JP2013210045A - 船舶、液化ガス蒸発装置およびその制御方法ならびにその改修方法 - Google Patents

船舶、液化ガス蒸発装置およびその制御方法ならびにその改修方法 Download PDF

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Abstract

【課題】流量範囲が広くても精度良く流量制御ないし温調制御できる液化ガス蒸発装置を備えた船舶を提供する。
【解決手段】主配管５から分岐してバイパスし、主配管５に再合流するように設けられ、主配管５よりも低流量とされたＬＮＧが流れる副配管１３と、主配管５と副配管１３とを切り換える切換弁１５と、副配管１３を流れるＬＮＧの流量を計測する液流量計１７と、副配管１３を流れるＬＮＧを減圧する減圧弁１９とを備え、切換弁１５によって主配管５が選択された場合には、ガス流量計８の計測値に基づいて流量調整弁６を制御し、かつ、切換弁１５によって副配管１３が選択された場合には、液流量計１７の計測値に基づいて流量調整弁６を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液化ガス貯蔵タンクを備えた船舶、液化ガス蒸発装置およびその制御方法ならびにその改修方法に関するものである。
例えば液化ガスであるＬＮＧ（液化天然ガス）を貯蔵するＬＮＧタンク（カーゴタンク）を備えたＬＮＧ船には、下記特許文献１に示すように、ＬＮＧタンク内のＬＮＧを導いて蒸発させるＬＮＧベーパライザが設けられている。そして、大型のＬＮＧベーパライザ（気化器）と、燃料ガス発生用の小型ＬＮＧベーパライザとを搭載したＬＮＧ船も良く知られている。
大型と小型のＬＮＧベーパライザをそれぞれ１台ずつ装備するのは、設置スペースが大きくなり初期投資が嵩むので、大型ＬＮＧベーパライザで小型ＬＮＧベーパライザを兼用することが好ましい。
特開２００６−１７７６１８号公報（図１参照）
しかし、大型ＬＮＧベーパライザは、主にＬＮＧタンクのガス置換用ガスを生成する際に用いられるので、燃料ガス発生用の小型ＬＮＧベーパライザに比べて所要ガス量が数倍大きい。したがって、大型ＬＮＧベーパライザで小型ＬＮＧベーパライザが要求する少量のガスを発生させるのは、以下に説明するように、制御性の観点から問題がある。
ＬＮＧベーパライザは、一般に、蒸気加熱式のシェルアンドチューブ式熱交換器を採用しており、チューブ側にＬＮＧを通し、シェル側は飽和蒸気雰囲気とされている。加熱されたＬＮＧは、過熱ガス状態で熱交換器を出て、この過熱ガス状態のガスに対して、熱交換器入口のＬＮＧの一部をバイパスさせて噴霧することで出口温度を調整している。
また、蒸発ガス量は、出口配管に設置したオリフィス流量計またはベンチュリー流量計で容積流量を計測し、質量流量に変換後、質量流量による設定値にあわせて制御する。熱交換器入口側のＬＮＧラインには流量調整弁が設けられ、温調用バイパス流路のＬＮＧラインには温度調整弁が設けられている。これら流量調整弁および温度調整弁は、定格流量にあわせて設計されサイズが決定されるので、極めて少量のＬＮＧを通過させる場合には、十分なＬＮＧ流量調整機能やガス温度調整機能が発揮できなくなる。また、低流量では流量計によるガス流量の検知も不正確となり、蒸発量の管理が大変難しい。
そこで、図５に参考例として示すように、大型ＬＮＧベーパライザで小型ＬＮＧベーパライザの流量範囲もカバーする構成が考えられる。同図に示されているように、ＬＮＧベーパライザ１０１の入口側のＬＮＧライン１０２には、高流量用の流量調整弁１０３と低流量用の流量調整弁１０４とが並列に設けられている。また、温調用の緩熱器１０５にＬＮＧを噴霧する温調用バイパスＬＮＧライン１０８には、高流量用の温度調整弁１０６と低流量の温度調整弁１０７とが並列に設けられている。このように、流量調整弁および温度調整弁を高流量用と低流量用に分けて構成すれば、広い流量範囲に対応することができる。
しかし、緩熱器１０５の出口側の流量計１０９によって流量計測するので、低流量における流量計測精度が悪いという問題が依然として残る。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、流量範囲が広くても精度良く流量制御ないし温調制御できる液化ガス蒸発装置を備えた船舶、液化ガス蒸発装置およびその制御方法ならびにその改修方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の船舶、液化ガス蒸発装置およびその制御方法ならびにその改修方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる船舶は、液化ガスを導く液化ガス主配管と、該液化ガス主配管から導かれた液化ガスを蒸発させる蒸発器と、該蒸発器にて気化されたガスを導くガス出口配管と、該ガス出口配管に設けられたガス流量計と、前記液化ガス主配管に設けられ、前記蒸発器へ導く液化