JPH08338692A - オープンラック式気化装置 - Google Patents

オープンラック式気化装置

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JPH08338692A
JPH08338692A JP17153895A JP17153895A JPH08338692A JP H08338692 A JPH08338692 A JP H08338692A JP 17153895 A JP17153895 A JP 17153895A JP 17153895 A JP17153895 A JP 17153895A JP H08338692 A JPH08338692 A JP H08338692A
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JP
Japan
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tube
tubular cap
fin
heat exchange
type vaporizer
Prior art date
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Pending
Application number
JP17153895A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Ogasawara
健 小笠原
Toshiyasu Miura
俊泰 三浦
Masaru Sekiguchi
優 関口
Shinichi Kasahara
進一 笠原
Hitonobu Shotani
仁延 庄谷
Masaru Akiyama
優 秋山
Norihiro Hisada
憲宏 久田
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.)
Sumitomo Precision Products Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Precision Products Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Precision Products Co Ltd, Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Sumitomo Precision Products Co Ltd
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換パネル下方に発生する過大な氷結を低
減でき、フィンチューブの二次伝熱面を有効利用して高
性能化、小型化の実現を図ることができる構成からなる
オープンラック式気化装置の提供。 【構成】 二重管構造の内管13に小孔21を設けた管
型キャップ20を被せることにより、熱交換パネルを形
成する伝熱フィンチューブ外表面の氷結厚みを薄く均一
に制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、海水などの熱媒体で
液体天然ガスを気化するための二重管構造からなるオー
プンラック式気化装置の改良に係り、二重管構造の内管
に小孔を設けた管型キャップを被せることにより、熱交
換パネルを形成する伝熱フィンチューブ外表面の氷結厚
みを薄く均一に制御でき、フィンチューブの二次伝熱面
を有効利用して高性能化、小型化の実現を図ったオープ
ンラック式気化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液化天然ガス(以下LNGという)の気
化装置として多用されるオープンラック型気化装置は、
例えば直径方向に一対のフィンを突出させたフィンチュ
ーブをフィン方向に配列して一枚のパネル状となし、そ
の上下端部にヘッダータンクを設けて熱交換パネルを構
成し、該パネルを複数連立配置して、熱交換パネルの上
方に配設した散水用トラフより熱媒体の海水を熱交換パ
ネル面に流下させる構造である。フィンチューブには図
5、図6に示すように、一直径方向の大きなフィンのほ
か放射方向に複数枚のフィンを突出させ二次伝熱面積を
拡大した構成がある。
【0003】かかる構成のオープンラック型気化装置に
おいて、運転中、熱交換パネルを構成する各フィンチュ
ーブには、その下端に接続した下部ヘッダータンクより
約−162℃の極低温のLNGが導入されるため、散水
される海水などの熱媒体が冬季などで海水温度が低下す
ると、熱交換パネル下方の約1/3〜1/2高さの部分
のフィンチューブ1外表面に、図6に示すようにフィン
2を埋めつくすような過大な氷結3が発生する。
【0004】フィンチューブ1外表面に付着した過大な
氷結3は、フィン2を突出させて形成した二次伝熱面を
有効利用することができないため、熱媒体である海水な
どの熱を管内を上昇するLNGに伝達する伝熱性能が阻
害され、特に各フィンチューブ1下端部は顕著に悪くな
る。従って、フィンチューブ1内を上昇するLNGがチ
ューブ上端に到っても完全な気化が達成されず、液体の
混在した気液混合ガスが外部へ供給されるため、供給ガ
