JP2012508669A - 液体を充填した外殻構造の内部にある自由表面の運動を減衰する装置を装備した船舶または浮遊式支持体 - Google Patents
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Abstract
Description
液体状態の且つ加圧した液化ガスをタンク内に圧送および排出することによって、または、液体状態の液化ガスのタンク内へのモータ作動プロペラ推進によって作動する直接移動手段;および/または
タンクの液体中の気体流の生成に反応することによって作動する間接移動手段を備えることが可能である。つまり、ガス状流体を液化ガスに注入するガス状流体注入手段、または、液体ガスを加熱し蒸発させることによって、特に、ジュール効果による抵抗器を加熱することによって、または、管内を流れる熱媒体流体によって加熱することによって、液化ガスに対応したガスの気体流を生じさせる気体流発生手段である。
前記表面の直下に配置された、前記液体またはガス状流体が長手方向に直接排出される
ように配向された排出ノズルを使用すること;または
前記表面から遠い距離に配置されるが、前記液体またはガス状流体が前記表面に向かって上方に、好ましくは垂直方向に、指向されるように配向された排出ノズルを使用すること。その場合、液体またはガス状流体の上向きの流れが前記表面に接するときに、それは横に、したがって、恐らく下向きの流れで再び下方に移動される前に少なくとも一定距離に亘って水平に偏向される。最初の上向きの流れがリザーバの長手方向の側壁から一定距離に、好ましくは2つの側壁間の略中間に位置している場合、それは、2つの水平且つ反対方向の2つの流れ(つまり、上向きの流れの一方の側)に分割することができる。反対に、上向きの流れが垂直壁の近傍に生成される場合、それは、タンクの中央区域に向かう単一方向に前記表面の下方で偏向される。
a)液体状態またはガス状態の流体を注入し、好ましくは垂直方向に、排出ノズルを有した流体注入手段。前記ガスは、好ましくは窒素ガスを含んでいる。
(a)流体排出ノズル列を備えたマニホルド。ノズル列は、液体状態またはガス状態の流体を排出し、好ましくは窒素ガスを排出する。マニホルドは、底壁に配置される。あるいは、タンクの垂直側壁の近傍のノズル列をそれぞれ備えた複数の重畳マニホルド。重畳マニホルドは、気体カーテンを形成するのに適しており、好ましくは窒素のカーテン、または、窒素と液化ガスの前記ガスに対応するガスとの混合物を形成するのに適している;および
(b)プロペラ推進または液化ガスを吸入および搬送する吸込および搬送ポンプによって作動する直接移動手段。該移動手段は、矩形水平断面を有したタンクの4つのコーナの各々に配置され、タンクの中央区域に向かって、つまり、タンクに沿って中間の垂直中央軸に向かって液化ガスを移動させるように配向されている。
液体状態の液化ガスをタンクに加圧して圧送および排出することによって作動する直接移動手段40,40a〜40cおよび21と、
液体状態の液化ガスのタンクへのモータ作動プロペラ推進によって作動する直接移動手段22と、
タンクの液体中にガス流を生成することによって作動する間接移動手段とを備えている。つまり、間接移動手段は、ガス状流体を液化ガスに注入するガス状流体注入手段50,50a〜50eであり、ガス供給管またはマニホルドに沿って設けられる水平ノズル列、あるいは、ジュール効果によって抵抗器30aを加熱することによって、または、熱媒体流体を管30b内に流すことによって、および、タンクに収容された液体LNGを蒸発させることによって、液化ガスに対応するガスの気体流を生じさせる気体流発生手段30a〜30bである。
排出ノズルを使用すること。この排出ノズルは、自由表面の直下に、その下方0.5メータ(m)〜1mに配置された搬送ポンプに取り付けられる。また、排出ノズルは、液体状態の液化ガスの液体を加圧してタンク内に圧送および排出することによって作動する直接移動手段21として、水平方向に直接排出されるように配向されている;および
液体の形態の液化ガスのタンク21内のモータ作動プロペラ推進のための直接手段22として、水平軸のプロペラを使用すること。このプロペラは、自由表面の直下に、その下方0.5m〜1mの範囲に配置される。また、プロペラは、液体が水平方向に直接排出されるように配向されている;および
