JPH11101130A

JPH11101130A - 天然ガス焚きコンバインドサイクル発電設備用気化システム

Info

Publication number: JPH11101130A
Application number: JP9261270A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Yoshida; 龍生吉田; Yutaka Ito; 裕伊藤
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＮＧ冷熱利用によるガスタービン吸気冷却
用の設備の稼働率の向上と、ガスタービン吸気冷却用の
設備の有効利用を図ることができるＬＮＧ焚きコンバイ
ンドサイクル発電設備用気化システムを提供する。【解決手段】胴９内をほぼ上下に直進する媒体用管路
８と、該媒体用管路８の下方に設けられた排水弁９４を
有するＬＮＧ気化器７と、媒体用管路８とガスタービン
に吸引される空気を冷却する吸気冷却器３の媒体用管路
８を第１媒体が循環するように構成されてなる第１媒体
循環回路４と、ＬＮＧ気化器７の媒体用管路８の入口側
水室７ａへ注入され出口側水室７ｂへ排出される第２媒
体注入・排出路５と、媒体を第１媒体から第２媒体へま
たはその逆に変更しうる媒体変更手段６ａ、６ｂ、６
ｃ、６ｄを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガス焚きコン
バインドサイクル発電設備用気化システムに関する。さ
らに詳しくは、液化天然ガス（以下、ＬＮＧという）を
ＬＮＧ気化器で気化して発電所に燃料として供給するＬ
ＮＧ気化系統に対し、ガスタービンの圧縮器の吸気を冷
却するガスタービン吸気冷却系統が並設された天然ガス
焚きコンバインドサイクル発電設備において、吸気冷却
系統を使用する場合と使用しない場合とで媒体の変換を
行いうるＬＮＧ気化システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＮＧはその貯蔵、輸送の際には一般に
−１６０℃前後の低温に維持されている。これを発電用
燃料として利用する場合には、通常、水または海水を熱
媒体として加温、気化し、天然ガス（ＮＧ）としてガス
タービンに供給している。

【０００３】ところで、我が国における電力の需要は、
夏期の午後１時を中心とした昼間の時間帯がピークとな
る。一方で、大量の空気を必要とするガスタービンで
は、外気温度が上昇すると空気の比体積が大きくなり、
吸入空気の単位体積当たりの重量が減少することによ
り、その出力が減少する。つまり、最も電力を必要とす
る夏期の昼間の時間帯において、ガスタービンの出力が
最も小さくなってしまうことになる。通常ガスタービン
の出力は、圧縮機に吸入される外気の温度が１５℃で１
００％となるように設計されており、３０℃になると約
１２％低下する。したがって、夏の昼間の時間帯の消費
電力のピークを、他の発電設備の建設などにより補償す
る必要を生じている。

【０００４】そこで、外気温度が高くなったばあい、ガ
スタービンに吸入される空気を冷却し、ガスタービンの
出力低下を防ぐ方法および装置が種々考案されている
が、なかでも、ＬＮＧ気化器に利用される温熱媒体を、
吸気冷却器の冷熱媒体として利用する方法および装置
が、簡単な設備で効率よく吸気を冷却できるという観点
から提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガスタ
ービン吸気冷却用の設備は、我が国では、夏場のみ必要
であり、外気温度が１５℃以下となる冬場は必要でな
い。したがって、冬期には、遊休設備となって、経済的
に問題があった。

【０００６】本発明は、前述の問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、ＬＮＧ冷熱利用に
よるガスタービン吸気冷却用の設備の稼働率の向上と、
ガスタービン吸気冷却用の設備の有効利用を図ることが
できるＬＮＧ焚きコンバインドサイクル発電設備用気化
システムを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明
は、（ａ）胴内をほぼ上下に直進する媒体用管路と、該
媒体用管路の下方に設けられた排水弁を有する液化天然
ガス気化器と、（ｂ）前記液化天然ガス気化器の媒体用
管路に連結可能な複数の媒体通路と、（ｃ）前記複数の
媒体通路から１つを選択して前記液化天然ガス気化器の
媒体用管路に選択された媒体を送る媒体変更手段を備え
てなることを特徴とするものである。ＬＮＧ気化器内を
媒体用管路が上下に直進しているので、ＬＮＧ気化器内
から媒体を抜きやすく、媒体の変更が容易である。ま
た、媒体用管路が直進しているので、媒体の一部が凝固
しても押し流し易く、凍結による閉塞のおそれが少な
い。このようなＬＮＧ気化器は、上下に長い縦置きであ
り、敷地面積が少なくてすむ。

