JPH10252994A - 低温液化ガスの気化方法及び設備 - Google Patents
低温液化ガスの気化方法及び設備Info
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Abstract
つ、結氷の問題を解決することのできる低温液化ガスの
気化設備を提供することにある。 【解決手段】 液化天然ガス等の低温液化ガスを貯蔵す
る貯蔵タンク10と、低温液化ガスを大気との熱交換に
より気化する蒸発器20と、低温液化ガスを加熱して0
℃を越える温度のガスに気化する加熱器24と、貯蔵タ
ンク10から低温液化ガスを蒸発器20又は加熱器24
のいずれか一方に選択的に供給する第1の配管系と、第
1の配管系により低温液化ガスが加熱器24に供給され
た場合に、加熱器24により気化されたガスを蒸発器1
0に供給する第2の配管系とを備える気化設備を特徴と
する。蒸発器20に氷が付着した場合には、低温液化ガ
スを加熱器に送り加熱した後、この加熱ガスを蒸発器2
0に供給する。これにより、蒸発器20に付着した氷は
内側から解け、簡単に除去することが可能となる。
Description
化窒素ガス等の低温液化ガスを気化してユースポイント
に供給するための設備及び方法に関するものである。
送され、貯蔵タンクにて貯蔵される。この液化天然ガス
は蒸発器で気化された後、ユースポイントに供給され
る。このようなシステムにおける蒸発器は、経済性の面
から、フィン付きの管からなる空気加熱式のものが一般
に用いられている。
熱式蒸発器の管内を低温の液化天然ガスが流れると、大
気中の水分がフィンに結氷し、特に寒冷地或は冬場では
氷塊に成長していく。フィンに大きな氷塊が付着した場
合には、気化効率が低下し、所望量の天然ガスを0℃以
上でユースポイントに送ることができないという問題が
生ずる。
以上の大きさの氷塊が付着した場合には、温水を氷塊に
かけて解かし落とすこととしている。しかし、氷塊全体
を解かして除去するには、大量の温水を必要とし、また
時間も相当にかかる。
水加熱式の蒸発器を用いるシステムもある。このシステ
ムでは結氷の問題は生じないが、温水を使用するためコ
ストパフォーマンスが悪く、長期間にわたっての運用は
不適当である、本発明は、かかる事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、経済性に優れた空気加熱式蒸
発器を用いつつ、結氷の問題を容易に解決することので
きる気化設備及び方法を提供することにある。
に、本発明は、低温液化ガスを貯蔵する貯蔵タンクと、
低温液化ガスを管内に通して大気との熱交換により気化
する蒸発器と、蒸発器の管の表面を0℃を越える温度に
昇温する昇温手段とを備える気化設備を特徴としてい
る。
タンクからの低温液化ガスを空気加熱式の蒸発器により
気化することができる。また、蒸発器に氷が付着して気
化能力が低下した場合には、昇温手段により蒸発器の管
の表面を昇温して、付着した氷を内側から解かすことが
できる。内側から解かされた氷は簡単に除去することが
可能である。
長した場合、昇温手段をマニュアル操作で作動させるこ
とも可能であるが、制御手段により蒸発器の気化能力を
自動的に検知して、昇温手段を自動的に作動させること
が好ましい。
て0℃を越える温度のガスに気化する加熱器と、貯蔵タ
ンクから低温液化ガスを蒸発器又は加熱器のいずれか一
方に選択的に供給する第1の配管系と、第1の配管系に
より低温液化ガスが加熱器に供給された場合に、加熱器
により気化されたガスを蒸発器の管内に導いて管の表面
を昇温する第2の配管系とを備えるものが考えられる。
加熱する手段としてもよい。
酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、水素、炭酸ガス、メ
タン、プロパン、エチレン等の液化ガスが考えられる。
第1実施形態を示している。この実施形態における気化
設備は、液化天然ガスを気化してユースポイントに供給
するためのものであり、図1において、符号10は液化
天然ガスを貯蔵するためのタンクである。貯蔵タンク1
0の底部と頂部との間には、加圧器12が介設された配
管14が設けられている。また、貯蔵タンク10の底部
には、液化天然ガスを導出するための導出管16が接続
されている。導出管16の他端側は2本に分岐してお
り、一方の分岐管18の端部は空気加熱式蒸発器20の
導入口に接続され、他方の分岐管22の端部は温水加熱
式蒸発器24の導入口に接続されている。
