JP5597773B2 - 海上ジェッティ構造物を利用したｌｎｇ再気化設備 - Google Patents

Description

本発明は、海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ（liquefied natural gas）再気化設備に係り、さらに詳細には、海上に設置されるジェッティ構造物に、モジュール化されたＬＮＧ再気化設備を施すことにより、ＬＮＧ船に再気化設備を設置したり、あるいは陸上に再気化設備を設置する場合に比べて、設置コスト及び運転コストや製作時間を節減し、さらに安全にＬＮＧを再気化を行うことができる海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ再気化設備に関する。

ＬＮＧ再気化設備とは、液化天然ガス（ＬＮＧ：liquefied natural gas）を気化するための設備である。

ＬＮＧを気化して供給する施設は、陸上施設と海上施設とに大別される。陸上施設は、陸上に、ＬＮＧ保存施設と再気化設備とを設置したものであり、海上施設は、海上に浮遊式構造物（一般的に、ＬＮＧ船）または固定式構造物（ＧＢＳ：gravity based structure）を製作した後、その構造物にＬＮＧ保存施設と再気化設備とを設置したものもあり（ＦＳＲＵ：floating storage regasification unit）、ＬＮＧ船に再気化設備を備えたもの（ＳＲＶ：shuttle regasification vessel）またはＬＮＧ ＲＶ（regasification vessel）もある。ＳＲＶまたはＬＮＧ ＲＶは、自体航海機能を有し、船舶に再気化設備を具備した特殊な海洋設備であり、ＬＮＧを生産地で船積みした後、荷役位置まで移動し、海上でＳＴＬ（submerged turret loading）に係留しながら、船上に設置された再気化設備を利用して、ＬＮＧをガス形態で供給することができる特殊船舶であり、最近米国などで天然ガス供給用に常用化されており、韓国の造船所でも建造された。ＦＲＳＵの場合、ＬＮＧ船を基にして、新たな海上構造物の建造も検討されているが、経済性及び納期などの問題で、数隻の中古ＬＮＧ船がＦＲＳＵに改造され、中南米やアジアなどの海上で天然ガスを供給している。

陸上に天然ガスを供給する施設を設置する場合、ＬＮＧ船の接岸施設の近くに、大規模の敷地を設けなければならず、大規模な工事を行わなければならないので、設備に莫大なコストが発生し、近隣住民らの請願を解決しなければならず、一度施設を設ければ、移すことができないという短所などがあり、最近では、短期間に天然ガスを供給する目的で、海上に天然ガスを供給することができる施設の設置を計画している。

しかし、海上にＬＮＧの保存設備及び再気化設備のために、新しい浮遊式構造物や再気化設備を備えたＬＮＧ船を建造する場合、少なくとも数年という長い時間と多くのコストとが必要となり、中古ＬＮＧ船を改造し、再気化設備を備えた浮遊式構造物として使用する場合にも、中古ＬＮＧ船の船齢及び貨物倉の形態によって、短くては１年、長くては数年の修理時間と多大な改造コストとが必要となる。このとき、メンブレン型貨物倉を有した中古ＬＮＧ船の場合、甲板上部に設置される再気化設備のため貨物倉の一部に構造補強が必要な場合もあり、ＬＮＧ船積み時及び再気化時の頻繁なＬＮＧの液位変化により、貨物倉にＬＮＧが部分的に満たされている状態（partial loading）が発生し、スロッシングによる損傷（sloshing damage）の危険性があり、ＬＮＧの保存及び再気化設備の運用に制限が伴う。

