JP2018506002A - 極低温流体を船上で貯蔵しかつ輸送するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、極低温流体を船舶（１）上で貯蔵しかつ輸送するための装置に関し、本装置は、極低温流体を気液二相平衡状態で貯蔵するための密閉断熱タンク（２、３、４、５、１０２、２０２）を備え、本装置は、気相の極低温流体をタンクの内側から外側へ放出するための流路を画定するような仕方でタンクを通って延びる少なくとも２つの密閉管（２２、２３、２４、２５）を備え、２つの密閉管（２２、２３、２４、２５）は各々、天井壁（１３）の密閉膜（２１）のレベルでタンク内部に通じる回収端を備え、前記２つの密閉管（２２、２３、２４、２５）の回収端は、前記天井壁（１３）の対向する２つの端に配置される天井壁（１３）の２つの領域のレベルでタンク内部に通じる。【選択図】図２

Description

本発明は、船内で運ばれかつ１つまたは複数の密閉断熱メンブレン型タンクを備える、極低温流体を輸送しかつ貯蔵する施設および装置の分野に関する。

タンクは、船舶の推進用燃料として機能する極低温流体を輸送する、またはこれを受け入れるためのものであってもよい。

液化天然ガスを輸送するための船舶は、船荷を中に貯蔵するための複数のタンクを有する。液化天然ガスは、これらのタンクに、約−１６２℃の大気圧で貯蔵され、よって二相気液平衡の状態にあり、よって、タンク壁を介して熱流束が加わると、液化天然ガスが気化する傾向がある。

タンク内部における過剰圧力の発生を回避するために、各タンクは、液化天然ガスの気化により生成される蒸気を除去するための密閉管に関連づけられている。このような密閉式の蒸気除去管は、例えば、国際公開第２０１３０９３２６１号パンフレットに具体的に記されている。管は、タンク壁を通ってタンク内部スペースの上部で開き、よって、タンクの内部スペースとタンクの外側に配置される蒸気回収装置との間に蒸気流路を画定する。このようにして集められた蒸気は、次に、再液化装置へ送られてもよく、よって液体は、次に、タンク内へ、エネルギー生産機器へ、または船舶の甲板に設けられるフレアスタックへと再度導入されることが可能である。

しかしながら、タンクの充填レベルが最大でありかつ船舶が、リスティングによる傾斜および／またはトリム関連でかなりの傾斜を有する位置で座礁している所定のインシデント状態の下では、蒸気除去管が液相内へと開き、よってタンク内に貯蔵されている気相に接触しなくなる危険性がある。このような状況では、タンク内部の気相内に分離されたガスポケットが形成されがちである。ところで、このようなガスポケットは、過剰圧力を引き起こしがちであり、これにより、タンクが損傷し、かつ／または液相が前述の蒸気除去管を介してタンクの外側へ放出されることになり得る。

このような分離されたガスポケットが形成される可能性を制限するためには、タンクの最大充填レベルを制限することが既知の慣例であることは確かである。しかしながら、タンク充填レベルのこうした制限は、運輸会社の収益損失に繋がり、よって、完全に満足のいくものではない。

本発明の根本的な１つの考案は、気相における分離されたガスポケットがこのようにタンクから除去され得ずにタンク内で形成される危険性を低減できるようにする、船上で運搬される極低温流体の貯蔵および輸送施設または装置を提案することである。

ある実施形態によれば、本発明は、船上で運搬され、極低温流体を貯蔵しかつ輸送するための装置を提供する。本装置は、極低温流体を気液二相平衡の状態で貯蔵するように意図される密閉断熱タンクを備え、前記タンクは、タンクの外側から内側へ向かう厚さ方向に少なくとも１つの断熱バリアと、極低温流体と接触するように意図される１つの密閉膜とを備える水平の上壁を有し、本装置は、気相の極低温流体をタンクの内側から外側へ除去するための流路を画定するようにしてタンクを通って延びる少なくとも２つの密閉管を備え、２つの管は各々、上壁の密閉膜のレベルでタンク内部に開く回収端を備え、前記２つの管の回収端は、前記上壁の対向する２つの端に位置づけられる上壁の２つのゾーンのレベルでタンク内部に開く。

したがって、船舶が、その対向する２つの端の一方が他方より持ち上げられる傾斜された位置で不動にされると、２つの管のうちの少なくとも一方が上壁の高い方のゾーン内へ開き、よって、タンクに貯蔵されている気相の極低温流体を除去することができる。

結果的に、蒸気除去管のこのような配置は、タンクの最大充填レベルを高めることを可能にする。

幾つかの実施形態によれば、このような装置または施設は、下記の特徴のうちの１つまたは複数を含んでもよい。

ある実施形態によれば、上壁の前記２つの端は、船舶の長手方向に対して垂直である横断方向で対向している。言い替えれば、上壁の２つのゾーンでタンク内に開く前記２つの管の回収端は、対向する２つの端においてタンクの長手方向に垂直である横断方向へ配置される。したがって、船舶が、ロッジによる傾斜を示す傾斜された位置で不動にされると、２つの管のうちの少なくとも一方が上壁の高いゾーン内へ開き、よって、タンクに貯蔵されている気相の極低温流体を、少なくとも船舶のトリムが高すぎない限り排出することができる。

ある実施形態によれば、水平である上壁の前記２つの端は、船舶の長手方向で対向している。したがって、船舶が、その長手軸が傾いている傾斜された位置で不動にされると、２つの管のうちの少なくとも一方が上壁の高い方のゾーン内へ開き、よって、気相の極低温流体を、船舶のロッジが高すぎない限り除去することができる。

ある実施形態によれば、前記２つの管の回収端は、上壁の対角線上で対向する２つの角ゾーンのレベルで開く。したがって、船舶が、リスティングに関連して傾いている傾斜された位置で不動にされると、２つの密閉管のうちの少なくとも一方が上壁の高い方のゾーン内へ開き、よって、気相の極低温流体を除去することができる。