それぞれの水平マニホルドまたは供給管によって形成された列の形態で提供される排出ノズルを使用すること。この排出ノズルは、前記表面から離隔した距離に配置される。特
に、少なくとも3列〜5列の範囲で配置され、それらは、タンクの長手方向の側壁の近傍に重畳される。しかしながら、排出ノズル列は、垂直に配置され、その結果、液体またはガス状流体は、前記表面に向かって上方に指向される。これは、ガス状流体を液化ガスに注入するガス状流体注入手段50,50a〜50e、および、液体状態の液化ガスを加圧してタンク内に圧送および排出することによって作動する直接移動手段40,40a〜40cおよび21と同様である。
起こらない。穏やかな天候であっても、船の挙動、タンクの形状、およびタンクの充填レベルに関する或るパラメータが同時に存在する場合に、それが発生することがある。例えば、特定の周期(例えば、T=8秒〜10秒)に対して小さい振幅の横波(例えば、有意高さHs=1.25m)は、タンクが満タンまたは空の場合、如何なる危険も呈さない。あるいは、中間の充填レベルでは、確かに特定の値(例えば、70%充填〜80%充填の範囲)に対しては、共振現象は、そのような特定の条件の下で発生し、タンクの壁に対して非常に激しいスロッシングを生じさせることがある液体ガス貨物の危険な挙動をもたらす。その後、そのような激しいスロッシングは、閉じ込めまたは断熱システムに被害をもたらすか、または破壊し、それによって、船およびその全乗組員を大きな危険に陥れる。
スを具備した水平マニホルドを備えている。このマニホルドは、タンクの底からのガスを注入するように設計されており、図5〜図7に示されるように、タンクの長手方向に延びるガス・カーテン6の上向きの流れを形成する。形成される泡は、前記表面に上昇し、上向きの流れを生じさせる。この上向きの流れは、前記表面の近くで、2つの反対方向の流れに分割され、一方は右舷に流れ、他方は左舷に流れる。第2の装置は、例えば電線などの加熱要素30aによって構成される。あるいは、第2の装置は、実際には熱媒体流体が流れる管30bによって構成される。管30bは、図2に示されるように、タンクの底の31aで支持され、図3に詳細に示されるように、2つの垂直支持体31bの頂部に懸架される。加熱要素は、LNGを再気化し、それによって泡を生成し、泡は前記表面に向かって上昇する。それによって、ガス・カーテン6の形態をなす垂直の上向きの流れによって構成される穏やかな流体を生じさせる。それは、液化ガスの表面3aで、反対方向の2つの水平流れに分割し、一方は左舷に流れ、他方は右舷に流れる。最後に、装置40は、タンクの底の右側に設置されている。装置40は、ポンプ(図示せず)によってLNGを供給されるマニホルド40aを介して供給されるノズル41によって構成されている。装置40は、液体の上方への移動によって構成される穏やかな流体を生じさせる。これは、液体の自由表面3aに達すると、左舷および右舷に分割される。
タンクの余空間2f、分離器53、および接続管によって構成される上記のループに収容
された窒素は、分離器53が十分な有効性を示し、主エンジン57に燃料としてのメタンだけを送る限り、一定のままである。主エンジン57は、蒸気タービン型またはピストン・エンジン型である。
一方、液体メタンまたはLNGは、タンク2の下部に向かって管54bを介して上記の管54aの下部において除去される。コンプレッサ53aによって生成される静圧は、タンクに収容された液体メタンが管54b内を流れ戻らないか、または、ガス注入マニホルド50に達するようなものである。熱交換器54内におけるLNGへのメタンの液化は、熱エネルギを吸収し、したがって液体窒素をリザーバ51内で沸騰させる。生成された窒素ガスは、管533に向かって管50aを介して有利に導かれ、好ましくはコンプレッサ53aの直ぐ上流に導かれる。生成された窒素ガスは、55aと同一の型で図示しないユニットにおいて有利に再液化され、生成された液体窒素は、リザーバ51に向かって単に方向を変えられる。
