KR20170069999A

KR20170069999A - Ｌｎｇ 벙커 선박

Info

Publication number: KR20170069999A
Application number: KR1020177005622A
Authority: KR
Inventors: 앤드류 스캇; 존 알프레드 엘트링햄
Original assignee: 리퀴드 가스 이큅먼트 리미티드; 버나드 슐트 쉽매니지먼트 (유케이) 리미티드
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2017-06-21
Also published as: CN107076364A; WO2016016647A1; EP3175165A1; GB201413486D0; JP2017523084A; GB2535425A

Abstract

본 발명은 LNG 벙커 선박에 관한 것이다.
LNG 벙커 선박으로서, 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들; 액화 천연 가스(LNG)를 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과 LNG 탱크들로부터 하나 또는 그 초과의 오프-선박 LNG 리시버 탱크들로 이송할 수 있는 제 1 파이프라인; 천연 가스를 압축하고 압축 천연 가스(CNG)를 제공할 수 있는 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기; 천연 가스를 하나 또는 그 초과의 오프-선박 LNG 리시버 탱크들로부터 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들로 이송할 수 있는 제 2 파이프라인; 및 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들에 의해 제공되는 CNG를 연료 소스로서 저장하기 위해 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들을 갖는다.
이렇게 하여, 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)로부터 CNG와 같은 적절한 연료 소스 내로 천연 가스를 변형시키기 위한 장치 및 동작이 LNG 벙커 선박에 제공되며, 모든 오프 선박 LNG 리시버 탱크의 로케이션 또는 사이트에서 부수적인 장비 및 동작을 필요로 하지 않는다.

Description

ＬＮＧ 벙커 선박 {LNG BUNKER VESSEL}

본 발명은 압축 천연 가스(compressed natural gas)(CNG) 저장 탱크 또는 탱크들을 포함하는 액화 천연 가스(liquefied natural gas)(LNG) 벙커 선박(bunker vessel) 및 LNG 벙커 선박에 CNG를 연료 소스(fuel source)로서 제공하기 위한 프로세스에 관한 것이다.

액화 천연 가스(LNG)는 저장 및/또는 운송의 용이함을 위해 액체 형태로 변환된 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연 가스이다. 천연 가스는 연료 소스로, 특히 상업적으로 점점 더 많이 사용되고 있으며, 그의 소스로부터 사용자들을 위한 주요 공급 허브로 운송하는 가장 효율적인 형태는 빈번하게 LNG 카고 선박들(cargo vessels)에 의한 LNG 형태이다.

연료 소스로서의 LNG의 증가하는 사용은 페리들(ferries)과 같은 다양한 모든 크기들의 선박들에서 이루어지고 있다. LNG는 일반적으로 LNG 카고 선박들보다 더 작고 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들을 포함하는 LNG 벙커 선박들을 사용하는 그러한 선박들에 공급될 수 있다. LNG 벙커 선박들은 일반적으로 이러한 선박들의 연료 탱크들 또는 이러한 선박들에 연료를 보급하기 위해 사용되는 육상(on-shore) 연료 탱크들인 이러한 LNG '리시버들(receivers)'에 연료 소스로서 직접적으로 LNG를 제공할 수 있다.

LNG 벙커 선박들은 당 분야에 공지되어 있으며, 보다 엄격한 환경 규제들이 도입됨에 따라 주요 허브들(hubs)로부터 더 작은 연료 탱크들로 LNG를 운송하는데 점점 더 중요한 수단이 될 수 있다. 그러나, LNG가 LNG 벙커 선박의 탱크로부터 다른 선박의 연료 탱크로 또는 육상 연료 탱크로 이송됨에 따라, 수용 탱크의 가스가 변위되고(이하, '변위된 가스'라 함) 그리고 보일-오프 가스(boil-off gas)(BOG) 및/또는 플래시 가스(flash gas)가 전형적으로 생성된다. 보일-오프 가스는 단순히 이송의 일부로서 자연적으로 증발하는 LNG의 일부분이다. 플래쉬 가스는 특히, 수용 탱크의 조건들이 최적이 아니어서(보통, 너무 덥거나 너무 낮은 압력이 있기 때문에) 일부 LNG의 급속 증발을 생성하는 경우에 생성된다. BOG, 변위된 가스 및 플래시 가스는 모두 여전히 '천연 가스'의 형태들이다.

이러한 방식으로 생성된 천연 가스의 일부는, LNG가 LNG 탱크(들)로부터 리시버 탱크(들)로 이송될 때, 적어도 부분적으로 LNG 탱크(들)의 압력 변화를 균형있게 맞추거나 균등하게 하기 위해 LNG 벙커 선박의 LNG 탱크(들)로 복귀될 수 있다. 그러나, 이송 동안 과도한 양의 천연 가스가 생성되는 경우들이 많다. 현재, 그러한 과잉 천연 가스가 단순히 대기 중으로 통기되거나 연소된다.

본 발명의 목적은 연료 소스로서의 사용 또는 재사용을 위한 그러한 LNG 이송 동안 과잉 천연 가스를 회수하는 것이다.

