JP5283514B2 - Ｌｎｇの船上再ガス化 - Google Patents

Description

（関連出願のクロスレファレンス）
本願は、２００６年３月１５日に出願された「ＬＮＧの船上再ガス化」（Ｏｎｂｏａｒｄ Ｒｅｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＬＮＧ）と題する米国特許仮出願Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．６０／７８２，２８２、及び２００６年１１月１３日に出願された「ＬＮＧの船上再ガス化」（Ｏｎｂｏａｒｄ Ｒｅｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＬＮＧ）と題する完成米国特許出願Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．１１／５５９，１３６、及び２００６年９月１１日に出願された「ＬＮＧの船舶間積み替え中の沸騰オフガス管理」（Ｂｏｉｌ Ｏｆｆ Ｇａｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄｕｒｉｎｇ Ｓｈｉｐ−Ｔｏ−Ｓｈｉｐ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｆ ＬＮＧ）と題する米国特許仮出願Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．６０／８４３，３９５の優先権を主張するものである。上に記載した特許出願の夫々の開示は参考のため全体的にここに入れてある。

（発明の分野）
本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）の船上再ガス化のための方法に関する。本発明は、更に、ＬＮＧの船上再ガス化のための受け取り船に関する。

（発明の背景）
天然ガスは、石炭又は油のいずれよりも生ずる排気物及び汚染物質が少ないので、最もクリーンな燃焼用石化燃料である。天然ガス（ＮＧ）は、「液化天然ガス（ＬＮＧ）」として液体状態で或る場所から別の場所へ輸送されるのが慣例である。天然ガスの液化は、ＬＮＧが、同じ量の天然ガスがそのガス状態で占める体積の約 １／６００しか占めないので輸送するのに一層経済的である。或る場所から別の場所へのＬＮＧの輸送は、「ＬＮＧＣ」と呼ばれている低温貯蔵能力を有する二重船郭海洋航行船舶を用いて達成されるのが最も一般的である。

ＬＮＧは、ＬＮＧＣ船上低温貯蔵タンク中に入れて貯蔵されるのが典型的であり、その貯蔵タンクは、大気圧か又はそれより僅かに高い圧力で操作される。現存するＬＮＧＣの大部分は、１２０，０００ｍ^３〜１５０，０００ｍ^３の範囲の大きさのＬＮＧ積み荷貯蔵容量を有し、或るＬＮＧＣは、２６４，０００ｍ^３までの貯蔵容量を有する。

ＬＮＧは通常再ガス化された後に、最終ユーザーに必要な配布条件に合う温度及び圧力でパイプライン又は他の分配ネットワークを通して最終ユーザーへ分配される。ＬＮＧの再ガス化は、与えられた圧力でのＬＮＧ沸点より高くＬＮＧの温度を上昇させることにより達成されるのが最も普通である。ＬＮＧＣは、或る国に存在する輸出ターミナルでＬＮＧの積み荷を受け、次にその積み荷を別の国に存在する輸入ターミナルへ海洋を渡って配送するのが普通である。輸入ターミナルに到着すると、ＬＮＧＣは桟橋又は岸壁に停泊し、輸入ターミナルにある陸上貯蔵及び再ガス化施設へ液体としてＬＮＧを荷降ろしする。再ガス化施設は、複数の熱交換器、又は気化器、ポンプ、及びコンプレッサーを含むのが典型的である。そのような陸上貯蔵及び再ガス化施設は、大きいのが典型的であり、そのような施設を建築及び操作するのに伴われるコストはかなりのものになる。

最近、陸上再ガス化施設の安全性に対する一般民衆の関心は、居住地域及び陸上活動地域から離れた沖合の再ガス化ターミナルを建設させるに至っている。

例えば、米国特許第６，０８９，０２２号明細書には、再気化天然ガスを海岸へ移送する前に運搬船上でＬＮＧを再ガス化するためのシステム及び方法が記載されている。船舶を取り巻く水本体から取った海水を気化器を通して流し、ＬＮＧを加熱気化して天然ガスへ戻し、然る後、その天然ガスを陸上施設へ荷降ろしする。再ガス化は輸出ターミナルから輸入ターミナルまでの前途上ＬＮＧＣと共に再ガス化施設を移動するように改造されたＬＮＧＣ船上で行われている。改造ＬＮＧＣ船上のＬＮＧを再ガス化し、係留ブイにライザーにより接続された海面下パイプラインを通して海岸へ送る。海水を使用することは、その腐食性が大きいため問題であり高価になる。しかし、主な関心事は、海水中に有機体が存在することであり、それらは充分殺すことができるであろうが、海洋環境へ戻される冷却された海水の環境に与える影響が存在する。

別の例として、低温貯蔵タンクを取付けたスクリューの無い平底荷船を含めた沖合再ガス化ターミナルを用いる。平底荷船は永久的に係留ブイに係留され、その周りを風向に従って動くことができるが、それ自身の水蒸気で運行することはできない。平底荷船は、ＬＮＧＣよりも長いのが典型的であり、その平底荷船に横付けしてＬＮＧＣを並べて停泊するのに役立ち、その結果ＬＮＧをＬＮＧＣからその永久的に係留された平底荷船の上の貯蔵タンク中へ荷降ろしすることができる。平底荷船は、典型的には貯蔵タンクに隣接してその前方に建設された少なくとも一つの再ガス化ユニットを含む。再ガス化天然ガスは平底荷船から海岸へ海面下パイプラインを通って流れ、そのパイプラインは、係留ブイへ接続された海洋ライザーにより平底荷船に接続される。

ＬＮＧを再ガス化するのに種々の媒体及び種々の型の気化器が用いられてきている。

米国特許第４，１７０，１１５号明細書には、河口域水を用いて液化天然ガスを気化するための装置が記載されている。この装置は、間接加熱の中間的流体型の一連の熱交換器を含んでいる。熱源として河口域水を用いて気化した冷凍剤であり、河口域水の凝固点以下の温度を有する加熱媒体を用いてＬＮＧを気化する。並流多管式熱交換器を用いて、その熱交換器から気化した低温天然ガスを、熱源として働く河口域水と同方向流として接触させ、気化天然ガスを加熱する。米国特許第４，２２４，８０２号明細書は、多管式熱交換器で同じく河口域水を用いたこの型の装置の変更したものが記載されている。

