JPH0626783A - 液化天然ガスの気化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 下部ヘッダ内の流路断面積を大きく削減する
ことなく、軽量かつ施工が簡単な構造で、下部ヘッダの
ボーイングを効果的に抑制する。 【構成】 下部ヘッダ１０を外管１０ａと内管１０ｂと
からなる二重管構造とし、上記内管１０ｂを外管１０ａ
よりも薄肉の蛇腹状とする。この内管１０ｂを外管１０
ａとの間に隙間２８を残した状態で外管１０ａ内に挿入
し、この内管１０ｂ内と上記隙間２８とは連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液化天然ガスを気化さ
せるためのオープンラック型気化装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、液化天然ガスの気化装置として
は、例えば図６に示すようなオープンラック式の気化装
置が広く知られている。同図において、液化天然ガス
は、図面奥行き方向に延びる供給マニホールド９０から
同図左右方向に延びる複数本の下部ヘッダ（入口側ヘッ
ダ）９２内に導入され、この下部ヘッダ９２から上方に
立ち上がる伝熱管９４内で外部との熱交換により昇温、
蒸発した後、上部ヘッダ（出口側ヘッダ）９６及び排出
マニホールド９８を通じて天然ガスとして回収される。

【０００３】ところで、このような気化装置の運転開始
時（クールダウン時）には、図７に示すように、少量の
液化天然ガス９９が上記下部ヘッダ９２内の底部のみを
伝って流れるため、この底部のみが局部的に冷却されて
収縮することにより、下部ヘッダ９２が上に凸の向きに
撓み変形（いわゆるボーイング）することが知られてい
る。このようなボーイングは、特に伝熱管９４との接合
部付近に大きな熱応力を発生させ易く、また、伝熱管９
４のパネル幅Ｄ（図６）が大きいほど上記熱応力が大き
くなるために上記パネル幅Ｄ拡大の大きな妨げとなって
おり、その対策が急務とされている。

【０００４】そこで従来は、例えば実開昭６１−６９６
９０号公報に示すように、下部ヘッダの下半部に閉塞部
材を設けてこの部分で液化天然ガスが下部ヘッダの管壁
に接触しないようにし、あるいは実開昭６２−３９１９
２号公報に示すように、下部ヘッダの内周面を全周にわ
たって被覆部材で覆うようにしたものが提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記各公報に示す装置
では、閉塞部材や被覆部材を下部ヘッダ内側の所定位置
に組み込んで固定しなければならないため、その施工が
容易でない。また、十分な断熱効果を得るには比較的分
厚い閉塞部材もしくは被覆部材を設けなければならず、
その分下部ヘッダ内の流路断面積が削減され、また装置
全体の重量が大きくなる不都合がある。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、入口側
ヘッダ内の流路断面積を大きく削減することなく、軽量
かつ施工が簡単な構造で、入口側ヘッダのボーイングを
効果的に抑制することができる液化天然ガスの気化装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、液化天然ガス
が導入される入口側ヘッダと、この入口側ヘッダに対し
て略直交する方向に延び、その内方に上記入口側ヘッダ
内の液化天然ガスが導入され、この液化天然ガスを加
温、蒸発させて排出する伝熱管とを備えた液化天然ガス
の気化装置において、上記入口側ヘッダとして、上記伝
熱管が接続される外管と、この外管よりも薄肉で、外管
内にこの外管の内周面との間に隙間を残して挿入され、
内部に液体天然ガスが導入される内管とを備えるととも
に、この内管の少なくとも一部を蛇腹状とし、かつ、こ
の内管内部と上記隙間とを連通したものである。

【０００８】

【作用】上記構成において、内管内に導入された液化天
然ガスの一部は内管と外管との隙間内に侵入するが、こ
の微量の液化天然ガスはすぐに蒸発するため、上記隙間
内で断熱ガス層を形成する。このため、外管が極端に冷
却されることがなく、そのボーイング及びこれに起因す
る熱応力の発生が抑制される。また、上記隙間と内管内
とは連通されていて均圧状態にあるので、内管の強度的
負担は少なく、この内管を薄肉状に形成することが可能
である。さらに、この内管は外管内に挿入されているだ
けであり、かつ蛇腹状部分を有するので、クールダウン
時に液化天然ガスとの接触で極度に冷却されても、内管
はボーイングや軸方向の収縮に対して自由に対応するこ
とができ、従って熱応力はほとんど生じない。

