JP2010223424A - 蒸発ガス供給装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で、かつ、ドレンの発生を極力少なくすることができ、ガス圧縮機に導入されるガスの温度を容易に制御することができる蒸発ガス供給装置を提供すること。
【解決手段】LNGタンク21内で自然発生したボイルオフガスが供給される第1段圧縮部12a、およびこの第1段圧縮部12aの下流側に配置された第2段圧縮部12bを備えたガス圧縮機12と、前記第1段圧縮部12aの下流側で、かつ、前記第2段圧縮部12bの上流側に配置され、前記第1段圧縮部12aから送出されたボイルオフガス、および前記LNGタンク21内に貯蔵された液化天然ガスが供給されて、前記第1段圧縮部12aから送出されたボイルオフガスが持つ熱量で、前記LNGタンク21から供給された液化天然ガスを強制的に蒸発させる熱交換器13とを備えている。
【選択図】図1
【解決手段】LNGタンク21内で自然発生したボイルオフガスが供給される第1段圧縮部12a、およびこの第1段圧縮部12aの下流側に配置された第2段圧縮部12bを備えたガス圧縮機12と、前記第1段圧縮部12aの下流側で、かつ、前記第2段圧縮部12bの上流側に配置され、前記第1段圧縮部12aから送出されたボイルオフガス、および前記LNGタンク21内に貯蔵された液化天然ガスが供給されて、前記第1段圧縮部12aから送出されたボイルオフガスが持つ熱量で、前記LNGタンク21から供給された液化天然ガスを強制的に蒸発させる熱交換器13とを備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えば、混焼エンジン(DFE:Dual Fuel Engine)を搭載した液化天然ガス運搬船に適用される蒸発ガス供給装置に関するものである。
混焼エンジンを搭載した液化天然ガス運搬船には、2段加圧型のガス圧縮機(Low Duty Compressor)を備えたものがある(非特許文献1参照)。
三菱重工技報 第46巻 第1号 p.2−5
2段加圧型のガス圧縮機は、第2段出口におけるガス温度が高くなるため、そのままではガス圧縮機がサージングを起こしてしまう。また、混焼エンジンの入口におけるガス温度は、60℃以下にしなければならないといった制約がある。そのため、従来の装置では、第1段入口に導入されるガスの温度を下げるスプレー式のプレクーラー(Pre-Cooler)、および第2段出口から送出されたガスの温度を下げるスプレー式のアフタークーラー(After Cooler)を装備し、ガスの温度制御を行うようにしていた。
プレクーラーは、液化天然ガスを配管内に直接噴霧させることにより、液化天然ガスを蒸発させ、気化熱によりガスの温度を下げるようにしている。しかし、ガス流量の少ないロースピード(Low Speed)時には、液化天然ガスを配管内に噴霧しても、配管内を通過する(LNGタンク内で自然発生した)ボイルオフガスと効率よく混ざらないことがあり、その場合には、液化天然ガスが完全に蒸発せず、ドレンが発生することになる。また、第1段入口に導入されるガスの温度が高い場合には、配管内に多量の液化天然ガスが噴霧されることになるが、この場合には、多量のドレンが発生することになる。
ドレンがガス圧縮機に吸い込まれると、動翼等を損傷する原因となるため、プレクーラーとガス圧縮機との間(プレクーラーの下流側で、かつ、ガス圧縮機の上流側)にミストセパレーター(Mist Separator)を配置し、ガス圧縮機にドレンが供給されないようにしている。しかし、ミストセパレーター内のドレン量が所定の値を超えると、ガス圧縮機の保護装置が作動し、ガス圧縮機がトリップ(停止)してしまうことになる。
そこで、ミストセパレーターに溜まったドレンをドレン回収タンクに回収し、回収されたドレンを、配管を介してLNGタンクに戻すようにしている。しかし、ドレンをLNGタンクに返送する(戻す)と、LNGタンクに貯蔵された液化天然ガスの蒸発(ボイルオフ)を助長することになるため好ましくない。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、かつ、ドレンの発生を極力少なくすることができ、ガス圧縮機に導入されるガスの温度を容易に制御することができる蒸発ガス供給装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る蒸発ガス供給装置は、LNGタンク内で自然発生したボイルオフガスが供給される第1段圧縮部、およびこの第1段圧縮部の下流側に配置された第2段圧縮部を備えたガス圧縮機と、前記第1段圧縮部の下流側で、かつ、前記第2段圧縮部の上流側に配置され、前記第1段圧縮部から送出されたボイルオフガス、および前記LNGタンク内に貯蔵された液化天然ガスが供給されて、前記第1段圧縮部から送出されたボイルオフガスが持つ熱量で、前記LNGタンクから供給された液化天然ガスを強制的に蒸発させる熱交換器とを備えている。