の天井に接続する垂直支持体502に固定される。マニホルドは、タンク2を一方の端部から他方の端部に亘り、例えば、船の軸芯と平行である。マニホルドには、一端から、加圧したN2+CH4ガス状混合物が垂直壁で与えられる。このように、液化ガスの表面3aの下方に位置するマニホルドのうちの1つに供給するか、または、有利に、液化ガスの表面3aの下の異なる深さに位置する複数のマニホルド50cおよび50dに供給することが可能である。ガス注入が例えば異なる静圧で2つの流れに分割され、第1の流れ(例えば、体積で70%)が表面3aに最も近いマニホルド50cから排出され、残りの30%は、50cの直ぐ下のマニホルド50dから、より高い静圧で排出される。このように、生成される上向きの流れは、有利に最適化され、したがって穏やかな流体の性能および有効性は、タンクの充填レベルとタンクの壁に対する注入マニホルドの位置との関数として有利に最適化される。
して使用するために再液化するか、または主エンジンに導くことが必要であった気体メタンの管理が容易になる。このように、液体窒素は、酸素および様々な希ガスからの分離によって、大気から有利に且つ連続的に生成される。液体窒素は、専用のリザーバに格納され、液体窒素は、必要なとき、および、望まれないスロッシングのリスクに関してタンクに対して分配マニホルド回路に送られるときは常に注がれる。
Claims (20)
- 液体(3)をリザーバ内に搬送または格納し、大型タンクを備えた船舶または浮遊式支持体(1)であって、前記液体は、前記大型タンク(2)内で冷却された好ましくはメタン、エチレン、プロパン、およびブタンから選択された液化ガスからなり、前記大型タンクは、前記船舶の長手方向(XX’)に配されたその長さを有し、好ましくは、少なくとも部分的に多角形断面であり、前記船舶の前記長手方向(XX’)の軸芯を有した筒状であり、前記大型タンクは、断熱(2c)され、水平方向における少なくともその最小寸法が、特にその幅で20m以上であり、好ましくは25m〜50mの範囲であり、10,000m3を超える容積を呈する大型のものであり、
前記リザーバは、前記液体の動作を減衰する少なくとも1つの減衰装置を装備しており、該装置は、前記リザーバ内の前記液化ガスの液体を移動させる移動手段(21,22,30a,30b,40,50)を備え、それによって、少なくとも0.5mの深さ、好ましくは少なくとも2mの深さに亘って少なくとも局所的に前記液化ガスの自由表面の直下に水平流れを形成することを特徴とする船舶または浮遊式支持体。 - 前記リザーバ内の前記液化ガスの液体を移動させる前記移動手段は、前記タンクの前記長手軸方向に平行でない方向、好ましくは前記タンクの前記長手軸方向(XX’)に直交する横方向(YY’)に前記液化ガスの移動を生じさせることを特徴とする請求項1に記載の船舶または浮遊式支持体。
- 前記液体を移動させる前記移動手段は、流体を排出する流体排出手段(40,50)であり、前記液体もしくはガス状の形態の前記液体は、前記液化ガス、好ましくはLNGからなる液体流体、または、不活性ガス、好ましくは窒素を含んだガス状流体、または、前記タンク内に含まれる前記液化ガスの前記ガスに対応するガスであるが前記ガス状態のガス、または、前記不活性ガスと、前記液化ガスの前記ガスに対応するガス状態の前記ガスとの混合物から選択されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
- 垂直方向の気体流が、前記液化ガスの前記自由表面の下方に前記タンク内に、好ましくは前記タンクの底(2b)から、且つ、前記タンクの側壁(2a)近傍に、生成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
- 液体またはガス状流体を排出する前記排出手段は、前記タンクの外側の少なくとも1つのポンプ(51a,53a)と、ノズル列(40,50)を備え、前記流体を供給し、前記タンク内の前記液体の表面(3a)の下に水平に配置された流体供給管(40a〜40c,50a〜50e)からなる少なくとも1つのマニホルドとを備え、好ましくは少なくとも1つの前記供給管は、前記底壁(2b)近傍に配置され、前記流体供給管は、前記垂直方向に前記表面に向かって上方に前記流体を排出する複数の排出ノズル(41,50−1)を備え、同一の供給管の様々な一連のノズルは、好ましくは、互いに少なくとも0.5m、好ましくは1m〜5mの範囲で離隔配置されていることを特徴とする請求項1、2、および4のいずれかに記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
