KR20240159822A - Storage and processing facilities for gases produced by the evaporation of cryogenic liquids - Google Patents
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Abstract
본 발명은 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 저장 및 처리하기 위한 시설로서, 저장 및 처리 시설은 적어도 하나의 탱크(4), 가스로부터 마련된 연료를 소비하는 적어도 하나의 소비처(26), 고용량 압축기(16), 소비처(26)에게 연료를 공급하는 저용량 압축기(24)를 포함하며, 상기 저장 및 처리 시설은 탱크(4)의 헤드를 고용량 압축기(16)에 연결하는 메인 회로(14)와, 상기 메인 회로(14)에 유체적으로 병렬인 부속 회로(28)를 포함하며, 상기 부속 회로(28)는 가스를 저용량 압축기(24)에 직접 공급하도록 구성된다.The present invention relates to a facility for storing and processing gas (G) generated by evaporation of cryogenic liquid, wherein the storage and processing facility comprises at least one tank (4), at least one consumer (26) for consuming fuel prepared from the gas, a high-capacity compressor (16), and a low-capacity compressor (24) for supplying fuel to the consumer (26), wherein the storage and processing facility comprises a main circuit (14) connecting a head of the tank (4) to the high-capacity compressor (16), and a sub-circuit (28) fluidly parallel to the main circuit (14), wherein the sub-circuit (28) is configured to directly supply gas to the low-capacity compressor (24).
Description
본 발명은 극저온 액체의 수송 및/또는 저장 분야에 관한 것이며, 더욱 상세하게 이러한 극저온 액체로부터 제조된 가스의 수송 및/또는 저장 분야에 관한 것이다.The present invention relates to the field of transport and/or storage of cryogenic liquids, and more particularly to the field of transport and/or storage of gases produced from such cryogenic liquids.
주변 온도 및 대기압의 기체 탄화수소는 그들의 운송 및/또는 저장을 용이하게 하기 위해 극저온, 즉 -60℃ 이하의 온도에서 액화된다. 극저온 액체라고도 불리는 이렇게 액화된 탄화수소는 구조물, 특히 부유식 구조물의 탱크에 배치된다.Gaseous hydrocarbons at ambient temperature and pressure are liquefied at cryogenic temperatures, i.e. below -60°C, to facilitate their transportation and/or storage. These liquefied hydrocarbons, also called cryogenic liquids, are placed in tanks of structures, especially floating structures.
그러나, 이러한 탱크는 완벽하게 단열되어 있지 않으므로 극저온 액체의 자연 증발이 불가피하다. 자연 증발하는 현상을 보일-오프(boil-off)라고 하며, 이 자연 증발에 의해 생성된 가스를 보일-오프 가스(boil-off gas: BOG)라고 한다. 따라서, 구조물의 탱크는 액체 형태의 극저온 액체와, 이러한 극저온 액체의 보일-오프에 의해 생성된 가스를 모두 포함한다.However, since these tanks are not perfectly insulated, natural evaporation of the cryogenic liquid is inevitable. The phenomenon of natural evaporation is called boil-off, and the gas produced by this natural evaporation is called boil-off gas (BOG). Therefore, the tank of the structure contains both the cryogenic liquid in liquid form and the gas produced by the boil-off of this cryogenic liquid.
극저온 액체의 보일-오프에 의해 생성된 가스의 일부는 부유식 구조물의 작동 에너지 요구를 충족시키기 위해 제공되는 엔진과 같은 적어도 하나의 소비처에게 공급하기 위한 연료로서 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 구조물의 전기 장비용 전기를 생산하는 것이 가능하다.A portion of the gas produced by boil-off of the cryogenic liquid can be used as fuel to supply at least one consumer, such as an engine, to meet the operating energy requirements of the floating structure. Thus, it is possible to produce electricity for the electrical equipment of such a structure.
가스는 일반적으로 상당한 직경을 갖는 파이프를 통해 소비처에게 순환되며, 이러한 직경은 부유식 구조물에 대한 극저온 액체 선적 작업을 촉진하고 가속화하도록 조정된다.The gas is usually circulated to the consumer through pipes of considerable diameter, which are adjusted to facilitate and accelerate the cryogenic liquid loading operation to the floating structure.
그러나, 배관의 직경이 크다는 것은 극저온 액체의 증발로 발생한 가스가 소비처에게 전달될 때 가열된다는 것을 의미한다. 극저온 액체의 증발로 발생한 가스는 때때로 소비처에게 공급이 불가능한 온도에 도달하며, 특히 이러한 온도는 소비처의 상류에 위치되며 극저온 액체의 증발로 발생한 가스가 통과하도록 설계된 압축기의 작동과 양립할 수 없기 때문이다.However, the large diameter of the pipe means that the gas resulting from the evaporation of the cryogenic liquid is heated as it passes to the consumer. The gas resulting from the evaporation of the cryogenic liquid sometimes reaches a temperature that makes it impossible to supply to the consumer, especially since this temperature is incompatible with the operation of the compressor located upstream of the consumer and through which the gas resulting from the evaporation of the cryogenic liquid is designed to pass.
배관 내의 극저온 액체에서 증발하는 가스의 온도를 낮추기 위해, 일반적으로 부유식 구조물 탱크에서 극저온 액체를 분사한다. 그러나, 이 솔루션은 처리할 유체의 양을 늘리고, 특히 탱크에서 극저온 액체를 빼내기 위해 펌프를 사용해야 하기 때문에 소비처에게 공급하는데 필요한 장비를 더욱 복잡하게 만든다.To reduce the temperature of the gas evaporating from the cryogenic liquid in the pipeline, cryogenic liquid is usually injected from a floating structure tank. However, this solution increases the volume of fluid to be treated and makes the equipment required to supply to the consumer more complex, especially since a pump must be used to remove the cryogenic liquid from the tank.
본 발명의 목적은 극저온 액체의 증발로 발생한 가스가 소비처에게 공급되어 부유식 구조물의 배관 내에서 순환하는 동안 가스의 가열을 제한하는 시설을 제안함으로써 이러한 단점을 극복하는 것이다.The object of the present invention is to overcome these drawbacks by proposing a facility which limits the heating of gas generated by evaporation of cryogenic liquid while it is supplied to a consumer and circulated within the piping of a floating structure.
본 발명의 주된 목적은 극저온 액체의 증발로부터 생성된 가스를 저장 및 처리하기 위한 시설이며, 저장 및 처리 시설은 극저온 액체와 극저온 액체의 증발로 발생한 가스 모두를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 탱크, 적어도 극저온 액체의 증발로 발생한 가스로부터 마련된 연료를 소비하는 적어도 하나의 소비처, 극저온 액체 저장 터미널에 연결되도록 설계된 고용량 압축기, 및 소비처에게 연료를 공급하는 저용량 압축기를 포함하며, 상기 저장 및 처리 시설은 탱크 헤드를 고용량 압축기에 연결하는 메인 회로와, 상기 메인 회로와 적어도 부분적으로 유체적으로 병렬로 배열된 부속 회로(accessory circuit)를 포함하며, 상기 부속 회로는 극저온 액체의 증발로 발생한 가스를 저용량 압축기에 직접 공급하도록 구성된다.The primary object of the present invention is a facility for storing and processing gas produced from the evaporation of a cryogenic liquid, the storage and processing facility comprising at least one tank configured to receive both the cryogenic liquid and the gas produced from the evaporation of the cryogenic liquid, at least one consumer consuming fuel prepared from the gas produced from the evaporation of the cryogenic liquid, a high-capacity compressor designed to be connected to a cryogenic liquid storage terminal, and a low-capacity compressor supplying fuel to the consumer, the storage and processing facility comprising a main circuit connecting a tank head to the high-capacity compressor, and an accessory circuit arranged at least partially in fluidic parallel with the main circuit, the accessory circuit being configured to supply gas produced from the evaporation of the cryogenic liquid directly to the low-capacity compressor.
