JP4296616B2 - BOG liquefier for liquefied gas tank - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化ガスタンク内にて発生したBOG(ボイルオフガス)を液化処理する装置に係り、特に、発生するBOG量が変動してもその凝縮圧力(温度)を所定値に保てる液化ガスタンクのBOG液化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
LNGタンク等の液化ガスタンク内にて発生したBOGを液化処理する装置として、液化ガスタンクから取出されたBOGを圧縮機によって所定圧力に昇圧し、昇圧されたBOGを凝縮容器内に導き、導かれたBOGを凝縮容器内の熱交換チューブによって冷却し、液化(凝縮)するようにしたものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従前のBOG液化装置においては、BOGを冷却液化する熱交換チューブが凝縮容器内にてBOGに対して常に剥き出しの状態となっており、BOGに対する伝熱面積が常に一定であったため、BOGの流量が変動した場合にはその凝縮圧力(温度)が変動することが避けられなかった。
【0004】
すなわち、凝縮容器内に導かれるBOGの流量が設定値より減少した場合、伝熱面積一定の熱交換チューブによって過量のBOGが冷却され、凝縮圧力が下がる。逆に、BOGの流量が設定値より増加した場合、BOGは冷却不足となり、凝縮圧力が上がってしまう。
【0005】
このように、BOGの流量変動に因って凝縮圧力が変動すると、凝縮容器の下流に接続された液抜出し用のポンプ(遠心式)の吸込圧力が変動し、例えば吸込圧力が下がった場合にはキャビテーションが発生して液化BOGがガス化する等、ポンプの運転が安定しない問題があった。
【0006】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、液化ガスタンク内にて発生するBOGの量が変動してもその凝縮圧力(温度)を所定値に保てる液化ガスタンクのBOG液化装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係る液化ガスタンクのBOG液化装置は、液化ガスタンクから取出されたBOGを所定圧力に昇圧する圧縮機と、該圧縮機で昇圧されたBOGが導かれる気密の凝縮容器と、該凝縮容器内に収納され容器内のBOGを冷却して液化すると共にその液化BOGに一部が浸漬される熱交換チューブと、上記凝縮容器の下部に接続され容器内の液化BOGを下方に導くサイフォン管と、該サイフォン管の下部を気密に覆って設けられ液化BOGをサイフォン管の出口より高い液位で貯留する受液容器と、該受液容器の下部に接続され内部の液化BOGを取出す取出管とを備えたものである。
【0008】
本発明によれば、例えば液化ガスタンク内にて発生するBOGの量がそれまでより減少した場合には、凝縮容器内の熱交換チューブの伝熱面積がそれまでより相対的に大きくなるため、凝縮容器内における凝縮量が増加し、凝縮容器内の圧力が降下する。すると、受液容器内の液化BOGがサイフォン管を通じて凝縮容器内に吸い上げられ、凝縮容器内の液化BOGの液位が上昇し、それまで凝縮容器内にて露出していた熱交換チューブの一部が液化BOGの液面下に沈み、その伝熱面積が減少する。この結果、凝縮容器内の熱交換チューブの伝熱面積が、減少したBOG量に適合した面積に自動的に減少し、凝縮圧力(温度)が所定値に保たれる。
【0009】
逆に、液化ガスタンク内にて発生するBOGの量がそれまでより増加した場合には、凝縮容器内の熱交換チューブの伝熱面積がそれまでより相対的に小さくなるため、凝縮容器内における凝縮量が減少し、凝縮容器内の圧力が上昇する。すると、凝縮容器内の液化BOGがサイフォン管を通じて下方の受液容器に排出され、凝縮容器内の液化BOGの液位が下降し、それまで凝縮容器内にて液化BOGに浸漬されていた熱交換チューブの一部が露出し、その伝熱面積が増加する。この結果、凝縮容器内の熱交換チューブの伝熱面積が、増加したBOG量に適合した面積に自動的に拡大し、凝縮圧力(温度)が所定値に保たれる。
【0010】
また、上記BOG液化装置に、凝縮容器内のBOG気相部分と上記受液容器内のBOG気相部分とを連通する連通管と、該連通管に介設され上記凝縮容器内のBOG気相部分の圧力を所定値に保つべくその開度が調節される圧力調節弁とを更に備えてもよい。こうすれば、圧力調節弁の開度を適宜調節して凝縮容器内のBOG気相部分の圧力を所定値に保つことにより、前述のようなBOG量の変動時に凝縮容器内にて変動しようとするBOGの凝縮圧力(温度)が、速やかに且つ正確に所定値に保たれる。
【0011】
また、上記BOG液化装置に、熱交換チューブの入口に接続され液化ガスタンクからの液化ガスが供給される供給管と、上記熱交換チューブの出口に接続され熱交換後の液化ガスが排出される排出管と、該排出管と上記受液容器に接続された取出管とを集合する集合管とを更に備えてもよい。このように、熱交換チューブの冷媒に液化ガスタンクからの液化ガスを使用することにより、冷媒の温度変化が小さくなってBOGの凝縮圧力(温度)が安定する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【0013】