- 前記流体供給管(40a〜40c,50a〜50e)は、横方向(YY’)または好ましくは前記タンクの長手方向(XX’)に、且つ、好ましくは前記タンクの2つの対向壁の各々の近傍に配置されることを特徴とする請求項5に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
- 前記タンクは、前記表面から異なる距離で共通の垂直面において上下に配置されたノズ
ル列(40,50)を具備した複数の前記マニホルドを備え、好ましくは1つの前記マニホルドは、前記タンクの前記底壁(2b)近傍に配置された、垂直ノズル列(41,50−1)を備えていることを特徴とする請求項6に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。 - 前記タンクは、上向きの気体流カーテン(6)を生成することによって液化ガスを移動させる前記移動手段を備え、前記気体カーテンは、好ましくは前記タンクの長手方向に、且つ、好ましくは前記タンクの軸心位置にまたは前記長手方向の側壁(2a)に対して延び、前記気体カーテンを生じさせる手段は、
a)液体状態またはガス状態の流体を好ましくは垂直方向に注入し、排出ノズルを有する流体注入手段(50,50a〜50e)であって、前記ガスは、好ましくは窒素ガスを含んでいることと、
b)熱媒体流体(30b)が流れる管、または、加熱および前記加熱手段に接する前記液化ガスを再気化するのに適した長手方向要素(30a)の形態をなすジュール効果加熱抵抗器を備えた浸漬加熱手段であって、前記直線要素は、好ましくは前記タンクの長手方向(XX’)または横方向(YY’)に延びていることと、
から選択されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。 - 前記長手方向のジュール効果加熱要素は、電線(30a)であることを特徴とする請求項8に記載の船舶または浮遊式支持体。
- 前記タンクは、前記液化ガスを吸入し、それを前記浸漬ポンプに取り付けられた水平搬送ノズル(21a)を通じて搬送する吸込および搬送ポンプ(21)、または、前記タンクに浸漬したモータ作動推進プロペラ(22,22a〜22b)からなる直接液体移動手段を備え、それによって、前記液化ガスを、前記液化ガスの前記表面の下方で、前記水平方向に、好ましくは前記長手軸方向に平行でない方向に移動させ、前記ポンプまたは前記プロペラは、フロート(20a)上に取り付けられ、それによって、前記タンク内に含まれる前記液化ガスの前記表面から実質的に一定距離で、好ましくは0.5m〜5mの範囲の深さで、恒常的に浸漬されたままであり、より好ましくは、前記フロートは、浸漬した垂直支持体(20b)を垂直に摺動するように取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
- プロペラ・モータ作動推進(22)または前記吸込および搬送ポンプ(21)によって作動する前記直接移動手段は、前記タンクのコーナ(2d)に配置され、前記タンクの中央区域に向かう水平方向に、好ましくは前記タンクの矩形水平断面の4つのコーナの各々に、前記液化ガスを移動させるように配向されていることを特徴とする請求項10に記載の船舶または浮遊式支持体。
- 前記液体移動手段は、少なくとも、
(a)液体状態もしくはガス状態の流体を排出し、好ましくは液体窒素または窒素ガスを排出し、前記底壁に配置される流体排出ノズル列を備えたマニホルド、または、前記タンクの長手方向の側壁の近傍にそれぞれのノズル列(50a〜50c)を備えた、ガスの、好ましくは窒素のカーテンまたは窒素と前記液化ガスの前記ガスに対応するガスとの混合物のカーテンを形成するのに適した複数の重畳マニホルドと、
(b)前記液化ガスを吸入および搬送するプロペラ推進(22)または吸込および搬送ポンプ(21)によって作動し、矩形水平断面である前記タンクの4つのコーナ(2d)の各々に配置され、前記液化ガスを前記タンクの中央区域に、つまり、前記タンクに沿った中間の前記垂直中央軸に向かって、その中央の長手方向軸(XX’)に沿って移動させるように配向された前記直接移動手段とを備えることを特徴とする請求項5、8および1
