JP5769445B2 - Surplus gas generation suppression method for liquefied natural gas storage / transport ship and liquefied natural gas storage / transport ship - Google Patents
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Description
本発明は、液化天然ガスの貯蔵・運搬等に用いられる液化天然ガス貯蔵・運搬船及び液化天然ガス貯蔵・運搬船の余剰ガス発生抑制方法に係り、特に、液化天然ガス貯蔵・運搬船に対する液化天然ガス積込時に発生する余剰ガスを抑制する技術に関する。 The present invention relates to a liquefied natural gas storage / transport ship used for liquefied natural gas storage / transport and the like, and a method for suppressing excessive gas generation in a liquefied natural gas storage / transport ship, and more particularly to a liquefied natural gas product for a liquefied natural gas storage / transport ship. The present invention relates to a technique for suppressing surplus gas generated during charging.
従来、液化天然ガス(以下、「LNG」と呼ぶ)の運搬に使用される液化天然ガス運搬船(LNGC,SRV)や、再ガス化装置を備えた浮体式液化天然ガス貯蔵船(FSRU)のように、LNGを取り扱う液化天然ガス貯蔵・運搬船が知られている。
既存の液化天然ガス運搬船では、LNG貯蔵タンクへのLNG積込時にLNGが気化して大量の天然ガスを発生するので、運搬船側で消費できない大半の余剰ガスについては、たとえば図4に示すように、陸上基地へ返送して基地側で処理(通常は焼却処理)することが行われている。
Conventionally, liquefied natural gas carriers (LNGC, SRV) used for transporting liquefied natural gas (hereinafter referred to as “LNG”) and floating liquefied natural gas storage vessels (FSRU) equipped with a regasifier In addition, a liquefied natural gas storage / transport ship that handles LNG is known.
In an existing liquefied natural gas carrier, LNG is vaporized when LNG is loaded into the LNG storage tank, and a large amount of natural gas is generated. Therefore, as shown in FIG. It is returned to the land base and processed on the base side (usually incineration processing).
図4に示す液化天然ガス運搬船1は、球形のLNG船内貯蔵タンク2を備えている。各LNG船内貯蔵タンク2は、陸上基地側のLNG陸上貯蔵タンク10等からLNGポンプ11により送出されるLNGを積み込む際に使用する実線表示のLNG積込配管系統12と、各LNG貯蔵タンク2から気化した天然ガスを払い出す際に使用する破線表示のガス払出配管系統13とを備えている。
ガス払出配管系統13は、各LNG船内貯蔵タンク2内の天然ガスを機関部3に供給するとともに、陸上基地側のフレアスタック14に導いて燃焼させる。
A liquefied natural gas carrier 1 shown in FIG. 4 includes a spherical LNG
The gas
液化天然ガス運搬船1において、LNG船内貯蔵タンク2へのLNG積込時に大量の余剰ガスが発生する主な理由としては、下記の2点があげられる。
1)LNG船内貯蔵タンク2を予冷してからLNG積込を開始するが、LNG船内貯蔵タンク2は積込LNGの飽和温度まで冷却されていない。このため、LNG船内貯蔵タンク2内に極低温のLNGを積み込むことにより、図5に矢印で示すような熱の移動が生じ、積込LNGはLNG船内貯蔵タンク2や天然ガスとの接触面で飽和温度まで昇温する。この結果、LNG船内貯蔵タンク2の内部では、大量の天然ガスが発生する。
2)積込オペレーション前にLNG船内貯蔵タンク2内に残留しているLNGは、長期間放置されて重質化(メタン成分の揮発)が進んでおり、この結果、液温が上昇した状態にある。このため、残留LNGよりも液温の低い新たなLNGが流入することにより、LNG船内貯蔵タンク2の内部では突沸現象が生じるので、特に積込初期において大量の天然ガスが発生する。
In the liquefied natural gas carrier 1, there are the following two main reasons why a large amount of surplus gas is generated when LNG is loaded into the LNG
1) LNG loading is started after the LNG
2) The LNG remaining in the LNG
浮体式液化天然ガス貯蔵船の場合、LNG積込時に発生する余剰ガスの処理は、より一層困難になる。すなわち、図3に示すように、液化天然ガスシャトル運搬船(SHUTTLE LNGC)1Sから浮体式液化天然ガス貯蔵船1FへのLNG積込オペレーション時には、液化天然ガスシャトル運搬船1S側への返送可能ガス量は、基本的に液化天然ガスシャトル運搬船1Sから供給したLNG容積と同一の容量に制約される。
このため、大気放出が許可されない状況では、浮体式液化天然ガス貯蔵船1Fの船上適所に再液化装置(不図示)を装備し、余剰ガスを液化して再度LNG船内貯蔵タンク2へ戻すしかない。なお、図中の符号4はLNGポンプ、5は船上再ガス化装置、12はLNG積込配管系統、13はガス払出配管系統、15は船上再ガス化装置5でガス化した高圧の天然ガス(CNG)を陸上施設等へ供給する高圧ガス払出配管系統である。
In the case of a floating liquefied natural gas storage ship, it becomes even more difficult to treat surplus gas generated during LNG loading. That is, as shown in FIG. 3, during the LNG loading operation from the liquefied natural gas shuttle carrier (SHUTTLE LNGC) 1S to the floating liquefied natural
