JP2013234658A

JP2013234658A - 気体燃料用の管理輸送システム及び方法

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Publication number: JP2013234658A
Application number: JP2013096101A
Authority: JP
Inventors: John Victor Hains; ジョン・ビクター・ハインズ; John Francis Wodecki; ジョン・フランシス・ウォデッキ; Michael Gallagher Brian; ブライアン・マイケル・ギャラガー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2013-05-01
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2033-05-01
Also published as: CN103383065A; RU2610907C2; EP2660570A2; US20130291971A1; RU2013119481A; CN103383065B; US9175810B2; JP6216536B2; EP2660570A3

Abstract

【課題】供給者から受給者へ供給される燃料の測定において、既存の管理輸送システムは、低流量では精度が低い可能性がある大型の流量計を使用している。よって、より正確な管理輸送量測定を行なうことが可能になる管理輸送スキッドを提供する。
【解決手段】管理輸送システムは、互いに並列に配設された第１の複数の流量計３０であって、各々が管理輸送システムを流れる気体燃料の一部の流量の第１の測定値を得るように構成されている第１の複数の流量計３０と、第１の複数の流量計３０と直列の第２の複数の流量計３２であって、各々が管理輸送システムを流れる気体燃料の流量の第２の測定値を得るように構成されている第２の複数の流量計３２とを含んでおり、第１及び第２の複数の流量計の各々は、作動中の複数のガスタービン１６の数に基づいて気体燃料の受け入れが遮断又は遮断解除されるように構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、一方の対象物からもう一方の対象物への流体（例えば、気体又は液体）の管理輸送に関する。特に、本発明は、供給者から受給者へ供給される燃料（例えば、天然ガス）の測定に関する。

ガスタービンシステム等の様々なシステムは、天然ガス等の燃料によって動力が供給される。天然ガスは、多くの場合、管理輸送システムを介して一方の対象物（例えば、供給者）からもう一方の対象物（例えば、受給者）に提供される。これらの作業者間で輸送される天然ガスの量は、受給者が消費するガスの量及び／又は供給者が請求する請求額を決定するのに有効である。

米国特許第７１８９５７４号公報

これらの管理輸送システムでは、精度レベルが高いことが望ましい。残念なことに、既存の管理輸送システムは、低流量では精度が低い可能性がある大型の流量計を使用している。更にまた、既存の管理輸送システムは、オフライン（例えば、天然ガス流が停止している）状態での流量計の定期保守及び／又は較正を必要とする場合がある。このオフライン保守及び／又は較正は、天然ガス流の損失のために費用がかかって不便になることがある。

出願当初に請求された本発明に範囲が相応する特定の実施形態を以下に要約する。これらの実施形態は、請求された本発明の範囲を限定することを意図しておらず、ただ単に本発明が取り得る形態の概要を提供することを意図している。実際、本発明は、後述の実施形態と同様か又は異なってもよい様々な形態を包含することができる。

一実施形態では、システムは、ガス供給源から複数のガスタービンへ気体燃料を輸送するように構成された管理輸送システムからなっている。該管理輸送システムは、互いに並列に配設された第１の複数の流量計であって、各々が該管理輸送システムを流れる気体燃料の一部の流量の第１の測定値を得るように構成されている第１の複数の流量計と、該第１の複数の流量計と直列の第２の複数の流量計であって、各々が該管理輸送システムを流れる気体燃料の流量の第２の測定値を得るように構成されている第２の複数の流量計とを含んでおり、該第１及び第２の複数の流量計の各々は、作動中の該複数のガスタービンの数に基づいて気体燃料の受け入れが遮断又は遮断解除されるように構成されている。

第２の実施形態では、システムは、複数のガスタービンに気体燃料を供給するように構成された管理輸送システムからなっている。該管理輸送システムは、気体燃料を流すように構成された第１の複数の流量計であって、各々がそれぞれの流量計を通る気体燃料の流れを調節するように構成されたそれぞれの選択弁を有している第１の複数の流量計を含んでおり、該第１の複数の流量計は互いに並列に配設されている。該管理輸送システムは、気体燃料を流すように構成された第２の複数の流量計であって、各々がそれぞれの流量計を通る気体燃料の流れを調節するように構成されたそれぞれの選択弁を有している第２の複数の流量計を更に含んでおり、該第２の複数の流量計は互いに並列に配設され、該第１及び第２の複数の流量計は互いに直列に配設されている。該管理輸送システムは、作動中の該複数のガスタービンの数に基づいて該第１及び第２の複数の流量計の該選択弁を作動させるように構成された流量コンピュータを更に含んでいる。

第３の実施形態では、方法は、コンピュータにより、作動中のガスタービンの数に基づいて管理輸送システムの第１の複数の流量計を通る気体燃料の流れを調節するステップであって、該第１の複数の流量計は互いに並列に配設されているステップと、コンピュータにより、作動中のガスタービンの数に基づいて該管理輸送システムの第２の複数の流量計を通る気体燃料の流れを調節するステップであって、該第２の複数の流量計は互いに並列に配設され、該第１の複数の流量計及び該第２の複数の流量計は互いに直列に配設されているステップとを含んでいる。

本発明のこれら及びその他の特徴、態様、及び利点は、図面を通して同様の符号が同様の部品を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによってより良く理解されるであろう。
一実施形態に従った管理輸送スキッドを備えたガスタービンシステムのブロック図である。大型の流量計と比較した、小型の流量計の誤差率を表すグラフである。一実施形態に従った、並列に作動する複数の小型の流量計によって使用可能になる管理輸送スキッドを備えたガスタービンシステムの概略図である。一実施形態に従った、管理輸送量の測定及び検証のプロセスを表す流れ図である。並列且つ直列に作動する複数の流量計を有する管理輸送スキッドを備えたガスタービンシステムの概略図であり、１つのガスタービンが作動している時の流量計の使用法を示している。並列且つ直列に作動する複数の流量計を有する管理輸送スキッドを備えたガスタービンシステムの概略図であり、２つのガスタービンが作動している時の流量計の使用法を示している。並列且つ直列に作動する複数の流量計を有する管理輸送スキッドを備えたガスタービンシステムの概略図であり、３つのガスタービンが作動している時の流量計の使用法を示している。並列且つ直列に作動する複数の流量計を有する管理輸送スキッドを備えたガスタービンシステムの概略図であり、４つ又は５つのガスタービンが作動している時の流量計の使用法を示している。

