JP6449649B2 - 液化ガス処理システム及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、液化ガス処理システム及びその方法に関する。

近年、技術開発によってガソリンやディーゼルを代替して液化天然ガス（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）、液化石油ガス（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇａｓ）などの液化ガスを広く使用している。液化天然ガスは、ガス田から採取した天然ガスを精製して得られたメタンを冷却して液化させたものであり、無色・透明な液体で汚染物質がほとんどなく、熱量が高くて非常に優れた燃料である。その反面、液化石油ガスは、油田から石油とともに出てくるプロパン（Ｃ_３Ｈ_８）とブタン（Ｃ_４Ｈ_１０）を主成分としたガスを常温で圧縮して液体に作った燃料である。液化石油ガスは、液化天然ガスと同様に、無色無臭であり、家庭用、業務用、工業用、自動車用などの燃料として広く使用されている。

このような液化ガスは、地上に設置されている液化ガス貯蔵タンクに貯蔵されるか、または海洋を航行する輸送手段である船舶に備えられている液化ガス貯蔵タンクに貯蔵され、液化天然ガスは液化によって１／６００の体積に減り、液化石油ガスは、液化によってプロパンは、１／２６０、ブタンは１／２３０の体積に減って貯蔵効率が高いという利点がある。

これらの液化ガスは、多様な需要先に供給されて使用されるが、最近は、液化天然ガスを運ぶＬＮＧ運搬船でＬＮＧを燃料として使用してエンジンを駆動するＬＮＧ燃料供給方式が開発されており、このようにエンジンの燃料としてＬＮＧを使用する方式は、ＬＮＧ運搬船以外の他の船舶にも適用されている。

しかしながら、エンジンなどの需要先が要求する液化ガスの温度及び圧力などは、液化ガス貯蔵タンクに貯蔵されている液化ガスの状態とは異なる場合がある。したがって、最近は液体の状態に貯蔵される液化ガスの温度及び圧力などを制御して需要先に供給するような技術について持続的な研究開発が行われている。

したがって、本発明は、上記のような従来技術の問題を解決しようと案出されたものであり、その目的は、需要先に伝達される液化ガスの測定温度により液化ガスと熱交換される熱伝達媒体の目標温度を算出し、熱伝達媒体の目標温度に基づいて媒体ヒーターに流入される熱伝達媒体の流量または媒体ヒーターから熱伝達媒体に供給される熱源の量を制御し、需要先に供給される液化ガスの温度を効率的に制御することができる液化ガス処理システム及びその方法を提供することである。

本発明のまた他の目的は、液化ガスの測定温度により熱伝達媒体の目標温度を算定し、熱伝達媒体の目標温度に熱伝達媒体が適切に加熱されるようにカスケード（Ｃａｓｃａｄｅ）の制御によって、液化ガスが需要先の要求温度に適した状態で供給されるようにする液化ガス処理システム及びその方法を提供することである。

さらに、本発明の他の目的は、熱伝達媒体の目標温度に応じて少なくとも一部の熱伝達媒体が媒体ヒーターを迂回するようにしたり、熱伝達媒体を媒体ヒーターに供給する媒体ポンプの駆動を制御し、媒体ヒーターの流入量を可変したり、媒体ヒーターから熱伝達媒体に供給される熱源の量を調節し、熱伝達媒体が液化ガスに伝達する熱量を容易に制御することができる液化ガス処理システム及びその方法を提供することである。

本発明のまた他の目的は、熱交換器で液化ガスによって熱伝達媒体が過冷却されて熱伝達媒体に含まれた水などが凍ること（アイシング；Ｉｃｉｎｇ）現象を防止するために、熱交換器の下流での熱伝達媒体の温度を感知し、熱伝達媒体の温度が一定の温度以下に下がらないように熱伝達媒体の流れを制御することで、システムの安定的な具現の可能な液化ガス処理システム及びその方法を提供することである。

本発明のまた他の目的は、熱交換器に残留する熱伝達媒体が液化ガスによって冷却され、アイシング現象が発生されることによってシステム駆動に問題を引き起こすことを防止するために、必要に応じて熱交換器に流入された熱伝達媒体を媒体放出ラインを介して外部に排出させ、熱交換器及びシステムを保護することができる液化ガス処理システム及びその方法を提供することである。

本発明のまた他の目的は、媒体ヒーターで熱伝達媒体が過度に過熱されることによって熱伝達媒体に含まれた水が蒸発すること（クラッキング；Ｃｒａｋｉｎｇ）現象を防止するために、媒体ヒーターへの熱伝達媒体流入量または媒体ヒーターの熱源供給量を調節して熱伝達媒体を効率的に使用することができる液化ガス処理システム及びその方法を提供することである。

本発明のまた他の目的は、液化ガスが需要先の液化ガスの要求温度まで加熱されるように熱交換器の前後端での熱伝達媒体の温度差を十分に大きく維持するが、熱伝達媒体循環流量を減少させ、媒体ポンプの効率を最大化することができる液化ガス処理システム及びその方法を提供することである。

以上のように、上記目的を達成するために本発明の一側面による液化ガス処理システムは、液化ガス貯蔵タンクから需要先まで連結された液化ガス供給ラインと、前記需要先と前記液化ガス貯蔵タンクとの間の前記液化ガス供給ライン上に設けられ、前記液化ガス貯蔵タンクから供給される液化ガスを熱伝達媒体と熱交換させる熱交換器と、前記熱伝達媒体を加熱する媒体ヒーターと、前記媒体ヒーターから前記熱交換器まで連結された媒体循環ラインと、前記液化ガス供給ライン上に設けられ、液化ガスの温度を測定する液化ガス温度センサーと、前記液化ガスの測定温度に基づいて、前記媒体ヒーターに流入される前記熱伝達媒体の流量または前記媒体ヒーターが前記熱伝達媒体に供給する熱量を可変するコントローラと、を含むことを特徴とする。

また、前記コントローラは、前記液化ガスの測定温度を用いて前記熱伝達媒体の目標温度を算出する目標温度算出器を含み、前記熱伝達媒体の目標温度に基づいて前記媒体ヒーターに流入される前記熱伝達媒体の流量または前記媒体ヒーターが前記熱伝達媒体に供給する熱量を可変することができる。

また、前記目標温度算出器は、前記需要先の液化ガスの要求温度と、前記液化ガスの測定温度間の偏差を用いたＰＩＤ制御によって前記熱伝達媒体の目標温度を算出することができる。

また、前記目標温度算出器は、一定の時間間隔またはリアルタイムで前記液化ガスの測定温度を用いて前記熱伝達媒体の目標温度を算出することができる。

また、前記液化ガス温度センサーは、前記液化ガス供給ライン上で前記熱交換器と、前記需要先との間に設けることができる。

具体的に、少なくとも一部の熱伝達媒体が前記媒体循環ラインから分岐されて前記媒体ヒーターを迂回できるようにする分岐ラインをさらに含み、前記コントローラは、前記分岐ライン上に設けられる迂回調節弁を介して前記分岐ラインに流入される前記熱伝達媒体の流量を調節することができる。

また、前記熱伝達媒体を貯蔵する媒体タンクと、前記媒体タンクに貯蔵された前記熱伝達媒体を前記媒体ヒーターに供給する媒体ポンプとをさらに含み、前記コントローラは、前記媒体ポンプの駆動を制御して前記媒体ポンプから前記媒体ヒーターに供給される前記熱伝達媒体の流量を制御することができる。

また、前記媒体ヒーターに熱源を供給する熱源供給ラインと、前記熱源供給ライン上に設けられ、前記熱源供給ラインの開度を調節する熱源供給弁とをさらに含むが、前記コントローラは、前記熱源供給弁の開度を制御して前記媒体ヒーターが熱伝達媒体に供給する熱源の量を制御することができる。

また、前記液化ガス供給ライン上に設けられ、前記液化ガス貯蔵タンクから排出された液化ガスを加圧するポンプをさらに含み、前記熱交換器は、前記ポンプから供給される液化ガスを熱伝達媒体と熱交換させることができる。

また、前記熱伝達媒体は、グリコールウォーターでありえる。

さらに、本発明の一側面による液化ガス処理方法は、液化ガスを熱交換器で熱伝達媒体に加熱して需要先に供給するが、媒体ヒーターが熱伝達媒体を加熱して前記熱交換器に供給する液化ガス処理システムを駆動する方法において、前記需要先に供給される液化ガスの温度を測定する段階と、前記液化ガスの測定温度に応じて前記媒体ヒーターに流入される熱伝達媒体の流量または前記媒体ヒーターが熱伝達媒体に供給する熱量を可変する段階とを含むことを特徴とする。

また、前記液化ガスの温度を測定する段階は、前記熱交換器と前記需要先との間の液化ガスの温度を測定することができる。

また、前記液化ガスの測定温度に基づいて前記熱伝達媒体の目標温度を算出する段階をさらに含み、前記熱伝達媒体の流量または熱伝達媒体に供給する熱量を可変する段階は、前記熱伝達媒体の目標温度に応じて前記媒体ヒーターに流入される熱伝達媒体の流量または前記媒体ヒーターが熱伝達媒体に供給する熱量を可変することができる。

また、前記熱伝達媒体の目標温度を算出する段階は、前記需要先の液化ガスの要求温度と、前記液化ガスの測定温度との偏差を用いたＰＩＤ制御によって前記熱伝達媒体の目標温度を算出することができる。

また、前記熱伝達媒体の流量を可変する段階は、少なくとも一部の熱伝達媒体が前記媒体ヒーターを迂回させるが、前記媒体ヒーターを迂回する熱伝達媒体の流量を制御する段階を含むことができる。

また、前記熱伝達媒体の流量を可変する段階は、前記媒体ヒーターに前記熱伝達媒体を供給する媒体ポンプの駆動を制御する段階を含むことができる。

また、前記熱伝達媒体に供給する熱量を可変する段階は、前記媒体ヒーターに流入された熱伝達媒体に供給される熱源の量を制御する段階を含むことができる。

以上のように本発明による液化ガス処理システム及びその方法によれば、熱交換器の後端での液化ガスの測定温度により熱伝達媒体の目標温度を導出し、熱伝達媒体の媒体ヒーター流入量などを調節して熱伝達媒体を容易に目標温度に加熱することにより、液化ガスが需要先の要求温度に適した状態に需要先に供給されるようにすることができる。

また、本発明による液化ガス処理システム及びその方法によれば、少なくとも一部の熱伝達媒体が媒体ヒーターを迂回するようにしたり、媒体ポンプの駆動に応じて媒体ヒーターの熱伝達媒体の流量を可変したりして、媒体ヒーターに供給される熱源の量を制御することにより、効果的に熱伝達媒体の温度を制御することができる。

また、本発明による液化ガス処理システム及びその方法によれば、熱交換器の内部や下流または媒体ヒーターの下流で感知される熱伝達媒体の温度をもとに、熱伝達媒体に含まれた水などが凍ったりまたは蒸発したりしないように熱伝達媒体の加熱程度を制御して熱伝達媒体の円滑な循環を具現することができる。

