JP2018502775A - ガスハイドレート輸送および貯蔵のシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

天然ガス水和物（NGH）輸送のための船舶が開示されている。船舶には、固体NGHから形成された船体と、船体を支持するための骨格構造が含まれる。また、固体NGHのブロックおよびブロックを支持する骨格構造を含む、NGHを輸送するためのコンテナも開示さている。さらに、天然ガス水和物（NGH）の輸送及び貯蔵のための船舶を製造する方法も開示されている。その方法は以下の工程を含む、即ち、型の準備、型内へのスキン層の設置、型内での骨格構造の組み立て、NGHスラリーの準備、型へのNGHスラリーの注入。【選択図】図１

Description

＜関連出願の相互参照＞
本出願は、2014年12月28日に出願の米国仮特許出願第62/097,101号からの優先権の利益を主張する。その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

＜発明の分野および背景＞
本発明は、そのいくつかの実施形態では、一般にガス状流体に関し、より詳細にはガスハイドレート（ガス水和物）を輸送および貯蔵するためのシステムおよび方法に関するが、これに限定されない。

何十年もの間、天然ガスの貯蔵と輸送は問題を抱えかつ高価であり、多くの中小天然ガス田の開発を妨げている。一般に、ガスはパイプラインを介して処理プラントに輸送され、そこで液化され液化天然ガス（LNGH）として貯蔵されるか、または圧縮され圧縮天然ガス（CNGH）として貯蔵される。処理プラントからのLNGHおよびCNGHの分配は、一般に、それぞれの形態でガスを収容するのに特に適合した海上船および／または陸上車両によって行われる。

天然ガスの輸送および貯蔵に関連する高コストおよび輸送の困難を克服し、中小天然ガス田の開発を促進するために、比較的最近の傾向はクラスレート(clathrates)技術の使用を促進することである。この技術では、天然ガスは天然ガスハイドレート（NGH）に変換され、NGHはハイドレートスラリー、また、さらにハイドレートペレットを含む他の形態に加工される。これは液化または圧縮の代替として天然ガスおよび他のガスを貯蔵および輸送するための経済的選択肢を提供し得る。

クラスレートは、少なくとも２つの分子種からなる非化学量論的な結晶化合物であり、1つの種がかご状構造内にもう１つの種を物理的に捕捉する。かご状構造を形成する種は一般にホストと呼ばれ、捕捉された成分は一般にゲストと呼ばれる。かご状構造が結合した水分子からなる場合、形成される結晶化合物はクラスレートハイドレートまたはガスハイドレートとして知られる。

ガスハイドレートにおいて、ホスト格子は、水素結合によって接合された水分子によって生成される。ゲスト分子は、水素結合した水分子の空洞内の適所に保持される。その格子は、ホスト格子とゲスト分子との間の化学結合なしに、ホスト分子とゲスト分子との間のファンデルワールス力により安定化される。ホスト格子は、空洞内にゲスト分子が存在しなければ熱力学的に不安定であり、閉じ込められた分子の支持がなければ、ガスハイドレートの格子構造は通常の氷結晶構造または液体水まで崩壊する。いくつかの高級炭化水素およびフレオン（freon，デュポン社商品名）のみならず、Ｏ_２，Ｈ_２，ＣＯ_２，ＣＨ_４，Ｈ_２Ｓ，Ａｒ，Ｋｒ及びＸｅを含有するところのほとんどの低分子量ガスは、適切な温度および圧力でハイドレートを形成する。

LNGHとCNGHの代替物としてのNGHの使用は、一般に次の３段階を踏む。生産、輸送、再ガス化である。ガスハイドレートおよびガスハイドレートスラリーを生成し再ガス化するためのシステムおよび方法のいくつかの例は、Katohらの米国特許出願公開第2011/0217210号、SangwaiのWIPO国際公開WO2015/087268号、Osegovicらの米国特許第8,334,418号、およびBrownらの米国特許第8,354,565号に開示されている。船舶でガスハイドレートを輸送するためのシステムおよび方法のいくつかの例は、Gudmundsson, J.S.およびBorrehaug, Aの1996年6月2日〜6日トゥルーズでの天然ガスハイドレート第２回国際会議「天然ガス輸送のための凍結ハイドレート」議事録pp.415?422、また、Ichijiらの日本国特許出願第2004-070249号「ガスハイドレート輸送船」、および、Ichijiらの日本国特許出願第2002-089098号「ガスハイドレートペレット輸送船」に開示されている。

米国特許出願公開第2011/0217210号 WIPO国際公開WO2015/087268号 米国特許第8,334,418号 米国特許第8,354,565号 日本国特許出願第2004-070249号 日本国特許出願第2002-089098号

1996年6月2日〜6日トゥルーズでの天然ガスハイドレート第２回国際会議「天然ガス輸送のための凍結ハイドレート」議事録pp.415?422

本発明の一実施形態により、天然ガスハイドレート（NGH）を輸送する船舶が提供される。その船体は、固体NGHから形成された船体と、船体を支持するための骨格構造とを含む。