위에서 설명한 저장 및 처리 시설은 예를 들어 부유식 구조물에 통합되어 있다. 한편으로는 극저온 액체의 순환을 위해 구성되고, 다른 한편으로는 이 극저온 액체의 증발로 발생한 가스의 순환을 위해 구성되며, 극저온 액체와 가스 모두가 저장 및 처리 시설의 하나 이상의 탱크 내에 저장된다. 특히, 극저온 액체는 탱크의 바닥에 저장되고, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스는 탱크의 상부(헤드)에 저장된다.The storage and processing facility described above is integrated, for example, into a floating structure. It is configured for the circulation of the cryogenic liquid on the one hand, and for the circulation of the gas resulting from the evaporation of this cryogenic liquid on the other hand, and both the cryogenic liquid and the gas are stored in one or more tanks of the storage and processing facility. In particular, the cryogenic liquid is stored at the bottom of the tank, and the gas resulting from the evaporation of the cryogenic liquid is stored in the upper part (head) of the tank.
저장 및 처리 시스템의 소비처는 탱크에서 공급되도록 구성되며; 이 소비처에게는 예를 들어 액체 형태의 연료 및/또는 기체 형태의 연료, 즉 극저온 액체 및/또는 증발로 발생한 가스가 공급된다. 저장 및 처리 시설은 극저온 액체의 증발로 발생한 가스가 순환하는 적어도 2개의 회로, 즉 저장 터미널에 연결된 고용량, 저압 배출 압축기로 이를 전달하는 메인 회로와, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스를 소비처에 연결된 저용량, 고압 배출 장치로 전달하는 보조 회로를 포함한다. 따라서, 양 회로는 극저온 액체 증발로 발생한 가스를 압축기에 공급하는데 사용되며, 각 회로의 압축기들은 이들이 작동하는 유량과 압력이 상이하다. 따라서, 저용량 압축기는 고용량 압축기보다 더 높은 압력에서 작동한다. 예를 들어, 저용량 압축기는 5 bar 절대압력과 7 bar 절대압력 사이의 압력과 2,000 내지 6,000 m3/h의 유량에서 작동하는 반면, 고용량 압축기는 1.5 bar 절대압력과 2.5 bar 절대압력 사이의 압력과 12,000 내지 30,000 m3/h의 유량에서 작동한다.The consumers of the storage and processing system are configured to be supplied from a tank; these consumers are supplied with, for example, fuel in liquid form and/or fuel in gaseous form, i.e. cryogenic liquid and/or gas resulting from evaporation. The storage and processing facility comprises at least two circuits, i.e. a main circuit, in which the gas resulting from evaporation of the cryogenic liquid circulates, i.e. a high-capacity, low-pressure discharge compressor connected to the storage terminal, and an auxiliary circuit, in which the gas resulting from evaporation of the cryogenic liquid is delivered to a low-capacity, high-pressure discharge device connected to the consumer. Thus, both circuits are used to supply the gas resulting from evaporation of the cryogenic liquid to the compressors, the compressors of each circuit having different flow rates and pressures at which they operate. Thus, the low-capacity compressor operates at a higher pressure than the high-capacity compressor. For example, low capacity compressors operate at pressures between 5 bar absolute and 7 bar absolute and at flows of 2,000 to 6,000 m 3 /h, whereas high capacity compressors operate at pressures between 1.5 bar absolute and 2.5 bar absolute and at flows of 12,000 to 30,000 m 3 /h.
예를 들어, 저장 터미널은 해안 해안선에 위치되는 반면, 소비처는 바다의 부유식 구조물에 탑승하여 전력 공급에 기여한다. 이 저장 터미널은 극저온 액체와 극저온 액체의 증발로 발생한 가스의 저장을 가능하게 한다.For example, storage terminals are located on coastal coastlines, while consumers are onboard floating structures in the sea, contributing to the power supply. These storage terminals enable the storage of cryogenic liquids and gases produced by the evaporation of cryogenic liquids.
메인 회로와 부속 회로는 적어도 부분적으로 서로 병렬로 배열되는데, 즉 그들은 적어도 부분적으로 독립적이다. "독립적(independent)"이란 메인 회로를 구성하는 도관이 부속 회로를 구성하는 도관과 분리되어 있음을 의미한다. 바람직하게, 메인 회로와 부속 회로는 대부분 독립적인데, 즉 메인 회로를 구성하는 도관의 대부분이 부속 회로에 관여하지 않는다.The main circuit and the sub-circuit are arranged at least partially in parallel with each other, i.e. they are at least partially independent. "Independent" means that the conduits constituting the main circuit are separated from the conduits constituting the sub-circuit. Preferably, the main circuit and the sub-circuit are largely independent, i.e. most of the conduits constituting the main circuit are not involved in the sub-circuit.
메인 회로는 탱크 헤드, 즉 극저온 액체의 증발로 발생한 가스가 저장되는 탱크의 부분에 연결된다.The main circuit is connected to the tank head, that is, the part of the tank where the gas produced by evaporation of the cryogenic liquid is stored.
부속 회로는 극저온 액체의 증발로 발생한 가스를 저용량 압축기에 직접 공급하도록 구성되며; 극저온 액체의 증발로 발생한 이 가스는 파이프에서만 순환하여 저용량 압축기로 전달되는 것으로 이해된다. 특히, 부속 회로에는 열 교환기가 없다. 따라서, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스는 소비처에게 전달되는 전용 회로의 이점을 활용하여 순환 중 가열을 제한한다.The auxiliary circuit is configured to directly supply the gas generated by the evaporation of the cryogenic liquid to the low-capacity compressor; it is understood that the gas generated by the evaporation of the cryogenic liquid is circulated only in the pipe and delivered to the low-capacity compressor. In particular, there is no heat exchanger in the auxiliary circuit. Therefore, the gas generated by the evaporation of the cryogenic liquid is delivered to the consumer by taking advantage of the dedicated circuit, thereby limiting heating during circulation.
본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 메인 회로와 부속 회로는 열적으로 독립되어 있다.According to an optional feature of the present invention, the main circuit and the auxiliary circuit are thermally independent.
결과적으로 메인 회로와 부속 회로 사이에 칼로리의 교환이 발생하지 않는다.As a result, no exchange of calories occurs between the main circuit and the auxiliary circuit.
본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 부속 회로는 탱크 헤드 출구에서 메인 회로에 연결된다.According to an optional feature of the present invention, the auxiliary circuit is connected to the main circuit at the tank head outlet.
예를 들어, 부속 회로는 탱크 헤드의 근처에서 탱크 외부의 메인 회로에 연결된다.For example, the auxiliary circuit is connected to the main circuit outside the tank near the tank head.
본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 저장 및 처리 시설은 메인 회로와 부속 회로 사이의 분리부에 배열된 적어도 하나의 밸브를 포함한다.According to an optional feature of the present invention, the storage and treatment facility comprises at least one valve arranged in a separator between the main circuit and the auxiliary circuit.
3방향 밸브이거나 2개의 양방향 밸브의 조합인 밸브는 부속 회로를 메인 회로에 연결한다. 이 밸브의 상류에서, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스가 메인 회로와 보조 회로가 공유하며, 탱크 헤드 내로 개방되는 파이프를 통해 흐른다.A valve, which may be a three-way valve or a combination of two two-way valves, connects the auxiliary circuit to the main circuit. Upstream of this valve, the gas produced by the evaporation of the cryogenic liquid flows through a pipe shared between the main and auxiliary circuits and opens into the tank head.
본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 부속 회로는 탱크의 가스 돔에 직접 연결된다.According to an optional feature of the invention, the auxiliary circuit is directly connected to the gas dome of the tank.
가스 돔은 극저온 액체의 증발로 발생한 가스가 존재하는 탱크의 외부 및 상방 돌출부에 대응한다. 부속 회로가 가스 돔에 직접 연결된 경우, 탱크에 대한 각 회로의 연결은 독립적이며; 메인 회로와 부속 회로는 탱크에서 연장되는 파이프를 공유하지 않는 것으로 이해된다.The gas dome corresponds to the external and upper projection of the tank where the gas generated by the evaporation of the cryogenic liquid exists. When the auxiliary circuit is directly connected to the gas dome, the connection of each circuit to the tank is independent; it is understood that the main circuit and the auxiliary circuit do not share a pipe extending from the tank.
