KR102560637B1 - 극저온 유체를 이송하기 위한 방법 및 그러한 방법을 구현하기 위한 이송 시스템 - Google Patents

극저온 유체를 이송하기 위한 방법 및 그러한 방법을 구현하기 위한 이송 시스템 Download PDF

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KR102560637B1
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Abstract

본 발명에 따른, 저장 탱크(2; 12; 16)로부터 수용 탱크와 같은 수용기(6; 8; 10; 14; 16; 18)로 또는 응용 장치로 극저온 유체를 이송하기 위한 방법은 a- 상기 저장 탱크(2; 12; 16)로부터 극저온 액체를 펌핑하는 단계, b- 상기 펌핑된 극저온 액체를 적어도 부분적으로 기화시키는 단계, c- 상기 기화된 극저온 액체로 상기 저장 탱크(2; 12; 16)를 가압하는 단계, 및 d- 상기 저장 탱크(2; 12; 16)와 상기 수용기(6; 8; 10; 14; 16; 18) 사이의 피드 라인(4)을 통해 상기 저장 탱크(2; 12; 16)로부터의 극저온 유체로 극저온 유체를 상기 수용기(6; 8; 10; 14; 16; 18)로 이송하는 단계를 포함한다.

Description

극저온 유체를 이송하기 위한 방법 및 그러한 방법을 구현하기 위한 이송 시스템
본 발명은 극저온 유체(cryogenic fluid)를 이송하기 위한 방법 및 그러한 방법을 구현하기 위한 이송 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 보다 구체적으로 LNG(액화 천연 가스)에 관한 것이지만, 그것은 또한 다른 극저온 유체(질소, 산소, 아르곤, ...)에 관한 것일 수 있다. 천연 가스는 엔진 또는 일을 하기 위한 다른 기계의 공급에 점점 더 사용되는 에너지원이다. 그것은 현재 트럭, 열차 및 선박용 연료로서 사용된다. 이러한 천연 가스는 수송을 위해 액화된다. 따라서 LNG는 가스의 공급원으로부터 최종 사용자에게 제공되어야 한다. 이러한 먼 길 동안, LNG는 여러 번 이송되어야 한다. LNG 시장이 더욱 중요해지고 있기 때문에, LNG 이송이 또한 전세계적으로 더욱 빈번해지고 있다.
가스정(gas well)과 최종 사용자 사이에서, LNG 이송은 통상적으로 예를 들어 다음의 사이에서 일어난다:
- 고정식 극저온 가압 탱크 및 수송 탱크(예를 들어 도로 또는 철도 수송용 트레일러 또는 ISO 컨테이너 내의 또는 해상 수송용 선박 상의 탱크 내의),
- 이동식 극저온 가압 탱크(트레일러, 컨테이너, 열차, 선박) 및 고정식 또는 이동식일 수 있는 수용 탱크,
- 피크-쉐이빙(peak-shaving) 또는 발전과 같은 응용을 위한 적용에 직접 고정식 또는 이동식 극저온 가압 탱크.
주로 수용 탱크 크기에 따라, 이들 이송은 이송이 단기간 내에 행해질 필요가 있기 때문에 일반적으로 최대 10 바(bar)(106 Pa)의 차압으로 최대 20000 l/분(즉, 0.33 ㎥s-1)에 이를 수 있는 고유량(high flow)을 필요로 한다.
종래 기술에서, 극저온 유체는 통상적으로 라인 내의 기존 압력 강하뿐만 아니라 수용 탱크의 역압(counter pressure)을 이기기 위해 충분한 수두(head)를 제공하는 극저온 펌프에 의해 공급 탱크로부터 수용 탱크(또는 응용)로 이송된다. 극저온 이송 동안 그러한 유량 및 그러한 차압을 달성하기 위해, LNG 이송 작업에 유량 및 수두차(differential head)를 제공함으로써 로딩 시간을 단축시키는 데 도움을 주는 원심 극저온 펌프를 사용하는 것이 알려져 있다.