本発明の一実施形態によりさらに、固体NGHのブロックを含む天然ガスハイドレート（NGH）を輸送するためのコンテナと、ブロックを支持する骨格構造が提供される。

本発明の一実施形態によれば、固体NGHは添加剤を含む。

本発明の一実施形態によれば、添加剤は、砂、粘土、木材、麻、および相変化材料のいずれか1つを含む。

本発明の一実施形態によれば、船は、船体の外面を包囲するライナーを含む。

本発明の一実施形態によれば、ライナーは疎水性である。

本発明の一実施形態によれば、ライナーはガスおよび液体に気密封止される。

本発明の一実施形態によれば、ライナーは断熱性である。

本発明の一実施形態によれば、船体は、固体NGHから一体的に形成される。

本発明の一実施形態によれば、船体は、固体NGHのセクションから形成される。

本発明の一実施形態によれば、船体は、固体NGHを含む複数のコンテナから形成される。

本発明の一実施形態によれば、骨格構造は複数のコンテナに含まれる。

本発明の一実施形態によれば、船は自走式船または曳航式船の1つである。

本発明の一実施形態によれば、骨格構造は、固体NGHを通して冷却流体を輸送するのに適している。

本発明の一実施形態によれば、固体NGHは凍結されている。

本発明の一実施形態により、天然ガスハイドレート（NGH）を運搬し貯蔵するための船舶を製造する方法が提供される。その方法は以下を含む。型の準備、型内にスキン層を配置、型内に骨格構造を組立、NGHスラリーの準備、そしてNGHスラリーを型に注入。

本発明の一実施形態によれば、この方法は、NGHスラリーに添加剤を混合することを含む。

本発明の一実施形態によれば、この方法は、NGHスラリーを固化させることを含む。

本発明の一実施形態によれば、この方法は、NGHスラリーを海洋船の船体の一部に固化させることを含む。

本発明の一実施形態によれば、この方法は、NGHスラリーを凍結固体ブロックに成形することを含む。

本発明の一実施形態によれば、この方法は、型を水中に沈めることを含む。

本発明の一実施形態によれば、この方法は、水中に沈めた固体NGHを貯蔵することを含む。

本発明の一実施形態によれば、この方法は、固体NGHの再ガス化後に骨格構造を分解することを含む。

本発明の一実施形態によれば、コンテナは、固体NGHブロックの外部を包み込むための障壁（バリア）を含む。

本発明の一実施形態によれば、障壁は疎水性である。

本発明の一実施形態によれば、障壁はガスおよび液体に気密封止される。

本発明の一実施形態によれば、障壁は断熱性である。

本発明の一実施形態によれば、コンテナは船舶上で運搬可能である。

本発明の一実施形態によれば、コンテナは、船舶の船体を形成するのに適している。

本発明の一実施形態によれば、コンテナは、商業用陸上輸送車両で運搬可能である。

本発明の一実施形態によれば、骨格構造は、固体NGHのブロックを通して冷却流体を輸送するのに適している。

本発明のいくつかの実施形態は、添付の図面を参照して、例としてのみ本明細書で説明される。示された詳細は、例示的な目的であり、本発明の実施形態の考察を提供する役割を果たす。説明および図面は、本発明の実施形態がどのように実施され得るか、当業者には明らかであり得る。

図1は、本発明の一実施形態による、固体NGH船体を含む例示的なNGH船舶を概略的に示す図である。 図２は、本発明の一実施形態による、固体NGHコンテナ船体を含む例示的なNGH船舶を概略的に示す図である。 図３は、本発明の一実施形態による、例示的な固体NGH船体の断面を概略的に示す図である。 図４は、本発明のいくつかの実施形態による、例示的な固体NGH船体の断面を概略的に示す図である。 図５Ａは、本発明の一実施形態による、包囲外皮層を含む固体NGHコンテナから組み立てられた例示的なNGH船体の断面を概略的に示す図である。 図５Ｂは、本発明の実施形態による、典型的な長方形の固体NGHコンテナの透視図を概略的に示す図である。 図５Ｃは、本発明の実施形態による、長方形の固体NGHコンテナの断面図を概略的に示す図である。 図５Ｄは、本発明の一実施形態による、NGHコンテナ船体の側面を形成するように成形された固体NGHコンテナの断面図を概略的に示す図である。 図５Ｅは、本発明の一実施形態による、固体NGHコンテナ船体の湾曲部を形成するように成形された固体NGHコンテナの断面図を概略的に示す図である。 図６は、本発明の一実施形態による、固体NGHの輸送・貯蔵を行う固体NGH船体およびNGH船舶を製造する例示的な方法のフローチャートである。 図７は、本発明の一実施形態による、固体NGHの輸送・貯蔵を行うNGHコンテナ船体及びNGH船舶を組み立てるための固体NGHコンテナを製造する例示的な方法のフローチャートである。

［詳細な説明］
本発明の少なくとも1つの実施形態を詳細に説明する前に、次のことを理解すべきである。本発明は必ずしも、建造の詳細、およびコンポーネントの配置、および／または以下の説明に記載の方法、および／または図面の例示、への応用に限定されるものではない。本発明は、他の実施形態であることが可能であり、又は、様々な方法で実施もしくは実行されることが可能である。

NGHの輸送に関連する主な費用は、自走式であろうと牽引式であろうと、NGHの輸送に使用される船舶の購入と運航である。LNGHに比べてNGHを輸送する上での不利な点は、NGHにはNGH１トンにつき約５〜７トンの水が含まれているのに対し、LNGHには天然ガスのみが含まれていることである。NGHに関連した追加重量は、LNGHと比較して船舶の大型化と輸送コストの増加を必要とする。結果として、NGH船舶は、LNGH船と同収入の輸送のためには、6倍から8倍の重量の運搬を必要とする。したがって、輸送NGHの重量増加は、LNGH船と同じ量のガスを輸送するためには、より大きな船舶および／またはより多くの船舶の使用を必要とする可能性があり、LNGHと比較して経済的実現可能性に悪影響を及ぼし得る。

