JP2689072B2 - 二重管式オープンラック型気化装置 - Google Patents

二重管式オープンラック型気化装置

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JP2689072B2 JP33962493A JP33962493A JP2689072B2 JP 2689072 B2 JP2689072 B2 JP 2689072B2 JP 33962493 A JP33962493 A JP 33962493A JP 33962493 A JP33962493 A JP 33962493A JP 2689072 B2 JP2689072 B2 JP 2689072B2
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篤 久保田
貴英 山本
俊泰 三浦
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、海水などの熱媒体で
液化天然ガスを気化させるためのオープンラック型気化
装置に係り、熱交換管を二重構造となし、上端に設けた
出口ヘッダーを貫通して内管に液化天然ガスを供給して
内管下部より外管上部へとU型フローにて気化ガスを導
出する構成となし、出口ヘッダーを貫通する内管の立ち
上がり部にキャップ部を設けて同部に発生する熱応力を
低減した二重管式オープンラック型気化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】海水などの熱媒体を用いて液化天然ガス
(以下LNGという)を気化させるためのオープンラッ
ク型気化装置としては、従来、単管式オープンラック型
気化装置が主流である。単管式オープンラック型気化装
置は、単管の熱交換管を多数連立させた熱交換用パネル
の下端に設けた下部ヘッダータンクからLNGを供給
し、熱交換用パネルの上部両側に配置したトラフから散
水される海水により、LNGが管内を上昇するにつれて
管外の熱媒体たる海水により加熱され気化して、熱交換
用パネルの上端に設けた上部ヘッダータンクから天然ガ
ス(以下NGという)として外部に供給される構成から
なる。
【0003】単管式オープンラック型気化装置は、熱媒
体である海水と極低温のLNGとが熱交換用パネルの単
管壁を介して直接熱交換するため、管外、すなわち熱交
換用パネル表面に氷着が発生し、海水の散水流量に偏流
があるとこの氷着もアンバランスとなり、各熱交換管の
収縮量に差ができ、熱応力が増大するという問題点を有
していた。
【0004】そこで、出願人は、二重管構造の熱交換管
を多数連立させて熱交換パネルを形成し、熱交換管の上
部あるいは下部の一方側にLNG入口ヘッダータンクと
NG出口ヘッダータンクを配置して、一端から内管に導
入流下したLNGを他端側より反転させて外管と内管の
間に移動させ、外管のNG出口ヘッダータンクへと流す
U型フローの間に、海水→外管→NG→内管→LNGと
入熱させる構成となした二重管式オープンラック型気化
装置を提案(特開平4−254096号)した。上記の
二重管式オープンラック型気化装置は、従来装置では不
可避の氷着を低減して海水量を減らすことができ、揚水
ポンプの使用量を削減し、流量及びカロリーハンチング
の防止が可能で、LNG及びNG流れが安定する利点が
ある
【0005】さらに、LNG入口ヘッダータンク近傍の
氷着を防止しかつLNGの出入口ヘッダータンクの配置
をより効率よくして、設置スペースを削減できる構成と
して、二重管構造の熱交換管をその下端部を自由端とし
て多数連立させて吊支した熱交換パネルを形成し、該パ
ネル上部に散水用トラフを対向配設して散水可能とな
し、熱交換管の上端部に設けた出口ヘッダータンクを貫
通して内管を延出させ出口ヘッダータンクの上方に入口
ヘッダータンクを配置して内管内に液化ガスを導入し、
閉塞した熱交換管下端の外管内で内管を出た流体を反転
可能となし、反転後に外管と内管間の環状通路を上昇移
