KR20220152525A - 액화 천연 가스 또는 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 알칸과 메탄의 혼합물로부터 준비된 연료를 소비장치에 공급하기 위한 시스템을 포함하는 부유 구조물 - Google Patents

액화 천연 가스 또는 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 알칸과 메탄의 혼합물로부터 준비된 연료를 소비장치에 공급하기 위한 시스템을 포함하는 부유 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부유 또는 육상 구조물(70)에 관한 것이며, 이 구조물(70)은, 액화 천연 가스(LC1), 또는 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물(LC2)이 수용된 적어도 하나의 탱크(3, 5)와, 적어도 하나의 소비장치(7)와, 탱크에 수용된 액화 천연 가스(L1, LC1)의 보일오프로부터 생성된 가스(G1)로부터 준비된 연료를 소비장치(7)에 제 1 구성으로 공급하고, 탱크(3, 5)에 수용된 혼합물(L2, LC2)의 보일오프로부터 생성된 가스(G2)로부터 준비된 연료를 소비장치에 제 2 구성으로 공급하기 위한 적어도 하나의 공급 시스템(1)을 포함한다.

Description

액화 천연 가스 또는 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 알칸과 메탄의 혼합물로부터 준비된 연료를 소비장치에 공급하기 위한 시스템을 포함하는 부유 구조물
본 발명은 극저온 액체의 수송 및/또는 저장 분야에 관한 것이다. 본 발명은 보다 상세하게는 부유 또는 육상 구조물(floating or onshore structure)에 관한 것으로서, 이 구조물의 적어도 하나의 소비장치(consumer)는 구조물의 적어도 하나의 탱크에 저장 및/또는 수송되는 극저온 액체의 일부의 보일오프(boil-off)로부터 준비된 적어도 하나의 연료를 공급받는다.
실온 및 대기압에서의 기체 탄화수소는 수송 및/또는 저장을 용이하게 하기 위해 극저온, 즉 -60℃ 미만의 온도로 액화된다. 다음에, 극저온 액체(cryogenic liquid)라고도 불리는 이렇게 액화된 탄화수소는 부유 또는 육상 구조물의 탱크에 배치된다.
그러나, 그러한 탱크는 결코 완벽하게 단열되지는 않으며, 그에 따라 극저온 액체의 증발이 불가피하다. 자연 증발 현상은 보일오프(boil-off)라고 불리며, 이러한 자연 증발로부터 생성된 가스는 보일오프 가스(BOG)라고 불린다. 따라서, 구조물의 탱크는 액체 형태의 극저온 액체와, 액체 형태의 극저온 액체의 보일오프로부터 생성된 가스를 모두 포함한다.
액체 형태의 극저온 액체의 보일오프로부터 생성된 가스의 일부는 부유 또는 육상 구조물의 작동 에너지 요구를 충족시키도록 제공된 엔진과 같은 적어도 하나의 소비장치에 공급하기 위한 연료로서 사용될 수 있다. 따라서, 전기 장비를 위한 전기를 생성하는 것이 가능하다.
소비장치는 일반적으로 구조물의 탱크에 저장 및/또는 수송되는 특정 유형의 극저온 액체에 적합화된다. 따라서, 다른 유형의 극저온 액체가 구조물에 저장 및/또는 수송되는 경우, 보일오프로부터 생성된 가스는 소비장치에 공급하기 위한 연료로서 사용 가능하지 않을 수 있다. 따라서, 구조물이 특정 유형의 극저온 액체에 전용되는 것이 일반적이다.
본 발명의 목적은 몇 가지 유형의 극저온 액체가 동시에 또는 교대로 저장 및/또는 수송되고, 구조물의 적어도 하나의 소비장치에 연료를 공급하도록 처리될 수 있는 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명은 부유 또는 육상 구조물을 제안하며, 상기 구조물은, 액화 천연 가스, 또는 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물이 수용된 적어도 하나의 탱크와, 적어도 하나의 소비장치와, 탱크에 수용된 액화 천연 가스의 보일오프로부터 생성된 가스로부터 준비된 연료를 소비장치에 제 1 구성으로 공급하고, 탱크에 수용된 혼합물의 보일오프로부터 생성된 가스로부터 준비된 연료를 소비장치에 제 2 구성으로 공급하기 위한 적어도 하나의 공급 시스템을 포함하며, 공급 시스템은 공급 시스템의 제 1 구성과 제 2 구성 사이를 교번하도록 구성된 변환 장치를 포함하고, 공급 시스템은 탱크에 수용된 혼합물의 보일오프로부터 생성된 가스를 적어도 부분적으로 액화시키도록 구성된 열교환 모듈과, 적어도 부분적으로 액화된 가스로부터의 연료 준비 시스템을 포함하며, 적어도 부분적으로 액화된 가스로부터 준비된 연료는 혼합물의 메탄가보다 높은 메탄가를 갖는다.
메탄 지수는 가스의 연소 동안에 생성되는 엔진의 충격에 대한 기계적 저항의 척도이며; 이것은 엔진 노킹(engine knocking)으로도 지칭된다. 이것은 노킹 테스트 유닛에서 동일한 표준 노킹 강도로 작동하는 것에 기초하여 테스트 연료에 할당된다. 순수한 메탄은 100의 메탄가를 갖는 기준 연료로서 지정된다. 순수한 이수소는 또한 0의 메탄가를 갖는 노킹에 민감한 기준 연료로서 사용된다.
따라서, 상기 구조물은 제 1 극저온 액체 및 제 2 극저온 액체를 교대로 저장 및/또는 수송하는 데 필요할 수 있다. 구조물의 하나 이상의 탱크에 저장 및/또는 수송되는 극저온 액체에 따라, 구조물의 공급 시스템은 구조물의 소비장치에 연료를 공급하도록 구성된다. 연료는 저장 및/또는 수송되는 극저온 액체로부터 준비된다. 제 1 극저온 액체와 제 2 극저온 액체가 상이한 성질을 갖는 경우, 공급 시스템의 제 1 구성은 제 1 극저온 액체로부터 연료를 준비하는 것을 가능하게 하고, 공급 시스템의 제 2 구성은 제 2 극저온 액체로부터 연료를 준비하는 것을 가능하게 한다. 공급 시스템의 구성 변경은 변환 장치에 의해 실행된다.
보다 구체적으로, 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물인 제 2 극저온 액체의 보일오프로부터 생성된 가스는 혼합물의 메탄가보다 높은 메탄가를 갖고 따라서 소비장치에 의해 사용 가능한 연료를 얻기 위해 열교환 모듈 및 연료 준비 시스템을 연속적으로 통과한다.
일 실시예에 따르면, 알칸은 에탄, 프로판, 부탄, 및 이들의 적어도 하나의 혼합물로부터 선택된다. 여기서뿐만 아니라 하기의 모든 부분에서, "부탄"은 2-메틸프로판이라고도 불리는 n-부탄 및 이소부탄을 지시한다.
일 실시예에 따르면, 혼합물의 메탄가는 70 미만이다.
일 실시예에 따르면, 연료 준비 시스템은 연료를 전달하기 위해 소비장치에 연결된 적어도 하나의 가스 출구를 포함하고, 공급 분기부는 혼합물의 보일오프로부터 생성된 가스의 적어도 일부를 탱크로부터 연료 준비 시스템의 입구로 공급하도록 구성되고, 열교환 모듈은 공급 분기부를 구성하고 공급 시스템의 가스 입구와 연료 준비 시스템의 입구 사이에 배열된 제 1 통로를 포함하는 적어도 하나의 서멀 열교환기를 포함하고, 냉각 분기부는 액화 천연 가스 또는 혼합물이 통과하도록 구성되고, 냉각 분기부는 서멀 열교환기의 제 2 통로를 포함하고, 서멀 열교환기의 제 2 통로는 서멀 열교환기의 제 1 통로에서 순환하는 가스를 적어도 부분적으로 액화시키기 위해 서멀 열교환기의 제 1 통로와 열량을 교환하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 열교환 모듈은 공급 분기부를 구성하고 공급 시스템의 가스 입구와 서멀 열교환기의 제 1 통로의 입구 사이에 배치된 제 1 통로를 포함하는 적어도 하나의 열교환기를 포함하고, 가스 입구는 탱크의 가스 출구에 연결되며, 열교환기는 공급 분기부를 구성하고 공급 분기부의 연결 부분에 의해 제 1 통로에 연결된 제 2 통로를 포함하고, 연결 부분은 적어도 하나의 압축 장치를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 열교환 모듈은 공급 분기부를 구성하고 열교환기의 제 2 통로의 출구와 서멀 열교환기의 제 1 통로의 입구 사이에 배열된 제 1 통로를 포함하는 열량 교환기를 포함하고, 열량 교환기는 액화 천연 가스, 특히 액화 천연 가스의 액체상, 또는 혼합물, 특히 혼합물의 액체상의 적어도 일부를 탱크로부터 구조물의 추진 장치의 연료 입구로 공급하도록 구성된 샘플링 분기부를 구성하는 제 2 통로를 포함하고, 열량 교환기의 제 1 통로는 열량 교환기의 제 2 통로와 열량을 교환하도록 구성된다. 따라서, 열교환기의 제 1 통로는 열교환기의 제 2 통로의 출구와 연료 준비 시스템의 입구 사이에 배열될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공급 시스템은 열교환기의 제 1 통로의 바이패스 분기부를 포함하고, 바이패스 분기부는 열교환기의 제 1 통로의 입구와 열교환기의 제 1 통로의 출구를 연결한다. 따라서, 바이패스 분기부는 열교환기의 제 1 통로와 병렬로 장착된다. 극저온 액체가 공급 시스템을 통해 유동할 때, 열교환기의 제 1 통로 또는 바이패스 분기부를 통해 유동을 통과시키는 것이 가능하다.