本出願人は、NGHを輸送するための現在のシステムおよび方法にはいくつかの欠点があることに気付いた。その中には、LNGH輸送に必要とされるよりも大きな輸送船舶および／またはより多くの船舶のいずれかを必要とするという前述の欠点がある。他の欠点には、NGHの供給後にNGH生産施設にこれらの大型および／または多数の運搬船を空にして戻さなければならないという経済的影響が含まれる。

出願人は、輸送されるNGHから部分的に製造され、NGH生産施設で組み立てられ得る船舶を使用することによって、NGH輸送に伴う欠点を克服することができることに気付いた。このNGH船は、NGHが再ガス化施設で再ガス化されたときに残った船の非NGH部分を解体して再ガス化施設から生産施設に送って新しい船舶に再利用できるように設計され得る。容易に理解できるだろうが、この新しいNGH船は、既存のNGH船に対し実質的に有利であり得る。なぜなら輸送されるNGHが船の一部を形成するので、現在知られる当該分野の船と比較して小型にでき得るからである。さらに、解体された非NGH部分を、海上輸送コンテナなどの商業輸送手段を包括的に使用して生産施設に戻すことで、空のNGH船を返却するのと比較して大幅な節減が実現でき得る。

本発明のいくつかの実施形態では、船舶の船体は、非NGH構造要素によって補強された固体NGHから構成され、液体および気体に対して気密性のある、また断熱性もあり得る表皮層（スキン層）によって覆われている。非NGH構造要素は、船体に構造的剛性をもたらし、さらに、NGHを凍結した固体状態も含む固体状態に維持するために使用される冷却流体および／または加圧ガスを輸送するのにも役立ち得る。スキン層は、NGHの固体状態での保存を助け、船の建造中および運搬中のガスの蒸発およびフレアを防止するのに役立ち得る。このスキン層は、再ガス化プロセスの間に生成される天然ガスを封入するための覆いとしても機能し得る。場合によっては、固体NGH船体および／または非NGH成分およびスキン層を含む固体NGHコンテナは、海水を含む水中で浮揚させることができる。

本発明のいくつかの実施形態では、固体NGH船体は、生産施設において船体形状の成形型の内部の単一部品として一体的に形成してもよく、また、固体NGH船体を成形するために複数の固体船体セクションから組み立ててもよい。いくつかの実施形態では、固体NGHコンテナ船体は、連結された複数の固体NGHコンテナから組み立てることができる。これらの固体NGHコンテナは、コンテナ成形型の内部の製造施設で個々に形成されてもよい。成形型は各コンテナが占有する船体の断面の形状を含む。

本発明のいくつかの実施形態では、成形型は、固体NGH船体または固体NGHコンテナの一部を形成する非NGH構造要素に組み込まれ、組み立てられてもよい。その型はまた、固体船体の外側表面領域または固体NGHコンテナの外側表面領域を覆うために使用されるスキン層を備えていてもよい。場合によっては、スキン層を用いて固体NGH船体の内面領域を覆うこともできる。以降の便宜のために、構造要素およびスキン層と共に組み立てられた成形型は、「組み立て型」と称する。

本発明のいくつかの実施形態では、固体NGH船体または固体NGHコンテナは、例えば、組み立て型を海水中に沈め、海水で満たすことにより、生産施設内の水中で形成することができる。固体NGHの製造または保存に水中静水圧を利用することができるので、海水中に型を沈めることは有利であり得る。次いで、天然ガスを組み立て型に導入しNGHスラリーを形成し、次いでNGHスラリーを水中で冷却および／または加圧して固形NGHにすることができる。場合によっては、砂、粘土、木材（例えば木材繊維、おがくずなど）、麻、またはその他の材料、などの添加剤をスラリーに導入してもよい。これらの材料は、固体NGHの数ある特質の中で、熱伝導および熱慣性に対する耐性を高めるのに適している。また、これら材料のスラリーへの導入は、構造的に安定した剛性を含むその構造的特徴を高めるためである。添加剤は、限定ではないがペレットの形態で導入され、相変化材料（PCM）の使用も含み得る。いったん形成されると、固体NGH船体または固体NGHコンテナは、船舶が組み立てられる準備が整うまで、または組み立て後、固体NGHが再ガス化される準備が整うまで、海底に固縛（錨で繋ぎとめる）か、沈んだ船体にウェイトを加えて負の浮力状態を作り出すことによって水中に保管される。使用の準備が整うと、固体NGH船体または固体NGHコンテナをその型から取り外し、水面に浮かせることができる。あるいは、組み立て型を地上に置き、固体NGH船体および／または固体NGHコンテナを地上で形成することもできる。

いくつかの実施形態では、固体NGH船体および固体NGHコンテナ船体は、NGHを輸送するためのあらゆるタイプの船舶に使用するのに適している。これらには自走式船舶や、通常の大型船やバージ船を含む牽引可能な船舶が含まれる。船体は、適切な船舶操作を可能にするために相応しいシステム、機器、機械、および付属品を備えている。船舶が自走式の場合はエンジン並びに航行用の装置およびシステムを備えている。また、NGHを固体状態に維持するための冷却装置および／または加圧装置を備えている。これらのシステム、機器、機械および付属品は、インコタームの規則および／またはガイドラインに適合するトラクタートレーラーおよび運搬車両を含む、商用サイズのトラックおよびその他の陸上輸送車両で輸送可能なサイズの部品に解体可能であることが好ましい。