불행하게도, 이러한 종류의 응용은 고유량(예를 들어 10000 l/분 초과)을 제공하기 위해 크고 값비싼 펌프를 필요로 한다. 또한 이러한 유형의 시스템에서는 중복(redundancy)이 필요하며, 이는 투자에 상당히 많은 비용이 들게 만든다. 이들 펌프는 상당히 클 뿐만 아니라 수송 페이로드(payload) 목적을 위해 요구될 수 있는 어느 정도의 공간을 필요로 한다.
또한, 극저온 이송에 통상적으로 사용되는 알려진 펌프의 유량은 제한되고, "기성품(off-the-shelf)" 펌프로는 매우 높은 유량을 달성하는 것이 가능하지 않다. 고성능 이송(고차압을 갖는 고유량)은 요구되는 성능을 제공하기 위해 맞춤형(custom-made) 펌프를 개발하는 것을 필요로 한다.
본 발명의 제1 목적은 또한 고차압에 의해 고유량을 달성하는 것을 가능하게 하는 이송 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 LNG(또는 다른 극저온 유체)를 이송하는 데 필요한 수단의 크기를, 그들이 또한 작은 탱크와 함께 사용될 수 있도록 제한하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 LNG(또는 다른 극저온 유체)를 이송하는 데 필요한 수단의 전력 소비를 제한하는 것이다. 유리하게도, 본 발명에 따른 이송 장치는 단지 광기전 패널(photovoltaic panel) 또는 가스 발전기만을 공급받을 수 있을 것이다.
이들 목적 또는 다른 목적들 중 적어도 하나를 충족시키기 위해, 본 발명의 제1 태양은 저장 탱크로부터 수용 탱크와 같은 수용기로 또는 응용 장치로 극저온 유체를 이송하기 위한 방법을 제안한다.
본 발명에 따르면, 본 방법은 다음의 단계를 포함한다:
a- 저장 탱크로부터 극저온 액체를 펌핑하는 단계,
b- 펌핑된 극저온 액체를 적어도 부분적으로 기화시키는 단계,
c- 기화된 극저온 액체로 저장 탱크를 가압하는 단계, 및
d- 저장 탱크와 수용기 사이의 피드 라인(feed line)을 통해 저장 탱크로부터의 극저온 유체로 극저온 유체를 수용기로 이송하는 단계.
바꾸어 말하면, 본 방법은 극저온 펌프 및 기화기를 사용하여 저장 탱크를 가압하여서 극저온 유체를 이송하기에 충분한 압력을 제공하고, 탱크로부터 취출되는 극저온 유체를 대체하는 것이다. 이러한 방식으로, 수용기를 로딩하는 데 필요한 극저온 유체 유량보다 (필요한 차압 및 극저온 유체에 따라) 약 15배 더 낮은 유량을 갖는 펌프를 사용함으로써, 고유량의 액체를 극저온 유체 피드 라인을 통해 이송하는 것이 가능하다. 공급 탱크로부터 펌핑되는 극저온 유체는 물 또는 주위 공기 기화기/교환기를 통과하여, 가스로 변환되고 극저온 유체가 LNG일 때 그의 체적을 약 600배 증가시킬 것이다. 이러한 가스는 이어서 다시 저장 탱크로 보내져, 탱크의 저부에 위치된 극저온 유체를 극저온 유체 피드 라인을 통해 수용기 내로 밀어 넣을 것이다.
본 명세서에서 전술된 바와 같은 방법은 또한 기화되는 펌핑된 극저온 액체의 비율을 변경함으로써 저장 탱크 내의 압력을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
저장 탱크 내의 압력을 제어하기 위한 하나 이상의 조절 수단을 갖는 것이 가능하다. 예를 들어, 이러한 압력은 또한 저장 탱크의 상부 부분 내에 극저온 액체를 분무함으로써 조절될 수 있다.
더 나은 이송을 가능하게 하고 피드 라인 내의 압력 증가를 회피하기 위해, 극저온 유체를 이송하는 방법은 또한, 극저온 유체의 이송 전에, 저장 탱크와 수용기 사이의 피드 라인을 적어도 부분적으로 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다.