また、本発明による液化ガス処理システム及びその方法によれば、熱交換器に流入された熱伝達媒体が液化ガスによって必要以上に冷却される場合、媒体放出ラインに沿って熱交換器から排出されるようにすることで、熱交換器の故障を防止し、システムのシャットダウン（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ）を防止することができる。

また、本発明による液化ガス処理システム及びその方法によれば、熱伝達媒体の循環流量を減少させるが、熱交換器の前後端での熱伝達媒体の温度差を十分に維持し、熱伝達媒体の循環効率を向上させるとともに、液化ガスを適切な温度に加熱して需要先に供給することができる。

従来の液化ガス処理システムの概念図である。 本発明の第１〜第４実施例による液化ガス処理システムの概念図である。 本発明の第１実施例による液化ガス処理方法のフローチャートである。 本発明の第１実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ１３０の詳細フローチャートである。 本発明の第２実施例による液化ガス処理方法のフローチャートである。 本発明の第２実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ２３０の詳細フローチャートである。 本発明の第３実施例による液化ガス処理方法のフローチャートである。 本発明の第３実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ３３０の詳細フローチャートである。 本発明の第４実施例による液化ガス処理方法のフローチャートである。 本発明の第４実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ４３０の詳細フローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。図１は、従来の液化ガス処理システムの概念図である。

図１に示したように、従来の液化ガス処理システム１は、液化ガス貯蔵タンク１０、エンジン２０、ポンプ３０、電気ヒーター４０を含む。以下、本明細書では、液化ガスは、ＬＮＧまたはＬＰＧ、エチレン、アンモニアなどのように、一般的に液体の状態で保管されるすべてのガス燃料を包括する意味として使用することができ、加熱や加圧によって液体状態でない場合なども便宜上液化ガスに表現することができる。これは、蒸発ガスも同様に適用することができる。

従来の液化ガス処理システム１は、電気エネルギーの供給を受けて液化ガスを直接加熱する電気ヒーター４０を使用した。しかしながら、電気ヒーター４０を駆動するために必要な電気エネルギーは、燃料を使用して発電機（図示せず）を駆動しなければ得ることができないため、燃料消費によるコストの問題と、燃料の燃焼時に発生する排気による環境汚染の問題などが発生しえる。

図２は、本発明の第１〜第４実施例による液化ガス処理システムの概念図である。図２における点線は、信号が送受信される流れを意味する。図２に示したように、本発明の第１〜第４実施例による液化ガス処理システム２は、液化ガス貯蔵タンク１０、エンジン２０、ポンプ３０、熱交換器５０、媒体供給装置６０、液化ガス温度センサー７０、媒体状態感知センサー８０、コントローラ９０を含む。

本発明の一実施例では、液化ガス貯蔵タンク１０、エンジン２０、ポンプ３０などは、従来の液化ガス処理システム１での各構成と便宜上同じ符号を使用するが、必ずしも同じ構成を指すものではない。

液化ガス貯蔵タンク１０は、需要先２０に供給されるべき液化ガスを貯蔵する。液化ガス貯蔵タンク１０は、液化ガスを液体の状態で保管しなければならないが、このとき液化ガス貯蔵タンク１０は、圧力タンクの形態を持つことができる。

液化ガス貯蔵タンク１０は、外槽タンク（図示せず）、内槽タンク（図示せず）、断熱部を含む。外槽タンクは、液化ガス貯蔵タンク１０の外壁をなす構造として、スチールで形成され、断面が多角形の形態になりうる。

内槽タンクは、外槽タンクの内部に備えられ、、サポート（Ｓｕｐｐｏｒｔ；（図示せず））によって外槽タンクの内部に支持設けることができる。このとき、サポートは内槽タンクの下端に設けることができ、もちろん内槽タンクの左右流動を抑制するために内槽タンクの側面にも具備することができる。

内槽タンクは、ステンレス材質で形成されることができ、５ｂａｒないし１０ｂａｒ（例えば６ｂａｒ）の圧力に耐えられるように設計することができる。内槽タンクをこのように一定の圧力に耐えられるように設計するのは、内槽タンクの内部に備えられた液化ガスが蒸発して蒸発ガスが生成されることによって内槽タンクの内圧が上昇するからである。

内槽タンクの内部には、バッフル（Ｂａｆｆｌｅ；図示せず）が具備されうる。バッフルは、格子形態のプレートを意味し、バッフルが設置されることにより内槽タンク内部の圧力は均等に分布されて内槽タンクが一部に集中圧力を受けることを防止することができる。

断熱部は、内槽タンクと外槽タンクとの間に備えられ、外部の熱エネルギーが内槽タンクに伝達されることを防止することができる。このとき、断熱部は真空状態でありえる。断熱部を真空に形成することにより液化ガス貯蔵タンク１０は、一般的なタンクと比較したとき高い圧力により効率的に耐えることができる。一例として、液化ガス貯蔵タンク１０は、真空の断熱部によって５ｂａｒないし２０ｂａｒの圧力を耐えることができる。

このように本実施例では、真空形態の断熱部を外槽タンクと内槽タンクとの間に具備する圧力タンク型液化ガス貯蔵タンク１０を使用することにより、蒸発ガスの発生を最小限に抑えることができ、内圧が上昇しても液化ガス貯蔵タンク１０が破損するなどの問題が起きることを未然に防止することができる。

需要先２０は、液化ガス貯蔵タンク１０から液化ガスを供給してもらう。需要先２０は、液化ガスにより駆動されて動力を発生させるエンジンであり、一例として、船舶に搭載されているＭＥＧＩエンジンまたは二重燃料エンジンでありえる。

需要先２０が二重燃料エンジンの場合、液化ガスのＬＮＧとオイルが混合されて供給されず、ＬＮＧや石油が選択的に供給することができる。これは、燃焼温度が異なる二つの物質が混在供給されることを防止して、効率の低下を防止するためである。

エンジンは、液化ガスの燃焼によりシリンダ（図示せず）内部のピストン（図示せず）が往復運動することにより、ピストンに連結されたクランク軸（図示せず）が回転し、クランク軸に連結されるシャフト（図示せず）が回転されうる。したがって、エンジン駆動時に最終的にシャフトに連結されたプロペラ（図示せず）が回転することにより、船体が前進または後進することになる。

もちろん、本実施例において需要先２０のエンジンは、プロペラを駆動するためのエンジンではあるが、発電のためのエンジンまたはその他の動力を発生させるためのエンジンでありえる。すなわち、本実施例では、エンジンの種類を特に限定しない。ただし、エンジンは液化ガスの燃焼によって駆動力を発生させる内燃機関でりえる。

液化ガス貯蔵タンク１０と需要先２０との間には、液化ガスを伝達する液化ガス供給ライン２１が設けられ、液化ガス供給ライン２１には、ポンプ３０、熱交換器５０などが具備されて液化ガスが需要先２０に供給されるようにすることができる。
この時、液化ガス供給ライン２１には、液化ガス供給弁（図示せず）が設置され、液化ガス供給弁の開度調節により液化ガスの供給量が調節されることができる。

また、液化ガス供給ライン２１には、液化ガス温度センサー７０が具備され、液化ガスの温度に基づいて液化ガスに熱を供給する熱伝達媒体の必要熱量を把握し、媒体ヒーター６３により加熱された熱伝達媒体の温度が適切に可変して目標温度に到達させるカソケード（Ｃａｓｃａｄｅ）制御を具現することができる。これについては後述する。

ポンプ３０は、液化ガス供給ライン２１上に設けられ、液化ガス貯蔵タンク１０から排出された液化ガスを加圧する。ポンプ３０は、ブーストポンプ（Ｂｏｏｓｔｉｎｇ Ｐｕｍｐ；３１）と高圧ポンプ（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｐｕｍｐ；３２）を含むことができる。

ブーストポンプ３１は、液化ガス貯蔵タンク１０と高圧ポンプ３２との間の液化ガス供給ライン２１上に、または液化ガス貯蔵タンク１０内に設けることができ、高圧ポンプ３２に十分な量の液化ガスが供給されるようにして高圧ポンプ３２の空洞現象（Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）を防止する。また、ブーストポンプ３１は、液化ガス貯蔵タンク１０から液化ガスを取り出して液化ガスを数乃至数十ｂａｒ以内に加圧することができ、ブーストポンプ３１を経た液化ガスは、１ｂａｒ乃至２５ｂａｒに加圧されることがてきる。

液化ガス貯蔵タンク１０に貯蔵された液化ガスは液体状態に置かれている。この時、ブーストポンプ３１は、液化ガス貯蔵タンク１０から排出される液化ガスを加圧して圧力及び温度を多少上げることができ、ブーストポンプ３１によって加圧された液化ガスは、依然として液体状態でありえる。

高圧ポンプ３２は、ブーストポンプ３１から排出された液化ガスを高圧で加圧し、需要先２０に液化ガスが供給されるようにする。液化ガスは、液化ガス貯蔵タンク１０から約１０ｂａｒ程度の圧力で排出された後、ブーストポンプ３１によって一次加圧されるが、高圧ポンプ３２は、ブーストポンプ３１によって加圧された液体状態の液化ガスを二次加圧して後述する熱交換器５０に供給する。この時、高圧ポンプ３２は、液化ガスを需要先２０から要求される圧力、例えば２００ｂａｒないし４００ｂａｒまで加圧し、需要先２０に供給することで、需要先２０が液化ガスにより動力を生産できるようにすることができる。

高圧ポンプ３２は、ブーストポンプ３１から排出される液体状態の液化ガスを高圧で加圧するが、液化ガスが超臨界点（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｐｏｉｎｔ）よりも高い温度及び高い圧力を持つ超臨界状態になるように相変化させることができる。このとき、超臨界状態の液化ガスの温度は、臨界温度よりも相対的に高いことがある。または、高圧ポンプ３２は、液体状態の液化ガスを高圧で加圧して過冷却液体状態に変化させることができる。ここで、過冷却液体状態の液化ガスとは、液化ガスの圧力が臨界圧力より高く、温度が臨界温度より低い状態である。

具体的には、高圧ポンプ３２は、ブーストポンプ３１から排出される液体状態の液化ガスを２００ｂａｒないし４００ｂａｒまで高圧で加圧するが、液化ガスの温度が臨界温度より低い温度になるようにし、液化ガスを過冷却液体の状態に相変化させることができる。ここで、過冷却液体状態の液化ガスの温度は、臨界温度より相対的に低い−１４０℃乃至−６０℃になりうる。ただし、高圧ポンプ３２は、需要先２０が低圧エンジンの場合には省略することができる。すなわち、需要先２０が低圧エンジンの二重燃料エンジンの場合、液化ガスは、ブーストポンプ３１によって加圧された後、後述する熱交換器５０を介して需要先２０に供給されることができる。

熱交換器５０は、需要先２０とポンプ３０との間の液化ガス供給ライン２１上に設けられ、ポンプ３０から供給される液化ガスを熱伝達媒体と熱交換させて需要先２０に供給する。熱交換器５０に液化ガスを供給するポンプ３０は、高圧ポンプ３２でありえるし、熱交換器５０は、過冷却液体状態または超臨界状態の液化ガスを高圧ポンプ３２から排出される圧力である２００ｂａｒないし４００ｂａｒを維持しつつ加熱させ、３０℃〜６０℃の超臨界状態の液化ガスに変換した後、需要先２０に供給することができる。

