JP2008095873A - 液化ガス供給システム及び液化ガス供給方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】貯蔵タンク内部のガス圧が一定になるように自動制御しながら、液化ガスを供給できるようにする。
【解決手段】貯蔵タンク１０と、貯蔵タンク１０の上部からＬＮＧを供給する上部配管１と、貯蔵タンク１０の下部からＬＮＧを供給する下部配管２とを備えたＬＮＧ供給システムにおいて、上部配管１からのＬＮＧ供給量を調整するバルブ３と、下部配管２からのＬＮＧ供給量を調整するバルブ４と、バルブ３及びバルブ４を介して、ＬＮＧが供給されたことによる、貯蔵タンク１０内部の圧力変化を測定する内圧計５と、内圧計５により測定される圧力変化に応じて、バルブ３及びバルブ４を制御する制御装置６とを備えることを特徴とする液化ガス供給システム。
【選択図】 図１

Description

この発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）サテライト基地の貯蔵タンクにＬＮＧを補充するＬＮＧ供給システムに適用可能な、液化ガス供給システム及び液化ガス供給方法に関する。

詳しくは、貯蔵タンクの上部及び下部から同時に供給される液化ガスの供給量を調整する手段を、貯蔵タンク内部の圧力変化に応じて制御する制御手段を備え、貯蔵タンク内部のガス圧が一定になるように自動制御しながら、液化ガスを供給できるようにしたものである。

現在、ＬＮＧを最初に受け入れる一次受入れ基地と需要地が離れている場合、需要地に近い二次受け入れ基地（サテライト基地）を配置し、サテライト基地から需要地へ天然ガスを供給する方法がとられている。このようなサテライト基地には、通常、貯蔵タンクとともに気化器が配置されており、ＬＮＧは、液体のまま貯蔵タンクに貯蔵され、気化器により気化されて天然ガスとなり、需要地に供給される。

また、これらのサテライト基地は、工場や共用施設等への供給を目的として配置されることが多く、サテライト基地は、それらの需要地に向け、常に安定して天然ガスを供給しなくてはならない。つまり、貯蔵タンクへのＬＮＧ補充時においても、貯蔵タンクから気化器へのＬＮＧ供給を一定に保ち続ける必要がある。

ここで、気化器へ安定してＬＮＧを供給する為には、貯蔵タンク上部に自然発生するボイルオフガス（ＢＯＧ）のガス圧を一定に保つことが重要である。ＢＯＧのガス圧が変化すると気化器へのＬＮＧ流出量が変化し、需要地への天然ガス供給量に影響を及ぼす。従って、貯蔵タンクにＬＮＧを補充する際には、短時間で効率よくＬＮＧを供給するとともに、貯蔵タンク内部のガス圧変化を最小限に抑えて供給する必要がある。

しかしＬＮＧ補充時に、貯蔵タンクの上部からＬＮＧを供給すると、供給された極低温のＬＮＧにより上部のＢＯＧが再液化する為、ＢＯＧのガス圧が低下する。一方、貯蔵タンクの下部からＬＮＧを供給すると、上部のＢＯＧ発生領域の容積が減少する為、ＢＯＧのガス圧が上昇する。この問題を解決する為、その一策として、貯蔵タンクの上部及び下部に接続した配管から、同時にＬＮＧを供給する方法がとられている。

このような液化天然ガス受け入れ方法に関して、特許文献１に示すようなボイルオフガス発生量のコントロール方法が開示されている。このボイルオフガス発生量のコントロール方法によれば、まず貯蔵タンク（地上タンク）に、ＬＮＧを供給する配管として、貯蔵タンクの側面からボトムフィード管を挿入するとともに、貯蔵タンクの頂部からトップフィード管及びロート部付きボトムフィード管を挿入する。

