Die Erfindung betrifft ein mobiles Container-Tankmodul für Flüssiggas als Kraftstoff für Antriebs- oder Energieerzeugungs-Aggregate als Verbraucher gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aufgrund strenger werdender Vorschriften zum Umweltschutz ist man auch beim An- trieb von Schiffen darum bemüht, von bisherigen Kraftstoffen wie Schweröl oder Schiffsdiesel abzugehen und Flüssiggas als Kraftstoff für Antriebs- und Energieerzeugungs-Aggregate einzusetzen.

Ein Beispiel hierfür ist in der EP 2 607 224 A1 beschrieben. Die darin angeführten Kraftstoffcontainer zur Aufnahme von LNG oder LPG werden zwar mit entsprechen- dem Flüssiggas befüllt und von Land auf das entsprechende Schiff verladen. An Bord des Schiffes wird die entsprechende Abgabeleitung für das LNG an eine An- dockstation angeschlossen, die mit fest an Bord des Schiffes platzierten Prozesseinrichtungen für die Aufbereitung des Flüssiggases über Verdampfer, Erhitzer oder Komprimierer etc. verbunden ist, um das Gas nachfolgend entsprechenden Antriebsaggregaten zuzuleiten.

Der derart eingesetzte, Flüssiggas enthaltende Kraftstoffcontainer dient hierbei im Wesentlichen als Transportbehältnis für das eingesetzte Flüssiggas, wobei die Anschlussprobleme des Kraftstoffcontainers mit der entsprechenden Andockstation und insbesondere Leckageprobleme in diesen Bereichen erhalten bleiben. Zudem sind diese Kraftstoffcontainer nur an Bord von Schiffen einsetzbar, die stationär angeordnete Prozesseinrichtungen aufweisen.

Da auch bei anderen Verbrauchern, die zum Beispiel landseitig fest oder mobil installiert sind, ebenso die Überlegungen zur Versorgung dieser Verbraucher mit Flüssig- gas als Kraftstoff vorgesehen wird, wobei auch die Versorgung von Kraftwerken, Lo- komotiven oder anderen Landfahrzeugen miteinbezogen wird, wird auch für diese Bereiche angestrebt, ein komplettes mobiles Container-Tankmodul zur Verfügung zu haben.

Ein Vorschlag in diese Richtung kann zum Beispiel der KR 20130057322 A entnommen werden. Im Rahmen dieses Vorschlages wird ein Container-Tankmodul für Flüssiggas empfohlen, das fest verbunden mit dem eigentlichen Tank und in- nerhalb des Transportrahmens des Containers auch eine Verdampfereinrichtung aufweist, die mehrere hintereinander geschaltete großflächige Wärmetauscher umfasst.

Das in dieser Druckschrift beschriebene mobile Container-Tankmodul bedarf am Ausgang des Verdampfers noch weiterer Prozesseinheiten, um die Aufbereitung des Flüssiggases zur direkten Zuleitung an Verbraucher vorzusehen. Beispielsweise sind externe Separatoren und Kompressoren für die weitere Aufbereitung des Flüssigga ses erforderlich. Diese weiteren Prozesseinheiten sind in der Regel stationär auf ei nem Schiff oder als fest installierte Baugruppe zum Beispiel bei landseitigen Verbrauchern wie Kraftwerken installiert.

Eine direkte Abgabe von Gas als Kraftstoff für Endverbraucher für Antriebsaggregate ist daher bei diesem vorgeschlagenen Container-Tankmodul nicht möglich.

Da das vorausgehend beschriebene Container-Tankmodul zum Verdampfen von LNG Umgebungsluft einsetzt, bedarf es relativ großer Wärme-Austauschflächen, die zwangsläufig einen nennenswerten Teil des Containervolumens beanspruchen, wodurch das Tankvolumen für LNG erheblich eingeschränkt wird.

Andere Aufbereitungsanlagen für Flüssiggas, insbesondere für den Schiffsbetrieb, sind beispielsweise aus der DE 10 2007 008 723 A1 oder der DE 10 2009 002 578 A1 bekannt. Bei diesen Aufbereitungsanlagen sind die Prozesseinrichtungen wie Verdampfer, Heizeinrichtungen, Kompressoren, Pumpen und Wärmetauscher und dergleichen jedoch stationär angeordnet und daher fest eingebaut in Schiffen, anderen Fahrzeugen oder Kraftwerken vorgesehen.