のものを用いることができる。しかし、特に図面では明
示していないが、複数本のフィン付き管を鉛直方向に立
設し、隣合う管の端部同士をU字管で接続してなるもの
が好ましい。フィンは管の一体構成物であり、管の長手
方向、すなわち鉛直方向に延びる平板であり、水平方向
においては放射状に広がっている。この蒸発器20の導
出口には、ユースポイントまで延びる供給管26が接続
されている。
をウォータジャケット24bで囲んでなるものであり、
ウォータジャケット24b内の空間には温水供給系から
所定温度の温水が供給されるようになっている。温水供
給系は、貯水器28、ポンプ30及び温水器32から構
成された実質的に閉じた回路である。温水加熱式蒸発器
24の導出口からは配管34が延び、この配管34は空
気加熱式蒸発器20の近傍にて分岐管18に接続されて
いる。また、配管34からは分岐管36が延び、空気加
熱式蒸発器20からの供給管26の途中に接続されてい
る。
中の符号38,40,42,44,46はそれぞれ空気
圧式弁であり、マイクロコンピュータ等からなる制御装
置48により開閉操作される。また、制御装置48に
は、供給管26に設けられた温度計50からの信号が入
力されるようになっている。更に、温水供給系における
ポンプ30及び温水器32の動作も制御装置48により
制御される。
気化方法について説明する。
ンに氷が付着していない場合、或は、付着していても少
量の場合の通常運転時には、弁40,44,46が閉じ
られ、弁38,42が開放された状態とされる。これに
より、貯蔵タンク10内の液化天然ガスは、タンク10
内のガス圧により導出管16及び分岐管18を通って空
気加熱式蒸発器20に供給される。なお、貯蔵タンク1
0内のガス圧は、加圧器12により気化された天然ガス
を圧力制御弁52を介して貯蔵タンク10に補充するこ
とで、一定に保たれている。
ガスは大気との間で熱交換が行われ、気化される。この
気化された天然ガスは供給管26を通して適宜ユースポ
イントに送られる。
ガスが流通すると、蒸発器20における管及びフィンの
表面に氷が付着し、氷塊へと成長していく。これは特に
冬季或は寒冷地において顕著となる。かかる場合、蒸発
器20の気化能力が減じ、蒸発器20から排出された天
然ガスの温度が低下する。制御装置48はこの温度変化
を温度計50からの信号により検知し、気化能力が低く
なったことを認識する。具体的には、一定時間、例えば
4時間における天然ガスの温度を計測し、その温度が所
定値以下に下がった場合には、空気加熱式蒸発器20の
気化能力が、使用には不適当なレベルまで低下したもの
と認識する。なお、この気化能力を検出する手段として
は、蒸発器20から排出された天然ガスの温度をモニタ
リングする方法以外にも、天然ガスの流量や圧力をモニ
タリングする手段も適用可能である。
合、制御装置48は弁38を閉じると共に、弁40,4
4を開く。また、温水供給系のポンプ30及び温水器3
2を動作させる。これにより、貯蔵タンク10からの液
化天然ガスは導出管16及び分岐管22を経て温水加熱
式蒸発器24に送られ、温水と熱交換されて気化され
る。そして、気化された天然ガスは配管34及び分岐管
18を通して空気加熱式蒸発器20に送られ、最終的に
は供給管26からユースポイントに送られる。
ては、導入口の断面積(管路面積)が導出口よりも小さ
くされており、導入口に接続されている配管の管路面積
も導出口に接続されている配管よりも小さくされている
のが一般的であった。これは、蒸発器に導入される流体
は液相であり、導出される流体は気相であるので、導入
流量と排出流量とが大きく相違するためである。これに
対して本実施形態では、蒸発器20の導入口には配管3
4から気相の天然ガスが導入され、ほぼ同一の流量のま
ま導出口から排出されるため、圧力損失が生じないよ
う、蒸発器20の導入口と導出口は実質的に同一の管路
面積とすることが好ましい。また、配管34から蒸発器
20の導入口に続く分岐管18の内径ないしは管路面積
もほぼ一定で、前記導入口と実質的に同一であることが
好ましい。
熱の場合よりも高温とされ、O℃を越える温度、好まし
くは常温以上とされる。例えば温水が約60℃の場合に
は、気化された天然ガスの温度は約40℃程度にまで達
する。従って、この比較的高温の天然ガスが空気加熱式
蒸発器20の管内を流通すると、管の表面(フィンの表
面も含む)を昇温し、管及びフィンに付着した氷塊を内
側から解かすこととなる。前述したように、蒸発器20
の管及びフィンは鉛直方向に延びているため、氷塊が管