수용기가 수용 탱크인 경우, 수용 탱크 내의 압력을 붕괴시키고 이러한 수용 탱크의 더 빠른 로딩을 가능하게 하기 위해, 극저온 유체를 이송하는 방법은 또한, 극저온 유체의 이송 전에, 수용 탱크 내의 압력을 낮추는 단계를 포함할 수 있다. 수용 탱크 내의 압력은 예를 들어 수용 탱크의 탱크 증기상(vapour phase) 내에 얼마간의 차가운 극저온 유체를 분무함으로써 낮추어질 수 있다.
본 발명은 또한 저장 탱크, 극저온 펌프, 및 저장 탱크의 저부 부분에서 연결된 출력 라인을 포함하는, 저장 탱크로부터 수용기로의 극저온 유체를 위한 이송 시스템으로서,
이송 시스템은 또한,
- 저장 탱크의 저부 부분과 극저온 펌프의 입력부 사이의 공급 라인,
- 극저온 펌프에 의해 펌핑된 유체를 기화시키기 위한 수단, 및
- 상기 유체를 기화시키기 위한 수단을 저장 탱크의 상부 부분에 연결하는 압력 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이송 시스템에 관한 것이다.
그러한 장치는 전술된 방법에 따라 극저온 유체를 이송할 수 있다.
이러한 이송 시스템은 또한 저장 탱크 내의 압력을 제어하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 상기 수단은 예를 들어 제1 실시예에서 펌핑된 유체를 기화시키기 위한 수단을 우회하기 위한 바이패스 라인, 및 기화시키기 위한 수단과 바이패스 라인 사이에서 펌핑된 유체의 유량을 제어하기 위한 밸브 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, 저장 탱크 내의 압력을 제어하기 위한 이러한 수단은 또한 저장 탱크의 상부 부분 내에 극저온 액체를 분무하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 이송 시스템은 압력 제어 수단, 본 명세서에서 전술된 바와 같은 바이패스 라인, 및/또는 본 명세서에서 전술된 바와 같은 기화 수단, 및/또는 다른 압력 제어 수단을 갖지 않을 수 있다.
기술된 이송 시스템의 극저온 펌프는 전기 모터로 구동될 수 있고, 상기 전기 모터는 예를 들어 적어도 하나의 광기전 패널에 연결된 배터리에 의해 공급받는다. 이러한 방식으로, 이송 시스템은 자율 시스템이다. 이는 극저온 펌프가 제한된 출력을 갖는 "작은" 펌프일 수 있기 때문에 가능하다.
더 나은 이송을 가능하게 하고 피드 라인 내의 압력 증가를 회피하기 위해, 이송 시스템은 또한 출력 라인을 냉각시키기 위한 냉각 수단을 포함할 수 있다.
수용기가 수용 탱크인 경우, 수용 탱크 내의 압력을 붕괴시키고 이러한 수용 탱크의 더 빠른 로딩을 가능하게 하기 위해, 이송 시스템은 또한 극저온 유체를 수용 탱크 내에 분무하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 트레일러로서, 트레일러는 본 명세서에서 전술된 바와 같은 이송 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는, 트레일러에 관한 것이다.
이제 본 발명의 이들 및 다른 특징이 본 발명의 바람직하지만 비-제한적인 실시예와 관련되는 첨부 도면을 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 탱크들 사이의 그리고 또한 탱크와 응용 파이프라인 사이의 극저온 유체의 이송 시스템을 동일한 도면에 예시한다.
도 1은 질소, 산소, 공기, 아르곤, 액화 천연 가스 등과 같은 극저온 유체를 수용하도록 구성된 주 저장 탱크(2)를 도시한다.본 설명에서 극저온 유체는 LNG인 것으로 고려할 것이다. 이러한 유체는 또한 그것이 가스상(gaseous phase)일 때에도 LNG로 불릴 것이다.
