JP2006200735A - Ｌｎｇ船の蒸発ガス過冷液化運転システム - Google Patents

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鉉▲じん▼ 金
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Abstract

【課題】ＬＮＧ船の蒸発ガス再液化システムを効率的な過冷液化構造に改良して電力消耗量を節減し、運転単純化による経済性を確保する。
【解決手段】蒸発ガスコンプレッサ１０と冷却システム４０に連結された超低温用熱交換器２０とＬＮＧ気液分離器３０とガス燃焼ユニット８０とを含むＬＮＧ船の蒸発ガス再液化のための過冷液化運転システムであり、ＬＮＧ気液分離器３０と逆流防止バルブ５０とを連結する前記配管に並列に連結され、第１逆流防止バルブ５０及び第１圧力調節バルブ６０が設置される構造と同一形態の配管と、前記並列配管に設置され、過冷条件で運転される前記ＬＮＧ気液分離器３０を安定的に運転するために、前記蒸発ガスコンプレッサ１０から発生する蒸発ガスの流量を調節して、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持し、過冷液化運転時、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力及び液面の高さを安定的に制御した状態で運転するシステムを構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＮＧ(liquid natural gas)船の蒸発ガス過冷液化運転システムに関するものである。
本発明は、ＬＮＧ船の蒸発ガス再液化システムを効率的な過冷液化構造に改良適用することで、電力消耗量を節減するとともに、運転単純化による経済性を確保するものである。
一般に、ＬＮＧ船のコンプレッサ/モータールームに設置された再液化システムを用いることで、カーゴタンクから発生する蒸発ガスを液化ＬＮＧ形態で再液化した後、再びカーゴタンクに戻す。
このような再液化システムの基本的な運転方法には、部分液化、飽和液化、過冷液化（sub-cooled liquefied）などの方法があるが、本発明は、電力消耗量、運転単純化などの側面で他の運転方法よりも優れている前記過冷液化運転方法を一層効率的な構造に改良適用したものである。
本発明は、ＬＮＧ船の蒸発ガス再液化システムを効率的な過冷液化構造に改良適用することで、電力消耗量を節減するとともに、運転単純化による経済性を確保することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、 蒸発ガスコンプレッサと、冷却システムに連結された超低温用熱交換器と、ＬＮＧ気液分離器とガス燃焼ユニットとを連結する配管に設置される第１逆流防止バルブおよび第１圧力調節バルブと、を含むＬＮＧ船の蒸発ガス再液化のための過冷液化運転システムであって、前記ＬＮＧ気液分離器と逆流防止バルブとを連結する前記配管に並列に連結され、前記第１逆流防止バルブ及び前記第１圧力調節バルブが設置される構造と同一形態の並列配管と、前記並列配管に設置され、非理想的に圧力が上昇したときに発生するガスの逆流を防止する第２逆流防止バルブと、前記並列配管に設置され、過冷条件で前記ＬＮＧ気液分離器を安定的に運転するために、前記蒸発ガスコンプレッサから発生する蒸発ガスの流量を調節することで、ＬＮＧ気液分離器の圧力を一定に維持する第２圧力調節バルブと、を含み、前記並列配管の他側は、蒸発ガスコンプレッサと超低温用熱交換器とを連結する配管に連結され、過冷液化運転時、前記ＬＮＧ気液分離器の運転圧力及び液面の高さを安定的に制御するために、前記ＬＮＧ気液分離器の上部蒸気領域にブランケットの目的で蒸発ガスコンプレッサから排出された蒸発ガスを供給することで、ＬＮＧ気液分離器の圧力及び液面の高さを安定的に制御した状態で運転することを特徴とするＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムを提供する。