本実施例での熱交換器５０は、後述する媒体ヒーター６３から供給される熱伝達媒体を使用して液化ガスを加熱することができる。この時、熱伝達媒体は、グリコールウォーターでありえるし、グリコールウォーターとは、エチレングリコールと水を混合した流体であり、媒体ヒーター６３で加熱されて熱交換器５０で冷却され、媒体循環ライン６４に沿って循環されることができる。

熱交換器５０で液化ガスと熱交換した後に吐出される熱伝達媒体の温度は、前述の高圧ポンプ３２の液化ガスの相変化に応じて変わることができる。すなわち、高圧ポンプ３２が液化ガスを過冷却液体状態に相変化させた後、熱交換器５０に供給すると、熱伝達媒体は、過冷却液体状態の液化ガスを３０度〜６０度まで加熱しながら冷却することができ、または高圧ポンプ３２が液化ガスを超臨界状態に相変化させた後、熱交換器５０に供給すると、熱伝達媒体は、過冷却液体状態よりも温度が高い超臨界状態の液化ガスを需要先２０の要求温度まで加熱し、冷却することができる。このとき、過冷却液体状態の液化ガスと熱交換した場合の熱伝達媒体は、超臨界状態の液化ガスと熱交換した場合の熱伝達媒体よりも低い温度に冷却された後、媒体タンク６１に循環されることができる。

熱交換器５０から排出される液化ガスが需要先２０から要求される温度に達していないか、または過度に高い場合には、本実施例では、液化ガスの測定温度に基づいて熱伝達媒体の目標温度を算出し、少なくとも一部のの熱伝達媒体が媒体ヒーター６３を迂回するようにしたり、媒体ポンプ６２による熱伝達媒体の流量を制御したり、または媒体ヒーター６３に供給される熱源の量を調節して熱伝達媒体の目標温度まで熱伝達媒体が加熱されるようにすることで、液化ガスの温度が需要先２０の液化ガスの要求温度に適合するように制御することができる。このようなカスケード（Ｃａｓｃａｄｅ）制御については後述する。

ただし、熱交換器５０で液化ガスと熱交換した熱伝達媒体の温度が一定の圧力で水が凍る温度よりも低い場合、熱伝達媒体に含まれている水が凍結してしまい、熱伝達媒体が水とエチレングリコールに分離されうる。しかし、本実施例では、熱交換器５０の内部または下流で熱伝達媒体の温度を感知し、これにより、熱伝達媒体の加熱流れを制御し、熱伝達媒体から水が分離されることを未然に防止することができる。

媒体供給装置６０は、熱交換器５０に熱伝達媒体を供給する。媒体供給装置６０は、媒体タンク６１、媒体ポンプ６２、媒体ヒーター６３、媒体循環ライン６４、分岐ライン６５、熱源供給ライン６６、流量調節弁６７を含む。

媒体タンク６１は、熱伝達媒体を貯蔵する。熱伝達媒体は、前述したように、グリコールウォーターでありえるし、媒体タンク６１は、グリコールウォーターのクラッキング（Ｃｒａｃｋｉｎｇ；水の相変化により、水とエチレングリコールが分離される現象）を防止することができる温度で熱伝達媒体を貯蔵することができる。

媒体タンク６１の下流には、媒体ポンプ６２が具備され、媒体ポンプ６２によって一定量の熱伝達媒体が媒体タンク６１から媒体ヒーター６３に流入されることができる。また、媒体タンク６１の上流には、熱交換器５０が連結され、液化ガスに熱を供給し、冷却された熱伝達媒体が媒体タンク６１に再流入されることができる。

媒体タンク６１と媒体ポンプ６２、媒体ヒーター６３及び熱交換器５０は、媒体循環ライン６４によって連結することができる。すなわち、熱伝達媒体は、媒体循環ライン６４に沿って流動しつつ、媒体タンク６１、媒体ポンプ６２、媒体ヒーター６３、熱交換器５０の順に移動して加熱または冷却されることができる。

媒体ポンプ６２は、媒体タンク６１に貯蔵された熱伝達媒体を媒体ヒーター６３に供給する。媒体ポンプ６２は、媒体タンク６１の下流に具備されることができ、複数個に具備されていずれか一つの媒体ポンプ６２が破損した場合、もう一つの媒体ポンプ６２によって熱伝達媒体が円滑に供給できるようにすることができる。

媒体ポンプ６２は、後述するコントローラ９０によって駆動が制御され、媒体ヒーター６３に供給される熱伝達媒体の流量を制御することができる。すなわち、媒体ポンプ６２の駆動速度（ＲＰＭ）、圧力などがコントローラ９０によって可変されることができ、これは結局媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量が異なることを意味する。

本実施例は、液化ガスが熱交換器５０で加熱されるとき、加熱された液化ガスが需要先２０の液化ガスの要求温度に適した範囲内で、媒体ポンプ６２の操作を最小化して循環する熱伝達媒体の流量を減少させることができる。これにより、本実施例では、媒体ポンプ６２などの効率を向上させることができ、消費エネルギーを低減することができる。

媒体ヒーター６３は、媒体タンク６１から排出される熱伝達媒体を加熱した後、熱交換器５０に供給する。媒体ヒーター６３は、熱伝達媒体を一定の温度で加熱することにより、熱伝達媒体が熱交換器５０から十分な熱を液化ガスに供給させることができる。

媒体ヒーター６３は、電気エネルギーを使用して熱伝達媒体を加熱することもできるが、本実施例では蒸気を使用することができる。すなわち、媒体ヒーター６３には、熱源を供給する熱源供給ライン６６が連結され、熱源供給ライン６６は、ボイラー（図示せず）によって生成される蒸気を媒体ヒーター６３に供給し、蒸気は、熱伝達媒体に熱を供給し、熱伝達媒体は、蒸気を冷却させて熱伝達媒体は加熱されて、蒸気は凝縮水に凝縮されることができる。

この時、凝縮水は凝縮水タンク（図示せず）を介してボイラに再流入されて蒸気に変化した後、再度媒体ヒーター６３に流入されることができ、蒸気によって加熱された熱伝達媒体は、媒体ヒーター６３から排出さして熱交換器５０に流入されることができる。

媒体循環ライン６４は、媒体ヒーター６３から熱交換器５０まで連結されて熱伝達媒体を循環させる。熱伝達媒体は、媒体循環ライン６４に沿って循環し、媒体ヒーター６３で加熱されて熱交換器５０で液化ガスによって冷却されることができる。また、媒体循環ライン６４は、媒体タンク６１、媒体ポンプ６２、媒体ヒーター６３、熱交換器５０を連結し、熱伝達媒体が循環されるようにすることができる。これにより、本実施例では、熱伝達媒体を再利用することで効率を向上させることができる。

分岐ライン６５は、少なくとも一部の熱伝達媒体が媒体循環ライン６４から分岐して媒体ヒーター６３を迂回させる。分岐ライン６５は、媒体循環ライン６４上で媒体ヒーター６３の上流地点で分岐し、媒体ヒーター６３の下流地点で合流することができる。

分岐ライン６５を介して媒体ヒーター６３を迂回した熱伝達媒体と、分岐ライン６５に流入されず、媒体循環ライン６４を介して媒体ヒーター６３に流入された熱伝達媒体は、媒体ヒーター６３の下流で合流することができ、このとき、媒体ヒーター６３を迂回した熱伝達媒体の温度は媒体ヒーター６３で加熱された熱伝達媒体より温度が低いことがありえる。この場合、媒体ヒーター６３を迂回する熱伝達媒体の流量を調節すると、熱交換器５０に流入される熱伝達媒体の温度を効果的に制御することができる。すなわち、本実施例では、熱伝達媒体のうち一部が媒体ヒーター６３を迂回した後、合流させるようにすることで熱伝達媒体の温度を可変させることができる。

分岐ライン６５には、迂回調節弁６５１を具備することができる。迂回調節弁６５１は、後述するコントローラ９０によって開度が制御され、分岐ライン６５に流入される熱伝達媒体の流量を調節することができる。迂回調節弁６５１は、分岐ライン６５上に設けられる２方向バルブでありえるし、分岐ライン６５に沿って流動する熱伝達媒体の具体的な流れについては、後述する。

熱源供給ライン６６は、媒体ヒーター６３に熱源を供給する。この時、熱源は、熱伝達媒体を加熱し、加熱された熱伝達媒体が液化ガスを加熱することができるようにしたもので、スチームでありえる。すなわち、熱源供給ライン６６は、蒸気供給ラインでありえる。熱源供給ライン６６上には熱源供給弁６６１を設けることができる。

熱源供給弁６６１は、熱源供給ライン６６の開度を調節することができ、熱源供給弁６６１によって熱源供給ライン６６に沿って流動する蒸気の量が制御され、媒体ヒーター６３で加熱される熱伝達媒体の吐出温度が可変されうる。このような熱源供給弁６６１は、コントローラ９０によって制御され、熱伝達媒体が気化して熱伝達媒体に含まれた物質（熱伝達媒体がグリコールウォーターの場合は水を意味する。）が分離されるクラッキング現象を防止することができる。

流量調節弁６７は、媒体循環ライン６４上に設けられ、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量を調節する。流量調節弁６７は、媒体ポンプ６２の下流に設けることができ、コントローラ９０によって開度が制御され、媒体循環ライン６４に沿って循環する熱伝達媒体の流量を可変することができる。このとき、流量調節弁６７の一側には、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量を測定する媒体流量センサー６７１が具備されうる。媒体流量センサー６７１は、媒体循環ライン６４上に設けられ、媒体循環ライン６４で循環する熱伝達媒体の流量を測定し、測定された流量をコントローラ９０に伝達し、コントローラ９０が適切に流量調節弁６７の開度を調節できるようにすることができる。

液化ガス温度センサー７０は、液化ガス供給ライン２１上に設けられ、液化ガスの温度を測定する。液化ガス温度センサー７０は、液化ガス供給ライン２１上で熱交換器５０と需要先２０との間に設けられ、熱交換器５０で熱伝達媒体によって加熱された後の液化ガスの温度を測定することができる。

測定された液化ガスの温度は、後述するコントローラ９０によって需要先２０の液化ガスの要求温度と比較することができ、これにより、コントローラ９０の目標温度算出器９１は、熱伝達媒体の目標温度を算出することができる。これは、後述する。

媒体状態感知センサー８０は、媒体循環ライン６４上に設けられ、熱伝達媒体の状態を測定する。媒体状態感知センサー８０は、媒体ヒーター６３の下流で熱伝達媒体の温度を感知する第１媒体状態感知センサー８１と、熱交換器５０の下流または内部で熱伝達媒体の温度を感知する第２媒体状態感知センサー８２を含むことができる。

第１媒体状態感知センサー８１は、媒体循環ライン６４上で媒体ヒーター６３の下流に設けられ、媒体ヒーター６３で加熱された熱伝達媒体の温度を測定することができる。第１媒体状態感知センサー８１が感知する熱伝達媒体は、媒体ヒーター６３によって加熱された後の熱伝達媒体を意味し、熱交換器５０から液化ガスに供給すべき熱を含んでいる状態である。

