JP2001081483A

JP2001081483A - 冷熱発生機能付き液化ガス気化設備

Info

Publication number: JP2001081483A
Application number: JP26056699A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Hisakado; 喜徳久角; Osamu Sugiyama; 杉山　　修
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2001-03-27
Anticipated expiration: 2019-09-14
Also published as: JP3987245B2

Abstract

(57)【要約】【課題】海水などを熱源として液体ガスを気化する設
備で、冷熱を効率よく回収し、冷熱負荷が変動しても液
化ガスを安定して気化させることができるようにする。【解決手段】ＬＮＧ気化装置１１では、海水や河川水
を熱源として、フロン蒸発器１４で中間媒体液１８を蒸
発させ、中間媒体蒸気１９でＬＮＧ蒸発器１２内の伝熱
管１５を流れるＬＮＧを加熱し蒸発させる。気化したＮ
Ｇは、ＮＧ加温器１３で海水と熱交換して、常温まで加
温される。フロン蒸発器１４で中間媒体の蒸発に伴って
冷却される中間媒体液１８は、冷水製造熱交換器２０に
供給され、冷水を冷却する。冷却された冷水は、吸気冷
却器３５で、空気圧縮機３４に吸引される空気を冷却
し、ガスタービン発電機３４の発電出力と発電効率とを
向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液化天然ガス（以
下、「ＬＮＧ」と略称する）等の低温液化ガスを加熱し
て気化し、低温液化ガスの有する冷熱を利用する冷熱発
生機能付き液化ガス気化設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、都市ガスの原料や火力発電所
の燃料などに、ＬＮＧが広く用いられている。ＬＮＧ
は、海外の天然ガス産地で液化されて−１６０℃付近の
低温のＬＮＧの状態で運搬され、海岸に臨むＬＮＧ基地
に貯蔵され、需要に応じて気化される。

【０００３】図５は、ＬＮＧ基地でＬＮＧの気化に用い
る気化設備の一例として、本件出願人の商標で「トライ
エックス式気化器」と呼ばれるＬＮＧ気化器１の概略的
な構成を示す。ＬＮＧ気化装置１では、ＬＮＧを気化さ
せるＬＮＧ蒸発器２と、気化したＬＮＧの温度を常温付
近まで上昇させるＮＧ加温器３とを備える。ＬＮＧ蒸発
器２とＮＧ加温器３との間は、中間部４で接続される。
ＬＮＧ蒸発器２およびＮＧ加温器３は、それぞれシェル
・アンド・チューブ型の熱交換器を構成している。ＬＮ
Ｇ蒸発器２内には、上方に複数の伝熱管５が配置され、
下方にも複数の伝熱管６が配置される。ＮＧ加温器３内
には、複数の伝熱管７が配置される。ＬＮＧ蒸発器２内
で、下方の伝熱管６は、中間媒体液８の液中に浸漬され
る。中間媒体としては、Ｒ２２などのフロン系の冷媒や
炭化水素系の冷媒が使用される。

【０００４】中間媒体液８の液面の上方に伝熱管５が配
置され、その周囲には中間媒体蒸気９が充満する。ＮＧ
加温器３内では、伝熱管７に熱源としての海水が供給さ
れる。ＮＧ加温器３の胴体内には邪魔板１０が配置さ
れ、伝熱管７の周囲にはＬＮＧ蒸発器２で蒸発した天然
ガスが流れて、海水からの熱で加温される。伝熱管７を
流れた海水は、中間部４を経て、ＬＮＧ蒸発器２の下方
の伝熱管６中を流れる。この海水が有する熱によって、
中間媒体液８が蒸発する。ＬＮＧ蒸発器２の上方の伝熱
管５には、ＬＮＧが流れ、中間媒体蒸気９の有する熱で
加熱されて蒸発する。なお、ＬＮＧ気化器１の立地条件
によっては、海水よりも河川水を利用する方が有利なこ
ともある。いずれにしても、熱源としては、周囲の環境
から豊富に得られる環境水が利用される。

