JPH0648145B2 - 二重管式オープンラック型気化装置 - Google Patents

二重管式オープンラック型気化装置

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JPH0648145B2
JPH0648145B2 JP8637490A JP8637490A JPH0648145B2 JP H0648145 B2 JPH0648145 B2 JP H0648145B2 JP 8637490 A JP8637490 A JP 8637490A JP 8637490 A JP8637490 A JP 8637490A JP H0648145 B2 JPH0648145 B2 JP H0648145B2
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pipe
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heat exchange
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outer pipe
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嘉明 宮田
雅一 花牟礼
貴英 山本
洋治 佐藤
優 秋山
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Sumitomo Precision Products Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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Sumitomo Precision Products Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、海水などの熱媒体で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係り、熱交換管
を二重管構造となし、例えば、内管の上部からに液化天
然ガスを供給して内管上端より上方に位置する外管上端
部へとU型フローにて気化ガスを導出する構成となし
て、流量ハンチングの防止、氷着の低減、海水量の低
減、ガス流れの安定化を図った二重管式オープンラック
型気化装置に関する。
背景技術 海水などの熱媒体を用いて液化天然ガス(以下LNGとい
う)を気化させるためのオープンラック型気化装置とし
ては、従来、単管式オープンラック型気化装置が主流で
ある。
単管式オープンラック型気化装置は、第4図に示す如
く、単管の熱交換管を多数連立させた熱交換用パネル
(1)の下端に設けた下部ヘッダータンク(2)からLNGを供
給し、熱交換用パネル(1)の上部両側に配置したトラフ
(3)から散水される海水により、LNGが管内を上昇するに
つれて管外の熱媒体たる海水により加熱され気化して、
熱交換用パネル(1)の上端に設けた上部ヘッダータンク
(4)から天然ガス(以下NGという)として外部に供給
される構成からなる。
単管式オープンラック型気化装置は上述の如く構造が簡
単で製造が容易であるが、熱媒体である海水と極低温の
LNGとが熱交換用パネル(1)の単管壁を介して直接熱交換
するため、管外、すなわち熱交換用パネル(1)表面に氷
着が発生し増大する問題がある。
詳述すると、熱交換用パネル(1)の各熱交換管に供給さ
れる散水流量に偏流があると、管外面に発生する氷着高
さにアンバランスが生じる。LNG流量が増加する事によ
り氷着のアンバランス量は増大する。
この結果、各熱交換管自体の温度が不均一となり、各熱
交換管の収縮量に差ができ、熱応力が増大するため気化
装置としての能力向上には大きな制約を受けることにな
る。
そこで、従来は熱交換用パネル(1)表面への氷着のアン
バランスを防止するため、各熱交換管への散水量を均一
にしたり、熱応力の緩和を図るなどの手段が提案された
が、単管式オープンラック型気化装置の根本的な欠点を
解消することができなかった。
かかる問題を解決する方法として、熱交換管を二重管式
としてLNGを間接的に加熱する構成が考えられるが、伝
熱効率が悪くNGの温度が極低温LNGにより降温し、常
温のガスを供給するには気化装置を出た低温ガスを加熱
する必要があるなどの多数の問題があり、ヘッダータン
ク、トラフの配設位置の選定、伝熱効率を考慮した内管
と外管の通路の利用方法など、LNGの気化装置として最
適の構成は提案されていない。
発明の目的 この発明は、従来の単管式オープンラック型気化装置に
おいて問題となっていた熱交換パネル表面への氷着を減
少させるため、熱交換管を二重管構造となした気化装置
の提供を目的とし、流量ハンチングの防止、氷着の低
減、海水量の低減、ガス流れの安定化を図った二重管式
オープンラック型気化装置の提供を目的としている。
発明の概要 この発明は、 一端を閉塞し他端に出口ヘッダータンクを設けた外管内
に、外管より短い内管をその開口端が外管閉塞端に対向
するよう同軸に挿入し、入口ヘッダータンクを接続した
内管閉塞端を出口ヘッダータンクより所要距離だけ離し
た位置に配置した二重管構造の熱交換管を多数連立させ
て熱交換パネルを形成し、該ヘッダータンクを上部また
は下部に配置して立設し、該パネル上部に散水用トラフ
を配設して加熱可能となし、 内管閉塞端側に接続した入口ヘッダータンクから内管内
に液化ガスを導入し、閉塞した外管内で内管を出た流体
を反転可能となし、 外管と内管との円環状の通路を上昇あるいは下降移動す
る流体と、外管外面の散水及び内管内液化ガスと熱交換
可能となし、外管端部に接続した出口ヘッダータンクか
ら気化ガスを導出することを特徴とする二重管式オープ
ンラック型気化装置である。
発明の構成 この発明は、従来のオープンラック型気化装置の如きLN
G入口ヘッダー側への氷着を減少させた二重管構造のオ
