KR20220152511A - 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체의 보일오프로부터 발생된 가스로부터 준비된 연료가 공급되도록 구성된 소비장치에 공급하는 시스템 - Google Patents

적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체의 보일오프로부터 발생된 가스로부터 준비된 연료가 공급되도록 구성된 소비장치에 공급하는 시스템 Download PDF

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KR20220152511A
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pass
liquid
supply system
heat exchanger
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에제키엘 오를란디
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가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
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Abstract

본 발명은 연료가 공급되도록 구성된 소비장치(7)에 공급하기 위한 시스템(1)에 관련되고, 공급 시스템은 준비 시스템의 서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(39)의 유출구(393) 후에 배치된 준비 시스템(45)을 포함한다. 준비 시스템(45)은 제 1 상 분리기(47), 제 2 상 분리기(55) 및 제 1 상 분리기(47)의 액체 유출구(475)를 제 2 상 분리기의 유입구(551)에 연결하는 덕트(51) 상에 배치된 팽창 장치(53)를 포함한다. 제 1 상 분리기의 유입구(471)는 제 1 패스(39)의 유출구(393)에 연결된다. 제 1 상 분리기의 가스 유출구(473)는 연료를 전달하기 위해 소비장치(7)에 연결된다. 공급 시스템은 적어도 하나의 탱크(3, 5)와 유체 연통하여 제 2 상 분리기의 액체 유출구(555)를 배치하도록 구성된다.

Description

적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체의 보일오프로부터 발생된 가스로부터 준비된 연료가 공급되도록 구성된 소비장치에 공급하는 시스템{SYSTEM FOR SUPPLYING A CONSUMER CONFIGURED TO BE SUPPLIED WITH A FUEL PREPARED FROM A GAS RESULTING FROM THE EVAPORATION OF A CRYOGENIC LIQUID COMPRISING AT LEAST METHANE}
본 발명은 극저온 액체의 수송 및/또는 저장 분야에 관련된다. 본 발명은 특히 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체로부터 준비된 연료가 공급되도록 구성된 소비장치(consumer)에 공급하는 시스템에 관련된다.
실온 및 대기압에서의 기체 탄화수소는 이들의 수송 및/또는 저장을 용이하게 하기 위해 극저온, 즉, -60℃ 미만의 온도에서 액화된다. 따라서, 극저온 액체라고도 하는 액화된 탄화수소는 그 다음에, 부유식 또는 육상 구조물의 탱크에 배치된다.
그러나, 이러한 탱크는 절대 완벽하게 단열되지 않으므로, 극저온 액체의 보일오프(boil-off)는 불가피하다. 자연 증발 현상을 보일오프라고 하며, 이러한 자연 증발로 인해 발생하는 가스를 보일오프 가스(BOG)라고 한다. 따라서, 구조물의 탱크는 액체 형태의 극저온 액체와, 액체 형태의 극저온 액체의 보일오프로 발생하는 가스를 모두 포함한다.
액체 형태의 극저온 액체의 보일오프로 인해 발생하는 가스의 일부는 부유식 또는 육상 구조물의 작동 에너지 요구를 충족시키기 위해 제공되는 엔진과 같은 적어도 하나의 소비장치에 공급하는 연료로서 사용될 수도 있다. 따라서, 전기 장비용 전기를 생성할 수 있다.
소비장치는 일반적으로 구조물의 탱크 내로 수송 및/또는 탱크 내에 저장되는 특정 유형의 극저온 액체에 순응한다. 따라서, 다른 유형의 극저온 액체가 구조물 내로 수송 및/또는 구조물 내에 저장될 때, 보일오프로 인해 발생하는 가스는 소비장치에 공급하는 연료로서 사용가능하지 않을 수도 있다. 그러므로, 구조물을 특정 유형의 극저온 액체 전용으로 사용하는 것이 일반적이다.
본 발명의 목적은 구조물의 적어도 하나의 탱크에, 동시에 또는 교대로 저장 및/또는 수송되는 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체의 증발로 인해 발생하는 가스로부터 준비된 연료를 공급받도록 구성된 소비장치에 공급하는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체의 증발로 인해 발생하는 가스로부터 준비된 연료가 공급되도록 구성된 소비장치에 공급하는 시스템을 제안하며, 극저온 액체는 특히 구조물의 적어도 하나의 탱크에 저장되고, 공급 시스템은 연료 준비 시스템과, 탱크로부터의 가스의 적어도 일부를 준비 시스템에 공급하도록 구성된 공급 브랜치와, 적어도 2개의 패스를 포함하는 서멀 열교환기(thermal heat exchanger)를 포함하고, 적어도 2개의 패스 중 제 1 패스는 공급 브랜치를 구성하고, 공급 브랜치는 제 1 패스의 유입구 전에 배치된 적어도 하나의 압축 장치를 포함하고, 공급 시스템은 극저온 액체가 통과하도록 구성된 냉각 브랜치를 포함하고, 냉각 브랜치는 열교환기의 제 2 패스를 포함하며, 제 2 패스는 제 1 패스에서 순환하는 가스를 적어도 부분적으로 액화하기 위해 제 1 패스와 칼로리를 교환하도록 구성된다. 준비 시스템은 제 1 패스의 유출구 후에 배치된다. 준비 시스템은 제 1 상 분리기, 제 2 상 분리기, 및 제 1 상 분리기의 액체 유출구를 제 2 상 분리기의 유입구에 연결하는 덕트 상에 배치된 팽창 장치를 포함하고, 제 1 상 분리기의 유입구는 예를 들면, 덕트에 의해 제 1 패스의 유출구에 연결되고, 제 1 상 분리기의 적어도 하나의 가스 유출구는 연료를 전달하기 위해 소비장치에 연결되며, 공급 시스템은 상기 적어도 하나의 탱크와 유체 연통하여 제 2 상 분리기의 액체 유출구를 배치하도록 구성된다.
그러므로, 본 발명에 의해 제안된 공급 시스템은 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체의 증발로 인해 발생하는 가스를 압축한 다음에 서멀 열교환기에서 칼로리 교환에 의해 이 가스를 적어도 부분적으로 액화하고 적어도 부분적으로 액화된 가스의 기체상으로부터 액체상을 분리하도록 구성되며, 기체상은 소비장치를 위한 연료가 된다. 그러므로, 적어도 부분적으로 액화된 가스의 기체상은 구조물의 탱크(들)에 수용된 극저온 액체와 상이한 조성을 갖는다. 특히, 적어도 부분적으로 액화된 가스의 기체상은 극저온 액체의 메탄 함량보다 높은 메탄 함량을 갖는다. 바람직하게는, 적어도 부분적으로 액화된 가스의 기체상은 70 이상의 메탄 지수를 갖는다.
이러한 맥락에서, 공급 시스템의 구성은 따라서, 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체에 특히 적합하며, 메탄 함량은 극저온 액체에 함유된 적어도 하나의 다른 화합물의 함량보다 낮은 것이 이해된다. 그러므로, 공급 시스템의 이러한 구성은 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체를 사용하여 구현될 수도 있으며, 메탄 함량은 극저온 액체에 함유된 다른 성분에 비해 가장 낮다.
"극저온 액체가 통과되도록 구성됨"은 냉각 브랜치가 극저온 액체를 가스 냉각 유체로 사용하는 것을 의미하는 것이 이해된다. 따라서, 서멀 열교환기의 제 2 패스에서 순환하는 이 가스는 서멀 열교환기의 제 1 패스에서 순환하는 극저온 액체에 의해 냉각되며, 이 제 1 패스는 냉각 브랜치에 속한다.