피드 라인(4)이 이러한 주 저장 탱크(2)의 저부 부분에서 연결된다. 저장 탱크는 통상적으로 구별될 수 있는 저부 부분 및 상부 부분으로 제조되는데, 왜냐하면 탱크가 액체만을 수용하는 것이 아니라 액체 및 가스를 수용하기 때문이다. 예를 들어, 저장 탱크는 탱크 내의 압력을 제한하기 위한 안전 밸브(도시되지 않음)를 포함하고, 이러한 밸브는 그것이 가스를 수용하는 탱크의 부분을 통기시킬 수 있도록 탱크의 상부 부분 상에 배치된다.
피드 라인(4)은 주 저장 탱크(2)를 트레일러(6)에, (또한 LNG 연료 선박일 수 있는) 벙커링 선박(bunkering ship)(8)에, 그리고 제1 LNG 연료 선박(10)에 연결한다. 저장 탱크가 절대로 트레일러와 2척의 선박에 동시에 연결되지 않을 것이 명백하다. 도 1은 여기서 단지 주 저장 탱크(2)가 예를 들어 트레일러, 또는 선박 상의 저장 탱크, 또는 선박 상의 엔진에 공급하기 위한 탱크에 공급할 수 있음을 예시한다.
트레일러(6)는 제1 이동식 저장 탱크(12)를 포함하며, 이러한 제1 이동식 저장 탱크 자체는 파이프라인(14) 또는 2차 저장 탱크(16) 또는 제2 LNG 연료 선박(18)에 공급할 수 있다. 도 1은 또한 이러한 제2 LNG 연료 선박(18)이 벙커링 선박(8)으로부터 LNG를 공급받을 수 있음을 예상한다.
따라서 도 1은 다음과 같은 상이한 종류들의 이송을 보여준다:
- 고정식 탱크로부터 수송 탱크로,
- 이동식 탱크로부터 고정식 또는 이동식 탱크로,
- 이동식 탱크로부터 예를 들어 피크-쉐이빙 또는 발전과 같은 응용을 위한 응용 파이프라인으로, 그리고
- 고정식 탱크로부터 응용 파이프라인으로.
도 1에, 본 발명에 따른 3개의 이송 시스템이 도시된다. 이들 시스템은 LNG를 주 저장 탱크(2) 또는 트레일러(6) 또는 2차 저장 탱크(16)로부터 수용기(파이프라인 또는 수용 탱크)로 이송하는 데 사용될 수 있다.
이제 주 저장 탱크(2)에 대해 언급된다. LNG의 관련 이송 시스템은 극저온 펌프(20) 및 극저온 펌프(20)에 의해 펌핑된 LNG를 기화시키기 위한 수단을 포함한다.
극저온 펌프(20)는 예를 들어 원심 펌프이다. 그것은 공급 라인(22)에 의해 주 저장 탱크(2)의 저부 부분에 연결된다.
극저온 펌프(20)에 의해 펌핑된 LNG를 기화시키기 위한 수단은 기화기(24)이다. 이러한 기화기(24)는 예를 들어 펌핑된 LNG와 주위 공기 및/또는 물 사이에서 열을 교환하는 열 교환기이다. 기화기(24) 내로 들어가는 펌핑된 LNG는 대부분(중량에 있어서, 즉 펌핑된 LNG의 중량에 있어서 50% 초과) 액체인 반면에, 기화기(24) 밖으로 나가는 LNG는 대부분(중량에 있어서) 가스상이다. 예를 들어 기화기(24)에 들어가는 LNG의 90% 초과가 액체이고, 기화기(24) 밖으로 나가는 LNG의 90% 초과가 가스상이다.
기화기(24)로부터 나오는 LNG는 압력 라인(26)에 의해 주 저장 탱크(2)의 상부 부분으로 안내된다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 바이패스 라인(28)이 극저온 펌프(20)로부터 나오는 펌핑된 LNG가 압력 라인(26)을 통해 주 저장 탱크(2)의 상부 부분으로 바로 가는 것을 가능하게 한다. 3방향 밸브(도시되지 않음)가 기화기(24)와 바이패스 라인(28) 사이에서 펌핑된 LNG의 유량을 분배할 수 있다. 그것은 기화기(24)에 의해 기화될 액체 펌핑된 LNG의 비율을 변경할 수 있다. 이는 주 저장 탱크(2) 내의 압력을 조정하기 위한 제1 수단이다.
