JP2015152163A - Liquefied gas clear-off system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液化ガスを蒸発させてガスとして払い出しする液化ガス払い出しシステムに関する。 The present invention relates to a liquefied gas discharge system that evaporates liquefied gas and discharges it as gas.
液化窒素、液化酸素、液化アルゴンおよび液化炭酸ガスなどに代表される産業用ガスに加えて、液化天然ガス(LNG)、液化プロパンガス(LPG)などの燃料ガスを液状で液体貯槽に蓄え、気化器などで蒸発気化させてガス状にして供給することは各産業分野で液化ガスの貯蔵と消費を繰り返す重要な工業的手法として用いられている。液化窒素、液化酸素や液化アルゴンは−180℃以下で、液化炭酸ガスは−25℃以下で、液化天然ガスは−160℃以下で、液化プロパンガスは−40℃以下の低温の液体で貯蔵されている。液体貯槽から出た液化ガスが払い出しライン(液化ガス移送ライン)や気化器を通過すると圧力損失の影響を受けるので、液体貯槽から液化ガスを安定して払い出すためには、液体貯槽からの液化ガスの押し出し圧力が常に所定の圧力に維持されていることが必要である。液化ガスの押し出し圧力は、液体貯槽内の液相の圧力(液化ガスの液頭圧)および気相の圧力(液体貯槽の内部上方空間のガス圧力)の合計値として表すことができる。しかし、液体貯槽内の液化ガスが払い出されるのに伴って当該液化ガスの液面が低下すると、液相の圧力および気相の圧力のいずれもが低下し、液化ガスの押し出し圧力を適切に維持できない事態が生じ得た。 In addition to industrial gases such as liquefied nitrogen, liquefied oxygen, liquefied argon, and liquefied carbon dioxide, fuel gases such as liquefied natural gas (LNG) and liquefied propane gas (LPG) are stored in liquid form in a liquid storage tank for vaporization. Evaporation and vaporization with a vessel or the like is used as an important industrial technique for repeatedly storing and consuming liquefied gas in each industrial field. Liquefied nitrogen, liquefied oxygen and liquefied argon are stored at a low temperature liquid of −180 ° C. or lower, liquefied carbon dioxide gas is −25 ° C. or lower, liquefied natural gas is −160 ° C. or lower, and liquefied propane gas is stored at a low temperature of −40 ° C. or lower. ing. When the liquefied gas from the liquid storage tank passes through the discharge line (liquefied gas transfer line) or the vaporizer, it is affected by pressure loss. In order to stably discharge the liquefied gas from the liquid storage tank, the liquefied gas from the liquid storage tank It is necessary that the gas extrusion pressure is always maintained at a predetermined pressure. The extrusion pressure of the liquefied gas can be expressed as a total value of the pressure of the liquid phase in the liquid storage tank (liquid head pressure of the liquefied gas) and the pressure of the gas phase (gas pressure in the upper space inside the liquid storage tank). However, if the liquid level of the liquefied gas decreases as the liquefied gas in the liquid storage tank is discharged, both the liquid phase pressure and the gas phase pressure decrease, and the liquefied gas extrusion pressure is maintained appropriately. An impossible situation could have occurred.
上記した液化ガスの押し出し圧力を維持すべき点に関して、下記の特許文献1,2に開示された従来技術が知られている。特許文献1においては、元の液体貯槽とは別の液体貯槽を設け、これら液体貯槽の上部の気相どうしを連結したり、あるいは下部の液相どうしを連結することにより、気相や液相の圧力低下の防止が図られていた。しかしながら、特許文献1の方法では、別の液体貯槽が必要であるのでシステム全体の大型化を招く。特許文献2においては、気化器から排出される気化ガスを一旦蓄えるための容量固定式のガスホルダを設け、このガスホルダから送出される気化ガスを、減圧弁により圧力調整したうえで消費ガスとして送出するとともに、その減圧されたガスの一部を液体貯槽の上部空間に補充する構成が開示されている。しかしながら、特許文献2の方法では、容量固定式のガスホルダを使用するので当該ガスホルダの内部の圧力変化を伴い、減圧弁による圧力調整は圧力エネルギを失うこととなる。したがって、減圧弁通過後のガスの圧力がかなり低下しており、そのような低い圧力のガスを液体貯槽の上部に補充しても、液化ガスの押し出し圧力を適切に維持することは実質的に困難であった。 Conventional techniques disclosed in the following Patent Documents 1 and 2 are known with respect to the point where the extrusion pressure of the liquefied gas should be maintained. In Patent Document 1, a liquid storage tank different from the original liquid storage tank is provided, and the gas phase or liquid phase is connected by connecting the upper gas phases of these liquid storage tanks or connecting the lower liquid phases. The pressure drop was prevented. However, since the method of Patent Document 1 requires another liquid storage tank, the entire system is increased in size. In Patent Document 2, a fixed-capacity gas holder for temporarily storing vaporized gas discharged from the vaporizer is provided, and the vaporized gas delivered from the gas holder is sent out as consumed gas after adjusting the pressure by a pressure reducing valve. In addition, a configuration is disclosed in which a part of the decompressed gas is replenished in the upper space of the liquid storage tank. However, since the method of Patent Document 2 uses a fixed-capacity gas holder, pressure adjustment with the pressure reducing valve loses pressure energy due to a change in pressure inside the gas holder. Therefore, the pressure of the gas after passing through the pressure reducing valve is considerably reduced, and even if such a low pressure gas is replenished to the upper part of the liquid storage tank, it is substantially possible to maintain the liquefied gas extrusion pressure appropriately. It was difficult.