ガス流量を調整する流量調整弁と、該流量調整弁を制御する制御部と、前記液化ガス主配管から分岐してバイパスし、該液化ガス主配管に再合流するように設けられ、該液化ガス主配管よりも低流量とされた液化ガスが流れる液化ガス副配管と、前記液化ガス主配管と前記液化ガス副配管とを切り換える切換弁と、前記液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を計測する液流量計と、前記液化ガス副配管を流れる液化ガスを減圧する減圧手段とを有する液化ガス蒸発装置を備え、前記制御部は、前記切換弁によって前記液化ガス主配管が選択された場合には、前記ガス流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御し、かつ、前記切換弁によって前記液化ガス副配管が選択された場合には、前記液流量計の計測値に基づいて制御する前記流量調整弁を有し、前記液化ガス蒸発装置から液化燃料ガスが供給される主機を備えていることを特徴とする。
液化ガスは、切換弁によって液化ガス主配管が選択されると高流量が流れ、液化ガス副配管が選択されると低流量が流れるようになっている。液化ガス主配管が選択されて高流量の液化ガスが流れる場合は、蒸発器の下流側のガス出口配管に設けられたガス流量計の計測値に基づいて、流量調整弁を制御する。これにより、所望流量のガスを精度良く供給することができる。
一方、液化ガス副配管が選択されて低流量の液化ガスが流れる場合は、液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を計測する液流量計の計測値に基づいて、流量調整弁を制御する。すなわち、低流量の場合には、ガス流量計の計測値を用いないこととした。これは、ガス流量計は高流量が流れる際に用いられるので低流量における測定精度を保証することができないからである。そこで、液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を液流量計で精度良く測ることとした。さらに、低流量の場合には、減圧手段によって液化ガス副配管を流れる液化ガスを減圧することとしたので、減圧しない場合に比べて流量調整弁の開度範囲を大きくすることができる。これにより、高流量の場合でも、低流量の場合でも、精度良く流量計測できるとともに、制御性の良い開度範囲にて流量調整弁を制御することができる。
また、本発明の液化ガス蒸発装置は、液化ガスを導く液化ガス主配管と、該液化ガス主配管から導かれた液化ガスを蒸発させる蒸発器と、該蒸発器にて気化されたガスを導くガス出口配管と、該ガス出口配管に設けられたガス流量計と、前記液化ガス主配管に設けられ、前記蒸発器へ導く液化ガス流量を調整する流量調整弁と、該流量調整弁を制御する制御部と、前記液化ガス主配管から分岐してバイパスし、該液化ガス主配管に再合流するように設けられ、該液化ガス主配管よりも低流量とされた液化ガスが流れる液化ガス副配管と、前記液化ガス主配管と前記液化ガス副配管とを切り換える切換弁と、前記液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を計測する液流量計と、前記液化ガス副配管を流れる液化ガスを減圧する減圧手段とを備え、前記制御部は、前記切換弁によって前記液化ガス主配管が選択された場合には、前記ガス流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御し、かつ、前記切換弁によって前記液化ガス副配管が選択された場合には、前記液流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御することを特徴とする。
液化ガスは、切換弁によって液化ガス主配管が選択されると高流量が流れ、液化ガス副配管が選択されると低流量が流れるようになっている。液化ガス主配管が選択されて高流量の液化ガスが流れる場合は、蒸発器の下流側のガス出口配管に設けられたガス流量計の計測値に基づいて、流量調整弁を制御する。これにより、所望流量のガスを精度良く供給することができる。
一方、液化ガス副配管が選択されて低流量の液化ガスが流れる場合は、液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を計測する液流量計の計測値に基づいて、流量調整弁を制御する。すなわち、低流量の場合には、ガス流量計の計測値を用いないこととした。これは、ガス流量計は高流量が流れる際に用いられるので低流量における測定精度を保証することができないからである。そこで、液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を液流量計で精度良く測ることとした。さらに、低流量の場合には、減圧手段によって液化ガス副配管を流れる液化ガスを減圧することとしたので、減圧しない場合に比べて流量調整弁の開度範囲を大きくすることができる。これにより、高流量の場合でも、低流量の場合でも、精度良く流量計測できるとともに、制御性の良い開度範囲にて流量調整弁を制御することができる。
