JP2002039692A - Heat exchanger and heat exchange system for liquefied natural gas - Google Patents

Heat exchanger and heat exchange system for liquefied natural gas

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JP2002039692A
JP2002039692A JP2000231395A JP2000231395A JP2002039692A JP 2002039692 A JP2002039692 A JP 2002039692A JP 2000231395 A JP2000231395 A JP 2000231395A JP 2000231395 A JP2000231395 A JP 2000231395A JP 2002039692 A JP2002039692 A JP 2002039692A
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natural gas
flow path
liquefied natural
heat exchanger
heat
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Hidefumi Araki
秀文 荒木
Mitsugi Nakahara
中原  貢
Koichi Chino
耕一 千野
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent LNG and air from combusting upon leakage in case of emergency in a heat exchanger for the LNG and air, eliminate the need of an LNG evaporator, and improve safety and economy. SOLUTION: There are provided a flow passage of LNG, a flow passage for air, a flow passage for an inactive fluid surrounding the former passages, and an injection nozzle capable of injection of sea water.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、可燃性物質や毒物
等、流路から漏洩することが望ましくない流体を安全に
かつ高効率に熱交換させることが可能な熱交換器に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger capable of safely and efficiently exchanging a fluid, such as a combustible substance or a poison, which is not desired to leak from a flow path.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術としては、可燃性である液化天
然ガス(以下、LNGと称する)と、支燃性である圧縮
空気とを安全に熱交換させるための熱交換器として、特
開2000−180092 号公報に記載のものがある。この従来
技術には、漏洩による不測の事象を回避するため、空気
が流れる加熱側流路とLNGが流れる被加熱側流路との
間に緩衝用流路を設けることが提案されている。万が
一、加熱側流路または被加熱側流路に漏洩が発生した場
合、漏洩した流体は、隣接する緩衝用流路に排出され、
熱交換する相手側の流体との混合が防止される。
2. Description of the Related Art As a prior art, a heat exchanger for safely exchanging heat between flammable liquefied natural gas (hereinafter, referred to as LNG) and compressed air having flammability has been disclosed in JP-A-2000-2000. There is one described in Japanese Patent No. In this prior art, in order to avoid an unexpected event due to leakage, it is proposed to provide a buffer passage between a heated passage through which air flows and a heated passage through which LNG flows. Should a leak occur in the heating-side flow path or the heated-side flow path, the leaked fluid is discharged to an adjacent buffer flow path,
Mixing with the fluid on the other side for heat exchange is prevented.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述の公知例では、空
気とLNGとの混合防止策が図られ、安全性の向上は達
成されているが、空気中の水分や二酸化炭素が冷却され
て、氷やドライアイスが生成し、伝熱面に固着した場合
の対応策は考慮されていなかった。氷やドライアイスが
伝熱面に固着すると、伝熱の抵抗が大きくなるほか、流
路が狭まり、圧力損失が増大するなど、伝熱性能が低下
する原因となる。
In the above-mentioned known example, measures to prevent mixing of air and LNG have been taken, and improvement in safety has been achieved. However, water and carbon dioxide in the air are cooled, No countermeasures were taken when ice or dry ice was generated and adhered to the heat transfer surface. When ice or dry ice adheres to the heat transfer surface, the heat transfer resistance increases, the flow path becomes narrower, the pressure loss increases, and the heat transfer performance deteriorates.

【0004】本発明の目的は、LNGから冷熱を回収す
る熱交換器において、伝熱性能を向上させた熱交換器を
提供することにある。
[0004] It is an object of the present invention to provide a heat exchanger for recovering cold from LNG, which has improved heat transfer performance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の熱交換器は、液化天然ガスの熱交換器であ
って、液化天然ガスを流通させる第1の流路と、前記液
化天然ガスを過熱する加熱流体を流通させる第2の流路
と、前記第1及び第2の流路と区画された第3の流路を
有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a heat exchanger according to the present invention is a heat exchanger for liquefied natural gas, comprising: a first flow passage through which liquefied natural gas flows; It is characterized by having a second flow path through which a heating fluid that superheats liquefied natural gas flows, and a third flow path divided from the first and second flow paths.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】(実施例1)図3および図4に、
本発明による熱交換器を備えた、LNG冷熱利用型ガス
タービン発電システムの一実施例を示す。本発明の主要
な構成要素は、空気を高圧に圧縮する圧縮機51,圧縮
された空気とLNG等の燃料を燃焼させる燃焼器5,高
温高圧の燃焼ガスの膨張により駆動されるガスタービン
7,ガスタービン7と同一軸上に配置される発電機8,
ガスタービン7の排気ガスの熱を回収する再生熱交換器
9である。
(Embodiment 1) FIG. 3 and FIG.
1 shows an embodiment of a gas turbine power generation system utilizing an LNG cold energy, which includes a heat exchanger according to the present invention. The main components of the present invention are a compressor 51 for compressing air to high pressure, a combustor for burning compressed air and fuel such as LNG, a gas turbine 7 driven by expansion of high-temperature and high-pressure combustion gas, A generator 8 arranged on the same axis as the gas turbine 7,
A regenerative heat exchanger 9 for recovering heat of the exhaust gas from the gas turbine 7.

【0007】本実施例の特徴となる主要な構成要素は、
LNG貯蔵タンク43から配管40を経由して供給され
るLNGと圧縮機51の吸気とを熱交換させる熱交換器
70である。熱交換器70は、LNGの冷熱を回収する
(A)冷熱回収モードと、空気配管内で生成した氷やド
ライアイスを解氷する(B)解氷モードと、冷熱回収シ
ステムが停止している場合に単独でLNGを気化する
(C)気化モードの3種類の運転モードがあり、本実施
例では、図3の熱交換器70aが冷熱回収モードとして
動作、図3の熱交換器70bが解氷モードとして動作、
図4の熱交換器70cが気化モードとして動作する場合
を示している。運転モードを切り替える手段として、切
替弁78a,78b,78cと、逆止弁79a,79
b,79cが設置されている。他に、海洋水による水源
45,水源45の水を熱交換器に供給する給水配管1
5,給水配管15により給水された水を排出する排水配
管16,熱交換器の空気配管内で凝縮した水分や、解氷
モードで生成した水を凝縮水配管47により排出し、一
時的に貯蔵する凝縮水タンク46などが特徴的な構成要
素である。
[0007] The main components of the embodiment are as follows.
A heat exchanger 70 for exchanging heat between LNG supplied from the LNG storage tank 43 via the pipe 40 and intake air of the compressor 51. In the heat exchanger 70, the cold heat recovery system is stopped, (A) the cold heat recovery mode for recovering the cold energy of the LNG, and (B) the ice melting mode for freezing the ice or dry ice generated in the air pipe. In this case, there are three types of operation modes of (C) vaporization mode in which LNG is vaporized alone. In this embodiment, the heat exchanger 70a in FIG. 3 operates as the cold heat recovery mode, and the heat exchanger 70b in FIG. Works as ice mode,
5 illustrates a case where the heat exchanger 70c of FIG. 4 operates in the vaporization mode. As means for switching the operation mode, switching valves 78a, 78b, 78c and check valves 79a, 79
b, 79c. In addition, a water source 45 using marine water, a water supply pipe 1 for supplying water from the water source 45 to the heat exchanger
5, drainage pipe 16 for discharging water supplied by water supply pipe 15, water condensed in the air pipe of the heat exchanger, and water generated in the deicing mode are discharged by condensed water pipe 47 and temporarily stored. The condensed water tank 46 is a characteristic component.

