JP2002120792A - 天然ガス組成物の輸送装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 環境温度またはそれより僅かに低い温度で作
動するように設計され、コンテナ輸送のため船舶搭載
型、トラック取付け型または規格型の圧縮天然ガス輸送
装置を提供する。 【解決手段】 複合圧縮容器の使用は、鋼製または鋼ラ
イニング圧縮容器を提供し及び使用する従来の圧縮天然
ガスの考えよりも決定的な利点を与える。複合圧縮容器
の破壊特性は、従来の鋼製または鋼ライニング圧縮容器
よりも遥かに優れている。圧力が均等圧な複合圧縮容器
の実質的な重量減少は、鋼製または鋼ライニング圧縮容
器という考えに関連した重量関連の問題点を克明する。
複合圧縮容器の抗腐食性は、非常に頻繁に腐食性がある
生の圧縮天然ガスまたは圧縮天然ガス液体の輸送を可能
にする。抗腐食性のライナーを有する複合圧縮容器の使
用は、供給源またはその近くでガスまたは液体を加工す
る必要性を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス輸送に関し、
更に詳しくは、本発明は、天然ガス組成物の輸送装置及
び方法に関するものである。

【0002】

【従来の技術】現在、天然ガスまたは天然ガス液体（NG
L）を輸送するには3つの基本的な手段がある。

【0003】天然ガス及びNGL輸送の第一の通常最も実際的
で且つ実施可能な手段は、パイプラインである。地形的
な障害は、一般に、パイプラインが実際的または実施可
能でない唯一の理由である。

【0004】天然ガス輸送の第二の最も普通な形態は、液化
天然ガス（LNG）である。不幸なことには、LNGは、関連
した高い資本支出を伴い、そして、源泉に近い低温貯蔵
の液化プラントと、放出地点での再ガス化プラントとを
必要とする。液化プラントは、一般に大規模であり、従
って沖合でのガス製造のためには実際的でも実施可能で
もない。

【0005】天然ガス及び液体輸送の第3の形態は、圧縮さ
れた天然ガス（CNG）及び圧縮された天然ガス液体であ
る。不幸なことには、従来のCNGという複数の考えは、
鋼製または鋼ライニングされた圧縮容器の使用を単に提
案している。これらの提案された考えは、過大な重量、
腐食及び激しい破壊特性による重大な安全面の懸念など
のような固有の問題点を有している。ある圧縮容器の故
障が起きた場合には、周囲の他の容器が故障するという
可能性が存在する。このため、認証機関は、鋼製の圧縮
容器を使用するというCNGの考えは、決して承認しなか
った。この点に関する先行技術の代表例は、1998年9月8
日にステニング（Stenning）らに対して発行された米国
特許第5803005号である。

【0006】遠い過去にいくつかのCNGの船積みパイロット
計画が試みられた。不幸なことには、潜在的な計画を実
施するために必要な鋼製の圧縮容器の重量が、船舶の操
作にとって重すぎるということが判った。過度の重量
は、安定性の問題及び喫水の懸念を生じた。そのような
重い船舶の面倒をみることは世界のどこの乾ドックでも
不可能であろう。

【0007】CNG輸送の実際的な且つ実施可能な手段を得る
ためには、安全且つ相対的に軽量な圧縮容器が必要であ
る。更に、腐食に耐える圧縮容器は、生で未加工の天然
ガス及びNGLの輸送を可能にするであろう。

【0008】安全性は、複合圧縮容器の破壊特性によりマグ
ニチュードが数段階のオーダーに高められる。複合圧縮
容器の破壊特性は、鋼製または鋼ライニングされた圧縮
容器の破壊特性と反対である。複合圧縮容器の構成方法
によって、圧縮容器の壁を貫通する発射体によって生じ
る割れ目の拡大は除去される。これは、鋼製の圧縮容器
に関連した激しい破壊及び破片の潜在性を除去する。こ
れはまた、ドミノ効果による突然の故障の潜在性を除去
する。複合圧縮容器はまた、従来の鋼製または鋼ライニ
ング圧縮容器よりも強度の減少なしにより広い温度範囲
を有する。

【0009】複合圧縮容器の使用は、従来の鋼製または鋼ラ
イニング圧縮容器の使用に関して重量関連の問題点を克
明する。比較することのできる複合圧縮容器は、鋼製の
従来の圧縮容器よりも70%も軽量である。

【0010】鋼製または鋼ライニング圧縮容器と違って、複
合圧縮容器は腐食しない。提案された複合圧縮容器は、
非金属ライナーを有している。従って、非腐食性の複合
圧縮容器の使用は、生で未加工の天然ガスまたはNGLの
貯蔵を可能にする。

