JP5380055B2

JP5380055B2 - LNG compressor

Info

Publication number: JP5380055B2
Application number: JP2008302909A
Authority: JP
Inventors: 誠尾崎
Original assignee: IHI Plant Construction Co Ltd
Current assignee: IHI Plant Construction Co Ltd
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: JP2010127184A

Description

本発明は、ＬＮＧサテライト基地などのＬＮＧ貯蔵タンクから払い出され気化されたＮＧや、貯蔵タンクの頂部から排出されるＢＯＧを需要圧まで圧縮する圧縮機に係り、特にＬＮＧの気化時の体積膨張を利用してＢＯＧやＮＧを圧縮するＬＮＧ利用圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a compressor that compresses NG discharged and vaporized from an LNG storage tank such as an LNG satellite base and BOG discharged from the top of the storage tank to a demand pressure, and in particular, volume expansion during LNG vaporization. The present invention relates to a compressor using LNG that compresses BOG and NG using the above.

ＬＮＧサテライト基地においては、貯蔵タンクに貯蔵されたＬＮＧ（液化天然ガス）を温水式や空温式の気化器に払い出して気化し、これを需要圧（０．４ＭＰａ）まで圧縮機で昇圧して需要系のボイラ等に供給している。 At the LNG satellite base, LNG (liquefied natural gas) stored in the storage tank is discharged to a hot water type or air temperature type vaporizer and vaporized, and this is increased to a demand pressure (0.4 MPa) with a compressor. Supplied to demand boilers.

この貯蔵タンクは、内外二重槽で形成されるが、貯蔵中に貯蔵タンク内への入熱により貯蔵タンク内のＬＮＧが蒸発してＢＯＧ（ボイルオフガス）となりタンク気相部に溜まり、タンク内圧力は上昇する傾向にある。 This storage tank is formed of an internal / external double tank. During storage, LNG in the storage tank evaporates due to heat input into the storage tank and becomes BOG (boil-off gas), which accumulates in the gas phase of the tank. The pressure tends to increase.

一般にＬＮＧが大気圧下でガス化すると、６００倍になるため、貯蔵タンク内の圧力は、貯蔵タンクの耐圧近くまで上昇することも可能である。 Generally, when LNG is gasified under atmospheric pressure, it becomes 600 times, so that the pressure in the storage tank can be increased to near the pressure resistance of the storage tank.

この貯蔵タンクは、タンクローリーからＬＮＧを３〜４日おきに受け入れるが、この際に、加圧蒸発器を用いてタンクローリー内を加圧して、ＬＮＧを貯蔵タンクに送液するようにしている。 This storage tank accepts LNG from the tank lorry every 3 to 4 days. At this time, the inside of the tank lorry is pressurized using a pressure evaporator, and LNG is sent to the storage tank.

上述のようにＮＧ（天然ガス）の送ガス圧力を０．４ＭＰａとした場合、ＬＮＧタンク内にタンクローリーからＬＮＧを受け入れる際には、タンク内圧力が送ガス圧力より高いとＬＮＧの受け入れはできないため、貯蔵タンクの運転圧力を０．３ＭＰａ以下に落圧する必要がある。 As described above, when the gas supply pressure of NG (natural gas) is 0.4 MPa, when LNG is received from the tank truck into the LNG tank, if the tank internal pressure is higher than the gas supply pressure, LNG cannot be received. It is necessary to reduce the operating pressure of the storage tank to 0.3 MPa or less.

このためには貯蔵タンク内の気相部に溜まったＢＯＧを排出して落圧する必要があるが、ＢＯＧを排出しても、排出先に低圧となったＢＯＧを利用する利用系はなく、ＢＯＧを別途ＢＯＧ圧縮機にて０．４ＭＰａに昇圧して、需要系のＮＧと混ぜて排出する必要がある。 For this purpose, it is necessary to discharge the BOG accumulated in the gas phase portion in the storage tank and reduce the pressure. However, even if the BOG is discharged, there is no use system that uses the low-pressure BOG at the discharge destination. Need to be separately boosted to 0.4 MPa with a BOG compressor, mixed with demand NG and discharged.

このように、サテライト基地においては、気化後のＮＧ用圧縮機とＢＯＧ用圧縮機の２台が必要となり、設備費とランニングコストがかかってしまう。 Thus, in the satellite base, two units of the NG compressor and the BOG compressor after vaporization are necessary, and the equipment cost and the running cost are required.

特開２００６−２８３７３６号公報JP 2006-28336 A

上述のようにＬＮＧは気化器に導入されてガス化すると、その体積は、６００倍になるため、気化器でガス化したガスでピストンを駆動して、ポンプとすることが特許文献１に提案されているが、シリンダとピストン構造が複雑で、かつ流路の切り換えのためのバルブなどを必要とし、車載用など小型のポンプには適用できるものの、サテライト基地のＢＯＧ圧縮機など大型のものには適用できない。 As described above, when LNG is introduced into a vaporizer and gasified, the volume thereof becomes 600 times. Therefore, it is proposed in Patent Document 1 that the piston is driven by the gas gasified by the vaporizer to form a pump. However, the structure of the cylinder and piston is complicated, and a valve for switching the flow path is required. Although it can be applied to small pumps such as on-vehicle equipment, it can be applied to large-scale ones such as satellite base BOG compressors. Is not applicable.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ＬＮＧの気化を利用してＢＯＧなどを圧縮できるＬＮＧ利用圧縮機を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an LNG-use compressor that solves the above-described problems and can compress BOG and the like by using LNG vaporization.