ここで、本発明の一実施形態による、固体NGH船体102を含む例示的なNGH船舶100を概略的に示す図１を参照する。固体NGH船体102は、船体形状の成形型（図示せず）の内部に単一部品として一体的に形成されてもよく、あるいは、互いに接合される別々の部分として製造されてもよい。

NGH船舶100は、図に示した船のような自走式船舶を含み得るが、他のタイプの自走式船舶または曳航可能な船舶、例えばバージ船または曳航可能な貨物船なども含み得る。NGH船体102は、船首106から船尾108まで延長することができ、これら全ては、固体NGH104から形成することができる。場合によっては、NGH船体102は、その長さの一部に沿って固体NGH104を含み、船首106および／または船尾108は、例えばほとんどの船舶において一般的な鋼鉄などの非NGH材料から製作され得る。

NGH船体102は、NHG104の固体状態での保存を助け、また固体NHG104のガス蒸発およびフレアを防止する役割を果たすスキン層110を含み得る。スキン層110はまた、水が固体NHG104と接触するのを防ぐのに役立ち、また断熱も実現し得る。スキン層110はさらに、固体NHG104の再ガス化中にガスが逃げるのを防止するためのコンテナとして役立ち得る。スキン層110は、当該技術分野で知られている材料を含み、また、必須の液体及び気体の密封性並びに断熱性を実現するのに適した単一のライナー材料を含み得る。または結合することで必須の特性を実現し得る複数のライナーおよび／または材料を組み合わせてもよい。スキン層110は、輸送中船舶と海との間の摩擦を低減するために、比較的平滑な仕上げ、または平滑化プライマーで処理し得る。

NHG船舶100は、NGH製造設備における船舶組立工程の一部として船体の製造に続いてNGH船体102に取り付ける装置、機械、付属品及び構成要素を取り付けてもよく、これらは固体NHG104の再ガス化の前または後に船舶から取り外すことができる。これらは、船舶を推進および航行するために使用するシステム、NGH104を固体状態で維持するために使用するシステム、解体可能な構造（例えば居住区）などの、NGH船体102の構造的完全性を実現するために使用する構造要素を含み得る。

ここで、本発明の一実施形態による、固体NGHコンテナ船体202を含む例示的なNGH船舶200を概略的に示す図２を参照する。固体NGHコンテナ船体202は、NGHコンテナ205と固体NGH204から組み立てられ、各コンテナはコンテナ形成型（図示せず）の内部に形成される。

NHG船舶100と同様に、NGH船舶200は、あらゆるタイプの自走式船舶または曳航可能な船舶を含み得る。固体NGHコンテナ船体502は、船首206から船尾208まで延長し、また、船体内での位置に従って船体の輪郭に合致するように任意に形成され結合された固体NGHコンテナ205を含み得る。各NGHコンテナ205は、NGHコンテナ船体202のコンテナ自体及び全体に構造的剛性を実現するための構造要素（図示せず）を含み得る。別の実施形態では、NGH船舶100と同様に、NGHコンテナ205は、船首の長さの一部に沿って使用され、船首206および／または船尾208は、鋼鉄などの非NGH材料から製造される。図５Ａ〜図５Ｅを参照して、NGHコンテナ205のより完全な詳細を以下にさらに説明する。 NGH船舶100と同様に、NGH船体202は、スキン層110と機能的に同様のスキン層210を含み得る。

NGH船舶100と同様に、NGH船舶200は、NGH製造設備における船舶組立工程の一部として船体の製造に続いてNGHコンテナ船体202に取り付ける装置、機械、付属品及び構成要素を取り付けてもよく、これらは固体NHG204の再ガス化の前または後に船舶から取り外すことができる。これらは、船舶を推進および航行するために使用するシステム、固体NGH204を固体状態で維持するために使用するシステム、解体可能な構造（例えば居住区）などの、固体NGHコンテナ205の構造的完全性を実現するために使用する構造要素を含み得る。

ここで、本発明の一実施形態による、船舶100内の例示的な固体NGH船体302の断面を概略的に示す図３を参照する。必要に応じて、NGH船体302は、互いに接合された別個のセクションとして形成されてもよい。NGH船体302は、固体NGH304、骨格構造313、NGH添加剤316、及びスキン層310を含み得る。

