JPH0257800A - Lngの冷熱回収利用方法 - Google Patents

Lngの冷熱回収利用方法

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JPH0257800A
JPH0257800A JP63208035A JP20803588A JPH0257800A JP H0257800 A JPH0257800 A JP H0257800A JP 63208035 A JP63208035 A JP 63208035A JP 20803588 A JP20803588 A JP 20803588A JP H0257800 A JPH0257800 A JP H0257800A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産−上の 本発明は、LNGを気化して天然ガスにする際発生する
冷熱の回収・利用方法に関する。
4胆11 海外から輸入される天然ガスは、LNG (液化天然ガ
ス)の形でしNG運搬船により受入基地に到来し、LN
G低温タンクに一160℃の低温で貯蔵され、必要量ず
つ気化して出荷される。LNGを気化して天然ガスにす
る際には大量の冷熱が発生する。この冷熱は良質の冷熱
であるが、現在のところ殆んど利用されることなく、海
水中に放棄されているのが実情である。その理由として
は、(イ) 冷熱を遠方に運搬するには、冷液輸送管を
断熱する必要があり、コストが高くつくため、LNG基
地の近傍での利用に限定される。
(ロ)  LNGを気化した天然ガスの使用量が、季節
的にも、1日の間の時間的にも変動が大きく、天然ガス
の出荷量、ひいては冷熱の発生量が安定しない。
等のことが挙げられる。
LNGは、発電用ボイラの燃料及び都市ガス原料として
使用される他には、化学原料、製鉄用燃料に使用される
程度で、殆んど電力、都市ガスの形で使用される。
電力、都市ガスの消費が、季節的にも、1日の時間的に
も変動が大きいことは普く知られているところであり、
深夜電力の利用等の問題も発生しているが、LNG気化
時の冷熱利用についてもこれが1つの問題となっている
冷熱利用の対象としては、スクラップの破砕等、昼間し
か操業しない事業もあり、このような目的に対しては、
電力消費の変動と冷熱消費の変動が同期して好都合であ
るが、LNG冷熱利用の主たる対象は空気分離や冷凍、
冷蔵倉庫であり、これらは時間帯に関係なく概ね一定量
の冷熱を消費する。
したがって、従来は、L N G冷熱を利用する場合は
、LNG消費の最も少ない時期の冷熱発生量に合せて、
冷熱を利用し、それよりも多くの冷熱が発生する時期に
は、余分の冷熱は利用されることなく放棄されているの
が実情である。
(先行技術文献としては例えば第5回LNG国際会議を
記念して日本ガス協会が発行したrLNG便覧」 (昭
和56年5月発行)がある)の ゛  べき問題 本発明は、従来のLNG気化の際発生する冷熱利用の上
記の実情にかんがみ、LNGを気化した天然ガスの出荷
量の時間的変動と、LNG気化冷熱の利用量の時間的変
動とが異る場合に、LNG気化天然ガスの出荷量の変動
にか−わりなく、常に所要量の冷熱が得られ、冷熱を捨
てることなく利用できる、LNG冷熱回収・利用方法を
提供することを課題とする。
−゛のための 本発明によるLNGの冷熱回収・利用方法は、上記の課
題を解決させるため、各時間帯において出荷天然ガス量
と異る量のLNGを出荷し、該LNGの出荷量が出荷天
然ガス量より大きい時間帯には、該LNGのうち出荷す
べき天然ガス量相当分を超す部分は亜低温のLNGとし
て貯蔵し、上記のLNGの出荷量が出荷すべき天然ガス
量よりも小さい時間帯には、不足の天然ガス員を上記の
貯蔵した亜低温のLNGを気化して補い、各時点で発生
する冷熱量が利用冷熱量に一致するようにしたことを特
徴とする。
あるいは、各時間帯において出荷天然ガス量に相当する
量のLNGを出荷し、該LNGの気化により発生する冷
熱量が利用冷熱量よりも大きい時間帯には、余分の冷熱
量を潜熱蓄熱材に蓄熱し、LNGの気化により発生する
冷熱量が利用冷熱量よりも小さい時間帯には、上記の蓄
熱した冷熱を補って出荷し、常に利用冷熱量と一致した
冷熱量を放出するようにしてもよい。
及1昨へL」 以下に、本発明の作用を実施例に基づいて、図面を参照
して詳細に説明する。