본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 메인 회로를 형성하는 도관의 공칭 직경은 300㎜와 600㎜ 사이이다.According to an optional feature of the present invention, the nominal diameter of the conduit forming the main circuit is between 300 mm and 600 mm.
따라서, 메인 회로 파이프의 크기는 저장 및 처리 시설과 저장 터미널 사이의 적재 및 하역 작업에 맞게 조정된다.Therefore, the size of the main circuit pipe is adjusted to suit the loading and unloading operations between the storage and processing facilities and the storage terminal.
본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 부속 회로를 형성하는 파이프의 공칭 직경은 100㎜와 250㎜ 사이이다.According to an optional feature of the present invention, the nominal diameter of the pipe forming the auxiliary circuit is between 100 mm and 250 mm.
부속 회로 파이프의 크기는 극저온 액체의 증발로 발생한 가스가 저용량 압축기로 신속하게 전달되어 소비처에게 전달될 수 있어서 가열이 제한된다는 것을 의미한다. 극저온 액체의 증발로 발생한 가스는 적절한 압력과 온도에서 저용량 압축기에 공급되므로 냉각 장치의 필요성이 제한된다.The size of the auxiliary circuit pipe means that the gas generated by the evaporation of the cryogenic liquid can be quickly conveyed to the low-capacity compressor and delivered to the consumer, thereby limiting heating. The gas generated by the evaporation of the cryogenic liquid is supplied to the low-capacity compressor at an appropriate pressure and temperature, thereby limiting the need for a cooling device.
일부 실시예에서, 파이프 및/또는 덕트의 직경은 조정 가능하며, 이 직경은 탱크의 부근보다 압축기 부근에서 더 크다.In some embodiments, the diameter of the pipe and/or duct is adjustable and is larger near the compressor than near the tank.
본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 부속 회로는 단열된다.According to an optional feature of the present invention, the auxiliary circuit is insulated.
이러한 단열은 부속 회로를 형성하는 파이프 주위에 폼을 배치하여 달성할 수 있다. 대안적으로, 진공 단열을 통해 부속 회로 파이프를 더 큰 파이프에 배치하고 그 사이의 공간을 비우는 방법으로 이를 달성할 수 있다.This insulation can be achieved by placing foam around the pipe forming the subcircuit. Alternatively, this can be achieved by vacuum insulating the subcircuit pipe into a larger pipe, leaving the space between them empty.
본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 메인 회로는 고용량 압축기의 극저온 액체의 증발로 발생한 가스의 공급 전용인 제 1 분기부와 적어도 하나의 밸브를 통해 부속 회로에 연결된 제 2 분기부 사이의 분기 지점을 포함한다.According to an optional feature of the present invention, the main circuit comprises a branch point between a first branch dedicated to supplying gas resulting from evaporation of cryogenic liquid of a high-capacity compressor and a second branch connected to a secondary circuit via at least one valve.
이 분기 지점은 메인 회로 내의 분할을 구성한다. 따라서, 메인 회로에서 순환할 때, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스는 제 1 분기부를 통해 고용량 압축기로 전달되거나, 제 2 분기부를 통해 부속 회로로 전달된다.This branch point constitutes a division within the main circuit. Thus, when circulating in the main circuit, the gas generated by the evaporation of the cryogenic liquid is either delivered to the high-capacity compressor through the first branch or to the auxiliary circuit through the second branch.
본 발명의 선택적 특징에 따르면, 밸브는 분기 지점과 저용량 압축기 사이에 배치된다.According to an optional feature of the present invention, the valve is arranged between the branch point and the low-capacity compressor.
극저온 액체의 증발로 발생한 가스가 메인 회로의 제 2 분기부를 통과할 때, 저용량 압축기에 공급되도록 의도된 것으로 이해된다.It is understood that the gas produced by the evaporation of the cryogenic liquid is intended to be supplied to the low-capacity compressor as it passes through the second branch of the main circuit.
본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 저장 및 처리 시설은 탱크에서 채취한 극저온 액체로부터 제 2 분기부를 냉각하도록 구성된 분기부를 포함한다.According to an optional feature of the present invention, the storage and processing facility includes a branch configured to cool the second branch from cryogenic liquid taken from the tank.
이 분기부는 밸브의 상류의 제 2 분기부에 대한 냉각 장치 역할을 하여, 메인 회로의 제 2 분기부를 통해 흐르는 액체의 증발로 발생한 가스를 냉각시킨다. 예를 들어 밸브와 저용량 압축기 사이에서 분기부가 개방된다.This branch acts as a cooling device for the second branch upstream of the valve, cooling the gas produced by the evaporation of the liquid flowing through the second branch of the main circuit. For example, the branch is opened between the valve and the low-capacity compressor.
본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 저장 및 처리 시설은 탱크를 극저온 액체로 채우는 전용 보조 회로를 포함하며, 이 보조 회로는 저장 터미널을 탱크의 바닥 구역에 연결하도록 구성된다.According to an optional feature of the present invention, the storage and processing facility comprises a dedicated auxiliary circuit for filling the tank with cryogenic liquid, the auxiliary circuit being configured to connect the storage terminal to the bottom section of the tank.
탱크의 바닥 구역은 극저온 액체를 수용 및 저장하도록 설계된 탱크의 가장 낮은 부분이다. 탱크의 이러한 바닥 구역은 예를 들어 탱크 바닥 벽과, 바닥 벽에 실질적으로 평행하고 그 위로 1미터 연장되는 평면 사이에 위치한 공간에 대응한다.The bottom area of a tank is the lowest part of a tank designed to receive and store cryogenic liquids. This bottom area of a tank corresponds, for example, to the space located between the bottom wall of the tank and a plane substantially parallel to the bottom wall and extending 1 meter above it.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 저장 및 처리 시설을 포함하는, 극저온 액체 및 극저온 액체의 증발로 발생한 가스를 운반 및/또는 저장하기 위한 부유식 구조물에 관한 것이다.The present invention also relates to a floating structure for transporting and/or storing cryogenic liquids and gases produced by evaporation of cryogenic liquids, comprising storage and processing facilities as described above.
본 발명의 다른 특징, 세부사항 및 이점은 한편으로는 다음의 설명을 읽고, 다른 한편으로는 첨부된 도면을 참조하여 설명의 목적으로 제한 없이 제공된 예시적인 실시예로부터 더 명확하게 나타날 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 저장 및 처리 시설을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 저장 및 처리 시설을 포함하는 부유식 구조물의 단면도를 도시한다.Other features, details and advantages of the present invention will become more apparent from the following description, on the one hand, and from the exemplary embodiments provided for the purpose of illustration and without limitation, with reference to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 schematically illustrates a storage and processing facility according to the present invention.
Figure 2 illustrates a cross-sectional view of a floating structure including the storage and processing facilities illustrated in Figure 1.
본 발명의 특징, 변형 및 다양한 실시예는 서로 호환되지 않거나 배타적이지 않은 한 다양한 조합으로 서로 결합될 수 있다. 특히, 이러한 특징의 선택이 기술적 이점을 제공하고 및/또는 본 발명을 종래 기술과 차별화하기에 충분하다면 설명된 다른 특징과 별도로 아래에 설명되는 특징의 선택만을 포함하는 본 발명의 변형을 상상하는 것이 가능하다.The features, modifications and various embodiments of the present invention may be combined with one another in various combinations, provided that they are not mutually incompatible or exclusive. In particular, it is possible to imagine variations of the present invention that include only a selection of the features described below, separate from other features described, provided that the selection of such features provides a technical advantage and/or is sufficient to differentiate the present invention from the prior art.
도면에서, 여러 도면에 공통된 부재들은 동일한 도면부호를 갖는다.In drawings, elements common to multiple drawings have the same drawing symbols.
도 1은 본 발명에 따른 저장 및 처리 시설(1)을 개략적으로 도시하며, 이러한 저장 및 처리 시설(1)은 부유식 구조물(2) 내에 통합되어 있으며, 이러한 부유식 구조물(2)은 도 2에 도시되어 있다.FIG. 1 schematically illustrates a storage and processing facility (1) according to the present invention, wherein the storage and processing facility (1) is integrated into a floating structure (2), which is illustrated in FIG. 2.