For this reason, in a situation where release into the atmosphere is not permitted, there is no choice but to equip a suitable place on the floating liquefied natural
LNG船に関する従来技術としては、運送中にLNG貯蔵タンクから発生する蒸発ガス(BOG)を低減するため、常圧付近の圧力範囲内で調節されるタンク内蒸気圧力の上昇を許容するタンク強度とする技術が知られている。(たとえば、特許文献1参照)
また、低温液化ガス貯蔵タンクにおいては、層状化防止運転中の急激なBOG発生を防止するロールオーバー発生防止方法が提案されている。(たとえば、特許文献2参照)
The conventional technology related to the LNG ship includes a tank strength that allows an increase in the vapor pressure in the tank that is adjusted within a pressure range near normal pressure in order to reduce evaporative gas (BOG) generated from the LNG storage tank during transportation. The technology to do is known. (For example, see Patent Document 1)
Moreover, in the low temperature liquefied gas storage tank, the rollover generation | occurrence | production prevention method which prevents rapid BOG generation | occurrence | production during the stratification prevention operation is proposed. (For example, see Patent Document 2)
上述したように、LNG積込時に発生する余剰ガスの処理については、陸上基地側での処理ができない浮体式液化天然ガス貯蔵船において特に困難となる。この余剰ガスは、再液化装置による処理も可能ではあるが、余剰ガス量が多いほど再液化装置も大型化するので、船上の設置スペース確保やコストの面で不利になる。
このため、LNG積込時に気化して発生する天然ガス量を減少させることができれば、余剰ガスとなる天然ガス量も減少して少なくなるので、余剰ガスの処理が容易または不要となる。
As described above, the processing of surplus gas generated during LNG loading is particularly difficult in a floating liquefied natural gas storage ship that cannot be processed on the land base side. Although this surplus gas can be processed by the reliquefaction device, the reliquefaction device becomes larger as the surplus gas amount increases, which is disadvantageous in terms of securing installation space on the ship and cost.
For this reason, if the amount of natural gas generated by vaporization at the time of LNG loading can be reduced, the amount of natural gas that becomes surplus gas also decreases and decreases, so that the processing of surplus gas becomes easy or unnecessary.
このような背景から、液化天然ガス貯蔵・運搬船の液化天然ガス船内貯蔵タンクに液化天然ガスを積み込むLNG積込時において、タンク内での気化を抑制して発生する天然ガス量の低減が可能な液化天然ガス貯蔵・運搬船及び液化天然ガス貯蔵・運搬船の余剰ガス発生抑制方法が望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液化天然ガスを液化天然ガス船内貯蔵タンクに積み込むLNG積込時に発生する天然ガス量を低減し、LNG積込により発生する余剰ガス量を最小限に抑えた液化天然ガス貯蔵・運搬船及び液化天然ガス貯蔵・運搬船の余剰ガス発生抑制方法を提供することにある。
From such a background, it is possible to reduce the amount of natural gas generated by suppressing vaporization in the tank when LNG is loaded into the liquefied natural gas ship storage tank of the liquefied natural gas storage / transport ship. There is a demand for a method for suppressing excessive gas generation in a liquefied natural gas storage / transport ship and a liquefied natural gas storage / transport ship.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to reduce the amount of natural gas generated when LNG is loaded into a liquefied natural gas inboard storage tank, An object of the present invention is to provide a liquefied natural gas storage / transport ship that minimizes the amount of surplus gas generated by stagnation, and a method for suppressing excessive gas generation in a liquefied natural gas storage / transport ship.