米国特許第４，３３１，１２９号明細書には、ＬＮＧ気化のために太陽エネルギーを利用することが記載されている。太陽エネルギーは水のような中間的流体を加熱するのに用いる。その加熱された水を、次にＬＮＧを再ガス化するのに用いる。水は、気化過程中水の凍結を防ぐため凍結防止添加剤を含んでいる。

米国特許第４，３９９，６６０号明細書には、連続方式で低温液体を気化するのに適した大気による気化器が記載されている。この気化器は、周囲の空気から吸収した熱を用い、管が付けられて一緒にされている少なくとも３本の実質的に垂直な通路を含む。夫々の通路は中心管を含み、その管の周りを多数のひれが実質的に等間隔に取り巻いている。

米国特許第５，２５１，４５２号明細書にも低温液体のための周囲空気による気化器及び加熱器が記載されている。この装置は、複数の垂直に取付け、平行に接続した熱交換管を用いている。夫々の管は、多数の外部ひれ、及び内周に沿って中心孔と流通させて対称的に配列した多数の通路を有する。固体の棒が、各管の予め定められた長さについて中心孔内に伸び、気相の低温流体と周囲の空気との間の熱移動速度を増大するようになっている。流体は管の底の沸点から、製造及び他の操作に適した頂部の温度まで上昇する。

米国特許第６，６２２，４９２号明細書には、周囲の空気から熱を抽出し、循環水を加熱することを含めた液化天然ガスを気化する装置及び方法が記載されている。その熱交換法は、液化天然ガスを気化するための熱交換器、循環水系統、及び周囲の空気から熱を抽出して循環水を加熱するための水塔を含んでいる。年間を通してその方法を稼働させるためには、その方法に、水塔水盤に接続された沈めた燃焼加熱器を補足してもよい。

米国特許第６，６４４，０４１号明細書には、水塔中へ水を送り、その水の温度を上昇させ、上昇した温度の水を第一熱交換器にポンプで通し、前記第一熱交換器に流体を循環させ、前記上昇した温度の水から循環流体へ熱を移動させ、液化天然ガスを第二熱交換器へ送り、第一熱交換器からの加熱された循環流体をポンプで第二熱交換器へ送り、循環流体からの熱を液化天然ガスへ移し、気化した天然ガスを第二熱交換器から排出することを含む液化天然ガスを気化する方法が記載されている。

米国特許第５，８１９，５４２号明細書には、ＬＮＧを気化するための第一熱交換器、及びガス状天然ガスを過熱するための第二熱交換器を有する熱交換装置が記載されている。それら熱交換器はそれらの流体を加熱用媒体により加熱し、加熱された流体を対応する未加熱流体と混合するための混合装置に接続された出口を有するように構成されている。熱交換器は、共通の囲いを有し、その中でそれらには流体のための別の通路が与えられている。混合装置は、その囲いと一緒になったユニットを構成し、唯一つの流体出口を有する一つの混合室を有する。別の通路には、囲い及び混合室中にＬＮＧを供給するためのバルブが与えられている。

従来法により達成されている進歩にも拘わらず、ＬＮＧの沖合再ガス化のための別の方法を開発する必要が依然として存在している。

（発明の概要）
本発明の一つの態様により、液体天然ガス（ＬＮＧ）を沖合再ガス化し、ガスとして陸上へ供給する方法において、
船舶間積み替え場所で配送船から受取り船へＬＮＧを荷降ろしすること；
前記受取り船を自身の動力で船舶間積み替え場所から、前記船舶間積み替え場所よりも海岸に近くなっている係留場所へ移動すること；
前記受取り船上の再ガス化施設を用いてＬＮＧを再ガス化し、前記係留場所で天然ガスを形成し；そして
前記天然ガスを最終ユーザーへ配送するための陸上ガス分配施設へ移すこと；を含む方法が与えられる。

一つの態様として、本方法は、更に、配送船から受取り船へＬＮＧを荷降ろしする工程の前に、配送船を受取り船に係留する工程を含む。係留のための接近を行う場合、配送船又は受取り船のうち小回りのききにくい方を予め合意した速度で前進させ、二つの船舶のうち小回りのききにくい方が船尾左舷（ａｆｔ ｐｏｒｔ ｑｕａｒｔｅｒ）に大波（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｓｗｅｌｌ）を受けるように船首方位を選択し、配送船が受取り船へ係留されてしまうまでその船首方位を維持する。別法として、配送船又は受取り船のうち小回りのききにくい方を予め合意した速度で前進させ、船首方位を、二つの船舶のうち小回りがきく方を吹いてくる風雨に直接船首を向けるように選択し、その船首方位を配送船が受取り船へ係留されてしまうまで維持する。

一つの態様として、配送船及び受取り船を一緒に係留し、ＬＮＧを配送船から受取り船へ荷降ろしする間並べて運行する。別法として、配送船及び受取り船を一緒に係留し、ＬＮＧを配送船から受取り船へ荷降ろしする間並べて漂流させる。更に別の態様として、配送船と受取り船を縦並びに運行しながら、ＬＮＧを配送船から受取り船へ縦並びに荷降ろしすることにより積み替える。

貯蔵タンクがＬＮＧで部分的に満たされている場合の船舶の安定性を維持するため、受取り船の船体中、ＬＮＧをその揺動に耐えられるタンク中に貯蔵することができ、受取り船は、それに関連した支持船体構造を有する。

一つの態様として、受取り船は、配送船のエンジン能力と比較して小さいエンジン能力を有する。受取り船は推進システムを有し、その推進システムは二重燃料ガスタービン、二重燃料ディーゼル、又は二重燃料ディーゼル・電気システムを含んでいてもよい。受取り船の推進システムに必要な動力は、受取り船の上での再ガス化に必要な動力と共有されているのが有利である。受取り船の小回り性を改良するため、受取り船の推進システムに配送船と比較して優れた係留及び位置取り能力を受取り船に与える、船首と船尾の両方に位置する横断スラスターを有する二軸スクリュー、固定ピッチプロペラを取付ける。