第１媒体状態感知センサー８１によって感知された熱伝達媒体の温度が低ければ、熱交換器５０からの熱伝達媒体からの熱の供給を受けて加熱される液化ガスの温度も同様に低くく、反面、第１媒体状態感知センサー８１により感知された熱伝達媒体の温度が高ければ、熱交換器５０から排出される液化ガスの温度をも同様に高いであろう。

すなわち、第１媒体状態感知センサー８１により感知された温度は、熱交換器５０から需要先２０に供給される液化ガスの温度を推定することができる値であり、これにより、本実施例では、液化ガスの温度が需要先２０の要求温度に対応できるようにするために、熱伝達媒体の温度を可変させることができる。熱伝達媒体の温度は、前述した分岐ライン６５や媒体ポンプ６２、熱源供給弁６６１などにより調節することができる。

第１媒体状態感知センサー８１は、媒体循環ライン６４で分岐ライン６５を介して迂回する熱伝達媒体が合流する地点の上流に設けることができる。この場合、第１媒体状態感知センサー８１は、媒体ヒーター６３から吐出された熱伝達媒体の温度を感知し、感知された温度は、熱伝達媒体が気化されることによって発生しえる熱伝達媒体のクラッキング現象を防止するのに使用することができる。

もちろん、第１媒体状態感知センサー８１は、媒体循環ライン６４上で分岐ライン６５を介して迂回する熱伝達媒体が合流する地点の下流に設けることもできる。この場合、第１媒体状態感知センサー８１と第２媒体状態感知センサー８２によって把握される温度の差は、熱交換器５０から液化ガスに供給される熱量を意味することもできる。

第２媒体状態感知センサー８２は、媒体循環ライン６４上で熱交換器５０の下流に設けるか、または熱交換器５０の内部に設けられ、熱伝達媒体の温度を感知することができる。第２媒体状態感知センサー８２が感知する熱伝達媒体の温度は、熱交換器５０で液化ガスによって冷却された熱伝達媒体の温度を意味する。

第２媒体状態感知センサー８２によって感知された温度が過度に低ければ、熱伝達媒体に含まれた物質（例えば水など）が凝固された場合がある。したがって、本実施例は、第２媒体状態感知センサー８２によって感知される温度を凝固防止基準値と比較することにより、熱伝達媒体のアイシング（Ｉｃｉｎｇ）現象を防止することができる。

また、媒体状態感知センサー８０は、第１媒体状態感知センサー８１と第２媒体状態感知センサー８２とを利用して熱交換器５０の前後端での熱伝達媒体の温度の差を感知することができる。この時、熱伝達媒体の温度差は、コントローラ９０に伝送され、コントローラ９０は、熱伝達媒体の温度差が既設定値以上になるようにすることで、液化ガスが需要先２０の液化ガスの要求温度まで十分に加熱されるようにすることができる。この場合、コントローラ９０は、熱伝達媒体の温度差が既設定値以上となる範囲内で、熱伝達媒体の流量を減少させ、媒体ポンプ６２の効率を向上させることができる。

コントローラ９０は、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量または媒体ヒーター６３が熱伝達媒体に供給する熱量を可変する。以下では、各実施例ごとにコントローラ９０の制御について説明する。

本発明の第１実施例では、コントローラ９０は、液化ガスの測定温度に基づいて熱伝達媒体の流量または熱伝達媒体に供給する熱量を可変することができる。具体的に、コントローラ９０は、液化ガスの測定温度を利用して熱伝達媒体の目標温度を算出する目標温度算出器９１を含み、熱伝達媒体の目標温度に基づいて熱伝達媒体の流量などを可変することができる。すなわち、コントローラ９０は、液化ガスの測定温度を利用して熱伝達媒体の流量などを直接制御することができ、または液化ガスの測定温度により熱伝達媒体の目標温度を算出した後、熱伝達媒体の目標温度を利用して熱伝達媒体の流量などを制御することができる。後者の場合をカスケード制御という。

このとき、目標温度算出器９１は、需要先２０の液化ガスの要求温度と液化ガスの測定温度との偏差を用いたＰＩＤ制御によって熱伝達媒体の目標温度を算出することができる。ＰＩＤ制御とは、偏差の比例項、偏差の累積値を意味する積分項、前回偏差との差を意味する微分項を使用して熱伝達媒体の温度を出力するものであり、ＰＩＤ制御の具体的な計算式は、一般的な事項なので、詳しい説明は省略する。

目標温度算出器９１は、このようなＰＩＤ制御によって一定の時間間隔またはリアルタイムで液化ガスの測定温度を利用し、熱伝達媒体の目標温度を算出することができ、熱伝達媒体の目標温度はコントローラ９０に伝達されうる。一例として、液化ガスがＬＮＧであり、需要先２０はエンジンであり、需要先２０の液化ガスの要求温度が４５℃のとき、現在の液化ガスの測定温度が５０℃であれば、熱伝達媒体の目標温度は、現在の液化ガスの測定温度と需要先２０の液化ガスの要求温度との偏差である５℃をもとに算出することができる。また一例として、熱伝達媒体の目標温度が６０℃に算出されることができ、熱伝達媒体の温度が目標温度に達しているかどうかは、前述した媒体状態感知センサー８０（特に、第１媒体状態感知センサー８１）によって確認することができる。

熱伝達媒体の温度が目標温度に近づくことにより、液化ガスの測定温度は可変することができる。熱伝達媒体の温度が６０℃に近づきながら下降した場合には、液化ガスの測定温度は４５℃以下の４３℃になることもある。このとき、目標温度算出器９１は、ＰＩＤ制御によって熱伝達媒体の温度を再算出して熱伝達媒体の温度が例えば６２℃になるようすることができる。このように、熱伝達媒体の温度が可変することにより液化ガスの温度が再び変更されることを勘案して目標温度算出器９１は、一定の時間間隔またはリアルタイムで熱伝達媒体の目標温度を算出することができ、結局液化ガスは、需要先２０の液化ガスの要求温度に収束することができる。

ただし、熱伝達媒体の目標温度は、既設定されている熱伝達媒体の温度範囲（Ｒａｎｇｅ）内に位置されるようにすることができる。一例として、熱伝達媒体の温度範囲は４５℃ないし８５℃でありえるし、これは入力によって設定することができる値である。

また、目標温度算出器９１は、需要先２０の液化ガスの要求温度範囲と熱伝達媒体の温度範囲とを使用して、液化ガスの測定温度により熱伝達媒体の目標温度を算出することができる。このとき、各温度範囲は、既設定されている値にありうる。一例として、需要先２０の液化ガスの要求温度に対する温度範囲が４０℃〜６０℃（２０℃間隔）であり、熱伝達媒体の温度範囲が４５℃ないし８５℃（４０℃間隔）である場合には、液化ガスの測定温度が４３℃のとき、範囲比例換算（温度範囲の最低温度より３℃高く、熱伝達媒体の温度範囲に反映時に最低温度より６℃高く適用）により、熱伝達媒体の温度は５１℃に対応することができる。したがって、目標温度算出器９１は、温度範囲を考慮した比例換算によって熱伝達媒体の目標温度を算出することもできる。

コントローラ９０は、目標温度算出器９１によって算出された熱伝達媒体の目標温度に基づいて、媒体ポンプ６２の駆動を制御して媒体ポンプ６２から媒体ヒーター６３に供給される熱伝達媒体の流量を制御することができ、または分岐ライン６５上に設けられる迂回調節弁６５１によって分岐ライン６５に流入される熱伝達媒体の流量を調節することができる。

具体的に、目標温度が現在の熱伝達媒体の温度よりも高い場合、コントローラ９０は、媒体ポンプ６２のＲＰＭなどを上げて媒体ヒーター６３に多くの流量が供給されるようにするか、分岐ライン６５に迂回する熱伝達媒体の流量を減少させて、熱交換器５０から熱伝達媒体が液化ガスに供給できる熱量を上昇させることができる。もちろん、目標温度が現在の熱伝達媒体の温度よりも低い場合は、前述した説明と反対の制御を行うことができる。このとき、媒体ポンプ６２を制御する場合には、目標温度算出器９１によって算出された目標温度及び媒体流量センサー６７１により感知された熱伝達媒体の流量、液化ガスの流量（別の液化ガス流量センサー（図示せず）によって感知されうる。）がともに考慮されて熱伝達媒体の目標熱量が算出され、目標熱量に応じて媒体ポンプ６２が制御されることもある。これは、媒体ヒーター６３で熱源により加熱された熱伝達媒体の温度が流量とは無関係に一定の場合に備えるためである。

すなわち、熱伝達媒体は、媒体ヒーター６３によって目標温度に到達して熱交換器５０に流入されても、液化ガスは、需要先２０の液化ガスの要求温度に達していないことがある。これは、熱伝達媒体の流量が不足するからである。したがって、目標温度算出器９１は、液化ガスの流量、熱伝達媒体の流量を勘案し、熱伝達媒体の目標熱量を算出することができ、媒体ポンプ６２は、熱伝達媒体の目標熱量をもとに駆動が制御されうる。

それだけでなく、コントローラ９０は、熱源供給ライン６６に備えられる熱源供給弁６６１の開度調節によって媒体ヒーター６３が熱伝達媒体に供給する熱源の量を制御し、熱伝達媒体加熱温度を可変させることができる。すなわち、コントローラ９０は、目標温度が現在の熱伝達媒体の温度より高ければ熱源の供給量が増えるようにし、逆の場合熱源の供給量が減少するように熱源供給弁６６１の開度を調節することができる。

また、コントローラ９０は、媒体ポンプ６２から媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の少なくとも一部を媒体タンク６１または媒体ポンプ６２に戻して媒体ヒーター６３の流入量を可変することができる。本実施例のコントローラ９０は、前記内容に限定されず、媒体ヒーター６３に供給される熱伝達媒体の流量を可変することができればどのような制御も可能である。

このように本実施例では、液化ガスの測定温度を利用して熱伝達媒体の目標温度を算出し、算出された熱伝達媒体の目標温度を利用して熱伝達媒体の流れを制御することで、効率的に液化ガスが需要先２０の液化ガスの要求温度に加熱されるようにすることができる。

本発明の第２実施例では、コントローラ９０は、熱伝達媒体が凝固（熱伝達媒体に含まれた物質の凝固も含む）を防止するための凝固防止基準値を設定し、媒体状態感知センサー８０による熱伝達媒体の状態値と凝固防止基準値をもとに、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量または媒体ヒーター６３が熱伝達媒体に供給する熱量を可変する。

熱伝達媒体は、前述したように、グリコールウォーターでありえるし、水が含まれている場合もある。熱伝達媒体が熱交換器５０で液化ガスによって冷却される過程で、一定の温度以下に過冷却されると、熱伝達媒体に含まれた水が凍ることにより熱伝達媒体の使用ができない場合がある。したがって、コントローラ９０は、熱伝達媒体に含まれた水が凍ることを防止するための凝固防止基準値をあらかじめ設定しておくことができる。凝固防止基準値は、一例として３０℃でもあるが、これに限定されるものではなく、熱伝達媒体または液化ガスの圧力や流量などによって可変されうる。