本発明は、このような事情の下で考え出されたものであって、システム全体の大型化を防止しつつ、液体貯槽からの液化ガスの払い出しに伴って当該液化ガスの液面が低下しても、液化ガスを液体貯槽から安定して払い出しができる、液化ガス払い出しシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been conceived under such circumstances, and the liquid level of the liquefied gas decreases as the liquefied gas is discharged from the liquid storage tank while preventing the entire system from becoming large. However, an object of the present invention is to provide a liquefied gas discharge system capable of stably discharging liquefied gas from a liquid storage tank.
本発明によって提供される液化ガス払い出しシステムは、液化ガスを貯蔵する液体貯槽と、当該液体貯槽から排出される上記液化ガスを移送するための液化ガス移送ラインと、上記液化ガスが気化したガスを蓄えるための第1ガス収容部を有し、当該第1ガス収容部の容量が変化しうる容量可変式のガスホルダと、上記第1ガス収容部および上記液体貯槽の内部上方空間のいずれにも通じるガス補充ラインと、を備えている。 The liquefied gas discharge system provided by the present invention includes a liquid storage tank for storing liquefied gas, a liquefied gas transfer line for transferring the liquefied gas discharged from the liquid storage tank, and a gas vaporized by the liquefied gas. It has a first gas storage section for storing, and communicates with any of the variable capacity type gas holder in which the capacity of the first gas storage section can be changed, and the internal upper space of the first gas storage section and the liquid storage tank. A gas replenishment line.
好ましくは、上記液化ガスを気化するための気化器を更に備え、上記液化ガス移送ラインは、その両端部が上記液体貯槽の下端部に設けられた液化ガス排出口および上記気化器に設けられた液化ガス導入口にそれぞれ接続されており、上記液化ガス導入口は、上記液化ガス排出口よりも低い位置にある。 Preferably, the apparatus further includes a vaporizer for vaporizing the liquefied gas, and the liquefied gas transfer line is provided at the liquefied gas discharge port provided at both ends of the liquid storage tank and the vaporizer. The liquefied gas inlet is connected to the liquefied gas inlet, and the liquefied gas inlet is at a position lower than the liquefied gas outlet.
好ましくは、上記ガスホルダは、容器状に構成された本体部と、上記本体部との間のガスシール状態を維持しつつ変位可能に設けられ、上記本体部の内部を上記第1ガス収容部および第2ガス収容部に区画する遮断部と、上記第2ガス収容部を所定のガス圧力に調節するためのガス圧力調節手段と、を備える。 Preferably, the gas holder is provided so as to be displaceable while maintaining a gas seal state between the main body configured in a container shape and the main body, and the interior of the main body includes the first gas storage unit and A shut-off section partitioned into a second gas storage section, and a gas pressure adjusting means for adjusting the second gas storage section to a predetermined gas pressure.
好ましくは、上記遮断部は、ダイヤフラムを含んで構成される。 Preferably, the blocking unit includes a diaphragm.
好ましくは、上記本体部には、各々が上記第2ガス収容部に通じ、当該第2ガス収容部に対してガスを出し入れするためのガス導入口およびガス排出口が設けられ、上記ガス圧力調節手段は、上記ガス導入口につながり、上記第2ガス収容部に向けてガスを供給するためのガス供給ラインと、上記ガス供給ラインに設けられた第1圧力制御弁と、上記ガス排出口につながり、上記第2ガス収容部からガスを排出するためのガス排出ラインと、上記ガス排出ラインに設けられた第2圧力制御弁と、を含む。 Preferably, the main body is provided with a gas inlet and a gas outlet, each of which communicates with the second gas storage unit and allows gas to be taken in and out of the second gas storage unit. The means is connected to the gas introduction port, and supplies a gas supply line for supplying gas toward the second gas storage unit, a first pressure control valve provided in the gas supply line, and the gas discharge port. A gas discharge line for discharging gas from the second gas storage unit; and a second pressure control valve provided in the gas discharge line.
好ましくは、上記第1圧力制御弁は、上記第2ガス収容部のガス圧力が第1の基準圧力を下回る場合に上記第2ガス収容部に向けてのガスの供給を許容し、上記第2圧力制御弁は、上記第2ガス収容部のガス圧力が上記第1の基準圧力よりも大きい第2の基準圧力を上回る場合に上記第2ガス収容部からのガスの排出を許容する。 Preferably, the first pressure control valve allows the supply of gas toward the second gas storage unit when the gas pressure of the second gas storage unit is lower than the first reference pressure, and the second pressure control valve The pressure control valve allows the gas to be discharged from the second gas storage unit when the gas pressure in the second gas storage unit exceeds a second reference pressure that is higher than the first reference pressure.
好ましくは、上記第2ガス収容部のガス圧力は、大気圧から1.0MPaGの範囲で調節される。 Preferably, the gas pressure in the second gas storage part is adjusted in the range of atmospheric pressure to 1.0 MPaG.
好ましくは、上記液化ガスは液化天然ガス(LNG)である。 Preferably, the liquefied gas is liquefied natural gas (LNG).
