JP6800471B2 - 再ガス化装置 - Google Patents

Description

本発明は、エネルギー源として湿り周囲空気を用いるとともに熱交換手段として中間流体を用いる低温淡水と低温乾燥空気を同時発生させる液化天然ガスのための再ガス化装置に関する。

液化天然ガス（ＬＮＧ）のための再ガス化システムは、主として、次の３つのエネルギー源を用いる。
１−ＣＯ₂の放出をもたらす化石燃料の燃焼。
２−必要な施設の大規模な問題および氷生成問題を生じさせる周囲空気。
３−低温表面との直接的接触に起因した腐食、氷形成、海洋生物の直接的な死滅ならびに潜熱を取り出した化学薬品が添加されている水を海洋環境に戻すことによって生じる海洋生物寿命に対する衝撃の問題を生じさせる海水。海水は、主として、開放ラック式気化器（ＯＲＶ）と呼ばれる装置内で用いられ、このＯＲＶ内において、海水は、ＬＮＧ蒸発管に直接注ぎ掛けられる。通常高さ約６メートルでありそして海水から連続水シャワーが当てられるバッテリ内に配置されるＬＮＧ蒸発管のモジュールフォーマットで達成されるのは、安価な操業およびコンパクトなサイズが得られるようにするために広範に用いられているシステムである。

低温表面との接触による氷生成、腐食および海洋生物の死滅の問題を回避するため、熱が中間流体を通過するＬＮＧに達する間接的熱源として周囲空気および海水を用いるＬＮＧ再ガス化システムが開発された。

これらシステムは、
−水−グリコールまたは他の中間流体（以下「ＩＦＶグリコール」）の中間流体気化器を含む。技術の現状の良好な理解のため、図７は、外部エネルギー源２４、例えば、空気熱、海水熱、または残留エネルギー源が中間液体、例えば水−グリコール（ＧＬ）が流れ込む熱交換管２２の壁を加熱するために用いられるこれら装置の構成を記載している。この加熱された中間流体は、少なくとも１本のＬＮＧ蒸発管２３を備えた熱交換器内に提供され、かかるＬＮＧ蒸発管のうちをＬＮＧが再ガス化のために流れ、ＬＮＧ蒸発管２３は、ある量の中間液体ＧＬ内に沈められている。

これらシステムが熱源として海水を用いる場合、中間流体を含むことにより、低温管との接触による海洋生物死滅の問題は解決されるが、再ガス化エネルギーと均等な量の海水エネルギーの抽出によって引き起こされるものとしてすでに明らかになっている環境上の問題が回避されない。

これらシステムが周囲空気をエネルギー源として用いる場合、氷形成が避けられるが、これらシステムでは、大規模な施設を必要とするという問題が引き続き存在する。

熱交換管２２およびＬＮＧ蒸発管２３の壁の熱膨張率は、システムの熱膨張率を制限し、それゆえ、その性能を制限し、しかも設備のサイズおよびコストに悪影響を及ぼす。

炭化水素の中間流体気化器（以下、“ＨＣ−ＩＦＶ”）は、海水の顕熱を用いるとともにＯＲＶによって引き起こされる腐食、スケール生成および海洋生物死滅の問題を回避するために中間流体を用いるシステムである。中間流体および最高３つのシェルおよび多管式回路の使用により、低温管との接触による氷生成の問題、管状に生成するスケールの問題、海洋生物死滅の問題の解決は可能であるが、依然として、ＬＮＧ再発ガス化プロセスにより必要とされるエネルギーと同等の顕熱の量を抽出する海水の海洋環境への戻りに起因して海洋環境に悪影響を及ぼすという問題が存在する。