固体NGH304は、NGH船体302の内部容積全体、あるいは大部分の容積を占め、NGHスラリーを凝固させることで生産され得る。その際スラリーを形成しさらにスラリーを固体に変化させるための当該技術分野で知られている方法を用いる。場合により、固体は凍結状態にあってもよい。固体NGH304には、スラリーに先に添加される添加剤316が含まれる。これは、固体NGHの数ある特質の中で、熱伝導および熱慣性に対する耐性を高めるのに適している。また、これのスラリーへの導入は、構造的に安定した剛性を含むその構造的特徴を高めるためである。添加剤316は、砂、粘土、木材、麻、またはPCMを含む他の材料の任意の組み合わせで、粒またはペレットに封入されたものを含む他の適切な形状として提供され得る。NGH船体302は、図１を参照して先に説明したスキン層110と同様のスキン層310によって包囲され得る。骨格構造313は、NGH船体302の構造剛性を実現し、非NGH垂直構造要素312、非NGH対角線構造要素312A、および非NGH水平構造要素314Aおよび314Bの任意の組み合わせを含み得る。骨格構造313はトラス構造を含み得る。これは、トラスを支持する構造部材として作用する構造要素312,312A、314Aおよび／または314Bを有する固体NGH304に全体的または部分的に埋め込まれたものである。構造要素312,312A、314Aおよび／または314Bは、必要な構造剛性を実現するのに適した直径および壁厚のパイプ（鋼または他の適切な金属または材料）を含み、その一部または全部は中空で、冷却液が管の長さに沿って流れることができ、冷却が必要な場合にNGHを固体状態に保つのを助ける。構造要素312,312A、314Aおよび314Bは、冷却が必要な場合には、冷却液がパイプの一部または全部を通って流れるように、相互接続され得る。あるいは、構造要素312,312A、314Aおよび／または314Bは、必要な構造剛性を実現しつつ必要に応じて冷却液を輸送する手段を備えた、他のタイプの適切な構造要素を含み得る。骨格構造313は、構造要素312,312A、314A、314Bが再ガス化の後にNGH船体302から個々に取り外せるよう、解体可能である。個々の構造要素は、陸上および／または海上の商業輸送手段を使用して、再ガス化施設以外の目的地に随意に輸送でき、また、新しい海洋船舶の建造に使用するために生産施設に再び送り戻すこともできる。

ここで、本発明のいくつかの実施形態に従う、船舶100内の例示的な固体NGH船体402の断面を概略的に示す図４を参照する。必要に応じて、固体NGH船体402は、互いに接合された別個のセクションとして形成されてもよい。NGH船体402は、固体NGH404、骨格構造413、NGH添加物416、スキン層410、及び内部（又は内側）スキン層410Aを含み得る。

固体NGH船体402は、固体NGH404が船体の内部容積の大部分（または全体）を占有しないように修正されたNGH船体302にたとえてもよく、図４に示すように、むしろ船体の側面に近接した細長い板または帯であるNGH船体302と同様である。したがって、非NGH垂直構造要素412、非NGH対角線構造要素412Aおよび非NGH水平構造要素414Aおよび414Bの任意の組み合わせを含み、骨格構造313に機能的に類似し得る骨格構造413は、固体NGH404に埋め込まれた限られた数の構造要素を有し得る。加えて、または代替として、非構造性冷却管を固体NGH404内に入れ、必要に応じて固体NGHの冷却を助けることができる。骨格構造313と同様に、骨格構造413も解体可能であり、構造要素412,412A、414Aおよび414Bは新しい船舶で再使用可能である。

スキン層410は、図３のスキン層310と機能的に類似し得る。内部（又は内側）スキン層410Aは、固体NGH船体402の内部容積内から固体NGH404を包み、スキン層410と機能的に類似し得る。ただし、外部絶縁スキン層の疎水性および摩擦低減特性がスキン層410Aには必ずしも必要ではない。

ここで、本発明の一実施形態による、固体NGHコンテナ505,507および509、およびスキン層510を含む、船舶200内の例示的な固体NGHコンテナ船体502の断面を概略的に示す図５Ａを参照する。また、本発明の実施形態による、典型的な長方形の固体NGHコンテナ505の透視図および断面図を概略的に示す図５Ｂおよび５Ｃ、また、固体NGHコンテナ船体502の形状に対応する輪郭付き固体NGHコンテナ507および509の断面を概略的に示す図５Ｄ，５Ｅも参照されたい。

NGHコンテナ505,507および509は、固体NGH504、骨格構造513、添加物516、およびNGHコンテナを包むバリア層511を含み得る。NGHコンテナ505,507、および509は、NGH船体502の内部において、船体を支持する剛性構造を形成するために、一方が他方の上に、そして横並びに乗せられ得る。この構成は、海洋船舶に乗せられた商用コンテナの構成に類似し得る。NGHコンテナ505は、既知の商用陸上輸送車両、コンテナおよび輸送プラットフォームを使用して固体NGH504とともに輸送できるサイズにでき、インコターム規則および／またはガイドラインその他に準拠するものを含み得る。

固体NGH504は、固体NGH304に関して先に説明したように、当該分野で既知の技術を用いて長方形固体NGHブロックとして製造され得る。NGH504は、添加剤316と同様の添加剤516を含み得る。バリア層511は、スキン層510と機能的に類似し得る。

骨格構造513は、骨格構造313と同様に、固体NGHに埋め込まれたトラス構造を含み、および／または固体NGHブロックの縁部に沿って周辺に配置でき、また、すべてのNGHコンテナが船体内の適所に組み立てられたときにブロックを支持し、NGHコンテナ船体502の構造的剛性を実現するのに役立つ。固体NGHコンテナ505内で、非NGH垂直構造要素512、非NGH対角線構造要素512A、および非NGH水平構造要素514Aおよび514Bは、それぞれ、構造要素312,314Aおよび314Bと機能的に類似し、冷却液が構造要素の全部または一部を流れるパイプを含み得る。図５Ｂは、冷却液が流れる中空コア515を備えた例示的な構造パイプ514Bを示す。固体NGHコンテナ507において、非構造要素517は、コンテナが設置される船体部分におけるNGHコンテナ船体502の側面の輪郭に一致するように成形される。同様に、NGHコンテナ509において、非構造要素519は、NGHコンテナ船体502の底部の輪郭に一致するように成形される。