本発明に係る蒸発ガス供給装置は、LNGタンク内で自然発生したボイルオフガスが供給される第1段圧縮部、およびこの第1段圧縮部の下流側に配置された第2段圧縮部を備えたガス圧縮機と、前記第1段圧縮部の下流側で、かつ、前記第2段圧縮部の上流側に配置され、前記第1段圧縮部から送出されたボイルオフガス、および前記LNGタンク内に貯蔵された液化天然ガスが供給されて、前記第1段圧縮部から送出されたボイルオフガスが持つ熱量で、前記LNGタンクから供給された液化天然ガスを強制的に蒸発させる熱交換器とを備えている。
本発明に係る蒸発ガス供給装置によれば、従来必要とされたプレクーラー、アフタークーラー、およびミストセパレーターが不要となるので、構成の簡略化を図ることができ、製造費およびメンテナンス費を低減させることができる。
また、従来、混焼エンジンおよび/またはガス燃焼装置に供給されるガスの温度は、主としてプレクーラーおよびアフタークーラーで調整されていたため、混焼エンジンおよび/またはガス燃焼装置に供給されるガスの温度を容易に制御することができなかった。しかし、本発明に係る蒸発ガス供給装置では、混焼エンジンおよび/またはガス燃焼装置に供給されるガスの温度は、主として熱交換器のみで調整されることとなるので、混焼エンジンおよび/またはガス燃焼装置に供給されるガスの温度を容易に制御することができる。
これにより、ガス圧縮機を早期に定格運転へ移行させることができ、作業員(LNG船の場合、機関士または機関員)の労力を軽減させることができる。
また、従来、混焼エンジンおよび/またはガス燃焼装置に供給されるガスの温度は、主としてプレクーラーおよびアフタークーラーで調整されていたため、混焼エンジンおよび/またはガス燃焼装置に供給されるガスの温度を容易に制御することができなかった。しかし、本発明に係る蒸発ガス供給装置では、混焼エンジンおよび/またはガス燃焼装置に供給されるガスの温度は、主として熱交換器のみで調整されることとなるので、混焼エンジンおよび/またはガス燃焼装置に供給されるガスの温度を容易に制御することができる。
これにより、ガス圧縮機を早期に定格運転へ移行させることができ、作業員(LNG船の場合、機関士または機関員)の労力を軽減させることができる。
上記蒸発ガス供給装置において、前記熱交換器は、前記第1段圧縮部から送出されたボイルオフガスが持つ熱量で暖められる金属製のプレートを備え、このプレート上に前記液化天然ガスが滴下されるように構成されているとさらに好適である。
このような蒸発ガス供給装置によれば、熱交換効率に優れた(例えば、散布孔から散布された液化天然ガスの略全てを強制的に蒸発させることができ、ドレンの発生を極力少なくすることができる)熱交換器を備えているので、ドレンの発生を大幅に低減させる(あるいはなくす)ことができる。
これにより、ドレンがガス圧縮機に吸い込まれることが防止され、動翼等の損傷を防止することができて、装置の信頼性を向上させることができる。
これにより、ドレンがガス圧縮機に吸い込まれることが防止され、動翼等の損傷を防止することができて、装置の信頼性を向上させることができる。
本発明に係る蒸発ガス供給装置は、LNGタンク内で自然発生したボイルオフガスが供給される第1段圧縮部、およびこの第1段圧縮部の下流側に配置された第2段圧縮部を備えたガス圧縮機と、前記第2段圧縮部の下流側に配置され、前記第2段圧縮部から送出されたボイルオフガス、および前記LNGタンク内に貯蔵された液化天然ガスが供給されて、前記第2段圧縮部から送出されたボイルオフガスが持つ熱量で、前記LNGタンクから供給された液化天然ガスを強制的に蒸発させる熱交換器とを備えている。
従来、混焼エンジンへのガス供給量が不足している場合、強制蒸発器(Forcing Vaporizer)54(図8参照)を起動し不足分を補充していた。
しかし、本発明に係る蒸発ガス供給装置によれば、この強制蒸発器を起動せずに、アフタークーラー13a(図8参照)の出口温度目標値を下げる事で、ガス供給量を増やす事ができる。これを「Mini Forcing」と呼ぶ。
これにより、ガス供給量を容易に移行させることができ、作業員(LNG船の場合、機関士または機関員)の労力を軽減させることができる。
しかし、本発明に係る蒸発ガス供給装置によれば、この強制蒸発器を起動せずに、アフタークーラー13a(図8参照)の出口温度目標値を下げる事で、ガス供給量を増やす事ができる。これを「Mini Forcing」と呼ぶ。
これにより、ガス供給量を容易に移行させることができ、作業員(LNG船の場合、機関士または機関員)の労力を軽減させることができる。