第1図は、LNGを気化した天然ガス出荷量及び冷熱利
用量の時間をベースにした変動曲線の一例である。図中
の曲線■は電力またはガスの供給量変動に従う天然ガス
出荷量曲線で昼間と夜間で大きく変化している。一方、
直線■は冷熱利用曲線で、図中では便宜上一定とみなし
て表わしている。
第1図のグラフの縦軸のスケールは、LNGのガス化に
よる冷熱供給可能量と冷熱需要量を表わす、したがって
夜間では斜線のハツチングを施した部分だけ冷熱発生量
が不足し、昼間では基板口のハツチングを施した部分だ
け冷熱発生量が余ることになる。
そこで、夜間には不足冷熱量を補うために天然ガスの利
用量以上のLNGを出荷し、その中の天然ガス利用量に
相当する分は気化し、その残りは亜低温(例えば−10
0℃)のLNGに昇温して液のままで貯蔵し、LNGを
気化及び亜低温液迄昇温させることによって発生した冷
熱が所要の冷熱になるようにする。これをモードAとす
る。
一方、昼間には貯蔵しておいた亜低温のLNGを気化し
、それとLNG低温タンクより出荷したLNGを気化し
て得られる天然ガスとを合せて所要の天然ガス量とし、
かつ亜低温LNG及びLNGの気化により発生する冷熱
が所要の冷熱利用量に一致するようにする。これをモー
ドBとする。
以上の如くすることにより、常に冷熱を捨てることなく
、所要の天然ガス量と、冷熱量とを得ることができる。
第2図は、この方法を実施するための装置の一例を示す
系統図である。
LNG低温タンクlの払出管2は2つの系統に分岐し、
上の管3には気化器4が設けられ、LNG低温タンク1
よりポンプで昇圧されて出荷されるLNGはこれにより
気化され得られた天然ガスは天然ガス出荷管5より出荷
される。一方、下の管6には熱交換器7、亜低温LNG
貯槽8、気化器9を介して天然ガス出荷管5に合流して
いる。なお、管にはポンプ、切換弁、止弁等が設けられ
ているが、図には示されていない。
まず、モードAの場合、第3図に示す如く、LNGタン
ク1からQl+Q2の量のLNGが払出される。こ−に
Qlは、その時点の天然ガス出荷量である。Qzは、約
−160℃のLNGを100℃の亜低温LNGに昇温し
た場合発生する冷熱が、Q4のLNGを気化して得られ
る冷熱と合せて所要の冷熱利用量になるようなLNGの
鼠である。管3に入ったQlの量のLNGは気化器4で
気化し、所要量の天然ガスになって出荷管5より出荷さ
れる。一方、下の管6に流入したQzの量のLNGは、
熱交換器7により昇温し約−100℃の亜低温のLNG
となり貯槽8に貯蔵される。気化器4及び熱交換器7に
より発生した気化潜熱及び顕熱冷熱は全量冷熱として取
出され、その量は所要の冷熱需要量に一致する。
なお、第1図においては便宜上冷熱量に対応するLNG
出¥r’JLQ1.Qz ・・・を記入している。
次に、モードBの場合の作用を第4図に基づいて説明す
る。
この場合、天然ガスの出荷量は所要冷熱を発生させるた
めのLNGの量よりも多い、そこで、モードAで貯槽8
に貯蔵しておいて亜低温のLNGを気化器9を通して加
熱し気化して得られたQ2’の量の天然ガスに、新たに
LNGタンク1から管3に送り込まれたQl’の量のL
NGを気化器4で気化して得られた天然ガスと一緒にし
て、出荷管5より出荷する* Qt’ +02”は所要
の天然ガスの出荷量となり、気化器4及び気化器9より
発生する顕然及び気化潜熱の合計は所要の冷熱利用量と
なる。
次に、第1発明の別の実施例を第5図乃至第7図により
説明する。
この実施例の装置では、第5図に示す如く、第2図に示
した装置の管6に設けた熱交換器7、貯槽8、熱交換器
9の代りに、熱交換管10を外部から挿入した貯槽11
が設けられている。
モードAでは、第6図に示す如く、LNGタンク1から
Ql−)Qzの量のLNGが払出され、Qlの量のLN
Gは管3に送り込まれ、Qzの量のLNGは管6に送り
込まれる。管3に送り込まれたLNGは気化器4により
気化され、Qlの量の天然ガスとして出荷される点は前
記実施例と同じである。しかし、管6に送り込まれたQ
zの量のLNGは直接貯槽11に入り冷熱取出し流体が
貫流する熱交換管10により加熱されて昇温し亜低温の
LNGにされてそのま一貯蔵される。この場合、気化器
4より収出された冷熱と熱交換管10より取出された冷
熱の合計が所要の量の冷熱になる。
次に、モードBでは、第7図に示す如く貯槽11内の亜
