JP5584768B2 - 液化燃料ガス補給船 - Google Patents

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Description

本発明は、液化燃料ガス補給船に関するものである。より詳しくは、液化燃料ガスを燃料として使用する船舶に、海上で液化燃料ガスを補給するための液化燃料ガス補給船に関するものである。
今までコンテナ船などの商船又は旅客船では石油を燃料として使用する推進エンジンを主に使用してきたが、最近油価上昇などの影響で石油より非常に低価格の液化燃料ガス、例えばＬＮＧ(又はＬＰＧ，ＤＭＥ)を燃料として使用する推進エンジンを装着した船舶が増加する趨勢である。また、ＬＮＧの価格は冬より夏が５０％程度安いので、夏に低価格の液化天然ガス(Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ；ＬＮＧ)を購入し貯蔵することもでき、ＬＮＧは、価格面で非常に有利なエネルギー源である。
液化燃料ガス推進エンジンを装着した船舶は、航海のため液化燃料ガス燃料タンクに液化燃料ガスを充填した後運航するが、現在液化燃料ガス貯蔵施設(例えば、ＬＮＧターミナル)を備えた港湾はそれほど多くない。また、現在の液化燃料ガス貯蔵施設は液化燃料ガス運搬船に貯蔵した液化燃料ガスを地上に運搬するためのもので、安全上の理由でコンテナ船などの商船が荷役作業のため停泊する港とは距離が離れている。したがって、コンテナ船は液化燃料ガス補給のために港湾より遠く離れた液化燃料ガス貯蔵施設に移動し液化燃料ガス供給を受けなければならない。
船舶が一回停泊するには多くの時間と労力が必要であるため、単に液化燃料ガスの補給のため港湾より遠く離れた場所まで船舶を移動することは、多くの時間と労力を必要とし、余分な費用が発生する非生産的作業である。
従って、本発明は前記のことを勘案し発明したもので、その目的は、液化燃料ガス推進船舶に海上で液化燃料ガスを補給できるように構成した、液化燃料ガス補給船を提供することである。また他の目的は、液化燃料ガスの補給過程で発生する蒸発ガスの処理が可能な施設を備える液化燃料ガス補給船を提供することである。
液化燃料ガス推進船舶に燃料を供給するための本発明の液化燃料ガス補給船は、前記補給船に装着した液化燃料ガス貯蔵タンクと、前記液化燃料ガス貯蔵タンクと連結され液化燃料ガス推進船舶に燃料を供給するための燃料供給管と、前記液化燃料ガス推進船舶の液化燃料ガス燃料タンクで発生する蒸発ガスを回収するための蒸発ガス回収管とを含むことを特徴とする。
また、前記液化燃料ガス補給船は、蒸発ガス処理手段を更に含み、前記蒸発ガス回収管を通して回収した蒸発ガスは、前記蒸発ガス処理手段により処理することを特徴とする。
また、前記蒸発ガス処理手段は、蒸発ガスを大気中に廃棄するための排出口(ｖｅｎｔ)又は蒸発ガスを燃焼するためのガス燃焼器であることを特徴とする。
また、前記蒸発ガス処理手段は、蒸発ガスが 供給及び消費される前記液化燃料ガス補給船の推進エンジン、ボイラー、ガスタービン又は発電機であることを特徴とする。
また、前記蒸発ガス処理手段は、前記蒸発ガス回収管を通して回収した蒸発ガスを高圧で圧縮し貯蔵する貯蔵槽であることを特徴とする。
また、前記貯蔵槽に貯蔵した蒸発ガスは、前記液化燃料ガス補給船の推進エンジン、ボイラー、ガスタービン又は発電機で消費されることを特徴とする。
また、前記貯蔵槽に貯蔵した蒸発ガスは、前記液化燃料ガス貯蔵タンクに供給され、前記液化燃料ガス貯蔵タンクの液化燃料ガスを前記液化燃料ガス推進船舶に供給するための圧力源として利用することを特徴とする。
また、前記蒸発ガス処理手段は、前記蒸発ガス回収管を通して回収した蒸発ガスが再液化される再液化ユニットであることを特徴とする。
また、前記蒸発ガス回収管より分岐し前記液化燃料ガス貯蔵タンクの上部に連結される分岐管を更に含むことを特徴とする。
