JPH06221497A - Gas liquefaction and gasification device and its operation method - Google Patents

Gas liquefaction and gasification device and its operation method

Info

Publication number
JPH06221497A
JPH06221497A JP1188293A JP1188293A JPH06221497A JP H06221497 A JPH06221497 A JP H06221497A JP 1188293 A JP1188293 A JP 1188293A JP 1188293 A JP1188293 A JP 1188293A JP H06221497 A JPH06221497 A JP H06221497A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
cold storage
gas
refrigerant
liquefaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1188293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Ito
裕 伊藤
Akira Kobukai
陽 小武海
Yoshinori Hisakado
喜徳 久角
Mitsuaki Hata
光明 秦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd, Osaka Gas Co Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP1188293A priority Critical patent/JPH06221497A/en
Publication of JPH06221497A publication Critical patent/JPH06221497A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

PURPOSE:To cool gas for reliquefying gas without using a heat transfer pipe by providing a plural number of steps of heat exchangers and cooling vessels and changing flow rate of refrigerant for cooling in each heat exchanger in accordance with temperature level. CONSTITUTION:A gas passage 10 reaches a LNG tank 12 through a first heat exchanger 21, a second heat exchanger 22, and a third heat exchanger 23 in this order. On the other hand, this device is provided with a cooling tank 30, and four cooling vessels including a first cooling vessel 31, a second cooling vessel 32, a third cooling vessel 33, and a fourth cooling vessel 34 which are heat insulated each other are installed in parallel in the cooling tank 30. This device can cool gas, even if refrigerant for cooling 26 at liquid phase is used, by providing the heat exchangers 21 to 23 and cooling vessels 31 to 34 at a plural number of steps and changing flow rate of refrigerant in accordance with temperature level, that is, in accordance with heat exchangers at each step. Consequently, it is possible to exclude a heat transfer pipe which has been a necessity in the conventional device and reduce the cost.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液化天然ガス(LN
G)その他のガスの液化、貯蔵、及び気化を行うための
装置及びその運転方法に関するものである。
The present invention relates to liquefied natural gas (LN
G) The present invention relates to a device for liquefying, storing, and vaporizing other gases and a method for operating the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、都市ガス等の安定的な供給を図る
ため、例えば深夜において都市ガスをガスホルダに貯蔵
しておき、この貯蔵したガスを例えば日中の使用ピーク
時に払い出すといったいわゆるピークシェービングが行
われている。このようなピークシェービングを行う場合
には、上記ガスをガスホルダに気体で貯蔵するのではな
く、一旦液化してからタンク内に保存した方が、貯蔵に
必要な体積を大幅に削減することができる。しかしなが
ら、このような都市ガスの液化を単純に冷凍サイクルの
みの冷熱源で実行すると、非常に多くの動力(実際には
電力)を消費することとなる。このため従来は、蓄冷容
器を用いて必要動力(外部冷熱)を削減する手法が提供
されるに至っている(例えば特開昭63−9800号公
報参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to provide a stable supply of city gas or the like, so-called peak shaving, in which, for example, city gas is stored in a gas holder at midnight, and the stored gas is discharged during peak use during the daytime, for example. Is being done. When performing such peak shaving, it is possible to significantly reduce the volume required for storage by liquefying the gas once and storing it in the tank instead of storing it as a gas in the gas holder. . However, if such liquefaction of city gas is simply executed by a cold heat source of only a refrigeration cycle, a great amount of power (actually electric power) will be consumed. For this reason, conventionally, a method of reducing the required power (external cold heat) by using a cold storage container has been provided (see, for example, JP-A-63-9800).

【0003】図9は上記手法を実現するための装置の一
例を示したものである。図において90は蓄冷用冷媒を
収容した蓄冷容器であり、この蓄冷容器90内には蛇行
した伝熱管91が上下にわたって配設されている。そし
て、ガスの液化時には、液化対象ガスは通路92を通じ
て上記伝熱管91の上端部(すなわち高温側端部)に導
入され、この伝熱管91で蓄冷用冷媒99により冷却さ
れた後、さらに通路93を通じて液化用熱交換器94に
導入され、ここで外部冷熱により完全に液化されて液化
ガス容器95に収容される。これに対し、ガスの気化時
には、液化ガス容器95内の液化ガスはバルブ98で減
圧した後、通路96を通じて蓄冷容器90における伝熱
管91の下端部(すなわち低温側端部)に導入され、こ
の蓄冷容器90内で蓄冷用冷媒99により加温された
後、さらに気化用熱交換器97による外部加熱で加温さ
れ、完全に気化されて外部に払い出される。この気化時
には、上記ガスとの熱交換によって蓄冷用冷媒99に冷
熱が蓄えられることとなる。
FIG. 9 shows an example of an apparatus for realizing the above method. In the figure, reference numeral 90 denotes a cold storage container containing a cold storage refrigerant, and a meandering heat transfer tube 91 is vertically arranged in the cold storage container 90. When the gas is liquefied, the gas to be liquefied is introduced into the upper end portion (that is, the high temperature side end portion) of the heat transfer tube 91 through the passage 92, is cooled by the cold storage refrigerant 99 in the heat transfer tube 91, and is further passed through the passage 93. Is introduced into the liquefying heat exchanger 94 through which it is completely liquefied by external cold heat and stored in the liquefied gas container 95. On the other hand, when the gas is vaporized, the liquefied gas in the liquefied gas container 95 is decompressed by the valve 98, and then introduced into the lower end portion (that is, the low temperature side end portion) of the heat transfer tube 91 in the cold storage container 90 through the passage 96. After being heated by the cold storage refrigerant 99 in the cold storage container 90, it is further heated by external heating by the vaporization heat exchanger 97, completely vaporized, and discharged to the outside. During this vaporization, cold heat is stored in the cold storage refrigerant 99 by heat exchange with the gas.

【0004】図10(a)(b)は、蓄冷を行わない場
合及び蓄冷を行った場合の液化及び気化時の温度−エン
タルピ変化をそれぞれ示したものである。同図(a)に
示すように、蓄冷を用いない場合には、ガスの液化及び
気化を全て外部冷却及び外部加熱に頼らなければならな
いのに対し、同図(b)に示すように、蓄冷を用いた場
合には、液化時における温度Aから温度Bに至るまでの
領域では蓄冷熱を冷媒より受取り、気化時における温度
Cから温度Dの領域では蓄冷熱を冷媒に与えることによ
り、外部冷却及び外部加熱を行わなければならない領域
が大幅に減るため、これにより必要動力を削減すること
ができる。
FIGS. 10 (a) and 10 (b) respectively show temperature-enthalpy changes during liquefaction and vaporization when cold storage is not performed and when cold storage is performed. As shown in (a) of the same figure, when the cold storage is not used, it is necessary to rely on external cooling and external heating for all liquefaction and vaporization of gas, whereas as shown in (b) of the same figure, In the case of using, the cold storage heat is received from the refrigerant in the region from the temperature A to the temperature B during the liquefaction, and the cold storage heat is applied to the coolant in the region from the temperature C to the temperature D during the vaporization, whereby the external cooling In addition, the required power can be reduced because the area where external heating must be performed is significantly reduced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のような蓄冷容器
では、熱交換を行うため蓄冷媒体中に伝熱管が浸漬され
た形式となる。しかも、この伝熱管と蓄冷用冷媒との間
の伝熱は自然対流熱伝達によるので、一般に熱伝達率が
低い。従って、これを補うために伝熱管周囲にフィンを
設けるか、あるいは伝熱管の本数や長さを増加させると
いった対策を施さなければならず、いずれもコストアッ
プの大きな要因となっている。
In the cold storage container as described above, the heat transfer tube is of a type in which the heat transfer tube is immersed in the cold storage medium for heat exchange. Moreover, since the heat transfer between the heat transfer tube and the cold storage refrigerant is due to natural convection heat transfer, the heat transfer coefficient is generally low. Therefore, in order to compensate for this, it is necessary to provide a fin around the heat transfer tube or to increase the number and length of the heat transfer tube, which is a major factor of cost increase.