技術の現状の説明を容易にするため、ＨＣ−ＩＦＣ装置を３つまでの作用効果区分に区画化することができるが、ＨＣ−ＩＦＶの構成部品および必要不可欠な熱的回路が図６に概略的に記載され、そして図６は、密封容器を示しており、この密封容器内に、少なくとも１本の中間流体蒸発管１７が設けられ、かかる中間流体蒸発管内において、海水がエネルギーをこの装置に供給するよう流れ、この中間流体蒸発管１７は、中間流体１８のある量の液相中に沈められており、この中間流体は、通常、中間流体蒸発管１７の壁を通って海水のエネルギーを捕捉し、中間流体蒸発管１７の外面からの泡立ち１６によって蒸発する炭化水素、例えばブタンまたはプロパンである。泡立ち１６によって蒸発する中間流体の気相は、中間流体１８のある量の液相の表面まで上り、そして、この気相は、密封容器の上方容積部内で気相１９の状態に分布される。密封容器と交差して、少なくとも１本のＬＮＧ蒸発管２０が設けられ、かかるＬＮＧ蒸発管内にＬＮＧが再ガス化のために流れる。ＬＮＧ蒸発管２０の外面上において、中間流体の気相が凝縮し、中間流体は、滴下してその液相２１になる。ＬＮＧ蒸発管２０の外面上における中間流体の凝縮の際に生じる潜熱は、かかるＬＮＧ蒸発管の壁を通り、そしてＬＮＧ蒸発管２０内において、この潜熱は、天然ガス（ＮＧ）相変化のための潜熱およびその温度の上昇のための顕熱に変換される。

ＨＣ−ＩＦＶ装置は、中間流体蒸発管１７およびＬＮＧ蒸発管２０の表面の各々の熱膨張率の制限、熱源の熱的密度および中間流体の蒸発潜熱によって条件付けられた熱膨張率を有する。

これら熱的条件により、ＨＣ−ＩＦＶ装置は、大きな寸法形状のものとなり、極めて堅牢な構成部品を必要とし、しかも低エネルギー密度源、例えば湿り周囲空気の使用を可能にはしない。

再ガス化装置のサイズ、占有陸上面積、熱交換壁の投資およびこれらのメンテナンスの費用を減少させるためには、熱交換表面の各種面の熱膨張率を増大させてシステムの全体的な熱膨張率を向上させることが必要である。

同様に、環境に対する衝撃を軽減するためには、化石燃料の燃焼からのエネルギーの使用を減少させ、海水からの熱の抽出を減少させるとともに環境中への化学的洗浄製品の漏れを減少させることが必要である。

本発明は、特許請求の範囲に記載された淡水と低温空気（冷風）の同時発生を可能にする液化天然ガス（ＬＮＧ）のための再ガス化装置によって上述の欠点のうちの１つまたは２つ以上を解決しようとするものである。

ＬＮＧ再ガス化装置の熱膨張率の向上、すなわち、単位熱交換面積あたりに伝達されるエネルギーは、投資コストを減少させ、装置の効率を向上させ、とりわけ、使用が低熱膨張率を有する施設においては非実用的である低熱エネルギー密度源の使用を可能にする決め手である。

ＬＮＧ再ガス化装置の熱膨張率の向上に伴って、熱を交換する管の面の熱膨張率の向上が得られる。熱交換管の面の熱膨張率をこの面上における高い相変化潜熱を有する流体の凝縮または蒸発が単なる顕熱の交換に代えて起こる場合には向上させることができる。蒸発または凝縮が熱交換管の面上で起こる場合、熱膨張率をこの凝縮が少なくとも部分的に毛管凝縮現象下で引き起こされる場合または蒸発が少なくとも部分的に毛管現象中に、すなわち、液体メニスカスの表面上で起こる液体−蒸気インターフェースの曲率から引き起こされる場合に向上させることができる。

説明を大幅に分かりやすくするために、本発明のＬＮＧ再ガス化装置の目的を現行のＨＣ−ＩＦＶの熱回路の構成部品との比較後に説明するのが良く、かかる説明は、これら構成部品の各々の熱効率およびその結果としての全体的な熱膨張率の向上を可能にする改良策に係る。