따라서, 본 발명의 일 양태에 따르면, LNG 벙커 선박이 제공되며, 이 선박은, 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들, 액화 천연 가스(LNG)를 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과 LNG 탱크들로부터 하나 또는 그 초과의 오프-선박 LNG 리시버 탱크들로 이송할 수 있는 제 1 파이프라인; 천연 가스를 압축하고 압축 천연 가스(CNG)를 제공할 수 있는 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기; 천연 가스를 하나 또는 그 초과의 오프-선박 LNG 리시버 탱크들로부터 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들로 이송할 수 있는 제 2 파이프라인; 및 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들에 의해 제공되는 CNG를 연료 소스로서 저장하기 위해 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들을 갖는다.

이렇게 하여, 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)로부터 CNG와 같은 적절한 연료 소스 내로 천연 가스를 변형시키기 위한 장치 및 동작이 LNG 벙커 선박에 제공되며, 모든 오프 선박 LNG 리시버 탱크의 로케이션 또는 사이트에서 부수적인 장비 및 동작을 필요로 하지 않는다.

LNG 벙커 선박들의 성질, 크기, 형상 및 설계는 당 분야에 공지된다. 일반적으로, LNG 벙커 선박들은 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들, 전형적으로 2 개 또는 3 개의 탱크들을 포함하며, 일반적으로 하나 또는 그 초과의 오프-선박 LNG 리시버 탱크들에 연료 소스로서 순차적으로 또는 동시에 LNG를 공급하기 위해 수백 또는 수천 리터 또는 세제곱 미터(예컨대, 6000 m³)의 LNG를 운반하도록 설계될 수 있다. LNG 벙커 선박 상의 LNG의 저장 요건들, 프로세스 및 조건들은 당업자에게 공지된다.

LNG 벙커 선박은 LNG 탱크 또는 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크로부터 LNG를 하나 또는 그 초과의 오프-선박 LNG 리시버 탱크들로 이송할 수 있는 제 1 파이프라인을 포함한다.

본원에서 사용되는 바와 같이 "오프-선박 LNG 리시버 탱크"라는 용어는 연료 소스로서 LNG를 선박 또는 다른 운송 수단 또는 산업 공장 또는 부지들(premises) 등에 저장 또는 제공하도록 의도되는 임의의 탱크를 포함한다. 이에 따라, 오프-선박 LNG 리시버 탱크(들)는 육상(on-shore) 또는 연안(off-shore)에 있을 수 있다. 전형적인 예는 여객용 페리(passenger ferry) 또는 상업용 페리(commercial ferry)와 같은 선박의 연료 탱크이다. 다른 예들은 크루즈 라이너들(cruise liners), 바지선들(barges) 및 상업용 운송 선박들과 같은 기타 해상 선박들(sea-going vessels)을 포함한다. 육상 사용자들은 공장들 등을 포함한다. 오프-선박 LNG 리시버 탱크(들)는 또한 다른 통상적으로 소형의 LNG 사용자들을 위한 연료 디폿(depot) 또는 허브(hub)일 수 있다.

오프-선박 LNG 리시버 탱크(들)의 크기, 설계 및 사용은 본 발명에 제한되지 않으며, LNG 벙커 선박 상에 있지 않은 리시버 탱크 그리고 이에 따른 '오프-선박(off-vessel)'에만 적용한다. '오프 선박'은 육상, 연안 또는 양자 모두의 조합을 포함한다.

선택적으로, 하나의 오프 선박 LNG 리시버 탱크는 선박의 연료 탱크(들)이다.

LNG 벙커 선박 상의 LNG 탱크(들)로부터 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)로 LNG를 이송할 수 있는 제 1 파이프라인의 성질은 또한 당 분야에 공지되어 있으며, 본원에서는 더 이상 설명하지 않는다. 제 1 파이프라인은 LNG를 LNG 벙커 선박 상의 LNG 탱크(들)로부터 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)로 이송하기 위해 일렬로(in tandem) 또는 다르게 조정된 방식으로 작동하는 하나 또는 그 초과의 파이프라인들을 포함할 수 있다.

사용시, LNG 벙커 선박은 적어도 제 1 및 제 2 파이프라인을 통해 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)에 연결된다. 선택적으로, LNG 벙커 선박은 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)에 대한 서포트 또는 베이스에 고정된다.

LNG가 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)로 통과됨에 따라, BOG, 변위된 가스 또는 플래시 가스, 또는 이들의 임의의 조합이 일반적으로 생성된다. 따라서, 선택적으로, 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들로부터의 천연 가스는 보일-오프 가스, 변위된 가스, 및 플래시 가스를 포함하는 군 중 하나 또는 그 초과를 포함한다.

본 발명에서, 제 2 파이프라인은 그러한 천연 가스를 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)로부터 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들로 이송하도록 제공된다. 제 2 파이프라인의 성질, 설계 및 형상은 제한되지 않으며, 일반적으로, 당 분야에 공지된 방식으로 천연 가스를 이송할 수 있다.