일 실시예에 따르면, 공급 시스템은 적어도 상 분리기의 바이패스 브랜치를 포함하고, 바이패스 브랜치는 압축 장치의 유출구와 제 1 상 분리기의 가스 유출구 사이에 배치된다. 또한, 바이패스 브랜치는 서멀 열교환기의 제 1 패스가 회피되게 할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 상 분리기의 가스 유출구는 탱크의 가스 유출구와 압축 장치의 유입구 사이에 배치된 공급 브랜치의 접합점에 의해 연결된다. 따라서, 제 2 상 분리기에 수용된 기체상을 재사용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공급 시스템은 압축 장치에 의한 극저온 액체의 압축 전에 극저온 액체의 증발로 인해 발생하는 가스와 압축 장치에 의해 압축된 이 가스 사이에서 칼로리를 교환하도록 구성된 열교환기를 포함한다. 따라서, 연료 준비가 향상된다.
일 실시예에 따르면, 열교환기는 탱크의 유출구에 연결되도록 구성된 공급 시스템의 가스 유입구와 접합점 사이에 배치된 제 1 패스와, 압축 장치의 유출구와 서멀 열교환기의 제 1 패스의 유입구 사이에 배치된 제 2 패스를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 냉각 브랜치는 극저온 액체를 냉각하기 위해 냉각 브랜치의 액체 유입구와 서멀 열교환기의 제 2 패스의 유입구 사이에 배치된 냉각 장치를 포함한다. 따라서, 서멀 열교환기의 제 1 패스와 열교환기의 제 2 패스 사이의 칼로리 교환이 향상된다.
일 실시예에 따르면, 공급 시스템은 준비 시스템의 가스 유출구와 소비장치의 연료 유입구에 연결된 공급 시스템의 가스 유출구 사이에 배치된 히터-쿨러를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체는 액화 천연 가스, 또는 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고 액체 상태에 있는 알칸과 액체 메탄의 혼합물이다. 바람직하게는, 혼합물은 액체 에탄 및 액체 메탄으로 이루어진다.
일 실시예에 따르면, 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 알칸은 에탄, 프로판, 부탄 및 적어도 하나의 이들의 혼합물로부터 선택된다. 본 명세서에서뿐만 아니라 이후의 모든 내용에서, "부탄"은 n-부탄 및 이소부탄을 나타내며, 이는 2-메틸프로판이라고도 함을 이해해야 한다.
일 실시예에 따르면, 혼합물의 메탄 지수는 70 미만이다. 메탄 지수는 가스 연소 동안 발생된 엔진의 충격에 대한 기계 저항의 척도이고, 이는 엔진 노킹(engine knocking)이라고도 한다. 이는 동일한 표준 노크 강도의 노크 테스트 장치에서 작동을 기반으로 테스트 연료에 할당된다. 순수한 메탄은 메탄가가 100인 기준 연료로 지정된다. 순수한 이수소는 메탄가가 0인 노크에 민감한 기준 연료로도 사용된다. 특히, 혼합물은 액체 상태의 적어도 2개의 탄소 원자를 갖는 대부분의 알칸을 포함하며, 그러므로, 혼합물의 액체 메탄보다 액체 상태의 적어도 2개의 탄소 원자를 갖는 알칸이 더 많다.
본 발명은 또한 메탄을 포함하는 극저온 액체를 수송 및/또는 저장하도록 구성된 구조물에 관련되고, 구조물은 극저온 액체를 수용하는 하나 이상의 탱크를 포함하고, 구조물은 극저온 액체의 증발로 인해 발생하는 가스로부터 준비된 연료를 소비하는 적어도 하나의 소비장치와, 전술한 특징들 중 적어도 하나에 기재된 적어도 하나의 공급 시스템을 포함하며, 공급 시스템은 제 1 분리기의 가스 유출구를 소비장치에 연결하는 적어도 하나의 덕트를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 서멀 열교환기의 제 1 패스에서 메탄을 포함하는 극저온 액체의 유동은 서멀 열교환기의 제 2 패스에서 메탄을 포함하는 극저온 액체의 유동과 반대 방향으로 배향된다. 다시 말해서, 서멀 열교환기의 제 1 패스에서 메탄을 포함하는 극저온 액체의 유동은 서멀 열교환기의 제 2 패스에서 메탄을 포함하는 극저온 액체의 유동에 대해서 발생한다.
일 실시예에 따르면, 열교환기의 제 1 패스에서 메탄을 포함하는 극저온 액체의 유동은 열교환기의 제 2 패스에서 메탄을 포함하는 극저온 액체의 유동과 반대 방향으로 배향된다. 다시 말해서, 열교환기의 제 1 패스에서 메탄을 포함하는 극저온 액체의 유동은 열교환기의 제 2 패스에서 메탄을 포함하는 극저온 액체의 유동에 대해 발생한다.
일 실시예에 따르면, 공급 시스템은 구조물의 적어도 하나의 탱크에 수용된 천연 가스 액체의 증발로 인해 발생하는 가스로부터 준비된 연료를 소비장치에 공급하기 위한 제 1 구성과, 구조물의 적어도 하나의 탱크에 수용된 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고 액체 상태에 있는 알칸과 액체 메탄의 혼합물의 증발로 인해 발생하는 가스로부터 준비된 연료를 소비장치에 공급하기 위한 공급 시스템의 제 2 구성 사이를 교호하도록 구성된 전환 장치를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 전환 장치는 공급 브랜치에 적어도 부분적으로 배치된 복수의 조절 장치를 포함하고, 복수의 조절 장치는 열교환기의 제 1 패스에서 및/또는 바이패스 브랜치에서, 가스의 유동을 제어하도록 배치된 제 1 조절 장치를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 전환 장치는 냉각 브랜치에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 조절 장치를 포함하고, 복수의 조절 장치는 서멀 열교환기의 제 2 패스에서, 및/또는 바이패스 브랜치 내로의 액체의 순환을 제어하도록 배치된 적어도 제 2 조절 장치를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제 2 조절 장치는 또한 공급 시스템의 연결 채널에서 액체의 순환을 제어하도록 배치될 수도 있다. 연결 채널은 서멀 열교환기의 제 2 패스의 유입구를 냉각 브랜치의 연결 지점에 연결한다. 연결 지점은 분배 장치의 제 2 제어 장치와 분무 장치 사이의 냉각 브랜치 상에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 전환 장치는 바이패스 브랜치에 및/또는 공급 브랜치에 적어도 부분적으로 배치된 복수의 조절 장치를 포함하고, 복수의 조절 장치는 열교환기의 제 2 패스 또는 바이패스 브랜치에서 액체의 순환을 제어하도록 배치된 제 3 조절 장치를 포함한다.
본 발명은 또한 메탄을 포함하는 극저온 액체를 위한 수송 시스템을 제안하며, 본 시스템은 전술한 특성 중 적어도 하나를 갖는 구조물과, 구조물에 설치된 탱크를 부유식 또는 육상 저장 시설에 연결하도록 배치된 절연 파이프와, 부유식 또는 육상 저장 시설로부터 구조물의 탱크로, 또는 구조물의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 시설로의 절연 파이프를 통한 극저온 액체의 유동을 구동하기 위한 펌프를 포함한다.
본 발명은 또한, 전술한 특징들 중 적어도 하나를 갖는 구조물을 로딩 또는 언로딩하는 방법을 제공하며, 로딩 또는 언로딩 방법 동안에, 극저온 액체는 부유식 또는 육상 저장 시설로부터 부유식 구조물의 탱크로, 또는 부유식 구조물의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 시설로, 절연 파이프를 통해 이송된다.