また、本発明は、前記ＬＮＧ気液分離器と逆流防止バルブとを連結する前記配管に並列に連結され、前記第１逆流防止バルブ及び前記第１圧力調節バルブが設置される構造と同一形態の並列配管と、前記並列配管に連結されるとともに、ＬＮＧ船のマシナリースペース（機関室）に設置され、過冷条件で運転されるＬＮＧ気液分離器の圧力を一定に維持するために前記ＬＮＧ気液分離器に窒素ガスを供給する窒素発生器と、前記並列配管に設置され、非理想的に圧力が上昇して発生する逆流を防止する第２逆流防止バルブと、前記並列配管に設置され、過冷条件で運転されるＬＮＧ気液分離器を安定的に運転するために前記窒素ガス流量を調節することで、ＬＮＧ気液分離器の圧力を一定に維持する第２圧力調節バルブと、を含み、過冷液化運転時、前記ＬＮＧ気液分離器の蒸気領域に前記窒素発生器からの窒素ガスをブランケットの目的で供給し、前記ＬＮＧ気液分離器の圧力及び液面の高さを安定的に制御した状態で運転することを特徴とするＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムを提供する。
本発明は、ＬＮＧ船の蒸発ガス再液化システムを効率的な過冷液化構造に改良適用することで、ＬＮＧリターンラインにおける２相領域の過多発生による追加的な蒸発ガス発生および圧力損失増大による電力消耗量を減少するとともに、過冷液化運転時、ＬＮＧ気液分離器の蒸気領域に蒸発ガスコンプレッサから排出された蒸発ガスをブランケットの目的で供給することで、ＬＮＧ気液分離器の運転圧力および液面の高さの安定的な制御による運転単純化によって経済性を確保することができる。
本発明の一実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス再液化のための過冷液化運転システムは、蒸発ガスコンプレッサ１０と、冷却システム４０に連結された超低温用熱交換器２０と、ＬＮＧ気液分離器３０とガス燃焼ユニット８０とを連結する配管に設置された逆流防止バルブ５０および圧力調節バルブ６０と、を含む。また、本発明の一実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス再液化のための過冷液化運転システムは、前記ＬＮＧ気液分離器３０と逆流防止バルブ５０とを連結する配管に並列に連結され、前記逆流防止バルブ５０及び圧力調節バルブ６０が設置される構造と同一形態の並列配管を含む。前記並列配管は、前記配管で非理想的に圧力が上昇するときに発生する逆流を防止する逆流防止バルブ５０’と、過冷条件でＬＮＧ気液分離器３０の安定的に運転するために、前記蒸発ガスコンプレッサ１０から発生する蒸発ガスの流量を調節することで、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持する圧力調節バルブ６０’と、を含む。前記並列配管の他側は、蒸発ガスコンプレッサ１０と超低温用熱交換器２０との間の配管に連結され、過冷液化運転時、前記ＬＮＧ気液分離器３０の上部蒸気領域にブランケットの目的で蒸発ガスコンプレッサ１０から排出された蒸発ガスが供給されることで、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力及び液面の高さを安定的に制御した状態で運転することを特徴とする。
また、本発明の他の実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス再液化のための過冷液化運転システムは、蒸発ガスコンプレッサ１０と、冷却システム４０に連結された超低温用熱交換器２０と、ＬＮＧ気液分離器３０とガス燃焼ユニット８０とを連結する配管に設置された逆流防止バルブ５０および圧力調節バルブ６０と、を含む。本発明の他の実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス再液化のための過冷液化運転システムは、 前記ＬＮＧ気液分離器３０と逆流防止バルブ５０とを連結する配管に並列に連結され、逆流防止バルブ５０及び圧力調節バルブ６０が設置される配管と同一構造を有する並列配管を含む。前記並列配管は、ＬＮＧ船のマシナリースペース（機関室）に設置され、過冷条件で運転されるＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持するために窒素ガスを供給する窒素発生器７０に連結され、前記配管の圧力が非理想的に上昇して発生する逆流を防止する逆流防止バルブ５０’と、過冷条件でＬＮＧ気液分離器３０を安定的に運転するために、前記窒素ガス流量を調節することで、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持する圧力調節バルブ６０’と、を含み、過冷液化運転時、窒素ガスを窒素発生器７０からＬＮＧ気液分離器３０の蒸気領域にブランケットの目的で供給し、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力及び液面の高さを安定的に制御することを特徴とする。