제 2 파이프라인은 또한 일렬로 또는 달리 조정된 방식으로 작동하는 하나 또는 그 초과의 파이프라인들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제 2 파이프라인은 천연 가스를 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)로부터 LNG 벙커 선박 상의 천연 가스 압축기(들)로 직접적으로 이송할 수 있다. 이는 하나 또는 그 초과의 다른 중요한 장치 또는 유닛들 등으로의 천연 가스의 전환이이 없다.

본 발명의 일 실시예에서, 제 2 파이프라인은 천연 가스를 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)로부터 LNG 벙커 선박 상의 천연 가스 압축기(들)로 간접적으로 이송할 수 있다. 이는, LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들을 포함하여, 하나 또는 그 초과의 홀딩 탱크들과 같은 하나 또는 그 초과의 다른 장치 또는 유닛들 등으로의 천연 가스의 전환이 있다.

선택적으로, 제 2 파이프라인은, 부분적으로, 전체적으로, 또는 실질적으로, LNG 벙커 선박과 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들) 사이의 제 1 파이프라인과 나란히 로케이팅된다.

천연 가스 압축기들은 당 분야에 공지되며, 일반적으로, 천연 가스를 보다 높은 압력으로 압축하도록 의도된다. 전형적으로, 이는 주변 압력 또는 수 bar의 낮은 압력으로부터, 100 bar 초과, 선택적으로 200 bar 초과, 그리고 종종 240 bar 내지 260 bar 범위, 이를테면 250 bar의 압력일 수 있다.

압축 천연 가스(CNG)는 일반적으로, 고압으로 저장되는 메탄이며, 이는 가솔린 대신에 운송에 점점 더 많이 사용되고 있다. 전형적으로, CNG 연소는 가솔린 및 유사한 연료들보다 덜 바람직하지 않은 가스들을 생성하며, CNG는 전형적으로, 유출 사고시 다른 연료들보다 안전하다(특히, 천연 가스는 공기보다 가볍고 배출시 신속하게 분산되기 때문임). 다수의 승용차들 및 버스들과 같은 대중 교통 수단들은 현재 CNG로 연료 공급된다.

LNG 벙커 선박 상의 CNG 저장 탱크(들)는 천연 가스 압축기(들)에 의해 생성되는 CNG를 수용하고 이를 연료 소스로서 저장할 수 있다. 상기 또는 각각의 CNG 저장 탱크는 하나 또는 그 초과의 탱크들 또는 벙커들 또는 구획들 또는 저장 영역들 또는 이들의 조합을, 선택적으로 CNG를 보다 큰 밀도로 저장할 수 있는 내부 재료들의 포함과 함께, 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, CNG는 LNG 벙커 선박의 연료 소스이다. 이에 따라, CNG 저장 탱크(들)와 엔진(들) 또는 LNG 벙커 선박의 그의 일부, 또는 LNG 벙커 선박의 임의의 개별 연료 탱크(들) 또는 양자 모두에 제 3 파이프라인을 제공할 수 있으며, 선택적으로, 필요한 중간 장치 또는 CNG를 일반적으로 저압 가스 형태의 정확한 연료로서 CNG를 상기 또는 각각의 관련 엔진에 공급하기 위한 설비들을 구비할 수 있다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, LNG 벙커 선박은, 제 3 파이프라인으로부터 또는 상기 또는 각각의 엔진에 대해 연료로서 CNG를 제공할 수 있는, CNG 저장 탱크(들)와 LNG 벙커 선박의 엔진(들) 사이에 압력 방출(let-down) 시스템을 포함한다.

특히, LNG 벙커 선박 자체가 CNG 저장 탱크로부터 CNG를 사용하는 경우, 현재, LNG 벙커 선박들의 사용자들에게 제공되는 제로 메탄 배출들 목표들의 회의가 증가하고 있다.

또한, LNG 벙커 선박의 LNG 탱크(들)에 LNG가 채워질 때 LNG 벙커 선박의 동작 중에 생성되는 BOG는 동일한 장치를 사용하여 CNG로 또한 압축될 수 있고, 그 다음에, 연료 소스, 특히 LNG 벙커 선박의 엔진(들)에서 사용될 수 있다.

본 발명의 대안의 실시예에 따르면, CNG 저장 탱크(들) 내의 또는 CNG 저장 탱크(들)에 관련된 CNG는, LNG 벙커 선박과는 별개의 하나 또는 그 초과의 다른 모터들 또는 엔진들의 연료 공급원으로의 사용을 위해서, 이송(transfer) 파이프라인을 통해 또는 CNG 저장 탱크(들)(다른 또는 비어 있는 CNG 저장 탱크(들)로 대체될)의 재배치에 의해 다른 오프 선박 탱크 또는 공급 파이프라인으로 이송될 수 있다. 임의의 그러한 오프 선박 탱크 또는 공급 파이프라인은 육상 또는 여전히 연안, 바람직하게는 육상에 있을 수 있다.

