(57)【要約】液化天然ガスＬＮＧを輸送する外航タンカーに対し天然ガス燃料を供給する装置が開示されている。該装置は、少なくとも１つのＬＮＧ貯蔵タンク２のアレージスペース４に連通する入口と、コンプレッサ１２から少なくとも１つのエンジン３８に達する導管に連通する出口とを有するコンプレッサ１２を備える第１の管と、前記タンク２の液体貯蔵領域６に連通する入口を有する強制式蒸発器２４を備える第２の管と、を備え、該第２の管は、前記コンプレッサ１２の下流でかつエンジン３８の上流にて第１の管と接続される。
2018531833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化天然ガス（ＬＮＧ）を輸送する外航タンカーに対し天然ガス燃料を供給する装置において、
少なくとも１つのＬＮＧ貯蔵タンク（２）のアレージスペース（ｕｌｌａｇｅ  ｓｐａｃｅ）（４）に連通する入口と、コンプレッサから少なくとも１つのエンジン（３８）に達する導管に連通する出口と、を有するコンプレッサ（１２）を備える第１の管と、
前記タンク（２）の液体貯蔵領域（６）に連通する入口を有する強制式蒸発器（２４）を備える第２の管と、を備える前記装置であって、
前記第２の管は、前記コンプレッサ（１２）の下流でかつエンジン（３８）の上流にて前記第１の管と接続されることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記コンプレッサは、多段型コンプレッサであることを特徴とする、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、
前記コンプレッサは、６つの段を有することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の装置において、
前記第１の管は、平行な少なくとも２つのコンプレッサ（１２）を備えることを特徴とする、装置
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の装置において、
前記第２の管は、強制式蒸発器（２４）の下流でかつ前記第１の管との接続点の上流にてミストセパレータを備えることを特徴とする、装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載の装置において、
前記第１の管は、前記コンプレッサの後に少なくとも１つのアフタークーラー（６０）を備え、
前記第２の管は、少なくとも１つの加熱器（６４）を備えることを特徴とする、装置。
【請求項７】
液化天然ガスタンクから来る天然ガスを少なくとも１つのエンジンに供給すべく処理する方法において、
第１の管に対し自然のボイルオフガスを供給するステップと、
該自然のボイルオフガスを圧縮するステップと、
第２の管に対し液化天然ガスを供給するステップと、
該液化天然ガスを強制的に蒸発させるステップと、
圧縮した自然のボイルオフガスを強制したボイルオフガスと混合させるステップと、
少なくとも１つのエンジンに対し前記混合させたガスを供給するステップとを備えることを特徴とする、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、
前記エンジンは、低圧２ストロークの二元燃料ディーゼルエンジン又は４ストロークの二元燃料ディーゼルエンジンであることを特徴とする、方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の方法において、
前記自然のボイルオフガスは、少なくとも１つの多段型コンプレッサ内にて圧縮されることを特徴とする、方法。
【請求項１０】
請求項７から９の何れかに記載の方法において、
前記第１の管にて、前記圧縮されたガスは、前記強制したボイルガスと混合される前に、アフタークーラ―内にて冷却されることを特徴とする、方法。
【請求項１１】
請求項７から１０の何れかに記載の方法において、
前記第２の管にて、液化天然ガスの蒸発後、液体は、ミスト分離装置により前記流体から除去されることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
請求項７から１１の何れかに記載の方法において、