【０００９】

【実施例】図３は、本発明の一実施例における液化天然
ガスの気化装置の全体構成を示したものである。

【００１０】この装置は、水平な一方向に延びる複数本
の下部ヘッダ（入口側ヘッダ）１０を備え、各下部ヘッ
ダ１０には、所定本数ごとに、共通の供給マニホールド
１２，１４を介して液化天然ガスが導入されるようにな
っている。各下部ヘッダ１０の上方には、これと平行に
上部ヘッダ１６が配され、これらの上部ヘッダ１６は、
所定本数ごとに共通の排出マニホールド１８，２０に集
結している。そして、各下部ヘッダ１０と上部ヘッダ１
６との間に、多数本の伝熱管２２からなる伝熱パネルが
配されており、各伝熱管２２によって両ヘッダ１０，１
６が接続されている。

【００１１】図２に示すように、上記下部ヘッダ１０
は、外管１０ａ及び内管１０ｂからなる二重構造とさ
れ、外管１０ａの天壁が各伝熱管２２の下端部に接合さ
れている。内管１０ｂのさらに内側には、液化天然ガス
を均一に分散させるためのスパージ管２４が配され、そ
の側壁には多数の連通穴２５が設けられている。このス
パージ管２４の入口側端部は、図１に示すようなリング
２３を介して外管１０ａ側に支持されている。

【００１２】上記内管１０ｂは、薄肉蛇腹状に形成さ
れ、容易に伸縮及び曲げ変形が可能となっており、外管
１０ａのすぐ内側であってスパージ管２４よりも外側の
領域に挿入されている。この内管１０ｂはいずれの部材
にも接合されておらず、外管１０ａとの間に隙間２８を
有している。また、内管１０ｂの上壁において各伝熱管
２２に対応する位置には、図２に示すような連通穴２７
が設けられるとともに、この連通穴２７の周縁部と伝熱
管２２下端部との間には隙間２６が残されており、この
隙間２６や、内管１０ｂ前端面と上記リング２３との隙
間を通じて、内管１０の内部と上記隙間２８とが連通さ
れている。

【００１３】次に、この装置の作用を説明する。

【００１４】上記供給マニホールド１２から下部ヘッダ
１４内に導入された液化天然ガスは、まずスパージ管２
４内に流入し、このスパージ管２４の連通穴２５を通じ
て内管１０ｂ内に導入される。この液化天然ガスは、伝
熱管２２内に侵入し、外部の加温媒体等との熱交換で加
温、蒸発した後、天然ガスとして上部ヘッダ１８から排
気マニホールド２０を経て回収される。

【００１５】ここで、上記内管１０ｂ内に導入された液
化天然ガスの一部は、内管１０ｂと外管１０ａとの隙間
２８内に侵入するが、この微量の液化天然ガスはすぐに
蒸発するため、上記隙間２８内で断熱ガス層を形成す
る。このため、外管１０ａが極端に冷却されることがな
く、そのボーイング及びこれに起因する熱応力の発生が
大幅に抑制される。また、上記隙間と内管１０ｂ内とは
連通されていて均圧状態にあるので、内管１０ｂの強度
的負担は少なく、この内管１０ｂを薄肉状にしても破損
等のおそれがないので、内管１０ｂの配設による下部ヘ
ッダ１４内の流路断面積の減少及び装置全体の重量増加
は非常に僅かである。さらに、この内管１０ｂは外管１
０ａ内に挿入するだけでよく、施工が非常に容易である
とともに、この内管１０ｂをいずれの部材とも接合せ
ず、かつ蛇腹状としているので、この内管１０ｂがクー
ルダウン時等に液化天然ガスとの接触で極度に冷却され
ても、内管１０ｂはボーイングや軸方向の収縮に対して
自由に対応することができ、従って熱応力はほとんど生
じない。

【００１６】すなわち、この装置は、外管１０ａと内管
１０ｂとの間で蒸発する液化天然ガスを断熱層として利
用することにより、従来に比して軽量でかつ施工が容易
な構造でありながら、外管１０ａのボーイングを効果的
に防ぐようにしたものであるといえる。

