配置され、したがって、強制気化デバイス１０に由来する、またはガス状ヘッドスペースに由来するガス流を熱交換器２０の第１のチャネル２５を通して吸引することを可能にする。第１のチャネル２５の出口２５ｂは、ガス流をコンプレッサ２７の方向に戻すポンプ１７を介してコンプレッサ２７に接続される。コンプレッサ２７は、ガス流を、ガス消費部材の動作と適合する圧力まで圧縮するためのものである。
【００７６】
示される実施形態では、コンプレッサ２７は、多段階コンプレッサである。言い換えると、コンプレッサ２７は、複数の圧縮段階２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅと、圧縮段階２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅのそれぞれの出口に配置される中間熱交換器２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅとを備える。中間熱交換器２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅは、２つの圧縮段階間の圧縮されたガスを冷却するためのものである。実施例として、熱交換器２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅは、特に、海水との交換を提供し、したがって、圧縮されたガス流を海水のものに実質的に等しい温度に至らせることを可能にし得る。
【００７７】
図示されない実施形態によると、真空ポンプ１７は、コンプレッサ２７の第１の圧縮段階によって構成され得る。
【００７８】
コンプレッサ２７は、動力供給されるように意図される可燃性ガス消費部材に応じて、特に、可燃性ガスがそれに分配されなければならないその最大給送速度および圧力レベルに応じて定寸される。したがって、ガス消費部材のうちの１つが、先に説明されるようなＭＥ−ＧＩタイプの機関５であるとき、コンプレッサ２７は、コンプレッサ２７を離れるガス流が、典型的には、２５０〜３００バール絶対値の圧力を有するように定寸される。
【００７９】
コンプレッサ２７の下流に、設備１は、ガス流の第１の部分を船舶を推進させるための機関５に運搬し、ガス流の第２の部分を熱交換器２０の第２のチャネル２６の入口２６ａに運搬するための三方向コネクタ２９を備える。本三方向コネクタ２９は、制御ユニット３０によって操縦される。制御ユニット３０は、したがって、それぞれ、機関５の可燃性ガス需要および／または再液化されるべきガスの量に応じて、機関５に、および熱交換器３０の第２のチャネル２６の入口２６ａに循環するガスの割合を変動させることが可能である。
【００８０】
さらに、可燃性ガス消費部材が、示される実施形態のように異なる給送圧力を有する場合では、設備１は、２つの圧縮段階２７ｂ、２７ｃ間に配置され、したがって、コンプレッサ２７の出口の前に、ガス流の一部をガス消費部材に、本場合では、バーナ３および発電機４に迂回させることを可能にする、中間三方向コネクタ３１を備える。そのような配列は、可燃性ガスが可燃性ガス消費部材に対応する給送圧力に到達したとき、可燃性ガスを該消費部材に迂回させることを可能にする。
【００８１】
好ましい実施形態によると、真空ポンプ１７およびコンプレッサ２７の動作流率は、一定であり、ガス消費部材の最大給送速度に実質的に対応する。したがって、制御ユニット３０は、その需要に応じてガス消費部材に運搬されるガス流の流率を適合させるように、三方向コネクタ２９、３１に対して作用する。
【００８２】
可燃性ガス流の第２の部分は、気相ガス収集回路１９に由来する気相ガスへのその熱の伝達中、熱交換器２０の第２のチャネル２６内で冷却される。
【００８３】
熱交換器２０の第２のチャネル２６の出口２６ｂは、相分離器３２に膨張デバイス３３を介して接続され、それを通して、可燃性ガス流は、タンク２内で優勢な圧力に実質的に等しい圧力、例えば、大気圧に近接する圧力まで減圧されるであろう。その結果、ガス流は、膨張を受け、これは、ジュールトムソン効果を介して、少なくとも部分的に、その温度およびその液化の減少をもたらす。膨張デバイス３２は、例えば、膨張弁である。
【００８４】
随時、ミスト分離器と称される、相分離器３２は、液相が気相から分離されることを可能にする。下流では、相分離器３２は、一方では、タンク２につながる戻り回路３４に接続され、他方では、気相ガス収集回路１９に接続される戻りパイプ３５に接続される。相分離器３２は、したがって、可燃性ガスの液相をタンク２に運搬する一方、気相は、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａに戻される。