動する流体と、外管外面の散水及び内管内液化ガスと熱
交換可能となし、気化昇温させた気化ガスを出口ヘッダ
ータンクから導出可能となした二重管式オープンラック
型気化装置を提案した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】熱交換管を二重構造と
なし、上端部に設けた出口ヘッダータンクを貫通して内
管を延出させ出口ヘッダータンクの上方に入口ヘッダー
タンクを配置して、熱交換管軸方向に出口、入口ヘッダ
ータンクを配置できるため、設置スペースがより少なく
できスペース効率がすぐれているが、内管を出口ヘッダ
ータンクに貫通配置して溶接するため、加工及び組立工
数が多く煩雑になる問題がある。また、LNG入口ヘッ
ダータンクからのLNGによりNG出口ヘッダータンク
内のNG温度が低下することがあり、さらに、内管が貫
通延出する出口ヘッダータンク近傍で熱応力が発生する
問題がある。
【0007】この発明は、上述の二重管式オープンラッ
ク型気化装置において、内管を出口ヘッダータンクに貫
通配置する製造工程が容易になり、さらにNG出口ヘッ
ダータンク付近でのNG温度の低下を防止し、同部付近
に発生する熱応力の低減を図った構成からなる二重管式
オープンラック型気化装置の提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、二重管構造
の熱交換管をその下端部を自由端として多数連立させて
吊支した熱交換パネルを形成し、該パネル上部に散水用
トラフを対向配設して散水可能となし、熱交換管の上端
部に設けた出口ヘッダータンクを貫通して内管を延出さ
せ出口ヘッダータンクの上方に入口ヘッダータンクを配
置して内管内に液化ガスを導入し、閉塞した熱交換管下
端の外管内で内管を出た流体を反転可能となし、反転後
に外管と内管間の環状通路を上昇移動する流体と、外管
外面の散水及び内管内液化ガスと熱交換可能となし、気
化昇温させた気化ガスを出口ヘッダータンクから導出可
能となしたことを特徴とする二重管式オープンラック型
気化装置において、出口ヘッダータンクの貫通孔を内管
外径より大きくし、この貫通孔に立設配置する筒状部材
に内管を遊挿して筒状部材上端と固着してキャップ部を
形成したことを特徴とする二重管式オープンラック型気
化装置である。
【0009】また、この発明は、上記の構成において筒
状部材上端の内管への固着にリング状スペーサーを介在
させたことを特徴とする二重管式オープンラック型気化
装置を併せて提案する。また、この発明は、上記の構成
において筒状部材と内管との間に筒状部材長さあるいは
さらに出口ヘッダータンクを貫通して少なくともタンク
内にまで内管外周に断熱材を配置したことを特徴とする
二重管式オープンラック型気化装置を併せて提案する。
【0010】この発明において、二重管構造は、LNG
を内管の上端から下方へ流下させて開口下端より反転
し、外管と内管間の環状通路をNGが上昇可能であれば
どのような構成でも採用でき、外管には外周面にスター
フィンを突設したフィン付きチューブを用いることがで
きる。さらに、内管及び外管ともその内面に切り込みあ
るいは凹凸を設けて伝熱面積を増加させるのもよい。
【0011】
【作用】この発明によるオープンラック型気化装置は、
熱交換管を二重構造となし、上端部に設けた出口ヘッダ
ータンクを貫通して内管を延出させ出口ヘッダータンク
の上方に入口ヘッダータンクを配置するに際し、出口ヘ
ッダータンクの貫通孔を内管外径より大きくし、この貫
通孔に立設配置する筒状部材に内管を遊挿して筒状部材
上端と固着するキャップ部構造を採用したため、内管に
熱伝導を向上させるための種々部材を装着しても外管内
に挿入するのが容易で製造性が向上し、また、少なくと
も出口ヘッダータンク内にある内管外周に断熱材を装着
して挿入することが可能でNG出口ヘッダータンク付近
でのLNGの流下に伴うNG温度の低下を防止すること
ができる。また、LNGが流下する内管は出口ヘッダー
タンクの貫通孔近傍で該タンクに直接接触することがな