본 발명은 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들에 의해 생성되는 CNG의 궁극적인 사용 또는 사용자에 의해 제한되지 않는다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 CNG를 제공하기 위한 프로세스가 제공되며, 상기 방법은 적어도 다음 단계들을 포함한다 :

(i) 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들, 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들, 및 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들을 갖는 LNG 벙커 선박을 제공하는 단계;

(ii) 액화 천연 가스(LNG)를 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들로부터 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들로 이송하는 단계;

(iii) 천연 가스를 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들로부터 LNG 벙커 선박으로 이송하는 단계;

(iv) 압축 천연 가스(CNG)를 제공하기 위해 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기에서 천연 가스를 압축하는 단계;

(v) 연료 소스로서의 사용을 위해서 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들에 CNG를 저장하는 단계.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 프로세스는, (vi) 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들에서 CNG를 LNG 벙커 선박의 하나 또는 그 초과의 엔진들로 이송하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 대안의 실시예에 따르면, 본 발명의 프로세스는, (vi) 연료 소스로서의 사용을 위한 하나 또는 그 초과의 오프 선박 탱크들 또는 공급 파이프라인으로 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들에서 CNG를 이송하는 단계를 더 포함한다.

단계(iii)에서 이송되는 천연 가스는 보일 오프 가스, 변위된 가스 또는 플래시 가스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.

하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들로부터 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들로의 천연 가스의 이송은 상기 논의된 바와 같이 직접적으로 또는 간접적으로 실행될 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 압축 천연 가스(CNG)를 제공하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들, 하나 또는 그 초과의 상기 LNG 탱크들과 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들 사이에 제 1 파이프라인을 갖는 LNG 벙커 선박을 포함하며, 상기 LNG 벙커 선박으로부터 상기 제 1 파이프라인을 통해 상기 하나 또는 그 초과의 오프 선박 리시버 탱크들로의 액화 천연 가스(LNG)의 이송, LNG 이송으로 인한 하나 또는 그 초과의 오프 선박 리시버 탱크들에서의 천연 가스의 변위, 생성, 또는 양자 모두의 조합, 하나 또는 그 초과의 오프 선박 리시버 탱크들로부터 제 2 파이프라인을 통해 상기 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들로 이렇게 형성된 천연 가스의 이송, 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들에 의한 CNG의 생성, 및 연료 소스로서 사용하기 위해 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들 내로의 이렇게 형성된 CNG의 통과를 포함한다.

선택적으로, 오프 선박 리시버 탱크(들)는 별도의 선박에 있다. 바람직하게는, 오프 선박 리시버 탱크(들)는 별도의 선박의 연료 탱크이다.

선택적으로, 시스템은, CNG 저장 탱크(들)의 CNG를 LNG 벙커 선박의 엔진(들)용 연료 소스로서 LNG 벙커 선박의 임의의 별도의 연료 탱크(들) 및/또는 엔진(들)으로 통과시키는 것을 더 포함한다.

선택적으로, 시스템은 연료 소스로서 사용하기 위해 하나 또는 그 초과의 오프 선박 탱크들 또는 공급 파이프라인으로 CNG를 이송하는 것을 더 포함한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "시스템"은 LNG 벙커 선박 및 하나 또는 그 초과의 연결된 오프 선박 LNG 리시버 탱크들의 조립체 또는 어레인지먼트이다. 제 2 파이프라인을 경유하여 오프 선박 리시버 탱크(들)로부터 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들로의 그렇게 형성된 천연 가스의 이송은 상기 논의된 바와 같이 직접적으로 또는 간접적으로 실행될 수 있다.

본 발명의 추가의 양태에 따르면, LNG 벙커 선박과 같은 선박을 통합적으로 설계하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은, LNG 벙커 선박 내에서 사용하기 위한 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들을 선택하는 단계; 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들로부터 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들로의 LNG의 작동 이송을 위한 제 1 파이프라인을 선택하는 단계; 천연 가스를 압축하고 CNG를 제공하기 위해 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들을 선택하는 단계; 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들로부터 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들로의 천연 가스의 작동 이송을 위한 제 2 파이프라인을 선택하는 단계; 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들에 의해 제공되는 CNG를 저장하기 위해 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들을 선택하는 단계; 및 LNG 벙커 선박의 작동 및 추진을 위한 연료 소스로서 사용하기 위해 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들로부터 CNG의 작동 이송을 위한 제 3 파이프라인을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 다음 단계들을 포함하는, LNG 벙커 선박과 같은 선박과 다른 선박 또는 육상 기반 시설(land-based facility)과 같은 별도의 오프 선박 스토리지 사이의 LNG의 양방향 이송(interactive transfer)을 설계하는 방법이 제공된다:

LNG 선박을 설계하는 단계,

LNG 벙커 선박 내에서 사용하기 위한 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들을 선택하는 단계;

하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들로부터 오프 선박 스토리지 내의 LNG 리시버 탱크들로의 LNG의 작동 이송을 위한 그리고 유체 연통을 위한 제 1 파이프라인을 선택하는 단계;

천연 가스를 압축하고 CNG를 제공하기 위해 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들을 선택하는 단계;

오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)로부터 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들로의 천연 가스의 작동 이송을 위한 그리고 유체 연통을 위한 제 2 파이프라인을 선택하는 단계;

하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들에 의해 제공되는 CNG를 저장하기 위해 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크를 선택하는 단계; 및

LNG 선박의 작동 및 추진을 위한 연료 소스로서 사용하기 위해 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들로부터 CNG의 작동 이송을 위한 제 3 파이프라인을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본원에 설명된 바와 동일하거나 유사한 단계들을 포함하는, LNG 벙커 선박과 같은 선박 상에 연료 소스로서 CNG를 제공하는 프로세스를 설계하는 방법이 제공된다.

