KR20140111668A - 압축 천연 가스를 모듈 내에 조합된 검사가능 원통형 컨테이너 내에 격납하고 수송하기 위한 시스템 - Google Patents

압축 천연 가스를 모듈 내에 조합된 검사가능 원통형 컨테이너 내에 격납하고 수송하기 위한 시스템 Download PDF

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KR20140111668A
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프란체스코 네티스
대니얼 디'아멜즈
장프랑코 니소
파올로 레돈디
아메데오 실바그니
바니 네리 토마셀리
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블루 웨이브 컴퍼니 에스.에이.
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Abstract

천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템으로서, 평행 축들을 가지며 수직으로 정렬된 원통형 컨테이너를 가지며, 상기 컨테이너(100, 200)는 동일한 높이를 가지지만 적어도 두 개의 상이한 직경을 가지고, 상기 직경 중 두 개는 1 m 및 6 m 사이에 속하고, 상기 컨테이너는 표준화된 모듈(40) 내에 조합되며, 상기 원통형 컨테이너(100, 200)는 각각 상기 컨테이너 중 더 큰 사이즈(100)에 대하여 3 m 및 6 m 사이를 그리고 상기 컨테이너 중 더 작은 사이즈(200)에 대하여 1 및 2.5 m 사이를 가지는, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.

Description

압축 천연 가스를 모듈 내에 조합된 검사가능 원통형 컨테이너 내에 격납하고 수송하기 위한 시스템{SYSTEM FOR CONTAINING AND TRANSPORTING COMPRESSED NATURAL GAS IN INSPECTABLE CYLINDRICAL CONTAINERS, COMBINED IN MODULES}
본 발명의 목적은, CNG로 알려진 천연 가스를, 주변의 압력과는 크게 상이한 압력에서, 예를 들어 100bar, 또는 150 bar 또는 200 bar 또는 250 bar를 초과하여 아마도 300 bar 또는 350 bar까지에 달하는 압력에서 유체가 있거나 없는 가스를 보관하기 위하여 설계되는 압력 용기라고 명명되는 원통형 컨테이너를 사용하여 격납하고 수송하기 위한 새로운 시스템이다.
연료 가스는 주로 액화 천연 가스인 LNG의 형태로 또는 액화 석유 가스인 LPG의 형태로 바다에서 수송되어 왔다. 전자는 거의 모든 부분 액체 상태인 메탄으로 구성되고 대기압에 근접한 압력에서 그리고 -170℃에 근접한 기온에서 보존된다. 후자는 부탄, 프로판 및 다른 탄화수소로 구성되고 적당한 압력에서 그리고 -48℃에 근접한 온도에서 보존된다.
압축 천연 가스(compressed natural gas)의 두문자어인 CNG는 최근에 겨우 도입되었으며, 이것의 구성은 LNG와 유사하지만 가스상 상태에서 그리고 높은 압력: 주위 온도에서 즉 약 15℃ 근처에서, 또는 더 낮은 온도, 즉 약 -30℃ 근처에서 통상적으로 250 barg에서 보존되고, 이를 통하여 약 130 barg(또는 160 barg까지)의 감소된 압력을 가진다. CNG는 추가적으로 액체 성분을 가질 수도 있는데, 하지만 저장된 유체의 거의 모두는 가스상이다.
큰 장점들이 특히 수송 비용을 최소화하는 것에 관련하여, 가스의 부피의 압축 및 감소로부터 유도된다는 것이 명백하다. 그러나, 동작 압력이 증가하는 것은, 특히 이러한 압축된/액화 형태의 동작 압력 및/또는 온도 때문에 안전성과 연관된 법적 요건을 고려할 때, 새 컨테이너 및 새 수송 시스템이 필요하게 했다. 엄격한 경제적 관점에서 볼 때, CNG가 LNG 및 LPG 보다 덜 조밀하게 콤팩트화되기 때문에, CNG 수송 섹터에서 운영되는 회사들이 a) 적하(loading) 위치로부터 양하(unloading) 위치로 선박에서 안전하게 보존가능하고 수송가능한 가스의 최대 부피를 수송하기 위한, b) 적하-양하 프로시저를 능률화(streamlining)하기 위한, 그리고 c) 컨테이너 및 이에 대한 임의의 밸브에 이루어지는 유지보수 동작을 단순화하기 위한 최적 시스템을 찾는 것이 매우 중요해졌다.
기술 상태
종래에는, CNG를 바다를 거쳐 수송하기 위하여 가장 공통적으로 사용된 시스템들은 다양한 직경 및 길이를 가지며 강철 또는 합성 물질로 제작되고 "압력 용기" 또는 PV(pressure vessel)로 명명되는 복수 개의 원통형 컨테이너를 사용한다. 이들은 특히 높은 압력을 지원하고 그러한 목적으로 설계된 선박의 선체(hull) 내부에 배치되도록 설계된다.
예상된(envisaged) 스트레스, 사용 재료, 및 생산 및 처리 비용에 의존하여, 거의 모든 공통적으로 사용되는 원통형 컨테이너는 강철로 제작될 경우 100 cm의 직경을 가지고, 그렇지 않으면 이들은 "파이프" 또는 "병(bottles)"이라고 알려진다. 폴리머 및 합성 물질로 제작된다면, 이들은 흔히 300 cm의 직경을 가질 수 있다.
이러한 컨테이너의 통상적 길이는 통상적으로 상수이지만, 그 길이는 선박 내의 그들의 배치에 연관된다: 이것은 선체 또는 그것의 일부의 폭보다 다소 적어서, 실린더가 수평으로 배치되는 경우 이들이 측면으로(laterally) 선체 내에 맞춤될 수 있다; 또는 만일 그 대신에 이들이 수직으로, 예를 들어 하나 이상의 레벨에서 배치된다면 이것은 선체 또는 그것의 일부의 높이와 동일할 수 있다.
보통, 원통형 컨테이너는 병렬 어레이에서 나란하게 배치되고, 이들은 선체와 특히 통합된 복수 개의 스페이서 서포트에 고정된다.
대안적 시스템은 예를 들어 15 cm의 큰 단면을 가지고 가끔 선박 자체의 폭과 동일한 치수를 가지는 고-직경 코일로 권선되며 수직 축과 나란히 배치되는 긴 가요성 파이프를 구상한다.
그러므로, 가스를 저장하고 이를 선박을 사용하여 CNG 또는 LNG, 즉 압축되거나 액체 상태의 형태로, 수직으로 또는 수평으로, 및 평행으로 배치되며 가끔 솔루션들이 선체 내에 집적되는 원통형 컨테이너 내에서 수송하기 위한 시스템이 공지된다. 고-직경 코일을 사용하는 솔루션이 역시 공지된다. 더 나아가, 고 압력에 노출되지 않는 가스의 경우에는, 선박 내에 다양한 형태 및 치수를 가지는 큰 탱크의 구성을 구상하는 시스템이 한 동안 역시 알려져 왔다.