【００１７】なお、本発明はこのような実施例に限定さ
れるものではなく、例として次のような態様を採ること
も可能である。

【００１８】(1) 本発明では伝熱管２２の方向を問わ
ず、例えば上記各実施例と配置が上下逆様のもの、すな
わち上部ヘッダが入口側で下部ヘッダが出口側であるよ
うな装置にも適用することが可能である。

【００１９】(2) 図４に示すように、外管１０ａの底部
にドレン通路３０を設け、この底部に残留した重質成分
を適宜ドレンするようにすれば、より効果的となる。

【００２０】(3) 上記装置において、伝熱管２２下部の
着氷を防ぐため、図５に示すように、伝熱管２２下部内
に伝熱管内管３２を配し、リング３４等で固定するよう
にしてもよい。この場合も、上記伝熱管内管３２の下端
部と内管１０ａ上壁の連通穴周縁部との間には隙間３６
を残すようにすればよい。

【００２１】(4) 上記実施例では、全体が蛇腹状の内管
１０ｂを用いた構造を示したが、この内管１０ｂはその
少なくとも一部が蛇腹状であれば、液化天然ガスとの接
触による収縮やボーイングに対応することが可能であ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明は、液化天然ガスが
導入される入口側ヘッダとして、伝熱管が接続される外
管と、この外管よりも薄肉で、外管内にこの外管の内周
面との間に隙間を残して挿入され、内部に液体天然ガス
が導入される内管とを備えるとともに、この内管の少な
くとも一部を蛇腹状とし、かつ、この内管内部と上記隙
間とを連通したものであるので、内管と外管との隙間に
侵入して蒸発した天然ガスを断熱層として利用すること
により、薄肉の内管を外管内に挿入するだけの簡単な構
造で、外管が極端に冷却されることを防ぎ、そのボーイ
ング及びこれに起因する熱応力の発生を効果的に抑制す
ることができる。従って、従来のように入口側ヘッダ内
に厚肉の断熱層を配する装置に比べ、施工が非常に簡単
であり、また流路断面積の減少や装置全体の重量増大を
僅かに抑えることができる。また、上記隙間と内管内と
は連通されていて均圧状態にあるので、内管の強度的負
担は少なく、この内管を薄肉状に形成してもその破損等
が生じない。さらに、この内管は外管内に挿入されてい
るだけであり、かつ少なくとも一部が蛇腹状であるの
で、クールダウン時に液化天然ガスとの接触で極度に冷
却されても、内管はボーイングや軸方向の収縮に対して
自由に対応することができ、従って熱応力はほとんど生
じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる液化天然ガスの気化
装置における下部ヘッダの入口部分の内部構造を示す断
面側面図である。

【図２】上記下部ヘッダと伝熱管との接合部分の内部構
造を示す断面正面図である。

【図３】上記液化天然ガス気化装置の全体斜視図であ
る。

【図４】上記下部ヘッダの底部にドレン通路を接続した
例を示す断面側面図である。

【図５】上記伝熱管を二重構造にした時のこの伝熱管と
下部ヘッダとの接合部分の内部構造を示す断面正面図で
ある。

【図６】従来の液化天然ガス気化装置の全体側面図であ
る。

【図７】クールダウン時の上記液化天然ガス気化装置に
おける下部ヘッダ内の液化天然ガスの流れ状態を示す断
面側面図である。

【符号の説明】

１０ 下部ヘッダ（入口側ヘッダ） １０ａ 外管 １０ｂ 内管 ２２ 伝熱管 ２８ 外管と内管との隙間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液化天然ガスが導入される入口側ヘッダ
   と、この入口側ヘッダに対して略直交する方向に延び、
   その内方に上記入口側ヘッダ内の液化天然ガスが導入さ
   れ、この液化天然ガスを加温、蒸発させて排出する伝熱
   管とを備えた液化天然ガスの気化装置において、上記入
   口側ヘッダとして、上記伝熱管が接続される外管と、こ
   の外管よりも薄肉で、外管内にこの外管の内周面との間
   に隙間を残して挿入され、内部に液体天然ガスが導入さ
   れる内管とを備えるとともに、この内管の少なくとも一
   部を蛇腹状とし、かつ、この内管内部と上記隙間とを連
   通したことを特徴とする液化天然ガスの気化装置。