Die Beispiele der vorausgehend genannten stationären Aufbereitungsanlagen für Flüssiggas bringen einerseits Sicherheitsprobleme mit sich, die insbesondere durch die Übergabevorgänge und das Befüllen von stationär zum Beispiel auf Schiffen vor- gesehenen LNG-Tanks von Landseite her. Derartige stationär in Schiffen oder ande- ren Fahrzeugen eingebaute LNG-Tanks können aber auch nicht so flexibel und si- cher gehandhabt werden, wie ein mobiles Container-Tankmodul, wie es Ziel und Konzept der vorliegenden Erfindung ist.

A u f g a b e der Erfindung ist es daher, ein mobiles Container-Tankmodul für Flüssiggas als Kraftstoff zu schaffen, das bestmögliche Sicherheit bei den unter- schiedlichen Einsatzmöglichkeiten gewährleistet und des Weiteren hohe Einsatzfle- xibilität ermöglicht, wobei insbesondere der Einsatz auf Schiffen berücksichtigt wer- den soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem mobilen Container-Tankmodul mittels der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beansprucht und in der Beschreibung weiter ausgeführt.

Ein Kerngedanke der Erfindung ist es, ein mobiles Container-Tankmodul befüllt mit dem entsprechenden Flüssiggas, im Nahbereich zu den zu versorgenden Antriebsoder Energieerzeugungsaggregaten platzieren zu können, und diese Aggregate möglichst direkt mit dem aufbereiteten Flüssiggas als Kraftstoff versorgen zu können, wobei die kompletten beziehungsweise alle Prozesseinrichtungen zur Aufbereitung des Flüssiggases, insbesondere zur Verdampfung des Flüssiggases, zur Erwärmung des Gases, zur Komprimierung, zur Druckeinstellung und zur Förderung des Gases, als innerhalb der Abmessungen des Container-Tankmoduls integrierte Prozesseinrichtungen vorgesehen sind. Hierbei ist bevorzugt ein Anschluss des Container- Tankmoduls für eine externe Energiequelle, speziell zur Aufnahme von Prozesswärme für die Verdampfung von Flüssiggas, vorhanden und ein weiterer Anschluss für die Abgabe des aufbereiteten Gases an die Antriebs- und Energieerzeugungsaggregate. Die integrierten Prozesseinrichtungen werden geschützt ausgelegt und/oder angeordnet, so dass der direkte Nahbereich als nicht explosionsgefährdet angesehen werden kann.

Ein weiterer wesentlicher Gedanke ist, anstelle einer externen Energiequelle eine integrierte, interne Energiequelle, insbesondere eine Heizeinrichtung, in Art einer Standheizung bei Fahrzeugen, vorzusehen.

Das vorausgehend genannte Konzept erlaubt daher einerseits eine hohe Flexibilität bei der Kraftstoffbevorratung, indem zum Beispiel eine größere Anzahl derartiger mit Flüssigkeit befüllter mobiler Container-Tankmodule auf einem Schiff im nähest- möglichen Bereich zu Haupt- und Hilfsaggregaten, insbesondere als stapelbare Container angeordnet werden. Gleichzeitig ermöglicht ein derartiges mobiles Con- tainer-Tankmodul, kritische Leitungsanschlüsse, insbesondere für Flüssiggas, zu containerexternen Aggregaten zu vermeiden, da sämtliche zur Aufbereitung des Flüssiggases erforderlichen Prozesseinrichtungen und Komponenten komplett im Bereich des Tanks, vorzugsweise unterhalb des Tanks, also mit kürzesten Leitungswegen installiert sind. Hierbei werden die integrierten Prozesseinrichtungen, wie Verdampfer, Wärmetauscher, Pumpen, Ventile und derartige Einrichtungen in Gehäusen und/oder Boxen innerhalb der Abmessungen des Container-Tankmoduls untergebracht, so dass hohe Sicherheitsstandards erreicht werden.