【0006】本発明は、このような事情に鑑み、伝熱管
を用いることなく、低コストの構造でガスの液化及び気
化を実現することができる装置及びその運転方法を提供
することを目的とする。
In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a device and a method of operating the same which can realize gas liquefaction and vaporization with a low cost structure without using a heat transfer tube. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、液化ガスを貯
蔵する液化ガス容器を備え、この液化ガス容器にガスが
液化された状態で導入されるとともに、上記液化ガス容
器から導出された液化ガスが気化された状態で取り出さ
れるガス液化及び気化装置において、第1熱交換器から
第N熱交換器(Nは2以上の定数)までのN個の熱交換
器と、これらの熱交換器に対して第1熱交換器から第N
熱交換器まで順に液化対象ガスを直列に通して上記液化
ガス容器へ導入するためのガス導入通路と、上記液化ガ
ス容器から液化ガスを導出して上記第N熱交換器から第
1熱交換器まで上記ガス導入通路とは逆の順に直列に通
して外部へ送り出すためのガス導出通路と、蓄冷用冷媒
を断熱状態で収容する第1蓄冷容器から第(N+1)蓄
冷容器までの(N+1)個の蓄冷容器と、液化時に第
(N+1)蓄冷容器内の蓄冷用冷媒を第N熱交換器から
第1熱交換器まで順に通して第1蓄冷容器に導入すると
ともに第n熱交換器と第(n+1)熱交換器(nは1以
上(N−1)以下の各自然数)との間を通る蓄冷用冷媒
の一部を分流させて第(n+1)蓄冷容器内に導入する
液化用冷媒循環手段と、気化時に第1蓄冷容器内の蓄冷
用冷媒を第1熱交換器から第N熱交換器まで順に通して
第(N+1)蓄冷容器に導入するとともにこの蓄冷用冷
媒に第n熱交換器と第(n+1)熱交換器との間で上記
蓄冷用冷媒に第(n+1)蓄冷容器内の蓄冷用冷媒を合
流させる気化用冷媒循環手段とを備えたものである(請
求項1)。
The present invention is provided with a liquefied gas container for storing liquefied gas, and the liquefied gas is introduced into the liquefied gas container in a liquefied state and liquefied from the liquefied gas container. In a gas liquefaction and vaporization apparatus in which gas is taken out in a vaporized state, N heat exchangers from a first heat exchanger to an Nth heat exchanger (N is a constant of 2 or more), and these heat exchangers From the first heat exchanger to the Nth
A gas introduction passage for introducing the gas to be liquefied into the liquefied gas container in series up to the heat exchanger, and a liquefied gas from the liquefied gas container to draw the liquefied gas from the Nth heat exchanger to the first heat exchanger Up to the gas introduction passage, the gas lead-out passage for sending out to the outside through the series in the reverse order, and (N + 1) pieces from the first cold storage container to the (N + 1) th cold storage container that stores the cold storage refrigerant in an adiabatic state Of the cold storage container and the cold storage refrigerant in the (N + 1) th cold storage container during liquefaction are sequentially introduced from the Nth heat exchanger to the first heat exchanger into the first cold storage container and the nth heat exchanger and the ( (n + 1) heat exchanger (n is a natural number not less than 1 and not more than (N-1)) and a part of the refrigerant for cold storage is branched and introduced into the (n + 1) th cold storage container. And the first heat exchange of the cold storage refrigerant in the first cold storage container during vaporization To the Nth heat exchanger and introduced into the (N + 1) th cold storage container, and the cooling storage refrigerant is connected to the (N + 1) th heat exchanger between the nth heat exchanger and the (n + 1) th heat exchanger. ) A vaporizing refrigerant circulating means for merging the cold storage refrigerant in the cold storage container is provided (Claim 1).

【0008】ここで、液化時の冷熱を補うために、上記
ガス導入通路において上記第N熱交換器よりも下流側の
位置に、このガス導入通路を通過する流体をさらに冷却
して液化する冷却手段を設けるのがよい(請求項2)。
Here, in order to supplement the cold heat at the time of liquefaction, cooling for further cooling and liquefying the fluid passing through the gas introduction passage at a position downstream of the Nth heat exchanger in the gas introduction passage. Means are preferably provided (Claim 2).

【0009】さらに、上記冷却手段として冷凍サイクル
を備え、この冷凍サイクルにおいて、圧縮機の排熱の一
部又は全部を上記第1蓄冷容器に蓄えるために、蓄冷用
冷媒循環通路に対しては第1熱交換器の下流側の位置
に、冷凍サイクル循環通路に対しては圧縮機下流側の位
置にそれぞれ熱交換器を設け、この熱交換器でサイクル
用冷媒と蓄熱用冷媒との間で熱交換を行わせるように構
成することにより、後述のようなより優れた効果が得ら
れる(請求項3)。
Further, a refrigerating cycle is provided as the cooling means, and in this refrigerating cycle, in order to store a part or all of the exhaust heat of the compressor in the first cool storage container, the refrigerating cycle for the cool storage refrigerant is provided with a first 1 A heat exchanger is provided at a position downstream of the heat exchanger and at a position downstream of the compressor with respect to the refrigeration cycle circulation passage, and heat is exchanged between the cycle refrigerant and the heat storage refrigerant by this heat exchanger. By configuring the replacement, a more excellent effect as described later can be obtained (claim 3).

【0010】また本発明は、上記装置の運転方法とし
て、液化時における各熱交換器の入口側及び出口側の冷
媒温度が同地点を流れる液化対象ガスの温度よりも低く
なるように液化時の各熱交換器における蓄冷用冷媒の流
量を設定するとともに、気化時における各熱交換器の入
口側及び出口側の蓄冷用冷媒温度が同地点を流れる気化
対象ガスの温度よりも高くなるように気化時の各熱交換
器における蓄冷用冷媒の流量を設定するものである(請
求項4)。
Further, the present invention provides a method of operating the above apparatus, in which the refrigerant temperature at the inlet side and outlet side of each heat exchanger at the time of liquefaction is lower than the temperature of the gas to be liquefied flowing at the same point. Set the flow rate of the cold storage refrigerant in each heat exchanger and vaporize it so that the temperature of the cold storage refrigerant at the inlet and outlet sides of each heat exchanger during vaporization is higher than the temperature of the gas to be vaporized flowing at the same point. The flow rate of the cold storage refrigerant in each heat exchanger at this time is set (claim 4).

【0011】さらに、全熱交換器よりも液化ガス容器側
の部分に液化ガスを補充することにより、ガスの総気化
量をガスの総液化量よりも大きくすることにより、後述
のようなより優れた効果が得られる(請求項5)。
Further, by replenishing the liquefied gas in a portion closer to the liquefied gas container than the total heat exchanger, the total vaporized amount of the gas is made larger than the total liquefied amount of the gas. The effect is obtained (claim 5).

【0012】[0012]

【作用】請求項1記載の装置において、ガスの液化を行
う場合には、液化対象ガスをガス導入通路を通じて第1
熱交換器から第N熱交換器まで順に直列に通す。これに
より、上記ガスは各熱交換器を流れる蓄冷用冷媒、詳し
くは第(N+1)熱交換器から各熱交換器へ分配される
蓄冷用冷媒との熱交換により冷却され、さらに、冷却手
段がある場合には(請求項2)これによって冷却され、
液化された状態で液化ガス容器に貯蔵される。ここで、
各熱交換器を流れる蓄冷用冷媒の量は、請求項4記載の
ように、この蓄冷用冷媒の各地点での温度が同地点を流
れる液化ガスの温度よりも低くなるように設定すること
により、各熱交換器での熱交換が良好に行われることと
なる。この蓄冷用冷媒の流量は、各蓄冷容器に分流する
蓄冷用冷媒の量によって調節が可能であり、その具体的
な設定要領は後の実施例の項で説明する。
In the apparatus according to claim 1, when the gas is liquefied, the gas to be liquefied is first passed through the gas introduction passage.
Pass the heat exchanger to the Nth heat exchanger in series in order. As a result, the gas is cooled by heat exchange with the cold storage refrigerant flowing through each heat exchanger, specifically, the cold storage refrigerant distributed from the (N + 1) th heat exchanger to each heat exchanger, and further, the cooling means is provided. In some cases (Claim 2) this provides cooling,
It is stored in a liquefied gas container in a liquefied state. here,
The amount of the cold storage refrigerant flowing through each heat exchanger is set such that the temperature at each point of the cold storage refrigerant is lower than the temperature of the liquefied gas flowing through the same point as described in claim 4. Therefore, the heat exchange in each heat exchanger is favorably performed. The flow rate of the cold-storage refrigerant can be adjusted by the amount of the cold-storage refrigerant split into each cold-storage container, and a specific setting procedure will be described in the section of the embodiment below.