本発明の一つの態様として、係留場所は、その係留場所に受取り船を係留するための、水中に沈めることが可能で切り離し可能な係留ブイで、受取り船の船体内で船首の方に配置された凹部内に配置させることができる係留ブイを含んでいる。

環境への影響を少なくするため、船上再ガス化施設へ熱源として周囲の空気を用いてＬＮＧを再ガス化することができる。一つの態様として、ＬＮＧは中間的流体との熱交換により再ガス化され、その中間的流体は、熱源として周囲の空気を用いて加熱される。周囲の空気とＬＮＧ又は中間的流体との間の熱交換は、強制通風送風機を使用することにより促進される。

本発明の第二の態様により、ガスとして陸上で配送するために液体天然ガス（ＬＮＧ）を沖合再ガス化するための受取り船が与えられ、そのシステムは：
受取り船をそれ自身の動力で配送船からＬＮＧを受取るための船舶間積み替え場所を出入りするように動かし、前記船舶間積み替え場所よりも海岸に近い係留場所へ移動させるための推進システム；
ＬＮＧを再ガス化して天然ガスを形成するための受取り船上の再ガス化施設；及び
前記天然ガスを受取り最終ユーザーへ配送するための陸上ガス分配施設；
を含む。

流体力学的安定性を改良するため、受取り船の船体中、ＬＮＧはにその揺動に耐えられるタンク中に貯蔵することができ、受取り船はそれに関連した支持船体構造を有する。

一つの態様として、受取り船は、配送船のエンジン能力と比較して小さいエンジン能力を有する。一層大きな効率で環境への影響を減少させるため、受取り船の推進システムは、二重燃料ガスタービン、二重燃料ディーゼル、又は二重燃料ディーゼル・電気システムを含んでいてもよい。

受取り船の推進システムに必要な動力は、受取り船に積載された再ガス化のために必要な動力と共有されているのが有利である。配送船と比較して優れた係留及び位置取り能力を受取り船に与えるため、受取り船の推進システムには船首及び船尾の両方に位置する横断スラスターを有する二軸スクリュー、固定ピッチプロペラを取付けてもよい。

一つの態様として、受取り船は、再ガス化場所に受取り船を係留するための水中に沈めることが可能で切り離し可能な係留ブイを受けるため、その受取り船の船体内で船首の方に配置された凹部を含む。

環境への影響を少なくするため、船上再ガス化施設は、熱源として周囲の空気を用いてもよい。一つの態様として、ＬＮＧは中間的流体との熱交換により再ガス化され、その中間的流体は、船上再ガス化施設への熱源として周囲の空気を用いて加熱される。好ましくは、周囲の空気とＬＮＧとの間、又は周囲の空気と中間的流体との間の熱交換は、強制通風送風機を使用することにより促進することができる。

本発明の性質を一層詳細に理解し易くするため、本発明の幾つかの態様を、図面を参照して単なる例として次に詳細に記述する。

（好ましい態様についての詳細な記述）
ガスとして陸上へ送るためＬＮＧを沖合で再ガス化するための、本発明の方法の特別な態様を次に記述する。ここで用いる用語は、特別な態様を記述する目的のためだけのものであり、本発明の範囲を限定するためのものではない。別に定義しない限り、ここで用いる技術的及び科学的用語は、全て本発明が属する分野の当業者によって普通に理解されるものと同じ意味を有する。

用語「艀（はしけ）運搬（ｌｉｇｈｔｅｒｉｎｇ）」は、油、アンモニア、液化石油ガス（ＬＰＧ）のような液体積み荷を船舶間積み替えの過程を記述するため石油工業の分野で用いられている。艀運搬は、非常に大きな原油運搬船（ＶＬＣＣ）、又は超大型原油運搬船（ＵＬＣＣ）から、この大きさのタンカーを停泊させるには港が充分深くないか、又は充分広くない場合に小型の船舶へ原油積み荷を降ろすのに用いられる方法である。艀運搬は原油運搬船に関して確立された実施法であるが、通常操作の一部分として低温のＬＮＧを船舶間で積み替えることは従来全く試みられていなかった。その理由の一つは、輸入ターミナルでの陸上貯蔵及び再ガス化施設は大きいのが典型的であり、そのような施設を建設及び操作するのに伴われるコストが大きく、慣用的ＬＮＧ契約は輸入ターミナルの建設に伴われるコストを妥当なものにするために長期（２０年）契約に基づくのが伝統的になっていたことにある。今までＬＮＧの船舶間積み替えが用いられていなかった別の理由は、それが受取り船に高価な改造を加える必要があり、管理される必要のある技術的リスクが大きいことである。本発明は、一つにはこれらの技術的問題を解決するために開発された。

本発明の第一の態様を、図１〜６を参照して次に記述する。配送船１２には、天然ガス井又はパイプラインに伴われる陸上又は沖合液化施設でＬＮＧの積み荷が積まれている。この態様では、配送船１２は、モス型（Ｍｏｓｓ−ｓｔｙｌｅ）タンクを具えた慣用的ＬＮＧ運搬船である。その荷積み配送船１２は、次にその液化施設がある出発国とは異なった国にあるのが典型的な受取りターミナルの方へ運行する。到着した時、受取り船１４を急送させて、船舶間積み替え場所（一般に参照番号１６で示してある）で配送船１２とドッキングさせる。

船舶間積み替え場所１６は、配送船１２と受取り船１４が、夫々一緒に係留されて配送船１２から受取り船１４へのＬＮＧの積み替えをし易くすることができるどのような場所でもよい。船舶間積み替え場所の選択は、水深、海の状態、いつも吹く風、標準的要件、及び交通量を含めた数多くの関連因子に依存する。船舶間積み替え場所１６の海岸からの距離は広く変えることができるが、配送国の領海の外で、海岸から１２〜２００海里の範囲の距離にあるのが好ましい。船舶間積み替えが与えられた国の領海内で行われる場合、係留及び積み替え操作中、２艘の船舶の各々の統制を与えるため地方条例は政府機関を必要とする場合がある。そのようなシナリオでは、支援船２８を用いて係留マスター（Ｍｏｏｒｉｎｇ Ｍａｓｔｅｒ）を配送船又は受取り船へ送り、他の船には係留マスター助手を常住させておく。別法として、夫々の船舶の艦長の指揮の下で公海上で船舶間積み替えを行なってもよい。