【0008】図1に、本発明の一実施例による熱交換器
の概略図を示す。本実施例では、熱交換器70は、空気
流路18を形成する加熱側流体伝熱管群23と、天然ガ
ス流路19を形成する被加熱側流体伝熱管群24を備
え、これら伝熱管群の夫々の管軸は互いに平行であり、
アルミニウム合金製のプレートフィン22によって互い
に結合されている。加熱側流体伝熱管群23と、被加熱
側流体伝熱管群24は銅製のチューブであり、熱伝達を
促進するために管内面に溝加工がなされている。これら
の伝熱管は、図1に示すように、一方の管端が中心軸に
対して90°の角度で緩やかに曲げ加工されており、加
熱側流体伝熱管群23と被加熱側流体伝熱管群24は、
プレートフィン22に対し互いに対向する向きに挿入さ
れた後に、マンドレルや液圧によって拡管され、プレー
トフィン22と機械的に接合されている。プレートフィ
ン22の厚さは0.3mm であり、ピッチは3mmである。
伝熱管の管端部には、ヘッダ25および26が接続さ
れ、各伝熱管群の流れをまとめている。さらに、加熱側
流体伝熱管群23と、被加熱側流体伝熱管群24の上方
には、噴射ノズル60が配置され、給水配管15から供
給される水源45の水が伝熱管群およびプレートフィン
22の全体に噴射されるよう設定されている。この熱交
換器70は、図示しない胴30に収容され、この胴内空
間は、窒素ガスからなる不活性ガス流路20となる。ま
た、解氷モードで融解した水を、加熱側流体伝熱管群2
3から排出するために、凝縮水配管47が、ヘッダ25
の下部に取り付けられている。加えて、加熱側流体伝熱
管群23から水分の排出を促進するため、凝縮水配管4
7が低い位置となるような向きに伝熱管群全体が傾斜し
て配置されている。
FIG. 1 is a schematic view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the heat exchanger 70 includes a heating-side fluid heat transfer tube group 23 forming the air passage 18 and a heated-side fluid heat transfer tube group 24 forming the natural gas passage 19. Are parallel to each other,
They are connected to each other by plate fins 22 made of aluminum alloy. The heating-side fluid heat transfer tube group 23 and the heated-side fluid heat transfer tube group 24 are copper tubes, and grooves are formed on the inner surfaces of the tubes to promote heat transfer. As shown in FIG. 1, one end of each of these heat transfer tubes is gently bent at an angle of 90 ° with respect to the central axis, and the heating-side fluid heat transfer tube group 23 and the heated-side fluid heat transfer tube Group 24
After being inserted into the plate fins 22 in directions facing each other, the pipes are expanded by a mandrel or hydraulic pressure, and are mechanically joined to the plate fins 22. The thickness of the plate fins 22 is 0.3 mm, and the pitch is 3 mm.
Headers 25 and 26 are connected to the tube ends of the heat transfer tubes, and integrate the flow of each heat transfer tube group. Further, an injection nozzle 60 is disposed above the heating-side fluid heat transfer tube group 23 and the heated-side fluid heat transfer tube group 24, and water from a water source 45 supplied from the water supply pipe 15 is supplied to the heat transfer tube group and the plate fin 22. Is set to be sprayed on the whole. The heat exchanger 70 is housed in the body 30 (not shown), and the space inside the body becomes the inert gas flow path 20 made of nitrogen gas. Further, the water melted in the deicing mode is transferred to the heating-side fluid heat transfer tube group 2.
The condensed water pipe 47 is connected to the header 25
Attached to the bottom of the In addition, in order to promote the discharge of moisture from the heating-side fluid heat transfer tube group 23, the condensed water pipe 4
The entire heat transfer tube group is arranged so as to be inclined such that 7 is at a lower position.

【0009】この熱交換器に関する安全システムおよび
解氷・気化システムの構成を図2に示す。図2に示した
構成は、熱交換器の単一ユニットに対する構成であり、
複数ユニットを用いる場合には、図3および図4で示さ
れるように、切替弁78や逆止弁79が別途必要とな
る。安全システムとしては、窒素ガス供給装置76から
供給される窒素ガスが、ガス圧力制御弁75を介して、
熱交換器70の胴30の内部にある不活性ガス流路20
の一端に接続している。不活性ガス流路の他端には、圧
力計81およびガス検知器82が設置してあり、万が一
天然ガス(以下、NGと称する)の流路に故障が発生し
て、NGが不活性ガスの流路に漏洩した場合には、制御
回路83の指令により遮断弁85a〜85dが自動閉鎖
する設計となっている。同時に、遮断弁85fと85e
を自動操作し、噴射ノズル60から伝熱管に水を噴射で
き、必要に応じて排水できる設計となっている。また、
この不活性ガスの流路には、圧力がある限度より上昇す
ると自動的に開口するラプチャーディスク86が設置さ
れており、ラプチャーディスク86の他端は配管87に
よりフレアスタック88に接続されている。
FIG. 2 shows the configuration of a safety system and a deicing / vaporizing system relating to the heat exchanger. The configuration shown in FIG. 2 is for a single unit of the heat exchanger,
When a plurality of units are used, a switching valve 78 and a check valve 79 are separately required as shown in FIGS. As a safety system, nitrogen gas supplied from a nitrogen gas supply device 76 is supplied via a gas pressure control valve 75,
Inert gas flow path 20 inside body 30 of heat exchanger 70
To one end. At the other end of the inert gas flow path, a pressure gauge 81 and a gas detector 82 are installed. If a failure occurs in the natural gas (hereinafter, referred to as NG) flow path, the NG becomes inert gas. In the case of leakage into the flow path, the shut-off valves 85a to 85d are automatically closed by a command from the control circuit 83. At the same time, shutoff valves 85f and 85e
Is automatically operated so that water can be injected from the injection nozzle 60 to the heat transfer tube, and the water can be drained as necessary. Also,
A rupture disk 86 that opens automatically when the pressure rises above a certain limit is installed in the flow path of the inert gas, and the other end of the rupture disk 86 is connected to a flare stack 88 by a pipe 87.

【0010】図1,図2および図3を用いて本実施例の
動作を説明する。図3で示される切替弁78の状態は、
熱交換器70aが冷熱回収モードとして動作し、熱交換
器70bが解氷モードとして動作する状態である。動作
空気ブロア80により吸入された温度30℃程度の空気
は、切替弁78aの作用により、熱交換器70aの空気
流路18に流入する。一方、LNG貯蔵タンク43に貯
蔵された温度−160℃程度のLNGは、ポンプにより加
圧され、配管40により、切替弁78bの作用により、
熱交換器70aの天然ガス流路19に供給される。さら
に、水源45の海水は、ポンプにより移送され、切替弁
78cの作用により、給水配管15から熱交換器70b
の噴射ノズル60に供給される。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3. The state of the switching valve 78 shown in FIG.
The heat exchanger 70a operates in the cold heat recovery mode, and the heat exchanger 70b operates in the thawing mode. The air at a temperature of about 30 ° C. sucked by the operating air blower 80 flows into the air passage 18 of the heat exchanger 70a by the operation of the switching valve 78a. On the other hand, LNG at a temperature of about −160 ° C. stored in the LNG storage tank 43 is pressurized by a pump, and is operated by the switching valve 78 b through the pipe 40.
It is supplied to the natural gas channel 19 of the heat exchanger 70a. Further, the seawater of the water source 45 is transferred by a pump, and is operated from the water supply pipe 15 by the operation of the switching valve 78c.
Is supplied to the injection nozzle 60.