ある実施形態によれば、前記装置は、各々がタンクの内部へ開く回収端を有しかつ各々が気相を除去するための流路を画定する４つの密閉管を備え、かつ上壁は、長方形形状を有し、４つの管の回収端は、船舶がトリムおよび／またはリスティングに関連して傾いている傾斜された位置で不動にされると、４つの管のうちの少なくとも１つが上壁の最上点のレベルで開き、よって気相の極低温流体を除去できるような仕方で、上壁の４つの角ゾーンのレベルで開く。

管は各々、タンクの外側に配置される蒸気回収装置へ連結される。

各蒸気回収装置は、タンクを通って延びてタンクの最大充填レベルに対応するタンク高さより下で開く蒸気射出管へ連結され、よって、タンクに液化天然ガスが前記最大充填レベルに対応する高さまで満たされると、前記噴射管は、回収された蒸気を、タンクに貯蔵されている気相の極低温流体内へと再噴射することができる。言い替えれば、噴射管は、前記噴射管が回収された蒸気を液相の極低温流体内へ再噴射できるような高さでタンク内部に開く。ある実施形態によれば、噴射管は、具体的には、タンクの底部へと、即ちタンクの中程より下に開いてもよい。気相のタンク液相へのこのような再噴射は、船舶の近傍における潜在的な引火性蒸気による雲の形成の制限または回避をも可能にする。効果的には、各回収装置または各噴射管は、タンクに貯蔵されている液相の極低温流体内へ蒸気を送り込むことができるポンプを装備する。

蒸気噴射管は、タンク内部に延び、かつタンクに貯蔵されている液相の極低温流体内へ気相を再噴射するための複数の発泡オリフィスを有する噴射ランスを備える。このような噴射ランスは、再噴射される気相と液相との間の熱交換を促進することを可能にする。

噴射ランスは、渦巻き状であって、同様に熱交換の促進を可能にする何らかの形状を有する。

前記装置は、タンクの上壁を通って延びかつ非常ポンプがタンク内へ下降できるようにする非常シャフトを備える。

ある実施形態によれば、噴射ランスは、前記非常シャフト内に取り外し可能に取り付けられる。別の実施形態によれば、非常シャフト自体が蒸気噴射管の一部を形成してもよい。

ある実施形態によれば、前記装置は、タンクの全高に渡って延びる、タンクの上壁から懸架される積込み／積出し塔を備え、積込み／積出し塔は、各々が積込み／積出し塔によって支持される個々のアンロードポンプに関連づけられる１つまたは複数の積出しラインを支持し、積込み／積出し塔は、さらに、非常シャフトを支持する。

前記または各蒸気回収装置は、リリーフバルブを介してフレアスタックへ連結される。

リリーフバルブは、具体的には、２００ミリバールから４００ミリバールまでの間、例えば約２５０ミリバールのゲージ圧値で定格されてもよい。

タンクは、タンクの各側面に１つが位置合わせされかつ各々が１対の横隔壁により区切られる２つの横方向のコファダムで縁取られ、かつ管は各々、そのレベルで前記管が開く上壁のゾーンに隣接するコファダムの一方の横隔壁を貫通して、少なくとも部分的に前記コファダムに収容される蒸気回収装置へ連結される。

各回収装置は、前記回収装置が少なくとも部分的に収容されるコファダムに隣接する角ゾーンのレベルで開く２つの管へ連結される。

前記装置は、横方向のコファダムによって互いから分離される複数のタンクを備え、２つのタンクを分離するコファダム内に収容される各回収装置は、前記回収装置が収容されるコファダムに隣接する角ゾーンのレベルで開く、隣接する２つのタンクの各々の２つの管へ連結される。効果的には、このような装置において、各管は、気相があるタンクから別のタンクへ自由に流れないように、バルブまたは逆止めバルブを装備する。

各管は、コファダムを画定する１対の隔壁のうちの横隔壁を貫通する水平部分と、前記水平部分へエルボ部分によって連結される垂直部分とを備え、前記垂直部分は、極低温流体と接触するように意図される上壁における密閉膜内に形成される開口を貫通する。

各管は、前記管を前記管がその隔壁を貫通するコファダムの横隔壁へ固定できるようにし、かつ前記管にタンクが冷却されると収縮できるようにするフレキシビリティを提供する波形を有する補償器を装備した部分を備える。

各管は、２つの同心壁と、２つの同心壁の間に、真空下に置かれかつ／または断熱材で裏打ちされる中間スペースとを備える二重壁チューブを備える。

前記または各タンクは、船舶の二重船殻およびコファダムの横隔壁により形成されるベアリング構造体内に配置される。

前記または各タンクは、タンクの外側から内側へ厚さ方向に、ベアリング構造体に当てて保持される二次断熱バリアと、二次断熱バリアによって支えられる二次密閉膜と、二次密閉膜にもたれる一次断熱バリアと、一次断熱バリアによって支えられかつタンクに収容される極低温流体と接触するように意図される一次密閉膜とを備える。

二重壁チューブの外壁は、一次密閉膜へ密閉式に溶接され、かつ二重壁チューブの内壁は、一次密閉膜へ密閉式に溶接され、よって、二重の密閉レベルの存在を絶えず保証することが可能にされる。

タンクは、水平の上壁と、底壁と、横壁と、側壁とによって画定される多面体の全体形状を有し、横壁および側壁は、底壁と上壁とを繋ぎ、各壁は、タンクの外側から内側へ厚さ方向に、少なくとも１つの断熱バリアと、極低温流体と接触するように意図される１つの密閉膜とを備える。

