KR20150054018A - 모듈로 조립된 콤팩트한 액화천연가스 생산설비 - Google Patents

모듈로 조립된 콤팩트한 액화천연가스 생산설비 Download PDF

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Abstract

액화천연가스 생산설비 및 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법이 개시된다. 상기 설비는 메이저 축 및 마이너 축을 가지는 생산열차를 형성하기 위하여 생산위치에서의 설치를 위하여 공간을 두고 이격된 복수의 모듈들로서, 각 모듈은 상기 모듈에 부여된 선택된 기능에 관련된 복수의 플랜트장비들을 탑재하기 위한 모듈베이스를 가지며, 상기 모듈베이스는 메이저 축 및 마이너 축을 가지는 복수의 모듈들; 및
메이저 축 및 마이너 축을 가지는 열교환기 열을 형성하도록 상기 생산열차의 상기 메이저 축에 평행하게 뻗도록 배열된 복수의 열교환기들로서, 상기 열의 메이저 축은 상기 열차의 메이저 축과 평행한 복수의 열교환기들을 포함하며,
부분적으로 복개된 모듈을 형성하기 위하여 적어도 하나의 모듈의 상기 베이스로부터 수직으로 이격되도록 상기 복수의 열교환기들의 보조군은 제1층에 배열되며, 상기 부분적으로 복개된 모듈이 상기 생산위치에 설치되었을 때 상기 열차의 메이저 축에 수직이 되도록 상기 부분적으로 복개된 모듈의 메이저 축이 배열된다.

Description

모듈로 조립된 콤팩트한 액화천연가스 생산설비 {MODULAR LNG PRODUCTION FACILITY}
본 발명은 모듈로 조립된 콤팩트한 액화천연가스(LNG) 생산설비에 관한 것이다.
천연가스("NG")는 통상 "액화천연가스"(LNG)로서 액체상태로 일지점에서 다른 지점으로 수송된다. 상기 천연가스의 액화는 LNG가 동일한 양의 천연가스가 가스상태에서 차지하는 부피의 약 1/600 만 차지하므로 수송에 훨씬 경제적이다. 액화 후에, LNG는 일반적으로 대기압 하 또는 대기압보다 약간 높은 압력에서는 극저온 용기들에 저장된다. LNG는 최종 사용자들에 대한 배달조건들에 부합되는 온도 및 압력으로 파이프라인 또는 다른 분배 네트워크를 통하여 최종 사용자들에게 분배되기 전에 재기화된다.
원천가스는 액화 전에 오염물들을 제거하기 위하여 가스에 대한 사전처리를 거친다. 상기 황화수소 및 이산화탄소는 아민 흡착과 같은 적절한 공정을 사용하여 제거될 수 있다. 수분제거는 일반적인 방법들, 예를 들면 분자여과기(molecular sieve)를 사용하여 달성될 수 있다. 도입가스 스트림에 존재하는 오염물들의 조성에 따라서, 상기 도입가스 스트림은 수은 및 무거운 탄화수소들과 같은 다른 오염물들을 액화 전에 제거하는 사전처리를 더 거칠 수 있다. 액화는 통상적으로 압축 및 냉각이 수반되는 기술에서 잘 확립된 방법들을 사용하여 달성된다. 상기와 같은 공정들은 APCI C3/MRTM 또는 스플릿(Split) MRTM 또는 AP-XTM, 공정들, 필립스 옵티마이즈드 캐스캐이드 프라세스(Phillips Optimized Cascade Process), 린드 믹스드 플루이드 캐스캐이드(Linde Mixed Fluid Cascade) 공정 또는 쉘 더블 혼합 냉각제(Shell Double mixed Refrigerant) 또는 패러렐 믹스드 냉각제(Parallel Mixed Refrigerant) 공정을 포함한다. 액화공정의 선택에 관계없이, LNG를 형성하기 위하여 처리된 원천가스의 온도를 약 160℃의 온도로 감소시키기 위하여 냉각제들이 사용되며, 결과적으로 액화공정에 재활용하기 위하여 압축되어야 할 냉각제를 가열한다. LNG 플랜트에 수반되는 다양한 압축 및 열교환기 작동들에 냉각기들은 열교환기 열에 배열된 공냉식 냉각기들 또는 수냉식 냉각기들이 될 수 있다.
종래기술의 모듈로 조립된 LNG 생산열차들은 더욱 전형적인 고정건조된 LNG 생산열차들의 디자인 및 레이아웃에 밀접하게 기반한다. 현재까지는, 모듈조립은 현재 사용되는 고정 건조되는 LNG 열차 디자인을 수송가능한 섹션들로 분할함으로써 수행되어 왔으며, 결과적으로 모듈 경계들의 위치에 관한 타협들을 초래했다. 전형적인 고정건조 공냉식 LNG 열차의 모듈조립의 종래 기술 예들은 공냉식 열교환기 열을 공냉식 열교환기 열 내에 있는 주어진 크기의 공기 냉각기에 가능한 가장 작은 수의 모듈들로 분할하는 것에 의존해 왔다. LNG 생산 설비의 전체 구성 크기를 최소화하는데 유지하기 위하여, 주어진 모듈 크기에 공냉식 열교환기 열을 가능한 한 크게 하는 것을 목적으로 상기 모듈의 베이스에 의하여 정의되는 면적의 100%를 복개하도록 각 모듈의 꼭대기에 공냉식 열교환기 열의 보조 섹션들을 배열하는 것이 알려져 있다. 공냉식 열교환기 열의 일부와 함께 모듈들 각각을 전부 복개하는 것으로 결정하였기 때문에, 압력용기들, 압축기들 및 극저온 열교환기와 같은 선택된 보다 큰 또는 보다 높은 부분들은 고정 건조되거나 공냉식 열교환기 열에 의하여 복개되지 않도록 디자인된 분리된 모듈들로서 건조된다.
상기 복개되지 않은 모듈들이 중앙 종축으로부터 이격되며 상기 중앙으로 위치된 공냉식 열교환기 열의 일측 또는 타측에 위치되면서 상기 LNG 생산 설비의 중앙 종축을 따라 연장되는 직선에 위치되는 공냉식 열교환기 열을 포함하는 복개된 모듈들을 고려하여 충분한 구성공간이 할당되는 것이 필요하기 때문에 이러한 모듈로 조립된 LNG 생산 플랜트들의 전체 풋프린트(footprint)는 크다. 이 종래 기술에 따른 배열은 여러 가지 단점들을 가진다. 상기 공냉식 열교환기 열이 복개된 모듈들 및 인접한 복개되지 않은 모듈에 위치된 상기 수반된 장비 사이에 모듈들을 가로지른 매우 많은 연결이 필요하다. 많은 수의 작은 모듈들의 사용은 특정 모듈을 위한 냉각을 수행하는데 필요한 상기 공냉식 열교환기 내부의 상기 공기 냉각기들이 적어도 두 개의 모듈들을 가로질러 연장될 것을 불가피하게 필요하며, 이러한 두 모듈들이 생산위치에서 연결될 때까지 상기 공기 냉각기들을 통한 유체순환을 막게 된다. 복개되지 않고 공간적으로 이격된 공정장비모듈들에 사용되는 구조강(structural steel)에 더하여 불가피하게 공냉식 열교환기 열 아래에 많은 양의 진공공간이 있기 때문에 이러한 종래 기술의 디자인들은 구조강(structural steel)의 중첩에 의지한다.
이러한 문제점들의 적어도 하나를 경감하기 위하여 모듈로 조립된 LNG생산플랜트에 대한 대체 디자인들에 대한 연구가 여전히 필요하다.
발명의 요약
본 발명의 일측면에 따르면,
메이저 축 및 마이너 축을 가지는 생산열차를 형성하기 위하여 생산위치에서의 설치를 위하여 공간을 두고 이격된 복수의 모듈들로서, 각 모듈은 상기 모듈에 부여된 선택된 기능에 관련된 복수의 플랜트장비들을 탑재하기 위한 모듈베이스를 가지며, 상기 모듈베이스는 메이저 축 및 마이너 축을 가지는 복수의 모듈들; 및
메이저 축 및 마이너 축을 가지는 열교환기 열을 형성하도록 상기 생산열차의 상기 메이저 축에 평행하게 뻗도록 배열된 복수의 열교환기들로서, 상기 열의 메이저 축은 상기 열차의 메이저 축과 평행한 복수의 열교환기들을 포함하며,
부분적으로 복개된 모듈을 형성하기 위하여 적어도 하나의 모듈의 상기 베이스로부터 수직으로 이격되도록 상기 복수의 열교환기들의 보조군은 제1층에 배열되며, 상기 부분적으로 복개된 모듈이 상기 생산위치에 설치되었을 때 상기 열차의 메이저 축에 수직이 되도록 상기 부분적으로 복개된 모듈의 메이저 축이 배열된 액화천연가스 생산설비를 제공한다.