上記目的を達成するために請求項１の発明は、シリンダ筒内に往復動自在にピストンを設け、そのピストンの一方のシリンダ筒をジャケットで覆ってシリンダ筒内の一方に膨張室を形成すると共にピストンの他方のシリンダ筒内に圧縮室を形成し、圧縮室内にピストンを膨張室側に付勢するバネを設け、上記膨張室にＬＮＧ供給ラインとＮＧ排出ラインを接続し、他方圧縮室にＢＯＧ供給ラインを接続すると共にＢＯＧ吐出ラインを接続し、上記ジャケットに膨張室内に導入されたＬＮＧをガス化させる温水ラインと排出ラインを接続したことを特徴とするＬＮＧ利用圧縮機である。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a piston is provided in a cylinder cylinder so as to be able to reciprocate, and one cylinder cylinder of the piston is covered with a jacket to form an expansion chamber in one of the cylinder cylinders. A compression chamber is formed in the other cylinder cylinder of the piston, a spring for biasing the piston toward the expansion chamber is provided in the compression chamber, an LNG supply line and an NG discharge line are connected to the expansion chamber, and the BOG is connected to the other compression chamber. A compressor using LNG, characterized in that a supply line and a BOG discharge line are connected, and a hot water line for gasifying LNG introduced into the expansion chamber and a discharge line are connected to the jacket.

請求項２の発明は、ＬＮＧを貯蔵する貯蔵タンクにＬＮＧの払出ラインが接続され、そのＬＮＧ払出ラインに気化器とバッファータンクが接続され、バッファータンクからＮＧが需要系に供給されるＬＮＧサテライト基地において、上記ＬＮＧ供給ラインが、上記気化器上流側の払出ラインより分岐して接続され、上記ＮＧ排出ラインが上記払出ラインに接続された気化器の下流側に接続され、ＢＯＧ供給ラインが貯蔵タンクの気相部に接続され、上記ＢＯＧ吐出ラインが上記バッファータンクの上流側に接続される請求項１記載のＬＮＧ利用圧縮機である。 According to the invention of claim 2, an LNG satellite base in which a LNG discharge line is connected to a storage tank for storing LNG, a carburetor and a buffer tank are connected to the LNG discharge line, and NG is supplied to the demand system from the buffer tank. The LNG supply line is branched and connected from the discharge line on the upstream side of the vaporizer, the NG discharge line is connected to the downstream side of the vaporizer connected to the discharge line, and the BOG supply line is connected to the storage tank. The LNG utilization compressor according to claim 1, wherein the BOG discharge line is connected to an upstream side of the buffer tank.

請求項３の発明は、シリンダ筒内の一方にジャケットを設け、そのジャケットに往復動自在な膨張側ピストンを設けると共にシリンダ筒内の他方に往復動自在な膨張側ピストンを設けてピストンを構成し、その膨張側ピストンのジャケット内に膨張室を形成すると共に圧縮側ピストンのシリンダ筒に圧縮室を形成し、圧縮室内にピストンを膨張室側に付勢するバネを設け、上記膨張室にＬＮＧ供給ラインとＮＧ排出ラインを接続し、他方圧縮室にＮＧ供給ラインを接続すると共にＮＧ吐出ラインを接続し、上記ジャケットに膨張室内に導入されたＬＮＧをガス化させる温水ラインと排出ラインを接続したことを特徴とするＬＮＧ利用圧縮機である。 According to a third aspect of the present invention, a piston is configured by providing a jacket on one side of a cylinder cylinder, providing an expansion-side piston capable of reciprocating on the jacket, and providing an expansion-side piston capable of reciprocating on the other side of the cylinder cylinder. An expansion chamber is formed in the jacket of the expansion side piston, a compression chamber is formed in the cylinder of the compression side piston, a spring is provided in the compression chamber to urge the piston toward the expansion chamber side, and LNG is supplied to the expansion chamber the connecting lines and NG discharge line connects the NG discharge line with connecting NG supply line to the other compression chamber, and the LNG introduced into the expansion chamber to the jacket connects hot water line and a discharge line for gasifying This is a compressor using LNG.

請求項４の発明は、ＬＮＧを貯蔵する貯蔵タンクにＬＮＧの払出ラインが接続され、そのＬＮＧ払出ラインに気化器とバッファータンクが接続され、バッファータンクからＮＧが需要系に供給されるＬＮＧサテライト基地において、上記ＬＮＧ供給ラインが、上記気化器上流側の払出ラインより分岐して接続され、上記ＮＧ排出ラインが上記払出ラインに接続された気化器の下流側に接続され、上記ＮＧ供給ラインがバッファータンクに接続された請求項３記載のＬＮＧ利用圧縮機である。 The invention of claim 4 is the LNG satellite base in which a LNG discharge line is connected to a storage tank for storing LNG, a carburetor and a buffer tank are connected to the LNG discharge line, and NG is supplied to the demand system from the buffer tank. The LNG supply line is branched and connected from the discharge line on the upstream side of the vaporizer, the NG discharge line is connected to the downstream side of the vaporizer connected to the discharge line, and the NG supply line is buffered The LNG utilization compressor according to claim 3 connected to a tank.