【0013】次に、ガスの気化、すなわち液化ガスの払
い出しを行う場合には、液化ガス容器内の液化ガスをガ
ス導出通路を通じて第N熱交換器から第1熱交換器まで
順に直列に通す。これにより、上記ガスは各熱交換器を
流れる蓄冷用冷媒、詳しくは第1熱交換器から第N熱交
換器までの各熱交換器より第(N+1)熱交換器へ導入
される蓄冷用冷媒との熱交換により加熱され、気化され
た状態で装置外へ取り出される。ここで、各熱交換器を
流れる蓄冷用冷媒の量については、請求項4記載のよう
に、この蓄冷用冷媒の各地点の温度が同地点を流れる気
化対象ガスの温度よりも高くなるように設定することに
より、各熱交換器での熱交換が良好に行われることとな
る。この蓄冷用冷媒の流量は、各蓄冷容器から合流する
蓄冷用冷媒の量によって調節が可能であり、その詳細は
後の実施例の項で説明する。
Next, when the gas is vaporized, that is, the liquefied gas is discharged, the liquefied gas in the liquefied gas container is sequentially passed in series from the Nth heat exchanger to the first heat exchanger through the gas outlet passage. As a result, the gas is a cold storage refrigerant flowing through each heat exchanger, more specifically, a cold storage refrigerant introduced from each heat exchanger from the first heat exchanger to the Nth heat exchanger to the (N + 1) th heat exchanger. It is heated by heat exchange with and is taken out of the device in a vaporized state. Here, regarding the amount of the cold storage refrigerant flowing through each heat exchanger, as described in claim 4, the temperature of each point of this cold storage refrigerant is higher than the temperature of the gas to be vaporized flowing through the same point. By setting, the heat exchange in each heat exchanger will be favorably performed. The flow rate of the cold storage refrigerant can be adjusted by the amount of the cold storage refrigerant merged from each cold storage container, and the details thereof will be described in the section of Examples below.

【0014】さらに、請求項3記載の装置によれば、冷
凍サイクルにおいて、圧縮機出口のサイクル用冷媒温度
を蓄冷用冷媒によって下げるので、結果的に圧縮機入口
のサイクル用冷媒温度が下がり、その分、液化に必要な
冷凍サイクルの必要動力は削減されることとなる。ま
た、上記冷媒熱交換器における熱交換で蓄冷用冷媒が加
温され、その温排熱が蓄冷容器に蓄えられるため、この
温排熱を利用して気化時のガス導出通路内におけるガス
を加温することにより、気化のための加熱に要する熱量
も削減することができる。
Further, according to the third aspect of the present invention, in the refrigerating cycle, the temperature of the refrigerant for the cycle at the outlet of the compressor is lowered by the refrigerant for the cold storage. As a result, the temperature of the refrigerant for the cycle at the inlet of the compressor is lowered, which Therefore, the power required for the refrigeration cycle required for liquefaction will be reduced. In addition, the cold storage refrigerant is heated by heat exchange in the refrigerant heat exchanger, and the hot exhaust heat is stored in the cold storage container.Therefore, the hot exhaust heat is used to add the gas in the gas outlet passage during vaporization. By heating, the amount of heat required for heating for vaporization can also be reduced.

【0015】また、請求項5記載の運転方法によれば、
外部からの液化ガスの補充によって、液化ガスの総気化
量が総液化量よりも多くなるように運転を行っているの
で、この総気化量の増加に伴って気化時における総エン
タルピも増大し、この分、同一地点における液化時のガ
ス温度と気化時のガス温度との差が広がる。これによ
り、蓄冷用冷媒と上記ガスとの熱交換が可能となる蓄冷
用冷媒の温度領域を広げることができる。
According to the operating method of the fifth aspect,
By replenishing the liquefied gas from the outside, operation is performed so that the total vaporized amount of the liquefied gas becomes larger than the total liquefied amount, so the total enthalpy at the time of vaporization also increases as the total vaporized amount increases. As a result, the difference between the gas temperature during liquefaction and the gas temperature during vaporization at the same point widens. As a result, it is possible to widen the temperature range of the cold storage refrigerant in which heat can be exchanged between the cold storage refrigerant and the gas.

【0016】[0016]

【実施例】本発明の第1実施例を図1〜図4に基づいて
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0017】図1(a)は本発明装置におけるガスの液
化時の流れ、同図(b)はガスの気化時の流れをそれぞ
れ示している。なお、この実施例では都市ガス(天然ガ
ス;NG)を液化及び気化する装置について説明する
が、本発明では液化及び気化の対象となるガスを問わ
ず、その他、適当な沸点を有する種々のガスについて適
用することができる。
FIG. 1 (a) shows the flow when the gas is liquefied in the apparatus of the present invention, and FIG. 1 (b) shows the flow when the gas is vaporized. In addition, in this embodiment, an apparatus for liquefying and vaporizing city gas (natural gas; NG) will be described, but in the present invention, regardless of the gas to be liquefied and vaporized, other various gases having appropriate boiling points Can be applied.

【0018】図1(a)(b)において、10はガス通
路(ガス導入通路及びガス導出通路)であり、このガス
通路10は第1熱交換器21、第2熱交換器22、第3
熱交換器23を順に通ってLNGタンク(液化ガス容
器)12に達している。上記ガス通路10において、第
3熱交換器23とLNGタンク12との間の部分は、図
1(a)に示されるような導入用通路16と同図(b)
に示されるような導出用通路20とに切換可能とされて
おり、上記導入用通路16には外部冷却を行うための熱
交換器(冷却手段)14が、導出用通路20には減圧弁
18がそれぞれ設けられている。
1 (a) and 1 (b), 10 is a gas passage (gas introduction passage and gas discharge passage), and this gas passage 10 includes a first heat exchanger 21, a second heat exchanger 22, and a third heat exchanger.
It passes through the heat exchanger 23 in order and reaches the LNG tank (liquefied gas container) 12. In the gas passage 10, the portion between the third heat exchanger 23 and the LNG tank 12 is the same as the introduction passage 16 as shown in FIG.
A heat exchanger (cooling means) 14 for performing external cooling is provided in the introduction passage 16 and a pressure reducing valve 18 is provided in the introduction passage 20. Are provided respectively.

【0019】一方、この装置には蓄冷タンク30が設置
されており、この蓄冷タンク30内には互いに断熱され
た第1蓄冷容器31、第2蓄冷容器32、第3蓄冷容器
33、第4蓄冷容器34の4つの蓄冷容器が並設されて
いる。
On the other hand, a cold storage tank 30 is installed in this apparatus, and in the cold storage tank 30, a first cold storage container 31, a second cold storage container 32, a third cold storage container 33, and a fourth cold storage container which are insulated from each other. The four cold storage containers of the container 34 are arranged in parallel.

【0020】各蓄冷容器31〜34には互いに温度の異
なる状態で同一種の蓄冷用冷媒26が収容されている。
この蓄冷用冷媒26は、最低温度(この実施例では−1
30℃程度)でも凍結しないものであることが基本条件
であるが、さらに好ましくは、低価格で毒性が低く、沸
点が高いものがよい。このような条件を全て満足するも
のは純物質では得られにくいが、例えばエタノール、メ
タノール等の共晶組成をもつ媒体をその共晶組成付近の
割合で混合することにより、例えば図3に示す領域44
で、事実上凝固点の十分に下がった好適なものを得るこ
とができる。このような多物質の混合によって、蓄冷用
冷媒26の選択の幅が広がることになる。
In each of the cold storage containers 31 to 34, the same type of cold storage refrigerant 26 is housed in a state where the temperatures are different from each other.
The cold storage refrigerant 26 has a minimum temperature (-1 in this embodiment).
The basic condition is that it does not freeze even at about 30 ° C.), but it is more preferable that it is inexpensive, has low toxicity, and has a high boiling point. Although it is difficult to obtain a pure substance that satisfies all of these conditions, for example, by mixing a medium having a eutectic composition such as ethanol or methanol at a ratio near the eutectic composition, the region shown in FIG. 44
Thus, it is possible to obtain a suitable product having a substantially low freezing point. By mixing such multiple substances, the range of selection of the cold storage refrigerant 26 is expanded.

【0021】また、蓄冷容器31〜34は、互いに個別
に設置されたものでもよいが、これらの蓄冷容器31〜
34を、図に示すように一定容量の蓄冷タンク30を間
仕切りすることにより形成すれば、コスト及び設置スペ
ースの面で非常に有利となる。この場合、各蓄冷容器3
1〜34同士の間でその中に収容される各蓄冷用冷媒2
6同士の温度差を保つには、図4に示すようにメンブレ
ン38を内張りした断熱材37で蓄冷容器31〜34を
形成することが非常に好ましい。
The cold storage containers 31 to 34 may be installed separately from each other, but these cold storage containers 31 to 31 are also provided.
If 34 is formed by partitioning the cold storage tank 30 having a constant capacity as shown in the figure, it is very advantageous in terms of cost and installation space. In this case, each cold storage container 3
Refrigerant 2 for cold storage accommodated therein between 1 to 34
In order to maintain the temperature difference between the six members, it is very preferable to form the cold storage containers 31 to 34 with the heat insulating material 37 lined with the membrane 38 as shown in FIG.