본 발명은 이전의 특징들 중 적어도 하나를 갖는 공급 시스템에 의해 적어도 하나의 탱크에 저장되고 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체의 증발로 인해 발생하는 가스로부터 연료를 준비하는 방법을 제안한다. 본 방법은 압축 장치에 의해 가스를 압축하는 단계와, 압축된 가스를 적어도 부분적으로 액화시키기 위해 서멀 열교환기에 있어서 압축된 가스와 냉각된 극저온 액체 사이에서 칼로리를 교환하는 단계와, 적어도 부분적으로 액화된 가스의 액체상과 기체상을 분리하는 단계와, 기체상을 연료로서 소비장치에 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징부 및 이점은 다음의 설명으로부터, 그리고 첨부된 개략도를 참조하여 제한 없이 예시 목적으로 제공되는 여러 예시적인 실시예로부터 나타날 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 소비장치 공급 시스템을 포함하는 부유식 구조물의 개략도이다.
도 2는 제 1 구성의 도 1의 부유식 구조물의 소비장치의 공급 시스템의 개략도이다.
도 3은 제 2 구성의 도 1의 부유식 구조물의 소비장치 공급 시스템의 개략도이다.
도 4는 도 1의 부유식 구조물 및 부유식 구조물의 탱크에 대한 로딩/언로딩 터미널의 개략적인 단면도이다.
우선, 도면이 그 구현을 위해 본 발명을 상세하게 설명하지만, 물론, 적절한 경우, 본 발명을 더 잘 정의하기 위해 사용될 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 모든 도면에서, 유사한 요소 및/또는 동일한 기능을 수행하는 요소는 동일한 부호로 나타난다는 점을 유의해야 한다.
도 1은 메탄을 포함하는 적어도 하나의 극저온 액체(LC1, LC2)의 저장 및/또는 수송을 위한 적어도 하나의 탱크(3, 5)를 포함하는 부유식 구조물(70)을 개략적으로 도시한다. 도시된 예에서, 구조물(70)은 극저온 액체(LC1, LC2)를 포함하는 복수의 탱크(3, 5)를 포함한다.
메탄을 포함하는 극저온 액체(LC1, LC2)는 액화 천연 가스(LC1), 또는 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고 특히, 대기압으로 액체 상태인 알칸과 액체 메탄의 혼합물(LC2)일 수도 있다. 알칸은 에탄, 프로판, 부탄 및 이들의 하나 이상의 혼합물로부터 선택될 수도 있다. 바람직하게는, 혼합물은 특히, 대기압으로 액체 에탄 및 액체 메탄으로 구성된다. 혼합물(LC2)의 메탄 지수는 70 미만이다.
도 1을 참조하면, 탱크(들)(3, 5)는 액체 형태(L1, L2)의 극저온 액체(LC1, LC2)를 수용한다. 탱크(3, 5)의 단열이 완벽하지 않기 때문에, 극저온 액체(LC1, LC2)의 일부가 보일오프된다. 결과적으로, 구조물(70)의 탱크(3, 5)는 액체 형태(L1, L2)의 극저온 액체(LC1, LC2) 및 기체 형태(G1, G2)의 극저온 액체(LC1, LC2) 둘 모두를 포함한다.
구조물(70)은 연료가 공급되는 적어도 하나의 추진 장치(9)를 포함한다. 일례로서, 적어도 하나의 추진 장치(9)는 ME-GI 또는 XDF 엔진과 같은 구조물의 추진 엔진일 수도 있다. 이는 본 발명의 예시적인 실시예일 뿐이며, 본 발명의 내용을 일탈하는 일 없이 상이한 추진 장치의 설치를 위해 제공될 수도 있다는 것이 이해된다.
도 1을 참조하면, 구조물(70)은 추진 장치(9)에 연료를 공급하는 시스템(11)을 포함한다. 구조물(70)의 적어도 하나의 탱크(3, 5) 내에 수용된 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)을 샘플링하는 브랜치(13)를 포함한다.
샘플링 브랜치(13)의 액체 유입구(131)는 액체상(L1, L2)의 극저온 액체(LC1, LC2)를 펑크(puncture)하기 위해 액체상(L1, L2)의 극저온 액체(LC1, LC2)에 침지된다. 샘플링 브랜치(13)로부터의 가스 유출구(133)는 연료를 추진 장치(9)에 전달하기 위해 추진 장치(9)의 유입구(901)에 연결된다.
샘플링 브랜치(13)는 추진 장치에 적절한 압력으로 연료를 공급하도록 압축 부재(15)를 포함한다. 샘플링 브랜치(13)는 연료를 적절한 온도로 가져오기 위해 히터-쿨러(17)를 포함할 수도 있다. 연료는 샘플링 브랜치(13)의 가스 유출구(133)에서 가스 형태로 있다. 메탄을 포함하는 극저온 액체가 액화 천연 가스인 경우, 추진 장치(9)에는 가스 형태의 액화 천연 가스(LC1)가 공급된다. 메탄을 포함하는 극저온 액체가 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고 특히, 대기압으로 액체 상태인 알칸과 액체 메탄의 혼합물인 경우, 추진 장치(9)에는 기체 형태의 혼합물(LC2)이 공급된다. 적어도 2개의 탄소 원자를 갖는 알칸은 에탄, 프로판, 부탄 및 이들의 적어도 하나의 혼합물로부터 선택될 수도 있다.
샘플링 브랜치(13)는 적어도 하나의 탱크(3, 5)에 수용된 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)의 펑크를 제어하기 위해 적어도 하나의 샘플링 밸브(19)를 포함할 수도 있다. 다시 말해서, 샘플링 밸브(19)는 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)의 펑크 유속을 조절, 금지 및/또는 허가하는 것을 가능하게 한다. 샘플링 밸브(19)는 샘플링 브랜치(13)의 유입구(131)와 히터-쿨러(17)의 유입구 사이에 배치된다. 샘플링 밸브(19)는 도 1에 도시된 바와 같이 3방 밸브 또는 2개의 밸브일 수도 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 샘플링 브랜치(13)는 여러 개의 액체 유입구(131)를 포함하고, 이들 각각은 상이한 탱크(3, 5)의 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)에 침지된다. 샘플링 브랜치(13)는 또한, 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)의 펑크를 위한 탱크를 선택할 수도 있도록 배치된 여러개의 샘플링 밸브(19)를 포함한다. 복수의 샘플링 밸브(19)는 또한, 펑크된 액체상(L1, L2)의 유속의 조절을 허용할 수도 있다. 샘플링 브랜치(13)는 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)의 펑크를 용이하게 하기 위해 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)에 침지된 적어도 하나의 펌프(135)를 포함할 수도 있다. 펌프(135)는 샘플링 브랜치(13)의 액체 유입구(131)에 배치된다.
도 1을 참조하면, 구조물(70)은 구조물의 탱크(들)(3, 5) 내에 수용된 가스로부터 준비된 연료의 적어도 하나의 소비장치(7)를 포함하며, 가스는 구조물의 탱크(들)(3, 5)에 저장 및/또는 수송되는 극저온 액체(LC1, LC2)의 보일오프로 발생하는 기체상(G1, G2)이다.
일례로서, 적어도 하나의 소비장치(7)는 DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 유형의 발전기, 즉, 구조물(70)의 전기 공급을 보장하도록 구성된 가스 소비장치일 수도 있다. 이는 단지 예시적인 실시예이며, 본 발명의 내용으로부터 일탈하는 일 없이 상이한 가스 소비장치의 설치를 위해 제공될 수 있다는 것이 이해된다.