本発明の１つ以上の特定の実施形態を以下に説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供するため、実際の実装の全ての特徴が本明細書で説明されるわけではない。いずれのそのような実際の実装の開発においても、あらゆる技術的計画又は設計計画の場合と同様に、実装ごとに異なる可能性があるシステム関連の制約及びビジネス関連の制約との適合など、開発者の具体的な目標を実現するため、多数の実装固有の決定が行なわれなければならないことを理解されたい。更に、そのような開発努力は複雑で時間がかかる可能性があるが、それでも、本開示の恩恵を受ける当業者には設計、組立、及び製造の日常的な仕事であることを理解されたい。

本発明の様々な実施形態の要素を紹介する時、冠詞である「１つの（ａ、ａｎ）」、「その（該）（ｔｈｅ）」及び「前記（ｓａｉｄ）」は、その要素が１つ以上存在することを意味するものとする。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」といった用語は包括的であり、その用語には列挙した要素以外の追加要素が存在し得ることを意味するものとする。

開示された実施形態は、並列に作動する複数の流量計を含む管理輸送スキッドを用いることにより、供給者から受給者への天然ガスの管理輸送の精度及び操作性を向上することに関する。より詳細には、開示された管理輸送スキッドは、天然ガスを１つ以上のガスタービンへ流すように構成することができる。即ち、管理輸送スキッドの複数の流量計の使用法は、一定時間に作動しているガスタービンの数に基づいて調整又はカスタマイズすることができる。加えて、１つ以上の更なる流量計が並列の流量計と直列にあってもよい。開示された実施形態は、様々なガスの流動状態において天然ガス流のより正確な測定を可能にすることができる。更に、スキッドの流量計はオフラインにして保守及び／又は較正されるので、操作上のシャットダウンをせずに輸送操作を継続することができる。従って、開示された実施形態は、天然ガス流量測定の精度を向上させるだけでなく、管理輸送流量計の保守及び／又は較正によって生じる動作不能時間の量を減少させる。

前述のことを考慮に入れると、図１は、一実施形態に従った管理輸送スキッド１４を備えたガスタービンシステム１０のブロック図である。タービンシステム１０は、燃料貯蔵室１２（例えば、ガス貯蔵室）、管理輸送スキッド１４、及び燃焼システム１６を含んでいる。燃焼システム１６は、燃焼駆動発電機等の任意の燃焼システムであってもよい。説明を簡単にするために、燃焼システム１６はガスタービン１６として例示されることになるが、任意の燃焼システム１８を使用することができる。燃料貯蔵室１２としては、ガスタービン１６に動力を供給するのに有効な天然ガス等の燃料を貯蔵する１つ以上の燃料タンク、供給パイプライン、及び／又はタンクローリが挙げられる。燃料は、任意の液体燃料又は気体燃料であってよい。説明を簡単にするために、後述する燃料は天然ガスとして例示されることになるが、任意の燃料を使用することができる。燃料貯蔵室１２からの燃料（例えば、天然ガス）は、管理輸送スキッド１４を通ってガスタービン１６へと移動する。その後ガスタービン１６が天然ガスを消費することによって、天然ガス濃度が燃料貯蔵室１２内で徐々に減少するようになる。

管理輸送スキッド１４は、ガス貯蔵室１２からガスタービン１６へ流れる天然ガスの量を決定するのに有効となる。そのような情報は、請求額及び／又はガスタービン１６によるガス消費量を算定するのに有効となる。ガス貯蔵室１２は天然ガス供給者が所有することになるが、ガスタービンは受給者が所有及び／又は操作する。管理輸送スキッド１４は、天然ガスが供給者によって受給者に売られる地点をマークし、そうすることで天然ガスの管理権を移動することができる。明らかであるように、正確な測定を行なって、供給者が天然ガスの請求額を認識し、受給者が天然ガスの支払額を認識するようにすることは、大変望ましいことである。更に、測定は、ガスタービン１６による消費量及び／又は消費率を決定するのに有効となる。

時々、ガス貯蔵室１２から流れるガスは低流量状態になることがある。低流量状態では、管理輸送スキッド１４の流量計は精度の低い測定を行なうことになる。そのような状態では、小型の流量計を使用することによって、大型の流量計よりもより正確な測定を行なうことができる。図２は、様々な流量下での、大型の流量計と比較した、小型の流量計の誤差率を表すグラフ２０である。プロット線２１は、大型の流量計（例えば、８インチスロート）に関する誤差率を図示している。プロット線２２は、小型の流量計（例えば、４インチスロート）に関する誤差率を図示している。グラフ２０から観察できるように、流量が増加するにつれて、大型及び小型の両方の流量計の精度が増加している。しかしながら、小型の流量計は、特に低流量状態においてより正確な結果をもたらすことができる。あるテストケースでは、４インチスロートの流量計は低流量で約０．５％の誤差率を生じた。８インチスロートの流量計は、同じ低流量で約２．０％の誤差率を生じた。従って、より大きなスロートの流量計は低流量状態においてはるかに高い誤差率をもたらした。

低流量状態で大型の流量計によって行なわれる精度の低い測定を改善するために、複数の小型の流量計を並列に動作させてもよい。図３は、一実施形態に従った、並列に作動する複数の小型の流量計３０によって使用可能になる管理輸送スキッド１４を備えたガスタービンシステム１０の概略図である。前述のように、ガス貯蔵室１２から流れるガスは、管理輸送スキッド１４を通ってガスタービン１６まで流れる。管理輸送スキッド１４は、管理輸送スキッド１４を通って流れるガスの流量、温度、及び／又は圧力測定値を測定することができる。例えば、管理輸送スキッド１４は、圧力伝送器２６及び４０、温度伝送器２８及び４２、並びに流量計３０及び３２を含んでもよい。圧力伝送器２６及び４０は温度伝送器２８及び４２と共に、ガスの供給密度を決定するのに有効で、より正確な測定を行なわれるようになる。更に、流量計算に圧力測定値を使用する流量計もある。測定の精度を高めるために、圧力伝送器２６及び４０並びに温度伝送器２８及び４２は、流量計３０及び３２の上流又は下流に近い距離で直接配設してもよい。温度、圧力、及び／又は流量測定値は、有線及び／又は無線通信回路４６を介して流量コンピュータ４４に伝達されて、流量コンピュータがそのデータを使用して管理輸送スキッド１４を通って輸送されるガスの総量を決定することができるようになる。加えて、管理輸送スキッド１４は迂回経路（例えば、バイパスループ３４及び３６並びに／又は迂回経路３８）を含んでもよい。