図1に示すように、液化ガスタンク1(LNGタンク)の頂部には、タンク1内で発生したBOG(ボイルオフガス:気化ガス)を取り出すためのガス取出管2が接続されている。ガス取出管2の中間には、タンク1から取出されたBOGを所定圧力に昇圧する圧縮機3(ピストン式や遠心式など)が介設されている。ガス取出管2の先端には、圧縮機1で昇圧されたBOGが導かれる気密の凝縮容器4が接続されている。
【0014】
凝縮容器4内には、容器4内のBOGを冷却して液化する熱交換チューブ5が収納されている。熱交換チューブ5は、図1に示すように、上下方向に配置されており、その一部(下部)が容器4内に貯留された液化BOG(斜線で示す)に浸漬されている。すなわち、熱交換チューブ5は、凝縮容器4内に導かれたBOGに対する伝熱面積の一部が容器4内に貯留された液化BOGによって覆われており、液化BOGの液位の上下に応じて実質的な伝熱面積(液化BOGの液位より上方の露出部分)が変動するようになっている。なお、熱交換チューブ5は、図例のように上下方向に折り畳まれたものに限られず、例えば、横U字状に成形されたものを用いてもよい。
【0015】
熱交換チューブ5は、その下部に入口5aを有し、上部に出口5bを有している。熱交換チューブ5の入口5aには、液化ガスタンク1内の液化ガス(液化天然ガス)が供給される供給管6が接続されている。供給管6には、液化ガスを圧送するポンプ7(遠心式)が介設されている。熱交換チューブ5の出口5bには、熱交換後の液化ガスが液相状態で排出される排出管8が接続されている。すなわち、熱交換チューブ5内を流れる冷媒には、液化ガスタンク1内の液化ガスが用いられている。
【0016】
凝縮容器4の下部には、容器4内に貯留された液化BOGを下方に導くサイフォン管9が略鉛直に接続されている。サイフォン管9の下部には、サイフォン管9の出口9aから流出した液化BOG(斜線で示す)を貯留する受液容器10が、サイフォン管9の下部を気密に覆うようにして設けられている。サイフォン管9の出口9aは、受液容器10内に貯留された液化BOGの液位より下方に位置されている。これにより、受液容器10内の液化BOGと凝縮容器4内の液化BOGとは、サイフォン管9を介して繋がれる。
【0017】
凝縮容器4の上部のBOG気相部分と受液容器10の上部のBOG気相部分とは、連通管11を介して連通されている。連通管11には、管路断面積を調節することにより凝縮容器4内のBOG気相部分の圧力を所定値に保つ圧力調節弁12が介設されている。圧力調節弁12の開度は、圧力制御器13によって適宜調節される。圧力制御器13は、凝縮容器4内のBOG気相部分の圧力を検出し、その検出値に基づいて凝縮容器4内のBOG気相部分を所定圧力に保つべく、圧力調節弁12の開度を調節するものである。
【0018】
受液容器10の下部には、内部の液化BOGを取出す取出管14が接続されている。取出管14の中間には、受液容器10内の液化BOGを払い出すためのポンプ15(遠心式)が介設されている。取出管14の先端と上記熱交換チューブ5の出口5bに接続された排出管8の先端とは、集合管16によって集合されている。これにより、取出管14内を流れる液化BOG(液化天然ガス)と排出管8内を流れる液化ガス(液化天然ガス)とは、集合管16によって液相状態で集合されて混合される。
【0019】
集合管16内を流れる液化BOGと液化ガスとの混合液化ガス(液化天然ガス)は、集合管16に介設されたポンプ17(遠心式)で圧送されて気化器18に導かれ、気化器18内で気化されてガス(天然ガス)となる。気化器18内で生成されたガス(天然ガス)は、供給管19を通じて下流側の消費系に供給される。
【0020】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【0021】
図1において、液化ガスタンク1内にて発生したBOGは、圧縮機3で所定圧力まで昇圧された後に凝縮容器4内に導かれ、熱交換チューブ5で冷却されて液化(凝縮)され、液化BOGとして凝縮容器4内に貯留される。凝縮容器4内の液化BOGは、サイフォン管9を通じて下方の受液容器10に導かれ、受液容器10に貯留される。
【0022】
このとき、圧力調節弁12が、凝縮容器4内のBOG気相部分の圧力を所定値に保つように連通管11の管路断面積を調節( 0〜100 %)するため、凝縮容器4内の液化BOGは、その全てが受液容器10側に落下することはなく、一部が凝縮容器4内に貯留された状態となる。よって、凝縮容器4内の熱交換チューブ5は、その一部(下部)が凝縮容器4内に貯留された液化BOGに浸漬され、凝縮容器4内に導かれたBOGに対する実質的な伝熱面積が液化BOGの液面より上方に露出した部分となる。
【0023】
ここで、何等かの原因によって液化ガスタンク1内にて発生するBOGの量がそれまで(図1の状態)より減少した場合には、凝縮容器4内の熱交換チューブ5の伝熱面積がそれまでより相対的に大きくなるため、凝縮容器4内における凝縮量が増加し、凝縮容器4内の圧力が降下する。すると、図2(a) に示すように、受液容器10内の液化BOGがサイフォン管9を通じて凝縮容器4内に吸い上げられ、凝縮容器4内の液化BOGの液位が上昇し、それまで凝縮容器4内にて露出していた熱交換チューブ5の一部が液化BOGの液面下に沈む。