【０００８】請求項２にかかる発明は、請求項１に記載
の発明に加えて、前記液化天然ガス気化器の媒体用管路
の上方に洗浄用液体を注入しうる注入口を設けてなるも
のである。媒体の変更時に、ＬＮＧ気化器内の媒体用管
路を洗浄することができるので媒体に不純物が混入しな
い。

【０００９】請求項３にかかる発明は、請求項２に記載
の発明に加えて、前記注入口が洗浄用液体を接線方向に
噴出させるノズルを有してなるものである。ＬＮＧ気化
器内の媒体用管路の管壁を速く確実に洗浄できる。

【００１０】請求項４にかかる発明は、請求項１、２ま
たは３に記載の発明に加えて、前記複数の媒体通路の内
の１つが、前記液化天然ガス気化器の媒体用管路と、ガ
スタービンに吸引される空気を冷却する吸気冷却器の媒
体用管路を第１媒体が循環するように構成されてなる第
１媒体循環回路である。第１媒体循環回路は、ＬＮＧ気
化器の冷熱を利用して吸気を冷却するものである。吸気
冷却器を使用しないときは、第１媒体以外の媒体が流れ
る通路を利用する。したがって、この吸気冷却器を他の
目的で普通の熱交換器として使用することができる。ま
た、ＬＮＧ気化器として使用してもよい。

【００１１】請求項５にかかる発明は、請求項４に記載
の発明に加えて、前記第１媒体が２価までのアルコール
の中から選択された１または２以上のアルコールと水と
の混合物である。第１媒体循環回路に用いられる媒体と
しては、アルコール水が好ましい。冷却器とＬＮＧ気化
器内の媒体用管路は上下に真っ直ぐ延びており、アルコ
ール水のように凝固点近くでシャーベット状になる媒体
を用いても管路が塞がるおそれがないものを用いること
が好ましい。媒体の流量を多くしなくても凝固物を押し
流すことができるからである。したがって、ＬＮＧのト
ン当たりの媒体の利用量が少なくてすむ。１価のアルコ
ールには、メタノール、エタノール、イソプロパノー
ル、プロパノール、ブタノール、・・・・・などがあ
り、２価のアルコールには、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、・・・・などがある。このようなア
ルコールと水との混合物は、粘性が小さいので、管内で
の圧力損失が小さいことも設計上の利点となる。

【００１２】請求項６にかかる発明は、請求項５に記載
の発明に加えて、前記アルコール水が、メタノール、エ
タノール、プロパノールの中から選択された１または２
以上のアルコールと水との混合物である。メタノール、
エタノールおよびプロパノール（イソプロパノールを含
む）と水との混合物であるメタノール水、エタノール水
およびプロパノール水（とくにイソプロパノール水）
は、不燃性または難燃性を有するので取り扱いが容易で
ある。なかでも、アルコール濃度が６０重量％未満のメ
タノール水、エタノール水およびイソプロパノール水
は、消防法上の規定を受けず、防火・消化設備を要しな
いという観点から好ましい。

【００１３】請求項７にかかる発明は、請求項１乃至６
のいずれかに記載の発明に加えて、前記複数の媒体通路
の内の１つが、前記液化天然ガス気化器の媒体用管路の
入口側水室へ注入され、出口側水室へ排出される第２媒
体注入・排出路である。吸気冷却器を用いないときは、
液化天然ガス気化器の冷熱を放出してもかまわないの
で、第２媒体を循環させなくてもよい。第２媒体として
は、ＬＮＧ気化器の入口側水室に、２℃以上で導入する
ことのできる液体であれば適宜利用することができる。