低温のLNGは熱交換管10を介して更に加熱されて気
化し天然ガスにされて出荷管5より02’の天然ガスと
なって出荷されQt′の量のLNGが気化器4により気
化されて天然ガスとなり、前記の02’の量の天然ガス
と併せて出荷される。このとき、熱交換管10及び気化
器4より発生する冷熱の量は所要の量の冷熱に一致する
ようにされている。
次に、第1発明の更に他の実施例を、第8図乃至第10
図により説明する。
この実施例では、第8図に示す如く、LNGタンク1の
払出管2には、分岐する前に熱交換器12が設けられて
おり、これによりLNGは亜低温のLNGになる迄加熱
される。亜低温のLNGの払出管13は2つの経路に分
岐し、その一方の管14には気化器15が設けられ、こ
れにより気化された天然ガスは、出荷管5より出荷され
る。
もう一方の分岐管16には亜低温LNG貯槽17が設け
られ、その出口管18は前記の気化器15の上流側で管
14に接続されている。
この装置の作用を説明すると、モードAでは、第9図に
示す如く、QiモQ2の量のLNGをLNGタンク1か
ら払出し、熱交換器12で加熱して亜低温のLNGにな
る迄昇温し、その内のQlの量は管14を経て気化器1
5に導入し、更に加熱して気化し、得られたQlの量の
天然ガスを出荷管5より出荷する。この時、熱交換器1
2及び気化器15より発生する冷熱の量は所要冷熱の量
に一致する。残りのQ2の亜低温のLNGは貯槽17に
貯溜しておく。
次にモードBでは、第10図に示す如<:、LNGタン
ク1から01’の量のLNGを払出し、熱交換器12に
より亜低温のLNGになる迄加熱し、このLNGと亜低
温LNG貯槽17に貯溜された亜低温のLNGより02
”の量のLNGとを気化器15に導入し、気化してQ□
’+02’の天然ガスとして出荷管5より出荷する。こ
の時、熱交換器12及び気化器15より発生した冷熱の
合計が所要の冷熱量に一致する。
次に、本発明の第2発明について説明する。この発明の
方法では、第11図に示す如く、天然ガスの出荷量に伴
う供給可能冷熱量は曲線■に示す如く昼間と夜間とで大
きく変動し、一般には冷熱需要量の変動(図中では便宜
上直線■にて示す)と大きく食違うため、LNGタンク
からは常時天然ガス出荷量に相当するLNGを払出し、
昼間の多量のLNG払出し時に冷熱需要量以上に発生し
た冷熱の過剰分を潜熱蓄冷材に蓄冷しておき(モードC
)、夜間のLNG払出量が少なく発生冷熱が不足する時
に蓄熱した冷熱で補うようにする(モードD)ものであ
る。
第12図はこの発明の方法を実施するための装置の1例
を示す図である。
LNGタンク1の払出管2は2つの管3と6とに分岐し
、管3には気化器4が設けられ、出荷管5より天然ガス
として出荷される。一方、管6には蓄冷器20#′必要
により気化器21が設けられ、出荷管5に合流している
蓄冷器20は、例えば第13図に示す如く。
LNGが流れる熱交換管22を内部に設け、外面に保冷
23を施した低圧又は高圧タンク24として構成され、
タンク内には潜熱蓄冷材(phasechangeab
le  material ; P CM、) 25が
充填されている。潜熱蓄冷材としては、LNGの温度(
約−160℃)と出荷天然ガスの温度との間の温度で固
液相変化する物質、例えばアンモニア(−77,7℃で
相変化)、nブタン(−138,3℃)、nヘキサン(
−95,3℃)、nヘプタン(−90,97℃)、nオ
クタン(−56,8℃)が使用され、相変化の際の潜熱
を利用して蓄冷する。また、第14図は蓄冷器の別例で
あり、加圧タンク24′内に蓄冷材入りカプセル26を
収納しこれをLNGで冷却するようにしている。
この装置の作用を説明すると、モードCでは第12図に
示す如く、出荷天然ガス量Q1″+(b’“に相当する
LNGをLNGタンク1より加圧して払出し、その中の
Q1″は気化器4により気化して天然ガスとし、残りの
Ql’″は蓄冷器20に導き蓄冷材25と熱交換して昇
温し、冷熱を蓄冷材25に蓄冷する。蓄冷する冷熱量は
所要冷、熱量を超す量になるように設定されこの熱交換
によってもなお気化しない場合は、気化器21により気
化して天然ガスとし、前記のql“の天然ガスと一緒に
して出荷管5より出荷する。気化器4.21より発生す
る冷熱量は所要冷熱量になる。
次に、モードDでは、第15図に示す如く、LNG低温
タンク1より所要天然ガスQs’〜に相当するLNGを