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る液化ガス払い出しシステムの一例を示している。本実施形態の液化ガス払い出しシステムXは、液体貯槽1と、気化器2と、ガスホルダ3と、これらに接続される各ライン41〜45とを備えて構成されている。
FIG. 1 shows an example of a liquefied gas discharge system according to the present invention. The liquefied gas discharge system X of the present embodiment includes a liquid storage tank 1, a vaporizer 2, a
液体貯槽1は、液化ガスを貯蔵するためのものである。この液体貯槽1は、外壁が2重とされており、当該2つの壁の間には断熱材が充填されるとともに真空に減圧されて、外気からの侵入熱を遮断する構造になっている。液体貯槽1内には、例えば液化天然ガス(LNG)が最低−161.5℃の温度で貯蔵されている。液体貯槽1は、地面上に支柱11によって支持されており、地面から所定の高さ位置に配置されている。以下においては、液化ガスが液化天然ガス(LNG)であるものとして説明を進める場合もあるが、本発明はこれに限定されるものではない。
The liquid storage tank 1 is for storing liquefied gas. The liquid storage tank 1 has a double outer wall, and a heat insulating material is filled between the two walls and the pressure is reduced to a vacuum to block intrusion heat from the outside air. In the liquid storage tank 1, for example, liquefied natural gas (LNG) is stored at a temperature of at least -161.5 ° C. The liquid storage tank 1 is supported by a
液体貯槽1の下部には、液化ガス導入ライン41および液化ガス移送ライン42が接続されている。液化ガス導入ライン41は、液体貯槽1に液化天然ガスを補給するための流路であり、例えばタンクローリによって輸送されたLNGが液化ガス導入ライン41を通じて液体貯槽1内に導入される。液化ガス導入ライン41には、逆止弁411が設けられている。
A liquefied
液化ガス移送ライン42は、液体貯槽1から排出される液化ガスを気化器2に移送するための流路である。液化ガス移送ライン42の上流側端部は、液体貯槽1の下端部に設けられた液化ガス排出口12に接続されている。液化ガス移送ライン42の下流側端部は、後述の気化器2に設けられた液化ガス導入口221に接続されている。液化ガス移送ライン42には、遮断弁421が設けられている。
The liquefied
気化器2は、液化ガスを蒸発気化するためのものであり、容器体21と、容器体21の内部に配置された伝熱管22とを備えている。伝熱管22は、容器体21内に導入される液化ガスが流れる流路である。伝熱管22は、コイル状に巻かれており、上流端である液化ガス導入口221と、下流端であるガス排出口222とを有する。液化ガス導入口221は、液体貯槽1の液化ガス排出口12よりも低い位置にある。
The vaporizer 2 is for evaporating and vaporizing liquefied gas, and includes a
容器体21は、熱媒を収容するための密封状容器である。容器体21には、伝熱管22内の液化ガスを加熱気化するための熱媒が補充可能に収容されている。当該熱媒としては、例えば温水が挙げられる。詳細な図示説明は省略するが、熱媒は、例えば、熱媒導入ラインを介して容器体21内に導入され、且つ熱媒排出ラインを介して容器体21から排出される。伝熱管22内の液化ガスは、周囲にある熱媒との熱交換により加熱されて蒸発気化し、気化したガスがガス排出口222を介して容器体21の外部に排出される。ガス排出口222には、ガスライン43が接続されている。容器体21から排出される熱媒は、図外の再加熱手段によって再加熱され、再び気化器2(容器体21)に供給されて循環利用される。
The
ガスホルダ3は、気化器2からのガスを収容可能な容量可変式のガスホルダである。本実施形態において、図2に示すように、ガスホルダ3は、本体部31と、ダイヤフラム32と、ピストン33とを備え、ピストン式として構成されたものである。
The
本体部31は、例えば鉄もしくはステンレスなどの金属製であり、円筒容器状とされている。本体部31は、下部本体311および上部本体312を有し、上下に分離可能であるとともに、下部本体311および上部本体312のフランジどうしをボルト313によって接合することにより一体に組み合わされる。下部本体311の適所には、ガス導入口314およびガス排出口315,318が設けられている。ガス導入口314には、ガスライン43の下流側端が接続されており、ガス排出口315には、ガスライン44が接続されている。ガス排出口318には、ガス補充ライン45が接続されている。上部本体312の上部には、例えば空気などの圧力調節用のガスを導入するためのガス導入口316と、当該圧力調節用ガスを排出するためのガス排出口317とが設けられている。
The