몇몇 특정 솔루션들이, 수송되는 가스의 양을, 예를 들어 컨테이너의 또는 선박 내부의 코일들의 배치를 최적화함으로써 최적화하기 위하여 연구되어 왔다. 다른 연구들은 적하 및 양하 동작을 개선하고 단순화하기 위한 것이거나 또는 밸브, 매니폴드 및 안전성 시스템을 최적화하기 위한 것이었다. 또 다른 연구들은 컨테이너의 단면을 최적화하기 위한 것이거나 또는 사용되는 재료를 개선하기 위한 것이었다. 예를 들어, 다음 선행 기술 문서들이 이러한 기술 분야에 관련된다:
D1: US 20030106324 (Bishop)
D2: US6339996 (Campbell)
D3: US 5839383 (Stenning)
D4: US4446804 (Olaf Kristiansen)
D5: US4182254 (Campbell)
D6: US3076423 (Leathard)
D7: WO9716678 (Stenning)
D8: CA2636100 (Fawley)
D9: US6779565 (Fawley)
D1 은 선박에 의한 CNG 수송의 효율성을 가스의 부피를 압력 및 온도 변수에 기초하여 최적화함으로써 개선하기 위한 조건을 기술한다. 특히, 이것은 수송할 가스의 양이 주어지면 온도 및 압축 인자를 감소시켜서 이것의 부피를 감소시키는 것이 바람직하고, 결과로서 수송 비용에 감소가 있을 수 있다고 사전에 가정한다. 치수결정(dimensioning)은 컨테이너 용으로 사용되는 재료의 형태 및 성능과 연관되며, 따라서 안전성을 개선하기 위하여 가장 적합한 강철이 설명된다. 비록 니켈 합금 또는 합성물과 같은 다른 재료들이 적합하지만, 컨테이너는 바람직하게는 강철 파이프이다. 상기 파이프는 선박 내에 수평으로 배열되는데, 그들의 축간(interaxes)은 엇갈려져서(staggered) 공간을 최적화 하고, 이들은 원래의 모듈식(modular) 지지 시스템에 의하여 또는 대안적으로는 교차된(crossed) 금속 밴드를 사용함으로써 차단된다. 시스템은 이러한 목적을 위하여 설계된 선체, 또는 모듈식 격납(containment) 구조를 예상한다.
대안들 중에서, 밸러스트로 의도되는 원통형 격실과 격납 파이프 위의 원통형 컨테이너와 비교하여 더 작은 직경과 그리고 엇갈린 축간이 있으며 하단에 수직으로 제공되는 전용 강화 콘크리트 선체에 대한 설명이 제공된다.
D2 는 CNG를 주위 온도 또는 그 바로 아래의 온도에서 전통적인 강철 탱크와 비교하여 더 가벼운 합성 물질로 제작된 탱크로써 수송하기 위한 시스템을 설명한다. 새 탱크는 선박에 의한 그리고 트럭에 의한 것 모두, 또는 컨테이너 용 모듈식의 수송을 위한 적합한 특징을 가진다.
한 바람직한 수송 구성에서, 원통형 컨테이너는 수송 도중에 더 큰 효율성을 위하여 수직으로 배치되고 어긋난(staggered) 축간을 가지고 나란하게 배치된다.
D3 는 유체, 특히 CNG의 바람직하게는 선박에 의한 저장 및 수송을 위한 방법을 설명한다. 이 방법은 나선으로 롤링되며 가스로 채워지고 제어되는 압력에서 유지되는 연속 파이프를 내부에 하우징하는 원형 코일 컨테이너의 중첩에 기초한다. 이러한 방법은 솔루션 D1 및 D2 와 비교할 때 가스의 더 큰 양을 수송하는 것을 가능하게 하고, 이것은 매니폴드 및 밸브 시스템을 동시에 단순화한다. 선박 내부의 코일 형태인 컨테이너의 가능한 배치는 수직 축을 가지며 수송된 가스의 유용한 부피와 관련하여 특히 높은 효율을 보장하는 반-육각형의 격벽(bulkheads)이 있는 구성의 설명을 포함한다.
D4 는 높은 압력 하에서 예를 들어 물과 같은 적합한 액체에 의하여 가능하게 되는 특정한 충진 및 비움(emptying) 시스템으로써 수송하고 저장하기 위한 방법을 예시한다. 본 발명의 목적인 방법론과 함께, 컨테이너에 대하여 그리고 선박 내부에서의 이것들의 배치에 관련되며 당업계의 기술 수준을 정의하기 위하여 어느 정도의 유용성을 가지는 설명이 제공된다: 다수의 원통형 컨테이너, 또는 탱크는 나란히, 수직으로 배치되고, 예를 들어 2 미터의 직경 및 22.5 미터의 높이, 약 80 cu. m의 부피 및 100 bar의 계산된 동작 압력을 가진다.
대안적 구성에서 탱크들은 수평으로 배치될 수 있다.
D5 는 압력 하에 있는 액체 가스를 수송 또는 저장하기 위한 셀이 있는 탱크를 설명한다. 이 구조의 전체 치수는 원형 단면들 사이에서 낭비되는 공간의 손실을 피하면서 나란히 배치된 복수의 실린더들의 합과 유사하다. 결과는, 3 - 4 미터, 바람직하게는 3.5 미터인 축간을 가지고 직교 방식으로 수직으로 배치된 일련의 평평한 파티션을 용접하고 측면을 인터모달 로브(intermodal lobes)로써 다수의 탱크의 전체 길이를 따라 마감(closing)하여, 본질적으로 정사각형 단면을 가진 복수 개의 터널들을 나란하게 획득함으로써 획득된다.
셀-타입 탱크는 압력을 나누고 임의의 외부 파손에 기인한 누설을 최소화하면서도 사용가능한 저장 부피를 최적화하는 것을 성공한다.
D7 는 셀로 알려진 단위로 그룹화되며 각 유닛에 전용인 매니폴드 및 밸브 제어 시스템이 있는 3 개 내지 30 개까지의 개수의 컨테이너에 의하여 각각 형성되는 복수 개의 수직 원통형 컨테이너에 의하여 형성되는, 선박에 의하여 CNG를 수송하기 위한 시스템을 설명한다.
D9 는 강화를 제공하는 합성 물질에 직면되는 금속 압력 용기를 설명한다.