及びフィンとの境界面で解け出すと、氷塊は自重により
管及びフィンに沿って滑り落ち、極めて短時間のうちに
空気加熱式蒸発器20から除去される。勿論、このよう
な状況においては、外部から力を加えた場合も、氷塊を
容易に管及びフィンから除去することができる。
たならば、この蒸発器20の使用が可能となるため、温
水加熱式蒸発器24への液化天然ガスの供給は停止され
る。すなわち、温水加熱式蒸発器24に関連される温水
供給系が停止されると共に、再び弁38が開放され且つ
弁40,44が閉鎖されて通常運転状態に復帰される。
は、温水加熱式蒸発器24から天然ガスを供給し始めて
から短時間のうちに除去されるため、温水加熱式蒸発器
24の稼働時間は短くてすみ、温水の使用に伴うコスト
の問題は大幅に軽減されることとなる。
等は、弁38,42,44を閉じると共に弁40,46
を開き、温水加熱式蒸発器24により気化された天然ガ
スを配管34,36,26を経てユースポイントに供給
すればよい。また、空気加熱式蒸発器20の下側に、落
下した氷を回収するためのトレイ等を配置し、回収した
氷を解かして工業用水等に利用することが好適である。
り、図中、図1に示す第1実施形態と同一又は相当部分
には同一符号を付してある。図2から明らかなように、
この第2実施形態では、空気加熱式蒸発器20の管表面
を昇温する手段として、温水加熱式蒸発器に代えて電気
的な加熱手段が設けられている。この電気加熱手段とし
ては種々考えられる。例えば電気ヒータを管の表面に付
着させておく手段を採用することが可能であるが、図示
実施形態における電気加熱手段は、電気抵抗の高い材料
から形成された蒸発器20の管自体と、この管の両端間
に接続された電源60とから主に構成されている。な
お、図2において符号62は管継手であり、この管継手
62には、蒸発器20の前後の配管16,26に電気が
流れないよう絶縁体が適宜設けられている。
は、スイッチ64が開放された状態で蒸発器20は使用
される。この後、蒸発器20の管及びフィンの表面に氷
が付着して大きな氷塊に成長したならば、スイッチ64
を投入して管に通電すると、管自体が発熱し、その表面
の温度が上昇する。これによって、氷塊が内側から溶解
し、前記第1実施形態の場合と同様に自然落下すること
となる。
細に説明したが、本発明は上記第1及び第2の実施形態
に限定されないことはいうまでもない。
での使用のピークは朝夕の一定時間にあるため、この時
間帯において空気加熱式蒸発器20が使用状態となるよ
う、時間帯により温水加熱式蒸発器24や電気加熱手段
を動作させることとしてもよい。
る自動制御となっているが、作業員が必要と感じた場合
にマニュアルで弁の開閉操作を行うこととしてもよい。
逆に第2実施形態においてはスイッチ64の投入はマニ
ュアル操作となっているが、制御装置による自動制御と
することも勿論可能である。
化天然ガスを気化する場合についてであるが、大気との
熱交換により気化が可能な低温液化ガス、例えば窒素、
酸素、アルゴン、ヘリウム、水素、炭酸ガス、メタン、
プロパン、エチレン等についての気化にも適用可能であ
る。
を0℃よりも高温に加熱する手段としては温水加熱式蒸
発器24に限定する必要はなく、オイルヒータ、電気
式、ガス直熱式等の他の加熱器を用いることもできる。
4の間に配設される配管系についても図示実施形態のも
のに限られず、また、各蒸発器20,24の台数もユー
スポイントにおけるガス使用量等に応じて適宜変更され
るものである。
式蒸発器の管に氷が付着し成長した場合に、管の表面を
昇温して氷を内側から解かすようにしたことを特徴とし
ている。かかる手段を採ることで、蒸発器からの氷の除
去を短時間のうちに行うことが可能となる。従って、空
気加熱式蒸発器の気化能力が低下している期間が短縮さ
れる。また、氷の除去作業を短時間で完了することがで
きるので、低温液化ガスを加熱するためのエネルギも少
量ですむ。
気加熱式蒸発器の稼働率を高める一方、氷の除去に要す
るエネルギ、時間を大幅に低減することができるので、
経済的に低温液化ガスを気化することが可能となる。
施形態を示す図である。
施形態を示す図である。
…空気加熱式蒸発器、22…分岐管、24…温水加熱式
蒸発器(加熱器)、38,40,42,44,46…
弁、48…制御装置(制御手段)、50…温度計、60
…電源、64…スイッチ。
Claims (17)
- 【請求項1】 低温液化ガスを貯蔵する貯蔵タンクと、
前記低温液化ガスを管内に通して大気との熱交換により
気化する蒸発器とを備える気化設備を用いる低温液化ガ