Das Container-Tankmodul ist daher auch mobil und transportabel konzipiert, wodurch es möglich ist, die Befüllung des Tankmoduls vorzugsweise landseitig in geeigneten Flüssiggas-Terminals oder Befüllungsstationen durchzuführen, so dass das Risiko des Umgangs mit tiefkaltem LNG, beispielsweise von -163°C, durch lösbare Kupplungen oder flexible Schläuche als potenzielle Schwachstellen und Gefahrenort von Leckagen, zum landseitigen Befüllungsort verlagert werden kann.

Der vorausgehende Begriff LNG oder LPG steht hierbei grundsätzlich auch für verflüssigtes Gas oder andere verdampfbare Flüssigbrennstoffe, worunter auch Methanol subsumiert wird.

Die Verwendung des mobilen Container-Tankmoduls ist nicht nur für Schiffe geeignet, sondern auch für andere Verbraucher wie Kraftwerke oder stationär installierte Antriebe, aber auch weitere mobile Verbraucher wie Lokomotiven und andere Landoder Wasserfahrzeuge.

Zweckmäßigerweise ist der cryogenische Tank als isolierter Drucktank mit Zylinderform ausgelegt, wobei für die Tieftemperatur des Flüssiggases eine geeignete Isolierung, zum Beispiel eine Vakuum-Superisolierung oder mit Polyurethanschaum vor- gesehen wird. Auch andere Tankformen, zum Beispiel als Membrantank, sind denkbar. Druckbelastete Tanks haben jedoch den Vorteil, dass durch deren Flexibilität längere Stillstandszeiten vorgesehen werden können und dabei auch ein damit verbundener Druckaufbau tolerierbar wird.

Das Container-Tankmodul ist so konzipiert, dass die erforderlichen Prozesskomponenten zur Steuerung und Überwachung der Prozessabläufe, wie zum Beispiel der Verdampfung oder Komprimierung des Flüssiggases oder der Zustände des Flüssiggases, integriert im Container-Tankmodul vorgesehen sind.

Zum Verdampfen von Flüssiggas können auch Energiequellen, wie zum Beispiel elektrisch betriebene Heizeinrichtungen oder Kraftstoff-betriebene Heizeinrichtungen wie bei Fahrzeugen, insbesondere als Standheizungen bekannt, eingesetzt werden.

Die Integration dieser Komponenten ist dahingehend zu verstehen, dass einerseits die Anordnung innerhalb der Abmessungen der eingesetzten Container, insbesondere von Standard-Containern, liegt. Bei entsprechenden Erfordernissen können auch von Standard-Containern abweichende Containerabmessungen und Transport- und Rahmenstrukturen verwendet werden.

Diese integrierte Platzierung der Komponenten bedeutet andererseits auch, dass die Komponenten wie Ventile, Sensoren, Pumpen, Wärmetauscher und dergleichen möglichst kompakt und miniaturisiert in Gehäusen untergebracht werden, die einerseits einen mechanischen Schutz für diese Komponenten bieten und andererseits auch als Sicherheitshülle im Falle eines unbeabsichtigten Austritts von LNG oder Gas aus Leitungen oder Verbindungselementen fungieren. Die Gehäuse sind hierbei zweckmäßigerweise gasdicht und tieftemperaturgeeignet ausgelegt und so konzipiert, dass die direkte Umgebung im Prinzip als explosionsgeschützt und nicht als explosionsgefährdet eingestuft werden kann.

Die Gehäuse werden hierbei bevorzugt unterhalb des LNG-Tanks angeordnet, so dass auch eine Zuführung des LNGs mittels Schwerkraft gewährleistet ist.

Bei dem Container-Tankmodul wird auch berücksichtigt, dass bevorzugt an einem Endportal, was einer Stirnseite des Tanks entspricht, die Außenanschlüsse von gasführenden Leitungen sicherheitstechnisch separiert, insbesondere auch inner- halb eines Gehäuses vorgesehen sind, wobei das Gehäuse auch zum mechani- schen Schutz der hochwertigen Kopplungssysteme dient. Diese Anschlüsse sind dabei nicht durchgängig ausgelegt und müssen durch diese Kapselung nicht durch eine zweite Barriere gesichert werden, so dass auch im Hinblick auf das Leckageri- siko keine Gefahrenzone gebildet wird, in dessen Bereich keine Zündquellen ange- ordnet werden dürfen. Diese ausgeschaltete Zündgefahr gilt sowohl für die betroffenen Komponenten im Tankmodul als auch für das komplette Container- Tankmodul am Einsatzort.