【０００５】図６は、図５に示すようなトライエックス
方式のＬＮＧ気化装置１の原理を示す。ＬＮＧは、ＬＮ
Ｇ蒸発器２内の伝熱管５を通り、中間媒体蒸気９によっ
て加熱され、さらにＮＧ加温器３で海水によって加温さ
れて、常温付近の天然ガス（以下、「ＮＧ」と略称する
ことがある）として取出すことができる。ＮＧ加温器３
でＮＧと熱交換して冷却された海水は、さらにＬＮＧ蒸
発器の中間媒体液８中を通る伝熱管６に導かれ、中間媒
体液８を加温して蒸発させる。中間媒体液８から蒸発し
た中間媒体蒸気９は、伝熱管５の周囲で伝熱管５内のＬ
ＮＧを加熱して蒸発させる。ＬＮＧの加熱および蒸発に
要する熱は、中間媒体蒸気９が液化する際の潜熱によっ
て供給される。

【０００６】トライエックス方式のようなＬＮＧ気化装
置１に関連する技術の一例は、本件出願人から、たとえ
ば特願平７−７３８２６として出願され、特開平８−２
６９４６８として出願公開されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５に示すようなＬＮ
Ｇ気化装置１は、海水を熱源として用いているので、海
水温度が下がる冬季条件おいても設計流量のＬＮＧを気
化することができるように、伝熱面積が設計されてい
る。たとえば、冬季運転では、ＬＮＧの流量が１５０ｔ
／ｈで、その温度が−１５０℃から２℃まで上昇させる
ために、海水を５９００ｔ／ｈの流量の割合で使用し、
海水の温度が６℃から１．６℃まで低下するものとして
設計する。このときの中間媒体としてフロン冷媒のＲ２
２を使用すると、中間媒体の温度は−１１℃となる。こ
の中間媒体の温度は、冷熱の利用に好ましい範囲であ
る。

【０００８】しかしながら、冷熱の需要が大きくなる夏
季の運転では、冬季運転と同様にＬＮＧの流量を１５０
ｔ／ｈとし、ＬＮＧの温度を−１５０℃から２３℃まで
上昇させるのに、海水を４０００ｔ／ｈの流量で使用
し、その温度を２７℃から２０℃まで変化させると、フ
ロンＲ２２を中間媒体とするときの温度は７℃となる。
夏季の運転でのＬＮＧの流量を７５ｔ／ｈとし、ＬＮＧ
の温度を−１５０℃から２３℃まで上昇させるのに、海
水を３５００ｔ／ｈの流量の割合で使用し、その温度を
２７℃から２３℃まで変化させるものとすると、中間媒
体の温度は１６℃となる。したがって、夏季の運転状況
では、中間媒体の温度が高くなるので、中間媒体の冷熱
を利用しようとしても、用途が限定されて困難となる。

【０００９】図５に示すようなトライエックス方式のＬ
ＮＧ気化装置１の伝熱面積は、夏季で海水温度が高いと
きには、伝熱面積に余裕ができ、同一流量のＬＮＧを気
化させるのに必要な海水流量を減らすことができる。し
かしながら、伝熱管６，７内部等における生物付着の防
止や凍結防止のため、夏季においても海水流量をある一
定値以下に絞ることはできないため、海水からの入熱も
絞ることができない。このため、海水温度が高いとき
は、中間媒体の温度が冬季より上昇してしまい、夏季に
おける中間媒体を利用したＬＮＧ冷熱の取出しは困難と
なる。

【００１０】気化熱源として、海水の代りに圧縮機の吸
気冷却用の冷却水や空調用等の冷水を使用することも考
えられる。しかしながら、市中での都市ガスの需要に応
じて送出するＬＮＧの気化熱量と、吸気冷却の冷却熱量
とがバランスしていないと、ＬＮＧを需要に見合っただ
け気化させながら、かつ必要なだけの冷熱を取出すこと
はできない。