上記蒸発ガス供給装置において、前記熱交換器は、前記第2段圧縮部から送出されたボイルオフガスが持つ熱量で暖められる金属製のプレートを備え、このプレート上に前記液化天然ガスが滴下されるように構成されているとさらに好適である。
このような蒸発ガス供給装置によれば、熱交換効率に優れた(例えば、散布孔から散布された液化天然ガスの略全てを強制的に蒸発させることができ、ドレンの発生を極力少なくすることができる)熱交換器を備えているので、ドレンの発生を大幅に低減させる(あるいはなくす)ことができる。
これにより、ドレンが配管内下側を局部的に冷却し、フランジ下面からのドレン漏洩を防止することができて、装置の信頼性を向上させることができる。
これにより、ドレンが配管内下側を局部的に冷却し、フランジ下面からのドレン漏洩を防止することができて、装置の信頼性を向上させることができる。
本発明に係る液化天然ガス運搬船は、簡単な構成で、かつ、ドレンの発生を極力少なくすることができ、ガス圧縮機に導入されるガスの温度を容易に制御することができる蒸発ガス供給装置を装備している。
本発明に係る液化天然ガス運搬船によれば、建造費およびメンテナンス費を低減させることができる。
また、ドレンがガス圧縮機に吸い込まれることが防止され、動翼等の損傷が防止されることとなるので、ガス圧縮機の信頼性を向上させることができ、結果的に船の信頼性を向上させることができる。
また、ドレンがガス圧縮機に吸い込まれることが防止され、動翼等の損傷が防止されることとなるので、ガス圧縮機の信頼性を向上させることができ、結果的に船の信頼性を向上させることができる。
本発明に係る蒸発ガス供給装置によれば、簡単な構成で、かつ、ドレンの発生を極力少なくすることができ、ガス圧縮機に導入されるガスの温度を容易に制御することができるという効果を奏する。
以下、本発明に係る蒸発ガス供給装置の一実施形態について、図1から図7を参照しながら説明する。
図1は本実施形態に係る蒸発ガス供給装置を液化天然ガス運搬船に適用した場合の概略構成図、図2は図1に示すインタークーラーの外観図であって、(a)は正面図、(b)は平面図、図3は図1に示すインタークーラーを側方から見た断面図、図4は図3に示す液化天然ガス導入管を拡大した図であって、(a)は平面図、(b)は側面図、図5は図3に示すディストリビューターを拡大した平面図、図6は図3に示すホールドダウンプレートを拡大した平面図、図7は図3に示すパッキングサポートを拡大した図であって、(a)は平面図、(b)は側面図である。
図1は本実施形態に係る蒸発ガス供給装置を液化天然ガス運搬船に適用した場合の概略構成図、図2は図1に示すインタークーラーの外観図であって、(a)は正面図、(b)は平面図、図3は図1に示すインタークーラーを側方から見た断面図、図4は図3に示す液化天然ガス導入管を拡大した図であって、(a)は平面図、(b)は側面図、図5は図3に示すディストリビューターを拡大した平面図、図6は図3に示すホールドダウンプレートを拡大した平面図、図7は図3に示すパッキングサポートを拡大した図であって、(a)は平面図、(b)は側面図である。
図1に示すように、本実施形態に係る蒸発ガス供給装置10は、例えば、混焼エンジン(DFE:Dual Fuel Engine)11を搭載した液化天然ガス(LNG)運搬船(以下、「LNG船」という。)1に適用される装置であって、ガス圧縮機(Low Duty Compressor)12と、インタークーラー(Inter Cooler)13と、ガスヒーター(Gas Heater)14と、第1の供給ライン15と、第2の供給ライン16と、第3の供給ライン17と、第4の供給ライン18と、第5の供給ライン19と、第6の供給ライン20とを備えている。
混焼エンジン11は、ディーゼル油のみを燃料とするモード(MDOモード)と、ガスを主燃料としてディーゼル油をパイロット燃料とするモード(ガスモード)と切り換えて運転することができる内燃機関(発電機関)である。混焼エンジン11が運転されると発電機(図示せず)が運転され、電力が発生する。発電機で発生した電力は電気推進モータ(図示せず)に送電され、電気推進モータが運転される。電気推進モータの出力軸は減速機(図示せず)に接続されており、電気推進モータが運転されると減速機につながるプロペラ軸(図示せず)および推進用プロペラ(図示せず)が駆動(回転)される。
ガス圧縮機12は、第1段圧縮部(低圧段圧縮部)12aと第2段圧縮部(高圧段圧縮部)12bとを備えた2段加圧型の圧縮機である。第1段圧縮部12aには、第1の供給ライン15の出口端と接続されるガス吸込口(ガス入口)と、第2の供給ライン16の入口端と接続されるガス吐出口(ガス出口)が設けられている。また、第2段圧縮部12bには、第4の供給ライン18の出口端と接続されるガス吸込口(ガス入口)と、第5の供給ライン19の入口端と接続されるガス吐出口(ガス出口)が設けられている。