前記ガスは、蒸発後、前記第２の管内にて加熱されることを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、二元燃料（ｄｕａｌ  ｆｕｅｌ）ディーゼルエンジンの少なくとも１つのエンジンに供給する目的のため、ボイルオフガスを処理する方法及び装置に関する。本発明による方法及び装置は、燃料を船のエンジンに提供する目的のため、船にて使用にするのに特に適したものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、より特定的には、ＬＮＧを輸送するタンカーにて液化天然ガス（ＬＮＧ）を処理することに関係する。輸送されるＬＮＧは、状来から、タンカーの推進のために使用されている。タンカーにおけるタンクからのガスは、該タンカーを推進するエンジンに供給される。
【０００３】
近年、スターンタービン推進機よりも効率の秀れた新たな推進システムシテが登場している。従って、ＬＮＧ輸送船舶における船の一部は、４ストローク二元燃料ディーゼル電動機（ＤＦＤＥ）又は低圧２ストローク二元燃料ディーゼル推進システムを利用としている。これらの船は、多数の二元燃料ディーゼルエンジンにより駆動され、エンジンは、自然のボイルオフ（ＮＢＯ）、強制的ボイルオフ（ＦＢＯ）または重油燃料（ＨＦＯ）を燃料としている。エンジンの各々は、ガス（ＮＢＯおよび／又はＦＢＯ）若しくはディーゼル（ＨＦＯ）の何れかにて、また、場合によっては、それらの双方にて同時に駆動することができる。
【０００４】
パワーの要求量に応じて、１つ又はより多くのエンジンが駆動されよう。エンジンの一部は、ガスにて駆動する一方、その他のエンジンは、ＨＦＯにて駆動することができる。利用可能なＮＢＯの流量は、ガスの組成、貨物タンク内の液位、海上の状態及び航海の状況（積荷状態／バラスト状態）に依存する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
船の運転方針に依存して、ＮＢＯから利用可能な量を超えるパワーは、ＦＢＯ（ガス駆動が優先的である場合）、またはＨＦＯ（ディーゼル駆動が優先的である場合）が燃料とされよう。ＮＢＯおよびＦＢＯにて利用可能なパワーは、ガスの組成に依存し、したがって、装置の大きさを決定するとき、質量流量及び体積流量を考慮しなければならない。
【０００６】
これらの新たな推進システムは、ガスの供給に関して条件が課され、ＦＢＯではなくて、ＮＢＯを、推進システムに供給される前に処理しなければならない。従来、ＮＢＯおよびＦＢＯは、新たなエンジンの燃料として使用される前に、圧縮しかつ温度調整されている。
【０００７】
本発明は、二元燃料エンジンのようなエンジンに供給するため使用されるガスを処理する、改良された方法及び装置を提供することを目的とする。
本発明の別の目的は、メタンの比率が高く、かつ重質成分（プロパン、ブタンのような）の比率が可能な限り低いガスをエンジンに供給することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、液化天然ガス（ＬＮＧ）を輸送する外航タンカーに対し天然ガス燃料を供給する装置であって、
少なくとも１つのＬＮＧ貯蔵タンクのアレージスペース（ｕｌｌａｇｅ  ｓｐａｃｅ）に連通した入口と、コンプレッサから少なくとも１つのエンジンに達する導管に連通した出口と有するコンプレッサを備える第１の管と、
上記タンクの液体貯蔵領域に連通する入口を有する強制式蒸発器を備える第２の管とを備え、
該第２の管は、コンプレッサの下流にてかつエンジンの上流にて第１の管と接続されることを特徴とする上記の装置が提供される。
【０００９】
このようにして、コンプレッサは、第１の管内のガスのみを圧縮する大きさとすることができる。ガスに供給されるガスの一部は、強制したボイルオフガスとすることができる。このことは、圧縮した自然のボイルオフガスよりも強制したボイルオフガスからのガスをエンジンに供給するのに必要なパワーは少なくてよいから、装置のパワーを低減することを許容する。
【００１０】
本発明による装置において、コンプレッサは、多段型コンプレッサであることが好ましい。例えば、コンプレッサは、６つの段を有するものとする。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明による装置の１つの実施の形態において、第１の管は、少なくとも２つのコンプレッサを並列に備えることができる。
第２の管は、また、強制式蒸発器の下流でかつ第１の管との接続点の上流にてミストセパレータ装置を備えることができる。このようにして、ガスをエンジンに送り込む前に、エタン、プロパン、ブタンのような重質な成分は、部分的に除去することができる。
【００１２】