以下、本発明の一実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムの構成要素を、図１に基づいて説明する。
まず、本発明の一実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムの蒸発ガスコンプレッサ１０は、ＬＮＧ船のカーゴタンクから発生した蒸発ガスを安定的に再液化するために、この蒸発ガスを適正な圧力にまで圧縮して超低温用熱交換器２０に供給する。
前記超低温用熱交換器２０は、前記適正な圧力で圧縮された蒸発ガスを冷却システム４０から流入される冷たい冷媒と熱交換することで、蒸発ガスを液化する。
前記超低温用熱交換器２０に連結されたＬＮＧ気液分離器３０は、前記超低温用熱交換器２０で過冷液化されたＬＮＧを安定的にカーゴタンクにリターンするバッファータンクとしての役割をする。このとき、圧力及び液面の高さを一定に維持することが非常に重要であるため、前記ＬＮＧ気液分離器３０の液面の高さを一定に維持するレベルコントロールバルブが前記ＬＮＧ気液分離器３０に連結される。
また、蒸発ガスを過冷液化するためには、特定の温度及び流量の冷媒が必要になるが、このような冷媒を作る冷凍サイクルとして、圧縮機、熱交換器、膨脹器からなる冷却システム４０が前記超低温用熱交換器２０に連結される。
一方、前記ＬＮＧ気液分離器３０には、ガス燃焼ユニット８０の圧力が非理想的に上昇して発生する逆流を防止する逆流防止バルブ５０と、ＬＮＧ気液分離器３０の非理想的な運転によってフラッシュガスが発生し、圧力が上昇するとき、前記ＬＮＧ気液分離器３０から発生した前記フラッシュガスをガス燃焼ユニット８０に排出することで、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持する圧力調節バルブ６０と、が設置される。
前記ガス燃焼ユニット８０は、ＬＮＧ気液分離器３０の非理想的な運転によってフラッシュガスが発生し、圧力が上昇するとき、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持するために、前記ＬＮＧ気液分離器３０から発生したフラッシュガスを燃やす役割をする。
特に、本発明の一実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムは、ＬＮＧ気液分離器３０と逆流防止バルブ５０との間の配管に逆流防止バルブ５０及び圧力調節バルブ６０が設置される構造と同一の並列配管を含む。前記並列配管には、非理想的に圧力が上昇して発生する逆流を防止する逆流防止バルブ５０'と、過冷条件でＬＮＧ気液分離器３０を安定的に運転するために、前記蒸発ガスコンプレッサ１０から発生する蒸発ガスの流量を調節することで、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持する圧力調節バルブ６０'と、が設置される。前記並列配管の他側は、蒸発ガスコンプレッサ１０と超低温用熱交換器２０との間の配管に連結され、過冷液化運転時、ＬＮＧ気液分離器３０の運転圧力及び液面の高さを安定的に制御するために、前記ＬＮＧ気液分離器３０の上部蒸気領域にブランケットの目的で蒸発ガスコンプレッサ１０から排出された蒸発ガスを供給する。
本発明の一実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムは、過冷液化運転時、ＬＮＧ気液分離器３０の蒸気領域に蒸発ガスコンプレッサ１０から排出された蒸発ガスをブランケットの目的で供給することで、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力及び液面の高さを安定的に制御する。
本発明の一実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムでは、各カーゴタンクから発生した約−１００℃、０．００５ＭＰａ（０．０５ｂａｒ，ｇ）、５７１７ｋｇ/ｈｒの蒸発ガスが、約−１２０℃、０．００５ＭＰａ（０．０５ｂａｒ，ｇ）、６１２７ｋｇ/ｈｒの状態で蒸発ガスコンプレッサ１０に供給され、安定的に再液化するために、約−２７℃、０．３４９Ｍｐａ（３．４９ｂａｒ，ｇ）、の適正な温度及び圧力で圧縮されて超低温用熱交換器２０に供給される。
上記のように供給された蒸発ガスは、前記蒸発ガスを過冷液化するために、特定の温度及び流量の冷媒が必要になるが、このような冷媒を作る冷凍サイクルとして、圧縮機、熱交換器２０、膨脹器からなる冷却システム４０により、適正な圧力で圧縮された蒸発ガスは、前記冷却システム４０から発生した冷たい冷媒と熱交換することで、蒸発ガスを液化するための超低温用熱交換器２０を通して、約−１６７．７℃、０．３１９ＭＰａ（３．１９ｂａｒ，ｇ）、６１２７ｋｇ/ｈｒの状態でＬＮＧ気液分離器３０に供給される。