구조물(70)은 소비장치(7)에 연료를 공급하기 위한 공급 시스템(1)을 포함한다. 공급 시스템(1)은 구조물(70)의 탱크(들)(3, 5)로부터의 적어도 하나의 가스 유출구(303, 503)와 유체 연통하는 적어도 하나의 가스 유입구(101)와, 소비장치(7)의 적어도 하나의 연료 유입구(701)와 유체 연통하는 가스 유출구(103)를 포함한다.
공급 시스템(1)은 연료 준비 시스템(45)을 포함하며, 연료 준비 시스템(45)의 적어도 하나의 가스 유출구(453)는 가스(G1, G2)의 적어도 일부를 탱크(3, 5)로부터 준비 시스템(45)의 유입구(451)로 가져오도록 구성된 공급 브랜치(21)에 연료를 전달하도록 소비장치(7)에 연결된다.
공급 시스템(1)은 공급 브랜치(21)를 구성하는 제 1 패스(25)를 포함하는 열교환기(23)를 포함한다. 제 1 패스(25)는 공급 브랜치(21)의 적어도 하나의 가스 유입구(211)에 배치된다. 공급 브랜치(21)의 가스 유입구(211)는 공급 시스템(1)의 가스 유입구(101)의 일부를 형성한다. 그러므로, 공급 브랜치(21)의 가스 유입구(211)는 덕트를 통해 구조물(70)의 탱크(3, 5) 중 적어도 하나의 가스 유출구(303, 503)에 연결된다.
도 1에 도시된 실시예에서, 공급 브랜치(21)는 공급 시스템(1)의 복수의 가스 유입구(101)의 일부를 형성하는 복수의 가스 유입구(211)를 포함한다. 공급 브랜치(21)의 가스 유입구(211)는 구조물(70)의 탱크(3, 5)의 가스 유출구(303, 503)에 각각 연결된다.
공급 시스템(1)은 열교환기(23)의 제 1 패스(25)의 바이패스 브랜치(29)를 포함한다. 바이패스 브랜치(29)는 제 1 패스(25)의 유입구(251)와 제 1 패스(25)의 유출구(253)를 연결한다. 따라서, 바이패스 브랜치(29)는 열교환기(23)의 제 1 패스(25)와 평행하게 장착된다.
도 1을 참조하면, 열교환기(23)는 공급 브랜치(21)를 구성하는 제 2 패스(27)를 포함한다. 제 2 패스(27)는 공급 브랜치(21)의 연결부(215)에 의해 제 1 패스(25)에 연결된다. 다시 말해서, 제 1 패스(253)의 유출구는 공급 브랜치(21)의 연결부(215)에 의해 제 2 패스(271)의 유입구에 연결된다.
열교환기(23)의 제 2 패스(27)는 열교환기(23)의 제 1 패스(25)와 칼로리를 교환하도록 구성된다.
공급 브랜치(21)의 연결부(215)는 공급 브랜치(21)의 연결부(215)에서 흐르는 유체의 압력을 증가시키도록 구성된 적어도 하나의 압축 장치(31)를 포함한다. 그러므로, 압축 장치는 제 1 패스(25)의 유출구(253)와 제 2 패스(27)의 유입구(271) 사이에 배치된다.
공급 시스템(1)은 공급 브랜치(21)를 구성하는 제 1 패스(39)를 포함하는 서멀 열교환기(37)를 포함한다. 서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(39)는 열교환기(23)의 제 2 패스(27)의 유출구(273)와 준비 시스템(45)의 유입구(451) 사이에 배열된다.
도 1을 참조하면, 공급 시스템(1)은 구조물(70)의 적어도 하나의 탱크(3, 5)에 수용된 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)의 일부가 통과하도록 구성된 냉각 브랜치(33)를 포함한다. 따라서, 액체상(L1)의 액화 천연 가스(LC1)의 일부 또는 액체상(L2)의 혼합물(LC2)의 일부가 냉각 브랜치(33)로 흐를 수 있다.
특히, 냉각 브랜치(33)의 액체 유입구(331)는 구조물(70)의 탱크(들)(3, 5)에 수용된 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)에 침지된다. 냉각 브랜치(33)의 액체 유입구(331)는 공급 시스템(1)의 액체 유입구(105)의 일부이다. 도 1에 도시된 실시예에서, 냉각 브랜치(33)는 구조물(70)와 상이한 탱크(3, 5)에 각각 침지된 복수의 액체 유입구(331)를 포함한다.
도 1에서, 샘플링 브랜치(33)의 액체 유입구(331)에는 선택적으로 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2) 펑크를 용이하게 하기 위해, 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)에 침지된 적어도 하나의 펌프(335)가 제공된다.
도시되지 않은 실시예에서, 냉각 브랜치(33)는 구조물의 탱크로부터 액체상의 샘플링을 금지, 허가 및 제어하기 위해 복수의 펑크 밸브를 포함한다.
서멀 열교환기(37)는 냉각 브랜치(33)를 구성하는 제 2 패스(41)를 포함한다. 따라서, 냉각 브랜치(33)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)를 포함한다. 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)는 서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(39)에서 순환하는 가스를 적어도 부분적으로 액화하기 위해, 서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(39)와 칼로리를 교환하도록 구성된다.
서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 유출구(413)는 냉각 브랜치(33)의 액체 유출구(333)에 연결된다. 냉각 브랜치(33)의 액체 유출구(333)는 탱크(3, 5) 내측에 배치된 분무 장치(58)에 연결된다. 분무 장치(58)는 탱크(3, 5)에 수용된 액체상 위에 있도록 배치된다. 분무 장치(58)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)로부터 발생하는 액체가 액적의 형태로 분산되게 한다.
도 1의 실시예에서, 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 유출구(413)는 냉각 브랜치(33)의 복수의 액체 유출구(333)에 연결되고, 각 액체 유출구(333)는 탱크(3, 5)에 수용된 분무 장치(58)에 연결된다.
서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 유출구(413)는 또한 연결 덕트(56)에 의해 배출 덕트(57)에 연결된다. 배출 덕트(57)는 이하에 설명된다.
공급 시스템(1)은 분무 장치(들)(58) 및/또는 배출 덕트(57)를 향한 유체의 통과를 허가하거나 금지하도록 구성된 분배 장치(64)를 포함한다.
분배 장치(64)는 복수의 제어 장치(641, 643)를 포함한다. 제 1 제어 장치(643)는 연결 덕트(56) 상에 배치된다. 제 1 제어 장치(643)는 예를 들면, 일방향 밸브이다.
제 2 제어 장치(641)는 냉각 브랜치(33)와 연결 덕트(56)의 접합부와 분무 장치(58) 사이의 냉각 브랜치(33) 상에 배치된다. 제 2 제어 장치(641)는 예를 들면, 일방향 밸브이다.
냉각 브랜치(33)는 공급 시스템(1)의 액체 유입구(105)와 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 유입구(411) 사이에 배치된 냉각 장치(35)를 포함한다. 다시 말해서, 냉각 장치(35)는 냉각 브랜치(33)의 액체 유입구(331)와 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 유입구(411) 사이에 배치된다.
냉각 장치(35)는 냉각 브랜치(33)에서 순환하는 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상 부분(L1, L2)을 냉각하도록 구성된다. 예로서, 냉각 장치(35)는 액화 천연 가스(LC1)의 액체상(L1)의 일부와 혼합물(LC2)의 액체상(L2)의 일부를 번갈아서 냉각할 수 있다.
