JPH0559349B2 - - Google Patents

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JPH0559349B2
JPH0559349B2 JP60283032A JP28303285A JPH0559349B2 JP H0559349 B2 JPH0559349 B2 JP H0559349B2 JP 60283032 A JP60283032 A JP 60283032A JP 28303285 A JP28303285 A JP 28303285A JP H0559349 B2 JPH0559349 B2 JP H0559349B2
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gas
liquid
storage tank
tank
compressor
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Masahiro Hamada
Tsutomu Tomita
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Osaka Gas Co Ltd
Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、液化天然ガス貯槽内に貯蔵される液
化天然ガスのボイルオフガスを、該貯槽からの出
荷ガスにより再液化する装置に関する。
従来技術 液化天然ガス（LNG）は高カロリーのクリー
ンエネルギーである所から、発電用燃料、都市ガ
ス原料として海外より輸入されている。輸入され
た液化天然ガスは受入基地に設けられた液化天然
ガス貯槽に概ね常圧で約−160℃の低温で貯蔵さ
れ、必要量づつ気化されて基地に隣接して設けら
れた発電プラントで燃焼され、あるいは都市ガス
消費地にパイプラインにより供給される。
さて、液化天然ガス貯槽は充分保冷されてはい
るが、完全に外部からの入熱をなくすることは不
可能であり、液化天然ガスのボイルオフは避けら
れない。液化天然ガスは気化して発電燃料にし、
都市ガスとするので、従来、ボイルオフガスは、
気化ガスを貯溜するガスホルダーに導入し、発電
用燃料として利用するのが一般的である。
しかし、電力消費量は季節、日によつて大きく
変動し、例えば、正月などの工業用需要が殆んど
ない時には、出力を変動させにくい原子力発電プ
ラントで需要を賄い、液化天然ガス等の火力発電
所の運転を停止することがあり、その間のボイル
オフガス貯溜するにはガスホルダーの容量をその
目的だけに大きくしなければならず不経済であ
る。都市ガスは季節により消費量に変動はあるが
常にある量は消費するので、都市ガスのための気
化ガスのホルダーにボイルオフガスを導入するこ
とも可能ではあるが、都市ガスの消費地点の距離
によつては、相当の高圧で圧送しなければならな
いので、概ね大気圧のボイルオフガスをこれに圧
入するには相当のエネルギーを必要とし、場合に
よつてはコスト高になる。
目 的 本発明は、液化天然ガス受入基地における液化
天然ガス貯槽からのボイルオフガスの処理に関す
る上記の実情にかんがみ、貯槽に貯溜された液化
天然ガスを使用するため必然的に出荷される液化
天然ガスの出荷液の冷熱を利用してボイルオフガ
スを再液化する装置を提供することを目的とす
る。
構 成 上記の目的を達成するためのボイルオフガスの
再液化装置の２つの発明をここに提案する。
その第１の発明は、液化天然ガス貯槽に貯蔵さ
れる液化天然ガスのボイルオフガスの再液化装置
において、上記貯槽の上部空間と配管により接続
されたボイルオフガス圧縮機を介して接続された
気液混合槽、上記貯槽の側壁下部にポンプを介し
て接続された出荷液配管より分岐する管に膨張弁
を介して接続され、上記貯槽内圧力以下の内圧で
あつて、上記膨張弁を介して供給された液を、貯
槽内液体より低温の冷却気体と冷却液体とに分離
する気液分離槽、該気液分離槽の下端をポンプを
介して上記気液混合槽に接続する配管、上気気液
