JP5043047B2 - 周囲空気を用いたｌｎｇの直接及び間接併用再ガス化 - Google Patents

Description

（発明の分野）
本発明は、気化のための主要な熱源として周囲空気に依存した液化天然ガス（ＬＮＧ）再ガス化のための方法及び装置に関する。周囲空気は、ＬＮＧと直接、又は中間的流体を使用することにより間接的に熱交換する。

（発明の背景）
天然ガスは、石炭又は油のいずれよりも生ずる排気物及び汚染物質が少ないので、最もクリーンな燃焼用石化燃料である。天然ガス（ＮＧ）は、「液化天然ガス（ＬＮＧ）」として液体状態で或る場所から別の場所へ輸送されるのが慣例である。天然ガスの液化は、ＬＮＧが、同じ量の天然ガスがそのガス状態で占める体積の約１／６００しか占めないので輸送するのに一層経済的である。或る場所から別の場所へのＬＮＧの輸送は、「ＬＮＧＣ」と呼ばれている低温貯蔵能力を有する二重船郭海洋航行船舶を用いて達成されるのが最も一般的である。ＬＮＧは、ＬＮＧＣ船上低温貯蔵タンク中に入れて貯蔵されるのが典型的であり、その貯蔵タンクは、大気圧か又はそれより僅かに高い圧力で操作される。現存するＬＮＧＣの大部分は、１２０，０００ｍ^３〜１５０，０００ｍ^３の範囲の大きさのＬＮＧ積み荷貯蔵容量を有し、或るＬＮＧＣは、２６４，０００ｍ^３までの貯蔵容量を有する。

ＬＮＧは通常天然ガスへ再ガス化された後に、最終ユーザーに必要な配送条件に合う温度及び圧力でパイプライン又は他の分配ネットワークを通して最終ユーザーへ分配される。ＬＮＧの再ガス化は、与えられた圧力でのＬＮＧ沸点より高くＬＮＧの温度を上昇させることにより達成されるのが最も普通である。ＬＮＧＣは、或る国に存在する「輸出ターミナル」でＬＮＧの積み荷を受け、次にその積み荷を別の国に存在する「輸入ターミナル」へ配送するため海洋を渡って航行するのが普通である。輸入ターミナルに到着すると、ＬＮＧＣは桟橋又は岸壁に停泊し、輸入ターミナルにある陸上貯蔵及び再ガス化施設へ液体としてＬＮＧを荷降ろしするのが慣習になっている。陸上再ガス化施設は、複数のヒーター又は気化器、ポンプ、及びコンプレッサーを含むのが典型的である。そのような陸上貯蔵及び再ガス化施設は、大きいのが典型的であり、そのような施設を建築及び操作するのに伴われるコストはかなりのものになる。

ＬＮＧの再ガス化は、一般に次の三つの型の気化器の一つを用いて行われる：オープン・ラック（ｏｐｅｎ ｒａｃｋ）型、中間的流体型、又は水中に沈めた燃焼（ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）型。

オープン・ラック型気化器は、ＬＮＧ気化のための熱源として海水を用いる。これらの気化器は、気化のための熱源としてヒーターの外側に貫流式海水流を用いている。それらは水が凍結するのを妨げず、操作及び維持し易いが、建造費が高い。それらは日本では広く用いられている。ＵＳＡ及びヨーロッパではそれらの使用は限られており、経済的に正当化するのは幾つかの理由から困難である。第一に、現在許可されている環境では、海洋生物についての環境問題のため、非常に冷たい温度の海水を海へ戻すことは許されない。南ＵＳＡの海岸水と同様、海岸の水も奇麗ではないことが屡々であり、多くの懸濁固体を含み、それらを濾過しなければならないであろう。これらの制約のため、ＵＳＡでオープン・ラック型気化器を使用することは、環境的及び経済的に適さない。

水又は水蒸気で直接加熱することにより液化天然ガスを気化する代わりに、中間的流体型の気化器は、低い凝固点を有するプロパン、フッ素化炭化水素、等の冷却剤を用いる。液化天然ガスを気化するため冷却剤の気化及び凝縮を用いるため、先ず冷却剤を熱水又は水蒸気により加熱する。この型の気化器はオープン・ラック型のものよりも易く建造することができるが、熱水又は水蒸気を形成するためバーナーのような加熱手段を必要とし、従って、燃費により操作にコストが掛かる。