受取り船１４は改造された海洋航行ＬＮＧ船、又は再ガス化施設３０を含むように特注建造された船舶にすることができる。経済的であるためには、配送船１２は、液化施設と受取り施設との間の距離の大部分を運行し、受取り船１４を船舶間積み替え場所１６と再ガス化場所２０との間のできるだけ短い距離を運行させるようにすべきである。しかし、もし必要ならば、受取り船１４には、それを自身の動力で輸入ターミナルと輸出ターミナルとの間の海洋又は海を横切って運行できるようにする動力システムを取付けることができることを理解すべきである。

現在の海洋航行ＬＮＧ船舶群の操作は、動力のために水蒸気推進プラントに依存している。水蒸気は、ＬＮＧ船舶上のＬＮＧ貯蔵タンクからの沸騰オフガスを燃焼させ易いため主に用いられている。ＬＮＧ船舶のための別の型の動力プラント及びタービンシステムに関し、次のものを含めた多数の特許が公告されている：米国特許第６，６０９，３６０号；米国特許第６，５９８，４０１号；米国特許第６，５８１，３６８号；米国特許第６，３７４，５９１号；米国特許第６，３６７，２５８号；米国特許第５，４５７，９５１号；米国特許第４，９９５，２３４号；及び米国特許出願Ｎｏ．２００５００６１００２；それらは全て参考のためここに入れてある。

本発明の一つの態様として、受取り船１４には、一つ以上の二重燃料供給エンジン、例えば、水蒸気タービンよりも適しているガスとディーゼルのエンジンの組合せが配備されている。なぜなら、それらは、さもなければ水蒸気タービンの場合に必要になる操作及び管理の専門乗り組み員を必要としないからである。別の態様では、二重燃料供給ディーゼルエンジンを直接発電機に結合し、それにより発生した電力を電気モーターへ送り、プロペラシャフトを駆動するのみならず、船上再ガス化施設３０に伴われるどのような電動ＬＮＧポンプ、扇風機、又は他の設備でも駆動する。電気は、受取り船１４に積載された宿泊設備３８に伴われる宿泊装備負荷のためにも用いられる。二重燃料供給エンジンを使用することにより受取り船１４が前進している時のその受取り船１４に積載された推進システム１８、及び受取り船１４が再ガス化場所２０に停泊している時の再ガス化施設３０へ動力を送ることができる。それは、係留をし易くするため船首及び船尾を横断するスラスター４８のような操縦装置への動力供給も簡単にする。上に記載した動力共有は、最も効率的なエンジンを利用できるようにすることにより、配備された動力及び全ての動力発生の全体的減少を可能にする。

船舶間積み替え場所１６で配送船１２から受取り船１４へＬＮＧを積み替えた後、配送船１２は液化施設、輸出ターミナル、又は別の場所へ再び積み荷するために航行して戻ることができる。永久的に係留された沖合貯蔵構造体よりも受取り船１４を使用することの重要な利点は、受取り船１４がそれ自身の動力で沖合を航行し、或は海岸線を上下して航行し、極端な天候状態を回避するか、又はテロの脅威を回避し、或は造船場へ輸送し、或は別のＬＮＧ輸入又は輸出ターミナルへ輸送することができることである。この場合には、受取り船１４はその航海中、船に貯蔵されたＬＮＧがあっても無くてもそのように行動することができる。同様に、特定の場所でもはやガスが不必要になったならば、受取り船１４は、必要が大きな別の場所へ自力で航行することができる。

二つの船舶が接近し、係留される仕方を次に記述する。もし必要ならば、係留マスター及び彼らの助手をそれら船舶に常住させ、接近、係留、切り離し操作を行わせる。殆どの状況で、二つの船舶の中で大きい方を予め合意した速度で前進させ、二つの船舶のうち大きい方が目的とする係留側と反対側の船尾側に吹いてくる風雨を受けるように船の向きを選択するか、又は二つの船舶の中で大きい方が吹いてくる風雨に直接船の向きをとるようにするのが最も安全である。この船の向きを、二つの船舶が互いに係留されてしまうまで維持する。このやり方で、二つの船舶のうち大きい方が小さい方の船舶を風下にし、それにより風雨の防壁として働き、二つの船舶のうち小さい方が大きい方へ近づくのを安全にする。二つの船舶のうち大きい方は、配送船１２か、又は配送船１４にすることができる。

しかし、或る状況では、二つの船舶のうち（大きさには無関係に）操縦し易い方を、吹いてくる風雨の方へ向けて予め合意した速度で前進させている操縦しにくい船に接近させる、即ち、吹いている風雨を向かい風側にして接近させるのが最も安全である。

どちらのシナリオでも、最終的接近及び係留中の好ましい速度は、３〜６ノットの範囲にある。しかし、速度は、夫々の場合で両方の船舶の操縦性を最適にし、夫々の船舶のエンジンアイドリング速度のような相対的因子及び起きている環境条件（風、波、及び流れ）を考慮に入れて調節する。配送船１２又は受取り船１４のどちらかが一層操縦し易いであろう。例えば、受取り船１４に電気推進システムが配備され、高い操縦可能特性を持つ場合、０ノットを含めたどのような速度でアイドリングさせてもよい。

図１〜３に例示した態様では、配送船１２が設定されたコースを維持し、予め合意した速度で吹いてくる風雨に直接向かって前進している。両方の船舶が吹いてくる状況に向かって進み、接近を行うことも同様に可能である。受取り船１４のコース及び速度が配送船１２のコース及び速度と一致するまで、配送船１２に近づけるように操縦することにより、受取り船１４を配送船１２に横付けする。二つの船舶の接近角度は、二つの船舶の間の平行間隔が相対的進行角度を名目上２〜５度にして減少するにつれて、一般に減少する。次に、どちらかの船舶が、両方の船舶を平行にするように進行方向を変えることができる。