하나의 형태로서, 상기 열교환기 열은 풋프린트를 가지며 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 모듈베이스의 비복개섹션을 제공하기 위하여 상기 부분적으로 복개된 모듈의 상기 베이스는 상기 열교환기 열의 풋프린트를 벗어나 교차하여 외측을 향하여 돌출되며, 상기 모듈베이스의 상기 비복개섹션은 공정장비의 선택된 부분을 탑재할 수 있는 크기를 가진다.
하나의 형태로서, 상기 열교환기 열은 풋프린트를 가지며 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 모듈베이스의 제1의 비복개섹션을 제공하고 상기 열교환기 열의 제2측에 상기 모듈베이스의 제2의 비복개 측을 제공하기 위하여 상기 부분적으로 복개된 모듈의 상기 베이스는 상기 열교환기 열의 풋프린트를 벗어나 교차하여 외측을 향하여 돌출되며, 상기 제1의 비복개섹션은 공정장비의 제1선택부분을 탑재할 수 있는 크기를 가지며 상기 제2의 비복개섹션은 공정장비의 제2선택부분을 탑재할 수 있는 크기를 가진다.
하나의 형태로서, 하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 순환하는 냉각제와 관련된 설비 중 회전하는 부분이다.
하나의 형태로서, 하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 인화성 재고를 가지는 설비의 부분이다.
하나의 형태로서, 하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 설비 중 리드타임(lead-time)이 긴 부분이다.
하나의 형태로서, 하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 설비중 전체 높이를 가지는 부분으로서 상기 제1층의 높이보다 더 높은 부분이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 적어도 하나는 상기 생산위치에 수송되기 전에 건조위치에서 건조되거나, 조립위치에서 조립되며, 상기 적어도 하나의 모듈은 상기 건조 또는 조립위치에서 검사를 목적으로 테스트된다.
하나의 형태로서, 모듈의 선택된 기능에 작동적으로 수반되는 복수의 열교환기들의 보조군이 상기 모듈의 베이스로부터 수직으로 이격되는 제1층에 배치되도록 상기 열교환기 열은 배치된다.
하나의 형태로서, 모듈의 선택된 기능에 작동적으로 수반되는 복수의 열교환기들의 보조군이 상기 모듈 및 인접한 모듈의 상기 베이스로부터 수직으로 이격되는 제1층에 배치되도록 상기 열교환기 열은 배치된다.
하나의 형태로서, 상기 모듈들의 각각은 부분적으로 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 적어도 하나의 모듈의 열교환기들의 보조군에서 메이저 축 및 마이너 축을 가지며 전부 복개된 모듈을 형성하기 위하여 상기 모듈베이스의 풋프린트의 적어도 90%를 복개하는 풋프린트를 가지며, 상기 전부 복개된 모듈이 상기 생산위치에 위치되었을 때 상기 전부 복개된 모듈의 상기 메이저축이 상기 열차의 상기 메이저 축에 평행하게 놓이도록 배치된다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 하나는 사전처리된 천연가스스트림을 생성하기 위하여 천연가스 공급스트림으로부터 오염물들을 제거하기 위한 사전처리모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 사전처리모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 하나는 사전냉각된 가스스트림 및 제1냉각제증기스트림을 생성하기 위하여 사전처리된 천연가스스트림을 사전냉각시키는 제1냉각제응축기모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 제1냉각제응축기모듈은 전부 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 하나는 제1냉각제응축기모듈로의 재활용을 위하여 압축된 제1냉각제스트림을 생성하기 위하여 제1냉각제증기스트림을 압축하는 제1냉각제압축기 모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 제1냉각제압축모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 하나는 액화천연가스 결과물 스트림과 제2냉각제증기스트림을 생성하기 위하여 사전냉각된 가스스트림을 제2냉각제와 간접 열교환을 통하여 더 냉각하기 위한 주 극저온 열교환기를 작동적으로 수반된 액화모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 액화모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 하나는 주 극저온 열교환기로의 재활용을 위하여 압축된 제2냉각제스트림을 생성하기 위하여 제2냉각제증기스트림을 압축하는 제2냉각제압축모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 제2냉각제압축모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 제1냉각제압축기는 상기 제1비복개섹션에 배치되며 제2냉각제압축기는 상기 제2비복개섹션에 배치된다.
하나의 형태로서, 상기 제1 및 제2압축기들 중 하나 또는 양자는 속도가변(variable speed) 압축기이다.
하나의 형태로서, 상기 제1 및 제2압축기들 중 하나 또는 양자는 공기미분(aero-derivative) 가스터빈에 의하여 구동된다.
하나의 형태로서, 상기 제1냉각제는 프로판이다.
하나의 형태로서, 상기 제2냉각제는 혼합 냉각제 탄화수소 혼합물이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 각각은 실질적으로 동일한 크기를 가진다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 각각은 2000 내지 8000톤 범위, 또는 3000 내지 4000톤 범위의 무게를 가진다.
하나의 형태로서, 상기 생산위치는 육지, 연안의 부유시설, 연안의 고정된 시설, 바지선에 탑재된 또는 기반을 둔다.
하나의 형태로서, 상기 열교환기들은 공냉 열교환기들이다.
본 발명의 제2측면에 따르면, 본 발명의 제1측면의 액화천연가스 생산설비의 임의의 형태에 사용되는 모듈이 제공된다.
본 발명의 제2측면에 따르면,
메이저 축 및 마이너 축을 가지는 생산열차를 형성하기 위하여 생산위치에서의 설치를 위하여 공간을 두고 이격된 복수의 모듈들로서, 각 모듈이 상기 모듈에 부여된 선택된 기능에 관련된 복수의 플랜트장비들을 탑재하기 위한 모듈베이스를 가지며, 상기 모듈베이스가 메이저 축이 마이너 축에 수직을 이루면서 메이저 축 및 마이너 축을 가지는 복수의 모듈들을 제공하는 단계; 및
메이저 축 및 마이너 축을 가지는 열교환기 열을 형성하도록 하고 상기 열의 메이저 축이 상기 생산열차의 상기 메이저 축에 평행하며 상기 열의 메이저 축은 상기 열차의 메이저 축과 평행한 복수의 열교환기들을 배열하는 단계;
부분적으로 복개된 모듈을 형성하기 위하여 적어도 하나의 모듈의 상기 베이스로부터 수직으로 이격되도록 상기 복수의 열교환기들의 보조군을 제1층에 배열하는 단계; 및
상기 부분적으로 복개된 모듈이 상기 생산위치에 설치되었을 때 상기 열차의 메이저 축에 수직이 되도록 상기 부분적으로 복개된 모듈의 메이저 축이 배열하는 단계를 포함하는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법이 제공된다.
하나의 형태로서, 상기 열교환기 열은 풋프린트를 가지며, 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 모듈베이스의 비복개섹션을 제공하기 위하여 상기 부분적으로 복개된 모듈의 상기 베이스는 상기 열교환기 열의 풋프린트를 벗어나 교차하여 외측을 향하여 돌출되며, 상기 모듈베이스의 상기 비복개섹션은 공정장비의 선택된 부분을 탑재할 수 있는 크기를 가진다.
하나의 형태로서, 상기 열교환기 열은 풋프린트를 가지며, 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 모듈베이스의 제1의 비복개섹션을 제공하고 상기 열교환기 열의 제2측에 상기 모듈베이스의 제2의 비복개 측을 제공하기 위하여 상기 부분적으로 복개된 모듈의 상기 베이스는 상기 열교환기 열의 풋프린트를 벗어나 교차하여 외측을 향하여 돌출되며, 상기 제1의 비복개섹션은 공정장비의 제1선택부분을 탑재할 수 있는 크기를 가지며 상기 제2의 비복개섹션은 공정장비의 제2선택부분을 탑재할 수 있는 크기를 가진다.
하나의 형태로서, 하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 순환하는 냉각제와 관련된 설비 중 회전하는 부분이다.
하나의 형태로서, 하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 인화성 재고를 가지는 설비의 부분이다.
하나의 형태로서, 하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 설비 중 리드타임(lead-time)이 긴 부분이다.
하나의 형태로서, 하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 설비중 전체 높이를 가지는 부분으로서 상기 제1층의 높이보다 더 높은 부분이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 적어도 하나는 상기 생산위치에 수송되기 전에 건조위치에서 건조되거나, 조립위치에서 조립되며, 상기 적어도 하나의 모듈은 상기 건조 또는 조립위치에서 검사를 목적으로 테스트된다.
하나의 형태로서, 모듈의 선택된 기능에 작동적으로 수반되는 복수의 열교환기들의 보조군이 상기 모듈의 베이스로부터 수직으로 이격되는 제1층에 배치되도록 상기 열교환기 열은 배치된다.
하나의 형태로서, 모듈의 선택된 기능에 작동적으로 수반되는 복수의 열교환기들의 보조군이 상기 모듈 및 인접한 모듈의 상기 베이스로부터 수직으로 이격되는 제1층에 배치되도록 상기 열교환기 열은 배치된다.