【００８５】
大気圧において貯蔵される液化天然ガスとともに機能する、先に説明される設備の実装の実施例が、下記に説明されるであろう。
【００８６】
液化天然ガスは、約−１６２℃の温度において、二相平衡状態においてタンク２内に貯蔵される。液化天然ガスは、次いで、強制気化デバイス１０の気化チャンバ１４、１５の中に引き込まれ、その中では、大気圧を下回る、例えば、約５０ｋＰａ絶対値の圧力が、優勢である。そのように抜去された液相天然ガス流は、気化チャンバ１４、１５内で気化し、したがって、タンク２内に残っている天然ガスから熱を取り込む。
【００８７】
熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａに運搬される気相ガス流は、したがって、約５０ｋＰａ絶対値の圧力およびタンク２内のガスの二相平衡温度に近接する、典型的には、約−１６５℃の温度を有する。
【００８８】
熱交換器２０を用いて加熱され、次いで、コンプレッサ２７の圧縮段階２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅのいくつかまたは全てを用いて圧縮された後、ガス流の第１の部分が、その個別の需要に応じて１つ以上のガス消費部材に運搬される。コンプレッサ２７から退出すると同時に、典型的には、２５０〜３００バールの高圧および約２０〜８０℃の温度を有するガス流の第２の部分が、その中で冷却されるために、熱交換器２０の第２のチャネル２６に運搬される。熱交換器２０の第２のチャネル２６から退出すると同時に、ガス流は、典型的には、約−１４０℃の温度を有する。ガス流は、次いで、膨張弁３３を用いて減圧され、次いで、相分離器３２に運搬され、これは、液相をタンク２に戻し、気相を熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａに戻すために、液相および気相を分離する。
【００８９】
したがって、上記に説明されるタイプの強制気化デバイス１０を使用することによって、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａにおけるガス流は、タンク２の充填レベルから独立する、約−１４０℃の温度を有する一方、タンク２の自然気化に由来するガスの温度は、−１４０〜−５０℃に及ぶ傾向にあることを理解されたい。したがって、強制気化デバイス１０の使用は、液相ジュールトムソン減圧の特に高い変換度を取得することを可能にする。強制気化デバイス１０の使用はまた、タンク内に貯蔵される可燃性ガスから熱を取り込み、自然気化の現象を限定することを可能にする。
【００９０】
図３を参照すると、船舶を推進させるその機関５が、図１の設備に由来する天然ガス流によって動力供給される船舶の速度に応じた膨張デバイス３３内のｋｇ／時における再液化天然ガスの流率が、観察される。真空ポンプ１７およびコンプレッサ２７の動作流率は、４，７００ｋｇ／時である。
【００９１】
曲線ａ、ｂ、およびｃは、交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａにおけるガスの温度が、それぞれ、−４０℃、−１２０℃、および−１６０℃であるときの膨張デバイス３３の出口における再液化天然ガスの流率を表す。したがって、膨張デバイス内の再液化度は、熱交換器２０の上流で、強制気化デバイス１０が使用されるとき、熱交換器の第２のチャネル２６の入口２６ａに戻されるガスの割合に応じて、１０％〜８０％だけ改良され、大気圧における天然ガスの液気平衡温度、すなわち、−１６０℃に近接して、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａにおけるガスの温度を取得することを可能にし得ることが観察される。
【００９２】
さらに、そのタンク２が約４００ｋＷの熱漏出および４，７００ｋｇ／時の真空ポンプ１７の動作流率を有する船舶を考慮すると、強制気化デバイス１０は、第１に、熱漏出を補償し、第２に、タンク２内に残っている天然ガスの液相をその平衡温度を下回って冷却すること、および／またはタンク２の内側空間７内の自然気化に由来する天然ガスの気相を凝縮および／または冷却することが可能な約６５０ｋＷの冷却力を生成することを可能にする。平衡に対する過剰な冷却力は、約１，５００ｋｇ／時〜１，７００ｋｇ／時の（曲線ｄによって表される）液化能力の均等物を表し、本冷却力は、タンク内に貯蔵される液相天然ガスの温度を低下させることによって貯蔵される、および／またはタンク２のガス状ヘッドスペース内の天然ガスの気相を再凝縮するために使用されることが可能である。
