JP2017133826A - Bubble detection device and condensation equipment using bubble detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばLNG等の低温液体にLNGタンクから排出される蒸発ガスを直接接触させて凝縮させ、その下流側において気泡の有無を検出する気泡検出装置及び該気泡検出装置を用いた凝縮設備に関する。
なお、気体と液体については、特に限定されるものではない。
The present invention relates to a bubble detection device for directly condensing evaporative gas discharged from an LNG tank to a low-temperature liquid such as LNG and condensing it, and detecting the presence or absence of bubbles on the downstream side thereof, and a condensation facility using the bubble detection device About.
Note that the gas and the liquid are not particularly limited.
LNG等の低温液体にLNGの蒸発ガスを直接接触させて凝縮させる凝縮器を備えた凝縮設備として、例えば特許文献1に開示された天然ガス再液化システムがある。
特許文献1の天然ガス再液化システムは、貯槽内に貯留された低温液体(例えば、LNG)から発生する蒸発ガスを圧縮する蒸発ガス圧縮機と、該蒸発ガス圧縮機によって圧縮された前記蒸発ガスと前記貯槽から送出された低温液体とを混合して前記低温液体中に前記蒸発ガスを凝縮させるスタティックミキサーと、スタティックミキサーの下流側に設けられて凝縮できなかった気体と液体とを分離するセパレータを有している。さらに、セパレータで分離され下方から取り出された液を昇圧するセカンダリポンプが接続されている。
As a condensing facility provided with a condenser that condenses the LNG evaporating gas by direct contact with a low-temperature liquid such as LNG, there is a natural gas reliquefaction system disclosed in
The natural gas reliquefaction system of
セパレータは、気体と液体の比重の違いを利用して両者を分離し、容器の下方から液体を取り出し、容器上方に蓄積した気体をベッセル内に生じた液面の位置を基準として上方から抜き出すようにしている。 The separator separates the two using the difference in specific gravity between gas and liquid, takes out the liquid from below the container, and draws out the gas accumulated above the container from above with reference to the position of the liquid level generated in the vessel. I have to.
特許文献1の技術は、凝縮できない気体があることを前提として、セパレータにおいて気体を除去しようとするものである。セパレータの下流側に接続されたセカンダリポンプに気体が流入すると、所定のポンプ性能を発揮できないばかりか、キャビテーションによるポンプ破損にいたる場合もある。
特許文献1に開示されているセパレータにおいて、液面をセパレータ内に維持して安定させるためには、ある程度の大きさの水平面断面積が必要であり、また液面を基準とした制御のためには高さ方向にもある程度の長さが必要であるため、セパレータは必然的に大型にならざるを得ない。
セパレータが大型化すると外部からの入熱が大きくなり、入熱によるLNGの蒸発が大きくなり効率が悪いといった問題がある。
The technique of
In the separator disclosed in
When the separator is enlarged, heat input from the outside increases, and there is a problem that LNG evaporates due to heat input and efficiency is poor.
そこで、凝縮できなかった気体をセパレータで分離するのではなく、凝縮できなかった気体の有無を検知して、凝縮できなかった気体が検知されれば、気体を全て凝縮できるような条件に変更できるようにすることが考えられる。
そのためには、凝縮器の下流側において気泡の有無を正確かつ瞬時に検知できる気泡検出装置を設ける必要がある。
Therefore, instead of separating the gas that could not be condensed with a separator, the presence or absence of the gas that could not be condensed was detected, and if the gas that could not be condensed was detected, the conditions could be changed so that all the gas could be condensed. It is possible to do so.
For this purpose, it is necessary to provide a bubble detection device that can accurately and instantaneously detect the presence or absence of bubbles on the downstream side of the condenser.
この点、例えば仮に特許文献1に開示のセパレータを気泡検出装置として用いたとすると、上述の通り、セパレータとしての機能を有するが故に大型化せざるを得ず、大型化したセパレータを気泡検出装置として用いた場合、液面の変化が起きるためには大量の気体の流入が必要であり、凝縮器が気体を完全凝縮できない状態が検出できるまでの時間が長くなる。
In this regard, for example, assuming that the separator disclosed in
また、大型のセパレータを仮に気泡検出装置として用いた場合、セパレータへの外部からの入熱によってもLNGが蒸発して気体が発生する。このため、蒸発によって発生した気体と凝縮器で凝縮できなかった気体を合わせた量がセパレータ内に蓄積するため、蓄積された気体が蒸発によるものか凝縮器で凝縮しきれなかったものかの区別ができず、凝縮器で凝縮ができているかどうかを正確に判定することができない。 Further, if a large separator is used as a bubble detection device, LNG is evaporated and gas is generated by heat input from the outside to the separator. For this reason, the combined amount of the gas generated by evaporation and the gas that could not be condensed by the condenser is accumulated in the separator, so it is distinguished whether the accumulated gas is due to evaporation or not fully condensed by the condenser It is not possible to accurately determine whether or not the condenser has condensed.