하나의 형태로서, 상기 모듈들의 각각은 부분적으로 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 적어도 하나의 모듈의 열교환기들의 보조군에서 메이저 축 및 마이너 축을 가지며 전부 복개된 모듈을 형성하기 위하여 상기 모듈베이스의 풋프린트의 적어도 90%를 복개하는 풋프린트를 가지며, 상기 전부 복개된 모듈이 상기 생산위치에 위치되었을 때 상기 전부 복개된 모듈의 상기 메이저축이 상기 열차의 상기 메이저 축에 평행하게 놓이도록 배치된다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 하나는 사전처리된 천연가스스트림을 생성하기 위하여 천연가스 공급스트림으로부터 오염물들을 제거하기 위한 사전처리모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 사전처리모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 하나는 사전냉각된 가스스트림 및 제1냉각제증기스트림을 생성하기 위하여 사전처리된 천연가스스트림을 사전냉각시키는 제1냉각제응축기모듈이다. 하나의 형태로서, 상기 제1냉각제응축기모듈은 전부 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 하나는 제1냉각제응축기모듈로의 재활용을 위하여 압축된 제1냉각제스트림을 생성하기 위하여 제1냉각제증기스트림을 압축하는 제1냉각제압축기 모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 제1냉각제압축모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 하나는 액화천연가스 결과물 스트림과 제2냉각제증기스트림을 생성하기 위하여 사전냉각된 가스스트림을 제2냉각제와 간접 열교환을 통하여 더 냉각하기 위한 주 극저온 열교환기를 작동적으로 수반된 액화모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 액화모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 중 하나는 주 극저온 열교환기로의 재활용을 위하여 압축된 제2냉각제스트림을 생성하기 위하여 제2냉각제증기스트림을 압축하는 제2냉각제압축모듈이다.
하나의 형태로서, 상기 제2냉각제압축모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈이다.
하나의 형태로서, 제1냉각제압축기는 상기 제1비복개섹션에 배치되며 제2냉각제압축기는 상기 제2비복개섹션에 배치된다.
하나의 형태로서, 상기 제1 및 제2압축기들 중 하나 또는 양자는 속도가변(variable speed) 압축기이다.
하나의 형태로서, 상기 제1 및 제2압축기들 중 하나 또는 양자는 공기미분(aero-derivative) 가스터빈에 의하여 구동된다.
하나의 형태로서, 상기 제1냉각제는 프로판이다.
하나의 형태로서, 상기 제2냉각제는 혼합 냉각제 탄화수소 혼합물이다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 각각은 실질적으로 동일한 크기를 가진다.
하나의 형태로서, 상기 복수의 모듈들 각각은 2000 내지 8000톤 범위, 또는 3000 내지 4000톤 범위의 무게를 가진다.
하나의 형태로서, 상기 생산위치는 육지, 연안의 부유시설, 연안의 고정된 시설, 바지선에 탑재된 또는 기반을 둔다.
하나의 형태로서, 상기 열교환기들은 공냉 열교환기들이다.
본 발명의 본질에 대한 보다 자세한 이해를 수월하게 하기 위하여 본 발명의 여러가지 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 오로지 예로서 자세히 기술된다.
도 1a)는 본 발명의 제1실시예의 개략적인 구성도이다;
도 1b)는 본 발명의 제2실시예의 개략적인 구성도이다;
도 1c)는 본 발명의 제3실시예의 개략적인 구성도이다;
도 2는 본 발명의 LNG 생산열차의 구체적인 실시예의 일방향으로부터의 등각도이다;
도 3은 제2방향으로부터 본 도 2의 LNG 생산열차의 등각도이다;
도 4는 도 2의 LNG 생산열차의 구성도이다.
도 5는 도 2에 도시된 LNG 생산열차의 사전처리모듈의 등각도이다.
도 6은 도 5의 사전처리모듈의 구성도이다.
도 7은 도 2에 도시된 LNG 생산열차의 프로판압축모듈의 등각도이다.
도 8은 도 7의 프로판압축모듈의 구성도이다.
도 9는 도 2에 도시된 LNG 생산열차의 프로판응축기모듈의 등각도이다.
도 10은 도 7의 프로판응축기모듈의 구성도이다.
도 11은 도 2에 도시된 LNG 생산열차의 액화모듈의 등각도이다.
도 12는 도 11의 액화모듈의 구성도이다.
도 13은 도 2에 도시된 LNG 생산열차의 혼합냉각제압축모듈의 등각도이다.
도 14는 도 13의 혼합냉각제압축모듈의 구성도이다.
이하 본 발명의 구체적인 실시예들을 설명한다. 여기서 사용되는 용어는 구체적 실시예들만을 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다. 달리 설명되지 않는다면, 여기에서 사용된 모든 기술적 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자에 의하여 상식적으로 이해되는 동일한 의미들을 가진다. 동등한 참조번호들은 동등한 부분들을 가리킨다.
용어 "고정건조(stick-built)" 또는 "오프-모듈(off-module)"은 플랜트 건조의 완료되었을 때 플랜트가 점유하도록 의도된 생산위치에서 대부분 건조되는 플랜트 또는 플랜트 섹션을 가리킨다. 반대로, 용어 "모듈"은 생산위치에서 떨어진 건조 또는 조립위치에서 미리 조립된 플랜트 섹션을 가리킨다. 각 모듈은 견인에 의하여 또는 해상 바지선 상으로 또는 레일 또는 트럭을 이용하여 건조 또는 조립위치에서 생산위치로 육로로 수송되도록 디자인된다. 각 모듈이 상기 건조 또는 조립위치로부터 상기 생산위치로 이동된 후, 상기 모듈은 정해진 액화천연가스 생산설비의 요건에 맞는 미리 결정된 적절한 방향으로 위치된다 .
용어 "열차"는 천연가스 공급스트림에서 오염물들을 제거하는 사전처리에 사용되는 설비들 및 사전처리된 가스를 받아 액화천연가스를 형성하기 위하여 사전처리된 가스를 냉각하도록 하는데 사용되는 설비들을 가리킨다.
도 1a)를 참조하면, 본 발명은 메이저 축(14) 및 마이너 축(16)을 가지는 하나 이상의 연장된 LNG 생산열차(12)를 포함하는 액화천연가스 생산설비(10)에 관한 것이다. 상기 적어도 하나의 열차는 복수의 열차들 중 하나일 수 있다. 상기 LNG 생산열차는 공간을 두고 이격된 복수의 모듈들(18)을 포함하며, 상기 모듈들은 건조위치에서 건조되거나 조립위치에서 조립되고 설치를 위한 생산위치(20)로 수송된다. 각 모듈(18)은 모듈에 부여된 선택된 기능에 관련된 복수의 플랜트 장비들(24)을 탑재하기 위한 모듈베이스(22)를 가지며, 상기 베이스(22)는 메이저 축이 마이너 축에 수직을 이루면서 메이저 축(26) 및 마이너 축(28)을 가진다. 상기 메이저 및 마이너 축들(각각 26 및 28)은 수평면을 형성한다. 상기 베이스(22)가 직사각형일 때, 상기 메이저 축(26)은 상기 마이너 축(24)보다 길다. 상기 베이스(22)가 정사각형일 때, 상기 메이저 축은 상기 마이너 축과 같다. 상기 생산위치에서 설치되었을 때, 각 모듈의 베이스에 위하여 정의된 상기 수평면은 모듈의 풋프린트를 정의하면서 지상에 위치될 것이다.
상기 액화천연가스 생산설비는 메이저 축(32) 및 마이너 축(34)을 가지는 열교환기 열(30)을 형성하도록 상기 연장된 생산열차(12)의 상기 메이저 축(14)에 평행하게 뻗도록 배열된 복수의 열교환기들(29)을 더 포함한다. 상기 열교환기 열(30)의 메이저 축(34)은 상기 LNG 생산열차(12)의 메이저 축(14)과 평행하다. 여기에 더하여, 부분적으로 복개된 모듈(40)을 형성하기 위하여 적어도 하나의 모듈(18)의 베이스(22)로부터 수직으로 이격되도록 복수의 열교환기들의 보조군(36)이 일층(38)에 배열된다. 이 배열은 액화천연가스 생산설비(10)에 필요한 구성공간을 최소화하는데 사용된다. 상기 부분적으로 복개된 모듈(40)이 생산위치(20)에 설치되었을 때 상기 부분적으로 복개된 모듈(40)의 메이저 축(26)은 상기 열차의 메이저 축(14)에 수직이 되도록 배열된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 복수의 모듈들 각각은 복수의 열교환기들의 보조군에 의하여 복개될 수 있다. 그러나, 상기 LNG 생산열차는 상기 복수의 열교환기들에 의하여 복개되지 않은 적어도 하나의 모듈을 포함할 수 있다.