일 실시예에 따르면, 공급 시스템은 서멀 열교환기의 제 2 통로의 바이패스 분기부를 포함하고, 바이패스 분기부는 서멀 열교환기의 제 2 통로의 입구를 서멀 열교환기의 제 2 통로의 출구에 연결한다. 따라서, 바이패스 분기부는 서멀 열교환기의 제 2 통로와 병렬로 장착된다. 극저온 액체가 공급 시스템을 통해 유동할 때, 서멀 열교환기의 제 2 통로 또는 바이패스 분기부를 통해 유동을 통과시키는 것이 가능하다.
일 실시예에 따르면, 공급 시스템은 적어도 연료 준비 시스템의 바이패스 분기부를 포함하고, 바이패스 분기부는 압축 장치의 출구와 연료 준비 시스템의 가스 출구 사이에 배치된다. 따라서, 연료 준비에 연료 준비 시스템이 필요하지 않은 경우, 연료 준비 시스템을 회피하는 것이 가능하다.
일 실시예에 따르면, 공급 시스템은 연료 준비 시스템의 가스 출구와 소비장치의 연료 입구에 연결된 공급 시스템의 가스 출구 사이에 배열된 연료 히터-쿨러를 포함한다. 따라서, 연료는 소비장치가 사용하기에 최적인 온도에 있다.
일 실시예에 따르면, 공급 시스템은 공급 시스템의 제 1 구성과 제 2 구성 사이에서 교번하도록 구성된 변환 장치를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 변환 장치는 공급 분기부에 적어도 부분적으로 배치된 복수의 조절 장치를 포함하고, 복수의 조절 장치는 열교환기의 제 1 통로 및/또는 바이패스 분기부에서의 가스의 유동을 제어하도록 배열된 제 1 조절 장치를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 변환 장치는 냉각 분기부에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 조절 장치를 포함하고, 복수의 조절 장치는 서멀 열교환기의 제 2 통로 또는 바이패스 분기부에서의 액체의 순환을 제어하도록 배열된 제 2 조절 장치를 적어도 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제 2 조절 장치는 또한 공급 시스템의 연결 채널에서의 액체의 순환을 제어하도록 배열될 수 있다. 연결 채널은 서멀 열교환기의 제 2 통로의 입구를 냉각 분기부의 연결 지점에 연결한다. 연결 지점은 분배 장치의 제 2 제어 장치와 분무 장치 사이의 냉각 분기부 상에 배열된다.
일 실시예에 따르면, 변환 장치는 바이패스 분기부 및/또는 공급 분기부에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 조절 장치를 포함하고, 복수의 조절 장치는 열교환기의 제 2 통로 또는 바이패스 분기부에서의 액체의 순환을 제어하도록 배열된 제 3 조절 장치를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 연료 준비 시스템은 제 1 상 분리기와, 제 2 상 분리기와, 제 1 상 분리기의 액체 출구를 제 2 상 분리기의 입구에 연결하는 라인 상에 배치된 팽창 장치를 포함하고, 제 1 상 분리기의 입구는, 예를 들어 덕트에 의해, 열교환 모듈에, 바람직하게는 열교환기의 제 1 통로의 출구에 연결되고, 제 1 상 분리기의 적어도 하나의 가스 출구는 연료를 전달하기 위해 소비장치에 연결되고, 공급 시스템은, 예를 들어 덕트에 의해, 적어도 하나의 탱크와 유체 연통 상태로 제 2 상 분리기의 액체 출구를 배치하도록 구성된다. 따라서, 연료의 준비로부터 생성된 부산물을 사용하는 것이 가능하다.
일 실시예에 따르면, 제 2 상 분리기의 가스 출구는 탱크의 가스 출구와 압축 장치의 입구 사이에 배열된 공급 분기부의 접합 지점에 연결된다. 제 2 상 분리기의 가스 출구와 접합 지점 사이의 연결은 덕트에 의해 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 냉각 분기부는 대안적으로 액화 천연 가스 및 혼합물을 냉각시키기 위해 공급 시스템의 액체 입구와 열교환기의 제 2 통로의 입구 사이에 배열된 냉각 장치를 포함한다. 이것은 특히 액화 천연 가스 또는 혼합물을 과냉각시키고 그에 따라 서멀 열교환기의 제 1 통로와 제 2 통로 사이의 열교환을 향상시키는 것을 가능하게 하며, 혼합물은 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄으로 구성된다. 바람직하게는, 알칸은 에탄, 프로판, 부탄, 및 이들의 적어도 하나의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 서멀 열교환기의 제 1 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동은 서멀 열교환기의 제 2 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동과 반대 방향으로 배향된다. 다시 말해서, 서멀 열교환기의 제 1 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동은 서멀 열교환기의 제 2 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동과 역류로 일어난다.
일 실시예에 따르면, 열교환기의 제 1 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동은 열교환기의 제 2 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동과 반대 방향으로 배향된다. 다시 말해서, 열교환기의 제 1 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동은 열교환기의 제 2 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동과 역류이다.
일 실시예에 따르면, 열량 교환기의 제 1 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동은 열량 교환기의 제 2 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동과 동일한 방향으로 배향된다. 다시 말해서, 열량 교환기의 제 1 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동은 열량 교환기의 제 2 통로에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동과 병류이다.
일 실시예에 따르면, 공급 시스템은 서멀 열교환기의 제 2 통로의 출구에서 액화 천연 가스 또는 혼합물의 온도를 측정하고 측정된 온도에 따라 냉각 분기부에서 순환하는 액화 천연 가스 또는 혼합물의 순환 속도를 조정하도록 구성된 온도 제어 장치를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 연료 준비 시스템은 압축 장치의 출구와 서멀 열교환기의 제 1 통로의 입구, 바람직하게는 열교환기의 제 2 통로의 입구 사이에 배열된 제 1 연결 지점과, 액체의 적어도 일부를 탱크로부터 추진 장치의 연료 입구로 가져가도록 구성된 샘플링 분기부 상에 배열된 제 2 연결 지점 사이의 연결 분기부를 포함하며; 압축 장치는 압축 장치를 통해 유동하는 천연 가스 또는 혼합물을 소비장치에 의해 사용하기에 적합한 압력으로 압축하도록 구성되고, 공급 시스템은 서멀 열교환기의 제 1 통로의 입구와 제 1 연결 지점 사이에 배열된 팽창 부재를 포함하고, 그에 따라 액화 천연 가스 또는 혼합물이 팽창 부재의 출구에서 연료 준비 시스템에 적합한 압력을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 연료 준비 시스템은 압축 장치의 출구와 서멀 열교환기의 제 1 통로의 입구, 바람직하게는 열교환기의 제 2 통로의 입구 사이에 배열된 제 1 연결 지점과, 액체의 적어도 일부를 탱크로부터 추진 장치의 연료 입구로 가져가도록 구성된 샘플링 분기부 상에 배열된 제 2 연결 지점 사이의 연결 분기부를 포함하며; 압축 장치는 공급 분기부 상에 부분적으로 배열된 제 1 부분과, 연결 분기부 상의 제 2 부분을 포함하고, 제 1 연결 지점은 압축 장치의 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 배열되고, 압축 장치는 액화 천연 가스 또는 혼합물이 제 1 연결 지점에 대응하는 압축 장치의 제 1 부분의 출구에서 연료 준비 시스템에 적합한 압력을 갖고, 유체가 제 2 연결 지점에 대응하는 압축 장치의 제 2 부분의 출구에서 소비장치가 사용하기에 적합한 압력을 갖게 하도록 구성된다.
본 발명은 또한 극저온 액체를 위한 이송 시스템을 제안하며, 이송 시스템은 전술한 특징들 중 적어도 하나를 갖는 구조물과, 부유 구조물에 설치된 탱크를 부유 또는 육상 저장 시설에 연결하도록 배열된 절연 파이프와, 절연 파이프를 통해 극저온 액체를 부유 또는 육상 저장 시설로부터 구조물의 탱크로 유동시키거나 구조물의 탱크로부터 부유 또는 육상 저장 시설로 유동시키기 위한 펌프를 포함한다.
본 발명은 전술한 특징들 중 적어도 하나를 갖는 구조물에 대해 로딩 또는 언로딩하기 위한 방법을 추가로 제공하며, 로딩 또는 언로딩 동안에, 극저온 액체가 절연 파이프를 통해 부유 또는 육상 저장 시설로부터 부유 구조물의 탱크로 이송되거나 부유 구조물의 탱크로부터 부유 또는 육상 저장 시설로 이송된다.
본 발명은 적어도 메탄을 포함하고 적어도 하나의 탱크에 저장된 극저온 액체의 보일오프로부터 생성된 가스로부터 연료를 준비하기 위한 방법을 제공하며, 바람직하게는 극저온 액체는 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물이고, 연료는 구조물의 공급 시스템에 의해 준비되고, 구조물은 전술한 특징들 중 적어도 하나를 가지며, 공급 시스템은 가스 유동이 적어도 공급 분기부에서 서멀 열교환기의 제 1 통로를 통과한 후에 연료 준비 시스템을 통과함으로써 일어나는 제 2 구성에 있다. 알칸은 에탄, 프로판, 부탄, 및 이들의 적어도 하나의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 보다 바람직하게는, 혼합물은 적어도 액체 에탄 및 액체 메탄을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 가스 유동은 열교환기의 제 1 통로 및 열교환기의 제 2 통로를 통과한 후에 서멀 열교환기의 제 1 통로를 통과한다.
본 발명은 적어도 메탄을 포함하고, 바람직하게는 액화 천연 가스이며 적어도 하나의 탱크에 저장된 극저온 액체의 보일오프로부터 생성된 가스로부터 연료를 준비하기 위한 방법을 제안하며, 연료는 구조물의 공급 시스템에 의해 준비되고, 구조물은 전술한 특징들 중 적어도 하나를 가지며, 가스 유동은 적어도 공급 분기부에서 압축 장치를 통과한 후에 바이패스 분기부로 통과함으로써 일어난다.