なお、気泡の有無を感度よく検出する要請のある液体は、上記のようなLNG等の低温液体にLNGの蒸発ガスを混合して凝縮させる凝縮器の下流側の液体に限られず、例えば加熱や複数の液体を混合することで化学反応を起こす反応容器の下流の液体等、気泡を含有する可能性のある液体が広く対象となる。 The liquid that is required to detect the presence or absence of bubbles with high sensitivity is not limited to the liquid on the downstream side of the condenser that mixes and condenses the LNG evaporation gas with the low-temperature liquid such as LNG as described above. Liquids that may contain bubbles, such as liquids downstream of reaction vessels that cause a chemical reaction by mixing a plurality of liquids, are widely targeted.
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、気泡を含有する可能性のある液体が流れる流路に設けられて前記液体中に含まれる気泡を感度よく検出できる気泡検出装置及び該気泡検出装置を用いた凝縮設備を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the problems, and is provided in a flow path through which a liquid that may contain bubbles can flow, and a bubble detection device that can detect bubbles contained in the liquid with high sensitivity, and It aims at providing the condensation installation using a bubble detection apparatus.
(1)本発明に係る気泡検出装置は、気泡を含有する可能性のある液体が流れる流路に設けられて前記液体中に含まれる気泡を検出するものであって、
前記液体を供給する供給管と前記液体を排出する排出管が接続される容器と、該容器の上部に設けられて流入した液体を常時液源に戻す液戻し管と、前記容器内、又は前記容器内及び前記液戻し管の一部において気泡が存在しうる領域内の差圧を検出する差圧計とを備えたことを特徴とするものである。
(1) A bubble detection device according to the present invention is provided in a flow path through which a liquid that may contain bubbles is detected, and detects bubbles contained in the liquid.
A container to which a supply pipe that supplies the liquid and a discharge pipe that discharges the liquid are connected; a liquid return pipe that is provided at an upper part of the container and constantly returns the liquid that has flowed into the liquid source; And a differential pressure gauge for detecting a differential pressure in a region where bubbles may exist in a part of the liquid return pipe.
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記容器は縦型容器からなり、該縦型容器の側壁部に前記供給管が接続され、前記縦型容器の下部に前記排出管が接続されていることを特徴とするものである。 (2) Further, in the above (1), the container is a vertical container, the supply pipe is connected to a side wall portion of the vertical container, and the discharge pipe is connected to the lower part of the vertical container. It is characterized by being connected.
(3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記供給管から供給された液体を前記容器の上部に案内するガイド手段を設けたことを特徴とするものである。 (3) Further, in the above (1) or (2), a guide means for guiding the liquid supplied from the supply pipe to the upper part of the container is provided.
(4)また、本発明に係る凝縮設備は、液体に気体を直接又は間接的に接触させて前記気体を凝縮させる凝縮器を有するものであって、
前記凝縮器の下流に設置された上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の気泡検出装置を有し、該気泡検出装置の前記容器内の液体の温度と外気温度とに基づいて前記容器内での蒸発によって気泡が発生しない液戻し量を算出して前記液戻し管を流れる流量を調整する流量調整装置を設けたことを特徴とするものである。
(4) Moreover, the condensing equipment which concerns on this invention has a condenser which makes gas condense by making a gas contact a liquid directly or indirectly,
The bubble detection device according to any one of the above (1) to (3) installed downstream of the condenser, and based on the temperature of the liquid in the container and the outside air temperature of the bubble detection device It is characterized in that a flow rate adjusting device for adjusting a flow rate of flowing through the liquid return pipe by calculating a liquid return amount in which bubbles are not generated by evaporation in the container is provided.
(5)また、上記(4)に記載のものにおいて、前記凝縮器の上流側に設けられて凝縮器に供給する気体を圧縮する圧縮機と、前記気泡検出装置の差圧計の信号を入力し、該信号に基づいて前記圧縮機の出力を制御する制御装置を備えたことを特徴とするものである。 (5) Further, in the above-mentioned (4), the compressor is provided upstream of the condenser and compresses the gas supplied to the condenser, and the differential pressure gauge signal of the bubble detector is input. And a control device for controlling the output of the compressor based on the signal.
(6)また、上記(5)に記載のものにおいて、前記圧縮機と前記凝縮器の間の流路に流量を調節する調節弁をさらに設け、前記制御装置は前記差圧計の信号に基づいて、前記圧縮機の出力及び/又は前記調節弁の開度を制御することを特徴とするものである。 (6) Further, in the above (5), an adjustment valve for adjusting a flow rate is further provided in a flow path between the compressor and the condenser, and the control device is based on a signal from the differential pressure gauge. The output of the compressor and / or the opening of the control valve is controlled.