払出し、気化器4により気化して天然ガスとして出荷す
る。この時、気化器4より発生する冷熱の量では冷熱需
要量に不足するが、不足冷熱量はモードCで蓄冷器20
に蓄えておいた冷熱を放出することにより補われる。
次に、第2発明の他の実施例を第16図乃至第18図に
より説明する。この例では、蓄冷器20から出た管は管
3に設けられる気化器4の上流側で管3に接続されてお
り、蓄熱器20に続く気化器21は省略されている。モ
ードCでは、第17図に示す如く、所要の出荷量Ql″
+Qt’〜のLNG−全1が蓄冷器20、気化器4を経
て気化され出荷され、気化器4から発生する冷熱が所要
冷熱量になる。モードDでは、第18図に示す如く、所
要出荷量Q+’″′に相当するLNGを直接気化器4に
導き気化して天然ガスとして出荷し、その時気化器より
発生する冷熱量で不足する冷熱を蓄冷器20より補う。
肱−1 以上の如く、本発明によれば、天然ガスの出荷量に伴う
LNG冷熱の発生量と冷熱需要量とが時間的に対応しな
い場合でも、常に所要天然ガス出荷量と、所要冷熱量と
を供給ししがち全体としてみた場合冷熱を捨てることな
く有効に利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は天然ガス出荷量に伴い発生するLNG冷熱発生
とLNG気化冷熱需要量の時間的変化の相関性と本発明
の第1発明のモードとの関係を示すグラフ、第2図は第
1発明を実施するための装置の一例を示す系統図、第3
図及び第4図は夫々その作用を説明する系統図、第5図
は第1発明を実施するための装置の他の例を示す系統図
、第6図及び第7図はその作用を説明する系統図、第8
図は第1発明を実施するための装置の更に他の例を示す
系統図、第9図及び第10図はその作用を説明する説明
図、第11図は本発明の第2発明のLNG冷熱発生量と
冷熱需要量の時間的変化の相関性とモードとの関係を示
すグラフ、第12図は第2発明を実施するための装置の
1例を示す系統図、第13図、第14図はその蓄冷器の
概略構造を示す断面図、第15図は第12図とともにそ
の作用を説明する系統図、第16図は第2発明を実施す
るための装置の他の例を示す系統図、第17図及び第1
8図は夫々その作用を示す系統図である。 1・・−LNG低温タンク、2・・・LNG払出管、4
.9,15.21・・・気化器、 5・・・天然ガス出荷管、7,12・・・熱交換器、8
.11.17・・・亜低温LNG貯槽、10・・・熱交
換管、20・・・蓄冷器、26・−・蓄冷カプセル 第 図 第11図 第12 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)天然ガスの出荷量の時間的変動と、LNG気化時
    に発生する冷熱の利用量の時間的変動とが異るLNG貯
    蔵気化設備におけるLNGの冷熱回収・利用方法におい
    て、各時間帯において出荷天然ガス量と異る量のLNG
    を LNG低温タンクより出荷し、該LNGの出荷量が出荷
    天然ガス量より大きい時間帯に は、該LNGのうち出荷すべき天然ガス量相当分を超す
    部分は亜低温のLNGとして貯蔵し、上記のLNGの出
    荷量が出荷すべき天然ガス量よりも小さい時間帯には、
    不足の天然ガス量を上記の貯蔵した亜低温のLNGを気
    化して補い、各時点で発生する冷熱量が利用冷熱量に一
    致するようにしたことを特徴とするLNGの冷熱回収・
    利用方法。
  2. (2)天然ガスの出荷量の時間的変動と、LNG気化時
    に発生する冷熱の利用量の時間的変動とが異るLNG貯
    蔵気化設備におけるLNGの冷熱回収・利用方法におい
    て、各時間帯において出荷天然ガス量に相当する量のL
    NGをLNG低温タンクより出荷し、該LNGの気化に
    より発生する冷熱量が利用冷熱量よりも大きい時間帯に
    は、余分の冷熱量を潜熱蓄熱材に蓄熱し、LNGの気化
    により発生する冷熱量が利用冷熱量よりも小さい時間帯
    に は、上記の蓄熱した冷熱を補って出荷し、常に利用冷熱
    量と一致した冷熱量を放出するようにしたことを特徴と
    するLNGの冷熱回 収・利用方法。
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