JP2023553928A - 液化ガス貯蔵設備におけるガスアップ及びガス試験の方法 - Google Patents

Abstract

ガスアップ方法は、液相の液化ガスの流れ（２５）を第１貯蔵タンク（１０Ａ）に導入して、前記第１貯蔵タンクを冷却し、前記第１貯蔵タンク内の前記液相の液化ガスの一部又は全体を蒸発させ、前記液相の液化ガスの流れ（２５）が前記第１貯蔵タンク（１０Ａ）に導入される間、前記液相の液化ガスの気化によって生成された気相の液化ガスの流れ（２６、１２６）を、前記第１貯蔵タンクの上部から第２貯蔵タンク（１０Ｂ）の上部に導き、前記第２貯蔵タンク（１０Ｂ）の下部から不活性ガスの流れ（２７）を放出することにより、少なくとも前記第２貯蔵タンク（１０Ｂ）の上部において、前記気相の液化ガス（２１）によって不活性ガス（２２）が置き換えられることを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、液化ガス貯蔵設備の分野に関し、特に、ＬＮＧ運搬船などの浮体構造物上の設備に関する。

液化ガス貯蔵設備、特にＬＮＧを貯蔵するための液化ガス貯蔵設備は、例えば、陸上の貯蔵設備、海底に設置された貯蔵設備、又は沿岸若しくは深海における浮体式構造物の船上設備、特に、ＬＮＧ船、浮体式貯蔵再ガス化設備（Floating Storage and Regasification Unit（FSRU））、浮体式生産貯蔵積出設備（Floating Production Storage and Offloading（FPSO））などであることができる。

液化ガスは、可燃性ガス、特に、液化天然ガス（ＬＮＧ）又は液化石油ガス（ＬＰＧ）などであることができる。

ＬＮＧ貯蔵タンクの製造後に試運転する場合、又は大規模な修理後に使用に戻す場合には、乾燥、不活性化、ガスアップ（英語では「gassing-up」）、冷却（英語では「cool-down」）、その後積載という一連の作業が必要になる。

これらの作業は、特にガス試験中に実行され、ＬＮＧ船の試運転又は再試運転前に、貯蔵タンクとカーゴハンドリングシステムが低温で正しく動作することを確認するために実施される試験である。ガス試験と推奨される実施方法の詳細な説明は、下記の出版物に記載されている：国際ガスタンカー運航者及び基地操業者協会（The Society of International Gas Tanker and Terminal Operators（SIGTTO））論文（２０１９版）の「ＬＮＧ船のガス試験計画のガイド」、ＩＳＢＮ１３：９７８－１－８５６０９－８１０－６（９７８１８５６０９８１０６）。

特に、海上での運用中は、次のような複数の貯蔵タンクでガス試験を同時に実行するのが通例である。
－ＬＮＧ気化ユニットでの強制気化によって生成される気相のガスの流れによる貯蔵タンクのガスアップ、
－次に、液相のガスの流れによる貯蔵タンクの冷却。

海上でのこれらすべての作業では、事前に別のタンクに積み込まれていたＬＮＧが消費され、船上に蓄積できない蒸発ガス、つまり気相の液化ガスが生成される。この蒸発ガスを処理する従来の技術は、再液化、推進エンジンでの消費、燃焼装置での燃焼、及び／又は大気中への放出で構成される。

本発明のある態様は、ガス試験、特にガスアップ及び冷却動作では大量の蒸発ガスが発生するが、その処理を容易にし、液化ガスを節約し、及び／又は大気中へのガス排出を削減するには、蒸発ガスを削減することが望ましい、という観察に基づいている。

本発明の基礎となるアイデアは、特に液化ガス貯蔵設備内の複数のタンクを含むガス試験中に、タンクの冷却中に生成される蒸発ガスを利用して別のタンクのガスアップを実行することにある。

そのために、本発明は、液化ガス貯蔵設備の貯蔵タンクをガスアップするガスアップ方法を提案する。液化ガス貯蔵設備は、浮体構造物に搭載されていることが好ましく、前記ガスアップ方法は、前記液化ガス貯蔵設備を準備状態にし、前記液化ガス貯蔵設備は、複数の貯蔵タンクと、前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に並列に接続された少なくとも１つのマニホールドとを備え、前記準備状態にある前記複数の貯蔵タンクのうち第１貯蔵タンクが気相の液化ガスで満たされており、前記第１貯蔵タンク内の前記気相の液化ガスは、前記液化ガスの気液平衡温度より高い温度にあり、前記準備状態にある前記複数貯蔵タンクのうち第２貯蔵タンクは、不活性ガスで満たされており、液相の液化ガスの流れを前記第１貯蔵タンクに導入して、前記第１貯蔵タンクを冷却し、前記第１貯蔵タンク内の前記液相の液化ガスの一部又は全体を蒸発させ、前記液相の液化ガスの流れが前記第１貯蔵タンクに導入される間、前記液相の液化ガスの気化によって生成された気相の液化ガスの流れを、前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に接続された前記少なくとも１つのマニホールドを通じて、前記第１貯蔵タンクの上部から前記第２貯蔵タンクの上部に導き、前記気相の液化ガスは前記不活性ガスよりも密度が低く、前記気相の液化ガスの流れの圧力下で前記第２貯蔵タンクの下部から不活性ガスの流れを放出することにより、少なくとも前記第２貯蔵タンクの上部において、前記気相の液化ガスによって不活性ガスが置き換えられることを含む。

これらの特性のために、複数の貯蔵タンクのガスアップと冷却を連続的又は部分的に連続した方法で実行し、従来の同期的な手順よりも発生する蒸発ガスの量を減らすことができる。