コントローラ９０は、熱伝達媒体の状態値が凝固防止基準値以上になるように熱伝達媒体の流量を可変することができる。この時、熱伝達媒体の状態値とは、第２媒体状態感知センサー８２による状態値、すなわち、熱交換器５０で冷却された熱伝達媒体の温度を意味する。

コントローラ９０は、熱交換器５０で冷却される熱伝達媒体の温度が、凝固防止基準値以上の温度になるようにすることで、熱伝達媒体に含まれた水が凍ってしまうアイシング現象を未然に防止することができる。このため、コントローラ９０は、分岐ライン６５に設けられる迂回調節弁６５１を制御したり、媒体ポンプ６２の駆動を制御したり、または熱源供給弁６６１を制御することにより、熱伝達媒体が、媒体ヒーター６３に供給される流量または熱伝達媒体に供給される熱量を可変させて熱伝達媒体の状態値が凝固防止基準値以上を維持させることができる。

具体的に、コントローラ９０は、熱伝達媒体の温度が凝固防止基準値よりも低い場合、迂回調節弁６５１の開度を下げるか（媒体ヒーター６３を迂回した熱伝達媒体と媒体ヒーター６３で加熱された熱伝達媒体が合流したときに十分な温度を持つようにしてアイシング現象を防止）、媒体ポンプ６２のＲＰＭを上げるか（媒体ヒーター６３から十分な熱源が供給されることを仮定すると、熱伝達媒体が供給を受けられる総熱量を高めてアイシング現象を防止）、熱源供給弁６６１の開度を高めて熱伝達媒体の温度または熱量を上昇させることができる。したがって、本実施例では、熱交換器５０で熱伝達媒体が液化ガスによって冷却されても、アイシング現象が発生しないように熱伝達媒体の温度または熱量を十分に高めることで、熱伝達媒体の円滑な循環が可能である。

ただし、熱交換器５０に流入された熱伝達媒体が予期せぬ要因により熱交換器５０から媒体循環ライン６４に沿って排出されない場合、熱交換器５０に継続的に流入された液化ガスにによって熱伝達媒体が冷却され、アイシング現象が発生しえる。したがって、本実施例では、熱伝達媒体の循環が円滑でない時に熱交換器５０に流入された熱伝達媒体にアイシング現象が発生し、アイシング現象が発生された熱伝達媒体により熱交換器５０が破損したり、システムが停止することを防止するために、媒体放出ライン９３をさらに含むことができる。

媒体放出ライン９３は、熱交換器５０に連結されて熱交換器５０に流入された熱伝達媒体を外部に排出させる。前述したコントローラ９０の制御によって、正常な媒体循環が行われる場合には、熱交換器５０で熱伝達媒体のアイシング現象が発生しない。しかしながら、媒体循環に問題が発生して熱交換器５０で熱伝達媒体が抜けて行かずに残留している場合には、継続的に熱交換器５０に供給される液化ガスの冷熱により熱伝達媒体にアイシング現象が発生しえる。したがって、本実施例では、熱交換器５０の一側に媒体放出ライン９３を備え、媒体循環に問題が発生したことが感知されると熱交換器５０に残留している熱伝達媒体を外部に放出させることができる。

このとき、媒体放出ライン９３上には、媒体放出弁９４を設けることができる。媒体放出弁９４は、媒体放出ライン９３上に設けられ、媒体状態感知センサー８０（特に第２媒体状態感知センサー８２）による熱伝達媒体の状態値と凝固防止基準値とをもとに、開度が調節されうる。

第２媒体状態感知センサー８２が熱交換器５０の下流または内部に設けられるので、媒体放出弁９４は、熱交換器５０で冷却された熱伝達媒体の温度と凝固防止基準値とを比較し、熱伝達媒体の温度が凝固防止基準値よりも低ければ、開度が増加して熱伝達媒体を媒体放出ライン９３に排出させることができる。もちろん、媒体放出弁９４は、熱伝達媒体の温度がアイシング現象によるシステム停止のリスクが懸念されるほど低い場合、開度が制御されることでき、これは媒体放出弁９４によって媒体放出ライン９３に沿って熱伝達媒体が放出されると、液化ガスの加熱に支障をもたらす場合があるからである。

媒体放出ライン９３は、熱交換器５０から排出された熱伝達媒体を別の媒体処理設備（図示せず）に送ることができ、この場合、別の媒体処理設備は、熱交換器５０から放出された熱伝達媒体を捨てたり、または加熱して媒体循環ライン６４に再流入させることができる。また、媒体放出ライン９３は、一端が熱交換器５０に連結され、他端が媒体タンク６１に連結され、熱交換器５０に流入された熱伝達媒体を媒体タンク６１に回収することができる。これにより、熱伝達媒体は、媒体タンク６１、媒体ポンプ６２、媒体ヒーター６３にしたがって再循環されて使用されることができる。

また、媒体放出ライン９３は、一端が熱交換器５０に連結され、他端が媒体ポンプ６２の内部または媒体ポンプ６２の上流に連結され、熱交換器５０に流入された熱伝達媒体を媒体ポンプ６２に供給することができる。これも前述したように熱伝達媒体の再利用が可能である。ただし、媒体放出ライン９３に沿って排出される熱伝達媒体は、アイシング現象の危険性が高いほど低温でありえるので、媒体放出ライン９３には補助ヒーター（図示せず）を備えて熱伝達媒体を加熱した後、媒体タンク６１または媒体ポンプ６２に供給することにより、熱伝達媒体が円滑に使用されるようにすることができる。

媒体放出ライン９３には、媒体臨時貯蔵タンク９５を設けることができる。媒体臨時貯蔵タンク９５は、熱交換器５０から放出された低温の熱伝達媒体を一時的に貯蔵し、外部の熱源（大気など）によって加熱した後、媒体タンク６１または媒体ポンプ６２に供給することができる。

媒体放出ライン９３は、熱交換器５０から排出された熱伝達媒体が媒体臨時貯蔵タンク９５を経由して媒体タンク６１または媒体ポンプ６２に供給されるようにするか、または熱交換器５０から排出された熱伝達媒体が媒体臨時貯蔵タンク９５を迂回して媒体タンク６１または媒体ポンプ６２に供給されるようにすることができる。

このため、媒体放出ライン９３は、媒体臨時貯蔵タンク９５の上流で分岐して媒体臨時貯蔵タンク９５または媒体タンク６１や媒体ポンプ６２に連結され、媒体臨時貯蔵タンク９５の経由または迂回は、媒体放出ライン９３に設けられる一時貯蔵弁（図示せず）によって制御することができる。この時、臨時貯蔵弁は、媒体臨時貯蔵タンク９５の上流における媒体放出ライン９３の分岐点に設けることができる。

媒体放出ライン９３に沿って熱伝達媒体が排出されると、媒体タンク６１の水位は下がった状態に維持されることができる。したがって、媒体ポンプ６２には、媒体臨時貯蔵タンク９５に貯蔵された熱伝達媒体が優先的に供給されることができる。または、媒体タンク６１と媒体臨時貯蔵タンク９５に貯蔵された熱伝達媒体は、同時に媒体ポンプ６２に流入されるか、または個別に媒体ポンプ６２に流入されることができる。

このように本実施例では、熱交換器５０で冷却される熱伝達媒体のアイシング現象が発生しないように熱伝達媒体の媒体ヒーター６３の流入量または媒体ヒーター６３から熱伝達媒体に供給される熱量を可変することができ、媒体循環に異常が発生すると、熱交換器５０の内部に残留した熱伝達媒体を媒体放出ライン９３に排出することで、アイシング現象による熱交換器５０の破損やシステムの停止などの問題が発生することを未然に防止することができる。

本発明の第３実施例では、コントローラ９０は、熱伝達媒体が気化（熱伝達媒体に含まれた物質の気化も含む）されることを防止するための気化防止基準値を設定し、媒体状態感知センサー８０による熱伝達媒体の状態値と気化防止基準値をもとに、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量または媒体ヒーター６３が熱伝達媒体に供給する熱量を可変する。

熱伝達媒体は、第２実施例で述べたように、グリコールウォーターでありえるし、水が含まれていることもある。したがって、熱伝達媒体が媒体ヒーター６３で過熱されると、熱伝達媒体に含まれた水が蒸発して抜けていくことで、熱伝達媒体使用が不可能になることがありえる。したがって、コントローラ９０は、熱伝達媒体の状態値の温度が気化防止基準値に設定される温度以下になるようにすることができる。この時、気化防止基準値は、熱伝達媒体に含まれた水が気化されることを防止するための温度として９５℃になりうるが、この数値は可変可能である。

この時、媒体状態感知センサー８０は、第１媒体状態感知センサー８１を意味し、熱伝達媒体の状態値は、媒体ヒーター６３で加熱された熱伝達媒体の温度を意味する。媒体ヒーター６３から熱伝達媒体に供給される熱源により熱伝達媒体の温度が異なる場合があるが、熱伝達媒体の流量が減少することによって媒体ヒーター６３に供給された熱源により熱伝達媒体が単位流量ごとに相対的に多くの熱量を供給してもらう場合には、熱伝達媒体の温度が上昇して水が分離されるクラッキング現象が発生しえる。

これを防止するために、コントローラ９０は、媒体ヒーター６３から排出される熱伝達媒体の温度が、気化防止基準値に設定された温度よりも低い温度になるように、迂回調節弁６５１を制御したり、媒体ポンプ６２の駆動を制御したり、または熱源供給弁６６１の開度を制御することができる。

具体的に、熱伝達媒体の温度が気化防止基準値以上である場合には、コントローラ９０は、迂回調節弁６５１の開度を上げるか（媒体ヒーター６３を迂回した熱伝達媒体と媒体ヒーター６３を通過した熱伝達媒体の合流流れでのクラッキング現象を防止）、媒体ポンプ６２のＲＰＭを上げるか（媒体ヒーター６３から供給される熱量が一定である場合、媒体ヒーター６３の供給熱量により熱伝達媒体が単位流量ごとに相対的に少ない熱量の供給を受けるようにしてクラッキング現象を防止）、熱源供給弁６６１の開度を下げることによって、媒体ヒーター６３から排出されて熱交換器５０に移動する熱伝達媒体の温度を降下させてクラッキング現象の発生を防止することができる。

また、本実施例では、状分離器９２をさらに含むことができる。状分離器９２は、媒体循環ライン６４上で媒体ヒーター６３の下流に設けられ、熱伝達媒体が気化（または熱伝達媒体に含まれる物質が気化された）ことを感知し、気化された熱伝達媒体（または熱伝達媒体に含まれている物質）を外部に放出し、残りを媒体循環ライン６４を介して熱交換器５０に流入させる。

状分離器９２は、気液分離器でありえるし、クラッキング現象が起きた熱伝達媒体に対し、蒸発した気体を分離して液体状態の熱伝達媒体を熱交換器５０に供給することができる。状分離器９２は、媒体ヒーター６３の下流で分岐ライン６５が媒体循環ライン６４に連結される地点の下流に設けることができる。すなわち、前述したコントローラ９０の制御は、クラッキングの防止のためのものであり、状分離器９２は、クラッキングが起きた場合に備えるためのものである。このとき、状分離器９２から排出された物質は蒸気でありえるので、別の浄化なしに大気中へ排出されうる。