ガスヒーター14は、第6の供給ライン20に供給されるガス温度を0℃以上に保つため(例えば、ガス圧縮機12を運転せずに、LNGタンク(カーゴタンク)21内の内圧のみでガス燃焼装置(GCU:Gas Combustion Unit)22にBOGを供給する場合)や、LNGタンク21の温度を常温まで加熱する際等に使用される。
第1の供給ライン15は、LNGタンク21内で自然発生したボイルオフガス(以下、「NBO」という。)をガス圧縮機12の第1段圧縮部12aのガス吸込口に導くガス供給用配管(ガス管)である。
第2の供給ライン16は、ガス圧縮機12の第1段圧縮部12aで圧縮されたNBOをインタークーラー13のガス入口に導くガス供給用配管(ガス管)である。
第2の供給ライン16は、ガス圧縮機12の第1段圧縮部12aで圧縮されたNBOをインタークーラー13のガス入口に導くガス供給用配管(ガス管)である。
第3の供給ライン17は、LNGタンク21内に貯留された液化天然ガスをインタークーラー13の液入口に導く液供給用配管(液管)であり、LNGタンク21内に貯留された液化天然ガスは、LNGタンク21内に配置されたフューエルガスポンプ(Fuel Gas Pump)23により送出(吐出)される。
第4の供給ライン18は、インタークーラー13内で液化天然ガスを強制的に蒸発させて得られたガス(以下、「FBO」という。)、および第2の供給ライン16を介してインタークーラー13内に供給されたNBOをガス圧縮機12の第2段圧縮部12bのガス吸込口に導くガス供給用配管(ガス管)である。
第4の供給ライン18は、インタークーラー13内で液化天然ガスを強制的に蒸発させて得られたガス(以下、「FBO」という。)、および第2の供給ライン16を介してインタークーラー13内に供給されたNBOをガス圧縮機12の第2段圧縮部12bのガス吸込口に導くガス供給用配管(ガス管)である。
第5の供給ライン19は、ガス圧縮機12の第2段圧縮部12bで圧縮されたFBOおよびNBO(以下、「蒸発ガス」という。)をガスヒーター14のガス入口に導くガス供給用配管(ガス管)である。
第6の供給ライン20は、ガスヒーター14で温度調節されたガスを混焼エンジン11および/またはガス燃焼装置22のガス入口に導くガス供給用配管(ガス管)であり、第6の供給ライン20の途中には、混焼エンジン11およびガス燃焼装置22に供給される蒸発ガス量を調整する流量制御弁24が接続されている。
また、ガス燃焼装置22は、NBOの発生量が燃料として必要な量を上回る場合に、余剰蒸発ガスを処理する装置である。
第6の供給ライン20は、ガスヒーター14で温度調節されたガスを混焼エンジン11および/またはガス燃焼装置22のガス入口に導くガス供給用配管(ガス管)であり、第6の供給ライン20の途中には、混焼エンジン11およびガス燃焼装置22に供給される蒸発ガス量を調整する流量制御弁24が接続されている。
また、ガス燃焼装置22は、NBOの発生量が燃料として必要な量を上回る場合に、余剰蒸発ガスを処理する装置である。
さて、本実施形態に係る蒸発ガス供給装置10では、図2から図7に示すインタークーラー13を採用した。
図2および図3に示すように、インタークーラー13は、気液接触式の熱交換器であり、中空円筒状の容器31を備えている。また、容器31の下部には、第2の供給ライン16(図1参照)の出口端と接続されるガス入口32が設けられ、容器31の頂部には、第4の供給ライン18(図1参照)の入口端と接続されるガス出口33が設けられている。
なお、図2(a)および図3中の符号34は、後述する液入口35を介してインタークーラー13内に導入された液化天然ガス中の非ガス化成分をLNGタンク21(図1参照)に返送する(戻す)戻り管(図示せず)の入口端と接続されるドレン出口であり、インタークーラー13の底部に貯まった(滴下した)非ガス化成分は、ドレン出口34および戻り管を通ってLNGタンク21に戻される。
図2および図3に示すように、インタークーラー13は、気液接触式の熱交換器であり、中空円筒状の容器31を備えている。また、容器31の下部には、第2の供給ライン16(図1参照)の出口端と接続されるガス入口32が設けられ、容器31の頂部には、第4の供給ライン18(図1参照)の入口端と接続されるガス出口33が設けられている。
なお、図2(a)および図3中の符号34は、後述する液入口35を介してインタークーラー13内に導入された液化天然ガス中の非ガス化成分をLNGタンク21(図1参照)に返送する(戻す)戻り管(図示せず)の入口端と接続されるドレン出口であり、インタークーラー13の底部に貯まった(滴下した)非ガス化成分は、ドレン出口34および戻り管を通ってLNGタンク21に戻される。
