JP2012002311A - 低温液化ガスの気化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱応力の上昇を伴うことなく、低温液化ガスの気化に起因して各気化管に発生する振動の伝搬を有効に抑止することが可能な低温液化ガスの気化装置を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、低温液化ガスを気化するための装置１０であって、低温液化ガスの圧力脈動の伝搬を抑止する脈動抑止部材６０と、を備え、脈動抑止部材６０は、気化管ブロック１１同士、気化管パネル１６同士、及び気化管２１同士を連通する部位の少なくとも１つの部位に、この脈動抑止部材６０を挟んでその上流側の領域と下流側の領域とに分割するように配置され、且つ、上流側の領域と下流側の領域とを連通する複数の穴６１をそれぞれ囲む内周面６２を有してこれらの内周面６２と低温液化ガスとの摩擦により圧力脈動を抑止することを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）や液化石油ガス（ＬＰＧ）、液体窒素（ＬＮ_２）等の低温液化ガスを海水等の熱媒体と熱交換させることにより気化させるための気化装置に関する。

従来から、液化天然ガス（ＬＮＧ）を海水と熱交換させることにより気化させるための気化装置（ＯＲＶ）として、特許文献１に記載されるものが知られている。

この気化装置は、図１０に示されるように、複数の気化管ブロック１０２と、各気化管ブロック１０２へ低温液化ガスを分配する分配管１０４と、各気化管ブロック１０２において気化された液化ガスを集める集合管１０６と、を備える。ここで、分配管１０４とは、供給ポンプから送られてきたＬＮＧを各気化管ブロック１０２に供給する配管における気化管ブロック１０２同士を連通する部位であり、図１０における気化装置１００では、主管（図示省略）から分岐して各気化管ブロック１０２に到達する部位１０４であり、図１１における気化装置１００では、主管から各気化管ブロック１０２に接続される接続管１０４ｃと、これら接続管１０４ｃ同士を連通する主管の部位（主管の一部）１０４ｂとにより構成される。また、集合管１０６とは、各気化管ブロック１０２において気化された低温液化ガスを消費地等に送出する配管における気化管ブロック１０２同士を連通する部位であり、図１０における気化装置１００では、各気化管ブロック１０２から集められて主管に到達するまでの部位１０６であり、図１１における気化装置１００では、各気化管ブロック１０２から主管に接続される接続管１０６ｃと、この接続管１０６ｃ同士を連通する主管の部位（主管の一部）１０６ｂとにより構成される。

図１０に戻って、各気化管ブロック１０２は、複数の気化管パネル１０８と、分配管１０４からの低温液化ガスを各気化管パネル１０８へ分配する供給側マニホールド１１０と、各気化管パネル１０８において気化された液化ガスを集めて集合管１０６に送出する送出側マニホールド１１２とをそれぞれ有する。複数の気化管パネル１０８は、互いに平行な姿勢でパネル面と直交する方向に配置されている。各供給側マニホールド１１０は分配管１０４にそれぞれ接続され、各送出側マニホールド１１２は集合管１０６にそれぞれ接続されている。

気化管パネル１０８は、互いに平行な姿勢で特定の垂直面上に配置された複数の気化管（伝熱管）１１４と、供給側マニホールド１１０からの低温液化ガスを各気化管１１４に分配する供給側ヘッダー１１６と、各気化管１１４において気化された液化ガスを集めて送出側マニホールド１１２に送出する送出側ヘッダー１１８とを有する。供給側ヘッダー１１６は、共通の気化管パネル１０８に含まれる各気化管１１４の下端部と、供給側マニホールド１１０とに接続されている。送出側ヘッダー１１８は、共通の気化管パネル１０８に含まれる各気化管１１４の上端部と、送出側マニホールド１１２とに接続されている。

このような気化装置１００では、気化管１１４内を流れる低温液化ガスと、各気化管パネル１０８の表面を流れ落ちる海水との熱交換により当該低温液化ガスが気化される。具体的に、分配管１０４に供給された低温液化ガスが当該分配管１０４により各気化管ブロック１０２に分配され、供給側マニホールド１１０、供給側ヘッダー１１６を通じて各気化管１１４の下端部から気化管１１４内に供給される。この低温液化ガスは、気化管１１４内を下端から上端に向って流れ、その際に、気化管１１４の管壁を介してその外周面に沿って流れ落ちる海水と熱交換することにより気化される。各気化管１１４で気化された液化ガスは、送出側ヘッダー１１８、送出側マニホールド１１２を経て集合管１０６に集められた後、この集合管１０６に接続される配管系（図示省略）を通じて消費地等に送出される。

特開平５−１６４４８２号公報

前記の気化装置１００において、各気化管１１４内の圧力や気化管１１４内を流れる低温液化ガスの流量、温度等の運転条件によって、気化装置１００及び当該装置１００に接続された配管系に振動が生じる場合がある。この振動は高い応力を生じさせ、気化装置１００を構成する各部位に金属疲労等を蓄積させ、損傷や故障の原因となるおそれがある。

この振動を抑止するためには、気化管ブロック１０２や各気化管パネル１０８内における各部材同士の結合強度を高めて全体の剛性を高めることが有効であるが、この場合には熱応力が上昇する不具合がある。具体的に、当該装置１００では、運転時、即ち、各管内を低温（マイナス百数十度）の液化ガスが流れているときと、停止時、即ち、当該ガスが流れておらず装置全体が常温にあるときとでは著しい温度差があり、これによる各部材の伸び縮みが激しいため、各構成を強固に固定すると前記伸び縮みに起因して過大な熱応力が生じ、逆に損傷や故障を促すおそれがある。