1に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。 - 前記タンクは、その内部に、好ましくは窒素ガスを含んでいるガスの注入手段(50)と、前記ガス注入手段にガスを供給するガス供給装置(60)とを備え、前記船舶または浮遊式支持体は、
前記タンクの外部に、少なくとも1つの液体窒素リザーバ(51)と、
前記液体窒素を第1熱交換器(52)に送るのに適した第1液体循環ポンプ(51a)であって、その熱媒体流体は海水であり、前記第1熱交換器が垂直ノズル(50)を有した前記水平ランプに送り返される前に前記リザーバ(51)に格納された前記液体窒素を気化するのに適していることと、
前記タンクから取り除かれる窒素ガスを含んだ除去ガス状混合物(56)を分離するのに適したガス分離ユニット(53)であって、前記ガスは、前記ガス状態の前記液化ガスに対応していることと、
前記ガス状混合物を圧縮し、それを前記ガス注入マニホルド(50)に送り返すのに適した第2循環ポンプ(53a)と
を備えることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。 - 前記ガス供給装置(60)は、前記分離器(53)の出口に、少なくとも1つの窒素液化ユニット(55a)および/または前記液化ガス(55b)に対応した前記ガスを液化する液化ユニットをさらに備え、前記ユニットは、前記窒素リザーバ(51)または前記タンク(2)に液化ガスをそれぞれ送る前に前記窒素または前記ガスをそれぞれ再液化するのに適していることを特徴とする請求項13に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
- 前記ガス供給装置(60)は、前記液化ガスに対応した前記ガスを液化する液化ユニットをさらに備え、該液化ユニットは、前記窒素ガスおよび前記液化ガス(3)を管内で循環させ、前記マニホルド(50)および前記タンク(2)にそれぞれ供給するのに適した循環ポンプ(53a)と協働して前記リザーバ内の液体窒素に浸漬した第2熱交換器(54)によって構成されていることを特徴とする請求項14に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
- 前記タンクは、その内部に、第2液化ガスの温度よりも高い温度で前記タンクに含まれる前記第1液化ガスに接して蒸発に適した前記第2液化ガスからなる流体を注入する注入手段を備え、前記第2液化ガスは、好ましくは液体窒素であり、好ましくは前記第2液化ガスの外部リザーバから来るものであり、前記注入手段は、垂直ノズルの水平列を備えた少なくとも1つの前記マニホルドを備えていることを特徴とする請求項12に記載の搬送船または浮遊式支持体。
- 請求項1乃至16のいずれかに記載の船舶または浮遊式支持体の前記タンク内の液体の動作を減衰する方法であって、
液化ガスの水平流れは、少なくとも0.5mの深さ、好ましくは少なくとも2mの深さに亘って前記液体の前記表面(3a)の下方に、液体を排出することによって、および/または、気体流、好ましくは窒素を含むガス状流体の上方の気体流を確立することによって確立されることを特徴とする方法。 - 窒素ガスは、請求項5乃至8のいずれかに定義されるように、ノズル列(50,50a〜50e)を備えた前記マニホルドに注入されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- ノズル列を備えた前記マニホルドには、請求項12乃至14のいずれかに定義されるように、前記ガス供給装置によってガスが供給されることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 第2液化ガス、好ましくは液体窒素は、ノズル列(50a〜50e)を備えた前記マニホルドに注入され、それによって、第2液化ガスは、前記タンクに含まれる前記第1液化ガスに液体状態で排出され、前記第2液化ガスは、気化し、それによって、前記第1液化ガス中に上方の気体流を生じさせ、第1液化ガスは、前記第2液化ガスよりも高い温度であることを特徴とする請求項17に記載の方法。
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