Die Sicherheitsaspekte führen auch dazu, dass am entgegengesetzten Ende zum vorausgehend genannten Endportal des Tanks, das heißt auf der anderen Seite des Tankmoduls, außerhalb des Explosionsgefahrenbereichs, ein oder weitere Gehäuse beziehungsweise Boxen zur Aufnahme von elektrischen und elektronischen Komponenten sowie von Steckverbindungen für Kraftstrom-, Signal- und Steuerleitungen zum Außenanschluss angeordnet sind. Das Container-Tankmodul weist containerübliche selbsttragende Eigenschaften auf und hat Endportale mit Eckbeschlägen, die zur Lagerung, Stauung und Zurrung des Tankmoduls mit oder ohne Flüssiggas für Land- und Seetransport des Tankmoduls vorgesehen sind.

Sofern anlagen- und einsatzbedingt erforderlich können die an Endportalen angeordneten Leitungen und Anschlüsse in Seitenbereichen oder im oberen und unteren Bereich des Container-Tankmoduls sicherheitstechnisch mit möglichst großem Abstand zwischen gasführenden Leitungen und elektrischen Komponenten vorgesehen werden.

Das Container-Tankmodul kann auch mit drahtlosen Übertragungsmitteln, insbesondere zur GPS-Überwachung, ausgestattet sein, so dass eine Positionsverfolgung von der Befüllstation des Tankmoduls bis zum Einsatzort, zum Beispiel auf einem Schiff, verfolgt werden kann.

Weitere drahtlose Übertragungsmittel können zweckmäßigerweise auch zur Datenübertragung für die Überwachung und Steuerung von Parametern des Container- Tankmoduls, wie zum Beispiel Drücke, Temperaturen, Füllstände im Tank oder bei den Prozessabläufen und deren Steuerung vorgesehen sein. Das Container-Tankmodul wird vorzugsweise auch so ausgelegt, dass es über eine geeignete Daten-Schnittstelle mit den Gas verbrauchenden Antriebs- oder Energie- erzeugungsaggregaten beziehungsweise den Verbrauchern bidirektional kommunizieren kann, um Anforderungen des Verbrauchers, wie zum Beispiel Energiebedarf an Kraftstoff oder Kraftstoffspezifizierung entgegenzunehmen und die entsprechen- den Abläufe zu steuern.

Das Container-Tankmodul verfügt über Anschlussstellen für die Gasversorgung des oder der Verbraucher sowie für die Aufnahme von Prozesswärme, insbesondere für die LNG-Verdampfung, wobei auch Kühlwasser von Verbrennungsmotoren oder teilweise See- oder Grundwasser, letzteres bei Landanlagen, eingesetzt werden kann. Auch sind Anschlussstellen für Not- und Sicherheitssysteme vorhanden oder auch nachrüstbar, zum Beispiel eine Überdruck-Abblaseinrichtung für Gas oder auch Spül-, Lösch- oder Kühlwasser für Fälle von Brandbekämpfung.

Das erfindungsgemäße Container-Tankmodul schafft daher die Möglichkeit, sowohl die Lagerung von Flüssiggas wie LNG als auch die gesamte für die Aufbereitung des Flüssiggases erforderliche Prozesstechnik in einem einzigen Modul umzusetzen, so dass Unfallrisiken beim Transport und der sonstigen Handhabung von tiefkaltem, risikobehafteten Flüssiggas am Einsatzort wie einem Schiff minimiert werden können. Andere angedachte Lösungsalternativen zur Aufbereitung von Flüssiggas als Kraftstoff für Verbraucher, insbesondere für Schiffe, bei denen ein zweites Modul, das die Prozesstechnik zur Aufbereitung von LNG umfasst, mit einem Tankcontainer gekoppelt werden oder stationär auf Schiffen installierte Prozesstechnik, haben stets die Nachteile, risikobehaftete Verbindungen zum Transfer des tiefkalten LNGs her- stellen zu müssen und scheiden daher als zufriedenstellende Lösungen aus.