このように本実施例では、コントローラ９０が、媒体ヒーター６３で加熱された熱伝達媒体の温度を気化防止基準値よりも低く維持することにより、熱伝達媒体のクラッキングを防ぐことができ、クラッキングが発生されても状分離器９２によって気体状態の物質を除去し、円滑な液化ガスの加熱を具現することができる。

本発明の第４実施例では、コントローラ９０は、液化ガスの測定温度が需要先２０の要求温度以上になるようにするが、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量を減少（最小化）させる。液化ガスの測定温度は、液化ガス温度センサー７０により測定される値であり、熱交換器５０で加熱された液化ガスの温度を意味する。
コントローラ９０は、液化ガスが需要先２０の要求温度を満たすようにしたカテゴリ内で、熱伝達媒体の循環流量を減少させ、媒体ポンプ６２の効率を向上させることができる。

媒体循環ライン６４に沿って循環する熱伝達媒体の流量が多いほど、媒体循環ライン６４に設けられる媒体ポンプ６２などの効率が低下されうる。したがって、コントローラ９０は、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量を以前と対比して減少させることができるが、ただ、熱伝達媒体の流量減少により液化ガスの加熱温度が必要以上に低下することを防止するために、液化ガスの測定温度は、需要先２０の要求温度を満たすようにすることができる。

コントローラ９０は、媒体ポンプ６２の駆動を制御し、媒体ポンプ６２から媒体ヒーター６３に供給される熱伝達媒体の流量を制御することができ、具体的には、媒体ポンプ６２のＲＰＭを制御することができる。また、コントローラ９０は、媒体循環ライン６４上で媒体ポンプ６２の下流に設けられる流量調節弁６７の開度を調節して熱伝達媒体の流量を制御することができる。このようなコントローラ９０は、液化ガスの測定温度に基づいて熱伝達媒体の流量を減少させることができ、または媒体状態感知センサー８０により感知された熱交換器５０の前後端での熱伝達媒体の温度差が既設定値以上になるようにしつつ、熱伝達媒体の流量を減らすことができる。

熱交換器５０の前後端での熱伝達媒体の温度差は、第１媒体状態感知センサー８１による測定温度と、第２媒体状態感知センサー８２による測定温度との温度差を意味し、液化ガスに供給する熱量を意味する。すなわち、熱交換器５０の前後端での温度差が大きい場合、液化ガスは、大量の熱の供給を受けたことを意味する。したがって、コントローラ９０は、熱伝達媒体の温度差が液化ガスを需要先２０の液化ガスの要求温度まで十分に加熱させられる既設定値以上になるようにするとともに、熱伝達媒体の流量を減少させることができる。

この時、熱交換器５０の前後端での熱伝達媒体の温度差と対比するための既設定値は、液化ガスの流量にとって異なる場合があるので、コントローラ９０は、熱伝達媒体の温度差のほか、熱伝達媒体の流量をともに考慮することができる。熱伝達媒体の流量は、前述した媒体流量センサー６７１によって把握することができる。

このように本実施例では、熱伝達媒体の流量、熱交換器５０の前後端での温度差などを考慮し、液化ガスが需要先２０の液化ガスの要求温度に加熱されるようにするが、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量を減少させ、媒体ポンプ６２の効率を向上させることができる。

以下では、本発明の第１〜第４実施例による液化ガス処理方法について、図３〜図１０を参照して詳細に説明する。本発明の第１〜第４実施例による液化ガス処理方法は、前述した第１〜第４実施例による液化ガス処理システム２によって具現することができる。

図３は、本発明の第１実施例による液化ガス処理方法のフローチャートである。図３に示したように、本発明の第１実施例による液化ガス処理方法は、需要先２０に供給される液化ガスの温度を測定する段階Ｓ１１０と、液化ガスの測定温度に基づいて熱伝達媒体の目標温度を算出する段階Ｓ１２０と、熱伝達媒体の目標温度に応じて媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量または媒体ヒーター６３が熱伝達媒体に供給する熱量を可変する段階Ｓ１３０と、を含む。

段階Ｓ１１０では、需要先２０に供給される液化ガスの温度を測定する。液化ガスの温度は、液化ガス温度センサー７０により測定することができ、このとき、測定された液化ガスの温度は、熱交換器５０と需要先２０との間の液化ガスの温度であり、熱交換器５０で加熱された液化ガスの温度でありえる。段階Ｓ１１０で測定された液化ガスの温度が需要先２０の液化ガスの要求温度に適していない場合、コントローラ９０は、媒体ヒーター６３に供給されるべき熱伝達媒体の流量または媒体ヒーター６３から熱伝達媒体に供給される流量を制御することができる。

段階Ｓ１２０では、液化ガスの測定温度に基づいて熱伝達媒体の目標温度を算出する。熱伝達媒体の目標温度は、液化ガスの測定温度と需要先２０の液化ガスの要求温度との偏差によりＰＩＤ制御で算出することができる。または需要先２０の液化ガスの要求温度の温度範囲と熱伝達媒体の温度範囲を利用して比例換算により熱伝達媒体の目標温度を算出することができる。このような目標温度の算出については、前の目標温度算出器９１で説明したので詳細な説明は省略する。

このように本実施例では、液化ガスの測定温度により熱伝達媒体の目標温度を算出した後、目標温度に基づいて熱伝達媒体の流れを制御するカスケード制御を具現することができる。もちろん、本実施例では、段階Ｓ１２０を省略して液化ガスの測定温度によって直接熱伝達媒体の流量などを制御することもできる。

段階Ｓ１３０では、熱伝達媒体の目標温度に応じて媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量または媒体ヒーター６３が熱伝達媒体に供給する熱量を可変する。段階Ｓ１３０で、本実施例では、液化ガスの測定温度により熱伝達媒体の目標温度を導出し、熱伝達媒体の目標温度で液化ガスの流れを制御するカスケード制御を具現することができ、または熱伝達媒体の目標温度を使用することの代わりに、液化ガスの測定温度に応じて熱伝達媒体の流れを可変する直接制御を具現することもできる。段階Ｓ１３０で、熱伝達媒体の流れが制御される具体的な内容は、以下の図４を参照して詳しく説明する。

図４は、本発明の第１実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ１３０の詳細フローチャートである。図４に示したように、本発明の第１実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ１３０は、少なくとも一部の熱伝達媒体が媒体ヒーター６３を迂回させるが、媒体ヒーター６３を迂回する熱伝達媒体の流量を制御する段階Ｓ１３１、媒体ヒーター６３に熱伝達媒体を供給する媒体ポンプ６２の駆動を制御する段階Ｓ１３２、媒体ヒーター６３に流入された熱伝達媒体に供給される熱源の量を制御する段階Ｓ１３３を含むことができる。

段階Ｓ１３１では、少なくとも一部の熱伝達媒体が媒体ヒーター６３を迂回させるが、媒体ヒーター６３を迂回する熱伝達媒体の流量を制御する。このため、本実施例は、前述の分岐ライン６５を使用することができる。

熱伝達媒体は、媒体ポンプ６２を経て媒体ヒーター６３に流入されるが、一部の熱伝達媒体は、分岐ライン６５上に設けられる迂回調節弁６５１によって分岐ライン６５を経て媒体ヒーター６３の下流へ流れ、残りの熱伝達媒体は、媒体ヒーター６３に流入されて媒体ヒーター６３で蒸気等により加熱されうる。この時、媒体ヒーター６３を迂回する熱伝達媒体の流量が多いほど、媒体ヒーター６３の下流、すなわち、熱交換器５０の上流で熱伝達媒体の温度が低くなることができ、逆に媒体ヒーター６３を迂回する熱伝達媒体の流量が少ないほど、熱交換器５０に流入される熱伝達媒体の温度は高くなることがありえる。

すなわち、段階Ｓ１３１で、コントローラ９０は、液化ガスの測定温度が需要先２０の液化ガスの要求温度よりも低ければ、需要先２０の液化ガスの要求温度を満たすために算出された熱伝達媒体の目標温度に応じて、媒体ヒーター６３を迂回する流量を減少させることができ、逆に液化ガスの測定温度が需要先２０の液化ガスの要求温度よりも高ければ、目標温度算出器９１によって算出された熱伝達媒体の目標温度により媒体ヒーター６３を迂回する流量を増加させて熱交換器５０に流入される熱伝達媒体の温度を下げることができる。

段階Ｓ１３２では、媒体ヒーター６３に熱伝達媒体を供給する媒体ポンプ６２の駆動を制御する。段階Ｓ１３１では、熱伝達媒体一部が媒体ヒーター６３を迂回するようにした反面、段階Ｓ１３２では、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流れを変化させることができる。すなわち、本実施例では、媒体ポンプ６２の速度や圧力などを制御し、媒体ポンプ６２から媒体ヒーター６３に供給される流量を可変させることができ、これにより、段階Ｓ１３１と同様に熱伝達媒体が媒体ヒーター６３によって目標温度に加熱された後、熱交換器５０に流入されるようにすることができる。

段階Ｓ１３３では、媒体ヒーター６３に流入された熱伝達媒体に供給される熱源の量を制御する。段階Ｓ１３１とＳ１３２の場合、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量を制御するのに対し、段階Ｓ１３３の場合、媒体ヒーター６３の熱源供給量を制御することができる。この時、熱源は蒸気でありえるし、熱源の量は、媒体ヒーター６３に連結された熱源供給ライン６６の開度調節によって行うことができる。熱源供給ライン６６の開度は、熱源供給ライン６６上に設けられた熱源供給弁６６１によって具現することができる。

熱源の量が可変されると、媒体ヒーター６３で加熱されて吐出された熱伝達媒体熱の量が異なる場合があり、これにより、本実施例では、熱伝達媒体が目標温度まで加熱されることによって、熱交換器５０で液化ガスを需要先２０の要求温度まで十分に加熱することができる。

このように本実施例では、液化ガスの測定温度により熱伝達媒体の目標温度を算出し、熱伝達媒体の目標温度により媒体ヒーター６３に供給される流量または媒体ヒーター６３から熱伝達媒体に供給される熱源の量を調節するカスケード制御を具現することにより、液化ガスの温度が需要先２０の液化ガスの要求温度に適合するように容易に制御することができる。

図５は、本発明の第２実施例による液化ガス処理方法のフローチャートである。図５に示したように、本発明の第２実施例による液化ガス処理方法は、熱伝達媒体が凝固するのを防止するための凝固防止基準値を設定する段階Ｓ２１０、媒体ヒーター６３と熱交換器５０とを循環する熱伝達媒体の状態を感知する段階Ｓ２２０、熱伝達媒体の状態値と凝固防止基準値をもとに、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量または媒体ヒーター６３が熱伝達媒体に供給する熱量を可変する段階Ｓ２３０を含む。

段階Ｓ２１０では、熱伝達媒体が凝固（熱伝達媒体に含まれる物質の凝固をも含む）されることを防止するための凝固防止基準値を設定する。熱伝達媒体は、グリコールウォーターでありえるし、水とエチレングリコールで構成することができる。この時、水は熱伝達媒体が極低温状態に冷却されると凍ることになり、熱伝達媒体の利用を妨害することがありえる。したがって、段階Ｓ２１０では、熱伝達媒体に含まれた水が凍るのを防止するための温度、凝固防止基準値を設定することができ、凝固防止基準値は、一例として３０℃である場合があるが、これに限定されない。