タンクは、船舶の長手方向に延びる長手方向サイズを有する。

ある実施形態によれば、タンクの長手方向サイズは、船舶の長手方向に延びる。別の実施形態によれば、タンクの長手方向サイズは、船舶の長手方向を横切る方向に、例えば、船舶の長手方向に対して垂直に延びる。

ある実施形態によれば、本発明は、前述の装置を備える船舶も提供する。

ある実施形態によれば、前記船舶は、極低温流体を輸送するように意図される、例えばＬＮＧタンカ等の船舶である。別の実施形態によれば、前記船舶は、極低温流体を供給されるモータ手段によって推進される船舶である。これらの実施形態は、組み合わされてもよい。

ある実施形態によれば、本発明は、極低温流体が断熱管路を介して海上の浮体式貯蔵施設または陸上の貯蔵施設と船舶のタンクとの間で運搬される、このような船舶への積込みまたは積出し方法も提供する。

ある実施形態によれば、本発明は、極低温流体の移送システムも提供し、前記システムは、前述の船舶と、船舶の二重船殻内に設置されるタンクを海上の浮体式貯蔵施設または陸上の貯蔵施設へ連結するような仕方で配置される断熱管路と、極低温流体の流れを断熱管路を介して海上の浮体式貯蔵施設または陸上の貯蔵施設と船舶のタンクとの間で駆動するためのポンプとを備える。

本発明は、添付の図面を参照して単に非限定的な例示として行う本発明の幾つかの具体的な実施形態に関する以下の説明の過程でより良く理解され、かつそのさらなる目的、詳細、特徴および優位点がより明白となるであろう。
図１は、液化天然ガスを輸送するための船舶の部分断面を示す略図である。 図２は、各タンクの上壁の４つの角ゾーンのレベルに蒸気除去管の開口を装備している、液化天然ガスを輸送するための船舶を上から見た略図である。 図３は、液化天然ガスを輸送するための船舶のタンクを示す部分斜視断面図である。 図４は、蒸気除去管が、タンク壁を貫通してコファダム内に配置される回収装置へ連結される様子を詳細に示す、タンクの縦断面図である。 図５は、蒸気除去管がタンク壁を貫通して、２つのタンクを分離するコファダム内に配置された回収装置へ連結される様子を詳細に示す、タンクの縦断面図である。 図６は、タンク壁を貫通する蒸気除去管を示す、タンクの断面図である。 図７は、隣接する２タンクを分離する横方向のコファダム内に配置される蒸気回収装置、およびこれが一方ではフレアスタックへ連結されかつ他方では、タンク内に貯蔵されている液相の液化天然ガス内へ蒸気を噴射するための噴射ランスへ連結される様子を詳細に示す、タンクの縦断面図である。 図８は、前記上壁を貫通する蒸気回収デバイスを詳細に示す、タンク上壁の断面図である。 図９は、液化天然ガス貯蔵タンクを備える船舶、およびこのタンクを積み込み／積み出すためのターミナルを示す、切欠き図を含む略図である。 図１０は、別の実施形態による、極低温流体を貯蔵するための装置を示す略斜視図である。 図１１は、図１０の極低温流体を貯蔵するための装置の断面図である。 図１２は、タンク上壁を介して蒸気を排出するための管の流路を詳細に示す部分断面図である。 図１２は、別の実施形態による、極低温流体を貯蔵するための装置を示す略斜視図である。

図１および図２は、液化天然ガスを貯蔵しかつ輸送するための装置を装備した船舶１を描いていて、前記装置は、４つの密閉断熱タンク２、３、４、５を備える。各タンク２、３、４、５は、船舶１の甲板に設けられかつ、関連のタンク２、３、４、５内に過剰圧力が生じた場合に気相のガスを逃がすことができるフレアスタック７に関連づけられる。

船舶１の船尾の近くには、従来、ディーゼル油の燃焼、またはタンク２、３、４、５から到来する蒸発ガスの燃焼の何れかによって稼働することができる複式燃料蒸気タービンを備える機関室６が存在する。

タンク２、３、４、５は、船舶１の長手方向に延びる長手方向サイズを有する。各タンク２、３、４、５のその長手方向の端は各々、密閉された中間スペースを区切りかつコファダム１０の名称で知られる１対の横隔壁８、９によって縁取られる。

したがって、タンク２、３、４、５は、横方向のコファダムによって互いから分離される。よって、タンク２、３、４、５は各々、一方では船舶の二重船殻１１で構成され、他方ではタンク２、３、４、５を縁取る各コファダム１０の横隔壁８、９の１つで構成されるベアリング構造体の内部に形成されることが分かり得る。

図３では、各タンク２、３、４、５が、水平の底壁１２と、水平の上壁１３と、底壁１２と上壁１３とを連結する横壁１４および側壁１５、１６、１７とによって画定される多面体形状を有することが分かり得る。図示されている実施形態において、各タンク２、３、４、５は、垂直な横断面上の断面から見て八角形状の断面を有する。言い替えれば、タンク２、３、４、５は、垂直な両側壁１５と、各々垂直な側壁１５の一方を上壁１３または底壁１２へ連結する傾斜した側壁１６、１７とを有する。横壁１４は、垂直である。底壁１２、上壁１３および側壁の形状は、長方形である。しかしながら、横壁１４は、八角形状を有する。不図示である別の実施形態において、タンクは、六角形の断面を有する。その場合、垂直な側壁１５は、底壁１２および横壁１４が結果的に六角形状を有する限り、下方へ延びる。しかしながら、先に述べたタンク２、３、４、５の形状は、例示であって、多くの変更を行えることが観察されるであろう。具体的には、上壁１３を例外として、タンクの他の壁は、部分的に、または完全に曲げられてもよい。