일 실시예에 따르면, 가스의 유동은 압축 장치를 통과하기 전에 바이패스 분기부를 통과함으로써 일어난다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 하기의 설명과, 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 제한 없이 예시 목적으로 제공되는 몇 개의 예시적인 실시예로부터 나타날 것이다:
도 1은 제 1 실시예의 본 발명에 따른 소비장치 공급 시스템을 포함하는 부유 구조물의 개략도이고;
도 2는 제 1 구성의 도 1의 공급 시스템의 개략도이고;
도 3은 제 2 구성의 도 1의 공급 시스템의 개략도이고;
도 4는 제 2 실시예의 본 발명에 따른 소비장치 공급 시스템을 포함하는 부유 구조물의 개략도이고;
도 5는 제 3 실시예의 본 발명에 따른 소비장치 공급 시스템을 포함하는 부유 구조물의 개략도이고;
도 6은 제 4 실시예의 본 발명에 따른 소비장치 공급 시스템을 포함하는 부유 구조물의 개략도이고;
도 7은 도 1의 부유 구조물과, 부유 구조물의 탱크를 위한 로딩/언로딩 터미널의 절개 개략도이다.
우선, 도면은 본 발명을 구현하기 위해 본 발명을 상세하게 제시하지만, 물론 적절한 경우에 본 발명을 보다 잘 규정하기 위해 사용될 수 있다는 점에 주목해야 한다. 또한, 모든 도면에서 유사한 요소 및/또는 동일한 기능을 수행하는 요소는 동일한 번호로 표시된다는 점에 주목해야 한다.
본 발명은 부유 또는 육상 구조물에 관한 것이며, 부유 또는 육상 구조물은, 특히 제 1 극저온 액체, 바람직하게는 액화 천연 가스, 또는 제 2 극저온 액체, 바람직하게는 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄으로 이루어진 혼합물이 수용된 적어도 하나의 탱크와, 적어도 하나의 소비장치를 포함하는 것을 특징으로 하고, 탱크에 수용된 제 1 극저온 액체의 보일오프로부터 생성된 가스로부터 준비된 연료를 소비장치에 제 1 구성으로 공급하고, 탱크에 수용된 제 2 극저온 액체의 보일오프로부터 생성된 가스로부터 준비된 연료를 소비장치에 제 2 구성으로 공급하기 위한 적어도 하나의 공급 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.
2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 알칸은 에탄, 프로판, 부탄, 및 이들의 적어도 하나의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 보다 바람직하게는, 혼합물은 액체 에탄 및 액체 메탄을 포함한다.
메탄을 포함하는 적어도 하나의 극저온 액체(LC1, LC2)의 저장 및/또는 수송을 위한 적어도 하나의 탱크(3, 5)를 포함하는 부유 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 특히 대기압에서, 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물(LC2)일 수 있다. 바람직하게는, 혼합물(LC2)은 70 미만의 메탄가(methane number)를 갖는다. 공급 시스템(1)은 혼합물의 보일오프로부터 생성된 가스로부터 준비된 연료가 혼합물의 메탄가보다 높은 메탄가를 갖도록 구성되는 것으로 이해된다.
바람직한 실시예에서, 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 알칸은 에탄, 프로판, 부탄, 및 이들의 적어도 하나의 혼합물로부터 선택된다. 바람직하게는, 혼합물은 액체 에탄 및 액체 메탄으로 이루어진다.
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) 모두를 포함한다.
구조물(70)은 연료가 공급되는 적어도 하나의 추진 장치(9)를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 추진 장치(9)는 ME-GI 또는 XDF 엔진과 같은 구조물의 추진 엔진일 수 있다. 이것은 본 발명의 예시적인 실시예일 뿐이며, 본 발명의 맥락으로부터 벗어남이 없이 상이한 추진 장치의 설치가 제공될 수 있는 것으로 이해된다.
도 1을 참조하면, 구조물(70)은 추진 장치(9)에 연료를 공급하기 위한 공급 시스템(11)을 포함한다. 공급 시스템(11)은 구조물(70)의 적어도 하나의 탱크(3, 5)에 수용된 액체 형태(L1, L2)의 극저온 액체(LC1, LC2)를 샘플링하기 위한 샘플링 분기부(sampling branch)(13)를 포함한다.
샘플링 분기부(13)의 액체 입구(131)는 액체상(L1, L2)을 펑처링(puncturing)하도록 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)에 침지된다. 샘플링 분기부(13)로부터의 가스 출구(133)는 추진 장치(9)의 입구(903)에 연결되어 연료를 전달한다.
샘플링 분기부(13)는 추진 장치에 적절한 압력의 연료를 공급하기 위한 압축 부재(15)를 포함한다. 샘플링 분기부(13)는 연료를 적절한 온도에 이르게 하기 위한 히터-쿨러(heater-cooler)(17)를 포함할 수 있다. 연료는 샘플링 분기부(13)의 가스 출구(133)에서 가스 형태로 있다. 메탄을 포함하는 극저온 액체가 액화 천연 가스인 경우에, 추진 장치(9)에는 기체 형태의 액화 천연 가스(LC1)가 공급될 것이다. 메탄을 포함하는 극저온 액체가 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물인 경우에, 추진 장치(9)에는 기체 형태의 혼합물(LC2)이 공급될 것이다.
샘플링 분기부(13)는 적어도 하나의 탱크(3, 5)에 수용된 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)의 펑처링을 제어하기 위한 적어도 하나의 샘플링 밸브(19)를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 샘플링 밸브(19)는 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)의 펑처링의 허가, 펑처링의 금지 및/또는 펑처링 유량의 조절을 수행하는 것을 가능하게 한다. 샘플링 밸브(19)는 샘플링 분기부(13)의 입구(131)와 히터-쿨러(17)의 입구 사이에 배열된다. 샘플링 밸브(19)는 도 1에 도시된 바와 같이 삼방향 밸브 또는 2개의 밸브일 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 샘플링 분기부(13)는 몇 개의 액체 입구(131)를 포함하고, 액체 입구(131) 각각은 상이한 탱크(3, 5)의 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)에 침지된다. 샘플링 분기부(13)는 또한 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)의 펑처링을 위한 탱크도 선택할 수 있도록 배열된 몇 개의 샘플링 밸브(19)를 포함한다. 복수의 샘플링 밸브(19)는 또한 펑처링된 액체상(L1, L2)의 유량의 조절을 허용할 수 있다.
샘플링 분기부(13)는 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)의 펑처링을 용이하게 하기 위해 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)에 침지된 적어도 하나의 펌프(135)를 포함할 수 있다. 펌프(135)는 샘플링 분기부(13)의 액체 입구(131)에 배열된다.
도 1을 참조하면, 구조물(70)은 구조물의 탱크(들)(3, 5)에 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 보일오프로부터 생성된 기체상(G1, G2)이다.
예로서, 적어도 하나의 소비장치(7)는 DFDE(Dual Fuel Diesel Electric; 이중 연료 디젤 전기) 유형의 발전기, 즉 구조물(70)의 전기 공급을 보장하도록 구성된 가스 소비장치일 수 있다. 이것은 본 발명의 예시적인 실시예일 뿐이며, 본 발명의 맥락으로부터 벗어남이 없이 상이한 가스 소비장치의 설치가 제공될 수 있는 것으로 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 출구(303, 503)와 유체 연통하는 적어도 하나의 가스 입구(101)와, 소비장치(7)의 적어도 하나의 연료 입구(701)와 유체 연통하는 가스 출구(103)를 포함한다.
공급 시스템(1)은 연료를 전달하기 위해 적어도 하나의 가스 출구(453)가 소비장치(7)에 연결된 연료 준비 시스템(45)과, 탱크(3, 5)로부터의 가스(G1, G2)의 적어도 일부를 준비 시스템(45)의 입구(451)로 가져가도록 구성된 공급 분기부(21)를 포함한다.
공급 시스템(1)은 탱크(3, 5) 중 적어도 하나에 수용된 혼합물(LC2)의 보일오프로부터 생성된 가스를 적어도 부분적으로 액화시키도록 구성된 열교환 모듈(22)을 포함한다.
열교환 모듈(22)은 공급 분기부(21)를 구성하는 제 1 통로(pass)(25)를 포함하는 열교환기(heat exchanger)(23)를 포함한다. 제 1 통로(25)는 공급 분기부(21)의 적어도 하나의 가스 입구(211)에 배치된다. 공급 분기부(21)의 가스 입구(211)는 공급 시스템(1)의 가스 입구(101)의 일부를 형성한다. 따라서, 공급 분기부(21)의 가스 입구(211)는 덕트를 통해 구조물(70)의 탱크(3, 5) 중 적어도 하나의 가스 출구(303, 503)에 연결된다.
도 1에 도시된 실시예에서, 공급 분기부(21)는 공급 시스템(1)의 복수의 가스 입구(101)의 일부를 형성하는 복수의 가스 입구(211)를 포함한다. 공급 분기부(21)의 가스 입구(211)는 각각 구조물(70)의 탱크(3, 5)의 가스 출구(303, 503)에 연결된다.
공급 시스템(1)은 열교환기(23)의 제 1 통로(25)의 바이패스 분기부(29)를 포함한다. 바이패스 분기부(29)는 제 1 통로(25)의 입구(251)와 제 1 통로(25)의 출구(253)를 연결한다. 따라서, 바이패스 분기부(29)는 열교환기(23)의 제 1 통로(25)와 병렬로 장착된다.