そこで、本発明は、熱応力の上昇を伴うことなく、低温液化ガスの気化に起因して各気化管に発生する振動の伝搬を有効に抑止することが可能な低温液化ガスの気化装置を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解消すべく上記振動発生のメカニズムについて鋭意研究を行った結果、運転条件によって、気化装置の各気化管内で液化ガスが気化する過程において熱流体的な不安定現象が生じ、これにより装置等の振動が生じる場合があることを知見した。即ち、低温の液化ガスが気化する過程において熱流体的な不安定現象が生じると、これにより圧力脈動が生じ、この圧力脈動が流体を媒介して伝搬することにより増幅し、これが気化装置や配管系への加振力となって当該気化装置等全体に大きな振動を生じさせることが推察される。

本発明は、このような知見によりなされたものであり、低温液化ガスを気化するための装置であって、前記低温液化ガスを気化する複数の気化管ブロックと、各気化管ブロックに接続され、前記低温液化ガスを前記各気化管ブロックに分配するブロック間分配管と、前記各気化管ブロックに接続され、当該気化管ブロックにおいて気化された低温液化ガスを集めて送出するブロック間集合管と、前記低温液化ガスの圧力脈動の伝搬を抑止する脈動抑止部材と、を備え、各気化管ブロックは、互いに平行な姿勢で水平方向に並ぶ複数の気化管パネルと、当該気化管ブロックに含まれる各気化管パネルと前記ブロック間分配管とに接続され、前記ブロック間分配管からの低温液化ガスを前記各気化管パネルに分配するパネル間分配管と、前記気化管ブロックに含まれる各気化管パネルと前記ブロック間集合管とに接続され、当該気化管パネルにおいて気化された低温液化ガスを集めて前記ブロック間集合管に送出するパネル間集合管と、を有し、各気化管パネルは、特定の垂直面上に互いに平行な姿勢で並ぶ複数の気化管と、当該気化管パネルに含まれる各気化管と前記パネル間分配管とに接続され、前記パネル間分配管からの低温液化ガスを前記各気化管に分配する気化管間分配管と、前記気化管パネルに含まれる各気化管と前記パネル間集合管とに接続され、当該気化管において気化された低温液化ガスを集めて前記パネル間集合管に送出する気化管間集合管と、を有し、前記脈動抑止部材は、気化管ブロック同士を連通する部位、気化管パネル同士を連通する部位、及び気化管同士を連通する部位のうちの少なくとも１つの部位に、この脈動抑止部材を挟んでその上流側の領域と下流側の領域とに分割するように配置され、且つ、前記上流側の領域と前記下流側の領域とを連通する複数の穴をそれぞれ囲む内周面を有してこれらの内周面と前記低温液化ガスとの摩擦により圧力脈動を抑止するものを提供する。尚、本発明において、ブロック間分配管は、供給源から低温液化ガスが供給される配管における気化管ブロック同士を連通する部位であり、例えば、低温液化ガスが主管から分岐して各気化管ブロックへ供給される場合には、主管から分岐した位置から各気化管ブロックに到達するまでの部位であり、主管から各気化管ブロックへ直接低温液化ガスが供給される場合には、主管から分岐して各気化管ブロックに接続される接続管と、この接続管同士を連通する主管の部位とにより構成される。また、ブロック間集合管は、各気化管ブロックにおいて気化された低温液化ガスを消費地等に送出する配管における気化管ブロック同士を連通する部位であり、例えば、各気化管ブロックからの気化された低温液化ガスが集められて主管へ送出される場合には、主管から分岐した位置から各気化管ブロックに到達するまでの部位であり、各気化管ブロックから主管へ直接低温液化ガスが送出される場合には、各気化管ブロックから主管に接続される接続管と、この接続管同士を連通する主管の部位とにより構成される。

本発明では、脈動抑止部材によって気化管ブロック同士の圧力脈動の伝搬、気化管パネル同士の圧力脈動の伝搬、及び気化管同士の圧力脈動うちの少なくとも１つの圧力脈動の伝搬を有効に抑止することによってその圧力脈動の振幅が増大するのを抑え、これにより、低温液化ガスの気化に起因して発生する振動を有効に抑止することができる。詳しくは、次のとおりである。気化管ブロック単位の圧力脈動は気化管パネル単位の圧力脈動に起因して生じ、この気化管パネル単位の圧力脈動は気化管単位の圧力脈動に起因して生じる。そのため、気化管単位の圧力脈動の振幅が相互作用して（流体的な連成振動が生じて）その振幅が増大すると、これに起因する気化管パネル単位の圧力脈動の振幅も増大する。同様に、気化管パネル単位の圧力脈動が相互作用してその振幅が増大すると、これに起因する気化管ブロック単位の圧力脈動の振幅も増大する。そこで、気化管同士の圧力脈動の伝搬、気化管パネル同士の圧力脈動の伝搬、気化管ブロック同士の脈動の伝搬のうちの少なくとも１つを抑止して気化管単位の振幅の増大、パネル単位の振幅の増大又はブロック単位の振幅の増大のうちの少なくとも１つを抑制することにより、当該装置の振動に影響の大きなブロック単位の脈動の振幅の増大を抑え、これにより、ブロック単位の脈動を加振力とする気化装置全体の大きな振動を抑止することができる。