본 발명에 가장 근접한 기술 상태
D6 은 선박에 의한 저온에서 그리고 대기압에 근접한 압력에서 액체 상태에 있는 가스의 수송을 위한 방법으로서, 각각 수직 축이 있으며 최대 이용가능한 폭과 동일한 직경을 가지는 원형 탱크 및 더 적은 직경을 가지며 날개 탱크(wing tank)라고 불리고 메인 탱크 및 그 옆의 것 사이의 비사용 공간을 점유하는 8 개의 다른 원형 컨테이너를 각각 가지는 6 개의 메인 격실로 선체를 하부분할하는 것을 예상하는 방법을 설명한다.
날개 탱크들 각각은 수밀 격벽으로 닫힌다.
CNG의 수송 및 이에 관련된 필요성을 참조하지 않는다고 하여도, 낭비되는 부피를 활용하기 위하여, 메인 원통형 탱크의 그것보다 더 작은 직경을 가진 컨테이너를 제한된 공간 내에 삽입하는 것은 특히 흥미롭다.
D8 은 랙(racks)이라고 알려지며 합성 물질과 직면되는 압력 용기 타입의 복수 개의 원통형 컨테이너를 지지하고 간격조정(space out)하는 개개의 컨테이너를 사용하여 압축 가스를 수송하기 위한 방법을 설명하는데, 원통형 컨테이너는 평행 축을 가지고 세로로 배치된다.
압력 용기는 서로 연결되며 전체 랙은 이제 개별적으로 급전, 모니터링, 및 처리된다.
위의 설명이 주어지면, 바다에 의한 CNG의 저장 및 수송 시스템이 공지된다는 것이 명백하다. 특히, 시스템으로서, 선체 내에 평행으로 및 나란히 배치되며, 원통형 컨테이너를 유지하며 이들을 간격 조정하기 위한 구조를 가지고, 개개의 컨테이너(파이프)의 그리고 이들의 그룹 모두의 압력 및 온도를 관리 및 제어하기 위한 회로, 압력 게이지, 및 충진 및 방전 밸브가 있는 연결 시스템을 가지는 압력 용기 또는 파이프 타입의 원통형 컨테이너를 포함하고; 이 원통형 컨테이너는 강철로 제작된다면 1 m 이거나 합성 물질로 제작된다면 더 큰(예를 들어, 3 m까지) 직경을 가지는 타입인 시스템이 공지된다. 또한 원통형 금속 컨테이너를 이들을 합성 물질로써 직면하게 함에 의하여 강화시키기 위한 특정 시스템들이 공지된다. 더욱이, 원통형 컨테이너는 그들의 축들이 비활용 공간의 부피를 감소시키기 위하여 어긋나며 병렬로 배치될 수 있다. 더욱이, 상기 원통형 컨테이너들이 그룹화되어 연결부의 복잡성 및 그것의 임의의 모니터링을 감소시키는 시스템이 공지된다.
다음과 같이 형성되며 비-CNG 가스의 바다를 통한 저장 및 수송 시스템을 제공하는 것이 역시 공지되는데:
선체의 너비와 실질적으로 동일한 직경을 가지며 선체에 손상이 가해질 경우에 안전성을 위하여 수밀 격벽에 의하여 분리되는 원통형 탱크;
여기에서 상기 원통형 탱크 및 선체의 벽 사이의 비사용 공간은 동일한 높이이지만 더 적은 직경을 가진 원통형 탱크에 의하여 점유된다.
단점
CNG의 선박에 의한 저장 및 수송을 위하여 제안되고 공지된 솔루션들은 수 개의 단점들을 가진다. 모든 경우들에서, 선체 내의 비활용 빈 공간들이 공지된다: 이러한 공간은 컨테이너에 의하여 점유되지 않으며 따라서 그 결과로서 가스의 수송을 위해서는 사용되지 않는 부분이다.
예를 들어, D2, D3 및 D7 에서와 같은 몇몇 저자들은 어긋난 축간이 있으며 파이프 또는 코일과 같은 원통형 컨테이너를 배치하여 이용가능한 부피를 최적화하는 것을 제안한다. D1 에서와 같은 다른 저자들은 비록 그것이 재료의 강도에 연관된 설계 양태와 호환할 것을 요구하지만, 상기 컨테이너의 직경을 증가시켜서 연결부의 비용 및 복잡성을 감소시키는 것을 제안한다. D6 에서와 같은 또 다른 저자들은 감소된 치수의 비압축 가스를 위한 탱크를 더 큰 탱크들 사이에 남겨진 빈 공간 내에 삽입한다. D7 및 D8 에서와 같은 또 다른 저자들은 원통형 컨테이너들을 그룹으로 그룹화함으로써 연결부의 복잡성을 감소시키는 것을 제안한다. 마지막으로, D9 는 같은 두께 기초에서 압력 용기의 강도를 증가시키기 위하여 합성 물질로 제작된 페이싱(facings)을 사용하는 것을 제안한다.
이론 상, CNG를 위한 컨테이너의 디자인이 사용되는 재료, 즉 주로 강철 및 합성물에 대해 이용가능한 상이한 생산 프로세스에 의하여 컨디셔닝된다고 단언하는 것은 타당하다. 더 나아가, 그들의 적합성은 그러한 재료의 두께에 의하여 조절되는데, 이것은 견뎌내야 하는 저장 조건, 특히 압력 및 온도에 의존한다. 다른 디자인 제약은 선박 내의 계선(anchoring) 시스템과의 호환성이 존재해야 한다는 요건이다. 예를 들어 강철 실린더의 경우에, 약 1 m 내지 1.5 m의 직경을 가진 컨테이너의 광범위한 사용이 공지되고, 따라서 선박 내에서 사용되는 순수 부피를 최대화하고, 또한 경제적으로 유리하며 ASME 및 IMO와 같은 국제적 표준에 의하여 규정된 안전성 표준 및 요구 사항을 만족시키는 혁신적 솔루션을 소개하는 것은 매우 어렵다.
예를 들어, CNG에 대하여 1m 보다 큰 직경이 있는 원통형 강철 컨테이너를 생산하는 것이, 특히 이 디자인이 제한적 국제 표준에 따라야 할 필요성이 주어진다면 큰 디자인 및 생산 곤란성을 수반한다는 것이 역시 공지된다.
따라서 이 섹터의 회사들의 주된 목적은, 예를 들어 수송의 수단의 기능성 및 안전성을 위협하지 않으면서 종래의 것들보다 더 큰 직경을 가지는 강철 컨테이너를 사용하여 비활용 공간을 감소시키는 것이다.