도 1을 참조하면, 열교환기(23)는 공급 분기부(21)를 구성하는 제 2 통로(27)를 포함한다. 제 2 통로(27)는 공급 분기부(21)의 연결 부분(215)에 의해 제 1 통로(25)에 연결된다. 다시 말해서, 제 1 통로(253)의 출구는 공급 분기부(21)의 연결 부분(215)에 의해 제 2 통로(271)의 입구에 연결된다.
열교환기(23)의 제 2 통로(27)는 열교환기(23)의 제 1 통로(25)와 열량을 교환하도록 구성된다.
공급 분기부(21)의 연결 부분(215)은 공급 분기부(21)의 연결 부분(215)에서 유동하는 유체의 압력을 증가시키도록 구성된 적어도 하나의 압축 장치(31)를 포함한다. 따라서, 압축 장치는 제 1 통로(25)의 출구(253)와 제 2 통로(27)의 입구(271) 사이에 배열된다.
열교환 모듈(22)은 공급 분기부(21)를 구성하는 제 1 통로(39)를 포함하는 서멀 열교환기(thermal heat exchanger)(37)를 포함한다. 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)는 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 출구(273)와 준비 시스템(45)의 입구(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 분기부(33)를 포함한다. 따라서, 액화 천연 가스(LC1)의 액체상(L1)의 일부 또는 혼합물(LC2)의 액체(L2)의 일부가 냉각 분기부(33) 내로 유동할 수 있다.
보다 구체적으로, 냉각 분기부(33)의 액체 입구(331)는 구조물(70)의 탱크(들)(3, 5)에 수용된 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)에 침지된다. 분기부(33)의 액체 입구(331)는 공급 시스템(1)의 냉각 입구(105)의 일부이다. 도 1에 도시된 실시예에서, 냉각 분기부(33)는 구조물(70)과 상이한 탱크(3, 5)에 각각 침지된 복수의 액체 입구(331)를 포함한다.
도 1에서, 샘플링 분기부(33)의 액체 입구(331)에는 선택적으로 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)의 펑처링을 용이하게 하기 위해 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)에 침지된 적어도 하나의 펌프(335)가 제공된다.
도시되지 않은 실시예에서, 냉각 분기부(33)는 구조물의 탱크로부터 액체상의 샘플링을 금지, 허가 및 제어하기 위한 복수의 펑처링 밸브를 포함한다.
서멀 열교환기(37)는 냉각 분기부(33)를 구성하는 제 2 통로(41)를 포함한다. 따라서, 냉각 분기부(33)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)를 포함한다. 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)는 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)에서 순환하는 가스를 적어도 부분적으로 액화시키기 위해 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)와 열량을 교환하도록 구성된다.
서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 출구(413)는 냉각 분기부(33)의 액체 출구(333)에 연결된다. 냉각 분기부(33)의 액체 출구(333)는 탱크(3, 5) 내부에 배치된 분무 장치(58)에 연결된다. 분무 장치(58)는 탱크(3, 5)에 수용된 액체상 위에 있도록 배열된다. 분무 장치(58)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)로부터 생성된 액체가 액적의 형태로 분산될 수 있게 한다.
도 1의 실시예에서, 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 출구(413)는 냉각 분기부(33)의 복수의 액체 출구(333)에 연결되고, 각각의 액체 출구(333)는 탱크(3, 5)에 포함된 분무 장치(58)에 연결된다.
서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 출구(413)는 또한 연결 덕트(56)에 의해 배출 덕트(57)에 연결된다. 배출 덕트(57)는 하기에서 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 배열된다. 제 1 제어 장치(643)는 예를 들어 일방향 밸브이다.
제 2 제어 장치(641)는 냉각 분기부(33)와 연결 덕트(56)의 접합부(function)와 분무 장치(58) 사이의 냉각 분기부(33) 상에 배열된다. 제 2 제어 장치(641)는 예를 들어 일방향 밸브이다.
냉각 분기부(33)는 공급 시스템(1)의 액체 입구(105)와 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 입구(411) 사이에 배열된 냉각 장치(35)를 포함한다. 다시 말해서, 냉각 장치(35)는 냉각 분기부(33)의 액체 입구(331)와 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 입구(411) 사이에 배열된다.
냉각 장치(35)는 냉각 분기부(33)에서 순환하는 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2) 부분을 냉각시키도록 구성된다. 예로서, 냉각 장치(35)는 액화 천연 가스(LC1)의 액체상(L1)의 일부 및 혼합물(LC2)의 액체상(L2)의 일부를 교대로 냉각시킬 수 있다.
공급 시스템(1)은 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 바이패스 분기부(43)를 포함한다. 바이패스 분기부(43)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 입구(411)를 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 출구(413)에 연결한다. 다시 말해서, 바이패스 분기부(43)는 서멀 열교환기의 제 2 통로(41)와 병렬로 장착된다.
공급 시스템(1)은 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 입구(411)로부터 냉각 분기부(33)의 연결 지점(PR0)까지의 연결 채널(330)을 포함한다. 연결 지점(PR0)은 분배 장치(64)의 제 2 제어 장치(377)와 분무 장치(58) 사이의 냉각 분기부(33) 상에 배열된다.
도 1을 참조하면, 열교환 모듈(22)에 의해 적어도 부분적으로 액화된 가스로부터의 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 통로(39)의 출구(393)에 연결된 입구(471)를 포함한다. 이러한 맥락에서, 제 1 상 분리기(47)의 입구(471)는 준비 시스템(45)의 입구(451)의 일부인 것으로 이해된다.
제 1 상 분리기(47)는 공급 시스템(1)의 가스 출구(103)의 일부를 형성하는 가스 출구(473)를 포함한다. 제 1 상 분리기(47)의 가스 출구(473)는 연료를 전달하기 위해 소비장치(7)의 연료 입구(701)에 연결된다. 제 1 상 분리기(47)의 가스 출구(473)와 소비장치(7) 사이의 연결은 연결 덕트(49)에 의해 보장된다.
따라서, 연결 덕트(49)는 또한 공급 시스템(1)의 가스 출구(103)와 소비장치(7)의 연료 입구(701) 사이의 연결을 보장하는 것으로 이해된다. 또한, 제 1 상 분리기(47)의 가스 출구(473)는 준비 시스템(45)의 가스 출구(453)의 일부이고, 준비 시스템(45)의 가스 출구(453)는 결국 공급 시스템(1)의 가스 출구(103)의 일부인 것으로 이해된다.
제 1 상 분리기(47)는 라인(51)에 의해 제 2 상 분리기(55)의 입구(551)에 연결된 액체 출구(475)를 포함한다. 팽창 장치(53)는 라인(51) 상에 배치된다. 라인(51)은 예를 들어 덕트일 수 있다.
제 2 상 분리기(55)는 덕트(59)를 통해 공급 분기부(21)의 접합 지점(PJ)에 연결된 가스 출구(553)를 포함한다. 접합 지점(PJ)은 구조물(70)의 탱크(3, 5)의 적어도 하나의 가스 출구(303, 305)와 압축 장치(31)의 입구(311) 사이에 배열된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 접합 지점은 공급 분기부(21)의 연결 부분(211) 상에 배열된다.
제 2 상 분리기(55)는 구조물(70)의 탱크(들)(3, 5)와 유체 연통하는 액체 출구(555)를 포함한다. 다시 말해서, 제 2 상 분리기(55)의 액체 출구(555)는 배출 덕트(57)에 의해 적어도 하나의 탱크(3, 5) 내부에 연결된다. 배출 덕트(57)의 일 단부는 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 분기부(61)를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 바이패스 분기부(61)는 또한 열교환기(23) 및 서멀 열교환기(37)를 바이패스하는 것을 가능하게 한다.
바이패스 분기부(61)는 압축 장치(31)의 출구(313)와 준비 시스템(45)의 가스 출구(453) 사이에 배열된다. 다시 말해서, 바이패스 분기부(61)는 압축 장치(31)의 출구(313)와 준비 시스템(45)의 가스 출구(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 출구(453)와 소비장치(7)의 연료 입구(701)에 연결된 공급 시스템(1)의 가스 출구(103) 사이에 배열된 연료 히터-쿨러(65)를 포함한다. 도 1의 실시예에서, 히터-쿨러(65)는 준비 시스템(45)의 가스 출구(453)와 소비장치(7)의 연료 입구(701) 사이의 연결 덕트(49) 상에 배치된다.
공급 시스템(1)은 공급 시스템(1)의 제 1 구성과 제 2 구성 사이에서 교번하도록 구성된 변환 장치(conversion device)(69)를 포함한다.
변환 장치(69)는 열교환기(23)의 제 1 통로(25) 또는 바이패스 분기부(29)에서의 가스의 유동을 제어하도록 배열된 제 1 조절 장치(231, 233, 235)를 포함한다. 따라서, 제 1 조절 장치(231, 233, 235)는 공급 시스템(1)의 적어도 일부에서의 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 통로(25)의 입구(251)에 배열되고, 제 2 일방향 밸브(233)는 열교환기(23)의 제 1 통로(25)의 출구(253)에 배열되며, 제 3 일방향 밸브(235)는 바이패스 분기부(29)에 배열된다. 이러한 일방향 밸브(231, 233, 235)는 열교환기(23)의 제 1 통로(25) 및/또는 바이패스 분기부(29)에서의 유체의 통과를 허가하거나 금지하는 것을 가능하게 할 것이다. 다시 말해서, 이러한 일방향 밸브(231, 233, 235)는 개방 위치, 유동을 조절하기 위한 반-개방 위치, 또는 폐쇄 위치를 취하도록 구성된다.
도시되지 않은 실시예에서, 제 1 조절 장치는 공급 분기부와 바이패스 분기부 사이의 접합부에 배열된 양방향 밸브를 포함한다.