その接続前に、第１の管及び第２の管から来るガスの状態に適応させるため、第１の管は、例えば、コンプレッサの後に、少なくともアフタークーラーを備え、第２の管は、例えば、少なくとも１つの加熱器を備えている。
【００１３】
本発明は、また、少なくとも１つのエンジンに供給するため、液化天然ガスタンクから来る天然ガスを処理する方法であって、
第１の管に対し自然のボイルオフガスを供給するステップと、
自然のボイルオフガスを圧縮するステップと、
第２の管に対し液化天然ガスを供給するステップと、
液化天然ガスを強制的に蒸発させるステップと、
圧縮した自然のボイルオフガスを強制したボイルオフガスと混合させるステップと、
少なくとも１つのエンジンに対し混合したガスを供給するステップと、を備えることを特徴とする上記の方法に関するものである。
【００１４】
この方法は、エンジンが二元燃料ディーゼルエンジンである場合に使用し得るようにされている。
自然のボイルオフガスは、少なくとも１つの多段型コンプレッサにて圧縮することができる。
【００１５】
第１の管において、圧縮したガスは、強制したボイルオフガスと混合させる前に、アフタークーラーにて冷却することができる。
第２の管において、液化天然ガスの蒸発後、液体は、ミスト分離装置により流体から除去することができる。
【００１６】
本発明による方法において、ガスは、蒸発後、第２の管にて温度制御することができる。
本発明による方法及び装置に関して、以下の添付図面を参照しつつ、単に一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明による天然ガスの供給施設の全体的な概略流れ図である。
【図２】図２は、本発明による別の天然ガスの供給施設の全体的な概略流れ図である。
【図３】図３は、本発明による更に別の天然ガスの供給施設の全体的な概略流れ図である。
【００１８】
図１から図３の同様の部品は、同一の参照番号にて示されており、図面は、正確な縮尺によるものではない。
図面の図１を参照すると、ＬＮＧ貯蔵タンク２（多数のものの１つでよい）は、外航タンカー（図示せず）の船上に配置されている。該タンク２は、断熱されており、または、別の断熱形態と関係し、外部環境から内部の液体への熱の流れを減少させる。タンク２は、アレージスペース４を有し、また、ＬＮＧの容積６を保有している。ＬＮＧは、タンク２の断熱にもかかわらず、大気温度よりもかなり低い温度にて沸騰するため、ＬＮＧは、連続的にアレージスペース４内に絶えず、蒸発する。形成された蒸発したガスは、タンク２から出口８を通って流れ出し、また、配管１０に沿ってコンプレッサ（またはブロワ）１２まで流れる。該コンプレッサ１２は、電気モータ１４によって駆動することができる。ガスの圧力は、コンプレッサ１２の作動により上昇する。圧縮の熱は、通常、圧縮されるガスの温度を４ストローク低圧ディーゼルエンジンのような、エンジンに供給するために要求される適当な温度まで上昇させるのに十分である。しかし、形成される圧縮されたガスは、このため、ガス加熱器１６を通って流れ、この加熱器にて、ガスは、蒸気（または、例えば、温水のようなその他の加熱媒体）によって加熱され、その温度を要求される温度に調節することができる。ガスの過熱を防止するため、ガス加熱器１６の上流から下流まで伸びる弁付のバイパス管２０により温度制御が為される。温度制御の更なる措置として、ガス加熱器は、その上流側に、流れ制御弁１８を有しており、この制御弁は、出口温度を選び得るように設定することができる。
【００１９】
第２の流れは、貯蔵タンク２から来る。この第２の流れは、タンク２内のＬＮＧの容積６から液中ポンプ２６により吸引されたＬＮＧの流れを蒸発させるため、強制式蒸発器２４を採用することにより形成された、蒸発した天然ガスの流れである。ポンプ２６の出口は、上昇管２８を介して、強制式蒸発器２４に連通している。圧力制御弁３４は、配管３６を開いて、蒸発器２４を通る異なる流量となるように、液体が貯蔵タンク７２に戻るのを許容する。強制式蒸発器２４は、拡大した過熱部分を有し、２０°Ｃの出口温度が容易に実現可能であるようにする。強制式蒸発器２４は、ガス加熱器１６と関係した弁と同様の弁の配置状態を有している。このため、蒸発器２４の上流側には、第１の流れ制御弁３０があり、加熱器１６の出口圧力をコンプレッサ１２の出口圧力と等しいように設定し、また、蒸発器２４の上流から下流まで伸びる弁のバイパス管３２を有し、蒸発器の出口温度を制御する。蒸発器２４は、典型的に、流れる流体の温度を上昇させるため、蒸気加熱を採用する型式のものである。
【００２０】