ダイヤフラム32は、繊維で補強された合成ゴムによって成型されており、一連の膜体とされている。ダイヤフラム32は、円環状の鍔部321と、鍔部321の内周縁に一端側がつながって延びる円筒状部322と、円筒状部322の他端側を塞ぐ底部323とを有する。ダイヤフラム32は、鍔部321が下部本体311および上部本体312のフランジ間に密封状態で挟まれたまま本体部31の内部に収容されている。ダイヤフラム32は、下部本体311(本体部31)との間のガスシール状態を維持したまま昇降可能(変位可能)とされており、本発明でいう遮断部に相当する。
The
ダイヤフラム32と下部本体311(本体部31)とで区画された領域は、天然ガスを蓄えるための第1ガス収容部34とされている。また、ダイヤフラム32と上部本体312(本体部31)とで区画された領域は、圧力調節用ガスを収容するための第2ガス収容部35とされている。即ち、本体部31の内部空間は、ダイヤフラム32を挟んで第1ガス収容部34および第2ガス収容部35に区画されている。
A region partitioned by the
ピストン33は、例えば鉄もしくステンレスなどの金属製であり、ダイヤフラム32の円筒状部322の内側に配置されている。ピストン33は、上下方向に延びる円筒状のピストン筒部331と、ピストン筒部331の下端につながるピストン底部332とを有する。ピストン33は、ピストン底部332がダイヤフラム32の底部323に対して位置合わせされた状態にて、ダイヤフラム32に支持されている。
The
ピストン筒部331の上端近傍には、取付具334を介してガイドローラ335が設けられている。ガイドローラ335は少なくとも3つ設けられており、これらガイドローラ335は、ピストン筒部331における周方向の異なる位置に配されている。ガイドローラ335は、好ましくは、ピストン筒部331の周方向において一定間隔を隔てて配される。各ガイドローラ335は、上部本体312の内周面に接触するとともに水平軸周りに回転自在とされている。詳細は後述するが、ダイヤフラム32およびこのダイヤフラム32に支持されたピストン33は、ガイドローラ335によって概ね一定姿勢を維持しながら、上下動する。
A
図1に示すように、上部本体312のガス導入口316にはガス供給ライン36が接続されている。ガス供給ライン36は、第2ガス収容部35に通じており、図外のガス供給手段から第2ガス収容部35に向けて圧力調節用ガスを供給するための流路である。ガス供給ライン36には、圧力制御弁361が設けられている。
As shown in FIG. 1, a
ガス排出口317には、ガス排出ライン37が接続されている。ガス排出ライン37は、第2ガス収容部35に通じており、当該第2ガス収容部35から圧力調節用ガスを排出するための流路である。ガス排出ライン37には、圧力制御弁371が設けられている。
A
第2ガス収容部35は、圧力制御弁361,371によって所定のガス圧力となるように調節される。第2ガス収容部35のガス圧力は、例えば大気圧から1.0MPaGの範囲、好ましくは0.2〜0.3MPaGの範囲で設定される。圧力制御弁361は、第2ガス収容部35のガス圧力が第1の基準圧力を下回る場合に第2ガス収容部35に向けてのガスの供給を許容する、昇圧用の制御弁である。圧力制御弁371は、第2ガス収容部35のガス圧力が、上記第1の基準圧力よりも大きい第2の基準圧力を上回る場合に第2ガス収容部35からのガスの排出を許容する、降圧用の制御弁である。
The second
具体的には、例えば第2ガス収容部35のガス圧力が0.24〜0.26MPaGの範囲となるように調節する場合、第2ガス収容部35のガス圧力が0.24MPaGまで下がると、圧力制御弁361が開いて加圧空気(加圧ガス)を送入し、第2ガス収容部35が0.24MPaG以上に昇圧される。一方、第2ガス収容部35のガス圧力が0.26MPaGまで上昇すると、降圧用の圧力制御弁371が開いて第2ガス収容部35からガスを排出し、第2ガス収容部35が0.26MPaG以下に降圧される。このような圧力制御弁361,371の開閉動作が繰り返されることによって、常に第2ガス収容部35を0.24〜0.26MPaGの圧力範囲で制御することが可能となる。上記したガス供給ライン36、ガス排出ライン37、および圧力制御弁361,371は、本発明でいうガス圧力調節手段を担う。
Specifically, for example, when adjusting the gas pressure of the second
図1に示すように、ガス補充ライン45は、一端が下部本体311のガス排出口318に接続され、他端が液体貯槽1の上部に接続されている。これにより、ガス補充ライン45は、第1ガス収容部34および液体貯槽1の内部上方空間のいずれにも通じている。ガス補充ライン45には、例えば逆止弁451が設けられている。なお、圧力低下が少なければ、逆止弁451の代わりに減圧弁や圧力制御弁を用いてよい。
As shown in FIG. 1, one end of the
ガスホルダ3のガス排出口315に接続されたガスライン44は、図外のガス消費設備につながっている。第1ガス収容部34に蓄えらえた天然ガスは、ガスライン44を介して上記ガス消費設備に送られて消費される。
The
上記した液化ガス払い出しシステムXの稼働時には、液体貯槽1を介して液化天然ガス(LNG)が排出され、当該LNGは、液化ガス移送ライン42を通って気化器2に導入される。気化器2内においてLNGは蒸発気化して天然ガスとなり、当該天然ガスはガスライン43を通じてガスホルダ3に送られる。ガスライン43を通った天然ガスは、ガス導入口314を介してガスホルダ3内に導入され、第1ガス収容部34に一旦蓄えられる。第1ガス収容部34にある天然ガスは、ガス排出口315、ガスライン44を介して上記したガス消費設備に送られ、消費される。このようにして、液体貯槽1から連続的に払い出されるLNGが気化器2において蒸発気化し、気化した天然ガスがガスホルダ3を経由して連続的に消費される。