入口ガス流量の初期測定用に大型の流量計を１つ設けるのではなく、複数の小型の流量計３０を並列に配設して流量を測定することができる。例えば、一部の実施形態では、小型の流量計３０の数は２〜２０個又はそれ以上であってよく、例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０個の並列の流量計３０であってよい。小型の流量計３０は、一般に初期の入口ガスの流量測定に使用される単一の大型の流量計の容量とほぼ同等以上の合計容量を有することになる。例えば、ある実施形態では、小型の流量計３０の各々の容量は、大型の流量計の容量の１／Ｎ（Ｎは小型の流量計３０の数である）であってよい。更に、ある実施形態では、小型の流量計３０は、大型の流量計より少ない一定の割合の容量を有してもよい。

正常動作状態の下で、入口ガス供給は、関連する圧力伝送器２６及び温度伝送器２８と共に複数の小型の流量計３０に送られることになる。圧力伝送器２６及び温度伝送器２８の各々は、関連する小型の流量計３０を通って流れるガスの圧力及び温度測定値を伝達することができる。各々の小型の流量計３０は、複数の小型の流量計３０を通って流れるガスの流量測定を並列に行なうことができる。流量測定値、温度測定値、及び／又は圧力測定値は、通信回路４６を介して流量コンピュータ４４に伝達されることになる。図４に関して後で詳しく述べるように、流量コンピュータ４４は、測定値を解釈して、管理輸送スキッド１４を通って流れるガスの総量を決定することができる。

小型の流量計３０を通過した後、ガスは統合されて、関連する圧力伝送器４０及び／又は温度伝送器４２を含み得る大型の流量計３２を経由することになる。大型の流量計３２には、小型の流量計３０から受け取った測定値についての検証機構を設けてもよい。検証によって、以前に行なわれた管理輸送測定の精度を確認する。一部の管理輸送規制の下では、輸送されたガスに対して受給者に請求するために検証機構が必要になる場合がある。大型の流量計３２並びに関連する圧力伝送器４０及び／又は温度伝送器４２からの測定値は流量コンピュータ４４に伝達されることになり、流量コンピュータ４４は測定値を解釈して、小型の流量計３０によって提供された測定値を検証することができる。ガスは、大型の流量計３２を通って流れた後、ガスタービン１６に導かれ、そこで消費されることになる。

流量計３０及び３２は、同じであっても異なっていてもよい。流量計３０及び３２の各々は、各々が異なるサイズ、タイプ、製造者等のものであってよい。例えば、流量計３０及び３２は、コリオリ流量計、超音波流量計、タービン流量計、ベンチュリ流量計、オリフィス流量計、又はそれらの組み合わせであってよい。更に、流量計３０の各々は様々な最大流量を有してもよい。しかしながら、流量計３０の各々の最大流量は、合計すると、大型の流量計３２の最大流量と等しくなることになる。

ある状況では、管理輸送スキッド１４の流量計のうちの１つを取り外すことが望ましい又は必要になる場合がある。例えば、時々、小型の流量計３０及び／又は大型の流量計３２は、保守及び／又は較正を必要とすることがある。例えば、産業規制によって、流量計は毎年１回較正を受けることになる。そのような較正は、流量計を取り外して、流量計を較正が行なわれることになる研究所に輸送することを必要とする場合がある。流量計３０又は３２の一方をオフラインにすることが望ましい状況では、迂回経路（例えば、バイパスループ３４及び３６並びに／又は迂回経路３８）は、流量計３０又は３２の一方がオフライン状態／取り外された状態であるにもかかわらず、ガスが管理輸送スキッド１４を通って流れ続けることができるようにするのに有効となる。

図示の実施形態では、小型の流量計３０の各々はバイパスループ３４を含んでいる。更に、大型の流量計３２は、バイパスループ３６を含んでいる。バイパスループ３４及び３６は、流量計３０及び３２の周囲のガス供給を迂回させることによって流量計３０及び３２をオフラインにすることを可能にする。従って、作業者が第１の流量計３０（例えば、流量計１）をオフラインにしたい場合、流量計１と関連するバイパスループ３４をアクティブにして第１の流量計３０の上流にガス供給を迂回させることができる。前述のように、ある種の管理輸送規制は、受給者に請求するために流量計の精度の検証を要求する場合がある。ある実施形態では、大型の流量計３２も更にバイパスループ３６を介してオフラインにして、ガスタービン１６がガス供給を維持することができるようになっている。しかしながら、そのような状況では、検証流量計はアクティブではないことになるため、アクティブではない時間の間の請求が制限されることになる。

一部の実施形態では、システム１０から流量計を取り外すことなく、流量計を検証することが可能になる。例えば、流量計３０のうちの１つの測定値によって、大型の流量計３２を検証することができる。流量計３０のうちの１つの流量測定値を大型の流量計３２と比較することによって、システム１０から大型の流量計３２を取り外すことなく、流量計３２の精度を検証することができる。

前述のように、流量コンピュータ４４は、管理輸送スキッド１４から提供された測定値に基づいて、管理輸送量を決定することができる。図４は、一実施形態に従った、流量コンピュータ４４による管理輸送量の測定及び検証のプロセス６０を表す流れ図である。流量コンピュータ４４は、並列に動作する複数の小型の流量計３０からの一連の流量を受け取る（ブロック６２）。加えて、流量コンピュータ４４は、複数の小型の流量計３０と直列の大型の流量計３２の大きな流量を受け取る（ブロック６４）。複数の小型の流量計３０からの流量が合計される（ブロック６６）。流量コンピュータは、合計流量を大型の流量計３２から提供された流量と比較して（ブロック６８）、合計流量及び大型の流量計３２から提供された流量の精度を決定する。