【0011】熱交換器70aでは、空気が流れる加熱側
流体伝熱管群23から、NGが流れる被加熱側流体伝熱
管群24まで、空気〜加熱側流体伝熱管群23の管内壁
面〜該伝熱管素材〜該伝熱管外壁面〜プレートフィン2
2の素材〜被加熱側流体伝熱管群24の管外壁面〜該伝
熱管素材〜該管内壁面〜NGという経路で、対流熱伝達
や熱伝導,接触熱伝達により熱が伝わり、空気とNGが
熱交換される。この熱交換の作用により、空気は、−1
30℃程度まで冷却され、NGは−10℃まで加熱され
る。−130℃まで冷却された吸入空気は、圧縮機51
の作用により15気圧程度まで圧縮される。この時、冷
却されて密度が大きな空気を圧縮するため、常温の空気
を15気圧程度まで圧縮するのと比較して、半分以下程
度の動力で圧縮可能である。圧縮された空気は、温度が
70℃程度まで上昇するが、再生熱交換器9により、さ
らに500℃程度まで加熱され、燃焼器5でLNG等の
燃料50とともに燃焼させる。ガスタービン7では、こ
の高温高圧の燃焼ガスの膨張力により、発電機8が駆動
され、電力を発生する。ガスタービン7の排気ガスは、
再生熱交換器9により熱回収され、スタック55から大
気に排出される。このように、LNGが保有する冷熱を
利用することにより、通常はガスタービン出力の50〜
60%を消費する空気圧縮機の動力を大幅に削減でき、
結果として発電出力が大幅に増加できる。ただし、この
運転モードを継続すると、空気を低温に冷却することか
ら、空気中に含まれる水分や二酸化炭素の融点よりも低
温となり、伝熱管の内壁表面に氷やドライアイスが固着
する問題がある。これを回避する方法としては、複数の
熱交換器を切り替えて使用する方法や、熱交換器の上流
側に、水分や二酸化炭素を吸着するフィルターを設置す
る方法がある。本実施例では、流路の切り替えにより、
生成した氷やドライアイスを除去する方法を採用した。
In the heat exchanger 70a, from the heating-side fluid heat transfer tube group 23 through which air flows to the heated-side fluid heat transfer tube group 24 through which NG flows, from the inner wall surface of the air to the heating-side fluid heat transfer tube group 23 to the heat transfer tube group. Material-Outer wall surface of the heat transfer tube-Plate fin 2
Heat is transmitted by convective heat transfer, heat conduction, and contact heat transfer in a route of the material No. 2, the tube outer wall surface of the heated-side fluid heat transfer tube group 24, the heat transfer tube material, the tube inner wall surface, and NG. Heat exchanged. By the action of this heat exchange, the air becomes -1
The NG is cooled to about 30 ° C. and heated to −10 ° C. The intake air cooled to −130 ° C.
Is compressed to about 15 atm. At this time, since the air that has been cooled and has a high density is compressed, the air can be compressed with less than half the power as compared with the case where the normal temperature air is compressed to about 15 atm. Although the temperature of the compressed air rises to about 70 ° C., it is further heated to about 500 ° C. by the regenerative heat exchanger 9 and burned in the combustor 5 together with the fuel 50 such as LNG. In the gas turbine 7, the generator 8 is driven by the expansion force of the high-temperature and high-pressure combustion gas to generate electric power. The exhaust gas of the gas turbine 7 is
The heat is recovered by the regenerative heat exchanger 9 and discharged from the stack 55 to the atmosphere. In this way, by utilizing the cold energy possessed by LNG, usually, the gas turbine output of 50 to
The power of the air compressor that consumes 60% can be greatly reduced,
As a result, the power generation output can be greatly increased. However, if this operation mode is continued, since the air is cooled to a low temperature, the temperature becomes lower than the melting point of moisture or carbon dioxide contained in the air, and there is a problem that ice or dry ice sticks to the inner wall surface of the heat transfer tube. . As a method of avoiding this, there are a method of switching and using a plurality of heat exchangers, and a method of installing a filter that adsorbs moisture and carbon dioxide upstream of the heat exchanger. In this embodiment, by switching the flow path,
A method of removing generated ice and dry ice was adopted.

【0012】熱交換器70bでは、熱交換器70aで説
明した運転時に生成した氷やドライアイスを除去する動
作がなされる。加熱側流体伝熱管群23と、被加熱熱側
流体伝熱管群24には、外部から流体は供給されず、水
源45の水が噴射ノズル60に供給される。噴射ノズル
60に供給された水は、伝熱管群23,24およびプレ
ートフィン22の全体に噴射され、フィンに沿って流下
する。この時、加熱側流体伝熱管群23の管内壁面に生
成された氷やドライアイスは、フィンと伝熱管の熱伝導
により、最終的には水源45の水温近くまで加熱され、
融解する。融解した水は、傾斜して設置された加熱側流
体伝熱管群23の管内をヘッダ25に向かって流下し、
凝縮水配管47から、凝縮水タンク46に収集される。
融解したドライアイスは、水に溶解して凝縮水タンク4
6に収集されるほか、管内に滞留することになるが、次
の運転開始前に外部に排出される。この解氷モードを継
続する時間は、解氷に必要な時間により決定され、水源
45の水温や、流量に依存する。海水ではなく、ガスタ
ービンの廃熱を利用した温水を使用すれば、解氷に必要
な時間は短縮される。また、水源45として海水や水で
はなく、不凍液を使用すれば、解氷時に使用する液体が
プレートフィン22の表面で凍結することを防止でき、
水源45から供給する流量を削減することができる。
The heat exchanger 70b operates to remove ice and dry ice generated during the operation described in the heat exchanger 70a. No fluid is supplied to the heating-side fluid heat transfer tube group 23 and the heated heat-side fluid heat transfer tube group 24 from the outside, and the water from the water source 45 is supplied to the injection nozzle 60. The water supplied to the injection nozzle 60 is injected into the entirety of the heat transfer tube groups 23 and 24 and the plate fins 22 and flows down along the fins. At this time, ice and dry ice generated on the inner wall surface of the heat-side fluid heat transfer tube group 23 are finally heated to near the water temperature of the water source 45 by heat conduction between the fins and the heat transfer tubes,
Thaw. The melted water flows down toward the header 25 in the tube of the heating-side fluid heat transfer tube group 23 installed at an angle,
The condensed water is collected from a condensed water pipe 47 into a condensed water tank 46.
The melted dry ice is dissolved in water and condensed water tank 4
6 and stay in the pipe, but are discharged outside before the next operation starts. The time during which the thawing mode is continued is determined by the time required for the thawing, and depends on the water temperature of the water source 45 and the flow rate. The use of hot water that utilizes the waste heat of a gas turbine instead of seawater reduces the time required for de-icing. Further, if antifreeze is used as the water source 45 instead of seawater or water, it is possible to prevent the liquid used at the time of defrosting from freezing on the surface of the plate fin 22,
The flow rate supplied from the water source 45 can be reduced.