During the operation of the liquefied gas discharge system X, liquefied natural gas (LNG) is discharged through the liquid storage tank 1, and the LNG is introduced into the vaporizer 2 through the liquefied
第1ガス収容部34は、変位可能なダイヤフラム32を挟んで上部側の第2ガス収容部35と区画されている。本実施形態において、ダイヤフラム32およびこのダイヤフラム32に支持されたピストン33は、ガイドローラ335によって概ね一定姿勢を維持しながら、上下動する。このような構成により、第1ガス収容部34(ガスホルダ3)からガス排出口315を介して排出される天然ガスの量(消費ガス量)が変動しても、第1ガス収容部34の容量が変化することにより、当該第1ガス収容部34の内部圧力(ガス圧力)は安定的にほぼ一定に維持される。
The first
例えば、ガス導入口314を介してガスホルダ3(第1ガス収容部34)に導入される天然ガス量がほぼ一定流量である場合、ガス排出口315から排出される天然ガスの量(消費ガス量)が減少すると、第1ガス収容部34の内部圧力が上昇しようとする。そうすると、ダイヤフラム32およびこのダイヤフラム32に支持されたピストン33が押し上げられ、第1ガス収容部34に天然ガスが蓄えられる。図2においては、ピストン33が上昇した状態を仮想線で表す。一方、ガス排出口315からの天然ガスの排出量が増加すると、ピストン33が下降する。なおピストン33が最も上位にある仮想線で示す状態での第1ガス収容部34の容積と、ピストン33が最も下位にある実線で示す状態での第1ガス収容部34の容積との差が、ガスホルダ3(第1ガス収容部34)における増減可能な容量になる。
For example, when the amount of natural gas introduced into the gas holder 3 (first gas storage unit 34) through the
一方、第1ガス収容部34と、液体貯槽1の内部上方空間とは、ガス補充ライン45を介して互いに連通している。これにより、第1ガス収容部34のガス圧力がガス補充ライン45を介して液体貯槽1の内部上方空間にも及ぶ。したがって、当該内部上方空間のガス圧力P1は、第1ガス収容部34のガス圧力とほぼ同等に維持される。
On the other hand, the first
ここで、液体貯槽1内の液化天然ガスを気化器2に向けて払い出すための押し出し圧力は、液体貯槽1の内部上方空間のガス圧力P1、および液体貯槽1内の液化天然ガスの液頭圧H1を用いると、P1+H1で表される。本実施形態において、気化器2の液化ガス導入口221が液体貯槽1の液化ガス排出口12よりも低い位置にあるため、液体貯槽1内の液化天然ガスの残量が少なくなって当該液化天然ガスの液面が下がっても、液頭圧H1は常に正の値となる。また、液体貯槽1の内部上方空間のガス圧力P1は、容量可変式のガスホルダ3(第1ガス収容部34)のガス圧力に支配されることによって安定的に維持される。したがって、液体貯槽1内の液化天然ガスの押し出し圧力(P1+H1)は、常に所定値以上となる。このような構成によれば、天然ガスが消費されるのに伴って液体貯槽1内の液化天然ガスの液面が下がっても、液体貯槽1からの液化天然ガスの払い出しは、安定して継続される。
Here, the extrusion pressure for discharging the liquefied natural gas in the liquid storage tank 1 toward the vaporizer 2 is the gas pressure P1 in the upper space inside the liquid storage tank 1 and the liquid head of the liquefied natural gas in the liquid storage tank 1. When the pressure H1 is used, it is expressed as P1 + H1. In the present embodiment, since the liquefied
本実施形態と異なり、液体貯槽1の内部上方空間において安定的なガス圧力の供給を受けない場合には、液体貯槽1内の液化ガスの液面が低下すると液体貯槽1の内部上方空間の容積が増加する。そして、当該内部上方空間の容積増加に伴い、当該内部上方空間においてはガス圧力が低下する。このことは、液体貯槽1からの液化ガスの払い出しの阻害要因となる。 Unlike the present embodiment, when the stable gas pressure is not supplied in the upper space inside the liquid storage tank 1, the volume of the upper space inside the liquid storage tank 1 when the liquid level of the liquefied gas in the liquid storage tank 1 decreases. Will increase. As the volume of the internal upper space increases, the gas pressure decreases in the internal upper space. This is an impediment to the discharge of liquefied gas from the liquid storage tank 1.