【００１４】請求項８にかかる発明は、請求項７に記載
の発明に加えて、前記第２媒体が海水である。冬場など
は、空気の温度が低い（１５℃以下）のでガスタービン
に吸入させる空気の温度を吸気冷却器で下げる必要はな
い。したがって、媒体を循環使用する必要がないので、
ＬＮＧ気化器の温媒体として海水を用いることができ
る。

【００１５】請求項９にかかる発明は、請求項１乃至８
に記載の発明に加えて、前記液化天然ガス気化器が、上
下方向に延びる胴と、該胴の内部を上下方向に入口側水
室から出口側水室まで媒体が流れるように配された内伝
熱管と、該内伝熱管を外囲んで、当該内伝熱管と前記胴
の間を２重管とする外伝熱管を備えており、外伝熱管と
胴の間に供給された液化天然ガスが外伝熱管と内伝熱管
の間に至り、外伝熱管と内伝熱管の間を媒体の流れの向
きと対向して流れ、さらに外伝熱管が設けられていない
１重管部分の胴と内伝熱管の間を入口側水室近辺に設け
られたガス出口まで流れるよう構成されており、外伝熱
管を挟んで、低温のガスと高温のガスが熱交換を行うと
ともに、内伝熱管を挟んで、高温のガスと媒体が熱交換
を行うものである。低温のガスと高温のガスが熱交換を
行う、一方で、高温のガスと媒体が熱交換を行う。すな
わち、高温の天然ガスが中間媒体の役目を果たし、媒体
が、低温のＬＮＧに直に触れて凍結することのないよう
になっている。このような機能を有する中間媒体を必要
とする装置に比べると、中間媒体がいらないのでメンテ
ナンスが少なくなる。また、中間媒体との熱交換部がな
くなり建設費が少なくなる。低温のガスとは、気化器に
供給されたばかりの−１６０℃〜−１００℃前後のＬＮ
Ｇである。高温ガスとは、気化した−１００℃〜０℃前
後の天然ガスである。高温ガスは、まず２重管部分で−
７０℃前後まで上がり、さらに１重管部分で０℃まで昇
温される。

【００１６】請求項１０にかかる発明は、請求項９に記
載の発明に加えて、前記液化天然ガス気化器が、上下に
延びる胴と、胴の下部に入口側水室を形成する第１管板
と、胴の上部に出口側水室を形成する第２管板と、第１
管板と第２管板との間で上下に間隔をあけてそれぞれ配
置される第３および第４管板と、第１および第２管板間
に延び、入口側水室と出口側水室とを連通する内伝熱管
と、第３および第４管板間に延び、内伝熱管を半径方向
に間隔をあけて外囲する外伝熱管とを含み、第３および
第４管板間の空間の上部と、第２および第３管板管の空
間とを連通する流路を形成し、第３および第４管板間の
空間の下部に、液体の低温液化ガスの入口を設け、第１
および第４管板間の空間の下部にガス出口と設けたもの
である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図示例とと
もに説明する。図１は、本発明の気化システムの一実施
例を示すフローシートであり、図２乃至図４は、それぞ
れ図１の気化システムのＬＮＧ気化器の実施態様例を示
す縦断面図であり、図５および図６は、さらに他の実施
態様例を示す要部説明図であり、図７は、第２媒体から
第１媒体への変更の手順の説明図である。

【００１８】図１において、本発明の気化システムは、
ＬＮＧをＬＮＧ気化器７で気化してガスタービン１に供
給するＬＮＧ気化系統に対し、空気（ａｉｒ）を吸気冷
却器３で冷却して空気圧縮機２に供給する吸気冷却系統
を備えており、吸気の冷却を行わない第２媒体の注入・
排出路５と、吸気の冷却を行う第１媒体循環回路４と第
２媒体注入・排出路５と第１媒体循環回路４を切り換え
るバルブ（媒体変更手段）６ａ〜６ｄを備えている。ま
た、ＬＮＧ気化器７内の媒体用管路（内伝熱管）８は、
胴９内の下方にある入口側水室７ａから上方にある出口
側水室７ｂに向けて上下に直進している。