ここで、本発明の一実施形態による、固体NGH船体および固体NGHを輸送および貯蔵するためのNGH船舶を製造する例示的な方法のフローチャートである図６を参照する。必要に応じて、NGH船体は、互いに接合された別個のセクションとして形成されてもよい。当業者であれば、以下に記載された例示的な方法は、より多くの又はより少ないステップおよび／または異なる一連のステップを含んだ修正を施すことで実施できることが分かるであろう。便宜上、本方法は図３に示される本発明の実施形態を参照して説明されるが、当業者は本発明の他の実施形態で同様に実施され得ることが容易に分かるであろう。

600（ステップ番号、以下同様）において、固体NGH船体302の形状の輪郭を有する型が準備される。任意に（オプションとして）、固体NGH船体302の異なるセクションの形状の輪郭を有するいくつかの型が用意され、それは単一の船体を形成する方法の後の段階で一緒に結合される異なるセクションを含む。

602において、スキン層310は、NGH船体302の輪郭に沿って型の内側に配置される。断熱スキン層310は、以下のステップで説明されるように、型に注がれたときにNGHを封入するための包囲体として働き得る。

604において、骨格構造313および他の必要な構造要素が、断熱スキン層310によって包まれた型の内部に組み立てられる。組み立て型は、水中、例えば海水中に沈められるか、あるいは、部分的に水中に沈められるか、または乾燥した地上に残されてもよい。水中で、型はアンカーまたはウェイトの使用によって定位置に保持され得る。

606において、NGHスラリーは、既知の技術を用いて準備される。添加剤316をスラリーに添加する。

608において、添加物を含むNGHスラリーを、輸送されるNGHの量に応じた必要量で、型内の断熱スキン層310に注ぐ。

610において、スラリーは凝固し、NGH船体302の形状の固体NGH304を形成する。必要に応じて、固体NGH304は、形成され単一の船体を形成するために一緒に接合されるNGH船体302の異なるセクションの形状である。固体NGH304は、凍結を含む圧力及び／又は冷却の使用を含む公知の技術を用いて形成される。加圧には、加圧装置の使用および／または水中に沈めたときの水圧が含まれ、圧力は0〜100バールの範囲であり得るが、これに限定されない。冷却には、冷却装置の使用を含み、冷却温度は、0℃〜?50℃の範囲であり得るが、これに限定されない。NGH船体302は、必要とされるまで、形成された型の中で水中に沈められた状態で保管されてもよい。あるいは、型を水中で外し、必要に応じてNGH船体302を水中に保管したままにしてもよい。あるいは、NGH船体は、型の内側または外側のいずれかにある乾燥した地上に残してもよい。水中または水の外にある間、加圧および／または冷却が維持され得る。

612で、NGH船302が使用のために放出（又は分離）される。必要に応じて、NGH船302は、単一の船体を形成するために互いに接合される異なるセクションとして形成される場合、異なるセクションで放出される。水中に沈んでいた場合、放出時、船体の浮力により、水面に浮かぶ。次いで、NGH船体302を、NGH船舶100を組み立てるためのドライドックに移動させる。乾燥した地上にある場合、NGH船体302は、船舶組立のためにドライドックに輸送される。あるいは、乾燥した地上での組み立ては、ドライドックの使用を必要としないかもしれない。

614において、NGH船舶100が組み立てられる。必要に応じて、異なる船体セクションは、別々に形成された場合、互いに接合される。船舶100は、自走式の船舶または牽引可能な船舶であり得る。船舶が自走式であるか牽引式であるかに応じて、解体可能な推進システムおよびナビゲーションシステム、解体可能な構造物、および他の取り外し可能な機器、付属品、および構成部品がNGH船体302に取り付けられる。必要に応じて、船首106および船尾108（図１参照）がNGH船体302に取り付けられる。

616において、NGH船舶100は、再ガス化施設などの目的地まで移動する。あるいは、NGH船舶100は、NGH貯蔵デポ(NGH storage depot)に移動する。必要に応じて、貯蔵デポは、再ガス化施設に配置される。

618の随意の段階において、再ガス化が必要とされるまで、NGH船体302は貯蔵デポに貯蔵される。NGH船体302を貯蔵する前に、ステップ614で船舶100の組み立て中に船体に固定されていた取り外し可能な機器、付属品および構成要素が取り外される。貯蔵デポは水中にあり、ここでNGH船体302が水中（例えば海水）に沈められ、固体NGH304は、圧力および／または冷却の使用によって、固体状態に維持される。これはステップ610で前に説明したように、適用可能である。必要に応じ、水中保管庫は海底にあってもよい。NGH船体302は、アンカーまたはウェイトの使用によって、水中保管庫内の定位置に保持される。あるいは、水中貯蔵デポは、乾燥した地上貯蔵デポと置き換えることができる。

620において、NGH船体302は、再ガス化施設において再ガス化される。ステップ618の後の場合、船体は水中から解放され、水面に浮遊し、再ガス化施設に輸送される（水中保管庫が再ガス化施設にない場合）。ステップ616の後の場合、ステップ618で説明された解体プロセスが再ガス化施設で実行されてもよい。再ガス化には公知の技術が使用され得る。

622において、再ガス化の間に生成され包囲外部断熱スキン層310の内部に封入されたガスが分配のために抽出される。

624において、すべてのガスが除去されると、骨格構造313および他の構造部品を含むすべての非NGH成分が分解され、構造要素（312,314Aおよび314B）が個別に出荷のために配置される。非NGH構成要素のいくつか、または全ては、新しいNGH船体302および新しいNGH船100を製造するために生産設備に再出荷される。出荷は、商業的に利用可能な陸上輸送手段および海上輸送手段を用いて任意に行われる。