有利な実施形態によれば、そのような方法は、以下の特徴のうちの１つ以上を有しても良い。

第１貯蔵タンクから第２貯蔵タンクへ気相の液化ガスの流れを導くことを可能にする接続は、様々な方法で行うことができる。

一実施形態によれば、前記少なくとも１つのマニホールドはメンテナンスマニホールドを備え、前記メンテナンスマニホールドは、それぞれの第１遮断バルブを介して前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に並列に接続され、前記気相の液化ガスの流れは、前記第１貯蔵タンクに関連する前記第１遮断バルブを通って、前記第１貯蔵タンクの上部から前記メンテナンスマニホールドに導かれ、及び／又は、前記第２貯蔵タンクに関連する前記第１遮断バルブを通って、前記メンテナンスマニホールドから前記第２貯蔵タンクの上部に導かれる。

好ましくは、このメンテナンスマニホールドは絶縁されていない。特に、メンテナンスマニホールドは、不活性ガス生成ユニットに接続され、通常はタンクの不活性化中に使用されるマニホールドであってもよい。

一実施形態によれば、前記少なくとも１つのマニホールドは蒸気マニホールドも備え、前記蒸気マニホールドは断熱されており、前記蒸気マニホールドは、それぞれの第２遮断バルブを介して前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に並列に接続され、前記蒸気マニホールドは、前記メンテナンスマニホールドと直列に接続されており、前記気相の液化ガスの流れは、前記第１貯蔵タンクに関連付けられた前記第１遮断バルブ、前記メンテナンスマニホールド、前記蒸気マニホールド、及び前記第２貯蔵タンクに関連付けられた前記第２遮断バルブを、順に通過し、又は、前記第１貯蔵タンクに関連付けられた前記第２遮断バルブ、前記スチームマニホールド、前記メンテナンスマニホールド、前記第２貯蔵タンクに関連付けられた前記第１遮断バルブを、順に通過する。

第１貯蔵タンクから第２貯蔵タンクへの気相の液化ガスの流れは、様々な方法で行うことができる。

一実施形態によれば、前記気相の液化ガスの流れは、自然対流によって第１貯蔵タンクの上部から第２貯蔵タンクの上部に流れる。これらの特性のために、追加のエネルギーを消費することなく、流れが受動的に達成される。

一実施形態によれば、前記液化ガス貯蔵設備は、前記メンテナンスマニホールド及び前記蒸気マニホールドのいずれか一方に接続された入口と、前記メンテナンスマニホールド及び前記蒸気マニホールドのいずれか他方に接続される出口と、を有するガス再加熱装置を更に備え、前記気相の液化ガスの流れは、前記第２貯蔵タンクの上部に到達する前に前記ガス再加熱装置を通って再加熱される。これらの特徴により、比較的低温の蒸発ガス、特に第１タンクの冷却運転が進んだ状態で第１タンク内で得られる蒸発ガスを回収することができる。

一実施形態によれば、前記液化ガス貯蔵設備は、前記メンテナンスマニホールド及び前記蒸気マニホールドのいずれか一方に接続された入口と、前記メンテナンスマニホールド及び前記マニホールドのいずれか他方に接続される出口と、を有するガス再加熱装置を更に備え、第１フロー期間中に、前記気相の液化ガスの流れは、自然対流によって前記第１貯蔵タンクの上部から前記第２貯蔵タンクの上部に流れ、第２フロー期間中に、前記気相の液化ガスの流れは、前記第２貯蔵タンクの上部に到達する前に、前記ガス再加熱装置を通って再加熱される。

一実施形態によれば、前記ガスアップ方法は、前記第１フロー期間中に、前記第１貯蔵タンクから出る前記気相の液化ガスの温度を監視するステップと、前記気相の液化ガスの温度が所定の基準を満たしているときに、前記気相の液化ガスの流れを前記再加熱装置に切り替えるステップと、を更に備える。

これらの特性のために、第１貯蔵タンクの冷却運転開始時に、所定の基準に達するまで自然な流れを実現することができる。所定の基準とは、例えば、それを下回ると気相の液化ガスが濃くなりすぎてガスアップオペレーションが実行できなくなる温度閾値である。次に、流れがヒーターに切り替えられ、第２貯蔵タンクのガスアップオペレーションが継続される。

液相の液化ガスの流れは、例えば液化ガス貯蔵設備の外部又は内部など、幾つかの方法で生成することができる。実施形態によれば、前記液相の液化ガスの流れは、液化ガス貯蔵設備が接続されている陸上ターミナル又は供給船から導かれる。

一実施形態によれば、前記液化ガス貯蔵設備は、第３貯蔵タンクと、前記複数の貯蔵タンクのそれぞれに並列に接続されたスプレーマニホールドとを備え、準備状態にある前記第３貯蔵タンクが前記液相の液化ガスで部分的又は完全に満たされており、前記液相の液化ガスの流れは、前記第３貯蔵タンクにポンプで送られ、前記スプレーマニホールドを通って前記第１貯蔵タンクに導かれる。

一実施形態によれば、前記液相の液化ガスの流れは、スプレー装置によって前記第１貯蔵タンクにスプレーされる。

不活性ガスは様々な方法で排出できる。一実施形態によれば、前記液化ガス貯蔵設備は、前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの下部に並列に接続された液体マニホールドと、前記液体マニホールドに接続されたガス抜きマストとを備え、前記第２貯蔵タンクから出た前記不活性ガスの流れは、前記液体マニホールドを通って前記ガス抜きマストに導かれる。

一実施形態によれば、本発明は、更に、浮体構造物上の液化ガス貯蔵設備内においてガス試験を実施するための方法を提供し、前記ガス試験を実施するための方法は、上述したガスアップ方法によって前記第２貯蔵タンクをガスアップし、前記第２貯蔵タンクがガスアップされると、液相の液化ガスの流れを前記第２貯蔵タンクに導入し、前記第２貯蔵タンクを冷却することを含む。