상기 열교환기 열(30)은 풋프린트(footprint)를 가지며, 상기 열교환기 열(30)의 제1측(44)에 상기 모듈베이스(22)의 비복개섹션을 제공하기 위하여 상기 열교환기 열(30)의 풋프린트를 벗어나 연장되도록 상기 부분적으로 복개된 모듈(40)의 상기 베이스(22)는 상기 열차(12)의 상기 메이저 축을 교차하여 돌출된다. 상기 모듈베이스의 비복개섹션은 도 1a)에 도시된 바와 같이 공정장비(46)의 선택된 부분을 탑재할 수 있는 크기를 가진다. 그 대신에, 상기 부분적으로 복개된 모듈(40)의 상기 베이스(22)는 상기 열교환기 열(30)의 제1측(44)에 상기 모듈베이스(22)의 제1의 비복개섹션(48)을 제공하고 상기 열교환기 열(30)의 제2측에 상기 모듈베이스(22)의 제2의 비복개 측(50)을 제공하기 위하여 상기 열교환기 열(30)의 풋프린트를 교차하여 벗어나 돌출된다. 상기 제1의 비복개섹션(48)은 공정장비(54)의 제1선택부분을 탑재할 수 있는 크기를 가진다. 상기 제2의 비복개섹션(50)은 공정장비(56)의 제2선택부분을 탑재할 수 있는 크기를 가진다. 도 1c)에서, 상기 부분적으로 복개된 모듈들(40)의 일부는 하나의 복개 섹션을 가지도록 배열되며, 반면에 부분적으로 복개된 모듈들(40)의 나머지는 상기 열교환기 열(30)의 제1측(44)에 상기 모듈베이스(22)의 제1비복개섹션(48)을 가지고 상기 열교환기 열(30)의 제2측(52)에 상기 모듈베이스(22)의 제2비복개섹션(50)을 가지도록 배열된다. 상기 장비(46, 54 또는 56)의 선택된 부분들은 순환하는 냉각제와 관련된 설비 중 회전하는 부분, 설비 중 건조비용이 높은 부분, 설비 중 보수(maintenance)가 집중되는 부분, 설비 중 탄화수소 재고가 높은 부분, 설비 중 리드타임(lead-time)이 긴 부분, 또는 설비 중 전체 높이를 가지는 부분으로서 상기 제1층의 높이보다 더 높은 부분이 될 수 있다.
각 모듈 내에는, 상기 모듈들이 건조위치 또는 조립위치에서 상기 생산위치로 전달될 때 완료되도록 하는데 필요한 접속(hook-up)을 최소화하기 위하여 각 모듈에 부여된 미리 결정된 기능을 수행하는데 필요한 장비의 부분들이 각 모듈들 사이의 접촉면들을 최소화하도록 배치된다. 이렇게 하여, 모듈은 본질적으로 독립되고 루프체크(loop check) 및 생산위치로 수송하기 전에 건조위치 또는 조립위치에서의 시운전을 위하여 모듈이 시동되도록 허용하는 임시제어시스템이 구비될 수 있다. 생산위치에서 도착하였을 때, 추가로 접속시간(hook up time)을 줄이기 위하여 모듈 간 통신 및 제어에 무선 제어가 사용될 수 있다. 모듈들 사이에서 상호연결 파이프의 길이를 최소화하는 것이 중요한 생산위치에서, 상기 복수의 모듈들은 모듈들 사이의 상호연결을 접속시키기 위한 생산위치에서 충분한 공간을 허용하면서 가능한 한 가깝게 간격을 가진다.
본 발명은 각 모듈에 부여된 미리 결정된 기능을 수행하는데 필요한 실질적으로 모든 장비를 각 모듈 내에 두는 결정에 부분적으로 의존하다. 바람직하게는, 각 모듈들의 미리 결정된 기능에 작동적으로 수반되는 복수의 열교환기들의 보조군이 미리 결정된 기능을 수행하는 모듈 내에 위치되도록 열교환기 열을 배치하는 것을 포함한다. 이러한 배열은 상기 열교환기들 및 관련된 공정 장비 사이의 교차모듈 상호연결의 숫자의 감소를 감안한다. 그러나 필요하다면, 제1모듈(예를 들면, 프로판 응축기모듈(64))에 작동적으로 수반되는 하나 이상의 복수의 열교환기들의 보조군(36)은 전체 열교환기 용량을 최대화하면서 전체 풋프린트를 최소화하기 위하여 도 4에서 굵은 점선으로 도시된 바와 같이, 인접한 모듈(예를 들면, 액화모듈(70))에 위치될 수 있다. 이러한 방식으로, 복수의 열교환기들의 보조군(36)이 생산위치(20)에 설치되었을 때, 복수의 인접모듈들을 가로질러 연장되어 걸치도록 배치된다.
도 1a), b) 및 c)에 명확하게 볼 수 있듯이, 각각 부분적으로 복개되는 모듈에 수반되는 복수의 열교환기들의 보조군은 복수의 모듈들(18)이 생산위치(20)에 설치되었을 때, 상기 열교환기 열(30)을 형성하도록 상기 복수의 열교환기들(29)이 상기 연장된 생산열차(12)의 주축(14)에 평행하게 연장되는 방식으로 배치된다.
주어진 보조군 내에서 많은 수의 열교환기들을 필요로 하는 미리 결정된 기능을 가지는 모듈은 열교환기들로 전부 복개될 수 있다. 여기서 용어 '전부 복개된 모듈'(60)은 열교환기들의 보조군의 풋프린트가 모듈베이스의 풋프린트의 적어도 90%를 복개하는 모듈을 설명하는데 사용된다. 작동적으로 수반되는 열교환기들의 작은 보조군을 필요로 하는 미리 결정된 기능을 가지는 그러한 모듈들에 대하여, 그 모듈은 부분적으로 복개된 모듈일 수 있다. 상기 비복개섹션은 상기 부분적으로 복개된 모듈에 부여된 기능을 수행하는 장비의 선택된 부분을 수용하는데 충분히 크도록 디자인되고 크기를 가진다. 정의에 의하며, 이러한 배열을 사용하여, 전부 복개된 모듈들(60) 각각의 상기 주축(26)은 상기 LNG 생산열차의 주축(14)에 평행하게 연장된다. 이러한 방식으로, 전부 복개된 모듈(60)은 부분적으로 복개된 모듈(40)에 대하여 직각으로 회전되도록 디자인된다.
상기 부분적으로 복개된 모듈들의 비복개 섹션들은 높이 세운(overhead) 크레인의 장비의 선택된 부분들에 대한 방해되지 않은 접근뿐만 아니라 향상된 측면 접근을 허용하여 장비의 선택된 부분들을 위한 건조 또는 유지 행위들을 수행하기에 편하게 한다. 장비의 선택된 부분들을 각 모듈에 설치되는 장비의 가장 마지막 부분들이 되는 것을 허용하는 연동된 이점을 가지는 모듈의 보다 작은 혼잡한 면적 내에서의 장비의 선택된 부분들의 설치 및 위치잡기를 고려하여 모듈의 열교환기들의 보조군의 풋프린트에 대한 상대적인 상기 모듈베이스의 풋프린트를 연장한다. 장비의 선택된 부분들은 건조비용이 높은 장비, 리드타임(lead-time)이 긴 장비, 또는 열교환기들이 열을 이루는 보조군들에 의하여 점유되는 상승된 제1층의 높이보다 더 높은 전체 높이를 가지는 장비의 큰 부분이 될 수 있다. 건조순서에서 늦게 모듈에 포함될 필요가 있는 장기발주장비들(long lead items)은 특정 LNG 생산설비의 건조일정 요구사항들을 최적화하기 위하여 건조 또는 조립위치 또는 설치위치에 설치될 수 있다.
유리하게는, 각 부분적으로 복개된 모듈은 생산위치에서 떨어진 건조 또는 조립위치에서 검사를 목적으로 테스트될 수 있다. 전부 복개된 모듈에 작동적으로 수반되는 열교환기들의 보조군이 상기 전부 복개된 모듈 및 인접한 부분적으로 복개된 모듈 양자 위에 배열될 필요가 있는 환경들 하에서는, 생산위치에 양 모듈들 모두 설치한 후에 전부 복개된 모듈의 사전시운전(pre-commissioning) 테스트 및 검사가 일어난다.
이하 본 발명의 방법 및 시스템을 사용하는 LNG 생산설비의 일예를 도 2 내지 14를 참조하여 상세히 설명한다. 일반 용어들에서, 천연가스스트림을 액화하는 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다.
a) 사전처리된 천연가스스트림을 생성하기 위하여 사전처리모듈(62) 내에서 천연가스 공급스트림을 사전처리하는 단계;
b) 사전냉각된 가스스트림 및 제1냉각제증기스트림을 생성하기 위하여 제1냉각제응축기모듈(64) 내에서 사전처리된 천연가스스트림을 사전냉각시키는 단계;
c) 단계 b)로의 재활용을 위한 압축된 제1냉각제스트림을 생성하기 위하여 제1냉각제압축모듈(66) 내에서 상기 제1냉각제증기스트림을 압축하는 단계;
d) 액화천연가스 결과물 스트림 및 제2냉각제증기스트림을 생성하기 위하여 액화모듈(70)에 작동적으로 수반된 주 극저온 열교환기(68) 내에서 상기 사전냉각된 가스스트림을 제2냉각제와 간접 열교환을 통하여 추가로 냉각하는 단계;
e) 단계 d)로의 재활용을 위하여 압축된 제2냉각제스트림을 생성하기 위하여 제2냉각제압축모듈(72) 내에서 제2냉각제증기스트림을 압축하는 단계.