ガス出口33よりも下方に位置する容器30の上部には、第3の供給ライン17(図1参照)の出口端と接続される液入口35が一端に設けられた液化天然ガス導入管(以下、「LNG導入管」という。)36が挿入されている。LNG導入管36の容器30内に位置する部位には、散布孔(図示せず)が多数穿孔されたスプレーノズル37が複数本(本実施形態では12本(図4(a)参照))設けられている。
図3および図4(b)に示すように、LNG導入管36の下方には、所定の間隔をあけて、円盤状のプレート38と、このプレート38の上面から上方に向かって立設された複数(本実施形態では6つ)の整流部材39とを備えたディストリビューター(Distributor)40が配置されており、導入された液化天然ガスは、散布孔から整流部材39と整流部材39との間に形成された空間に散布される。また、図5に示すように、プレート38には、板厚方向に貫通する貫通穴41が多数(本実施形態では44個)設けられている。
図3に示すように、ディストリビューター40の下方には、所定の間隔をあけて、内部がハニカム構造とされた金属製の部材42(図6参照)が複数(本実施形態では10個)組み合わされたホールドダウンプレート(Hold Down Plate)43が配置されている。
ホールドダウンプレート43の下方には、所定の間隔をあけて、パッキングサポート(Packing Support)44(図7参照)が配置されている。図7(a)および図7(b)に示すように、パッキングサポート44は、上方(ホールドダウンプレート43の側)に向かって山形に突出する複数(本実施形態では3つ)の突部45と、周縁から上方に向かって一定の高さで立設された周壁46とを備えている。また、突部45の長手方向における両端部には、開口47が設けられており、パッキングサポート44の上方に形成される空間(ガス出口33に通じる空間)と、パッキングサポート44の下方(ドレン出口34の側)に形成される空間(ガス入口32に通じる空間)とは、開口47を介して連通している。
このような構成を有するインタークーラー13では、LNG導入管36から液化天然ガスが導入され、ガス入口32からガス圧縮機12の第1段圧縮部12aで圧縮されたNBOが導入される。LNG導入管36から導入された液化天然ガスは、散布孔から散布される。散布された液化天然ガスは、整流部材39に沿って下降し、プレート38に穿設された貫通穴41を通過して、ホールドダウンプレート43の上面に滴下する。一方、ガス入口32から導入されたNBOは、上昇して開口47を通過し、ホールドダウンプレート43の下面に衝突してホールドダウンプレート43を暖める。ホールドダウンプレート43が暖められることにより、ホールドダウンプレート43の上面に存する液化天然ガスはガス化され、FBOとなる。NBOはホールドダウンプレート43の周縁(ホールドダウンプレート43と容器31との間)から上昇し、FBOとともにガス出口33から排出されて、第4の供給ライン18を通ってガス圧縮機12の第2段圧縮部12bに供給される。
本実施形態に係る蒸発ガス供給装置10によれば、従来必要とされたプレクーラー、アフタークーラー、およびミストセパレーターが不要となるので、構成の簡略化を図ることができ、製造費およびメンテナンス費を低減させることができる。
また、従来、混焼エンジン11および/またはガス燃焼装置22に供給されるガスの温度は、主としてプレクーラーおよびアフタークーラーで調整されていたため、混焼エンジン11および/またはガス燃焼装置22に供給されるガスの温度を容易に制御することができなかった。しかし、本実施形態に係る蒸発ガス供給装置10では、混焼エンジン11および/またはガス燃焼装置22に供給されるガスの温度は、主としてインタークーラー13のみで調整されることとなるので、混焼エンジン11および/またはガス燃焼装置22に供給されるガスの温度を容易に制御することができる。
これにより、ガス圧縮機12を早期に定格運転へ移行させることができ、作業員(LNG船の場合、機関士または機関員)の労力を軽減させることができる。
また、従来、混焼エンジン11および/またはガス燃焼装置22に供給されるガスの温度は、主としてプレクーラーおよびアフタークーラーで調整されていたため、混焼エンジン11および/またはガス燃焼装置22に供給されるガスの温度を容易に制御することができなかった。しかし、本実施形態に係る蒸発ガス供給装置10では、混焼エンジン11および/またはガス燃焼装置22に供給されるガスの温度は、主としてインタークーラー13のみで調整されることとなるので、混焼エンジン11および/またはガス燃焼装置22に供給されるガスの温度を容易に制御することができる。
これにより、ガス圧縮機12を早期に定格運転へ移行させることができ、作業員(LNG船の場合、機関士または機関員)の労力を軽減させることができる。