段階Ｓ２２０では、媒体ヒーター６３と熱交換器５０を循環する熱伝達媒体状態を感知する。熱伝達媒体状態は、熱伝達媒体の温度を意味し、熱伝達媒体の温度は、熱交換器５０の下流または内部で感知することができる。すなわち、熱伝達媒体状態は、熱交換器５０で液化ガスによって冷却された熱伝達媒体の温度を意味し、熱伝達媒体が過冷却されたと判断されると、段階Ｓ２３０で熱伝達媒体の温度を高めることができる。

段階Ｓ２３０では、熱伝達媒体の状態値と凝固防止基準値をもとに、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量または媒体ヒーター６３が熱伝達媒体に供給する熱量を可変する。段階Ｓ２３０は、熱伝達媒体の状態値が凝固防止基準値以上になるようにすることができ、段階Ｓ２３０については、以下の図６を参照して詳細に説明する。

図６は、本発明の第２実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ２３０の詳細フローチャートである。図６に示したように、本発明の第２実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ２３０は、少なくとも一部の熱伝達媒体が媒体ヒーター６３を迂回させるが、媒体ヒーター６３を迂回する熱伝達媒体の流量を制御する段階Ｓ２３１、媒体ヒーター６３に熱伝達媒体を供給する媒体ポンプ６２の駆動を制御する段階Ｓ２３２、媒体ヒーター６３に流入された熱伝達媒体に供給される熱源の量を制御する段階Ｓ２３３を含むことができる。

段階Ｓ２３１では、少なくとも一部の熱伝達媒体が媒体ヒーター６３を迂回させるが、媒体ヒーター６３を迂回する熱伝達媒体の流量を制御する。媒体ヒーター６３の迂回流量を調節するのは前の段階Ｓ１３１で説明したものと同一である。ただし、本実施例では、熱伝達媒体が熱交換器５０で冷却されるときに冷却された熱伝達媒体の温度を凝固防止基準値と対比させて迂回調節弁６５１の開度を変更することが異なる。すなわち、熱交換器５０から吐出された熱伝達媒体の温度が凝固防止基準値よりも低ければ、コントローラ９０は、迂回調節弁６５１の開度を下げることで、ほとんどの熱伝達媒体が媒体ヒーター６３に流入されるようにし、熱交換器５０で熱伝達媒体が冷却されてもアイシング現象が発生しないようにすることができる。

段階Ｓ２３２では、媒体ヒーター６３に熱伝達媒体を供給する媒体ポンプ６２の駆動を制御する。媒体ポンプ６２の駆動制御は、段階Ｓ１３２で説明したものと同じであり、本実施例では、熱伝達媒体のアイシングを防止するために、媒体ポンプ６２のＲＰＭなどを調節することができる。すなわち、熱交換器５０の下流で熱伝達媒体の温度が凝固防止基準値以下に感知されると、媒体ポンプ６２のＲＰＭを増加させて熱交換器５０に供給される熱伝達媒体の総熱量を増加させることができる。これにより、熱伝達媒体が液化ガスに熱を奪われても、アイシング現象が発生しないようにすることができる。

段階Ｓ２３３では、媒体ヒーター６３に流入された熱伝達媒体に供給される熱源の量を制御する。媒体ヒーター６３に供給される熱源の量は、前の段階Ｓ１３３で説明したように、熱源供給弁６６１の開度調節によって行うことができる。

熱伝達媒体の温度が凝固防止基準値以下に感知されると、熱源供給弁６６１の開度が拡大され、熱伝達媒体が媒体ヒーター６３から相対的に大量の熱源（蒸気等）の供給を受けて熱交換器５０に流入されるようにし、液化ガスと熱交換の際に冷却されても熱伝達媒体に含まれた水が凍らないようにすることができる。また、本実施例では、熱伝達媒体の状態値と凝固防止基準値をもとに、熱交換器５０に流入された熱伝達媒体を外部に放出する段階Ｓ２４０をさらに含むことができる。

段階Ｓ２４０では、熱伝達媒体が熱交換器５０でアイシングされる場合に備えるための段階である。一例として、媒体循環に問題が発生した場合、熱伝達媒体が十分な熱量を内包して熱交換器５０に流入されても、継続的に液化ガスによって冷却されることによって過冷却されることができ、熱交換器５０の性能を低下させたり、ひどい場合は、システムを停止させることがある。したがつて、段階Ｓ２４０では、熱伝達媒体の状態値である熱交換器５０の内部または下流での温度が凝固防止基準値より低ければ、アイシング現象の危険性が増加したと推定して熱交換器５０に残留している熱伝達媒体を外部に放出することができる。この時、放出された熱伝達媒体は、媒体放出ライン９３に沿って媒体タンク６１または媒体ポンプ６２に復帰されることができ、媒体臨時貯蔵タンク９５に貯蔵された後、処理されうる。

このように本実施例では、媒体ヒーター６３で加熱されて熱交換器５０に流入された熱伝達媒体が、液化ガスによって過冷却されて熱伝達媒体に含まれた水が凍ってしまうのを未然に防止することができ、媒体循環に問題が発生して熱交換器５０に残留した熱伝達媒体でアイシング現象の危険性が増加した場合、媒体放出ライン９３を介して熱伝達媒体が外部に放出されるようにするで、熱伝達媒体のアイシング現象防止及び熱交換器５０の破損防止を具現することができる。

図７は、本発明の第３実施例による液化ガス処理方法のフローチャートである。図７に示したように、本発明の第３実施例による液化ガス処理方法は、熱伝達媒体が気化されることを防止するための気化防止基準値を設定する段階Ｓ３１０、媒体ヒーター６３と熱交換器５０を循環する熱伝達媒体の状態を感知する段階Ｓ３２０、熱伝達媒体の状態値と気化防止基準値とをもとに、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量または媒体ヒーター６３が熱伝達媒体に供給する熱量を可変する段階Ｓ３３０を含む。

段階Ｓ３１０では、熱伝達媒体が気化（熱伝達媒体に含まれる物質の気化を含む）されることを防止するための気化防止基準値を設定する。熱伝達媒体は、前述の第２実施例と同様にグリコールウォーターでありえるし、グリコールウォーターの場合は水が含まれることにより、熱伝達媒体が過熱されれば水が蒸発しえる。したがって、本実施例では、媒体ヒーター６３で熱伝達媒体が過熱されることを防止するために、気化防止基準値を設定することができ、気化防止基準値は、熱伝達媒体に含まれた水が気化されることを防止するための温度でありえるし、一例として９５℃になりうるが、これに限定されない。

段階Ｓ３２０では、媒体ヒーター６３と熱交換器５０とを循環する熱伝達媒体の状態を感知する。熱伝達媒体の状態は、媒体ヒーター６３の下流から熱交換器５０へ流れる熱伝達媒体の温度でありえるし、この時、熱伝達媒体の温度は媒体ヒーター６３を迂回する熱伝達媒体が合流する前の温度であるか、または、合流後の温度でありえる。

段階Ｓ３３０では、熱伝達媒体の状態値と気化防止基準値をもとに、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量または媒体ヒーター６３が熱伝達媒体に供給する熱量を可変する。段階Ｓ３３０では、熱伝達媒体の状態値が気化防止基準値よりも低いようにすることができ、具体的な内容は、以下の図８を参照して説明する。

図８は、本発明の第３実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ３３０の詳細フローチャートである。図８に示したように、本発明の第３実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ３３０は、少なくとも一部の熱伝達媒体が媒体ヒーター６３を迂回させるが、媒体ヒーター６３を迂回する熱伝達媒体の流量を制御する段階Ｓ３３１、媒体ヒーター６３に熱伝達媒体を供給する媒体ポンプ６２の駆動を制御する段階Ｓ３３２、媒体ヒーター６３に流入された熱伝達媒体に供給される熱源の量を制御する段階Ｓ３３３を含むことができる。

段階Ｓ３３１では、少なくとも一部の熱伝達媒体が媒体ヒーター６３を迂回させるが、媒体ヒーター６３を迂回する熱伝達媒体の流量を制御する。段階Ｓ３３１で、媒体ヒーター６３の迂回流量調節については前の段階Ｓ１３１及び段階Ｓ２３１で説明したところと類似であり、ただ本実施例は、媒体ヒーター６３の下流で熱伝達媒体が過熱されることを防止するためのものであるから、熱伝達媒体の温度が気化防止基準値より高ければ、迂回調節弁６５１の開度を高めることができる。迂回調節弁６５１の開度を高めると、媒体ヒーター６３を通過した熱伝達媒体と媒体ヒーター６３を迂回した熱伝達媒体の合流の際にクラッキングのリスクを減少させることができる。

段階Ｓ３３２では、媒体ヒーター６３に熱伝達媒体を供給する媒体ポンプ６２の駆動を制御する。段階Ｓ３３２も同様に段階Ｓ１３２及び段階Ｓ２３２と類似であり、熱伝達媒体の温度が気化防止基準値よりも高いものと感知される場合、媒体ヒーター６３から一定の熱源（蒸気など）が熱伝達媒体に供給されることを仮定するとき、媒体ポンプ６２のＲＰＭを高め、熱伝達媒体が媒体ヒーター６３に供給される流量を増加させて、熱伝達媒体が蒸気によって過熱されることを防止することができる。

段階Ｓ３３３では、媒体ヒーター６３に流入された熱伝達媒体に供給される熱源の量を制御する。段階Ｓ３３３は、段階Ｓ１３３及び段階Ｓ２３３と類似であり、本実施例では、熱伝達媒体のクラッキング現象を防止するためのものなので、熱伝達媒体の温度及び気化防止基準値をもとに、必要に応じて熱伝達媒体に供給される熱源の量を下げることができる。

また、本実施例では、媒体ヒーター６３から吐出された熱伝達媒体から気化した物質（熱伝達媒体または熱伝達媒体に含まれる物質を含む）を外部に放出する段階（図示せず）をさらに含み、気化した物質を除いた残りの熱伝達媒体が熱交換器５０に流入されるようにして円滑な液化ガスの加熱が行われるようにすることもできる。

このように本実施例では、熱伝達媒体が媒体ヒーター６３で加熱されて熱交換器５０に流入されるとき、媒体ヒーター６３により熱伝達媒体が過熱されることを遮断し、熱伝達媒体のクラッキング現象を未然に防止することができる。

図９は、本発明の第４実施例による液化ガス処理方法のフローチャートである。図９に示したように、本発明の第４実施例による液化ガス処理方法は、需要先２０に供給される液化ガスの温度を測定する段階Ｓ４１０、媒体ヒーター６３と熱交換器５０とを循環する熱伝達媒体の状態を感知する段階Ｓ４２０、液化ガスの測定温度が需要先２０の要求温度以上になるようにするが、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量を減少させる段階Ｓ４３０を含む。

段階Ｓ４１０では、需要先２０に供給される液化ガスの温度を測定する。液化ガスの温度は、液化ガス温度センサー７０により測定され、液化ガス温度センサー７０が熱交換器５０と需要先２０との間に設けられる場合、液化ガスの測定温度は、熱交換器５０で熱伝達媒体によって加熱された後の温度でありえる。