本発明において、液化燃料ガス補給船により、海上で液化燃料ガス推進船舶への燃料補給ができるため、液化燃料ガス推進船舶の補給時間と労力が大幅に減り、したがって、液化燃料ガスの補給費用が減る。また、液化燃料ガス補給船は蒸発ガス処理施設を備えるため、液化燃料ガス推進船舶の補給過程で発生する多量の蒸発ガスの処理施設を追加で備える必要がなく、液化燃料ガス推進船舶の建造費用の節約になる。
本発明において、液化燃料ガス補給船から液化燃料ガス推進船舶に海上で燃料を供給する様子を説明する略図である。 本発明において、液化燃料ガス補給船から液化燃料ガス推進船舶に海上で燃料を供給する方法を示す工程図である。 本発明において、液化燃料ガス補給船から液化燃料ガスを補給する時に発生する蒸発ガスの処理方法を説明する略図である。
以下の添付図面を参照し本発明の好ましい実施例に関して構成と作用を詳細に説明する。ここで各図面の構成要素に対し参照符号を付加することにおいて、同一構成要素に限っては異なる図面上で表示したとしても、できるだけ同一符号により表記したことに注意すべきである。
図１は、本発明において、液化燃料ガス補給船から液化燃料ガス推進船舶に海上で燃料供給する様子を説明する略図である。図２は、本発明において、液化燃料ガス補給船から液化燃料ガス推進船舶に海上で燃料供給する方法を示す工程図である。
本発明は、液化燃料ガス補給船１０を備えて海上で直接液化燃料ガス推進船舶３０に燃料供給する方法を提案する。ここで、液化燃料ガスは、ＬＮＧ、液化石油ガス（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇａｓ；ＬＰＧ）、ジメチルエーテル（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｅｔｈｅｒ；ＤＭＥ）など、液化して貯蔵する燃料ガスを意味する。
ＬＮＧは、ガス田から採取した天然ガスを液化したものでメタンが主成分である。ＬＮＧは、温度を下げるか加圧し液化すると嵩が大体１/６００まで減り空間効率上有利であるが、沸点が約−１６２℃として低いため、運送、貯蔵時には特殊断熱タンクや容器に充填し温度を沸点以下に維持しなければならない。
ＬＰＧは、油田から原油採取時又は原油精製時に生じる重炭化水素(炭素原子が２個以上)成分、或いは天然ガス採取時に同時に採取される重炭化水素成分を比較的低い圧力(６−７ｋｇ／ｃｍ２)を加えて冷却、液化したものである。液化時嵩が大体１/２５０に減り、ＬＮＧと比べて貯蔵と運送に便利であり、主成分がプロパンとブタンで、少量のエタン、プロピレン、ブチレンなどが含まれ得る。
ＤＭＥは、エーテルの一種であり、ＬＰＧより引火性が低く毒性が弱く、酸素含有率が高いため、燃焼時の煤煙発生が少なく、従って、環境負荷が小さい。
以下では、液化燃料ガス中ＬＮＧを燃料として使用するＬＮＧ推進船舶を例にして説明する。
コンテナ船などの船舶で液化燃料ガス(以下、ＬＮＧ)を推進燃料として使用する場合、航海前にＬＮＧをＬＮＧ燃料タンク３１に充填するが、通常ＬＮＧ貯蔵施設(例えば、ＬＮＧターミナル)を備えた港湾はそれほど多くない。また、ＬＮＧ貯蔵施設が港湾にあっても、安全上の理由でコンテナ船に積載したコンテナを荷揚げする場所とＬＮＧ貯蔵施設は遠くはなれているため、ＬＮＧ補給のためには荷役場所から離れたＬＮＧ貯蔵施設に再び移動しＬＮＧ供給を受けなければならない。単にＬＮＧ補給のため港湾から離れた場所に船舶を移動させるのは多くの時間と努力を必要とする非常に非生産的作業である。
したがって、本発明では、ＬＮＧ貯蔵タンク１１を備えたＬＮＧ補給船１０がＬＮＧ推進船舶３０のある場所に直接移動し、海上でＬＮＧを補給する。
図２を参照すると、まずＬＮＧ補給船１０を準備する(工程Ｓ１)。ＬＮＧ補給船１０は、ＬＮＧ貯蔵タンク１１と、前記ＬＮＧ貯蔵タンクに貯蔵したＬＮＧをＬＮＧ推進船舶３０に供給できるように、燃料供給管１３を有する。