以前と同様に、第２貯蔵タンクの冷却動作と同時に、別の貯蔵タンクのガス処理を実行できる。従って、第２貯蔵タンクの冷却オペレーション中に生成される蒸発ガスの量が利用され、従来の同期手順と比較して蒸発ガスの全体的な生成が減少する。

一実施形態によれば、本発明は、更に、液化ガス貯蔵設備を提供し、前記液化ガス貯蔵設備は、浮体構造物に搭載されていることが好ましく、前記液化ガス貯蔵設備は、複数の貯蔵タンクと、それぞれの第１遮断バルブを介して前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に並列に接続されたメンテナンスマニホールドと、それぞれの第２遮断バルブを介して前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に並列に接続された蒸気マニホールドであって、断熱された蒸気マニホールドと、前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの下部に並列に接続された液体マニホールドであって、断熱された液体マニホールドと、前記液体マニホールドに接続されたガス抜きマストと、を備え、前記第１遮断バルブは、前記メンテナンスマニホールドを前記複数の貯蔵タンクのうち前記第１貯蔵タンクの上部と選択的に連通させるように切り替え可能であり、気相の液化ガスの流れを前記第１貯蔵タンクに関連付けられた前記第１遮断バルブを介して前記第１貯蔵タンクから前記メンテナンスマニホールドまで導く。

有利な実施形態によれば、そのような液化ガス貯蔵設備は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を有してもよい。

一実施形態によれば、前記複数の貯蔵タンクのそれぞれは、前記液体マニホールドに接続された充填ラインと、前記貯蔵タンクの上部に開口する蒸気ラインと、を備え、前記貯蔵タンクに関連付けられた前記第１遮断バルブを介して前記メンテナンスマニホールドと、前記貯蔵タンクに関連付けられた前記第２遮断バルブを介して前記蒸気マニホールドと、に並列に接続されている。

一実施形態によれば、前記蒸気マニホールドが前記メンテナンスマニホールドと直列に接続されており、前記第２遮断バルブは、前記蒸気マニホールドを前記貯蔵タンクの前記第２貯蔵タンクの上部と選択的に連通させるように切り替え可能であり、前記気相の液化ガスの流れを、前記第１貯蔵タンクに関連する前記第１遮断バルブ、前記メンテナンスマニホールド、前記蒸気マニホールド、及び第２貯蔵タンクに関連する前記第２遮断バルブを順に介して、前記第１貯蔵タンクから前記第２貯蔵タンクまで導く。

一実施形態によれば、前記液化ガス貯蔵設備は、前記複数の貯蔵タンクのそれぞれに並列に接続されたスプレーマニホールドと、前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に配置され前記スプレーマニホールドに接続されたスプレー装置と、を更に備える。

一実施形態によれば、液化ガスは液化天然ガスである。

一実施形態によれば、前記浮体構造物は、液化ガスを輸送するための船である。液化ガスを輸送するためのそのような船は、ダブルハルと、ダブルハル内に配置された貯蔵タンクとを備えることができる。一実施形態によれば、貯蔵タンクはメンブレン技術で作られ、ダブルハルは貯蔵タンクの耐力壁を形成するインナーハルを備える。

一実施形態によれば、本発明は、更に、ガス試験を行うための試験システムを提供し、前記試験システムは、前述の液化ガス貯蔵設備と、前記液体マニホールド又は前記スプレーマニホールドを陸上ターミナルに接続するために配置された断熱パイプと、前記陸上ターミナルから前記液体マニホールド又は前記スプレーマニホールドまで前記断熱パイプを通じて液相の液化ガスの流れを駆動するためのポンプと、を備える。

添付の図面を参照すると、本発明の幾つかの特定の実施形態についての以下の説明によって、本発明がよりよく理解され、他の目的、詳細、特徴及び利点がより明確に明らかになるであろう。

図１は、本発明による方法を実施することができる液化ガス貯蔵及び取扱いシステムを部分的に表す図である。 図２は、タンクにガスを充填する作業に先立つ状態における、液化ガス貯蔵及び取扱いシステムを示す、図１と同様の図である。 図３は、タンクのガスアップ動作の第１段階における、液化ガス貯蔵及び取扱いシステムを示す、図１と同様の図である。 図４は、ガスアップ動作中における、タンクの状態の時間変化を示すグラフである。 図５は、タンクのガスアップ動作の第２段階における、液化ガス貯蔵及び取扱いシステムを示す、図１と同様の図である。 図６は、タンクのガスアップ動作の第３段階における、液化ガス貯蔵及び取扱いシステムを示す、図１と同様の図である。 図７は、液化ガス貯蔵及び取扱いシステムで実施される試験手順を示すタイミング図である。 図８は、積み込み／積み下ろしターミナルに接続されたＬＮＧ運搬船の概略断面図である。

図１は、ＬＮＧ運搬船などの浮体構造物に搭載されることができるＬＮＧ貯蔵設備を概略的に示す。

３つの貯蔵タンク１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが例示の目的で示されているが、この数はそれより多くても少なくてもよい。タンクは船体の長さ方向に連続して配置することも、異なる配置にすることもできる。貯蔵タンクは、例えば二重メンブレン技術などの様々な技術によって製造できる、密閉された断熱壁を有する。

すべてのタンクを接続するカーゴハンドリングシステムの一部が示されている。各貯蔵タンク１０Ａ～Ｃは、特に、
－液体マニホールド１に接続された充填ライン９と、
－貯蔵タンクの上部に繋がり、第１遮断バルブ１１を介してメンテナンスマニホールド４と、第２遮断バルブ１２を介して蒸気マニホールド２と、に並列に接続されている蒸気ライン６と、
－貯蔵タンクの上部に開口し、スプレーマニホールド３に接続された１つ又は複数のスプレーブーム５と、
－ポンピングライン８によってスプレーマニホールド３に接続されたスプレーポンプ７と、
を含む。