발견된 제 2 문제점은 작은 직경을 가진 컨테이너들을 검사할 능력에 관련된다. 특히, 다르게는 "파이프" 또는 "병"이라고 알려진 1-미터 직경을 가진 종래의 강철 실린더에는 내부 검사를 위한 수단이 제공되지 않음으로써, 작업자들은 용기의 상태를 검사하기 위하여 안으로 들어가거나 주기적 도장(periodical painting)과 같은 임의의 필요한 유지보수를 수행할 수 없다. 이러한 컨테이너 타입에 대해 종래에 적용된 유일한 진단 시스템은 매우 고비용인 장치 및 복잡한 소프트웨어를 사용하는 디지털 스캐닝으로 이루어진다.
더욱이, 대부분의 이러한 동작들은 선박이 드라이-도킹되거나(dry-docked), 또는 육지 위에 올라와 있을 때, 또는 문제가 되는 컨테이너를 제거한 이후에 수행된다.
자격있는 작업자가 선박을 드라이-도킹하는 것이 없이 그리고 연결 해제 및 처리 동작을 위해 오랜 시간 대기하는 것이 없이 선박에서 직접 컨테이너의 내부를 점검할 수 있다면 훨씬 더 유리할 것이라는 것은 당연하다. 이것은 강철 컨테이너의 직경을 증가시키고 이것들에게 검사를 허용하기 위한 적합한 수단, 예를 들어 트랩도어(trapdoors) 또는 맨홀을 제공함으로써만 가능해 지는 것이 한 양태이다.
발견되는 제 3 문제점은 수송되는 컨테이너들의 개수에 그리고 구현되는 안전성 시스템에 매우 관련된다. 일반적으로, 압력 또는 온도를 제어하는 것은 다수의 회로, 매니폴드, 센서, 밸브 및 회로-차단기들이 있는 컨테이너들 또는 컨테이너들의 그룹들 사이의 연결과 관련하여 복잡하고 예민한 제약을 요구한다. 컨테이너들의 개수가 감소된다면 전체 연결 시스템이 단순화된다는 것이 명백하다.
수송되는 컨테이너들의 개수와 밀접하게 관련된 다른 문제점은 예를 들어 컴포넌트, 밸브 및 매니폴드의 고장의 가능성에 관련된다. 컨테이너들의 개수가 감소된다면 위험 인자도 역시 감소된다는 것이 명백하다.
이러한 것들 모두를 고려한 이후에, 적어도 위에서 진술된 문제점들을 극복할 수 있는 진보적인 솔루션을 식별하려는 해당 섹터의 회사들의 필요성은 타당하다.
발명의 내용
본 발명은 위의 이슈들 중 하나 이상을 첨부된 청구항에서 정의된 본 발명을 이용하여, CNG의 형태인 가스를 예를 들어 3 m 및 1.5 m의 상이한 직경을 가지는 검사가능 압력 용기 타입의 원통형 컨테이너를 사용하여 격납 및 수송하기 위한 시스템을 사용하여 예시되는 문제점의 솔루션으로써 완화시키려고 하는데, 여기에서 상기 원통형 컨테이너는 모듈 내에 조합되고 선박에 의한 수송을 위하여 표준화되고 최적화된다.
본 발명은 또한 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 모듈 내의 압력 용기의 배치구성(arrangement)을 포함하고, 상기 배치구성은, 하나는 제 1 직경을 가지고 다른 것은 더 작은 제 2 직경을 가지는 압력 용기의 두 개의 상이한 사이즈를 포함하며, 상기 용기는 정사각형의 균일한 어레이로 배치되는 적어도 4 개의 더 큰 용기 및 적어도 하나의 더 작은 용기를 포함하고, 상기 더 작은 용기는 4 개의 더 큰 용기의 상기 어레이의 중간에 정의되는 공간 내에 배치되며, 4 개의 더 큰 압력 용기는 그들 사이에 공통 갭을 가지고 배치되고, 상기 갭은 적어도 380mm이며, 이와 유사하게, 더 작은 용기 및 그러한 4 개의 더 큰 용기들 각각 사이의 갭은 적어도 380mm인, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템을 제공한다.
이러한 시스템은 바람직하게는, 압력 용기의 두 개의 상이한 사이즈의 직경이 다음 요건을 만족하도록 되는데:
Figure pct00001
Figure pct00002
여기서
"D"는 4 개의 더 큰 압력 용기의 외경이고;
"d" 는 하나의 더 작은 압력 용기의 외경이며;
"e" 는 더 큰 압력 용기의 외경 및 각각 4 개의 더 큰 용기 중 두 개에 접촉하도록 형성되는 4 개의 허수 또는 실수 경계선에 의하여 정의되는 정방형의 최근접 꼭지점 사이의 거리이고; 그리고
"g" 는 이웃하는 더 큰 압력 용기 각각 사이의 최소 거리이다.
모듈은 바람직하게는 예를 들어 면 당 10 m이며 선박의 화물 홀드(cargo hold)의 치수에 의존하는 가변 높이를 가진다.
이들은 클램프, 회로, 밸브 및 안전성 디바이스로 마감될 수 있다.
이들은 채울 공간에 의존하여 반복가능한 방식으로 나란하게 배치될 수 있다.
10 x 10 m 베이스가 있는 표준 모듈의 경우에, 맨홀이 탑재되며 동일한 타입이며 높이를 가지지만 상이한 직경을 가진 13 개의 원통형 압력 용기, 예를 들어 3-미터 직경의 9 개의 컨테이너, 및 더 큰 직경을 가진 용기들 사이의 중앙 빈 공간에 삽입되는 1.5-미터 직경의 다른 4 개의 컨테이너를 통합시키는 가능하다.
이러한 방식으로 모듈의 총 부피에 대해 73% 보다 높은 활용 인자(exploitation factor)를 획득하고 종래의 솔루션과 비교할 때 컨테이너들의 총 개수를 매우 적게 하는 것이 가능하다.
모든 컨테이너에는 컨테이너 자체를 유지보수 동작을 위하여 또는 내부 라이닝을 복원하기 위하여 제거하거나 이동할 필요가 없이 선체 내부에서 작업자에 의하여 직접적으로 액세스가능할 수 있는 검사 맨홀이 맞춤될 수 있다.
주목할 만큼 창조적인 기여의 결과로서 다양하고 커다란 장점들이 획득되는데, 이것의 효과는 즉시적이며 무시될 수 없는 기술적 진보를 구성한다.
본 발명은 선박 내에서 저장되고 수송되는 CNG의 부피에 관련된 효율 인자를, 비사용 공간의 퍼센티지가 크게 감소되기 때문에 증가시킬 수 있다.