水中に沈めた燃焼型の気化器は水中に沈めた管を含み、それをバーナーからその中に注入した燃焼ガスで加熱する。中間的流体型と同様に、水中に沈めた燃焼型の気化器は燃料コストを含み、操作に費用が掛かる。水中に沈めた燃焼型の気化器は水槽を含み、その中にガスバーナーの煙道ガス管のみならず液化天然ガスを気化するための熱交換器管束が設置されている。ガスバーナーは燃焼煙道ガスを水槽中に放出し、それにより水を加熱し、液化天然ガスを気化するための熱を与える。液化天然ガスは管束を通って流れる。この型の気化器は信頼性があり小型であるが、それらは煙道ガスを使用することを含み、そのため操作に費用が掛かる。

或る下流での操作のため低温液体をガス状に気化するのに周囲空気又は「大気」気化器を用いることが知られている。

例えば、ボルガー（Ｖｏｌｇｅｒ）Ｊｒ．その他による１９８３年８月２３日に公告された米国特許第４，３９９，６６０号明細書には、連続方式で低温液体を気化するのに適した周囲空気による気化器が記載されている。この機構は周囲空気から吸収した熱を用いる。少なくとも３本の実質的に垂直な通路にはパイプが付けられ一緒にされている。夫々の通路は、中心管と、その中心管の周りに実質的に等間隔に取り巻く多数のひれを含む。

Ｌ．Ｚ．ウィダー（Ｗｉｄｄｅｒ）による１９９３年１０月１２日に公告された米国特許第５，２５１，４５２号明細書には、低温液体のための周囲空気による気化器及びヒーターが記載されている。この装置は多数の垂直に取付け、平行に接続した熱交換管を用いている。夫々の管は、多数の外部ひれと、中心開口に流通させて対称的に配列した多数の内部周辺通路を有する。気相の低温流体と周囲空気との間の熱移動速度を増大するため、夫々の管の予め定められた長さに亙って中心開口内に固体の棒が伸びている。流体は、管の底でのその沸点から、製造及び他の操作に適した頂部温度まで上昇する。

アイアーマン（Ｅｙｅｒｍａｎｎ）による２００３年９月２３日に公告された米国特許第６，６２２，４９２号明細書には、循環水を加熱するため周囲空気から熱を抽出することを含めた液化天然ガスを気化するための装置及び方法が記載されている。熱交換過程は、液化天然ガスを気化するためのヒーター、循環水系、及び循環水を加熱するため周囲空気から熱を抽出する水塔を含む。

アイアーマンによる２００３年１１月１１日に公告された米国特許第６，６４４，０４１号明細書には、水を水塔に通してその水の温度を上昇させ、その上昇した温度の水をポンプで第一ヒーターに通し、循環流体を第一ヒーターに通して前記上昇した温度の水から熱をその循環流体へ移し、液化天然ガスを第二ヒーターに送り、加熱された循環流体を第一ヒーターから第二ヒーターへポンプで送り、循環流体から液化天然ガスへ熱を移動させ、そして気化した天然ガスを第二ヒーターから排出することを含む液化天然ガスを気化するための方法が記載されている。

大気気化器は、連続的業務のためには一般には用いられていない。なぜなら、大気気化器の外側表面に氷及び霜が蓄積し、持続使用期間後に装置の効率を悪くするからである。外部ひれ上の氷の蓄積速度は、一つには周囲温度と管内部の低温液体の温度との温度差に依存する。典型的には、氷パックの最も大きな部分が入り口に最も近い管上に形成され、周囲温度が凝固点に近いか又はそれより低くない限り、出口に近い管の上の氷の蓄積は、仮えあったとしても、極めて少ない。従って、ユニットの重力の中心を移行させることがあり、管相互間の熱勾配差をもたらす管上の氷の不均一な分布を、周囲空気気化器がもつことは、珍しいことではない。

従来法の進歩にも拘わらず、主要な熱源として周囲空気を用いたＬＮＧ再ガス化のための改良された装置及び方法が当分野では依然として必要である。

（発明の概要）
本発明の一つの態様に従い、主要熱源として周囲空気を用いてＬＮＧを再ガス化して天然ガスを形成する方法において：
（ａ） ＬＮＧを周囲空気による気化器を通って流れるように送り、ＬＮＧと周囲空気との間の直接熱交換により天然ガス流を形成する工程；
（ｂ） 前記天然ガス流の温度を、トリムヒーターで循環する中間的流体との熱交換により予め定められた配送温度へ調節する工程；
（ｃ） 前記中間的流体を周囲空気ヒーターを通って流れるように送り、前記中間的流体を周囲空気と熱交換させる工程；及び
（ｄ） 一つ以上の強制通風扇風機を用いて周囲空気ヒーター及び周囲空気による気化器の上に周囲空気の流れを送り、熱交換を補助し、前記周囲空気ヒーターを前記周囲空気による気化器よりも前記強制通風扇風機に一層近接して配置し、空気を前記周囲空気ヒーターを横切って流れるように送り、前記空気を冷却及び乾燥し、然る後、前記空気を周囲空気による気化器に到達させる工程；
を含む再ガス化方法が与えられる。