저장 및 처리 시설(1)은 한편으로 극저온 액체(cryogenic liquid: LC)를 순환시키고, 다른 한편으로 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 순환시키도록 구성된다. 극저온 액체(LC)는 저장 및 처리 시설(1)의 적어도 하나의 탱크(4)에 저장된다. 탱크(4)의 단열이 완벽하지 않을 때, 극저온 액체(LC)의 일부가 자연적으로 증발하여 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 형성하게 된다. 따라서, 탱크(4)에는 극저온 액체(LC)와 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)가 모두 포함되며, 이 두 유체 사이의 분리는 도 1에서 점선 수평선으로 표시된다.A storage and processing facility (1) is configured to circulate cryogenic liquid (LC) on the one hand and gas (G) generated by evaporation of the cryogenic liquid on the other hand. The cryogenic liquid (LC) is stored in at least one tank (4) of the storage and processing facility (1). When the insulation of the tank (4) is not perfect, a portion of the cryogenic liquid (LC) naturally evaporates to form gas (G) generated by evaporation of the cryogenic liquid. Therefore, the tank (4) contains both the cryogenic liquid (LC) and gas (G) generated by evaporation of the cryogenic liquid, and the separation between these two fluids is indicated by a dotted horizontal line in Fig. 1.
저장 및 처리 시설(1)은 극저온 액체(LC) 및 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 저장하기 위한 적어도 하나의 탱크(4)를 구비하며, 극저온 액체(LC)는 예를 들어 메탄이다. 여기에 도시된 실시예에서, 저장 및 처리 시설(1)은 4개의 탱크(4)를 포함한다. 이들 4개의 탱크(4) 중 하나와 관련하여 이어지는 설명은 다른 탱크(4) 각각에 적용 가능하다는 것이 이해된다.The storage and processing facility (1) comprises at least one tank (4) for storing cryogenic liquid (LC) and gas (G) generated by evaporation of the cryogenic liquid, wherein the cryogenic liquid (LC) is, for example, methane. In the embodiment illustrated herein, the storage and processing facility (1) comprises four tanks (4). It is to be understood that the following description with respect to one of these four tanks (4) is applicable to each of the other tanks (4).
탱크(4)는 탱크의 가장 낮은 벽에 대응하는 바닥 벽(6)에 의해 한정된다. 이 바닥 벽(6)으로부터 탱크의 바닥 구역이 연장되는데, 이 바닥 구역은 예를 들어 이 바닥 벽(6)과 그에 평행한 평면 사이의 구역에 대응하고, 그로부터 1미터 거리에 배치된다. 탱크의 적어도 바닥 구역은 극저온 액체(LC)를 저장하기 위한 것이다. 반대로, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)는 탱크 최상부에 대응하는 탱크(4)의 헤드에 저장된다. 여기서, 탱크(4)의 지붕에는 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)가 배출되는 탱크(4)의 일부인 가스 돔(8)이 장착되어 있다.The tank (4) is defined by a bottom wall (6) corresponding to the lowest wall of the tank. A bottom area of the tank extends from this bottom wall (6), which bottom area corresponds, for example, to the area between this bottom wall (6) and a plane parallel thereto and is arranged at a distance of 1 meter therefrom. At least the bottom area of the tank is intended for storing a cryogenic liquid (LC). Conversely, a gas (G) generated by evaporation of the cryogenic liquid is stored in the head of the tank (4), corresponding to the uppermost part of the tank. Here, a gas dome (8) is mounted on the roof of the tank (4), which is a part of the tank (4) through which the gas (G) generated by evaporation of the cryogenic liquid is discharged.
저장 및 처리 시설(1)은 해안에 위치한 저장 터미널(10)에 연결된다. 부유식 구조물(2)과 저장 터미널(10) 사이의 협력은 도 2와 관련하여 아래에서 더 자세히 설명될 것이다. 저장 터미널(10)은 극저온 액체(LC)와, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 모두 저장할 수 있다. 특히, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)는 저장 및 처리 시설(1)의 탱크(4)에서 저장 터미널(10)로 배출될 수 있으며, 극저온 액체(LC)는 저장 터미널(10)에서 탱크(4)로 선적될 수 있다. 저장 터미널(10)에서 탱크(4)까지의 극저온 액체(LC)의 이러한 선적은 보조 회로(12)를 통해 이뤄지며, 이 보조 회로(12)는 저장 터미널(10)을 탱크의 바닥 구역에 연결한다. 보조 회로(12)는 극저온 액체(LC)로 탱크(4)를 채우는 데만 전용된다는 것이 이해된다.The storage and processing facility (1) is connected to a storage terminal (10) located on the shore. The cooperation between the floating structure (2) and the storage terminal (10) will be described in more detail below with reference to FIG. 2. The storage terminal (10) can store both cryogenic liquid (LC) and gas (G) resulting from evaporation of the cryogenic liquid. In particular, the gas (G) resulting from evaporation of the cryogenic liquid can be discharged from the tank (4) of the storage and processing facility (1) to the storage terminal (10), and the cryogenic liquid (LC) can be shipped from the storage terminal (10) to the tank (4). This shipment of the cryogenic liquid (LC) from the storage terminal (10) to the tank (4) is carried out via an auxiliary circuit (12), which connects the storage terminal (10) to the bottom area of the tank. It is to be understood that the auxiliary circuit (12) is exclusively dedicated to filling the tank (4) with the cryogenic liquid (LC).
극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)는 예를 들어 메인 회로(14)를 통해서 극저온 액체(LC)로 채우기 위해 탱크(4)로부터 배출된다. 이 메인 회로(14)는 탱크(4)의 헤드를 저장 터미널(10)에 연결한다.The gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid is discharged from the tank (4) to be filled with the cryogenic liquid (LC), for example, through the main circuit (14). This main circuit (14) connects the head of the tank (4) to the storage terminal (10).
메인 회로(14)는 탱크(4)로 개방되며; 보다 구체적으로, 메인 회로는 탱크(4)의 가스 돔(8)에 연결된다. 메인 회로(14)는 가스 돔(8)으로부터 고용량 압축기(16)까지 연장되는 적어도 하나의 도관을 포함하며, 이러한 고용량 압축기(16)는 탱크(4)와 저장 터미널(10) 사이에 개재된다. 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)가 흐르는 메인 회로(14)를 형성하는 파이프는 300㎜ 내지 600㎜의 직경을 갖는다. 열 교환기는 탱크(4)와 고용량 압축기(16) 사이의 메인 회로(14)에 끼워맞춰져서, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)의 압력과 온도가 이러한 고용량 압축기(16)에 공급하기에 적절하도록 보장할 수 있다.The main circuit (14) is opened to the tank (4); more specifically, the main circuit is connected to the gas dome (8) of the tank (4). The main circuit (14) includes at least one conduit extending from the gas dome (8) to a high-capacity compressor (16), which is interposed between the tank (4) and the storage terminal (10). The pipe forming the main circuit (14), through which the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid flows, has a diameter of 300 mm to 600 mm. A heat exchanger is fitted in the main circuit (14) between the tank (4) and the high-capacity compressor (16) to ensure that the pressure and temperature of the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid are appropriate for supplying to the high-capacity compressor (16).
일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 메인 회로(14)는, 메인 회로(14)의 제 1 분기부(20)와 이 메인 회로(14)의 제 2 분기부(22) 사이의 분리부로 구성된 분기 지점(18)을 포함한다. 제 1 분기부(20)는 전술한 바와 같이 고용량 압축기(16)에 공급하도록 설계된 메인 회로(14)의 부분에 대응한다. 반대로, 제 2 분기부(22)는 저장 및 처리 시설(1)의 저용량 압축기(24)에 공급하도록 설계되며, 이 저용량 압축기(24)는 탱크(4)와 저장 및 처리 시설(1)의 소비처(26) 사이에 배열된다.In some embodiments, as illustrated in FIG. 1, the main circuit (14) includes a branch point (18) that constitutes a separation between a first branch (20) of the main circuit (14) and a second branch (22) of the main circuit (14). The first branch (20) corresponds to a portion of the main circuit (14) designed to supply a high-capacity compressor (16) as described above. Conversely, the second branch (22) is designed to supply a low-capacity compressor (24) of the storage and treatment facility (1), which is arranged between the tank (4) and a consumer (26) of the storage and treatment facility (1).