공급 시스템(1)은 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 바이패스 브랜치(43)를 포함한다. 바이패스 브랜치(43)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 유입구(411)를 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 유출구(413)에 연결한다. 다시 말해서, 바이패스 브랜치(43)는 서멀 열교환기의 제 2 패스(41)와 평행하게 장착된다.
공급 시스템(1)은 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 유입구(411)로부터 냉각 브랜치(33)의 연결 지점(PR0)으로의 연결 채널(330)을 포함한다. 연결 지점(PR0)은 분배 장치(64)의 제 2 제어 장치(641)와 분무 장치(58) 사이의 냉각 브랜치(33) 상에 배치된다.
도 1을 참조하면, 연료 준비 시스템(45)은 제 1 상 분리기(47), 제 2 상 분리기(55) 및 팽창 장치(53)를 포함한다.
제 1 상 분리기(47)는 서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(39)의 유출구(393)에 연결된 유입구(471)를 포함한다. 이러한 맥락에서, 제 1 상 분리기(47)의 유입구(471)는 준비 시스템(45)의 유입구(451)의 일부인 것이 이해된다.
제 1 상 분리기(47)는 공급 시스템(1)의 가스 유출구(103)의 일부를 형성하는 가스 유출구(473)를 포함한다. 제 1 상 분리기(47)의 가스 유출구(473)는 연료를 전달하기 위해 소비장치(7)의 연료 유입구(701)에 연결된다. 제 1 상 분리기(47)의 가스 유출구(473)와 소비장치(7) 사이의 연결은 연결 덕트(49)에 의해 보장된다.
그러므로, 연결 덕트(49)는 또한, 공급 시스템(1)의 가스 유출구(103)와 소비장치(7)의 연료 유입구(701) 사이의 연결을 보장하는 것이 이해된다. 또한, 제 1 상 분리기(47)의 가스 유출구(473)가 공급 시스템(1)의 가스 유출구(103)의 일부인 준비 시스템(45)의 가스 유출구(453)의 일부인 것이 이해된다.
제 1 상 분리기(47)는 라인(51)에 의해 제 2 상 분리기(55)의 유입구(551)에 연결된 액체 유출구(475)를 포함한다. 팽창 장치(53)는 라인(51) 상에 배치된다. 라인(51)은 예를 들면, 덕트일 수도 있다.
제 2 상 분리기(55)는 덕트(59)를 통해 공급 브랜치(21)의 접합점(PJ)에 연결된 가스 유출구(553)를 포함한다. 접합점(PJ)은 구조물(70)의 탱크(3, 5) 중 적어도 하나의 가스 유출구(303, 503)와 압축 장치(31)의 유입구(311) 사이에 배치된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 접합점은 공급 브랜치(21)의 연결부(211) 상에 배치된다.
제 2 상 분리기(55)는 구조물(70)의 탱크(들)(3, 5)와 유체 연통하는 액체 유출구(555)를 포함한다. 다시 말해서, 제 2 상 분리기(55)의 액체 유출구(555)는 배출 덕트(57)에 의해 적어도 하나의 탱크(3, 5) 내측에 연결된다. 배출 덕트(57)의 일단부는 탱크(3, 5)에 저장 및/또는 수송되는 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)에 침지된다. 도 1에 도시된 예에서, 배출 덕트(57)는 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)에 각각 침지된 복수의 단부를 포함한다.
도 1을 참조하면, 공급 시스템(1)은 적어도 준비 시스템(45)의 바이패스 브랜치(61)를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 바이패스 브랜치(61)는 또한 열교환기(23) 및 서멀 열교환기(37)를 바이패스하는 것을 가능하게 한다.
바이패스 브랜치부(61)는 압축 장치(31)의 유출구(313)와 준비 시스템(45)의 가스 유출구(453) 사이에 배치된다. 다시 말해서, 바이패스 브랜치(61)는 압축 장치(31)의 유출구(313)와 준비 시스템(45)의 가스 유출구(453)를 연결한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 압축 장치(31)는 복수의 압축 스테이지(315)를 포함한다.
공급 시스템(1)은 준비 시스템(45)의 가스 유출구(453)와 소비장치(7)의 연료 유입구(701)에 연결된 공급 시스템(1)의 가스 유출구(103) 사이에 배열된 연료 히터-쿨러(65)를 포함한다. 그러므로, 도 1의 실시예에서, 히터-쿨러(65)는 준비 시스템(45)의 가스 유출구(453)와 소비장치(7)의 연료 유입구(701) 사이의 연결 덕트(49) 상에 배치된다.
공급 시스템(1)은 공급 시스템(1)의 제 1 구성과 제 2 구성 사이를 교대로 교호하도록 구성된 전환 장치(69)를 포함한다.
전환 장치(69)는 열교환기(23)의 제 1 패스(25) 또는 바이패스 브랜치(29)에서 가스의 유동을 제어하도록 배치된 제 1 조절 장치(231, 233, 235)를 포함한다. 따라서, 제 1 조절 장치(231, 233, 235)는 공급 시스템(1)의 적어도 일부에서 유체의 통과를 허가, 금지 및/또는 조절한다.
도 1에 도시된 예에서, 제 1 조절 장치(231, 233, 235)는 복수의 일방향 밸브를 포함한다. 제 1 일방향 밸브(231)는 열교환기(23)의 제 1 패스(25)의 유입구(251)에 배치되고, 제 2 일방향 밸브(233)는 열교환기(23)의 제 1 패스(25)의 유출구(253)에 배치되며, 제 3 일방향 밸브(235)는 바이패스 브랜치(29)에 배치된다. 이러한 일방향 밸브(231, 233, 235)는 열교환기(23)의 제 1 패스(25) 및/또는 바이패스 브랜치(29)에서의 유체의 통과를 허가하거나 금지하는 것을 가능하게 한다. 다시 말해서, 이러한 일방향 밸브(231, 233, 235)는 개방 위치, 유동을 조절하기 위한 반개방 위치 또는 폐쇄 위치를 추정하도록 구성된다.
도시되지 않은 실시예에서, 제 1 조절 장치는 공급 브랜치와 바이패스 브랜치 사이의 접합부에 배치된 2방향 밸브를 포함한다.
전환 장치(69)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41) 또는 바이패스 브랜치(43) 또는 연결 채널(330)에서 액체의 순환을 제어하도록 배치된 제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)를 포함한다. 따라서, 제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)는 공급 시스템(1)의 적어도 일부에서 유체의 통과를 허가, 금지 및/또는 조절한다.
도 1에 도시된 예에서, 제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)는 복수의 일방향 밸브를 포함한다. 제 1 일방향 밸브(371)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 유입구(411)에 배치되고, 제 2 일방향 밸브(373)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 유출구(413)에 배치되고, 제 3 일방향 밸브(375)는 바이패스 브랜치(43)에 배치되며, 제 4 일방향 밸브(377)는 연결 채널(330)에 배치된다. 제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)의 일방향 밸브는 서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(25) 및/또는 바이패스 브랜치(43) 및/또는 연결 채널(330)에서의 유체의 통과를 허가하거나 금지하는 것을 가능하게 한다. 다시 말해서, 제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)의 일방향 밸브는 개방 위치, 유동을 조절하기 위한 반개방 위치 또는 폐쇄 위치를 추정하도록 구성된다.
도시되지 않은 실시예에서, 제 2 조절 장치는 냉각 브랜치와 바이패스 브랜치 사이의 접합부에 배치된 2방향 밸브를 포함한다.