(7)また、上記(5)又は(6)に記載のものにおいて、前記排出管を流れる液体を昇圧する昇圧ポンプを有し、前記制御装置は前記差圧計の信号に基づいて前記差圧が所定値より小さくなったと判断される場合、前記圧縮機及び前記昇圧ポンプを停止することを特徴とするものである。 (7) Further, in the above-described (5) or (6), the apparatus further includes a booster pump that pressurizes the liquid flowing through the discharge pipe, and the control device determines the differential pressure based on a signal from the differential pressure gauge When it is determined that the pressure is smaller than a predetermined value, the compressor and the booster pump are stopped.
本発明に係る気泡検出装置は、液体を供給する供給管と前記液体を排出する排出管が接続される容器と、該容器の上部に設けられて流入した液体を常時液源に戻す液戻し管と、前記容器内、又は前記容器内及び前記液戻し管の一部において気泡が存在しうる領域内の差圧を検出する差圧計とを備えたことにより、液面を容器内で安定に維持する必要がないため容器の水平面断面積を小さくでき、気泡検出感度を高くすることができる。また、容器を小型化できることで、外部からの入熱を小さくすることができる。
さらに、液戻し管から常時液体を排出することで容器内での液体の滞留部がなくなり容器内での蒸発がなく、容器内での外部入熱による気泡の発生がないので、供給管から供給された液体に気泡が存在することを確実に検出することができる。
The bubble detection device according to the present invention includes a container to which a supply pipe for supplying a liquid and a discharge pipe for discharging the liquid are connected, and a liquid return pipe that is provided at an upper portion of the container and returns the inflowed liquid to the liquid source at all times. And a differential pressure gauge for detecting a differential pressure in the container or in a region where bubbles may exist in the container and a part of the liquid return pipe, thereby maintaining a stable liquid level in the container. Since there is no need to do this, the horizontal cross-sectional area of the container can be reduced, and the bubble detection sensitivity can be increased. Moreover, the heat input from the outside can be made small because a container can be reduced in size.
Furthermore, by always discharging the liquid from the liquid return pipe, there is no liquid accumulation in the container, there is no evaporation in the container, and no bubbles are generated due to external heat input in the container. It is possible to reliably detect the presence of bubbles in the liquid.
[実施の形態1]
本実施の形態に係る気泡検出装置1は、例えばLNG等の低温液体にLNGの蒸発ガスを直接又は間接的に接触させて蒸発ガスを液化させる凝縮器の下流側に設けられて凝縮器で凝縮されなかった気泡を検出する気泡検出装置1であって、図1に示すように、縦型容器3と、縦型容器3の上部の液戻し口4に接続された液戻し管5と、縦型容器3内の差圧を検出する差圧計7を備えている。
以下、各構成要素について、気泡検出装置1をLNG等の低温液体にLNGの蒸発ガスを直接接触させて蒸発ガスを液化させる凝縮器の下流側に設置した場合を例に挙げて詳細に説明する。
[Embodiment 1]
The
Hereinafter, each of the constituent elements will be described in detail by taking as an example the case where the
<縦型容器>
縦型容器3は、例えば円筒状の容器であって、その最小径は限定されないが、排出管と同程度まで小さくすることが可能である。縦型容器3の断面形状は、円形の他、矩形など任意の形状を取りうる。縦型容器3では特許文献1のセパレータのように気体と液体を分離する目的ではないので、大きな容量は不要である。
<Vertical container>
The
縦型容器3の側壁部には供給管接続部8が設けられ、供給管接続部8に凝縮器によって気液が混合された混合液を供給する供給管9が接続されている。