소비처(26)는 예를 들어 모터, 더 구체적으로 이중 연료 디젤 전기(dual fuel diesel electric: DFDE) 유형의 발전기, 즉 부유식 구조물(2)의 전기 공급을 보장하도록 의도된 가스 소비처이다. 대안적으로, 소비처(26)는 극저온 액체(LC)와 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 연료로 사용할 수 있도록 구성되며; 작동 모드에 따라, 소비처(26)는 극저온 액체(LC) 또는 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 공급받을 수 있다는 것이 이해된다.The consumer (26) is a gas consumer, for example a motor, more specifically a generator of the dual fuel diesel electric (DFDE) type, i.e. intended to ensure the electricity supply of the floating structure (2). Alternatively, the consumer (26) is configured so that it can use as fuel the cryogenic liquid (LC) and the gas (G) resulting from the evaporation of the cryogenic liquid; it is understood that, depending on the operating mode, the consumer (26) can be supplied with the cryogenic liquid (LC) or the gas (G) resulting from the evaporation of the cryogenic liquid.
소비처(26)가 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 연료로서 사용하는 경우, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)는 저장 및 처리 시설(1)의 부속 회로(28)를 통해 그에게 공급될 수 있다. 따라서, 소비처(26)는 부속 회로(28)만을 통해서, 또는 메인 회로(14)가 분기 지점(18)을 가질 때 부속 회로(28)와 메인 회로(14)의 제 2 분기부(22)를 통해서, 또는 전적으로 이러한 제 2 분기부(22)를 통해서 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 공급받는다.When the consumer (26) uses the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid as fuel, the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid can be supplied to it through the subsidiary circuit (28) of the storage and processing facility (1). Accordingly, the consumer (26) is supplied with the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid only through the subsidiary circuit (28), or through the subsidiary circuit (28) and the second branch (22) of the main circuit (14) when the main circuit (14) has a branch point (18), or entirely through this second branch (22).
부속 회로(28)는 적어도 하나의 파이프로 구성된다. 이 배관은 메인 회로(14)의 파이프보다 작아서, 극저온 액체에서 증발하는 가스(G)는 극저온 액체로부터 증발하는 가스(G)가 메인 회로(14)를 통해 전달되는 경우보다 더 신속하게 저용량 압축기(24) 및 소비처(26)로 전달될 수 있다. 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)의 경로가 더 빨라지면 압력 손실과 그 냉각을 제한하는 것이 가능하며, 그에 따라 이를 이러한 저용량 압축기(24)의 작동에 적합한 온도 및 압력에서 저용량 압축기(24)에 공급할 수 있다. 이를 위해, 부속 회로(28)의 파이프는 예를 들어 100㎜ 내지 250㎜의 직경을 갖는다.The auxiliary circuit (28) is composed of at least one pipe. This pipe is smaller than the pipe of the main circuit (14), so that the gas (G) evaporating from the cryogenic liquid can be delivered to the low-capacity compressor (24) and the consumer (26) more quickly than if the gas (G) evaporating from the cryogenic liquid were delivered through the main circuit (14). If the path of the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid is faster, it is possible to limit the pressure loss and its cooling, and thus supply it to the low-capacity compressor (24) at a temperature and pressure suitable for the operation of the low-capacity compressor (24). For this purpose, the pipe of the auxiliary circuit (28) has a diameter of, for example, 100 mm to 250 mm.
부속 회로(28)는 또한 단열되어 있다. 부속 회로(28)의 이러한 단열은 예를 들어 파이프 주위에 배치된 폼 튜브로 구성된다. 대안적으로, 단열은 진공이 가해지는 대직경의 파이프에 배열된 부속 회로(28)의 파이프를 사용하여 진공 단열에 의해 달성될 수 있다. 이 경우, 부속 회로(28) 파이프와 대직경 파이프는 동심형으로 배치되고, 극저온 액체의 증발로부터의 가스(G)가 흐르는 부속 회로(28) 파이프를 대직경 파이프가 둘러싼다.The subcircuit (28) is also insulated. This insulation of the subcircuit (28) consists, for example, of a foam tube arranged around the pipe. Alternatively, the insulation can be achieved by vacuum insulation using the pipes of the subcircuit (28) arranged in a large diameter pipe to which a vacuum is applied. In this case, the subcircuit (28) pipe and the large diameter pipe are arranged concentrically, and the large diameter pipe surrounds the subcircuit (28) pipe through which the gas (G) from the evaporation of the cryogenic liquid flows.
도 1에 도시된 변형예에 도시된 바와 같이, 부속 회로(28)는 탱크(4) 헤드의 출구에서 메인 회로(14)에 연결된다. 특히, 메인 회로(14)는 가스 돔(8)에 연결되고, 부속 회로(28)는 이 가스 돔(8) 부근의 메인 회로(14)에 연결된다. 따라서, 저용량 압축기(24)와 소비처(24)에게 전달되도록 의도된 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)는 부속 회로(28)를 통과하기 전에 메인 회로(14)의 파이프에서 순환하는 것으로 이해된다. 저용량 압축기(24)로 향하든 또는 고용량 압축기(16)로 향하든 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)는 메인 회로(14) 내에서 적어도 부분적으로 순환한다. 즉, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)는 목적지 압축기와 독립적으로 가스 돔(8)에 연결된 동일한 파이프(30)를 통과한다. 메인 회로(14)와 부속 회로(28) 사이의 연결은 밸브, 이 경우에는 이들 2개의 회로(14, 28) 사이의 분리부에 배열된 3방향 밸브(32)를 통해 이루어진다. 따라서, 3방향 밸브(32)는 공통 파이프(30) 상에 위치된다. 대안적으로, 3방향 밸브(32)는 2개의 양방향 밸브로 대체될 수 있다.As illustrated in the variant illustrated in Fig. 1, the auxiliary circuit (28) is connected to the main circuit (14) at the outlet of the head of the tank (4). In particular, the main circuit (14) is connected to the gas dome (8), and the auxiliary circuit (28) is connected to the main circuit (14) in the vicinity of this gas dome (8). Accordingly, it is understood that the gas (G) resulting from the evaporation of the cryogenic liquid intended to be delivered to the low-capacity compressor (24) and the consumer (24) circulates in the pipe of the main circuit (14) before passing through the auxiliary circuit (28). Whether directed to the low-capacity compressor (24) or to the high-capacity compressor (16), the gas (G) resulting from the evaporation of the cryogenic liquid is at least partially circulated within the main circuit (14). That is, the gas (G) resulting from the evaporation of the cryogenic liquid passes through the same pipe (30) connected to the gas dome (8) independently of the destination compressor. The connection between the main circuit (14) and the auxiliary circuit (28) is made via a valve, in this case a three-way valve (32) arranged in a separator between these two circuits (14, 28). Thus, the three-way valve (32) is located on a common pipe (30). Alternatively, the three-way valve (32) can be replaced by two two-way valves.
그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 그리고 도면에 도시되지는 않았지만, 부속 회로(28)가 가스 돔(8)에 직접 연결되는 변형, 즉 이 부속 회로(28)가 탱크(4) 헤드의 출구 근방에서 메인 회로(16)와 독립적인 변형을 구상하는 것이 가능하다. 이들 변형예에서, 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)는 메인 회로(14) 및 부속 회로(16)의 공통 파이프(30)를 통과하지 않는다.However, without departing from the scope of the present invention and although not depicted in the drawings, it is possible to envisage variations in which the auxiliary circuit (28) is directly connected to the gas dome (8), i.e. this auxiliary circuit (28) is independent of the main circuit (16) in the vicinity of the outlet of the head of the tank (4). In these variations, the gas (G) generated by evaporation of the cryogenic liquid does not pass through the common pipe (30) of the main circuit (14) and the auxiliary circuit (16).