본 발명은 상기 압력 용기를 액세스 트랩도어 또는 맨홀을 사용하여 작업자에 의하여 직접적으로 검사하고 유지보수하는 가능성을 제공할 수 있다. 이러한 장점은 검사를 수행하고 검사될 선박을 도킹(dock)하거나 드라이-도킹할 필요성이 없이 요구되는 보증을 획득하는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 연결을 컨테이너들의 극히 적인 개수의 결과로서 단순화할 수 있고, 제조, 설치, 및 유지 보수 동안에 시간 및 비용이 결과적으로 절약된다.
본 발명은 특히 밸브 및 안전성 디바이스의 개수를 감소시킴으로써 연결부를 단순화하고 사고 및 오동작 위험 인자에 있어서 큰 감소를 생성할 수 있다.
본 발명은 또한 압력, 온도, 안전성, 및 충진 등과 같은 연결부 자체에 수반된 파라미터들 모두의 임의의 집적된 관리와 관련된 연결부를 예를 들어 전용 프로세서 및 소프트웨어가 있는 논리적 제어 유닛을 이용하여 단순화할 수 있다.
본 발명의 이러한 및 다른 장점은 부착된 도면의 도움으로 단지 일 예로서 설명되는 바람직한 실시예에 대한 솔루션의 아래의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1 은 파이프라고 알려지며 10 x 10 m 베이스가 있는 모듈 상에 수직으로 배치되는, 1 m의 직경을 가지는 원통형 강철 컨테이너의 종래의 구성의 개략적인 평면도이다.
도 2 는 검사가능 압력 용기 타입이며 3 m 및 1.5 m의 직경을 가지고 10 x 10 m 베이스가 있는 모듈 상에 수직으로 배치되고 조합되는 원통형 강철 컨테이너의 구성의 개략적인 평면도이다.
도 3 은 도 2 에 도시되는 구성으로부터 라인 A-A에서 바라본 개략적인 측면도이다.
도 4 는 도 2 에 도시되는 구성으로부터 라인 B-B에서 바라본 개략적인 측면도이다.
도 5 는 더 기본적인 조합의 개략적인 평면도이다.
도 6 은 나란히 배치된 두 개의 모듈을 보여주는, 선박 선체를 관통하는 단면을 개략적으로 도시한다; 그리고
도 7 은 상단 배관의 더 상세한 도면을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 실제 실시
본 발명의 목적은 CNG 형태의 가스에 대한, 검사가능 압력 용기 타입이며 선박에 의한 수송을 위하여 표준화되고 최적화된 모듈들에서 조합되는 원통형 컨테이너들을 이용하는 새로운 격납 및 수송 시스템이다.
상품의 수송을 위해 의도되는 선박의 내부 선체가 이론적으로 범람 및 침몰의 가능성을 방지하기 위한 가로 수밀 격벽의 존재에 이론적으로 기인하여 본질적으로 박스 형태를 가지는 것이 공지된다.
실제로, 이용가능한 부피는 보통 실질적으로 정방형 또는 거의 사각형 베이스가 있으며 수직으로 연장하는 평행육면체들과 비견된다.
본 발명은 이러한 공간에 동일한 높이이지만 상이한 직경을 가지는 검사가능 원통형 압력 용기(100, 200)의 조합을 이용한 이러한 공간의 유리한 점유를 예상한다.
이러한 원통형 압력 용기는 예를 들어 정사각형 베이스를 가지며 1 m 및 6 m 사이의 직경을, 특히, 더 큰 컨테이너(100)에 대하여 3 m 및 6 m 그리고 빈 공간을 점유하려고 의도되는 더 작은 컨테이너(200)에 대해서는 1 m 및 2.5 m 사이의 직경을 가지는 표준화된 모듈 내에 조합된다.
예를 들지만 이것으로 제한되는 것은 아닌, 보우(bows) 및 스템(stems)을 제외하고는 자신의 전체 길이에 따라 약 20 m의 유용한 내부 폭을 가지고, 또한 세로 및 가로 방향 모두에서 내부 파티션을 가지는 선체의 종래의 케이스에서, 공간의 유리한 구성은 이것이 예를 들어 10 x 10 m 베이스가 있으며 선체의 높이와 실질적으로 동일한 높이를 가지는 수밀 셀(40)인 다수 개의 모듈러 격실(compartments)로 하부분할되는 것으로 강조될 수 있다.
바람직하게는 이러한 격실들을 각각 관련된 규정에 따라서 적합하게 고정되고 이격되는, 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 수직으로 배치되는 13 개의 검사가능 원통형 압력 용기의 조합으로써 점유하는 것이 가능하다. 예를 들어, 격실 내의 용기들 사이의 거리는 적어도 380mm이고, 또는 더 바람직하게는 적어도 600 mm인 것이 바람직하다. 이러한 거리는 압축 가스가 적하될 때 용기 팽창을 위한 공간도 역시 허용한다 - 용기는 적하될 경우 2% 또는 그 이상 팽창할 수도 있다(그리고 주위 온도의 변화도 역시 용기가 그들의 부피를 변화시키도록 야기할 수 있다).
바람직하게는 외부 용기 및 벽 또는 격실의 경계 사이의, 또는 이웃하는 격실의 인접한 외부 용기들 사이의(물리적 벽이 이웃하는 격실을 분리시키지 않는 경우) 거리는 적어도 600mm, 또는 더 바람직하게는 적어도 1 m일 것이다.
이러한 갭 또는 스페이싱은 외부 검사를 허용하고, 또한 용기 팽창을 허용한다.
도시된 실시예에서, 용기(100) 중 9 개는 3-미터 직경을 가지고 이들이 대부분의 이용가능한 부피를 점유한다. 그러면 용기(200)의 다른 4 개는 1.5 m 직경을 가지고, 이들은 더 큰 직경 용기들 사이의 빈 공간의 중심을 점유한다.
상기 원통형 컨테이너(100, 200)는 종래의 단일-층 강철로 제작되고, 또는, 대안적 애플리케이션에서는 상기 컨테이너(100, 200)가 감소된 단면을 가지는 강철의 하나의 층이 예이며 한정이 아니도록 합성물 강화 재료와 직면되는 다중층 구조를 가진다.
하나의 케이스에서, 상기 셀(40)은 원통형 컨테이너(100, 200)의 각각의 동일한 것에 대한 비이동가능성을 보장하기 위한 적합한 프레임이 제공되는 독립적 모듈을 구성할 수도 있는데, 여기에서 각각의 모듈은 그로부터 압력 용기들만이 제거되는 것이 아니라 선박의 홀드에 대하여 이것이 스스로 용이하게 제거될 수 있게 하는 방식으로 제거될 수 있다.