一方、ＦＳＲＵやＳＲＶなどの場合、海洋気候環境から安定している係留のために、ジェッティ（jetty）などの海上構造物に係留された状態で、ジェッティに設置されたローディングアーム（loading arm）を介してＬＮＧを供給され、船上に設置された再気化設備を介して、高圧（一般的に、４０気圧から９０気圧）の天然ガスを高圧ガスアーム（high pressure gas arm）を介して地上に供給する。このとき、係留された状態では、ＦＳＲＵやＬＮＧ ＲＶのような浮遊式設備の場合、潮流と風とに影響を受けるので、係留された状態で、上下方向及び左右方向の直線運動及び回転運動が必然的に伴うので、固定式構造物であるジェッティに設置されるローディングアーム及び高圧ガスアームには、船体の運動を吸収するように運動性を有した部品を含んでおり、ＦＳＲＵやＬＮＧ ＲＶが潮流や波によって移動することにより、ローディングアームと高圧ガスローディングアームとの運転設計範囲以上に、ジェッティと離隔されれば、自動的にパイプラインが分離されるように構成されている。一般的なＬＮＧ船は、荷役（アンローディング）時や船積み（ローディング）時には、数気圧以内で運転されるが、ＦＳＲＵやＬＮＧ ＲＶの高圧ガスアームは、高圧の天然ガスを扱うことになるので、常時高圧の天然ガスが漏れるという潜在的な可能性が常にあり、ＦＳＲＵやＬＮＧ ＲＶの火事及び爆発事故の危険要因になっている。

本発明は、背景技術の問題点を解決するために導き出されたものであり、ＦＳＲＵやＬＮＧ ＲＶを新規で建造したり、あるいは中古ＬＮＧ船を改造したＦＳＲＵやＬＮＧ ＲＶに比べて、施工期間が短縮されてコストが節減されながら、さらに安全な海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ再気化設備を提供するところにある。

前述の課題の解決手段として本発明は、海上に固定式で設置される鋼構造あるいは鉄筋コンクリート構造のジェッティ・ユニットと、前記ジェッティ・ユニットに停泊されてＬＮＧを保存するための空間を提供する保存ユニットと、前記保存ユニットから供給されるＬＮＧの再気化のためにモジュール化され、前記ジェッティ・ユニットの上部に、ジェッティ・ユニットから分離可能に設置される再気化ユニットと、前記再気化ユニットと前記保存ユニットとを互いに連結するアンローディング配管と、前記再気化ユニットによって気化された天然ガスを輸送するためのするための供給配管とを含む配管ユニットと、を含んでなることを特徴とする海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ再気化設備を提供する。

前記再気化ユニットに、電力や海水などを供給するように、電源と海水ポンプとを含むユーティリティ設備がモジュール化され、前記ジェッティの上部に分離可能に設置されたユーティリティ・ユニットをさらに具備することが望ましい。

前記再気化ユニットは、海水を利用したオープンラック蒸発機形態であることがさらに望ましい。

前記ユーティリティ・ユニットの海水ポンプと、前記保存ユニットに設けられるバラスト水ポンプとを同時に活用し、前記再気化ユニットに海水を供給してもよい。

前記保存ユニットに設けられた電力設備、蒸気発生機、バラスト水ポンプを活用し、前記再気化ユニットに必要な電源、蒸気、海水を供給するように構成することもできる。

前記保存ユニットは、前記ジェッティ・ユニットに対して固定式に設置され、移動可能なＬＮＧ船またはＦＳＵからＬＮＧをローディングし、これを前記再気化ユニットに移送することが望ましい。

前記保存ユニットは、前記ジェッティ・ユニットと分離可能に設置され、ＬＮＧをローディングするために移動可能に構成されることが望ましい。

本発明によれば、固定式構造物であるジェッティ・ユニットに再気化設備を設置してＬＮＧを再気化することにより、海上でＬＮＧを再気化しながらも、浮遊式構造物で再気化を行う場合に発生しうる高圧の天然ガス漏れの危険性を顕著に減らすことができるＬＮＧ再気化設備を提供することができる。

本発明の１つの実施形態によるＬＮＧ再気化設備を説明するための模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の１つの実施形態によるＬＮＧ再気化設備について説明することにより、本発明を実施するための具体的な内容について説明する。

図１は、本発明の１つの実施形態によるＬＮＧ再気化設備について説明するための模式図である。

本実施形態によるＬＮＧ再気化設備は、海上でＬＮＧを再気化し、陸上の天然ガス使用先に供給するための設備であり、ジェッティ・ユニット１０、保存ユニット２０、再気化ユニット３０、配管ユニット４０及びユーティリティ・ユニット５０から構成される。