また、縦型容器3の下部には排出口10が設けられ、排出口10には縦型容器3に供給された混合液を下流側の設備に向けて排出する排出管11が接続されている。
なお、図1、図2、図4〜図6においては、縦型容器3の液戻し口4と液戻し管5の境界部、縦型容器3の供給管接続部8と供給管9の境界部、及び縦型容器3の排出口10と排出管11の境界部を破線で示しているが、実機では破線の部分がフランジや溶接等による接続部となる。
A supply
In addition, a
1, 2, and 4 to 6, the boundary between the
縦型容器3に供給された混合液の大半は排出管11から排出され、少量の混合液が縦型容器3の上部に設けられた液戻し管5から排出される。
このように、混合液は液戻し管5から常時液源に戻されるため、縦型容器3内で混合液が滞留しにくく、入熱による蒸発によって気泡が発生しにくい構造になっている。
Most of the mixed liquid supplied to the
Thus, since the liquid mixture is always returned from the
もっとも、縦型容器3の形状等によっては、縦型容器3内において排出管11にショートカットする流れが生じて、混合液が縦型容器3の供給管接続部8より上部の空間で滞留することも考えられる。滞留が生ずるとその領域で入熱によって気泡が発生するため、凝縮器によって凝縮しきれずに発生した気泡との区別ができなくなる。
そこで、上記のようなショートカットが生じないように、供給管9から供給される混合液の流れを排出管11の反対鉛直方向、すなわち縦型容器3の上部に案内するガイド手段13を設けることが好ましい。
However, depending on the shape or the like of the
Therefore, in order not to cause the above-described shortcut, a guide means 13 for guiding the flow of the mixed solution supplied from the
ガイド手段13の例としては、図2(a)に示すように、供給管接続部8の先端を縦型容器3内部に延出させ、先端部を上方に向けて湾曲させたり、また図2(b)に示すように、供給管接続部8の先端部を斜め上方に向けて屈曲させたり、またあるいは図2(c)に示すように、供給管接続部8の先端部に流入した液体が当接する整流板15を設けるようにして、流入した液体を縦型容器3の上部に向けてガイドするようにするものが考えられる。
なお、図2(c)に示した整流板15の具体的な形状としては、図3(a)に示すように、前壁、側壁及び底壁がある矩形状のものや、図3(b)に示すように、底壁と湾曲壁を有するものが考えられる。
As an example of the guide means 13, as shown in FIG. 2 (a), the tip of the supply
In addition, as a specific shape of the
<液戻し管>
液戻し管5は、縦型容器3の上部の液戻し口4に接続されて流入した混合液を常時液源、例えば貯留槽に戻すためのものである。
縦型容器3に供給された混合液は、その大半が下部の排出管11から排出されると共にその一部が常に液戻し管5によって液源に戻される。そのため、縦型容器3内には液面が存在せず、常時満液状態となっている。この点は、特許文献1に開示されたセパレータのように容器内に液面が存在するものとは相違している。
<Liquid return pipe>
The
Most of the mixed liquid supplied to the
液戻し管5には流量を調整する流量調整弁17と管内を流れる液体の温度を計測する温度検出器18が設けられており、流量調整弁17は、外気温度と混合液の温度に基づいて流量調整弁制御部19によって開度が調整される。
液戻し管5から常時排出される液体の量は、縦型容器3内で入熱による気泡が発生しないように、十分な量とする必要がある。この十分な量については後述する。
The
The amount of liquid that is always discharged from the
<差圧計>
差圧計7は、縦型容器3内、又は縦型容器3内及び液戻し管5の一部において気泡が存在する領域内の差圧を検出する。気泡は縦型容器3における混合液の流入部よりも上方に存在することになるので、差圧を検出する上下の位置は、少なくとも上側が混合液の流入部よりも上方であればよい。もっとも、差圧を感度よく検出するには、気泡量に対する液量が少ない方がよいので、上側の位置は水平面断面積を出来るだけ小さくするほうが良い。また、下側の位置よりも気泡が上にないと検知できないため、下側の位置は混合液の流入部と同じか、少し下方が好ましい。
差圧を検出することで、縦型容器3内における気泡の有無を検出することができるが、以下、この点について、図4に基づいて説明する。
<Differential pressure gauge>
The
By detecting the differential pressure, it is possible to detect the presence or absence of bubbles in the
縦型容器3内が満液状態だと仮定して、内部に密度ρの液体が詰まっている場合を仮定する。そして、図4に示すように、下側の差圧検出位置である点A(圧力P1)と上側の差圧検出位置である点B(圧力P2)との距離(高さ)をHとすると、点Aと点Bにおける差圧ΔPは、
ΔP=P1−P2=ρ・g・H
となる。
ここで、縦型容器3内に気泡が入ってくると、液面が形成されなくても気泡が点Aと点Bの間、すなわち高さHの範囲にあればΔPがρ・g・Hよりも低下するので気泡の混入が分かる。
Assuming that the inside of the
ΔP = P1-P2 = ρ ・ g ・ H
It becomes.