비-배타적 바람직한 구성에서, 상기 모듈은 매니폴드, 밸브 및 안전성 시스템과 같은 연결부들을 통합하고, 전용 프로세서 및 소프트웨어가 있는 논리적 제어 유닛을 이용하여 통합 방식으로 동작하도록 관리된다.
도 2 의 이러한 조합된 배치구성은 도 1 의 종래 기술의 배치구성과 비교할 때 개선된 효율 인자를 허용한다.
도 2 의 예시된 배치구성에서, 위에서 더 설명된 바와 같이 73.87% 의 효율 인자가 CNG를 수송하기 위한 사용의 부피의 활용에 있어서 달성된다. 이것은 오직 1-미터 직경의 직경이며 도 1 에서와 같이 동일한 격실 내에서 배치되고 간격 조정되는 실린더들의 종래의 배치구성에 대한 54.36% 의 인자와 비교된다.
특히, 종래의 솔루션에서는 64 개의 컨테이너들이 설치된 반면에 본 발명의 조합된 것에서는 오직 13 개의 컨테이너만이 설치되는데, 즉 이들은 3m 및 1.5m의 두 개의 상이한 직경을 가진다.
최적의 조합형 배치구성은 압력 용기의 두 개의 타입의 상이한 반경 값(이용가능한 공간에 맞춤하기 위한 변수) 및 통상적으로 규정에 의하여 고정되는 이들 사이의 공간을 고려하는 수학식의 단순 수식계를 사용하여 획득될 수 있다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 다른 배치구성도 역시 가능하며, 도 5 는 기본적인 구성이고, 오직 하나의 작은 용기 및 4 개의 큰 용기를 가지고 이들은 갭 내의 더 작은 용기에 대해서 그리고 연속되는 어레이에서 더 큰 용기와 함께 적합한 바에 따라 팽창될 수 있다.
도 5 는 수학적 계산을 수행할 때 고려되어야 하는 관련된 치수들을 예시한다.
"D"는 더 큰 압력 용기의 외경이다.
"d" 는 더 작은 압력 용기의 외경이다.
"e" 는 외경 및 사각형의 최근접 꼭지점 사이의 거리이다.
"g"는 두 개의 압력 용기 사이의 최소 거리이다.
"L"은 이용가능한 공간이고 용기들은 그 공간에 맞춤될 필요가 있다.
계산을 주관하는 두 개의 수학식들은 다음과 같다:
Figure pct00003
Figure pct00004
여기에서 "g"는 보통 고정된 값이고, 예를 들면 ABS 규칙은 두 개의 상이한 압력 용기들의 외면들 사이에 0.380m의 최소 거리를 나타낸다.
이러한 수식계를 사용하면, 다른 하나를 고정하면서 하나의 압력 용기의 외경의 값을 이것이 큰 용기 또는 작은 것인지와 무관하게 결정하는 것이 가능하다.
예를 들어 1m 보다 더 큰 직경, 예컨대 예를 들어 3 m 및 1.5 m가 주어지는 경우, 컨테이너들은 이들이 내부적으로 예를 들어 맨홀, 플랜지(flanged) 트랩도어를 이용하여 사람에 의하여 검사될 수 있다는 장점을 가지는데, 이러한 맨홀은 원형이거나 또는 상이한 형태일 경우 균등한 면적이 주어질 경우 직경에 있어서 적어도 18 또는 24 인치에 달할 수 있다. 맨홀은 상기 원통형 컨테이너의 각각의 상부에 위치될 수 있는데, 이를 통하여 주로 부식 프로세스에 의하여 손상될 수 있는 그것의 용기의 내면의 보존 상태를 점검하기 위하여 작업자에 의하여 용이하게 액세스가능하다. 더 나아가, 맨홀은 필요할 경우 인력이 인력으로 하여금 예를 들어, 내부 도장 및 복원 작업뿐만 아니라 비파괴 검사(non-destructive tests; NDT)를 이용한 컨테이너의 구조적 안정성의 검사 및 점검을 위한 동작 및 일반적인 내부 라이닝 작업과 같은 유지보수를 수행하도록 한다.
이러한 컨테이너는 또한 그들의 하단 단부에 위치된 개구가 제공되는 것으로 도시된다. 이러한 하단 개구는 예를 들어 12 인치의 직경을 가질 수 있고, 이것은 대신에 임의의 농축 액체를 포함하는 유체의 충진 및 배출을 위하여 사용될 수 있으며, 이것의 배수는 중력에 의하여 가능해진다.
각각의 압력 용기는 예컨대 바람직하게는 12 인치(30cm) 개구를 통하여 각각의 용기의 하단으로부터 전동 밸브를 통하는 것과 같이 메인 헤드로의 적하 및 양하(offloading)를 위하여 의도되는 배관 시스템(piping system)과 상호연결된다. 도 6 및 도 7 은 이러한 연결부를 개략적인 방식으로 예시한다.
메인 헤더는 다양한 상이한 압력 레벨을, 예를 들어 이들 중 세 개(고압 - 예를 들어 250 bar, 중압 - 예를 들어 150 bar 및 저압 - 예를 들어 90 bar) 그리고 하나의 송출(blow down) 헤더 및 불활성 목적을 위한 하나의 질소 헤더를 포함할 수 있다.
상이한 직경을 가진 나란한 용기들의 조합은 모듈식이고 숫자를 늘리는 것이 용이하며, 예컨대 예를 들어 약 30 m의 사용가능한 폭이 있는 선체 내에서 10 x 10 m 베이스가 있는 모듈의 경우에 그러하지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 이것은 또한 이것이 상이한 직경들을 부피에 있어서 유리한 방식으로 조합하기 때문에 유연하다.
이러한 방식으로 설명된 원통형 컨테이너들은 예컨대 압축 천연 가스, 또는 고압에서 압축된 다른 가스들의 가스 수송을 위한 컨테이너들을 규율하는 강제적인 표준들에 따를 수 있다. 그러한 표준들은 예를 들어 ASME 또는 API, 및 연관된 산업적 표준을 포함할 수 있다.
큰 직경을 가진 고-압 강철 컨테이너들을 머시닝할 때에 무거운 게이지들을 관리하는 복잡성은 이미 설명된 큰 장점들에 의하여 크게 보상된다.
개별적으로 유체-기밀성인 모듈이 있는 구성은 또한 적합한 가스(예를 들어 질소)를 사용하여 불활성 분위기를 생성하고 유지하는 것을 가능하게 하는데, 이것은 가스의 사고에 의한 누설의 경우에 잠재적으로 폭발성인 혼합물의 생성을 방지할 것이다. 이러한 가스는 예를 들어 격실(들) 내부의 용기들을 둘러쌀 수 있다. 대안적으로는, 엔진 배기 가스가 이것의 조성이 CO2가 풍부한 것 덕분에 이러한 불활성화 기능을 위하여 사용될 수 있다.