また、本実施形態において、第2ガス収容部35は、上述のように所定のガス圧力となるように制御されている。これにより、第1ガス収容部34の内部圧力(ガス圧力)は、上部側の第2ガス収容部35に送入される空気(圧力調節用ガス)のガス圧力で決定され、この空気は例えば0.2〜0.3MPaGの圧力範囲で調節される。天然ガスが蓄えられる第1ガス収容部34の内部圧力(ガス圧力)は、第2ガス収容部35における空気圧に、ダイヤフラム32およびピストン33の荷重を本体部31の水平な断面積で除した値(具体的には100〜300kg/m2≒0.001〜0.003MPa)を加えたものとなる。ダイヤフラム32およびピストン33の荷重によって加わる圧力値(0.001〜0.003MPa)は、第2ガス収容部35のガス圧力(0.2〜0.3MPa)と比較すると無視できる値となる。したがって、天然ガスが蓄えられる第1ガス収容部34の内部圧力は、第2ガス収容部35における空気圧にほぼ等しい。
Moreover, in this embodiment, the 2nd
このようなことから理解されるように、本実施形態によれば、ガスホルダ3の下部側の第1ガス収容部34の内部圧力と上部側の第2ガス収容部35の空気圧とが均衡を保ちながら、ダイヤフラム32が変位し、ガスホルダ3(第1ガス収容部34)の容量が変化する。したがって、例えばガスホルダ3を経てガス消費設備で消費されるガス量が変動しても、ガスホルダ3に蓄えられたガス(天然ガス)を所定の圧力で安定してガス消費設備に供給することができる。
As can be understood from the above, according to the present embodiment, the internal pressure of the first
本実施形態と異なり、容量固定式のガスホルダに消費ガス(天然ガス)を蓄える場合には、消費ガス量の変動により当該ガスホルダ内の圧力が変動する。ガスホルダ内の圧力は、消費ガス量がガスホルダに導入される天然ガス量より多い場合は低下し、その反対で消費ガス量がガスホルダに導入される天然ガス量より少ない場合は上昇する。したがって、容量固定式のガスホルダ内に蓄えられた天然ガスを安定した圧力で消費しようとすると、当該ガスホルダ内の圧力変動の最小値から、さらにガスホルダの下流側に設けた圧力制御弁が制御するのに必要な圧力差、0.1MPaG(この値は既に先行技術文献として記載した上記の特許文献2で一般的に知られている)を損失する。 Unlike the present embodiment, when the consumption gas (natural gas) is stored in the fixed-capacity gas holder, the pressure in the gas holder varies due to the variation of the consumption gas amount. The pressure in the gas holder decreases when the consumed gas amount is larger than the natural gas amount introduced into the gas holder, and conversely increases when the consumed gas amount is smaller than the natural gas amount introduced into the gas holder. Therefore, when the natural gas stored in the fixed-capacity gas holder is consumed at a stable pressure, the pressure control valve provided on the downstream side of the gas holder controls from the minimum value of the pressure fluctuation in the gas holder. Loss of 0.1 MPaG (this value is generally known in the above-mentioned Patent Document 2 already described as a prior art document).
これに対し、本実施形態においては、消費ガス量が変動しても、天然ガスが蓄えられる第1ガス収容部34については、圧力調節された第2ガス収容部35のガス圧力とバランスして内部圧力がほぼ一定に維持されたまま、消費ガス量の変動に対応した天然ガスの供給が可能となる。
On the other hand, in this embodiment, even if the amount of consumed gas fluctuates, the first
ガスホルダ3において、天然ガスを蓄える第1ガス収容部34は、第2ガス収容部35のガス圧力を調節することによって、実質的に調節される。このようにガス圧力を利用した第1ガス収容部34の圧力制御によれば、当該第1ガス収容部34のガス圧力を比較的高い圧力に維持することが可能となる。第2ガス収容部35のガス圧力は、例えば1.0MPaG程度に調節することができ、第1ガス収容部34についても1.0MPaG程度の高圧状態にすることが可能である。これにより、例えば第1ガス収容部34を経て消費されるガスについて高い圧力が要求される場合においても、対応可能である。
In the
さらに、第1ガス収容部34のガス圧力を実質的に調節可能な構成によれば、第1ガス収容部34とほぼ同圧に維持される液体貯槽1の内部上方空間のガス圧力P1についても、高い圧力とすることができる。このことは、液体貯槽1からの液化天然ガスの払い出しを安定継続させるうえでより好ましい。
Furthermore, according to the configuration in which the gas pressure of the first
第2ガス収容部35のガス圧力の調節は、上記したガス供給ライン36、ガス排出ライン37、および圧力制御弁361,371を利用して行う。このような構成によれば、第2ガス収容部35のガス圧力が所定範囲となるように適切に調節することができる。
The gas pressure in the second
図3は、本発明に係るガスホルダの他の例を示している。図3に示すガスホルダ3Aは、胴体31Aと、胴体31Aの内部に収容されたダイヤフラム32Aと、錘33Aとを備え、バルーン式として構成されたものである。なお、図3においては、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。
FIG. 3 shows another example of the gas holder according to the present invention. The
胴体31Aは、例えば鉄もしくはステンレスなどの金属製であり、全体として円筒状とされている。胴体31Aの下部の適所には、ガス導入口314およびガス排出口315,318が設けられている。ガス導入口314には、ガスライン43の下流側端が接続され、ガス排出口315には、ガスライン44が接続される(図1参照)。また、ガス排出口318には、ガス補充ライン45が接続される(図1参照)。ダイヤフラム32Aは、繊維で補強された合成ゴムによって成型されており、半球状の膜体とされている。ダイヤフラム32Aの周縁部は、胴体31Aの内面に設けられた取付金具319に固定されている。胴体31Aの上部には、空気(圧力調節用ガス)を出し入れするためのガス導入口316およびガス排出口317が設けられている。ダイヤフラム32Aは、胴体31Aとの間のガスシール状態を維持したまま上下動可能(変位可能)とされており、本発明でいう遮断部に相当する。