변환 장치(69)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41) 및/또는 바이패스 분기부(43) 및/또는 연결 채널(330)에서의 액체의 순환을 제어하도록 배열된 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 일부에서의 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 통로(41)의 입구(411)에 배열되고, 제 2 일방향 밸브(373)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 출구(413)에 배열되고, 제 3 일방향 밸브(375)는 바이패스 분기부(43)에 배열되며, 제 4 일방향 밸브(377)는 연결 채널(330)에 배열된다. 제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)의 일방향 밸브는 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(25) 및/또는 바이패스 분기부(43) 및/또는 연결 채널(330)에서의 유체의 통과를 허가하거나 금지하는 것을 가능하게 할 것이다. 다시 말해서, 제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)의 일방향 밸브는 개방 위치, 유동을 조절하기 위한 반-개방 위치, 또는 폐쇄 위치를 취하도록 구성된다.
도시되지 않은 실시예에서, 제 2 조절 장치는 냉각 분기부와 바이패스 분기부 사이의 접합부에 배열된 양방향 밸브를 포함한다.
변환 장치(69)는 열교환기(23)의 제 2 통로(27) 또는 바이패스 분기부(61)에서의 액체의 순환을 제어하도록 배열된 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 일방향 밸브(611)는 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 입구(271)에 배열되고, 제 2 일방향 밸브(613)는 바이패스 분기부(61) 상에 배열되고, 제 3 일방향 밸브(615)는 준비 시스템(45)의 가스 출구(453)에 배열된다. 제 3 조절 장치(611, 613, 615)의 일방향 밸브는 열교환기(23)의 제 2 통로(27) 및/또는 바이패스 분기부(61)에서의 유체의 통과를 허가하거나 금지하는 것을 가능하게 할 것이다. 다시 말해서, 제 3 조절 장치(611, 613, 615)의 일방향 밸브는 개방 위치, 유동을 조절하기 위한 반-개방 위치, 또는 폐쇄 위치를 취하도록 구성된다.
도시되지 않은 실시예에서, 제 3 조절 장치는 공급 분기부와 바이패스 분기부 사이의 접합부 및 바이패스 분기부와 연결 덕트 사이의 접합부에 배열된 양방향 밸브 또는 삼방향 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. 공급 시스템(1)의 제 1 구성은 극저온 액체(LC1)가 액화 천연 가스(LC1)인 경우에 더욱 특히 적합하다.
공급 시스템(1)의 제 1 구성에서, 제 1 조절 장치(231, 233, 235)는 바이패스 분기부(29)에서의 유체의 순환을 허가하고, 열교환기(23)의 제 1 통로(25)에서의 유체의 통과를 금지한다.
제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)는 바이패스 분기부(43)에서의 유체의 순환을 허가하고, 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)에서의 유체의 통과를 금지하며, 연결 채널(330)에서의 유체의 통과를 금지한다.
제 3 조절 장치(611, 613, 615)는 바이패스 분기부(61)에서의 유체의 순환을 허가한다. 제 3 조절 장치(611, 613, 615)는 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39), 열교환기(23)의 제 2 통로(27) 및 준비 시스템(45)에서의 유체의 통과를 금지한다.
이러한 제 1 구성에서, 구조물(70)의 탱크(3, 5)에 수용된 액체 형태(L1)의 극저온 액체(LC1)의 보일오프로부터 생성된 가스(G1)는 공급 분기부(21)에 의해 탱크(3, 5) 중 하나로부터 취출된다. 가스(G1)는 바이패스 분기부(29) 내로 들어간다.
다음에, 가스(G1)는 압축 장치(31)에 의해 압축된다. 따라서, 압축 장치(31)의 입구(311)에서의 가스(G1)의 압력은 압축 장치(31)의 출구(313)에서의 가스(G1)의 압력보다 낮다.
압축 가스(G1)는 바이패스 분기부(61) 내로 유동한다. 따라서, 압축 가스(G1)는 열교환기(23), 서멀 열교환기(37) 및 준비 시스템(45)을 회피한다.
바이패스 분기부(61)를 통과한 후에, 압축 가스(G1)는 연결 분기부(49) 내로 유동하고 히터-쿨러(65)를 통과하여, 적어도 하나의 소비장치(7)로 보내지기 전에 압축 가스(G1)의 온도를 증가시킨다. 제 3 조절 장치(611, 613, 615)의 제 3 일방향 밸브(615)가 제 1 상 분리기(47)에 대한 접근을 방지하기 때문에, 압축 가스(G1)는 제 1 상 분리기(47) 내로 들어갈 수 없다.
병렬적으로, 구조물(70)의 적어도 하나의 탱크(3, 5) 내의 액체 형태(L1)의 극저온 액체(LC1)의 일부가 샘플링된다. 액체(L1)는 냉각 분기부(33), 액체(L1)를 냉각시키는 냉각 장치(35), 냉각 분기부(33), 바이패스 분기부(43), 그리고 나서 다시 냉각 분기부(33)로 연속적으로 유동한다.
분배 장치(64)는 액체(L1)가 연결 덕트(56) 내로 유동하여 배출 덕트(57)에 도달하는 것을 허용하고, 액체(L1)가 분무 장치(58)를 향해 유동하는 것을 방지하는 구성으로 되어 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. 공급 시스템의 제 2 구성은 극저온 액체(LC2)가 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물(L2)인 경우에 더욱 특히 적합하다. 바람직하게는, 혼합물(L2)에서 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 액체 상태의 알칸의 함량은 액체 메탄의 함량보다 많다.
공급 시스템(1)의 제 2 구성에서, 제 1 조절 장치(231, 233, 235)는 열교환기(23)의 제 1 통로(25)에서의 유체의 순환을 허가하고, 바이패스 분기부(29)에서의 유체의 통과를 금지한다.
제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)에서의 유체의 순환을 허가하고, 바이패스 분기부(43)에서의 유체의 통과를 금지하며, 연결 채널(330)에서의 유체의 통과를 금지한다.
제 3 조절 장치(611, 613, 615)는 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39), 열교환기(23)의 제 2 통로(27) 및 준비 시스템(45)에서의 유체의 순환을 허가한다. 제 3 조절 장치(611, 613, 615)는 바이패스 분기부(61)에서의 유체의 통과를 금지한다.
이러한 제 2 구성에서, 구조물(70)의 탱크(들)(3, 5)에 수용된 액체 형태(L2)의 극저온 액체(LC2)의 보일오프로부터 생성된 가스(G2)는 공급 분기부(21)에 의해 탱크(3, 5) 중 하나로부터 취출된다.
가스(G2)는 열교환기(23)의 제 2 통로(27)와 열량을 교환함으로써 열교환기(23)의 제 1 통로(25)에서 유동한다. 열교환기(23)의 제 1 통로(25)의 출구(253)에서, 가스(G2)의 온도는 상승했다.
다음에, 가열된 가스(G2)는 압축 장치(31)에 의해 압축된다. 따라서, 가스(G2)는 압축 장치(31)의 출구(313)에서, 준비 시스템(45)에 진입하기에 적합한 압력을 갖는다. 예로서, 이러한 실시예에서, 압력은 압축 장치(31)의 출구(313)에서 6.5 bar이다. 압축 가스(G2)의 온도는 열교환기(23)의 제 1 통로(25)의 출구에서의 가스(G2)의 온도와 실질적으로 동일하게 유지된다.
다음에, 가스(G2)는 열교환기(23)의 제 2 통로(27) 내로 유동하여 열교환기(23)의 제 1 통로(25)와 이러한 열량을 교환함으로써 열량을 넘겨준다. 따라서, 가스(G2)의 온도는 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 출구에서 낮아진다.
열교환기(23)에서, 제 2 통로(27)에서의 압축 가스(G2)의 유동은 제 1 통로(25)에서의 가스(G1)의 유동과 반대 방향으로 배향된다.
다음에, 가스(G2)는 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)로 유동한다. 가스(G2)는 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)에서 열량을 교환함으로써 다시 열량을 넘겨준다. 그러면, 가스(G2)는 적어도 부분적으로 액화된다.
서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)의 출구(393)에는 조성이 상이한 기체와 액체의 혼합물이 있다. 연료 준비 시스템(45)은 연료가 이러한 혼합물로부터 분리될 수 있게 할 것이다.
혼합물은 제 1 상 분리기(47)를 통과한다. 소비장치(7)를 위한 연료인 기체상과 혼합물의 액체상이 분리된다. 제 1 상 분리기(47)에 수용된 기체상은 히터-쿨러(65)를 통해 소비장치에 공급하기 위해 연결 분기부(49) 내로 유동한다.
혼합물의 액체상은 제 1 상 분리기(47)의 액체 출구(475)를 제 2 상 분리기(55)의 입구(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 액체상과 기체상으로 구성된 다른 혼합물을 생성하고, 다른 혼합물은 제 2 상 분리기(55)에서 디캔팅(decanting)된다.
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 통로(25)의 출구(253)와 압축 장치(31)의 입구(311) 사이에 있는 접합 지점(PJ)에서 공급 분기부(21)로 복귀된다.
병렬적으로, 구조물(70)의 적어도 하나의 탱크(3, 5) 내의 액체 형태(L1)의 극저온 액체(LC1)의 일부가 샘플링된다. 액체(L1)는 냉각 분기부(33) 내로 유동하고, 냉각 장치(35) 및 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41) 내로 연속적으로 통과하여, 최종적으로 분무 장치(58)에 의해 탱크(3, 5) 중 하나로 분산된다.
따라서, 도 3에 도시된 제 1 실시예의 구성에서, 분배 장치(64)는 액체(L1)가 연결 덕트(56) 내로 유동하는 것을 방지하고 액체(L1)가 분무 장치(58)를 향해 유동하는 것을 허용하는 구성으로 되어 있다.
서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)에서의 액체 형태의 극저온 액체의 유동은 동시에 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)에서 통과하는 가스를 적어도 부분적으로 액화시키는 것을 가능하게 한다.
