JP3572711B2

JP3572711B2 - 低温液化ガス貯槽の残液気化方法およびその貯蔵設備

Info

Publication number: JP3572711B2
Application number: JP08292895A
Authority: JP
Inventors: 信久野口
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JPH08285192A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばＬＮＧ等の低温液化ガスを収容する貯槽、特に地上式貯槽における開放点検時に用いて好適な残液気化方法およびその貯蔵設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
低温液化ガス、例えばＬＮＧ（ＬｉｑｕｅｆｉｅｄＮａｔｕｒａｌＧａｓ、液化天然ガス）を受け入れる受入基地は、ＬＮＧを受け入れ、貯蔵、再ガス化してＬＮＧ利用設備に送出するという基本的なプロセスを有している。そのＬＮＧ受入基地における貯蔵設備（地上式貯槽の場合）の一例を図２に示す。ＬＮＧタンカーと貯蔵設備１を結ぶアンローディングアーム２ａ、２ｂ、２ｂがこの例では３本（液用２本、リターンガス用１本）設けられており、液用２本のアンローディングアーム２ｂ、２ｂ、受入管３を経てＬＮＧが地上の貯槽４内に収容される。一方、ＬＮＧを使用する際には、ＬＮＧポンプ５により貯槽４から汲み出され、気化器６によって例えば圧力２０ｋｇ／ｃｍ^２Ｇ程度のガスに気化されてボイラー等のＬＮＧ利用設備に供給される。
【０００３】
また、受入管３、貯槽４等における入熱等に起因してＬＮＧが気化し、いわゆるボイルオフガス（ＢｏｉｌｏｆｆＧａｓ、以下、ＢＯＧと記載する）が発生するが、ＬＮＧ受入時、ＢＯＧの一部はリターンガスブロワー７によりリターンガス配管８、アンローディングアーム２ａを経てＬＮＧタンカーに返送される。そして、残りのＢＯＧはＢＯＧ出口管９に設けられたＢＯＧ圧縮機１０により２０ｋｇ／ｃｍ^２Ｇ程度に昇圧され、前述した気化器６により作られたガスに混合される。さらに、サージングを防止するためにＢＯＧ圧縮機１０通過後のＢＯＧの一部はＢＯＧ戻り管１１を通じて貯槽４内に還流される構成になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のＬＮＧ貯蔵設備１において貯槽４の開放点検を行う際には、貯槽４内に残留したＬＮＧを完全に排出する必要がある。その場合、まず貯槽４下部に設けられた払出管等の配管を通じてＬＮＧポンプ５によりその配管の位置より若干高いレベルまでＬＮＧを排出する（ここで用いる低温液体用ポンプが自液潤滑のため、ポンプの焼き付きを防止するためには配管の位置より若干高いレベルまでＬＮＧを残さなければならない）。その後、仮設ポンプ（図示せず）を用いて残ったＬＮＧを貯槽４底部のドレイン管１２を通じて排出していた。
【０００５】
ところが、ＬＮＧをドレイン管１２から排出する場合には、通常、仮設ポンプの有効ＮＰＳＨを稼ぐため（すなわち充分な吐出能力を確保するため）に、地上面から穴を掘って液面より充分低い位置に仮設ポンプをセットするが、実際には残液を引き切れるものではなかった。また、仮設ポンプ自体のコストが非常に高いという問題もあった。したがって、ポンプ使用後に貯槽４内のＬＮＧを完全に排除するためには自然入熱による残液の気化に頼るしかなかったが、自然入熱による気化には例えば数か月といった極めて多くの時間が掛かることに加えて、気化終了後の貯槽４のホットアップにも多くの時間を要し、貯槽の開放点検作業に支障をきたすとともに貯蔵設備１の稼動率が著しく低下するという重大な問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、多くのコストを要することなく、残液の気化を短時間で効率良く行ない得る低温液化ガス貯槽の残液気化方法およびその貯蔵設備を