【0024】
この結果、凝縮容器4内のBOGに対する熱交換チューブ5の伝熱面積(液化BOGの液面より上方に露出した部分の面積)が、減少したBOG量に適合した面積に自動的に減少し、凝縮圧力(温度)が所定値に保たれる。また、このとき圧力調節弁12の開度が適宜調節されて凝縮容器4内のBOG気相部分の圧力が所定値に保たれるので、BOG量の変動時に凝縮容器4内にて変動しようとするBOG凝縮圧力(温度)が、速やかに且つ正確に所定値に保たれる。
【0025】
逆に、液化ガスタンク1内にて発生するBOGの量がそれまで(図1の状態)より増加した場合には、凝縮容器4内の熱交換チューブ5の伝熱面積がそれまでより相対的に小さくなるため、凝縮容器4内における凝縮量が減少し、凝縮容器4内の圧力が上昇する。すると、図2(b) に示すように、凝縮容器4内の液化BOGがサイフォン管9を通じて下方の受液容器10に排出され、凝縮容器4内の液化BOGの液位が下降し、それまで凝縮容器4内にて液化BOGに浸漬されていた熱交換チューブ5の一部が露出する。
【0026】
この結果、凝縮容器4内のBOGに対する熱交換チューブ5の伝熱面積(液化BOGの液面より上方に露出した部分の面積)が、増加したBOG量に適合した面積に自動的に拡大し、凝縮圧力(温度)が所定値に保たれる。また、このとき圧力調節弁12の開度が適宜調節されて凝縮容器5内のBOG気相部分の圧力が所定値に保たれるので、BOG量の変動時に凝縮容器4内にて変動しようとするBOG凝縮圧力(温度)が、速やかに且つ正確に所定値に保たれる。
【0027】
このように、本実施形態によれば、液化ガスタンク1内にて発生するBOG量が変化した場合であっても、その凝縮圧力(温度)を略一定に保てるので、安定した液化ガスを取出管14の払出ポンプ15に供給することができ、キャビテーションの発生等の不安定現象を防止できる。また、本実施形態においては、BOGを凝縮液化する熱交換チューブ5の冷媒に、液化ガスタンク1からの液化ガスを使用しているので、冷媒の温度変化が小さくなり、これによってもBOGの凝縮圧力(温度)が安定する。
【0028】
また、本実施形態に係るBOG液化装置は、凝縮容器4と受液容器10とをサイフォン管9を介して上下二段に重ねて構成されているのでコンパクトとなり、実際のプラントに配置する際の設置面積が小さくなる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る液化ガスタンクのBOG液化装置によれば、液化ガスタンク内にて発生するBOGの量が変動した場合であってもその凝縮圧力(温度)を所定値に保つことができる。よって、安定した液化ガスを払出ポンプに供給でき、キャビテーション等の不安定現象を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す液化ガスタンクのBOG液化装置の説明図である。
【図2】上記BOG液化装置の作動を示す説明図である。
【符号の説明】
1 液化ガスタンク
3 圧縮機
4 凝縮容器
5 熱交換チューブ
5a 熱交換チューブの入口
5b 熱交換チューブの出口
6 供給管
8 排出管
9 サイフォン管
10 受液容器
11 連通管
12 圧力調節弁
14 取出管
16 集合管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for liquefying BOG (boil-off gas) generated in a liquefied gas tank, and more particularly, to a BOG of a liquefied gas tank that can maintain its condensation pressure (temperature) at a predetermined value even if the amount of generated BOG varies. The present invention relates to a liquefaction device.
[0002]
[Prior art]
As a device for liquefying BOG generated in a liquefied gas tank such as an LNG tank, the BOG taken out from the liquefied gas tank is boosted to a predetermined pressure by a compressor, and the boosted BOG is guided into a condensation container. A BOG is known that is cooled by a heat exchange tube in a condensing container and liquefied (condensed).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional BOG liquefaction apparatus, the heat exchange tube for cooling and liquefying BOG is always exposed to the BOG in the condensing container, and the heat transfer area to the BOG is always constant. When the flow rate of the water fluctuated, it was inevitable that the condensing pressure (temperature) fluctuated.