流量コンピュータは、合計流量と大型の流量計３２から提供された流量との間の差が最大差閾値未満であるか否かを決定する（ブロック７０）。最大差閾値は、小型の流量計３０及び大型の流量計３２からの測定値間の最大偏差を表す閾値である。小型の流量計３０からの流量の合計と大型の流量計３２からの流量との間の差が最大差閾値未満である場合、流量コンピュータは、検証流量計（例えば、大型の流量計３２）が小型の流量計３０の偏差の閾値内の管理輸送量を提供しているので、信頼できる管理輸送量及び／又は請求額を決定することができる（ブロック７１）。決定された管理輸送量は、小型の流量計３０の合計流量測定値、大型の流量計３２の流量測定値、又は両方の組み合わせに基づくものとなる。例えば、一部の実施形態では、管理輸送量及び請求額の決定は、合計流量測定値と大型の流量測定値との間の平均値に基づいて下されることになる。代替実施形態では、加重平均が管理輸送量の決定に有効で、合計流量測定値又は大型の測定値のいずれからの測定値もより信憑性が与えられるようになっている。更に、流量コンピュータ４４は、信頼できる管理輸送量に基づいて請求額を決定することができる。流量コンピュータ４４はその後、ブロック６２へと戻って繰り返して、更なる測定値を得てもよい。

小型の流量計３０からの合計流量測定値と大型の流量計３２からの流量との間の差が最大差閾値以上である（又は最小精度閾値以下である）時は、アラームが鳴らされる（ブロック７２）。アラームによって、管理輸送スキッド１４に関する問題を作業者に知らせることができ、救済
措置が取られるようになっている。例えば、アラームによって、合計測定値の検証では合計測定値の精度を確認することができないと作業者に警告することができる。それでも、流量コンピュータ４４は、信頼性の低い管理輸送量を決定することになる（ブロック７３）。決定された管理輸送量は、小型の流量計３０の合計流量測定値、大型の流量計３２の流量測定値、又は両方の組み合わせに基づくものとなる。例えば、一部の実施形態では、管理輸送量の決定は、合計流量測定値と大型の流量測定値との間の平均値に基づいて下されることになる。代替実施形態では、加重平均が管理輸送量の決定に有効で、合計流量測定値又は大型の測定値のいずれからの測定値もより信憑性が与えられるようになっている。更に、一部の実施形態では、小型の流量計３０からの合計流量測定値及び大型の流量計３２からの流量測定値の低い方によって、信頼性の低い管理輸送量を決定することになる。管理輸送量が最大差閾値内であると検証することができないので、流量コンピュータ４４は、信頼性の低い管理輸送量に基づく請求額計算を制限することが可能になる。一部の実施形態では、請求規制によって、検証している精度が回復するまで請求を保留してもよい。流量コンピュータ４４はその後、ブロック６２へと戻って繰り返して、更なる流量測定値を得てもよい。

図５〜８は、並列且つ直列に作動する複数の流量計１００を有する管理輸送スキッド１４を備えたガスタービンシステム１０の概略図である。より詳細には、図５〜８に示す管理輸送スキッド１４は、ガス貯蔵室１２からのガスを１つのガスタービン１６又は複数（例えば、２、３、４、５個、又はそれ以上）のガスタービン１６へ流すように構成されている。上記したのと同様に、管理輸送スキッド１４は、管理輸送流量計１０２及び検証流量計１０４を有する。図示の実施形態では、管理輸送スキッド１４は、並列に作動する３つの管理輸送流量計１０２と、並列に作動する２つの検証流量計１０４とを有している。しかしながら、管理輸送スキッド１４のその他の実施形態では、その他の数の管理輸送流量計１０２及び検証流量計１０４を使用してもよい。更にまた、複数の管理輸送流量計１０２及び複数の検証流量計１０４は、累積的に直列に連結される。言い換えれば、ガス貯蔵室１２から１つ以上のガスタービン１６へと流れるガスは、最初に１つ以上の管理輸送流量計１０２を通過し、続いて１つ以上の検証流量計１０４を通過する。ガスは、流量計１００を通過した後、管理輸送スキッド１４のガス出口１０５を通過し、続いて１つ以上のガスタービン１６へと移動することになる。

以下で詳述されるように、開示された実施形態は、単一の管理輸送スキッド１４が複数（例えば、２、３、４、５個、又はそれ以上）のガスタービン１６にガスを提供することを可能にする一方で、更に高精度のガス流量測定を維持する。加えて、管理輸送スキッド１４の記載された設計によって、ガス流量の変化が生じた場合でも、ガス流量の正確な測定が可能になる。明らかなように、管理輸送スキッド１４は、作動中のガスタービン１６の数に応じた様々な流量で様々な量のガスを流すことができる。例えば、流量コンピュータ４４は、一定時間に作動しているガスタービン１６の数に基づいて、管理輸送スキッド１４の様々な選択弁１０６を作動させて、ガスを流すためにどの流量計１００を使用するかを調節することができる。更にまた、本設計によって、ガスタービン１６の作動を中断することなく、１つ以上の流量計１００を管理輸送スキッド１４から取り外して、保守、再較正、交換等を行なうことができる。

上記したのと同様に、図５〜８に示す管理輸送スキッド１４は、圧力伝送器２６及び４０並びに温度伝送器２８及び４２を含んでおり、これらを使用して流量計１００を通過するガス流の密度を決定することができる。更に、一部の流量計１００は、流量計算に圧力測定値を使用する。測定の精度を高めるために、圧力伝送器２６及び４０並びに温度伝送器２８及び４２は、流量計１００（例えば、管理輸送流量計１０２及び検証流量計１０４）の上流又は下流に近い距離で直接配設してもよい。温度、圧力、及び／又は流量測定値は、有線及び／又は無線通信回路４６を介して流量コンピュータ４４に伝達されて、流量コンピュータ４４がそのデータを使用して管理輸送スキッド１４を通って輸送されるガスの総量を決定することができるようになる。加えて、管理輸送スキッド１４の図示の実施形態は、バイパスループ３４及び３６を含んでもよい。上記のように、バイパスループ３４及び３６により、ガスタービン１６の作動を中断することなく、流量計１００を管理輸送スキッド１４から取り外して、保守、再較正、交換等を行なうことができる。即ち、流量計１００の１つが管理輸送スキッド１４から取り外されると、ガス流は、他の流量計１００を通って流れるように方向転換されるか、或いは取り外された流量計１００と関連するそれぞれのバイパスループ３４又は３６を通過することになる。