Here, if bubbles enter the
気泡の検出感度を上げるには、所定の高さ範囲内に存在する気泡量の液量に対する割合が多くなるようにすればよい。そのためには、差圧を計測する範囲の水平面断面積を出来るだけ小さくするほうが良い。例えば、図5に示すように、供給管9を縦型容器3のできるだけ上方に接続し、上側の差圧検出位置である液戻し管5に配設する方が、図6に示すように、差圧を取る範囲が全て縦型容器3内とするよりも好ましい。
なお、縦型容器3における供給管9より下側の容積は、気体が大量に混入してきた際に、排出管11を介して下流側に流出させないためのバッファ容量として機能する。そのため、このようなバッファ容量を確保するという観点でも供給管9を縦型容器3のできるだけ上部に接続した方が良い。
In order to increase the detection sensitivity of the bubbles, the ratio of the amount of bubbles existing within a predetermined height range to the liquid amount may be increased. For that purpose, it is better to make the horizontal cross-sectional area in the range in which the differential pressure is measured as small as possible. For example, as shown in FIG. 5, the
The volume below the
以上のように構成された本実施の形態の気泡検出装置1においては、凝縮器で凝縮されて気体と液体が混合された混合液が供給管9から縦型容器3に供給され、その大半は排出管11から排出され、少量の混合液は液戻し管5から液源に戻される。そのため、上述したように縦型容器3内は常時満液状態となっている。
また、液戻し管5に設けた流量調整弁17は、上述したように、縦型容器3内で入熱による気泡が発生しないような十分な流量に調整される。
この点、本実施の形態では外気温と内部流体の温度に基づいて外部からの入熱量を計算し、これに基づいて流量調整弁17の開度を調整して、液戻し管5に所定の流量以上の流量が流れるようにする。
以下、気泡が発生しないために液戻し管5に流す液体流量について説明する。
In the
Further, the flow
In this respect, in the present embodiment, the amount of heat input from the outside is calculated based on the outside air temperature and the temperature of the internal fluid, and the opening degree of the flow
Hereinafter, the liquid flow rate that flows through the
外部からの入熱:q、液体の比熱:Cp、液体質量流量:m、供給管9の接続位置〜差圧計測位置(上側)の表面積(縦型容器3+液戻し管5):A、液体の温度:Ti、液体の沸点をTb、外部の空気の温度:To、熱通過率:αとすると、
q=A×α×(To−Ti)
気泡が発生しないためには液体が沸点以下であることが必要であるから、
(Tb-Ti)×Cp×m>q
であれば気泡が発生しない。よって、液戻し管5からは以下の式で示す流量m以上の液体排出量とするようにすればよい。
m>q/((Tb−Ti)×Cp)
Heat input from outside: q, specific heat of liquid: Cp, liquid mass flow rate: m, surface area from connection position of
q = A x α x (To-Ti)
Since it is necessary for the liquid to have a boiling point or less in order not to generate bubbles,
(Tb-Ti) × Cp × m> q
If so, no bubbles are generated. Accordingly, the
m> q / ((Tb−Ti) × Cp)
なお、液温の変化がほとんど無い場合は、気温計や液体の温度計を設けずに、想定される入熱量よりも十分大きな量の液体を液戻し管5から排出するようにしてもよい。この場合、算出される必要流量の2倍以上を流すようにするのが望ましい。
When there is almost no change in the liquid temperature, an amount of liquid sufficiently larger than the assumed heat input amount may be discharged from the
供給管9から供給された混合液内に気泡が混入していた場合、気泡は図5、図6に示すように、縦型容器3内を上昇する。このとき、差圧に変化が生じて、すなわち差圧が小さくなり、気泡の存在が検出される。
When bubbles are mixed in the mixed liquid supplied from the
本実施の形態の気泡検出装置1では、液面を縦型容器3内で安定に維持する必要がないため縦型容器3の水平面断面積を小さくでき、気泡検出感度を高くすることができる。また、縦型容器3を小型化できることで、外部からの入熱を小さくすることができる。
また、液戻し管5から常時液体を排出することで縦型容器3内での液体の滞留部が生じにくくなり縦型容器3内での外部入熱による気泡が発生しないので、供給管9から供給された混合液に気泡が存在していたことを確実に検出することができる。
In the
Further, by always discharging the liquid from the
また、図2、図3に示したガイド手段13を設けることで、縦型容器3内での液の滞留領域をより確実になくすることができ、縦型容器3内で入熱による気泡発生を確実に防止できる。
さらに、液戻し管5に流量調整弁17を設けたことで、気温や液体の温度の変化に対して液戻し管5からの液体排出量をコントロールすることができ、より確実に気泡の発生を防止できる。
In addition, by providing the guide means 13 shown in FIGS. 2 and 3, it is possible to more reliably eliminate a liquid retention region in the
Furthermore, by providing the flow
[実施の形態2]
本実施の形態は、実施の形態1の気泡検出装置1を備えた凝縮設備21に関するものである。
図7は、気泡検出装置1を、LNGを貯留する貯留槽23から送出されるLNGにLNGの蒸発ガスを混合して凝縮する凝縮器25の下流側に設けた例である。
本実施の形態の凝縮設備21は、図7に示すように、貯留槽23内のLNGから発生する蒸発ガスを抜き出す蒸発ガス抜出し管27、蒸発ガス抜出し管27から抜き出された蒸発ガスを圧縮する蒸発ガス圧縮機29、蒸発ガス圧縮機29によって圧縮された蒸発ガスを凝縮器25に供給する気体供給管31、気体供給管31に設けられた調節弁33、気体供給管31から供給された気体を凝縮する凝縮器25、貯留槽23に設けられてLNGを送出する送出管35、送出管35に設けられてLNGを凝縮器25に向けて払い出す払出しポンプ37を備えている。
[Embodiment 2]
The present embodiment relates to a
FIG. 7 shows an example in which the
As shown in FIG. 7, the condensing
また、凝縮器25の下流側には供給管9が設けられ、供給管9には実施の形態1の気泡検出装置1の縦型容器3が接続されている。縦型容器3の下部には排出管11が接続され、排出管11には混合液をさらに昇圧する昇圧ポンプ39が設けられている。
