(57)【要約】  本発明は、液化天然ガス搬送体に関するものであって、ガスタービンまたはディーゼルエンジンからなる推進設備を備え、この推進設備が、船上での再ガス化システムとして機能する。推進設備は、プロペラシャフトおよびプロペラを駆動する機械的ダイレクトドライブ機構とすることができる、あるいは、一体型発電設備を付帯しつつ、プロペラシャフトおよびプロペラを駆動する電動機またはモータとすることができる。再ガス化システムは、熱入力源を備え、熱入力源は、排気ガス熱交換器と電気温水器と補助的ヒータとから構成されていて、温水循環ループに対して熱を供給する。液化天然ガスは、温水循環ループまたは加熱媒体循環ループに対して接触し、再ガス化される。船からは、海中導管を通して、再ガス化された天然ガスが、陸上設備へと搬送される。
2007502237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船上での再ガス化システムであって、
船上に配置されかつ液化ガスを気化させるための気化ユニットと；
この気化ユニットに対して熱を供給する１つまたは複数の熱源として機能するような、船上に配置された熱生成推進ユニットと；
前記気化ユニットに対しての熱源として機能するような、船上に配置された加熱機構と；
を具備し、
液化ガスが前記気化ユニット内において加熱されることにより、蒸気が形成され、この蒸気が、船から、離間場所にまで、搬送されることを特徴とする再ガス化システム。
【請求項２】
請求項１記載の再ガス化システムにおいて、
前記推進ユニットが、ガスタービンまたはディーゼルエンジンからなる推進設備を備え、
この推進設備が、一体型の発電設備を備え、
前記推進設備が、電動機またはモータによって、１つまたは複数のプロペラシャフトおよび１つまたは複数のプロペラを駆動することを特徴とする再ガス化システム。
【請求項３】
請求項１記載の再ガス化システムにおいて、
前記推進ユニットが、ガスタービンまたはディーゼルエンジンからなる推進設備を備え、
この推進設備が、１つまたは複数のプロペラシャフトおよび１つまたは複数のプロペラを駆動する機械的ダイレクトドライブ機構を備えていることを特徴とする再ガス化システム。
【請求項４】
請求項１記載の再ガス化システムにおいて、
前記加熱機構が、温水加熱システム、または、グリコール加熱システム、または、同様の流体加熱システム、を備えていることを特徴とする再ガス化システム。
【請求項５】
請求項１記載の再ガス化システムにおいて、
前記加熱機構が、加熱媒体循環ループと、少なくとも１つの熱入力源と、を備えていることを特徴とする再ガス化システム。
【請求項６】
請求項５記載の再ガス化システムにおいて、
前記少なくとも１つの熱入力源が、ディーゼルエンジンまたはガスタービンからなる少なくとも１つの前記推進ユニットを備え、
この推進ユニットが、一体型発電設備を有していることを特徴とする再ガス化システム。
【請求項７】
請求項５記載の再ガス化システムにおいて、
前記少なくとも１つの熱入力源が、排気ガス熱交換器と、電気温水器と、補助的ヒータと、を備え、
これら排気ガス熱交換器と電気温水器と補助的ヒータとが、前記加熱媒体循環ループに対して熱を供給することを特徴とする再ガス化システム。
【請求項８】
請求項５記載の再ガス化システムにおいて、
前記少なくとも１つの熱入力源が、前記一体型発電設備から電力の供給を受ける電気温水器または電気的流体加熱ヒータを備えていることを特徴とする再ガス化システム。
【請求項９】
請求項５記載の再ガス化システムにおいて、
前記少なくとも１つの熱入力源が、排気ガス熱交換器を備え、
この排気ガス熱交換器が、ディーゼルエンジンまたはガスタービンからなる前記推進設備から廃熱を取得し、前記加熱媒体循環ループまたは温水循環ループを加熱することを特徴とする再ガス化システム。
【請求項１０】
請求項５記載の再ガス化システムにおいて、
前記少なくとも１つの熱入力源が、補助的ヒータを備え、
この補助的ヒータが、天然ガスによって点火された温水ヒータまたは加熱媒体ヒータと、を有し、
このヒータが、前記電気温水器と前記排気ガス熱交換器とによって供給された熱を補助して、前記加熱媒体循環ループまたは温水循環ループを加熱することを特徴とする再ガス化システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の再ガス化システムにおいて、