先ず最初に、中間流体蒸発管の内面は、少なくとも部分的に、管の内面上の流体の気相の毛管現象による凝縮を可能にする微小スロット、微小溝、焼結構造または他の毛管構造で覆われている。この技術進歩により、ＬＮＧ再ガス化装置は、エネルギー源として湿り空気を用いることができる。したがって、空気中に含まれている水蒸気は、少なくとも部分的に、毛管凝縮現象下において、中間流体蒸発管の内面上で凝縮してその潜熱ならびに空気および水の顕熱の一部を捨て、この全てのエネルギーは、中間流体蒸発管の壁を通って中間流体蒸発管の外面上の中間流体の相変化のための潜熱に変換される。熱的特性を制限する中間流体蒸発管の内面上の凝縮水の堆積を阻止するため、少なくとも１つの排出ラインが追加され、かかる排出ラインは、凝縮水を巧妙に導いてこれを排出する。

第２に、本発明者は、ＬＮＧ蒸発管の外面上の毛管現象による凝縮の利点を導入する。この目的のためには、毛管特性が欠けているので炭化水素、例えばプロパンまたはブタンを中間流体として用いることができない。Ｈ₂Ｏまたはグリコールの水溶液または高い潜熱および高い毛管特性を備えた他の溶液が用いられ、ＬＮＧ蒸発管の外面は、ＬＮＧ再ガス化管の外面上の中間流体の気相の毛管現象による凝縮を可能にする微小スロット、微小溝または毛管構造で覆われている。

ＬＮＧ再ガス化装置が外側密封容器を有し、その内側に中間流体がその液層および気相の状態でのみ存在しているとすれば、中間流体は、ＬＮＧ蒸発管の外面上でその固相を取ることはないが、ただし、ＬＮＧ蒸発管上の凝縮液相が気相流れとの直接的な接触にさらされ、気相エネルギーキャリヤとの隔離された接触領域における固相生成を可能にする熱的層化を生じさせる堆積を形成することがないことを条件とする。このために、液相は、微小スロットまたは微小溝から迅速に特に排出されて焼結構造または毛管構造内に堆積しないことが重要である。液相の排出は、例えば管の軸線に垂直な微小スロットまたは微小溝のような設計およびＬＮＧ蒸発管の壁から流れ出た液体を導く長手方向そらせ板により達成できる。

第３に、本発明者は、中間流体蒸発管の外面上の毛管現象による蒸発の利点を導入している。このために、中間流体蒸発管は、もはや、中間流体のある量の液相内には沈められず、本発明者は、中間流体蒸発管の外面を少なくとも部分的に、高い毛管特性および高い蒸発潜熱を有する中間流体、例えば水、グリコールの水溶液または同様な毛管特性を備えた他の溶液の液相のメニスカス生成を可能にする微小スロット、微小溝、焼結構造（sinterizodo）または他の毛管構造で覆う。これらメニスカスの表面上において、液体−蒸気インターフェースは、湾曲しており、大量蒸発、すなわち毛管による蒸発がこの曲率の終わりのところで起こる。

正確な流体ロジスティクスのため、すなわち、中間流体蒸発管の外面が湿潤して蒸発を行うためには、中間流体蒸発管の外面の少なくとも一部が焼結構造または別の毛管構造で覆われていて密封容器の底部内に堆積した中間流体の液相に触れて中間流体のこの液相が毛管作用によって上昇して中間流体蒸発管の外面を湿潤するようにすることが必要である。

補完的な仕方で、中間流体蒸発管をＬＮＧ蒸発管の下に並列にまたは少なくとも部分的に位置決めするのが良く、その結果、ＬＮＧ蒸発管の外面上で凝縮した中間流体の液相が中間流体蒸発管の外面上に滴下するようになる。中間流体の液相のこれら液滴は、中間流体蒸発管の外面の焼結構造覆いまたは他の毛管構造上に落下する場合があり、そして毛管作用によって分配されるのが良く、あるいは、これら液滴は、微小スロットまたは微小溝の覆い上に落下するのが良い。