【0022】各蓄冷容器31〜34は、各熱交換器21
〜23に対して冷媒通路(液化用冷媒循環手段及び気化
用冷媒循環手段を構成)35を介して接続されている。
具体的に、この冷媒通路35は、各熱交換器21〜23
を直列状態で貫通する熱交換通路350と、この熱交換
通路350から分岐する4本の分岐通路351〜354
とで構成されており、分岐通路351は第1熱交換器2
1よりも外側(図では左側)の位置から分岐して第1蓄
冷容器31に接続され、分岐通路352は第1熱交換器
21と第2熱交換器22との間の位置から分岐して第2
蓄冷容器32に接続され、分岐通路353は第2熱交換
器22と第3熱交換器23との間の位置から分岐して第
3蓄冷容器33に接続され、分岐通路354は第3熱交
換器23よりも外側(図では右側)の位置から分岐して
第4蓄冷容器34に接続されている。また、3本の分岐
通路351〜353には、3つの蓄冷容器31〜33か
らそれぞれ蓄冷用冷媒26を引出し、あるいは上記蓄冷
容器31〜33へそれぞれ蓄冷用冷媒26を送り込むた
めの冷媒ポンプ36が設けられている。
The regenerators 31 to 34 are connected to the heat exchangers 21.
To 23 through a refrigerant passage (which constitutes a liquefying refrigerant circulating means and a vaporizing refrigerant circulating means) 35.
Specifically, the refrigerant passage 35 is provided in each of the heat exchangers 21-23.
Heat exchange passage 350 penetrating in a series state, and four branch passages 351 to 354 branched from the heat exchange passage 350.
And the branch passage 351 includes the first heat exchanger 2
1 is branched from a position outside (on the left side in the drawing) and connected to the first cold storage container 31, and the branch passage 352 is branched from a position between the first heat exchanger 21 and the second heat exchanger 22. Second
The branch passage 353 is connected to the cold storage container 32, the branch passage 353 is branched from a position between the second heat exchanger 22 and the third heat exchanger 23, and is connected to the third cool storage container 33, and the branch passage 354 is the third heat exchange. It branches from a position outside (right side in the figure) of the container 23 and is connected to the fourth cool storage container 34. In addition, a refrigerant pump 36 for drawing out the cold storage refrigerant 26 from the three cold storage containers 31 to 33 or sending the cold storage refrigerant 26 to the cold storage containers 31 to 33 is provided in the three branch passages 351 to 353. It is provided.

【0023】次に、この装置の作用を説明する。Next, the operation of this device will be described.

【0024】まず、NGの液化(すなわち貯蔵)を行う
にあたっては、図1(a)に示されるように、NGをガ
ス通路10を通じて第1熱交換器21、第2熱交換器2
2、第3熱交換器23の順に通過させる一方、第4蓄冷
容器34内の蓄冷用冷媒26を分岐通路354を通じて
導出し、この蓄冷用冷媒14を第3熱交換器23、第2
熱交換器22、第1熱交換器21の順に通過させて第1
蓄冷容器31内に導入するとともに、その途中で分岐通
路353,352を通じて適宜第3蓄冷容器33内、第
2蓄冷容器32内にそれぞれ分流させる。これにより、
上記ガス通路10を通過するNGは熱交換器21〜23
を流れる蓄冷用冷媒26との熱交換で冷却され、さら
に、液化用ガス通路16における液化用熱交換器14で
外部冷却されて完全に液化され、この状態でLNGタン
ク12内に貯蔵される。
First, when liquefying (that is, storing) NG, as shown in FIG. 1A, the NG is passed through the gas passage 10 to the first heat exchanger 21 and the second heat exchanger 2.
While passing through the second and third heat exchangers 23 in this order, the cold storage refrigerant 26 in the fourth cold storage container 34 is led out through the branch passage 354, and the cold storage refrigerant 14 is passed through the third heat exchanger 23, the second
The heat exchanger 22 and the first heat exchanger 21 are passed in this order to
While being introduced into the cool storage container 31, the flow is divided into the third cool storage container 33 and the second cool storage container 32 through branch passages 353 and 352 in the middle. This allows
The NGs passing through the gas passage 10 are heat exchangers 21 to 23.
It is cooled by heat exchange with the cold storage refrigerant 26 flowing therethrough, and is further externally cooled by the liquefying heat exchanger 14 in the liquefying gas passage 16 to be completely liquefied and stored in the LNG tank 12 in this state.

【0025】なお、この液化時に蓄冷用冷媒26とNG
との間で良好に熱交換を行わせるには、各熱交換器21
〜23を流れる冷媒の量を適正な値に設定しなければな
らないが、これについては後に詳述する。
During this liquefaction, the cold storage refrigerant 26 and NG
In order to ensure good heat exchange between the
The amount of refrigerant flowing through 23 must be set to an appropriate value, which will be described in detail later.

【0026】これに対し、LNGの気化(すなわち払い
出し)を行うにあたっては、図1(b)に示されるよう
に、LNGタンク12内のLNGを導出用通路20内の
減圧弁18で減圧し(この実施例では8kg/cm2G→6kg/
cm2G)、その後に第3熱交換器23、第2熱交換器2
2、第1熱交換器21の順に通過させる一方、第1蓄冷
容器31から蓄冷用冷媒26を導出し、この蓄冷用冷媒
26を熱交換通路350を通じて第1熱交換器21、第
2熱交換器22、第3熱交換器23の順に通過させて第
4蓄冷容器34内に導入するとともに、この蓄冷用冷媒
26に熱交換通路350の途中で分岐通路352,35
3を通じて第2蓄冷容器32、第3蓄冷容器33内の蓄
冷用冷媒26を適宜合流させる。これにより、上記ガス
通路10を通過するLNGは熱交換器23〜21を流れ
る蓄冷用冷媒26との熱交換で冷却され、さらに、アフ
タヒータ38で外部加熱されて完全に気化した後に装置
外部へ取り出される。
On the other hand, when vaporizing (ie, paying out) the LNG, as shown in FIG. 1B, the LNG in the LNG tank 12 is decompressed by the pressure reducing valve 18 in the outlet passage 20 ( In this embodiment, 8 kg / cm 2 G → 6 kg /
cm 2 G), then the third heat exchanger 23, the second heat exchanger 2
2, while passing through the first heat exchanger 21 in this order, the cold storage refrigerant 26 is derived from the first cold storage container 31, and the cold storage refrigerant 26 is passed through the heat exchange passage 350 to the first heat exchanger 21 and the second heat exchanger. While passing through the container 22 and the third heat exchanger 23 in this order to be introduced into the fourth cold storage container 34, the cold storage refrigerant 26 is provided with branch passages 352, 35 in the middle of the heat exchange passage 350.
The refrigerant for cold storage 26 in the second cold storage container 32 and the third cold storage container 33 is appropriately merged through 3. As a result, the LNG passing through the gas passage 10 is cooled by heat exchange with the cold storage refrigerant 26 flowing through the heat exchangers 23 to 21, and is further externally heated by the after heater 38 to be completely vaporized and then taken out of the apparatus. Be done.

【0027】次に、上記蓄冷用冷媒26の流量の設定要
領を図2に基づいて説明する。
Next, the procedure for setting the flow rate of the cold storage refrigerant 26 will be described with reference to FIG.

【0028】この図2において、液化工程で流されるN
G、及び気化工程で流されるLNGの温度−エンタルピ
ー曲線がそれそれぞれ実線40L及び実線40Gで示さ
れている。なお、このグラフの縦軸の量である「エンタ
ルピー差」とは、第3熱交換器23の高温側出口地点の
エンタルピーを基準とした各地点でのエンタルピー総量
(すなわち液化・気化1サイクル当たりのエンタルピー
総量)の変化量を意味しており、従って、同一地点では
液化時及び気化時のエンタルピー差が全て等しくなって
いる。
In FIG. 2, N flown in the liquefaction process
The temperature-enthalpy curves of G and LNG flown in the vaporization process are shown by solid line 40L and solid line 40G, respectively. The "enthalpy difference", which is the amount on the vertical axis of this graph, means the total amount of enthalpy at each point based on the enthalpy at the high temperature side exit point of the third heat exchanger 23 (that is, per liquefaction / vaporization cycle). This means the amount of change in the total enthalpy), and therefore the enthalpy differences during liquefaction and vaporization are all the same at the same point.