【0013】次に、図4を用いて、熱交換器70cを気
化モードに切り替えた場合の動作を説明する。LNG貯
蔵タンク43からLNGを供給するラインの切替弁78
bは、両系統とも開状態となっており、水源45から海
水を供給するラインの切替弁78cも両系統とも開状態
となっている。また、空気ブロア80から空気を供給す
るラインの切替弁78aは、両系統とも閉状態となって
いる。噴射ノズル60に供給された海水は、伝熱管群2
3,24およびプレートフィン22の全体に噴射され、
フィンに沿って流下する。被加熱熱側流体伝熱管群24
にはNGが流動しているが、フィンと伝熱管の熱伝導に
より、海水と熱交換がなされる。海水は、伝熱管に対し
てほぼ直角に横切る形となるため、温度低下は小さい
が、凍結を防止するため、温度0℃以下まで冷却されて
凍結されないように、熱バランスの計算により海水の流
量を設定する。LNGは、気化・加熱され、最終的には
水源45の水温近くまで温度上昇する。LNGの加熱に
使用された海水は、熱交換器70cの胴30内を傾斜に
沿って流下し、逆止弁79cを通って、排水配管16か
ら、海に排水される。水源45として海水を利用した場
合、凍結を防止する観点から必要な流量が決定され、ポ
ンプの移送動力が全体の効率を低下させる可能性があ
る。海水ではなく、ガスタービンの廃熱を利用し、水や
不凍液を加熱したものを使用すれば、必要な流量が減少
し、ポンプの移送動力を低減することができる。この場
合、排水配管16は水源45に連絡し、再加熱して水や
不凍液を再利用することが望ましい。また、プレートフ
ィン22の表面に、テフロン(登録商標)などの撥水性
の被覆を施せば、フィン表面がぬれにくくなり、海水等
がプレートフィン22の表面で凍結することを抑制で
き、水源45から供給する流量を削減することができ
る。この時、NGの出口に近い部分では、比較的高温で
あり、もともと凍結しにくいため、撥水加工はLNGの
入口部分のフィンなどに限定することが望ましい。その
理由は、撥水加工は、熱交換器の製造コストが増加する
と共に、熱伝達率を低下させる原因となるためである。
Next, the operation when the heat exchanger 70c is switched to the vaporization mode will be described with reference to FIG. Switching valve 78 for supplying LNG from LNG storage tank 43
b, both systems are open, and the switching valve 78c of the line for supplying seawater from the water source 45 is also open. Further, the switching valve 78a of the line for supplying air from the air blower 80 is closed in both systems. The seawater supplied to the injection nozzle 60 is supplied to the heat transfer tube group 2
3, 24 and the entire plate fin 22 is sprayed,
Flow down along the fins. Heated fluid transfer tube group 24
NG is flowing through the fins, and heat is exchanged with seawater by heat conduction between the fins and the heat transfer tubes. Since seawater crosses the heat transfer tube almost at right angles, the temperature drop is small, but in order to prevent freezing, it is cooled down to 0 ° C or less to prevent freezing. Set. The LNG is vaporized and heated, and eventually rises in temperature to near the water temperature of the water source 45. The seawater used for heating the LNG flows down the body 30 of the heat exchanger 70c along the slope, passes through the check valve 79c, and is discharged to the sea from the drainage pipe 16. When seawater is used as the water source 45, the necessary flow rate is determined from the viewpoint of preventing freezing, and the transfer power of the pump may reduce the overall efficiency. If the water or antifreeze is heated using the waste heat of the gas turbine instead of seawater, the required flow rate is reduced, and the transfer power of the pump can be reduced. In this case, it is desirable that the drainage pipe 16 be connected to the water source 45 and reheated to reuse water and antifreeze. If a water-repellent coating such as Teflon (registered trademark) is applied to the surface of the plate fin 22, the fin surface is less likely to be wet, and seawater and the like can be prevented from freezing on the surface of the plate fin 22. The supply flow rate can be reduced. At this time, since the portion close to the outlet of the NG has a relatively high temperature and is originally hard to freeze, it is desirable to limit the water-repellent treatment to the fins at the inlet of the LNG. The reason is that the water-repellent treatment increases the production cost of the heat exchanger and lowers the heat transfer coefficient.

【0014】このように、本実施例の熱交換器および熱
交換システムは、LNGの保有する冷熱を利用するモー
ドのほか、LNGの気化器として単独で運転可能なモー
ドを備えている。従来では、LNG冷熱を利用するシス
テムが停止あるいは休止する場合に備え、LNG冷熱を
利用するシステムで使用する量と同程度のLNGを気化
できるLNG気化装置を、別途設置する必要があった。
この場合、全体の設備建設費用を増加させることになっ
てしまう。これに対して、本実施例によれば、冷熱利用
型ガスタービン発電システムなど、冷熱を利用するシス
テムの停止時に備えて別途必要となる気化器の建設を不
要とし、プラント全体の経済性を高めることができる。
As described above, the heat exchanger and the heat exchange system according to the present embodiment have a mode in which the LNG vapor can be operated independently, in addition to a mode utilizing the cold heat possessed by LNG. Conventionally, it is necessary to separately install an LNG vaporizer capable of vaporizing LNG equivalent to the amount used in the system using LNG cold heat in preparation for the case where the system using LNG cold heat is stopped or stopped.
In this case, the total facility construction cost will be increased. On the other hand, according to the present embodiment, it is not necessary to construct a carburetor that is separately required in preparation for the stoppage of a system utilizing cold heat, such as a cold-heat-utilizing gas turbine power generation system, thereby improving the economics of the entire plant. be able to.

【0015】次に、図2を用いて、本実施例において、
万が一、熱交換器70において漏洩が発生した場合の動
作を説明する。可燃性のLNGが流動するのは、冷熱回
収モードと、気化モードの場合であり、これらのモード
毎に説明する。
Next, referring to FIG. 2, in this embodiment,
The operation in the event that a leak occurs in the heat exchanger 70 will be described. The flammable LNG flows in the cold heat recovery mode and the vaporization mode, and each mode will be described.