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る液化天然ガス貯蔵・運搬船は、極低温状態の液化天然ガスを貯蔵する液化天然ガス貯蔵タンクを備えている液化天然ガス貯蔵・運搬船であって、前記液化天然ガス貯蔵タンクに前記液化天然ガスを積み込む際、積込液化天然ガスが過冷却状態となるように、前記積込液化天然ガスが気化した天然ガスでタンク内圧を上げて沸点を上昇させるとともに、前記積込液化天然ガスをタンク底部付近まで導いて積み込む液化天然ガス積込配管系統から分岐して、前記積込液化天然ガスをタンク頂部近傍からタンク内に投入して積み込むための頂部液化天然ガス投入系統を設けたことを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The liquefied natural gas storage / transport ship according to the present invention is a liquefied natural gas storage / transport ship equipped with a liquefied natural gas storage tank for storing liquefied natural gas in a cryogenic state, wherein the liquefied natural gas storage tank is provided with the liquefied natural gas storage tank. when loading the natural gas, as loading liquefied natural gas is supercooled state, together with increasing the boiling point by increasing the tank pressure natural gas the loading liquefied natural gas is vaporized, the loading liquefied natural gas A top liquefied natural gas charging system was provided for branching from the liquefied natural gas loading piping system that leads to the vicinity of the bottom of the tank for loading, and for loading the loaded liquefied natural gas into the tank from near the top of the tank and loading it. It is a feature.
このような本発明の液化天然ガス貯蔵・運搬船によれば、液化天然ガス貯蔵タンクに液化天然ガスを積み込む際、積込液化天然ガスが過冷却状態となるように、積込液化天然ガスが気化した天然ガスでタンク内圧を上げて沸点を上昇させるとともに、積込液化天然ガスをタンク底部付近まで導いて積み込む液化天然ガス積込配管系統から分岐して、積込液化天然ガスをタンク頂部近傍からタンク内に投入して積み込むための頂部液化天然ガス投入系統を設けたので、タンク内の天然ガスを再凝縮させる冷熱源として過冷却状態にある積込液化天然ガスを有効利用し、かつ、頂部液化天然ガス投入系統からタンク内に投入した積込液化天然ガスがタンク内の上部から液面まで自然落下することで、効率のよい熱交換が可能になる。 According to such a liquefied natural gas storage / transport ship of the present invention, when the liquefied natural gas is loaded into the liquefied natural gas storage tank, the loaded liquefied natural gas is vaporized so that the loaded liquefied natural gas is supercooled. The internal pressure of the tank is increased by increasing the internal pressure of the tank, and the boiling liquefied natural gas is branched from the liquefied natural gas loading piping system for introducing and loading the loaded liquefied natural gas to the vicinity of the bottom of the tank. Since the top liquefied natural gas charging system for loading and loading into the tank is provided, the liquefied natural gas in the supercooled state is effectively used as a cooling heat source for recondensing the natural gas in the tank, and the top The loaded liquefied natural gas charged into the tank from the liquefied natural gas charging system naturally falls from the upper part of the tank to the liquid level, thereby enabling efficient heat exchange.
上記の発明において、前記頂部液化天然ガス投入系統は、前記積込液化天然ガスを頂部液化天然ガス流路からカーテン状に自然落下させるもの、前記積込液化天然ガスを頂部液化天然ガス流路に穿設したひとつまたは複数の噴射穴から自然落下させるもの、前記積込液化天然ガスを頂部液化天然ガス流路に取り付けたひとつまたは複数のスプレーノズルから噴霧状に自然落下させるもののいずれでもよいが、頂部液化天然ガス流路の管端から自然落下させる等、頂部液化天然ガス流路を設け、積込液化天然ガスを自然落下させるものであればこの限りではない。
このように、頂部液化天然ガス投入系統から液化天然ガスを重力により自然落下させてタンク内に投入すれば、積込液化天然ガスとタンク内天然ガスとの間は、接触面積が増すとともに接触時間も長くなる。このため、積込液化天然ガスとタンク内天然ガスとの間では熱交換が促進され、効率のよい熱交換を行うことができる。
In the above invention, the top liquefied natural gas charging system is configured to drop the loaded liquefied natural gas in a curtain form from the top liquefied natural gas flow path, and the loaded liquefied natural gas to the top liquefied natural gas flow path. Either one that spontaneously drops from one or a plurality of injection holes that are drilled, one that spontaneously falls in the form of a spray from one or more spray nozzles attached to the top liquefied natural gas flow path may be, This is not limited as long as the top liquefied natural gas flow path is provided such that the top liquefied natural gas flow path is provided to drop naturally from the pipe end of the top liquefied natural gas flow path.
In this way, if the liquefied natural gas is naturally dropped by gravity from the top liquefied natural gas input system and is introduced into the tank, the contact area increases between the loaded liquefied natural gas and the natural gas in the tank and the contact time. Also gets longer. For this reason, heat exchange is accelerated | stimulated between loading liquefied natural gas and the natural gas in a tank, and efficient heat exchange can be performed.