タンク２、３、４、５は、メンブレン型タンクである。各タンク壁は、タンクの外側から内側へ、ベアリング構造体上へ並置されかつこれへ二次保持部材によって固定されるラギングエレメントを備える二次断熱バリア１８と、二次断熱バリア１８によって支えられる二次密閉膜１９と、一次保持部材によって二次密閉膜１９へ固定される並置されたラギングエレメントを備える一次断熱バリア２０と、一次断熱バリア２０によって支えられかつタンクに収容される液化天然ガスと接触するように意図される一次密閉膜２１とを備える。このようなメンブレン型タンクでは、液化天然ガスは、大気圧に近い圧力で貯蔵される。

ある実施形態によれば、メンブレン型タンクは、具体的には仏国公開特許第２９６８２８４号明細書に記載されているＮＯ９６技術を用いて製造される。したがって、ラギングエレメントは、例えば、平行であって断熱箱の厚さ方向へ離隔される底パネルおよび上パネルと、厚さ方向へ延びるベアリングエレメントと、随意により周縁の仕切りと、断熱箱内に収容される断熱充填材とを備える断熱箱によって形成される。上パネルおよび底パネル、周縁の仕切りおよびベアリングエレメントは、例えば木製または熱可塑性複合材料製である。断熱充填材は、グラスウール、セルロース詰め物またはポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームまたはポリ塩化ビニルフォーム等のポリマーフォームで製造されても、パーライト、バーミキュライトまたはグラスウール等の粒状または粉状材料またはエアロゲルタイプのナノ多孔質材料で製造されてもよい。さらに、一次密閉膜２１および二次密閉膜１９は、上方に折り返された縁を有する連続する金属条板の層を備え、前記条板は、その上方に折り返された縁によって、断熱箱上に保持される平行する溶接サポートへ溶接される。金属条板は、例えばＩｎｖａｒ（登録商標）、つまりは、熱膨張係数が典型的には１．２ｘ１０^−６から２ｘ１０^−６Ｋ^−１までの間である鉄およびニッケルの合金、で製造され、または、膨張係数が典型的には約７ｘ１０^−６Ｋ^−１であるマンガン含有率の高い鉄合金から製造される。

別の実施形態によれば、メンブレン型タンクは、具体的には仏国公開特許第２６９１５２０号明細書に記載されているＭａｒｋ ＩＩＩ技術を用いて製造される。このようなタンクでは、断熱エレメントは、例えば、断熱ポリマーフォームの層で構成され、断熱ポリマーフォームの層は、前記フォーム層へ結合される２つの合板シートの間に挟まれる。断熱ポリマーフォームは、具体的には、ポリウレタンベースフォームであってもよい。二次断熱バリアの断熱エレメントは、２つのガラス繊維織物シートの間に挟まれたアルミニウムシートを備える複合材料で形成される二次密閉膜１９で覆われる。一次密閉膜２１自体は、縁に沿って互いに溶接されかつ垂直の２方向へ延びる波形を有する複数の金属シートを組み立てることによって達成される。金属板は、例えば、曲げ加工またはプレス加工により成形されるステンレス鋼またはアルミニウムシートで製造される。

メンブレン型タンクの上述の構造は、例示として説明したものであり、多くの変更を行うことができる。具体的には、密閉膜は、厚さがさらに大きい、または小さい金属板で製造されてもよく、密閉膜の厚さは、１０分の数ミリメートルから数センチメートルまでの間で変更することができる。

図２に戻ると、前記装置は、タンク２、３、４、５毎に、タンク内の液化天然ガスの気化によって生成される蒸気を除去するための流路を画定するような仕方でタンクを貫通する４つの蒸気除去管２２、２３、２４、２５を備えることが分かり得る。蒸気除去管２２、２３、２４、２５は、上壁１３の４つの角ゾーンのレベルで開く。したがって、このような装置を装備した船舶が傾斜された位置で不動になるとしても、各タンクの４つの蒸気除去管２２、２３、２４、２５のうちの少なくとも１つが気相と連通することになり、よって、これをタンクから除去することができ、過剰圧力が回避され、かつ、トリム関連の如何なる傾斜であっても、即ち船舶の長手軸が水平に対して如何に傾斜していても、また、リスティング関連の如何なる傾斜であっても、即ち船舶の横軸が水平に対して如何に傾斜していても、回避される。

さらに、各蒸気除去管２２、２３、２４、２５は、前記管が開く角ゾーンに隣接するコファダム１０のレベルに配置される回収装置２６へ連結される。効果的には、各タンクで、上壁１３の同じ長手方向の端のレベルで開く一方の２つの管２２および２５、およびもう一方の２つの管２３および２４は、同一の回収装置２６へ連結される。

さらに、図示されている実施形態において、隣接する２つのタンク２、３、４、５を分離するコファダム１０のレベルに配置される回収装置２６は、隣接する２つのタンクの各々の２つの管２２、２５または管２３、２４へ連結される。よって、このような配置は、必要な回収装置２６の数を最適化することを可能にする。しかしながら、この場合は、タンク間のガスの連通を回避するために、各管に逆止めバルブまたはバルブを装備することが効果的である。例えば電動バルブであるバルブは、遠隔的に、例えば船舶の甲板から制御されることが可能である。したがって、バルブは各々、トリム関連の傾斜によって、およびリスティング関連の傾斜によって開閉されることが可能である。

図示されていない別の実施形態では、各回収装置２６は、同一のタンクの２つの蒸気除去管２２、２５または２３、２４のみに連結される。その結果、隣接する２つのタンクを分離するコファダムゾーン１０毎に、２つの回収装置２６が各々、隣接する２つのタンクの各々から到来する蒸気の回収に当たる。このような配置は、回収される蒸気がタンクへと再噴射されることが意図される場合に、液化天然ガスによるあるタンクから別のタンクへの流れを回避することを可能にする。