前記補助的ヒータが、加熱オイルヒータとリンク部材とを備えているとともに、前記電気温水器と前記排気ガス熱交換器とによって供給された熱を補助して、前記加熱媒体循環ループまたは温水循環ループを加熱することを特徴とする再ガス化システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の再ガス化システムにおいて、
前記リンク部材が、加熱オイルから温水または加熱媒体への熱交換器を備え、
この熱交換器が、加熱オイルからの熱を変換して、前記加熱媒体循環ループまたは温水循環ループを加熱することを特徴とする再ガス化システム。
【請求項１３】
請求項１記載の再ガス化システムにおいて、
前記液化ガスが、液化天然ガスを備えていることを特徴とする再ガス化システム。
【請求項１４】
船上において液化天然ガスを再ガス化するための方法であって、
（ａ）船上において、少なくとも１つの加熱部材を使用して熱を生成し；
（ｂ）船上において、前記少なくとも１つの加熱部材によって生成した熱を、少なくとも１つの熱入力源を介して、加熱機構へと伝達し；
（ｃ）前記加熱機構からの熱を、再ガス化部材へと伝達し；
（ｄ）前記再ガス化部材に対して液化ガスを供給し；
（ｅ）前記再ガス化部材の中において、前記液化ガスを、気化したガスへと、再ガス化し；
（ｆ）前記気化したガスを、船から離間した位置にまで搬送する；
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、
前記加熱機構からの前記熱の前記伝達に際しては、排気ガス熱交換器からの熱を伝達することを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の方法において、
前記加熱機構からの前記熱の前記伝達に際しては、電気温水器または電気的流体ヒータからの熱を伝達することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１４記載の方法において、
さらに、
補助的加熱ユニット内において補助的な熱を生成し；
前記加熱機構に対して前記補助的な熱を伝達し；
前記補助的な熱を前記加熱機構から前記再ガス化部材まで伝達する；
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１４記載の方法において、
前記少なくとも１つの加熱部材を使用しての前記熱の前記生成に際しては、船の推進ユニット内において熱を生成することを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、
船の前記推進ユニット内における前記熱の前記生成に際しては、ディーゼルエンジンまたはガスタービンからなる推進設備内において熱を生成することを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１４記載の方法において、
前記液化ガスの前記再ガス化に際しては、熱交換器または気化器を使用して、前記液化ガスに対して熱を供給することを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１４記載の方法において、
前記液化ガスの前記再ガス化に際しては、液化天然ガスを再ガス化することを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１４記載の方法において、
前記気化したガスの前記搬送に際しては、離間した位置にまで、配管システムを使用して、前記気化したガスを搬送することを特徴とする方法。
【請求項２３】
船上での再ガス化熱入力システムであって、
船上において熱を生成するための生成手段と；
前記生成した熱を、温水循環ループへに対して伝達するための伝達手段と；
前記加熱機構から再ガス化部材にまで熱を伝達するための伝達手段と；
液化ガスをガス蒸気へと再ガス化するための再ガス化手段と；
船から離間した位置へと、前記ガス蒸気を搬送するための搬送手段と；
を具備していることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９（ｅ）条に基づき、２００３年８月１２日付けで出願された特許文献１の優先権を主張するものである。この文献の記載内容は、参考のため、その全体がここに組み込まれる。
【０００２】