本発明によれば、ＬＮＧの膨張エネルギーを利用してＢＯＧやＮＧを圧縮することができるという優れた効果を発揮するものである。 According to the present invention, the excellent effect that BOG and NG can be compressed using the expansion energy of LNG is exhibited.

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。 A preferred embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明のＬＮＧ利用圧縮機１０の構造を示したものである。 FIG. 1 shows the structure of an LNG-use compressor 10 of the present invention.

図において、１１はシリンダ筒で、筒体部１２ｃの両端に略半円球状の端部１２ａ、１２ｂが設けられて構成される。筒体部１２ｃ内にはキャップ状のピストン１３が往復移動自在に設けられ、ピストン１３にて、シリンダ筒１１内が、膨張室１４Ａと圧縮室１４Вとに仕切られる。 In the figure, reference numeral 11 denotes a cylinder cylinder, which is configured by providing substantially semi-spherical ends 12a and 12b at both ends of a cylindrical body portion 12c. A cap-shaped piston 13 is provided in the cylindrical body portion 12c so as to be reciprocally movable. The piston 13 partitions the cylinder cylinder 11 into an expansion chamber 14A and a compression chamber 14В.

圧縮室１４В側のピストン１３の一方と端部１２ｂ間にはバネ１５が設けられ、バネ１５にて、ピストン１３が膨張室１４Ａ側に常時付勢されるようにされる。 A spring 15 is provided between one end of the piston 13 on the compression chamber 14В side and the end 12b, and the piston 13 is constantly urged toward the expansion chamber 14A by the spring 15.

シリンダ筒１１の膨張室１４Ａ側は、そのシリンダ筒１１の膨張室１４を覆うようにジャケット１６が設けられる。 A jacket 16 is provided on the side of the expansion cylinder 14 A of the cylinder cylinder 11 so as to cover the expansion chamber 14 of the cylinder cylinder 11.

シリンダ筒１１の膨張室１４Ａには、ＬＮＧ供給ライン１７が接続されると共にＮＧ排出ライン１８が接続される。ＬＮＧ供給ライン１７には、開閉弁１９が接続され、ＮＧ排出ライン１８には開閉弁２０が接続される。 An LNG supply line 17 and an NG discharge line 18 are connected to the expansion chamber 14 A of the cylinder cylinder 11. An open / close valve 19 is connected to the LNG supply line 17, and an open / close valve 20 is connected to the NG discharge line 18.

シリンダ筒１１の圧縮室１４Вには、ＢＯＧ供給ライン２１が接続されると共にＢＯＧ吐出ライン２２が接続される。ＢＯＧ供給ライン２１には、逆止弁２３が接続される。 A BOG supply line 21 and a BOG discharge line 22 are connected to the compression chamber 14 В of the cylinder cylinder 11. A check valve 23 is connected to the BOG supply line 21.

シリンダ筒１１内にはピストン１３の位置を検出するリミットスイッチ２４Ａ、２４Ｂが設けられ、リミットスイッチ２４Ａ、２４ＢのＯＮ・ＯＦＦ信号にて開閉弁２０が開閉制御されるようになっている。すなわち膨張室１４Ａ側のリミットスイッチ２４Ａにピストン１３が当たってＯＮとなったときには、開閉弁２０が閉じられると共にその状態を保持し、圧縮室１４В側のリミットスイッチ２４Ｂにピストン１３が当たってＯＮとなったときに、開閉弁２０が閉から開とされると共にピストン１３がリミットスイッチ２４Ａに当たってＯＮとされるまで開状態を保持するように開閉制御される。 Limit switches 24A, 24B for detecting the position of the piston 13 are provided in the cylinder cylinder 11, and the opening / closing valve 20 is controlled to open / close by ON / OFF signals of the limit switches 24A, 24B. That is, when the piston 13 hits the limit switch 24A on the expansion chamber 14A side and is turned on, the on-off valve 20 is closed and the state is maintained, and the piston 13 hits the limit switch 24B on the compression chamber 14В side and is turned on. At that time, the on-off valve 20 is opened from the closed state, and the open / close control is performed so that the open state is maintained until the piston 13 is turned on by hitting the limit switch 24A.

ジャケット１６には、温水（または海水や水を含む）ライン２５が接続されると共に排水ライン２６が接続される。 The jacket 16 is connected to a warm water (or seawater or water) line 25 and a drain line 26.

次に、このＬＮＧ利用圧縮機１０の作動を説明する。 Next, the operation of the LNG utilization compressor 10 will be described.

先ず、ピストン１３は、バネ１５によりリミットスイッチ２４Ａに当たる位置にあり、その状態で開閉弁２０が閉じられ、膨張室１４Ａに、ＬＮＧ供給ライン１７からＬＮＧが供給される。他方圧縮室１４Ｂには、後述する貯蔵タンクから低圧のＢＯＧが供給される。 First, the piston 13 is in a position where it hits the limit switch 24A by the spring 15. In this state, the on-off valve 20 is closed, and LNG is supplied from the LNG supply line 17 to the expansion chamber 14A. On the other hand, low pressure BOG is supplied to the compression chamber 14B from a storage tank described later.