混合槽の下端をポンプを介して上記貯槽に接続す
る配管、上記気液分離槽の上端に吸気側が接続さ
れたコンプレツサ、該コンプレツサの吐出側に接
続され、該コンプレツサより吐出された気体と出
荷液との間に熱交換を行なう熱交換器、及び該熱
交換器と上記貯槽とを接続する配管に設けられ、
上記熱交換器で出荷液により冷却液化された液を
膨張させ低温液とする膨張弁を有することを特徴
とする。
又、第２の発明は、液化天然ガス貯槽に貯蔵さ
れる液化天然ガスのボイルオフガスの再液化装置
において、上記貯槽の上部空間と配管により接続
されたボイルオフガス圧縮機を介して接続された
気液混合槽、上記貯槽の側壁下部にポンプを介し
て接続された出荷液配管より分岐する管に制御弁
を介して接続され、上記貯槽内圧力と同等の内圧
であつて、槽内下部に窒素ガス噴出手段を有し、
上記制御弁を介して供給された液と上記窒素ガス
噴出手段を介して供給された窒素ガスの混合体
を、貯槽内液体より低温の窒素ガスを含む冷却気
体と冷却液体とに分離する気液分離槽、該気液分
離槽の下端をポンプを介して上記気液混合槽に接
続する配管、上記気液混合槽の下端をポンプを介
して上記貯槽に接続する配管、上記気液分離槽の
上端に吸気側が接続されたコンプレツサ、該コン
プレツサの吐出側に接続され、該コンプレツサよ
り吐出された気体と出荷液との間に熱交換を行な
う熱交換器、及び該熱交換器と上記貯槽とを接続
する配管に設けられ、上記熱交換器で出荷液によ
り冷却液化された液と液化されない窒素ガスとを
分離する貯溜器と、液化された液を膨張させ低温
液とする膨張弁と、上記貯溜器の上部と上記気液
分離槽内の窒素ガス噴出手段とを接続し、減圧弁
を介在する配管とを有することを特徴とする。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
第１図は、本発明の第１実施例を示す系統図で
ある。
液化天然ガス貯槽１の側壁下部の出荷口に接続
された液化天然ガス出荷用配管２には一次ポンプ
及び二次ポンプ３，４が設けられ、図示せぬ気化
装置に至つている。ポンプ３と４との間の配管か
ら分岐した分岐管５には膨張弁６を介して気液分
離槽７が接続されている。気液分離槽７の上部に
はコンプレツサ８の吸気口が接続され、これによ
り気液分離槽内は貯槽内ガス圧力以下の圧力、例
えば0.5ataの圧力に保持されている。
液化天然ガス貯槽１の頂部には、ボイルオフガ
ス圧縮機１５を設けた配管１６を介して気液混合
槽１７が設けられ、その下端はポンプ１８、配管
１９を介して液化天然ガス貯槽１に接続されてい
る。
前記の気液分離槽７の下端はポンプ９、配管１
０を介して上記の気液混合槽１７に接続されてい
る。
一方、コンプレツサ８の吐出側には、出荷液化
天然ガスとの間に熱交換を行なう熱交換器１１、
貯溜器１２、膨張弁１３をこの順に有し液化天然
ガス貯槽１に至る配管１４が接続されている。
以上の如く構成されたシステムの作用を、第２
図に示すエントロピー線図を併用して以下に説明
する。第１図の系統図の流体流路の傍に記した
，，、……の符号はその位置の流体の状態
が第２図のエントロピー線図中に示した同じ符号
の位置の状態に対応することを示す。第２図の横
軸はエントロピーＳ、縦軸は絶対温度Ｔである。
液化天然ガス貯槽１からポンプ３により出荷さ
れた出荷液化天然ガスはの状態から若干昇圧し
たの状態になり、その一部が膨張弁６を介して
膨張され、貯槽内ガス圧力以下の圧力の気液分離
槽７内に噴射され貯槽１内の液ガスよりも低温低
圧のの状態、例えば−170℃、0.5ataになり、
冷却液 F′ 及び冷却気体 F″ に分離される。液
化した冷却液体 F′ に気液分離槽７の下部に溜
り、ポンプ９により気液混合槽１７の圧力以上に
昇圧されて配管１０を経て、気液混合槽１７内に
噴射される。気液混合槽１７内には、液化天然ガ
ス貯槽１内で発生したの状態のボイルオフガス
が圧縮機１５或はブロワーでの状態になり、配
管１６を介して供給される。このボイルオフガス
は−150゜乃至−160℃であるが、気液分離槽７か