一つの態様として、一つ以上の強制通風扇風機を周囲空気ヒーターの上に設置し、その周囲空気ヒーターを今度は周囲空気による気化器の上に設置し、空気を周囲空気ヒーターを横切って下方へ流し、然る後、周囲空気による気化器に到達させる。再ガス化施設全体の大きさを小さくするため、周囲空気ヒーター及び周囲空気による気化器を一つのシステムとして構成し、共通の強制通風扇風機を共有させるようにしてもよい。

周囲空気ヒーターに氷結が起きないようにするため、中間的流体の温度を０℃より高く維持し、周囲空気ヒーターが水平管束を含むようにしてもよい。一つの態様として、周囲空気ヒーターは水平管束を含み、周囲空気による気化器は垂直管束を含む。中間的流体の温度は補助熱源を用いて０℃より高く維持することができる。補助熱源は：排気ガスヒーター；電気による水又は流体ヒーター；船の推進ユニット；ディーゼルエンジン；又はガスタービン推進プラント；又は発電プラントからの排気ガス流；からなる群から選択することができる。

一つの態様として、本方法は、更に、ＬＮＧの迂回流を中間的流体気化器を通って流れるように送り、ＬＮＧが、循環する中間的流体の一部分と熱交換する工程を含む。

中間的流体は、グリコール、グリコール・水混合物、メタノール、プロパノール、プロパン、ブタン、アンモニア、ホルメート、淡水又は軟水、からなるリストから選択してもよい。

本発明の第二の態様に従い、ＬＮＧを、主要熱源として周囲空気を用いて再ガス化して天然ガスを形成するための再ガス化施設において、その装置が：
ＬＮＧを天然ガスへ再ガス化するための周囲空気による気化器；
循環する中間的流体との熱交換により前記天然ガスの温度を上昇させるためのトリムヒーター；
前記中間的流体を加熱するための周囲空気ヒーター；
前記トリムヒーターと前記周囲空気ヒーターとの間に前記中間的流体を循環させるための循環用ポンプ；及び
周囲空気ヒーター及び周囲空気による気化器の上に周囲空気の流れを送る一つ以上の強制通風扇風機で、前記周囲空気ヒーターが前記周囲空気による気化器よりも前記強制通風扇風機に一層近接して配置されており、空気を前記周囲空気ヒーターを横切って流れるように送り、前記空気を冷却及び乾燥し、然る後、前記空気を周囲空気による気化器に到達させる、強制通風扇風機；
を含む再ガス化施設が与えられる。

一つの態様として、周囲空気ヒーターを、周囲空気による気化器より上に強制通風扇風機に一層近接して設置し、空気を周囲空気ヒーターを横切って下方へ流れるようし、然る後、周囲空気による気化器に到達させるようにする。周囲空気ヒーターは水平管束を含み、周囲空気による気化器は垂直管束を含むようにしてもよい。

周囲空気ヒーターへ送られた中間的流体の温度を補助熱源を用いて０℃より高い温度へ調節するための制御機構を用いて、周囲空気ヒーターに氷結が起きないようにすることができ、周囲空気ヒーターが水平管束を含むのが有利である。補助熱源は：排気ガスヒーター；電気による水又は流体ヒーター；船の推進ユニット；燃焼ヒーター；ディーゼルエンジン；又はガスタービン推進プラント；又は発電プラントからの排気ガス流；からなるリストから選択することができる。

再ガス化施設がＬＮＧ運搬船の船上に配置されている場合、補助熱源はＬＮＧ運搬船のエンジンから回収した熱でもよい。

一つの態様として、装置は、更に、ＬＮＧが、循環する中間的流体の一部分と熱交換する場合、ＬＮＧの迂回流を気化するための中間的流体気化器を含む。

本発明の性質を一層詳細に理解し易くするため、本発明の幾つかの態様を、図面を参照して単なる例として次に詳細に記述する。

（好ましい態様についての詳細な記述）
気化するための主要熱源として周囲空気を用いてＬＮＧを再ガス化するための方法及び装置の特別の態様を次に記述する。本発明は、陸上再ガス化施設で使用するために、或は沖合の固定プラットホーム、又ははしけ、又は船上再ガス化施設を配備したＬＮＧ運搬船で使用するために、適用することができる。ここで用いる用語は、特別な態様を記述する目的のためだけのものであり、本発明の範囲を限定するためのものではない。別に定義しない限り、ここで用いる技術的及び科学的用語は、全て本発明が属する分野の当業者によって普通に理解されるものと同じ意味を有する。図面において、同じ番号は同様な部材を指すことを理解すべきである。