【００１１】たとえば、ガスタービン発電設備で６６２
０ｋＷの発電能力を有する場合に、吸気温度を３５℃で
５０％ＲＨから１５℃で９０％ＲＨまで下げるのに必要
な熱量は８８０Ｍｃａｌ／ｈとなり、これはＬＮＧ約５
ｔ／ｈの冷熱に相当する。これに対して、ＬＮＧ気化能
力１５０ｔ／ｈの気化器では、ＬＮＧを気化させるのに
必要な熱量は２７，３００Ｍｃａｌ／ｈであり、吸気温
度を下げるために必要な冷熱量と気化器で必要な熱量と
はバランスしない場合が多い。

【００１２】本発明の目的は、中間媒体を利用して低温
液化ガスを加熱し、気化させる際に、低温液化ガスが有
する冷熱を有効に利用することができる冷熱発生機能付
き液化ガス気化設備を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、常温付近の液
状熱源で、液状の中間媒体を蒸発させる蒸発器と、蒸発
器から抽出される液状の中間媒体と冷却媒体とを熱交換
し、中間媒体を蒸発させて冷却媒体を冷却する熱交換器
と、蒸発器および熱交換器からの中間媒体の蒸気で、低
温液化ガスを加熱して気化させる気化器と、熱交換器で
冷却される冷却媒体が供給され、冷却媒体の冷熱を利用
する冷却装置とを含むことを特徴とする冷熱発生機能付
き液化ガス気化設備である。

【００１４】本発明に従えば、蒸発器では常温付近の液
状熱源で液状の中間媒体を蒸発させる。熱交換器では、
蒸発器から抽出される液状の中間媒体と冷却媒体とを熱
交換し、中間媒体を蒸発させて冷却媒体を冷却する。気
化器では、蒸発器および熱交換器からの中間媒体の蒸気
で低温液化ガスを加熱して気化させる。中間媒体の蒸気
は、液化ガスが気化する際の冷熱を受けて冷却され、液
化される。液化した中間媒体には、低温液化ガスから冷
熱が移行する。熱交換器で中間媒体蒸気が発生する際に
は、残余の中間冷媒体液は冷却される。冷却装置には、
熱交換器で冷却され、中間媒体から冷熱が移行している
冷却媒体が供給されり。冷却装置では、中間媒体を介し
て低温液化ガスから移行した冷熱の利用を図ることがで
きる。

【００１５】また本発明で前記常温付近の液状熱源は、
海水もしくは河川水であることを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、海水もしくは河川水を液
状熱源として液化ガスを気化させることができる。海水
や河川水が熱源となるので、液化ガスの気化設備などが
海岸や河川に臨んでいれば、熱源を豊富に得ることがで
きる。

【００１７】また本発明で前記中間媒体は、前記蒸発
器、前記熱交換器および前記気化器間を、自然循環する
ことを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、蒸発器での中間媒体の蒸
発で残余の中間媒体は冷却され、また比重が大きくなっ
て下方に流れやすくなる。この冷媒を熱交換器に導き、
冷却媒体と熱交換して蒸発させ、蒸発した中間媒体で液
化ガスを加熱し、気化させることができる。液化ガスの
加熱および気化で中間媒体の蒸気は冷却され、再び液化
して蒸発器に戻る。中間媒体を蒸発器、熱交換器および
気化器間で自然循環させるので、ポンプなどを用いなく
ても円滑に中間媒体の循環を生じさせることができる。

【００１９】また本発明で前記蒸発器は、シェル・アン
ド・チューブ型であり、シェル内に複数本配置される伝
熱管中を前記常温付近の液状熱源が流れ、シェル内で中
間媒体の液面を変化させて中間媒体に浸される伝熱管の
本数を変化させ、前記冷却媒体の温度が一定になるよう
に制御する制御手段を含むことを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、シェル・アンド・チュー
ブ型蒸発器のシェル内で、常温付近の液状熱源が流れる
複数の伝熱管を浸す中間媒体の液面を、冷却媒体の温度
が一定になるように制御するので、常温付近の液状熱源
の流速を絞る必要はなく、伝熱面積を調整して安定した
液化ガスの気化を行わせることができる。