本発明に係る液化天然ガス貯蔵・運搬船の余剰ガス発生抑制方法は、極低温状態の液化天然ガスを貯蔵する液化天然ガス貯蔵タンクを備えている液化天然ガス貯蔵・運搬船に適用され、積込液化天然ガスの前記液化天然ガス貯蔵タンクへの積込時に気化する天然ガスの発生量を抑制する液化天然ガス貯蔵・運搬船の余剰ガス発生抑制方法であって、前記積込液化天然ガスが過冷却状態となるように、前記積込液化天然ガスが気化した天然ガスでタンク内圧を上げて沸点を上昇させた状態とし、液化天然ガス積込配管系統により前記積込液化天然ガスをタンク底部付近まで導いて積み込むとともに、前記液化天然ガス積込配管系統から分岐させた頂部液化天然ガス投入系統により前記積込液化天然ガスをタンク頂部近傍からタンク内へ自然落下させて積み込むことを特徴とするものである。 The method for suppressing surplus gas generation of a liquefied natural gas storage / transport ship according to the present invention is applied to a liquefied natural gas storage / transport ship equipped with a liquefied natural gas storage tank for storing liquefied natural gas in a cryogenic state, and is loaded liquefaction. A method for suppressing excess gas generation in a liquefied natural gas storage / transport ship that suppresses the generation amount of natural gas that is vaporized when loading the natural gas into the liquefied natural gas storage tank, wherein the loaded liquefied natural gas is in a supercooled state The liquefied natural gas is brought into a state where the internal pressure of the tank is increased by raising the internal pressure of the tank with the natural gas vaporized , and the liquefied natural gas loading piping system guides the loaded liquefied natural gas to the vicinity of the bottom of the tank. loading with, gravity into the liquefied natural gas loading pipe apex is branched from the grid liquefied natural gas input line by the loading LNG tank top tank from the vicinity Te Was and is characterized in that the loading and.
このような液化天然ガス貯蔵・運搬船の余剰ガス発生抑制方法によれば、積込液化天然ガスが過冷却状態となるように、積込液化天然ガスが気化した天然ガスでタンク内圧を上げて沸点を上昇させた状態とし、液化天然ガス積込配管系統により積込液化天然ガスをタンク底部付近まで導いて積み込むとともに、液化天然ガス積込配管系統から分岐させた頂部液化天然ガス投入系統により積込液化天然ガスをタンク頂部近傍からタンク内へ自然落下させて積み込むので、タンク内の天然ガスを再凝縮させる冷熱源として過冷却状態の積込液化天然ガスを用い、しかも、積込液化天然ガスがタンク頂部から重力により自然落下して投入されるため、効率のよい熱交換が可能になる。 According to the surplus gas generation suppression method of such a liquefied natural gas storage and transportation ship, the boiling point is increased by increasing the tank internal pressure with the natural gas vaporized from the loaded liquefied natural gas so that the loaded liquefied natural gas becomes supercooled. The liquefied natural gas loading piping system leads the loaded liquefied natural gas to near the bottom of the tank and loads it, and the liquefied natural gas loading piping system branches off from the liquefied natural gas loading piping system. Since liquefied natural gas is naturally dropped from near the top of the tank and loaded into the tank, supercooled loaded liquefied natural gas is used as a cooling heat source for recondensing the natural gas in the tank. Since it falls from the top of the tank and falls by gravity, it is possible to exchange heat efficiently.
上述した本発明によれば、液化天然ガスを液化天然ガス船内貯蔵タンクに積み込むLNG積込時において、液化天然ガスを加圧すれば過冷却状態になるという低温物質の挙動を応用することにより、気化によりタンク内で発生する天然ガス量を低減し、LNG積込により発生する余剰ガス量を最小限に抑えた液化天然ガス貯蔵・運搬船及び液化天然ガス貯蔵・運搬船の余剰ガス発生抑制方法を提供するという顕著な効果が得られる。 According to the above-described present invention, by applying the behavior of a low-temperature substance in which liquefied natural gas is supercooled when pressurized, when LNG is loaded into a liquefied natural gas inboard storage tank. Providing a liquefied natural gas storage / transport ship and a method for suppressing excess gas generation in a liquefied natural gas storage / transport ship that reduces the amount of natural gas generated in the tank by vaporization and minimizes the surplus gas generated by LNG loading. A remarkable effect is obtained.