少なくとも部分的に凝縮および蒸発毛管現象の際に凝縮したり蒸発したりし続ける３つの上述の面上における熱効率の向上により、装置を現行のＯＲＶと類似したコンパクトなフォーマットで改造することが可能であり、すなわち、それにより、積み重ね可能なバッテリ内に配置できる個々のモジュールの調製が可能であり、各モジュールは、中間流体が気相および液相の状態でのみ収容された少なくとも１つの外側密封容器、密封容器を貫通していて湿り空気の流れと中間流体との間で熱を交換し、湿り空気を内部で冷却し、その内面上で少なくとも部分的に、毛管現象により凝縮の現象下において、湿り空気の流れに含まれている水蒸気の少なくとも一部分を凝縮させるとともにその外面上で液体−蒸気インターフェースの曲率と少なくともメニスカスをなして配置された中間流体の液相を蒸発させるよう構成された少なくとも１つの中間流体蒸発管、および中間流体とＬＮＧとの間で熱を交換して天然ガスを再ガス化し、その外面上で少なくとも部分的に凝縮による凝縮毛管現象下で中間流体の気相を凝縮させてＬＮＧを再ガス化し、そして再ガス化されたＮＧ天然ガスを加熱するよう構成されている密封容器を貫通した少なくとも１本のＬＮＧ蒸発管を有する。

ＬＮＧ再ガス化装置の熱的特性は、空気と装置中に導入された水蒸気の混合物が空気の単位体積あたり水の多量の質量を収容した場合に向上する。すなわち、空気温度および飽和度が高ければ高いほど、装置の性能がそれだけ一層良好である。したがって、ＬＮＧ再ガス化装置は、エネルギー源として用いられる周囲空気加湿システムを組み込んでいる。

ＬＮＧ再ガス化装置は、別のエネルギー源で役立つことができ、その結果、この装置は、空気が非常に低温すぎて十分な空気蒸気および装置の必要とする熱エネルギーを収容することができない場合、非赤道区域内で冬季において湿り周囲空気とは異なる別の源で働くための数個の供給および排出回路を有するのが良い。したがって、ＬＮＧ再ガス化装置は、湿り周囲空気で動作する融通性を備えるのが良く、空気が低温すぎる場合、海水またはエネルギーをもたらす他の流体で動作するのが良い。

詳細な説明が添付の図に基づいて以下において与えられている。

ＬＮＧ再ガス化装置のモジュールの一実施形態の断面図である。 ＮＧ内で再ガス化されたＬＮＧが流通するＬＮＧ蒸発管の高さ位置のところにある一連のモジュールの切除平面図である。 加湿装置を備えた中間流体蒸発管の高さ位置のところにある一連のモジュールの切除平面図である。 湿り周囲空気とは異なる熱源と両立可能であるようになったモジュールのシーケンスの中間流体管の高さ位置のところでの切除平面図である。 ＬＮＧ再ガス化装置のモジュールの縦断面図である。 中間流体蒸発管が中間流体の液相内に沈められた状態の現行のＨＣ−ＩＦＶ装置の断面略図である。 ＬＮＧ蒸発管がある量のグリコール水溶液内に沈められた状態の現行のグリコール−ＩＦＶ装置の断面略図である。 ２つ以上の構成部品を備えたＬＮＧ再ガス化装置のモジュールの縦断面図である。

本発明は、低温淡水および低温乾燥空気を同時発生させる液化天然ガス（ＬＮＧ）のための再ガス化装置であって、この装置は、中間流体をその液相および気相の状態で収容した少なくとも１つの外側密封容器を有し、密封容器と交差して少なくとも１本の中間流体蒸発管が設けられ、かかる中間流体蒸発管は、装置に熱エネルギーを提供する流体が中間流体蒸発管内を流れ、中間流体蒸発管の外面上で中間流体の液相が蒸発するよう構成され、外側密封容器を貫通して少なくとも１本のＬＮＧ蒸発管が設けられ、かかるＬＮＧ蒸発管は、ＬＮＧ蒸発管の外面上で、中間流体の気相が凝縮し、ＬＮＧ蒸発管の内側において、ＬＮＧが加熱されて相変化し、そして再ガス化ＮＧが約５℃を超える温度まで加熱されるよう構成されている形式の再ガス化装置に関する。