前記ジェッティ・ユニット１０は、海上に固定式に設置され、鋼構造あるいは鉄筋コンクリート構造で製作される。ジェッティ（jetty）は、さまざまな意味に使用されるが、防波堤（breakwater）のように、内海と外海とを区分する構造物という意味に使われたり、あるいは船舶の接岸のための施設の意味に使われたりする。大型コンテナ船やタンカー、ＬＮＧ船などの大型船舶を停泊させるためには、一定深さ以上の水深が確保された場所が要求されるが、陸上から海上まで連結されたジェッティを設置し、接岸施設として使用したり、浚渫後、コンテナ・ターミナルなどの構造物を施工し、接岸施設として使用したりする。本発明で、ジェッティ・ユニット１０は、海上に半分永久的に設置され、潮流などによって水面の高さが変化する場合にも、海抜高度を一定に維持することができる構造物であり、その形状は重要ではなく、前記保存ユニット２０が停泊することができる構造であるならば十分である。前記ジェッティ・ユニット１０には、保存ユニット２０の停泊のためのムアリング・ドルフィン（mooring dolphin）や、フェンダ（fender）などの構造物が設置され、かような構造物は、図示上の便宜さのために、図１には省略されている（図１には、全ての構成が極めて単純化された状態で図示されている）。

前記保存ユニット２０は、前記ジェッティ・ユニット１０に停泊され、ＬＮＧを保存するための空間を提供する構成である。中古ＬＮＧ船を改造して使用することもでき、ＬＮＧ ＦＳＵ（floating storage unit）を使用することもできる。一方、保存ユニット２０は、前記ジェッティ・ユニット１０に固定式に係留され、必要によって、ジェッティ・ユニット１０と分離されて移動することができるように構成し、これとは別途に、他のＬＮＧ船でＬＮＧを供給され、再気化ユニット３０に再供給させることも可能であり、自らＬＮＧ生産基地または他のＦＳＵに移動してＬＮＧを供給され、再びジェッティ・ユニット１０に停泊した状態で、再気化ユニット３０にＬＮＧを供給することもできる。その場合、ＬＮＧの持続的な再気化のために、ＬＮＧ残留量によって、他のＬＮＧ船がＬＮＧを運搬し、ジェッティの反対側に係留し、再気化ユニットにＬＮＧを順次に供給することもできる。

固定される形態の保存ユニット２０を使用するか、あるいは移動する保存ユニット２０を使用するかは、周辺の状況や経済性などを考慮して決定することができる。例えば、中古ＬＮＧ船を保存ユニット２０として使用する場合、移動性はすでに確保されているので、移動するように使用するか、あるいは固定された状態で使用するかは、周辺状況を考慮して決めればよいのである。

一方、中古ＬＮＧ船を保存ユニット２０として使用する場合、一般的に、中古ＬＮＧ船の場合、ＬＮＧのローディングとアンローディングとを同時に行うことはできないように配管が構成されているが、ＬＮＧを供給するためのＬＮＧ船からＬＮＧをローディングする配管２１と、ＬＮＧをアンローディングするアンローディング配管４１とを同時に使用するように、適切に改造することが必要でもある。また、保存ユニット２０が移動する場合には、アンローディング配管４１と保存ユニット２０とを分離するための適切な設備が必要である。本実施形態では、保存ユニット２０が、ＬＮＧ船からＬＮＧを供給されるように、ＬＮＧローディング配管２１によって連結される場合であるが、ＬＮＧ船が、直接再気化ユニット３０にＬＮＧを供給することもできる。かような構成を取る場合、再気化ユニット３０は、保存ユニット２０と、別途のＬＮＧ船（図示せず）とから同時にＬＮＧを供給されて気化する。

前記保存ユニット２０には、電力設備、蒸気発生機、バラスト水ポンプＰ２などのユーティリティ施設２２が具備されているが、中古ＬＮＧ船もＦＳＵもいずれもかような施設が一般的に具備されているので、中古ＬＮＧ船やＦＳＵを改造する場合、さらなる設備が不要である。