以下、本発明に係る液化天然ガス貯蔵・運搬船及び液化天然ガス貯蔵・運搬船の余剰ガス発生抑制方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図3は、浮体式液化天然ガス貯蔵船1Fに対し、液化天然ガスシャトル運搬船1Sから液化天然ガス(LNG)を積み込むLNG積込オペレーションを示す説明図である。浮体式液化天然ガス貯蔵船1Fは、LNGを貯蔵可能な球形のLNG船内貯蔵タンク2とともに船上再ガス化装置5を備えたLNG船であり、洋上に固定して液化天然ガスシャトル船1SからLNGを受け入れる。LNG船内貯蔵タンク2内のLNGは、必要に応じて船上再ガス化装置5でガス化されて高圧の天然ガス(CNG)となり、海底等に敷設された高圧ガス払出配管系統15を介して、浮体式液化天然ガス貯蔵船1Fから陸上施設等へ送出される。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a liquefied natural gas storage / transport ship and a method for suppressing excessive gas generation in a liquefied natural gas storage / transport ship according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an LNG loading operation for loading liquefied natural gas (LNG) from the liquefied natural
一方、液化天然ガスシャトル運搬船1Sには、液化基地で球形のLNG船内貯蔵タンク2に搭載したLNGを受入地点まで輸送し、上述した浮体式液化天然ガス貯蔵船1Fに送出するタイプのLNG船、あるいは、船上で再ガス化した天然ガスをパイプライン等により陸上施設(貯蔵施設や再液化施設等)に送出するタイプのLNG船がある。図示の液化天然ガスシャトル船1Sは、LNG船内貯蔵タンク2に搭載したLNGを、タンク内に配設されたLNGポンプ4を用いて、浮体式液化天然ガス貯蔵船1Fに送出するタイプのLNG船である。
On the other hand, in the liquefied natural
図3において、液化天然ガスシャトル運搬船1Sと浮体式液化天然ガス貯蔵船1Fとの間は、実線表示のLNG積込配管系統12と破線表示のガス払出配管系統13とにより連結されている。
一方のLNG積込配管系統12は、液化天然ガスシャトル運搬船1Sから浮体式液化天然ガス貯蔵船1FへLNGを送出するために使用され、他方のガス払出配管系統13は、LNG積込時に浮体式液化天然ガス貯蔵船1F側のLNG船内貯蔵タンク2で発生する余剰ガスの返送に使用される。
なお、LNG積込配管系統12及びガス払出配管系統13は、LNGの荷役(送出)を行う液化天然ガスシャトル運搬船1S毎に分離及び連結が可能となっている。
In FIG. 3, the liquefied natural gas shuttle carrier 1 </ b> S and the floating liquefied natural gas storage ship 1 </ b> F are connected by an LNG
One LNG
In addition, the LNG
上述したように、液化天然ガス貯蔵船1Fや液化天然ガスシャトル運搬船1Sのような液化天然ガス貯蔵・運搬船(以下、LNG船)は、極低温状態のLNGを貯蔵する球形のLNG船内貯蔵タンク2を備えている。
このため、本実施形態では、LNG船に搭載されたLNG船内貯蔵タンク2にLNGを積み込む際、積込液化天然ガス(積込LNG)が過冷却状態となるようにタンク内圧を上げて沸点を上昇させるとともに、たとえば図1(a)に示すように、積込LNGをLNG船内貯蔵タンク2の頂部近傍からタンク内に投入して積み込むための頂部液化天然ガス投入系統(頂部LNG投入系統)20を設けてある。
As described above, a liquefied natural gas storage / transport ship (hereinafter, LNG ship) such as the liquefied natural
For this reason, in this embodiment, when LNG is loaded into the LNG
すなわち、LNG船内貯蔵タンク2にLNGを積み込む際には、LNG船内貯蔵タンク2を従来の運転圧力(最大0.25barG以下)より高い圧力に加圧すると、積込LNGの沸点がタンク内で上昇して過冷却状態となる。このため、LNG船内貯蔵タンク2の内部では、タンク内の天然ガス(残存ガス及び発生ガス)を再凝縮させるための冷熱源として、積込LNGの顕熱を利用することができる。
この場合、LNG船内貯蔵タンク2を球形とすれば、構造上メンブレンタイプのものより高い圧力まで加圧することが可能であるから、積込LNGの沸点をより高い温度に設定して大きな冷熱量を得ることができる。なお、メンブレンタイプの場合には、加圧の上限が0.6BarG程度と推測されるが、球形の場合には、0.6BarG以上に加圧することは容易である。
That is, when LNG is loaded into the LNG
In this case, if the LNG
換言すれば、図1(b)に示すように、LNG船内貯蔵タンク2内に投入された積込LNGは、0.25BarG以上に加圧されて温度T1の過冷却状態にあり、従って、天然ガスの温度T2よりも低温の状態(T1<T2)になっているので、相対的に温度が低い過冷却状態の積込LNGは、図中に白抜矢印Hで示すように、タンク内の天然ガスから吸熱して冷却するので、天然ガスを凝縮させて液体のLNGに状態変化させる冷熱源として利用可能になる。
In other words, as shown in FIG. 1 (b), the loaded LNG charged into the LNG
このとき、LNG船内貯蔵タンク2の内部加圧は、積込LNGの自己蒸発を利用することで容易に達成できる。