そして、これらのフィード管を挿入された貯蔵タンクにＬＮＧを供給する際に、貯蔵タンク内のＬＮＧよりも液密度が大きいＬＮＧを供給する場合は、トップフィード管と、ロート付きボトムフィード管とを組み合わせて用い、両フィード管へのガスの供給量を調整するとともに、貯蔵タンク内のＬＮＧよりも液密度が小さいＬＮＧを供給する場合は、ボトムフィード管と、ロート付きボトムフィード管とを組み合わせて用い、両フィード管へのガスの供給量を調整する。これにより、ＬＮＧ受入時におけるＢＯＧ発生量を設計値レベルに保持することができるというものである。

特開２００１−３２４０９６号公報（第３頁、図１）

しかし、特許文献１に示すボイルオフガス発生量のコントロール方法によれば、人の目によりガス圧を監視しながらＬＮＧを供給する。従って、供給に時間がかかるとともに、判断ミスや経験不足等により、思わぬ事故を引き起こす可能性がある。

そこで本発明は、上述の問題に鑑み創作されたものであり、貯蔵タンク内部のガス圧が一定になるように自動制御しながら、液化ガスを供給できるようにした液化ガス供給システム及び液化ガス供給方法を提供することを目的とする。

この発明に係る液化ガス供給システムは、貯蔵タンクと、貯蔵タンクの上部から液化ガスを供給する上部配管と、貯蔵タンクの下部から液化ガスを供給する下部配管とを備えた液化ガス供給システムにおいて、上部配管からの液化ガス供給量を調整する第１の調整手段と、下部配管からの液化ガス供給量を調整する第２の調整手段と、第１及び第２の調整手段を介して、液化ガスが供給されたことによる、貯蔵タンク内部の圧力変化を測定する圧力測定手段と、圧力測定手段により測定される圧力変化に応じて、第１及び／又は第２の調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。

この発明に係る液化ガス供給システムによれば、貯蔵タンクに液化ガスを供給する場合に、第１の調整手段は、上部配管からの液化ガス供給量を調整する。第２の調整手段は、下部配管からの液化ガス供給量を調整する。圧力測定手段は、第１及び第２の調整手段を介して液化ガスが供給されたことによる貯蔵タンク内部の圧力変化を測定する。これを前提にして、制御手段は、圧力測定手段により測定される圧力変化に応じて、第１及び／又は第２の調整手段を制御するようになされる。

例えば制御手段は、貯蔵タンク内部の圧力変化が増加方向である場合は、上部配管からの供給量を増加及び／又は、下部配管からの供給量を減少させるように、第１及び／又は第２の調整手段を制御し、貯蔵タンク内部の圧力変化が減少方向である場合は、上部配管からの供給量を減少及び／又は、下部配管からの供給量を増加させるように、第１及び／又は第２の調整手段を制御するようになる。

従って、貯蔵タンク内部のガス圧が一定になるように自動制御しながら液化ガスを供給できるので、効率よく貯蔵タンクに液化ガスを補充することができる。また、貯蔵タンク内部の圧力変化に伴う貯蔵タンクの破損を防止することができる。

この発明に係る液化ガス供給方法は、貯蔵タンクに液化ガスを供給する方法であって、貯蔵タンクの上部から液化ガスを供給する工程と、貯蔵タンクの下部から液化ガスを供給する工程と、貯蔵タンクの上部及び下部から液化ガスが供給されたことによる、貯蔵タンク内部の圧力変化を測定する工程と、測定される圧力変化に応じて、上部及び／又は下部の液化ガス供給量を調整する工程とを有することを特徴とするものである。

この発明に係る液化ガス供給方法によれば、貯蔵タンクに液化ガスを供給する場合に、貯蔵タンク内部のガス圧が一定になるように自動制御しながら液化ガスを供給できるので、効率よく貯蔵タンクに液化ガスを補充することができる。また、貯蔵タンク内部の圧力変化に伴う貯蔵タンクの破損を防止することができる。

この発明に係る液化ガス供給システム及び液化ガス供給方法によれば、貯蔵タンク内部の圧力変化に応じて、第１及び／又は第２の調整手段を制御する制御手段を備えるものである。この構成により、タンク内部のガス圧が一定になるように自動制御しながら液化ガスを貯蔵タンクに供給できるので、効率よく液化ガスを供給することができる。