図７〜９に例示した別の態様では、受取り船１４が、船尾左舷側２２に大波を受けるように設定されたコースを維持し、配送船１２が風下側２４から受取り船１４に接近する。両方の船舶が吹いてくる状況に船首を向けて接近を行うことも同様に可能である。この態様では、配送船１２が、配送船１２のコース及び速度が受取り船１４のコース及び速度と一致するまで、受取り船１４に近づけるように操縦することにより、受取り船１４に横付けする。二つの船舶の接近角度は、二つの船舶の平行間隔が、相対的進行角度を名目上２〜５度にして減少するにつれて一般に減少する。この態様では、受取り船１４の推進システム１８は、船首及び船尾の両方か、又は船首だけに配置された、受取り船１４に係留及び位置付け能力を与える横断スラスター４８を有する二軸スクリュー、固定ピッチプロペラを含む。この大きなレベルの操縦可能性は、接近、係留、及び切り離し操作中、或は受取り船１４が乾ドック（図示されていない）へ移送される場合に有用になる。

配送船１２又は受取り船１４には、二つの船舶を一緒にする場合に伴われる力を吸収するために緩衝設備２６が配備されている。緩衝設備は、油を艀で運搬する操作中に用いられるものと同じ型のものであり、例えば、クッションが二つの船舶の間で水に浮かぶように、ゴムタイヤで被覆された複数の空気で膨らませたゴム「クッション」である。二つの船舶が一緒に近づいてくる時、緩衝設備２６を通って衝撃荷重が出来るだけ均等に分配されるような仕方でそれら船舶を操縦する。緩衝設備２６は、配送船１２又は受取り船１４の船上に配備してそれと共に運行されるか、又は配送船１２又は受取り船１４の船上に、或はそれら二つの船舶の間に緩衝設備２６を配置するのに役立つ別の補助船２８を用いて船舶間積み替え場所１６へ送ることも同様にできる。

二つの船舶が接近を完了した後、配送船１２を受取り船１４に適当な構成の係留ライン３１を用いて係留する。この構成には、スプリングライン３２、船尾ライン３４、及び船首ライン３６が含まれる。一緒に係留したならば、船舶間積み替え操作中、二つの船舶を前進させ続けるか、又は一緒に漂流させるか、投錨する。本発明の一つの好ましい態様として、係留した後、それら船舶を漂流させ、小さい方の船舶の推進システムを止める。大きい方の船舶の推進システムは、もし必要ならば両方の船舶をコース上に維持するように僅かな調節を行えるように作動し続ける。このシナリオでは、係留ライン３１の構成は、大きな船舶が漂流中小さい船舶を周りに効果的に曳航できるように充分な係留ライン３１を含む。

配送船１２から受取り船１４へのＬＮＧの積み替えは、天候、海流、船舶の相対的大きさ、係留ライン及び緩衝設備の構成、ＬＮＧ積み替えシステムを接続させるマニホルド構成の型、或る海の状態の運動特性、及び操縦特性のような関連因子により二つの船舶を、前進、漂流、又は投錨させて行うことができる。受取り船１４の乾舷が、もし望むならば、ＬＮＧ積み替え操作中に配送船１２のそれと実質的に同じに確実に維持されるようにバラスト装置（図示されていない）を用いることができる。

配送船１２から受取り船１４への船舶間積み替えは、どのような適当なＬＮＧ積み替え設備４０でも、例えば、米国特許第６，６３７，４７９号明細書に記載されたＬＮＧ沖合積み替えのためのシステムを用いて行われる。そのシステムは、可撓性パイプ機構の一方の端に取付けられたカップリングヘッドで、一方の船の一方の端にある甲板に、それが用いられていない時に取付けられるように構成されたカップリングヘッドと、他方の船の一方の端に取付けた接続ユニットで、前記カップリングヘッドに組込まれたバルブ機構を通って前記他方の船の積み替えパイプに前記パイプ機構を接続することができるロック位置までカップリングヘッドを誘導差し込みするための漏斗状嵌込み具を含む接続ユニットとを含む。カップリングヘッドは、誘導部材が与えられており、カップリングヘッドを接続ユニットの中に、他方の船にあるその手段により誘導嵌込みするための少なくとも一つの嵌込みワイヤーに接続されている。米国特許第６，６３７，４７９号のシステムは、ＬＮＧ船舶の艦尾デッキに取付けられた可撓性パイプ又は他のＬＮＧ積み替え手段により１０，０００ｍ^３／時のＬＮＧの通常の積み替え速度になる規模に作られている。主要なカップラーは、低温積み替えの極端に低い温度（−１６３℃）では酷い着氷を受ける事になるため、緊急事態では迅速に切り離しができるように、緊急切り離しシステムを有するのが好ましい。

ＬＮＧ移し替え設備４０又はホースは、配送船１２又は受取り船１４に夫々配備される。ＬＮＧ移し替え設備４０は、緩衝設備を配送する補助船と同じ補助船か、又は他の補助船である補助船を用いて、船舶間移し替え場所１６へ同様に配送することができる。配送船１２から受取り船１４へＬＮＧを移し替える間、移し替え速度は、漏洩することなく流れが確立したことが確認されるまで、最初は遅い速度に設定し、次に移し替え速度を一層大きい速度へ増大する。稼働の長さ及び配送船１２から受取り船１４へのＬＮＧの移し替え速度により、移し替え操作中係留船を旋回させることが必要になることがある。何れの場合でも、特定の船舶間移し替え場所で充分長い稼働を行うことができないならば、それら船舶を移し替え操作中円状に運行させることができる。

ＬＮＧは、配送船１２の上の一つ以上の低温貯蔵タンク４２の中に貯蔵される。受取り船１４にも、同様に一つ以上の低温貯蔵タンク（単数又は複数）４６が配備されている（図５で最も良く分かる）。受取り船１４を配送船１２に横付けして係留した後、配送船１２上の貯蔵タンク（単数又は複数）４２からＬＮＧを、受取り船１４の上の貯蔵タンク（単数又は複数）４６へ移し替える。