【0016】冷熱回収モードでは、前記したように、空
気流路18には、常温、大気圧程度の空気が流動する。
天然ガス流路19には、加圧したLNGが供給され、熱
交換により加熱されてNGとなる。また、不活性ガス流
路20には、窒素ガス供給装置76から窒素ガスが供給
されている。熱交換器70の運転に伴い、供給された窒
素ガスも冷却され、体積が収縮するので、ガス圧力制御
弁75の自動制御により、不活性ガス流路20内での窒
素ガス圧力が大気圧程度になるように制御する。また、
運転を停止して、熱交換器70全体の温度が上昇した場
合には、不活性ガス流路20の圧力が上昇するので、窒
素ガス排出弁77を操作して、圧力を大気圧程度に制御
する。万が一、NGが流動する天然ガス流路19の何れ
かの部位が損傷した場合を想定する。NGは、熱交換器
70の胴30内の空間である不活性ガス流路20内へ放
出される。不活性ガス流路20の一端には、圧力計81
およびガス検知器82が設置してあり、圧力の変化と、
ガス濃度の変化を検出することにより、制御回路83の
指令により遮断弁85a〜85dが閉鎖する。さらに、
遮断弁85fを開き、噴射ノズル60から、水源45の
海水を、伝熱管群23,24およびプレートフィン22
の全体に噴射する。これにより、熱交換器内の各場所
で、NGの発火あるいは燃焼に必要な高温となることを
防止する。遮断弁85eも閉鎖することにより、胴30
内を水で満たすことができ、さらに燃焼反応を抑制す
る。仮に、漏洩の流量が大きく、胴30内の圧力が設定
した限度より上昇すると、ラプチャーディスク86が自
動的に破裂して開口し、NGが助燃性の空気と混合する
ことは無く、胴30内に充填された不活性ガスと混合し
ながら配管87を経由してフレアスタック88に導か
れ、未燃ガスを燃焼しながら安全に系外に排出される。
この事象は、熱交換器70の遮断弁85aおよび85bの
内側に存在するNGが全て放出され次第、速やかに終了
する。
In the cold recovery mode, as described above, air at normal temperature and about atmospheric pressure flows through the air flow path 18.
Pressurized LNG is supplied to the natural gas channel 19 and is heated by heat exchange to become NG. Further, nitrogen gas is supplied to the inert gas passage 20 from a nitrogen gas supply device 76. With the operation of the heat exchanger 70, the supplied nitrogen gas is also cooled and its volume is reduced, so that the nitrogen gas pressure in the inert gas flow path 20 is reduced to about atmospheric pressure by automatic control of the gas pressure control valve 75. Control so that Also,
When the operation is stopped and the temperature of the entire heat exchanger 70 rises, the pressure of the inert gas flow path 20 rises. Therefore, the nitrogen gas discharge valve 77 is operated to control the pressure to about the atmospheric pressure. I do. It is assumed that any part of the natural gas flow path 19 through which NG flows is damaged. The NG is discharged into the inert gas passage 20 which is a space in the body 30 of the heat exchanger 70. A pressure gauge 81 is provided at one end of the inert gas flow path 20.
And a gas detector 82 are installed, and when the pressure changes,
By detecting the change in the gas concentration, the shutoff valves 85a to 85d are closed according to a command from the control circuit 83. further,
The shutoff valve 85f is opened, and the seawater of the water source 45 is supplied from the injection nozzle 60 to the heat transfer tube groups 23, 24 and the plate fins 22.
Inject the whole. This prevents the NG from being heated to a high temperature required for ignition or combustion at each location in the heat exchanger. By closing the shutoff valve 85e, the body 30
The inside can be filled with water and further suppresses the combustion reaction. If the flow rate of the leakage is large and the pressure in the cylinder 30 rises above a set limit, the rupture disk 86 automatically ruptures and opens, and the NG does not mix with the combustion assisting air. The gas is guided to the flare stack 88 via the pipe 87 while being mixed with the inert gas filled in the gas, and is safely discharged outside the system while burning the unburned gas.
This event ends as soon as all the NG present inside the shut-off valves 85a and 85b of the heat exchanger 70 is released.

【0017】気化モードの場合には、空気流路18には
流れが無く、天然ガス流路19には、加圧したLNGが
供給され、胴30内では、噴射ノズル60から、水源4
5の海水が、伝熱管群23,24およびプレートフィン
22の全体に噴射されている。不活性ガス流路20に
は、冷熱回収モードの場合と同様に、窒素ガスが充填さ
れている。万が一、NGが流動する天然ガス流路19の
何れかの部位が損傷した場合を想定する。NGは、熱交
換器70の胴30内の空間である不活性ガス流路20内
へ放出される。冷熱回収モードの場合と同様に、圧力計
81およびガス検知器82で、圧力の変化とガス濃度の
変化を検出することにより、制御回路83の指令により
遮断弁85a〜85bが閉鎖する。気化モードでは、遮
断弁85fは始めから開いているので、噴射ノズル60
からは、水源45の海水が、伝熱管群23,24および
プレートフィン22の全体に噴射されている。これによ
り、熱交換器内の各場所で、NGの発火あるいは燃焼に
必要な高温となることは防止される。遮断弁85eを閉
鎖することにより、胴30内を水で満たすことができ、
さらに燃焼反応を抑制できる。仮に、漏洩の流量が大き
く、胴30内の圧力が設定した限度より上昇すると、ラ
プチャーディスク86が自動的に破裂して開口し、冷熱
回収モードの場合と同様の動作により、漏洩事象は速や
かに終了する。 (実施例2)次に、図5,図6および図7を用いて、本
発明の別の実施例による、熱交換システムについて説明
する。本実施例は、LNG冷熱利用型ガスタービン発電
システムに適用できることを始めとし、前記実施例の熱
交換システムと大部分同様であるので、異なる部分のみ
を説明する。本実施例では、熱交換器70として、円筒
三重管式を想定した。LNGが流れる天然ガス流路19
が最も内側の流路であり、空気が流れる空気流路18は
最外周に配置され、不活性ガス流路20がこれらの中間
に位置する。流体と、伝熱管壁面との熱伝達の促進のた
め、空気流路18および天然ガス流路19には、フィン
22が設置されている。不活性ガス流路20には、フィ
ン素材の熱伝導により、空気流路18と天然ガス流路1
9の伝熱を可能とする目的で、熱伝導が良い金属製のフ
ィン22が備えられている。本実施例の熱交換器が、図
1を用いて説明した前記実施例の熱交換器と異なる点
は、水を噴射する噴射ノズル60が無い点と、伝熱管を
ほぼ垂直に配置する点である。
In the case of the vaporization mode, there is no flow in the air flow path 18, and pressurized LNG is supplied to the natural gas flow path 19.
5 are injected into the entirety of the heat transfer tube groups 23 and 24 and the plate fins 22. The inert gas passage 20 is filled with nitrogen gas, as in the case of the cold heat recovery mode. It is assumed that any part of the natural gas flow path 19 through which NG flows is damaged. The NG is discharged into the inert gas passage 20 which is a space in the body 30 of the heat exchanger 70. As in the case of the cold heat recovery mode, the change in pressure and the change in gas concentration are detected by the pressure gauge 81 and the gas detector 82, and the shutoff valves 85a to 85b are closed by a command from the control circuit 83. In the vaporization mode, since the shut-off valve 85f is open from the beginning, the injection nozzle 60f
From above, the seawater of the water source 45 is injected into the entirety of the heat transfer tube groups 23 and 24 and the plate fins 22. This prevents the NG from being at a high temperature required for ignition or combustion at each location in the heat exchanger. By closing the shut-off valve 85e, the inside of the trunk 30 can be filled with water,
Further, the combustion reaction can be suppressed. If the leakage flow rate is large and the pressure in the barrel 30 rises above a set limit, the rupture disk 86 automatically ruptures and opens, and the leakage operation is quickly performed by the same operation as in the cold heat recovery mode. finish. (Embodiment 2) Next, a heat exchange system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 7. FIG. This embodiment is substantially the same as the heat exchange system of the above embodiment, including the fact that it can be applied to an LNG cold-heat-utilizing gas turbine power generation system, so only different parts will be described. In the present embodiment, a cylindrical triple tube type is assumed as the heat exchanger 70. Natural gas flow path 19 through which LNG flows
Is the innermost flow path, the air flow path 18 through which air flows is disposed at the outermost circumference, and the inert gas flow path 20 is located in the middle of these. Fins 22 are provided in the air flow path 18 and the natural gas flow path 19 to promote heat transfer between the fluid and the heat transfer tube wall. The air flow path 18 and the natural gas flow path 1 are formed in the inert gas flow path 20 by heat conduction of the fin material.
For the purpose of enabling the heat transfer of No. 9, metal fins 22 having good heat conductivity are provided. The heat exchanger of this embodiment differs from the heat exchanger of the embodiment described with reference to FIG. 1 in that there is no injection nozzle 60 for injecting water and that the heat transfer tubes are arranged almost vertically. is there.