各回収装置２６は、リリーフバルブ４２を介して、回収される蒸気をタンクに貯蔵されている液相の液化天然ガス内へ再噴射させることができる蒸気噴射管４１およびフレアスタック７の双方へ連結される。

図４をよく見ると、横壁１４と上壁１３とが交わるレベルにおけるタンクの角が明らかにされている。図示されているタンクは、ＮＯ９６技術を用いたものであって、このゾーンに、例えばＩｎｖａｒ（登録商標）製の幾つかの溶接されたシートのアセンブリで製造される連結リング２７を装備している。連結リング２７は、横壁１４に対して垂直な、かつコファダムの横隔壁９へ溶接される２つのフランジ２８、２９、および上壁１３に対して垂直な、かつ船舶の二重船殻の内部隔壁へ溶接される２つのフランジ３０、３１によって固定される。連結リング２７は、一次密閉膜２１の金属条板３２、３３が溶接されかつ一次密閉膜２１の連続性を保証する、主固定面を支える１組の一次プレート３８、３９を備える。同様に、連結リング２７は、二次密閉膜１９の金属条板３４、３５が溶接されて二次密閉膜１９の連続性を保証する、二次固定面を支える１組の二次プレート３６、３７を備える。

蒸気除去管２２は、エルボを有し、かつエルボ部分２２ｂによって垂直部分２２ｃへ連結される水平部分２２ａを備え、垂直部分２２ｃの端は、タンクの内部空間へと開く。水平部分２２ａは、コファダムの横隔壁９内に形成される開口を通って進み、上壁１３の一次断熱バリア２０に沿って延びて、横壁１４の二次断熱バリア１８および連結リング２７の二次プレート３６、３７および一次プレート３８、３９のセットを通過する。垂直部分２２ｃは、管２２の回収端がタンク内部で開くように、上壁１３の一次密閉膜２１内に形成される開口を通って進む。管２２の回収端は、フィルタ４４を装備してもよい。

図示されている実施形態において、除去管２２は、効果的には二重壁チューブで形成され、その２つの同心壁は、ステンレス鋼製であり、両者間の中間スペースは、空にされかつ／または断熱材で裏打ちされる。二重壁チューブの外壁は、連結リング２７の１組の二次プレート３６、３７のレベルで終了してこれへ溶接され、これに対して、二重壁チューブの内壁の端は、一次断熱バリア２０を通って進み、次に、これへ一次密閉膜２０が、一次密閉膜２１のシーリングを保証するような仕方で溶接される。

二重壁チューブは、コファダムの横隔壁９を貫通するレベルに、タンクが冷却されると収縮できるようにするフレキシビリティを管２２へ与える二重補償器４０を備える。二重補償器４０は、そうするために、外壁のレベルに、一連の波形を示す外側部分を備え、かつ内壁のレベルに、一連の波形を示す内側部分を備える。また、二重補償器４０は、蒸気除去管２２をコファダムの横壁９へ固定することも可能にする。そうするために、図示されている実施形態では、二重補償器４０の波形にされた外側部分が、コファダムの横壁９内に形成される開口の内部に取り付けられかつこれへ溶接されるステンレス鋼インサート４３へ溶接される。

この例における管２２は、回収装置２６へ連結され、回収装置２６は、コファダム１０の内部を横断方向へ延びるチューブを備え、したがって、上壁の２つの角ゾーンへと開く、タンクの同じ長手方向の端のレベルに配置される２つの管２２、２５からの蒸気を回収できるようにする。

図５における実施形態は、回収装置２６がここでは、コファダム１０によって分離される隣接する２つのタンクの２つの向かい合った角ゾーンに開く２つの蒸気除去管２２、２３へ連結されることが、図４の実施形態と異なる。この回収装置２６も、図５には描かれていない、甲板に沿って船舶の横断方向へ延びるチューブを備え、よって、前記コファダム１０に隣接する他の２つの角ゾーンのレベルで開く２つの他の管２４、２５からの蒸気を回収できるようにする。さらに、各除去管２２、２３は、タンクを互いから分離できるように、除去管から回収装置２６へ向かう気相の流れを可能または防止することができるバルブ５４を装備している。

図７に関連して、回収装置２６は、三方カップリング４６を介して、一方で、回収される気相をタンクに貯蔵されている液相の液化天然ガス内へ再噴射させることができる蒸気噴射管４１へ、他方で、リリーフバルブ４２経由でフレアスタック７へ連結されることが分かり得る。各回収装置２６または蒸気噴射管４１は、回収される気相を液相内へ送出できるようにするポンプ５５を装備する。

本装置は、さらに、輸送前に船荷をタンクへ積み込み、かつ輸送後に船荷を積み下ろすための、図７に略示されている積込み／積出し塔４５を備える。積込み／積出し塔４５は、コファダムの横隔壁９の近くをタンクの略全高に渡って延びる。積込み／積出し塔４５は、上壁１３から懸架され、かつ具体的には、三脚型の構造体、即ち３つの垂直マストを有する構造体で構成されてもよい。積込み／積出し塔４５は、１つまたは複数の積出しライン４７と、図示されていない１つまたは複数の積込みラインを支持する。積出しライン４７は各々、それ自体が積込み／積出し塔４５によって支持される、図示されていない個々のアンロードポンプに関連づけられる。さらに、本装置は、タンクの上壁１３を貫通してタンクの略全高に渡って延びかつ、他のアンロードポンプが故障した場合に非常ポンプおよび積出しラインを下降できるようにする非常シャフト４８を備える。

図示されている実施形態では、非常シャフト４８は、タンク壁を貫通する追加的な流路を作る必要なしに、回収される蒸気をタンクに貯蔵されている液相の液化天然ガス内へ再噴射できるように、有効利用される。