【００２１】また本発明は、前記蒸発器のシェル内で、
低温液化ガスによって冷却されて凝縮した中間媒体が、
直接中間媒体液に浸かっていない伝熱管に接触して蒸発
しないように、伝熱管の上方にトレイが設置され、凝縮
した中間媒体液が該蒸発器の下部から供給されることを
特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、蒸発器の中間媒体の液面
を制御し、液状の中間媒体が流れる複数の伝熱管のう
ち、主として液面下の伝熱管を熱源として中間媒体を蒸
発させる。中間媒体液に浸かっていない伝熱管に、蒸発
器で低温液化ガスによる冷却で凝縮する中間媒体が直接
接触して蒸発することがないように、伝熱管の上方にト
レイが設置され、凝縮した中間媒体液が蒸発器の下部か
ら供給されるので、液面制御による冷却媒体の温度制御
の効果を大きくすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
しての冷熱発生機能付き液化ガス気化設備の概略的な構
成を示す。液化ガスであるＬＮＧは、図５に示すような
トライエックス方式のＬＮＧ気化装置１と基本的に同等
なＬＮＧ気化装置１１によって気化される。ＬＮＧ気化
装置１１には、図５のＬＮＧ蒸発器２およびＮＧ加温器
３と同等なＬＮＧ蒸発器１２およびＮＧ加温器１３が備
えられる。シェル・アンド・チューブ型のＬＮＧ蒸発器
１２のシェル内の下方には、中間媒体として用いるフロ
ンＲ２２を蒸発させるフロン蒸発器１４が備えられる。
図１では、説明の便宜上フロン蒸発器１４を、ＬＮＧ蒸
発器１２とは分離して示しているけれども、図５に示す
ようなトライエックス方式のＬＮＧ気化装置１と同様
に、ＬＮＧ蒸発器１２と同一の胴体内に収容することが
できる。

【００２４】ＬＮＧ蒸発器１２内の伝熱管１５には、−
１５０℃で４０ａｔａのＬＮＧが、たとえば１５０ｔ／
ｈの流量で供給される。フロン蒸発器１４内の伝熱管１
６には、ＮＧ加温器１３内の伝熱管１７を通った海水が
流れる。フロン蒸発器１４内では、伝熱管１６内を流れ
る海水からの熱によって、液状のフロンである中間媒体
液１８の一部が蒸発し、ＬＮＧ蒸発器１２内の中間媒体
蒸気１９となる。海水は、常温付近の液状熱源として利
用される。河川水も、海水と同様に利用することができ
る。このとき、フロン蒸発器１４内に貯留されている中
間媒体液１８は、蒸発する中間媒体蒸気１９によって冷
却されるので、冷水製造熱交換器２０に、媒体液管２１
を介して供給する。媒体液管２１を介して供給するフロ
ンの温度を３℃とし、その流量を１５ｍ³／ｈとする。
冷水製造熱交換器２０では、フロンが３℃で蒸発し、そ
の蒸気圧は５．６ａｔａとなる。蒸発したフロンの蒸気
は、媒体蒸気管２２を介して、ＬＮＧ蒸発器１２に導か
れる。ＬＮＧ蒸発器１２内で、フロンの蒸気は、伝熱管
１５内のＬＮＧによって冷却され、凝縮して液化する。
液化した中間媒体液は、媒体液管２３を介してフロン蒸
発器１４の下部に戻される。フロン蒸発器１４内で蒸発
したフロンは、媒体蒸気管２４を介して、ＬＮＧ蒸発器
１２に導かれる。なお、図５に示すトライエックス方式
のＬＮＧ気化装置１のように、ＬＮＧ蒸発器１２とフロ
ン蒸発器１４とが一体化されていれば、媒体液管２３と
媒体蒸気管２４とは不要である。以上説明したような中
間媒体であるフロンの循環は、自然循環によって行わせ
ることができる。