서멀 열교환기(37)에서, 제 1 통로(39)에서의 가스(G2)의 유동은 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)에서의 액체(G2)의 유동과 반대 방향으로 배향된다.
도 4는 소비장치(들)의 연료 공급 시스템의 제 2 실시예를 도시한다. 공급 시스템은 열교환 모듈이 추진 장치에 공급하도록 구조물의 탱크 중 적어도 하나로부터 취출된 액체로부터의 냉기를 이용하기 위한 열량 교환기(calorie exchanger)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 연료는 액화 천연 가스, 또는 특히 대기압에서 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물로부터 준비되며, 혼합물은 부유 구조물의 적어도 하나의 탱크에 수용된다. 바람직하게는, 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 알칸은 에탄, 프로판, 부탄, 및 이들의 적어도 하나의 혼합물로부터 선택된다.
제 2 실시예와 다른 실시예 사이의 동일한 요소는 도면에서 동일한 참조 번호로 지시된다. 동일한 요소에 대한 설명에 대해서는, 이전 실시예의 설명이 참조될 수 있다.
도 4를 참조하면, 공급 시스템(1)의 열교환 모듈(22)은 공급 분기부(21)를 구성하는 제 1 통로(93) 및 샘플링 분기부(13)를 구성하는 제 2 통로(95)를 포함하는 열량 교환기(91)를 포함한다.
열량 교환기(91)의 제 1 통로(93)는 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 출구(273)와 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)의 입구(391) 사이에 배열된다. 열량 교환기(91)의 제 2 통로(95)는 샘플링 분기부(13)의 액체 입구(131)와 압축 부재(15) 사이에 배열된다. 열량 교환기(91)의 제 1 통로(93)는 열량 교환기(91)의 제 2 통로(95)와 열량을 교환하도록 구성된다.
극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)이 추진 장치(9)에 공급하도록 구조물(70)의 탱크(3, 5) 중 하나로부터 취출되는 경우, 극저온 액체(LC1, LC2)의 액체상(L1, L2)은 샘플링 분기부(13) 내로 유동하고, 열량 교환기(91)의 제 2 통로(95)를 통과한 후에, 압축 부재(15) 내로 들어간다.
2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물(LC2)의 기체상(G2)이 탱크(3, 5)로부터 취출된다. 따라서, 혼합물(LC2)은 소비장치(들)(7)를 위한 연료를 준비하기 위해 공급 분기부(21) 내로 유동한다. 보다 구체적으로, 혼합물(LC2)은 열교환기(23)의 제 2 통로(27), 열량 교환기(91)의 제 1 통로(93) 및 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)를 연속적으로 통과한 후에, 준비 시스템(45)으로 진입한다.
이러한 맥락에서, 열량 교환기(91)의 제 2 통로(95)에서의 액화 천연 가스 또는 혼합물의 유동은 열량 교환기(91)의 제 1 통로(93)에서의 혼합물의 유동의 방향과 동일한 의미를 갖는 방향으로 일어난다. 따라서, 혼합물은 열량 교환기(91)의 제 1 통로(91)의 입구(931)보다 제 1 통로(93)의 출구(933)에서 더 저온이다. 또한, 액화 천연 가스(LC1) 또는 혼합물(LC2)은 열량 교환기(91)의 제 2 통로(95)의 입구(951)보다 제 2 통로(95)의 출구(953)에서 더 고온이다. 따라서, 열량 교환기(91)의 제 2 통로(95)를 통과하고 추진 장치(9)에 공급하는 데 사용되는 액화 천연 가스를 포함하는 탱크와, 열량 교환기의 제 1 통로(93)를 통과함으로써 소비장치(7)를 위한 연료를 준비하기 위해 그것의 보일오프가 사용되는 혼합물(LC2)을 포함하는 복수의 탱크를 동일한 구조물에서 갖는 것이 가능한 것으로 이해된다.
제 2 실시예가 도 4에 도시된 바와 같이, 준비 시스템(45)은 제 1 실시예에서 설명된 제 1 상 분리기(47) 및 팽창 장치(53)를 포함한다. 보다 상세하게는, 준비 시스템(45)은 여기서는 제 1 상 분리기(47) 및 팽창 장치(53)만을 포함한다. 제 1 상 분리기(47)의 액체 출구(475)는 배출 덕트(57)에 연결된 라인(51)을 통해 구조물(70)의 탱크(3, 5) 중 적어도 하나와 유체 연통한다. 팽창 장치(53)는 제 1 상 분리기(47)의 액체 출구(475)를 배출 덕트(57)에 연결하는 라인(51) 상에 배열된다.
이러한 제 2 실시예에서, 그리고 선택적으로, 공급 시스템(1)은 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)의 출구(393)에서의 유체의 온도를 상승시키고 결과적으로 변환 장치(69)를 통해, 보다 상세하게는 제 2 조절 장치(371, 373, 375, 377)를 통해 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 입구(411)에서의 유체 유동을 조정하도록 구성된 제어 장치(401)를 포함한다. 따라서, 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)의 출구(393)에서 유체의 최적 액화가 보장된다.
도 5는 소비장치(들)의 연료 공급 시스템의 제 3 실시예를 도시한다. 공급 시스템은 소비장치(들)에 부가하여 추진 장치에 연료를 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 연료는 액화 천연 가스, 또는 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물로부터 준비되며, 혼합물은 부유 구조물의 적어도 하나의 탱크에 수용된다. 바람직하게는, 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 알칸은 에탄, 프로판, 부탄, 및 이들의 적어도 하나의 혼합물로부터 선택된다.
제 3 실시예와 다른 실시예 사이의 동일한 요소는 도면에서 동일한 참조 번호로 지시된다. 동일한 요소에 대한 설명에 대해서는, 이전 실시예의 설명이 참조될 수 있다.
도 5를 참조하면, 공급 시스템(1)은 공급 분기부(21)의 연결 부분(215) 상에 배열된 제 1 부착 지점(PR1)과 샘플링 분기부(13) 상에 배열된 제 2 부착 지점(PR2)을 연결하는 부착 분기부(319)를 포함한다.
제 1 부착 지점(PR1)은 공급 분기부(21)의 가스 입구(211)와 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)의 입구(391) 사이의 공급 분기부(21) 상에 배열된다. 보다 구체적으로, 도 5에서, 제 1 부착 지점(PR1)은 열교환기(23)의 제 1 통로(25)의 출구(253)와 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 입구(271) 사이에 배치된다.
이어서, 제 2 부착 지점(PR2)은 히터-쿨러(17)의 출구와 샘플링 분기부(13)로부터의 가스 출구(133) 사이에 배치되고, 즉 히터-쿨러(17)의 출구와 추진 장치(9)의 연료 입구(901) 사이에 배치된다.
압축 장치(31)는 공급 분기부(21)에서 유동하는 유체를 압축하도록 구성된 복수의 압축 스테이지(315)를 포함하는 압축기이다. 압축 스테이지(315)의 제 1 부분은 공급 분기부(21)의 연결 부분(215) 상에 배열되고, 압축 스테이지(315)의 제 2 부분은 부착 분기부(319) 상에 배열된다.
압축 장치(31)의 저압 출구(313)는 압축 장치(31)의 압축 스테이지(315)의 제 1 부분과 압축 스테이지(315)의 제 2 부분 사이에 배열된다. 저압 출구(313)는 제 1 연결 지점(PR1)에 대응한다. 압축 스테이지(315)의 제 1 부분을 통과한 후에 압축 장치(31)의 저압 출구(313)에서 유동하는 유체의 적어도 일부는 준비 시스템(45)에 적합한 압력을 갖는다.
압축 장치(31)의 고압 출구(317)는 연결 분기부(313) 상에 배열되고, 부착 분기부(319) 상에 배열된 압축 스테이지(315)의 제 2 부분의 최후 압축 스테이지(315)의 출구에 대응한다. 따라서, 압축 스테이지의 제 1 부분을 통과한 유체의 다른 부분은 연결 분기부(319) 내로 유동하고, 압축 스테이지(315)의 제 2 부분을 통과한다. 유체는 압축 장치(315)의 고압 출구(317)에서 추진 장치(9)에 적합한 압력을 갖는다. 예로서, 유체는 압축 장치(315)의 고압 출구(317)에서 30 bar 내지 40 bar의 압력을 갖는다.
공급 시스템(1)은 열교환기(23)의 제 2 통로(27)를 향한 유체의 유동을 금지하거나 허용하도록 구성되고 연결 분기부(319)에서의 유체의 유동을 금지하거나 허용하도록 구성된 공유 장치(sharing device)(66)를 포함한다.
공유 장치(66)는 복수의 분배 장치(661, 663)를 포함한다. 제 1 분배 장치(661)는 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 입구와 제 1 연결 지점(PR1) 사이의 공급 분기부(21)의 연결 부분(215) 상에 배열된다. 제 1 분배 장치(661)는 예를 들어 일방향 밸브이다. 제 2 분배 장치(663)는 압축 장치(31)의 고압 출구(315)와 제 2 연결 지점(PR2) 사이의 연결 분기부(319) 상에 배열된다. 제 2 분배 장치(663)는 예를 들어 일방향 밸브이다.
제 3 실시예에서, 공유 장치(66)는 유체가 압축 장치(31)의 압축 스테이지(315)의 제 1 부분을 통과한 후에 열교환기(23)의 제 2 통로(27)로 유동하도록 허용되는 구성으로 되어 있다. 대조적으로, 이러한 구성에서, 공유 장치(66)는 연결 분기부(319)에서의 유체의 유동을 금지한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 3 실시예는 제 2 실시예의 준비 시스템(45), 즉 제 1 상 분리기(47) 및 팽창 장치(53)만을 갖는 준비 시스템(45)을 사용한다.
