JP5808431B2 - 海上ジャッキアップ・プラットホームを利用したｌｎｇ再気化設備 - Google Patents

Description

本発明は、海上ジャッキアップ・プラットホームを利用した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ャッキアップ・プラットホームの上に、モジュール化されたＬＮＧ再気化設備を設けることにより、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再気化が可能な海上ジャッキアップ・プラットホームを利用したＬＮＧ再気化設備に関する。

ＬＮＧ再気化設備とは、液化された天然ガス（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（ＦＳＲＵ：floating storage regasification unit）もあり、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、自己航海機能を備え、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をガス状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していた。

ＦＲＳＵの場合、ＬＮＧ船を基に、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により、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、一度施設を整えれば、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の保存及び再気化の設備のために、新たな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くの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に、貨物倉の一部が構造補強が必要な場合もあり、ＬＮＧの船積み時及び再気化時に、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の保存設備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的な係留のために、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、潮流と波とに影響を受けるので、係留された状態で、上下方向と左右方向と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ことが可能であるように、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、ジェッティと離隔することになれば、自動的にパイプラインが分離す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存在し、ＦＳＲＵやＬＮＧ ＲＶの火災及び爆発事故の危険要因になっている。

本発明は、前記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ャッキアップ・プラットホームを利用した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、下端部は、海底面に固定可能に設けられ、上端部は、水面上に露出するレッグ（leg）と、レッグ（leg）に対して上下方向に移動可能な船体（hull）と、を含んでなるジャッキアップ・ユニット；前記ジャッキアップ・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；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、前記ジャッキアップ・ユニットの上部に、ジャッキアップ・ユニットから分離可能に設置される再気化ユニット；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・ユニット；及び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；を含んでなることを特徴とする海上ジャッキアップ・プラットホームを利用したＬＮＧ再気化設備を提供する。

前記ユーティリティ・ユニットは、前記ジャッキアップ・ユニットに対して分離が可能であるようにモジュール形態に設けられることが望ましい。

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の形態であることが望ましい。

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が望ましい。

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、蒸気及び海水を供給することが望ましい。

前記保存ユニットは、前記ジャッキアップ・ユニットに対して固定式に設置され、他のＬＮＧ船またはＦＳＵ（floating storage unit）から、ＬＮＧを再気化ユニットに移送するように構成することもでき、前記ジャッキアップ・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構成することもできる。

本発明によれば、固定式構造物であるジャッキアップ・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する場合に発生しうる高圧の天然ガス漏出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。

また、自体移動が可能なジャッキアップ・ユニット上に、再気化ユニット、配管ユニット、ユーティリティ・ユニットなどのプラント設備を設けることにより、必要な場合、移動しながらＬＮＧ再気化が可能である。

ジャッキアップ・ユニットについて説明するための図面である。 ジャッキアップ・ユニットについて説明するための図面である。 ジャッキアップ・ユニットについて説明するための図面である。 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。 ジャッキアップ・ユニットを補強するための鋼管パイプを具備した実施形態について説明するための図面である。 ジャッキアップ・ユニットを補強するための鋼管パイプを具備した実施形態について説明するための図面である。 ジェッティ構造物をさらに具備した実施形態について説明するための図面である。

以下では、図面を参照しながら、本発明の１つの実施形態によるＬＮＧ（liquefied natural gas）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ないし図３は、ジャッキアップ・ユニットについて説明するための図面であり、図４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、図５及び図６は、ジャッキアップ・ユニットを補強するための鋼管パイプを具備した実施形態について説明するための図面であり、図７は、ジェッティ構造物をさらに具備した実施形態について説明するための図面である。

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、ジャッキアップ・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。

前記ジャッキアップ・ユニット１０は、図１ないし図３に図示されたように、船体（hull）１１とレッグ（leg）とを含んで構成され、移動時には、図１に図示されたように、レッグ１２を上部に引き上げ、浸水されたレッグ１２を最小化した状態で移動し（レッグによる抵抗を減らす）、所望の位置になれば、図２に図示されたように、レッグ１２を下げ、レッグ１２の下端部を海底面（seabed）の下部に固定し、図３に図示されたように、船体１１をレッグ１２に対して上部に移動させ、船体１１は、水面上に露出させる。船体１１が露出すれば、その上で作業を行い、石油や天然ガスのボーリング施設として使用されたり、あるいは船体１１の上部にクレーンを載せ、海上作業を行ったりする構造物であり、用途によって、ジャッキアップ・プラットホーム、ジャッキアップ・リグなどの名称で呼ばれたりする。一般的に、ジャッキアップ・ユニット１０は、水深が１２０メートル以内の浅海で使用される構造物である。

本発明で、ジャッキアップ・ユニット１０の船体１１は、前記レッグ１２に対して、上下方向の相対移動が可能であるように設けられ、図３に図示されたように、水面上に露出した状態では、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。前記ジャッキアップ・ユニット１０の船体１１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、図示する上で便宜のためにも、図４では省略されている（図４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、前記ジャッキアップ・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を使用することもできる。一方、保存ユニット２０は、前記ジャッキアップ・ユニット１０に固定式に係留され、必要によって、ジャッキアップ・ユニット１０と分離されて移動するように構成し、他のＬＮＧ船からＬＮＧを供給され、再気化ユニット３０に再供給させることもでき、自体でＬＮＧ生産基地または他のＦＳＵに移動し、ＬＮＧを供給され、再びジャッキアップ・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。後者の場合、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定すればよいのである。