본원에서 논의된 바와 같은 설계 방법들은 관련 작동 장비를 포함하기 위한 컴퓨터 지원 프로세스들 및 전체 선박 구조 내로의 제어들에 통합될 수 있고, 작동 파라미터들의 관련 비용, 커패시티를 방법 및 설계로 통합할 수 있다. 본 명세서에 설명되는 방법들은 컴퓨터 상에서 판독 및 프로세싱하기에 적합한 매체 상으로 인코딩될 수 있다. 예컨대, 본원에 설명된 방법들을 실행하기 위한 코드는 개인용 또는 메인프레임 컴퓨터에 의해 판독될 수 있고 복사될 수 있는 자기 또는 광학 매체 상에 인코딩될 수 있다. 그 다음에, 방법들은 개인 또는 메인프레임 컴퓨터를 사용하는 설계 엔지니어에 의해 실행될 수 있다.

본 발명의 소정의 특징들 및 그 설계 방법은 수치 상한들의 세트 및 수치 하한들의 세트의 관점에서 설명될 수 있다. 이러한 한계들의 임의의 조합에 의해 형성되는 임의의 범위들이 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 심사숙고되는 것이 이해되어야 한다. 또한, 전체적인 설계는, 본원에서 구체적으로 규정되는 조합과 함께 사용하기 위한 추가의 구조들의 선택을 포함하는 것으로 고려된다. 다양한 구조물들 작동 파라미터들은 제한되거나 고정된 기준에 대해 선택되거나 선박 내에서 유연하거나 다중 작동 용도에 대해 선택될 수 있다. 따라서, 설계의 방법은 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함되는 선박 및 임의의 오프 선박의 전체적인 설계에 대한 대안들, 수정들 및 균등물들을 포함하는 것으로 의도된다.

본 발명의 실시예들 및 예는 이제, 첨부하는 개략적인 도면, 데이터 및 그래프들을 참조하여 그리고 단지 예로서 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 LNG 벙커 선박의 측면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예의 측면 개략도이다.
도 3은 예시 데이터를 포함한다.
도 4는 엔진 그래프들로의 CNG 탱크 압력 및 CNG 피드(feed)를 포함한다.

도면들을 참조하면, 도 1은 2 개의 LNG 탱크들(4)을 갖는 LNG 벙커 선박(2)을 도시한다. 상기 언급된 바와 같이, LNG 벙커 선박들은 당 분야에 공지되어 있으며, 일반적으로, 공급 체인(supply chain) 내에서 하나 또는 그 초과의 육상 또는 연안 탱크들 또는 선박들, 운송 수단, 공장 등 또는 이들을 위한 연료 허브들에 연료로서 LNG를 제공하기 위해, 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들을 포함할 수 있다.

단지 예로써, LNG 벙커 선박은 로테르담 항(Port of Rotterdam)과 같은 항구 또는 저장 지역의 주요 LNG 허브에서 또는 그 근처에서 LNG를 로드할 수 있으며, 그리고 그 다음에, 하나 또는 그 초과의 다른 선박들 또는 연료 소스들 또는 허브들에 LNG를 연료 소스 - 일반적으로 해양 연료 소스 - 로 공급하기 위해 하나 또는 그 초과의, 보통, 적어도 2 개 또는 3 개의 목적지들로 이동한다.

도 1은 제 2 선박(6)의 엔진(9)을 위한 연료 탱크(8)(일반적으로, 선박 또는 선박 내부에 로케이팅됨)를 갖는 제 2 선박(6)을 도시한다. 따라서, 제 2 선박(6)의 연료 탱크(8)는 "오프 선박 LNG 리시버 탱크(8)"로서 지정될 수 있다. 제 2 선박(6)은 하나 초과의 그러한 연료 탱크를 가질 수 있다.

도 1은 LNG 벙커 선박(2) 상의 LNG 탱크(4)로부터 액화 천연 가스(LNG)(12)를 오프 선박 가스 LNG 리시버 탱크(8)로 이송할 수 있는 제 1 파이프라인(10)을 도시한다. 이는, 일반적으로, 당 분야에 공지된 방식으로 실행되며, 프로세스 및 프로세스 조건들 및 파라미터들은 당업자에게 공지될 것이다.

LNG가 오프 선박 LNG 리시버 탱크(8)에 도달함에 따라, LNG 리시버 탱크(8)에 여전히 존재하는 가스는 '변위된 가스'로서 변위될 수 있고, 보일-오프 가스(BOG) 또는 플래시 가스, 또는 이들 양자 모두가 또한 당 분야에 공지된 방식으로 생성될 수 있다. 충전하는 동안 LNG 리시버 탱크(8)로부터 유도되는 이들 3 개의 가스들의 수집 및/또는 임의의 조합은 이후 일반적으로 '천연 가스'로 불린다.