이하 본 발명의 다양한 실시예들의 자세한 논의에서, 상기 제1냉각제는 프로판이며 상기 제2냉각제는 혼합 냉각제 탄화수소 혼합물이다. 이러한 타입의 공정은 프로판 사전냉각 혼합 냉각제, 또는 C3MR공정으로 알려져 있으며, 전세계에서 생산되는 대부분의 LNG를 생산하는데 사용되는 공정이며, 이하 더 이상 논의되지 않는 공정은 본 발명이 속하는 기술분야에서 능숙한 사람에게 널리 알려진 것으로 고려된다. 프로판을 제1냉각제로 사용할 때, 프로판 증기는 인화성이 매우 높기 때문에 프로판이 누설되지 않을 것을 확보하는 주의가 필요하다. 본 발명의 시스템을 사용하면 모듈의 사전시운전 및 시운전을 용이하도록 프로판 압축이 필요한 공정장비는 프로판압축모듈 내에 함께 그룹된다-건조 또는 조립위치에서 압축기를 통하여 유체를 순환시키는데 필요한 모든 악세사리들을 가지면서. 보다 안전하게 향상시키기 위하여, 프로판의 순환에 수반되는 주 회전장비는 상기 제1층에 배열된 상기 열교환기들의 아래보다는 상기 부분적으로 복개된 모듈들의 비복개섹션들 상에 위치된다. 일 실시예에서, 주 탄화수소 재고가 모듈의 제2비복개섹션 상에 위치되고 상기 주 회전장비는 모듈의 상기 제1비복개섹션 상에 위치된다. 이러한 배열을 사용하여, 장비세트들 양자는 작동적으로 수반되는 열교환기들 아래에서의 그렇지 않으면 혼잡한 면적을 피하며, 동시에 상기 주 탄화수소 재고가 상기 주 회전장비로부터 떨어져 위치되는 것을 확실히 한다.
도 2 내지 도 14에 도시된 실시예에서, 상기 LNG 생산설비는 다음과 같은 실질적으로 동일한 크기를 가지는 모듈들을 포함하는 단일의 LNG 생산열차를 가진다.
a) 사전처리모듈;
b) 제1냉각제압축모듈 (본 예에서는, 프로판압축모듈);
c) 제1냉각제응축기모듈 (본 예에서는, 프로판응축기모듈);
d) 액화모듈; 및,
e) 제2냉각제압축모듈 (본 예에서는, 혼합냉각제(MR; Mixed Refrigerant)압축모듈).
상기 모듈들 내의 상기 장비의 배열은 건조, 유지보수 및 안전을 유념하여 만들어진다. 주 회전장비는 열교환기들 아래보다는 모듈 가장자리들 상에 모두 위치된다. 이는 유지보수를 위한 양호한 접근을 허용하며 장기발주장비들이 건조순서에서 늦은 모듈에 포함될 수 있도록 허용한다. 상기 주 탄화수소 재고들은 열교환기들 아래에서의 혼잡한 면적을 회피하며, 상기 주 회전장비로부터 떨어져서 위치된다. 안전 및 재생밸브들의 설치를 위하여 크레인이 접근하는 상승된 플랫폼들이 제공된다.
사전처리모듈(18, 62)의 일예를 도 5 및 도 6을 참조하여 이하 설명한다. 이 실시예에서는, 상기 사전처리모듈은 상기 건조 또는 조립위치에서 사전시운전을 위한 잠재성을 최대화하도록 부분적으로 복개된 모듈(42)이다. 도 6에서 제일 잘 볼 수 있듯이, 상기 사전처리모듈(62)의 베이스(22)의 제1비복개섹션(48)은 상기 열교환기 열(30)의 제1측(44)에 위치되며, 상기 모듈베이스의 제2비복개섹션(50)은 상기 열교환기 열(30)의 제2(반대)측(52)에 위치된다. 상기 생산위치에서 설치될 때, 상기 사전처리모듈(62)의 베이스(22)의 상기 메이저 축(26)은 상기 열차의 메이저 축(14)에 수직이 되도록 위치된다. 이러한 구성에서, 상기 사전처리모듈에 작동적으로 수반된 열교환기들의 보조군은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 LNG 생산열차의 종축에 평행하게 배열된다. 상기 사전처리모듈은 산성가스제거, 탈수 및 (선택적으로) 수은 제거를 통하여 오염물들을 제거하는 기능을 수행하는데 필요한 장비를 포함한다. 도시된 실시예에서, 산성가스제거유닛 기둥 및 수반된 녹아웃(knock-out) 용기들 및 펌프들은 다른 사전처리공정장비 및 연소 장비 사이에 적절한 공간을 제공하도록 모듈과 분리되어 위치된다. 흡수체들은 분자여과기(molecular sieve)의 교체를 위하여 충분한 간격을 두고 모듈 상에 위치된다. 상기 사전처리모듈은 상기 사전처리모듈로 공급되는 천연가스 도입스트림의 소스로의 연결이 편하도록 외부모듈들 중 하나로 지정된다.
이하 프로판압축모듈(66)의 일 실시예가 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된다. 프로판흡입드럼들은 상기 건조 또는 조립위치에서 시운전을 위한 잠재성을 최대화하도록 모두 단일의 모듈 상에 위치된다. 이 실시예에서, 상기 프로판압축모듈은 상기 건조 또는 조립위치에서 사전시운전을 위한 잠재성을 최대화하기 위하여 부분적으로 복개된 모듈이다. 도 8에서 제일 잘 볼 수 있듯이, 상기 프로판압축모듈(66)의 베이스(22)의 제1비복개섹션(48)은 상기 열교환기 열(30)의 제1측(44)에 위치되며, 상기 모듈베이스의 제2비복개섹션(50)은 상기 열교환기 열(30)의 제2(반대)측(52)에 위치된다. 상기 생산위치에서 설치될 때, 상기 프로판압축모듈(66)의 베이스(22)의 상기 메이저 축(26)은 상기 열차의 메이저 축(14)에 수직이 되도록 위치된다. 이러한 구성에서, 상기 프로판압축모듈에 작동적으로 수반된 열교환기들의 보조군은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 LNG 생산열차의 종축에 평행할 것이다. 프로판저장유닛은 인화성 액체를 포함하는 파이프의 길이를 최소화하기 위하여 C3보조쿨러와 함께 상기 열교환기구조의 제1측에 위치된다. 상기 프로판압축모듈은 재고를 최대한 낮게 유지하고 인접한 모듈들 상에 또는 모듈과 분리되어 하나 이상의 프로판 용기들의 위치를 허용하고 프로판 냉각제의 배분을 편하게 하기 위한 중앙위치를 제공하도록 내부모듈들 중 하나로 지정된다.
이하 프로판응축기모듈(64)의 일 실시예가 도 9 및 도 10을 참조하여 설명된다. 이 실시예에서, 상기 프로판응축기모듈(64)은 도 10에서 제일 잘 볼 수 있듯이, 이 모듈은 다른 모듈들에 비하여 비교적 큰 수의 열교환기들이 필요하기 때문에 전부 복개된 모듈(60)이다. 상기 프로판응축기모듈은 열교환기 열(30)에서 보다 큰 열교환기들의 보조군을 위하여 요구들을 수용하기 위하여 다른 모듈들보다 긴 메이저 축(26)을 가진다. 상기 생산위치에서 설치될 때, 상기 프로판응축기모듈(64)의 베이스(22)의 상기 메이저 축(26)은 상기 열차의 메이저 축(14)에 수직이 되도록 위치된다. 이러한 구성에서, 상기 프로판응축기모듈에 작동적으로 수반된 열교환기들의 보조군은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 LNG 생산열차의 종축에 평행하다. 이러한 방식으로, 프로판응축기모듈의 방향은 다른 모듈들의 방향과 다르다. 재고들이 비인화성이기 때문에 프로판응축기모듈에 의하여 수행되는 미리 결정된 기능에 수반되는 증기시스템 및 냉각수시스템 장비는 상기 프로판응축기모듈의 상기 작동적으로 수반되는 열교환기들 아래에 안전하게 위치될 수 있다. 상기 프로판응축기모듈은 사전처리된 천연가스가 액화 전에 사전냉각될 수 있도록 프로판압축모듈(66) 및 액화모듈(70) 사이에 편리하게 위치된다.