スの出口温度が達成できなくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、出願人は、熱
交換管を二重管構造となし、例えば、上端部から内管に
LNGを供給して下部外周の小孔から外管と内管間の通
路を外管上部へとU型フローにて気化ガスを導出する構
成となし、流量ハンチングの防止、氷着の低減を図った
二重管式オープンラック型気化装置を提案(特開平3−
286990号)した。
【0006】また、出願人は、熱交換管を二重管構造と
なし、下端部から内管にLNGを供給し上昇させて外管
上部内で内管先端よりU型フローにて下降させ、外管下
部より気化ガスを導出する構成となし、流量ハンチング
の防止、氷着の低減を図った二重管式オープンラック型
気化装置を提案(特開平4−254096号)した。
【0007】従来の一般的なオープンラック式気化装置
では、LNGを供給するヘッダータンクは熱交換パネル
下部に設けられ、気化ガスを導出するヘッダータンクは
熱交換パネル上部に設けられていたが、かかる二重管式
オープンラック型気化装置は、LNGを供給するヘッダ
ータンクと気化ガスを導出するヘッダータンクの位置を
上下逆にしたり、両者を同じサイドに並列させるなどの
変更が必要であり、従来の一般的な配置のプラントで熱
交換パネルのみの更新時に氷着の低減を図る構成を採用
することができなかった。
【0008】この発明は、LNGを熱交換パネル下部か
ら供給して同上部より気化ガスを導出する構成のオープ
ンラック式気化装置において、熱交換パネル下方の約1
/3〜1/2高さの部分に発生する過大な氷結を低減で
き、フィンチューブの二次伝熱面を有効利用して高性能
化、小型化の実現を図ることができる構成からなるオー
プンラック式気化装置の提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】発明者らは、LNGを熱
交換パネル下部から供給して同上部より気化ガスを導出
する構成のオープンラック式気化装置において、熱交換
パネル下方の約1/3〜1/2高さの部分に発生する過
大な氷結の低減を目的に、二重管構造のフィンチューブ
について種々検討した結果、二重管構造の内管に小孔を
設けた管型キャップを被せることにより、熱交換パネル
を形成する伝熱フィンチューブ外表面の氷結厚みを薄く
均一に制御できることを知見し、この発明を完成した。
【0010】すなわち、この発明は、少なくとも直径方
向に一対のフィンを突出させた二重管構造のフィンチュ
ーブをフィン方向に配列して一枚の熱交換パネルを構成
し、該パネル表面に熱媒体を散水するオープンラック式
気化装置において、頂部に小孔を設けた管型キャップを
内管主要部を覆うように内管に所要の隙間を介して遊嵌
したことを特徴とするオープンラック型気化装置であ
る。
【0011】また、この発明は、該オープンラック式気
化装置において、外周面に多数の小孔が穿孔配置されて
いる管型キャップを内管主要部を覆うように内管に所要
の隙間を介して遊嵌したことを特徴とするオープンラッ
ク式気化装置である。
【0012】さらに、この発明は、該オープンラック式
気化装置において、管型キャップを内管主要部を覆うよ
うに内管に所要の隙間を介して遊嵌し、内管の外周面に
多数の小孔が穿孔配置されていることを特徴とするオー
プンラック式気化装置である。また、この発明は、上記
の構成において、管型キャップの外周面に多数の小孔が
穿孔配置されているオープンラック式気化装置を併せて
提案する。
【0013】
【作用】この発明による二重管構造のオープンラック式
気化装置の作用を図面に基づいて詳述する。図1から図
4はこの発明による気化装置の熱交換パネルをフィンチ
ューブ位置で縦断して示す説明図である。熱交換パネル
は、従来と同様に直径方向に一対の大型フィン及び放射
状に小フィン(図5参照)を突出させたスターフィンチ
ューブ10を大型フィン方向に配列して一枚のパネル状
となし、その上下端部にヘッダータンク11,12を設
けて構成してある。
【0014】スターフィンチューブ10は二重管構造か
らなり、内部の内管13が下部ヘッダータンク11に立
設されて連通している。また、内管13の内管主要部を
覆い、内管13先端及び外周面に対して所要の隙間が形
成されるように、頂部に小孔21を設けた管型キャップ
20を遊嵌、配置してある。なお、ここでは内管13高
さを熱交換パネル高さの1/2程度となしてあるが、熱
交換パネルの構成や散水装置、あるいは氷着状態などに
応じて、内管13高さは熱交換パネル高さのほぼ全長か
らの1/3以下など、種々選定することができる。ま
た、頂部に小孔を設けない管型キャップも図示のものと
同様に作用する。
【0015】下部ヘッダータンク11から熱交換パネル
の各スターフィンチューブ10へ供給されたLNGは、
まず内管13内に流入上昇してその上端から管型キャッ
プ20内に入り、一部のLNGを頂部の小孔21から直
接スターフィンチューブ10内に流し、また他のLNG
は管型キャップ20と内管13とで形成された内側環状
通路内を流下し、管型キャップ20の下端よりスターフ
ィンチューブ10内面とキャップ20で形成する外側環
状通路内を上昇して管上端から気化ガス(以下NGとい