そうするために、図示されている実施形態において、蒸気噴射管４１は、非常シャフトの内部に配置される噴射ランス４９を備える。噴射ランス４９は、タンクの高さのかなりの部分に渡って延び、液相の液化天然ガスの内部へと沈む。図示されている実施形態において、噴射ランス４９は、渦巻き形状、および噴射ランスに沿って分散される複数の発泡オリフィス５０を備える。噴射ランス４９のこのような構造は、再噴射される蒸気と液相の液化天然ガスとの間の熱交換の促進を可能にする。

噴射ランス４９は、非常ポンプが非常シャフト４８内へと下降される必要がある場合に非常シャフトから引き出すことができるように、非常シャフト４８の内部へ取り外し可能に取り付けられる。さらに、噴射ランスは、具体的には噴射ランス４９を取り外しかつ非常ポンプを非常シャフト４８内へ下降させる必要がある場合にタンク内への蒸気の再噴射を中断できるように、遮断バルブ５１によって三方カップリング４６へ連結される。

さらに、蒸気の圧力がしきい値を超えた場合に蒸気を大気へと放出し、これによりタンク内部の過剰圧力が制限され得るように、安全バルブが蒸気のフレアスタックへの方向づけを可能にすることは、留意されるであろう。リリーフバルブは、具体的には、２００ミリバールから４００ミリバールまでの間、例えば約２５０ミリバールのゲージ圧値で定格されてもよい。

各タンク２、３、４、５は、タンクの上壁１４、この場合は中央ゾーン内を貫通する、図８に示されているような蒸気回収デバイス５６も装備してもよい。ベアリング構造体は、ベアリング構造体の外側へ延びるシャフト５２が周りに溶接される円形の開口を備える。金属製の回収管５３は、シャフト５２の内部へ固定され、タンク内の液化天然ガスの気化によって生成される蒸気を抽出するように意図されている。回収管５３は、円形の開口の中心で上壁１３を貫通し、断熱バリア１８、２０および密閉膜１９、２１を貫通する。この回収管５３は、具体的には、タンクの外側の蒸気回収装置へ連結され、この蒸気回収装置は、この蒸気を抽出して、これをフレアスタック７へ、船舶を推進するための蒸気タービンへ、または次に流体をタンク内へ再導入できるように液化デバイスへと選択的に送ることができる。

回収管５３の直径および高さは、タンクの大きさおよび船舶の大きさによって変わりやすいが、回収管の直径および高さは、船舶がＬＮＧタンカである場合に重要であり、タンクが、船舶の推進手段を供給するために使用される液化天然ガスを貯蔵するためのものである場合は、それほど重要ではない。

図１０、図１１および図１２を参照すると、液化天然ガス貯蔵装置が観察される。図１から図８までのエレメントと同じ、または類似のエレメント、即ち同じ機能を実現するエレメントには、１００が加算された同じ参照数字が付されている。

本装置は、具体的には船舶の推進燃料として機能するための液化天然ガスを貯蔵するために使用されることが可能なタンク１０２を備える。本例において、タンク１０２は、底壁１１２と、上壁１１３と、２つの垂直な側壁１１５と、２つの垂直な横壁１１４とによって画定される直方体形状を有する。タンク１０２の長手方向サイズは、例えば、船舶の長手方向またはこれに垂直に配向されてもよい。

本装置は、各々が上壁１１３の４つの角領域のうちの１つにおいて開く、４つの蒸気除去管１２２、１２３、１２４、１２５を備える。図１１および図１２に示されているように、４つの蒸気除去管１２２、１２３、１２４、１２５は、タンク１０２の内部スペース内へ上壁１１３の一次密閉膜１２１のレベルで開くように、上壁１１３を貫通する。図１２に示されているように、蒸気除去管１２２は、外壁が二次密閉膜１１９へ密閉式に連結され、一方で外壁が例えば溶接により一次密閉膜１２１へ密閉式に連結される二重壁チューブによって形成される。

図１０では、蒸気除去管１２２、１２３、１２４、１２５は、回収装置網によって互いに連結されることが観察される。回収装置網は、長方形を画定しかつ各々が蒸気除去管１２２、１２３、１２４、１２５のうちの１つを上壁１１３に隣接する角領域に配置される別の蒸気除去管と連結する４つの管１５７を備える。回収装置網は、他にも、各々が２つの平行する管１５７同士をそれらの中心近くで連結する他の２つの管１５８を備える。２つのダクト１５８は、互いに連結される。２つのダクト１５８の交点は、１つまたは２つのダクト１５９によってフレアスタックへ、かつ／または気相の天然ガスを用いるための回路へ連結され、ダクト１５９は各々、リリーフバルブ１６０を装備している。したがって、このような配置は、同じタンクの全ての蒸気除去管１２２、１２３、１２４、１２５の安全バルブ１６０を、タンクが傾いた場合に液相をフレアスタックおよび／または気相ガス利用回路へと放出させる危険性なしにプールすることを可能にする。

図１３では、図１から図８までのエレメントと同じ、または同様のエレメント、即ち同じ機能を実現するエレメントに、２００を加算した同じ参照数字を付している。図１３において、本装置は、２つの蒸気除去管２２２、２２３しか備えていない。２つの管２２２、２２３は、タンク２０２内部の船舶の横断方向における対向する２つの端で開いている。このような配置は、蒸気除去管２２２、２２３の数を制限して装置のかさおよびコストを制限し、一方で、船舶がロッジによる傾斜を有する傾斜位置で不動にされる場合に気相の液化天然ガスの効果的な排出を保証することを可能にする。船舶のロッジによる傾斜は、最も重要であると思われる傾斜である。

また、この設備は、２つのダクト２６３を備える回収装置網を備え、各ダクト２６３は、２つの蒸気除去管２２２、２２３のうちの一方を回収ダクト２６４へ連結することを可能にする。管２６４は、図示されていない安全バルブを装備していて、気相のガスをフレアスタックへ、かつ／または気相の天然ガスを用いるためのプラントへ導く。