【0029】図に示されるように、液化時のNGの温度
−エンタルピー曲線40LはNGの沸点(−130℃付
近)で激しく屈曲しており、気液が共存する領域(上記
沸点以上の領域)では上に凸の曲線となっている。ま
た、気化時の温度−エンタルピー曲線40Gは上記液化
時の温度−エンタルピー曲線40Lと近似しているが、
減圧弁18での減圧による自己寒冷発生分と液化用熱交
換器14における外部冷熱の分だけ低温側(図では左
側)にずれている。
As shown in the figure, the temperature-enthalpy curve 40L of NG at the time of liquefaction sharply bends at the boiling point of NG (around -130 ° C), and the region where gas and liquid coexist (the region above the boiling point). Then, the curve is convex upward. The temperature-enthalpy curve 40G at the time of vaporization is similar to the temperature-enthalpy curve 40L at the time of liquefaction,
The amount of self-cooling generated by decompression in the pressure reducing valve 18 and the amount of external cold heat in the liquefying heat exchanger 14 deviate to the low temperature side (left side in the figure).

【0030】ここで、液化時及び気化時におけるNG及
びLNGと蓄冷用冷媒26との良好な熱交換を確保する
ためには、液化時における各熱交換器21〜23の入口
側及び出口側の冷媒温度を同地点を流れるNGの温度よ
りも低く、気化時における各熱交換器21〜23の入口
側及び出口側の冷媒温度を同地点を流れるLNGの温度
よりも高くする必要がある。これを図2のグラフで示す
と、上記2つの温度−エンタルピー曲線40G,40L
の間に蓄冷用冷媒26の温度−エンタルピー曲線が位置
することが必要である。
Here, in order to ensure good heat exchange between the NG and LNG and the cold storage refrigerant 26 during liquefaction and vaporization, the inlet and outlet sides of the heat exchangers 21 to 23 during liquefaction are secured. The refrigerant temperature needs to be lower than the temperature of NG flowing at the same point, and the refrigerant temperatures at the inlet side and the outlet side of each heat exchanger 21-23 at the time of vaporization need to be higher than the temperature of LNG flowing at the same point. This is shown in the graph of FIG. 2, where the two temperature-enthalpy curves 40G and 40L are
It is necessary that the temperature-enthalpy curve of the cold storage refrigerant 26 be located between the two.

【0031】しかし、蓄冷用冷媒26は常時液相を保っ
ているため、その温度とエンタルピー差との関係は図2
のグラフにおいて直線となり、このような単なる直線を
上記2つの温度−エンタルピー曲線40L,40Gの間
に位置させることは不可能である。そこで、各熱交換器
21〜23における蓄冷用冷媒26の流量を調節して各
熱交換器21〜23での温度−エンタルピー直線の傾き
を変え、各直線を例えば図2の破線41,42,43と
することによって、液化時及び気化時における良好な熱
交換を実現することが可能となる。この蓄冷用冷媒26
の各熱交換器21〜23における流量は、液化時におい
て第2蓄冷容器32及び第3蓄冷容器33に蓄冷用冷媒
26が分流する量、及び液化時において第2蓄冷容器3
2及び第3蓄冷容器33から蓄冷用冷媒26を導出して
合流させる量を調節することによって、容易に設定可能
である。
However, since the cold storage refrigerant 26 always maintains the liquid phase, the relationship between the temperature and the enthalpy difference is shown in FIG.
Is a straight line in the graph, and it is impossible to position such a simple straight line between the two temperature-enthalpy curves 40L and 40G. Therefore, the flow rate of the cold storage refrigerant 26 in each of the heat exchangers 21 to 23 is adjusted to change the slope of the temperature-enthalpy line in each of the heat exchangers 21 to 23, and each line is represented by, for example, the broken lines 41, 42 in FIG. By setting the number to 43, it is possible to realize excellent heat exchange during liquefaction and vaporization. This cold storage refrigerant 26
The flow rate in each of the heat exchangers 21 to 23 is the amount of the cold storage refrigerant 26 diverted to the second cold storage container 32 and the third cold storage container 33 during liquefaction, and the second cold storage container 3 during liquefaction.
This can be easily set by adjusting the amount by which the cold storage refrigerant 26 is led out from the second and third cold storage containers 33 and merged.

【0032】すなわち、この装置は、熱交換器及び蓄冷
容器を複数段にし、温度レベルに応じて(換言すれば各
段の熱交換器に応じて)冷媒流量を変えるようにするこ
とにより、直線状の温度−エンタルピー特性をもつ液相
の蓄冷用冷媒26を用いても蓄冷を行うことができるよ
うにしたことを特徴としており、これによって、従来装
置において必須とされていた伝熱管を排除し、大幅なコ
ストの削減を図ることができる。
That is, in this apparatus, the heat exchanger and the cold storage container are provided in a plurality of stages, and the flow rate of the refrigerant is changed according to the temperature level (in other words, according to the heat exchanger of each stage). It is characterized in that cold storage can be performed even by using a liquid-phase cold storage refrigerant 26 having a similar temperature-enthalpy characteristic, thereby eliminating the heat transfer tube that was indispensable in the conventional device. The cost can be reduced significantly.

【0033】次に、第2実施例を図5,6に基づいて説
明する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.

【0034】ここでは、図5(a)に示される液化時に
おいて、全熱交換器を例として流量1ton/hour(以下T
/Hと称す)で通過するLNGに対し、装置外部からタ
ンクローリー48等でLNGを流量0.1T/Hで追加
して両者をLNGタンク12に導入し、気化時には同図
(b)に示すように1.1T/Hの流量でLNGの払い
出しを行うようにしている。
Here, at the time of liquefaction shown in FIG. 5A, the total heat exchanger is taken as an example and the flow rate is 1 ton / hour (hereinafter T
/ H), LNG is added to the LNG tank 12 from the outside of the device by a tank truck 48 or the like at a flow rate of 0.1 T / H, and both are introduced into the LNG tank 12, and at the time of vaporization, as shown in FIG. Moreover, LNG is paid out at a flow rate of 1.1 T / H.

【0035】このように、外部からLNGを補充してL
NGの総気化量をNGの総液化量よりも大きくなるよう
にすれば、気化時のLNGのエンタルピーはさらに増大
し(この実施例では、補充しない場合の1.1倍)、こ
れによって、図6に示されるように液化時の温度−エン
タルピー曲線40Lと気化時の温度−エンタルピー曲線
40Gとの差は前記図2の場合よりもさらに広がること
になる。これに伴い、熱交換可能にするための蓄冷用冷
媒26の流量の設定可能範囲(両曲線40L,40Gの
間の領域)も広がるため、例えば図5(a)(b)に示
すように、蓄冷容器及び熱交換器の段数を図1の装置と
比べて減らしても、図6に示すように、蓄冷用冷媒26
の温度−エンタルピー直線、図6では破線51,52か
らなる折線を両曲線40L,40G内に位置させること
ができ、これによって装置のより一層の低コスト化を図
ることが可能となる。
In this way, LNG is replenished from the outside with L
If the total vaporization amount of NG is made larger than the total liquefaction amount of NG, the enthalpy of LNG during vaporization is further increased (1.1 times that in the case of not replenishing in this example). As shown in FIG. 6, the difference between the temperature-enthalpy curve 40L at the time of liquefaction and the temperature-enthalpy curve 40G at the time of vaporization becomes wider than in the case of FIG. Along with this, the settable range of the flow rate of the cold storage refrigerant 26 for heat exchange (the area between the two curves 40L and 40G) also expands, so that, for example, as shown in FIGS. Even if the number of stages of the cold storage container and the heat exchanger is reduced as compared with the device of FIG. 1, as shown in FIG.
The temperature-enthalpy straight line, that is, the broken line consisting of the broken lines 51 and 52 in FIG. 6 can be positioned inside both curves 40L and 40G, which makes it possible to further reduce the cost of the device.

【0036】さらに、LNGの外部からの補給量が十分
な場合は、この補給で加えられる寒冷により、図5
(a)に示すように、前記第1実施例における液化用熱
交換器14を省略することも可能となる。
Furthermore, when the amount of LNG supplied from the outside is sufficient, the cold added by this supply causes
As shown in (a), the liquefaction heat exchanger 14 in the first embodiment can be omitted.

【0037】なお、このような効果を得る方法として
は、LNGタンク12の上流側でLNGを補給するもの
に限らず、例えば液化完了後にLNGタンク12に直接
LNGを補給してもよいし、液化を開始する前に予め余
剰のLNGをLNGタンク12内に収容しておく方法に
よっても同様の効果を得ることができる。また、液化時
には補給を行わず、気化時のLNGタンク12からのL
NG払出の際に、このLNGに外部からLNGを追加し
て各熱交換器21,22に導入するようにしてもよい。
The method for obtaining such an effect is not limited to the method of replenishing LNG on the upstream side of the LNG tank 12, and for example, LNG may be replenished directly to the LNG tank 12 after completion of liquefaction, or liquefaction may be performed. The same effect can be obtained by a method of storing excess LNG in the LNG tank 12 in advance before starting. In addition, the LNG from the LNG tank 12 during vaporization is not replenished during liquefaction.
At the time of NG payout, LNG may be added to the LNG from the outside and introduced into the heat exchangers 21 and 22.