図示の実施形態に示すように、流量計１００（例えば、管理輸送流量計１０２及び検証流量計１０４）は、様々なサイズを有していてもよい。このようにして、一定時間に作動しているガスタービン１６の数に応じて、様々な流量計１００を使用することができる。例えば、図示の実施形態において並列に配設された３つの管理輸送流量計１０２のうち、２つの管理輸送流量計１０２は小型の流量計１０８であってよく、１つの管理輸送流量計１０２は中型の流量計１１０であってもよい。ある実施形態では、小型の流量計１０８は約４インチ径であり、中型の流量計１１０は約６インチ径である。しかしながら、その他の実施形態では、異なるサイズの小型の流量計１０８及び中型の流量計１１０であってもよい。例えば、小型の流量計１０８及び中型の流量計１１０のサイズの比率は、約１：２、２：３、２：５、３：５等であってよい。

加えて、検証流量計１０４は、管理輸送流量計１０２（例えば、小型の流量計１０８及び中型の流量計１１０）と異なるサイズを有してもよい。図示の実施形態では、検証流量計は大型の流量計１１２である。例えば、ある実施形態では、大型の流量計１１２は約８インチの直径を有してもよい。しかしながら、大型の流量計１１２のその他の実施形態ではその他のサイズを有してもよい。例えば、中型の流量計１１０及び大型の流量計１１２のサイズの比率は、約１：２、２：３、２：５、３：５等であってよい。上記したのと同様に、小型の流量計１０８及び中型の流量計１１０の合計容量は、大型の流量計１１２の合計容量に比べて、ほぼ等しいか、小さいか、又は大きいものとなる。

図５は、並列且つ直列に作動する複数の流量計１００を有する管理輸送スキッド１４を備えたガスタービンシステム１０の概略図であり、１つのガスタービン１６が作動している時の流量計１００の使用法を示している。具体的には、特定の選択弁１０６が閉鎖して管理輸送スキッド１４の特定の流量計１００へのガス流を遮断する一方、その他の選択弁１０６が開放してその他の流量計１００が燃料貯蔵室１２からのガス流を受け入れることができる。このようにして、管理輸送スキッド１４を通って流れるガスの量（例えば、ガス流量）及び使用される流量計１００の数は、作動中のガスタービン１６の数に基づいて調整することができる。その結果、流量計１００及び管理輸送スキッド１４のガス流量測定精度が向上することになる。

上記したように、ガスは、燃料貯蔵室１２からガスタービン１６へと管理輸送スキッド１４を通過する時、最初に１つ以上の管理輸送流量計１０２を通って流れた後、続いて１つ以上の検証流量計１０４を通って流れる。図示の実施形態では、第１の小型の流量計１２２（例えば、管理輸送流量計１０２）と関連する選択弁１２０が開放位置にある。言い換えれば、第１の小型の流量計１２２の上流に配置され、第１の小型の流量計１２２を通るガスの流れを調節するように構成されている選択弁１２０が開放しており、それによってガスが第１の小型の流量計１２２を通って流れることができる。反対に、中型の流量計１１０及び第２の流量計１２４（例えば、管理輸送流量計１０２）と関連する選択弁１０６は、閉鎖位置にある。より詳細には、中型の流量計１１０の上流に配置され、中型の流量計１１０を通るガスの流れを調節するように構成された選択弁１２６が閉鎖され、それによって中型の流量計１１０を通るガス流を遮断する。同様に、第２の小型の流量計１２４の上流に配置され、第２の流量計１２４を通るガスの流れを調節するように構成された選択弁１２８が閉鎖され、それによって第２の小型の流量計１２４を通るガス流を遮断する。その結果、燃料貯蔵室１２から管理輸送スキッド１４を通って流れるガスは、矢印１３０で示すように、第１の小型の流量計１２２を通って検証流量計１０４へと移動するが、中型の流量計１１０及び第２の小型の流量計１２４は通らない。第１の小型の流量計１２２は、ガスが第１の小型の流量計１２２を通って流れる時、燃料貯蔵室１２から検証流量計１０４へと移動するガスの流量を測定することになる。

ガスは、第１の小型の流量計１２２を通過した後、第１の大型の流量計１３２（例えば、検証流量計１０４）を通過することになる。第１の大型の流量計１３２と関連する選択弁１３４は、第１の大型の流量計１３２の上流に配置され、第１の大型の流量計１３２を通るガス流を調節するように構成されている。図示の実施形態では、選択弁１３４が開放位置にあり、それによってガスが第１の大型の流量計１３２を通って流れることができる。反対に、第２の大型の流量計１３８（例えば、検証流量計１０４）と関連する選択弁１３６は閉鎖位置にある。言い換えれば、第２の大型の流量計１３８の上流に配置され、第２の大型の流量計１３８を通るガス流を調節するように構成された選択弁１３６が閉鎖されて、第２の大型の流量計１３８を通るガス流を遮断する。その結果、管理輸送流量計１０２（例えば、第１の小型の流量計１２２）から流れるガスは、矢印１４０で示すように、第１の大型の流量計１３２を通過することになるが、第２の大型の流量計１３８は通過しない。第１の大型の流量計１３２は、ガスが第１の大型の流量計１３２を通って流れる時、管理輸送流量計１０２からガスタービン１６へと移動するガスの流量を測定することになる。ガスは、検証流量計１０４（例えば、第１の大型の流量計１３２）を通って流れた後、ガス流出口１０５を通って作動中のガスタービン１６（例えば、１つのガスタービン１６）へと流れる。上記のように、流量コンピュータ４４は、第１の小型の流量計１２２（例えば、管理輸送流量計１０２）及び第１の大型の流量計１３２（例えば、検証流量計１０４）のガス流量測定値を比較して、管理輸送スキッド１４のガス流量測定値の精度を確認することができる。