また、本設備が、タンクの天井壁２１３を貫通する管２６５も備え、図示されていない１つまたは複数の積込みおよび／または積出しラインがこれを通って進み、船荷の積込みおよび／または積出しが可能にされることも観察される。

次に、液化天然ガスを貯蔵しかつ輸送するためのこのような装置を装備したメタン運搬船７０の切欠き図を示す図９を参照する。図９は、船舶の二重船殻７２内に設置される、全体形状が角柱状である密閉断熱タンク７１を示している。

それ自体が既知である方法において、船舶の上甲板上に配置される積込み／積出し管路７３は、タンク７１との間で液化天然ガスの貨物を移送するために、適切なコネクタによって海洋または港湾ターミナルへ結合されてもよい。

図９は、積込みおよび積出しステーション７５と、水中管７６と、陸上施設７７とを備える海洋ターミナルの一例も描いている。積込みおよび積出しステーション７５は、可動アーム７４と、可動アーム７４を支持する塔７８とを備える定置式海上施設である。可動アーム７４は、積込み／積出し管路７３へ連結されることが可能な断熱自在ホース７９の束を支える。方向づけ可能な可動アーム７４は、あらゆるサイズのメタン運搬船に合わせて適応する。図示されていない連結管は、塔７８の内部で延びる。積込みおよび積出しステーション７５は、メタン運搬船７０と陸上施設７７との間の積込みおよび積出しを可能にする。陸上施設７７は、液化ガス貯蔵タンク８０と、水中管７６により積込みまたは積出しステーション７５へ連結される連結管８１とを備える。水中管７６は、液化ガスを積込みまたは積出しステーション７５と陸上施設７７との間で長距離に渡り、例えば５ｋｍに渡って移送できるようにし、メタン運搬船７０が積込みおよび積出し作業の間、遠距離の海上に留まることを可能にする。

液化ガスの移送に必要な圧力の生成には、船舶７０上で運ばれる船上ポンプ、および／または陸上ベース施設７７に装備されるポンプおよび／または積込みおよび積出しステーション７５に装備されるポンプが利用される。

本発明を幾つかの具体的な実施形態に関連して説明してきたが、本発明が、如何なる場合もこれらの実施形態に限定されないこと、および本発明が、本発明の範囲に含まれる場合の記述されている手段の技術的等価物およびそれらの組合せを全て包含することは、極めて明白である。

「備える」、「有する」または「含む」といった動詞およびこれらの活用形の使用は、クレームに記載されているもの以外のエレメントまたはステップの存在を排除するものではない。あるエレメントまたはステップに対する「ある」または「１つの」という不定冠詞の使用は、別段の指摘のない限り、複数のこうしたエレメントまたはステップの存在を除外するものではない。

クレームにおいて、括弧に入った参照符号は何れも、クレームを限定するものとして解釈されてはならない。

Claims (20)