続いて、この発明に係る実施の形態の一例としての液化ガス供給システム、液化ガス供給方法について、図面を参照しながら説明をする。

図１は、本発明に係る実施の形態としてのＬＮＧ供給システム１００の構成例を示す図である。図１に示すＬＮＧ供給システム１００は、液化ガス供給システムの一例を構成し、例えばＬＮＧのサテライト基地に設置される貯蔵タンクにＬＮＧを補充（供給）する為のものである。

ここでまず、ＬＮＧ供給システム１００によりＬＮＧが補充される、サテライト基地３０に関して簡単に説明をする。サテライト基地３０は、主に貯蔵タンク１０、配管１１、ポンプ１２、気化器１３を備え、ＬＮＧの１次受け入れ基地から離れた需要地の近くに配置されている。

１次受け入れ基地から搬送されるＬＮＧを受け入れる貯蔵タンク１０は、単数又は複数個サテライト基地３０の敷地内に設置され、需要地に天然ガスを供給する為のＬＮＧを貯蔵する。貯蔵タンク１０の下部には配管１１の一端が接続され、貯蔵タンク１０からＬＮＧを取り出す経路として用いられる。配管１１の他端にはポンプ１２が接続され、貯蔵タンク１０からＬＮＧを引き出して後段に供給するように動作する。ポンプ１２の後段には気化器１３が配置され、ポンプ１２から供給されるＬＮＧを気化させて天然ガスを送出する。気化器１３から送出される天然ガスは、需要地へ向けて供給され、例えば燃料として用いられる。このように、サテライト基地３０では、その敷地内において、貯蔵するＬＮＧを気化させて需要地へ天然ガスを供給する。

本発明に係るＬＮＧ供給システム１００は、このようなサテライト基地３０にＬＮＧを補充する為のものであり、貯蔵タンク１０、上部配管１、下部配管２、バルブ３、バルブ４、内圧計５及び制御装置６を備えて構成される。

貯蔵タンク１０は、上述のようにサテライト基地３０の敷地内に、この例では、上面及び底面に丸みを有する円柱形状に構築される。この貯蔵タンク１０内部は、２つの領域に分かれており、下部にはＬＮＧ貯蔵領域２０が、上部にはＢＯＧ発生領域２１が存在している。下部のＬＮＧ貯蔵領域２０には、供給されたＬＮＧ（液体）が貯蔵されている。上部のＢＯＧ発生領域２１には、貯蔵されるＬＮＧが自然に気化したＢＯＧ（気体）が所定のガス圧をもって充満している。

ＢＯＧが充満している貯蔵タンク１０の上部には上部配管１が挿入（接続）され、例えばタンクローリーにより搬送されたＬＮＧを、貯蔵タンク１０の上部から供給する経路を形成する。上部配管１は、一端を貯蔵タンク１０の上部から挿入されるとともに、他端をタンクローリーの供給ホースと接続するのに都合の良い、例えば地上１ｍ程度の位置まで引き出される（以後この一端を供給口１ａとよぶ）。

貯蔵タンク１０から引き出された上部配管１の供給口１ａには、第１の調整手段の一例を構成するバルブ３が接続され、上部配管１から貯蔵タンク１０へのＬＮＧの供給量を調整するように制御される。バルブ３には、入力される制御信号に応じて開口度を調整できる弁を有する電磁バルブ、エア駆動バルブ等が用いられ、一端を上部配管１の供給口１ａに固定接続されるとともに、他端をタンクローリーの供給ホースに脱着自在に接続される。

一方、ＬＮＧが貯蔵されている貯蔵タンク１０の下部には下部配管２が挿入され、タンクローリーからのＬＮＧを、貯蔵タンク１０の下部から供給する経路を形成する。下部配管２は、一端を貯蔵タンク１０の下部から挿入されるとともに、他端を上述の上部配管１の供給口１ａと隣接する位置まで引き出される（以後この一端を供給口２ａとよぶ）。