すなわち、LNGの積込作業を開始することにより、LNG船内貯蔵タンク2の内部に投入された積込LNGが気化して天然ガスとなり、この天然ガスがタンク内圧を上昇させることにより、タンク内に投入された積込LNGの沸点が上昇して過冷却状態となる。従って、過冷却状態の積込LNGは、タンク内に存在して余剰ガスの原因となる天然ガスを冷却する冷熱源となり、天然ガスから吸熱することにより凝縮させてLNGとすることができる。なお、上述した内部加圧を行う場合、ガス払出配管系統13に設けた図示省略の開閉弁は閉じられる。
At this time, the internal pressurization of the LNG
That is, by starting the loading operation of LNG, the loading LNG charged into the LNG
頂部LNG投入系統20は、たとえば図1(a)に示すように、LNG積込配管系統12から分岐して設けられた配管系統であり、LNG船内貯蔵タンク2の頂部付近には、頂部液化天然ガス流路(頂部LNG流路)21を備えている。
すなわち、既存のLNG積込配管系統12は、LNG船内貯蔵タンク2のタンク底部付近まで導かれており、従って、顕熱差による熱交換は、図1(b)に示した白抜矢印Hのように、タンク内のLNG液面において液相とガス相との間で局所的に行われるのみであり、凝縮量は充分でない。
The top
In other words, the existing LNG
しかし、上述した頂部LNG投入系統20を設けることにより、頂部LNG投入系統20から投入される積込LNGとタンク内に存在している天然ガスとは、積込LNGがタンク内の上部からLNG液面まで自然落下することにより、図1(a)に白抜矢印Haで示すような熱交換が行われるので、接触面積が増大することに加えて長い接触時間を確保できるようになる。この結果、積込LNGとタンク内に存在している天然ガスとの間では、互いの熱交換が促進されて熱交換効率が向上する。なお、図中の白抜矢印Hbは、LNG船内貯蔵タンク2と外気との熱交換を示している。
However, by providing the top
頂部LNG投入系統20の具体的な構成例としては、たとえば図2(a)に示す頂部LNG投入系統20Aのように、タンク内において積込LNGをカーテン状に自由落下させるように構成されたものがある。この場合の頂部LNG流路21Aは、上部を開放した樋状のLNG流路22とされ、内周側壁面22aより低く設定した外周側壁面22bから積込LNGを略全周にわたって溢流させることにより、重力により積込LNGをカーテン状に自然落下させるものである。
As a specific configuration example of the top
このように、積込LNGがLNG船内貯蔵タンク2の内部で頂部LNG流路21Aからカーテン状に自然落下すると、カーテン状の積込LNGとタンク内の天然ガスとの接触面積は、図1(b)に示したタンク内底部付近から投入される場合のように、LNG液面のみと接触する場合の接触面積と比較して、カーテン状の面積分だけ増大する。また、頂部LNG流路21Aから投入される積込LNGは自然落下であるため、比較的長い接触時間を確保することもできる。
すなわち、頂部LNG投入系統20Aから投入される積込LNGとタンク内に存在している天然ガスとは、接触面積の増大に加えて長い接触時間を確保できるようになるので、互いの熱交換が促進されて熱交換効率が向上する。
Thus, when the loading LNG naturally falls like a curtain from the top
That is, the loading LNG charged from the top
ところで、上述した頂部LNG投入系統20は、積込LNGを頂部LNG流路21Aからカーテン状に自然落下させる頂部LNG投入系統20Aに限定されることはなく、たとえば下記の変形例が可能である。
図2(b)に示す第1変形例の頂部LNG投入系統20Bは、配管材料を頂部LNG流路21Bに、積込LNGを噴射する1または複数の噴射穴23を穿設したものである。この噴射穴23は、噴射した積込LNGを各噴射穴23から略円錐状に拡散させるとともに、噴射した積込LNGをタンク内のLNG液面まで重力により自然落下させる噴射方式となる。この場合の噴射穴23は、熱交換効率を向上させるため、頂部LNG流路21Bの全面にわたって等ピッチに配置することが望ましい。
By the way, the top
The top
図2(c)に示す第2変形例の頂部LNG投入系統20Cは、配管材料を頂部LNG流路21Cに、積込LNGを噴霧状に噴射する1または複数のスプレーノズル24を取り付けたものであり、各スプレーノズル24から積込LNGを噴霧状に噴射して自然落下させるスプレー方式となる。この場合のスプレーノズル24についても、熱交換効率を向上させるため、頂部LNG流路21Cの全面にわたって等ピッチに配置することが望ましい。
The top
このように、カーテン方式、噴射方式及びスプレー方式のいずれかを採用し、頂部LNG投入系統20から積込LNGを自然落下させてタンク内に投入することにより、積込LNGとタンク内天然ガスとの間に大きな接触面積や接触時間を確保できるので、効率のよい熱交換が可能になる。また、たとえばスプレー方式のように、タンク内を自然落下する積込LNGを径の小さい粒子にすることは、タンク内天然ガスとの接触面積がより一層大きくなるので、熱交換の効率向上に有効である。
なお、カーテン方式、噴射方式及びスプレー方式については、単独採用に限定されることはなく、複数の方式を適宜組み合わせたものでもよい。
In this way, any one of the curtain system, the injection system, and the spray system is adopted, and the loaded LNG is naturally dropped from the top
In addition, about a curtain system, an injection system, and a spray system, it is not limited to single adoption, What combined several systems suitably may be used.