しかも、当該脈動抑止部材は、当該部材を挟んで上流側の領域と下流側の領域とを連通する複数の穴をそれぞれ囲む内周面を有し、当該穴を通じての低温液化ガスの流通を許容しながら、当該脈動抑止部材を挟んでその上流側の領域と下流側の領域とに分割することで、圧力脈動の伝搬を好適に抑止することができる。具体的に、圧力脈動は、脈動抑止部材の穴を流体が通過するときの当該脈動抑止部材の上流側と下流側との圧力差による減衰効果と、穴を通過するときの流体と穴を囲む内周面との摩擦による減衰効果とにより、伝搬するのを抑止される。そのため、複数の穴をそれぞれ囲む内周面を有する脈動抑止部材は、１つの穴を囲む内周面を有するものと比べ、開口率が同じであれば、内周面の総計が大きいので摩擦が大きくなり、これにより、減衰効果が大きく圧力脈動の伝搬をより効果的に抑止でき、圧力脈動の減衰効果が同じであれば、開口率が大きくなるため圧損を低減することができる。

また、脈動抑止部材を設けることによって低温液化ガスが配管内を流れることに起因する振動を抑止しているため、装置全体の剛性を高めて前記振動を抑止する場合のように当該装置における熱応力の上昇も生じない。

本発明に係る低温液化ガスの気化装置においては、前記気化管間分配管は、前記特定の垂直面上の複数の気化管の配置方向に延び、前記脈動抑止部材は、前記気化管間分配管の内周面との間に所定の空間が形成されるように当該気化管間分配管の内部において当該分配管に沿って延びる管状部材であり、その内部に前記低温液化ガスが供給されるように前記パネル間分配管に接続され、当該管状部材の軸方向において、その管壁の各気化管と対応する位置にそれぞれ３つ以上の前記穴を囲む内周面を有すること、が好ましい。

かかる構成によれば、気化管パネル同士の圧力脈動の伝搬を好適に抑止すると共に、気化管間分配管に接続される各気化管に対して略均一の流量で低温液化ガスを供給することができる。

具体的に、低温液化ガスが管状部材（脈動抑止部材）の管壁の穴を通じて管状部材の内部から外部に流れ出るときの圧損及び低温液化ガスと穴を囲む内周面との摩擦が圧力脈動を減衰させ、これにより、気化管パネル同士の圧力脈動の伝搬が好適に抑止される。

また、パネル間分配管から管状部材を通じて気化管間分配管に低温液化ガスが供給されるときに、管状部材が気化管間分配管内部の軸方向において各気化管が接続されている部位と対応する位置に低温液化ガスをそれぞれ供給することにより、各気化管に供給される低温液化ガスの流量を略均一にすることができる。

具体的に、前記管壁の穴としては、前記管状部材の軸方向における各気化管と対応する位置において、当該管状部材の周方向に並ぶ３つ以上の箇所にそれぞれ配置されるものでもよく、また、前記管壁の穴としては、前記管状部材の軸方向における各気化管と対応する位置において、当該管状部材の周方向に並ぶ複数の列に配置され、且つ、各列において軸方向に並ぶ複数の位置に配置されるものでもよい。これらの前記管壁に設けられた各穴は、前記気化管と前記気化管間分配管との接続部に対して前記管壁における当該管状部材の中心よりも遠い側の部位に設けられることが好ましい。

このように、管状部材（脈動抑止部材）の周方向における気化管と気化管間分配管との接続部から遠い側に各穴が設けることによって、これらの穴から流れ出た低温液化ガスが気化管間分配管と管状部材との間を気化管に向って流れる、これにより、管状部材の複数の穴から流れ出て直ぐに気化管内に低温液化ガスが流入する場合に比べて、流れが均一となる。

また、前記脈動抑止部材は、前記低温液化ガスの流れ方向に貫通する複数の穴を残して当該低温液化ガスの流路を横断する形状を有し、各穴を囲む内周面と前記低温液化ガスとの摩擦により圧力脈動を抑止するものでもよい。

このような簡素な構造、例えば、多孔板や網目部材等のように流路方向に貫通する複数の穴を残して当該流路を横断するように分割する形状の部材によっても、当該部材を通過する流体の圧力脈動を穴の上流側と下流側との圧力差と、穴を囲む内周面との摩擦と、により効果的に低減することができる。

以上より、本発明によれば、熱応力の上昇を伴うことなく、低温液化ガスの気化に起因して各気化管に発生する振動の伝搬を有効に抑止することが可能な低温液化ガスの気化装置を提供することができる。

第１実施形態に係る気化装置の配管の状態を示す模式図（正面図）である。 前記気化装置の配管の状態を示す模式図（側面図）である。 前記気化装置の脈動抑止管の穴を説明するための図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ端面図である。 他実施形態に係る脈動抑止管を説明するための図である。 前記気化装置の海水供給部を説明するための図であって、図６（Ａ）は側面図であり、図６（Ｂ）は正面図である。 図７（Ａ）は第２実施形態に係る気化装置の概略構成図であり、図７（Ｂ）は他実施形態に係る気化装置の概略構成図である。 図８（Ａ）は図７のＶＩＩＩ部の拡大断面図であり、図８（Ｂ）は前記気化装置の脈動抑止板の正面図であり、図８（Ｃ）は他実施形態に係る脈動抑止板の正面図である。 他実施形態に係る脈動抑止管を説明するための図である。 従来の気化装置の概略構成を示す斜視図である。 分配管及び集合管を説明するための図である。

以下、本発明の第１実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

本実施形態に係る低温液化ガスの気化装置（以下、単に「気化装置」とも称する。）は、供給された低温液化ガスを外部の海水と熱交換させることにより、当該ガスを気化させるいわゆるオープンラック型の気化装置（ＯＲＶ）である。本実施形態では、低温液化ガスとして液化天然ガス（ＬＮＧ）が用いられる。