【００１９】第１媒体循環回路４は、第１媒体を、ポン
プ４ａによって循環させる回路であり、ＬＮＧ気化器７
内の媒体用管路８と吸気冷却器３内の媒体用管路を通っ
ている。また、第２媒体注入・排出路５との交差点であ
る１１、１２から吸気冷却器３の有る側の手前にはバル
ブ６ａ、６ｃが設けられており、ＬＮＧ気化器７の媒体
用管路８に送られる媒体を第１媒体から第２媒体に変更
するときにはこのバルブ６ａ、６ｃを閉じる。

【００２０】第２媒体注入・排出路５は、第２媒体をポ
ンプ５ａによって注入し、排出する通路であり、ＬＮＧ
気化器７の入口側水室７ａに注入し、媒体用管路８から
出口側水室７ｂを経て排出される。第１媒体循環回路４
との交差点１１から注入方向近傍にはバルブ６ｂが、交
差点１２から排出方向近傍にはバルブ６ｄが設けられて
おり、ＬＮＧ気化器７の媒体用管路８に送られる媒体を
第２媒体から第１媒体に変更する時には、バルブ６ｂ、
６ｄを閉めてバルブ６ａ、６ｃを開ける。

【００２１】ＬＮＧ気化器７は、上下方向に真っ直ぐ延
びた媒体用管路を有しており、下方に媒体の取入口に直
結する入口側水室７ａが、上方に媒体の排出口に直結す
る出口側水室７ｂがそれぞれ形成されている。また、入
口側水室７ａの最下端には、媒体を抜くための排水弁９
４が設けられており、出口側水室７ｂには、注入口９３
が設けられて、媒体を抜く時には空気が注入され、媒体
を抜き終わったら、必要に応じて洗浄用液体が注入され
る。

【００２２】ＬＮＧ気化器７は、ＬＮＧおよびＮＧ通路
が一部二重となっている２重管式であり、熱交換用の媒
体が１つだけでよい、いわゆる中間媒体を必要としない
タイプの熱交換器である。胴９内に供給された−１６０
℃前後のＬＮＧは、外伝熱管１０の外周を通るので、内
伝熱管（媒体用管路）８内を通る媒体と直に熱交換する
ことはなく、媒体が凍結するおそれがないからである。
ＬＮＧの気化する温度、−１００℃以上になってから天
然ガスは外伝熱管１０の内側に至り、内伝熱管８内の媒
体と熱交換を行う。

【００２３】また、このＬＮＧ気化器７は、縦置きであ
り、敷地面積を小さくすることができる。例えば、ＬＮ
Ｇ１５０ｔ／ｈを気化する気化器の敷地面積は約２８ｍ
²で、図５に示される横置きの中間媒体式ＬＮＧ気化器
１１の１０４ｍ²に比べて１／４に小さくなる。

【００２４】次に、図１に示される気化システムに用い
られるＬＮＧ気化器７の実施態様例を図２乃至図４に基
づいて説明する。

【００２５】図２において、このＬＮＧ気化器（図１の
気化器７に相当する）は、上下に延びる胴６５（図１の
胴９に相当する）と、その胴６５の内部を上下方向に入
口側水室６７から出口側水室６９まで媒体が流れるよう
に配された内伝熱管７７（図１の管路８に相当する）
と、内伝熱管７７を外囲んで内伝熱管７７と胴６５の間
を２重管とする外伝熱管７８、７９（図１の外伝熱管１
０に相当する）を備えてなるものである。ＬＮＧは、管
路８５から外伝熱管７９と胴６５の間に供給され、連絡
管８４によって、外伝熱管７８と胴６５に至り、さら
に、連絡管８０と空間８２を経由して外伝熱管７８と内
伝熱管７７の間に至る。ここからガス出口の管路８７ま
では媒体の流れの向きと対向しており、外伝熱管７８と
内伝熱管７７の間、外伝熱管７９と内伝熱管７７の間、
さらに、外伝熱管の設けられていない１重管部分であ
る、胴６５と内伝熱管７７との間を、気化した天然ガス
が流れるよう構成されている。媒体は、内伝熱管７７内
を流れ、内伝熱管７７を挟んで気化した−１００℃〜０
℃の天然ガスと熱交換を行う。一方で、−１６０℃から
−１００℃前後のＬＮＧは、外伝熱管７８、７９を挟ん
で、天然ガスと熱交換を行う。天然ガスは、外伝熱管７
８、７９内で中間媒体の役目を果たす。

