JP3455765B2 - 液化天然ガスの保存・輸送方法および装置 - Google Patents

液化天然ガスの保存・輸送方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、窒素および主にメタンなどの他のガス（以
下単にメタンと呼ぶ）からなる液化天然ガス（以下LNG
と呼ぶ）を、LNGが沸騰し、ガス状のLNG（以下デコクシ
ョンと呼ぶ）を発生するタンク内に保存し、保存したま
ま輸送する際に、デコクションをタンクから取出し、デ
コクションの圧力を高くし、圧力の高くなったデコクシ
ョンを冷却器で冷却し、凝縮してから、タンクに戻すこ
とからなる液化天然ガスの保存・輸送方法に関する。
【０００２】 また、本発明は、この方法の実施装置にも関する。
【０００３】
【従来の技術】
ほぼ大気圧に相当する圧力でLNG（液化天然ガス）を
保存したり、輸送すると、このLNGの一部が沸騰し、ガ
スに変わる。
【０００４】 LNG輸送船では、推進のための燃料としてデコクショ
ンを使用している。というのは、この種の輸送に使用で
きるより経済的な代替燃料がないからである。ところ
が、輸送船の航行費が結果として高くなる。なぜなら、
蒸気を発生し、輸送船を推進する例えばジーゼルモータ
ーよりも効率の低い蒸気タービンを運転するために、ガ
スを使用しているからである。
【０００５】 US−Ａ−4675037によって、上記冒頭に記載した工程
を含み、タンクからのすべてのデコクションを凝縮し、
タンクに戻す方法は公知である。ところが、この方法は
エネルギーの消費量がきわめて大きい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液化天然ガスの保存コストおよび輸
送コストを削減する方法および装置を提供することであ
る。
【０００７】 本発明方法および装置の特徴については、特許請求の
範囲における特徴項に記載した通りである。
【０００８】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を添付図面について詳しく説明する。な
お、図１は本発明装置によって、LNGを保存または輸送
するシステムまたはプラントの一実施態様を示す概略配
管図である。
【０００９】 図１に示すように、システムのタンク２内にLNG4（液
面は参照数字６で示す）を装入する。この液面６上のタ
ンク空間は、パイプライン８を介して、モーター14によ
って駆動される第１コンプレッサー12を有する第１コン
プレッサー装置10の入口に連絡する。
【００１０】 このコンプレッサー装置10の出口は、パイプライン16
を介して、第１冷却器または第１熱交換器20の第１流路
18の入口に連絡する。そして、この流路18の出口は気液
分離器22の入口に連絡する。
【００１１】 冷却器20の第２流路24の入口には、パイプライン30を
介してそれ自体は標準的な冷却プラント26から冷却した
冷却液を供給する。そして、その出口がパイプ28を介し
て冷却プラント26に加熱された冷却液を戻す。
【００１２】 分離された液体が流れ出す気液分離器22の出口は、パ
イプライン32を介して、ポンプ34の入口に接続する。一
方、分離されたガスは分離器22からパイプライン36を介
して周囲雰囲気に流れ出す。
【００１３】 ポンプ34の出口は、パイプライン37を介してパイプラ
イン16の導入点38に、パイプライン40を介してタンク２
内のLNG液面下部のタンク空間に、そしてパイプライン4
2を介してタンク２内のLNG液面上の空間に連絡する。
【００１４】 タンク２内のパイプライン42の終点にノズル装置44を
設ける。また、パイプライン40、42には、それぞれ逆止
め弁46、48を設けてもよい。
【００１５】 導入点38と冷却器20における第１流路18の入口との間
で、パイプライン16に、電気ケーブル52を介して電気作
動式逆止め弁54に接続することができる温度センサー50
を接続する。
【００１６】 ここで使用する冷却プラント26は、公知形式のもの
で、モーター60によって駆動される第２コンプレッサー
58を有する第２コンプレッサー装置56を備えている。第
２コンプレッサー58の下流側には、中間冷却器62を設
け、その下流側に第３コンプレッサー64を設ける。
【００１７】 第２コンプレッサー58の入口は、パイプライン70を介
して、第２冷却器または熱交換器68の第３流路66の出口
に連絡する。第２コンプレッサー58の出口は、パイプラ
イン73を介して第２熱交換器68の第４流路72の入口に連
絡し、そして、第４流路72の出口は膨張用タービン74の
入口に連絡する。このタービンの出口は、パイプライン
30を介して、第１熱交換器20の第２流路24の入口に接続
する。第３コンプレッサー64は膨張用タービン74によっ
て駆動される。
【００１８】 本発明装置は次のように作動する。 タンク２のデコクションがパイプライン８により第１
コンプレッサー装置10に流れると、圧縮され、これによ
って大きく過熱する。このコンプレッサー装置10から、
デコクションが第１熱交換器20の第１流路18を流れる
と、メタンの凝縮温度と窒素の凝縮温度との間にある温
度に冷却される。これによって、気液混合物が分離器22
に流れ、ここで液体メタンが窒素ガスから分離され、窒
素ガスはパイプライン36を介して大気中に流れ出る。
【００１９】 逆止め弁46を開くと、液体メタンの第１部分がパイプ
ライン40を介してタンク２内のLNG液面下部に戻る。ま
た、逆止め弁48を開くと、液体メタンの第２部分がパイ
プライン42を介してタンク２に戻り、ノズル装置44を介
してデコクション、即ちLNG液面６上に広がるため、デ
コクションを冷却する。この結果、その一部がタンク内
で凝縮するので、少なくともデコクションが減ることに
なる。
【００２０】 LNGをタンクに満杯にした状態で船舶輸送する場合、
通常は、逆止め弁48が閉じ、逆止め弁46が開いている
が、これら逆止め弁46、48、54の位置に関する組合せは
上記に限定されず、任意の組合せが可能である。
【００２１】 第１コンプレッサー装置10と第１熱交換器20との間に
あるパイプ16中のデコクションの温度がある限界値を越
えると、温度センサー50が逆止め弁54に信号を送り、こ
れを開く。特に、タンク内のLNG量が多くなく、従って