その後、前記ＬＮＧ補給船１０はＬＮＧ貯蔵施設からＬＮＧ貯蔵タンク１１にＬＮＧを充填する(工程Ｓ２)。前記ＬＮＧ貯蔵施設は、浮遊式貯蔵設備、ＬＮＧ海上運搬船又はＬＮＧ陸上ターミナルであり得る。例えば、洋上液化・出荷システム（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｏｆｆｌｏａｄｉｎｇ；ＬＮＧ−ＦＰＳＯ）、ＬＮＧ運搬船、（ＬＮＧ Ｃａｒｒｉｅｒ；ＬＮＧＣ）、船上再ガス化装置付ＬＮＧ船（Ｓｈｕｔｔｌｅ Ｒｅｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｓｓｅｌ；ＬＮＧＳＲＶ）などが挙げられる。
その後、前記ＬＮＧ補給船１０は海上でＬＮＧ推進船舶３０に接近する(工程Ｓ３)。
その後、前記ＬＮＧ貯蔵タンク１１に貯蔵したＬＮＧをＬＮＧ推進船舶３０のＬＮＧ燃料タンク３１に補給する(工程Ｓ４)。
補給中はＬＮＧが蒸発し蒸発ガスが発生するため、更に前記ＬＮＧ推進船舶３０のＬＮＧ燃料タンク３１から発生する蒸発ガスを前記ＬＮＧ補給船１０に回収する工程を含むこともできる(工程Ｓ５)。
この方法により、ＬＮＧ推進船舶３０、例えば、コンテナ船がコンテナの荷役作業を行う間にＬＮＧ補給船１０により海上で補給することができるため、ＬＮＧ推進船舶３０の補給時間と労力が大幅に減り、従ってＬＮＧ補給費用が節減される。
図３は、本発明において、ＬＮＧ補給船からＬＮＧ補給時に発生する蒸発ガスの処理方法を説明する略図である。
前記ＬＮＧ補給船１０は、ＬＮＧ貯蔵タンク１１、燃料供給管１３、蒸発ガス回収管１４などを含む。前記ＬＮＧ補給船１０は海上でＬＮＧ推進船舶３０に接近し補給を行う。
前記ＬＮＧ貯蔵タンク１１に貯蔵したＬＮＧは、ポンプ１２の圧力によりＬＮＧ貯蔵タンク１１から燃料供給管１３を通してＬＮＧ推進船舶３０のＬＮＧ燃料タンク３１に供給される。
ＬＮＧの液化温度は常圧で−１６３℃の極低温であるため、ＬＮＧはその温度が常圧で−１６３℃より僅かに高くても蒸発する。ＬＮＧ貯蔵タンク１１又はＬＮＧ燃料タンク３１は、断熱処理はなされているが、外部熱がＬＮＧに連続的に伝達されるため、補給過程でＬＮＧ貯蔵タンク１１又はＬＮＧ燃料タンク３１のＬＮＧは連続的に気化しタンク内で蒸発ガス（Ｂｏｉｌ−Ｏｆｆ Ｇａｓ；ＢＯＧ）が発生する。一般的に、ＬＮＧ貯蔵タンク１１で発生する蒸発ガスより補給を受けるＬＮＧ燃料タンク３１の蒸発ガス発生量が遥かに多い。
蒸発ガスが連続的に発生すると、ＬＮＧ貯蔵タンク１１又はＬＮＧ燃料タンク３１の圧力が過度に上昇するため、通常発生する蒸発ガスは大気中に放出または焼却する。
例えば、２０フィートコンテナ換算で１４，０００個（Ｔｗｅｎｔｙ−ｆｏｏｔ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｕｎｉｔ；１４，０００ＴＥＵ）のコンテナ船の場合、ＬＮＧ燃料タンク３１の容量は１５、０００ｍ３となり、この燃料タンクに補給時の蒸発ガスの発生量は非常に多くなる(時間当り３トン以上)。蒸発ガスは引火性物質であるため、コンテナ船などの商船で蒸発ガスを処理することは危険である。また、この蒸発ガスをエネルギー源として活用せず、大気中に放出または焼却することは貴重なエネルギー源を廃棄する結果となる。
従って、本発明のＬＮＧ補給船１０は、補給時にＬＮＧ推進船舶３０で発生する蒸発ガスを回収する構成が含まれる。
ＬＮＧ推進船舶３０のＬＮＧ燃料タンク３１から発生する蒸発ガスは、ＬＮＧ補給船１０に設置した蒸発ガス回収管１４を通して回収する。前記蒸発ガス回収管１４は、ＬＮＧ推進船舶３０のＬＮＧ燃料タンク３１の上部と連結される。