具体的に、気化装置は、図１乃至図４、及び図６に示されるように、複数（本実施形態では２個）の気化管ブロック１１と、流体の圧力脈動を抑止するための脈動抑止管（脈動抑止部材）５０と、各気化管ブロック１１へＬＮＧを分配する分配管（ブロック間分配管）１２と、各気化管ブロック１１において気化されたＬＮＧである天然ガス（ＮＧ）を集める集合管（ブロック間集合管）１４と、各気化管パネル１６の表面を伝って流れ落ちるように海水を供給する海水供給部３０と、を備える。

各気化管ブロック１１は、複数（本実施形態では５枚）の気化管パネル１６と、分配管１２からのＬＮＧを各気化管パネル１６へ分配する供給側マニホールド（パネル間分配管）１７と、各気化管パネル１６において気化されたＬＮＧ（即ち、ＮＧ）を集めて集合管１４に送出する送出側マニホールド１９と、をそれぞれ有する。尚、１つの気化管ブロック１１に含まれる気化管パネル１６の数は５枚に限定されず、他の枚数であってもよい。

各気化管パネル１６は、特定の垂直面上に互いに平行な姿勢で並べられた複数（本実施形態では９０本）の気化管（伝熱管）２１と、供給側マニホールド１７からのＬＮＧを各気化管２１に分配する供給側ヘッダー２２と、各気化管２１において気化されたＬＮＧを集めて送出側マニホールド１９に送出する送出側ヘッダー２４と、をそれぞれ有する。尚、１枚の気化管パネル１６に含まれる気化管の数は９０本に限定されず、他の本数であってもよい。

各気化管２１は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の熱伝導率の高い金属材料により形成された上下方向に延びる管である。

供給側ヘッダー２２は、気化管２１が並ぶ前記特定の垂直面に沿って水平方向に延びる管である。この供給側ヘッダー２２は、共通の気化管パネル１６に含まれる各気化管２１の下端部と接続される。また、供給側ヘッダー２２は、その内部に配置された脈動抑止管５０を介して供給側マニホールド１７からＬＮＧが供給されるように供給側マニホールド１７と接続される。

脈動抑止管５０は、ＬＮＧの圧力脈動の伝搬を抑止する部材である。本実施形態では、脈動抑止管５０は、気化管パネル１６同士の圧力脈動の伝搬を抑止するために、気化管パネル１６同士を連通する部位に設けられてこの脈動抑止管５０を挟んでその上流側の領域と下流側の領域とに分割するように配置される。この脈動抑止管５０は、前記上流側の領域と前記下流側の領域とを連通する複数の穴５１をそれぞれ囲む内周面５２を有し、この穴の内周面５２と穴５１を通過するＬＮＧとの摩擦により圧力脈動を抑止する。

具体的に、脈動抑止管５０は、当該ヘッダー２２に沿って延びる管状部材であり、供給側ヘッダー２２と同軸となるようにその内部に配置される。この脈動抑止管５０は、その外径が供給側ヘッダー２２の内径よりも小さく、これにより、供給側ヘッダー２２の内部に配置されたときに当該脈動抑止管５０の外周面と供給側ヘッダー２２の内周面との間に所定の空間が形成される。そして、脈動抑止管５０は、その内部にＬＮＧが供給されるように供給側マニホールド１７に接続され、その軸方向において、管壁（周壁）の各気化管２１と対応する位置にそれぞれ３つ以上の穴５１（本実施形態では４つの穴）を有する。

これらの穴５１は、軸方向における各気化管２１と対応する位置（本実施形態では、各気化管２１の下方側の位置）において、脈動抑止管５０の周方向に並んでいる（図２乃至図４参照）。詳しくは、これらの穴５１は、気化管２１の下端部と供給側ヘッダー２２との接続部に対して管壁における当該脈動抑止管５０の中心（管軸）よりも遠い側の部位に周方向に等間隔で並ぶ。より詳しくは、図４に示されるように、脈動抑止管５０の中心を通る水平線よりも下側の部位に各穴５１の開口中心が位置するよう周方向に等間隔で並ぶ。従って、管軸方向から見ると、各穴５１は、気化管２１の中心軸を挟んで左右対称の位置に配置される（図４参照）。各気化管２１に対応する位置において、３つ以上の穴５１が前記のように配置されることにより、これら複数の穴５１から流れ出たＬＮＧが供給側ヘッダー２２と脈動抑止管５０との間を気化管２１に向って流れ、これにより、３つ以上の穴５１から流れ出て直ぐに気化管２１内にＬＮＧが流入する場合に比べて、流れが均一となる。そのため、各気化管２１における気化効率の低下が抑制される。尚、各気化管２１と対応する位置において脈動抑止管５０の周方向に並ぶ複数の穴は、本実施形態のように４つに限定されず、例えば、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すように、３つや４つ、６つ等、３つ以上であればよい。

脈動抑止管５０における圧力脈動の減衰効果は、穴５１の前後における圧力差と、穴５１の内周面５２との摩擦力とにより規定される。そこで、例えば、本実施形態の脈動抑止管５０では、前記の穴５１の前後における圧力差を得るために、脈動抑止管５０の内周面の面積に対する穴５１の開口率が０．４％となるように設定されている。この開口率は、気化装置１０における操業条件や気化効率等によって規定される。さらに、本実施形態の脈動抑止管５０では、各気化管２１と対応する位置に３つ以上の穴５１を設けることによって穴５１の内周面５２の総計を増やすことにより、圧力脈動の減衰効果のさらなる向上を図っている。即ち、本実施形態の脈動抑止管５０では、当該脈動抑止管５０における開口率（開口面積の総計）を気化装置１０の操業条件や気化効率等から規定される所定の値とし、この値を変えずに穴５１の数を増やして穴５１の内周面５２の総計を増加させることにより、穴５１の前後で生じる圧力差によって得られる圧力脈動の減衰効果に加え、複数の穴５１の内周面５２と流体との摩擦力による圧力脈動の減衰効果も得ることができる。