위의 결과로, 메인 회로(14)와 부속 회로(28)는 적어도 부분적으로 서로 병렬로 배열된다. 메인 회로(14) 파이프는 탱크(4)와 압축기(16, 24) 중 하나 사이의 저장 및 처리 시설(1)의 적어도 일부에 걸쳐 부속 회로(28) 파이프로부터 분리되어 있는 것으로 이해된다. 메인 회로(14) 및 부속 회로(28)는 2개의 회로(14, 28) 각각이 이 가스 돔(8)에 직접 연결되는 변형의 경우 탱크(4)의 가스 돔(8)으로부터 또는 회로(14, 28)가 도 1에 도시된 경우와 같이 공통 파이프(30)를 갖는 3방향 밸브(32)로부터 병렬로 연결된다. 유사하게, 메인 회로(14)와 부속 회로(28)는 저장 및 처리 시설(1)의 나머지 부분에 대해 병렬로 연결되거나, 메인 회로가 제 1 분기부(20) 및 제 2 분기부(22)를 갖는 분기 지점(18)까지 연결된다.As a result of the above, the main circuit (14) and the sub-circuit (28) are arranged at least partially in parallel with each other. It is understood that the main circuit (14) pipe is separated from the sub-circuit (28) pipe over at least a part of the storage and treatment facility (1) between the tank (4) and one of the compressors (16, 24). The main circuit (14) and the sub-circuit (28) are connected in parallel from the gas dome (8) of the tank (4) in the case of a variant in which each of the two circuits (14, 28) is directly connected to this gas dome (8) or from a three-way valve (32) having a common pipe (30) as in the case illustrated in Fig. 1. Similarly, the main circuit (14) and the sub-circuit (28) are connected in parallel to the remainder of the storage and treatment facility (1), or up to a branch point (18) at which the main circuit has a first branch (20) and a second branch (22).
메인 회로(14)가 제 1 분기부(20)와 제 2 분기부(22) 사이에 분할되는 실시예에서, 밸브, 예를 들어 3방향 밸브(34)가 제 2 분기부(22)와 부속 회로(28) 사이에 배열된다. 이러한 3방향 밸브(34)는 제 2 분기부(22)와 부속 회로(28) 사이의 접합점을 구성하며, 이는 메인 회로(14)가 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 소비처(26)에 공급하는 것을 가능하게 한다. 이를 위해, 3방향 밸브(34)는 분기 지점(18)과 저용량 압축기(24) 사이에 위치된다. 대안적으로, 밸브는 2개의 양방향 밸브를 포함할 수 있다.In an embodiment where the main circuit (14) is split between a first branch (20) and a second branch (22), a valve, for example a three-way valve (34), is arranged between the second branch (22) and the sub-circuit (28). This three-way valve (34) constitutes a junction between the second branch (22) and the sub-circuit (28), which enables the main circuit (14) to supply the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid to the consumer (26). For this purpose, the three-way valve (34) is located between the branch point (18) and the low-capacity compressor (24). Alternatively, the valve may comprise two two-way valves.
앞서 언급한 바와 같이, 메인 회로(14)는 부속 회로(28)를 형성하는데 관련된 파이프보다 직경이 더 큰 적어도 하나의 파이프로 형성된다. 메인 회로(14)에 의해 전달된 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)가 적절한 온도 및 압력에서 저용량 압축기(24)에 공급되는 것을 보장하기 위해서, 저장 및 처리 시설(1)은 3방향 밸브(34) 상류의 극저온 액체(LC)를 사용하여 제 2 분기부(22)를 냉각하는 분기부(36)를 포함한다. 보다 정확하게, 분기부(36)는 3방향 밸브(34) 부근의 제 2 분기부(22)에 연결된 제 1 단부와 탱크(4)로 개방되는 제 2 단부 사이에 연장된다. 탱크(4)로 개방되는 단부는 탱크의 바닥 구역 내에서, 예를 들어 바닥 벽(6)의 부근에 위치된다. 제 2 단부에는 극저온 액체(LC)를 흡입하여 이를 제 2 분기부(22)로 전달하는 펌프(38)가 장착되어 있다. 분기부(36)의 목적은 이 극저온 액체(LC)를 통해 메인 회로(14) 및 그 제 2 분기부(22) 내에서 순환되는 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 냉각하는 것이다. 이를 위해, 열 교환기는 제 2 분기부(22)와 분기부(36) 사이에 위치되고, 이들 분기부(22, 36) 각각은 열 교환기 통과를 구성한다.As mentioned above, the main circuit (14) is formed by at least one pipe having a larger diameter than the pipes involved in forming the subcircuit (28). In order to ensure that the gas (G) resulting from the evaporation of the cryogenic liquid delivered by the main circuit (14) is supplied to the low-capacity compressor (24) at an appropriate temperature and pressure, the storage and processing facility (1) includes a branch (36) for cooling the second branch (22) using the cryogenic liquid (LC) upstream of the three-way valve (34). More precisely, the branch (36) extends between a first end connected to the second branch (22) in the vicinity of the three-way valve (34) and a second end opening into the tank (4). The end opening into the tank (4) is located within the bottom region of the tank, for example in the vicinity of the bottom wall (6). The second section is equipped with a pump (38) which sucks in cryogenic liquid (LC) and delivers it to the second branch (22). The purpose of the branch (36) is to cool the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid circulated in the main circuit (14) and its second branch (22) via the cryogenic liquid (LC). For this purpose, a heat exchanger is positioned between the second branch (22) and the branch (36), and each of these branches (22, 36) constitutes a heat exchanger passage.
도면에 도시되지는 않았지만, 메인 회로(14)는 위에서 언급한 바와 같이 열 교환기와는 별개의 열 교환기를 포함할 수 있다. 다음에, 이 열 교환기는 메인 회로(14) 내에서 순환하는 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)의 온도를 조정하여 이를 고용량 압축기(16)의 적절한 작동에 필요한 온도와 압력으로 고용량 압축기(16)에 공급하도록 설계된다. 따라서 이러한 열 교환기는 탱크(4)와 고용량 압축기(16) 사이, 또는 3방향 밸브(32)와 고용량 압축기(16) 사이에 배치된다.Although not shown in the drawing, the main circuit (14) may include a heat exchanger separate from the heat exchanger as mentioned above. Next, this heat exchanger is designed to regulate the temperature of the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid circulating within the main circuit (14) and supply it to the high capacity compressor (16) at a temperature and pressure necessary for proper operation of the high capacity compressor (16). Accordingly, such a heat exchanger is arranged between the tank (4) and the high capacity compressor (16), or between the three-way valve (32) and the high capacity compressor (16).
반대로, 부속 회로(24)에는 열 교환기가 없다. 따라서 이는 가스 돔(8) 또는 3방향 밸브(32)로부터 저용량 압축기(24)에 직접 연결된다. 따라서, 부속 회로(24) 내에서 순환하는 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)는 부속 회로(28) 파이프 내에서의 순환으로 인해 발생할 수 있는 칼로리 이외의 칼로리를 얻으려는 의도가 없으며, 이러한 칼로리의 획득은 부속 회로(28)의 전술한 단열에 의해 더욱 제한된다. 여기에서 열 교환 장치는 부속 회로(28)에 배열되지 않는다. 특히, 메인 회로(14)와 부속 회로(28)는 열적으로 독립되어 있다. 이들 2개의 회로(14, 28) 사이에는 열 교환이 없으며; 예를 들어, 메인 회로(14)와 부속 회로(28)는 이들 2개의 회로(14, 18) 사이에 배치되는 열 교환기의 통로를 구성하지 않는다.In contrast, the subcircuit (24) has no heat exchanger. It is therefore directly connected to the low-capacity compressor (24) from the gas dome (8) or the three-way valve (32). Therefore, the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid circulating in the subcircuit (24) is not intended to obtain calories other than those which may be generated by circulation in the pipes of the subcircuit (28), and the acquisition of these calories is further limited by the aforementioned insulation of the subcircuit (28). Here, no heat exchange device is arranged in the subcircuit (28). In particular, the main circuit (14) and the subcircuit (28) are thermally independent. There is no heat exchange between these two circuits (14, 28); for example, the main circuit (14) and the subcircuit (28) do not form a passage for a heat exchanger arranged between these two circuits (14, 18).