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の低温液化ガス貯槽の残液気化方法は、低温液化ガスから発生するボイルオフガスを圧縮するためのボイルオフガス圧縮機が付設された低温液化ガス貯槽の残液気化方法であって、前記ボイルオフガス圧縮機通過後のガスを前記貯槽の下部から貯槽内に導入するとともに、前記通過後のガスの流れの中に前記貯槽の底部に溜まった前記低温液化ガスの残液を注入することを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の低温液化ガス貯蔵設備は、低温液化ガスを収容する貯槽の下部に該低温液化ガスの受入管または払出管である配管が接続されるとともに、前記貯槽の底部には前記低温液化ガスの残液を排出するためのドレイン管が接続され、前記貯槽から排出されるボイルオフガスをボイルオフガス圧縮機を経て前記貯槽に還流するためのボイルオフガス戻り管が前記貯槽に付設された低温液化ガス貯蔵設備において、前記配管の途中に前記ボイルオフガス戻り管が接続されたことにより、前記ボイルオフガス圧縮機通過後のガスが前記貯槽の下部から貯槽内に導入される構成とされ、前記配管と前記ボイルオフガス戻り管の接続点と前記貯槽の間に該貯槽の底部から延在する前記ドレイン管の先端が接続されたことにより、前記貯槽の底部と前記配管とが前記ドレイン管で連通されたことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
請求項１に記載の低温液化ガス貯槽の残液気化方法によれば、ボイルオフガス圧縮機通過後のガスは低温液化ガスの温度に比べて充分に高温となっているため、このホットガス（ボイルオフガス圧縮機通過後のガス）を貯槽の下部から導入することによって貯槽に溜まった低温液化ガスの残液中、または液面上にホットガスが速い流速で流入され、残液が効率良く加熱されて気化する。
【００１２】
しかも、ホットガスの導入の際に、ホットガスの流れの中に貯槽に溜まった低温液化ガスの残液を注入すると、ホットガスと残液との間で熱交換が行なわれるため、残液の気化がより促進される。
【００１４】
また、請求項２に記載の低温液化ガス貯蔵設備によれば、ボイルオフガス圧縮機通過後のガスは低温液化ガスの温度に比べて充分に高温となっているため、このホットガス（ボイルオフガス圧縮機通過後のガス）がボイルオフガス戻り管、受入管または払出管である配管を経て貯槽内に導入されることによって貯槽に溜まった低温液化ガスの残液中、または液面上にホットガスが速い流速で流入し、残液が加熱されて気化する。一方、配管とボイルオフガス戻り管の接続点と貯槽の間に貯槽の底部から延在するドレイン管の先端が接続されたことにより、ドレイン管があたかも貯槽底部と配管とを連通するサイホンとしての機能を有することになる。すなわち、配管内をホットガスが流れたときに貯槽内の残液はドレイン管を通じて絶えず配管側に吸い上げられるため、ここでホットガスと残液が接触して熱交換が連続的に行なわれ、残液の気化がより促進される。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図１を参照して説明する。
図１は本実施例のＬＮＧ貯蔵設備１４（低温液化ガス貯蔵設備）の要部を示す図であって、図中符号１５は貯槽、１６は受入管（配管）、１７はドレイン管、１８はＢＯＧ戻り管（ボイルオフガス戻り管）である。なお、本発明の特徴点は図１に示す設備の要部に示すことができ、ＬＮＧ貯蔵設備１４の全体構成は従来の技術として説明した図２とほぼ同様である。
【００１６】
図１に示すように、地上に形成された基台１９の上部に高い断熱性を有する材料からなる底部保冷層２０が形成され、底部保冷層２０の上方にタンク本体の壁部２１が形成されている。この壁部２１は、頂板部２２、側板部２３、底板部２４からなるものであり、各板部２２、２３、２４は、高い断熱性を有する材料で形成された保冷層と、液密性を確保するための材料で形成された内殼板、外殼板の積層構造で形成されている（図示は省略する）。
【００１７】