【００２５】ＬＮＧ蒸発器１２内の伝熱管１５で加熱さ
れ、気化したＮＧは、ＮＧ管２５を介してＮＧ加温器１
３に供給される。このときのＮＧの温度は、たとえば−
２０℃である。ＮＧ加温器１３で、２７℃で４０００ｍ
³／ｈの流量の海水と熱交換したＮＧの温度は、２２℃
まで上昇し、ＮＧ管２６に供給される。ＮＧ加温器１３
には、海水供給管２７を介して海水が供給され、ＮＧ加
温器１３内の伝熱管１７中を流れて、さらにフロン蒸発
器１４内の伝熱管１６を流れ、海水排出管２８から外部
に排出される。このときの海水の温度は、２０℃まで低
下する。

【００２６】ＮＧ管２６を流れるＮＧの流量が１５０ｔ
／ｈであるとき、たとえば１４８．５ｔ／ｈは都市ガス
供給管２９から市中へ供給される。ＮＧの残量１．５ｔ
／ｈの流量分は、ガスタービン発電機３０の燃焼器３１
に供給され、タービン３２を回転駆動させる。タービン
３２の回転駆動力は、発電機３３を回転駆動して、電力
を発生させるとともに、空気圧縮機３４を回転駆動し
て、燃焼器３１に供給する空気を圧縮する。

【００２７】本実施形態では、空気圧縮機３４が吸引す
る吸気を、冷却装置としての吸気冷却器３５で冷却す
る。吸気冷却器３５には、冷水製造熱交換器２０から冷
水供給管３６を介して、５℃の冷水が供給される。吸気
冷却器３５で、空気圧縮機３４への吸気を冷却した冷水
は、１３℃まで温度が上昇し、冷水戻り管３７を介して
冷水製造熱交換器２０に戻る。冷水製造熱交換器２０と
吸気冷却器３５との間の冷水の循環系統には、ポンプ３
８が設けられ、吸気冷却器３５を、冷水製造熱交換器２
０を含むＬＮＧ気化装置１１からある程度まで離すこと
ができる。冷水の循環量は、たとえば１１０ｍ³／ｈで
ある。

【００２８】ガスタービン発電機３０でのガスタービン
出力は、大気温度が３５℃のときには、発電出力として
５３８０ｋＷであり、発電効率として２８．５％とな
る。本実施形態の吸気冷却器３５は、３５℃で５０％Ｒ
Ｈの吸気を、１５℃まで冷却し、９５％ＲＨの相対湿度
にすることができる。３５℃で５０％ＲＨの相対湿度の
吸気の流量を７３５００Ｎｍ³／ｈとすると、１５℃に
冷却するときの発電出力は６６２０ｋＷとなり、冷却し
ないときの発電出力に対して、１２４０ｋＷ回復してい
ることが判る。また、冷却したときの発電効率は、３
０．３％となり、冷却しないときの発電効率に比較し
て、１．８％発電効率が向上することが判る。

【００２９】図２は、図１のガスタービン発電機３０の
吸気温度特性を示す。吸気冷却器３５によって吸気を冷
却する方が、発電出力が高くなることが判る。

【００３０】本実施形態のＬＮＧ気化装置１１では、中
間媒体であるフロン液をフロン蒸発器１４から抽出し、
別に設置してある冷熱利用目的の冷水製造熱交換器２０
で、冷熱分を取出し、ＬＮＧ気化に不足する熱源は従来
と同様に、海水を利用して気化を行う。ＬＮＧ気化の必
要熱量と、吸気冷却熱量とがバランスしない場合でも、
従来どおりに海水の熱量でＬＮＧを気化させることがで
き、冷熱利用量の変動がＬＮＧ送出に対する影響を及ぼ
さないようにすることができる。

【００３１】また、図５に示すようなＬＮＧ気化装置１
と図１のＬＮＧ気化装置１１とは、基本的な構成がほぼ
同一であるので、既設のＬＮＧ気化装置１を改造すれ
ば、本実施形態のＬＮＧ気化装置１１と同様に冷熱利用
を可能にすることができる。必要冷熱量に合わせて、小
型のＬＮＧ気化装置１１を新たに設置する必要がなく、
経済的である。