ここで、本発明の一実施形態に従う、NGHコンテナ船体およびNGHを運搬し保管するNGH船舶を組み立てるためのNGHコンテナを製造する例示的な方法のフローチャートである図７を参照する。当業者であれば、以下に記載された例示的な方法は、より多くのまたはより少ないステップおよび／または異なる一連のステップを含んだ修正を施すことで実施できることが分かるであろう。便宜上、本方法は図５Ａ〜図５Ｅに示される本発明の実施形態を参照して説明されるが、当業者は本発明の他の実施形態で同様に実施され得ることが容易に分かるであろう。

700において、固体NGHコンテナ505の形状に成形された型が準備される。任意に（オプションとして）、NGHコンテナ507および509の形状の輪郭を付けた型も準備される。

702において、障壁（バリア）511が、固体NGHコンテナ505の輪郭に従う型の内側に配置される（コンテナ507および509も同様）。障壁511は、以下のステップに記載されているように、型に注入時NGHスラリーを収容するための包囲体として働き得る。

704において、骨格構造513および他の必要な構造要素が、障壁511によって包まれた型の内部に組み立てられる。組み立て型は、水中、例えば海水に沈められるか、あるいは、部分的に水中に沈められるか、または乾燥した地上に残されてもよい。

706において、既知の技術を用いてNGHスラリーを準備する。添加剤516をスラリーに添加する。

708において、添加剤を含んだNGHスラリーが、NGHコンテナ506の内側に（オプションとして、コンテナ507及び509にも同様に）輸送されるべきNGHの体積に応じて必要な量で、型の内部のバリア５１１に注がれる。

710において、スラリーは固化されて固体NGH504を形成する。圧力および／または冷却の使用を含む既知の技術を用いて固体NGH504を形成する。加圧には、加圧装置の使用および／または水中に沈めたときの水圧が含まれ、圧力は0〜100バールの範囲であり得るが、これに限定されない。冷却には、冷却装置の使用を含み、冷却温度は0℃〜?50℃の範囲であり得るが、これに限定されない。NGHコンテナ505（必要に応じてコンテナ507および509も）は、必要になるまで水中に沈めたままにして、形成された型の内部に保管することができる。あるいは、型を水中で取り外し、NGHコンテナを必要に応じて水中に保管したままにしておくことができる。あるいは、NGHコンテナは、型の内側または外側の乾燥した地上に残してもよい。水中かどうかにかかわらず、冷却は維持される。

712で、NGHコンテナ505（必要に応じてコンテナ507および509）が使用のために放出（分離）される。水中に沈んでいた場合、放出時、コンテナの浮力により水面に浮かぶ。次いで、NGHコンテナは、NGHコンテナ船体502およびNGH船舶200を組み立てるためのドライドックに移動される。乾燥した地上にある場合、NGHコンテナ505（必要に応じてコンテナ507および509）は、船舶組立のためにドライドックに輸送される。必要に応じて、組立はドライドックなしでも行い得る。

714で、NGHコンテナ船体502およびNGH船舶200が組み立てられる。船舶200は、自走式の船舶または牽引可能な船舶であり得る。船舶が自走式であるか牽引式であるかに応じて、解体可能な推進システムおよび航行システム、解体可能な構造物、およびその他の着脱可能な装備、付属品および構成部品がNGHコンテナ船体502に取り付けられる。NGHコンテナ船体502は、NGHコンテナを互いに上下に並べて配置し、積み重ねられた構成をスキン層510に包むことによって組み立てる。必要に応じて、船首206および船尾208（図２参照）をNGHコンテナ船体502に取り付けることができる。当該分野で知られている方法を用いて、NGHコンテナ505（場合によりコンテナ507及び509）同士を互いに機械的に取り付ける。

716において、NGH船舶200は、再ガス化施設などの目的地まで移動する。あるいは、NGH船舶200は、NGH貯蔵デポに移動する。場合によっては、貯蔵デポは、再ガス化施設に配置される。

718の随意の段階において、再ガス化が必要とされるまで、NGHコンテナ505（場合によりコンテナ507および509も）は貯蔵デポに貯蔵される。NGHコンテナを貯蔵する前に、ステップ714でNGH船体502および船舶200の組み立て中に船体に固定されていた取り外し可能な機器、付属品および構成要素が取り外される。貯蔵デポは水中にあり、ここでNGHコンテナが水中（例えば海水）に沈められ、固体NGH504は、圧力および／または冷却の使用によって、固体状態に維持される。これはステップ710で前に説明したように、適用可能である。必要に応じ、水中貯蔵デポは、乾燥した地上貯蔵デポと置き換えることができる。必要に応じ、NGHコンテナ船体502は解体されず、すべてのNGHコンテナは船体に一緒に貯蔵される。

720において、NGHコンテナ505（場合によってはコンテナ507および509も）は、再ガス化設備において再ガス化される。ステップ718の後の場合、コンテナ（あるいは船体）は水中から解放され、水面に浮遊し、再ガス化施設に輸送される（水中保管庫が再ガス化施設にない場合）。ステップ716の後の場合、ステップ618で説明された解体プロセスが再ガス化施設で実行されてもよい。再ガス化には公知の技術が使用され得る。