Da alle Prozesskomponenten und -einrichtungen systemintegriert in dem einen Container-Tankmodul vorgesehen sind, entfällt auch eine komplexe Installation und Wartung im Aufbereitungsweg des Flüssiggases zum Verbraucher.

Das Container-Tankmodul wird zweckmäßigerweise mit einer standardisierten Schnittstelle ausgestattet, so dass das Container-Tankmodul auf sehr unterschiedlichen Schiffstypen eingesetzt werden kann. Diese standardisierte Schnittstelle ermöglicht auch ein Aufschalten aller Informationen einschließlich Steuerung und Überwachung, auf beim Nutzer vorhandene Datenverarbeitungs-Systeme. Dies gilt beispielsweise auch für das schiffseigene System zur Kommunikation auf und mit der Brücke, aber auch für eine Energiezentrale eines Kraftwerks.

Die standardisierte Schnittstelle ermöglicht auch die Kombination mehrerer Contai- ner-Tankmodule in Fällen, in denen eine Vergrößerung der Lager- und Bereitstellungskapazität erforderlich ist.

Das erfindungsgemäße Konzept des Container-Tankmoduls bietet daher den Vorteil der genauen Standortbestimmungenortung jedes einzelnen Container-Tankmoduls. Durch Übermittlung von physikalischen Zustandsdaten von Prozesskomponenten und Einrichtungen wird auch eine Ferndiagnose zu Prozesskomponenten und Prozesszuständen und eine Fernsteuerung dieser Prozesse möglich.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier schematischer Zeichnungen und deren Einsatzmöglichkeit noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines mobilen Container-

Tankmoduls in perspektivischer Ansicht innerhalb eines Transportrahmens mit Standard-Abmessungen für Container; und

Fig. 2 einen Heckbereich eines Schiffes mit der Möglichkeit der

Anordnung eines mobilen Container-Tankmoduls.

Die schematische und vereinfachte Darstellung nach Fig. 1 zeigt eine perspektivi- sche Ansicht auf ein Container-Tankmodul 1 , das einen im Wesentlichen zylindrisch ausgelegten Drucktank 2 aufweist, der innerhalb eines Transportrahmens 3 mit Standard-Abmessungen fest angeordnet ist. Der ein Flüssiggas wie LNG, LPG oder Methanol aufnehmende Drucktank 2 ist mit einem temperaturisolierenden Mantel ausgestattet, um beispielsweise die Temperatur des Flüssiggases LNG bei etwa -163°C gegenüber der Außentemperatur isolieren zu können.

Der Transportrahmen 3 des Container-Tankmoduls 1 kann bevorzugt Standardmaße von verkehrsüblichen Containern mit etwa 40‘ (Fuß) oder 20‘ (Fuß) in der Länge aufweisen. Das Container-Tankmodul 1 ist so ausgelegt, dass alle Prozesseinrichtungen zur Aufbereitung des Flüssiggases für eine direkte Kraftstoffabgabe an Antriebs- oder Energieerzeugungsaggregate innerhalb der Abmessungen des Container- Tankmoduls 1 mit dem Transportrahmen 3 integriert und aufgenommen werden können.

Die Prozesseinrichtungen können hierbei insbesondere zum Beispiel Wärmetauscher zur Verdampfung des Flüssiggases, Heizeinrichtungen zur Erwärmung des Gases, Kompressoren zur Komprimierung und Druckeinstellung des Gases oder auch Pumpen zur Förderung des Gases, aber auch Ventile oder Steuerungsmodule aufweisen. Diese Prozesseinrichtungen werden in kompakter, miniaturisierter Art in Gehäusen 6, 7 oder Boxen 15, 16, 17 installiert. Insbesondere die Gas führenden Leitungen werden hierbei in gasdichten, mechanisch belastbaren und insbesondere gegebenenfalls explosionsgeschützten, Gehäusen 6, 7 untergebracht.