この状態で、供給ライン２５からジャケット１６に温水（海水、水を含む）が供給されると膨張室１４Ａ内に供給されたＬＮＧが気化し、その気化時のガス圧で、バネ１５の力に抗してピストン１３を圧縮室１４В側に移動する。これにより圧縮室１４В内のＢＯＧは圧縮されてＢＯＧ吐出ライン２２から高圧のＢＯＧとして吐出される。 In this state, when hot water (including seawater and water) is supplied from the supply line 25 to the jacket 16, the LNG supplied into the expansion chamber 14 A is vaporized, and the gas pressure at the time of vaporization causes the spring 15 to act. The piston 13 is moved against the compression chamber 14В. As a result, the BOG in the compression chamber 14В is compressed and discharged from the BOG discharge line 22 as a high-pressure BOG.

ピストン１３が圧縮室１４В側に移動してリミットスイッチ２４Ｂに当たると、開閉弁２０が開とされ、膨張室１４Ａでガス化したＮＧがＮＧ排出ライン１８から排出され、その結果バネ１５の力によりピストン１３が膨張室１４Ａ側に移動し、リミットスイッチ２４Ａに当たる位置に移動すると、開閉弁２０が閉となり、再度膨張室１４Ａ内のＬＮＧがジャケット１６の温水で加熱されてガス化し、上述したようにＢＯＧを圧縮する。 When the piston 13 moves to the compression chamber 14В side and hits the limit switch 24B, the on-off valve 20 is opened, and NG gasified in the expansion chamber 14A is discharged from the NG discharge line 18, and as a result, the force of the spring 15 causes the piston to move. When 13 is moved to the expansion chamber 14A side and moved to a position corresponding to the limit switch 24A, the on-off valve 20 is closed, and the LNG in the expansion chamber 14A is heated again with the hot water in the jacket 16 to be gasified, as described above. Compress.

ＬＮＧは気化すると６００倍に体積が膨張するため、膨張室１４Ａに導入するＬＮＧは少量導入して蒸発させ、その蒸発したガス（ＮＧ）を全て開閉弁２０から排気するようにすることで、膨張室１４Ａ内の圧力が下がりＬＮＧ供給ライン１７からのＬＮＧの受け入れが可能となる。またこの際、ＬＮＧ供給ライン１７は、ジャケット１６を通して供給されるため、ジャケット１６内の供給ライン１７を断熱しておき、ライン１７内で蒸発しないようにする。 Since the volume of LNG expands 600 times when vaporized, a small amount of LNG introduced into the expansion chamber 14A is introduced and evaporated, and all the evaporated gas (NG) is exhausted from the on-off valve 20 to expand. The pressure in the chamber 14 A decreases and LNG can be received from the LNG supply line 17. At this time, since the LNG supply line 17 is supplied through the jacket 16, the supply line 17 in the jacket 16 is insulated to prevent evaporation in the line 17.

次に、図１のＬＮＧ利用圧縮機１０をＢＯＧの圧縮に用いたフローを図２により説明する。 Next, a flow in which the LNG-use compressor 10 of FIG. 1 is used for BOG compression will be described with reference to FIG.

図２において、３０は、タンクローリー３１からのＬＮＧ３２を貯蔵する貯蔵タンクで、タンクローリー３１からのＬＮＧは、受入ライン３３からボトムフィードライン３４を介して貯蔵タンク３０の底部から受け入れ、または、トップフィードライン３５を介して貯蔵タンク３０の頂部から受け入れられる。 In FIG. 2, 30 is a storage tank for storing LNG 32 from the tank lorry 31, and LNG from the tank lorry 31 is received from the bottom of the storage tank 30 from the receiving line 33 through the bottom feed line 34, or the top feed line. 35 is received from the top of the storage tank 30 via.

ボトムフィードライン３４にはタンク加圧蒸発器３６が接続され、貯蔵タンク３０内のＬＮＧ３２をタンク加圧蒸発器３６内に導入してガス化させ、これを加圧ライン３７、圧力制御弁３８を介して貯蔵タンク３０の気相部３０Ｇに供給して貯蔵タンク３０内をＬＮＧ払い出しのために加圧できるようになっている。 A tank pressurization evaporator 36 is connected to the bottom feed line 34, and the LNG 32 in the storage tank 30 is introduced into the tank pressurization evaporator 36 for gasification, and the pressurization line 37 and the pressure control valve 38 are connected to the bottom feed line 34. The gas is supplied to the gas phase section 30G of the storage tank 30 through the pressurization so that the inside of the storage tank 30 can be pressurized for LNG dispensing.

貯蔵タンク３０の底部にはＬＮＧ払出ライン４０が接続され、そのＬＮＧ払出ライン４０に遮断弁４１、流量調整弁４２、ＬＮＧ気化器４３、圧力調整弁４４、バッファータンク４５が接続され、バッファータンク４５のＮＧがライン４６にて需要系に供給されるようになっている。 An LNG discharge line 40 is connected to the bottom of the storage tank 30, and a shutoff valve 41, a flow rate adjustment valve 42, an LNG vaporizer 43, a pressure adjustment valve 44, and a buffer tank 45 are connected to the LNG discharge line 40. NG is supplied to the demand system through the line 46.