722において、再ガス化の間に生成され包囲断熱層511の内部に封入されたガスが分配のために抽出される。

724において、すべてのガスが除去されると、骨格構造513および他の構造部品を含むすべての非NGH成分が分解され、構造要素（512,514Aおよび514B）が個別に出荷のために配置される。非NGH構成要素のいくつか、または全ては、新しいNGHコンテナ、新しいNGH船体502および新しいNGH船舶200を製造するために生産設備に再出荷される。出荷は、商業的に利用可能な陸上輸送手段および海上輸送手段を用いて任意に行われる。

本発明の実施形態の前述の説明および図示は、例示のために提示されたものである。網羅的であることを意図するものでも、本発明を上記の説明に限定するものでもない。

上記で定義されると共に特許請求の範囲で使用される用語は、この定義に従って解釈されるべきである。

特許請求の範囲内の参照番号は、特許請求の範囲の一部ではなく、むしろその読取りを容易にするために使用される。これらの参照番号は、任意の形態のクレームを限定するものとして解釈されるべきではない。

１００ ＮＧＨ船舶
１０２ ＮＧＨ船体
１０４ 固体ＮＧＨ
１１０ スキン層（又はライナー）
２００ ＮＧＨ船舶
２０２ ＮＧＨコンテナ船体
２０４ 固体ＮＧＨ
２０５ ＮＧＨコンテナ
３１３ 骨格構造
５０２ 固体ＮＧＨコンテナ船体
５０４ 固体ＮＧＨ
５０５，５０７，５０９ ＮＧＨコンテナ
５１０ スキン層
５１１ バリア層
５１３ 骨格構造
５１６ 添加物

Claims (33)

1. 天然ガスハイドレート(NGH)を輸送する船舶であって、
   固体NGHから形成される船体、及び、
   前記の船体を支持する骨格構造、を備えた船舶。
2. 前記固体NGHが添加物を含むことを特徴とする請求項1に記載の船舶。
3. 前記添加物が、砂、粘土、木材、麻、相変化材料のうちのいずれか一つを含むことを特徴とする請求項２に記載の船舶。
4. 前記船体の外装を覆うライナーを更に備える請求項１に記載の船舶。
5. 前記ライナーが疎水性であることを特徴とする請求項４に記載の船舶。
6. 前記ライナーがガス及び液体に対して密閉シールされていることを特徴とする請求項４に記載の船舶。
7. 前記ライナーが断熱性であることを特徴とする請求項４に記載の船舶。
8. 前記船体が固体NGHから一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
9. 前記船体が固体NGHの切片（セクション）から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
10. 前記船体が前記固体NGHを具備する複数のコンテナから形成されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
11. 前記骨格構造が前記複数のコンテナ内に含まれることを特徴とする請求項１０に記載の船舶。
12. 船舶が自走式船舶または曳航式船舶のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
13. 前記骨格構造が前記固体NGHを通した冷却流体の輸送に適していることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
14. 前記固体NGHが凍結していることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
15. 天然ガスハイドレート(NGH)を輸送及び貯蔵するための船舶を組み立てる方法であって、
    型を用意すること；
    前記型の中に表面薄層（スキン層）を取り付けること；
    前記型の中に骨格構造を組み立てること；
    NGHスラリーを用意すること；及び
    前記NGHスラリーを前記型内に注ぐこと；
    を備えてなる方法。
16. 更に、前記NGHスラリーに添加物を混合することを備えてなる請求項１５に記載の方法。
17. 更に、前記NGHスラリーを凝固させることを備えてなる請求項１５に記載の方法。
18. 前記NGHスラリーを船舶の船体の一部分に凝固させることを備えてなる請求項１７に記載の方法。
19. 前記NGHスラリーを凍結固体ブロックに成形することを備えてなる請求項１７に記載の方法。
20. 更に、前記型を水中に沈めることを備えてなる請求項１５に記載の方法。
21. 更に、前記固体NGHを水中に沈めて貯蔵することを備えてなる請求項１５に記載の方法。
22. 更に、前記固体NGHを再ガス化した後、前記骨格構造を解体することを備えてなる請求項１５に記載の方法。
23. 天然ガスハイドレート(NGH)を輸送するコンテナであって、
    固体NGHのブロック、及び、
    前記ブロックを支持する骨格構造、を備えたコンテナ。
24. 前記固体NGHが添加物を含むことを特徴とする請求項２３に記載のコンテナ。
25. 前記添加物が、砂、粘土、木材、麻、相変化材料のうちのいずれか一つを含むことを特徴とする請求項２４に記載のコンテナ。
26. 前記固体NGHブロックの外部を覆うバリアを更に備える請求項２３に記載のコンテナ。
27. 前記バリアが疎水性であることを特徴とする請求項２６に記載のコンテナ。
28. 前記バリアがガス及び液体に対して密閉シールされていることを特徴とする請求項２６に記載のコンテナ。
29. 前記バリアが断熱性であることを特徴とする請求項２６に記載のコンテナ。
30. 前記コンテナが船舶で輸送可能であることを特徴とする請求項２３に記載のコンテナ。
31. 前記コンテナが船舶の船体を形成するのに適切であることを特徴とする請求項２３に記載のコンテナ。
32. 前記コンテナが商用陸上輸送車両で輸送可能であることを特徴とする請求項２３に記載のコンテナ。
33. 前記骨格構造が前記固体NGHブロックを通した冷却流体の輸送に適していることを特徴とする請求項２３に記載のコンテナ。

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