이하 액화모듈(70)의 일 실시예가 도 11 및 도 12를 참조하여 설명된다. 도시된 실시예에서, 주 극저온 열교환기(68)은 도 9 및 도 10에서 가장 잘 보이듯이, 그 크기 및 무게로 인하여 수송과정에서 손상의 잠재성을 완화하기 위하여 모듈과 분리되어 위치되거나, 프로판응축기모듈(64)에 인접하여 위치된다. 상기 주 극저온 열교환기(68)에 작동적으로 수반된 정지된 장비 및 펌프들은 액화모듈(70) 상에 연결파이프의 연결을 최소화하기 위하여 상기 주 극저온 열교환기와 상기 열교환기 열의 동일한 측에서 위치된다. 상기 액화모듈에 MCHE(Main Cryogenic Heat Exchanger)를 위치시키도록 결정되면, 상기 부분적으로 복개된 액화모듈은 주 극저온 열교환기(MCHE)를 수용하도록 하는 크기를 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 액화모듈은 증기구동엔드플래쉬(Steam-driven end-flash)가스압축기(80)가 상기 액화모듈(70)의 제1측에 위치되도록 오직 하나의 비복개섹션(42)을 가진다. 이는 높이 세운(overhead) 크레인의 엔드플래쉬가스압축기에 대한 용이한 접근을 허용하며, 엔드플래쉬가스압축기 및 높이 세운(overhead) 크레인의 상기 MCHE로부터 격리하여 위치킬 수 있다. 상기 생산위치에서 설치될 때, 상기 액화모듈(70)의 베이스(22)의 상기 메이저 축(26)은 상기 열차의 메이저 축(14)에 수직이 되도록 위치된다. 이러한 구성에서, 상기 액화모듈(70)에 작동적으로 수반된 열교환기들의 보조군은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 LNG 생산열차의 종축에 평행할 것이다. 질소 및 헬륨 제거에 수반되는 장비는 필요하다면 상기 액화모듈에 또한 위치될 수 있다.
이하 제2냉각제(MR)압축모듈(72)의 일 실시예가 도 13 및 도 14를 참조하여 설명된다. 상기 혼합냉각제압축모듈은 가스터빈, 압축기, 파이프연결구, 폐열회수, 및 상기 모듈베이스 상에 배치된 재생밸브들을 포함하는 이 모듈의 기능적 요구조건을 수행하는데 필요한 공정장비 모두를 포함한다. 상기 MR압축모듈에 작동적으로 수반되는 상기 열교환기들의 보조군은 혼합냉각제압축기들에 필요한 사후냉각 및 상호냉각을 제공한다. 이 실시예에서, MR압축모듈(72)은 부분적으로 복개된 모듈(상기 건조 또는 조립위치에서 사전시운전을 위한 잠재성을 최대화하기 위하여)이다. 도 14에서 제일 잘 볼 수 있듯이, 상기 MR압축모듈(72)의 베이스(22)의 제1비복개섹션(48)은 고압력(HP) 혼합냉각제압축기(82)를 수용할 수 있도록 상기 열교환기 열(30)의 제1측(44)에 위치된다. 상기 베이스(22)의 제2비복개섹션(50)은 저압력(LP) 혼합냉각제압축기(84)를 수용할 수 있도록 상기 열교환기 열(30)의 제2(반대)측(52)에 위치된다. 상기 생산위치에서 설치될 때, 상기 MR압축모듈의 베이스의 상기 메이저 축은 상기 열차의 중앙 종축에 수직이 되도록 위치된다. 이러한 구성에서, 상기 MR압축모듈에 작동적으로 수반된 열교환기들의 보조군은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 LNG 생산열차의 종축에 평행하게 될 것이다. 상기 MR압축모듈은 외부모듈들 중 하나로 지정된다.
도 2 내지 도 14를 참조하면, 제1 및 제2냉각제압축모듈들(각각 66 및 72) 사이에서 액화모듈(70)의 위치잡기는 두가지 핵심 이점들을 제공한다. 첫째, 제2냉각제(MR)모듈에 수반되는 압축기들은 장기발주장비들이다. 상기 LNG 생산열차의 외부에 상기 MR압축모듈을 위치시킴으로써, 다른 모듈들은 상기 MR압축기들의 배달의 지연이 있는 경우 생산위치로 수송되어 먼저 접속될 수 있다. 둘째, 상기 혼합냉각제압축모듈에 수반되는 열교환기들의 보조군은 상기 혼합냉각제압축모듈의 베이스 위의 제1층에 위치될 때, 상기 프로판응축기모듈에 작동적으로 수반되는 열교환기들의 보조군은 상기 프로판응축기모듈의 상기 모듈베이스를 전부 복개할 뿐만 아니라 또한 도 4에서 굵은 점선으로 표시되는 인접한 액화모듈의 모듈베이스를 부분적으로 복개하도록 가로질러 연장될 수 있다. 상기 엔드플래쉬가스압축기는 오직 극히 적은 열교환기들을 필요로 하며, 결과적으로 상기 액화모듈이 추가 열교환기들을 위한 공간을 가진다. 추가 공간이 필요한 서비스는 프로판응축기이며, 이는 상기 프로판응축기모듈에 인접한 상기 액화모듈의 위치잡기를 유용하게 한다. 이러한 배열은 사전냉각을 위한 프로판압축모듈에 위치된 용기들에 이르도록 상대적으로 긴 MR파이프의 열을 필요로 한다. 종래기술의 LNG 생산플랜트 디자인은 LNG 수출 파이프의 길이를 최소화하기 위하여 열차의 외부에 액화의 위치에 의존한다. 그러나, 압축된 MR은 높은 압력(> 5000 kPag)에서 작동하기 때문에 균형상, 도 2 내지 도 14에 도시된 배열이 선호된다. 낮은 압력 (< 1000 kPag)에서 작동하는 프로판 냉각제 파이프를 희생하여 대신 MR길이를 최소화하도록 상기 열차가 배열되면, 유압손실이 액화열차용량에 대한 보다 중대한 감소를 초래할 것이다.
각 모듈은 주 탄화수소 재고들 및 모든 회전장비가 공냉식 열교환기 열의 아래가 아닌, 부분적으로 복개된 모듈들의 비복개섹션들에서 모듈의 가장자리에 위치되는 것을 보장하도록 디자인된다. 이는 유지보수를 위한 양호한 접근을 허용하며 장기발주장비들이 건조순서에서 늦게 모듈에 포함될 수 있도록 허용한다. 상기 상당히 감소된 탄화수소 재고는 누출결과를 보다 용이하게 다룰 수 있어 향상된 안전을 제공한다. 여기에 더하여, 본 발명의 상기 LNG 생산열차의 전체 레이아웃은 규모의 경제에 의존하는 종래기술의 접근을 채택하기 보다는 모듈조립에 적합하도록 선택된 작고 콤팩트한 장비와 함께 모듈조립을 위하여 디자인된다. 대신에, 보다 많은 장비들을 한정된 크기 및 무게를 가지는 모듈들 내부에 맞추기 위하여 더 작고, 더 집약된 장비가 선택된다. 실시예에서 설명된 각 모듈을 가로지르는 공정장비의 배열은 약 2000 내지 8000톤, 바람직하게는 3000 내지 4000톤으로 균일한 무게를 가지는 모듈들을 제공하도록 최적화된다. 최적화된 모듈조립된 열차의 능력은 LNG 생산의 연(per annum (mtpa)) 약 2,500,000 톤이다. 만일 특정 생산위치에서 보다 높은 능력이 바람직하다면, 모듈조립된 열차는 복수의 모듈조립된 열차들 중 하나일 수 있다. 예로서, 두 개의 모듈조립된 열차들이 생산위치에 5mtpa의 전체 LNG생산능력을 제공하기 위하여 배열될 수 있다.
더 작고, 더 집약된 모듈조립이 보다 용이한 장비를 선택하는 것의 일예는 주 냉각제가스터빈들이다. 본 작업의 시작점은 실용적 크기로 모듈들에 완전히 통합될 수 있는 더 작고 더 효율적인 공기미분(aero-derivative) 가스터빈(86)을 사용하는 것이었다. 공기미분 가스터빈들은 각 압축시스템의 모든 요소들과 완전하게 모듈들에 통합된다. 이는 복잡하고, 대구경의 압축기흡입 및 배출 라인들이 생산위치에서 고정건조되기보다는 생산위치에서 건조되는 것을 허용하며, 실용적인 전체 모듈 크기/무게를 유지한다. 보다 작은 유닛들을 사용하고 가스터빈 및 압축기를 동일한 모듈에 통합되도록 유지하면 현장에서 연결들의 수를 최소화하며, 압축시스템이 상기 건조 또는 조립위치에서 질소테스트 가동단계에 이르기까지 전부 테스트되는 것을 가능하게 한다. 건조 또는 조립위치에서 이 추가 수준의 시운전 및 테스트는 생산위치에서 중대하게 더 높은 노동비율로 수행되어야 하는 이월되는 작업량을 줄이는데 유익하다. 공기미분가스터빈들의 가변속도 특성은 압축기의 시작을 단순화하고 냉각제를 감압할 필요를 제거한다. 종래기술 LNG 열차들에서 사용되는 가스터빈들을 위한 시작/보조 모터들의 필요를 제거하면 또한 모듈조립된 LNG열차의 최대 전기파워요구를 중대하게 감소시키고 모듈의 크기를 줄이는데 도움이 된다.