デコクションの量がかなり少なくなった場合に信号送信
が起きる。この場合、第１コンプレッサー装置が最適な
作動状態にないと、効率が低下し、圧縮されたデコクシ
ョンの温度が比較的高くなる。この場合には、導入点38
を介してパイプライン16に液体メタンの第３部分が送ら
れるため、第１熱交換器20に流入するデコクションの温
度を下げることができ、これによって第１熱交換器20が
デコクション温度を必要な温度まで下げることができ
る。
【００２２】 メタンの第３部分を戻す場合、熱交換器のコンポーネ
ントを通常方法でアルミニウムから安価に製造できる程
度に、第１熱交換器20に供給されるデコクションの温度
を下げることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
デコクションがすべて完全に凝縮すると、エネルギー
回収効率はほぼ20％になる。デコクションのごく一部が
凝縮すると、即ち本発明に従ってメタンが一部凝縮し、
窒素がガス状態で雰囲気や大気中に放出されると、エネ
ルギー回収効率はほぼ38％に達する。
【００２４】 当業者ならば、第１熱交換器と分離器とをタンクより
高い位置に設定すると、重力によって液化メタンをタン
クに戻すことができることを理解できるはずである。こ
の場合には、一方、ポンプによって、第１冷却器20の入
口の前方にある戻り点に液化メタンを戻す必要がある。
【００２５】 さらに、当業者ならば、本装置におけるコンプレッサ
ー装置の数を多くし、これらを直列に相互接続し、これ
らの間に中間冷却器を設けることができることも理解で
きるはずである。同様に、本発明装置には、それ自体が
標準的な配管構成成分、例えば逆止め弁やチェック弁を
上記コンポーネント間に設置し、これらを上記と同様に
して作動させることも可能であることを理解できるはず
である。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 本発明装置によって、LNGを保存または輸送するシス
テムまたはプラントの一実施態様を示す概略配管図であ
る。
【符合の説明】
2 タンク 4 LNG 6 液面 8 パイプライン 10 第１コンプレッサー装置 12 第１コンプレッサー 14 モーター 16 パイプライン 18 第１流路 20 第１冷却器または第１熱交換器 22 気液分離器 24 第２流路 26 冷却プラント 28 パイプ 30 パイプライン 32 パイプライン 34 ポンプ 36 パイプライン 37 パイプライン 38 導入点 40 パイプライン 42 パイプライン 44 ノズル装置 46 逆止め弁 48 逆止め弁 50 温度センサー 52 電気ケーブル 54 電気作動式逆止め弁 56 第２コンプレッサー装置 58 第２コンプレッサー 60 モーター 62 中間冷却器 64 第３コンプレッサー 66 第３流路 68 第２冷却器または熱交換器 70 パイプライン 72 第４流路 73 パイプライン 74 膨張用タービン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−90277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−176985（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−296399（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−178188（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】窒素および主にメタンなどの他のガス（以
    下単にメタンと呼ぶ）からなる液化天然ガス（以下LNG
    と呼ぶ）を、LNGが沸騰し、ガス状のLNG（以下デコクシ
    ョンと呼ぶ）が得られるタンク２内に保存して輸送し、
    それによってデコクションはタンク２から取り出され、
    デコクションの圧力は増大され、その増大した圧力のデ
    コクションは、冷却器20においてその増大した圧力でメ
    タンの凝縮温度と窒素の凝縮温度との間の温度まで冷却
    され、それにより凝縮したメタンは凝縮されていないガ
    ス状窒素から分離される方法において、 前記冷却器20に流入するデコクションの圧力は増大し、
    温度が限界値を越えたときに該デコクションに少なくと
    も前記凝縮されたメタンの一部を供給することを特徴と
    する液化天然ガスの保存・輸送方法。
  2. 【請求項２】前記冷却器20に流入するデコクション或い
    はデコクションと凝縮したメタンとの混合体の温度を測
    定し、この温度に基づいて凝縮したメタンの部分を調整
    する請求項１記載の液化天然ガスの保存・輸送方法。
  3. 【請求項３】窒素および主にメタンなどの他のガス（以
    下単にメタンと呼ぶ）からなる液化天然ガス（以下LNG
    と呼ぶ）を、LNGが沸騰し、ガス状のLNG（以下デコクシ
    ョンと呼ぶ）が得られるタンク２内に保存して輸送し、
    第１コンプレッサー装置10を備えてタンク２からのデコ
    クションを圧縮し、該コンプレッサー装置10は第１配管
    構成16を介して冷却器20に接続されて圧縮されたデコク
    ションを増大した圧力でメタンの凝縮温度と窒素の凝縮
    温度との間の温度まで冷却し、そして凝縮されたメタン
    からガス状の窒素を分離器で分離する方法を実施する装
    置において、 前記装置は、前記分離器22から前記凝縮されたメタンの
    一部を第２配管構成37,54を介してポンプ供給して第１
    配管構成16の導入点38に送るポンプ34を有することを特
    徴とする液化天然ガスの保存・輸送装置。
  4. 【請求項４】前記第２配管構成は、前記導入点38と前記
    冷却器20の入口との間に設けられた温度センサー50と、
    前記ポンプ34を前記導入点に接続するパイプライン37
    と、該パイプライン37に設けられ、且つ、該温度センサ
    ー50によって測定された温度に従って制御される逆止め
    弁54とを有する請求項３記載の液化天然ガスの保存・輸
    送装置。
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