さらに、本実施形態に係る蒸発ガス供給装置10には、熱交換効率に優れた(すなわち、散布孔から散布された液化天然ガスの略全てを強制的に蒸発させることができ、ドレンの発生を極力少なくすることができる)インタークーラー13を備えているので、ドレンの発生を大幅に低減させる(あるいはなくす)ことができる。
これにより、ドレンがガス圧縮機12に吸い込まれることが防止され、動翼等の損傷を防止することができて、装置の信頼性を向上させることができる。
これにより、ドレンがガス圧縮機12に吸い込まれることが防止され、動翼等の損傷を防止することができて、装置の信頼性を向上させることができる。
本発明に係る蒸発ガス供給装置の他の実施形態について、図8を参照しながら説明する。
図8は本実施形態に係る蒸発ガス供給装置を液化天然ガス運搬船に適用した場合の概略構成図である。
本実施形態に係る蒸発ガス供給装置50は、スプレー式のプレクーラー(Pre-Cooler)51と、(第1の)ミストセパレーター(Mist Separator)52と、(第2の)ミストセパレーター(Mist Separator)53と、蒸気加熱式の強制蒸発器(Forcing Vaporizer)54と、第7の供給ライン55と、第8の供給ライン56とをさらに備え、インタークーラー13の代わりにアフタークーラー13aを、第2の供給ライン16および第4の供給ライン18の代わりに第9の供給ライン57を、第5の供給ライン19の代わりに第10の供給ライン58および第11の供給ライン59を備えているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。また、アフタークーラー13aは、インタークーラー13と同じ構成を有するものなので、ここではその説明を省略する。
図8は本実施形態に係る蒸発ガス供給装置を液化天然ガス運搬船に適用した場合の概略構成図である。
本実施形態に係る蒸発ガス供給装置50は、スプレー式のプレクーラー(Pre-Cooler)51と、(第1の)ミストセパレーター(Mist Separator)52と、(第2の)ミストセパレーター(Mist Separator)53と、蒸気加熱式の強制蒸発器(Forcing Vaporizer)54と、第7の供給ライン55と、第8の供給ライン56とをさらに備え、インタークーラー13の代わりにアフタークーラー13aを、第2の供給ライン16および第4の供給ライン18の代わりに第9の供給ライン57を、第5の供給ライン19の代わりに第10の供給ライン58および第11の供給ライン59を備えているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。また、アフタークーラー13aは、インタークーラー13と同じ構成を有するものなので、ここではその説明を省略する。
さて、図8に示すように、本実施形態では、第1の供給ライン15の途中にプレクーラー51および(第1の)ミストセパレーター52が接続されており、ミストセパレーター52の(第1の)ガス入口を通って(第1の)ミストセパレーター52内に導かれたガスは、(第1の)ミストセパレーター52のガス出口を通ってガス圧縮機12の第1段圧縮部12aのガス吸込口に導かれるようになっている。
第7の供給ライン55は、LNGタンク21内に貯留された液化天然ガスを(第1の)ミストセパレーター52の(第2の)ガス入口に導く液供給用配管(液管)であり、第3の供給ライン17の途中と、(第1の)ミストセパレーター52の(第2の)ガス入口との間に接続されている。また、第7の供給ライン55の途中には、(第2の)ミストセパレーター53および強制蒸発器54が接続されており、強制蒸発器54内で液化天然ガスを強制的に蒸発させて得られたガス(以下、「FBO’」という。)は、(第2の)ミストセパレータを介し、(第1の)ミストセパレーター52の(第2の)ガス入口を通って(第1の)ミストセパレーター52内に導かれた後、(第1の)ミストセパレーター52の(第1の)ガス入口を通って(第1の)ミストセパレーター52内に導かれたガスとともに(と混合されて)、ガス圧縮機12の第1段圧縮部12aのガス吸込口に導かれるようになっている。
第8の供給ライン56は、LNGタンク21内に貯留された液化天然ガスをプレクーラー51に導く液供給用配管(液管)であり、第3の供給ライン17の途中と、プレクーラー51の液入口との間に接続されている。第8の供給ライン56を通って導かれた液化天然ガスは、プレクーラー51内に直接噴霧され、気化してガス(以下、「FBO”」という。)となり、プレクーラー51のガス入口を通ってプレクーラー51内に導かれたNBOとともに(と混合されて)、(第1の)ミストセパレータ52を介し、ガス圧縮機12の第1段圧縮部12aのガス吸込口に導かれるようになっている。