脈動抑止管５０において、各気化管２１に対応する位置において設けられた穴５１の開口面積の総計が同じであれば、穴５１の数が多い程、圧力脈動の減衰効果が高く圧力脈動の伝搬をより効果的に抑止できる。そのため、図５（Ａ）に示す脈動抑止管５０Ａよりも図５（Ｂ）に示す脈動抑止管５０Ｂの方が圧力脈動の伝搬をより効果的に抑止し、また、図５（Ｂ）に示す脈動抑止管５０Ｂよりも図５（Ｃ）に示す脈動抑止管５０Ｃの方が圧力脈動の伝搬をさらに効果的に抑止することができる。尚、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示す脈動抑止管５０Ａ〜５０Ｃにおいては、開口面積の総計を同じにするため、穴５１の数が多いほど各穴５１の直径を小さくしている。

送出側ヘッダー２４は、供給側ヘッダー２２と平行に延びる管である。この送出側ヘッダー２４は、共通の気化管パネル１６に含まれる各気化管２１の上端部と、送出側マニホールド１９と、に接続される。

以上のように構成される複数の気化管パネル１６は、互いに平行な姿勢でパネル面（気化管２１が並ぶ前記特定の垂直面）と直交する方向（図１において左右方向）に配置されている。

供給側マニホールド１７は、供給側ヘッダー２２と交差する方向（本実施形態では、略直交する方向：図２における紙面と直交する方向）に延びる管であり、共通の気化管ブロック１１に含まれる各供給側ヘッダー２２と、分配管１２と、に接続される。

送出側マニホールド１９は、送出側ヘッダー２４と交差する方向（本実施形態では、略直交する方向：図２において紙面と直交する方向）に延びる管であり、共通の気化管ブロック１１に含まれる各送出側ヘッダー２４と、集合管１４と、に接続される。

分配管１２は、供給側マニホールド１７と略平行に延びる管であり、各供給側マニホールド１７に接続される。また、分配管１２には、外部から当該気化装置１０にＬＮＧを供給するための配管Ｐ１を接続する供給側接続部１２ａが設けられている。

尚、分配管１２は、供給ポンプ等の供給源からＬＮＧが供給される配管における気化管ブロック１１同士を連通する部位であり、本実施形態では、配管Ｐ１から供給されたＬＮＧを各供給側マニホールド１７に分配するための管によって構成されているが、これに限定されず、配管Ｐ１から分岐して各供給側マニホールド１７に接続される接続管と、この接続管同士を連通する配管Ｐ１の部位により構成されてもよい。即ち、配管Ｐ１から供給側マニホールド１７に直接ＬＮＧが分配（供給）されるように構成されてもよい。

集合管１４は、送出側マニホールド１９と略平行に延びる管であり、各送出側マニホールド１９に接続される。また、集合管１４には、消費地等の外部へＮＧを送出するための配管Ｐ２を接続する送出側接続部１４ａが設けられている。尚、集合管１４は、ブロック間集合管は、各気化管ブロック１１において気化されたＬＮＧを消費地等に送出する配管における気化管ブロック１１同士を連通する部位であり、本実施形態では、各送出側マニホールド１９からのＮＧを集めて配管Ｐ２に送出する管によって構成されているが、これに限定されず、配管Ｐ２から分岐して各送出側マニホールド１９に接続される接続管と、この接続管同士を連通する配管Ｐ２の部位とにより構成されてもよい。即ち、各送出側マニホールド１９から配管Ｐ２に直接ＮＧが送出されるように構成されてもよい。

海水供給部３０は、各気化管パネル１６の上端部近傍に配置されるトラフ３１と、各トラフ３１に海水を供給する海水ヘッダー３２と、各海水ヘッダー３２に海水を分配する海水マニホールド３３と、を備える（図６（Ａ）及び図６（Ｂ）参照）。トラフ３１は、気化管パネル１６（詳しくは、当該パネル１６を構成する各気化管２１）の表面に沿って海水が流れ落ちるように各気化管パネル１６の上端部に海水を供給する。このトラフ３１から供給されて気化管パネル１６の表面を流れ落ちる海水と、各気化管２１内を流れるＬＮＧとが、気化管２１の管壁を介して熱交換することにより、ＬＮＧが気化してＮＧとなる。

このように構成される気化装置１０は、以下のようにしてＬＮＧを気化する。

トラフ３１から各気化管パネル１６の表面に海水が供給されると共に、供給側接続部１２ａに接続された配管Ｐ１を通じて供給ポンプ等からＬＮＧが分配管１２に供給される。分配管１２は、供給ポンプ等によって供給されたＬＮＧを当該分配管１２に接続された各供給側マニホールド１７に分配し、各供給側マニホールド１７は、分配管１２からのＬＮＧを当該供給側マニホールド１７に接続された各供給側ヘッダー２２に分配する。各供給側ヘッダー２２は、供給されたＬＮＧを当該供給側ヘッダー２２に接続された各気化管２１に分配する。各気化管２１では、供給側ヘッダー２２から供給されたＬＮＧがその内部を下端から上端に向けて流れる。このとき、気化管２１の内部を流れるＬＮＧは、気化管２１の表面を流れ落ちる海水と管壁を介して熱交換する。この熱交換により、ＬＮＧが気化してＮＧとなる。