ら来た約−170℃の冷却液 F′ の噴霧と接触する
ことによつて冷却されての状態の液体となり槽
の下部に溜り、ポンプ１８、配管１９を経て液化
天然ガス貯槽１に戻される。一方、気液分離槽７
内の気化した冷却気体 F″ はコンプレツサ８で
圧縮されの温度迄上昇し、熱交換器１１を介し
て出荷液化天然ガスにより冷却され、の状態の
液体になり、貯溜器１２に溜り、膨張弁１３によ
りの状態の貯槽内ガス圧迄に膨張され、貯槽１
に戻される。
上記の実施例では、一般に貯槽内ガス圧力が大
気圧程度であるため気液分離槽７は常圧以下の圧
力に保持されるので、万一配管の接合部等に隙間
を生じた場合は、外部より空気が入り、内部の可
燃性の液化天然ガスと混合し爆発の危険がある。
これを予防するため、気液分離槽及びこれに接続
される配管で大気圧よりも低い圧力になる部分
は、その外側を囲繞してジヤケツトを設け、窒素
ガス等を封入しておくようにすれば安全である。
第３図に系統図を示す第２実施例は、この点を
考慮して、気液分離槽７を大気圧以上にしたもの
である。したがつて、その入口にある弁は必らず
しも膨張弁である必要はなく、減圧弁或は調整弁
であつてもよい。気液分離槽７内の液を冷却する
手段として、この実施例では、槽内の下部に窒素
ガス噴出ノズル２０が設けられている。窒素ガス
噴出ノズル２０は、例えばガスこんろのバーナー
の如く、窒素ガス供給管に接続されたリング状の
管の壁に多数の小孔を設けたもの等が使用され
る。この小孔から液化天然ガス中に窒素ガスの気
泡が噴出すると窒素ガスの気泡中にはこれを取巻
く液化天然ガスを構成するメタン、プロパン等の
成分がないのでこれらの成分が分圧の関係で窒素
ガス気泡中に蒸発して入り込む。このとき、蒸発
潜熱によつて、気液分離槽内の液化天然ガスの温
度は貯槽１内の液ガスの温度（例えば1ataで−
162℃）以下に低下、例えば−170℃に低下した冷
却液となる。貯溜器１２の上部と上記の窒素ガス
噴出ノズル２０との間には減圧弁２２を有する窒
素ガス配管２１が設けられている。これ以外の構
成は第１図に示す第１実施例と同様であり、同一
の部材には同一の符号が付されている。
気液分離槽７の下部に溜つた冷却液はポンプ９
より気液混合槽１７に噴射され、液化天然ガス貯
槽１から発生し、圧縮機１５を経て供給されたボ
イルオフガスと混合して再液化する。一方、気液
分離槽７の上部に溜つた窒素ガスと気化した天然
ガスとはコンプレツサ８で加圧昇温され、熱交換
器１１で出荷液により冷却されて、天然ガスは液
化され、貯溜器１２に溜り、膨張弁１３で膨張低
温化されて液化天然ガス貯槽１に戻される。しか
し、窒素ガスは液化天然ガスの温度域では加圧、
冷却されても液化しにくく、貯溜器１２の上部に
溜る。この窒素ガスの圧力は気液分離槽７内の圧
力よりも高いので減圧弁２２を経て減圧ののち窒
素ガスは配管２１を経て窒素ガス噴出ノズル２０
より気液分離槽７の液化天然ガス内に噴出し循環
使用される。
さて、上記、第１実施例、第２実施例とも、出
荷液化天然ガスを利用してボイルオフガスを再液
化するようにしているので、液化天然ガスの出荷
を行なわない時にもこのシステムを働かせるた
め、第３図に破線で示す如く、液化天然ガス出荷
配管２の熱交換器１１より下流側にバイパス３１
を介して液化天然ガスホールドタンク３０を設
け、非出荷時には熱交換に必要な少量の液化天然
ガスを流してこの中に貯溜しておくか、あるい
は、気液分離槽７から気液混合槽１７に至る冷却
液体液化天然ガス配管１０にバイパス３３を介し
て冷却液体ホールドタンク３２を設け、液化天然
ガス出荷中に得られた冷却液体の一部をこの中に
貯溜しておき、液化天然ガス非出荷時には、この
中の冷却液体を気液混合槽１７に供給してボイル
オフガスを再液化するようにしてもよい。第１図
のシステムには上記液化天然ガスタンク３０，３
２は示されていないが同様にこれらを設けること
ができる。
本発明のシステムでは、コンプレツサ８、ボイ
ルオフガス圧縮機１５とポンプ３，４，９，１８
を運転する電力を必要とし、又低温の気液分離器
７や低温配管、ホールドタンク３２からの入熱損