第２のガスの流れは、コンプレッサ１２の下流でかつ加熱器１８の上流にて導管２２により第１のガスの流れ（配管１０により貯蔵タンクから来る）内に供給される。
ガス加熱器１６から来るガスは、タンカーのエンジンルーム４０内に配置された二元燃料エンジン３８に供給するため使用することができる。
【００２１】
本発明による装置は、あらゆる予期しない運転状態に対処するための各種の安全措置を有することが好ましい。例えば、当業者に既知の方法により、各種の弁が使用される。その一部の弁は、図面に図示されているが、本明細書にて詳細には記載していない。
【００２２】
自然のボイルオフ（ＮＢＯ）が比較的熱いとき、温度を降下させることが必要であろう。ＮＢＯは、噴霧プレクーラー５２に入り、このクーラーにて少量のＬＮＧがＮＢＯと混合されて温度を降下させる。その結果、液滴が噴霧プレクーラー５２の下流に運ばれる可能性がある。コンプレッサ１２内のガスが液滴を含むのを防止するため、液体がガスから離れる相セパレータ容器４２が配管１０上に配置されている。液体は、導管を介して、液面（容積６の）よりも低いことが好ましい貯蔵タンク２の領域まで戻される。この相セパレータ容器は、自然のボイルオフ（ＮＢＯ）に関係する。強制したボイルオフ（ＦＢＯ）に対し第２の相セパレータ容器４４も予想される。液体は、容器４４から底部出口を通って吸引し、かつ導管を介して貯蔵タンク２（容積６であることが好ましい）に導かれる。液体の粒子が存在しない形成された天然ガスは、相セパレータ４４の頂部から出て、また、低温度又は極低温度にて、ガス加熱器１６の上流の領域にてコンプレッサからの天然ガスと混合させる。
【００２３】
図１（また、図２及び図３）は、主要な要素のみを示す。例えば、開始管、第２のコンプレッサとの相互接続部、補助的蒸発器、第２の加熱器等のような要素は、図示されていない。
【００２４】
所望であれば、相セパレータ４２および／または４４は、その頂部付近の領域にて吸着性材料又は金網のパッドを取り付けることができ、このパッドは、相セパレータ内のガスから任意の残留するＬＮＧの液滴を吸収することができる。液体は、連続的に又は規則的な間隔にて底部出口を通じて容器４２および／または４４から吸引し、また、弁の適宜な作動及び制御によりタンク２に戻すことができる。
【００２５】
図２は、幾つかの貯蔵タンク２を有する本発明の１つの実施の形態である。この実施の形態は、ＦＢＯは、一部のタンク（１、２又は最終的により多くのタンク）から吸引される。図２には、制御弁４８を介してタンク２の出口８と接続された換気マスト４６が示されている。この図には、その内部にてガスを燃焼させることができるガス燃焼装置（ＣＧＵ）５０も示されている。
【００２６】
図２に示した装置の構造は、図１の装置の構造と同一である。第１のガスの流れにて、コンプレッサのヘッド（したがってパワー）の要求量を最小にするため、ＮＢＯは、通常、バラスト航海中、コンプレッサ１２の上流にて噴霧プレクーラー５２によって冷却される。相セパレータ容器４２は、ＮＢＯミストセパレータであり、コンプレッサを液滴のキャリーオーバーから保護するため、噴霧プレクーラー５２とコンプレッサ１２との間に配置されている。凝縮液は、圧力支援のドレーンポット（図示せず）を使用してタンク２に戻される。アフタークーラー５４がエンジンルーム４０の二元燃料エンジン及びＧＣＵ５０への配管の各々に設けられて、要求される任意の温度補正を行う。
【００２７】
第２のガス流において、ＮＢＯが不十分である場合、燃料ガスの要求量を補充するため、ＦＢＯを発生させるべく強制式蒸発器が設けられている。該強制式蒸発器への液体の供給は、タンク２内に設置された専用の燃料ガスポンプ２６又は噴霧ポンプ（図示せず）の何れかによる。
【００２８】
強制されたガスは、ＬＮＧの成分の全てを含んでいるため、重質な炭化水素の比率は、エンジンに入るガスのメタン価に悪影響を及ぼすであろう。こうした状況下にて、メタン価を改良するため、強制する温度は、降下させ、ＦＢＯミストセパレータ（第２の相セパレータ容器４４）が強制式蒸発器２４の後に設置されて凝縮液を除去する。このことは、タンク２に戻される重質な炭化水素の大きい比率を除去することになる。
【００２９】
ＮＢＯおよびＦＢＯの流れは、燃料ガスコンプレッサの１２の後にて組み合わされる。次に、組み合わさった流れは、エンジンルーム４０内のエンジンに送られる前に、燃料ガス（低デューティ〉加熱器１６を通る。
【００３０】