【００９３】
比較を目的として、図３の曲線ｅは、船舶を推進させるための機関５に直接接続される、図１に表されるような強制気化デバイス１３の液化能力を表す。そのような場合では、気化チャンバ内の気化した天然ガス流の流率は、機関５の要求に対応する。したがって、そのような状況下で、強制気化デバイスは、１８ノットおよびそれを上回る速度において熱漏出を平衡させることのみを可能にし、したがって、１８ノットを上回る速度に関してタンク２内に残っている天然ガスの液相をその平衡温度を下回って冷却すること、および／またはタンクの内側空間内の自然気化に由来する天然ガスの気相を凝縮および／または冷却することのみを可能にすることが観察される。
【００９４】
したがって、本発明によると、強制気化デバイスは、ガス消費部材の現実の消費から事実上独立して、完全な形態において動作し得ることに留意されたい。
【００９５】
さらに、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａにおいて、強制気化プロセスに由来する気相を使用することによって、本設備内で循環するガス流中の窒素含有量が、最も高い窒素含有量を伴う液化天然ガスに関して１０％を決して超えず、殆どの場合では５％を決して超えないことが観察された。膨張デバイス３３内のジュールトムソン減圧に関する変換バランスは、本低窒素含有量によってわずかにのみ影響を受けることが分かり、ガス消費部材３、４、５に過剰な窒素濃度を伴う蒸気を送出するリスクは、完全に排除される。
【００９６】
図４は、別の実施形態による設備１を示す。設備１は、熱交換器２０の第２のチャネル２６の出口２６ｂが、ターボエキスパンダ３６によって形成される膨張デバイスに接続される点において、図１の設備と主に異なる。そのようなターボエキスパンダ３６は、熱交換器２０の第２のチャネル２６の出口２６ｂにおけるガス流の膨張を使用し、エネルギーを生産することを可能にする。
【００９７】
エネルギーは、ここでは、熱交換器２０の第１のチャネル２５の出口２５ｂにおけるガス流を圧縮するための１つ以上のコンプレッサ３７を駆動するために使用される。これを行うために、ターボエキスパンダ３６は、コンプレッサ３７に接続されるシャフト３８を有する。したがって、ターボエキスパンダ３６内の圧縮されたガス流の膨張は、ガス流を圧縮するためにコンプレッサ３７を駆動することを可能にする。
【００９８】
別の実施形態では、図示されないが、気化チャンバ１３、１４は、タンク２の内側空間内の負圧の印加と置換され得る。そのような実施形態は、例えば、貨物内に含有され得る天然ガスが、本来的にか、またはその窒素含有量の事前低減に起因するかのいずれかで、低窒素濃度を有するとき、好適である。
【００９９】
本実施形態では、気相ガス収集回路９は、タンク２のガス状ヘッドスペース内に出現する吸入口２３に直接接続される。数十ミリバールの負圧が、次いで、コンプレッサ１７によって生成され、強制気化が、タンク２の内側空間内で直接起こる。具体的には、タンク２の内側空間内で負圧を生成することによって、液相の気化が、助長され、これはまた、液化ガスを液気二相平衡状態に置くことを可能にし、液化ガスは、大気圧において液化ガスの液気平衡温度を下回る温度を有する。その結果、ガスの気化は、それから気化潜熱を取り込むことによって、タンク内に貯蔵される液化ガスを冷却するために完全に活用される。言い換えると、本実施形態は、液化ガスをチル化された熱力学的状態において保つことを可能にし、大気圧におけるタンク内でのその貯蔵またはタンクへのその移送を可能にすると同時に、液化ガスの低レベルまたはさらにはゼロレベルの気化を維持する。
【０１００】
本実施形態では、窒素を制御することと関連付けられる利益は、気化がタンクの全容積にわたって起こり、窒素の優先的な気化が制御可能ではないため、存在しない。しかしながら、そのような実施形態では、気相が、選択的に、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａに戻される、またはバーナ３に運搬され得るように、相分離器３２の気相出口に三方向コネクタを提供することによって、熱交換器２０の第１のチャネル２５の入口２５ａにおけるガス流の窒素富化を限定することが、想定され得る。したがって、本新しいガス出口は、消費部材４、５の動作閾値と比較して窒素が過剰に富化した状態になったガス状混合物の場合では、断続的に起動され得るパージとして使用され得る。