う)として上部ヘッダータンク12を通って外部へ送出
される。
【0016】従って、極低温(約−162℃)のLNG
の全量がチューブ10外面を膜状に流下する熱媒体の海
水と管壁を介して直接熱交換することがなく、まず先に
昇温した内側環状通路内を流下する低温のLNGと熱交
換を行い、さらに外側環状通路内を上昇しはじめて初め
て海水と熱交換するようになり、スターフィンチューブ
10外の過大な氷結を抑制して薄い均一な氷結を実現で
き、その結果、複数のスターフィンによる二次伝熱面の
形状が有効に機能する。一方、図6に示すごとく、氷結
が厚い場合は熱交換パネル全体が平板状になって管外伝
熱面積が大幅に減少し、熱交換が円滑に行われない。
【0017】図2に示す構成は、基本構造は図1と同様
で外周部の全面に所定間隔で小孔21を多数設けた管型
キャップ22を遊嵌、配置したもので、一部のLNGを
キャップ22とチューブ10とで形成する外側環状通路
に流すことにより、チューブ10全体に薄い均一な氷結
を発生させることができ、スターフィンによる二次伝熱
面の形状が有効に機能する。なお、ここでは管型キャッ
プ22の頂部に小孔は設けていないが、必要に応じて設
けることが可能である。
【0018】図3に示す構成は、基本構造は図1と同様
で内管14の外周部の全面に所定間隔で小孔15を多数
設け、頂部に小孔は設けていない管型キャップ23を遊
嵌、配置したもので、一部のLNGを内管14と管型キ
ャップ20とで形成される内側環状通路に流すことによ
り、チューブ10全体に薄い均一な氷結を発生させるこ
とができる。また、必要に応じて、上記の管型キャップ
23に換えて頂部に小孔21を設けた管型キャップ20
を用いることが可能である。
【0019】図4に示す構成は、図2と図3を組み合せ
たもので、基本構造は図1と同様であるが内管14の外
周部の全面に所定間隔で小孔15を多数設け、さらに外
周部の全面に所定間隔で小孔21を多数設けた管型キャ
ップ24を遊嵌、配置することにより、一部のLNGを
キャップ22とチューブ10とで形成する外側環状通路
及び内管14と管型キャップ20とで形成される内側環
状通路に流して、導入したLNGが直ちに海水と管壁を
介して直接熱交換することがなくなり、チューブ10全
体に薄い均一な氷結を発生させることができ、スターフ
ィンによる二次伝熱面の形状が有効に機能する。
【0020】この発明において、チューブ10内におけ
る種々の管型キャップ20,22,23,24の下端位
置は特に限定しないが、これらの外周部に開けた小孔の
数が少ない場合には比較的上方とし、小孔の数が多い場
合には比較的下方とするのが好ましい。
【0021】
【実施例】
実施例1 図1に示すこの発明による2重管構造に管型キャップを
設けた構成と、従来の単管構造からなる比較例の構成の
2種の熱交換パネルを作製し、内管高さをフィンチュー
ブの1/2高さとした時の氷結状態を調べたところ、比
較例はフィンチューブの1/3高さより下側が図6のご
とく過大な氷結が見られたのに対して、この発明の構成
では、フィンチューブの3/5高さまで図5に示すよう
な薄い氷結が主体であった。
【0022】実施例2 図2に示すこの発明による2重管構造に外周部の全面に
所定間隔で小孔21を多数設けた管型キャップ22を設
けた構成において、内管高さをフィンチューブの1/2
高さとした時の氷結状態を調べたところ、フィンチュー
ブの1/2高さまで図5に示すような薄い氷結のみであ
った。
【0023】実施例3 図3に示す外周部の全面に所定間隔で小孔15を多数設
けた内管14に管型キャップ23を設けたこの発明によ
る構成において、内管高さをフィンチューブの7/10
高さとした時の氷結状態を調べたところ、フィンチュー
ブの1/2高さまで図5に示すような薄い氷結が主体で
あった。
【0024】実施例4 図4に示す外周部の全面に所定間隔で小孔15を多数設
けた内管14に管型キャップ23を設けたこの発明によ
る構成において、内管高さをフィンチューブの3/5高
さとした時の氷結状態を調べたところ、フィンチューブ
の1/2高さまで図5に示すような薄い氷結のみであっ
た。
【0025】
【発明の効果】この発明は、フィンチューブに内管及び
管型キャップを組み合せて挿入することにより、下部ヘ
ッダータンクから各伝熱管へ供給されたLNGは、まず
内管内に流入してキャップと内管とで形成された内側環
状通路内を流下し、さらにキャップ下端からフィンチュ
ーブとキャップとで形成する外側環状通路内を上昇して
管上端からNGとして外部へ送出される構成からなり、
チューブ外を膜状に流下する熱媒体の海水と管壁を介し
て直接熱交換する極低温のLNGの割合が少なく、ある
いはこの割合を内管及び/又はキャップに設けた小孔の
配置や数によって制御することができ、チューブ外の過
大な氷結を抑制でき、薄い均一な氷結を実現できスター
フィンによる二次伝熱面の形状が有効に機能して、完全
な気化が可能となる。
【0026】この発明は、フィンチューブ外の氷結を薄
く均一化することにより、チューブの二次伝熱面積を有
効に利用し、伝熱性能を改善でき、従来の気化装置に比
較して同じ大きさであっても伝熱性能が向上するので、
同一蒸発容量であれば、装置のコンパクト化が可能とな