The
ダイヤフラム32Aと胴体31Aの下部とで区画された領域は、天然ガスを蓄えるための第1ガス収容部34とされている。また、ダイヤフラム32Aと胴体31Aの上部とで区画された領域は、空気(圧力調節用ガス)を収容するための第2ガス収容部35とされている。即ち、胴体31Aの内部空間は、ダイヤフラム32Aを挟んで第1ガス収容部34および第2ガス収容部35に区画されている。
A region defined by the
錘33Aは、ダイヤフラム32Aの動作を安定させるためのものであり、ダイヤフラム32Aの中央上面に固定されている。
The
ガス導入口316にはガス供給ライン36が接続され、ガス供給ライン36には圧力制御弁361が設けられる(図1参照)。ガス排出口317にはガス排出ライン37が接続され、ガス排出ライン37には圧力制御弁371が設けられる(図1参照)。第2ガス収容部35は、昇圧用の圧力制御弁361および降圧用の圧力制御弁371によって所定のガス圧力となるように調節される。
A
本実施形態において、第1ガス収容部34は、変位可能なダイヤフラム32Aを挟んで上部側の第2ガス収容部35と区画されている。ダイヤフラム32Aは、胴体31Aとの間のガスシール状態を維持したまま上下動可能である。このような構成によれば、液化ガス払い出しシステムXの稼働時において、第1ガス収容部34(ガスホルダ3)からガス排出口315を介して排出される天然ガスの量(消費ガス量)が変動しても、第1ガス収容部34の容量が変化することにより、当該第1ガス収容部34の内部圧力(ガス圧力)は安定的にほぼ一定に維持される。
In the present embodiment, the first
例えば、ガス導入口314を介してガスホルダ3A(第1ガス収容部34)に導入される天然ガス量がほぼ一定流量である場合、ガス排出口315から排出される天然ガスの量(消費ガス量)が減少すると、ダイヤフラム32Aと胴体31Aの下部とで囲まれた領域(第1ガス収容部34)の内部圧力が保持されたまま、ダイヤフラム32Aが上方に膨らみ、第1ガス収容部34に天然ガスが蓄えられる。図3においては、ダイヤフラム32Aが膨らんだ状態を仮想線で表す。一方、ガス排出口315からの天然ガスの排出量が増加すると、第1ガス収容部34の内部圧力を保持したままダイヤフラム32Aが下方に萎む。なお、ダイヤフラム32Aが最も膨らんだ仮想線で示す状態での第1ガス収容部34の容積と、ダイヤフラム32Aが最も萎んだ実線で示す状態での第1ガス収容部34の容積との差が、ガスホルダ3A(第1ガス収容部34)における増減可能な容量になる。
For example, when the amount of natural gas introduced into the
一方、第1ガス収容部34と、液体貯槽1の内部上方空間とは、ガス補充ライン45を介して互いに連通している。これにより、第1ガス収容部34のガス圧力がガス補充ライン45を介して液体貯槽1の内部上方空間にも及ぶ。したがって、当該内部上方空間のガス圧力P1は、第1ガス収容部34のガス圧力とほぼ同等に維持される。
On the other hand, the first
ここで、液体貯槽1内の液化天然ガスを気化器2に向けて払い出すための押し出し圧力は、液体貯槽1の内部上方空間のガス圧力P1、および液体貯槽1内の液化天然ガスの液頭圧H1を用いると、P1+H1で表される。本実施形態において、気化器2の液化ガス導入口221が液体貯槽1の液化ガス排出口12よりも低い位置にあるため、液体貯槽1内の液化天然ガスの残量が少なくなって当該液化天然ガスの液面が下がっても、液頭圧H1は常に正の値となる。また、液体貯槽1の内部上方空間のガス圧力P1は、容量可変式のガスホルダ3A(第1ガス収容部34)のガス圧力に支配されることによって安定的に維持される。したがって、液体貯槽1内の液化天然ガスの押し出し圧力(P1+H1)は、常に所定値以上となる。このような構成によれば、天然ガスが消費されるのに伴って液体貯槽1内の液化天然ガスの液面が下がっても、液体貯槽1からの液化天然ガスの払い出しは、安定して継続される。
Here, the extrusion pressure for discharging the liquefied natural gas in the liquid storage tank 1 toward the vaporizer 2 is the gas pressure P1 in the upper space inside the liquid storage tank 1 and the liquid head of the liquefied natural gas in the liquid storage tank 1. When the pressure H1 is used, it is expressed as P1 + H1. In the present embodiment, since the liquefied
また、第2ガス収容部35は、上述のように所定のガス圧力となるように制御されている。これにより、第1ガス収容部34の内部圧力(ガス圧力)は、上部側の第2ガス収容部35に送入される空気(圧力調節用ガス)のガス圧力で決定され、この空気は例えば0.2〜0.3MPaGの圧力範囲で調節される。天然ガスが蓄えられる第1ガス収容部34の内部圧力(ガス圧力)は、第2ガス収容部35における空気圧に、ダイヤフラム32Aおよび錘33Aの荷重を胴体31Aの水平な断面積で除した値(具体的には100〜300kg/m2≒0.001〜0.003MPa)を加えたものとなる。ダイヤフラム32Aおよび錘33Aの荷重によって加わる圧力値(0.001〜0.003MPa)は、第2ガス収容部35のガス圧力(0.2〜0.3MPa)と比較すると無視できる値となる。したがって、天然ガスが蓄えられる第1ガス収容部34の内部圧力は、第2ガス収容部35における空気圧にほぼ等しい。
Moreover, the 2nd
このようなことから理解されるように、本実施形態によれば、ガスホルダ3Aの下部側の第1ガス収容部34の内部圧力と上部側の第2ガス収容部35の空気圧とが均衡を保ちながらダイヤフラム32Aが変位し、ガスホルダ3A(第1ガス収容部34)の容量が変化する。したがって、例えばガスホルダ3Aを経てガス消費設備で消費されるガス量が変動しても、ガスホルダ3Aに蓄えられたガス(天然ガス)を所定の圧力で安定してガス消費設備に供給することができる。
As understood from the above, according to the present embodiment, the internal pressure of the first
以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。本発明に係るガスホルダの各部の具体的な構成については、上記実施形態に限定されない。 While specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. The specific configuration of each part of the gas holder according to the present invention is not limited to the above embodiment.