なお、気泡検出装置1の縦型容器3は凝縮器25よりも高い位置に配置し、凝縮器25から縦型容器3までは配管内に気体の蓄積が起こらないように縦型容器3に向かって上向きの勾配をつけるようにするのが好ましい。または、凝縮器25から縦型容器3までの経路において上に凸形状となるような部位があると気体が溜まることになるので、このような部位を設けないようにするのが好ましい。
A
Note that the
また、蒸発ガス圧縮機29、払出しポンプ37、昇圧ポンプ39の出力や始動・停止、また調節弁33の開度を制御する制御装置41が設けられ、制御装置41は、気泡検出装置1の差圧信号に基づいて各機器の制御を行う。
Further, a
次に、上記のように構成された本実施の形態の凝縮設備21の運転方法について説明する。
貯留槽23から払出しポンプ37によってLNGが送出され、送出管35を介して凝縮器25に供給される。
一方、貯留槽23からはLNGの蒸発ガスが蒸発ガス抜出し管27を介して抜き出され、この蒸発ガスは蒸発ガス圧縮機29で圧縮され、蒸発ガス圧縮機29の下流側に設置された調節弁33で気体供給量を調整し、気体供給管31を介して凝縮器25に供給される。
Next, an operation method of the condensing
LNG is sent out from the
On the other hand, the evaporative gas of LNG is extracted from the
また、液戻し管5からは縦型容器3内で入熱による気泡が発生しない所定の流量のLNGが常時排出され、貯留槽23に戻されている。
In addition, a predetermined flow rate of LNG that does not generate bubbles due to heat input in the
再液化された混合液は気泡検出装置1の縦型容器3に供給され、その大半は排出管11から排出されて昇圧ポンプ39に送液される。縦型容器3に供給された混合液の一部は液戻し管5を介して貯留槽23に戻される。
気泡検出装置1では常時差圧が検出されており、その情報が制御装置41に入力されている。気泡検出装置1によって気泡が検出されると、制御装置41は検出量が予め定めた値を越えたときには、蒸発ガス圧縮機29、払出しポンプ37、昇圧ポンプ39の出力や始動・停止、また調節弁33の開度を制御する。
制御装置41による制御の例を挙げると以下の通りである。
The re-liquefied mixed liquid is supplied to the
In the
An example of control by the
ある閾値(例えば差圧が基準値の10%減)よりも差圧が小さくなった場合は、凝縮器25への気体の供給を少なくする。この方法としては蒸発ガス圧縮機29の出力を低減させる、あるいは調節弁33の開度を小さくする方法がある。
さらに差圧が小さくなった場合(例えば差圧が基準値の20%減)は、気体が気泡検出装置1に大量に流入したとみなして凝縮器25へ気体を供給する蒸発ガス圧縮機29、および昇圧ポンプ39を停止させる。
また、蒸発ガス圧縮機29の出力低下、蒸発ガス圧縮機29の停止、および昇圧ポンプ39の停止に応じて制御装置41で払出しポンプ37の出力を制御する。
When the differential pressure becomes smaller than a certain threshold (for example, the differential pressure is reduced by 10% of the reference value), the gas supply to the
When the differential pressure is further reduced (for example, the differential pressure is reduced by 20% of the reference value), it is assumed that a large amount of gas has flowed into the
Further, the output of the
なお、縦型容器3の供給管接続部8から下部の容量をQ(m3)、昇圧ポンプ39の運転流量をV(m3/s)、昇圧ポンプ39が停止信号を受けて停止とするまでの時間をt(s)とすると、気泡検出装置1の縦型容器3の供給管接続部8から下部の容量をQをV×t以上とすることで、昇圧ポンプ39に気体が流れるのを防止できる。
Note that the capacity of the lower part from the
以上のように、本実施の形態の凝縮設備21によれば、高感度・高反応速度の気泡検出装置1を設け、気泡が検出されたときには、凝縮器25での凝縮が確実に行えるように凝縮器25に供給する蒸発ガス量を調整し、あるいは大量の気泡が凝縮器25の下流側に流れた場合には、機器を停止するようにしたので、昇圧ポンプ39に気泡が送られるのを確実に防止することができる。
As described above, according to the condensing
なお、上記の例では、蒸発ガス圧縮機29の下流側に調節弁33が設けられているので、気泡検出装置1で気泡が検出された場合の対処方法としては、蒸発ガス圧縮機29及び/又は調節弁33となるが、調節弁33を設けるのは必須ではなく、調節弁33を設けていない場合には、蒸発ガス圧縮機29の出力を制御すればよい。
In the above example, the control valve 33 is provided on the downstream side of the
なお、上記の実施の形態では、気泡検出装置1をLNGの蒸発ガスを直接接触させて蒸発ガスを液化させる凝縮器25の下流側に設置した場合を例に挙げて説明したが、本発明の気泡検出装置が用いられるのは上記の場合に限られず、例えば加熱や複数の液体を混合することで化学反応を起こす反応容器の下流の液体等、気泡を含有する可能性のある液体が流れる流路に設置して用いることができる。
In the above embodiment, the case where the
実施の形態1において、ガイド手段13の例として、図2に示すものを示したが、ガイド手段13の態様としてはこれらに限られるものではなく、例えば図8に示すように、下端部が縦型容器3の下部(底部)に接続され、上方に延出して上端部が縦型容器3内で開放端となっている仕切板で構成してもよい。
ガイド手段(仕切板)13の開放端の位置は、排出管11にショートカットする流れを防止するため、供給管接続部8及び排出口10から極力離れた位置が望ましい。また、下側の差圧検出位置である点Aの高さは、ガイド手段13の開放端と同程度の高さが望ましい。
In the first embodiment, the guide means 13 shown in FIG. 2 is shown as an example. However, the guide means 13 is not limited to this. For example, as shown in FIG. You may comprise with the partition plate connected to the lower part (bottom part) of the type |
The position of the open end of the guide means (partition plate) 13 is preferably a position as far as possible from the supply
また、実施の形態1及び図8においては、供給管9と排出管11の縦型容器3への接続位置について、供給管9が縦型容器3の側壁部に接続され、排出管11が縦型容器3の下部(底部)に接続される例を示したが、本発明はこれに限られず、図9〜図12に示すような種々の態様を取り得る。
以下、これらの他の態様について説明する。
Further, in the first embodiment and FIG. 8, regarding the connection position of the
Hereinafter, these other aspects will be described.