前記蒸発ガス回収管１４を通して回収される蒸発ガスの一部は分岐管１４ａを通してＬＮＧ貯蔵タンク１１の上部に供給することが好ましい。補給が進むことに従って、ＬＮＧ 貯蔵タンク１１内の圧力は減りつつ、ＬＮＧ燃料タンク３１内の圧力は連続的に増加するので、ポンプ１２の加圧力を段々高めなければ円滑な補給ができなくなる。このＬＮＧ貯蔵タンク１１内の圧力の減少を補充する機能を果たすのが、分岐管１４ａを通して供給される蒸発ガスである。従って、蒸発ガス回収管１４より分岐した分岐管１４ａをＬＮＧ貯蔵タンク１１の上部と連結することだけで、減少するＬＮＧ貯蔵タンク１１内の圧力を補充し、ＬＮＧの円滑な補給が進められる。
前記蒸発ガス回収管１４を通して回収した蒸発ガスは、蒸発ガス処理手段により処理する。前記蒸発ガス処理手段には、当業者には公知の蒸発ガス処理装置が含まれる。
前記蒸発ガス処理手段は蒸発ガスを大気中に放出するための排出口(ｖｅｎｔ)又は蒸発ガスを燃焼するためのガス燃焼器を含む。前記ガス燃焼器には、ガス燃焼ユニット（Ｇａｓ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ；ＧＣＵ）、フレア(ｆｌａｒｅ)などが含まれる。以上のように、蒸発ガスをＬＮＧ補給船１０に回収し大気中に放出又は燃焼することは、コンテナ船などのＬＮＧ推進船舶３０には貨物を積載しており、蒸発ガス配管の設置が容易ではなく、また蒸発ガスは引火性物質であり火災や爆発の危険があるためである。
前記蒸発ガス処理手段は、前記蒸発ガス回収管１４を通して回収した蒸発ガスを消費するため、前記ＬＮＧ補給船１０に設置したエネルギー消費先１９であり得る。前記エネルギー消費先１９は、蒸発ガスをエネルギー源として使用できる場所で、例えば、ＬＮＧ補給船１０に設置したＬＮＧ推進エンジン、ボイラー、ガスタービン、発電機などが挙げられる。ＬＮＧ補給船１０の推進エンジンは、ＬＮＧを燃料として使用するエンジンの設置が好ましく、このようなエンジンとして、例えば，船舶用電子制御式ガスインジェクションエンジン（ＭＥ−ＧＩ、Ｍａｎ Ｂ＆Ｗ社のＧａｓ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎエンジン）などが挙げられる。蒸発ガスは高圧コンプレッサー１５により圧縮し、ＬＮＧ推進エンジンで燃料として使用できる。また、蒸発ガスは低圧コンプレッサー１７により圧縮し、発電エンジン、例えば、二元燃料ディ−ゼル電気（Ｄｕａｌ Ｆｕｅｌ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ；ＤＦＤＥ）エンジン又はガスタービンに供給し、発電のために使用できる。また、蒸発ガスはボイラーに供給し熱源として使用できる。蒸発ガスをこのようなエネルギー消費先１９に供給する時には、必要な圧力に応じて高圧コンプレッサー１５又は低圧コンプレッサー１７を通して圧縮した後供給することができる。
前記蒸発ガス処理手段は、前記蒸発ガス回収管１４を通して回収した蒸発ガスを高圧コンプレッサー１５により高圧で圧縮した後、貯蔵する貯蔵槽１６を含む。前記貯蔵槽１６に貯蔵した蒸発ガスは様々な用途として利用できる。例えば、蒸発ガスはＬＮＧ推進エンジンに送られ燃料として使用できる。前記蒸発ガスは、好ましくは、バルブ２１を経て減圧され更にエネルギー消費先１９に送られて使用できる。また、前記蒸発ガスはＬＮＧ貯蔵タンク１１に供給され、前記ＬＮＧ貯蔵タンクのＬＮＧを前記ＬＮＧ推進船舶に供給するための圧力源として利用することができる。この場合、前記蒸発ガスの圧力はポンプ１２の圧力を補充することなく、又はポンプ１２無しで貯蔵槽１６に貯蔵された蒸発ガスの圧力のみでＬＮＧ貯蔵タンク１１内のＬＮＧをＬＮＧ燃料タンク３１に補給できる。
前記蒸発ガス処理手段は、前記蒸発ガス回収管１４を通して回収した蒸発ガスを再液化する再液化ユニット１８を含む。再液化したＬＮＧは前記ＬＮＧ貯蔵タンク１１に再度戻すことができる。この場合、前記蒸発ガスは低圧コンプレッサー１７を通過することができる。