いことから、同部付近に熱応力を発生させることが少な
くなる。
【0012】
【実施例】
実施例1 図1はこの発明による二重管式オープンラック型気化装
置の熱交換パネルの説明図である。図2は熱交換管の構
成を示す縦断説明図であり、図3のAからCは熱交換管
のキャップ部を示す説明図であり、筒状部材のみを縦断
する説明図である。この発明による二重管式オープンラ
ック型気化装置は、二重管構造の熱交換管10を多数並
列して熱交換パネル1を形成し、図示しない架構装置に
て吊支配置してあり、該パネル1の上端部にNG出口ヘ
ッダータンク2が設けてある。熱交換パネル1の上部両
面には散水用トラフ3,3を対向配設してパネル面に溢
水が流下する構成からなる。
【0013】各熱交換管10を構成する外管11は、こ
こでは外周面にスターフィンを突設したフィン付きチュ
ーブを用い、所要長さと内径を有して下端が閉塞され、
上端が水平配置されたNG出口ヘッダータンク2と接続
されており、内管14は軸方向の溝を多数設けた外管1
1内面との間に所定幅の環状通路を形成するよう所定の
外径を有し、外管11内に遊挿配置されかつ外管11内
にその下端開口を望ませてあり、また、内管14上端が
NG出口ヘッダータンク2を貫通して外部上方に延出し
て熱収縮を吸収するための湾曲部15を形成し、NG出
口ヘッダータンク2の鉛直上方に水平配置するLNG入
口ヘッダータンク4に接続されている。
【0014】さらに、図2に詳細を示す如く、各熱交換
管10の内管14とNG出口ヘッダータンク2の接続部
は、NG出口ヘッダータンク2の頂部に設けた貫通孔を
内管14外径より大きな、ここでは後述する内管14の
外周に装着した断熱材17厚みを加えた所定内径とな
し、この貫通孔に立設配置する筒状部材20に内管を遊
挿されて筒状部材20上端部と内管14が溶接にて固着
されて、キャップ部を形成している。筒状部材20上端
部と内管14との固着に際し、図3のA,Cに示す如
く、リング状のスペーサー21,22を内管14外面と
筒状部材20上端部との間に介在させて溶接固着するほ
か、同B図に示す如く、筒状部材20上端部の内径を縮
小させて内管14と溶接固着する等種々の固着方法が採
用できる。ちなみに図2に示す各熱交換管10では図3
のAに示すスペーサー21を介在させている。
【0015】上述したキャップ部を有する構成となした
ことにより、図2に示す如く、内管14の外管11内に
遊挿配置される部分の外周に乱流促進や熱伝導の向上の
ためにコイル部材16を巻回配置し、また筒状部材20
内からNG出口ヘッダータンク2及び外管11内の上部
にわたる内管14の外周に断熱材17を装着したまま、
内管14を筒状部材20上端より外管11内へ挿入する
ことができ、かつスペーサー21を介在させて筒状部材
20上端部と内管14とを溶接固着することができ、製
造性が著しく向上する。
【0016】上記の構成において、熱交換パネル1の最
上部に配置されたLNG入口ヘッダータンク4より内管
14にLNGが供給され、湾曲部15を経てNG出口ヘ
ッダータンク2を貫通して内管14の下端からNGを外
管11内へ供給して管内の環状通路を上昇して外管11
上端から外部へ出るU型フローとしているため、管内の
圧力損失が増加し、ガスの流れが安定し、熱媒体の海水
と極低温のLNGとは直接熱交換せず、円環状通路内の
NGを介して熱交換するため、外管11表面への氷着が
低減すると共に、伝熱面積の増加により気化装置を小型
化することができる。また、筒状部材20内からNG出
口ヘッダータンク2及び外管11内の上部にわたる内管
14の外周に断熱材17を装着しているため、導出され
るNG温度を低下させることがない。さらに、氷着の低
減により供給すべき熱媒体としての海水量を減らすこと
が可能であり、海水の汲上げポンプの電力消費量が大幅
に削減でき、LNG入口ヘッダータンク4は散水用トラ
フ3,3より上方に位置させたことで、海水の入熱が阻
止でき、各熱交換管への流量ハンチング及びカロリーハ
ンチングが防止できる。