Das beziehungsweise die Gehäuse 6, 7 dienen einerseits als mechanischer Schutz für die Prozesseinrichtungen und -komponenten und haben andererseits die Funktion als Sicherheitshülle im Fall des unbeabsichtigten Austritts von LNG oder Gas aus Leitungen, Verbindungselementen oder Komponenten wie Ventilen, Sensoren, Pumpen und Wärmetauschern. Weiterhin wird mit diesen Gehäusen verhindert, dass die direkte Umgebung als explosionsgefährdet einzustufen ist und dementsprechend auszurüsten ist.

Zweckmäßigerweise werden die Gehäuse 6, 7 und deren integrierte Prozesseinrichtungen unterhalb des cryogenischen Tanks 2 angeordnet, so dass auch eine Zuführung von Flüssiggas mittels Schwerkraft nach unten in entsprechende Prozesseinrichtungen gewährleistet ist.

Im linken Bereich der Fig. 1 ist die etwa kreisförmige Abschlussfläche des Drucktanks 2 als Endportal 11 gezeigt. In diesem Bereich sind im Beispiel Anschlussboxen 15 und 17 innerhalb der Containerabmessungen vorgesehen. Die Anschlussbox 15 kann beispielsweise den Anschluss zu einer externen Wärme-Energiequelle aufnehmen. Die Anschlussbox 17 kann für Anschlussstellen für Not- und Sicherheitssysteme wie zum Beispiel eine Überdruck-Abblaseinrichtung für Gas oder für Spül-, Lösch- oder Kühlwasser vorgesehen sein. Die Boxen 15 ,17 sind normaler- weise gasdicht und mechanisch hoch belastbar ausgelegt.

Auf der rechten Seite des cryogenischen Drucktanks 2 ist das entgegengesetzte Endportal 12 vorhanden, in dessen Bereich vorzugsweise eine oder mehrere An- schlussboxen 16 für elektrische und elektronische Steuerungs- und Überwachungs- einrichtungen installiert sind. Die Anschlussbox 16 ist hierbei gezielt mit größerem Abstand zu den Gehäusen 6, 7 oder den Boxen 15, 17 angeordnet, um Explosionsri- siken ausschließen zu können.

Im oberen Bereich des Drucktanks 2 sind des Weiteren Überwachungsarmaturen 21 , zum Beispiel Ventile und andere Systeme, dargestellt. Ebenfalls sind Leitungen 19 beidseitig am Drucktank 2 vorgesehen, die Düsen für Lösch- und Kühlwasser aufweisen.

Das erfindungsgemäße mobile Container-Tankmodul eignet sich insbesondere für den Einsatz auf Schiffen, da die komplette Umwandlung und Aufbereitung des Flüssiggases wie LNG als erwärmtes und komprimiertes Gas direkt an Antriebs- oder Energieerzeugungsaggregate abgegeben werden kann. Hierbei werden kürzestmög- liche Leitungswege berücksichtigt, da alle Prozesseinrichtungen für die Aufbereitung des Flüssiggases innerhalb der Abmessungen des gewählten Standardcontainers integriert sind.

In Fig. 2 ist schematisch und vereinfacht der Heckbereich 40 eines Schiffes dargestellt. In der Mitte des Hecks ist im Beispiel eine offene Plattform 41 für ein mobiles Container-Tankmodul 1 vorhanden, auf der das Container-Tankmodul 1 fest gesichert platziert werden kann. Mit 45, 46 sind Abgaskamine von Maschinen des Schiffes angedeutet. Die Leitungsanschlüsse zur Abgabe von aufbereitetem Gas an die Verbraucher des Schiffes über kurze Wegstrecken wären im Beispiel nach vorne gerichtet.

Ergänzend ist in Fig. 2 backbordseitig am Heck ein Lufteinlassmast 42 und steuerbordseitig ein Abblasmast 43 beziehungsweise ein Mast für Luftauslass dargestellt.

Das Container-Tankmodul 1 kann daher als kompaktes Energieversorgungsmodul für Gas als Kraftstoff angesehen werden, das die vollständige Prozesstechnik zur Aufbereitung von Flüssiggas zu Gas beinhaltet und dabei insbesondere nur einen Anschluss für eine externe Energie- oder Wärmequelle und einen Abgabeanschluss für das aufbereitete Gas zur direkten Zuführung an Verbraucher erforderlich macht. Kritische Anschlüsse und Kupplungen für Flüssiggas wie LNG können vollständig vermieden werden.