図１に示されているように、ＬＮＧ再ガス化装置は、中間流体蒸発管３の内面が少なくとも部分的に、微小スロット、微小溝、焼結構造または他の毛管構造の層で覆われている。中間流体蒸発管３の内部を流れる流体は、湿り空気であり、この湿り空気に含まれている水蒸気は、少なくとも部分的に、毛管現象による凝縮下において中間流体蒸発管３の内面を少なくとも部分的に覆っている微小スロット、微小溝、焼結構造または他の毛管構造上で凝縮する。中間流体蒸発管３内を流れる湿り空気もまた、空気および水の顕熱を生じさせる。中間流体蒸発管３内に放出された潜熱および顕熱のうちの少なくとも一部は、中間流体蒸発管３の壁を通って少なくとも部分的に、中間流体蒸発管３の外面上の中間流体の液相の相変化のための潜熱に変換される。

中間流体蒸発管３の内壁上の水の堆積を阻止するため、少なくとも１つの排出通路８が追加され、この排出通路は、同時発生した淡水を巧妙に導く。この淡水は、その顕熱の一部を与え、その結果、この淡水は、約５℃を下回る低い温度で中間流体蒸発管３の内部を出て多数回の使用のために装置から導き出される。

エネルギー源としての周囲空気の使用により、エネルギー源としての海水の使用により引き起こされる環境上の問題は生じない。

ＬＮＧ再ガス化装置はまた、中間流体４，５，６が高い蒸発潜熱を有するとともに良好な毛管特性を備えた流体、例えばＨ₂Ｏ、グリコールの水溶液または高い潜熱および良好な毛管特性の別の溶液であり、ＬＮＧ蒸発管２の外面は、少なくとも部分的に、中間流体の気相５が少なくとも部分的に、毛管凝縮現象下において凝縮する微小スロット、微小溝、焼結構造または他の毛管構造で覆われていることを特徴とする。ＬＮＧ蒸発管２の外面上の中間流体の固相の生成を回避するためには、中間流体の液相は、温度が層化される液体の堆積を形成してはならず、中間流体の固相は、中間流体蒸発管２の外面の表面上に形成されるのが良い。微小スロット、微小溝、焼結構造または他の毛管構造の設計により、ＬＮＧ蒸発管２の軸線に垂直な微小スロットまたは微小溝の設計として、ＬＮＧ蒸発管２の外面上の凝縮中間流体の液相の正確な排出が可能であり、長手方向そらせ板２２がＬＮＧ蒸発管２の外面の表面上の凝縮液相の重力による排出および中間流体蒸発管３上または密封容器の底部上のその液滴６の排出を可能にする。

ＬＮＧ装置はまた、中間流体蒸発管３が密封容器１の底部内に堆積した中間流体の液相４内に沈められてはおらず、中間流体蒸発管３の外面が少なくとも部分的に密封容器１の底部内に堆積した中間流体の液相４と接触状態にある焼結構造層または他の毛管構造で覆われ、その結果、中間流体の液相４が毛管作用によって上昇して中間流体蒸発管３の外面を湿潤していることを特徴としている。

ＬＮＧ蒸発管２が並列に配置されまたは少なくとも部分的に中間流体蒸発管３上に設けられている場合、中間流体蒸発管３の外面の少なくとも一部もまた、ＬＮＧ蒸発管２の外面から滴下する中間流体６の液相の供給が行われる微小スロットまたは微小溝で覆われるのが良い。中間流体蒸発管３の外面の少なくとも一部を覆う微小スロット、微少溝、焼結構造または他の毛管構造内に入っている中間流体の液相４，６は、少なくとも部分的に、メニスカスの形態でかつこれらメニスカスの表面内に位置し、液体−気体インターフェースの曲率が形成され、それにより、この曲率の上側部分内で起こる大量蒸発、すなわち、毛管による蒸発を可能にする。

これら設備の通常の高い電力でＬＮＧ再ガス化施設を達成するためには、ＬＮＧ再ガス化装置は、１組のモジュールの形態で実現されるのが良く、各モジュールの電力は、ＯＲＶ装置の現行のモジュラー管の電力とほぼ同じである。