통상적으로, 이러한 천연 가스의 일부는 LNG 이송 중에 LNG 탱크(4) 내의 압력을 균형있게 또는 완전히 또는 부분적으로 균등하게 하는 것을 돕는데 사용되지만, 임의의 과잉 천연 가스는 현재 전형적으로, 대기 중으로 통기되거나 가스 연소 유닛으로 보내진다. 환경적으로, 이는 점점 더 선호되거나 요망되지 않는다.

도 1은 LNG 벙커 선박(2) 상에 로케이팅되는 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들(15) 및 천연 가스를 오프 선박 LNG 리시버 탱크(8)로부터 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들(15)로 직접적으로 이송할 수 있는 제 2 파이프라인(14)을 갖는 LNG 벙커 선박(2)을 도시한다. 제 2 파이프라인을 따른 천연 가스의 이송을 위한 프로세스 및 프로세스 파라미터들 및 조건들은 더 이상 설명되지 않으며, 당업자에게 공지될 것이다.

천연 가스 압축기들은 또한 당 분야에 공지되어 있으며, 일반적으로, 수 bar 또는 수십 MPa, 전형적으로는, 100 bar 초과, 200 bar 초과, 및 선택적으로 또는 대략적으로 250 bar의 압력(대기 온도에서)을 갖는 압축 천연 가스(CNG)로서 공지된 형태로 일반적으로 상당 배수만큼 천연 가스의 압력을 증가시킨다.

도 1은 연료 소스로서 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들(15)로부터 이렇게 형성된 CNG를 저장하기 위한 LNG 벙커 선박(2) 상의 CNG 저장 탱크(16)(선택적으로, 하나 초과의 CNG 탱크임)를 도시한다.

도 1은, 선택적으로, 압력 배출 시스템(pressure let-down system)(도시 생략)인 하나 또는 그 초과의 압력 배출 밸브들(22)과 같은 하나 또는 그 초과의 요구되는 장치를 통해서, CNG 저장 탱크(16)로부터 CNG를 LNG 벙커 선박(2)의 엔진 또는 엔진 제어 유닛, 장치 등(20)으로 직접적으로 통과시킬 수 있는 제 3 파이프라인(18)을 도시한다.

도 1은 오프 선박 LNG 리시버 탱크로부터 유용한 CNG 연료 소스로, 그리고 특히 LNG 벙커 선박 자체의 연료 소스로서 천연 가스의 회수를 위한 수단을 제공하는 본 발명의 능력을 도시한다. 이렇게 하여, LNG 벙커 선박은 LNG를 오프 선박 LNG 리시버 탱크로의 이송에 의해 생성되는 천연 가스의 그 재사용에 의해 제로(0) 메탄 배기들 타겟에 점점더 충족될 수 있다.

도 1은, 또한, 2 가지 목적들로 사용 가능한 LNG 탱크(4)와 제 2 파이프라인(14) 사이의 제 4 파이프라인(24)을 도시한다. 첫 번째로, LNG 탱크(4)에서 생성된 BOG를 제 2 파이프라인(14)으로 이송할 수 있고, 또한 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들(15)에 의해 CNG 저장 탱크(16)의 연료 소스로서 CNG로 또한 압축될 수 있다. 두 번째로, LNG 이송 중에 오프 선박 LNG 리시버 탱크(8)에 의해 제공되는 천연 가스의 임의의 부분을 이송하여 동일한 탱크(4)로부터의 LNG(12)의 이송 동안 LNG 탱크(4)에서의 압력을 적어도 부분적으로 균형을 맞추거나 동등하게 하도록 사용될 수 있다.

제 1 대안 실시예에서, 도 1은 또한 오프 선박 LNG 리시버 탱크(8)로부터 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들(15)에 간접적으로 천연 가스를 이송하는 것을 도시한다. 단지 예로써, 간접 이송은 초기에 제 2 파이프라인(14)을 따라, 그리고 그 다음에 제 4 파이프라인(24)을 따라 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들(4)로 다시 그리고 그 다음에 LNG 탱크(들)(4)와 천연 가스 압축기(들)(15) 사이에서 제 5 파이프라인(26)을 통해서 실행될 수 있다.

도 1에 도시된 다른 LNG 탱크(4)의 수반을 위한 배관은 명료함을 위해 도시되지 않지만, 도시된 것과 동일할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시 예를 도시한다. 제 2 실시예에서, LNG 벙커 선박(2)은 LNG 탱크들(4), 및 액화 천연 가스(12)를 LNG 탱크(4)로부터 육상 탱크(30)(하나 또는 그 초과의 탱크를 포함함)(탱크(30)는 또한 오프 선박 LNG 리시버 탱크임)로 이송할 수 있는 제 1 파이프라인(10)을 포함한다. 육상 탱크(30)는 도 1에 도시된 제 2 선박(6)의 연료 탱크(8)와 동일한 유형의 탱크일 수 있다. 이는, 또한 상업용 차량들과 같은 다른(전형적으로, 육상(on-shore) 또는 육지 기반(land-based)) 사용자들을 위한 연료 디폿 또는 연료 허브일 수 있다.