【０１０１】
タンクの内側空間を負圧下に置くことを可能にするために、いくつかの構造的かつ動作可能な配列が、必要であると分かり得る。タンクは、周辺空気がタンクに進入し得ないことを確実にするように、真空気密でなければならない。したがって、シールフランジおよび他の交差部のシールが、溶接によって優先的に生産される。加えて、圧力リリーフ弁は、それらが背圧に面してゼロレベルの漏出を有するように選定される。
【０１０２】
さらに、タンクが断熱障壁に基づく膜タンクであるとき、シール膜、特に、タンク内に含有されるガスと接触するシール膜を損傷させ、その剥離を引き起こす傾向にあるであろう、断熱障壁内で優勢な圧力が、タンクの内側空間内で優勢な圧力を大幅に上回ることがないように、該断熱障壁内の圧力が調整されることが、望ましい。加えて、タンクのガス状ヘッドスペース内での液化ガスの噴霧は、熱層を限定することを可能にし得る。
【０１０３】
図２は、液化天然ガス等の可燃性ガスを装填／抜取し、船舶４１と浮遊または陸上設備（図示せず）との間のインターフェースを形成するための移送システム４０を示す。船舶４１は、上記に説明されるように、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備を具備する。実施例として、液密および断熱タンク（図示せず）は、略角柱形態であり、船舶の二重船体内に搭載される。
【０１０４】
製品移送は、４２と表される浸漬極低温ラインによって確実にされる。船舶４１と浮遊または陸上設備との間のインターフェースを形成する移送システム４０は、貯蔵／取扱ガントリ４４を支える少なくとも１つのプラットフォーム４３と、浸漬極低温ライン４２を可撓性移送パイプ４６に接続することを可能にする全ての機器を取り込むための主要プラットフォーム４５とを備える。各可撓性移送パイプ４６は、接続モジュール４８を通して船舶のマニホールド４７に接続されるように意図される。船舶のマニホールド４７は、液化ガスの貨物をタンクから、またはそれに移送するために、船舶４１の上側デッキ上に配列される装填／抜取パイプラインを用いてタンクに接続される。
【０１０５】
ガントリ４４の主な機能は、クレーンおよびウインチを用いて、移送部分、すなわち、各接続モジュール４８および可撓性移送パイプ４６の可動端の取扱および貯蔵を可能にすることである。
【０１０６】
ある実施形態によると、移送システムは、３つの平行な可撓性移送パイプ４６を備え、そのうちの２つは、浮遊または陸上設備と船舶との間で液化天然ガスを移送することを可能にする一方、第３の移送パイプは、船舶のタンクのガス状ヘッドスペース内の圧力を均衡させるために、ガスを移送することを可能にする。
【０１０７】
液化ガスの移送のために必要な圧力を生成するために、船舶４１内のオンボードポンプが、使用される、および／または、ポンプが、陸上設備内に設置される、および／または、ポンプが、移送システム４０に嵌合される。
【０１０８】
本発明は、いくつかの特定の実施形態と関連して説明されたが、これは、それに全く限定されず、これらが本発明の範囲内に該当する場合、説明される手段の全ての技術的均等物およびその組み合わせを備えることが明白である。
【０１０９】
動詞「〜を備える」または「〜を含有する」または「〜を含む」およびその活用形の使用は、請求項に記載されるもの以外の要素またはステップの存在を除外しない。
【０１１０】
したがって、本技術のいくつかの非限定的実施形態に従って実装される方法および設備は、付番された付記において提示される、以下のように表されることができる。
（付記１）ガス消費部材（３、４、５）に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するための設備（１）であって、設備（１）は、
液気二相平衡状態における可燃性ガスを用いて充填されるように意図される内側空間（７）を備える、漏出防止性かつ断熱性のタンク（２）と、
強制気化デバイス（１０）であって、
【０１１１】