【0038】次に、第3実施例を図7及び図8に基づい
て説明する。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

【0039】図において、50は冷凍サイクルであり、
この冷凍サイクル50はサイクル用冷媒を循環させて上
記液化用熱交換器14に通すことにより、液化工程にお
いてNGを冷却するものである。この冷凍サイクル50
は、サイクル熱交換器51、膨張タービン52、圧縮機
57、アフタクーラー58、及び冷媒熱交換器59を順
に備え、膨張タービン52の下流側に上記液化用熱交換
器14が配されている。また、冷媒熱交換器59は、冷
媒通路35の熱交換通路350において第1熱交換器2
1と分岐通路351との間の位置に配されており、この
冷媒熱交換器59において、冷媒通路35を流れる蓄冷
用冷媒26と、冷凍サイクル50を循環するサイクル用
冷媒との熱交換が行われるようになっている。
In the figure, 50 is a refrigeration cycle,
The refrigerating cycle 50 cools NG in the liquefying process by circulating a cycle refrigerant and passing it through the liquefying heat exchanger 14. This refrigeration cycle 50
Includes a cycle heat exchanger 51, an expansion turbine 52, a compressor 57, an aftercooler 58, and a refrigerant heat exchanger 59 in this order, and the liquefaction heat exchanger 14 is arranged downstream of the expansion turbine 52. Further, the refrigerant heat exchanger 59 has the first heat exchanger 2 in the heat exchange passage 350 of the refrigerant passage 35.
1 and the branch passage 351 are arranged, and in this refrigerant heat exchanger 59, heat exchange between the cold storage refrigerant 26 flowing in the refrigerant passage 35 and the cycle refrigerant circulating in the refrigeration cycle 50 is performed. It is supposed to be.

【0040】このような装置によれば、上記冷媒熱交換
器59における熱交換によってサイクル用冷媒が冷却さ
れるので、その分、図7に示すような液化時において必
要とされる冷凍サイクルの動力が削減される一方、上記
熱交換によって温められた蓄冷用冷媒26が第1蓄冷容
器31に導入されることにより、図8に示すような気化
時における装置出口のガス温度が高められ、これによっ
て、アフタヒータ等の外部加熱手段を省略することが可
能になる。
According to such an apparatus, since the cycle refrigerant is cooled by the heat exchange in the refrigerant heat exchanger 59, the refrigerating cycle power required for the liquefaction as shown in FIG. 7 is correspondingly cooled. On the other hand, while the cold storage refrigerant 26 heated by the heat exchange is introduced into the first cold storage container 31, the gas temperature at the device outlet at the time of vaporization as shown in FIG. It is possible to omit external heating means such as an after heater.

【0041】すなわち、この装置では、蓄冷用冷媒26
と冷凍サイクル50を循環するサイクル用冷媒とを熱交
換させる冷媒熱交換器59を設け、これにより、液化時
に必要な冷熱を蓄冷タンク30から汲み上げるととも
に、冷凍サイクル50で発生する温排熱を気化時の温熱
源とするいわばヒートポンプとしての機能をもたさせる
ようにしているので、従来の冷凍サイクルと同様にサイ
クル用冷媒をアフタクーラー58単独で冷却し、気化時
においてガスを特別な外部加熱で加温する装置に比べ、
液化時及び気化時の双方における必要動力を同時に削減
することができる。
That is, in this apparatus, the cold storage refrigerant 26
A refrigerant heat exchanger 59 for exchanging heat between the refrigerating cycle 50 and the cycle refrigerant circulating in the refrigerating cycle 50 is provided, whereby the cold heat required for liquefaction is pumped from the cold storage tank 30 and the hot exhaust heat generated in the refrigerating cycle 50 is vaporized. Since it functions as a so-called heat pump that serves as a heat source at the time, the refrigerant for the cycle is cooled by the aftercooler 58 alone like the conventional refrigeration cycle, and the gas is specially heated externally at the time of vaporization. Compared to the heating device,
It is possible to simultaneously reduce the required power both during liquefaction and during vaporization.

【0042】なお、本発明は以上のような実施例に限定
されるものでなく、例として次のような態様をとること
も可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments, and the following modes can be adopted as examples.

【0043】(1) 上記各実施例では、ガス通路10を本
発明におけるガス導入通路及びガス導出通路として兼用
するものを示したが、本発明はこれに限らず、両通路を
別個に構成するようにしてもよい。また上記各実施例で
は、冷媒通路35及び各冷媒ポンプ36を本発明におけ
る液化用冷媒循環手段及び気化用冷媒循環手段として兼
用したものを示したが、本発明では液化用冷媒循環手段
及び気化用冷媒循環手段を別個に構成するようにしても
よい。例えば、液化用冷媒通路と気化用冷媒通路とを並
べて設け、両者を共通の熱交換器に通すようにしてもよ
い。
(1) In each of the above embodiments, the gas passage 10 is also used as the gas introduction passage and the gas discharge passage in the present invention, but the present invention is not limited to this, and both passages are constructed separately. You may do it. In each of the above embodiments, the refrigerant passage 35 and the refrigerant pumps 36 are also used as the liquefying refrigerant circulating means and the vaporizing refrigerant circulating means in the present invention, but in the present invention, the liquefying refrigerant circulating means and the vaporizing refrigerant circulating means are shown. The refrigerant circulating means may be separately configured. For example, the liquefying refrigerant passage and the vaporizing refrigerant passage may be provided side by side, and both may be passed through a common heat exchanger.

【0044】(2) 本発明において、熱交換器及び蓄冷容
器の個数は各種条件に応じて適宜設定すればよく、熱交
換器の総数をN(≧2)、蓄冷容器の個数を(N+1)
とした場合、液化時に第(N+1)蓄冷容器内の蓄冷用
冷媒を第N熱交換器から第1熱交換器まで順に通して第
1蓄冷容器に導入するとともにこの蓄冷用冷媒のうち第
n熱交換器と第(n+1)熱交換器(nは1以上(N−
1)以下の各自然数)との間を通る蓄冷用冷媒の一部を
分流させて第(n+1)蓄冷容器に導入し、気化時には
第1蓄冷容器内の蓄冷用冷媒を第1熱交換器から第N熱
交換器まで順に通して第(N+1)蓄冷容器に導入する
とともにこの蓄冷用冷媒に第(n+1)熱交換器と第
(n+1)熱交換器との間で第n蓄冷容器内の蓄冷用冷
媒を合流させることにより、本発明の効果を得ることが
できる。
(2) In the present invention, the number of heat exchangers and regenerators may be appropriately set according to various conditions, the total number of heat exchangers is N (≧ 2), and the number of regenerators is (N + 1).
In such a case, during liquefaction, the cold storage refrigerant in the (N + 1) th cold storage container is sequentially introduced from the Nth heat exchanger to the first heat exchanger into the first cold storage container and the nth heat of the cold storage refrigerant is transferred. Exchanger and (n + 1) th heat exchanger (n is 1 or more (N-
1) Part of the cold storage refrigerant passing between each of the following natural numbers) is split and introduced into the (n + 1) th cold storage container, and at the time of vaporization, the cold storage refrigerant in the first cold storage container is fed from the first heat exchanger. The N-th heat exchanger is sequentially passed through and introduced into the (N + 1) th cold storage container, and the cold storage refrigerant is stored in the n-th cold storage container between the (n + 1) th heat exchanger and the (n + 1) th heat exchanger. The effect of the present invention can be obtained by merging the use refrigerant.

【0045】(3) 図7の装置において、冷凍サイクル5
0の具体的な構成は問わず、液化用熱交換器14におい
てガスを十分に冷却できるものであれば従来公知のもの
等が広く適用可能である。
(3) In the apparatus shown in FIG. 7, the refrigeration cycle 5
No particular specific configuration is applicable to the liquefaction heat exchanger 14, and conventionally known ones can be widely applied as long as the gas can be sufficiently cooled in the liquefying heat exchanger 14.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように本発明は、複数段の熱交換
器及び蓄冷容器を備え、温度レベルに応じて各熱交換器
における蓄冷用冷媒の流量を変えることにより、液相の
蓄冷用冷媒を用いて蓄冷を行うことを可能にしたもので
あるので、従来必要とされていた伝熱管を排除しなが
ら、従来装置と同様に蓄冷を用いてガスの再液化及び気
化を行うことができ、これによって装置のコストを大幅
に削減することができる効果がある。
As described above, the present invention is provided with a plurality of stages of heat exchangers and regenerators, and changes the flow rate of the regenerator refrigerant in each heat exchanger in accordance with the temperature level to cool the liquid phase. Since it is possible to perform cold storage using a refrigerant, it is possible to perform reliquefaction and vaporization of gas using cold storage as in the conventional device while eliminating the heat transfer tube that was conventionally required. This has the effect of significantly reducing the cost of the device.