【0011】前に提案されたところに鑑み、ここで論じられ
ている天然ガスまたは天然ガス液体の輸送のための改良
された装置に対する要求が存在する。本発明はこの要求
を満足させる。

【0012】本発明の一つの目的は、圧縮された天然ガス
（CNG）及び天然ガス液体（NGL）を船舶、トラックまた
は規格容器によって輸送するための先行技術よりはずっ
と改良された装置及び方法を提供することである。

【0013】本発明は、環境温度で作動するように設計され
たCNGでNGL輸送装置から成っている。このCNG輸送装置
は、以前のCNGの考えで提案された鋼製または鋼ライニ
ングの圧縮容器の使用に関連した安全性の限界、重量制
限及び腐食問題を克明するために複合圧縮容器が用いら
れる船積み形、トラック取り付け形及び規格形の装置で
あることができる。

【0014】本発明の一つの実施例の目的は、船舶と；生の
CNG及び/またはNGLを入れるための複数の複合圧縮容器
と；圧縮容器の装填及び荷降ろしのための連結手段と；
圧縮容器の装填及び荷降ろしを助けるための搭載設備
と；容器を相互連結するための連結手段とから成り、容
器が、圧縮されたガス及び液体を容器からユーザーの選
んだ他の容器へ移し替えるために一体に連結されてお
り、それによって船舶内の重量分布が調節されることが
できることを特徴とする、生で未加工のCNG及び/または
NGLを輸送するための軽量な船舶搭載の装置を提供する
ことである。

【0015】この船舶搭載形のCNG輸送装置では、複合圧縮
容器は、縦方向に向いており、そしてバンクに配列され
ている。各バンクのセルは、保守のために取り外し可能
なフレームの中に入れられている。モジュールは、セル
の2以上のバンクから成っている。船舶の各区画室の中
には幾つかのモジュールが存在することができる。

【0016】一つのバンクのすべてのセルは、頂部でガスマ
ニホールドに、及び、底部で液体マニホールドに連結さ
れている。次いでモジュール内の各バンクのマニホール
ドは、いずれも、それぞれ上部ガスモジュールマニホー
ルド及び下部の液体モジュールマニホールドに連結され
ている。各モジュールマニホールドは、次にそれぞれの
隔離弁及び制御弁を経て船舶の主ガス母管及び液体母管
に連結されている。

【0017】多数の圧縮容器でガスと液体とを一緒に輸送す
ることは、重量の好ましくない分布を招く可能性があ
る。かくして液体を圧力下に一部または全部の複合圧縮
容器から指示された圧縮容器へ移すための装置が必要に
なる。船舶搭載のCNG輸送装置は、自由なNGLを分離する
ためにバンクとモジュールとの一体連結によるバラスト
制御装置を組み入れている。複合圧縮容器を縦方向に向
けることによって自由な液体はセルの底部に沈下する。
これらの自由な液体は、次いで、ガスマニホールドと液
体マニホールドとの間の僅かな差圧を用いてセルの１以
上の指定されたバンクへ移される。液体の分布を制御す
ることによって、積荷の所望の重量分布が得られ、そし
て、安定且つ安全な航海が行われる。

【0018】放出ターミナルに着くと、ガスと液体とは、配
達時間を最小限にするため別々にではあるが、同時に荷
降ろしされることができる。能力と効率を増大させるた
めに、冷凍及び絶縁が用いられることができる。装填及
び荷降ろしの効率を増大させるために、コンプレッサ、
ポンプ及びスラグキャッチャなどの船上設備が用いられ
ることができる。連結生産を維持するためには、いくつ
かのシャトルタンカーが要求されることができる。

【0019】複合圧縮容器の構造は、それを製造する複数の
会社によって異なる。好適な既知の型は、高密度ポリエ
チン（HDPE）のライナーの周りの螺旋状経路に接着剤含
浸の炭素繊維を巻きつけることによって製造されてい
る。圧縮容器の両端部には、外部の配管と溶接するため
に、一体のステンレス鋼のボスを有するであろう。

【0020】

【実施例】本発明をこのように説明したが、ここで、好
適な実施例を図示している添付図面について言及される
であろう。図面中の同じ参照数字は、同じ素子を指して
いる。

【0021】図１〜6を参照すると、好適な実施例は、環境
温度で動作するように設計された安全、軽量、バラスト
制御及び抗腐食の貯蔵及び輸送装置を実現するため複合
の圧縮容器を用いる船舶搭載の天然ガス輸送装置であ
る。