さらに、本発明の液化ガス蒸発装置は、前記ガス出口配管に設けられ、液化ガスを散布することによってガス温度を調整する温度調整器と、前記液化ガス副配管の下流側位置における前記液化ガス主配管から液化ガスの一部を導いて前記温度調整器に液化ガスを散布する温調用配管と、該温調用配管に設けられた温調弁と、前記温度調整器から導かれたガスの温度を計測する温度センサとを備え、前記制御部は、前記温度センサの計測値に基づいて、前記温調弁を制御することを特徴とする。
温調弁についても、上述した流量調整弁と同様に、低流量の場合には減圧手段によって減圧された液化ガスが導かれるので、高流量の場合でも、低流量の場合でも、制御性の良い開度範囲にて温調弁を制御することができる。
さらに、本発明の液化ガス蒸発装置は、前記液化ガス副配管の下流側位置でかつ前記流量調整弁の上流側位置における前記液化ガス主配管には、気液分離器が設けられていることを特徴とする。
液化ガス副配管の減圧手段を通過して減圧された液化ガスがフラッシュガスを含んだ気液二相流となるおそれがある。液化ガスが気液二相流となると、気相部分が流量調整弁における液相の流れを阻害してしまう。そこで、本発明では、流量調整弁の上流側に気液分離器を設けることで、液相のみを流量調整弁へ導くこととした。
さらに、本発明の液化ガス蒸発装置は、前記気液分離器にて分離されたガスを前記ガス出口配管へ導くガス抜き配管と、該ガス抜き配管に設けられたガス流量調整弁とを備え、前記制御部は、前記温度センサの計測値に基づいて、前記ガス流量調整弁を制御することを特徴とする。
気液分離器にて分離されたガスをガス流量調整弁によって流量調整した後にガス出口配管へ導くこととした。これにより、ガス出口配管を流れるガス温度の調整を行うことができる。
また、本発明の液化ガス蒸発装置の制御方法は、液化ガスを導く液化ガス主配管と、該液化ガス主配管から導かれた液化ガスを蒸発させる蒸発器と、該蒸発器にて気化されたガスを導くガス出口配管と、該ガス出口配管に設けられたガス流量計と、前記液化ガス主配管に設けられ、前記蒸発器へ導く液化ガス流量を調整する流量調整弁と、該流量調整弁を制御する制御部と、前記液化ガス主配管から分岐してバイパスし、該液化ガス主配管に再合流するように設けられ、該液化ガス主配管よりも低流量とされた液化ガスが流れる液化ガス副配管と、前記液化ガス主配管と前記液化ガス副配管とを切り換える切換弁と、前記液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を計測する液流量計と、前記液化ガス副配管を流れる液化ガスを減圧する減圧手段とを備えた液化ガス蒸発装置の制御方法であって、前記制御部により、前記切換弁によって前記液化ガス主配管が選択された場合には、前記ガス流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御し、かつ、前記切換弁によって前記液化ガス副配管が選択された場合には、前記液流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御することを特徴とする。
また、液化ガス蒸発装置の改修方法は、液化ガスを導く液化ガス主配管と、該液化ガス主配管から導かれた液化ガスを蒸発させる蒸発器と、該蒸発器にて気化されたガスを導くガス出口配管と、該ガス出口配管に設けられたガス流量計と、前記液化ガス主配管に設けられ、前記蒸発器へ導く液化ガス流量を調整する流量調整弁と、該流量調整弁を制御する制御部とを備えた液化ガス蒸発装置の改修方法であって、前記液化ガス主配管から分岐してバイパスし、該液化ガス主配管に再合流するように設けられ、該液化ガス主配管よりも低流量とされた液化ガスが流れる液化ガス副配管と、前記液化ガス主配管と前記液化ガス副配管とを切り換える切換弁と、前記液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を計測する液流量計と、前記液化ガス副配管を流れる液化ガスを減圧する減圧手段とを設置するとともに、前記切換弁によって前記液化ガス主配管が選択された場合には、前記ガス流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御し、かつ、前記切換弁によって前記液化ガス副配管が選択された場合には、前記液流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御するように前記制御部の制御方法を変更することを特徴とする。
液化ガス副配管、液流量計及び減圧手段を追設し、制御部の制御方法を変更するだけで、高流量用の液化ガス蒸発装置を低流量にも対応させることができ、極めて簡便な工事にて実現することができる。