ＬＮＧ船舶上で使用するように設計された主要な４つの型のＬＮＧ貯蔵タンクが存在し、これらは自立（ｓｅｌｆ−ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ）型又は膜型として大略分類されている。自立型タンクの最も一般的な型は、「モス（Ｍｏｓｓ）タンク」と当分野で呼ばれている球状アルミニウムタンク及び石川島播磨重工業（ＩＨＩ）により開発された角柱型自立タンクである。最もよく知られている型の膜タンクは、テクニガズ（Ｔｅｃｈｎｉｇａｚ）により開発されたＴＧＺマーク（Ｍａｒｋ）ＩＩＩであり、それは、タンクが冷却された時の熱収縮を吸収する「ワッフル（ｗａｆｆｌｅ）」を有するステンレス鋼膜を含み、ガス・トランスポート（Ｇａｚ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）により開発されたＧＴ ＮＯ９６は、殆ど熱収縮を示さない鉄・ニッケル合金ＦｅＮｉ３６により作られた一次及び二次薄膜からなる。絶縁体は、パーライトのような軽量絶縁材料で満たされた合板ボックスから構成されている。適当な貯蔵システムの例には、次の米国特許に記載されている低温貯蔵システムが含まれるが、それらに限定されるものではない：米国特許第６，３７８，７２２号；米国特許第６，２６３，８１８号；米国特許第５，７２７，４９２号；米国特許第５，５２９，２３９号；又は米国特許第５，０９９，７７９号；それらの内容は参考のためここに入れてある。

好ましい態様として、受取り船１４は、激しい多方向の環境状態を受取り船１４が受けている時に、中間的積載量から受ける荷重に耐えることができる支持船体構造４４を有する。受取り船１４上の貯蔵タンク（単数又は複数）４６は、再ガス化場所２０に停泊したまま陸上分配施設６２へ天然ガスを移送する間、貯蔵タンク４６が部分的に満たされているか、又は受取り船１４が嵐を乗り切る場合、ＬＮＧの揺動に対し頑丈にできているか、又はそれを減少する。揺動の影響を少なくするため、貯蔵タンク（単数又は複数）４６に、複数の内部バッフル及び／又は補強膜を配備してもよく、ＳＰＢ型Ｂ膜タンクが好ましい選択である。自立球状低温貯蔵タンク、例えばモス型タンクは、もし受取り船１４に船上再ガス化施設３０が取付けてあるならば、適当とは考えられない。なぜなら、モス型タンクは、受取り船１４の甲板上に再ガス化施設３０を配置するのに利用できる甲板面積を少なくするからである。

受取り船１４上の貯蔵タンク（単数又は複数）４６の保有容量は、配送船１２上のＬＮＧの全積載量を受取り船１４に移し替えることができるように、配送船１２上の貯蔵タンク（単数又は複数）４２の保有容量と同じか、同様か、又はそれより大きくてもよい。１回の船舶間積み替え操作で配送船１２を空にすることが好ましいが、受取り船１４上の貯蔵タンク（単数又は複数）４６の保有容量を、配送船１２上の貯蔵タンク（単数又は複数）４２の保有容量より大きくすることも同様に可能である。このシナリオでは、受取り船１４は、２艘以上の配送船１２からＬＮＧを受取ることができる。

一つの態様として、受取り船１４には、４個又は７個の貯蔵タンクが配備されており、夫々のタンクは３０，０００〜５０，０００ｍ^３の範囲の総貯蔵容量を有する。例えば、移し替え体積は、二つの船舶上の貯蔵タンクの相対的大きさにより、１２５，０００〜２２０，０００ｍ^３の範囲にある。貯蔵タンク４２が揺動に対し頑丈に設計される必要はないが、それは、貯蔵タンク（単数又は複数）４２中のＬＮＧのレベルが船舶間積み替え中に低下していくに従って、発生する力に一層よく耐えられるので有利であると考えられる。

配送船１２から受取り船１４へのＬＮＧ荷降ろしが完了した後、受取り船１４を配送船１２から切り離し、出航させ、船舶間積み替え場所１６から海岸６０に近い再ガス化場所２０へ自身の水蒸気で航行する。本発明の好ましい態様として、受取り船１４には、船上再ガス化施設３０が配備され、受取り船１４上に貯蔵されたＬＮＧを受取り船１４上で再ガス化し、天然ガス（ＮＧ）を形成し、次にそれを、下に一層詳細に記述するように、陸上ガス分配施設６２へ移送する。

図５に例示した態様に関し、受取り船１４上に配備された再ガス化施設３０で生成した天然ガスをガス配送管７２により櫓状係留ブイ６４へ移す。受取り船１４を係留ブイ６４に接続して、それを再ガス化場所２０に係留する。可撓性海洋ライザー（単数又は複数）６６（図５で最もよく分かる）を用いて天然ガスを再ガス化施設３０から陸上ガス分配施設６２へ移す。海洋ライザー（単数又は複数）６６は、その上端を櫓状係留ブイ６４に流通接続し、その下端を海中パイプライン（単数又は複数）６８に流通接続する。そのパイプラインは海岸線７０を横切って陸上ガス分配施設６２へ通じている。

図５に例示した態様に関し、受取り船１４を凹所、即ち、「ムーンプール（ｍｏｏｎｐｏｏｌ）」７４を含むように設計又は改造し、内部櫓状係留ブイ６４と受取り船１４とのドッキングをし易くする。これは、櫓状係留ブイ６４の周りに風向きに受取り船１４を回転できるようにする仕方で行われる。風向きに回転し易くするように、ムーンプール７４は、受取り船１４の船首５８の方に配置する。適当な型の櫓状係留システムの一例は、米国特許第６，６８８，１１４号明細書に記載されており、その内容は参考のためここに入れてある。

係留ブイ６４は、錨線７６により海底７８に係留する。係留ブイ６４には、再ガス化天然ガスを係留ブイ６４を通って海底パイプライン（単数又は複数）６８へ送るための導管として働く一つ以上の海洋ライザー６６が配備されている。海洋ライザー６６の入口と、受取り船１４上の再ガス化施設３０からのガス配送管７２との間を流通接続する。受取り船の船首を越えて櫓状係留ライザーへの堅い腕による接続も同様に用いることができるであろうが、好ましいものではない。受取り船１４が補助なしで係留ブイ６４を取り込むことができるように、受取り船１４を極めて操縦し易いものにする。