用語「気化器」は、液体をガスに転化するのに用いられる機構を指す。

用語「乾燥」とは、存在する湿分の量の減少を指す。本明細書の内容では、周囲空気が乾燥されることに言及が行われた場合、それを、乾燥後の空気中に存在する湿分が、乾燥前に存在していたものよりも単に少なくなっていると言うことよりも、むしろ湿分含有量が０にまで減少したことを意味するものと取るべきではない。

本発明のシステムの第一の態様を、次に図１を参照して記述する。この第一の態様では、再ガス化施設１０を用いて、一つ以上の低温貯蔵タンク１２中に貯蔵されたＬＮＧを、そのＬＮＧの再ガス化のための主要熱源として周囲空気を用いて再ガス化する。再ガス化施設１０を用いて生成した天然ガスは、ガス分配施設（図示されていない）へ天然ガスを送るためのパイプライン１４へ移送する。再ガス化施設１０は、ＬＮＧを天然ガスへ再ガス化するための少なくとも一つの周囲空気による気化器１８、及び天然ガスの温度を予め定められた配送温度へ上昇させるのに用いられる循環する中間的流体を加熱するための少なくとも一つの周囲空気ヒーター２０を含む。

周囲空気は、ＬＮＧを気化して天然ガスを形成するための主要熱源のみならず、そのようにして生成した天然ガスの温度を配送するに必要な条件に合うように上昇させる手段の両方として用いられる。周囲空気をＬＮＧ再ガス化のための主要熱源として（燃料ガスを燃焼することによる熱の代わりに）用いることにより、亜酸化窒素、二酸化硫黄、二酸化炭素、揮発性有機化合物、及び粒状物質の放出を最小に維持する。

周囲空気による気化器１８では、周囲空気とＬＮＧとの温度差のため周囲空気からＬＮＧへ熱が移動する。その結果、周囲空気が冷却し、空気中の湿分は凝縮し、凝縮の潜熱は、空気からの顕熱に加えて気化のための付加的熱源を与える。周囲空気による気化器１８の外側表面上に形成される凝縮水は、周囲空気による気化器１８の下半分の方へ重力により流れ落ち、そこで気化器１８の外側表面上に凍結し、氷が形成される。周囲空気による気化器１８の外側表面上の氷結の程度は、多くの因子に依存し、周囲空気による気化器１８の外側表面の全長のほぼ下半分から変化することがある。従って、周囲空気による気化器１８は、その外側表面に氷が形成されるままにしておく場合、発生した力に耐えることができるのが好ましく、これに関し、水平管束を用いるよりも垂直管束の方が好ましい。氷が周囲空気による気化器１８の外側表面上に蓄積し始めたならば、効率は低下し、気化器１８を出る天然ガスの温度も低下するであろう。

氷結が起きる速度及び程度は、多くの関連する因子に依存し、それらには、周囲空気の温度及び相対湿度、周囲空気による気化器１８を通るＬＮＧの流量、及び周囲空気による気化器１８の構造材料が含まれるが、それらに限定されるものではない。周囲空気の温度及び相対湿度は、再ガス化が行われる場所の季節又は気候の種類によって変化することがある。

本発明の方法及び装置を用いて、周囲空気とＬＮＧとの間及び／又は周囲空気と循環する中間的流体との間の熱移動は、一つ以上の強制通風扇風機４６を用いることにより補助される。周囲空気ヒーター２０は常に周囲空気による気化器１８よりも高い設計温度で作動する。これを利用するため、周囲空気ヒーター２０を強制通風扇風機４６に一層近接して配置し、空気を周囲空気ヒーター２０を通って流し、然る後、周囲空気による気化器１８に到達させるようにする。