도 1은 또한 주 저장 탱크(2) 내의 수중 펌프(30)를 도시한다. 이러한 펌프는 주 저장 탱크(2) 내부의 라인에 의해 스프레이 헤더(spray header)(32)에 공급한다. 이는 주 저장 탱크(2) 내의 압력을 조정하기 위한 제2 수단이다.
트레일러(6)는 또한 극저온 액체를 위한 이송 시스템을 갖는다. 트레일러(6) 상의 제1 이동식 저장 탱크(12)는 예를 들어 ISO 컨테이너일 수 있다. 그의 이송 시스템은 극저온 펌프(120) 및 기화기(124)를 포함한다. 극저온 펌프(120)는 공급 라인(122)에 의해 제1 이동식 저장 탱크(12)의 저부 부분에 연결된다.
이러한 이송 시스템에서, 액체 LNG가 제1 이동식 저장 탱크(12)의 저부 부분으로부터 극저온 펌프(120)에 의해 공급 라인(122)을 통해 펌핑된다. 이어서 펌핑된 LNG는 기화기(124) 내에서 (적어도 부분적으로) 기화되고, 가스상의 기화된 LNG는 압력 라인(126)에 의해 제1 이동식 저장 탱크(12)의 상부 부분으로 보내진다.
이러한 이송 시스템에서, 극저온 펌프(120)는 예를 들어 제1 이동식 저장 탱크(12)에 의해 지지되는 태양 전지 패널(34)에 의해 전류를 공급받는다. 실제로, 태양 전지 패널(34)은 극저온 펌프(120)에 공급하는 배터리에 연결된다. 자율 이송 시스템을 갖기 위해, 예를 들어 극저온 펌프(120)에 가스 발전기로부터 나오는 전류를 공급하는 것이 또한 가능하다.
이송 시스템이 또한 2차 저장 탱크(16)와 관련된다. 여기서, 액체 LNG는 극저온 펌프(220)에 의해 공급 라인(222)을 통해 2차 저장 탱크(16)의 저부 부분으로부터 펌핑된다. 펌핑된 LNG는 기화기(224)를 통해 보내지고, 압력 라인(226)에 의해 2차 저장 탱크(16)의 상부 부분으로 안내된다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 압력 라인(226)은 2차 저장 탱크(16)의 상부 부분 내부의 제2 스프레이 헤더(232)로 이어지는 유도부(derivation)(36)를 갖는다. 스프레이 헤더(232)까지 가는 압력 라인(226) 내의 유량의 비율은 밸브(38)에 의해 조절된다.
LNG가 도 1에 도시된 저장 탱크로부터 이송될 수 있는 방식이 후술된다.
주 저장 탱크(2)는 1 내지 12 바(1 바 = 100.000 Pa)의 극저온 유체(LNG)를 수용하고, 12 바의 설계 압력을 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 주 저장 탱크(2)로부터의 LNG는 이러한 예에서 트레일러(6), 벙커링 선박(8) 상의 저장 탱크, 또는 제1 LNG 연료 선박(10)의 연료 탱크일 수 있는 수용기로 이송될 수 있다. 이들 수용 탱크 각각이 또한 적어도 12 바에 맞게 설계된다. 수용 탱크들은 그들의 증발 가스(boil-off-gas) 압력을 붕괴시키기 위해 상부로부터 충전되거나 그들의 증발 가스 압력을 증가시키기 위해 저부에 의해 충전될 수 있다. 이들 2가지 방식이 벙커링 선박(8) 및 제1 LNG 연료 선박(10)에 대해 예시된다.
트레일러(6) 상의 제1 이동식 저장 탱크(12)를 충전하는 데 필요한 유량은 예를 들어 최대 12 바에 이르는 압력에서 500 내지 1000 l/분 사이에 포함된다.
벙커링 선박(8) 상의 탱크를 충전하는 데 필요한 유량은 예를 들어 최대 12 바에 이르는 압력에서 1000 내지 10000 l/분 사이에 포함된다.