図６は、並列且つ直列に作動する複数の流量計１００を有する管理輸送スキッド１４を備えたガスタービンシステム１０の概略図であり、２つのガスタービン１６が作動している時の流量計１００の使用法を示している。上記したのと同様に、特定の選択弁１０６が閉鎖して管理輸送スキッド１４の特定の流量計１００へのガス流を遮断する一方、その他の選択弁１０６が開放してその他の流量計１００が燃料貯蔵室１２からのガス流を受け入れることができる。このようにして、管理輸送スキッド１４を通って流れるガスの量（例えば、ガス流量）は、作動中のガスタービン１６の数に基づいて調整することができる。その結果、流量計１００及び管理輸送スキッド１４のガス流量測定精度が向上することになる。図５に示す管理輸送スキッド１４の実施形態は１つの作動しているガスタービン１６に対してガスを流すように構成されているが、図６に示す管理輸送スキッド１４の実施形態は２つの作動しているガスタービン１６に対してガスを流すように構成されている。その結果、図６に示す管理輸送スキッド１４は、後述するように、図５に示す管理輸送スキッド１４よりもより多くのガスを流す（即ち、高流量でガスを流す）ように構成されている。

上記したように、ガスは、燃料貯蔵室１２からガスタービン１６へと管理輸送スキッド１４を通過する時、最初に１つ以上の管理輸送流量計１０２を通って流れた後、続いて１つ以上の検証流量計１０４を通って流れる。図示の実施形態では、第１の小型の流量計１２２（例えば、管理輸送流量計１０２）と関連する選択弁１２０が開放位置にあり、中型の流量計１１０と関連する選択弁１２６が開放位置にあり、第２の小型の流量計１２４と関連する選択弁１２８が閉鎖位置にある。その結果、ガスは燃料貯蔵室１２から、矢印１４２で示すように、中型の流量計１１０を通って、検証流量計１０４へと流れるようになる。第１及び第２の小型の流量計１２２及び１２４と関連するそれぞれの選択弁１０６が閉鎖することで、ガスが小型の流量計１２２及び１２４を通って流れるのを遮断するので、ガスは第１及び第２の小型の流量計１２２及び１２４を通って流れないようになる。

ガス流は、中型の流量計１１０を通過した後、第１の大型の流量計１３２（例えば、検証流量計１０４）を通過することになる。即ち、選択弁１３４が開放位置にあり、それによってガスが第１の大型の流量計１３２を通って流れることができる。反対に、第２の大型の流量計１３８（例えば、検証流量計１０４）と関連する選択弁１３６は閉鎖位置にあり、それによって第２の大型の流量計１３８を通るガス流を遮断する。その結果、管理輸送流量計１０２（例えば、中型の流量計１１０）から流れるガスは、矢印１４０で示すように、第１の大型の流量計１３２を通過することになるが、第２の大型の流量計１３８は通過しない。第１の大型の流量計１３２は、ガスが第１の大型の流量計１３２を通って流れる時、管理輸送流量計１０２からガスタービン１６へと移動するガスの流量を測定することになる。ガスは、検証流量計１０４（例えば、第１の大型の流量計１３２）を通って流れた後、ガス流出口１０５を通って作動中のガスタービン１６（例えば、２つのガスタービン１６）へと流れる。上記のように、流量コンピュータ４４は、中型の流量計１１０（例えば、管理輸送流量計１０２）及び第１の大型の流量計１３２（例えば、検証流量計１０４）のガス流量測定値を比較して、管理輸送スキッド１４のガス流量測定値の精度を確認することができる。

図７は、並列且つ直列に作動する複数の流量計１００を有する管理輸送スキッド１４を備えたガスタービンシステム１０の概略図であり、３つのガスタービン１６が作動している時の流量計１００の使用法を示している。上記したのと同様に、特定の選択弁１０６が閉鎖して管理輸送スキッド１４の特定の流量計１００へのガス流を遮断する一方、その他の選択弁１０６が開放してその他の流量計１００が燃料貯蔵室１２からのガス流を受け入れることができる。このようにして、管理輸送スキッド１４を通って流れるガスの量（例えば、ガス流量）は、作動中のガスタービン１６の数に基づいて調整することができる。その結果、流量計１００及び管理輸送スキッド１４のガス流量測定精度が向上することになる。図６に示す管理輸送スキッド１４の実施形態は２つの作動しているガスタービン１６に対してガスを流すように構成されていたが、図７に示す管理輸送スキッド１４の実施形態は３つの作動しているガスタービン１６に対してガスを流すように構成されている。その結果、図７に示す管理輸送スキッド１４は、後述するように、図６に示す管理輸送スキッド１４よりもより多くのガスを流す（即ち、高流量でガスを流す）ように構成されている。

上記したように、ガスは、燃料貯蔵室１２からガスタービン１６へと管理輸送スキッド１４を通過する時、最初に１つ以上の管理輸送流量計１０２を通って流れた後、続いて１つ以上の検証流量計１０４を通って流れる。図示の実施形態では、第１の小型の流量計１２２（例えば、管理輸送流量計１０２）と関連する選択弁１２０が開放位置にあり、第２の小型の流量計１２４と関連する選択弁１２８が閉鎖位置にある。その結果、ガスは燃料貯蔵室１２から、矢印１６０で示すように、第１の小型の流量計１２２及び／又は中型の流量計１１０を通った後、検証流量計１０４へと流れるようになる。第２の小型の流量計１２４と関連する選択弁１２８が閉鎖することで、ガスが第１の小型の流量計１２２を通って流れるのを遮断するので、ガスは第２の小型の流量計１２４を通って流れないようになる。

ガス流は、第１の小型の流量計１２２及び／又は中型の流量計１１０を通過した後、第１の大型の流量計１３２（例えば、検証流量計１０４）を通過することになる。即ち、選択弁１３４が開放位置にあり、それによってガスが第１の大型の流量計１３２を通って流れることができる。反対に、第２の大型の流量計１３８（例えば、検証流量計１０４）と関連する選択弁１３６は閉鎖位置にあり、それによって第２の大型の流量計１３８を通るガス流を遮断する。その結果、管理輸送流量計１０２（例えば、第１の小型の流量計１２２及び中型の流量計１１０）から流れるガスは、矢印１４０で示すように、第１の大型の流量計１３２を通過することになるが、第２の大型の流量計１３８は通過しない。第１の大型の流量計１３２は、ガスが第１の大型の流量計１３２を通って流れる時、管理輸送流量計１０２からガスタービン１６へと移動するガスの流量を測定することになる。ガスは、検証流量計１０４（例えば、第１の大型の流量計１３２）を通って流れた後、ガス流出口１０５を通って作動中のガスタービン１６（例えば、３つのガスタービン１６）へと流れる。上記のように、流量コンピュータ４４は、第１の小型の流量計１２２及び中型の流量計１１０（例えば、管理輸送流量計１０２）の累積定なガス流量測定値と第１の大型の流量計１３２（例えば、検証流量計１０４）のガス流量測定値とを比較して、管理輸送スキッド１４のガス流量測定値の精度を確認することができる。