【0018】図7は、この熱交換器に関する安全システ
ムおよび解氷・気化システムの構成を示す。図7に示し
た構成は、熱交換器の単一ユニットに対する構成であ
り、複数ユニットを用いる場合には、前記実施例の図3
および図4で示したように、切替弁78や逆止弁79が
別途必要となる。図7が、図2を用いて説明した前記実
施例と異なるのは、噴射ノズル60が無い代わりに、遮
断弁85fの操作により、不活性ガス流路20に水源4
5の海水を直接供給する点である。
FIG. 7 shows a configuration of a safety system and an ice melting / vaporizing system relating to the heat exchanger. The configuration shown in FIG. 7 is a configuration for a single unit of the heat exchanger. When a plurality of units are used, the configuration shown in FIG.
As shown in FIG. 4, a switching valve 78 and a check valve 79 are separately required. FIG. 7 is different from the embodiment described with reference to FIG. 2 in that, instead of having the injection nozzle 60, the water source 4 is supplied to the inert gas flow path 20 by operating the shut-off valve 85f.
5 is to supply seawater directly.

【0019】図5および図7を用いて本実施例の動作を
説明する。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0020】冷熱回収モードでは、熱交換器70に対
し、空気流路18には空気を、天然ガス流路19にはN
Gを、不活性ガス流路20には窒素を供給する。空気が
流れる外側の空気流路18から、NGが流れる内側の天
然ガス流路19まで、空気〜空気流路のフィン〜不活性
ガス流路20の外側の管素材〜不活性ガス流路20のフ
ィン素材〜内管の素材〜内管の内側のフィン〜NGとい
う経路で、対流熱伝達や熱伝導,接触熱伝達により熱が
伝わり、空気とNGが熱交換される。
In the cold heat recovery mode, air is supplied to the heat exchanger 70 in the air flow path 18 and N is supplied to the natural gas flow path 19.
G is supplied to the inert gas flow path 20. From the outer air flow path 18 through which air flows to the inner natural gas flow path 19 through which NG flows, the air-fins of the air flow path-the pipe material outside the inert gas flow path 20 -the inert gas flow path 20 Heat is transmitted by convection heat transfer, heat conduction, and contact heat transfer through the route of the fin material, the inner tube material, the inner fin of the inner tube, and NG, and the NG is exchanged with air.

【0021】解氷モードでは、空気流路18に生成した
氷やドライアイスを除去する動作がなされる。空気流路
18と、天然ガス流路19には、外部から流体は供給せ
ず、遮断弁85fを開とすることにより、水源45の水
を不活性ガス流路20に供給する。不活性ガス流路20
に供給された水は、流路内を流動するが、不活性ガス流
路20のフィン〜不活性ガス流路20の外側の管素材〜
空気流路18のフィン〜空気という経路で対流熱伝達お
よび熱伝導,接触熱伝達などが発生し、空気流路18の
フィンおよび管壁面に生成された氷やドライアイスが加
熱され、融解する。融解した水は、ほぼ垂直に設置され
た空気流路18の管内を下方に流下し、排出される。
In the thawing mode, an operation for removing ice or dry ice generated in the air flow path 18 is performed. No fluid is supplied to the air flow path 18 and the natural gas flow path 19 from the outside, and the water of the water source 45 is supplied to the inert gas flow path 20 by opening the shutoff valve 85f. Inert gas flow path 20
Is supplied through the flow path, the fins of the inert gas flow path 20 ~ the tube material outside the inert gas flow path 20 ~
Convection heat transfer, heat conduction, contact heat transfer, and the like are generated in a path from the fin to the air in the air flow path 18, and ice and dry ice generated on the fins and the pipe wall surface of the air flow path 18 are heated and melted. The melted water flows downward in the pipe of the air flow path 18 installed substantially vertically, and is discharged.

【0022】気化モードでは、外側の空気流路18に
は、外部から流体は供給せず、内側の天然ガス流路19
にはLNGを、これらに挟まれた不活性ガス流路20に
は水源45の海水を供給する。海水〜不活性ガス流路2
0のフィン素材〜内管の素材〜内管の内側のフィン〜N
Gという経路で、対流熱伝達や熱伝導,接触熱伝達によ
り熱が伝わり、海水とLNGが熱交換する。海水の凍結
を防止するため、温度0℃以下まで冷却されないよう
に、熱バランスの計算により海水の流量を設定する。L
NGは、気化・加熱され、最終的には水源45の水温近
くまで温度上昇する。LNGの加熱に使用された海水
は、排水配管16から、海に排水される。水源45とし
て海水ではなく、ガスタービンの廃熱を利用し、水や不
凍液を加熱したものを使用すれば、必要な流量が減少
し、ポンプの移送動力を低減することができる点は、前
記実施例と同様である。
In the vaporization mode, no fluid is supplied to the outside air passage 18 from outside, and the inside natural gas passage 19 is not supplied.
And LNG, and the seawater of the water source 45 is supplied to the inert gas flow path 20 sandwiched between them. Seawater to inert gas channel 2
0 fin material-inner tube material-inner tube inner fin-N
In the path G, heat is transmitted by convective heat transfer, heat conduction, and contact heat transfer, and heat exchange occurs between seawater and LNG. In order to prevent seawater from freezing, the flow rate of seawater is set by calculating the heat balance so as not to be cooled to a temperature of 0 ° C. or less. L
The NG is vaporized and heated, and eventually rises in temperature to near the water temperature of the water source 45. The seawater used for heating the LNG is drained from the drainage pipe 16 into the sea. If the water source 45 is not seawater but is heated from water and antifreeze using the waste heat of a gas turbine, the required flow rate can be reduced and the pumping power can be reduced. Same as the example.

【0023】次に、図7を用いて、本実施例において、
万が一、熱交換器70において漏洩が発生した場合の動
作を説明する。可燃性のLNGが流動するのは、冷熱回
収モードと、気化モードの場合であり、これらのモード
毎に説明する。
Next, referring to FIG. 7, in this embodiment,
The operation in the event that a leak occurs in the heat exchanger 70 will be described. The flammable LNG flows in the cold heat recovery mode and the vaporization mode, and each mode will be described.