제1 LNG 연료 선박(10) 상의 연료 탱크를 충전하는 데 필요한 유량은 예를 들어 최대 12 바에 이르는 압력에서 500 내지 3000 l/분 사이에 포함된다.
주 저장 탱크(2)로부터 수용 탱크로 LNG를 이송하기 위한 방법은 극저온 펌프(20) 및 기화기(24)를 사용하여 주 저장 탱크(2)를 가압하여서 주 저장 탱크(2) 내에 수용된 액체 LNG를 이송하기에 충분한 압력을 제공하고 탱크로부터 취출되는 LNG를 가스상 LNG로 대체하는 것이다.
극저온 펌프(20)에 의해 8 내지 160 l/분 사이에 포함되는 유량으로 주 저장 탱크(2)의 저부로부터 액체 LNG를 펌핑함으로써, 수용 탱크로 이동하는 LNG의 필요한 유량이 달성될 수 있다. 액체 펌핑된 LNG는 기화기(24)를 통과하여 가스로 변환되고 그의 체적을 약 600배 증가시킨다. 이러한 가스는 압력 라인(26)에 의해 다시 주 저장 탱크(2) 내로 안내되어, 탱크의 저부에 위치된 LNG를 피드 라인(4)을 통해 수용 탱크 내로 밀어 넣는다.
주 저장 탱크(2) 내의 압력을 제한하기 위해, 펌핑된 LNG의 일부가 바이패스 라인(28)을 통과하여 액상으로 주 저장 탱크(2)로 되돌아갈 수 있다. 가스상 LNG를 수용하는 탱크의 부분 내에 차가운 액체 LNG를 분무하여 이러한 가스상 LNG의 일부를 응축시킴으로써 주 저장 탱크(2) 내의 압력을 제한하는 것이 또한 가능하다.
도 1은 또한 트레일러(16)로부터의 액체 LNG의 이송을 예시한다. 이러한 제1 이동식 저장 탱크(12)로부터 다음의 것 내로 LNG를 이송하는 것이 제안된다:
- 예를 들어 500 내지 1500 l/분의 유량 및 최대 20 바의 압력으로 응용 파이프라인(14) 내로, 또는
- 예를 들어 500 내지 1500 l/분의 유량 및 최대 20 바의 압력으로 2차 저장 탱크(16) 내로, 또는
- 예를 들어 500 내지 1500 l/분의 유량 및 최대 12 바의 압력으로 제2 LNG 연료 선박(18)의 연료 탱크 내로.
이송은 본 명세서에서 주 저장 탱크에 대해 위에서 설명된 것과 동일한 방식으로 실현된다. 극저온 펌프(120)가 제1 이동식 저장 탱크(12) 내의 액체 LNG를 펌핑하고, 이러한 액체 LNG는 이어서 기화기(124) 내에서 기화되고 다시 탱크 내에 공급되어 탱크 내에서 약 12 또는 20 바의 압력을 유지하고 탱크로부터 밖으로 나가는 액체 LNG를 가스상 LNG로 대체한다.
2차 저장 탱크(16)로부터 응용 파이프라인(14)으로의 이송에 대해서도 동일한 것이 적용된다. 여기서, 액체 LNG가 극저온 펌프(220)에 의해 펌핑되고, 다시 압력 라인(226)을 통해 탱크 내로 보내지기 전에 기화기(224)에 의해 기화된다.
고압을 갖기 위해, 기화된 LNG의 일부를 2차 저장 탱크(16) 내에 또한 분무하는 것이 예상된다.
또한 도 1에서 제안된 바와 같이, LNG는 또한 벙커링 선박(8)으로부터 직접 제2 LNG 연료 선박(18)으로 이송될 수 있다. 그러나, 그의 펌프 및 그의 기화기를 갖는 대응하는 이송 시스템은 도 1에 도시되지 않는다.