図８は、並列且つ直列に作動する複数の流量計１００を有する管理輸送スキッド１４を備えたガスタービンシステム１０の概略図であり、４つ又は５つのガスタービン１６が作動している時の流量計１００の使用法を示している。図示の実施形態では、それぞれの流量計１００と関連する全ての選択弁１０６が開放しており、それによってガスが各々の流量計１００を通って流れることができる。このようにして、管理輸送スキッド１４を通って流れるガスの量（例えば、ガス流量）は、作動中のガスタービン１６の数に基づいて調整される。その結果、流量計１００及び管理輸送スキッド１４のガス流量測定精度が向上することになる。図７に示す管理輸送スキッド１４の実施形態は３つの作動しているガスタービン１６に対してガスを流すように構成されていたが、図８に示す管理輸送スキッド１４の実施形態は４つ又は５つの作動しているガスタービン１６に対してガスを流すように構成されている。その結果、図８に示す管理輸送スキッド１４は、後述するように、図７に示す管理輸送スキッド１４よりもより多くのガスを流す（即ち、高流量でガスを流す）ように構成されている。

上記したように、ガスは、燃料貯蔵室１２からガスタービン１６へと管理輸送スキッド１４を通過する時、最初に１つ以上の管理輸送流量計１０２を通って流れた後、続いて１つ以上の検証流量計１０４を通って流れる。上記したように、図示の実施形態では、第１の小型の流量計１２２（例えば、管理輸送流量計１０２）と関連する選択弁１２０が開放位置にあり、中型の流量計１１０と関連する選択弁１２６が開放位置にあり、第２の小型の流量計１２４と関連する選択弁１２８が開放位置にある。その結果、ガスは燃料貯蔵室１２から、矢印１７０で示すように、第１の小型の流量計１２２、中型の流量計１１０、及び／又は第２の小型の流量計１２４を通った後、検証流量計１０４へと流れるようになる。

ガス流は、第１の小型の流量計１２２、中型の流量計１１０、及び／又は第２の小型の流量計１２４を通過した後、第１の大型の流量計１３２及び／又は第２の大型の流量計１３８（例えば、検証流量計１０４）を通過することになる。即ち、選択弁１３４及び１３６が開放位置にあり、それによってガスが第１の大型の流量計１３２及び／又は第２の大型の流量計１３８それぞれを通って流れることができる。その結果、管理輸送流量計１０２（例えば、第１の小型の流量計１２２、中型の流量計１１０、及び第２の小型の流量計１２４）から流れるガスは、矢印１７２で示すように、第１の大型の流量計１３２及び／又は第２の大型の流量計１３８を通過することになる。第１及び第２の大型の流量計１３２及び１３８は、ガスが第１の大型の流量計１３２及び／又は第２の大型の流量計１３８を通って流れる時、管理輸送流量計１０２からガスタービン１６へと移動するガスの流量を測定することになる。ガスは、検証流量計１０４（例えば、第１及び第２の大型の流量計１３２及び１３８）を通って流れた後、ガス流出口１０５を通って作動中のガスタービン１６（例えば、４つ又は５つのガスタービン１６）へと流れる。上記のように、流量コンピュータ４４は、第１の小型の流量計１２２、中型の流量計１１０、及び第２の小型の流量計１２４（例えば、管理輸送流量計１０２）の累積的なガス流量測定値と第１及び第２の大型の流量計１３２及び１３８（例えば、検証流量計１０４）の累積的なガス流量測定値とを比較して、管理輸送スキッド１４のガス流量測定値の精度を確認することができる。

本発明の技術的効果には、１つ以上のガスタービンに対してより正確な管理輸送量測定を行なうことが可能になる管理輸送スキッドが含まれる。より詳細には、管理輸送スキッドは、複数の流量計（例えば、管理輸送流量計及び検証流量計）を有しており、その使用法は、一定時間に作動しているガスタービン数に応じて管理輸送スキッドを通るガス流を調節するために調整することができる。例えば、低流量状態（例えば、作動しているガスタービンの数が少ない時）では、小型の流量計は大型の流量計よりも精度が向上することになる。複数の小型の流量計を設けることにより、流量測定の精度を高めながら、使用中の小型の流量計の数に応じて様々な量のガスを管理輸送スキッドに流すことができる。更に、複数の流量計を利用することにより、冗長性が増加して、１つ以上の流量計がオフラインにされても、管理輸送スキッドは、ガスタービン等の下流の構成要素へのガス供給を通過させることが可能であるようになる。

本明細書は、実施例を使用して、最良の形態を含む本発明を開示し、更にあらゆる装置又はシステムを製作且つ使用すること及びあらゆる組み込まれた方法を実行することを含む本発明の実施を当業者が行なうのを可能にする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を有する場合、又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する同等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することになるものとする。