失等があるが、液化天然ガス貯槽１の容量等の条
件にもよるが、従来のボイルオフガス処理方法よ
りも有利になる。
効 果 以上の如く、本発明によれば、出荷液化天然ガ
スを利用して、液化天然ガス貯槽内液化天然ガス
から発生するボイルオフガスを再液化することが
できるので、経済性の向上に効果が得られる。
なお、図及び説明文では対象とする液をLNG
（液化天然ガス）としたが、液化石油ガス、液体
アンモニア等としてもよい。
また、第２実施例で冷却媒体として窒素ガスを
引用したが、被冷却液体の温度で液化しにくいガ
ス体であれば何でもよくヘリウムガス、アルゴン
ガスなどを使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す系統図、第２図
はその実施例における液化天然ガスのエントロピ
ー線図、第３図は本発明の他の実施例を示す系統
図である。 １…液化天然ガス貯槽、２…液化天然ガス出荷
配管、５…分岐管、６…膨張弁又は減圧弁、７…
気液分離槽、８…コンプレツサ、１１…熱交換
器、１２…貯溜器、１３…膨張弁、１５…ボイル
オフガス圧縮機、１７…気液混合槽、２０…窒素
ガス噴出ノズル、２１…窒素ガス配管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 液化天然ガス貯槽に貯蔵される液化天然ガス
    のボイルオフガスの再液化装置において、 上記貯槽の上部空間と配管により接続されたボ
    イルオフガス圧縮機を介して接続された気液混合
    槽、 上記貯槽の側壁下部にポンプを介して接続され
    た出荷液配管より分岐する管に膨張弁を介して接
    続され、上記貯槽内圧力以下の内圧であつて、上
    記膨張弁を介して供給された液を、貯槽内液体よ
    り低温の冷却気体と冷却液体とに分離する気液分
    離槽、 該気液分離槽の下端をポンプを介して上記気液
    混合槽に接続する配管、 上記気液混合槽の下端をポンプを介して上記貯
    槽に接続する配管、 上記気液分離槽の上端に吸気側が接続されたコ
    ンプレツサ、 該コンプレツサの吐出出側に接続され、該コン
    プレツサより吐出された気体と出荷液との間に熱
    交換を行なう熱交換器、及び 該熱交換器と上記貯槽とを接続する配管に設け
    られ、上記熱交換器で出荷液により冷却液化され
    た液を膨張させ低温液とする膨張弁、 を有することを特徴とする装置。 ２ 液化天然ガス貯槽に貯蔵される液化天然ガス
    のボイルオフガスの再液化装置において、 上記貯槽の上部空間と配管により接続されたボ
    イルオフガス圧縮機を介して接続された気液混合
    槽、 上記貯槽の側壁下部にポンプを介して接続され
    た出荷液配管より分岐する管に制御弁を介して接
    続され、上記貯槽内圧力と同等の内圧であつて、
    槽内下部に窒素ガス噴出手段を有し、上記制御弁
    を介して供給された液と上記窒素ガス噴出手段を
    介して供給された窒素ガスの混合体を、貯槽内液
    体より低温の窒素ガスを含む冷却気体と冷却液体
    とに分離する気液分離槽、 該気液分離槽の下端をポンプを介して上記気液
    混合槽に接続する配管、 上記気液混合槽の下端をポンプを介して上記貯
    槽に接続する配管、 上記気液分離槽の上端に吸気側が接続されたコ
    ンプレツサ、 該コンプレツサ吐出側に接続され、該コンプレ
    ツサより吐出された気体と出荷液との間に熱交換
    を行なう熱交換器、及び 該熱交換器と上記貯槽とを接続する配管に設け
    られ、上記熱交換器で出荷液により冷却液化され
    た液と液化されない窒素ガスとを分離する貯溜器
    と、液化された液を膨張させ低温液とする膨張弁
    と、 上記貯溜器の上部と上記気液分離槽内の窒素ガ
    ス噴出手段とを接続し、減圧弁を介在する配管と を有することを特徴とする装置。
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