ＬＮＧ利用圧縮機１０は、貯蔵タンク３０の払出ライン４０からのＬＮＧを一部導入して膨張させ、その膨張エネルギーで貯蔵タンク３０の頂部から排出されるＢＯＧを圧縮するように接続される。 The LNG-use compressor 10 is connected so as to partially introduce and expand the LNG from the discharge line 40 of the storage tank 30 and compress the BOG discharged from the top of the storage tank 30 with the expansion energy.

先ず遮断弁４１と流量調整弁４２間の払出ライン４０から分岐してＬＮＧ供給ライン１７が接続され、そのＬＮＧ供給ライン１７に開閉弁１９を介して膨張室１４Ａが接続され、膨張室１４ＡのＮＧ排出ライン１８が、気化器４３の下流の払出ライン４０に接続され、そのＮＧ排出ライン１８に、開閉弁２０を介してＮＧ加温器４７が接続される。 First, the LNG supply line 17 is branched from the discharge line 40 between the shutoff valve 41 and the flow rate adjusting valve 42, and the expansion chamber 14A is connected to the LNG supply line 17 via the opening / closing valve 19, and the NG of the expansion chamber 14A is connected. The discharge line 18 is connected to the discharge line 40 downstream of the vaporizer 43, and the NG heater 47 is connected to the NG discharge line 18 via the on-off valve 20.

また、貯蔵タンク３０の頂部に接続した加圧ライン３７より分岐してＢＯＧ供給ライン２１が接続され、そのＢＯＧ供給ライン２１に、開閉弁２３を介してＬＮＧ利用圧縮機１０の圧縮室１４Ｂが接続され、圧縮室１４Вの吐出側のＢＯＧ吐出ライン２２が、圧力調整弁４４とバッファータンク４５間の払出ライン４０に接続され、そのＢＯＧ吐出ライン２２にＢＯＧ加温器４８が接続される。 Further, a BOG supply line 21 is branched from the pressurization line 37 connected to the top of the storage tank 30, and the compression chamber 14 B of the LNG utilization compressor 10 is connected to the BOG supply line 21 via the on-off valve 23. Then, the BOG discharge line 22 on the discharge side of the compression chamber 14 В is connected to the discharge line 40 between the pressure regulating valve 44 and the buffer tank 45, and the BOG warmer 48 is connected to the BOG discharge line 22.

以上において、バッファータンク４５からライン４６にて需要系に供給されるＮＧの送ガス圧力を０．４ＭＰａとした場合、タンクローリー３１からＬＮＧを受け入れる際には、貯蔵タンク３０の運転圧力を０．３ＭＰａに落圧する必要がある。この時ＢＯＧをＢＯＧ供給ライン２１に排出すると共にＬＮＧ利用圧縮機１０の圧縮室１４Ｂに導入し、他方払出ライン４０からのＬＮＧの一部をＬＮＧ供給ライン１７からＬＮＧ利用圧縮機１０の膨張室１４Ａに供給し、ジャケット１６に温水を供給して膨張室１４Ａ内のＬＮＧを膨張させることでピストン１３を駆動して圧縮室１４Ｂ内のＢＯＧを圧縮して０．４ＭＰａに圧縮して気化器４３の下流側の払出ライン４０に供給することで、電気代が不要でしかも払い出すＬＮＧの一部を僅かな温水を使用して膨張させることで低ランニングコストでＢＯＧをバッファータンク４５、ライン４６を介して需要系に送ガスすることが可能となる。 In the above, when the gas supply pressure of NG supplied from the buffer tank 45 to the demand system through the line 46 is 0.4 MPa, the operating pressure of the storage tank 30 is 0.3 MPa when receiving LNG from the tank lorry 31. It is necessary to drop pressure. At this time, the BOG is discharged to the BOG supply line 21 and introduced into the compression chamber 14B of the LNG utilization compressor 10, and a part of the LNG from the other discharge line 40 is transferred from the LNG supply line 17 to the expansion chamber 14A of the LNG utilization compressor 10. , The hot water is supplied to the jacket 16 and the LNG in the expansion chamber 14A is expanded to drive the piston 13 and compress the BOG in the compression chamber 14B to 0.4 MPa to compress the vaporizer 43. By supplying to the payout line 40 on the downstream side, electricity is not required, and a part of the LNG to be discharged is expanded using a small amount of warm water, so that BOG is passed through the buffer tank 45 and the line 46 at a low running cost. It is possible to send gas to the demand system.

ここで、貯蔵タンク３０からＬＮＧ（温度−１５０℃、圧力０．４７ＭＰａ）を、１，０４９ｋｇ／ｈで払い出すとし、貯蔵タンク３０からのＢＯＧを０．３ＭＰａに落圧すべくＢＯＧ（温度−１００℃）を、７１ｋｇ／ｈ排出するとしたとき、ＬＮＧ利用圧縮機１０の膨張室１４Ａには、４９ｋｇ／ｈを供給することで、ＢＯＧを０．５ＭＰａに圧縮することが可能となる。 Here, it is assumed that LNG (temperature −150 ° C., pressure 0.47 MPa) is discharged from the storage tank 30 at 1,049 kg / h, and BOG (temperature −100) is used to reduce the BOG from the storage tank 30 to 0.3 MPa. ℃) is discharged at 71 kg / h, BOG can be compressed to 0.5 MPa by supplying 49 kg / h to the expansion chamber 14 A of the LNG utilization compressor 10.