本発明は、蒸気推進設備を備えていないような液化天然ガス（“ＬＮＧ”）搬送体上における液化天然ガスの船上での再ガス化を行うための方法および装置に関するものである。特に、本発明は、例えばディーゼルエンジンやガスタービン推進設備といったような、通常は船のプロペラシャフトおよびプロペラを駆動するような、ＬＮＧ搬送体の推進システムの熱エネルギーを使用することに関するものであって、これにより、船上での再ガス化システムに対して熱を供給するような追加的機能を果たさせることができる。
【背景技術】
【０００３】
航洋船における従来的な蒸気推進設備は、多くの場合、高圧過熱蒸気を供給するための２つのメインボイラーと、これらメインボイラーから高圧過熱蒸気を受領するとともに、二段減速ギヤを介して単一のシャフトラインおよびプロペラを駆動するクロスコンパウンドスチームタービンと、を備えている。このような船の多くは、液化天然ガス搬送体である。蒸気は、主としてＬＮＧ積荷封じ込めシステムからのボイルオフガスを燃焼させることが容易であることのために、液化天然ガス搬送体の推進設備に関しては、よく使用されている選択肢である。従来の蒸気推進型ＬＮＧ搬送体に、再ガス化設備が付設されている場合には、従来の蒸気推進設備のメイン蒸気ボイラーは、液化天然ガス搬送体のプロペラおよびプロペラシャフトを駆動するための高圧過熱蒸気を供給する機能と、液体天然ガスの再ガス化のための自然的な熱源を供給する機能と、の双方を行う。船の蒸気推進設備からの熱は、主要な熱源として機能し、ボイラーの出力を増大させることで、再ガス化された液体天然ガスの送出速度を所望に適合させる。
【０００４】
蒸気推進設備は、船上での再ガス化のための自然的な熱源を供給して、ボイルオフガスの単純な燃焼方法を提供するけれども、近年のディーゼルエンジンやあるいは高度なガスタービンサイクルと比較すれば、船を推進するための熱サイクルが、非常に非効率的である。これに対し、ディーゼルエンジンやガスタービンエンジンは、船上での再ガス化を十分に行い得るほどの利用可能な熱エネルギーを提供しない。そのため、海岸に向けて液化天然ガスを送出するに先立って、液化天然ガスをガス化させるためのかなりの熱を必要とする。
【０００５】
蒸気タービン推進設備の非効率さに鑑み、また、ＬＮＧ搬送体において代替的な推進設備を使用する現在の傾向に鑑み、本発明は、例えばディーゼルエンジンかガスタービンといったような、より効率的な推進設備の使用を開発した。より効率的なディーゼルエンジンおよびガスタービン推進設備は、プロペラおよびプロペラシャフトに対しての機械的なダイレクトドライブを提供するか、あるいは、一体型発電設備と協働するか、のいずれかを行う。しかしながら、この代替的な推進構成は、船上での再ガス化のための自然的熱源としても機能する船のメイン蒸気ボイラーを不要とする。したがって、ディーゼルエンジンおよびガスタービン推進設備においては、船上での再ガス化のための、容易に利用可能な熱源の不足を克服するという必要性がある。
【特許文献１】米国特許予備出願シリアル番号第６０／４９４，０９２号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、蒸気以外の推進設備を使用したような、船上での再ガス化のための方法および装置を提供する。このような代替的な推進設備は、機械的ダイレクトドライブまたは一体型電気的ドライブシステムのいずれかによって液化天然ガス搬送体を推進するディーゼルエンジンおよびガスタービン推進システムを備えている。１つまたは複数のディーゼルエンジンや１つまたは複数のガスタービンエンジンは、ＬＮＧ搬送体の推進設備のための主要動力源として機能する。ディーゼルエンジンやガスタービンが、一体型発電設備が付設された搬送体内において船上での再ガス化に際して容易に利用可能であるような自然のかつ十分な容量の熱源として機能しないことのために、代替可能な加熱機構を開発した。電気的加熱機構は、ディーゼルエンジンまたはガスタービンからなる推進設備の経済的利点を享受しつつ、ディーゼルエンジンまたはガスタービンからなる推進設備を備えた液化天然ガス搬送体において船上での再ガス化を行うことを可能とする。
【０００７】