液化ガス副配管が選択されて低流量の液化ガスが流れる場合には、液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を計測する液流量計の計測値に基づいて流量調整弁を制御することとし、ガス流量計よりも精度が良い液流量計の計測値に基づいて制御することとしたので、高精度にて流量を調整することができる。
また、低流量の場合には、減圧手段によって液化ガス副配管を流れる液化ガスを減圧することとしたので、減圧しない場合に比べて流量調整弁の開度範囲を大きくすることができる。これにより、高流量の場合でも、低流量の場合でも、制御性の良い開度範囲にて流量調整弁を制御することができる。
本発明の第１実施形態にかかる液化ガス蒸発装置を示した概略構成図である。 本発明の第２実施形態にかかる液化ガス蒸発装置を示した概略構成図である。 図２の気液分離器を示した縦断面図である。 図３の気液分離器の変形例を示した縦断面図である。 参考例としての液化ガス蒸発装置を示した概略構成図である。
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１には、本発明である液化ガス蒸発装置の第１実施形態に係るＬＮＧ（液化天然ガス）ベーパライザ装置（以下「ベーパライザ装置」という。）１が示されている。ベーパライザ装置１は、ＬＮＧ貯蔵タンク（カーゴタンク）を備えたＬＮＧ船に設置されている。
ＬＮＧ船では、ＬＮＧ貯蔵タンクのガス置換用ガスとして要求される高流量の天然ガスと、ボイラやガス炊きディーゼル機関等の燃料用として要求される低流量の天然ガスとが必要とされる。本実施形態のベーパライザ装置１は、ＬＮＧを蒸発させることによって、高流量および低流量のガスを供給可能とするものである。
図１に示されているように、ベーパライザ装置１は、ＬＮＧを蒸発させるベーパライザ本体（蒸発器）３と、ベーパライザ本体３にＬＮＧを供給する主配管（液化ガス主配管）５と、ベーパライザ本体３で蒸発されたガス（天然ガス）を下流側へと送るガス出口配管７とを備えている。
ベーパライザ本体３は、シェルアンドチューブ式熱交換器とされており、主配管５から導かれたＬＮＧを受け入れる入口ヘッダ９と、入口ヘッダ９から導かれたＬＮＧを蒸発させる熱交換部１０と、熱交換部１０によって蒸発させられたガス（天然ガス）が導かれる出口ヘッダ１１とを備えている。熱交換部１０内には、内部にＬＮＧを流通させる多数のチューブ（伝熱管）が設けられており、外部から熱交換部１０内に供給された蒸気によって、チューブ内を流通するＬＮＧがチューブ外から加熱されるようになっている。
主配管５は、図示しないＬＮＧ貯蔵タンクから導かれたＬＮＧをベーパライザ本体３へと供給するものである。主配管５の配管径は例えば４０Ａ（呼び径）とされており、約７０ｋｇ／ｈまでのＬＮＧを流通させるようになっている。
主配管５には、ベーパライザ本体３へ供給するＬＮＧ流量を調整する流量調整弁６が設けられている。流量調整弁６は、後述するガス流量計８または液流量計１７の計測値に基づいて開度制御される。
流量調整弁６の上流側位置における主配管５には、主配管５をバイパスするように副配管（液化ガス副配管）１３が設けられている。副配管１３の配管径は例えば２５Ａ（呼び径）とされており、主配管５の数分の１の流量のＬＮＧを流通させるようになっている。
副配管１３に分岐する主配管５の分岐位置５ａと、副配管１３が合流する主配管５の合流位置５ｂとの間には、切換弁１５が設けられている。この切換弁１５を全開とすることによりＬＮＧを主として主配管５に流して高流量とし、切換弁１５を全閉とすることによりＬＮＧを副配管１３に流し低流量とする。切換弁１５の操作は、遠隔制御で行っても良いし、手動で行っても良い。
副配管１３には、上流側から順に、液流量計１７と、減圧弁（減圧手段）１９とが設けられている。なお、減圧弁１９に代えて、固定式減圧手段としてオリフィスを設けても良い。液流量計１７としては、例えばコリオリ式流量計が用いられ、液流量を直接計測できるようになっている。液流量計１７の計測値ＰＶは、液流量コントローラ２１へと送られる。液流量コントローラ２１は、液流量計１７で得られた計測流量ＰＶが所定の設定値ＳＰとなるように、所定の関数２１ａに基づいた開度指令ＯＰを流量調整弁６に対して送信するようになっている。なお、液流量コントローラ２１による流量調整弁６の制御は、切換弁１５によって副配管１３が選択されているときのみ行われ、切換弁１５によって副配管１３が選択されていないときは行われない。