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ができないように、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を同時に使用することが可能なように、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。

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（floating storage unit）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、前記ジャッキアップ・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、固定式のジャッキアップ・ユニット１０上に設置されることによって、海上でＬＮＧの再気化が行われるにもかかわらず、従来ＦＳＲＵ（floating storage regasification unit）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、潮流及び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。再気化作業がジャッキアップ・ユニット１０の船体１１上で行われるので、保存ユニット２０と再気化ユニット３０との間の配管では、高圧のガス状態ではないＬＮＧが移動し、ジャッキアップ・ユニット１０の船体１１は、その高さが固定されているので、保存ユニット２０が若干移動する場合にも、両者いずれも潮流などによって上下移動する場合に比べて、はるかに安定してＬＮＧが移送されるためである。

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）の形態を使用するが、これは、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、かつ運用コストが安価であるという長所がある。この方式の場合、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、固定式のジャッキアップ・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り、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可能である。

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４には、両者いずれも使用するように図示されているが、両者いずれも使用する必要はなく、海水ポンプＰ１をメインとして用い、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。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しうる。

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もする。

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、前記ジャッキアップ・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であるように構成されている。もちろん、図４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４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させた形態で図示し、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用され、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）、自体移動しながら、近辺のＦＳＵやＬＮＧ生産地からＬＮＧを供給される。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えさせ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。

図５及び図６には、前述のジャッキアップ・ユニット１０を補強するために、鋼管パイプＰを設置した実施形態が図示されているが、図５及び図６には、鋼管パイプＰの配置だけが互いに異なる実施形態が図示されている。図５及び図６は、ジャッキアップ・ユニット１０、保存ユニット２０、鋼管パイプＰの相対的な配置について説明するための図面であり、再気化ユニット３０、配管ユニット４０、ユーティリティ・ユニット５０などのプラント設備は、図示上の便宜のために省略してある。

図７には、ジェッティ構造物Ｊと鋼管パイプＰとを利用する実施形態が図示されている。ＬＮＧを再気化する場所の海上に、ジェッティ構造物Ｊが設けられている場合には、図７に図示されたように、保存ユニット２０とジャッキアップ・ユニット１０との間に、ジェッティ構造物Ｊが配置されるように、再気化設備を設計することもできる。かような配置を取る場合、ジャッキアップ・ユニット１０には、保存ユニット２０を停泊させるための別途の施設が不用であるという長所が生じ、ジェッティ構造物Ｊの場合、固定式で施工される場合が多いので、構造的にさらに安定したＬＮＧ再気化設備として使用されるという長所がある。

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違わない範囲内で多様な形態のＬＮＧ再気化設備として具体化されるのである。

Claims (6)

1. 下端部は、海底面に固定可能に設けられ、上端部は、水面上に露出するレッグと、レッグに対して上下方向に移動可能な船体（hull）と、を含んでなるジャッキアップ・ユニットと、
   前記ジャッキアップ・ユニットに停泊されてＬＮＧ（liquefied natural gas）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、前記ジャッキアップ・ユニットの上部にジャッキアップ・ユニットから分離可能に設置され、海水を利用したオープンラック蒸発機の形態である再気化ユニットと、
   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・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、を含んでなり、
   前記ジャッキアップ・ユニットは、必要によって移動自在であり、移動時の前記レッグは、前記船体に対して上方に移動し、所望の地点に到逹すれば、前記レッグは、前記船体に対して下方に移動して海底面に固定され、
   さらに、前記海水ポンプと、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ャッキアップ・プラットホームを利用したＬＮＧ再気化設備。
2. 前記ユーティリティ・ユニットは、前記ジャッキアップ・ユニットに対して分離が可能であ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に記載の海上ジャッキアップ・プラットホームを利用したＬＮＧ再気化設備。
3. 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、蒸気及び海水を供給することを特徴とする請求項１に記載の海上ジャッキアップ・プラットホームを利用したＬＮＧ再気化設備。
4. 前記保存ユニットは、前記ジャッキアップ・ユニットに対して固定式に設置され、他のＬＮＧ船またはＦＳＵ（floating storage unit）から、ＬＮＧを再気化ユニットに移送することを特徴とする請求項１に記載の海上ジャッキアップ・プラットホームを利用したＬＮＧ再気化設備。
5. 前記保存ユニットは、前記ジャッキアップ・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なように設けられることを特徴とする請求項１に記載の海上ジャッキアップ・プラットホームを利用したＬＮＧ再気化設備。
6. 前記保存ユニットは、ＬＮＧ船またはＦＳＵであることを特徴とする請求項１に記載の海上ジャッキアップ・プラットホームを利用したＬＮＧ再気化設備。

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