なお、第3の供給ライン17の下流側の端部、すなわち、アフタークーラー13aの近傍に位置する第3の供給ライン17には、必要に応じて開閉される(第1の)開閉弁(図示せず)が設けられており、この開閉弁が閉じられている状態では、後述する接続部60よりも下流側に位置する第3の供給ライン17内に流入した液化天然ガスの全量が、第8の供給ライン56を介してプレクーラー51に導かれることになる。
また、第7の供給ライン55の上流側の端部、すなわち、第3の供給ライン17との接続部60の近傍に位置する第7の供給ライン55には、必要に応じて開閉される(第2の)開閉弁(図示せず)が設けられており、この開閉弁が閉じられている状態では、NBOとFBO”との混合気のみ、またはNBOのみがガス圧縮機12の第1段圧縮部12aのガス吸込口に供給されることになる。
さらに、第8の供給ライン56の下流側の端部、すなわち、プレクーラー51との接続部61の近傍に位置する第8の供給ライン56には、必要に応じて開閉される(第3の)開閉弁(図示せず)が設けられており、この開閉弁が閉じられている状態では、NBOのみがミストセパレーター52の(第1の)ガス入口に供給されることになる。
また、第7の供給ライン55の上流側の端部、すなわち、第3の供給ライン17との接続部60の近傍に位置する第7の供給ライン55には、必要に応じて開閉される(第2の)開閉弁(図示せず)が設けられており、この開閉弁が閉じられている状態では、NBOとFBO”との混合気のみ、またはNBOのみがガス圧縮機12の第1段圧縮部12aのガス吸込口に供給されることになる。
さらに、第8の供給ライン56の下流側の端部、すなわち、プレクーラー51との接続部61の近傍に位置する第8の供給ライン56には、必要に応じて開閉される(第3の)開閉弁(図示せず)が設けられており、この開閉弁が閉じられている状態では、NBOのみがミストセパレーター52の(第1の)ガス入口に供給されることになる。
第9の供給ライン57は、ガス圧縮機12の第1段圧縮部12aで圧縮されたガスをガス圧縮機12の第2段圧縮部12bのガス吸込口に導くガス供給用配管(ガス管)である。
第10の供給ライン58は、ガス圧縮機12の第2段圧縮部12bで圧縮されたガスをアフタークーラー13aのガス入口に導くガス供給用配管(ガス管)である。
第11の供給ライン59は、アフタークーラー13a内で液化天然ガスを強制的に蒸発させて得られたFBO、および第10の供給ライン58を介してアフタークーラー13a内に供給されたガスをガスヒーター14のガス入口に導くガス供給用配管(ガス管)である。
第10の供給ライン58は、ガス圧縮機12の第2段圧縮部12bで圧縮されたガスをアフタークーラー13aのガス入口に導くガス供給用配管(ガス管)である。
第11の供給ライン59は、アフタークーラー13a内で液化天然ガスを強制的に蒸発させて得られたFBO、および第10の供給ライン58を介してアフタークーラー13a内に供給されたガスをガスヒーター14のガス入口に導くガス供給用配管(ガス管)である。
従来、混焼エンジン11へのガス供給量が不足している場合、強制蒸発器(Forcing Vaporizer)54を起動し不足分を補充していた。
しかし、本発明に係る蒸発ガス供給装置によれば、この強制蒸発器を起動せずに、アフタークーラー13aの出口温度目標値を下げる事で、ガス供給量を増やす事ができる。これを「Mini Forcing」と呼ぶ。
これにより、ガス供給量を容易に移行させることができ、作業員(LNG船の場合、機関士または機関員)の労力を軽減させることができる。
しかし、本発明に係る蒸発ガス供給装置によれば、この強制蒸発器を起動せずに、アフタークーラー13aの出口温度目標値を下げる事で、ガス供給量を増やす事ができる。これを「Mini Forcing」と呼ぶ。
これにより、ガス供給量を容易に移行させることができ、作業員(LNG船の場合、機関士または機関員)の労力を軽減させることができる。
さらに、本実施形態に係る蒸発ガス供給装置50には、熱交換効率に優れた(すなわち、散布孔から散布された液化天然ガスの略全てを強制的に蒸発させることができ、ドレンの発生を極力少なくすることができる)アフタークーラー13aを備えているので、ドレンの発生を大幅に低減させる(あるいはなくす)ことができる。
これにより、ドレンが配管内下側を局部的に冷却し、フランジ下面からのドレン漏洩を防止することができて、装置の信頼性を向上させることができる。
これにより、ドレンが配管内下側を局部的に冷却し、フランジ下面からのドレン漏洩を防止することができて、装置の信頼性を向上させることができる。