도 6은 소비장치(들)의 연료 공급 시스템의 제 4 실시예를 도시한다. 공급 시스템은 소비장치(들)에 부가하여 추진 장치에 연료를 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 연료는 액화 천연 가스, 또는 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물로부터 준비되며, 혼합물은 부유 구조물의 적어도 하나의 탱크에 수용된다. 바람직하게는, 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 알칸은 에탄, 프로판, 부탄, 및 이들의 적어도 하나의 혼합물로부터 선택된다.
제 4 실시예와 다른 실시예 사이의 동일한 요소는 도면에서 동일한 참조 번호로 지시된다. 동일한 요소에 대한 설명에 대해서는, 이전 실시예의 설명이 참조될 수 있다.
도 6을 참조하면, 공급 시스템(1)은 공급 분기부(21)의 연결 부분(215) 상에 배열된 제 1 부착 지점(PR1)과 샘플링 분기부(13) 상에 배열된 제 2 부착 지점(PR2)을 연결하는 부착 분기부(319)를 포함한다.
제 1 부착 지점(PR1)은 공급 분기부(21)의 가스 입구(211)와 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)의 입구(391) 사이의 공급 분기부(21) 상에 배열된다. 보다 구체적으로, 도 5에서, 제 1 부착 지점(PR1)은 열교환기(23)의 제 1 통로(25)의 출구(253)와 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 입구(271) 사이에 배치된다.
유체가 공급 분기부(21)에서 유동하는 경우, 유체는 열교환기(23)의 제 1 통로(25)를 통과한 후에, 압축 장치(31)를 통과하고, 다음에 열교환기(23)의 제 2 통로(27) 또는 연결 분기부(319)를 통과한다. 압축 장치(31)의 출구(313)에서, 유체는 추진 장치(9)에 의해 사용되기에 적절한 압력을 갖는다. 대조적으로, 이러한 압력은 유체가 준비 시스템(45)에 의해 사용되기에는 너무 높다.
결과적으로, 공급 시스템(1)은 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 출구(273)와 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)의 입구(391) 사이의 공급 분기부(21) 상에 배열된 팽창 장치(277)를 포함한다. 유체가 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 출구(273) 및 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)의 입구(391)로부터 유동하는 경우, 유체는 팽창 장치(277)를 통과한다. 그러면, 유체의 압력이 유체가 준비 시스템(45)에 의해 사용될 수 있도록 떨어진다. 예로서, 유체의 압력은 팽창 장치(277)의 입구에서 약 40 bar로부터 팽창 장치(277)의 출구에서 약 6.5 bar로 된다.
공급 시스템(1)은 제 3 실시예의 구조에 대해 설명된 공유 장치(66)를 포함한다. 공유 장치(66)는 열교환기(23)의 제 2 통로(27)를 향한 유체의 유동을 금지하거나 허용하도록 구성되고, 연결 분기부(319)에서의 유체의 유동을 금지하거나 허용하도록 구성된다.
제 1 분배 장치(661)는 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 입구와 제 1 연결 지점(PR1) 사이의 공급 분기부(21)의 연결 부분(215) 상에 배열된다. 제 1 분배 장치(661)는 예를 들어 일방향 밸브이다.
제 2 분배 장치(663)는 압축 장치(31)의 고압 출구(315)와 제 2 연결 지점(PR2) 사이의 연결 분기부(319) 상에 배열된다. 제 2 분배 장치(663)는 예를 들어 일방향 밸브이다.
제 4 실시예에서, 공유 장치(66)는 유체가 압축 장치(31)를 통과한 후에 열교환기(23)의 제 2 통로(27)로 유동하도록 허용되고 연결 분기부(319)로 유동하도록 허용되는 구성으로 되어 있다. 따라서, 공급 시스템(1)은 연료가 추진 장치(9) 및 소비장치(들)(7)에 동시에 공급될 수 있게 한다. 제 4 실시예의 변형예에서, 공유 장치(66)는 연결 분기부(319)에서의 유체의 유동을 금지한다. 제 4 실시예의 다른 변형예에서, 공유 장치(66)는 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 입구(271)를 향한 유체의 유동을 방지한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 4 실시예는 제 2 실시예의 준비 시스템(45)을 반복한다.
도 7을 참조하면, 선박 또는 부유 플랫폼일 수 있는 부유 구조물(70)의 이중 선체(72)에 장착된 대체로 프리즘 형상의 밀봉 및 단열된 탱크(3, 5)가 부유 구조물(70)의 절개도로 도시되어 있다. 탱크(3, 5)의 벽은 탱크(3, 5)에 수용된 극저온 액체와 접촉하도록 의도된 1차 밀봉 배리어와, 1차 밀봉 배리어와 선박의 이중 선체(72) 사이에 배열된 2차 밀봉 배리어와, 1차 밀봉 배리어와 2차 밀봉 배리어 사이 및 2차 밀봉 배리어와 이중 선체(72) 사이에 각각 배열된 2개의 단열 배리어를 포함한다. 단순화된 버전에서, 부유 구조물(70)은 단순한 선체를 포함한다.
부유 구조물(70)의 상부 데크 상에 배열된 로딩/언로딩 파이프(loading/unloading pipe)(73)는 탱크(3, 5)로부터 또는 탱크(3, 5)로 극저온 액체 화물을 이송하기 위해 해상 또는 항구 터미널에 적합한 커넥터에 의해 연결될 수 있다.
도 7은 로딩 및/또는 언로딩 스테이션(75), 수중 덕트(76) 및 육상 시설(77)을 포함하는 해상 터미널의 예를 도시한다. 로딩 및/또는 언로딩 스테이션(75)은 이동 아암(74)과, 이동 아암(74)을 지지하는 타워(78)를 포함하는 고정형 해상 시설이다. 이동 아암(74)은 로딩/언로딩 파이프(73)에 연결될 수 있는 절연된 가요성 호스(79)의 번들을 지지한다. 이동 아암(74)은 조정 가능하고, 모든 부유 구조물 템플릿(70)에 적합화된다. 연결 덕트(도시되지 않음)가 타워(78) 내부로 연장된다. 로딩 및/또는 언로딩 스테이션(75)은 육상 시설(77)로부터 또는 육상 시설(77)로의 부유 구조물(70)의 로딩 및/또는 언로딩을 허용한다. 육상 시설(77)은 극저온 액체 저장 탱크(80)와, 수중 덕트(76)에 의해 로딩 및 언로딩 스테이션(75)에 연결된 연결 덕트(81)를 포함한다. 수중 덕트(76)는 로딩 및/또는 언로딩 스테이션(75)과 육상 시설(77) 사이에서 상당한 거리, 예를 들어 5 ㎞에 걸쳐서 극저온 액체를 이송할 수 있게 하며, 이는 부유 구조물(70)이 로딩 및/또는 언로딩 작업 동안에 해안으로부터 상당한 거리에 유지될 수 있게 한다.
극저온 액체의 이송에 필요한 압력을 생성하기 위해, 부유 구조물(70)에 탑재된 펌프 및/또는 육상 시설(77)에 설치된 펌프 및/또는 로딩 및 언로딩 스테이션(75)에 설치된 펌프가 사용된다.
본 예들은 부유 구조물에 대해 설명되었지만, 육상 구조물에도 적용 가능하다. 더욱이, 본 발명은 액화 천연 가스, 또는 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물의 사용에 제한되지 않는다.
또한 상기의 설명으로부터, 준비 시스템은 도 4 내지 도 6에 설명된 바와 같은 단일 상 분리기를 갖는 제 1 구성, 또는 도 1 내지 도 3에 설명된 바와 같은 제 1 상 분리기 및 제 2 상 분리기로 불리는 2개의 상 분리기를 연속적으로 갖는 제 2 구성을 포함하여, 적어도 2개의 구성을 취할 수 있는 것으로 이해된다.