貯蔵タンク１０から引き出された下部配管２の供給口２ａには、第２の調整手段の一例を構成するバルブ４が接続され、下部配管２から貯蔵タンク１０へのＬＮＧの供給量を調整するように制御される。バルブ４には、例えばバルブ３と同じ仕様の、制御信号により開口度が制御される電磁バルブ、エア駆動バルブ等が用いられ、一端を下部配管２の供給口２ａに固定接続されるとともに、他端をタンクローリーの供給ホースに脱着自在に接続される。

また、バルブ３及びバルブ４を介して、貯蔵タンク１０の上部及び下部からＬＮＧが供給されることにより、ガス圧が変動するＢＯＧ発生領域２１には、圧力測定手段の一例を構成する内圧計５が備えられ、ガス圧を測定する。内圧計５は、好ましくはＬＮＧが到達しない、貯蔵タンク１０の頂部付近に固定され、測定したガス圧情報を出力する。

内圧計５により出力されたガス圧情報は、制御手段の一例を構成する制御装置６に入力され、バルブ３及びバルブ４を調整する為に用いられる。制御装置６は、内圧計５により測定されたガス圧情報に応じて、バルブ３及び／又はバルブ４に制御信号を出力し、弁の開口度を調整し、ＢＯＧ発生領域２１のガス圧が一定になるように制御する。制御装置６は、貯蔵タンク１０内部の圧力変化が増加方向である場合は、上部配管１からの供給量を増加及び／又は、下部配管２からの供給量を減少させるように、バルブ３及び／又はバルブ４を制御し、貯蔵タンク１０内部の圧力変化が減少方向である場合は、上部配管１からの供給量を減少及び／又は、下部配管２からの供給量を増加させるように、バルブ３及びバルブ４を制御する。このようにして、ＬＮＧ供給システム１００が構成される。

続いて、ＬＮＧ供給システム１００による、ＬＮＧ供給方法について説明をする。図２は、タンクローリーから貯蔵タンク１０へのＬＮＧ補充の制御例を示すフローチャートである。

まず、図２の処理を開始する前に、作業者は、タンクローリーの供給ホースと、サテライト基地のバルブ３及びバルブ４との接続作業を行う。タンクローリーから供給されるＬＮＧは、例えば−１６０℃以下の極低温の液体であり、人間の皮膚に触れると非常に危険である。従って作業者は、液漏れがないように充分注意しながら作業をする。

接続が完了したら作業者はタンクローリーを操作し、貯蔵タンク１０へのＬＮＧ流出を開始できる状態にする。このタンクローリーからＬＮＧを流出させる方法として、例えば、加圧器を用いる方法がある。これは、タンクローリーから供給ホースとは別に２本のホースを取り出して加圧器に接続し、一方のホースから自然に流出するＬＮＧを加圧器において気化させ、もう一方のホースから再度タンクローリーに戻すことにより、タンクローリー内のガス圧を上昇させて、ＬＮＧを供給ホースから押し出すというものである。また、この例において使用される加圧器は、受け入れ側である貯蔵タンク１０の配管内の圧力を感知して、押し出すＬＮＧの量を制御できる機能を有するものとする。

これらを処理条件にして、図２に示すフローチャートのステップＡ１で制御装置６は、実行命令が入力されたかどうかの判定を行う（判定１）。作業者は、上述の接続作業が完了したら、例えば、制御装置６で図示しない起動ボタンをＯＮする。起動ボタンＯＮによって、制御装置６に補充制御を開始させる実行命令が入力される。制御装置６は、実行命令が入力されたか否かの判定を行い、判定１の結果、命令が入力された場合はステップＡ２に進み、未だ命令が入力されていない場合はステップＡ１に戻る。

ステップＡ２に進んだ場合、制御装置６は、貯蔵タンク１０の内圧計５の測定値を読み出す。この測定値は制御装置６の内部に有するメモリ等に記憶され、以後の判定の基準値として用いられる。

ステップＡ３で制御装置６は、バルブ４を開口する。制御装置６は、バルブ４に制御信号を出力して、バルブ４を所定の開口度で開口する。これにより、貯蔵タンク１０の下部配管２からＬＮＧの供給が開始される。またこの例で制御装置６は、以後バルブ４は固定開口にして処理を進める。