[0004]
That is, when the flow rate of the BOG introduced into the condensing container is reduced from the set value, the excessive amount of BOG is cooled by the heat exchange tube having a constant heat transfer area, and the condensation pressure is lowered. On the contrary, when the flow rate of the BOG increases from the set value, the BOG becomes insufficiently cooled and the condensation pressure increases.
[0005]
Thus, when the condensation pressure fluctuates due to fluctuations in the flow rate of the BOG, the suction pressure of the liquid extraction pump (centrifugal type) connected downstream of the condensing container fluctuates. For example, when the suction pressure falls However, there is a problem that the operation of the pump is not stable, such as cavitation occurs and liquefied BOG is gasified.
[0006]
The object of the present invention created in view of the above circumstances is to provide a BOG liquefaction apparatus for a liquefied gas tank that can maintain the condensation pressure (temperature) at a predetermined value even if the amount of BOG generated in the liquefied gas tank varies. There is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a BOG liquefying apparatus for a liquefied gas tank according to the present invention includes a compressor for boosting a BOG taken out from the liquefied gas tank to a predetermined pressure, and an airtight condensing container into which the BOG boosted by the compressor is guided. And a heat exchange tube in which the BOG contained in the condensing container is cooled and liquefied and partly immersed in the liquefied BOG, and the liquefied BOG in the container connected to the lower part of the condensing container A siphon tube that leads to a gas tank, a liquid receiving vessel that covers the lower part of the siphon tube and that stores the liquefied BOG at a higher liquid level than the outlet of the siphon tube, and a liquefied BOG connected to the lower part of the liquid receiving vessel And a take-out pipe for taking out.