そして、側板部２３の下部（寸法の一例として高さ３０ｍの貯槽に対して下から１．５ｍ程度の高さ）にはＬＮＧタンカー等からＬＮＧを受け入れるための受入管１６が固定され、受入管１６上には貯槽１５側から順に貯槽元弁２９、遮断弁３０、弁３１が設置されている。また、受入管１６における遮断弁３０の上流側にＢＯＧ戻り管１８が接続され、ＢＯＧ戻り管１８の途中には弁２５が設置されている。このＢＯＧ戻り管１８は、貯槽１５から排出されたＢＯＧをＢＯＧ出口管２６を通じてＢＯＧ圧縮機２７（ボイルオフガス圧縮機）に通した後、その一部を貯槽１５に還流するためのＢＯＧ戻り本管２８から分岐したものである。
【００１８】
また、受入管１６における貯槽元弁２９と遮断弁３０の間に貯槽１５の底板部２４から底部保冷層２０、基台１９を貫通して延在するドレイン管１７の先端が接続され、ドレイン管１７の途中には貯槽１５側から順にドレイン弁３２、弁３３が設置されている。したがって、貯槽１５の底部と受入管１６がＵ字状のドレイン管１７で連通された状態となっている。なお、ＢＯＧ戻り管１８上の弁２５およびドレイン管１７上の弁３３についてはＬＮＧ貯蔵設備１４の建設段階から残液気化に適したサイズのものを使用しておく。
【００１９】
上記構成のＬＮＧ貯蔵設備１４において貯槽１５内のＬＮＧ残液を排出する際には以下の手順に従って行なう。まず、受入管１６を通じて受入管１６とほぼ同等のレベルまでＬＮＧを排出する。ついで、図１中に示した６個の弁のうち、受入管上の弁３１のみを「閉」、残りの弁を全て「開」の状態として、ＢＯＧ圧縮機２７通過後のＢＯＧをＢＯＧ戻り本管２８を経てＢＯＧ戻り管１８側に注入する。すると、ＢＯＧ圧縮機２７通過後のＢＯＧは常温ガスであり貯槽１５内のＬＮＧの温度に比べて充分に高温であるため、このホットＢＯＧがＢＯＧ戻り管１８、受入管１６を経て貯槽１５内に噴出されることによって貯槽１５に溜まったＬＮＧ残液中、または液面上にホットガスが速い流速で流入され、残液が加熱されて気化する。
【００２０】
一方、受入管１６とＢＯＧ戻り管１８の接続点Ａと貯槽１５の間に貯槽１５の底部から延在するドレイン管１７の先端が接続されたことにより、ドレイン管１７が貯槽１５底部と受入管１６とを連通するサイホンとしての機能を有することになる。すなわち、受入管１６内をホットＢＯＧが流れたときに貯槽１５内の残液はドレイン管１７を通じて絶えず受入管１６側に吸い上げられるため、受入管１６内でホットＢＯＧと残液が気液接触して流れながら熱交換が行なわれ、残液の気化がより促進される。そして、残液が完全に気化した後もホットＢＯＧを連続して注入することにより貯槽１５自体のホットアップを図る。
【００２１】
本実施例のＬＮＧ貯蔵設備１４では、液体状態でのポンプによる汲み出しと自然入熱による気化に頼っていた従来の方法に代えて、ＢＯＧ圧縮機２７により作られるホットＢＯＧを利用して積極的に気化を促進することによって効率的にＬＮＧ残液の気化を図ることができる。すなわち、本実施例によれば、従来のように手間や時間を掛けて高価な仮設ポンプを設置する必要もないため、低コストで済むとともに、自然入熱の場合に比べて残液気化に要する時間をはるかに短縮することができる。
【００２２】
そして、ただ単に貯槽１５内の残液をホットＢＯＧで加熱するのみならず、ドレイン管１７によってサイホンを構成したことによって貯槽１５内の残液がドレイン管１７を通じて循環することで気液接触が活発に行なわれるので、残液気化の効率をさらに高めることができる。また、残液気化終了後もホットＢＯＧを注入し続けることにより貯槽１５のホットアップをも速めることができる。したがって、本実施例のＬＮＧ貯蔵設備１４を用いた残液気化方法によれば、貯槽１５の開放点検作業を効率良く行なうことができ、ＬＮＧ貯蔵設備１４の稼動率を向上させることができる。
【００２３】