このように、各気化管２１内において気化されたＬＮＧ、即ち、ＮＧは、送出側ヘッダー２４によって集められ、送出側マニホールド１９に送出される。送出側マニホールド１９に送られたＮＧは、集合管１４を経て、送出側接続部１４ａに接続された配管Ｐ２を通じて消費地等に送出される。

本実施形態の気化装置１０では、各気化管２１の内部が７０〜８０バールの高圧状態でＬＮＧの気化が行われる場合がある。このような高圧状態では、この気化装置１０内を流れるＬＮＧの流量が少ないとＬＮＧが気化する過程において熱流体的な不安定現象が生じ、これにより、各気化管２１において圧力脈動が生じる場合がある。各気化管２１において生じた圧力脈動は、相互作用しつつＬＮＧ（又はＮＧ）を伝搬して気化管ブロック１１全体へと拡がり、気化管パネル１６単位や気化管ブロック１１単位の圧力脈動となる。

通常の気化装置では、この圧力脈動が気化管ブロック全体に拡がるときに、例えば、供給側ヘッダーや送出側ヘッダーを介して気化管同士で圧力脈動が伝搬されると、圧力脈動が相互作用して（即ち、流体的な連成振動が生じて）その振幅が増大するおそれがある。各気化管においてその圧力脈動の振幅が増大すると、これに起因する気化管パネル単位の圧力脈動の振幅も増大する。同様に、気化管パネル単位の圧力脈動が相互作用してその振幅が増大すると、これに起因する気化管ブロック単位の圧力脈動も増大する。その結果、気化装置やこれに接続された配管系にこの振幅が増大された圧力脈動を加振力とする振動が生じる。

これに対し、本実施形態に係る気化装置１０では、脈動抑止管５０が、各気化管２１に対応する位置において、管壁を挟んで上流側の領域と下流側の領域とを連通する３つ以上の穴５１を囲む内周面５２を有し、当該穴５１を通じてのＬＮＧの流通を許容しながら、当該脈動抑止管５０を挟んでその上流側の領域と下流側の領域とに分割することで、圧力脈動の伝搬を効果的に抑止することができる。詳しくは、以下のとおりである。

圧力脈動は、脈動抑止管５０の穴５１を流体が通過するときの当該脈動抑止管５０の上流側の領域（脈動抑止管５０の内部）と下流側の領域（脈動抑止管５０の外部）との圧力差による減衰効果と、穴５１を通過するときの流体と穴５１を囲む内周面５２との摩擦による減衰効果とにより、伝搬するのを抑止される。そのため、脈動抑止管５０では、当該脈動抑止管５０における開口率（開口面積の総和）を気化装置１０の操業条件や気化効率等から規定される所定の値とすることにより、圧力差に基づく圧力脈動の減衰効果が得られると共に、各気化管２１と対応する位置においてそれぞれ３つ以上の穴５１が設けられることにより、これらの穴５１の内周面５２とＬＮＧとの摩擦による圧力脈動の減衰効果も得られる。そのため、本実施形態の脈動抑止管５０によれば、各気化管２１と対応する位置において、それぞれ３つ以上の穴５１を囲む内周面５２を有することにより、当該位置において１つの穴を囲む内周面を有するものや２つの穴を囲む内周面を有するものと比べ、開口面積の総計が同じであれば、内周面５２の面積の総計が大きいので穴５１を通過するＬＮＧとの摩擦が大きくなり、圧力脈動の伝搬を効果的に抑止できる。その結果、ＬＮＧの気化に起因して発生する装置１０全体の大きな振動を有効に抑止することができる。

また、脈動抑止管５０が管形状を有し、且つ、各気化管２１と対応する位置に３つ以上の穴がそれぞれ設けられていることにより、供給側ヘッダー２２に接続される各気化管２１に対して略均一の流量でＬＮＧを供給することができる。即ち、供給側マニホールド１７から脈動抑止管５０を通じて長尺の供給側ヘッダー２２にＬＮＧが供給されるときに、脈動抑止管５０が各穴５１を通じて供給側ヘッダー２２内部の軸方向における各気化管２１が接続されている部位と対応する位置にＬＮＧをそれぞれ供給することにより、各気化管２１に供給されるＬＮＧの流量を略均一にすることができる。

また、脈動抑止管５０を設けることによってＬＮＧが配管内を流れることに起因する振動を抑止しているため、装置１０全体の剛性を高めて前記振動を抑止する場合のように当該装置における熱応力の上昇も生じない。

次に、本発明の第２実施形態について図７（Ａ）乃至図８（Ｂ）を参照しつつ説明するが、上記第１実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に説明を省略し、異なる構成ついてのみ詳細に説明する。

気化装置１０Ａは、図７（Ａ）に示されるように、脈動抑止板（脈動抑止部材）６０を備える。この気化装置１０Ａは、第１の実施形態の気化装置１０と異なり、供給側ヘッダー２２の内部に配置される管状の脈動抑止管５０（図２参照）を具備しない。