図２は、コンパクトな配列状態に配置された数個のモジュールで構成されているＬＮＧ再ガス化装置を示している。この理由で、本発明者は、ＬＮＧ再ガス化装置を少なくとも１つの密封領域１で構成されているものとして説明しており、というのは、このＬＮＧ再ガス化装置は、数個のモジュールで形成されるのが良く、これらモジュールの各々は、少なくとも１本の中間流体蒸発管３および少なくとも１本のＬＮＧ蒸発管２を備えた少なくとも１つの外側密封容器１を有するからである。

図２は、ＬＮＧ再ガス化装置の４モジュール形態内のＬＮＧ蒸発管２の高さ位置のところの断面平面図を示しており、ＬＮＧ再ガス化装置２は、ＬＮＧ平行にかつこれらの各々からの供給が行われ、再ガス化の結果として得られる天然ガスＮＧが抽出される。

水平に動作して、ＬＮＧ再ガス化装置モジュールを積み重ねるのが良く、コンパクトな設計が達成されるとともにＬＮＧ再ガス化装置の保守および制御のために両端のところで容易に接近可能である。

このモジュール実施形態は、ＬＮＧ再ガス化装置の多数のまたは少数のモジュールで構成されるのが良く、それにより、コンパクトなフォーマットでかつ低い製造費、低い経常費および需要を特徴付ける天然ガスの製造の必要性に応じて施設の生産を迅速に調整することができるようにする始動および停止を極めて容易にした状態で、しかも環境に対する衝撃を極めて軽減した状態でＬＮＧ再ガス化装置を得ることができる。

図３は、加湿器１０に注入され、加湿器９によって湿度が加えられる周囲空気８から来た周囲空気と並列に供給が行われるＬＮＧ再ガス化装置の４モジュール形態における中間流体蒸発管３の高さのところの断面平面図を示している。

湿り空気１０に含まれている水蒸気は、少なくとも１本の中間流体蒸発管３内で凝縮されるとともに冷却され、かかる中間流体蒸発管３を通って、水蒸気は、モジュールに沿って循環し、端部のところで、低温空気１１および低温淡水１２がその次の使用のために導かれる。低温空気１１および低温淡水１２の同時発生により、再ガス化プロセスにおいて生じた低温物の正確な管理が可能であり、そしてこの低温物が海洋環境中に注ぎ込まれた場合に生じる環境上の問題を生じさせないで、種々の使用のために再利用可能である。

周囲空気の加湿装置９は、周囲空気または他の加湿システム上の海水の薄い層、海水シャワーを通って空気を泡立てることによって海水を用いることができる。空気を加湿するこのプロセスは、海水を冷却する必要なく実行できる。海水の一部が気相に入って空気を加湿するのに必要な潜熱を周囲空気からの顕熱の貢献によって補償することができ、その結果、海洋環境に戻される海水の温度の変化が極めて小さい。

周囲空気温度が海水温度よりも高くかつＬＮＧ再ガス化装置の淡水同時発生能力を増大させるべき場合、ＬＮＧ再ガス化装置は、周囲空気と海水との間に、海水の温度の上昇を可能にするシャワーシステムその他として、周囲空気を湿度で飽和させることができるようにする熱交換装置を含むのが良い。このようにして加熱された海水を海水淡水化装置の熱源として使用することができ、湿度で飽和された空気をＬＮＧの再ガス化のための熱源として使用することができる。

空気は、ＬＮＧ再ガス化プロセスの終わりに低温状態で出、これは、このプロセスにおける凝縮淡水の場合と同様である。かくして、淡水化プロセスからの熱源として周囲空気で加熱された海水を用いるとともにＬＮＧ再ガス化プロセスから結果として得られるエネルギーシンクとして低温空気および／または低温海水を用いる多効果蒸留プロセスで淡水生産を倍増させることができる。

周囲空気で加熱された海水と空気または同時発生した海水淡水との熱的ジャンプは、約２５℃から３０℃までの範囲で実施でき、この熱的ジャンプにより、数回の蒸発および凝縮プロセスを実施することができ、それによりＬＮＧ再ガス化装置が国際出願第ＰＣＴ／ＥＳ２０１５／０７０３４４号明細書に記載されているように熱的に効率の良い装置に結合された場合、ＬＮＧ再ガス化装置の淡水同時発生能力が倍増する。