【0024】冷熱回収モードでは、前記したように、空
気流路18には、常温、大気圧程度の空気が流動する。
天然ガス流路19には、加圧したLNGが供給され、熱
交換により加熱されてNGとなる。また、不活性ガス流
路20には、窒素ガス供給装置76から窒素ガスが供給
されている。窒素ガスの圧力制御の方法は、前記実施例
の場合と同じである。万が一、NGが流動する天然ガス
流路19の何れかの部位が損傷した場合を想定する。N
Gは、天然ガス流路19の外側に存在する不活性ガス流
路20内へ放出される。不活性ガス流路20の一端に
は、圧力計81およびガス検知器82が設置してあり、
圧力の変化と、ガス濃度の変化を検出することにより、
制御回路83の指令により遮断弁85a〜85dが閉鎖
する。遮断弁85eと85fは、始めから閉まってい
る。漏洩により、不活性ガス流路20内の圧力が設定し
た限度より上昇すると、ラプチャーディスク86が自動
的に破裂して開口し、NGが助燃性の空気と混合するこ
とは無く、不活性ガス流路20内に充填された不活性ガ
スと混合しながら配管87を経由してフレアスタック8
8に導かれ、以降は前記実施例と同様の動作となる。
In the cold heat recovery mode, as described above, air at normal temperature and about atmospheric pressure flows through the air flow path 18.
Pressurized LNG is supplied to the natural gas channel 19 and is heated by heat exchange to become NG. Further, nitrogen gas is supplied to the inert gas passage 20 from a nitrogen gas supply device 76. The method of controlling the pressure of the nitrogen gas is the same as that in the above embodiment. It is assumed that any part of the natural gas flow path 19 through which NG flows is damaged. N
G is discharged into an inert gas passage 20 existing outside the natural gas passage 19. At one end of the inert gas flow path 20, a pressure gauge 81 and a gas detector 82 are installed.
By detecting changes in pressure and changes in gas concentration,
The shutoff valves 85a to 85d are closed by a command from the control circuit 83. The shutoff valves 85e and 85f are closed from the beginning. When the pressure in the inert gas passage 20 rises above a set limit due to leakage, the rupture disk 86 automatically ruptures and opens, and the NG does not mix with the combustion assisting air. The flare stack 8 is mixed with the inert gas filled in the passage 20 via the pipe 87 while being mixed.
8, and thereafter, the operation is the same as in the above embodiment.

【0025】気化モードの場合には、空気流路18には
流れが無く、天然ガス流路19には、加圧したLNGが
供給され、不活性ガス流路20内には水源45の海水が
供給される。万が一、NGが流動する天然ガス流路19
の何れかの部位が損傷した場合を想定する。NGは、天
然ガス流路19の外側に隣接する不活性ガス流路20内
へ放出される。不活性ガス流路20内は、大量の海水が
流動しているが、ラインの圧力は、圧力計81で検出可
能であり、この圧力の変化から、制御回路83の指令に
より遮断弁85a〜85bが閉鎖する。気化モードで
は、遮断弁85fは始めから開いているので、不活性ガ
ス流路20内は、大量の海水が流動しており、熱交換器
内で、NGの発火あるいは燃焼に必要な高温となること
が防止される。不活性ガス流路20内の圧力が設定した
限度より上昇した場合の、ラプチャーディスク86の動
作以降は、前記実施例と同様である。
In the vaporization mode, there is no flow in the air flow path 18, pressurized LNG is supplied to the natural gas flow path 19, and the seawater of the water source 45 is supplied to the inert gas flow path 20. Supplied. Natural gas flow path 19 in which NG flows
It is assumed that any of the parts is damaged. The NG is discharged into the inert gas passage 20 adjacent to the outside of the natural gas passage 19. Although a large amount of seawater flows in the inert gas flow path 20, the pressure of the line can be detected by the pressure gauge 81, and from the change in the pressure, the shutoff valves 85a to 85b are instructed by the control circuit 83. Closes. In the vaporization mode, since the shut-off valve 85f is open from the beginning, a large amount of seawater flows in the inert gas flow path 20, and the temperature becomes high enough to ignite or burn NG in the heat exchanger. Is prevented. After the operation of the rupture disk 86 when the pressure in the inert gas flow path 20 exceeds the set limit, the operation is the same as that of the above-described embodiment.

【0026】以上、2つの実施例により、本発明による
熱交換器と、熱交換システム、熱交換器を備えたLNG
冷熱利用型ガスタービン発電システムの実施形態につい
て例示したが、本発明は、これらの他にも、例えば、L
NG冷熱利用型液体空気製造システム等、LNGの冷熱
を利用するシステムの全てに適用可能である。
According to the above two embodiments, the heat exchanger according to the present invention, the heat exchange system, and the LNG having the heat exchanger
Although the embodiment of the cold-heat-utilizing gas turbine power generation system has been described as an example, the present invention also includes, for example, L
The present invention can be applied to all systems utilizing the cold heat of LNG, such as an NG cold heat utilizing liquid air production system.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、LNGから冷熱を回収
する熱交換器において、伝熱性能を向上させた熱交換器
を提供できるという効果を奏する。
According to the present invention, in a heat exchanger for recovering cold heat from LNG, it is possible to provide a heat exchanger with improved heat transfer performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施例による熱交換器の概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of a heat exchanger according to the present embodiment.

【図2】本実施例によるLNG冷熱利用型ガスタービン
発電システムの概要図。
FIG. 2 is a schematic diagram of a gas turbine power generation system utilizing LNG cold energy according to the embodiment.

【図3】本実施例による安全システムおよび解氷・気化
システムの概要図。
FIG. 3 is a schematic diagram of a safety system and an ice melting / vaporizing system according to the embodiment.

【図4】本実施例による安全システムおよび解氷・気化
システムの概要図。
FIG. 4 is a schematic diagram of a safety system and an ice melting / vaporizing system according to the present embodiment.

【図5】本実施例による熱交換器の断面概略図。FIG. 5 is a schematic sectional view of the heat exchanger according to the embodiment.

【図6】本実施例による熱交換器の概略図。FIG. 6 is a schematic diagram of a heat exchanger according to the present embodiment.

【図7】本実施例による安全システムおよび解氷・気化
システムの概要図。
FIG. 7 is a schematic diagram of a safety system and an ice melting / vaporizing system according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5…燃焼器、7…ガスタービン、8…発電機、9…再生
熱交換器、15…給水配管、16…排水配管、18…空
気流路、19…天然ガス流路、20…不活性ガス流路、
22…フィン、23…加熱側流体伝熱管群、24…被加
熱側流体伝熱管群、25,26…ヘッダ、30…胴、4
0…配管、43…LNG貯蔵タンク、45…水源、46
…凝縮水タンク、47…凝縮水配管、51…空気圧縮
機、55…スタック、60…噴射ノズル、70…熱交換
器、75…ガス圧力制御弁、76…窒素ガス供給装置、
77…窒素ガス排出弁、78…切替弁、79…逆止弁、
80…空気ブロア、81…圧力計、82…ガス検知器、
83…制御回路、85…遮断弁、86…ラプチャーディ
スク、87…配管、88…フレアスタック。
5: Combustor, 7: Gas turbine, 8: Generator, 9: Regeneration heat exchanger, 15: Water supply pipe, 16: Drain pipe, 18: Air flow path, 19: Natural gas flow path, 20: Inert gas Channel,
Reference numeral 22: fin, 23: heating-side fluid heat transfer tube group, 24: heated-side fluid heat transfer tube group, 25, 26: header, 30: trunk, 4
0 ... pipe, 43 ... LNG storage tank, 45 ... water source, 46
... condensed water tank, 47 ... condensed water piping, 51 ... air compressor, 55 ... stack, 60 ... injection nozzle, 70 ... heat exchanger, 75 ... gas pressure control valve, 76 ... nitrogen gas supply device,
77: nitrogen gas discharge valve, 78: switching valve, 79: check valve,
80: air blower, 81: pressure gauge, 82: gas detector,
83: control circuit, 85: shut-off valve, 86: rupture disk, 87: piping, 88: flare stack.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千野 耕一 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 Fターム(参考) 3L044 AA00 BA00 CA02 DB03 EA04 FA04 HA05 JA03 JA06 KA02 KA04 3L103 AA35 AA44 BB30 CC03 CC18 CC22 CC40 DD09 DD10 DD22 DD33 DD38 DD42 DD61 DD63 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Chino 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture F-term in Hitachi, Ltd. Electric Power and Electrical Development Laboratory 3L044 AA00 BA00 CA02 DB03 EA04 FA04 HA05 JA03 JA06 KA02 KA04 3L103 AA35 AA44 BB30 CC03 CC18 CC22 CC40 DD09 DD10 DD22 DD33 DD38 DD42 DD61 DD63