副配管１３が合流する合流位置５ｂよりも下流側で、かつ、流量調整弁６の上流側には、主配管５の分岐位置５ｃから分岐する温調用配管２３が設けられている。温調用配管２３の配管径は、例えば主配管５と同径の４０Ａ（呼び径）とされている。温調用配管２３の下流端は、ベーパライザ本体３の出口側に設けられた緩熱器（温度調整器）２５に接続されている。緩熱器２５内に、温調用配管２３から導かれたＬＮＧを噴霧することにより、ベーパライザ本体３から導かれた過熱ガスを冷却して温度調節するようになっている。緩熱器２５に噴霧するＬＮＧ流量は、温調用配管２３に設けた温調弁２７によって調整される。温調弁２７は、ガス出口配管７に設けられた温度センサ２９の計測値ＰＶに基づいて、温調用コントローラ３１によって制御される。温調用コントローラ３１は、温度センサ２９で得られた計測温度ＰＶが所定の設定値ＳＰとなるように、所定の関数３１ａに基づいた開度指令ＯＰを温調弁２７に対して送信するようになっている。なお、温調用コントローラ３１による温調弁２７の制御は、切換弁１５によって副配管１３が選択されている場合、及び切換弁１５によって主配管５が選択されている場合のいずれの場合でも行われる。
温調弁２７の上流側位置における温調用配管２３の分岐点２３ａからガス抜き配管３３が分岐している。ガス抜き配管３３により、主配管５を流れるＬＮＧ中のガス成分が分離されるようになっている。ガス抜き配管３３の配管径は、主配管５及び温調用配管２３よりも小径とされ、例えば２５Ａ（呼び径）とされている。ガス抜き配管３３の下流端は、ガス出口配管７の合流部７ａに接続されている。この合流部７ａは、緩熱器２５の下流側でかつ、温度センサ２９及びガス流量計８の上流側に設けられている。ガス抜き配管３３には、ガス流量を調整するガス抜き弁（ガス流量調整弁）３５が設けられており、このガス抜き弁３５の流量を調整することによってガス出口配管７を流れるガス温度を調整できるようになっている。
ガス出口配管７は、ベーパライザ本体３の出口に接続され、上流側から順に、緩熱器２５と、合流部７ａと、温度センサ２９と、ガス流量計８とが順に設けられている。ガス出口配管７の配管径は、例えば４００Ａ（呼び径）とされており、約７０ｋｇ／ｈまでのガス（天然ガス）を流通させるようになっている。
ガス流量計８は、例えばオリフィス流量計が用いられ、ガスの容積流量を計測する。図示しない制御部では、ガス流量計８で得られたガス容積流量を、質量流量に変換した後、所定の設定値となるように流量調整弁６の開度を制御する。ガス流量計８の計測値に基づく流量調整弁６の制御は、切換弁１５によって主配管５が選択されているときのみ行われ、切換弁１５によって主配管５が選択されていないときは行われない。なお、ガス流量計８としては種々のものが使用可能であり、例えば、オリフィス流量計に代えて、ベンチュリー流量計を用いることとしても良い。
上記構成のベーパライザ装置１は、以下のように用いられる。
＜高流量の場合＞
ＬＮＧ貯蔵タンク内のガス置換を行う場合のように、高流量のＬＮＧを蒸発させる場合には、切替弁１５を全開とし、主配管５を選択する。そして、流量調整弁６は、ガス流量計８に基づく制御とする。
ＬＮＧ貯蔵タンクから導かれたＬＮＧは、操作弁３７を通り、主配管５を流れ、減圧弁１９にて流路抵抗が付けられている副配管１３へは殆ど流れずに全開とされた切替弁１５を通過する。切替弁１５を通過したＬＮＧは、流量調整弁６にて所定流量に調整された後に、ベーパライザ本体３内へと流れ込む。流量調整弁６は、ＬＮＧ貯蔵タンクのガス置換を行う際に要求されるガス流量（設定値）を満たすように、ガス流量計８の計測値に基づいて、図示しない制御部によって開度制御が行われる。このときの流量調整弁６で用いられる開度範囲は、制御性の良い開度範囲（例えば７０〜８０％）が用いられる。すなわち、高流量時の条件に合わせて流量調整弁６が選定されている。
ベーパライザ本体３へ流れ込んだＬＮＧは、先ず入口ヘッダ９へと流れ込んだ後、多数の伝熱管（図示せず）へと分配され、熱交換部１０にて外部から供給された蒸気によって加熱されて蒸発する。熱交換部１０にて蒸発されたガス（天然ガス）は、過熱状態とされて出口ヘッダ１１へと導かれ、緩熱器２５へと流される。
緩熱器２５では、主配管５の分岐位置５ｃから分岐されて温調用配管２３を介して導かれたＬＮＧが噴霧され、過熱ガスが所望温度まで冷却される。この際に噴霧するＬＮＧ量は、温調弁２７によって調整される。温調弁２７は、ガス出口配管７に設けた温度センサ２９の計測値に基づき、所定の目標温度となるよう温調用コントローラ３１により制御される。
緩熱器２５にて所定温度まで冷却されたガス（天然ガス）は、ガス出口配管７を通り合流部７ａまで導かれる。合流部７ａでは、温調用配管２３の分岐位置２３ａから分岐したガス抜き配管３３を介して、ガス抜き弁３５にて流量調整されたガスが合流される。このガス抜き弁３３から導かれるガスによって、ガス出口配管５を介して導かれるガスの温度が最終的に調整される。
その後、ガス出口配管５から導かれたガスは、図示しない所定の配管経路を介して、ＬＮＧ貯蔵タンクのガス相へと供給される。
＜低流量の場合＞
ボイラやガス炊きディーゼル機関に燃料ガスを供給する場合のように、低流量のＬＮＧを蒸発させる場合には、切替弁１５を全閉とし、副配管１３を選択する。そして、流量調整弁６は、液流量計１７に基づく制御とする。