ープンラック型気化装置を目的に種々検討した結果、例
えば、内管上端を外管上端より低い位置に配置した二重
管構造の熱交換管を多数連立させて熱交換パネルを形成
し、熱交換パネルの上端部にNG出口ヘッダータンクを
配置して、NG出口ヘッダータンクより低い位置に設け
たLNG入口ヘッダータンク内管に導入流下したLNGを他端
側より反転させて外管と内管間の移動させ、外管のNG
出口ヘッダータンクへと流すU型フローの間に、海水→
外管→NG→内管→LNGと入熱させる構成により、従来
装置では不可避の氷着を低減して海水量を減らすことが
でき、揚水ポンプの使用量を削減し、流量及びカロリー
ハンチングの防止が可能で、LNG及びNG流れが安定し
た気化装置が得られることを知見し、この発明を完成し
た。
この発明において、二重管構造は、LNGを内管の上端か
ら下方へ流下させて開口下端より反転し、外管と内管間
の環状通路をNGが上昇可能、あるいはLNGを内管の下
端から上方へ流入させて開口上端より反転し、外管と内
管間の環状通路をNGが下降できれば、どのような構成
でも採用できる。
また、外管には外周面にスターフィンを突設したフィン
付きチューブを用いることができる。さらに、内管及び
外管ともその内面に切り込みあるいは凹凸を設けて伝熱
面積を増加させるのもよい。
この発明において、ヘッダータンクは、流体が内管から
外管へとU型フローできるように二重管構造の熱交換管
の上部側あるいは下部側のいずれかに一方側に配設する
もので、NG出口ヘッダータンクは外管の上端部あるい
は下端部に設ける必要があり、また、流入直後のLNGに
より冷却されされたNGを十分加熱するため、LNG入口
ヘッダータンクは、該NG出口より所要距離だけ離れる
ように配置するが、熱交換パネルの中央より上部あるい
は下部側であればどの位置であってもよい。
また、この発明において、散水用トラフは、熱交換パネ
ルの上部より外管には外周面に海水が流下するように散
水できれれば何れの構成でもよいが、少なくともLNG入
口ヘッダータンクに散水することがないよう配置する必
要があり、各ヘッダータンクの位置に応じて配置すると
よい。さらに、LNG入口ヘッダータンク及び内管への接
続管には、ベークライト、ステンレス等の公知の断熱材
料を用いて断熱処理を施すことが望ましい。
図面に基づく発明の開示 第1図と第2図はこの発明による二重管式オープンラッ
ク型気化装置の構成を示す縦断説明図である。
第3図は海水、LNG、NGの各温度を熱交換パネルの高
さ位置の違いで示すグラフである。
構成1 第1図に示すこの発明による二重管式オープンラック型
気化装置は、二重管構造の熱交換管を多数並列し、熱交
換パネルを構成して立設配置してあり、該パネルの上部
にLNG入口ヘッダータンク及びNG出口ヘッダータンク
が設けてある。
各熱交換管は、所要長さ、内径を有し下端を閉塞した外
管(10)に、外管(10)より短い内管(11)を内挿入するが、
外管(10)内底に内管(11)の下端開口を望ませ、内管(11)
上端が外管(10)上端より所要距離だけ離れた下方に位置
し、外管(10)の上端部がNG出口ヘッダータンク(14)に
接続されてNGを導出可能にしている。
LNG入口ヘッダータンク(12)は、前記NG出口ヘッダー
タンク(14)の下方の所要位置に、外管(10)を貫通して内
管(11)の上部に接続したLNG入口管(13)を介して配置し
てある。
また、LNG入口管(13)及びLNG入口ヘッダータンク(12)に
は、全面的に断熱材(18)が被着してある。
熱交換パネルを構成する各外管(10)の外面には、NG出
口ヘッダータンク(14)の下方に対向配置した散水トラフ
(15)(16)からの溢水が流下し、LNG入口管(13)側の下方
にも対向配置した散水トラフ(17)からの溢水が流下す
る。
さらに、LNG入口管(13)の断熱材(18)上には、NG出口
ヘッダータンク(14)下方の散水トラフ(16)からの溢水
が、LNG入口ヘッダータンク(12)側へ散水されないよう
に、飛散防止板(19)が周設してある。
作用効果 供給されたLNGは、入口ヘッダータンク(12)からLNG入口
管(13)を介して内管(11)に導入されて管内を下方へ流下
し、内管(11)の開口下端より外管(10)内底で反転するま
でに後述するNGで加熱されて一部気化する。
一部気化したLNGが外管(10)と内管(11)間の環状通路を
上昇する間にさらに加熱され、内管(11)の上端を過ぎて
外管(10)内をさらに上昇し、外管(10)上端に接続したN
G出口ヘッダータンク(14)へと常温のNGとして導出さ
れる。
この発明によるオープンラック型気化装置は、熱交換管
を二重管で構成したことにより、熱媒体の海水と極低温
のLNGとは直接熱交換せず、円環状通路内のNGを介し
て熱交換するため、外管(10)表面への氷着が低減すると
共に、伝熱面積の増加により気化装置を小型化すること
ができる。
従って、氷着の低減により供給すべき熱媒体としての海
水量を減らすことが可能であり、海水の汲上げポンプの
電力消費量が大幅に削減できる。
また、極低温のLNGが供給されるLNG入口ヘッダータンク
(12)を上方に位置させたことで、LNG入口ヘッダータン
ク(12)への海水の入熱が阻止でき、各熱交換管への流量
ハンチング及びカロリーハンチングが防止できる。
また、熱交換管を二重管で構成したことにより、内管(1
1)の下端からNGを外管(10)内へ供給して管内を上昇し
て上端から外部へ出るU型フローとすることができ、管
内の圧力損失が増加し、ガスの流れが安定する。
さらにこの発明によるオープンラック型気化装置は、LN
G入口ヘッダータンク(12)から極低温のLNGが供給される
内管(11)の上端より、所要距離Lを空けた上部にNG出
口ヘッダータンク(14)を設けてあり、該L区間ではNG
は極低温のLNGと間接的にも熱交換しない構成であり、
NG温度の低下を防止している。
詳述すると、第1図の構成からなるオープンラック型気