このＬＮＧ利用圧縮機１０は、圧縮比が２以下の場合、ＬＮＧの蒸発による膨張のみでＢＯＧの圧縮が可能であり、１サイクルに要する時間も２秒程度ですみ、ＬＮＧ利用圧縮機１０のシリンダ筒１１の容積も小さくてよく、例えばシリンダ径を０．２ｍ、長さ１ｍ以下のコンパクトな構造とすることができる。 When the compression ratio is 2 or less, this LNG-based compressor 10 can compress BOG only by expansion due to the evaporation of LNG, and the time required for one cycle is only about 2 seconds. The cylinder of the LNG-based compressor 10 The volume of the cylinder 11 may be small, and for example, a compact structure having a cylinder diameter of 0.2 m and a length of 1 m or less can be achieved.

また圧縮比を２以上とする場合には、シリンダ径を大きく（０．６ｍ）、長さを５ｍとすることで、圧縮比を５以上とすることも可能である。 When the compression ratio is 2 or more, the compression ratio can be 5 or more by increasing the cylinder diameter (0.6 m) and the length to 5 m.

次に、図３、図４によりＢＯＧを圧縮する以外に、送ガスするＮＧを圧縮する実施の形態を説明する。 Next, an embodiment for compressing NG to be sent in addition to compressing BOG will be described with reference to FIGS.

先ず、図３は図１に示したＬＮＧ利用圧縮機の変形例を示したものである。 First, FIG. 3 shows a modification of the LNG-use compressor shown in FIG.

図１の実施の形態においては、膨張室１４Ａ側のシリンダ筒１１の外周をジャケット１６で覆う例で説明したが、本実施の形態においては、シリンダ筒１１内にジャケット１６ａを形成し、そのジャケット１６ａの内周に膨張室１４Ａを形成し、そのジャケット１６ａに膨張側ピストン１３Ａを往復動自在に設け、圧縮室１４В側に圧縮側ピストン１３Ｂを往復動自在に設け、両ピストン１３Ａ、１３Ｂを連結棒１３Ｃで連結してピストン１３を構成したものである。 In the embodiment of FIG. 1, the example in which the outer periphery of the cylinder cylinder 11 on the expansion chamber 14A side is covered with the jacket 16 has been described. However, in the present embodiment, the jacket 16a is formed in the cylinder cylinder 11, and the jacket is formed. An expansion chamber 14A is formed on the inner periphery of 16a, an expansion side piston 13A is provided on the jacket 16a so as to be reciprocally movable, a compression side piston 13B is provided on the compression chamber 14В side so as to be reciprocally movable, and both pistons 13A, 13B are connected. The piston 13 is configured by connecting with a rod 13C.

膨張室１４Ａには、ＬＮＧ供給ライン１７とＮＧ排出ライン１８が接続され、そのＬＮＧ供給ライン１７に開閉弁１９が接続され、ＮＧ排出ライン１８に開閉弁２０が接続される。圧縮室１４Вには、ＮＧ供給ライン２１ａとＮＧ吐出ライン２２ａが接続され、ＮＧ供給ライン２１ａに逆止弁２３が接続される。 An LNG supply line 17 and an NG discharge line 18 are connected to the expansion chamber 14A, an open / close valve 19 is connected to the LNG supply line 17, and an open / close valve 20 is connected to the NG discharge line 18. An NG supply line 21a and an NG discharge line 22a are connected to the compression chamber 14В, and a check valve 23 is connected to the NG supply line 21a.

ジャケット１６ａには、温水ライン２５が接続されると共に排水ライン２６が接続される。 A warm water line 25 is connected to the jacket 16a, and a drain line 26 is connected to the jacket 16a.

このＬＮＧ利用圧縮機１０ａにおいては、基本的には図１のＬＮＧ利用圧縮機１０と同じであるが、ＬＮＧ供給ライン１７から開閉弁１９を介して膨張室１４Ａに供給されたＬＮＧはジャケット１６ａに供給される温水で蒸発されて膨張側ピストン１３Ａを圧縮室１４В側に移動する。これにより、連結棒１３Ｃを介して圧縮側ピストン１３Ｂが、リミットスイッチ２４Вに当たるまで圧縮室１４В内のＮＧを圧縮し、その圧縮したＮＧを排出後は、バネ１５の力で、再度膨張側ピストン１３Ａがリミットスイッチ２４Ａに当たる位置まで戻って再度圧縮を繰り返すが、膨張室１４Ａは、圧縮室１４Вより断面積が小さく形成されており、圧縮比が２以下の圧縮に適していると共に、膨張室１４ＡでのＬＮＧの気化膨張時間を短くできるため、１サイクルに要する時間を短くすることができ、ＮＧの送ガスに適したものとすることができる。 The LNG-use compressor 10a is basically the same as the LNG-use compressor 10 of FIG. 1, but the LNG supplied from the LNG supply line 17 to the expansion chamber 14A via the on-off valve 19 is transferred to the jacket 16a. It is evaporated by the hot water supplied and moves the expansion side piston 13A to the compression chamber 14В side. As a result, the compression side piston 13B compresses the NG in the compression chamber 14В through the connecting rod 13C until it hits the limit switch 24В, and after discharging the compressed NG, the expansion side piston 13A is again driven by the force of the spring 15. Will return to the position where it hits the limit switch 24A and repeat the compression again, but the expansion chamber 14A has a smaller cross-sectional area than the compression chamber 14В and is suitable for compression with a compression ratio of 2 or less. Since the vaporization and expansion time of LNG can be shortened, the time required for one cycle can be shortened, and it can be made suitable for NG gas supply.