【0047】さらに、請求項3記載の装置によれば、液
化対象ガスを冷却するためのサイクル用冷媒を蓄冷用冷
媒との熱交換によって冷却することにより、液化時の必
要動力の低減を図ると同時に、この熱交換によって温め
られた蓄冷用冷媒を蓄冷容器へ戻すことによって気化時
における装置出口のガス温度を十分高く保持することが
でき、両者によって液化時及び気化時双方での必要動力
を削減することができる効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the power required for liquefaction is reduced by cooling the cycle refrigerant for cooling the liquefaction target gas by heat exchange with the cold storage refrigerant. At the same time, by returning the cold storage refrigerant warmed by this heat exchange to the cold storage container, the gas temperature at the outlet of the device during vaporization can be kept sufficiently high, and both reduce the power required for both liquefaction and vaporization. There is an effect that can be.

【0048】また、請求項5記載の運転方法によれば、
外部からの液化ガスの補給によって液化ガスの総気化量
が総液化量よりも多くなるように運転を行っているの
で、この総気化量の増加に伴って気化時における総エン
タルピが増大する分、同一地点での液化時のガス温度と
気化時のガス温度との差を広げることができる。すなわ
ち、蓄冷用冷媒と上記ガスとの熱交換が可能となる蓄冷
用冷媒の温度領域を広げることができ、これによって、
熱交換器及び蓄冷容器の必要個数を削減することができ
る効果がある。
According to the operating method of the fifth aspect,
Since the operation is performed so that the total vaporization amount of the liquefied gas becomes larger than the total liquefaction amount by the supplement of the liquefied gas from the outside, the total enthalpy at the time of vaporization increases with the increase of this total vaporization amount, It is possible to widen the difference between the gas temperature during liquefaction and the gas temperature during vaporization at the same point. That is, it is possible to widen the temperature range of the cold storage refrigerant that enables heat exchange between the cold storage refrigerant and the gas, and thereby,
This has the effect of reducing the required number of heat exchangers and cold storage containers.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は本発明の第1実施例における天然ガス
の再液化及び気化装置における再液化時のガスの流れを
示すフローシート、(b)は同装置における気化時のガ
スの流れを示すフローシートである。
FIG. 1 (a) is a flow sheet showing a gas flow at the time of reliquefaction and natural gas reliquefaction in a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a gas flow at the time of gasification in the same device. Is a flow sheet showing.

【図2】上記装置における液化時のNGの温度−エンタ
ルピー曲線、気化時のNGの温度−エンタルピー曲線、
及び液化時・気化時の蓄冷用冷媒の温度−エンタルピー
曲線を示すグラフである。
FIG. 2 is a temperature-enthalpy curve of NG during liquefaction and a temperature-enthalpy curve of NG during vaporization in the above apparatus.
3 is a graph showing a temperature-enthalpy curve of a cold storage refrigerant during liquefaction and vaporization.

【図3】上記装置における冷媒として使用可能な物質を
示すための固液相図である。
FIG. 3 is a solid-liquid phase diagram showing substances that can be used as a refrigerant in the above apparatus.

【図4】上記装置における蓄冷容器の構造例を示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structural example of a cold storage container in the above apparatus.

【図5】(a)は本発明の第2実施例における天然ガス
の再液化及び気化装置における再液化時のガスの流れを
示すフローシート、(b)は同装置における気化時のガ
スの流れを示すフローシートである。
FIG. 5 (a) is a flow sheet showing a gas flow at the time of reliquefaction and natural gas reliquefaction in the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 (b) is a gas flow at the time of gasification in the same device. Is a flow sheet showing.

【図6】上記装置における液化時のNGの温度−エンタ
ルピー曲線、気化時のNGの温度−エンタルピー曲線、
及び液化時・気化時の蓄冷用冷媒の温度−エンタルピー
曲線を示すグラフである。
FIG. 6 is a temperature-enthalpy curve of NG during liquefaction in the above apparatus, a temperature-enthalpy curve of NG during vaporization,
3 is a graph showing a temperature-enthalpy curve of a cold storage refrigerant during liquefaction and vaporization.

【図7】本発明の第3実施例における天然ガスの再液化
及び気化装置における再液化時のガスの流れを示すフロ
ーシートである。
FIG. 7 is a flow sheet showing a gas flow during reliquefaction in a natural gas reliquefaction and vaporization apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図8】上記装置における気化時のガスの流れを示すフ
ローシートである。
FIG. 8 is a flow sheet showing a gas flow at the time of vaporization in the above apparatus.

【図9】従来のガスの再液化及び気化装置の一例を示す
フローシートである。
FIG. 9 is a flow sheet showing an example of a conventional gas reliquefaction and vaporization apparatus.

【図10】(a)はガスの再液化及び気化工程において
蓄冷を用いない場合の温度−エンタルピの変化を示すグ
ラフ、(b)は従来装置においてガスの再液化及び気化
工程で蓄冷を用いた場合の温度−エンタルピの変化を示
すグラフである。
FIG. 10 (a) is a graph showing a change in temperature-enthalpy when cold storage is not used in the gas reliquefaction and vaporization steps, and FIG. 10 (b) is a conventional apparatus in which cold storage is used in the gas reliquefaction and vaporization steps. It is a graph which shows the change of temperature-enthalpy in the case.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ガス通路(ガス導入通路及びガス導出通路) 12 LNGタンク(液化ガス容器) 14 液化用熱交換器(冷却手段) 16 導入用通路(ガス導入通路) 20 導出用通路(ガス導出通路) 21 第1熱交換器 22 第2熱交換器 23 第3熱交換器 26 蓄冷用冷媒 30 蓄冷タンク 31 第1蓄冷容器 32 第2蓄冷容器 33 第3蓄冷容器 34 第4蓄冷容器 35 冷媒通路(液化用冷媒循環手段及び気化用冷媒循
環手段を構成) 36 冷媒ポンプ(液化用冷媒循環手段及び気化用冷媒
循環手段を構成) 50 冷凍サイクル 59 冷媒熱交換器
10 gas passage (gas introduction passage and gas discharge passage) 12 LNG tank (liquefied gas container) 14 liquefaction heat exchanger (cooling means) 16 introduction passage (gas introduction passage) 20 discharge passage (gas discharge passage) 21 1 heat exchanger 22 2nd heat exchanger 23 3rd heat exchanger 26 refrigerant for cold storage 30 cold storage tank 31 first cold storage container 32 second cold storage container 33 third cold storage container 34 fourth cold storage container 35 refrigerant passage (liquefaction refrigerant Circulating means and vaporizing refrigerant circulating means) 36 Refrigerant pump (constituting liquefying refrigerant circulating means and vaporizing refrigerant circulating means) 50 Refrigeration cycle 59 Refrigerant heat exchanger