脈動抑止板６０は、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）にも示されるように、分配管１２及び供給側マニホールド１７の内部に配置され、気化管ブロック１１同士の圧力脈動の伝搬及び気化管パネル１６同士の圧力脈動の伝搬を抑止する。この脈動抑止板６０は、分配管１２又は供給側マニホールド１７内においてＬＮＧの流れ方向に貫通する複数の穴６１を残して当該ＬＮＧの流路を横断する形状を有する。本実施形態では、脈動抑止板６０として、いわゆる多孔板が用いられる。この多孔板６０は、分配管１２や供給側マニホールド１７の内周面と同じ形状の輪郭形状を有する円板状の部材であり、その厚み方向に貫通する多数の穴６１を有する。本実施形態の脈動抑止板６０では、例えば、開口率が５０％となるように多数の穴６１が設けられている。この開口率は、気化装置１０Ａの操業条件や気化効率等により規定される。このように構成される脈動抑止板６０は、分配管１２や供給側マニホールド１７の内部に形成されるＬＮＧの流路を横断するように配置される（図８（Ａ）参照）。具体的に、脈動抑止板６０は、分配管１２において、気化管ブロック１１同士の圧力脈動の伝搬を抑止するために、供給側接続部１２ａと気化管ブロック１１との中間位置にそれぞれ設けられる（図７（Ａ）参照）。また、脈動抑止板６０は、供給側マニホールド１７において、気化管パネル１６同士の圧力脈動の伝搬を抑止するために、隣り合う供給側ヘッダー２２同士が連通する部位、即ち、供給側マニホールド１７における隣接する供給側ヘッダー２２との接続部間にそれぞれ設けられる。

脈動抑止板６０は、このような簡素な構造によっても、当該脈動抑止板６０を挟んで上流側の領域と下流側の領域とを連通する複数の穴６１をそれぞれ囲む内周面６２を有し、当該穴６１を通じてのＬＮＧの流通を許容しながら、当該脈動抑止板６０を挟んでその上流側の領域と下流側の領域とに分割することで、圧力脈動の伝搬を効果的に抑止することができる。即ち、脈動抑止板６０は、穴６１の上流側の領域と下流側の領域との圧力差と、各穴６１を通過するＬＮＧとこれらの穴６１を囲む内周面６２との摩擦と、により当該部材６０を通過するＬＮＧの圧力脈動を効果的に低減することができる。これにより、当該気化装置１０Ａにおいては、気化管パネル１６同士の圧力脈動の伝搬と気化管ブロック１１同士の圧力脈動の伝搬とが有効に抑止される。このように、多孔板といった簡素な構成の脈動抑止板６０を分配管１２内と供給側マニホールド１７内に設けるだけで、気化管パネル１６単位の圧力脈動の振幅の増大と、気化管ブロック１１単位の振幅の増大とが効果的に抑えられ、これにより、ＬＮＧの気化に起因して発生する装置１０全体の大きな振動を効果的に抑止することができる。

尚、本実施形態の脈動抑止板６０も、第１実施形態の脈動抑止管５０と同様に、当該脈動抑止板６０における開口率（開口面積の総計）を気化装置１０Ａの操業条件や気化効率等から規定される所定の値とし、この値を変えずに穴６１の数を増やして穴６１の内周面６２の総計を増加させることにより、穴６１（脈動抑止板６０）の前後で生じる圧力差によって得られる圧力脈動の減衰効果に加え、複数の穴５１の内周面５２と流体との摩擦力による圧力脈動の減衰効果も得ることができる。そのため、当該脈動抑止板６０は、１つの穴を囲む内周面を有するものと比べ、開口面積の総計が同じであれば、内周面６２の面積の総計が大きいので当該部材６０を通過するＬＮＧとの摩擦が大きくなり、その結果、減衰効果が大きく圧力脈動の伝搬をより効果的に抑止することができる。従って、開口面積の総計が同じであれば、例えば、図８（Ｂ）に示す脈動抑止板６０の圧力脈動の低減率よりも、穴６１の数の多い、即ち、穴６１を囲む内周面６２の面積の総計の大きな図８（Ｃ）に示す脈動抑止板６０Ａの圧力脈動の低減率の方が大きい。

また、本実施形態においても、脈動抑止板６０を設けることによってＬＮＧが配管内を流れることに起因する振動を抑止しているため、装置１０全体の剛性を高めて前記振動を抑止する場合のように当該装置における熱応力の上昇も生じない。

尚、本発明の気化装置は、上記第１実施形態及び第２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種々変更を加え得ることは勿論である。

脈動抑止管５０の各気化管２１と対応する位置における３つ以上の穴５１の具体的な配置は、限定されない。例えば、上記第１実施形態の脈動抑止管５０では、各気化管２１と対応する位置において、脈動抑止管５０の周方向に並ぶ３つ以上の箇所（第１実施形態では４つの箇所）に穴５１が設けられているが、これに限定されない。例えば、脈動抑止管の穴は、各気化管２１と対応する位置において、当該脈動抑止管の周方向に並ぶ複数の列（図９（Ａ）及び図９（Ｂ）においては２列）に配置され、且つ、各列において同方向に並ぶ複数の位置（図９（Ａ）においては３箇所、図９（Ｂ）においては２箇所）に配置されてもよい。

また、上記第１実施形態では、各気化管２１と対応する位置にそれぞれ設けられた３つ以上の穴５１は、気化管２１と供給側ヘッダー２２との接続部に対して管壁における脈動抑止管５０の中心よりも遠い側の部位（図４においては脈動抑止管５０の下半分）に配置されているがこの部位に限定されない。各穴５１は、周方向の全域に亘って配置されてもよい。

また、上記第２実施形態では、脈動抑止板６０は、分配管１２において供給側接続部１２ａと気化管ブロック１１との中間位置に配置されているが、この位置に限定されず、分配管１２における供給側マニホールド１７側の端部、即ち、分配管１２と供給側マニホールド１７との接続部に配置されてもよい。また、脈動抑止板６０は、分配管１２において、供給側接続部１２ａと両気化管ブロック１１との間にそれぞれ配置されているが、いずれか一方だけに配置されてもよい。即ち、脈動抑止板６０は、気化管ブロック１１同士が連通する部位に少なくとも１個配置されていれば、気化管ブロック１１同士の圧力脈動の伝搬を有効に抑止することができる。また、脈動抑止板６０は、集合管１４や送出側マニホールド１９に配置されてもよい。また、脈動抑止板６０は、供給側ヘッダー２２（又は送出側ヘッダー２４）の気化管２１同士が連通する部位に設けられてもよく、また、供給側ヘッダー２２（又は送出側ヘッダー２４）と気化管２１との接続部に配置されてもよい。