LNG 이송 전에, 저장 탱크(주 저장 탱크(2) 또는 제1 이동식 저장 탱크(12) 또는 2차 저장 탱크(16))로부터 수용기(트레일러(6), 선박 상의 저장 탱크, 또는 연료 탱크, 또는 응용 파이프라인)로 이어지는 LNG 피드 라인은 더 나은 이송을 가능하게 하기 위해 그리고 LNG 플래싱(flashing) 및 피드 라인 내의 압력 증가를 회피하기 위해 냉각되어야 할 것이다. 따라서 피드 라인은 저장 탱크로부터 피드 라인 내로 차가운 가스의 일부를 보냄으로써 펌프 냉각 시간 동안 사전-냉각될 수 있다. 펌프(20)가 LNG 이송을 위한 종래 기술의 펌프보다 작기 때문에, 펌프를 냉각시키기 위한 냉각 단계가 더 짧을 것이다.
수용 탱크 상에서, 자동 밸브 시스템은 압력을 붕괴시키고 더 빠른 로딩을 가능하게 하기 위해 로딩 작업의 시작 시에 탱크 증기상에 얼마간의 차가운 LNG를 분무하는 것을 가능하게 하여야 한다.
본 설명에서 제안된 해법의 이점은 그것이 무료이고 임의의 추가의 에너지를 필요로 하지 않는 해수 또는 주위 공기를 이용한 기화의 에너지 절약으로부터 이익을 얻는다는 것이다. 또한, 그것은 큰 LNG 이송 펌프보다 공간을 덜 차지하는 더 작은, 표준의 그리고 더 낮은 비용의 펌프를 사용하는 것을 가능하게 한다. 펌프는 생태학적 이유로 훨씬 더 작기 때문에 탱크 자체에 장착된 태양 전지 패널에 의해 구동될 수 있으며, 이는 그것을 완전 자율 시스템으로 만들 수 있다.
제안된 해법은 또한 극저온 펌프가 더 작을 수 있기 때문에 이송 시스템의 더 작은 풋프린트(footprint)를 가능하게 한다. 따라서 기존 펌프 범위가 액체 이송에, 또한 고압(예를 들어 최대 20 바)에서의 고유량에 적합할 수 있다.
명백히, 위의 상세한 설명은 단지 본 발명의 실시예로서 제공된다는 것을 이해하여야 한다. 그러나, 언급된 이점들 중 적어도 일부를 유지하면서, 응용에 따라 2차적인 실시예 태양이 구성될 수 있다.

Claims (18)

  1. 저장 탱크(2; 12; 16)로부터 수용기(6; 8; 10; 14; 16; 18)로 또는 응용 장치(application device)로 극저온 유체를 이송하기 위한 방법으로서,
    a- 상기 저장 탱크(2; 12; 16)로부터 공급 라인(22)을 통해 극저온 액체를 제거하여(remove), 이러한 제거된 극저온 액체를 펌핑하여 펌핑된 극저온 액체를 형성하는 단계,
    b- 상기 펌핑된 극저온 액체를 적어도 부분적으로 기화시켜 극저온 액체가 기화된 기체를 형성하는 단계,
    c- 상기 극저온 액체가 기화된 기체로 상기 저장 탱크(2; 12; 16)를 가압하는 단계, 및
    d- 상기 공급 라인(22)으로부터 분리되며, 상기 저장 탱크(2; 12; 16)와 상기 수용기(6; 8; 10; 14; 16; 18) 또는 응용 장치 사이에 위치하는 피드 라인(feed line)(4)을 통해, 상기 저장 탱크(2; 12; 16)로부터 상기 수용기(6; 8; 10; 14; 16; 18) 또는 응용 장치로 극저온 유체를 이송하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 펌핑된 극저온 액체의 기화되는 양을 변경함으로써 상기 저장 탱크(2) 내의 압력을 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 저장 탱크(2; 16)의 상부 부분 내에 극저온 액체를 분무함으로써 상기 저장 탱크(2; 16) 내의 압력을 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 극저온 유체의 이송 전에, 상기 저장 탱크(2; 12; 16)와 상기 수용기(6; 8; 10; 14; 16; 18) 사이의 상기 피드 라인(4)을 적어도 부분적으로 냉각시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수용기는 수용 탱크(6; 8; 10; 16; 18)이고, 상기 극저온 유체의 이송 전에, 상기 수용 탱크(6; 8; 10; 16; 18) 내의 압력을 감소시키는 것을 더 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 수용 탱크(6; 8; 10; 16; 18) 내의 압력은 상기 수용 탱크(6; 8; 10; 16; 18)의 탱크 증기 상 부분(tank vapor phase section) 내에 차가운 극저온 유체를 분무함으로써 감소되는, 방법.