고용량 압축기(16)와 저용량 압축기(24)의 사용 여부는 저장 및 처리 시설(1)의 작동에 따라 달라진다. 예를 들어 고용량 압축기(16)와 저용량 압축기(24)는 모두 부유식 구조물(2)의 압축기 룸과 같은 부유식 구조물(2)의 동일한 영역 내에 위치된다.The use of a high capacity compressor (16) and a low capacity compressor (24) depends on the operation of the storage and processing facility (1). For example, both a high capacity compressor (16) and a low capacity compressor (24) are located within the same area of the floating structure (2), such as a compressor room of the floating structure (2).
저장 및 처리 시설(1) 내에서 수행되는 선적 및 하역 작업이 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 저장 터미널(10)로 하역하는 것을 구성하는 경우에, 고용량 압축기(16)가 가동된다. 환언하면, 탱크(4)에 담긴 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)는 메인 회로(14)를 거쳐서 그리고 고용량 압축기(16)를 거쳐 저장 터미널(10)로 보내진다.When the loading and unloading operations performed within the storage and handling facility (1) consist of unloading gas (G) generated by evaporation of cryogenic liquid to the storage terminal (10), the high-capacity compressor (16) is operated. In other words, the gas (G) generated by evaporation of cryogenic liquid contained in the tank (4) is sent to the storage terminal (10) via the main circuit (14) and the high-capacity compressor (16).
극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 저장 터미널(10)로 하역하는 동안, 예를 들어 부유식 구조물(2)의 전기적 기능을 유지하기 위해 소비처(26)에 공급하기 위해, 저용량 압축기(24)가 또한 사용될 수 있다. 이를 위해, 저용량 압축기(24) 및 소비처(26)는 메인 회로(14) 또는 부속 회로(28)로부터, 또는 메인 회로(14)가 부속 회로(28)를 결합하는 제 2 분기부(22)를 포함하는 경우 양 회로(14, 28)로부터 공급된다.During the unloading of the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid into the storage terminal (10), a low-capacity compressor (24) may also be used to supply it to a consumer (26), for example, to maintain the electrical function of the floating structure (2). For this purpose, the low-capacity compressor (24) and the consumer (26) are supplied from the main circuit (14) or the auxiliary circuit (28), or from both circuits (14, 28) if the main circuit (14) includes a second branch (22) coupling the auxiliary circuit (28).
이러한 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)의 하역 작업은 저장 터미널(10)로부터 저장 및 처리 시설(1)의 탱크(4)까지 극저온 액체(LC)를 선적하는 작업과 동시에 또는 그 이전에 이루어질 수 있으며, 다음에 이러한 선적 작업은 보조 회로(12)를 포함한다.The unloading operation of the gas (G) resulting from the evaporation of such cryogenic liquid may be performed simultaneously with or prior to the loading operation of the cryogenic liquid (LC) from the storage terminal (10) to the tank (4) of the storage and processing facility (1), which then includes an auxiliary circuit (12).
선적 및/또는 하역 작업 외부, 즉 특히 부유식 구조물(2)이 해상 항해 중일 때, 고용량 압축기(16)는 더 이상 저장 터미널(10)과 유체 연통하지 않기 때문에 차단된다. 이러한 항해 동안에는, 저용량 압축기(24)만을 사용한다. 이 저용량 압축기(24)는 바람직하게 부속 회로(28)에 의해 공급되지만, 일부 실시예에서는 메인 회로(14)와 부속 회로(28) 모두가 저용량 압축기(24)를 통해 소비처(26)에 공급한다.Outside of loading and/or unloading operations, i.e. in particular when the floating structure (2) is at sea, the high capacity compressor (16) is shut off since it is no longer in fluid communication with the storage terminal (10). During such voyages, only the low capacity compressor (24) is used. This low capacity compressor (24) is preferably supplied by the auxiliary circuit (28), but in some embodiments both the main circuit (14) and the auxiliary circuit (28) supply the consumer (26) via the low capacity compressor (24).
도 2는 누출방지 및 단열된 탱크(4)를 포함하는 부유식 구조물(2)을 도시한다. 이는 일반적으로 각기둥 형상을 가지며, 선박 또는 부유식 플랫폼일 수 있는 부유식 구조물(2)의 이중 선체(40)에 장착된다. 탱크(4)의 벽은 탱크(4)에 수용된 극저온 액체(LC)와 접촉하도록 의도된 1차 밀봉된 배리어, 1차 밀봉된 배리어와 탱크의 이중 선체(40) 사이에 배치되는 2차 밀봉된 배리어, 및 각각 1차 밀봉된 배리어와 2차 밀봉된 배리어 사이 그리고 2차 밀봉된 배리어와 이중 선체(40) 사이에 배치되는 2개의 단열 배리어를 포함한다. 단순화된 변형예에서, 부유식 구조물(2)은 단일 선체를 포함한다.Figure 2 illustrates a floating structure (2) comprising a leak-proof and insulated tank (4). This generally has a cuboid shape and is mounted on a double hull (40) of the floating structure (2), which may be a vessel or a floating platform. The walls of the tank (4) comprise a primary sealed barrier intended to come into contact with the cryogenic liquid (LC) contained in the tank (4), a secondary sealed barrier arranged between the primary sealed barrier and the double hull (40) of the tank, and two insulating barriers arranged respectively between the primary sealed barrier and the secondary sealed barrier and between the secondary sealed barrier and the double hull (40). In a simplified variant, the floating structure (2) comprises a single hull.
부유식 구조물(2)의 상부 데크에 배열된 선적/하역 파이프(42)는 극저온 액체(LC)의 화물 및/또는 극저온 액체의 증발로부터의 가스(G)를 탱크(4)로부터 또는 탱크(4)로 이송하기 위해 적절한 커넥터에 의해 저장 터미널(10)에 연결될 수 있다. 저장 터미널(10)로부터 부유식 구조물(2)의 탱크(4)로 극저온 액체(LC)를 선적하는 경우에, 이들 선적/하역 파이프(42)는 보조 회로(12)에 대응하는 반면, 부유식 구조물(2)로부터 극저온 액체의 증발로부터 발생한 가스(G)를 저장 터미널(10)로 하역하는 경우에, 선적/하역 파이프(42)는 메인 회로(14)에 대응한다.Loading/unloading pipes (42) arranged on the upper deck of the floating structure (2) can be connected to the storage terminal (10) by suitable connectors to transport the cargo of cryogenic liquid (LC) and/or gas (G) resulting from evaporation of the cryogenic liquid from or to the tank (4). In the case of loading the cryogenic liquid (LC) from the storage terminal (10) to the tank (4) of the floating structure (2), these loading/unloading pipes (42) correspond to the auxiliary circuit (12), whereas in the case of unloading the gas (G) resulting from evaporation of the cryogenic liquid from the floating structure (2) to the storage terminal (10), the loading/unloading pipes (42) correspond to the main circuit (14).