図４は、図３に示したＬＮＧ利用圧縮機１０ａで、貯蔵タンク３０から払い出され気化されたＮＧを圧縮する形態を示したものである。 FIG. 4 shows a mode in which the LNG discharged from the storage tank 30 is compressed by the LNG utilization compressor 10a shown in FIG.

貯蔵タンク３０の払出ライン４０には、遮断弁４１、流量調整弁４２、ＬＮＧ気化器４３、バッファータンク４５が接続され、そのバッファータンク４５にＮＧ供給ライン２１ａが接続され、そのＮＧ供給ライン２１ａに熱交換器５０を介してＬＮＧ利用圧縮機１０ａの圧縮室１４Ｂが接続され、圧縮室１４Вで圧縮されたＮＧが、圧力調整弁４４を介してＮＧ吐出ライン２２ａより需要系に供給されるようになっている。 A shutoff valve 41, a flow rate adjusting valve 42, an LNG vaporizer 43, and a buffer tank 45 are connected to the discharge line 40 of the storage tank 30, and an NG supply line 21a is connected to the buffer tank 45, and to the NG supply line 21a. The compression chamber 14B of the LNG-use compressor 10a is connected via the heat exchanger 50, and NG compressed in the compression chamber 14В is supplied to the demand system from the NG discharge line 22a via the pressure regulating valve 44. It has become.

また遮断弁４１と流量調整弁４２間の払出ライン４０から分岐してＬＮＧ供給ライン１７が接続され、そのＬＮＧ供給ライン１７に、バッファータンク４５からのＮＧと熱交換する熱交換器５０が接続されると共に開閉弁１９を介して膨張室１４Ａが接続され、膨張室１４ＡのＮＧ排出ライン１８が、開閉弁２０を介して気化器４３の下流の払出ライン４０に接続される。また熱交換器５０にはＮＧとの熱交換でガス化したＢＯＧを排出するＢＯＧ排出ライン５１が接続される。 Further, the LNG supply line 17 is branched from the discharge line 40 between the shutoff valve 41 and the flow rate adjusting valve 42, and the LNG supply line 17 is connected to the heat exchanger 50 for exchanging heat with NG from the buffer tank 45. The expansion chamber 14A is connected via the opening / closing valve 19, and the NG discharge line 18 of the expansion chamber 14A is connected to the discharge line 40 downstream of the vaporizer 43 via the opening / closing valve 20. The heat exchanger 50 is connected to a BOG discharge line 51 for discharging BOG gasified by heat exchange with NG.

また貯蔵タンク３０の気相部３０Ｇ内のＢＯＧを排出するＢＯＧ排出ライン５２が接続されると共にそのＢＯＧ排出ライン５２に遮断弁５３が接続される。 In addition, a BOG discharge line 52 for discharging BOG in the gas phase section 30G of the storage tank 30 is connected, and a shutoff valve 53 is connected to the BOG discharge line 52.

この図４の実施の形態では、貯蔵タンク３０から払出ライン４０を介してＬＮＧを払い出す際には、流量調整弁４２を閉じておき、ＬＮＧをＬＮＧ供給ライン１７から熱交換器５０を通してバッファータンク４５からのＮＧと熱交換して膨張室１４Ａに供給する。この際、熱交換器５０で気化したＮＧはＢＯＧ排出ライン５１から排出する。膨張室１４Ａに供給されたＬＮＧは、ジャケット１６ａに供給される温水（海水）で加熱膨張されて、ＬＮＧ利用圧縮機１０ａの膨張側ピストン１３Ａを駆動した後、ＮＧ排出ライン１８からバッファータンク４５に供給される。バッファータンク４５のＮＧは、ＮＧ供給ライン２１ａから熱交換器５０を通して、圧縮室１４Ｂに供給され、そこで圧縮側ピストン１３Ｂで圧縮され、圧力調整弁４４で需要圧にされてＮＧ吐出ライン２２ａより需要系に供給される。 In the embodiment of FIG. 4, when LNG is discharged from the storage tank 30 via the discharge line 40, the flow rate adjustment valve 42 is closed and the LNG is buffered from the LNG supply line 17 through the heat exchanger 50. Heat exchange with NG from 45 is supplied to the expansion chamber 14A. At this time, NG vaporized by the heat exchanger 50 is discharged from the BOG discharge line 51. The LNG supplied to the expansion chamber 14A is heated and expanded by the hot water (seawater) supplied to the jacket 16a to drive the expansion side piston 13A of the LNG utilization compressor 10a, and then from the NG discharge line 18 to the buffer tank 45. Supplied. The NG in the buffer tank 45 is supplied from the NG supply line 21a through the heat exchanger 50 to the compression chamber 14B, where it is compressed by the compression side piston 13B, and is made the demand pressure by the pressure regulating valve 44, and is supplied from the NG discharge line 22a. Supplied to the system.