幾つかの会社が適当な係留システムに関する特許方法を開発している。それらには次のものが含まれる：シングル・ブイ・ムーリングス社（Ｓｉｎｇｌｅ Ｂｕｏｙ Ｍｏｏｒｉｎｇｓ Ｉｎｃ．（米国特許第６，８１１，３５５号、米国特許第６，６９２，１９２号、米国特許第６，６２３，０４３号、米国特許第６，６２３，０４３号、米国特許第６，５１７，２９０号）；ブルーウォーター・ターミナル・システムズ・Ｎ．Ｖ．（Ｂｌｕｅｗａｔｅｒ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｎ．Ｖ．）（米国特許第６，３５４，３７６号、米国特許第６，２４４，９２０号、米国特許第６，１０９，８３０号、米国特許第５，９４４，８４０号、米国特許第５，５８４，６０７号）；ソフェック社（ＳＯＦＥＣ Ｉｎｃ．）（米国特許第５，２９２，２７１号、米国特許第５，２４０，４６６号、米国特許第５，１２９，８４８号、米国特許第５，３７２，５３１号、米国特許第５，３５６，３２１号、米国特許第５，３１６，５０９号、米国特許第５，３０６，１８６号）；及びＦＭＣテクノロジーズ（ＦＭＣ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）（米国特許出願Ｎｏ．２００４００９４０８２、Ｎｏ．２００４００２５７７２、及びＮｏ．２００３０２２６４８７）。これらの特許は、全て参考のためここに入れてある。

図５に関し、再ガス化施設３０を受取り船１４の甲板５６上に配置する。船上高圧パイプシステム３３を用いて、タンク一つ当たり少なくとも一つの低温ポンプ８０により貯蔵タンク４６から再ガス化施設３０へＬＮＧを送る。適当な低温ポンプの例には、渦巻きポンプ、容積式ポンプ、スクリューポンプ、速度水頭ポンプ、回転ポンプ、歯車式ポンプ、プランジャーポンプ、ピストンポンプ、羽根形ポンプ、ラジアル・プランジャーポンプ、回転斜板ポンプ、平滑流ポンプ、脈流ポンプ、又は気化器に必要な排出ヘッド及び流量条件に合う他のポンプが含まれる。ポンプの容量は、設置される気化器の型及び数量、気化器の表面積及び効率、及び希望の余剰度に基づいて選択される。それらは、慣用的輸入ターミナルで受取り船１４が１０，０００ｍ^３／時（公称）の速度、ピーク時には１２，０００ｍ^３／時の速度でその積荷を下ろすことができるような大きさにもなっている。

図６に関し、再ガス化施設３０は、ＬＮＧを天然ガスへ再ガス化するための少なくとも一つの気化器８２を含む。ＬＮＧは、気化器８２で再ガス化され、天然ガス（ＮＧ）の形で気化器８２を出る。船上再ガス化に必要な熱は、多くの可能な熱源から得ることができる。周囲の空気を熱源として用いる気化器が、環境への影響を少なくし、亜酸化窒素、二酸化硫黄、二酸化炭素、及び粒状物質の放出を最小に維持するのに好ましい。周囲空気の加熱容量を利用するため、気化器８２は、受取り船１４の甲板５６上に構成されるのが好ましい。周囲空気は、ＬＮＧを再ガス化するための主要な、又は唯一の熱源として用いてもよく、或は第二熱源と組合せて用いることができる。

第二熱源は、寒い天候の時にＬＮＧを再ガス化するため、或は既に再ガス化された天然ガスを過熱するために用いることができる。適当な第二熱源には、推進システムから回収された廃熱、ボイラー又は他の源からの水蒸気、沈めた燃焼気化器、太陽エネルギー、受取り船１４が係留されている時の推進プラントの余剰発電能力を用いた水電熱器、ディーゼルエンジン及びガスタービンの燃焼廃棄物に適合させた排気ガス熱交換器、又は天然ガス燃焼熱水又は熱油ヒーターが含まれる。第二熱源は、付加的熱が必要な場合に、燃料ガスを直接燃焼することにより同様に発生させることができる。第二熱源は、ＬＮＧ又は天然ガスと熱交換する中間的流体を加熱するのにも同様に用いることができる。適当な中間的流体は、グリコール、プロパン、塩水又は淡水、当業者に一般に知られている許容可能な熱容量及び沸点を有する他の全ての流体である。

気化器８２は、周囲空気がＬＮＧと直接熱交換するか、又は周囲空気が別の熱交換器８４で中間的流体を加熱し、加熱された中間的流体を次にポンプで気化器へ送り、そこで再ガス化されるＬＮＧと熱交換ことができるように、構成することができる。図３に例示した態様では、中間的流体は、ポンプ８６を用いて気化器８２を通る閉じた経路を回って循環する。中間的流体とＬＮＧとの熱交換は、ＬＮＧを天然ガスに再ガス化し、中間的流体をかなり冷却する結果になる。中間的流体は、熱交換器８４で周囲空気又は他の熱源、例えば、上で言及した第二熱源のいずれかを用いて再加熱する。これは、中間的流体に熱を加え易くし、それにより気化器８２の凍結を抑制する。周囲空気と中間的流体との熱交換は、一つ以上の強制通風扇風機８５を用いて促進することができる。

船上再ガス化のための熱源として周囲空気を使用することは、以前には使用も提案もされていなかった。現存する陸上気化器は、船上再ガス化効率のためには必ずしも適さない。複数の管中にＬＮＧを確実に均一に分布させ、気化器の外側表面上の凝縮を除去し、ＬＮＧと再ガス化のための熱源との間の熱収縮差に順応させ、気化器の周りに発生する霧を抑制し、船体運動により加わる荷重に順応するように、改修を行う。船上再ガス化施設３０に伴われるポンプ、気化器、及び配管のために使用される材料は、海水の腐食効果に耐えられるように選択すべきである。海洋環境中で用いるのに適した種々の材料が、関連する分野の当業者によく知られている。

気化器は、運行しているか、又は沖合に係留されているＬＮＧ船の甲板に配置されていることに伴われる構造的荷重に耐えられるように設計する。強制システムのための扇風機も、同様に、船の運動に伴われる荷重及び恐らく新鮮な水の荷重を含めた、嵐の中で気化している間の船の動揺に伴われる荷重に耐えられるように、設計されている。