도시된 실시예에서, 작은 수의 선택된 장비 요소들은 고정건조되는 것에 유리하게 고의로 모듈로부터 분리된 상태를 유지한다. 이는 연소 장비의 분리를 유지하는 안전상의 이유로 고정건조되는 산성가스처리유닛을 포함한다. 상기 산성가스흡수기둥은 무게 및 높은 무게중심 때문에 고정건조된다. 접속된 프로판 용기들은 안전상의 이유 및 그 높이 때문에 고정건조된다. 주 극저온 열교환기는 수송 중에 발생할 수 있는 내부 파이프에 대한 손상을 방지하기 위하여 그리고 이 장비는 건조스케쥴에서 가장 긴 장기구매장비를 포함할 수 있기 때문에 고정건조된다.
상기 생산위치는 육지, 연안의 부유시설, 연안의 고정된 시설, 바지선에 탑재된 또는 기반을 둘 수 있다. 예로서, 모듈들은 철 또는 콘크리트 중량기반 구조들을 사용하여 통합된 LNG 저장, 해저 파이프라인을 경유한 생산위치로 공급된 가스와 함께 로딩 및 증발(boil-off) 가스의 재기화 기능과 함께 부유될 수 있다. 상기 열교환기 열 내의 복수의 열교환기들은 공기 냉각기들 또는 수냉 냉각기들일 수 있다. 대체로서, 수냉 냉각기들은 적어도 하나의 다른 모듈에서 사용되는 공기 냉각기들과 함께 적어도 하나의 모듈에 사용될 수 있다. 상기 LNG 플랜트는 필요하다면 결과물 정화단계들(헬륨제거, 질소제거) 및 비매탄 결과물 생산 단계들(탈-에탄화, 탈-프로판화, 황회수)과 같은 선택적 처리 단계들을 더 포함할 수 있다. 상기 천연가스 공급스트림은 천연가스 또는 석유저장소에서 생성되거나, 천연가스에서 얻어질 수 있다. 대체로서, 상기 천연가스 공급스트림은 메탄이 중합가스에서 생성되는 피셔-트롭슈(Fischer-Tropsch)공정과 같은 중합소스를 또한 포함하는 다른 소스로부터 또한 얻어질 수 있다.
다수의 선행 기술의 간행물들이 여기 언급되었으나, 이러한 참조가, 이들 문헌들 중 어떤 것이 호주 또는 임의의 다른 국가에서 본 기술 분야에서 공통의 일반적인 지식의 일부를 형성한다는 인정을 구성하지는 않는다는 것은 명백히 이해될 것이다. 본 발명의 요약, 본 발명의 설명 및 이후의 청구의 범위에서, 그 문맥이 언어의 표현 또는 필요한 의미로 인해 다른 의미를 요구하는 경우를 제외하고는, "포함한다"라는 단어 또는 "포함한다" 또는 "포함하는"과 같은 변형들은 총괄적인 의미로, 즉 언급된 특징의 존재를 특정하지만, 본 발명의 각종 구현예들의 추가의 특징들의 존재 또는 부가를 배제하지는 않도록 사용된다.

Claims (63)

  1. 메이저 축 및 마이너 축을 가지는 생산열차를 형성하기 위하여 생산위치에서의 설치를 위하여 공간을 두고 이격된 복수의 모듈들로서, 각 모듈은 상기 모듈에 부여된 선택된 기능에 관련된 복수의 플랜트장비들을 탑재하기 위한 모듈베이스를 가지며, 상기 모듈베이스는 메이저 축 및 마이너 축을 가지는 복수의 모듈들; 및
    메이저 축 및 마이너 축을 가지는 열교환기 열을 형성하도록 상기 생산열차의 상기 메이저 축에 평행하게 뻗도록 배열된 복수의 열교환기들로서, 상기 열의 메이저 축은 상기 열차의 메이저 축과 평행한 복수의 열교환기들을 포함하며,
    부분적으로 복개된 모듈을 형성하기 위하여 적어도 하나의 모듈의 상기 베이스로부터 수직으로 이격되도록 상기 복수의 열교환기들의 보조군은 제1층에 배열되며, 상기 부분적으로 복개된 모듈이 상기 생산위치에 설치되었을 때 상기 열차의 메이저 축에 수직이 되도록 상기 부분적으로 복개된 모듈의 메이저 축이 배열된 액화천연가스 생산설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환기 열은 풋프린트를 가지며, 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 모듈베이스의 비복개섹션을 제공하기 위하여 상기 부분적으로 복개된 모듈의 상기 베이스는 상기 열교환기 열의 풋프린트를 벗어나 교차하여 외측을 향하여 돌출되며, 상기 모듈베이스의 상기 비복개섹션은 공정장비의 선택된 부분을 탑재할 수 있는 크기를 가지는 액화천연가스 생산설비.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환기 열은 풋프린트를 가지며, 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 모듈베이스의 제1의 비복개섹션을 제공하고 상기 열교환기 열의 제2측에 상기 모듈베이스의 제2의 비복개 측을 제공하기 위하여 상기 부분적으로 복개된 모듈의 상기 베이스는 상기 열교환기 열의 풋프린트를 벗어나 교차하여 외측을 향하여 돌출되며, 상기 제1의 비복개섹션은 공정장비의 제1선택부분을 탑재할 수 있는 크기를 가지며 상기 제2의 비복개섹션은 공정장비의 제2선택부분을 탑재할 수 있는 크기를 가지는 액화천연가스 생산설비.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 순환하는 냉각제와 관련된 설비 중 회전하는 부분인 액화천연가스 생산설비.
  5. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 인화성 재고를 가지는 설비의 부분인 액화천연가스 생산설비.
  6. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 설비 중 리드타임(lead-time)이 긴 부분인 액화천연가스 생산설비.
  7. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 설비중 전체 높이를 가지는 부분으로서 상기 제1층의 높이보다 더 높은 부분인 액화천연가스 생산설비.
  8. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 적어도 하나는 상기 생산위치에 수송되기 전에 건조위치에서 건조되거나, 조립위치에서 조립되며, 상기 적어도 하나의 모듈은 상기 건조 또는 조립위치에서 검사를 목적으로 테스트되는 액화천연가스 생산설비.
  9. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    모듈의 선택된 기능에 작동적으로 수반되는 복수의 열교환기들의 보조군이 상기 모듈의 베이스로부터 수직으로 이격되는 제1층에 배치되도록 상기 열교환기 열은 배치되는 액화천연가스 생산설비.
  10. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    모듈의 선택된 기능에 작동적으로 수반되는 복수의 열교환기들의 보조군이 상기 모듈 및 인접한 모듈의 상기 베이스로부터 수직으로 이격되는 제1층에 배치되도록 상기 열교환기 열은 배치되는 액화천연가스 생산설비.
  11. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 모듈들의 각각은 부분적으로 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비.
  12. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    적어도 하나의 모듈의 열교환기들의 보조군에서 메이저 축 및 마이너 축을 가지며 전부 복개된 모듈을 형성하기 위하여 상기 모듈베이스의 풋프린트의 적어도 90%를 복개하는 풋프린트를 가지며, 상기 전부 복개된 모듈이 상기 생산위치에 위치되었을 때 상기 전부 복개된 모듈의 상기 메이저축이 상기 열차의 상기 메이저 축에 평행하게 놓이도록 배치되는 액화천연가스 생산설비.
  13. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 하나는 사전처리된 천연가스스트림을 생성하기 위하여 천연가스 공급스트림으로부터 오염물들을 제거하기 위한 사전처리모듈인 액화천연가스 생산설비.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 사전처리모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비.
  15. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 하나는 사전냉각된 가스스트림 및 제1냉각제증기스트림을 생성하기 위하여 사전처리된 천연가스스트림을 사전냉각시키는 제1냉각제응축기모듈인 액화천연가스 생산설비.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1냉각제응축기모듈은 전부 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비.
  17. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 하나는 제1냉각제응축기모듈로의 재활용을 위하여 압축된 제1냉각제스트림을 생성하기 위하여 제1냉각제증기스트림을 압축하는 제1냉각제압축기 모듈인 액화천연가스 생산설비.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1냉각제압축모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비.
  19. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 하나는 액화천연가스 결과물 스트림과 제2냉각제증기스트림을 생성하기 위하여 사전냉각된 가스스트림을 제2냉각제와 간접 열교환을 통하여 더 냉각하기 위한 주 극저온 열교환기를 작동적으로 수반된 액화모듈인 액화천연가스 생산설비.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 액화모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비.
  21. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 하나는 주 극저온 열교환기로의 재활용을 위하여 압축된 제2냉각제스트림을 생성하기 위하여 제2냉각제증기스트림을 압축하는 제2냉각제압축모듈인 액화천연가스 생산설비.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제2냉각제압축모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비.
  23. 청구항 22에 있어서,
    제1냉각제압축기는 상기 제1비복개섹션에 배치되며 제2냉각제압축기는 상기 제2비복개섹션에 배치되는 액화천연가스 생산설비.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 제1 및 제2압축기들 중 하나 또는 양자는 속도가변(variable speed) 압축기인 액화천연가스 생산설비.
  25. 청구항 23 또는 24에 있어서,
    상기 제1 및 제2압축기들 중 하나 또는 양자는 공기미분(aero-derivative) 가스터빈에 의하여 구동되는 액화천연가스 생산설비.