各貯蔵タンク内の１つ又は複数の荷下ろしポンプなど、図示されていない他の要素が存在してもよい。

前述のマニホールド、例えば、全てのタンクの充填ライン９が接続される液体マニホールド１、及び、全てのタンクのスプレーブーム５が接続されるスプレーマニホールド３は、他の流体回路に接続することができる。例えば、リンク１６及び１７によって示されるように、液体マニホールド１及びスプレーマニホールド３は積み替え回路に接続され、陸上ターミナル又は別の船との間で流体を運ぶ。

タンクの壁を横切るラインの数を制限するために、ここではメンテナンスマニホールド４と蒸気マニホールド２をタンクの内部空間と平行に接続する単一の蒸気ライン６が設けられている。あるいは、２つの別個の蒸気ラインを設けることもできる。

スプレーマニホールド３、液体マニホールド１、及び蒸気マニホールド２は、冷たい流体を伝導することを目的としており、従って、好ましくは断熱されている。逆に、メンテナンスマニホールド４は、その通常の機能がタンク及びパイプの不活性化動作のために不活性ガス生成ユニット（図示せず）から不活性ガスを導くことであるため、断熱されていないか、わずかに断熱されているだけである。

図１には、特に長い循環経路を形成するために、メンテナンスマニホールド４の一端を蒸気マニホールド２に接続する屈曲接続部１９も示されており、その使用については図３を参照して説明する。屈曲接続部１９はオプションである。

ガスヒータ１４は、遮断バルブを介して、例えばガスヒータ１４の出口でメンテナンスマニホールド４に接続され、例えばガスヒータ１４の入口で蒸気マニホールド２に接続されている。同様に、気化ユニット１５は、遮断バルブを介して、例えば気化ユニット１５の入口でスプレーマニホールド３に接続され、例えば気化ユニット１５の出口で蒸気マニホールド２に接続されている。

図示されていない他の要素を様々なマニホールドに接続することができる。例えば、蒸気マニホールド２は、リンク１８によって示されるように、気相のガスを消費する装置、例えば燃焼ユニット又は推進エンジンに接続することができる。

図２から図６を参照して、タンク１０Ａの冷却とタンク１０Ｂのガスアップの同時動作について説明する。これを行うために、タンク１０Ｂを不活性化しタンク１０Ａにガスアップすることにより、設備を事前に準備状態に置く。これらの操作は、任意の適切な方法によって実行されてもよい。

慣例により、図中の太線は、システムで使用される流体の搬送に適したパイプ又は回路を表す。図中の矢印は、水平矢印の下のパイプ内、又は、垂直矢印の左側のパイプ内における、液体又は気体の流れを表す。

従って、図２に示される準備状態では、タンク１０Ａは室温の気相の天然ガス２１で満たされ、タンク１０Ｂは、室温の不活性ガス２２、例えば窒素又は石油の燃焼から生じる二酸化炭素を多く含むガスで満たされている。

準備状態で液相の液化ガスで部分的に満たされた別の貯蔵タンクが図２に破線で示されている。スプレーマニホールド３もこの別のタンクに接続されている。

図３は、タンク１０Ａの冷却とタンク１０Ｂのガスアップの同時運転の第１段階を表す。

ＬＮＧの流れ２５はスプレーマニホールド３を介してタンク１０Ａに導入され、スプレーブーム５によってスプレーされてタンク１０Ａを冷却する。ＬＮＧは、タンク１０Ａ内でその潜在的な蒸発エネルギーを放出することによって蒸発し、過剰な気相の天然ガスを生成する。この気相の天然ガスの過剰分は、タンク１０Ａ内の圧力の上昇を避けるために、生成時にタンク１０Ａから排出されなければならない。このため、気相の天然ガスの流れ２６をタンク１０Ａからタンク１０Ｂに導き、タンク１０Ｂのガス化を行うための循環経路が形成される。

図３に示すように、ＬＮＧの流れ２５は、他のタンクにポンプで送り込まれ、スプレーマニホールド３を通ってタンク１０Ａに導かれることができる。

タンク１０Ｂのガスアップは、不活性ガス２２より密度の低いガスを用いて実行されなければならないので、不活性ガス２２をタンク１０Ｂの底部に向かって移動させるために、断熱されていないため周囲大気との熱交換を生じさせタンク１０Ｂに到達する前に気相の天然ガスの流れ２６を加熱することに寄与する、メンテナンスマニホールド４の長い長さを使う、気相の天然ガスの流れ２６のための循環経路を使うことが有利である。この目的のため、矢印２６は、タンク１０Ａから蒸気ライン６及び遮断バルブ１１を介してメンテナンスマニホールド４に向かい、メンテナンスマニホールド４の全長に沿って屈曲接続部１９まで延び、蒸気マニホールド２内をタンク１０Ｂの蒸気ライン６まで伸びている循環経路を示す。

この循環経路は、遮断バルブ１１及び１２を使用して、
－タンク１０Ａの遮断バルブを除く全ての遮断バルブ１１を閉じることによって、
－タンク１０Ｂの遮断バルブを除く全ての遮断バルブ１２を閉じることによって、
構成できる。

他の循環経路も考慮できる。例えば、上記の循環経路を逆にして、蒸気マニホールド２で開始し、メンテナンスマニホールド４で終了することができる。この逆の経路は、遮断バルブ１１及び１２を使用して、
－タンク１０Ａの遮断バルブを除く全ての遮断バルブ１２を閉じることによって、
－タンク１０Ｂの遮断バルブを除く全ての遮断バルブ１１を閉じることによって、
構成できる。