一つの特に好ましい構成として、周囲空気ヒーター２０を、周囲空気による気化器１８よりも上に強制通風扇風機４６に一層近接して配置し、その扇風機を今度は周囲空気ヒーターより上に設置し、空気を周囲空気ヒーター２０を横切って下方へ流し、然る後、周囲空気による気化器１８に到達させる。周囲空気ヒーター２０及び周囲空気による気化器１８は、二つの別々な機構の形態をとってもよく、或は空間を節約するため、一つの機構の二つの部品として統合してもよいことは、分かるであろう。周囲空気による気化器１８と周囲空気ヒーター２０とを、それらが一つのシステムとして構成され、共通の強制通風扇風機４６を共有するように統合することは、多くの利点を有する。利点の一つは、希望の再ガス化能力を達成するのに必要な周囲空気ヒーター２０の数が、慣用的再ガス化施設と比較して、少なくなることである。このことは、再ガス化施設１０の全足型（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）の大きさを小さくすることを可能にし、それをＬＮＧ運搬船上で用いるのに特に適したものにする。

このように周囲空気は、周囲空気ヒーター２０を通って流れる中間的流体と熱交換するので、中間的流体の温度は上昇し、周囲空気は冷却され、然る後、その周囲空気が、周囲空気による気化器１８に到達する。周囲空気が、周囲空気による気化器１８に到達する前のその温度の低下は許容できる。なぜなら、ＬＮＧの温度は、循環する中間的流体の温度より遥かに低いからである。別の重要な利点は、周囲空気が、周囲空気による気化器１８に到達する前に周囲空気ヒーター２０の上を流れ、それと熱交換する間に周囲空気から水が凝縮することである。この仕方で周囲空気が乾燥することにより、さもなければ周囲空気による気化器１８の外側表面上に起きるであろう氷結の程度を少なくし、周囲空気による気化器１８を一層大きな効率で作動させ、霜取りに必要な停止時間が減少するので、一層大きな利用性を持たせることができる。

図１〜３に例示した態様で、周囲空気ヒーター２０の氷結は、周囲空気ヒーター２０を通って流れるように送られた中間的流体の温度を常に０℃より高く維持し、周囲空気ヒーター２０の氷結が起きないようにすることにより回避される。これを行う場合、周囲空気ヒーター２０は水平管束（慣用的水平ひれ扇風機ヒーターに用いられている型のもの）を含むのに対し、周囲空気による気化器１８は、氷結状態でも作動することができる垂直管束を含む。

周囲空気による気化器１８の操作を、次に詳細に記述する。高圧配管システム１６を用いて、ＬＮＧを低温貯蔵タンク１２から周囲空気による気化器１８へ低温送出ポンプ２２を用いて送る。ＬＮＧは、周囲空気による気化器１８の管側入り口２４に導入する。周囲空気による気化器１８では、周囲空気がＬＮＧと直接熱交換し、ＬＮＧを天然ガスへ気化する。ＬＮＧが管中で気化された後、それは周囲空気による気化器１８の管側出口２６を天然ガスとして出る。

熱交換のための充分な表面積を与えるため、周囲空気による気化器１８は、種々の形状、例えば、直列、並列、又は層状に配列した複数の気化器の一つにしてもよい。周囲空気による気化器１８は、氷結が起きた時にかかる荷重に耐えることができ、再ガス化されるＬＮＧの量に必要な温度、体積、及び熱吸収条件に合った、当業者に一般に知られているどのような熱交換器にでもすることができる。これに関し、垂直に配列された管束を含む熱交換器が、水平に配列された管束を含む熱交換器より好ましい。

行き亙っている周囲空気温度により、又は周囲空気による気化器１８の数を少なくしたいならば、気化器１８の管側出口２６を出る天然ガスの温度を、ＬＮＧの気化温度と同じ位低くすることができる。気化器１８の管側出口２６を出る天然ガスの温度は、−４０℃位に低いか、又は周囲温度が充分高いならば、予め定められた配送温度位に高くすることができる。もし気化器１８の管側出口２６を出る天然ガスの温度が未だ予め定められた配送温度になっていないならば、循環する中間的熱移動流体と熱交換するように構成したトリムヒーター２８を用いて、配送仕様に合うように天然ガスの温度を上昇する。予め定められた配送温度は、通常約０℃〜１０℃であるが、パイプライン配送に必要な条件により一層高くすることができるであろう。もし周囲空気による気化器１８の管側出口２６を出る天然ガスの温度が予め定められた配送温度より高いならば、強制通風扇風機４６の幾つか又は全てのスイッチを切り、周囲空気によるＬＮＧへの熱移動速度を低下し、電力消費を最小にすることができる。