【００３２】図３は、図１のＬＮＧ蒸発器１２とフロン
蒸発器１４とを、図５のトライエックス方式のＬＮＧ気
化装置１と同様に一体化させるときに、中間媒体液１８
の液面を制御して、冷水製造熱交換器２０から冷水供給
管３６を介して吸気冷却器３５などの冷却装置に供給す
る冷水の温度を一定に制御する状態を示す。中間媒体を
抽出して、冷水製造熱交換器２０で冷水を冷却するよう
に冷熱を取出すためには、中間媒体液１８の温度を冷水
の温度よりも一定温度以上さらに低い温度にする必要が
ある。中間媒体液１８への海水からの入熱を少なくする
ために、伝熱管１６内を流れる海水流量を絞ると、流速
が小さくなって生物付着や凍結などが問題になる。した
がって、海水の流速を絞ることによっては、海水からの
入熱を制御して中間媒体の温度を下げるのに限界があ
る。そこで、中間媒体液１８の液面を制御することによ
って、海水からの入熱を制御する。海水流量を絞らない
ために、生物付着や凍結を抑止しながら、中間媒体の温
度を下げることが可能となる。

【００３３】中間媒体の液面を制御することで、海水か
らの入熱を制御することができる原理は、一般に中間媒
体の液に浸かっていない伝熱管１６は、液に浸かってい
る伝熱管１６よりも管外の境膜伝熱係数が低く、海水か
らの中間媒体への入熱が少なくなることによる。このと
き、液面制御による効果を大きくするために、中間媒体
液１８に浸かっていない伝熱管１６に、上方の伝熱管１
５の周囲で凝縮して流下する中間媒体液が直接触れて伝
熱管１６の表面で中間媒体が蒸発しないように、トレイ
４０を設置して、流下した中間媒体液を下方に供給する
ことが好ましい。

【００３４】図３に示すようなフロン蒸発器１４として
の伝熱管１６のうち中間媒体液１８に浸かっている伝熱
管１６の伝熱係数はＵ＝１０００〜３０００ｋｃａｌ／
ｍ²・ｈ・℃であり、中間媒体液１８に浸かっていない
伝熱管１６の伝熱係数は、Ｕ＝１０〜３０ｋｃａｌ／ｍ
²・ｈ・℃である。中間媒体液１８に浸かっていない伝
熱管１６の周囲では、自然対流での伝熱が行われ、その
伝熱係数は、液に浸かっている伝熱管１６の伝熱係数に
比較して非常に小さい。中間媒体液１８に浸かっている
伝熱管１６の周囲では、中間媒体液１８の核沸騰が生
じ、非常に大きな伝熱が行われる。したがって、中間媒
体液１８に浸っていない伝熱管１６では、海水から中間
媒体液１８へ熱が伝わりにくく、液面を制御して、液に
浸かっていない伝熱管１６の本数を増やすことで、中間
媒体の温度を下げることができる。

【００３５】図４は、本発明の実施の他の形態として、
中間媒体を自然循環させるために必要な条件を示す。本
実施形態で図１の実施形態に対応する部分には同一の参
照符を付す。ＬＮＧ蒸発器１２の底部から冷水製造熱交
換器２０に中間媒体液を導く媒体液管２３には、液面制
御弁４１が設けられる。ＬＮＧ蒸発器１２内の中間媒体
液１８の液面は、指示調節レベル計４２によって検出さ
れ、液面レベルを制御するために液面制御弁４１の開度
が調節される。冷水製造熱交換器２０から冷水を外部に
供給する冷水供給管３６には、流量制御弁４３と、指示
調節温度計４４とが設けられる。流量制御弁４３の開度
は、指示調節温度計４４が検出する冷水の温度が５〜７
℃の範囲となるように調節される。

【００３６】冷水製造熱交換器２０で蒸発した中間媒体
がＬＮＧ蒸発器１２に導かれる媒体蒸気管２４には、指
示調節圧力計４５が設けられ、中間媒体蒸気の圧力を検
出する。指示調節温度計４４が検出する冷水の温度は、
指示調節圧力計４５が検出する中間冷媒蒸気の圧力とと
ともに、指示調節レベル計４２に入力され、前述の液面
レベルの制御は、冷水の温度が一定になるように行われ
る。