り、気化装置の高さまたはパネルの枚数の低減が可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による気化装置の熱交換パネルの内部
構造をフィンチューブ位置で縦断して示す説明図であ
る。
【図2】この発明による気化装置の熱交換パネルの他の
内部構造をフィンチューブ位置で縦断して示す説明図で
ある。
【図3】この発明による気化装置の熱交換パネルの他の
内部構造をフィンチューブ位置で縦断して示す説明図で
ある。
【図4】この発明による気化装置の熱交換パネルの他の
内部構造をフィンチューブ位置で縦断して示す説明図で
ある。
【図5】この発明による気化装置の氷結状態を示す熱交
換パネルの横断上面説明図である。
【図6】従来の気化装置の氷結状態を示す熱交換パネル
の横断上面説明図である。
【符号の説明】
1 フィンチューブ 2 フィン 3 氷結 10 スターフィンチューブ 11 下部ヘッダータンク 12 上部ヘッダータンク 13,14 内管 15,21 小孔 20,22,23,24 管型キャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 優 神奈川県平塚市宮松町15−10−718 (72)発明者 笠原 進一 神奈川県横浜市磯子区中原4−4−11− 204 (72)発明者 庄谷 仁延 兵庫県尼崎市扶桑町1番10号 住友精密工 業株式会社内 (72)発明者 秋山 優 兵庫県尼崎市扶桑町1番10号 住友精密工 業株式会社内 (72)発明者 久田 憲宏 兵庫県尼崎市扶桑町1番10号 住友精密工 業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも直径方向に一対のフィンを突
    出させた二重管構造のフィンチューブをフィン方向に配
    列して一枚の熱交換パネルを構成し、該パネル表面に熱
    媒体を散水するオープンラック式気化装置において、頂
    部に小孔を設けた管型キャップを内管主要部を覆うよう
    に内管に所要の隙間を介して遊嵌したことを特徴とする
    オープンラック型気化装置。
  2. 【請求項2】 少なくとも直径方向に一対のフィンを突
    出させた二重管構造のフィンチューブをフィン方向に配
    列して一枚の熱交換パネルを構成し、該パネル表面に熱
    媒体を散水するオープンラック式気化装置において、外
    周面に多数の小孔が穿孔配置されている管型キャップを
    内管主要部を覆うように内管に所要の隙間を介して遊嵌
    したことを特徴とするオープンラック式気化装置。
  3. 【請求項3】 少なくとも直径方向に一対のフィンを突
    出させた二重管構造のフィンチューブをフィン方向に配
    列して一枚の熱交換パネルを構成し、該パネル表面に熱
    媒体を散水するオープンラック式気化装置において、管
    型キャップを内管主要部を覆うように内管に所要の隙間
    を介して遊嵌し、内管の外周面に多数の小孔が穿孔配置
    されていることを特徴とするオープンラック式気化装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項3おいて、管型キャップの外周面
    に多数の小孔が穿孔配置されていることを特徴とするオ
    ープンラック式気化装置。
JP17153895A 1995-06-13 1995-06-13 オープンラック式気化装置 Pending JPH08338692A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001255078A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Tokyo Gas Co Ltd 熱交換体の形状評価方法
DE102008002531A1 (de) 2008-06-19 2009-12-24 Tge Gas Engineering Gmbh Vorrichtung für das Mischen von Flüssigkeit und Dampf sowie Verfahren für das Verdampfen eines Fluids mit der Mischung
JP2012189256A (ja) * 2011-03-10 2012-10-04 Kobe Steel Ltd 低温液化ガスの気化装置

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JP4498527B2 (ja) * 2000-03-13 2010-07-07 東京瓦斯株式会社 熱交換体における氷着形状解析方法及びそれを用いた熱交換体の形状最適化方法
DE102008002531A1 (de) 2008-06-19 2009-12-24 Tge Gas Engineering Gmbh Vorrichtung für das Mischen von Flüssigkeit und Dampf sowie Verfahren für das Verdampfen eines Fluids mit der Mischung
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