前記再気化ユニット３０は、前記保存ユニット２０から供給されるＬＮＧの再気化のためにモジュール化されたものであり、前記ジェッティ・ユニット１０から分離可能に設置される。再気化ユニット３０が、固定式のジェッティ・ユニット１０上に設置されることにより、海上でＬＮＧの再気化が行われるにもかかわらず、従来のＦＳＲＵ及びＬＮＧ ＲＶのような海上再気化ユニットの問題点である水面の高さ、及び潮流並びに風の変化による高圧ガスアームの運用、及び運用範囲離隔による自動配管分離による天然ガス漏出の危険性を基本的に解決することができる。

本実施形態で、前記再気化ユニット３０の熱交換機は、海水を利用したオープンラック蒸発機（open rack vaporizer）形態を使用するが、それは、熱交換機の上部から下部に海水を均一に流す方式でＬＮＧを気化させる設備であり、初期投資額が低廉であり、運用コストも高価ではないという長所がある。当該方式の場合、海水が不均一に塗布されれば、熱交換機内部で凍結が起こり、熱交換機の性能が低下するので、既存の海上浮遊式設備であるＦＳＲＵやＬＮＧ ＲＶの再気化設備では、使用が現実的に不可能であるが、本発明の場合、固定式のジェッティ・ユニット１０の上部に、再気化設備３０が設置されることによって比較的低価の熱交換システムであるオープンラック蒸発機を使用することができる。

前記オープンラック蒸発機に海水を供給するのは、前記ユーティリティ・ユニット５０に設けられた海水ポンプＰ１と、前記保存ユニット２０に設けられたユーティリティ施設２２のバラスト水ポンプＰ２とを利用すればよい。図１には、両者とも使用すると図示されているが、両者とも使用する必要はなく、海水ポンプＰ１をメインに使い、バラスト水ポンプＰ２を補助的に使用することもでき、保存ユニット２０が移動する場合であるならば、海水ポンプＰ１のみを使用することが望ましいともいえる。オープンラック蒸発機に海水を供給する方式も、状況を考慮して適切に選択することができる。

前記配管ユニット４０は、前記再気化ユニット３０と前記保存ユニット２０とを互いに連結し、保存ユニット２０から再気化ユニット３０にＬＮＧを供給するためのアンローディング配管４１と、前記再気化ユニット３０によって気化された天然ガスを、陸上の使用先に供給するための供給配管４２と、を含んでなる。必要な場合、前記配管ユニット４０の一部は、海水面の下に設置されることもある。

前記ユーティリティ・ユニット５０は、前記再気化ユニット３０に、電力や蒸気、海水などを供給するための電源、海水ポンプＰ１、蒸気発生機などを具備した構成であり、前記再気化ユニット３０と同様にモジュール化され、前記ジェッティ・ユニット１０の上部に分離可能に設置される。前記ユーティリティ・ユニット５０と、前記再気化ユニット３０は、電力線５１、海水配管５２、蒸気配管５３などで連結されており、本実施形態で、前記電力線５１、海水配管５２、蒸気配管５３は、保存ユニット２０に設置されたユーティリティ施設とそれぞれ連結される構成を取っており、同時にあるいは相補的に使用可能になるように構成されている。もちろん、図１に図示されたところと異なり、ユーティリティ・ユニット５０だけ使用することも可能である。

図１に図示された配管ユニット４０、電力線５１、海水配管５２、蒸気配管５３は、図示上の便宜のために極めて単純化した形態で図示し、実際には、はるかに複雑に構成される。ただし、このように単純に図示する場合にも、本発明が属する技術分野で当業者であるならば、十分な理解が可能であると判断される。

以下では、ＬＮＧを再気化するフローについて説明することにより、前述の各構成の機能、作用及び効果に係わる説明を行う。

保存ユニット２０に保存されたＬＮＧは、アンローディング配管４１を介して、再気化ユニット３０に供給され、再気化設備３０に供給された液体状態のＬＮＧは、再気化ユニット３０で気化された状態で、供給配管４２を介して、陸上の使用先に移送される。