ステップＡ４で制御装置６は、バルブ３を開口する。制御装置６は、バルブ４と同様に制御信号を出力して、バルブ３をまず所定の開口度で開口する。これにより、貯蔵タンク１０の上部配管１からＬＮＧの供給が開始される。以後バルブ３は、制御装置６により適宜開口度の調整がなされる。

ステップＡ５で制御装置６は、ＬＮＧの補充が完了したか否かの判定を行う（判定２）。この判定２は、例えば貯蔵タンク１０の図示しない残量計の測定値を、制御装置６が読み出して、貯蔵タンク１０に所定のＬＮＧが貯蔵されたかどうかを判定するようにして行う。判定２の結果、ＬＮＧの補充が完了していない場合はステップＡ６に進み、完了した場合はステップＡ１２に進む。

ステップＡ１２に進んだ場合、制御装置６は、バルブ３及びバルブ４を閉め、制御ルーチンを終了する。この時には、アラーム音等により作業者に告知がされるようにするとよい。制御ルーチンが終了した場合、作業者は、タンクローリーからのＬＮＧの流出を停止し、供給ホースを外して補充作業を終了する。

ステップＡ６に進んだ場合、制御装置６は、貯蔵タンク１０の上部及び下部からＬＮＧが供給されたことにより変化する、ＢＯＧ発生領域２１のガス圧を測定する為、内圧計５からガス圧情報を読み出す。

ステップＡ７では、ステップＡ６で内圧計５から読み出したガス圧情報を基に、ガス圧が変化したか否かの判定を行う（判定３）。この判定は、ステップＡ２で読み出した基準となるガス圧と比較することにより行う。制御装置６は、この基準となるガス圧を基に、ある程度の許容範囲を設定し、その範囲内にあるかどうかの判定を行う。判定３の結果、ガス圧が変化しなかった（変化が許容範囲内だった）場合は、ステップＡ８に進み、ガス圧が変化した（変化が許容範囲外だった）場合はステップＡ９に進む。

ステップＡ８に進んだ場合は、ガス圧の調整を行う必要がないので、バルブ３の調整を行わないままステップＡ５に戻る。

ステップＡ９に進んだ場合は、測定されたガス圧の変化に応じて、上部配管１からのＬＮＧ供給量を調整する為、今度は、ガス圧が上昇したのか、低下したのかの判定を行う（判定４）。この判定も、ステップ７Ａと同様に、ステップＡ２で読み出した基準値との比較により行う。判定４の結果、ガス圧の変化が上昇方向であった場合はステップＡ１０に進み、ガス圧の変化が低下方向であった場合は、ステップＡ１１に進む。

ステップＡ１０に進んだ場合、制御装置６は、制御信号を出力して、バルブ３の開口度が大きくなるように調整し、上部配管１からのＬＮＧ供給量を増加させる。このように調整することにより、ＢＯＧの再液化を助長して、貯蔵タンク１０内のガス圧を適正値に下げることができる。調整した後は、ステップＡ５に戻り、再度判定２を行う。

ステップＡ１１に進んだ場合、制御装置６は、制御信号を出力して、バルブ３の開口度が小さくなるように調整し、上部配管１からのＬＮＧ供給量を減少させる。このように調整することにより、下部配管２から供給されるＬＮＧが相対的に増大し、貯蔵タンク１０内部において、ＬＮＧ貯蔵領域２０の割合が増加する。結果としてＢＯＧ発生領域２１の容積が減少して、ガス圧は上昇する。調整した後は、ステップＡ５に戻り、再度判定２を行う。

ステップＡ５の判定２において、ＬＮＧの補充完了の判定がなされるまで、制御装置６は、ステップＡ５〜ステップＡ１１の処理を繰り返し、バルブ３の開口度を適宜変更しながらＬＮＧ補充の制御を行う。こうしてタンクローリーから貯蔵タンク１０へ補充が完了する。