물론, 본 발명은 방금 설명된 예들에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 이러한 예들에 대해 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 다양한 실시예의 기술적 특징은 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 함께 조합될 수 있다. 예를 들어, 온도 제어 장치가 제 1 실시예에서 구현될 수 있거나, 제 1 실시예의 준비 시스템이 다른 실시예에서 사용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 부유 또는 육상 구조물(70)에 있어서,
    액화 천연 가스(LC1), 또는 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 액체 상태의 알칸과 액체 메탄의 혼합물(LC2)이 수용된 적어도 하나의 탱크(3, 5)와,
    적어도 하나의 소비장치(7)와,
    상기 탱크에 수용된 액화 천연 가스(L1, LC1)의 보일오프로부터 생성된 가스(G1)로부터 준비된 연료를 상기 소비장치(7)에 제 1 구성으로 공급하고, 상기 탱크(3, 5)에 수용된 혼합물(L2, LC2)의 보일오프로부터 생성된 가스(G2)로부터 준비된 연료를 상기 소비장치에 제 2 구성으로 공급하기 위한 적어도 하나의 공급 시스템(1)을 포함하며,
    상기 공급 시스템(1)은 상기 공급 시스템(1)의 제 1 구성과 제 2 구성 사이를 교번하도록 구성된 변환 장치(69)를 포함하고, 상기 공급 시스템(1)은 상기 탱크(3, 5)에 수용된 혼합물(L2, LC2)의 보일오프로부터 생성된 가스(G2)를 적어도 부분적으로 액화시키도록 구성된 열교환 모듈(22)과, 적어도 부분적으로 액화된 가스로부터의 연료 준비 시스템(45)을 포함하며, 적어도 부분적으로 액화된 가스로부터 준비된 연료는 상기 혼합물의 메탄가보다 높은 메탄가를 갖는
    구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료 준비 시스템(45)은 연료를 전달하기 위해 상기 소비장치(7)에 연결된 적어도 하나의 가스 출구(453)를 포함하고, 공급 분기부(21)는 상기 혼합물(LC2)의 보일오프로부터 생성된 가스(G2)의 적어도 일부를 상기 탱크(3, 5)로부터 상기 연료 준비 시스템(45)의 입구(451)로 공급하도록 구성되고, 상기 열교환 모듈(22)은 상기 공급 분기부(21)를 구성하고 상기 공급 시스템(1)의 가스 입구(101)와 상기 연료 준비 시스템(45)의 입구(451) 사이에 배열된 제 1 통로(39)를 포함하는 적어도 하나의 서멀 열교환기(37)를 포함하고, 냉각 분기부(33)는 상기 액화 천연 가스(LC1) 또는 상기 혼합물(LC2)이 통과하도록 구성되고, 상기 냉각 분기부(33)는 상기 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)를 포함하고, 상기 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)는 상기 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)에서 순환하는 가스를 적어도 부분적으로 액화시키기 위해 상기 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)와 열량을 교환하도록 구성되는
    구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 열교환 모듈(22)은 상기 공급 분기부(21)를 구성하고 상기 공급 시스템(1)의 가스 입구와 상기 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)의 입구(391) 사이에 배치된 제 1 통로(25)를 포함하는 적어도 하나의 열교환기(23)를 포함하고, 상기 가스 입구(101)는 상기 탱크(3, 5)의 가스 출구(303, 503)에 연결되며, 상기 열교환기(23)는 상기 공급 분기부(21)를 구성하고 상기 공급 분기부(21)의 연결 부분(215)에 의해 상기 제 1 통로(25)에 연결된 제 2 통로(27)를 포함하고, 상기 연결 부분(215)은 적어도 하나의 압축 장치(31)를 포함하는
    구조물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열교환 모듈(22)은 상기 공급 분기부(21)를 구성하고 상기 열교환기(23)의 제 2 통로(27)의 출구(273)와 상기 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)의 입구(391) 사이에 배열된 제 1 통로(93)를 포함하는 열량 교환기(91)를 포함하고, 상기 열량 교환기(91)는 상기 액화 천연 가스(LC1) 또는 상기 혼합물(LC2)의 적어도 일부를 상기 탱크(3, 5)로부터 상기 구조물(70)의 추진 장치(9)의 연료 입구(901)로 공급하도록 구성된 샘플링 분기부(13)를 구성하는 제 2 통로(95)를 포함하고, 상기 열량 교환기(91)의 제 1 통로(93)는 상기 열량 교환기(91)의 제 2 통로(95)와 열량을 교환하도록 구성되는
    구조물.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 공급 시스템(1)은 상기 열교환기(23)의 제 1 통로(25)의 바이패스 분기부(29)를 포함하고, 상기 바이패스 분기부(29)는 상기 열교환기(23)의 제 1 통로(25)의 입구(251)와 상기 열교환기(23)의 제 1 통로(25)의 출구(253)를 연결하는
    구조물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 변환 장치(69)는 상기 공급 분기부(21)에 적어도 부분적으로 배치된 복수의 조절 장치(231, 233, 235; 371, 373, 375, 377; 611, 613, 615)를 포함하고, 상기 복수의 조절 장치(231, 233, 235; 371, 373, 375, 377; 611, 613, 615)는 상기 열교환기(23)의 제 1 통로(25) 및/또는 상기 바이패스 분기부(29)에서의 가스의 유동을 제어하도록 배열된 제 1 조절 장치(231, 233, 235)를 포함하는
    구조물.
  7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 시스템(1)은 상기 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 바이패스 분기부(43)를 포함하고, 상기 바이패스 분기부(43)는 상기 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 입구(411)를 상기 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)의 출구(413)에 연결하는
    구조물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 변환 장치(69)는 상기 냉각 분기부(33)에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 조절 장치(231, 233, 235; 371, 373, 375, 377; 611, 613, 615)를 포함하고, 상기 복수의 조절 장치(231, 233, 235; 371, 373, 375, 377; 611, 613, 615)는 상기 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41) 또는 상기 바이패스 분기부(43)에서의 액체의 순환을 제어하도록 배열된 제 2 조절 장치(371, 373, 375)를 적어도 포함하는
    구조물.
  9. 제 3 항과 조합하여 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 시스템(1)은 적어도 상기 연료 준비 시스템(45)의 바이패스 분기부(61)를 포함하고, 상기 바이패스 분기부(61)는 상기 압축 장치(31)의 출구(313)와 상기 연료 준비 시스템(45)의 가스 출구(453) 사이에 배치되는
    구조물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 변환 장치(69)는 상기 바이패스 분기부(61) 및/또는 상기 공급 분기부(21)에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 조절 장치(231, 233, 235; 371, 373, 375, 377; 611, 613, 615)를 포함하고, 상기 복수의 조절 장치(231, 233, 235; 371, 373, 375, 377; 611, 613, 615)는 상기 열교환기(23)의 제 2 통로(27) 또는 상기 바이패스 분기부(61)에서의 액체의 순환을 제어하도록 배열된 제 3 조절 장치(611, 613, 615)를 포함하는
    구조물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 준비 시스템(45)은 제 1 상 분리기(47)와, 제 2 상 분리기(55)와, 상기 제 1 상 분리기(47)의 액체 출구(475)를 상기 제 2 상 분리기(55)의 입구(551)에 연결하는 라인(51) 상에 배치된 팽창 장치(53)를 포함하고, 상기 제 1 상 분리기의 입구(471)는 상기 열교환 모듈(22)에 연결되고, 상기 제 1 상 분리기(47)의 적어도 하나의 가스 출구(473)는 연료를 전달하기 위해 상기 소비장치(7)에 연결되고, 상기 공급 시스템(1)은 적어도 하나의 탱크(3, 5)와 유체 연통 상태로 상기 제 2 상 분리기(55)의 액체 출구(555)를 배치하도록 구성되는
    구조물.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 상 분리기(55)의 가스 출구(553)는 상기 탱크(3, 5)의 가스 출구(303, 503)와 상기 압축 장치(31)의 입구(311) 사이에 배열된 상기 공급 분기부(21)의 접합 지점(PJ)에 연결되는
    구조물.
  13. 제 2 항과 조합하여 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)에서의 상기 액화 천연 가스(LC1) 또는 상기 혼합물(LC2)의 유동은 상기 서멀 열교환기(37)의 제 2 통로(41)에서의 상기 액화 천연 가스(LC1) 또는 상기 혼합물(LC2)의 유동과 반대 방향으로 배향되는
    구조물.
  14. 제 3 항과 조합하여 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열교환기(23)의 제 1 통로(25)에서의 상기 액화 천연 가스(LC1) 또는 상기 혼합물(LC2)의 유동은 상기 열교환기(23)의 제 2 통로(27)에서의 상기 액화 천연 가스(LC1) 또는 상기 혼합물(LC2)의 유동과 반대 방향으로 배향되는
    구조물.
  15. 제 4 항과 조합하여 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열량 교환기(91)의 제 1 통로(93)에서의 상기 액화 천연 가스(LC1) 또는 상기 혼합물(LC2)의 유동은 상기 열량 교환기(91)의 제 2 통로(95)에서의 상기 액화 천연 가스(LC1) 또는 상기 혼합물(LC2)의 유동과 동일한 방향으로 배향되는
    구조물.
  16. 극저온 액체를 위한 이송 시스템에 있어서,
    제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 부유 또는 육상 구조물(70)과, 상기 부유 구조물(70)에 설치된 탱크(3, 5)를 부유 또는 육상 저장 시설(77)에 연결하도록 배열된 절연 파이프(73, 79, 76, 81)와, 상기 절연 파이프를 통해 극저온 액체를 상기 부유 또는 육상 저장 시설(77)로부터 상기 구조물(70)의 탱크(3, 5)로 유동시키거나 상기 구조물(70)의 탱크(3, 5)로부터 상기 부유 또는 육상 저장 시설(77)로 유동시키기 위한 펌프를 포함하는
    이송 시스템.
  17. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 부유 구조물(70)에 대해 로딩 또는 언로딩하기 위한 방법에 있어서,
    로딩 또는 언로딩 동안에, 극저온 액체가 절연 파이프(73, 79, 76, 81)를 통해 부유 또는 육상 저장 시설(77)로부터 상기 구조물(70)의 탱크(3, 5)로 이송되거나 상기 구조물(70)의 탱크(3, 5)로부터 부유 또는 육상 저장 시설(77)로 이송되는
    방법.
  18. 적어도 메탄을 포함하고 적어도 하나의 탱크(3, 5)에 저장된 극저온 액체(L1, LC1; L2, LC2)의 보일오프로부터 생성된 가스(G1, G2)로부터 연료를 준비하기 위한 방법에 있어서,
    상기 연료는 구조물(70)에 공급하기 위한 공급 시스템(1)에 의해 준비되고, 상기 구조물(70)은 제 2 항과 조합하여 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 구조물이고, 가스(G2)의 유동은 적어도 상기 공급 분기부(21)에서 상기 서멀 열교환기(37)의 제 1 통로(39)를 통과한 후에 상기 연료 준비 시스템(45)을 통과함으로써 일어나는
    방법.
  19. 적어도 메탄을 포함하는 극저온 액체(L1, LC1; L2, LC2)의 보일오프로부터 생성된 가스(G1, G2)로부터 연료를 준비하기 위한 방법에 있어서,
    상기 연료는 구조물(70)에 공급하기 위한 공급 시스템(1)에 의해 준비되고, 상기 구조물(70)은 제 3 항 및 제 9 항과 조합하여 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 구조물이고, 가스(G1)의 유동은 적어도 상기 공급 분기부(21)에서 상기 압축 장치(31)를 통해, 그리고 나서 상기 바이패스 분기부(61)에서 일어나는
    방법.
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