図４は、冬季の間、周囲空気が極めて低温なので十分なエネルギーおよび水蒸気を含むことができない非赤道域の低温季節で使用されるようになった図３に示されているＬＮＧ再ガス化装置の４つのモジュールの形態で中間流体蒸発管３の高さ位置のところでの断面平面図を示しており、その結果、ＬＮＧ再ガス化装置は、湿り周囲空気とは異なる流体１４、例えば海水、燃焼からの残留水蒸気、または任意他のエネルギー源からのエネルギーを含む中間流体である熱源で動作する別の供給システムを有し、ＬＮＧ再ガス化装置は、この別の流体の再循環または注ぎを可能にするために一方向装置１３内に排気システムを有する。

中間流体蒸発管３の内面の熱膨張率は、湿り周囲空気以外の流体、例えば海水が冬季中に供給された場合、中間流体蒸発管３内で循環している流体が湿り周囲空気である場合に熱膨張率よりも低い場合があり、その結果、ＬＮＧ再ガス化装置の動力の合計を維持するためには、冬季の間、追加のモジュールを提供しまたは冬季におけるピーク需要のために支援ガス燃焼システムを追加することが可能である。

図５は、良好な理解が得られるよう図２および図３に示されているＬＮＧ再ガス化装置のモジュールの縦断面図であり、ＬＮＧ蒸発管２および中間流体蒸発管３の縦断面、およびＬＮＧ供給ダクトの断面、湿り周囲空気供給源１５、天然ガスＮＧの抽出および凝縮水１２および低温空気１１の抽出の状態を示している。

ＬＮＧは、約−１６３℃でＬＮＧ蒸発管２に供給され、そして約５℃を超える温度でＬＮＧ蒸発管２を出る。この熱的ジャンプに伴う熱応力を減少させるため、ＬＮＧ再ガス化装置またはＬＮＧ再ガス化装置を構成するモジュールは、図８に示されているように２つまたは３つ以上の外側密封容器２５，２７，２９によって区画化されるのが良い。この区画化により、各コンパートメント内における中間流体の動作温度範囲が制限されるとともに各コンパートメント内における作業温度方式を安定化することによって熱伝達が最適化される。各コンパートメントは、その特定の熱的要件に合わせて特定の中間流体２６，２８，３０を有するのが良い。

基本的に、ＬＮＧ再ガス化プロセスには３つの区分、すなわち、第１に−１６３℃から最高ＬＮＧの受ける圧力に対応した相互変化温度までのＬＮＧ加熱区分、次に、等温層変換区分、および最後に約５℃を超える温度までの結果として生じる天然ガスＮＧの最終加熱区分が存在する。この第３の区分において、天然ガスＮＧは、すでに、気相の状態にあり、区画化により、ＬＮＧ蒸発管２は、その区分３１に適合しまたは数本の管に枝分かれして気相における天然ガスＮＧの要求に適合することができる。区画化は、他の温度範囲を用いて実施できる。区画化は、ＬＮＧ再ガス化装置の温度応力を減少させ、かくして、材料要件の面で安価にする。区画化により、コンパートメント相互間の流体制御および管理装置、例えば膨張タービン、制御弁または凝縮淡水または低温空気の排気のための追加のシステム、および湿り空気の追加のシステムの挿入が可能である。

ＬＮＧ再ガス化装置は、他の極低温の再ガス化のために使用でき、しかも流体相互間の他の熱交換プロセスのために使用できる。

Claims (11)