【００３７】中間媒体の自然循環は、中間媒体の蒸発が
行われるフロン蒸発器１４を構成するＬＮＧ蒸発器１２
の下部に対し、冷水製造熱交換器２０を低い位置に設置
することによって可能となる。ＬＮＧ熱交換器１２内の
中間媒体液１８の液面と冷水製造熱交換器２０内の中間
媒体の液面とのヘッド差を△Ｈとすると、液面制御弁４
１でのバルブ圧損を△Ｐｖ、媒体液管２３での液配管圧
損を△Ｐｐｌ、および媒体蒸気管２４でのガス配管圧損
を△Ｐｐｇとすると、次の第１式の関係が成立する範囲
で、中間媒体の自然循環が可能になる。ただし、冷水製
造熱交換器２０の配置計画上、液面のヘッド差△Ｈが充
分にとれない場合は、ポンプにて中間媒体を冷水製造熱
交換器２０へ供給することもできる。 △Ｈ＞ △Ｐｖ＋△Ｐｐｌ＋△Ｐｐｇ …（１）

【００３８】冷水温度を一定に制御するためには、指示
調節圧力計４５が検出する冷水製造熱交換器２０内の中
間媒体の蒸発圧力が一定になるように制御すればよい。
中間媒体の圧力を一定にするためには、液面制御弁４１
によって、ＬＮＧ蒸発器１２内の中間媒体液１８の液面
を制御して、海水から中間媒体に伝わる熱量を制御す
る。このとき、海水は、伝熱管内での生物付着防止や凍
結防止が可能となるように、次のようにして、ＬＮＧ気
化量に見合ったある一定流量を流し続ける。

【００３９】ＬＮＧ流量が増加した場合中間媒体の温度が低下 → 中間媒体圧力低下 → 液面制
御弁４１絞る →液面上昇 → 海水からの入熱増加ＬＮＧ流量が減少した場合中間媒体の温度が上昇 → 中間媒体圧力上昇 → 液面制
御弁４１開く →液面低下 → 海水からの入熱減少冷水流量低下中間媒体の温度が低下 → 中間媒体圧力低下 → 液面制
御弁４１絞る →液面上昇 → 海水からの入熱増加冷水流量増加中間媒体の温度が上昇 → 中間媒体圧力上昇 → 液面制
御弁４１開く →液面低下 → 海水からの入熱減少

【００４０】中間媒体の循環に自然循環を利用しないと
きは、図１に示すように、モータ等で駆動されるポンプ
２２を用いる必要がある。しかしながら、ＬＮＧやＬＰ
Ｇは可燃性があり、その気化設備の近傍は危険場所とな
るので、モータ等には防爆品を使用する必要がある。防
爆品は通常品に比較して高価であり、その使用は、製造
コストを上昇させる。自然循環を利用すれば、防爆品の
使用に伴うコスト上昇を回避することができる。

【００４１】以上説明した実施形態では、中間媒体とし
てフロンＲ２２を用いているけれども、Ｒ２３とＲ１３
４ａのようなＨＦＣ系フロンの混合冷媒を用いることも
できる。また、プロパンなどの炭化水素系の冷媒や、ア
ンモニアなどの冷媒を中間媒体として用いることもでき
る。

【００４２】また、中間媒体がＬＮＧから取出した冷熱
を、さらに冷水製造熱交換器２０で冷水を冷却媒体とし
て冷熱を取出すようにしているけれども、冷却媒体とし
て他にエチレングリコールなどのブラインを利用するこ
ともできる。さらに、冷却媒体としての冷水の冷熱を吸
気冷却器３５で利用しているけれども、空気調和や冷凍
・冷蔵などに利用することもできる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、中間媒体
を利用して常温付近の液状熱源で低温液化ガスを気化さ
せ、低温液化ガスを気化する際に、低温液化ガスから回
収される冷熱を、中間媒体から冷却媒体に移行させて有
効に利用することができる。