【0022】一例として、その輸送手段は、それぞれ等しい
数の区画室を有する両側12及び14に分けられたシャトル
タンカー10から成っている。各区画室は、一つ以上のモ
ジュール16を有することができる。各モジュールの内部
には、複合圧縮容器セル18の多くの列が収容されるであ
ろう。各列のセル19は、船の区画室内の利用可能な高さ
を効率的に使用するために、2つ以上の圧縮容器18が列
を作って縦方向に連結されて、並べられている。各列の
セル19は、区画室内に固定された金属フレーム20中に支
持されている。フレーム20は、区画室内の他のフレーム
を妨害することなく取り付けまたは取り外しができるよ
うに構成されている。フレーム20は、船尾側から船首側
へ互いにずれて並んでいる。

【0023】各列のセル19には、各列内の圧縮容器18の頂部
を連結する上部ガスマニホールド11が設けられており、
そして別々に各列内の圧縮室18の底部を連結する下部液
体マニホールド13が設けられている。それぞれのマニホ
ールドの端部には制御弁26、28が設けられている。各制
御弁26、28は、１以上の列を連結してモジュール16を形
成するそれぞれのモジュールの液体マニホールド32及び
モジュールのガスマニホールド24に連結されている。各
モジュール16は、次いでそれぞれ、隔離弁32及び制御弁
34を経て、船舶10の液体母管37及び高圧充填及び放出用
ガス母管36へ連結されている。各モジュール16の上部ガ
スモジュールマニホールド24もまた同じような隔離弁32
及び制御弁34を経て低圧ガス母管38に連結されている。

【0024】バラスト制御を助けるため、自由な液体がセル
の指定された列へ指し向けられ又は移されることができ
る。自由な液体を指定されたセルに指し向けるため、充
填されているガスが、船舶10のデッキに置かれている１
以上のスラグキャッチャーに通される。自由な液体は、
スラグキャッチャー15から連続的に除去され、そして液
体母管37を通って指定されたセルへ指し向けられる。

【0025】充填され又は一部充填されたモジュールからモ
ジュール内の指定されたセルへ自由な液体を移すため、
モジュールは、先ず、それぞれの隔離弁を閉じることに
よって主母管から隔離される。セルの指定された列内の
圧力は、次いで、ガスマニホールド11及びガスモジュー
ルマニホールド24上の隔離弁及び制御弁を低圧ガス母管
38へ一部開くことによって減圧される。差圧のために、
自由な液体は、液体モジュールマニホールド22を通って
セルの指定された列へ移る。一旦移しが終わると、すべ
ての隔離弁及び制御弁が閉じられる。セルのそれぞれの
列の液位は、遠隔指令（図示せず。）によって監視され
るであろう。すべての弁の開閉は、やはり、遠隔制御
（図示せず。）によるであろう。

【0026】より全体的なバラスト制御のために、液体は、
主母管を用いる同様な差圧法によってモジュールからモ
ジュールへ移されることができる。交差線33は、船舶10
の一方の側から他の側へ液体を移すのに用いられること
ができる。

【0027】充填の間、モジュールは、先ず供給源の供給圧
に圧縮されるであろう。若し供給圧を用いて、設計圧力
に達しない場合には、積載コンプレッサ21が、圧力を設
計圧力まで高めるのに用いられることができる。積載圧
縮設備はまた、荷降ろしを促進するためにも用いられる
ことができる。液体ポンプ23もまた、液体を充填、移動
及び放出に用いられることができる。

【0028】放出位置に達したら、液体母管37は、ガス放出
工程とは独立しているから、液体は別々に、しかしガス
と一緒に放出されることができる。

【0029】若し、実現可能且つ必要と認められるなら、貯
蔵装置の効率及び容量を増大するために冷凍及び絶縁が
用いられることができる。

【0030】セルの各列には、フレアーブーム（flare boo
m）に連結される緊急放出装置が設けられるであろう。
更なる安全のために、シャトルタンカーの区画室は、不
活性ガスで充填され、酸素処理された空気が交換される
ことができる。

【0031】シャトルタンカーが、動力として天然ガス又は
液体天然ガスを用いると有利であろう。

【0032】連結生産を維持するためには、いくつかのシャ
トルタンカーが必要であろう。これらのシャトルタンカ
ーの数及び大きさ、並びに圧縮容器の数及び圧力容器
は、生産必要高、荷降ろし施設（速度及び容積能力）及
び費用などの基準を最適な考慮によって決定されるであ
ろう。

【0033】天然ガス及び液体天然ガスのトラック及びモジ
ュラーコンテナによる輸送は、船舶装置のものと同様で
あろう。

【0034】本発明の実施例が上述されたが、それに限定さ
れるものではなく、特許請求され及び説明された発明の
精神、性質及び範囲から逸脱しない限り、本発明の一部
からの多くの変形が当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図1】 船室の区画室とバンクとを示すシャトルタン
カーの平面図。