本発明は、船上での再ガス化システムであって、温水加熱シェルと、液化ガスを船上で再ガス化させ得るよう、ＬＮＧ容器に搭載された気化ユニットと、を備えているような、再ガス化システムを提供する。格別に構成された熱生成推進設備および船上の補助設備が、気化ユニットに対しての熱源として機能する。温水加熱システムのための熱入力源は、ＬＮＧ搬送体の推進設備の余剰発電能力を使用しているとともに、再ガス化モードの際には受領端子に対して接続されるような場合電気温水器と；ディーゼルエンジンやガスタービンの燃焼廃熱を回収し得るものとされた排気ガス熱交換器と；天然ガスによって点火された温水器または加熱オイルヒータと；を備えている。船上での再ガス化プロセスに必要な熱は、上述した複数の熱源によって生成され、温水加熱ループ内において熱交換器内へと伝達され、温水循環ループから気化器へと伝達され、必要な熱が、熱交換器あるいはガス気化器へと供給され、液化天然ガスの再ガス化に供される。液化天然ガスは、船上において、証明付きの積荷封じ込めシステムが設けられているような従来のＬＮＧ積荷タンク内へと搬送されて貯蔵されている。船上の配管システムおよび加圧システムを使用することにより、積荷タンクから、気化器または熱交換器へと、液化天然ガスを搬送することができる。その後、温水加熱システムによって、１つまたは複数の気化器または１つまたは複数の熱交換器の中において、液化天然ガスを再ガス化することができる。ガス化された状態においては、天然ガスは、船から、海中の配管設備を介して、離間した陸上設備へと、搬送することができる。陸上設備においては、天然ガスに対してのその後の処理を行ったり、分配を行ったり、することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の明瞭な理解のため、添付図面を参照する。
【０００９】
図１は、本発明による液化天然ガス搬送体を示す図である。
【００１０】
図２は、本発明による船上での再ガス化システムを示す図である。
【００１１】
図３は、本発明による船上での再ガス化システムにおける温水加熱システムを示す図である。
【００１２】
図４は、本発明における温水加熱システムに対しての補足的ヒータインターフェースの一実施形態を示す図である。
【００１３】
図５は、本発明における温水加熱システムに対しての推進システムインターフェースを示す図である。
【００１４】
本発明は、船上での再ガス化のための加熱用の熱を生成するための装置および方法に関するものである。図１に示すように、液化天然ガス搬送体すなわち船２は、推進力を生成するための推進システムと、船上での再ガス化システム６と、を備えている。再ガス化システム６は、熱を使用することによって、船に積載された液化天然ガスを再ガス化する。天然ガスは、気体状態では嵩張るものではあるけれども、液化状態においては、相当に少ないスペースしか占有しない。天然ガスは、典型的には、およそ−１６０〜−１６５℃（−２５５〜−２６５°Ｆ）で格納される。これにより、液体状態に保持される。再ガス化は、液化天然ガスを再加熱することにより、得られる。
【００１５】
一般に、船上での再ガス化は、船を係留ブイ２６あるいは他のターミナルに対して停泊させた状態で、行うことができる。その場合には、船を移動させるための推進システムは、使用されない。推進システムは、なおも、船の他の構成部材やシステムに対して、電力を供給するために使用することができる。したがって、推進設備４によって生成された余分の熱あるいはエネルギーは、本発明によって定義された水加熱システムに追加して、再ガス化システム６に対して必要な熱を供給するために使用することができる。例えば、船が係留ブイあるいは他のターミナルに停泊していて、推進力を提供していない場合には、推進設備の利用可能な熱エネルギーは、液化天然ガスの再ガス化のための熱エネルギーとして、取得して変換することができる。再ガス化の後には、天然ガスは、導管２０を介して、船から、海中配管システム２２へと、さらには、陸上設備２４へと、搬送することができる。そして、その後の処理や分配に供することができる。実際に、配管システム２２は、埋設することができる。導管２０は、ブイ２６を使用することによって、船２に対して連結することができる。
【００１６】