一方、ＬＮＧ気液分離器３０には、前記ＬＮＧ気液分離器３０の非理想的な運転によってフラッシュガスが発生し、圧力が上昇したとき、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力に一定に維持するために、前記ＬＮＧ気液分離器３０から発生したフラッシュガスを燃やすガス燃焼ユニット８０が連結される。そして、このガス燃焼ユニット８０に連結される配管に設置され、フラッシュガスによって非理想的に圧力が上昇して発生する逆流を防止する逆流防止バルブ５０及び圧力調節バルブ６０を通して、ＬＮＧ気液分離器３０の非理想的な運転によってフラッシュガスが発生して圧力が上昇するとき、前記ＬＮＧ気液分離器３０から発生した前記フラッシュガスをガス燃焼ユニット８０に排出することで、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力が一定に維持されるように、前記ガス燃焼ユニット８０は、前記発生したフラッシュガスを燃やす作用をする。
特に、本発明の一実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムは、前記作用と共に、ＬＮＧ気液分離器３０と逆流防止バルブ５０との間の配管に逆流防止バルブ５０及び圧力調節バルブ６０が設置される構造と同一の並列配管を構成する。また、前記並列配管は、非理想的に圧力が上昇して発生する逆流を防止する逆流防止バルブ５０'と、過冷条件でＬＮＧ気液分離器３０を安定的に運転するために、前記蒸発ガスコンプレッサ１０からの蒸発ガスの流量を調節することで、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持する圧力調節バルブ６０'と、を含む。前記並列配管の他側は、蒸発ガスコンプレッサ１０と超低温用熱交換器２０との間の配管ラインに連結され、過冷液化運転時、前記ＬＮＧ気液分離器３０の上部蒸気領域にブランケットの目的で蒸発ガスコンプレッサ１０から排出された蒸発ガスを供給することで、ＬＮＧ気液分離器３０の運転圧力および液面の高さを安定的に制御することができる。
以下、本発明の他の実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムは、図２に基づいて説明する。
本発明の他の実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムは、前記一実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムで説明した構成要素をほとんど備えており、特に、前記ＬＮＧ気液分離器３０と逆流防止バルブ５０とを連結し、逆流防止バルブ５０及び圧力調節バルブ６０が設置される配管と同一構造を有する並列配管を含む。前記並列配管には、ＬＮＧ船のマシナリースペースに設置され、過冷条件で運転されるＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持するために、前記ＬＮＧ気液分離器３０に窒素ガスを供給する窒素発生器７０が連結される。また、並列配管には、非理想的に圧力が上昇して発生する逆流を防止する逆流防止バルブ５０'と、過冷条件でＬＮＧ気液分離器３０を安定的に運転するために、前記窒素ガスの流量を調節してＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持する圧力調節バルブ６０'と、が設置される。
上記のように構成される本発明の他の実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムでは、前記一実施形態に記載された作用と共に、ＬＮＧ気液分離器３０と逆流防止バルブ５０とを連結し、逆流防止バルブ５０及び圧力調節バルブ６０が設置される配管と同一構造の並列配管を有し、前記並列配管に連結されるとともに、ＬＮＧ船のマシナリースペースに設置され、過冷条件で運転されるＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持するために前記ＬＮＧ気液分離器３０に窒素ガスを供給する窒素発生器７０と、前記並列配管に設置され、非理想的に圧力が上昇して発生する逆流を防止する逆流防止バルブ５０'と、過冷条件でＬＮＧ気液分離器３０を安定的に運転するために、前記窒素ガスの流量を調節することで、ＬＮＧ気液分離器３０の圧力を一定に維持する圧力調節バルブ６０'と、を含む。