ＬＮＧ貯蔵タンクから導かれたＬＮＧは、操作弁３７を通り、主配管５を流れ、切替弁１５が全閉とされた主配管５へは流れずに、分岐位置５ａにて主配管５から分岐された副配管１３へと流れ込む。ＬＮＧは、副配管１３では、液流量計１７にて液体流量が計測された後に、減圧弁１９にて例えば１００ｋＰａ以下まで減圧されて、合流位置５ａにて主配管５へと流れ込む。減圧弁１９にて減圧されたＬＮＧは、流量調整弁６にて所定流量に調整された後に、ベーパライザ本体３内へと流れ込む。流量調整弁６は、ボイラやガス炊きディーゼル機関が要求するガス流量（設定値）を満たすように、液流量計１７の計測値に基づいて、液流量コントローラ２１によって開度制御が行われる。このときの流量調整弁６で用いられる開度範囲は、減圧弁１９にて減圧されているため、高流量時と同様に制御性の良い開度範囲（例えば７０〜８０％）が用いられる。すなわち、高流量時の条件に合わせて流量調整弁６が選定されている場合であっても、上流圧（１次圧）が減圧されているため、低流量でも制御性の良い開度範囲が用いられるようになっている。
ベーパライザ本体３内にＬＮＧが導かれた後の動作は高流量時と同様なので、その説明を省略する。
このようにして得られたガス（天然ガス）は、ガス出口配管５から、図示しない所定の配管経路を介して、ボイラやガス炊きディーゼルエンジンへと導かれる。
以上により、本実施形態のベーパライザ装置１によれば、以下の作用効果を奏する。
主配管５が選択されて高流量のＬＮＧが流れる場合は、ベーパライザ本体３の下流側のガス出口配管７に設けられたガス流量計８の計測値に基づいて、流量調整弁６を制御する。このように、高流量とされた流量範囲にて良い測定精度を有するガス流量計８と、この流量範囲にて制御性の良い弁開度範囲にて流量調整できる流量調整弁６とを用いるので、所望流量のガスを精度良く供給することができる。
一方、切換弁１５により副配管１３が選択されて低流量のＬＮＧが流れる場合は、副配管１３を流れるＬＮＧの流量を計測する液流量計１７の計測値に基づいて、流量調整弁６を制御する。すなわち、低流量の場合には、高流量時の流量範囲に適正な精度を有するガス流量計８の計測値を用いないこととした。これは、ガス流量計８は高流量が流れる際に用いられるので低流量における測定精度を保証することができないからである。そこで、本実施形態では、副配管１３を流れるＬＮＧの流量を液流量計１７で精度良く測ることとした。さらに、低流量の場合には、減圧弁１９によって副配管１３を流れるＬＮＧを減圧することとしたので、減圧しない場合に比べて流量調整弁６の開度範囲を大きくすることができる。これにより、高流量の場合でも、低流量の場合でも、精度良く流量計測できるとともに、制御性の良い開度範囲にて流量調整弁６を制御することができる。
温調弁２７についても、流量調整弁６と同様に、低流量の場合には減圧２７によって減圧されたＬＮＧが導かれるので、高流量の場合でも、低流量の場合でも、制御性の良い開度範囲にて温調弁２７を制御することができる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図２乃至図４を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に加えて、気液分離器４０を備えている点で相違する。その他の共通する構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図２に示されているように、副配管１３が主配管５に合流する合流点５ｂの下流側でかつ、流量調整弁６及び温調弁２７の上流側（すなわち分岐点５ｃの上流側）には、気液分離器４０が設けられている。
気液分離器４０は、図３に示すように、ＬＮＧを一時的に貯留する容器４２と、容器内４２内に設けられてＬＮＧに対して浮力を有する封止玉４４とを備えている。気液分離器４０の容器４２内に一時的にＬＮＧが貯留されている間に、気液二相流とされたＬＮＧ中のガス成分が分離されるようになっている。封止玉４４は、ＬＮＧの液面に浮かび、液面が上昇して封止玉４４よりも小さい面積を有する出口開口４６を閉塞することにより、液面の上昇を抑えるようになっている。気液分離器４０の上部には、ガス抜き配管４８が接続されている。このガス抜き配管４８は、図１に示したガス抜き配管３３と同様に、ガス抜き弁３５を備えるとともに、合流部７ａにてガス出口配管７に接続するようになっている。
上記構成の気液分離器４０は、以下のように用いられる。
低流量時に副配管１３が選択されると、ＬＮＧは減圧弁１９によって減圧される。この際にＬＮＧがフラッシュして気液二相流となる場合がある。このように気液二相流とされたＬＮＧは、気液分離器４０へと流れ込む。ＬＮＧは、気液分離器４０の容器４２内で一時貯留されている間に、ガス成分が分離される。分離されたガス成分（天然ガス）は、容器４２の上部に接続されたガス抜き配管４８を介してガス出口配管７へと導かれる。この際に、ガス抜き弁３５によって流量調整を行い、ガス出口配管７を流れるガスの温度を調整する点は、第１実施形態と同様である。