また、このＬＮＧ貯蔵設備１４の構成を実現する場合には、ＬＮＧ貯蔵設備１４の建設段階で従来の設備構成に加えて、ＢＯＧ戻り本管２８から分岐したＢＯＧ戻り管１８の配管作業とドレイン管１７の受入管１６への接続作業だけを追加しておきさえすれば良い。さらに、ホットＢＯＧの注入やＬＮＧ残液の循環に対しても特別な動力源を必要としないため、多大なコストを費やすことなく合理的に本実施例のＬＮＧ貯蔵設備１４を実現することができる。
【００２４】
なお、本実施例においては、貯槽１５下部の配管が受入管１６である場合について説明したが、この配管は払出管であっても本実施例と全く同様の効果を奏することができる。また、ドレイン管１７をサイホンとした本実施例の効果を求めないのであれば、他の任意の手段により貯槽１５内の残液をホットＢＯＧの流れの中に注入するようにしても良い。また、各配管中に設けた弁の配置については本実施例に限らず適宜変更しても良い。そして、低温液化ガスとしては例えばＬＰＧ等、ＬＮＧ以外の低温液化ガスに対しても本発明を適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、請求項１に記載の低温液化ガス貯槽の残液気化方法においては、高温のガスで低温液化ガスの残液を気化させることができるので、従来の自然入熱の場合に比べて残液気化に要する時間を短縮することができる。そこで、貯槽の開放点検作業を効率良く行なうことができ、低温液化ガス貯蔵設備の稼動率を向上させることができる。
【００２６】
しかも、高温のガスの流れの中に残液を注入することでガスと残液との間で熱交換が行なわれ、残液気化をより促進することができるため、効率的に残液の気化を図ることができ、従来の自然入熱の場合に比べて残液気化に要する時間をはるかに短縮することができる。そこで、貯槽の開放点検作業を効率良く行なうことができ、低温液化ガス貯蔵設備の稼動率を向上させることができる。
【００２８】
また、請求項２に記載の低温液化ガス貯蔵設備においては、高温のガスがボイルオフガス戻り管、配管を経て貯槽内に導入されることで低温液化ガスの残液が気化する一方、ドレイン管がサイホンとしての機能を有することでガスと残液の熱交換が連続的に行なわれ、残液の気化がより促進される。したがって、効率的に残液の気化を図ることができ、従来のように手間や時間を掛けて高価な仮設ポンプを設置する必要もないためコスト低減が図れるとともに、自然入熱の場合に比べて残液気化に要する時間を充分に短縮することができる。そこで、貯槽の開放点検作業を効率良く行なうことができ、貯蔵設備としての稼動率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるＬＮＧ貯蔵設備の要部を示す図である。
【図２】一般のＬＮＧ貯蔵設備の構成の一例として示す図である。
【符号の説明】
１４ＬＮＧ貯蔵設備（低温液化ガス貯蔵設備）
１５貯槽
１６受入管（配管）
１７ドレイン管
１８ＢＯＧ戻り管（ボイルオフガス戻り管）
２７ＢＯＧ圧縮機（ボイルオフガス圧縮機）
２８ＢＯＧ戻り本管

Claims

低温液化ガスから発生するボイルオフガスを圧縮するためのボイルオフガス圧縮機が付設された低温液化ガス貯槽の残液気化方法であって、
前記ボイルオフガス圧縮機通過後のガスを前記貯槽の下部から貯槽内に導入するとともに、前記通過後のガスの流れの中に前記貯槽の底部に溜まった前記低温液化ガスの残液を注入することを特徴とする低温液化ガス貯槽の残液気化方法。
低温液化ガスを収容する貯槽の下部に該低温液化ガスの受入管または払出管である配管が接続されるとともに、前記貯槽の底部には前記低温液化ガスの残液を排出するためのドレイン管が接続され、前記貯槽から排出されるボイルオフガスをボイルオフガス圧縮機を経て前記貯槽に還流するためのボイルオフガス戻り管が前記貯槽に付設された低温液化ガス貯蔵設備において、前記配管の途中に前記ボイルオフガス戻り管が接続されたことにより、前記ボイルオフガス圧縮機通過後のガスが前記貯槽の下部から貯槽内に導入される構成とされ、前記配管と前記ボイルオフガス戻り管の接続点と前記貯槽の間に該貯槽の底部から延在する前記ドレイン管の先端が接続されたことにより、前記貯槽の底部と前記配管とが前記ドレイン管で連通されたことを特徴とする低温液化ガス貯蔵設備。