トリムヒーター２８の操作を次に記述する。気化器１８の管側出口２６を出る天然ガスをトリムヒーター２８の管側入り口３０を通って流れるように送る。暖かい中間的流体をトリムヒーター２８の殻側入り口３２を通って流れるように送り、天然ガスを予め定められた配送温度へ加熱する。暖められた天然ガスはトリムヒーター２８の管側出口３４から出て、パイプライン１４へ送られる。天然ガスとの熱交換過程で中間的流体は冷却され、然る後、トリムヒーター２８の殻側出口３６を出る。

トリムヒーター２８の殻側出口３６を出る冷たい中間的流体は、循環用ポンプ４０を用いてサージタンク３８を通り、周囲空気ヒーター２０へ送る。冷たい中間的流体は、周囲空気ヒーター２０の管側入り口４２に流れ込むように送り、周囲空気はその外側表面に作用して中間的流体を暖める。周囲空気と、周囲空気ヒーター２０の管側入り口４２に入る冷たい中間的流体の温度との温度差の関数として、熱が周囲空気から中間的流体へ移動する。周囲空気と中間的流体との間の熱移動は、空気の流れを周囲空気ヒーター２０の方へ向けるように構成した一つ以上の強制通風扇風機４６を用いることにより補助される。

暖かい中間的流体は、周囲空気ヒーター２０を管側出口４４から出、その暖かい中間的流体をトリムヒーター２８の殻側入り口３２へ循環して戻し、上に記載したように、その管を通過する天然ガスの温度を上昇させる。

もし周囲温度が、予め定められた設計平均周囲温度より低く低下したならば、周囲空気による気化器１８を出る天然ガスの温度及びトリムヒーター２８を出る循環する中間的流体の温度は、低下するであろう。温度センサー５０及び調節バルブ５２の形の制御機構４８を用いて、周囲空気ヒーター２０の管側入り口４２中へ流れるように送られる中間的流体を確実に常に少なくとも０℃の温度に維持し、周囲空気ヒーター２０の氷結が起きないようにする。

温度センサー５０は、サージタンク３８中の循環する中間的流体の温度を測定する。もしサージタンク３８中の中間的流体の温度が０℃か、又はそれより低くなったならば、制御機構４８は調節バルブ５２へ信号を発生し、それは、中間的流体を周囲空気ヒーター２０を通過させる代わりに、中間的流体の迂回流５４を補助熱源５６を通って流れるように指令する。これは周囲空気ヒーター２０を氷結から保護するために行う。補助熱源５６は、同様に、中間的流体がトリムヒーター２８の殻側入り口３２に入る前に、循環する中間的流体の温度を必要な戻り温度へ上昇させるのに用いることができる。循環する中間的流体の温度を常に０℃より高く維持するのに充分な熱を周囲空気が供給できるように、周囲空気温度が充分高い場合（例えば、夏季月間中）、補助熱源５６は閉鎖することができる。

周囲温度が長い期間０℃より低い非常に寒冷な気候では、図３に例示した態様が用いられる。図中、同じ参照番号は同様な部品を指す。この態様は、図１に例示した態様と同様であるが、主な差は、サージタンク３８からの中間的流体の迂回流７０を補助熱交換器７２の形の補助熱源５６を通って流れるように送り、中間的流体がトリムヒーター２８の殻側入り口３２へ戻される前に、その温度を上昇させることである。迂回流７０は、補助熱交換器７２の管を通過するように送られ、その中でそれは補助的中間的熱移動流体（例えば、淡水、軟水、グリコール、又はそれらの混合物）と熱交換し、その流体が今度は燃焼ヒーター７４により加熱される。これらの条件で、周囲空気ヒーター２０は、周囲空気の温度が０℃より高く上昇するまで、役割を果たさない。

同じ参照番号は同様な部品を指している図２の態様では、図１に例示した態様に関連して上に記述したやり方で、大部分のＬＮＧを周囲空気による気化器１８を通って流れるようにする。この態様と図１に例示したものとの主な差は、制御機構４８が、ＬＮＧの迂回流５８を中間的流体気化器６０を通って送るように構成されており、その気化器がＬＮＧの迂回流５８と、周囲空気ヒーター２０により暖められた循環する中間的流体の一部分６２との間で熱交換するように構成されていることである。

この構成の利点は、それが周囲空気による気化器１８にかかる荷重を減少し、一層効率的なエネルギー統合を与えることである。この態様の制御機構４８は、周囲空気による気化器１８を出る天然ガスの温度に応答する。もしその温度が予め定められた配送温度より低いと、制御機構４８を用いて、周囲空気による気化器１８へ送られるＬＮＧの流量を減少し、その代わり、その一部分を中間的流体気化器６０への迂回流５８へ送る。中間的流体気化器６０を通って流れる迂回流５８へ送られるＬＮＧの相対的％は、このように周囲空気温度の関数である。