원통형 컨테이너들의 수직 배치는 수평 설치와 비교될 때 항해 도중에 선박의 동적 부하에 대한 더 양호한 응답을 허락한다. 더욱이 수직 배치구성은 필요할 때에 모듈 또는 격실(40) 내의 단일 용기의 더 용이한 교체를 허용한다 - 이들은 격실들이 서로의 위에 적층되지 않는다면 우선 그 위의 용기를 제거할 필요가 없이 리프팅될 수 있다.
몇몇 구성들에서, 용기, 또는 이들 중 적어도 몇몇(또는 주어진 격실 내의 이들 모두)은, 선체의 베이스 상부로부터 용기의 배치구성의 상단 - 선체의 측면 위에 위치된 포지션 - 까지 단일 열로서 연장하기 위하여 선체 깊이보다 더 길도록 제공되며 이것에 대해서는 도 6 을 참조한다. 이러한 구성은 또한 적층이 없을 것이기 때문에 잠재적으로 고속 설치 시간을 허용할 수 있다.
용기(10)(도 6)를 수직 포지션으로 탑재시키는 것은 또한, 농축된 액체가 중력의 영향으로 하단으로 떨어지고, 이를 통하여 용기로부터 예를 들어 CNG의 양하(offload) 이전에 각각의 용기(10)의 하단에 있는 12 인치 개구(7)를 사용하여 양하될 수 있게 한다. 무엇보다도, 가스의 양하는 바람직하게는 역시 용기(10)의 하단으로부터 이루어질 것이다.
다수의 배관(60)이 모듈의 하단을 향하여 설치되면, 전체 배치구성의 질량 중심도 역시 낮은 포지션에 있을 것인데, 이것은 특히 바다에서의 또는 가스 수송 도중의 안전성을 개선하기 위해서 추천되고 바람직한 것이다.
예컨대 이들을 예를 들어 직경에 있어서 6 미터까지 그리고 길이에 있어서 30 미터까지로 제작하여 개개의 더 큰 용기들의 크기를 최대화함으로써, 격납되는 동일한 총 부피에 대하여 용기들의 총 개수가 감소될 수도 있는데, 이것은 이제 연결부 및 배관간 복잡성을 감소하도록 허용하고, 그러므로 용접, 조인트 및 매니폴드와 같이 더 약한 위치에서 흔히 발생하는 가능한 누설 포인트의 개수를 감소시킨다. 바람직한 배치구성은 적어도 2m의 직경을 요구한다.
각각의 격실 내 또는 복수의 격실 중 하나 내의 하나의 전용 용기는 저장된 가스의 적하 또는 양하를 위하여 사용되는 상호연결부의 동일한 개념을 사용하여 액체 저장(응축액(condensate))을 위하여 확보될 수 있다. 따라서 격실들은 잠재적으로 모두 서로 연결되어 다른 격실로부터 전용 용기(또는 격실)로의 이러한 액체의 배포를 허용한다- 선박은 통상적으로 다중 격실들을 특징으로 삼는다. 이를 달성하기 위하여, 임의의 응축액이 수송 도중에 용기의 하단에서 수집된 이후에 용기들 내에서 예컨대 더 작은 용기들로 재배포되도록 허용하도록 밸브 및 유체 흐름 관리 시스템을 배치하는 것이 가능하다. 더 작은 용기들은 일반적으로 그 액체 컴포넌트 - 천연 가스에서는 통상적으로 불순물이 발견됨 - 를 수집하기에 충분히 클 것인데, 반면에 이것을 그 대신 용기들 중 더 큰 것 내에서 수집하는 것은 CNG 사용가능 저장소의 더 큰 부피를 차지할 것이다.
인입 및 인출 가스 저장 배관은 바람직하게는 밸브-접속된 매니폴드를 통하여 계측, 가열, 및/또는 송출 시스템 및 소기(scavenging) 시스템 중 적어도 하나와 링크될 수도 있다. 이들은 바람직하게는 분산형 제어 시스템(Distributed Control System; DCS)에 의하여 원격으로 활성화될 수도 있다.
배관 직경은 바람직하게는 다음과 같다:
CNG 적하/양하 전용인 3 개의 메인 헤더(저압, 중압 및 고압)에 대하여 18 인치.
송출 CNG 라인에 대하여 24 인치.
불활성 가스가 있는 파이프 공급(feeding) 모듈에 대하여 6 인치.
송출 불활성 가스 라인에 대하여 10 인치.
가능한 액체 적하/양하 전용인 파이프에 대해 10 인치.
모든 모듈들에는 바람직하게는 국제적 코드, 표준 및 규칙에 의하여 예견되는 바와 같은 적당한 소방 시스템이 탑재된다.
다른 바람직한 솔루션에서는, 상기 시스템은 CNG가 아닌 다른 가스상 탄화수소, 또는 예컨대 질소, 산소, 탄소 이산화물 및 수소와 같은 다른 가스의 수송을 위해서도 역시 적용될 수 있다. 그러나, 바람직한 용도는 CNG 수송이다.
CNG는, 일부는 그들의 가스상이고 다른 것들은 액체상이며 또는 이들 모두의 혼합인, 가변 혼합비를 가진 다양한 잠재적 구성 요소(component parts)를 포함할 수 있다. 그러한 구성 요소들은 통상적으로 후속하는 화합물 중 하나 이상을 포함할 것이다: C2H6, C3H8, C4H10, C5H12, C6H14, C7H16, C8H18, C9+ 탄화수소, CO2 및 H2S, 그리고 잠재적으로 톨루엔, 디젤 및 액체 상태인 옥탄.
본 명세서에서 설명되는 압력 용기는 다양한 가스, 예컨대 압축되는 경우 예를 들어 - 처리 CNG 또는 RCNG, 또는 H2, 또는 CO2 또는 가공된 천연 가스(메탄), 또는 예를 들어 14% 몰분율(molar)에 달하는 CO2 허용률, 1,000 ppm에 달하는 H2S 허용률, 또는 H2 및 CO2 가스 불순물 또는 다른 불순물 또는 부식 종(corrosive species)이 있는 처리 또는 부분 가공된 천연 가스를 포함하는 처리 천연 가스를 포함하는 착정(bore well)으로부터 바로 나온 처리 가스(raw gas)를 운반할 수 있다. 그러나, 바람직한 용도는 최종 사용자, 예를 들어 상업용, 산업용 또는 주거용 사용자에게 배달가능한 표준으로 가공되는 처리 CNG, 부분 가공 CNG 또는 클린 CNG인 CNG 수송이다.