別の短い循環経路が矢印１２６で示されている。この場合、循環経路はタンク１０Ａから出て、タンク１０Ａの蒸気ライン６及び遮断バルブ１１を介してメンテナンスマニホールド４に至り、タンク１０Ｂの蒸気ライン６及び遮断バルブ１１を介してタンク１０Ｂに再び入る。

タンク１０Ｂのガスアップ動作中、蒸気の天然ガスの流れ２６又は１２６は、不活性ガス２２をタンク１０Ｂの底部に向かって排出する。気相の天然ガスの流れ２６又は１２６のタンク１０Ｂへの自然な流れを可能にする圧力差を生成するために、タンク１０Ｂ内の圧力は、充填ライン９、液体マニホールド１及び液体マニホールド１に接続された脱気マスト１３を介して不活性ガス２７の流れを放出することによって、タンク１０Ａよりも低い圧力に維持される。これは、船のブリッジハウスから最も遠い、前マストであることが好ましい。ガス処理中のタンク１０Ｂ内の相対圧力は、例えば約６０ミリバール（６ｋＰａ）であり得るが、タンク１０Ａ内の相対圧力は、例えば１５０ミリバール（１５ｋＰａ）～１８０ミリバール（１８ｋＰａ）の間であってもよい。

図４は、冷却運転中のタンク１０Ａの熱力学的状態の推移を示すグラフである。横軸は時間を時間単位で表す。右側のＹ軸は、摂氏（℃）で表される、タンク１０Ａ内の気相の温度を表し、曲線４１は、周囲温度（ここでは３０℃）から約－１３０℃までの気相の温度の変化を表す。左側の縦軸は、ｋｇ／ｈで表される蒸発ガスの質量流量を表し、曲線４２は、操作開始時の初期ゼロ流量からの、タンク１０Ａから出る蒸発ガスの質量流量の変化を表す。大容量タンクでは、冷却動作には約１５時間かかりうる。

図４に示す定量的な値は、単に例示的なものである。これらは、次の傾向を明確に示す。冷却動作の開始時には、生成される蒸発ガスは比較的高温であるため、密度はそれほど高くなく、その生成量は最初は低いが、急速に増加する。ある時間経過後、例えば図４では約２時間後、蒸発ガスは低すぎる温度、例えば図４では約－２５℃に達し、タンク１０Ｂを直接ガスアップするには、その密度が高くなりすぎる。

この展開が起こる場合、図３を参照して説明した第１段階を完了し、図５に示すように、ガスヒータ１４を利用して動作の第２段階を開始する必要があるかもしれない。

図５では、ＬＮＧの流れ２５と不活性ガスの流れ２７は以前と同様に継続するが、しかし、気相の天然ガスの流れ２６は、ガスヒータ１４を通過する別の循環経路によって導かれ、タンク１０Ｂのガスアップを継続するために適切な温度、例えば約２０℃まで再加熱される。加熱された天然ガスの流れは矢印２８で示されている。図５の例では、循環経路は、蒸気ライン６及び遮断バルブ１２を通ってタンク１０Ａから出て、蒸気マニホールド２、ガスヒータ１４、メンテナンスマニホールド４、遮断バルブ１１及び蒸気ライン６を通ってタンク１０Ｂからタンク１０Ｂへ流れる。

第２段階を開始するための気相の天然ガスの流れ２６のガスヒータ１４への切り替えは、手動でも自動でもよい。第１段階を終了し、第２段階を開始するための基準は、気相の温度又は密度の基準とすることができる。この基準の達成は、人間のオペレーターによって監視することも、制御システムによって自動化することもできる。

タンク１０Ａの冷却動作全体において、生成される蒸発ガスの量がタンク１０Ｂのガスアップ動作の進行速度に比べて過剰である場合、過剰な気相の天然ガスは、例えばリンク１８を介してガス消費機器に送ることができる。

貯蔵タンク１０Ｂをガスアップするための上述の２つの段階により、貯蔵タンク１０Ａの冷却動作中に必然的に生成される蒸発ガスを使用することが可能になる。これには２つのフェーズの使用は必須ではない。例えば、タンク１０Ａ内の蒸発ガスの温度が下がりすぎる前にタンク１０Ｂのガスアップが完全に完了した場合、第２段階は必要ない。

逆に、蒸発ガスの生成が比較的少ない場合、タンク１０Ｂのガスアップを、タンク１０Ａの冷却操作の開始からではなく、蒸発ガスの流れが更に持続しより冷たくなった後に、開始するように決定することもできる。この場合、ガスヒータ１４を直接使用することが決定されてもよく、その場合には、上述の第１段階は起こらない。

従って、タンク１０Ａの冷却動作とタンク１０Ｂのガスアップ動作との間の時間的重複は、完全に重複してもよく、部分的に重複してもよい。タンク１０Ｂのガスアップ動作が完了する前にタンク１０Ａの冷却動作が完了する場合、図６に示すように、任意の従来の方法によってタンク１０Ｂのガスアップ動作を完了することが可能である。

図６では、貯蔵タンク１０Ａは冷却後に液相のＬＮＧで部分的に満たされている。タンク１０Ｂのガスアップを継続するために、ＬＮＧの流れ３０は、スプレーポンプ７を使用してタンク１０Ａの底部に貯蔵された液相２３にポンプで送り込まれ、例えばスプレーマニホールド３を介して気化ユニット１５に導かれる。従って、気化ユニット１５は、例えば約２０℃の温度で気化した天然ガスの流れ２９を生成し、これが貯蔵タンク１０Ｂに導かれてガスアップ動作が完了する。