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久角 喜徳 大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 秦 光明 大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪 瓦斯株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yoshinori Kusumi, 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Gas Co., Ltd. (72) Mitsuaki Hata 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka No. within Osaka Gas Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液化ガスを貯蔵する液化ガス容器を備
え、この液化ガス容器にガスが液化された状態で導入さ
れるとともに、上記液化ガス容器から導出された液化ガ
スが気化された状態で取り出されるガス液化及び気化装
置において、第1熱交換器から第N熱交換器(Nは2以
上の定数)までのN個の熱交換器と、これらの熱交換器
に対して第1熱交換器から第N熱交換器まで順に液化対
象ガスを直列に通して上記液化ガス容器へ導入するため
のガス導入通路と、上記液化ガス容器から液化ガスを導
出して上記第N熱交換器から第1熱交換器まで上記ガス
導入通路とは逆の順に直列に通して外部へ送り出すため
のガス導出通路と、蓄冷用冷媒を断熱状態で収容する第
1蓄冷容器から第(N+1)蓄冷容器までの(N+1)
個の蓄冷容器と、液化時に第(N+1)蓄冷容器内の蓄
冷用冷媒を第N熱交換器から第1熱交換器まで順に通し
て第1蓄冷容器に導入するとともに第n熱交換器と第
(n+1)熱交換器(nは1以上(N−1)以下の各自
然数)との間を通る蓄冷用冷媒の一部を分流させて第
(n+1)蓄冷容器内に導入する液化用冷媒循環手段
と、気化時に第1蓄冷容器内の蓄冷用冷媒を第1熱交換
器から第N熱交換器まで順に通して第(N+1)蓄冷容
器に導入するとともにこの蓄冷用冷媒に第n熱交換器と
第(n+1)熱交換器との間で上記蓄冷用冷媒に第(n
+1)蓄冷容器内の蓄冷用冷媒を合流させる気化用冷媒
循環手段とを備えたことを特徴とするガス液化及び気化
装置。
1. A liquefied gas container for storing liquefied gas is provided, the gas is introduced into the liquefied gas container in a liquefied state, and the liquefied gas discharged from the liquefied gas container is taken out in a vaporized state. In a gas liquefaction and vaporization apparatus to be used, N heat exchangers from a first heat exchanger to an Nth heat exchanger (N is a constant of 2 or more) and a first heat exchanger for these heat exchangers. To the Nth heat exchanger, a gas introduction passage for introducing the liquefied target gas in series to the liquefied gas container, and a liquefied gas from the liquefied gas container to draw the liquefied gas from the Nth heat exchanger to the first From the first cold storage container that stores the cold storage refrigerant in a heat-insulated state to the (N + 1) th cold storage container ( N + 1)
The individual cold storage containers and the cold storage refrigerant in the (N + 1) th cold storage container during liquefaction are sequentially introduced from the Nth heat exchanger to the first heat exchanger into the first cold storage container, and at the same time as the nth heat exchanger. Liquefaction refrigerant circulation in which a part of the cold storage refrigerant passing between the (n + 1) heat exchanger (n is a natural number of 1 or more and (N-1) or less) is branched and introduced into the (n + 1) th cold storage container. And the refrigerant for cold storage in the first cold storage container at the time of vaporization is sequentially introduced from the first heat exchanger to the Nth heat exchanger into the (N + 1) th cold storage container, and the nth heat exchanger is used as the cold storage refrigerant. Between the (n + 1) th heat exchanger and the (n + 1) th heat exchanger.
+1) A gas liquefaction and vaporization apparatus comprising: a vaporizing refrigerant circulating means for joining the cold storage refrigerant in the cold storage container.
【請求項2】 請求項1記載のガス液化及び気化装置に
おいて、上記ガス導入通路において上記第N熱交換器よ
りも下流側の位置に、このガス導入通路を通過する流体
をさらに冷却して液化する冷却手段を設けたことを特徴
とするガス液化及び気化装置。
2. The gas liquefaction and vaporization apparatus according to claim 1, wherein a fluid passing through the gas introduction passage is further cooled and liquefied at a position downstream of the Nth heat exchanger in the gas introduction passage. A gas liquefaction and vaporization device, which is provided with a cooling means for
【請求項3】 請求項2記載のガス液化及び気化装置に
おいて、上記冷却手段として冷凍サイクルを備え、この
冷凍サイクルにおいて、圧縮機の排熱の一部又は全部を
上記第1蓄冷容器に蓄えるために、蓄冷用冷媒循環通路
に対しては第1熱交換器の下流側の位置に、冷凍サイク
ル循環通路に対しては圧縮機下流側の位置にそれぞれ熱
交換器を設け、この熱交換器でサイクル用冷媒と蓄熱用
冷媒との間で熱交換を行わせるように構成したことを特
徴とするガス液化及び気化装置。
3. The gas liquefaction and vaporization apparatus according to claim 2, wherein a refrigeration cycle is provided as the cooling means, and in this refrigeration cycle, part or all of exhaust heat of a compressor is stored in the first cold storage container. Further, a heat exchanger is provided at a position downstream of the first heat exchanger with respect to the cold storage refrigerant circulation passage and at a position downstream of the compressor with respect to the refrigeration cycle circulation passage. A gas liquefaction and vaporization device, characterized in that heat is exchanged between a cycle refrigerant and a heat storage refrigerant.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載のガス液
化及び気化装置において、液化時における各熱交換器の
入口側及び出口側の冷媒温度が同地点を流れる液化対象
ガスの温度よりも低くなるように液化時の各熱交換器に
おける蓄冷用冷媒の流量を設定するとともに、気化時に
おける各熱交換器の入口側及び出口側の蓄冷用冷媒温度
が同地点を流れる気化対象ガスの温度よりも高くなるよ
うに気化時の各熱交換器における蓄冷用冷媒の流量を設
定することを特徴とするガス液化及び気化装置の運転方
法。
4. The gas liquefaction and vaporization apparatus according to claim 1, wherein the refrigerant temperature on the inlet side and the outlet side of each heat exchanger during liquefaction is higher than the temperature of the liquefaction target gas flowing at the same point. The flow rate of the cold storage refrigerant in each heat exchanger during liquefaction is set so that it also becomes low, and the temperature of the cold storage refrigerant on the inlet side and the outlet side of each heat exchanger during vaporization A method for operating a gas liquefaction and vaporization device, characterized in that the flow rate of the refrigerant for cold storage in each heat exchanger at the time of vaporization is set so as to be higher than the temperature.
【請求項5】 請求項4記載のガス液化及び気化装置の
運転方法において、全熱交換器よりも液化ガス容器側の
部分に液化ガスを補充することにより、ガスの総気化量
をガスの総液化量よりも大きくすることを特徴とするガ
ス液化及び気化装置の運転方法。
5. The method for operating a gas liquefaction and vaporization apparatus according to claim 4, wherein the liquefied gas is replenished to a portion on the liquefied gas container side of the total heat exchanger so that the total gasification amount of the gas is reduced. A method for operating a gas liquefaction and vaporization device, which is characterized in that the amount is larger than the liquefaction amount.
JP1188293A 1993-01-27 1993-01-27 Gas liquefaction and gasification device and its operation method Pending JPH06221497A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1188293A JPH06221497A (en) 1993-01-27 1993-01-27 Gas liquefaction and gasification device and its operation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1188293A JPH06221497A (en) 1993-01-27 1993-01-27 Gas liquefaction and gasification device and its operation method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06221497A true JPH06221497A (en) 1994-08-09

Family

ID=11790104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1188293A Pending JPH06221497A (en) 1993-01-27 1993-01-27 Gas liquefaction and gasification device and its operation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06221497A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009054653A (en) * 2007-08-23 2009-03-12 Air Liquide Japan Ltd Heat treatment device and liquefied gas supply device
CN114103593A (en) * 2021-11-30 2022-03-01 东风商用车有限公司 Method, device, equipment and system for controlling automobile gas cold quantity

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009054653A (en) * 2007-08-23 2009-03-12 Air Liquide Japan Ltd Heat treatment device and liquefied gas supply device
CN114103593A (en) * 2021-11-30 2022-03-01 东风商用车有限公司 Method, device, equipment and system for controlling automobile gas cold quantity
CN114103593B (en) * 2021-11-30 2023-05-30 东风商用车有限公司 Method, device, equipment and system for controlling cold energy of automobile fuel gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3591927B2 (en) Cryogenic liquid with multiple components and boil-off gas treatment device
US6430938B1 (en) Cryogenic vessel system with pulse tube refrigeration
US3415077A (en) Method and apparatus for continuously supplying refrigeration below 4.2deg k.
JPH06257464A (en) Driving method for gas turbine using liquefied natural gas as fuel and gas turbine mechanism
US3613387A (en) Method and apparatus for continuously supplying refrigeration below 4.2 degree k.
JP5354543B2 (en) Outside air type vaporizer
JP4217656B2 (en) Hydrogen liquefier and liquid hydrogen production system
JP2688267B2 (en) Method and device for liquefying and storing natural gas and supplying it after revaporization
JP2022544643A (en) Methods of operating heat exchangers, arrangements comprising heat exchangers and systems comprising corresponding arrangements
US6170290B1 (en) Refrigeration process and plant using a thermal cycle of a fluid having a low boiling point
JPH06221497A (en) Gas liquefaction and gasification device and its operation method
JP2022543221A (en) Refrigeration equipment and systems
US20230194160A1 (en) Liquefied gas storage facility
JPH02136687A (en) Utilization of cold heat effected by accumulating coil heat of low-temperature liquefied gas
JP2011127754A (en) Hydrogen gas cooling device
JP2023535569A (en) Equipment and methods for cooling fluids
JP3397821B2 (en) Gas liquefaction and vaporization equipment
JP2022543220A (en) Refrigeration equipment and equipment
CN111219948A (en) Intermittent operation heat exchange device and end constant temperature method
JPH05280696A (en) Method and apparatus for liquefying and gasifying town gas
JPH0689955B2 (en) Cryogenic refrigerator
WO2019219928A2 (en) Cryocooler suitable for gas liquefaction applications, gas liquefaction system and method comprising the same
JP2669629B2 (en) Hydrogen liquefaction machine using metal hydride
Kashani et al. Performance of a new regenerator material in a pulse tube cooler
JP3133442B2 (en) Heat driven cold heat generation method and apparatus using metal hydride