可燃性ガスと接触するように意図された気化チャンバ（１３、１４）であって、該気化チャンバ（１３、１４）は、気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）と該可燃性ガスとの間で熱を交換するための熱交換壁を備える、気化チャンバ（１３、１４）と、
入口回路（１１）であって、
タンク（２）の内側空間（７）内に出現し、タンク（２）の内側空間（７）から液相可燃性ガス流を抜去するように配列される、吸入口（１２）と、
【０１１２】
抜去された可燃性ガス流が、気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）内で気化するように、気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）内に出現する、圧力損失部材と、
を備える、入口回路と、
を備える、強制気化デバイスと、
第１および第２のチャネル（２５、２６）と、第２のチャネル（２６）から第１のチャネル（２５）に熱を伝達するための熱交換壁とを備える熱交換器（２０）であって、第１のチャネル（２５）および第２のチャネル（２６）は、それぞれ、入口（２５ａ、２６ａ）と、出口（２５ｂ、２６ｂ）とを備え、第１のチャネル（２５）の入口（２５ａ）は、気化チャンバ（１３、１４）内で気化されている可燃性ガス流を熱交換器（２０）内で加熱するように、気化チャンバ（１３、１４）に接続される、熱交換器（２０）と、
熱交換器（２０）内の加熱された可燃性ガス流を圧縮するように、熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）の出口（２５ｂ）に上流で接続されたコンプレッサ（２７）であって、該コンプレッサ（２７）は、可燃性ガス流の第１の部分をガス消費部材（５）に運搬し、可燃性ガス流の第２の部分を冷却するために可燃性ガス流の第２の部分を熱交換器（２０）の第２のチャネル（２６）の入口（２６ａ）に運搬することが可能な三方向コネクタ（２９）に下流で接続される、コンプレッサ（２７）と、
【０１１３】
熱交換器（２０）の第２のチャネル（２６）の出口（２６ｂ）に上流で接続され、タンク（２）につながる戻り回路（３４）に下流で接続される、膨張デバイス（３３、３６）であって、該膨張デバイス（３３）は、熱交換器（２０）の第２のチャネル（２６）に由来する可燃性ガス流の第２の部分を減圧するように配列される、膨張デバイス（３３）とを備える、設備。
【０１１４】
（付記２）気化チャンバ（１３、１４）は、タンク（２）の内側空間（７）内に位置し、熱交換壁は、したがって、気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）とタンク（２）内に貯蔵される可燃性ガスとの間の熱交換を可能にする、付記１に記載の設備（１）。
【０１１５】
（付記３）可燃性ガス流を生成し、気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）内で、タンク（２）の内側空間（７）内の可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力を印加するように配列される、ポンプ（１７）を備える、付記２に記載の設備（１）。
【０１１６】
（付記４）強制気化デバイス（１０）は、２つの気化チャンバ（１３、１４）を備え、２つの気化チャンバのうちの一方（１３）は、該気化チャンバ（１３）の内側空間（１５）とタンク（２）内に貯蔵される可燃性ガスの気相との間の熱交換を可能にするように、タンク（２）の上側部分（８）に配置され、他方は、該気化チャンバ（１４）の内側空間（１５）とタンク（２）内に貯蔵される可燃性ガスの液相との間の熱交換を可能にするように、タンク（２）の下側部分（９）に配置される、付記２または３に記載の設備（１）。
【０１１７】
（付記５）気化チャンバ（１３、１４）はそれぞれ、他方の気化チャンバ（１３、１４）を入口回路（１１）の吸入口（１２）および熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）の入口（２５ａ）に接続する対応する回路部分と並列に配列される回路部分を介して、入口回路（１１）の吸入口（１２）および熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）の入口（２５ａ）に接続される、付記４に記載の設備（１）。
【０１１８】
（付記６）並列に配列される２つの回路部分はそれぞれ、流率制御弁（２１、２２）を具備する、付記４に記載の設備（１）。  