本発明の方法及び装置で用いるのに適した中間的流体は、次のものからなる群から選択される：グリコール（例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、又はそれらの混合物）、グリコール・水混合物、メタノール、プロパノール、プロパン、ブタン、アンモニア、ホルメート、軟水又は淡水、又は当業者に一般に知られている許容可能な熱容量、凝固点及び沸点を有する他の流体。中間的流体としてグリコールより環境的に一層許容できる材料を用いることが望ましい。これに関し、蟻酸カリウム又は蟻酸ナトリウムのようなアルカリ金属蟻酸塩を含む水溶液、又は蟻酸アンモニウムの水溶液を含む中間的流体を用いるのが好ましい。別法として又は付加的に、酢酸カリウムのようなアルカリ金属酢酸塩又は酢酸アンモニウムを用いてもよい。溶液は、組合せの凍結しにくさを向上させるように、即ち、凝固点を、蟻酸カリウム単独溶液のレベルを越えて低下するように計算した量のアルカリ金属ハロゲン化物を含んでいてもよい。

適当な補助熱源は、次のものからなる群から選択される：エンジン冷却；発電施設からの廃熱回収及び／又は発電施設からの余剰電力による電気加熱；排気ガスヒーター；電気による水又は流体ヒーター；燃焼ヒーター；船の推進ユニット（再ガス化施設がＬＮＧＣの船上にある場合）；ディーゼルエンジン；又はガスタービン推進プラント。

適当な低温送出ポンプの例には、渦巻きポンプ、容積式ポンプ、スクリューポンプ、速度水頭ポンプ、回転ポンプ、歯車式ポンプ、プランジャーポンプ、ピストンポンプ、羽根形ポンプ、ラジアル・プランジャーポンプ、回転斜板ポンプ、平滑流ポンプ、脈流ポンプ、又は気化器に必要な排出ヘッド及び流量条件に合う他のポンプが含まれる。ポンプの容量は、設置される気化器の型及び数量、気化器の表面積及び効率、及び希望の余剰度に基づいて選択される。

本発明の幾つかの態様を詳細に記述してきたが、基本的発明の概念から離れることなく多くの変更及び修正を行えることは、関連する分野の当業者に明らかであろう。例えば、例示の目的から図１及び２には唯一つの気化器１８及び唯一つの周囲空気ヒーター２０しか示されていないが、再ガス化施設は、夫々の気化器の容量及び再ガス化されるＬＮＧの量に依存して並列又は直列に配列したどのような数の気化器及びヒーターを含んでいてもよいことは分かるであろう。再ガス化がＬＮＧ運搬船の船上で行われる場合、気化器、ヒーター、及び扇風機（用いられる場合）は、船が再ガス化中沖合に係留されながら受ける荷重と同様、運動及び恐らく新鮮な水の荷重に伴われる荷重を含めた、海を船が航行している間の船の甲板に配置されていることに伴われる構造的荷重に耐えられるように設計されている。上に記載した垂直配列の代わりに横並びの配列になった周囲空気による気化器１８の間に周囲空気ヒーター２０が存在するように、強制通風扇風機４６は周囲空気による気化器２０の一方の側に配置することができる。そのような修正及び変更は、全て本発明の範囲に入るものと考えられ、本発明の本質は上記記述及び添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。

本明細書に引用された特許は、全て参考のためここに入れてある。数多くの従来技術の刊行物がここに言及されているが、この言及は、これらの文書のいずれでもオーストラリア又は他のいずれかの国で当分野の普通の一般的知識の一部を形成していることを承認するものではない。本発明の要約として、次の記述及び特許請求の範囲は、内容が、言葉又は必要な暗示を表現することにより、他のことを必要としない限り、用語「含む」又はその変化したもの、例えば、「含んでいる」又は「含むこと」は包括的な意味で用いられている。即ち、記述した特徴の存在を特定化するために用いられており、本発明の種々の態様の更に別の特徴の存在又は追加を排除するものではない。

図１は、再ガス化施設の第一の態様を例示する工程図である。 図２は、再ガス化施設の第二の態様を例示する工程図である。 図３は、極端な寒冷気候条件で用いられる、図１の別の態様を例示する工程図である。

Claims (14)