ＧＣＵ５０（又は図１に示した熱酸化装置５６）は、消費量がＮＢＯの供給量よりも少ない、低いエンジン負荷状態下にて、余剰なＮＢＯを処理すべく設けられている。これは、また、入口管が冷却する間、ガスを処理すべくコンプレッサの始動中に使用することもできる。
【００３１】
追加の燃料ガスは、専用の高ヘッドの燃料ガスポンプにより供給され、かつ強制式蒸発器に送られる。強制したガスは、ＦＢＯミストセパレータ（相セパレータ容器４４）に送られ、ここにて、重質な炭化水素は除去され、かつシステムの圧力の下、タンクに戻される。
【００３２】
図３には、本発明の処理装置の別の実施の形態が図示されている。この実施の形態は、２つのコンプレッサ１２を提案する。コンプレッサ１２の各々は、６つの段を有しており、また、２つのインタークーラー５８と、アフタークーラー６０とを備えている。第１のインタークーラー５８は、第１の段の出口をその入口に接続するループにて配置されている。第２のインタークーラー５８は、当該コンプレッサ１２の第３の段と第４の段との間にて直列に配置されている。アフタークーラー６０は、第６の段の下流に配置され、かつ圧縮されたガスの流れの温度を調節することを許容する。
【００３３】
この実施の形態において、２つの異なる圧力を吐出することが可能である。この処理装置は、例えば、エンジンルーム４０内のエンジンに対し供給することができるが、また、発電機６２又は別型式の消費機器に供給することもできる。
【００３４】
理解し得るように、この実施の形態において、コンプレッサ１２の後に加熱器はない。ＦＢＯガスは、コンプレッサ１２の下流（図示した実施の形態において、アフタークーラー６０の下流）及び発電機６２並びにエンジンルーム４０のエンジンの上流にて、圧縮したＮＢＯガスと混合される。
【００３５】
第２のガスの流れ（ＦＢＯ）から来るガスの状態を第１の流れ（ＮＢＯ）から来る圧縮したガスの状態に適応させるため、相セパレータ容器４４の下方にて加熱器６４を設けることが予想される。次に、加熱器６４から来るガスをＮＢＯの圧縮したガスと混合させる。ガス（ＮＢＯおよびＦＢＯ）の圧力は、例えば、１０から２０バールの範囲とする。コンプレッサが２つの異なる圧力を吐出するならば、ＦＢＯは、コンプレッサ１２の一方のみから来るガスとのみ混合させることができ、又はＦＢＯを有する第２の管とすることも予想される。
【００３６】
図３には、再液化施設６２も図示されている。ＮＢＯガスが余剰である場合、その余剰なガスは、再液化し、かつタンク２に戻し、これにより貨物を保存することができる。
上述した装置は、低圧の２ストローク二元燃料エンジンの最適な運転に必要とされる条件を広範囲にて満足させる。このことは、多段型コンプレッサ、加熱器及び蒸発器の作動に適した状態を維持する一方にて、エンジンの利用可能な効率を最大化するという特徴を含む。
【００３７】
本発明による装置の有利な実施の形態によれば、コンプレッサは、自然のボイルオフガスに適した容量となるような大きさとしなければならない。このことは、容量及び設置したパワーを軽減することを許容する。提案されたＦＢＯの調整は、ガスの組成を改良し、かつ低メタン価の効果によって制限されるであろう、運転範囲を広くすることを許容する。
【００３８】
燃料ガスポンプにより形成された圧力は、維持され、かつ強制式蒸発器の後にて使用される。このことは、ポンプからのエネルギー入力を節約し、かつコンプレッサの駆動パワーを著しく軽減する。
【００３９】
燃料ガスの供給システム及び補助的装置（噴霧ポンプ、ＧＣＵ等）を正確に制御すれば、あらゆる運転モード下にて、無故障の自動運転を許容することになろう。
本発明によれば、低圧、２ストロークの二元燃料ＬＮＧ輸送船の複雑な燃料ガスの取扱い条件にとって顕著な利点を提供する経済的なボイルオフガスの処理システムが提案される。
【００４０】
本発明は、図面に図示し且つ上記の説明にて詳細に説明したが、かかる図示及び説明は、説明のため又は一例であり、何ら限定的なものではないとみなすべきである。本発明は、図示した実施の形態にのみ限定されるものではない。請求の範囲に記載した本発明を実施するに当たり、当業者は、図面、開示内容及び添付した請求の範囲を研究することから、開示した実施の形態に対する変形例を理解し且つ具体化することができる。
【図１】
2018531833.tif 000003
【図２】
2018531833.tif 000004
【図３】
2018531833.tif 000005
【国際調査報告】
2018531833.tif 000006
2018531833.tif 000007
2018531833.tif 000008