Claims

ガス供給源から複数のガスタービンへ気体燃料を輸送するように構成された管理輸送システムからなっており、前記管理輸送システムは、
互いに並列に配設された第１の複数の流量計であって、各々が前記管理輸送システムを流れる気体燃料の一部の流量の第１の測定値を得るように構成されている第１の複数の流量計と、
前記第１の複数の流量計と直列の第２の複数の流量計であって、各々が前記管理輸送システムを流れる気体燃料の流量の第２の測定値を得るように構成されている第２の複数の流量計とを含んでおり、
前記第１及び第２の複数の流量計の各々は、作動中の前記複数のガスタービンの数に基づいて気体燃料の受け入れが遮断又は遮断解除されるように構成されている、
システム。
前記第１の複数の流量計及び前記第２の複数の流量計は、コリオリ流量計、超音波流量計、タービン流量計、ベンチュリ流量計、オリフィス流量計、又はそれらの組み合わせからなる、請求項１に記載のシステム。
前記第１及び第２の複数の流量計の各々はそれぞれの選択弁を備えており、各々の選択弁は、作動中の前記複数のガスタービンの数に基づいて開放又は閉鎖されるように構成される、請求項１に記載のシステム。
前記第１の複数の流量計の各々は第１の最大流量を有し、前記第２の複数の流量計の各々は第２の最大流量を有し、前記第１の複数の流量計の前記第１の最大流量の第１の和は、前記第２の複数の流量計の前記第２の最大流量の第２の和とほぼ同等である、請求項１に記載のシステム。
前記第１の複数の流量計の各々に対する第１のバイパス経路及び前記第２の複数の流量計の各々に対する第２のバイパス経路を備えており、各々の第１のバイパス経路は、前記第１の複数の流量計のそれぞれの流量計を通って流れることなく気体燃料を流すことができるように構成され、各々の第２のバイパス経路は、前記第２の複数の流量計のそれぞれの流量計を通って流れることなく気体燃料を流すことができるように構成される、請求項１に記載のシステム。
前記第１の複数の流量計の前記第１の測定値を合計することによって第１の合計流量測定値を入手し、
前記第２の複数の流量計の前記第２の測定値を合計することによって第２の合計流量測定値を入手し、
少なくとも部分的に前記第１の合計流量測定値及び前記第２の合計流量測定値に基づいて、前記管理輸送システムを通って輸送される気体燃料の量を表す管理輸送計算値を決定するように構成された、流量コンピュータを備えている、請求項１に記載のシステム。
前記流量コンピュータは、作動中の前記複数のガスタービンの数に基づいて前記第１及び第２の複数の流量計の各々のそれぞれの選択弁を作動させるように構成され、各々の選択弁は、気体燃料が前記第１及び第２の複数の流量計の各々のそれぞれの流量計を通って流れるのを遮断又は遮断解除するように構成される、請求項６に記載のシステム。
前記第１の複数の流量計は、第１の小型の流量計、第２の小型の流量計、及び中型の流量計からなっており、前記第１及び第２の小型の流量計は各々が前記中型の流量計の流量容量よりも小さな流量容量を有する、請求項１に記載のシステム。
前記第２の複数の流量計は第１の大型の流量計及び第２の大型の流量計からなり、前記第１及び第２の大型の流量計は各々が前記第１の複数の流量計の前記中型の流量計の前記流量容量よりも大きな流量容量を有する、請求項８に記載のシステム。
前記第１の複数の流量計の前記累積的な流量容量は、ほぼ前記第２の複数の流量計の前記累積的な流量容量以下である、請求項９に記載のシステム。
複数のガスタービンに気体燃料を供給するように構成された管理輸送システムからなっており、前記管理輸送システムは、
気体燃料を流すように構成された第１の複数の流量計であって、各々がそれぞれの流量計を通る気体燃料の流れを調節するように構成されたそれぞれの第１の選択弁を有する第１の複数の流量計を備え、前記第１の複数の流量計は互いに並列に配設されており、
気体燃料を流すように構成された第２の複数の流量計であって、各々がそれぞれの流量計を通る気体燃料の流れを調節するように構成されたそれぞれの第２の選択弁を有する第２の複数の流量計を更に備え、前記第２の複数の流量計は互いに並列に配設され、前記第１及び前記第２の複数の流量計は互いに直列に配設されており、
作動中の前記複数のガスタービンの数に基づいて前記第１の複数の流量計の前記第１の選択弁及び前記第２の複数の流量計の前記第２の選択弁を作動させるように構成された流量コンピュータを更に備えている、
システム。
前記第１の複数の流量計は、第１の小型の流量計、第２の小型の流量計、及び中型の流量計からなっており、前記中型の流量計は前記第１及び第２の小型の流量計の各々の流量容量よりも大きな流量容量を有する、請求項１１に記載のシステム。
前記第２の複数の流量計は、第１の大型の流量計及び第２の大型の流量計からなっており、前記第１及び第２の大型の流量計は各々が前記第１の複数の流量計の前記中型の流量計の流量容量よりも大きな流量容量を有する、請求項１２に記載のシステム。
前記流量コンピュータは、前記第１の複数の流量計の流量測定値を合計して第１の和を生成し、前記第２の複数の流量計の流量測定値を合計して第２の和を生成し、前記第１及び第２の和を比較して前記管理輸送システムを通るガス流量を確認するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
前記管理輸送システムは、前記第１の複数の流量計の各々に対する第１のバイパス経路及び前記第２の複数の流量計の各々に対する第２のバイパス経路を備えており、各々の第１のバイパス経路は、前記第１の複数の流量計のそれぞれの流量計を通って流れることなく気体燃料を流すことができるように構成され、各々の第２のバイパス経路は、前記第２の複数の流量計のそれぞれの流量計を通って流れることなく気体燃料を流すことができるように構成される、請求項１１に記載のシステム。
前記複数のガスタービンを備えている、請求項１１に記載のシステム。
コンピュータにより、作動中のガスタービンの数に基づいて管理輸送システムの第１の複数の流量計を通る気体燃料の流れを調節するステップであって、前記第１の複数の流量計は互いに並列に配設されているステップと、
前記コンピュータにより、作動中のガスタービンの数に基づいて前記管理輸送システムの第２の複数の流量計を通る気体燃料の流れを調節するステップであって、前記第２の複数の流量計は互いに並列に配設され、前記第１の複数の流量計及び前記該第２の複数の流量計は互いに直列に配設されているステップとを含んでいる、
方法。
前記第１及び第２の複数の流量計を通るガスの流れを調節するステップは複数の選択弁を作動させるステップからなり、前記複数の選択弁の各々は前記第１又は第２の複数の流量計のそれぞれの流量計を通るガスの流れを調節するように構成される、請求項１７に記載の方法。
前記複数の選択弁を作動させるステップは、作動中のガスタービンの数の変化に応じて前記複数の選択弁の１つを開閉するステップからなる、請求項１８に記載の方法。
前記コンピュータにより、前記第１の複数の流量計の流量測定値を合計して第１の和を生成するステップと、
前記コンピュータにより、前記第２の複数の流量計の流量測定値を合計して第２の和を生成するステップと、
前記コンピュータにより、前記第１及び第２の和を比較して前記管理輸送システムによって輸送される気体燃料の量を確認するステップとを含む、請求項１９に記載の方法。