[0008]
According to the present invention, for example, when the amount of BOG generated in the liquefied gas tank is reduced more than before, the heat transfer area of the heat exchange tube in the condensing container becomes relatively larger than before. The amount of condensation in the container increases and the pressure in the condensation container drops. Then, the liquefied BOG in the liquid receiving container is sucked into the condensing container through the siphon tube, the liquid level of the liquefied BOG in the condensing container rises, and part of the heat exchange tube that has been exposed in the condensing container until then. Sinks below the liquid surface of the liquefied BOG, and its heat transfer area decreases. As a result, the heat transfer area of the heat exchange tube in the condensation container is automatically reduced to an area suitable for the reduced BOG amount, and the condensation pressure (temperature) is maintained at a predetermined value.
[0009]
On the contrary, when the amount of BOG generated in the liquefied gas tank increases more than before, the heat transfer area of the heat exchange tube in the condensing container becomes relatively smaller than before, so the condensation in the condensing container The volume decreases and the pressure in the condensation vessel increases. Then, the liquefied BOG in the condensing container is discharged to the lower receiving container through the siphon tube, the liquid level of the liquefied BOG in the condensing container is lowered, and the heat exchange that has been immersed in the liquefied BOG in the condensing container until then. A part of the tube is exposed and its heat transfer area increases. As a result, the heat transfer area of the heat exchange tube in the condensing container automatically expands to an area suitable for the increased BOG amount, and the condensing pressure (temperature) is maintained at a predetermined value.
[0010]
The BOG liquefier is connected to the BOG gas phase portion in the condensing container and the BOG gas phase portion in the liquid receiving container, and the BOG gas phase in the condensing container is provided in the communication tube. You may further provide the pressure control valve in which the opening degree is adjusted in order to maintain the pressure of a part at a predetermined value. In this way, by appropriately adjusting the opening of the pressure control valve to keep the pressure of the BOG gas phase portion in the condensing container at a predetermined value, it is likely to fluctuate in the condensing container when the BOG amount varies as described above. The condensation pressure (temperature) of the BOG is quickly and accurately maintained at a predetermined value.
[0011]
In addition, the BOG liquefaction apparatus is connected to the inlet of the heat exchange tube and supplied with liquefied gas from the liquefied gas tank; and the exhaust connected to the outlet of the heat exchange tube and discharged after liquefied gas is exchanged You may further provide the collection pipe which collects a pipe | tube, this discharge pipe, and the extraction pipe | tube connected to the said liquid receiving container. Thus, by using the liquefied gas from the liquefied gas tank as the refrigerant of the heat exchange tube, the temperature change of the refrigerant is reduced and the condensation pressure (temperature) of the BOG is stabilized.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0013]
As shown in FIG. 1, a
[0014]
A
[0015]
The
[0016]
A
[0017]
The BOG gas phase portion at the top of the condensing
[0018]
An
[0019]
A mixed liquefied gas (liquefied natural gas) of liquefied BOG and liquefied gas flowing in the collecting
[0020]
The operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
[0021]
In FIG. 1, BOG generated in the liquefied gas tank 1 is boosted to a predetermined pressure by the
[0022]
At this time, the
[0023]
Here, if the amount of BOG generated in the liquefied gas tank 1 is reduced for some reason (the state shown in FIG. 1), the heat transfer area of the
[0024]
As a result, the heat transfer area of the
[0025]
On the contrary, when the amount of BOG generated in the liquefied gas tank 1 is increased from that (the state of FIG. 1), the heat transfer area of the
[0026]
As a result, the heat transfer area of the
[0027]
As described above, according to the present embodiment, even when the amount of BOG generated in the liquefied gas tank 1 is changed, the condensation pressure (temperature) can be kept substantially constant. 14 can be supplied to the 14 discharge pumps 15 to prevent instability such as cavitation. In the present embodiment, since the liquefied gas from the liquefied gas tank 1 is used as the refrigerant of the
[0028]
In addition, the BOG liquefaction apparatus according to the present embodiment is compact because the condensing
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the BOG liquefying apparatus for a liquefied gas tank according to the present invention, the condensation pressure (temperature) can be maintained at a predetermined value even when the amount of BOG generated in the liquefied gas tank varies. it can. Therefore, a stable liquefied gas can be supplied to the dispensing pump, and unstable phenomena such as cavitation can be avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a BOG liquefying apparatus for a liquefied gas tank according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing the operation of the BOG liquefying apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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