1. 低温淡水および低温乾燥空気を同時発生させる液化天然ガス（ＬＮＧ）のための再ガス化装置であって、前記装置は、中間流体をその液相および気相の状態で収容した少なくとも１つの外側密封容器（１）を有し、前記密封容器（１）と交差して少なくとも１本の中間流体蒸発管が設けられ、該中間流体蒸発管内において、前記装置に熱エネルギーを提供する流体が流れ、前記中間流体蒸発管の外面上で前記中間流体の前記液相が蒸発し、前記外側密封容器（１）と交差して少なくとも１本のＬＮＧ蒸発管が設けられ、前記ＬＮＧ蒸発管の外面上で、前記中間流体の前記気相が凝縮し、前記ＬＮＧ蒸発管の内側において、ＬＮＧが加熱されて相変化し、その結果、生じた再ガス化天然ガス（ＮＧ）が約５℃を超える温度まで加熱される、再ガス化装置において、前記少なくとも１本の中間流体蒸発管（３）の内部を流れる前記流体は、湿り空気であり、前記少なくとも１本の中間流体蒸発管（３）の前記内面は、少なくとも部分的に、前記湿り空気中に含まれている水蒸気が毛管凝縮現象下において少なくとも部分的に凝縮して付着する微小スロット、微小溝、焼結構造（sinterizodo）、または他の毛管構造で覆われている、再ガス化装置。
2. 前記少なくとも１本の中間流体蒸発管（３）は、前記中間流体蒸発管（３）の内壁上の凝縮水のための排出通路（８）を有する、請求項１記載の再ガス化装置。
3. 前記中間流体は、高い蒸発潜熱を含むとともに水（Ｈ₂Ｏ）、水溶液などの形式の高い毛管特性を備えた流体である、請求項１または２記載の再ガス化装置。
4. ＬＮＧの少なくとも１本の蒸発管（２）の外面の少なくとも一部分は、微小スロット、微小溝、焼結構造または他の毛管構造で覆われ、その結果、前記中間流体の前記気相（５）の凝縮が少なくとも部分的に前記ＬＮＧの蒸発管（２）の前記外面上で毛管凝縮現象をなして起こる、請求項３記載の再ガス化装置。
5. 前記少なくとも１本の中間流体蒸発管（３）の前記外面の少なくとも一部分は、前記密封容器（１）の底部からの前記中間流体の前記液相（４）の毛管現象による上昇、前記中間流体蒸発管（３）の前記外面上における前記ＬＮＧ蒸発管（２）の前記外面から滴下した前記中間流体の前記液相（６）の分配および液体−気体インターフェースの曲率が生じている前記中間流体の前記液相（４），（６）のメニスカスの形成のための焼結構造または別の毛管構造（７）で覆われ、前記液相の大流量蒸発の上端のところにおいて、毛管現象による蒸発が起こる、請求項４記載の再ガス化装置。
6. 前記少なくとも１本の中間流体蒸発管（３）の前記外面の少なくとも一部分は、作動流体（６）の液相のメニスカスが形成される微小スロットまたは微小溝によって覆われて、前記メニスカスの端のところでの前記液体−気体インターフェース曲線からの大量蒸発が起こる、請求項５記載の再ガス化装置。
7. 前記ＬＮＧ再ガス化装置のモジュールのうちの少なくとも１つは、２つまたは３つ以上のコンパートメント（２５，２７，２９）に区画化され、前記コンパートメントは、異なる温度範囲内で動作し、前記コンパートメントは、各範囲の熱的要求に合った中間流体（２６，２８，３０）を有し、管理および流体制御装置が前記コンパートメント相互間に配置されるのが良い、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の再ガス化装置。
8. 前記ＬＮＧ再ガス化装置は、前記中間流体蒸発管（３）内を流れる前記湿り空気と混ざり合った水蒸気の含有量を増大させる空気加湿手段を有する、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の再ガス化装置。
9. 前記ＬＮＧ再ガス化装置は、湿り周囲空気とは異なる熱源（１４）として働く流体の供給システム、および該流体を排出しまたは再循環させるシステム（１３）を有する、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の再ガス化装置。
10. 前記再ガス化装置は、ＬＮＧ以外の極低温流体を再ガス化するために用いられる、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の再ガス化装置。
11. 前記再ガス化装置は、水蒸気以外の気相の状態にある流体とＬＮＧ以外の流体との間で熱を交換するために用いられる、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載の再ガス化装置。

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