図9に示す例は、供給管9が縦型容器3の下部(底部)に接続され、排出管11が縦型容器3の側壁部に接続されるようにした例である。
この場合のガイド手段13の態様としては、図9(a)に示すように、供給管接続部8の先端を排出口10よりも上方の位置まで延出させて構成したり、図9(b)に示すように、下端部が縦型容器3の下部(底部)に接続され、上方に延出して上端部が排出口10よりも上方の位置で開放する開放端となっている仕切板で構成してもよい。
このとき下側の差圧検出位置である点Aの高さは、ガイド手段13の上端と同程度の高さが望ましい。
The example shown in FIG. 9 is an example in which the
As a mode of the guide means 13 in this case, as shown in FIG. 9A, the tip of the supply
At this time, the height of the point A, which is the lower differential pressure detection position, is preferably the same height as the upper end of the guide means 13.
図10に示す例は、供給管9が縦型容器3の下部(底部)に接続され、排出管11も縦型容器3の下部(底部)に接続されるようにした例である。
この場合のガイド手段13の態様としては、図10(a)に示すように、供給管接続部8の先端を上方に延出させて構成したり、図10(b)に示すように、下端部が縦型容器3の下部(底部)に接続され、上端部が上方に延出して開放する開放端となっている仕切板で構成してもよい。
このとき下側の差圧検出位置である点Aの高さは、図9に示した例と同様に、ガイド手段13の上端と同程度の高さが望ましい。
The example shown in FIG. 10 is an example in which the
As an aspect of the guide means 13 in this case, as shown in FIG. 10 (a), the tip of the supply
At this time, the height of the point A, which is the lower differential pressure detection position, is preferably the same height as the upper end of the guide means 13 as in the example shown in FIG.
図11、図12に示す例は、供給管9及び排出管11が共に縦型容器3の側壁部に接続されるようにした例である。
この場合、供給管9と配出管11における縦型容器3の周方向の配置については、特に限定されず、例えば図11(a)、(b)に示すように互いに対向する位置であってもよいし、図12に示すように、同側面であってもよいし、あるいは図示していないが供給管9と配出管11が周方向で所定の角度でずれている配置でもよい。
また、供給管9と排出管11における縦型容器3の高さ方向の配置についても、図11(a)、図12に示すように、段差が設けられてもよいし、図11(b)に示すように、同じ高さであってもよい。
The example shown in FIGS. 11 and 12 is an example in which the
In this case, the arrangement in the circumferential direction of the
Further, the vertical arrangement of the
もっとも、排出管11から気泡が排出されないように、供給管9と排出管11の配置やガイド手段13の設け方を考慮する必要がある。
図11(a)に示すように、供給管9の位置が排出管11よりも高い位置にあり、かつ供給管9と排出管11の位置が縦型容器3の周方向で離れている場合には、ガイド手段13を設けなくてもよい場合もある。
他方、供給管9と排出管11の高さ位置が同じような場合には、図11(b)に示すように、下端部が縦型容器3の下部(底部)に接続され、上方に延出して上端部が排出口10よりも上方の位置で開放する開放端となっている仕切板からなるガイド手段13を設けるのが好ましい。
However, it is necessary to consider the arrangement of the
As shown in FIG. 11A, when the position of the
On the other hand, when the height positions of the
もっとも、供給管9の位置が排出管11よりも高い位置にあっても、図12に示すように、供給管9と排出管11の周方向位置が近い場合には、ガイド手段13として、一端が縦型容器3の側壁に接続され、他端が縦型容器3内に延出して容器内部で開放する開放端となっている仕切板を供給管9と排出管11の間に設けるようにするのが好ましい。
However, even if the position of the
上記の実施の形態1では、本発明の容器の例として縦型容器3を例に挙げたが、容器の形状は縦型のものに限られず、種々の形状のものを適用できる。
例えば、図13、図14に示すように、設置状態で上に凸となるようにU字を上下逆にした形状の容器43(以下、「逆U字形状容器43」という)であってもよい。
In the first embodiment, the
For example, as shown in FIGS. 13 and 14, even in the case of a
逆U字形状容器43の場合における供給管9と排出管11の配置は種々の態様を取ることができ、図13(a)に示すように、逆U字形状容器43における一方の辺部の側壁部に供給管9を接続し、他方の辺部の底部に排出管11を接続したり、図13(b)に示すように、逆U字形状容器43における一方の辺部の底部に供給管9を接続し、他方の辺部の側壁部に排出管11を接続したり、図14(a)に示すように、逆U字形状容器43の一方の辺部の底部に供給管9を接続し、他方の辺部の底部に排出管11を接続したり、図14(b)に示すように、逆U字形状容器43の一方の辺部の側壁部に供給管9を接続し、他方の辺部の側壁部に排出管11を接続したりすることができる。