CNG는, 일부는 그들의 가스상이고 다른 것들은 액체상이며 또는 이들 모두의 혼합인, 가변 혼합비를 가진 다양한 잠재적 구성 요소(component parts)를 포함할 수 있다. 그러한 구성 요소들은 통상적으로 후속하는 화합물 중 하나 이상을 포함할 것이다: C2H6, C3H8, C4H10, C5H12, C6H14, C7H16, C8H18, C9+ 탄화수소, CO2 및 H2S, 그리고 잠재적으로 톨루엔, 디젤 및 액체 상태인 옥탄, 및 다른 불순물/종(species).
수송된 CNG는 통상적으로 60bar를 초과하며 잠재적으로 100bar, 150 bar, 200 bar 또는 250 bar를 초과하고 잠재적으로 300 bar 또는 350 bar에서 최대가 되는 압력에 있을 것이다.
컨테이너 하단의 유체 충진 및 방출 시스템(원통형 컨테이너들 사이의 그리고 모듈들 사이의 밸브 및 상호연결부들의 연관된 시스템이 있음)은 항해의 안정성에 기여하며 중력 중심의 높이를 낮춘다.
주요 부재 번호
(40) 모듈식 셀
(100) 3 m 및 6 m 사이, 예를 들어 3 m의 직경을 가진 원통형 컨테이너
(101) 맨홀/플랜지 트랩도어(flanged trapdoor)
(200) 1 m 및 2.5 m 사이 예를 들어 1.5 m의 직경을 가진 원통형 컨테이너
본 발명은 오직 예시에 의하여 위에서 설명되었다. 세부적인 변경이 청구항의 범위 내에서 본 발명에 이루어질 수도 있다.

Claims (16)

  1. 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템으로서,
    평행 축들을 가지며 수직으로 정렬된 원통형 컨테이너를 가지며,
    상기 컨테이너(100, 200)는 동일한 높이를 가지지만 적어도 두 개의 상이한 직경을 가지고, 상기 직경 중 두 개는 1 m 및 6 m 사이에 속하고,
    상기 컨테이너는 표준화된 모듈(40) 내에 조합되며,
    상기 원통형 컨테이너(100, 200)는 각각 상기 컨테이너 중 더 큰 사이즈(100)에 대하여 3 m 및 6 m 사이를 그리고 상기 컨테이너 중 더 작은 사이즈(200)에 대하여 1 및 2.5 m 사이를 가지는, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    모듈 내의 서로 병렬인 검사가능 원통형 컨테이너들의 조합은, 바람직하게는 약 3 m이며 부피의 거의 전부를 점유하는 더 큰 제 1 직경을 가지는 9 개의 원통형 컨테이너(100) 및 바람직하게는 약 1.5 m이며 상기 9 개의 더 큰 원통형 컨테이너(100) 사이의 중앙 빈 공간을 점유하는 더 작은 제 2 직경을 가지는 4 개의 원통형 컨테이너(200)로 구성되는, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    조합된 원통형 컨테이너(100, 200)의 높이는 홀드(hold)의 유용한 높이(useful height) 이상인, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨테이너는 상기 원통형 컨테이너(100, 200)의 상단부에 맞춤되는 맨홀(101)을 사용하여 검사될 수 있는, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원통형 컨테이너(100, 200)는 강철로 제작되는, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원통형 컨테이너(100, 200)는 100bar를 초과하는 내부/외부 압력 차분에 있을 경우 천연 및 압축 가스로부터의 후프 스트레스(hoop stress)를 홀로 견디기에는 불충분한 강도를 가지는 원통형 메인부를 가지면서 강철로 제작되고,
    상기 원통형 메인부는 이를 강화시키기 위한 합성 물질로 래핑되어(wrapped) 이러한 압력 차분을 견딜 수 있는, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈은 매니폴드, 밸브 및 안전성 시스템을 포함하는 연결부를 포함하는, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈은 통합 방식으로 전용 프로세서 및 소프트웨어를 가지는 논리적 제어 유닛에 의하여 동작 관점에서 관리되는, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨테이너(100, 200)는 4면형 베이스가 있는 모듈 내에서 조합되는, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨테이너(100, 200)는 10 m의 폭 및 10 m의 길이를 가지는 모듈 내에 조합되고,
    원통형 컨테이너(100, 200)의 직경은 하나는 약 3m이고 다른 것은 약 1.5 m인 두 개의 상이한 직경인, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈은 독립적 물- 또는 유체-기밀성 셀이고 실질적으로 불활성이 부여된 분위기를 가지는, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈에는, 상기 원통형 컨테이너(100, 200) 각각이 프레임에 대하여 이동불가능하다는 것을 보장하기에 적합한 상기 프레임이 제공되고,
    각각의 모듈은 이것이 선박의 선체(hull) 외부로 빠질 수 있는 방식으로 선박의 홀드로부터 제거가능한, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  13. 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템으로서,
    상기 시스템은 모듈 내의 압력 용기의 배치구성(arrangement)을 포함하고,
    상기 배치구성은, 하나는 제 1 직경을 가지고 다른 것은 더 작은 제 2 직경을 가지는 압력 용기의 두 개의 상이한 사이즈를 포함하며,
    상기 용기는 정사각형의 균일한 어레이로 배치되는 적어도 4 개의 더 큰 용기 및 적어도 하나의 더 작은 용기를 포함하고,
    상기 더 작은 용기는 4 개의 더 큰 용기의 상기 어레이의 중간에 정의되는 공간 내에 배치되며,
    4 개의 더 큰 압력 용기는 그들 사이에 공통 갭을 가지고 배치되고, 상기 갭은 적어도 380mm이며, 이와 유사하게, 더 작은 용기 및 그러한 4 개의 더 큰 용기들 각각 사이의 갭은 적어도 380mm인, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    압력 용기의 두 개의 상이한 사이즈의 직경은 다음 요건을 만족하며:
    Figure pct00005

    Figure pct00006

    여기서
    "D"는 4 개의 더 큰 압력 용기의 외경이고;
    "d" 는 하나의 더 작은 압력 용기의 외경이며;
    "e" 는 더 큰 압력 용기의 외경 및 각각 4 개의 더 큰 용기 중 두 개에 접촉하도록 형성되는 4 개의 허수 또는 실수 경계선에 의하여 정의되는 정방형의 최근접 꼭지점 사이의 거리이고; 그리고
    "g" 는 이웃하는 더 큰 압력 용기 각각 사이의 최소 거리인, 천연 및 압축 가스를 선박을 이용하여 격납하고 수송하기 위한 시스템
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따르는 시스템.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따르는 시스템을 포함하는 선박.
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