전환 장치(69)는 열교환기(23)의 제 2 패스(27) 또는 바이패스 브랜치(61)에서 액체의 순환을 제어하도록 배치된 제 3 조절 장치(611, 613, 615)를 포함한다. 따라서, 제 3 조절 장치(611, 613, 615)는 공급 시스템(1)의 적어도 일부에서의 유체의 통과를 허가, 금지 및/또는 조절한다.
도 1에 도시된 예에서, 제 3 조절 장치(611, 613, 615)는 복수의 일방향 밸브를 포함한다. 제 1 단일 채널 밸브(611)는 열교환기(23)의 제 2 패스(27)의 유입구(271)에 배치되고, 제 2 단일 채널 밸브(613)는 바이패스 브랜치(61)에 배치되며, 제 3 단일 채널 밸브(615)는 준비 시스템(45)의 가스 유출구(453)에 배치된다. 제 3 조절 장치(611, 613, 615)의 일방향 밸브는 열교환기(23)의 제 2 패스(27) 및/또는 바이패스 브랜치(61)에서 유체의 통과를 허가 또는 금지하는 것을 가능하게 한다. 다시 말해서, 제 3 조절 장치(611, 613, 615)의 일방향 밸브는 개방 위치, 유동을 조절하기 위한 반개방 위치 또는 폐쇄 위치를 추정하도록 구성된다.
도시되지 않은 실시예에서, 제 3 조절 장치는 공급 브랜치와 바이패스 브랜치 사이의 접합부에, 그리고 바이패스 브랜치와 연결 덕트 사이의 접합부에 배치된 2방향 밸브 또는 3방향 밸브를 포함한다.
도 2는 제 1 구성의 공급 시스템(1)의 도면이다. 구조물(70)의 탱크(3, 5)는 메탄을 포함하는 극저온 액체(LC1, LC2)를 수용한다. 특히, 극저온 액체(LC1, LC2)는 액화 천연 가스(LC1)이다.
공급 시스템(1)의 제 1 구성에서, 제 1 조절 장치(231, 233, 235)는 바이패스 브랜치(29)에서 유체의 순환을 허가하고 열교환기(23)의 제 1 패스(25)에서 유체의 통과를 금지한다.
제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)는 바이패스 브랜치(43)에서 유체의 순환을 허가하고, 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)에서 유체의 통과를 금지하며, 연결 채널(330)에서 유체의 통과를 금지한다.
제 3 조절 장치(611, 613, 615)는 바이패스 브랜치(61)에서 유체의 순환을 허가한다. 제 3 조절 장치(611, 613, 615)는 서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(39)에서, 열교환기(23)의 제 2 패스(27)에서, 그리고 준비 시스템(45)에서 유체의 통과를 금지한다.
이러한 제 1 구성에서, 구조물(70)의 탱크(들)(3, 5)에 수용된 액체 형태(L1)의 극저온 액체(LC1)의 보일오프로 인해 발생하는 가스(G1)는 공급 브랜치(21)에 의해 탱크(3, 5) 중 하나로부터 취해진다. 가스(G1)는 바이패스 브랜치(29) 내로 흐른다.
그 다음에, 가스(G1)는 압축 장치(31)에 의해 압축된다. 그러므로, 압축 장치(31)의 유입구(311)에서 가스(G1)의 압력은 압축 장치(31)의 유출구(313)에서 가스(G1)의 압력보다 낮다.
압축 가스(G1)는 바이패스 브랜치(61) 내로 흐른다. 그러므로, 압축 가스(G1)는 열교환기(23), 서멀 열교환기(37) 및 준비 시스템(45)을 회비한다.
바이패스 브랜치(61)를 통과한 후, 압축 가스(G1)는 연결 브랜치(49)로 흐르고 히터-쿨러(65)를 통과하며, 이는 적어도 하나의 소비장치(7)에 보내기 전에 압축 가스(G1)의 온도를 증가시킨다. 압축 가스(G1)는 제 3 조절 장치(611, 613, 615)의 제 3 일방향 밸브(615)가 이에 대한 접근을 방지하기 때문에, 제 1 상 분리기(47)로 들어갈 수 없다.
동시에, 구조물(70)의 적어도 하나의 탱크(3, 5)에서 액체 형태(L1)의 극저온 액체(LC1)의 일부가 샘플링된다. 액체(L1)는 냉각 브랜치(33)에, 액체(L1)를 냉각하는 냉각 장치(35)에, 냉각 브랜치(33)에, 바이패스 브랜치(43), 그리고 다시 냉각 브랜치(33)에 연속적으로 흐른다.
분배 장치(64)는 액체(L1)가 연결 덕트(56) 내로 흐르고 배출 덕트(57)에 도달하게 하고, 액체(L1)가 분무 장치(58)를 향해 흐르는 것을 방지하는 구성으로 있다.
도 3은 제 2 구성의 공급 시스템(1)을 도시한다. 구조물(70)의 탱크(3, 5)는 메탄을 포함하는 극저온 액체(LC1, LC2)를 수용한다. 특히, 극저온 액체(LC1, LC2)는 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고 액체 상태에 있는 알칸과 액체 메탄의 혼합물(L2)이다. 알칸은 에탄, 프로판, 부탄 및 이들의 하나 이상의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 혼합물(L2)에서 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 알칸의 함량은 혼합물(L2)의 메탄 함량보다 더 높다. 따라서, 혼합물의 메탄 지수는 70 미만이다.
공급 시스템(1)의 제 1 구성에서, 제 1 조절 장치(231, 233, 235)는 열교환기(23)의 제 1 패스(25)에서 유체의 순환을 허가하고, 바이패스 브랜치(29)에서 유체의 통과를 금지한다.
제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)에서 유체의 순환을 허가하고, 바이패스 브랜치(43)에서 유체의 통과를 금지하고, 연결 채널(330)에서 유체의 통과를 금지한다.
제 3 조절 장치(611, 613, 615)는 서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(39)에서, 열교환기(23)의 제 2 패스(27)에서, 그리고 준비 시스템(45)에서 유체의 순환을 허가한다. 제 3 조절 장치(611, 613, 615)는 바이패스 브랜치(61)에서 유체의 통과를 금지한다.
이 제 2 구성에서, 구조물(70)의 탱크(들)(3, 5)에 수용된 액체 형태(L2)의 극저온 액체(LC2)의 보일오프로 인해 발생하는 가스(G2)는 공급 브랜치(21)에 의해 탱크(3, 5) 중 하나로부터 취해진다.
가스(G2)는 열교환기(23)의 제 2 패스(27)와 칼로리를 교환함으로써 열교환기(23)의 제 1 패스(25) 내에 흐른다. 열교환기(23)의 제 1 패스(25)의 유출구(253)에서, 가스(G2)의 온도는 증가하였다.
그 다음에, 가열된 가스(G2)는 압축 장치(31)에 의해 압축된다. 따라서, 가스(G2)는 준비 시스템(45)에 들어가기에 적합한 압축 장치(31)의 유출구(313)에서의 압력을 갖는다. 예로서, 본 실시예에서, 압력은 압축 장치(31)의 유출구(313)에서 6.5bar이다. 압축 가스(G2)의 온도는 열교환기(23)의 제 1 패스(25)의 유출구에서 가스(G2)의 온도와 실질적으로 동일하게 유지된다.
그 다음에, 가스(G2)는 열교환기(23)의 제 2 패스(27)로 흘러서 열교환기(23)의 제 1 패스(25)와 이러한 칼로리를 교환함으로써 칼로리를 생성한다. 따라서, 가스(G2)의 온도는 열교환기(23)의 제 2 패스(27)의 유출구에서 낮아진다.