1. 船舶（１）上で運搬され、極低温流体を貯蔵しかつ輸送するための装置であって、前記装置は、前記極低温流体を気液二相平衡の状態で貯蔵するように意図される密閉断熱タンク（２、３、４、５、１０２、２０２）を備え、前記タンク（２、３、４、５、１０２、２０２）は、前記タンクの外側から内側へ向かう厚さ方向に少なくとも１つの断熱バリア（１８、２０、１１８、１２０）と、前記極低温流体と接触するように意図される１つの密閉膜（２１、１２１）とを備える水平の上壁（１３、１１３、２１３）を有し、
   前記装置は、気相の極低温流体を前記タンクの内側から外側へ除去するための流路を画定するような仕方で前記タンクを通って延びる少なくとも２つの密閉管（２２、２３、２４、２５）を備え、前記２つの管（２２、２３、２４、２５、１２２、１２３、１２４、１２５、２２２、２２３）は各々、前記上壁（１３、１１３、２１３）の前記密閉膜（２１、１２１）のレベルで前記タンク内部に開く回収端を備え、
   前記２つの管の前記回収端は、前記上壁（１３、１１３、２１３）の対向する２つの端に位置づけられる前記上壁（１３、１１３、２１３）の２つのゾーンのレベルで前記タンク内部に開く、装置。
2. 前記上壁（１３、１１３、２１３）の前記２つの端は、前記船舶（１）の長手方向に対して垂直である横断方向で対向している、請求項１に記載の装置。
3. 前記上壁（１３、１１３、２１３）の前記２つの端は、前記船舶の長手方向で対向している、請求項１に記載の装置。
4. 前記２つの管（２２、２３、２４、２５、１２２、１２３、１２４、１２５）の前記回収端は、前記上壁（１３）の対角線上で対向する２つの角ゾーンのレベルで開く、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の装置。
5. 前記装置は、各々が前記上壁（１３、１１３）の前記密閉膜（２１、１２１）のレベルで前記タンクの内部へ開く回収端を有しかつ各々が気相を除去するための流路を画定する４つの密閉管（２２、２３、２４、２５、１２２、１２３、１２４、１２５）を備え、かつ前記装置において、前記上壁（１３、１１３）は、長方形形状を有し、前記４つの管（２２、２３、２４、２５）の前記回収端は、前記船舶がトリムおよび／またはリスティングに関連して傾いている傾斜された位置で不動にされると、前記４つの管のうちの少なくとも１つが前記上壁の最上点のレベルで開き、よって前記気相の極低温流体を除去できるような仕方で、前記上壁（１３、１１３）の４つの角ゾーンのレベルで開く、請求項４に記載の装置。
6. 前記管（２２、２３、２４、２５、１２２、１２３、１２４、１２５、２２２、２２３）は各々、前記タンク（２、３、４、５、１０２、２０２）の外側に配置される蒸気回収装置（２６、１５９、２６４）へ連結される、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の装置。
7. 各蒸気回収装置（２６）は、前記タンク（２、３、４、５）を通って延びて前記タンク内部において最大タンク充填レベルに対応するタンク高さより下で開く蒸気射出管（４１）へ連結され、よって、前記タンクは液化天然ガスが前記最大充填レベルに対応する高さまで満たされると、前記噴射管は、回収された蒸気を、前記蒸気回収装置（２６）を介して、前記タンクに貯蔵されている前記気相の極低温流体内へと再噴射することができ、各蒸気回収装置（２６）または各蒸気噴射管（４１）は、前記回収された蒸気を前記液相の極低温流体内へ送出することができるポンプを装備する、請求項６に記載の設備。
8. 前記蒸気噴射管（４１）は、前記タンク（２、３、４、５）の内部に延び、かつ前記タンクに貯蔵されている前記液相の極低温流体内へ前記気相を再噴射するための複数の発泡オリフィス（５０）を有する噴射ランス（４９）を備える、請求項７に記載の装置。
9. 前記タンクの前記上壁（１３）を通って延びかつ非常ポンプが前記タンク内へ下降できるようにする非常シャフト（４８）を備え、かつ前記噴射ランス（４９）は、前記非常シャフト（４８）内に取り外し可能に取り付けられる、請求項８に記載の装置。
10. 前記タンク（２、３、４、５）の全高に渡って延びる、前記タンクの前記上壁（１３）から懸架される積込み／積出し塔（４５）を備え、前記積込み／積出し塔（４５）は、各々が前記積込み／積出し塔によって支持される個々のアンロードポンプに関連づけられる１つまたは複数の積出しライン（４７）を支持し、前記積込み／積出し塔は、さらに、前記非常シャフト（４８）を支持する、請求項９に記載の装置。
11. 前記または各蒸気回収装置（２６、１５９、２６４）は、リリーフバルブ（４２、１６０）を介してフレアスタック（７）へ、かつ／または気相ガス利用回路へ連結される、請求項４から請求項１０までのいずれか一項に記載の装置。
12. 前記タンクは、前記タンク（２、３、４、５）の各側面に１つが位置合わせされかつ各々が１対の横隔壁（８、９）により区切られる２つの横方向のコファダム（１０）で縁取られ、かつ前記管（２２、２３、２４、２５）は各々、そのレベルで前記管（２２、２３、２４、２５）が開く前記上壁（１３）のゾーンに隣接する前記コファダム（１０）の一方の横隔壁（８、９）を貫通して、少なくとも部分的に前記コファダム（１０）に収容される蒸気回収装置（２６）へ連結される、請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の装置。
13. 各回収装置（２６）は、前記回収装置（２６）が少なくとも部分的に収容される前記コファダム（１０）に隣接する前記角ゾーンのレベルで開く前記２つの管（２２、２５、または２３、２４）へ連結される、請求項５に従属する場合の請求項１２に記載の装置。
14. 横方向コファダム（１０）によって互いから分離される複数のタンク（２、３、４、５）を備え、かつ前記装置において、２つのタンク（２、３、４、５）を分離するコファダム内に収容される各回収装置（２６）は、前記回収装置（２６）が収容される前記コファダム（１０）に隣接する前記角ゾーンのレベルで開く、前記隣接する２つのタンクの各々の前記２つの管（２２、２５、および２３、２４）へ連結される、請求項１３に記載の装置。
15. 各管（２２、２３、２４、２５、１２２、１２３、１２４、１２５、２２２、２２３）は、前記管（２２、２３、２４、２５）を前記管がその隔壁を貫通する前記コファダムの前記横隔壁（９）へ固定できるようにする、かつ前記管（２２、２３、２４、２５）に前記タンクが冷却されると収縮できるようにするフレキシビリティを提供する波形を有する補償器（４０）を装備した部分を備える、請求項１２から請求項１４までのいずれか一項に記載の装置。
16. 各管（２２、２３、２４、２５）は、２つの同心壁と、前記２つの同心壁の間に、真空下でありかつ／または断熱材で裏打ちされる中間スペースとを備える二重壁チューブを備える、請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載の装置。
17. 前記タンク（２、３、４、５、１０２、２０２）は、前記船舶（１）の長手方向に延びる長手方向サイズを有し、かつ水平の上壁（１３、１１３、２１３）と、底壁（１２、１１２、２１２）と、横壁と、側壁とによって画定される多面体の全体形状を有し、前記横壁および前記側壁は、前記底壁（１２、１１２、２１２）と前記上壁（１３、１１３、２１３）とを繋ぎ、各壁（１２、１３、１４、１５、１６、１７）は、前記タンクの前記外側から前記内側へ厚さ方向に、少なくとも１つの断熱バリア（１８、２０、１１８、１２０）と、前記極低温流体と接触するように意図される１つの密閉膜（２１、１２１）とを備える、請求項１から請求項１６までのいずれか一項に記載の装置。
18. 請求項１から請求項１７までのいずれか一項に記載の装置（１）を備える船舶（７０）。
19. 極低温流体が断熱管路（７３、７９、７６、８１）を介して海上の浮体式貯蔵施設または陸上の貯蔵施設（７７）と前記船舶のタンク（７１）との間で運搬される、請求項１８に記載の船舶（７０）への積込みまたは積出し方法。
20. 極低温流体の移送システムであって、前記システムは、請求項１８に記載の船舶（７０）と、前記船舶の二重船殻内に設置される前記タンク（７１）を海上の浮体式貯蔵施設または陸上の貯蔵施設（７７）へ連結するような仕方で配置される断熱管路（７３、７９、７６、８１）と、極低温流体の流れを、前記断熱管路を介して前記海上の浮体式貯蔵施設または前記陸上の貯蔵施設と前記船舶の前記タンクとの間で駆動するためのポンプとを備える、移送システム。

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