保存ユニット２０は、ジェッティ１０に半固定された状態で使われ、ＬＮＧ船からＬＮＧをローディングすることもでき（ローディング配管２１を介した供給）、自ら移動しながら、近隣のＦＳＵやＬＮＧ生産地からＬＮＧを供給されもする。保存ユニット２０が移動する場合であるならば、いくつかの保存ユニット２０を用い、１つの保存ユニット２０がＬＮＧのローディングのために移動する間、他の保存ユニット２０から再気化ユニット３０に天然ガスを供給するように構成し、天然ガスの供給を絶やさないことが望ましい。

再気化ユニット３０に供給される電力、海水、蒸気などは、モジュール化されたユーティリティ・ユニット５０を介して供給される。

以上、本発明の望ましい１つの実施形態について説明することにより、本発明の実施のための具体的な内容を提供したが、本発明の技術的思想は、説明された実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない範囲内で多様な形態のＬＮＧ再気化設備に具体化される。

Claims (6)

1. 海上に固定式に設置される鋼構造あるいは鉄筋コンクリート構造のジェッティ・ユニットと、
   前記ジェッティ・ユニットに停泊されてＬＮＧを保存するための空間を提供する保存ユニットと、
   前記保存ユニットから供給されるＬＮＧの再気化のためにモジュール化され、前記ジェッティ・ユニットの上部に、ジェッティ・ユニットから分離可能に設置される再気化ユニットと、
   前記再気化ユニットに、電力や海水を供給するように、電源と海水ポンプとを含むユーティリティ・ユニットと、
   前記再気化ユニットと前記保存ユニットとを互いに連結するアンローディング配管と、前記再気化ユニットによって気化された天然ガスを輸送するための供給配管とを含む配管ユニットとを含んでなることを特徴とする海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ再気化設備であって、
   前記再気化ユニットは、海水を利用したオープンラック蒸発機形態であり、
   前記ユーティリティ・ユニットの海水ポンプと、前記保存ユニットに設けられるバラスト水ポンプとを同時に活用し、前記再気化ユニットに海水を供給することを特徴とする海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ再気化設備。
2. 前記ユーティリティ・ユニットは、前記ジェッティ・ユニットに対して分離が可能になるようにモジュール形態に設けられることを特徴とする請求項１に記載の海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ再気化設備。
3. 海上に固定式に設置される鋼構造あるいは鉄筋コンクリート構造のジェッティ・ユニットと、
   前記ジェッティ・ユニットに停泊されてＬＮＧを保存するための空間を提供する保存ユニットと、
   前記保存ユニットから供給されるＬＮＧの再気化のためにモジュール化され、前記ジェッティ・ユニットの上部に、ジェッティ・ユニットから分離可能に設置される再気化ユニットと、
   前記再気化ユニットに、電力や海水を供給するように、電源と海水ポンプとを含むユーティリティ・ユニットと、
   前記再気化ユニットと前記保存ユニットとを互いに連結するアンローディング配管と、前記再気化ユニットによって気化された天然ガスを輸送するための供給配管とを含む配管ユニットと、を含んでなることを特徴とする海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ再気化設備であって、
   前記保存ユニットに設けられた電力設備、蒸気発生機、バラスト水ポンプを活用し、前記再気化ユニットに必要な電源、蒸気、海水を供給することを特徴とする海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ再気化設備。
4. 前記保存ユニットは、前記ジェッティ・ユニットに対して固定式に設置され、移動可能なＬＮＧ船またはＦＳＵからＬＮＧをローディングし、これを、前記再気化ユニットに移送することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ再気化設備。
5. 前記保存ユニットは、前記ジェッティ・ユニットと分離可能に設置され、ＬＮＧをローディングするために移動するように設けられることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ再気化設備。
6. 前記保存ユニットは、ＬＮＧ船またはＦＳＵ（floating storage unit）であることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の海上ジェッティ構造物を利用したＬＮＧ再気化設備。

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