スの気化方法において、 前記蒸発器の前記管の表面に氷が付着して気化能力が低
下した場合に、前記蒸発器の前記管の表面を0℃を越え
る温度に昇温して前記氷を内側から解かし除去するステ
ップを含んでいることを特徴とする低温液化ガスの気化
方法。 - 【請求項2】 前記貯蔵タンクからの前記低温液化ガス
を加熱して0℃を越える温度のガスに気化し、当該気化
したガスを前記蒸発器の前記管内を通すことによって、
前記管の表面を昇温することを特徴とする請求項1に記
載の低温液化ガスの気化方法。 - 【請求項3】 温水を熱源とする蒸発器により、前記低
温液化ガスを0℃を越える温度のガスに気化することを
特徴とする請求項2に記載の低温液化ガスの気化方法。 - 【請求項4】 前記蒸発器の前記管を電気的に加熱して
前記管の表面を昇温することを特徴とする請求項1に記
載の低温液化ガスの気化方法。 - 【請求項5】 前記蒸発器の前記管を電気抵抗の高い材
料から形成し、前記管に通電することにより前記管自体
を加熱することを特徴とする請求項4に記載の低温液化
ガスの気化方法。 - 【請求項6】 前記蒸発器の前記管の表面に電気ヒータ
を設け、前記電気ヒータに通電することにより前記管の
表面を昇温することを特徴とする請求項4に記載の低温
液化ガスの気化方法。 - 【請求項7】 前記低温液化ガスが天然ガス、酸素、窒
素、アルゴン、ヘリウム、水素、炭酸ガス、メタン、プ
ロパン及びエチレンよりなる群から選ばれたものである
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の
低温液化ガスの気化方法。 - 【請求項8】 低温液化ガスを貯蔵する貯蔵タンクと、 前記低温液化ガスを管内に通して大気との熱交換により
気化する蒸発器と、 前記蒸発器の前記管の表面を0℃を越える温度に昇温す
る昇温手段と、を備え、 前記蒸発器の前記管の表面に氷が付着して気化能力が低
下した場合に、前記昇温手段により前記蒸発器の前記管
の表面を昇温して前記氷を内側から解かすようになって
いることを特徴とする低温液化ガスの気化設備。 - 【請求項9】 前記蒸発器に氷が付着して気化能力が低
下したことを検知した場合に、前記昇温手段を作動させ
る制御手段を備えることを特徴とする請求項8に記載の
低温液化ガスの気化設備。 - 【請求項10】 前記制御手段は、前記蒸発器から排出
されるガスの温度に基づいて、気化能力が低下したこと
を検知することを特徴とする請求項9に記載の低温液化
ガスの気化設備。 - 【請求項11】 前記昇温手段が、 前記低温液化ガスを加熱して0℃を越える温度のガスに
気化する加熱器と、 前記貯蔵タンクから前記低温液化ガスを前記蒸発器又は
前記加熱器のいずれか一方に選択的に供給する第1の配
管系と、 前記第1の配管系により前記低温液化ガスが前記加熱器
に供給された場合に、前記加熱器により気化されたガス
を前記蒸発器の前記管内に導いて前記管の表面を昇温す
る第2の配管系と、を備えることを特徴とする請求項8
に記載の低温液化ガスの気化設備。 - 【請求項12】 前記加熱器が温水を熱源とする蒸発器
であることを特徴とする請求項11に記載の低温液化ガ
スの気化設備。 - 【請求項13】 前記加熱器の導出口から前記蒸発器の
導入口までの前記第2の配管系における管路の管路面積
がほぼ一定であり、前記蒸発器の導入口と前記蒸発器の
導出口との管路面積がほぼ同一であることを特徴とする
請求項11又は12に記載の低温液化ガスの気化設備。 - 【請求項14】 前記昇温手段が、前記蒸発器の前記管
を電気的に加熱する電気加熱手段であることを特徴とす
る請求項8〜10のいずれか1項に記載の低温液化ガス
の気化設備。 - 【請求項15】 前記電気加熱手段が、電気抵抗の高い
材料から形成された前記蒸発器の前記管と、前記管に通
電するための電源とを備えることを特徴とする請求項1
4に記載の低温液化ガスの気化設備。 - 【請求項16】 前記電気加熱手段が、前記蒸発器の前
記管の表面に設けられた電気ヒータと、前記電気ヒータ
に通電するための電源とを備えることを特徴とする請求
項14に記載の低温液化ガスの気化設備。 - 【請求項17】 前記低温液化ガスが天然ガス、酸素、
窒素、アルゴン、ヘリウム、水素、炭酸ガス、メタン、
プロパン及びエチレンよりなる群から選択されたもので
あることを特徴とする請求項8〜16のいずれか1項に
記載の低温液化ガスの気化設備。
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