열교환기(23)에서, 제 2 패스(27)에서 압축 가스(G2)의 유동은 제 1 패스(25)에서 가스 유동(G1)과 반대 방향으로 배향된다.
그 다음에, 가스(G2)는 서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(39)로 흐른다. 가스(G2)는 열교환기(37)의 제 2 패스(41)에서 칼로리를 교환함으로써 다시 칼로리를 생성한다. 그 다음에, 가스(G2)는 적어도 부분적으로 액화된다.
서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(39)의 유출구(393)에는 조성이 상이한 기체와 액체의 혼합물이 있다. 연료 준비 시스템(45)은 연료가 이 혼합물로부터 분리되게 한다.
혼합물은 제 1 상 분리기(47)를 통과한다. 소비장치(7)의 연료인 기체상과 혼합물의 액체상이 분리된다. 제 1 상 분리기(47)에 수용된 기체상은 히터-쿨러(65)를 통해 소비장치에 공급하기 위해 연결 브랜치(49)로 흐른다.
혼합물의 액체상은 제 1 상 분리기(47)의 액체 유출구(475)를 제 2 상 분리기(55)의 유입구(551)에 연결하는 라인(51)을 통해 제 2 상 분리기(55)로 보내진다.
라인(51)을 통과하면, 혼합물의 액체상은 팽창 장치(53)에 의해 팽창된다. 액체상의 일부가 증발하여 제 2 상 분리기(55)에서 디캔팅될 액체상과 기체상으로 구성된 다른 혼합물을 생성한다.
제 2 상 분리기(55)에 수용된 액체상은 구조물(70)의 탱크(3, 5) 중 적어도 하나로 복귀된다. 제 2 상 분리기(55)에 수용된 기체상은 열교환기(23)의 제 1 패스(25)의 유출구(253)와 압축 장치(31)의 유입구(311) 사이에 있는 접합점(PJ)에서 공급 브랜치(21)로 복귀된다.
동시에, 구조물(70)의 적어도 하나의 탱크(3, 5)에서 액체 형태(L1)의 극저온 액체(LC1)의 일부가 샘플링된다. 액체(L1)는 냉각 브랜치(33) 내로 흐르고, 냉각 장치(35) 및 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41) 내로 연속적으로 통과하여, 최종적으로 분무 장치(58)에 의해 탱크(3, 5) 중 하나에 분산된다.
따라서, 도 3에 도시된 실시예에서, 분배 장치(64)는 액체(L1)가 연결 덕트(56) 내로 흐르는 것을 방지하고, 액체(L1)가 분무 장치(58)를 향해 흐르는 것을 허용하는 구성으로 있다.
서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)에서 액체 형태의 극저온 액체의 유동은 서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(39)에 동시에 흐르는 가스를 적어도 부분적으로 액화시키는 것을 가능하게 한다.
서멀 열교환기(37)에서, 제 1 패스(39)에서 가스(G2)의 유동은 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)에서 액체(G2)의 유동과 반대 방향으로 배향된다.
도 4를 참조하면, 부유식 구조물(70)의 단면도는 선박 또는 부유식 플랫폼일 수도 있는 부유식 구조물(70)의 이중 선체(72) 내에 장착된 대체로 프리즘 형상의 밀봉되고 단열된 탱크(3, 5)를 도시한다. 탱크(3, 5)의 벽은 탱크(3, 5) 내에 수용된 극저온 액체와 접촉하도록 의도된 1차 밀봉 장벽과, 1차 밀봉 장벽과 선박의 이중 선체(72) 사이에 배치된 2차 밀봉 장벽과, 1차 밀봉 장벽과 2차 밀봉 장벽 사이에, 그리고 2차 밀봉 장벽과 이중 선체(72) 사이에 각각 배치된 2개의 단열 장벽을 포함한다. 단순화된 버전에서, 부유식 구조물(70)은 단순한 선체를 포함한다.
부유식 구조물(70)의 상부 데크에 배치된 로딩/언로딩 파이프(73)는 극저온 액체 화물을 탱크(3, 5)로부터 또는 탱크로 수송하기 위해 해상 또는 항구 터미널에 적절한 커넥터에 의해 연결될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 부유식 구조물(70)의 단면도는 선박 또는 부유식 플랫폼일 수도 있는 부유식 구조물(70)의 이중 선체(72)에 장착된 대체로 프리즘 형상의 밀봉되고 단열된 탱크(3, 5)를 도시한다. 탱크(3, 5)의 벽은 탱크(3, 5)에 수용된 극저온 액체와 접촉하도록 의도된 1차 밀봉 장벽과, 1차 밀봉 장벽과 선박의 이중 선체(72) 사이에 배치된 2차 밀봉 장벽과, 1차 밀봉 장벽과 2차 밀봉 장벽 사이, 그리고 2차 밀봉 장벽과 이중 선체(72) 사이에 각각 배치된 2개의 단열 장벽을 포함한다. 단순화된 버전에서, 부유식 구조물(70)은 단순한 선체를 포함한다.
부유식 구조물(70)의 상부 데크에 배치된 로딩/언로딩 파이프(73)는 극저온 액체 화물을 탱크(3, 5)로부터 또는 탱크로 수송하기 위해 해상 또는 항구 터미널에 적절한 커넥터에 의해 연결될 수도 있다.
도 4는 로딩 및/또는 언로딩 스테이션(75), 수중 덕트(76) 및 육상 시설(77)을 포함하는 해상 터미널의 일례를 도시한다. 로딩 및/또는 언로딩 스테이션(75)은 이동 아암(74) 및 이동 아암(74)을 지지하는 타워(78)를 포함하는 고정 해상 시설이다. 이동 아암(74)은 로딩/언로딩 파이프(73)에 연결될 수 있는 절연 가요성 호스(79)의 다발을 운반한다. 이동 아암(74)은 조정 가능하고 모든 부유식 구조물 템플릿(70)에 적용된다. 연결 덕트(도시되지 않음)는 타워(78) 내측으로 연장된다. 로딩 및/또는 언로딩 스테이션(75)은 육상 시설(77)로부터 또는 육상 시설(77)로의 부유식 구조물(70)의 로딩 및/또는 언로딩을 허용한다. 육상 시설(77)은 극저온 액체 저장 탱크(80) 및 수중 덕트(76)에 의해 로딩 및 언로딩 스테이션(75)에 연결되는 연결 덕트(81)를 포함한다. 수중 덕트(76)는 상당한 거리, 예를 들면, 5㎞에 걸쳐서 로딩 또는 언로딩 스테이션(75)과 육상 시설(77) 사이의 극저온 액체의 수송을 허용하게 하고, 이는 부유식 구조물(70)이 로딩 및/또는 언로딩 작업 동안 해안으로부터 상당한 거리에 유지되게 한다.
극저온 액체의 수송에 필요한 압력을 발생시키기 위해, 부유식 구조물(70)에 탑재된 펌프 및/또는 육상 시설(77)에 끼워맞춤된 펌프 및/또는 로딩 및 언로딩 스테이션(75)에 끼워맞춤된 펌프가 사용된다.
본 예는 부유식 구조물에 대해서 설명되었다. 그러나, 이러한 예는 육상 구조물에도 적용할 수도 있다. 게다가, 본 발명은 액화 천연 가스의 사용, 또는 액체 메탄과 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고 특히 대기압에서 액체 상태인 알칸과 액체 메탄의 혼합물에 제한되지 않는다.
물론, 본 발명은 방금 설명된 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 이러한 실시예에 대해 많은 변경이 이루어질 수 있다.