【０１１９】
（付記７）コンプレッサは、複数の圧縮段階（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ）と、複数の中間熱交換器（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ）とを備える、多段階コンプレッサであり、中間熱交換器はそれぞれ、圧縮段階（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ）のうちの１つの出口に配置される、付記１−６のうちのいずれか１項に記載の設備（１）。
【０１２０】
（付記８）膨張デバイス（３３、３６）は、膨張弁またはターボエキスパンダである、付記１−７のうちのいずれか１項に記載の設備。
【０１２１】
（付記９）膨張デバイス（３３）に上流で接続された相分離器（３２）を備え、該相分離器（３２）は、一方では、タンク（２）につながる戻り回路（３４）に、他方では、熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）の入口（２５ａ）に接続される戻りパイプ（３５）に下流で接続され、相分離器（３２）は、可燃性ガス流の液相を戻り回路（３４）に運搬し、可燃性ガス流の気相を戻りパイプ（３５）に運搬するように配列される、付記１−８のうちのいずれか１項に記載の設備。
（付記１０）付記１−９のうちのいずれか１項に記載の設備を用いて、ガス消費部材に可燃性ガスを給送し、該可燃性ガスを液化するためのプロセスであって、
【０１２２】
液気二相平衡状態における可燃性ガスを含有するタンク（２）から液化可燃性ガス流を抜去し、これを気化チャンバ（１３、１４）に運搬することと、
気化チャンバ（１３、１４）の内側空間（１５）内の液化ガス流を減圧することと、
タンク（２）内に含有される可燃性ガスから熱を吸収することによって、抜去されたガス流を気化させるように、気化チャンバ（１３、１４）内の減圧された可燃性ガス流とタンク（２）内に含有される可燃性ガスとの間で、気化チャンバ（１３、１４）の壁を通して熱交換を実施することと、
気化チャンバ（１３、１４）と熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）の入口（２５ａ）との間で気相可燃性ガス流を運搬することと、
熱交換器（２０）の第２のチャネル（２６）から第１のチャネル（２５）に熱を伝達することと、
熱交換器（２０）の第１のチャネル（２５）から退出する可燃性ガス流を圧縮することと、
圧縮された可燃性ガス流の第１の部分をガス消費部材（３、４、５）に運搬し、圧縮されたガス流の第２の部分を熱交換器（２０）の第２のチャネル（２６）の入口（２６ａ）に運搬することと、
可燃性ガス流の第２の部分を熱交換器の第２のチャネルから膨張デバイス（３３）に運搬することと、
【０１２３】
減圧された可燃性ガス流の第２の液相部分の少なくとも一部をタンク（２）に運搬することと
を含む、プロセス。
【０１２４】
（付記１１）気化チャンバ（１３、１４）内の液化ガス流を減圧するために、液化可燃性ガスの貯蔵圧力を下回る圧力Ｐ１が、真空ポンプ（１７）を用いてタンク（２）内に生成される、付記１０に記載のプロセス。
【０１２５】
（付記１２）圧力Ｐ１は、１２〜９５ｋＰａ絶対値である、付記１１に記載のプロセス。
【０１２６】
（付記１３）付記１−９のうちのいずれか１項に記載の設備（１）を備える、船舶（４１
）。
【０１２７】
（付記１４）可燃性ガスが、極低温移送パイプ（４２、４６）を通して、浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、船舶のタンクに、またはそれから伝導される、付記１３に記載の船舶（４１）において装填または抜取するためのプロセス。
【０１２８】
（付記１５）可燃性ガスを移送するためのシステムであって、該システムは、付記１３に記載の船舶（４１）と、船舶の船体内に設置されるタンクを浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備に接続するように配列される、極低温移送パイプ（４２、４６）と、極低温移送パイプを通して、浮遊貯蔵設備または陸上貯蔵設備から、またはそれに、船舶のタンクに、またはそれから可燃性ガスを駆動するためのポンプとを備える、システム。
【国際調査報告】
2019518909.tif 000007
2019518909.tif 000008