육상 탱크(30)는 탱크로의 LNG 이송 중에 도 1과 동일한 방식으로 가스를 변위시키고/보일-오프 가스, 플래시 가스 또는 양자 모두를 생성시킬 것이다. 이러한 이렇게 형성된 천연 가스는 육상 탱크(30)로부터 LNG 벙커 선박(2) 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들(15)(제 4 파이프라인(24)을 통해 직접적으로 또는 간접적으로 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들(4)로, 그리고 그 다음으로 제 5 파이프라인(26)을 통해)로 연장되는 제 2 파이프라인(14)을 통해 이송될 수 있다. 이에 의해 생성된 CNG는 하류 CNG 저장 탱크(들)(16)에 저장될 수 있다.

또한, 도 2는 또 다른 로케이션에서 연료 소스 또는 공급 파이프라인(도시 생략)으로서 사용하기 위해 CNG 저장 탱크(16) 내에서 또는 CNG 저장 탱크(16)와 연관되어 CNG를 이송할 수 있는 제 6 파이프라인(32)을 도시한다. 이러한 이송은 오프 선박 연료 소스(도시생략)에 직접적으로 또는 간접적으로 이루어질 수 있다. 제 6 파이프라인(32)을 통한 CNG의 제공은 LNG 벙커 선박(2)의 엔진(20)으로의 CNG의 공급에 부가하여 또는 CNG의 공급에 대한 대안일 수 있다.

도 3 및 도 4는 천연 가스 압축기(들) 및 그 위에 CNG 저장 탱크(들)를 갖는 본 발명에 따른 LNG 벙커 선박의 예시적인 항해(voyage)에 대한 데이터 및 그래프이다.

LNG 벙커 선박은 -161℃에서 LNG를 저장하기 위한 2 개의 LNG 탱크들에서 6803 ㎥의 총 LNG 용량을 갖는다.

"0.0"시간에서 시작하여, LNG 벙커 선박에 적절한 허브, 터미널 또는 포트에서 대략 5900 m3의 LNG가 적재되는 10 시간의 '적재' 기간이 존재한다. 이때, CNG 저장 탱크는 사실상 '비어있고', 이에 따라, 최소 CNG 탱크 압력, 및 LNG 벙커 선박의 엔진에 대해 이로부터 '제로' CNG 피드가 존재한다.

허브로부터 '아웃보드 로드된 도선(outboard loaded pilotage)'의 2 시간 기간 후에, 로드된 LNG 벙커 선박은 그 다음에 32.17 시간에 걸쳐 386 해리(nautical miles)의 '로드된 통과(loaded transit)'여정을 갖는다. 로드된 통과 여정 동안, LNG 탱크로부터의 BOG가 압축되어 CNG를 제공하며; 따라서, CNG 저장 탱크가 채워져 CNG 탱크 압력이 증가한다. 이 CNG는 LNG 벙커 선박의 엔진에 공급하기 위해 연료 소스로서, 예컨대, 통과 로드된 기간에 따라 중반에 사용된다.

2 시간의 "인바운드 로드된 도선(inbound loaded pilotage)"과 1 시간의 쿨다운(cooldown) 시간 후에, LNG 탱크들의 LNG는 300 ㎥/h의 평균 화물 이송 속도로 총 6400 ㎥의 전체 볼륨을 갖는 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들로 19.67 시간에 걸쳐 배출된다. 이 예에서, 이송되는 총 화물은 5900 ㎥이다. 이송 중에, 변위된 가스, BOG 및 가능한 플래시 가스가 생성되며, 이는 LNG 벙커 선박의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들에 제공된다. 이는 CNG 저장 탱크에 저장될 CNG를 생성하며, 이는 따라서 배출 기간 동안 CNG 저장 탱크의 CNG 탱크 압력을 배출 종료까지 증가시킨다.

LNG 선박은 그 다음에 2 시간의 '아웃바운드 발라스트 도선(outbound ballast pilotage)'으로 시작하여, 이어서 발라스트 통과 여정 또는 최종 2 시간 동안의 '인바운드 발라스트 도선' 이전에 32.17 시간의 기간만큼, 선박의 로딩 허브 시설로 돌아갈 준비를 한다.

밸러스트 통과 여정 동안, CNG 저장 탱크의 CNG는 LNG 벙커 선박의 엔진에, 선택적으로, 도 4 하부에 도시된 바와 같이 일정한 유속으로 제공되어, CNG 저장 탱크의 압력은 다음 로딩 및 통과 사이클 이전에, 밸러스트 통과 기간(ballast transit period) 동안 그의 최소로 다시 떨어져 감소한다.

따라서, 전체적인 항해 및 작동에서, LNG 벙커 선박은 연료 소스로서 생성되는 CNG를 사용했으며, 본 발명은 전체 항해 동안 생성되는 천연 가스의 회수에 의해 LNG 벙커 선박에 대한 제로 메탄 배출 목표들을 더 양호하게 충족시키기 위해 LNG 벙커 선박 상에 또는 선박과 함께 시스템을 제공한다.