【００４４】また本発明によれば、常温の液状熱源とし
て海水もしくは河川水を用い、液状熱源の温度が高くな
り、しかも冷熱の需要が増大する夏季でも、低温液化ガ
スから冷熱を有効に回収して利用することができる。ま
た、液化ガスの気化も安定して行うことができる。

【００４５】また本発明によれば、中間媒体を自然循環
させて、液化ガスを効率的に気化させ、冷熱を有効に利
用することができる。中間媒体を循環させるのにポンプ
を使用すると、可燃性の液化ガスの気化設備の近傍は危
険場所のために、モータ等に防爆品を使用しなければな
らず、設備コストが上昇してしまう。このようなコスト
上昇は、自然循環を利用することによって、回避するこ
とができる。

【００４６】また本発明によれば、液化ガスから中間媒
体に移行し、さらに冷却媒体に移行する冷熱を、冷却媒
体の温度が一定になるように制御することができる。

【００４７】また本発明によれば、蒸発器で液面よりも
上方の伝熱管に、気化器で凝縮した中間媒体液がかから
ないようにして、液面制御によって冷却媒体の温度を変
化させる効果を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態としてのＬＮＧ気化装置
１１の概略的な構成を示す配管系統図である。

【図２】図１のガスタービン発電機３０の吸気温度特性
を示すグラフである。

【図３】図１のＬＮＧ気化装置１１の内部構成を示す簡
略化した断面図である。

【図４】本発明の実施の他の形態として、図１のＬＮＧ
蒸発器１２内で中間媒体液１８の液面を制御する構成を
示す配管系統図である。

【図５】従来からのＬＮＧ気化装置１の概略的な構成を
示す配管系統図である。

【図６】図５のＬＮＧ気化装置１１の原理的構成を示す
簡略化した配管系統図である。

【符号の説明】

１１ＬＮＧ気化装置１２ＬＮＧ蒸発器１３ＮＧ加温器１４フロン蒸発器１５，１６，１７伝熱管１８中間媒体液１９中間媒体蒸気２０冷水製造熱交換器２２，３８ポンプ３０ガスタービン発電機３１燃焼器３２タービン３３発電機３４空気圧縮機３５吸気冷却器４０トレイ４１液面制御弁４２指示調節レベル計４４指示調節温度計４５指示調節圧力計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】常温付近の液状熱源で、液状の中間媒体
を蒸発させる蒸発器と、蒸発器から抽出される液状の中間媒体と冷却媒体とを熱
交換し、中間媒体を蒸発させて冷却媒体を冷却する熱交
換器と、蒸発器および熱交換器からの中間媒体の蒸気で、低温液
化ガスを加熱して気化させる気化器と、熱交換器で冷却される冷却媒体が供給され、冷却媒体の
冷熱を利用する冷却装置とを含むことを特徴とする冷熱
発生機能付き液化ガス気化設備。
【請求項２】前記常温付近の液状熱源は、海水もしく
は河川水であることを特徴とする請求項１記載の冷熱発
生機能付き液化ガス気化設備。
【請求項３】前記中間媒体は、前記蒸発器、前記熱交
換器および前記気化器間を、自然循環することを特徴と
する請求項１または２記載の冷熱発生機能付き液化ガス
気化設備。
【請求項４】前記蒸発器は、シェル・アンド・チュー
ブ型であり、シェル内に複数本配置される伝熱管中を前
記常温付近の液状熱源が流れ、シェル内で中間媒体の液
面を変化させて中間媒体に浸される伝熱管の本数を変化
させ、前記冷却媒体の温度が一定になるように制御する
制御手段を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の冷熱発生機能付き液化ガス気化設備。
【請求項５】前記蒸発器のシェル内で、低温液化ガス
によって冷却されて凝縮した中間媒体が、直接中間媒体
液に浸かっていない伝熱管に接触して蒸発しないよう
に、伝熱管の上方にトレイが設置され、凝縮した中間媒
体液が該蒸発器の下部から供給されることを特徴とする
請求項４記載の冷熱発生機能付き液化ガス気化設備。