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液化天然ガスの熱交換器であって、液化天
然ガスを流通させる第1の流路と、前記液化天然ガスを
過熱する加熱流体を流通させる第2の流路と、前記第1
及び第2の流路と区画された第3の流路を有することを
特徴とする液化天然ガスの熱交換器。
1. A heat exchanger for liquefied natural gas, comprising: a first flow path for circulating liquefied natural gas; a second flow path for circulating a heating fluid for heating the liquefied natural gas; 1
And a third flow passage partitioned from the second flow passage.
【請求項2】液化天然ガスの熱交換器であって、液化天
然ガスを流通させる第1の流路と、前記液化天然ガスを
過熱する加熱流体を流通させる第2の流路と、前記第1
及び第2の流路と区画された第3の流路とを有し、該第
3の流路の内部空間に対し、不燃性の液体を噴射可能な
噴射ノズルを備えたことを特徴とする液化天然ガスの熱
交換器。
2. A heat exchanger for liquefied natural gas, comprising: a first flow path for circulating liquefied natural gas; a second flow path for circulating a heated fluid for superheating the liquefied natural gas; 1
And a third flow path partitioned from the second flow path, and provided with an injection nozzle capable of injecting a nonflammable liquid into an internal space of the third flow path. Liquefied natural gas heat exchanger.
【請求項3】請求項1に記載された液化天然ガスの熱交
換器であって、液化天然ガスが流通する第1の流路と、
加熱流体を流通させる第2の流路は、それぞれ伝熱管で
形成され、該伝熱管は熱伝導性の部材により互いに結合
されていることを特徴とする液化天然ガスの熱交換器。
3. The liquefied natural gas heat exchanger according to claim 1, wherein the first passage through which the liquefied natural gas flows is provided.
A heat exchanger for liquefied natural gas, characterized in that the second flow paths for flowing the heating fluid are each formed by a heat transfer tube, and the heat transfer tubes are connected to each other by a heat conductive member.
【請求項4】請求項3に記載された液化天然ガスの熱交
換器であって、該熱伝導性の部材の表面の一部または全
部が、撥水性の物質により被覆されていることを特徴と
する液化天然ガスの熱交換器。
4. The liquefied natural gas heat exchanger according to claim 3, wherein a part or all of the surface of the heat conductive member is coated with a water-repellent substance. Liquefied natural gas heat exchanger.
【請求項5】液化天然ガスを流通させる第1の流路と、
前記液化天然ガスを過熱する加熱流体を流通させる第2
の流路と、前記第1及び第2の流路と区画された第3の
流路と、該第3の流路に対して、不燃性のガスと、不燃
性の液体とを切り替えて供給可能な配管を備えることを
特徴とする液化天然ガスの熱交換システム。
5. A first flow path for circulating liquefied natural gas,
A second flow of a heating fluid that superheats the liquefied natural gas;
A non-combustible gas and a non-combustible liquid are supplied to the third flow path which is divided from the first and second flow paths. A heat exchange system for liquefied natural gas, comprising a possible pipe.
【請求項6】液化天然ガスの熱交換器であって、液化天
然ガスを流通させる第1の流路と、前記液化天然ガスを
過熱する加熱流体を流通させる第2の流路と、前記第1
及び第2の流路と区画された第3の流路と、該第3の流
路の内部空間に対し、不燃性の液体を噴射可能な噴射ノ
ズルと、前記第3の流路に対しては不燃性のガスを供給
可能な配管を備え、該噴射ノズルに対しては、不燃性の
液体を供給可能な配管を備えたことを特徴とする液化天
然ガスの熱交換システム。
6. A liquefied natural gas heat exchanger, comprising: a first flow path for flowing liquefied natural gas; a second flow path for flowing a heated fluid for superheating the liquefied natural gas; 1
And a third flow path partitioned from the second flow path; an injection nozzle capable of injecting a nonflammable liquid into an internal space of the third flow path; Is provided with a pipe capable of supplying a nonflammable gas, and a pipe capable of supplying a nonflammable liquid to the injection nozzle.
【請求項7】請求項5または請求項6に記載された液化
天然ガスの熱交換システムであって、該不燃性の液体と
は、海水,水あるいは不凍液であることを特徴とする液
化天然ガスの熱交換システム。
7. The liquefied natural gas heat exchange system according to claim 5, wherein the non-flammable liquid is seawater, water, or an antifreeze. Heat exchange system.
【請求項8】液化天然ガスを流通させる第1の流路と、
前記液化天然ガスを過熱する加熱流体を流通させる第2
の流路と、前記第1及び第2の流路と区画された第3の
流路と、該第3の流路の内部空間に不燃性のガス又は不
燃性の液体を切り替え可能に供給する供給装置とを備え
たことを特徴とする液化天然ガスの熱交換システム。
8. A first flow path for circulating liquefied natural gas,
A second flow of a heating fluid that superheats the liquefied natural gas;
, A third flow path partitioned from the first and second flow paths, and a non-flammable gas or a non-flammable liquid is switchably supplied to an internal space of the third flow path. A liquefied natural gas heat exchange system comprising a supply device.
【請求項9】液化天然ガスの保有する冷熱を用いて空気
を冷却する空気冷却器と、該冷却された空気を圧縮する
圧縮機と、該圧縮された空気とLNG燃料を燃焼させる
燃焼器と、該燃焼ガスの膨張により駆動されるガスター
ビンと、該ガスタービンの発生動力により駆動される発
電機を有するガスタービン発電システムであって、前記
空気冷却器は、液化天然ガスを流通させる第1の流路
と、前記液化天然ガスを過熱する加熱流体を流通させる
第2の流路と、前記第1及び第2の流路と区画された第
3の流路を有することを特徴とするガスタービン発電シ
ステム。
9. An air cooler for cooling air by using cold heat of liquefied natural gas, a compressor for compressing the cooled air, and a combustor for burning the compressed air and LNG fuel. A gas turbine driven by expansion of the combustion gas, and a power generator driven by a power generated by the gas turbine, wherein the air cooler is configured to circulate liquefied natural gas. A gas flow path, a second flow path through which a heating fluid that superheats the liquefied natural gas flows, and a third flow path partitioned from the first and second flow paths. Turbine power generation system.
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