このように、上述した本実施形態のLNG船では、LNG船内貯蔵タンク2に積込LNGを投入して積み込む際、積込LNGが過冷却状態となるようにタンク内圧を上げて沸点を上昇させるとともに、積込LNGをタンク頂部近傍からタンク内に投入して積み込むための頂部LNG投入系統20を設けたので、タンク内の天然ガスを再凝縮させる冷熱源として過冷却状態にある積込LNGが保有する冷熱を有効利用することができる。さらに、頂部LNG投入系統20からタンク内に投入した積込LNGは、カーテン状、噴射による略円錐形状、及び/または噴霧状に自然落下させるようにしたので、タンク内天然ガスとの接触時間や接触面積が増すことにより、熱交換の効率を向上させることができる。
As described above, in the LNG ship according to the present embodiment described above, when the LNG is loaded into the LNG
そして、上述した構成のLNG船では、すなわち、極低温状態のLNGを貯蔵するLNG船内貯蔵タンク2を備えているLNG船では、積込LNGをLNG船内貯蔵タンク2へ積み込む際に気化する天然ガスの発生量について、以下に説明する方法で積込LNGを投入することにより、抑制が可能となる。
すなわち、LNG船の余剰ガス発生抑制方法は、積込LNGが過冷却状態となるようにLNG船内貯蔵タンク2のタンク内圧を上げて沸点を上昇させた状態とし、積込LNGをタンク頂部近傍からタンク内のLNG液面まで重力により自然落下させて積み込むものであり、この結果、タンク内の天然ガスを再凝縮させる冷熱源として、過冷却状態にある積込LNGが保有する冷熱を有効入り用することができる。しかも、タンク内の上部から投入される積込LNGは、タンク頂部から重力により自然落下するので、タンク内天然ガスとの接触時間や接触面積を増して効率のよい熱交換が可能になる。
And in the LNG ship of the structure mentioned above, ie, the LNG ship provided with the LNG
That is, the method for suppressing excessive gas generation in the LNG ship is to increase the boiling point by raising the tank internal pressure of the LNG
そして、上述した液化天然ガス貯蔵・運搬船及び液化天然ガス貯蔵・運搬船の余剰ガス発生抑制方法は、より冗長性のある貨物オペレーション、すなわち、LNG船内貯蔵タンク2のタンク内圧を減圧することによる天然ガス生成を可能にする。
具体的に説明すると、十分に加圧されたLNG船内貯蔵タンク2内のLNGは、沸点が高く過冷却状態になっている。このため、LNG船内貯蔵タンク2内のLNGが入熱を受けても、その沸点に到達するまでは液温が上がるだけでガスは発生しない。このことは、熱をLNG内に溜めた状態と言い換えることができる。
The above-described liquefied natural gas storage / transport ship and the surplus gas generation suppression method for the liquefied natural gas storage / transport ship are more redundant cargo operations, that is, natural gas by reducing the tank internal pressure of the LNG
More specifically, the LNG in the LNG
逆に、ガス払出配管系統13に設けた図示省略の開閉弁を開くなどしてLNG船内貯蔵タンク2のタンク内圧を下げると、LNGの飽和温度が下がるため、一部のLNGがガス化することになる。この原理を利用すれば、LNG積込後のオペレーションにおいて、たとえばLNG船機関部3等のようなガス消費先の必要に応じて、LNG船内貯蔵タンク2のタンク内圧をコントロールすれば、天然ガスを自由に生成できるようになる。
On the contrary, if the tank internal pressure of the LNG
上述した本実施形態によれば、LNGをLNG船内貯蔵タンク2に積み込むLNG積込時において、LNGを加圧すれば過冷却状態になるという低温物質の挙動を応用することにより、気化によりタンク内で発生する天然ガス量を低減し、LNG積込により発生する余剰ガス量を最小限に抑えることができる。
従って、LNG船内貯蔵タンク2にLNGを積み込む際には余剰の天然ガスが発生しないため、従来のように船上の圧縮機にて天然ガスを陸上基地へ返送し、焼却処理をする必要がない。すなわち、天然ガスを返送する圧縮機の運転に必要な動力や、天然ガスを無駄に消費するガス焼却処理が不要となる。また、浮体式液化天然ガス貯蔵船1FのようなLNG船では、再液化処理装置のような余剰ガスの処理装置について、不要または小型化することが可能になる。
According to the above-described embodiment, when LNG is loaded into the LNG
Accordingly, when LNG is loaded into the LNG
また、LNG船内貯蔵タンク2の内圧を減圧すれば、減圧に応じたガス化量の調整が可能になり、従って、天然ガスを意図的に生成することができる。このようなガス化量調整は、たとえば再ガス化装置5のように、従来のLNG船で一般的に設置されている強制ガス化装置(ベーパライザー)でガス化量を調整する手法と比較して、蒸気等の熱源が不要であるなど効率的かつ簡易な手法となる。
このように、上述した本実施形態は、LNG船内貯蔵タンク2を備えたLNG船等の船舶において、LNG船内貯蔵タンク2にLNGを積み込む場合に適用されるものであり、船舶の種類等について上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
Further, if the internal pressure of the LNG