貯蔵タンク１０Ａの冷却動作と貯蔵タンク１０Ｂのガスアップ動作を同時に実行するための上述の方法は、ＬＮＧ運搬船又は他の任意のＬＮＧ貯蔵設備におけるガス試験手順を改善するために使用することができる。このような手順については、図７を参照して以下で説明する。

図７は、同様の容量を有し、船の長さに沿って連続的に配置された４つの貯蔵タンクを備えるＬＮＧ運搬船においてガス試験を実行するために使用できる動作の時系列を示すタイミング図である。タンクＡは船尾にあるタンク、タンクＤは船首にあるタンクを指す。横軸は時間を時間単位で表す。

参照番号１０１から１１８で示される動作は次の通りである。
１０１：タンクＡのガスアップ
１０２：タンクＡの冷却
１０３：タンクＢのガスアップ（部分的）
１０４：タンクＡの部分充填
１０５：タンクＢのガスアップ（完全）
１０６：タンクＢの冷却
１０７：自由流動燃焼ユニット（ＧＣＵ）の試運転
１０８：ＬＤコンプレッサー（ＬＤＣ）の試運転
１０９：タンクＣのガスアップ（完全）
１１１：燃焼ユニットの最終試運転
１１２：タンクＡからタンクＢへの液相移送（ポンプテスト）
１１３：タンクＣの冷却
１１４：タンクＤのガスアップ（完全）
１１５：タンクＢからタンクＣへの液相移送
１１６：タンクＤの冷却
１１７：タンクＣからタンクＤへの液相移送
１１８：タンクＤからタンクＡへの液相移送

ステップ１０１から１０４は、外部のＬＮＧ供給源、すなわち、ＬＮＧ運搬船が接続されている、陸上ターミナル又は供給船と連携して実行される。ステップ１０５から１１８は、海上で実行できるため、陸上ターミナルをレンタルするコストが発生しない。

図７のフレーム１００は、タンクの冷却動作は、もちろん最後のタンクの冷却を除いて、後続のタンクのガスアップ動作と部分的又は全体的に重なってよいことを示す。従って、冷却によって発生した蒸発ガスは、上述の方法によるガスアップに使用することができる。これにより、従来の同期手順と比較して、この手順で実施されるガス試験で発生する蒸発ガスの総量が大幅に削減される。

この蒸発ガスの量の減少は、再液化、燃焼、ターミナルへの返送、又は大気中への排出のいずれかによって管理が容易になり、従ってすべての場合において利点がもたらされる。この利点は、運用コストの削減及び／又は環境上の利点（排出量の削減）である。

ガス試験は、１つ又は複数の船のタンクで実行できる。複数のタンクの場合、ガス試験手順中に液体を交換できるようにこれらを接続する必要がある。従って、単一の船の荷役システムで実行される作業を上で説明したが、これらの操作は、相互に接続された２つ以上の船のカーゴハンドリングシステムでも実行できることが理解されるであろう。この場合、マニホールド、例えば蒸気マニホールドは、互いに接続された異なる船の蒸気マニホールドの結合体として理解できる。

図８を参照すると、ＬＮＧ運搬船７０の断面図が、船のダブルハル７２に取り付けられたほぼ角柱形状の密閉及び断熱タンク７１を示す。タンク７１の壁は、タンク内に含まれるＬＮＧと接触することを目的とした一次気密バリアと、一次気密バリアと船のダブルハル７２との間に配置された二次気密バリアと、一次気密バリアと二次気密バリアとの間、及び二次気密バリアとダブルハル７２との間に、それぞれ配置される２つの断熱バリアと、を含む。

船の上甲板上に配置された積み込み及び積み下ろしパイプ７３は、ＬＮＧの積荷をタンク７１から移送する又はタンク７１に移送するために、海上又は港湾ターミナルへ適切なコネクターの手段によって公知の方法で接続されてもよい。

図８は、積み込み及び積み下ろしステーション７５と、水中パイプライン７６と、陸上設備７７とを含む海上ターミナルの例を示す。積み込み及び積み下ろしステーション７５は、可動アーム７４と、可動アーム７４を支持するタワー７８と、を含む、固定された海上設備である。可動アーム７４は、積み込み及び積み下ろしパイプ７３に接続することができる断熱フレキシブルパイプ７９の束を担持する。調節可能な可動アーム７４は、あらゆるサイズのＬＮＧ運搬船に適合する。タワー７８の内部には、図示しない接続パイプが延びている。積み込み及び積み下ろしステーション７５は、ＬＮＧ運搬船７０が陸上設備７７から又は陸上設備７７へ積み込み及び積み下ろしすることを可能にする。陸上設備７７は、液化ガス貯蔵タンク８０と、水中パイプライン７６によって積み込み及び積み下ろしステーション７５に接続された接続パイプ８１と、を備えている。水中パイプライン７６は、例えば５ｋｍの長距離にわたって、積み込み及び積み下ろしステーション７５と陸上設備７７との間で液化ガスの移送を可能にし、これにより、積み込み及び積み下ろし作業中に、ＬＮＧ運搬船７０を海岸から遠距離に維持することを可能にする。

液化ガスの移送に必要な圧力を生成するために、船７０に搭載されたポンプ、及び／又は、陸上設備７７に備えられたポンプ、及び／又は、積み込み及び積み下ろしステーション７５に備えられたポンプが使用される。

本発明は幾つかの特定の実施形態に関連して説明されたが、本発明は決してそれらに限定されず、説明された手段の全ての技術的均等物を含み、それらの組み合わせが本発明の範囲内にある場合にはそれらの組み合わせを含むことは明らかである。

「含む」（「ｃｏｍｐｏｒｔｅｒ」又は「ｃｏｍｐｒｅｎｄｒｅ」）という動詞の使用、及びその活用形の使用は、クレームに記載されているもの以外の他の要素又は他のステップの存在を排除するものではない。