このように本発明に係る実施の形態としてのＬＮＧ供給システム１００によれば、貯蔵タンク１０の上部及び下部から同時に供給されるＬＮＧの供給量を調整するバルブ３及び／又はバルブ４を、制御装置６が制御するようになされる。従って、貯蔵タンク１０内部のガス圧が一定になるように自動制御しながらＬＮＧを供給できるので、効率よく貯蔵タンク１０にＬＮＧを補充することができる。

なおこの例において、バルブ４を固定開口にして、バルブ３の開口度を調整することで貯蔵タンク１０のガス圧を制御する場合について説明したが、これに限られることはなく、バルブ３を固定開口にして、バルブ４の開口度を調整するようにしてもよい。このように、どちらか一方のバルブを制御して調整を行うことにより、システムを簡略化できる。

しかし勿論、バルブ３及びバルブ４の両方の開口度を調整するようにしてもよい。両方の開口度を調整するようにすれば、全体としての供給量をほぼ一定に保つことができるので、より短時間での補充が可能となる。

バルブ３及びバルブ４とは別に、開口度の制御が可能な弁を設けて、その弁の開口度を調整するようにしてもよい。

また、バルブ３及びバルブ４の、タンクローリーとの接続口を１本に統一させるようにしてもよい。このようにすることにより、供給ホースが１本のタンクローリーにも、本発明に係るＬＮＧ供給方法を適用することができる。

またこの例では、タンクローリーに加圧器を配置させてＬＮＧを貯蔵タンク１０に供給するようにしたが、例えば上部配管１及び下部配管２の供給経路に、それぞれ図示しないポンプを配置して、ＬＮＧをタンクローリーから引き出せるようにしてもよい。この場合は、制御装置６が、ポンプの動力を制御することにより、上部及び下部の供給量のバランスを調整することもできる。

この発明は、ＬＮＧサテライト基地へのＬＮＧ補充に適用して極めて好適である。

実施例としてのＬＮＧ供給システム１００の構成例を示す図である。 ＬＮＧ供給システム１００によるＬＮＧ補充の制御例示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・上部配管、２・・・下部配管、３、４・・・バルブ、５・・・内圧計、６・・・制御装置、１０・・・貯蔵タンク、１１・・・配管、１２・・・ポンプ、１３・・・気化器、２０・・・ＬＮＧ貯蔵領域、２１・・・ＢＯＧ発生領域、３０・・・サテライト基地、１００・・・ＬＮＧ供給システム

Claims (3)

1. 貯蔵タンクと、
   前記貯蔵タンクの上部から液化ガスを供給する上部配管と、
   前記貯蔵タンクの下部から液化ガスを供給する下部配管とを備えた液化ガス供給システムにおいて、
   前記上部配管からの液化ガス供給量を調整する第１の調整手段と、
   前記下部配管からの液化ガス供給量を調整する第２の調整手段と、
   前記第１及び第２の調整手段を介して、前記液化ガスが供給されたことによる、前記貯蔵タンク内部の圧力変化を測定する圧力測定手段と、
   前記圧力測定手段により測定される前記圧力変化に応じて、前記第１及び／又は第２の調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする液化ガス供給システム。
2. 前記制御手段は、
   前記貯蔵タンク内部の圧力変化が増加方向である場合は、
   前記上部配管からの供給量を増加及び／又は、前記下部配管からの供給量を減少させるように前記第１及び／又は第２の調整手段を制御し、
   前記貯蔵タンク内部の圧力変化が減少方向である場合は、
   前記上部配管からの供給量を減少及び／又は、前記下部配管からの供給量を増加させるように前記第１及び／又は第２の調整手段を制御することを特徴とする請求項１記載の液化ガス供給システム。
3. 貯蔵タンクに液化ガスを供給する方法であって、
   前記貯蔵タンクの上部から液化ガスを供給する工程と、
   前記貯蔵タンクの下部から液化ガスを供給する工程と、
   前記貯蔵タンクの上部及び下部から液化ガスが供給されたことによる、前記貯蔵タンク内部の圧力変化を測定する工程と、
   測定される前記圧力変化に応じて、前記上部及び／又は下部の液化ガス供給量を調整する工程とを有することを特徴とする液化ガス供給方法。

Images