さらにまた、出入港時等、混焼エンジン11に供給されるガス流量が少なくてもよい場合には、(第1の)開閉弁および(第2の)開閉弁を閉じ、(第3の)開閉弁を開けて、NBOおよびFBO”が混焼エンジン11に供給されるようにし、大洋航海時等、多量のガスが必要とされる場合には、(第2の)開閉弁を閉じ、(第1の)開閉弁および(第3の)開閉弁を開けて、混焼エンジン11にNBO、FBO”、およびFBOが混焼エンジン11に供給されるようにして、LNG船1を運航することができる。すなわち、(第2の)開閉弁を閉じたままでも、LNG船1を支障なく運航することができる。
これにより、出入港時等から大洋航海時等に移行する際に、第7の供給ライン55を予めクールダウン(Cool Down)させる必要がなくなり、作業員(LNG船の場合、機関士または機関員)の労力を軽減させることができる。
これにより、出入港時等から大洋航海時等に移行する際に、第7の供給ライン55を予めクールダウン(Cool Down)させる必要がなくなり、作業員(LNG船の場合、機関士または機関員)の労力を軽減させることができる。
なお、本発明に係る蒸発ガス供給装置10,50は、LNG船1のみに適用され得るものではなく、液化天然ガスを利用して発電する発電プラント等にも適用可能である。
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
例えば、蒸発ガス供給装置50を構成する(第2の)ミストセパレーター53、強制蒸発器54、および第7の供給ライン55は、必須の構成要素ではないので、省略することもできる。
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
例えば、蒸発ガス供給装置50を構成する(第2の)ミストセパレーター53、強制蒸発器54、および第7の供給ライン55は、必須の構成要素ではないので、省略することもできる。
1 LNG船
10 蒸発ガス供給装置
12 ガス圧縮機
12a 第1段圧縮部
12b 第2段圧縮部
13 インタークーラー(熱交換器)
13a アフタークーラー(熱交換器)
21 LNGタンク
40 ディストリビューター
43 ホールドダウンプレート(プレート)
44 パッキングサポート
50 蒸発ガス供給装置
10 蒸発ガス供給装置
12 ガス圧縮機
12a 第1段圧縮部
12b 第2段圧縮部
13 インタークーラー(熱交換器)
13a アフタークーラー(熱交換器)
21 LNGタンク
40 ディストリビューター
43 ホールドダウンプレート(プレート)
44 パッキングサポート
50 蒸発ガス供給装置
Claims (5)
- LNGタンク内で自然発生したボイルオフガスが供給される第1段圧縮部、およびこの第1段圧縮部の下流側に配置された第2段圧縮部を備えたガス圧縮機と、
前記第1段圧縮部の下流側で、かつ、前記第2段圧縮部の上流側に配置され、前記第1段圧縮部から送出されたボイルオフガス、および前記LNGタンク内に貯蔵された液化天然ガスが供給されて、前記第1段圧縮部から送出されたボイルオフガスが持つ熱量で、前記LNGタンクから供給された液化天然ガスを強制的に蒸発させる熱交換器とを備えていることを特徴とする蒸発ガス供給装置。 - 前記熱交換器は、前記第1段圧縮部から送出されたボイルオフガスが持つ熱量で暖められる金属製のプレートを備え、このプレート上に前記液化天然ガスが滴下されるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の蒸発ガス供給装置。
- LNGタンク内で自然発生したボイルオフガスが供給される第1段圧縮部、およびこの第1段圧縮部の下流側に配置された第2段圧縮部を備えたガス圧縮機と、
前記第2段圧縮部の下流側に配置され、前記第2段圧縮部から送出されたボイルオフガス、および前記LNGタンク内に貯蔵された液化天然ガスが供給されて、前記第2段圧縮部から送出されたボイルオフガスが持つ熱量で、前記LNGタンクから供給された液化天然ガスを強制的に蒸発させる熱交換器とを備えていることを特徴とする蒸発ガス供給装置。 - 前記熱交換器は、前記第2段圧縮部から送出されたボイルオフガスが持つ熱量で暖められる金属製のプレートを備え、このプレート上に前記液化天然ガスが滴下されるように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の蒸発ガス供給装置。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の蒸発ガス供給装置を装備していることを特徴とする液化天然ガス運搬船。
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- 2009-10-05 JP JP2009231361A patent/JP2010223424A/ja active Pending
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