【0017】
【発明の効果】この発明によるオープンラック型気化装
置は、熱交換管を二重構造となし、上端部に設けた出口
ヘッダータンクを貫通して内管を延出させ出口ヘッダー
タンクの上方に入口ヘッダータンクを配置するに際し、
出口ヘッダータンクの貫通孔を内管外径より大きくし、
この貫通孔に立設配置する筒状部材に内管を遊挿して筒
状部材上端と固着するキャップ部構造を採用したため、
熱交換管軸方向に出口、入口ヘッダータンクを配置でき
スペース効率がすぐれている利点はそのまま維持し、内
管に熱伝導を向上させるための種々付属部材を装着して
も外管内に挿入でき製造性が大きく向上する。また、出
口ヘッダータンク内にあるいは所要部の内管外周に断熱
材を装着して挿入することが可能でNG出口ヘッダータ
ンク付近でのLNGの流下に伴うNGガス温度の低下を
防止することができる。また、LNGが流下する内管は
出口ヘッダータンクの貫通孔近傍で該タンクに直接接触
することがないことから、同部付近に熱応力を発生させ
ることが少なくなり、装置の寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による二重管式オープンラック型気化
装置の熱交換パネルの説明図である。
【図2】この発明による熱交換パネルを構成する熱交換
管の構成を示す縦断説明図である。
【図3】AからCはこの発明による熱交換管のキャップ
部を示す説明図であり、筒状部材のみを縦断する説明図
である。
【符号の説明】
1 熱交換パネル 2 NG出口ヘッダータンク 3 散水用トラフ 4 LNG入口ヘッダータンク 10 熱交換管 11 外管 14 内管 15 湾曲部 16 コイル部材 17 断熱材 20 筒状部材 21,22 スペーサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 俊泰 神奈川県横浜市神奈川区白幡上町38−37 −402 (72)発明者 久田 憲宏 兵庫県尼崎市扶桑町1番10号 住友精密 工業株式会社内 (72)発明者 外池 嘉朗 兵庫県尼崎市扶桑町1番10号 住友精密 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−254096(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二重管構造の熱交換管をその下端部を自
    由端として多数連立させて吊支した熱交換パネルを形成
    し、該パネル上部に散水用トラフを対向配設して散水可
    能となし、熱交換管の上端部に設けた出口ヘッダータン
    クを貫通して内管を延出させ出口ヘッダータンクの上方
    に入口ヘッダータンクを配置して内管内に液化ガスを導
    入し、閉塞した熱交換管下端の外管内で内管を出た流体
    を反転可能となし、反転後に外管と内管間の環状通路を
    上昇移動する流体と、外管外面の散水及び内管内液化ガ
    スと熱交換可能となし、気化昇温させた気化ガスを出口
    ヘッダータンクから導出可能となした二重管式オープン
    ラック型気化装置において、出口ヘッダータンクの貫通
    孔を内管外径より大きくし、この貫通孔に立設配置する
    筒状部材に内管を遊挿して筒状部材上端と固着してキャ
    ップ部を形成したことを特徴とする二重管式オープンラ
    ック型気化装置。
  2. 【請求項2】 筒状部材上端の内管への固着にリング状
    スペーサーを介在させたことを特徴とする請求項1に記
    載の二重管式オープンラック型気化装置。
  3. 【請求項3】 筒状部材と内管との間に筒状部材長さあ
    るいはさらに出口ヘッダータンクを貫通して少なくとも
    タンク内にまで内管外周に断熱材を配置したことを特徴
    とする請求項1又は請求項2に記載の二重管式オープン
    ラック型気化装置。
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