容器４２内の液面が上昇すると、封止玉４４が液面とともに上昇し、出口開口４６を閉塞する。これにより、ＬＮＧがガス抜き配管４８へと流れ込むことを防止することができる。
このように、本実施形態によれば、副配管１３の減圧弁１９を通過して減圧されたＬＮＧがフラッシュガスを含んだ気液二相流となっても、ガス成分を気液分離器４０によって除去することができる。したがって、気液二相流となったＬＮＧが流量調整弁６や温調弁２７に流れ込み、流量調整弁６及び温調弁２７における液相の流れを阻害することを回避することができる。
なお、図３に示した気液分離器４０に代えて、図４に示した気液分離器４０’を用いても良い。具体的には、液面位置を検知する液位センサ５０を設け、この液位センサ５０の検出値に基づいて液位制御弁５２を制御することとしても良い。このような構成とすれば、図２及び図３に示した封止玉４４を省略することができる。
また、本実施形態では、図２に示したように、副配管１３に設けた液流量計１７と減圧弁１９との位置関係が図１に示した第１実施形態と逆になっているが、このような位置関係としても良い。
また、本実施形態の気液分離器４０，４０’を第１実施形態に適用しても良い。具体的には、図１に示した分岐位置２３ａに気液分離器４０，４０’を設ける。
上述した各実施形態では、液化ガスとしてＬＮＧを一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の液化ガスでも良く、例えばＬＰＧ（液化プロパンガス）でも良い。
また、上述した各実施形態では、ＬＮＧ船に設けられたベーパライザ装置として説明したが、船舶としてはＬＮＧ船に限定されるものではなく、ＬＰＧ船等の液化ガスを貯蔵するタンクを備えた船舶であっても適用可能である。
また、本発明のベーパライザ装置は、新規の船舶に用いることもできるが、特に、既存の船舶に設置された高流量用のベーパライザ装置に対して、燃料ガス供給等のために低流量のガスを供給する系統を追設する場合に有効である。この場合には、副配管１３、液流量計１７及び減圧弁１９を追設し、流量調整弁６の制御ソフトを変更するだけで済み、極めて簡便な工事にて実現することができる。
１ ＬＮＧベーパライザ装置（液化ガス蒸発装置）
３ ベーパライザ本体（蒸発器）
５ 主配管（液化ガス主配管）
６ 流量調整弁
７ ガス出口配管
７ａ 合流部
８ ガス流量計
９ 入口ヘッダ
１０ 熱交換部
１１ 出口ヘッダ
１３ 副配管（液化ガス副配管）
１５ 切換弁
１７ 液流量計
１９ 減圧弁（減圧手段）
２１ 液流量コントローラ
２１ａ 関数
２３ 温調用配管
２５ 緩熱器（温度調整器）
２７ 温調弁
２９ 温度センサ
３１ 温調用コントローラ
３１ａ 関数
３３ ガス抜き配管
３５ ガス抜き弁（ガス流量調整弁）
３７ 操作弁
４０，４０’ 気液分離器
４２ 容器
４４ 封止玉
４６ 出口開口
４８ ガス抜き配管
５０ 液位センサ
５２ 液位制御弁

Claims (7)

  1. 液化ガスを導く液化ガス主配管と、
    該液化ガス主配管から導かれた液化ガスを蒸発させる蒸発器と、
    該蒸発器にて気化されたガスを導くガス出口配管と、
    該ガス出口配管に設けられたガス流量計と、
    前記液化ガス主配管に設けられ、前記蒸発器へ導く液化ガス流量を調整する流量調整弁と、
    該流量調整弁を制御する制御部と、
    前記液化ガス主配管から分岐してバイパスし、該液化ガス主配管に再合流するように設けられ、該液化ガス主配管よりも低流量とされた液化ガスが流れる液化ガス副配管と、
    前記液化ガス主配管と前記液化ガス副配管とを切り換える切換弁と、
    前記液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を計測する液流量計と、
    前記液化ガス副配管を流れる液化ガスを減圧する減圧手段と、
    を有する液化ガス蒸発装置を備え、
    前記制御部は、前記切換弁によって前記液化ガス主配管が選択された場合には、前記ガス流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御し、かつ、前記切換弁によって前記液化ガス副配管が選択された場合には、前記液流量計の計測値に基づいて制御する前記流量調整弁を有し、
    前記液化ガス蒸発装置から液化燃料ガスが供給される主機を備えていることを特徴とする船舶。
  2. 液化ガスを導く液化ガス主配管と、
    該液化ガス主配管から導かれた液化ガスを蒸発させる蒸発器と、
    該蒸発器にて気化されたガスを導くガス出口配管と、
    該ガス出口配管に設けられたガス流量計と、
    前記液化ガス主配管に設けられ、前記蒸発器へ導く液化ガス流量を調整する流量調整弁と、
    該流量調整弁を制御する制御部と、
    前記液化ガス主配管から分岐してバイパスし、該液化ガス主配管に再合流するように設けられ、該液化ガス主配管よりも低流量とされた液化ガスが流れる液化ガス副配管と、