上記実施形態において、ガス補充ライン45の一端をガスホルダ(3,3A)のガス排出口318に接続する構成について説明したが、これに限定されない。ガス補充ライン45が第1ガス収容部34に通じていればよく、例えばガス補充ライン45の一端をガスライン43に対して分岐状に接続し、当該ガスライン43の一部を介してガス補充ライン45と第1ガス収容部34とが通じるようにしてもよい。
In the said embodiment, although the structure which connects the end of the
上記実施形態においては、第1ガス収容部34がダイヤフラム(32,32A)を挟んで下部側に位置する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、第1ガス収容部34がガスホルダの上部側(即ち、ダイヤフラムを挟んで上部側)に位置するように構成してもよい。また、第2ガス収容部35に送られる圧力調節用ガスについては、空気の代わりに窒素やアルゴンなどの不活性ガスを用いてもよい。
In the said embodiment, although the 1st
X 液化ガス払い出しシステム
1 液体貯槽
11 支柱
12 液化ガス排出口
2 気化器
21 容器体
22 伝熱管
221 液化ガス導入口
222 ガス排出口
3,3A ガスホルダ
31 本体部
31A 胴体(本体部)
311 下部本体
312 上部本体
316 ガス導入口
317 ガス排出口
32,32A ダイヤフラム(遮断部)
321 鍔部
322 円筒状部
323 底部
33 ピストン
33A 錘
331 ピストン筒部
332 ピストン底部
334 取付具
335 ガイドローラ
34 第1ガス収容部
35 第2ガス収容部
36 ガス供給ライン
361 圧力制御弁(第1圧力制御弁)
37 ガス排出ライン
371 圧力制御弁(第2圧力制御弁)
41 液化ガス導入ライン
411 逆止弁
42 液化ガス移送ライン
421 遮断弁
43,44 ガスライン
45 ガス補充ライン
451 逆止弁
X Liquefied Gas Dispensing System 1
311
321
37
41 liquefied
Claims (8)
当該液体貯槽から排出される上記液化ガスを移送するための液化ガス移送ラインと、
上記液化ガスが気化したガスを蓄えるための第1ガス収容部を有し、当該第1ガス収容部の容量が変化しうる容量可変式のガスホルダと、
上記第1ガス収容部および上記液体貯槽の内部上方空間のいずれにも通じるガス補充ラインと、を備える、液化ガス払い出しシステム。 A liquid storage tank for storing liquefied gas;
A liquefied gas transfer line for transferring the liquefied gas discharged from the liquid storage tank;
A variable-capacity gas holder having a first gas storage part for storing gas obtained by vaporizing the liquefied gas, the capacity of the first gas storage part being variable;
A liquefied gas discharge system comprising: a gas replenishment line that communicates with both the first gas storage unit and the internal upper space of the liquid storage tank.
上記液化ガス移送ラインは、その両端部が上記液体貯槽の下端部に設けられた液化ガス排出口および上記気化器に設けられた液化ガス導入口にそれぞれ接続されており、
上記液化ガス導入口は、上記液化ガス排出口よりも低い位置にある、請求項1に記載の液化ガス払い出しシステム。 A vaporizer for vaporizing the liquefied gas;
Both ends of the liquefied gas transfer line are respectively connected to a liquefied gas discharge port provided at the lower end of the liquid storage tank and a liquefied gas inlet provided in the vaporizer,
The liquefied gas discharge system according to claim 1, wherein the liquefied gas inlet is at a position lower than the liquefied gas outlet.
上記ガス圧力調節手段は、上記ガス導入口につながり、上記第2ガス収容部に向けてガスを供給するためのガス供給ラインと、上記ガス供給ラインに設けられた第1圧力制御弁と、上記ガス排出口につながり、上記第2ガス収容部からガスを排出するためのガス排出ラインと、上記ガス排出ラインに設けられた第2圧力制御弁と、を含む、請求項3または4に記載の液化ガス払い出しシステム。 The main body is provided with a gas inlet and a gas outlet, each of which communicates with the second gas storage unit and allows gas to be taken in and out of the second gas storage unit.
The gas pressure adjusting means is connected to the gas introduction port, a gas supply line for supplying gas toward the second gas storage unit, a first pressure control valve provided in the gas supply line, 5. The gas discharge port according to claim 3, comprising a gas discharge line connected to a gas discharge port and configured to discharge gas from the second gas storage unit, and a second pressure control valve provided in the gas discharge line. Liquefied gas dispensing system.
上記第2圧力制御弁は、上記第2ガス収容部のガス圧力が上記第1の基準圧力よりも大きい第2の基準圧力を上回る場合に上記第2ガス収容部からのガスの排出を許容する、請求項5に記載の液化ガス払い出しシステム。 The first pressure control valve permits the supply of gas toward the second gas storage unit when the gas pressure of the second gas storage unit is lower than the first reference pressure;
The second pressure control valve allows the gas to be discharged from the second gas storage unit when the gas pressure of the second gas storage unit exceeds a second reference pressure that is higher than the first reference pressure. The liquefied gas discharge system according to claim 5.
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