よって、ＬＮＧリターンラインにおける２相領域の過多発生によって発生する追加的な蒸発ガスおよび圧力損失増大による電力消耗量を減少し、運転単純化による経済性を確保し、かつ、過冷液化運転時、ＬＮＧ気液分離器３０の蒸気領域に窒素発生器７０からの窒素ガスをブランケットの目的で供給することで、前記一実施形態とは異なる構造で、ＬＮＧ気液分離器３０の運転圧力および液面の高さを安定的に制御することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態に対して説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲における本発明の要旨から脱しない範囲であれば、本発明が属する分野で通常の知識を有する者によって多様に変更することができる。
本発明の一実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムの概略的な構成図である。 本発明の他の実施形態によるＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムの概略的な構成図である。 本発明のＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システムによる運転と従来の飽和液化運転とを比較した表である。
符号の説明
１０ 蒸発ガスコンプレッサ
２０ 超低温用熱交換器
３０ ＬＮＧ気液分離器
４０ 冷却システム
５０，５０' 逆流防止バルブ
６０，６０' 圧力調節バルブ
７０ 窒素発生器
８０ ガス燃焼ユニット
９０ レベルコントロールバルブ

Claims (2)

  1. 蒸発ガスコンプレッサと、冷却システムに連結された超低温用熱交換器と、ＬＮＧ気液分離器とガス燃焼ユニットとを連結する配管に設置される第１逆流防止バルブおよび第１圧力調節バルブと、を含むＬＮＧ船の蒸発ガス再液化のための過冷液化運転システムであって、
    前記ＬＮＧ気液分離器と逆流防止バルブとを連結する前記配管に並列に連結され、前記第１逆流防止バルブ及び前記第１圧力調節バルブが設置される構造と同一形態の並列配管と、
    前記並列配管に設置され、非理想的に圧力が上昇したときに発生するガスの逆流を防止する第２逆流防止バルブと、
    前記並列配管に設置され、過冷条件で前記ＬＮＧ気液分離器を安定的に運転するために、前記蒸発ガスコンプレッサから発生する蒸発ガスの流量を調節することで、ＬＮＧ気液分離器の圧力を一定に維持する第２圧力調節バルブと、を含み、
    前記並列配管の他側は、蒸発ガスコンプレッサと超低温用熱交換器とを連結する配管に連結され、過冷液化運転時、前記ＬＮＧ気液分離器の運転圧力及び液面の高さを安定的に制御するために、前記ＬＮＧ気液分離器の上部蒸気領域にブランケットの目的で蒸発ガスコンプレッサから排出された蒸発ガスを供給することで、ＬＮＧ気液分離器の圧力及び液面の高さを安定的に制御した状態で運転することを特徴とするＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システム。
  2. 蒸発ガスコンプレッサと、冷却システムに連結された超低温用熱交換器と、ＬＮＧ気液分離器とガス燃焼ユニットとを連結する配管に設置される第１逆流防止バルブおよび第１圧力調節バルブと、を含むＬＮＧ船の蒸発ガス再液化のための過冷液化運転システムであって、
    前記ＬＮＧ気液分離器と逆流防止バルブとを連結する前記配管に並列に連結され、前記第１逆流防止バルブ及び前記第１圧力調節バルブが設置される構造と同一形態の並列配管と、
    前記並列配管に連結されるとともに、ＬＮＧ船のマシナリースペースに設置され、過冷条件で運転されるＬＮＧ気液分離器の圧力を一定に維持するために前記ＬＮＧ気液分離器に窒素ガスを供給する窒素発生器と、
    前記並列配管に設置され、非理想的に圧力が上昇して発生する逆流を防止する第２逆流防止バルブと、
    前記並列配管に設置され、過冷条件で運転されるＬＮＧ気液分離器を安定的に運転するために前記窒素ガス流量を調節することで、ＬＮＧ気液分離器の圧力を一定に維持する第２圧力調節バルブと、を含み、
    過冷液化運転時、前記ＬＮＧ気液分離器の蒸気領域に前記窒素発生器からの窒素ガスをブランケットの目的で供給し、前記ＬＮＧ気液分離器の圧力及び液面の高さを安定的に制御した状態で運転することを特徴とするＬＮＧ船の蒸発ガス過冷液化運転システム。
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