Claims (12)

  1. 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체(L1, LC1; L2, LC2)의 증발로 인해 발생하는 가스(G1, G2)로부터 준비된 연료가 공급되도록 구성된 소비장치(7)에 공급하는 공급 시스템(1)으로서, 상기 극저온 액체(LC1, LC2)는 적어도 하나의 탱크(3, 5)에 저장되고, 상기 공급 시스템(1)은 연료 준비 시스템(45)과, 탱크(3, 5)로부터의 가스의 적어도 일부를 상기 준비 시스템(45)에 공급하도록 구성된 공급 브랜치(21)와, 적어도 2개의 패스(39, 41)를 포함하는 서멀 열교환기(37)를 포함하고, 상기 적어도 2개의 패스(39, 41) 중 제 1 패스(39)는 상기 공급 브랜치(21)를 구성하고, 상기 공급 브랜치(21)는 상기 제 1 패스(39)의 유입구(391) 전에 배치된 적어도 하나의 압축 장치(31)를 포함하고, 상기 공급 시스템(1)은 상기 극저온 액체(L1, LC1; L2, LC2)가 통과하도록 구성된 냉각 브랜치(33)를 포함하고, 상기 냉각 브랜치(33)는 상기 열교환기(37)의 제 2 패스(41)를 포함하며, 상기 제 2 패스(41)는 상기 제 1 패스(39)에서 순환하는 가스(G1, G2)를 적어도 부분적으로 액화하기 위해 상기 제 1 패스(39)와 칼로리를 교환하도록 구성되는, 공급 시스템(1)에 있어서,
    상기 준비 시스템(45)은 상기 제 1 패스(39)의 유출구(39) 후에 배치되고, 상기 준비 시스템(45)은 제 1 상 분리기(47), 제 2 상 분리기(55), 및 제 1 상 분리기(47)의 액체 유출구(475)를 상기 제 2 상 분리기(55)의 유입구(551)에 연결하는 덕트(51) 상에 배치된 팽창 장치(53)를 포함하고, 상기 제 1 상 분리기의 유입구(471)는 상기 제 1 패스(39)의 유출구(393)에 연결되고, 상기 제 1 상 분리기(47)의 적어도 하나의 가스 유출구(473)는 연료를 전달하기 위해 상기 소비장치(7)에 연결되며, 상기 공급 시스템(1)은 상기 적어도 하나의 탱크(3, 5)와 유체 연통하여 상기 제 2 상 분리기(55)의 액체 유출구(555)를 배치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    공급 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 상 분리기(47, 55)의 바이패스 브랜치(61)를 포함하고, 상기 바이패스 브랜치(61)는 상기 압축 장치(31)의 유출구(313)와 상기 제 1 상 분리기(47)의 가스 유출구(473) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는
    공급 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 상 분리기(55)의 가스 유출구(553)는 상기 탱크(3, 5)의 가스 유출구(303, 503)와 상기 압축 장치(31)의 유입구(311) 사이에 배치된 상기 공급 브랜치(21)의 접합점(PJ)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는
    공급 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축 장치(31)에 의한 상기 극저온 액체(L1, LC1; L2, LC2)의 압축 전에 상기 극저온 액체(L1, LC1; L2, LC2)의 증발로 인해 발생하는 가스(G1, G2)와 상기 압축 장치(31)에 의해 압축된 상기 가스 사이에서 칼로리를 교환하도록 구성된 열교환기(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    공급 시스템.
  5. 제 3 항과 조합하는 제 4 항에 있어서,
    상기 열교환기(23)는 상기 탱크의 유출구(303, 503)에 연결되도록 구성된 상기 공급 시스템(1)의 가스 유입구(101)와 상기 접합점(PJ) 사이에 배치된 제 1 패스(25)와, 상기 압축 장치(31)의 유출구(313)와 상기 서멀 열교환기(37)의 제 1 패스(39)의 유입구(391) 사이에 배치된 제 2 패스(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    공급 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 브랜치(33)는 상기 극저온 액체(L1, LC1; L2, LC2)를 냉각하기 위해 상기 냉각 브랜치(33)의 액체 유입구(105)와 상기 서멀 열교환기(37)의 제 2 패스(41)의 유입구(411) 사이에 배치된 냉각 장치(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    공급 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 준비 시스템(45)의 가스 유출구(453)와 상기 소비장치(7)의 연료 유입구(701)에 연결된 상기 공급 시스템(1)의 가스 유출구(103) 사이에 배치된 히터-쿨러(65)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    공급 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    메탄을 포함하는 상기 극저온 액체(LC1, LC2)는 액화 천연 가스(LC1), 또는 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고 액체 상태에 있는 알칸과 액체 메탄의 혼합물(LC2)인 것을 특징으로 하는
    공급 시스템.
  9. 메탄을 포함하는 극저온 액체(LC1, LC2)를 수송 및/또는 저장하도록 구성된 구조물(70)에 있어서,
    상기 구조물(70)은 상기 극저온 액체(LC1, LC2)를 수용하는 하나 이상의 탱크(3, 5)를 포함하고, 상기 구조물(70)은 상기 극저온 액체(L1, LC1; L2, LC2)의 증발로 인해 발생하는 가스(G1, G2)로부터 준비된 연료를 소비하는 적어도 하나의 소비장치(7)와, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 공급 시스템(1)을 포함하며, 상기 공급 시스템(1)은 상기 제 1 분리기(47)의 가스 유출구(473)를 상기 소비장치(7)에 연결하는 적어도 하나의 덕트(49)를 포함하는
    구조물.
  10. 메탄을 포함하는 극저온 액체를 위한 수송 시스템에 있어서,
    상기 시스템은 제 10 항에 기재된 구조물(70)과, 상기 구조물(70)에 설치된 상기 탱크(3, 5)를 부유식 또는 육상 저장 시설(77)에 연결하도록 배치된 절연 파이프(73, 79, 76, 81)와, 상기 부유식 또는 육상 저장 시설(77)로부터 상기 구조물(70)의 탱크(3, 5)로, 또는 상기 구조물(70)의 탱크(3, 5)로부터 상기 부유식 또는 육상 저장 시설(77)로의 상기 절연 파이프를 통한 극저온 액체의 유동을 구동하기 위한 펌프를 포함하는
    수송 시스템.
  11. 제 10 항에 기재된 부유식 구조물(70)의 로딩 또는 언로딩 방법에 있어서,
    상기 로딩 또는 언로딩 방법 동안에, 극저온 액체는 부유식 또는 육상 저장 시설(77)로부터 상기 부유식 구조물(70)의 탱크(3, 5)로, 또는 상기 부유식 구조물(70)의 탱크(3, 5)로부터 상기 부유식 또는 육상 저장 시설(77)로, 절연 파이프(73, 79, 76, 81)를 통해 이송되는
    부유식 구조물의 로딩 또는 언로딩 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 공급 시스템(1)에 의해 적어도 하나의 탱크(3, 5)에 저장되고 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체의 증발로 인해 발생하는 가스로부터 연료를 준비하는 방법에 있어서,
    상기 압축 장치(31)에 의해 상기 가스를 압축하는 단계와, 압축된 가스를 적어도 부분적으로 액화시키기 위해 서멀 열교환기(37)에 있어서 상기 압축된 가스와 냉각된 극저온 액체 사이에서 칼로리를 교환하는 단계와, 적어도 부분적으로 액화된 가스의 액체상과 기체상을 분리하는 단계와, 상기 기체상을 연료로서 소비장치(7)에 공급하는 단계를 포함하는
    연료 준비 방법.
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