ガスタービンまたはディーゼルエンジンからなる推進設備は、推進設備４を形成し、プロペラシャフト４０および船のプロペラ３０に対して直接的に機械的駆動力を供給することができる。これに代えて、推進設備４には、図５に示すように、一体型の発電設備３２を設けることができる。この場合には、電動機またはモータを使用して、プロペラシャフト４０およびプロペラ３０を駆動することができる。一体型の発電設備３２が船に対して電力を供給する際には、生成された熱あるいはエネルギーは、所望の再ガス化速度を得るのには、不十分なものとなり得る。よって、他のエネルギー源からの補助的なエネルギーが必要となり得る。この補助的なエネルギーは、例えば、図２に示すような電気的加熱機構３６を使用して、得ることができる。電気的加熱機構３６を船に対して付加することによって、船上での再ガス化のための、容易に利用可能な熱源を提供することができる。したがって、一体型の発電設備３２によって生成された熱またはエネルギーを、所望の再ガス化速度が得られるよう、電気的加熱機構３６によって補助することができる。本発明の一実施形態においては、船上での再ガス化設備は、１日あたり４５０ミリオンキュービックフィート（４５０ｍｍｓｃｆ／ｄ）という所望の再ガス化速度あるいは公称送出容量を有することができる。これには、毎時２６０ミリオンブリティッシュ熱単位という熱入力を必要とする。この熱量は、ガスタービンまたはディーゼルエンジン推進設備においては、電気的加熱機構によって達成することができる。
【００１７】
図３に示すように、電気的加熱機構３６は、熱入力源を有した温水加熱システムとすることができる。熱入力源は、例えば、排気ガスの熱交換器３４と、電気温水器１０と、補助的ヒータ１４と、の組合せを備えている。排気ガス熱交換器３４と、電気温水器１０と、補助的ヒータ１４と、の各々は、温水加熱システム３８の温水循環ループ１２を直接的に加熱することができる。温水加熱ループ１２は、気化器または熱交換器８に対して、熱を供給する。これにより、液化天然ガスを再ガス化することができる。その結果、温水加熱システム３８は、液化天然ガスの再ガス化のための主要な熱源となる。液化天然ガスが気化器または熱交換器８内へと流入すると、液化天然ガスは、温水加熱ループ１２と接触し、温水加熱ループからの熱が、液化天然ガスを再ガス化する。温水加熱システム内における排気ガス熱交換器３４と電気温水器１０と補助的ヒータ１４との組合せは、船上での再ガス化設備のためにの望の熱入力を提供し得るような規模のものとすることができる。
【００１８】
排気ガスまたは廃棄物の熱交換器３４は、メインのディーゼルエンジンあるいはガスタービンのいずれかからの排気ガス煙路内に設置される。一般に、排気ガス熱交換器３４から回収された熱は、例えば燃料オイルの加熱や収容設備の加熱や積荷タンクの加熱といったように、様々な船上設備の加熱を行うために、使用することができる。例えば、３５，０００馬力の推進システムと船舶設備電力要求とを備えた液化天然ガス搬送体においては、各ディーゼルエンジンあるいはガスタービンの排気ガス煙路内に設けられた少なくとも１つの熱交換器によって、排気ガス熱交換器から、およそ８０ミリオンＢＴＵ／ｈｒが供給されることが予想される。
【００１９】
電気温水器１０に対しては、一体型発電設備３２から電力を供給することができる。電気温水器１０は、温水加熱システム３８内の温水加熱ループ１２を直接的に加熱し得るよう、構成することができる。温水貯蔵タンク内の埋設電気加熱部材が、電気温水器内の水を加熱する。その後、電気温水器１０からの温水を、接続ライン２８を介して、温水加熱ループ１２に対して供給することができる。３５，０００馬力の推進システムと船舶電力要求とを備えた液化天然ガス搬送体については、電気温水器から、およそ１００ミリオンＢＴＵ／ｈｒが供給されることが予想される。
【００２０】
補助的ヒータ１４は、天然ガスを点火した温水ヒータ４２とすることができる。この温水ヒータ４２は、温水加熱システム３８に対して、補助的な熱入力を供給し、これにより、船上再ガス化システムは、所望の公称送出速度を得ることができる。図４に示すような加熱オイルヒータ４４を使用することにより、船上での再ガス化のための所望の公称送出速度を得るのに必要な熱入力を補助すことができる。しかしながら、加熱オイルヒータ４４を補助的ヒータとして使用する場合には、加熱オイルから温水加熱システム３８へと熱を移送し得るよう、追加的な加熱オイルを、システム内において、温水熱交換器４６あるいは他の移行部材に対して取り付けられなければならない。４５０ｍｍｓｃｆ／ｄという再ガス化の送出速度は、一般に、例えば、天然ガスによって点火された温水ヒータを、およそ８０ミリオンＢＴＵ／ｈｒという熱入力をもたらし得るようなサイズのものとすることを、必要とする。天然ガスによって点火された温水ヒータおよび加熱オイルヒータは、１ユニットあたりおよそ２０ミリオンＢＴＵ／ｈｒという規格を有した市販されている製品である。したがって、温水加熱システムの循環ループに対しておよそ８０ミリオンＢＴＵ／ｈｒという熱入力をもたらすには、４個の補助的なヒータが設置されることとなる。