また、逆U字形状容器43の断面形状は、円形の他、矩形など任意の形状を取りうる。逆U字形状容器43は、例えば円筒状の容器である場合、その最小径は限定されないが、排出管11もしくは供給管9、あるいはその両方と同程度まで小さくすることが可能である。
The arrangement of the
In addition, the cross-sectional shape of the inverted
逆U字形状容器43の場合、供給管9が接続された側の辺部の内壁がガイド手段13として機能するので、別途ガイド手段13を設けなくても供給された混合液が排出管11にショートカットする流れを防止することができる。
In the case of the inverted
なお、気泡検出装置1を実施の形態2の凝縮設備21に適用する場合において、気泡検出装置1として、図9、図10、図13(b)及び図14(a)に示したような供給管9が容器(縦型容器3、逆U字形状容器43)の下部に接続されるものを用いる場合には、凝縮器として混合流体が鉛直上向きに排出されるものを用いると共に該凝縮器の上方に気泡検出装置1を接続するのが好ましい。
このような配置にすることで、凝縮器で気泡が発生してから検出までの時間を短くすることができる。また、相対的に高い位置に気泡検出装置1を配置することになるので、気泡検出装置1において液ヘッドが小さく気泡が発生しやすくなり、他の場所で気泡が発生する前に確実に気泡を検知できるようになる。
When the
With such an arrangement, it is possible to shorten the time from the generation of bubbles in the condenser to the detection. In addition, since the
1 気泡検出装置
3 縦型容器
4 液戻し口
5 液戻し管
7 差圧計
8 供給管接続部
9 供給管
10 排出口
11 排出管
13 ガイド手段
15 整流板
17 流量調整弁
18 温度検出器
19 流量調整弁制御部
21 凝縮設備
23 貯留槽
25 凝縮器
27 蒸発ガス抜出し管
29 蒸発ガス圧縮機
31 気体供給管
33 調節弁
35 送出管
37 払出しポンプ
39 昇圧ポンプ
41 制御装置
43 逆U字形状容器
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記液体を供給する供給管と前記液体を排出する排出管が接続される容器と、該容器の上部に設けられて流入した液体を常時液源に戻す液戻し管と、前記容器内、又は前記容器内及び前記液戻し管の一部において気泡が存在しうる領域内の差圧を検出する差圧計とを備えたことを特徴とする気泡検出装置。 A bubble detection device that detects bubbles included in the liquid provided in a flow path through which a liquid that may contain bubbles may flow,
A container to which a supply pipe that supplies the liquid and a discharge pipe that discharges the liquid are connected; a liquid return pipe that is provided at an upper part of the container and constantly returns the liquid that has flowed into the liquid source; A bubble detecting device comprising: a differential pressure gauge for detecting a differential pressure in a container and a region where bubbles may exist in a part of the liquid return pipe.
前記凝縮器の下流に設置された請求項1乃至3のいずれか一項に記載の気泡検出装置を有し、
該気泡検出装置の前記容器内の液体の温度と外気温度とに基づいて前記容器内での蒸発によって気泡が発生しない液戻し量を算出して前記液戻し管を流れる流量を調整する流量調整装置を設けたことを特徴とする凝縮設備。 A condensing facility having a condenser for condensing the gas by bringing the gas into direct or indirect contact with the liquid,
It has a bubble detection device according to any one of claims 1 to 3 installed downstream of the condenser,
A flow rate adjusting device that calculates a liquid return amount in which bubbles are not generated by evaporation in the container based on the temperature of the liquid in the container and the outside air temperature of the bubble detection device, and adjusts the flow rate through the liquid return pipe Condensing equipment characterized by having
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