特許請求の範囲において、括弧内の参照記号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されてはならない。

Claims (18)

1. 浮体構造物上の液化ガス貯蔵設備内の貯蔵タンクをガスアップするガスアップ方法であって、
   前記液化ガス貯蔵設備を準備状態にし、前記液化ガス貯蔵設備は、複数の貯蔵タンク（１０Ａ～１０Ｃ）と、前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に並列に接続された少なくとも１つのマニホールド（４、２）とを備え、前記準備状態にある前記複数の貯蔵タンクのうち第１貯蔵タンク（１０Ａ）が気相の液化ガス（２１）で満たされており、前記第１貯蔵タンク内の前記気相の液化ガスは、前記液化ガスの気液平衡温度より高い温度にあり、前記準備状態にある前記複数の貯蔵タンクのうち第２貯蔵タンク（１０Ｂ）は、不活性ガス（２２）で満たされており、
   液相の液化ガスの流れ（２５）を前記第１貯蔵タンク（１０Ａ）に導入して、前記第１貯蔵タンクを冷却し、前記第１貯蔵タンク内の前記液相の液化ガスの一部又は全体を蒸発させ、
   前記液相の液化ガスの流れ（２５）が前記第１貯蔵タンク（１０Ａ）に導入される間、前記液相の液化ガスの気化によって生成された気相の液化ガスの流れ（２６、１２６）を、前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に接続された前記少なくとも１つのマニホールド（４、２）を通じて、前記第１貯蔵タンクの上部から前記第２貯蔵タンク（１０Ｂ）の上部に導き、前記気相の液化ガス（２１）は前記不活性ガス（２２）よりも密度が低く、
   前記気相の液化ガスの流れの圧力下で前記第２貯蔵タンク（１０Ｂ）の下部から不活性ガスの流れ（２７）を放出することにより、少なくとも前記第２貯蔵タンク（１０Ｂ）の上部において、前記気相の液化ガス（２１）によって前記不活性ガス（２２）が置き換えられる
   ことを含むことを特徴とするガスアップ方法。
2. 前記少なくとも１つのマニホールドはメンテナンスマニホールド（４）を備え、
   前記メンテナンスマニホールドは、それぞれの第１遮断バルブ（１１）を介して前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に並列に接続され、
   前記気相の液化ガスの流れ（２６、１２６）は、前記第１貯蔵タンク（１０Ａ）に関連する前記第１遮断バルブ（１１）を通って、前記第１貯蔵タンクの上部から前記メンテナンスマニホールド（４）に導かれ、及び／又は、前記第２貯蔵タンクに関連する前記第１遮断バルブ（１１）を通って、前記メンテナンスマニホールド（４）から前記第２貯蔵タンク（１０Ｂ）の上部に導かれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つのマニホールドは蒸気マニホールド（２）も備え、
   前記蒸気マニホールドは断熱されており、
   前記蒸気マニホールド（２）は、それぞれの第２遮断バルブ（１２）を介して前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に並列に接続され、
   前記蒸気マニホールド（２）は、前記メンテナンスマニホールド（４）と直列に接続されており、
   前記気相の液化ガスの流れ（２６）は、前記第１貯蔵タンク（１０Ａ）に関連付けられた前記第１遮断バルブ（１１）、前記メンテナンスマニホールド（４）、前記蒸気マニホールド（２）、及び前記第２貯蔵タンク（１０Ｂ）に関連付けられた前記第２遮断バルブ（１２）を、順に通過し、又は、前記第１貯蔵タンクに関連付けられた前記第２遮断バルブ（１２）、前記蒸気マニホールド（２）、前記メンテナンスマニホールド（４）、前記第２貯蔵タンクに関連付けられた前記第１遮断バルブ（１１）を、順に通過する
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記気相の液化ガスの流れ（２６、１２６）は、自然対流によって前記第１貯蔵タンク（１０Ａ）の上部から前記第２貯蔵タンク（１０Ｂ）の上部へ流れる
   ことを特徴とする請求項１～３のうちいずれか１項に記載の方法。
5. 前記液化ガス貯蔵設備は、前記メンテナンスマニホールド（４）及び前記蒸気マニホールド（２）のいずれか一方に接続された入口と、前記メンテナンスマニホールド（４）及び前記蒸気マニホールド（２）のいずれか他方に接続される出口と、を有するガス再加熱装置（１４）を更に備え、
   前記気相の液化ガスの流れ（２６、２８）は、前記第２貯蔵タンク（１０Ｂ）の上部に到達する前に前記ガス再加熱装置を通って再加熱される
   ことを特徴とする請求項１～３のうちいずれか１項に記載の方法。
6. 前記液化ガス貯蔵設備は、前記メンテナンスマニホールド及び前記蒸気マニホールド（２）のいずれか一方に接続された入口と、前記メンテナンスマニホールド（４）及び前記蒸気マニホールドのいずれか他方に接続される出口と、を有するガス再加熱装置（１４）を更に備え、
   第１フロー期間中に、前記気相の液化ガスの流れ（２６）は、自然対流によって前記第１貯蔵タンクの上部から前記第２貯蔵タンクの上部に流れ、第２フロー期間中に、前記気相の液化ガスの流れ（２６、２８）は、前記第２貯蔵タンクの上部に到達する前に、前記ガス再加熱装置（１４）を通って再加熱される
   ことを特徴とする請求項１～３のうちいずれか１項に記載の方法。
7. 前記第１フロー期間中に、前記第１貯蔵タンク（１０Ａ）から出る前記気相の液化ガスの温度を監視するステップと、
   前記気相の液化ガスの温度が所定の基準を満たしているときに、前記気相の液化ガスの流れ（２６）を前記再加熱装置（１４）に切り替えるステップと