【００２１】
再ガス化中には、液化天然ガス搬送体としての機能する船は、典型的には、沖合のブイ２６にに対して停泊あるいは係留されている。この時点では、推進設備４は、船２を推進するように動作するのではなく、熱または電力を生成するように動作する。その結果、推進設備４は、さらに、廃熱を排出する。廃熱は、メインディーゼルエンジンあるいはガスタービンのいずれかから接続ライン２８へと延在する排気ガス煙路内に取り付けられた排気ガス熱交換器３４を通過する。これにより、温水加熱システム３８内において温水加熱循環ループ１２を加熱することができる。温水加熱システム３８は、また、他の接続ライン２８を介して、電気温水器１０からの熱入力を直接的に受領する。天然ガスによって点火された温水または加熱オイルのヒータ１４は、温水加熱システム３８のうちの循環ループ１２に対して、追加的な熱入力を供給する。これにより、船上での再ガス化のための所望の公称送出速度を得ることができる。温水加熱システム内における循環ループ１２は、加熱された動作流体として水を運ぶ。温水加熱システム内の水は、排気ガス熱交換器３４と電気温水器１０と天然ガスにより点火された温水ヒータまたは加熱オイルヒータ１４との組合せにより、およそ４０〜６５℃（１００〜１５０°Ｆ）という温度にまで、加熱することができる。液化天然ガスは、船上タンク内に貯蔵し得るものであって、循環ループ１２に対して接触させることができる。これにより、液化天然ガスをガス化し得るとともに、およそ５℃（４０°Ｆ）という搬送最低温度に到達させることができる。再ガス化プロセスが行われた後に、ガス化された天然ガスは、船２から、例えば埋設されたまたは海中に敷設された配管システム２２を介して、陸上設備２４へと、搬送することができ、その後に、分配を行うことができる。すべての許容可能な配管システムであっても、使用することができる。ガス化された天然ガスは、およそ７〜１０℃（４５〜５０°Ｆ）という温度でもって、配管システム内を通して搬送することができる。
【００２２】
当業者であれば、上述した本発明を、異なる順序とされた各種ステップでもって行い得ること、また、上記以外の構成とされたハードウェアを使用して行い得ることは、理解されるであろう。したがって、上記においては、本発明を、好ましい実施形態に基づいて説明したけれども、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、様々な修正や変形や代替的な構成を適用し得ることは、当業者には自明であろう。したがって、本発明の境界および範囲の決定は、特許請求の範囲に基づいてなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による液化天然ガス搬送体を示す図である。
【図２】本発明による船上での再ガス化システムを示す図である。
【図３】本発明による船上での再ガス化システムにおける温水加熱システムを示す図である。
【図４】本発明における温水加熱システムに対しての補助的ヒータインターフェースの一実施形態を示す図である。
【図５】本発明における温水加熱システムに対しての推進システムインターフェースを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
４  推進設備
６  再ガス化システム
１０  電気温水器
１２  温水加熱ループ、循環ループ
１４  補助的ヒータ
２２  海中配管システム
２４  陸上設備
３０  プロペラ
３２  一体型発電設備
３４  排気ガス熱交換器
３６  電気的加熱機構
３８  温水加熱システム
４０  プロペラシャフト
【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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【国際調査報告】
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