As described above, the above-described embodiment is applied to the case where the LNG is loaded into the LNG
1 液化天然ガス運搬船
1S 液化天然ガスシャトル運搬船
1F 浮体式液化天然ガス貯蔵船
2 液化天然ガス(LNG)船内貯蔵タンク
12 液化天然ガス(LNG)積込配管系統
13 ガス払出配管系統
20,20A〜20C 頂部液化天然ガス投入系統(頂部LNG投入系統)
21,21A〜21C 頂部液化天然ガス流路(頂部LNG流路)
22 液化天然ガス(LNG)流路
23 噴射穴
24 スプレーノズル
1 liquefied
21, 21A-21C Top liquefied natural gas flow path (top LNG flow path)
22 liquefied natural gas (LNG) flow
Claims (5)
前記液化天然ガス貯蔵タンクに前記液化天然ガスを積み込む際、積込液化天然ガスが過冷却状態となるように、前記積込液化天然ガスが気化した天然ガスでタンク内圧を上げて沸点を上昇させるとともに、
前記積込液化天然ガスをタンク底部付近まで導いて積み込む液化天然ガス積込配管系統から分岐して、前記積込液化天然ガスをタンク頂部近傍からタンク内に投入して積み込むための頂部液化天然ガス投入系統を設けたことを特徴とする液化天然ガス貯蔵・運搬船。 A liquefied natural gas storage / transport ship equipped with a liquefied natural gas storage tank for storing liquefied natural gas in a cryogenic state,
When loading the liquefied natural gas into the liquefied natural gas storage tank, the internal pressure of the tank is increased by the natural gas vaporized from the loaded liquefied natural gas so that the boiling point is raised so that the loaded liquefied natural gas becomes supercooled. With
The top liquefied natural gas is branched from the liquefied natural gas loading piping system that guides and loads the loaded liquefied natural gas to the vicinity of the bottom of the tank, and the loaded liquefied natural gas is loaded into the tank from near the tank top. A liquefied natural gas storage / transport ship, characterized by the introduction of an input system.
前記積込液化天然ガスが過冷却状態となるように、前記積込液化天然ガスが気化した天然ガスでタンク内圧を上げて沸点を上昇させた状態とし、液化天然ガス積込配管系統により前記積込液化天然ガスをタンク底部付近まで導いて積み込むとともに、前記液化天然ガス積込配管系統から分岐させた頂部液化天然ガス投入系統により前記積込液化天然ガスをタンク頂部近傍からタンク内へ自然落下させて積み込むことを特徴とする液化天然ガス貯蔵・運搬船の余剰ガス発生抑制方法。 Natural gas applied to a liquefied natural gas storage / transport ship equipped with a liquefied natural gas storage tank for storing liquefied natural gas in a cryogenic state and vaporized when the loaded liquefied natural gas is loaded into the liquefied natural gas storage tank A method for suppressing excess gas generation in a liquefied natural gas storage / transport ship that suppresses the generation amount of
As the loading liquefied natural gas is supercooled state, wherein the loading liquefied natural gas to raise the tank pressure in natural gas vaporized in a state of increasing the boiling point, the product by liquefied natural gas loading pipe system The liquefied natural gas is led to near the bottom of the tank and loaded, and the loaded liquefied natural gas is naturally dropped from the vicinity of the tank top into the tank by the top liquefied natural gas charging system branched from the liquefied natural gas loading piping system. A method for suppressing excessive gas generation in a liquefied natural gas storage / transport ship, characterized by being loaded.
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