気化器８２の大きさ及び表面積は、再ガス化されたＬＮＧを送る体積及び流量、及び用いられる熱源の種類により広く変えることができる。周囲空気を熱源として用いる場合、周囲空気の温度は季節によって変わることがある。熱交換のための充分な表面積を与えるため、複数の気化器８２を種々の形状、例えば、直列又は並列に配列することができる。同様に気化器の型は、管形（ｓｈｅｌｌ ａｎｄ ｔｕｂｅ）熱交換器、ひれ付き管形（ｆｉｎｎｅｄ ｔｕｂｅ）熱交換器、曲管・固定管板形交換器、渦巻き管形交換器、板形熱交換器、中間的流体気化器、沈めた燃焼気化器、又は再ガス化されるＬＮＧに必要な温度、体積、及び熱吸収条件に合った当業者に一般に知られている他のどのような熱交換器にでもすることができるであろう。

本発明の幾つかの態様を詳細に記述してきたが、基本的発明の概念から離れることなく多くの変更及び修正を行えることは、関連する分野の当業者に明らかであろう。そのような修正及び変更は、全て本発明の範囲に入るものと考えられ、本発明の本質は上記記述及び添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。

本明細書に引用された特許は、全て参考のためここに入れてある。数多くの従来技術の刊行物がここに言及されているが、この言及は、これらの文書のいずれでもオーストラリア又は他のいずれかの国で当分野の普通の一般的知識の一部を形成していることを承認するものではない。本発明の要約として、次の記述及び特許請求の範囲は、内容が、言葉又は必要な暗示を表現することにより、他のことを必要としない限り、用語「含む」又はその変化したもの、例えば、「含んでいる」又は「含むこと」は包括的な意味で用いられている。即ち、記述した特徴の存在を特定化するために用いられており、本発明の種々の態様の更に別の特徴の存在又は追加を排除するものではない。

図１は、受取り船が接近しながら、前進中の配送船の模式的平面図である。 図２は、図１の配送船と受取り船との、配送船に近く受取り船が操縦されて行く時の模式的平面図である。 図３は、配送船から、船上再ガス化施設を取付けた受取り船へＬＮＧを積み替えている時の、船舶間積み替え場所に配置された配送船と受取り船を例示する、本発明の第一の態様の模式的平面図である。 図４は、再ガス化場所と、陸上分配施設へガスを送るための海中パイプラインの模式的平面図である。 図５は、ＬＮＧが受取り船上で再ガス化され、一つ以上の海洋ライザー（単数又は複数）及び付随の海中パイプライン（単数又は複数）を通って海岸へ移送される時の、櫓係留ブイの所に係留された受取り船の模式的側面図である。 図６は、受取り船上の再ガス化施設の一つの可能な工程図である。 図７は、ＬＮＧＣが接近しながら、前進中の船上再ガス化施設を有する船舶の模式的平面図である。 図８は、ＬＮＧＣ船が配送船に一層近く操縦された時の図７の船舶の模式的平面図である。 図９は、配送船から、船上再ガス化施設を取付けた受取り船へＬＮＧを積み替えている時の船舶間積み替え場所に配置された図８の船舶を例示する、本発明の第二の態様の模式的平面図である。

Claims (16)

1. 陸上へガスとして送るため液体天然ガス（ＬＮＧ）を沖合再ガス化するための方法において、
   ＬＮＧを配送船から受取り船へ船舶間積み替え場所で荷降ろしすること；
   前記受取り船を自身の動力で前記船舶間積み替え場所から、前記船舶間積み替え場所よりも海岸に近い係留場所へ移動させること；
   前記受取り船上の再ガス化施設を用いてＬＮＧを再ガス化し、前記係留場所で天然ガスを形成すること；及び
   前記天然ガスを、最終的ユーザーへ送るための陸上ガス分配施設へ移送すること；
   を含む、再ガス化法。
2. 更に、配送船からＬＮＧを受取り船へ荷降ろしする工程の前に、配送船を受取り船に係留する工程を含む、請求項１に記載の方法。
3. 配送船又は受取り船のうち小回りのききにくい方を予め合意した速度で前進させ、二つの船舶のうち小回りのききにくい方が船尾左舷に大波を受けるように船首方位を選択し、配送船が受取り船へ係留されてしまうまでその船首方位を維持する、請求項２に記載の方法。
4. 配送船又は受取り船のうち小回りのききにくい方を予め合意した速度で前進させ、船首方位を、二つの船舶のうち小回りがきく方を吹いてくる風雨に直接船首を向けるように選択し、その船首方位を配送船が受取り船へ係留されてしまうまで維持する、請求項２に記載の方法。
5. 配送船と受取り船を一緒に係留し、ＬＮＧを配送船から受取り船へ荷降ろしする間並べて運行させながら前進させる、請求項１に記載の方法。
6. 配送船と受取り船を一緒に係留し、ＬＮＧを配送船から受取り船へ荷降ろしする間並べて漂流させる、請求項１に記載の方法。
7. 配送船と受取り船を縦並びに運行させながら、ＬＮＧを配送船から受取り船へ縦並び荷降ろしにより荷降ろしする、請求項１に記載の方法。
8. 受取り船の船体中、ＬＮＧをその揺動に耐えられるタンク中に貯蔵し、前記受取り船がそれに関連した支持船体構造を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 受取り船が、配送船のエンジン能力と比較して小さいエンジン能力を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 受取り船が推進システムを有し、前記推進システムが二重燃料ガスタービン、二重燃料ディーゼル、又は二重燃料ディーゼル・電気システムを含んでいる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 受取り船の推進システムに必要な動力が、受取り船上の再ガス化に必要な動力と共有されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 受取り船の推進システムに、配送船と比較して優れた係留及び位置取り能力を受取り船に与える船首と船尾の両方に位置する横断スラスターを有する二軸スクリュー、固定ピッチプロペラが取付けてある、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 係留場所が、その係留場所で受取り船を係留するための、水中に沈めることが可能で切り離し可能な係留ブイで、受取り船の船体内で船首の方に配置された凹部内に位置させることができる係留ブイを含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 船上再ガス化施設へ熱源として周囲の空気を用いてＬＮＧを再ガス化する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
15. ＬＮＧが中間的流体との熱交換により再ガス化され、前記中間的流体が、熱源として周囲の空気を用いて加熱される、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 周囲の空気とＬＮＧ又は中間的流体との間の熱交換が、強制通風送風機を使用することにより促進される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。

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