  7. 저장 탱크(2; 12; 16)로부터 수용기(6; 8; 10; 14; 16; 18)로의 극저온 유체의 이송을 위한 이송 시스템으로서,
    - 상기 저장 탱크(2; 12; 16), 극저온 펌프(20; 120; 220), 그리고 상기 저장 탱크(2; 12; 16)의 저부 부분에서 연결되고 상기 수용기에 연결된 출력 라인,
    - 상기 저장 탱크(2; 12; 16)의 상기 저부 부분과 상기 극저온 펌프(20; 120; 220)의 입력부 사이에 있고, 상기 출력 라인으로부터 분리된, 공급 라인(22; 122; 222),
    - 상기 극저온 펌프(20; 120; 220)에 의해 펌핑된 유체를 기화시키기 위한 수단, 및
    - 상기 유체를 기화시키기 위한 수단을 상기 저장 탱크(2; 12; 16)의 상부 부분에 연결하는 압력 라인(26; 126; 226)을 포함하는, 이송 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 저장 탱크 내의 압력을 제어하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이송 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 저장 탱크 내의 압력을 제어하기 위한 상기 수단은, 상기 펌핑된 유체의 일부가 상기 펌핑된 유체를 기화시키기 위한 상기 수단(24)을 우회하게 하기 위한 바이패스 라인(28), 및 기화시키기 위한 상기 수단(24)과 상기 바이패스 라인(28) 사이에서 상기 펌핑된 유체의 유동(flow)을 제어하기 위한 밸브 시스템을 포함하는, 이송 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 저장 탱크 내의 압력을 제어하기 위한 상기 수단은 상기 저장 탱크(2)의 상부 부분 내에 극저온 액체를 분무하기 위한 수단(32)을 포함하는, 이송 시스템.
  11. 제7항에 있어서, 상기 극저온 펌프(20; 120; 220)는 전기 모터로 구동되고, 상기 전기 모터는 적어도 하나의 광기전 패널(photovoltaic panel)(34)에 연결된 배터리에 의해 공급받는, 이송 시스템.
  12. 제7항에 있어서, 상기 출력 라인을 냉각시키기 위한 냉각 수단을 더 포함하는, 이송 시스템.
  13. 제7항에 있어서, 수용 탱크(6; 8; 10; 16; 18)인 수용기, 및 상기 수용 탱크 내에 극저온 유체를 분무하기 위한 수단을 더 포함하는, 이송 시스템.
  14. 제7항에 따른 이송 시스템(12, 20, 24)을 포함하는, 트레일러(16).
  15. 제10항에 있어서, 상기 저장 탱크(2)의 상부 부분 내에 극저온 액체를 분무하기 위한 상기 수단(32)은 상기 저장 탱크 내의 수중 펌프(submersible pump; 30)를 포함하고, 상기 수중 펌프는 상기 저장 탱크 내의 라인을 통해 스프레이 헤더(spray header)(32)로 공급하는, 이송 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제거된 극저온 액체는 8 내지 160 리터(l)/분의 유량으로 펌핑되는, 방법.
  17. 제1항에 있어서, 기화되지 않은 상기 펌핑된 극저온 액체의 일부는 상기 극저온 액체가 기화된 기체와 합쳐지고, 이러한 합쳐진 유체들은 상기 저장 탱크를 가압하는데 사용되는, 방법.
  18. 제9항에 있어서, 기화시키기 위한 상기 수단(24)을 우회하는 상기 펌핑된 유체의 상기 일부가 상기 저장 탱크의 상기 상부 부분으로 보내지도록, 상기 바이패스 라인(28)은 상기 압력 라인에 연결되는, 이송 시스템.
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