化装置は、第2図に示す如く、NGの温度は内管(11)の
上端付近で低下することなく、海水温度近くまで昇温さ
れる。
構成2 第2図に示すこの発明による二重管式オープンラック型
気化装置は、前述した第1図の構成と同様構成の熱交換
パネルを上下を逆にして、NG出口ヘッダータンク(14)
をパネル下端に配置してあり、パネル上部に配置される
散水トラフ(15)(16)近傍には全くヘッダータンクがな
い。
供給されたLNGは、入口ヘッダータンク(12)から内管(1
1)を上昇し、内管(11)開口上端より外管(10)上端内で反
転するまでに後述するNGで加熱されて一部気化する。
一部気化したLNGが外管(10)と内管(11)間の環状通路を
下降する間にさらに加熱されて、外管(10)下方に接続し
たNG出口管(13)を介してNG出口ヘッダータンク(14)
へと常温のNGとして導出される。
このように第1図の構成と同様構成の熱交換パネルを上
下を逆にしているため、得られる作用効果もほぼ同等で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図はこの発明による二重管式オープンラッ
ク型気化装置の構成を示す縦断説明図である。 第3図は海水、LNG、NGの各温度を熱交換パネルの高
さ位置の違いで示すグラフである。 第4図は単管式オープンラック型気化装置の斜視説明図
である。 10……外管、11……内管、 12……LNG入口ヘッダータンク、13……LNG入口管、 14……NG出口ヘッダータンク、 15,16,17……散水トラフ、18……断熱材、 19……飛散防止板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 洋治 兵庫県尼崎市西長洲本通2丁目6番地 住 友精密工業株式会社内 (72)発明者 秋山 優 兵庫県尼崎市西長洲本通2丁目6番地 住 友精密工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一端を閉塞し他端に出口ヘッダータンクを
    設けた外管内に、外管より短い内管をその開口端が外管
    閉塞端に対向するよう同軸に挿入し、入口ヘッダータン
    クを接続した内管閉塞端を出口ヘッダータンクより所要
    距離だけ離した位置に配置した二重管構造の熱交換管を
    多数連立させて熱交換パネルを形成し、該ヘッダータン
    クを上部または下部に配置して立設し、該パネル上部に
    散水用トラフを配設して加熱可能となし、 内管閉塞端側に接続した入口ヘッダータンクから内管内
    に液化ガスを導入し、閉塞した外管内で内管を出た流体
    を反転可能となし、 外管と内管との円環状の通路を上昇あるいは下降移動す
    る流体と、外管外面の散水及び内管内液化ガスと熱交換
    可能となし、外管端部に接続した出口ヘッダータンクか
    ら気化ガスを導出することを特徴とする二重管式オープ
    ンラック型気化装置。
JP8637490A 1990-03-30 1990-03-30 二重管式オープンラック型気化装置 Expired - Lifetime JPH0648145B2 (ja)

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JP8637490A JPH0648145B2 (ja) 1990-03-30 1990-03-30 二重管式オープンラック型気化装置
US07/677,469 US5163303A (en) 1990-03-30 1991-03-29 Double-walled tube type open rack evaporating device
DE69105328T DE69105328T2 (de) 1990-03-30 1991-04-02 Wärmeaustauscher vom Doppelwandrohrtyp.
ES91302865T ES2065617T3 (es) 1990-03-30 1991-04-02 Cambiador de calor del tipo de panel.
EP91302865A EP0450906B1 (en) 1990-03-30 1991-04-02 Panel type heat exchanger

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JPH03286989A JPH03286989A (ja) 1991-12-17
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996002803A1 (en) * 1994-07-20 1996-02-01 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Low-temperature liquid evaporator
JP2015179047A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 住友精密工業株式会社 オープンラック型気化装置の散水機構の水膜高さ測定方法及び水膜高さ測定装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1996002803A1 (en) * 1994-07-20 1996-02-01 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Low-temperature liquid evaporator
JP2015179047A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 住友精密工業株式会社 オープンラック型気化装置の散水機構の水膜高さ測定方法及び水膜高さ測定装置

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