上述の通り、本発明のＬＮＧ補給船１０では、ＬＮＧ推進船舶３０にＬＮＧを補給する時に発生する蒸発ガスを回収し蒸発ガス処理手段により様々な方法で処理する。これは、補給を受けるＬＮＧ推進船舶３０では蒸発ガスの処理が容易ではなく、また、危険もあるためである。
蒸発ガスはＬＮＧ補給船１０に回収した後、大気中に放出又は燃焼することができる。また、蒸発ガスは蒸発ガス回収管１４より分岐した分岐管１４ａを通してＬＮＧ貯蔵タンク１１に供給され、補給時に減少するＬＮＧ貯蔵タンク１１内の圧力を補充することができる。又は、蒸発ガスは、エネルギー消費先１９でエネルギー源として使用できる。又は、蒸発ガスは高圧圧縮して貯蔵槽１６に貯蔵し、後で利用することもできる。
このように、本発明は、ＬＮＧ補給中に発生する蒸発ガスをＬＮＧ補給船１０に回収し、蒸発ガス処理手段により処理する。それで、ＬＮＧ推進船舶３０には蒸発ガスの処理施設を設置しないか、又は、補給中ではなく通常発生する相対的に少量の蒸発ガスが処理できる容量の蒸発ガス処理施設のみを設置することもできる。また、回収した蒸発ガスをエネルギー源として使用したり、貯蔵し後で利用したりすることもでき、廃棄されるエネルギー源の有用な活用ができるようになる。
本発明は、前記実施例に限定されることなく本発明の技術的要旨を超えない範囲で多様に修正又は変形して実施できることは、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に対しては自明である。
１０…液化燃料ガス補給船、１１…液化燃料ガス貯蔵タンク、１２…ポンプ、１３…燃料供給管、１４…蒸発ガス回収管、１５…高圧コンプレッサー、１６…貯蔵槽、１７…低圧コンプレッサー、１８…再液化ユニット、１９…エネルギー消費先、３０…液化燃料ガス推進船舶、３１…液化燃料ガス燃料タンク。

Claims (6)

  1. 液化燃料ガス推進船舶に燃料を供給するための液化燃料ガス補給船において、
    前記液化燃料ガス補給船に設置する液化燃料ガス貯蔵タンクと、
    前記液化燃料ガス貯蔵タンクと連結され前記液化燃料ガス推進船舶に燃料を供給するための燃料供給管と、
    前記液化燃料ガス推進船舶の液化燃料ガス燃料タンクで発生する蒸発ガスを回収するための蒸発ガス回収管と、
    蒸発ガス処理手段とを含み、
    前記蒸発ガス処理手段は、前記蒸発ガス回収管を通して回収した蒸発ガスを高圧圧縮し貯蔵する貯蔵槽であり、
    前記貯蔵槽に貯蔵した蒸発ガスは、前記液化燃料ガス貯蔵タンクに供給し、前記液化燃料ガス貯蔵タンクの液化燃料ガスを前記液化燃料ガス推進船舶に供給するための圧力源として利用することを特徴とする液化燃料ガス補給船。
  2. 前記蒸発ガス処理手段は、蒸発ガスを大気中に廃棄するための排出口(ｖｅｎｔ)又は蒸発ガスを燃焼するためのガス燃焼器を有することを特徴とする請求項１に記載の液化燃料ガス補給船。
  3. 前記蒸発ガス処理手段は、蒸発ガスが供給及び消費される前記液化燃料ガス補給船の推進エンジン、ボイラー、ガスタービン又は発電機を有することを特徴とする請求項１に記載の液化燃料ガス補給船。
  4. 前記貯蔵槽に貯蔵した蒸発ガスは、前記液化燃料ガス補給船の推進エンジン、ボイラー、ガスタービン又は発電機で消費されることを特徴とする請求項１に記載の液化燃料ガス補給船。
  5. 前記蒸発ガス処理手段は、前記蒸発ガス回収管を通して回収した蒸発ガスを再液化する再液化ユニットを有することを特徴とする請求項１に記載の液化燃料ガス補給船。
  6. 前記蒸発ガス回収管より分岐し前記液化燃料ガス貯蔵タンクの上部に連結された分岐管を、更に含むことを特徴とする請求項１に記載の液化燃料ガス補給船。
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