Claims

LNG 벙커 선박(bunker vessel)으로서,
하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들(tanks),
액화 천연 가스(LNG)를 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과 LNG 탱크들로부터 하나 또는 그 초과의 오프-선박 LNG 리시버 탱크들로 이송할 수 있는 제 1 파이프라인,
천연 가스를 압축하고 압축 천연 가스(CNG)를 제공할 수 있는 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들(compressors),
천연 가스를 하나 또는 그 초과의 오프-선박 LNG 리시버 탱크들로부터 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들로 이송할 수 있는 제 2 파이프라인; 및
하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들에 의해 제공되는 CNG를 연료 소스로서 저장하기 위해 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들을 갖는,
LNG 벙커 선박.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들은 육상(on-shore)에 있는,
LNG 벙커 선박.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들은 연안(off-shore)에 있는,
LNG 벙커 선박.
제 3 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크는 선박의 연료 탱크인,
LNG 벙커 선박.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들로부터의 천연 가스는 변위된 가스(displaced gas), 보일 오프 가스(boil-off gas) 및 플래시 가스(flash gas)를 포함하는 군 중 하나 또는 그 초과를 포함하는,
LNG 벙커 선박.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 CNG는 LNG 벙커 선박용 연료 소스인,
LNG 벙커 선박.
제 6 항에 있어서,
상기 LNG 벙커 선박의 엔진(들)과 상기 CNG 저장 탱크(들) 사이에 압력 방출(let-down) 시스템을 포함하는,
LNG 벙커 선박.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 CNG는 하나 또는 그 초과의 오프 선박 탱크들 또는 공급 파이프라인들로 이송되는,
LNG 벙커 선박.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 파이프라인은 천연 가스를 상기 오프 선박 LNG 리시버 탱크(들)로부터 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들을 통해 상기 천연 가스 압축기(들)로 간접적으로 이송할 수 있는,
LNG 벙커 선박.
LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 CNG를 제공하기 위한 프로세스로서,
상기 프로세스는 적어도 다음 단계들:
(i) 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들, 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들, 및 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들을 갖는 LNG 벙커 선박을 제공하는 단계;
(ii) 액화 천연 가스(LNG)를 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들로부터 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들로 이송하는 단계;
(iii) 천연 가스를 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들로부터 LNG 벙커 선박으로 이송하는 단계;
(iv) 압축 천연 가스(CNG)를 제공하기 위해 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들에서 천연 가스를 압축하는 단계; 및
(v) 연료 소스로서의 사용을 위해서 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들에 CNG를 저장하는 단계
을 포함하는,
LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 CNG를 제공하기 위한 프로세스.
제 10 항에 있어서,
(vi) 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들에서 CNG를 LNG 벙커 선박의 하나 또는 그 초과의 엔진들로 이송하는 단계를 더 포함하는,
LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 CNG를 제공하기 위한 프로세스.
제 10 항에 있어서,
(vi) 연료 소스로서의 사용을 위한 하나 또는 그 초과의 오프 선박 탱크들 또는 공급 파이프라인으로 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들에서 CNG를 이송하는 단계를 더 포함하는,
LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 CNG를 제공하기 위한 프로세스.
LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 압축 천연 가스(CNG)를 제공하기 위한 시스템으로서,
상기 시스템은 하나 또는 그 초과의 LNG 탱크들, 하나 또는 그 초과의 상기 LNG 탱크들과 하나 또는 그 초과의 오프 선박 LNG 리시버 탱크들 사이에 제 1 파이프라인을 갖는 LNG 벙커 선박을 포함하며, 상기 LNG 벙커 선박으로부터 상기 제 1 파이프라인을 통해 상기 하나 또는 그 초과의 오프 선박 리시버 탱크들로의 액화 천연 가스(LNG)의 이송, LNG 이송으로 인한 하나 또는 그 초과의 오프 선박 리시버 탱크들에서의 천연 가스의 변위, 생성, 또는 양자 모두의 조합, 하나 또는 그 초과의 오프 선박 리시버 탱크들로부터 제 2 파이프라인을 통해 상기 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들로 이렇게 형성된 천연 가스의 이송, 하나 또는 그 초과의 천연 가스 압축기들에 의한 CNG의 생성, 및 연료 소스로서 사용하기 위해 LNG 벙커 선박 상의 하나 또는 그 초과의 CNG 저장 탱크들 내로의 이렇게 형성된 CNG의 통과를 포함하는,
LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 압축 천연 가스(CNG)를 제공하기 위한 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 오프 선박 리시버 탱크들은 별도의 선박에 있는,
LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 압축 천연 가스(CNG)를 제공하기 위한 시스템.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 오프 선박 리시버 탱크들은 별도의 선박의 연료 탱크인,
LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 압축 천연 가스(CNG)를 제공하기 위한 시스템.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 CNG는 LNG 벙커 선박용 연료 소스인,
LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 압축 천연 가스(CNG)를 제공하기 위한 시스템.
제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 CNG는 연료 소스로서의 사용을 위한 하나 또는 그 초과의 오프 선박 탱크들 또는 공급 파이프라인들로 이송되는,
LNG 벙커 선박 상에 연료 소스로서 압축 천연 가스(CNG)를 제공하기 위한 시스템.