    前記液化ガス主配管と前記液化ガス副配管とを切り換える切換弁と、
    前記液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を計測する液流量計と、
    前記液化ガス副配管を流れる液化ガスを減圧する減圧手段と、
    を備え、
    前記制御部は、前記切換弁によって前記液化ガス主配管が選択された場合には、前記ガス流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御し、かつ、前記切換弁によって前記液化ガス副配管が選択された場合には、前記液流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御することを特徴とする液化ガス蒸発装置。
  3. 前記ガス出口配管に設けられ、液化ガスを散布することによってガス温度を調整する温度調整器と、
    前記液化ガス副配管の下流側位置における前記液化ガス主配管から液化ガスの一部を導いて前記温度調整器に液化ガスを散布する温調用配管と、
    該温調用配管に設けられた温調弁と、
    前記温度調整器から導かれたガスの温度を計測する温度センサと、
    を備え、
    前記制御部は、前記温度センサの計測値に基づいて、前記温調弁を制御することを特徴とする請求項２に記載の液化ガス蒸発装置。
  4. 前記液化ガス副配管の下流側位置でかつ前記流量調整弁の上流側位置における前記液化ガス主配管には、気液分離器が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の液化ガス蒸発装置。
  5. 前記気液分離器にて分離されたガスを前記ガス出口配管へ導くガス抜き配管と、
    該ガス抜き配管に設けられたガス流量調整弁と、
    を備え、
    前記制御部は、前記温度センサの計測値に基づいて、前記ガス流量調整弁を制御することを特徴とする請求項４に記載の液化ガス蒸発装置。
  6. 液化ガスを導く液化ガス主配管と、
    該液化ガス主配管から導かれた液化ガスを蒸発させる蒸発器と、
    該蒸発器にて気化されたガスを導くガス出口配管と、
    該ガス出口配管に設けられたガス流量計と、
    前記液化ガス主配管に設けられ、前記蒸発器へ導く液化ガス流量を調整する流量調整弁と、
    該流量調整弁を制御する制御部と、
    前記液化ガス主配管から分岐してバイパスし、該液化ガス主配管に再合流するように設けられ、該液化ガス主配管よりも低流量とされた液化ガスが流れる液化ガス副配管と、
    前記液化ガス主配管と前記液化ガス副配管とを切り換える切換弁と、
    前記液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を計測する液流量計と、
    前記液化ガス副配管を流れる液化ガスを減圧する減圧手段と、
    を備えた液化ガス蒸発装置の制御方法であって、
    前記制御部により、前記切換弁によって前記液化ガス主配管が選択された場合には、前記ガス流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御し、かつ、前記切換弁によって前記液化ガス副配管が選択された場合には、前記液流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御することを特徴とする液化ガス蒸発装置の制御方法。
  7. 液化ガスを導く液化ガス主配管と、
    該液化ガス主配管から導かれた液化ガスを蒸発させる蒸発器と、
    該蒸発器にて気化されたガスを導くガス出口配管と、
    該ガス出口配管に設けられたガス流量計と、
    前記液化ガス主配管に設けられ、前記蒸発器へ導く液化ガス流量を調整する流量調整弁と、
    該流量調整弁を制御する制御部と、
    を備えた液化ガス蒸発装置の改修方法であって、
    前記液化ガス主配管から分岐してバイパスし、該液化ガス主配管に再合流するように設けられ、該液化ガス主配管よりも低流量とされた液化ガスが流れる液化ガス副配管と、
    前記液化ガス主配管と前記液化ガス副配管とを切り換える切換弁と、
    前記液化ガス副配管を流れる液化ガスの流量を計測する液流量計と、
    前記液化ガス副配管を流れる液化ガスを減圧する減圧手段と、
    を設置するとともに、
    前記切換弁によって前記液化ガス主配管が選択された場合には、前記ガス流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御し、かつ、前記切換弁によって前記液化ガス副配管が選択された場合には、前記液流量計の計測値に基づいて前記流量調整弁を制御するように前記制御部の制御方法を変更することを特徴とする液化ガス蒸発装置の改修方法。
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