   を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記液相の液化ガスの流れ（２５）は、前記液化ガス貯蔵設備が接続されている陸上ターミナル（７７）から導かれることを特徴とする請求項１～７のうちいずれか１項に記載の方法。
9. 前記液相の液化ガスの流れ（２５）は、前記液化ガス貯蔵設備が接続されている供給船から導かれることを特徴とする請求項１～７のうちいずれか１項に記載の方法。
10. 前記液化ガス貯蔵設備は、第３貯蔵タンクと、前記複数の貯蔵タンク（１０Ａ～１０Ｃ）のそれぞれに並列に接続されたスプレーマニホールド（３）と、を備え、
    前記準備状態にある前記第３貯蔵タンクが前記液相の液化ガスで部分的又は完全に満たされており、
    前記液相の液化ガスの流れ（２５）は、前記第３貯蔵タンクにポンプで送られ、前記スプレーマニホールド（３）を通って前記第１貯蔵タンクに導かれる
    ことを特徴とする請求項１～７のうちいずれか１項に記載の方法。
11. 前記液相の液化ガスの流れは、スプレー装置（５）によって前記第１貯蔵タンクにスプレーされることを特徴とする請求項１～１０のうちいずれか１項に記載の方法。
12. 前記液化ガス貯蔵設備は、前記複数の貯蔵タンク（１０Ａ～１０Ｃ）のそれぞれの下部に並列に接続された液体マニホールド（１）と、前記液体マニホールド（１）に接続されたガス抜きマスト（１３）とを備え、
    前記第２貯蔵タンク（１０Ｂ）から出た前記不活性ガスの流れ（２７）は、前記液体マニホールド（１）を通って前記ガス抜きマスト（１３）に導かれる
    ことを特徴とする請求項１～１１のうちいずれか１項に記載の方法。
13. 浮体構造物上の液化ガス貯蔵設備内においてガス試験を実施するための方法であって、
    請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法によって、前記第２貯蔵タンクをガスアップし（１０３、１０５）、
    前記第２貯蔵タンクがガスアップされると、液相の液化ガスの流れを前記第２貯蔵タンクに導入して（１０６）、前記第２貯蔵タンクを冷却する
    ことを含むことを特徴とする方法。
14. 浮体構造物に搭載される液化ガス貯蔵設備であって、
    複数の貯蔵タンク（１０Ａ～１０Ｃ）と、
    それぞれの第１遮断バルブ（１１）を介して前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に並列に接続されたメンテナンスマニホールド（４）と、
    それぞれの第２遮断バルブ（１２）を介して前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に並列に接続された蒸気マニホールド（２）であって、断熱された蒸気マニホールド（２）と、
    前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの下部に並列に接続された液体マニホールド（１）であって、断熱された液体マニホールド（１）と、
    前記液体マニホールドに接続されたガス抜きマスト（１３）と、
    を備え、
    前記複数の貯蔵タンク（１０Ａ～Ｃ）のそれぞれは、前記液体マニホールド（１）に接続された充填ライン（９）と、前記貯蔵タンクの上部に繋がる蒸気ライン（６）と、を備え、前記蒸気ライン（６）は、前記貯蔵タンクに関連付けられた前記第１遮断バルブ（１１）を介して前記メンテナンスマニホールド（４）と、前記貯蔵タンクに関連付けられた前記第２遮断バルブ（１２）を介して前記蒸気マニホールド（２）と、に並列に接続されており、
    前記第１遮断バルブ（１１）は、前記メンテナンスマニホールド（４）を前記複数の貯蔵タンクのうち第１貯蔵タンク（１０Ａ）の上部と選択的に連通させるように切り替え可能であり、気相の液化ガスの流れ（２６）を前記第１貯蔵タンク（１０Ａ）に関連付けられた前記第１遮断バルブ（１１）を介して前記第１貯蔵タンクから前記メンテナンスマニホールド（４）まで導く
    ことを特徴とする液化ガス貯蔵設備。
15. 前記蒸気マニホールド（２）が前記メンテナンスマニホールド（４）と直列に接続されており、
    前記第２遮断バルブ（１２）は、前記蒸気マニホールド（２）を前記複数の貯蔵タンクのうち第２貯蔵タンク（１０Ｂ）の上部と選択的に連通させるように切り替え可能であり、前記気相の液化ガスの流れ（２６）を、前記第１貯蔵タンクに関連する前記第１遮断バルブ（１１）、前記メンテナンスマニホールド（４）、前記蒸気マニホールド（２）、及び前記第２貯蔵タンクに関連する前記第２遮断バルブ（１２）を順に介して、前記第１貯蔵タンクから前記第２貯蔵タンクまで導く
    ことを特徴とする請求項１４に記載の液化ガス貯蔵設備。
16. 前記複数の貯蔵タンクのそれぞれに並列に接続されたスプレーマニホールド（３）と、
    前記複数の貯蔵タンクのそれぞれの上部に配置され、前記スプレーマニホールド（３）に接続されたスプレー装置（５）と、
    を更に備えることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の液化ガス貯蔵設備。
17. 前記浮体構造物は、液化ガスを輸送するための船（７０）であることを特徴とする請求項１４～１６のいずれか１項に記載の液化ガス貯蔵設備。
18. ガス試験を行うための試験システムであって、
    請求項１７に記載の液化ガス貯蔵設備と、
    前記液体マニホールド（１）又は前記スプレーマニホールド（３）を陸上ターミナル（７７）に接続するために配置された断熱パイプ（７３、７９、７６、８１）と、
    前記陸上ターミナルから前記液体マニホールド（１）又は前記スプレーマニホールド（３）まで前記断熱パイプを通じて液相の液化ガスの流れを駆動するためのポンプと、
    を備えることを特徴とする試験システム。

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