また、上記第２実施形態では、分配管１２は、配管Ｐ１から供給されるＬＮＧを各気化管ブロック１１の供給側マニホールド１７に分配するための管により構成されているが（図７（Ａ）参照）、これに限定されず、配管Ｐ１から分岐する接続管Ｃと、これら接続管Ｃ同士を連通する配管Ｐ１の部位とにより構成されてもよい（図７（Ｂ）参照）。この場合、脈動抑止板６０は、例えば、配管Ｐ１と接続管Ｃとの接続部にそれぞれ設けられる。

また、上記第２実施形態では、脈動抑止板６０の穴６１は、円形であるが、多角形等でもよい。また、脈動抑止板６０は、ＬＮＧ（又はＮＧ）の流れ方向に貫通する複数の穴６１が設けられていればよく、例えば金網等の網目部材であってもよい。

１０ 気化装置
１１ 気化管ブロック
１２ 分配管（ブロック間分配管）
１４ 集合管（ブロック間集合管）
１６ 気化管パネル
１７ 供給側マニホールド（パネル間分配管）
１９ 送出側マニホールド（パネル間集合管）
２１ 気化管
２２ 供給側ヘッダー（気化管間分配管）
２４ 送出側ヘッダー（気化管間集合管）
５０ 脈動抑止管（脈動抑止部材）
６０ 脈動抑止板（脈動抑止部材）
５１，６１ 穴
５２，６２ 内周面

Claims (6)

1. 低温液化ガスを気化するための装置であって、
   前記低温液化ガスを気化する複数の気化管ブロックと、
   各気化管ブロックに接続され、前記低温液化ガスを前記各気化管ブロックに分配するブロック間分配管と、
   前記各気化管ブロックに接続され、当該気化管ブロックにおいて気化された低温液化ガスを集めて送出するブロック間集合管と、
   前記低温液化ガスの圧力脈動の伝搬を抑止する脈動抑止部材と、を備え、
   各気化管ブロックは、互いに平行な姿勢で水平方向に並ぶ複数の気化管パネルと、当該気化管ブロックに含まれる各気化管パネルと前記ブロック間分配管とに接続され、前記ブロック間分配管からの低温液化ガスを前記各気化管パネルに分配するパネル間分配管と、前記気化管ブロックに含まれる各気化管パネルと前記ブロック間集合管とに接続され、当該気化管パネルにおいて気化された低温液化ガスを集めて前記ブロック間集合管に送出するパネル間集合管と、を有し、
   各気化管パネルは、特定の垂直面上に互いに平行な姿勢で並ぶ複数の気化管と、当該気化管パネルに含まれる各気化管と前記パネル間分配管とに接続され、前記パネル間分配管からの低温液化ガスを前記各気化管に分配する気化管間分配管と、前記気化管パネルに含まれる各気化管と前記パネル間集合管とに接続され、当該気化管において気化された低温液化ガスを集めて前記パネル間集合管に送出する気化管間集合管と、を有し、
   前記脈動抑止部材は、気化管ブロック同士を連通する部位、気化管パネル同士を連通する部位、及び気化管同士を連通する部位のうちの少なくとも１つの部位に、この脈動抑止部材を挟んでその上流側の領域と下流側の領域とに分割するように配置され、且つ、前記上流側の領域と前記下流側の領域とを連通する複数の穴をそれぞれ囲む内周面を有してこれらの内周面と前記低温液化ガスとの摩擦により圧力脈動を抑止する、低温液化ガスの気化装置。
2. 請求項１に記載の低温液化ガスの気化装置において、
   前記気化管間分配管は、前記特定の垂直面上の複数の気化管の配置方向に延び、
   前記脈動抑止部材は、前記気化管間分配管の内周面との間に所定の空間が形成されるように当該気化管間分配管の内部において当該分配管に沿って延びる管状部材であり、その内部に前記低温液化ガスが供給されるように前記パネル間分配管に接続され、当該管状部材の軸方向において、その管壁の各気化管と対応する位置にそれぞれ３つ以上の前記穴を囲む内周面を有する、低温液化ガスの気化装置。
3. 請求項２に記載の低温液化ガスの気化装置において、
   前記管壁の穴は、前記管状部材の軸方向における各気化管と対応する位置において、当該管状部材の周方向に並ぶ３つ以上の箇所にそれぞれ配置される、低温液化ガスの気化装置。
4. 請求項２に記載の低温液化ガスの気化装置において、
   前記管壁の穴は、前記管状部材の軸方向における各気化管と対応する位置において、当該管状部材の周方向に並ぶ複数の列に配置され、且つ、各列において軸方向に並ぶ複数の位置に配置される、低温液化ガスの気化装置。
5. 請求項２乃至４のいずれか１項に記載の低温液化ガスの気化装置において、
   前記管壁に設けられた各穴は、前記気化管と前記気化管間分配管との接続部に対して前記管壁における当該管状部材の中心よりも遠い側の部位に設けられる、低温液化ガスの気化装置。
6. 請求項１に記載の低温液化ガスの気化装置において、
   前記脈動抑止部材は、前記低温液化ガスの流れ方向に貫通する複数の穴を残して当該低温液化ガスの流路を横断する形状を有し、各穴を囲む内周面と前記低温液化ガスとの摩擦により圧力脈動を抑止する、低温液化ガスの気化装置。

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