この図４のフローにおいて、貯蔵タンク３０からのＬＮＧの一部を流量調整弁４２を介して気化器４３に導入してＮＧ排出ライン１８からのＮＧと合流させてバッファータンク４５に供給し、その上で、熱交換器５０を通して、圧縮室１４Ｂに供給することで、ＮＧ吐出ライン２２ａより需要系に供給されるＮＧ供給量を調整することができる。 In the flow of FIG. 4, a part of LNG from the storage tank 30 is introduced into the vaporizer 43 via the flow rate adjusting valve 42, merged with NG from the NG discharge line 18, and supplied to the buffer tank 45. Above, by supplying to the compression chamber 14B through the heat exchanger 50, the NG supply amount supplied to a demand system from the NG discharge line 22a can be adjusted.

このように、ＬＮＧの膨張エネルギーを利用して、ＬＮＧ利用圧縮機１０ａを駆動し、またＬＮＧ気化後のＮＧを、膨張エネルギーで駆動されるＬＮＧ利用圧縮機１０ａで圧縮して需要系に供給することができる。 Thus, the LNG utilization compressor 10a is driven using the expansion energy of LNG, and the NG vaporized NG is compressed by the LNG utilization compressor 10a driven by the expansion energy and supplied to the demand system. be able to.

通常貯蔵タンク３０から払い出されるＬＮＧは０．３ＭＰａ程度であり、ＬＮＧ利用圧縮機１０ａでは、これを０．４ＭＰａ程度に圧縮すればよいため、送ガスをＬＮＧ自身の圧力で加圧することが可能である。 Usually, the LNG discharged from the storage tank 30 is about 0.3 MPa. In the LNG-use compressor 10a, it is only necessary to compress this to about 0.4 MPa, so that the gas can be pressurized with the pressure of the LNG itself. is there.

本発明の一実施の形態を示す図である。It is a figure which shows one embodiment of this invention. 図１のＬＮＧ利用圧縮機を用いたＬＮＧサテライト基地のフロー図である。It is a flowchart of the LNG satellite base using the LNG utilization compressor of FIG. 本発明の他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of this invention. 図３のＬＮＧ利用圧縮機を用いたＬＮＧサテライト基地のフロー図である。It is a flowchart of the LNG satellite base using the LNG utilization compressor of FIG.

Explanation of symbols

１１シリンダ筒
１３ピストン
１４Ａ膨張室
１４Ｂ圧縮室
１５バネ
１６ジャケット
１８ＮＧ排出ライン
２１ＢＯＧ供給ライン
２２ＢＯＧ吐出ライン
２５温水ライン
２６排水ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Cylinder cylinder 13 Piston 14A Expansion chamber 14B Compression chamber 15 Spring 16 Jacket 18 NG discharge line 21 BOG supply line 22 BOG discharge line 25 Hot water line 26 Drain line

Claims

A piston is provided in the cylinder cylinder so as to be capable of reciprocating, and one cylinder cylinder of the piston is covered with a jacket to form an expansion chamber in one of the cylinder cylinders and a compression chamber in the other cylinder cylinder of the piston, A spring for urging the piston toward the expansion chamber is provided in the compression chamber, the LNG supply line and the NG discharge line are connected to the expansion chamber, the BOG supply line and the BOG discharge line are connected to the compression chamber, A compressor using LNG characterized in that a hot water line for gasifying LNG introduced into the expansion chamber and a discharge line are connected to the jacket.

An LNG discharge line is connected to a storage tank for storing LNG, a carburetor and a buffer tank are connected to the LNG discharge line, and in the LNG satellite base where NG is supplied from the buffer tank to the demand system, the LNG supply line is The NG discharge line is connected to the downstream side of the vaporizer connected to the discharge line, and the BOG supply line is connected to the gas phase part of the storage tank. The LNG utilization compressor according to claim 1, wherein the BOG discharge line is connected to the upstream side of the buffer tank.

A jacket is provided in one of the cylinder cylinders, and an expansion-side piston capable of reciprocating is provided in the jacket, and an expansion-side piston capable of reciprocating movement is provided in the other of the cylinder cylinders to constitute a piston. An expansion chamber is formed inside, a compression chamber is formed in the cylinder of the compression side piston, a spring is provided in the compression chamber to urge the piston toward the expansion chamber, and an LNG supply line and an NG discharge line are connected to the expansion chamber. In addition, an NG supply line is connected to the other compression chamber, an NG discharge line is connected, and a hot water line for gasifying LNG introduced into the expansion chamber and a discharge line are connected to the jacket, and an LNG-use compression is characterized. Machine.

An LNG discharge line is connected to a storage tank for storing LNG, a carburetor and a buffer tank are connected to the LNG discharge line, and in the LNG satellite base where NG is supplied from the buffer tank to the demand system, the LNG supply line is The NG discharge line is branched and connected from the discharge line upstream of the vaporizer, the NG discharge line is connected to the downstream side of the vaporizer connected to the discharge line, and the NG supply line is connected to a buffer tank. 3. The LNG utilization compressor according to 3 .