段階Ｓ４２０では、媒体ヒーター６３と熱交換器５０とを循環する熱伝達媒体の状態を感知する。段階Ｓ４２０では、熱交換器５０の前後端での熱伝達媒体の温度差を感知することができる。温度差は、第１媒体状態感知センサー８１と第２媒体状態感知センサー８２によりそれぞれ感知された温度の差を意味し、媒体循環ライン６４で第１媒体状態感知センサー８１が熱交換器５０の上流に設けられ、第２媒体状態感知センサー８２が熱交換器５０の下流に設けられるので、温度差は、第１媒体状態感知センサー８１の温度から第２媒体状態感知センサー８２の温度を差し引いた値でありえる。

熱伝達媒体の温度差は、熱交換器５０から液化ガスに供給する熱量を意味する。このとき、熱量を明確に把握するための段階Ｓ４２０では、熱伝達媒体の流量をともに考慮することができ、熱伝達媒体の流量は、媒体流量センサー６７１により測定されることができる。

熱伝達媒体の温度差と流量が獲得されると、熱交換器５０から液化ガスに供給された熱量を算出することができる。したがって、本実施例は、前の段階Ｓ４１０で測定された液化ガスの測定温度と需要先２０との液化ガスの要求温度を比較により、熱伝達媒体の温度差が一定値以上にならなければならないということを把握することができる。

段階Ｓ４３０では、液化ガスの測定温度が需要先２０の要求温度以上になるようにするが、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量を減少（最小化）させる。液化ガスの測定温度が需要先２０の要求温度以上になるようにするためには、熱伝達媒体の熱量が十分に確保されなければならない。したがって、段階Ｓ４３０では、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量を減らしつつ、熱交換器５０の前後端での熱伝達媒体の温度差が既設定値以上になるようにすることができる。この時、既設定値は、液化ガスの測定温度、需要先２０の要求温度、熱伝達媒体の流量などに基づいて算出することができ、算出過程は、一般的な熱量計算に基づいて行うことができる。

以下では、段階Ｓ４３０で、媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量を減少させる内容について、図１０を参照して詳細に説明する。

図１０は、本発明の第４実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ４３０の詳細フローチャートである。図１０に示したように、本発明の第４実施例による液化ガス処理方法の段階Ｓ４３０は、媒体ヒーター６３に熱伝達媒体を供給する媒体ポンプ６２の駆動を制御する段階Ｓ４３１、媒体ヒーター６３の上流に設けられる流量調節弁６７の開度を制御する段階Ｓ４３２を含むことができる。

段階Ｓ４３１では、媒体ヒーター６３に熱伝達媒体を供給する媒体ポンプ６２の駆動を制御する。段階Ｓ４３１は、前述の段階Ｓ１３２、段階Ｓ２３２、段階Ｓ３３２と類似であり、本実施例では、媒体ポンプ６２の駆動を最小化して媒体ポンプ６２の効率を高め、エネルギー使用量を低減することができる。すなわち、本実施例では、熱交換器５０の前後端での熱伝達媒体の温度差が十分に確保されるようにするが、媒体ポンプ６２の駆動を下げて熱伝達媒体の流量を減少させることができる。この時、熱伝達媒体の温度差が十分に確保されるかどうかは、各媒体状態感知センサー８０により確認することができる。

段階Ｓ４３２では、媒体ヒーター６３の上流に設けられる流量調節弁６７の開度を制御する。媒体ヒーター６３の上流には、前の液化ガス処理システム２で述べたように、流量調節弁６７を設けることができる。流量調節弁６７は、開度調節により媒体ヒーター６３に流入される熱伝達媒体の流量を可変させることができ、媒体ポンプ６２の下流に設けることができる。

流量調節弁６７は、液化ガスが需要先２０の液化ガスの要求温度に十分に加熱されることができるようにする範囲内で、開度が減少（最小化）されることができる。もちろん、流量調節弁６７によって開度が下がっても、熱交換器５０の前後端での熱伝達媒体の温度差は、既設定値以上に維持されるため、液化ガスは、十分な熱量の供給を受けることができる。もちろん、本実施例では、段階Ｓ４３１及び段階Ｓ４３２が別に作動することに加えて、同時に駆動されて媒体ポンプ６２のＲＰＭを調節しながら、流量調節弁６７の開度を調節することができる。

このように本実施例では、液化ガスが熱交換器５０で需要先２０の液化ガスの要求温度を満たすことができるように加熱されるが、媒体循環ライン６４に沿って熱交換器５０、媒体ポンプ６２などを通過する熱伝達媒体の流量を減少させることにより、媒体ポンプ６２の効率を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施例について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能なのはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

１ 従来の液化ガス処理システム、
２ 本発明の液化ガス処理システム、
１０ 液化ガス貯蔵タンク、
２０ 需要先、
２１ 液化ガス供給ライン、
３０ ポンプ、
３１ ブーストポンプ、
３２ 高圧ポンプ、
４０ 電気ヒーター、
５０ 熱交換器、
６０ 媒体供給装置、
６１ 媒体タンク、
６２ 媒体ポンプ、
６３ 媒体ヒーター、
６４ 媒体循環ライン、
６５ 分岐ライン、
６５１ 迂回調節弁、
６６ 熱源供給ライン、
６７ 流量調節弁、
６７１ 媒体流量センサー、
６６１ 熱源供給弁、
７０ 液化ガス温度センサー、
８０ 媒体状態感知センサー、
８１ 第１媒体状態感知センサー、
８２ 第２媒体状態感知センサー、
９０ コントローラ、
９１ 目標温度算出器、
９２ 状分離器、
９３ 媒体放出ライン、
９４ 媒体放出弁、
９５ 媒体臨時貯蔵タンク

Claims (13)

1. 液化ガス貯蔵タンクから需要先まで連結された液化ガス供給ラインと、
   前記需要先と前記液化ガス貯蔵タンクとの間の前記液化ガス供給ライン上に設けられ、前記液化ガス貯蔵タンクから供給される液化ガスを熱伝達媒体と熱交換させる熱交換器と、
   前記熱伝達媒体を加熱する媒体ヒーターと、
   前記媒体ヒーターから前記熱交換器まで連結された媒体循環ラインと、
   前記液化ガス供給ライン上に設けられ、液化ガスの温度を測定する液化ガス温度センサーと、
   前記液化ガスの測定温度に基づいて、前記媒体ヒーターに流入される前記熱伝達媒体の流量または前記媒体ヒーターが前記熱伝達媒体に供給する熱量を可変するコントローラと、
   を含み、
   前記コントローラは、前記液化ガスの測定温度を前記需要先の液化ガスの要求温度に収束させるための前記熱伝達媒体の目標温度を算出する目標温度算出器を含み、
   前記目標温度算出器は、前記需要先の液化ガスの要求温度と前記液化ガスの測定温度間の偏差を用いたＰＩＤ制御によって前記熱伝達媒体の目標温度を算出し、
   前記コントローラは、カスケード制御を実行し、前記カスケード制御は、前記熱伝達媒体の前記目標温度に基いて、前記媒体ヒーターに流入される前記熱伝達媒体の流量または前記媒体ヒーターが前記熱伝達媒体に供給する熱量を可変し、前記熱伝達媒体の前記温度は、前記熱伝達媒体の前記目標温度に収束することを特徴とする液化ガス処理システム。
2. 前記目標温度算出器は、一定の時間間隔またはリアルタイムで前記液化ガスの測定温度を用いて前記熱伝達媒体の目標温度を算出することを特徴とする請求項１に記載の液化ガス処理システム。
3. 前記液化ガス温度センサーは、前記液化ガス供給ライン上で前記熱交換器と前記需要先との間に設けることを特徴とする請求項１または２に記載の液化ガス処理システム。
4. 少なくとも一部の熱伝達媒体が前記媒体循環ラインから分岐されて前記媒体ヒーターを迂回できるようにする分岐ラインをさらに含み、
   前記コントローラは、前記分岐ライン上に設けられる迂回調節弁を介して前記分岐ラインに流入される前記熱伝達媒体の流量を調節することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液化ガス処理システム。
5. 前記熱伝達媒体を貯蔵する媒体タンクと、
   前記媒体タンクに貯蔵された前記熱伝達媒体を前記媒体ヒーターに供給する媒体ポンプとをさらに含み、
   前記コントローラは、前記媒体ポンプの駆動を制御して前記媒体ポンプから前記媒体ヒーターに供給される前記熱伝達媒体の流量を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液化ガス処理システム。
6. 前記媒体ヒーターに熱源を供給する熱源供給ラインと、
   前記熱源供給ライン上に設けられ、前記熱源供給ラインの開度を調節する熱源供給弁とをさらに含むが、
   前記コントローラは、前記熱源供給弁の開度を制御して前記媒体ヒーターが熱伝達媒体に供給する熱源の量を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液化ガス処理システム。
7. 前記液化ガス供給ライン上に設けられ、前記液化ガス貯蔵タンクから排出された液化ガスを加圧するポンプをさらに含み、
   前記熱交換器は、前記ポンプから供給される液化ガスを熱伝達媒体と熱交換させることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液化ガス処理システム。
8. 前記熱伝達媒体は、グリコールウォーターであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液化ガス処理システム。
9. 液化ガス処理システムを駆動する方法と関連する液化ガス処理方法であって、液化ガスを熱交換器において熱伝達媒体で加熱して需要先に供給し、媒体ヒーターが前記熱伝達媒体を加熱して前記熱交換器に供給し、前記処理方法は、
   前記需要先に供給される液化ガスの温度を測定する段階と、
   前記液化ガスの測定温度を前記需要先の液化ガスの要求温度に収束させるための前記熱伝達媒体の目標温度を算出する段階と、
   を含み、
   前記熱伝達媒体の目標温度を算出する段階は、前記需要先の液化ガスの要求温度と、前記液化ガスの測定温度との偏差を用いたＰＩＤ制御によって前記熱伝達媒体の目標温度を算出し、前記熱伝達媒体の前記目標温度に基いて、前記媒体ヒーターに流入される前記熱伝達媒体の流量または前記媒体ヒーターが前記熱伝達媒体に供給する熱量を可変することを含む、カスケード制御を実行し、前記熱伝達媒体の前記温度は、前記熱伝達媒体の前記目標温度に収束することを特徴とする液化ガス処理方法。
10. 前記液化ガスの温度を測定する段階は、前記熱交換器と前記需要先との間の液化ガスの温度を測定することを特徴とする請求項９に記載の液化ガス処理方法。
11. 前記熱伝達媒体の流量を可変する段階は、少なくとも一部の熱伝達媒体が前記媒体ヒーターを迂回させるが、前記媒体ヒーターを迂回する熱伝達媒体の流量を制御する段階を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の液化ガス処理方法。
12. 前記熱伝達媒体の流量を可変する段階は、前記媒体ヒーターに前記熱伝達媒体を供給する媒体ポンプの駆動を制御する段階を含むことを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の液化ガス処理方法。
13. 前記熱伝達媒体に供給する熱量を可変する段階は、前記媒体ヒーターに流入された熱伝達媒体に供給される熱源の量を制御する段階を含むことを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の液化ガス処理方法。

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