1. 主要熱源として周囲空気を用いてＬＮＧを再ガス化して天然ガスを形成する方法において：
   （ａ） ＬＮＧを周囲空気による気化器を通って流れるように送り、ＬＮＧと周囲空気との間の直接熱交換により天然ガス流を形成する工程；
   （ｂ） 前記天然ガス流の温度を、トリムヒーターで循環する中間的流体との熱交換により予め定められた配送温度へ調節する工程；
   （ｃ） 前記中間的流体を周囲空気ヒーターを通って流れるように送り、前記中間的流体を周囲空気と熱交換させる工程；及び
   （ｄ） 一つ以上の強制通風扇風機を用いて周囲空気ヒーター及び周囲空気による気化器の上に周囲空気の流れを送り、熱交換を補助し、前記周囲空気ヒーターを前記周囲空気による気化器よりも前記強制通風扇風機に一層近接して配置し、空気を前記周囲空気ヒーターを横切って流れるように送り、前記空気を冷却及び乾燥し、然る後、前記空気を周囲空気による気化器に到達させる工程；
   を含み、
   一つ以上の強制通風扇風機を周囲空気ヒーターの上に設置し、その周囲空気ヒーターを今度は周囲空気による気化器の上に設置し、空気を前記周囲空気ヒーターを横切って下方へ流し、然る後、周囲空気による気化器に到達させる、再ガス化方法。
2. 周囲空気ヒーター及び周囲空気による気化器を一つのシステムとして構成し、共通の強制通風扇風機を共有させる、請求項１に記載の方法。
3. 中間的流体の温度を０℃より高く維持し、周囲空気ヒーターが水平管束を含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 周囲空気ヒーターが水平管束を含み、周囲空気による気化器が垂直管束を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 中間的流体の温度を、補助熱源を用いて０℃より高く維持する、請求項３に記載の方法。
6. 補助熱を：排気ガスヒーター；電気による水又は流体ヒーター；船の推進ユニット；ディーゼルエンジン；又はガスタービン推進プラント；又は発電プラントからの排気ガス流；からなる群から選択する、請求項５に記載の方法。
7. 更に、ＬＮＧの迂回流を中間的流体気化器を通って流れるように送り、ＬＮＧが、循環する中間的流体の一部分と熱交換する工程を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 中間的流体を、グリコール、グリコール・水混合物、メタノール、プロパノール、プロパン、ブタン、アンモニア、ホルメート、淡水又は軟水、からなるリストから選択する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. ＬＮＧを、主要熱源として周囲空気を用いて再ガス化して天然ガスを形成するための再ガス化施設において、その装置が：
   ＬＮＧを天然ガスへ再ガス化するための周囲空気による気化器；
   循環する中間的流体との熱交換により前記天然ガスの温度を上昇させるためのトリムヒーター；
   前記中間的流体を加熱するための周囲空気ヒーター；
   前記トリムヒーターと前記周囲空気ヒーターとの間に前記中間的流体を循環させるための循環用ポンプ；及び
   前記周囲空気ヒーター及び前記周囲空気による気化器の上に周囲空気の流れを送るための一つ以上の強制通風扇風機で、前記周囲空気ヒーターが前記周囲空気による気化器よりも前記強制通風扇風機に一層近接して配置されており、空気を前記周囲空気ヒーターを横切って流れるように送り、前記空気を冷却及び乾燥し、然る後、前記空気を周囲空気による気化器に到達させる、強制通風扇風機；
   を含み、
   周囲空気ヒーターを、周囲空気による気化器より上に強制通風扇風機に一層近接して設置し、空気を前記周囲空気ヒーターを横切って下方へ流し、然る後、周囲空気による気化器に到達させるようにしてある、装置。
10. 周囲空気ヒーターが水平管束を含み、周囲空気による気化器が垂直管束を含む、請求項９に記載の装置。
11. 周囲空気ヒーターが水平管束を含み、前記周囲空気ヒーターへ送られた中間的流体の温度を補助熱源を用いて０℃より高い温度へ調節するための制御機構を更に含む、請求項９又は１０に記載の装置。
12. 補助熱源が：排気ガスヒーター；電気による水又は流体ヒーター；船の推進ユニット；燃焼ヒーター；ディーゼルエンジン；又はガスタービン推進プラント；又は発電プラントからの排気ガス流；からなるリストから選択されている、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 再ガス化施設がＬＮＧ運搬船の船上に配置されており、補助熱源がＬＮＧ運搬船のエンジンから回収した熱である、請求項１１に記載の装置。
14. 更に、ＬＮＧが、循環する中間的流体の一部分と熱交換する、ＬＮＧの迂回流を気化するための、中間的流体気化器を含む、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の装置。

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