도 2는 또한 선적 및/또는 하역 스테이션(44), 수중 덕트(46) 및 육상 시설(48)을 포함하는 저장 터미널(10)을 도시한다. 선적 및/또는 하역 스테이션(44)은 이동 아암(50), 및 이동 아암(50)을 지지하는 타워(52)를 갖는 고정된 해양 시설이다. 이동 아암(50)은 선적/하역 파이프(42)에 연결될 수 있는 절연된 가요성 호스(54)의 다발을 운반한다. 이동 아암(50)은 조정 가능하고, 모든 부유식 구조물 템플릿(2)에 적응된다. 도시하지 않은 연결 파이프는 타워(52) 내측으로 연장된다. 선적 및/또는 하역 스테이션(44)은 부유식 구조물(2)을 저장 터미널(10)로부터 또는 저장 터미널(10)까지 적재 및/또는 하역할 수 있게 하며, 상기 저장 터미널(10)은 극저온 액체(LC) 및/또는 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)용 저장 탱크(56) 뿐만 아니라, 수중 덕트(46)에 의해 선적 및/또는 하역 스테이션(44)에 연결된 연결 파이프(58)를 포함한다. 수중 덕트(46)는 극저온 액체(LC) 및/또는 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)를 선적 또는 하역 스테이션(44)과 부유식 구조물(2) 사이에서 먼 거리, 예를 들어 5㎞에 걸쳐 이송시키는 것을 허용하며, 이는 선적 및/또는 하역 작업 동안 부유식 구조물(2)이 해안으로부터 먼 거리에 유지될 수 있게 한다.FIG. 2 also illustrates a storage terminal (10) comprising a loading and/or unloading station (44), an underwater duct (46), and an onshore facility (48). The loading and/or unloading station (44) is a fixed offshore facility having a movable arm (50) and a tower (52) supporting the movable arm (50). The movable arm (50) carries a bundle of insulated flexible hoses (54) that can be connected to the loading/unloading pipe (42). The movable arm (50) is adjustable and adapts to any floating structure template (2). A connecting pipe, not shown, extends inside the tower (52). A loading and/or unloading station (44) enables loading and/or unloading of a floating structure (2) from or to a storage terminal (10), said storage terminal (10) comprising a storage tank (56) for cryogenic liquid (LC) and/or gas (G) resulting from evaporation of the cryogenic liquid, as well as a connecting pipe (58) connected to the loading and/or unloading station (44) by an underwater duct (46). The underwater duct (46) allows transport of the cryogenic liquid (LC) and/or gas (G) resulting from evaporation of the cryogenic liquid between the loading or unloading station (44) and the floating structure (2) over a long distance, for example 5 km, which allows the floating structure (2) to be maintained at a long distance from the shore during loading and/or unloading operations.
극저온 액체(LC) 및/또는 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)의 이송에 필요한 압력을 생성하기 위해, 부유식 구조물(2)에 탑재된 펌프 및/또는 육상 시설(48)에 장착된 펌프 및/또는 선적 및 하역 스테이션(44)에 장착된 펌프가 사용된다.To generate the pressure required to transport the cryogenic liquid (LC) and/or the gas (G) generated by the evaporation of the cryogenic liquid, a pump mounted on the floating structure (2) and/or a pump mounted on a land-based facility (48) and/or a pump mounted on a loading and unloading station (44) are used.
부유식 구조물(2)에 대한 예가 설명되었지만; 그러나 이는 육상 구조물에 또한 적용 가능하다.An example has been described for a floating structure (2); however, it is also applicable to onshore structures.
따라서, 본 발명은 극저온 액체의 증발로 발생한 가스가 전용 회로에 의해 저장 및 처리 시설의 소비처에게 전달되고, 그에 따라 극저온 액체의 증발로 발생한 이러한 가스의 압력 손실을 제한하는 저장 및 처리 시설을 제안한다.Accordingly, the present invention proposes a storage and processing facility in which gas generated by evaporation of cryogenic liquid is delivered to a consumer of the storage and processing facility by a dedicated circuit, thereby limiting the pressure loss of such gas generated by evaporation of cryogenic liquid.
그러나, 본 발명은 여기에 설명되고 도시된 수단 및 구성으로 제한될 수 없으며, 또한 기술적으로 이러한 수단을 사용하는 임의의 동등한 수단 또는 구성 뿐만 아니라 임의의 조합으로 확장된다.However, the present invention is not limited to the means and configurations described and illustrated herein, but also extends to any combination thereof as well as any equivalent means or configurations using such means.
Claims (13)
저장 및 처리 시설.A facility for storing and processing gas (G) generated by evaporation of a cryogenic liquid, the storage and processing facility comprising at least one tank (4) configured to receive both the cryogenic liquid (LC) and the gas (G) generated by evaporation of the cryogenic liquid, at least one consumer (26) for consuming fuel prepared from the gas (G) generated by evaporation of the cryogenic liquid, a high-capacity compressor (16) designed to be connected to a cryogenic liquid (LC) storage terminal (10), and a low-capacity compressor (24) for supplying fuel to the consumer (26), wherein the storage and processing facility comprises a main circuit (14) connecting a head of the tank (4) to the high-capacity compressor (16), and an accessory circuit (28) arranged at least partially in fluidic parallel with the main circuit (14), the accessory circuit (28) being configured to directly supply gas (G) generated by evaporation of the cryogenic liquid to the low-capacity compressor (24).
Storage and processing facilities.
상기 메인 회로(14)와 부속 회로(28)는 열적으로 독립된
저장 및 처리 시설.In paragraph 1,
The above main circuit (14) and the auxiliary circuit (28) are thermally independent.
Storage and processing facilities.
상기 부속 회로(28)는 상기 탱크(4) 헤드의 출구에서 메인 회로(14)에 연결되는
저장 및 처리 시설.In claim 1 or 2,
The above auxiliary circuit (28) is connected to the main circuit (14) at the outlet of the head of the tank (4).
Storage and processing facilities.
상기 메인 회로(14)와 부속 회로(28) 사이의 분리부에 배열된 적어도 하나의 밸브(32)를 포함하는
저장 및 처리 시설.In the third paragraph,
At least one valve (32) arranged in a separator between the main circuit (14) and the auxiliary circuit (28)
Storage and processing facilities.
상기 부속 회로(28)는 상기 탱크(4)의 가스 돔(8)에 직접 연결되는
저장 및 처리 시설.In claim 1 or 2,
The above auxiliary circuit (28) is directly connected to the gas dome (8) of the tank (4).
Storage and processing facilities.
상기 메인 회로(14)를 형성하는 파이프의 공칭 직경은 300㎜와 600㎜ 사이인
저장 및 처리 시설.In any one of claims 1 to 5,
The nominal diameter of the pipe forming the above main circuit (14) is between 300 mm and 600 mm.
Storage and processing facilities.
상기 부속 회로(28)를 형성하는 파이프의 공칭 직경은 100㎜와 250㎜ 사이인
저장 및 처리 시설.In any one of claims 1 to 6,
The nominal diameter of the pipe forming the above-mentioned auxiliary circuit (28) is between 100 mm and 250 mm.
Storage and processing facilities.
상기 부속 회로(28)는 단열되는
저장 및 처리 시설.In any one of claims 1 to 7,
The above auxiliary circuit (28) is insulated.
Storage and processing facilities.
상기 메인 회로(14)는 고용량 압축기(16)의 극저온 액체의 증발로 발생한 가스(G)의 공급 전용인 제 1 분기부(20)와 적어도 하나의 밸브(34)를 통해 부속 회로(28)에 연결된 제 2 분기부(22) 사이의 분기 지점(18)을 포함하는
저장 및 처리 시설.In any one of claims 1 to 8,
The above main circuit (14) includes a branch point (18) between a first branch (20) dedicated to supplying gas (G) generated by evaporation of cryogenic liquid of a high-capacity compressor (16) and a second branch (22) connected to a sub-circuit (28) through at least one valve (34).
Storage and processing facilities.
상기 밸브(34)는 상기 분기 지점(18)과 저용량 압축기(24) 사이에 배치되는
저장 및 처리 시설.In Article 9,
The above valve (34) is placed between the branch point (18) and the low-capacity compressor (24).
Storage and processing facilities.
상기 탱크(4)로부터 채취된 극저온 액체(LC)로부터 제 2 분기부(22)를 냉각시키도록 구성된 분기부(36)를 포함하는
저장 및 처리 시설.In any one of claims 1 to 10 combined with claim 9,
A branch section (36) configured to cool the second branch section (22) from the cryogenic liquid (LC) collected from the above tank (4).
Storage and processing facilities.
상기 탱크(4)를 극저온 액체(LC)로 채우는 전용의 보조 회로(12)를 포함하며, 이러한 보조 회로(12)는 저장 터미널(10)을 상기 탱크(4)의 바닥 구역에 연결하도록 구성되는
저장 및 처리 시설.In any one of claims 1 to 11,
It comprises a dedicated auxiliary circuit (12) for filling the above tank (4) with cryogenic liquid (LC), and this auxiliary circuit (12) is configured to connect the storage terminal (10) to the bottom area of the above tank (4).
Storage and processing facilities.
부유식 구조물.A floating structure (2) for transporting and/or storing cryogenic liquid (LC) and gas (G) generated by evaporation of the cryogenic liquid, comprising a storage and processing facility (1) as described in any one of claims 1 to 12.
Floating structures.
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