【図2】 シャトルタンカーの立面図。

【図3】 船室の代表的なバンクの概略図。

【図4】 多重のモジュールをもつ代表的な区画室の概
略図。

【図5】 船室の一つのバンクを含む代表的なフレーム
の立面図。

【図6】 シャトルタンカーのモジュール、設備及び配
管の全体構成の概略図。

【符号の説明】

10 シャトルタンカー（船舶） 11 上部ガスマニホールド 15 スラグキャッチャー 16 モジュール 18 圧縮容器 19 セル

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】 生で未加工の圧縮天然ガスまたは圧縮液
   体天然ガスを輸送するための軽量、抗腐食性の船舶搭載
   の装置であって、船舶と、生で未加工の圧縮天然ガス及
   び圧縮液体天然ガスを収用するための複数の複合圧縮容
   器と、容器を連結するための連結手段とから成り、容器
   は、圧縮ガス及び液体を容器からユーザーの選択した他
   の容器へ入れ換えるために一体に連結されており、船舶
   内での重量分布が調節されていることを特徴とする、船
   舶搭載の輸送装置。
2. 【請求項2】 複合圧縮容器が、船舶の長手と共軸方向
   の群に縦方向に並べられており、各群が、各容器の底部
   を連結し、液体隔離弁で終わる下部液体マニホールド手
   段と、各容器の頂部を連結しガス隔離弁で終わる上部ガ
   スマニホールドとから成ることを特緒とする、請求項１
   に記載の船舶搭載の輸送装置。
3. 【請求項3】 少なくとも2つの群の容器と；モジュール
   内の各群の隔離弁のところで全ての液体マニホールドを
   連結し、そしてモジュールの隔離弁で終わる液体用サブ
   マニホールド（22）と；モジュール内の各群の隔離弁の
   ところで全てのガスマニホールドを連結し、そしてモジ
   ュールの隔離弁で終わるガス用サブマニホールド（24）
   とから成ることを特徴とする、請求項2に記載の船舶搭
   載の輸送装置。
4. 【請求項4】 装填及び荷降ろし用の母管を有し、それ
   によって、ガスの装填及び荷降ろしのためガス隔離弁の
   ところで各モジュールに連結された母管によりガスの装
   填及び荷降ろしが達成されることを特徴とする、請求項
   3に記載の船舶搭載の輸送装置。
5. 【請求項5】 液体母管を有し、それによって、液体の
   装填、荷降ろし、または輸送のため液体隔離弁のところ
   で各モジュールに連結された母管により液体の装填及び
   荷降ろしが達成されることを特徴とする、請求項3に記
   載の船舶搭載の輸送装置。
6. 【請求項6】 低圧の母管を有し、それによって、ガス
   の装填及び荷降ろしのためガス隔離弁のところで各モジ
   ュールに連結された該母管によて、ガスの装填及び荷降
   ろしが達成されることを特徴とする、請求項3に記載の
   船舶搭載の輸送装置。
7. 【請求項7】 船舶が2つの列に分けられていることを特
   徴とする、請求項3に記載の船舶搭載の輸送装置。
8. 【請求項8】 装填中の流れから指定された圧縮容器の
   セルへの方向に液体を除去するための少なくとも1つの
   スラグキャッチャーと；天然ガスの装填、荷降ろし又は
   移動のため要求された圧力に天然ガスを圧縮するための
   少なくとも1つのコンプレッサーと；液体の装填、荷降
   ろし又は移動のため要求された圧力に液体をポンピング
   するための少なくとも1つの液体ポンプ、とを更に有す
   ることを特徴とする、請求項1に記載の船舶搭載の輸送
   装置。
9. 【請求項9】 ガス又は液体を船舶内に受けるための複
   数の複合圧縮容器へ設けること；容器同士を相互連結す
   るための連結手段を設けること；ガス又は液体を圧縮容
   器へ導入すること；及び、ガス又は液体を輸送するため
   の船舶内の圧縮容器の重量分布を調節するために、ガス
   又は液体を受ける圧縮容器を選択すること、を特徴とす
   る船舶内の生で未加工の圧縮された天然ガス及び圧縮さ
   れた天然ガス液体を装填、荷降ろし及び移動させる方
   法。
10. 【請求項10】 貯蔵された天然ガスが、ガス母管及びコ
    ンプレッサーによって、天然ガス液体とは別々に且つ同
    時に荷降ろしされることができることを特徴とする、請
    求項9に記載の方法。
11. 【請求項11】 貯蔵された液体が、液体母管及び液体ポ
    ンプによって、天然ガスとは別々に且つ同時に荷降ろし
    されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
12. 【請求項12】 差圧によって液体又はガスを1つのバン
    クの圧縮容器から他の圧縮容器へ移動させることを更に
    特徴とする、請求項8に記載の方法。