  26. 청구항 15 내지 청구항 25 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1냉각제는 프로판인 액화천연가스 생산설비.
  27. 청구항 21 내지 청구항 26 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제2냉각제는 혼합 냉각제 탄화수소 혼합물인 액화천연가스 생산설비.
  28. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 각각은 실질적으로 동일한 크기를 가지는 액화천연가스 생산설비.
  29. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 각각은 2000 내지 8000톤 범위, 또는 3000 내지 4000톤 범위의 무게를 가지는 액화천연가스 생산설비.
  30. 청구항 15 내지 청구항 25 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 생산위치는 육지, 연안의 부유시설, 연안의 고정된 시설, 바지선에 탑재된 또는 기반을 둔 액화천연가스 생산설비.
  31. 상기 선행 청구항들 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 열교환기들은 공냉 열교환기들인 액화천연가스 생산설비.
  32. 청구항 1 내지 청구항 31 중 어느 하나의 액화천연가스 생산설비에 사용되는 모듈.
  33. 메이저 축 및 마이너 축을 가지는 생산열차를 형성하기 위하여 생산위치에서의 설치를 위하여 공간을 두고 이격된 복수의 모듈들로서, 각 모듈이 상기 모듈에 부여된 선택된 기능에 관련된 복수의 플랜트장비들을 탑재하기 위한 모듈베이스를 가지며, 상기 모듈베이스가 메이저 축이 마이너 축에 수직을 이루면서 메이저 축 및 마이너 축을 가지는 복수의 모듈들을 제공하는 단계; 및
    메이저 축 및 마이너 축을 가지는 열교환기 열을 형성하도록 하고 상기 열의 메이저 축이 상기 생산열차의 상기 메이저 축에 평행하며 상기 열의 메이저 축은 상기 열차의 메이저 축과 평행한 복수의 열교환기들을 배열하는 단계;
    부분적으로 복개된 모듈을 형성하기 위하여 적어도 하나의 모듈의 상기 베이스로부터 수직으로 이격되도록 상기 복수의 열교환기들의 보조군을 제1층에 배열하는 단계; 및
    상기 부분적으로 복개된 모듈이 상기 생산위치에 설치되었을 때 상기 열차의 메이저 축에 수직이 되도록 상기 부분적으로 복개된 모듈의 메이저 축이 배열하는 단계를 포함하는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  34. 청구항 33에 있어서,
    상기 열교환기 열은 풋프린트를 가지며, 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 모듈베이스의 비복개섹션을 제공하기 위하여 상기 부분적으로 복개된 모듈의 상기 베이스는 상기 열교환기 열의 풋프린트를 벗어나 교차하여 외측을 향하여 돌출되며, 상기 모듈베이스의 상기 비복개섹션은 공정장비의 선택된 부분을 탑재할 수 있는 크기를 가지는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  35. 청구항 33에 있어서,
    상기 열교환기 열은 풋프린트를 가지며, 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 모듈베이스의 제1의 비복개섹션을 제공하고 상기 열교환기 열의 제2측에 상기 모듈베이스의 제2의 비복개 측을 제공하기 위하여 상기 부분적으로 복개된 모듈의 상기 베이스는 상기 열교환기 열의 풋프린트를 벗어나 교차하여 외측을 향하여 돌출되며, 상기 제1의 비복개섹션은 공정장비의 제1선택부분을 탑재할 수 있는 크기를 가지며 상기 제2의 비복개섹션은 공정장비의 제2선택부분을 탑재할 수 있는 크기를 가지는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  36. 청구항 34 또는 35에 있어서,
    하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 순환하는 냉각제와 관련된 설비 중 회전하는 부분인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  37. 청구항 34 또는 35에 있어서,
    하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 인화성 재고를 가지는 설비의 부분인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  38. 청구항 34 또는 35에 있어서,
    하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 설비 중 리드타임(lead-time)이 긴 부분인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  39. 청구항 34 또는 35에 있어서,
    하나 또는 양자 또는 장비의 제1 및 제2 선택된 부분들은 설비중 전체 높이를 가지는 부분으로서 상기 제1층의 높이보다 더 높은 부분인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  40. 청구항 33 내지 청구항 39 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 적어도 하나는 상기 생산위치에 수송되기 전에 건조위치에서 건조되거나, 조립위치에서 조립되며, 상기 적어도 하나의 모듈은 상기 건조 또는 조립위치에서 검사를 목적으로 테스트되는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  41. 청구항 33 내지 청구항 40 중 어느 하나의 항에 있어서,
    모듈의 선택된 기능에 작동적으로 수반되는 복수의 열교환기들의 보조군이 상기 모듈의 베이스로부터 수직으로 이격되는 제1층에 배치되도록 상기 열교환기 열은 배치되는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  42. 청구항 33 내지 청구항 41 중 어느 하나의 항에 있어서,
    모듈의 선택된 기능에 작동적으로 수반되는 복수의 열교환기들의 보조군이 상기 모듈 및 인접한 모듈의 상기 베이스로부터 수직으로 이격되는 제1층에 배치되도록 상기 열교환기 열은 배치되는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  43. 청구항 33 내지 청구항 42 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 모듈들의 각각은 부분적으로 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  44. 청구항 33 내지 청구항 42 중 어느 하나의 항에 있어서,
    적어도 하나의 모듈의 열교환기들의 보조군에서 메이저 축 및 마이너 축을 가지며 전부 복개된 모듈을 형성하기 위하여 상기 모듈베이스의 풋프린트의 적어도 90%를 복개하는 풋프린트를 가지며, 상기 전부 복개된 모듈이 상기 생산위치에 위치되었을 때 상기 전부 복개된 모듈의 상기 메이저축이 상기 열차의 상기 메이저 축에 평행하게 놓이도록 배치되는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  45. 청구항 33 내지 청구항 44 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 하나는 사전처리된 천연가스스트림을 생성하기 위하여 천연가스 공급스트림으로부터 오염물들을 제거하기 위한 사전처리모듈인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  46. 청구항 45에 있어서,
    상기 사전처리모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  47. 청구항 33 내지 청구항 46 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 하나는 사전냉각된 가스스트림 및 제1냉각제증기스트림을 생성하기 위하여 사전처리된 천연가스스트림을 사전냉각시키는 제1냉각제응축기모듈인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  48. 청구항 47에 있어서,
    상기 제1냉각제응축기모듈은 전부 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비.
  49. 청구항 33 내지 청구항 48 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 하나는 제1냉각제응축기모듈로의 재활용을 위하여 압축된 제1냉각제스트림을 생성하기 위하여 제1냉각제증기스트림을 압축하는 제1냉각제압축기 모듈인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  50. 청구항 49에 있어서,
    상기 제1냉각제압축모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  51. 청구항 33 내지 청구항 50 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 하나는 액화천연가스 결과물 스트림과 제2냉각제증기스트림을 생성하기 위하여 사전냉각된 가스스트림을 제2냉각제와 간접 열교환을 통하여 더 냉각하기 위한 주 극저온 열교환기를 작동적으로 수반된 액화모듈인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  52. 청구항 51에 있어서,
    상기 액화모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  53. 청구항 33 내지 청구항 52 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 중 하나는 주 극저온 열교환기로의 재활용을 위하여 압축된 제2냉각제스트림을 생성하기 위하여 제2냉각제증기스트림을 압축하는 제2냉각제압축모듈인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  54. 청구항 53에 있어서,
    상기 제2냉각제압축모듈은 상기 생산위치에서 설치된 후 상기 열교환기 열의 제1측에 상기 베이스의 제1비복개섹션과 상기 열교환기의 제2측에 상기 모듈의 베이스의 제2비복개섹션을 가지는 부분적으로 복개된 모듈인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  55. 청구항 54에 있어서,
    제1냉각제압축기는 상기 제1비복개섹션에 배치되며 제2냉각제압축기는 상기 제2비복개섹션에 배치되는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  56. 청구항 55에 있어서,
    상기 제1 및 제2압축기들 중 하나 또는 양자는 속도가변(variable speed) 압축기인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  57. 청구항 55 또는 56에 있어서,
    상기 제1 및 제2압축기들 중 하나 또는 양자는 공기미분(aero-derivative) 가스터빈에 의하여 구동되는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  58. 청구항 47 내지 청구항 57 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1냉각제는 프로판인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  59. 청구항 54 내지 청구항 58 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제2냉각제는 혼합 냉각제 탄화수소 혼합물인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  60. 청구항 33 내지 청구항 59 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 각각은 실질적으로 동일한 크기를 가지는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  61. 청구항 33 내지 청구항 60 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들 각각은 2000 내지 8000톤 범위, 또는 3000 내지 4000톤 범위의 무게를 가지는 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  62. 청구항 33 내지 청구항 61 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 생산위치는 육지, 연안의 부유시설, 연안의 고정된 시설, 바지선에 탑재된 또는 기반을 둔 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
  63. 청구항 33 내지 청구항 62 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열교환기들은 공냉 열교환기들인 액화천연가스 생산설비를 디자인 또는 건조하는 방법.
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