【００２６】以下に、図２に示されるＬＮＧ気化器を詳
細に説明する。上下に延びる鉛直軸線を有する大略的に
直円筒状の胴６５の下部には、第１管板６６によって入
口側水室６７が形成され、胴６５の上部には、第２管板
６８によって出口側水室６９が形成される。入口側水室
６７には管路７０から媒体が圧送され、出口側水室６９
から管路７１を介して、その媒体が排出される。なお、
媒体として海水など異物が混入しているおそれのあるも
のを用いる場合には、入口側水室６７には管路７０から
ゴミを除去するストレーナ７０ａが設けられていること
が好ましい。

【００２７】第１管板６６と第２管板６８との間で、上
下に間隔をあけて第３および第４管板７２、７３がそれ
ぞれ配置される。第３および第４管板７２、７３間に、
上下に間隔をあけて、第５および第６管板７４、７５が
設けられる。これらの管板６６、６８、７２、７３、７
４、７５は、胴６５に溶接などによって気密に固定され
る。

【００２８】第１および第２管板６６、６８間には、複
数本の内伝熱管７７が設けられ、この内伝熱管７７によ
って入口側水室６８と出口側水室６９とが連通される。
第３および第４管板７２、７３間には、内伝熱管７７を
半径方向に間隔をあけて外囲する外伝熱管７８、７９が
設けられ、この外伝熱管７８、７９は、上下に分断され
ており、第５および第６管板７４、７５に気密に固定さ
れる。第３および第５管板７２、７４間の空間の上部
は、連絡管８０によって第２および第３管板管の空間８
２に連通される。第４および第６管板７３、７５の空間
８３の上部は、前記空間８１の下部に、もう１つの連絡
管８４によって連通される。空間８３の下部には管路８
５を介して気化されるべきＬＮＧが圧送され、気化した
常温程度のＬＮＧは第１および第４管板６６、７３の空
間８６の下部から管路８７を介して外部に取り出され
る。

【００２９】空間８１、８３、８６には、邪魔板８８、
８９、９０が形成されて、液体または気体のジグザグ経
路を形成して、熱交換率の向上を図っている。

【００３０】気化されるべきＬＮＧは、約−１６０℃で
あり、管路８５から空間８３に入る。この空間８３にお
いて外伝熱管７９と内伝熱管７７との間の空間９１に
は、例えば−２５℃の昇温された天然ガスが導かれてお
り、ここで熱交換して、管路８４からは、約−７４℃の
気化したＬＮＧが空間８１に導かれる。この内伝熱管７
７、７９間の空間９１を流れる天然ガスは、内伝熱管７
７を通る媒体から貰う熱以上に、ＬＮＧに熱を奪われ
て、約−４０℃まで下がって空間８６に導かれる。この
空間９１を流れる天然ガスは、このように急に温度が下
がるけれども、内伝熱管７７を流れる媒体とは対向流で
熱交換するので、外伝熱管７９の下端部付近では、たと
えば、約０〜４℃の媒体と熱交換することになり、した
がって、伝熱特性上、内伝熱管７７の管壁温度が海水の
凝固温度である約−２０℃以上となり、内伝熱管７７内
に着氷を生じることはない。

【００３１】空間８１に入った低温の気化した天然ガス
は、外伝熱管７８の外周面に接触し、内伝熱管７７と外
伝熱管７８との間の空間９２を流れる天然ガスによって
徐々に昇温され、約−２０℃となって連絡管８０から空
間８２に入る。空間８２からの天然ガスは、内外の伝熱
管７７、７８間の空間９２に流れ込み、外伝熱管７８を
介して低温の天然ガスと熱交換し、また内伝熱管７７を
介して媒体と熱交換し、こうして徐々に温度が下がり、
空間９２内の天然ガスは、約−２５℃前後まで下がる。
この空間９２内に流れる天然ガスは、内伝熱管７７と媒
体と対向流で熱交換するので、その内伝熱管７７内に着
氷を生じることはない。

【００３２】さらにまた、停電などの理由によって、媒
体の供給が途絶えたときには、管路８５からのＬＮＧの
供給を遮断し、入口側水室６９に設けた注入口９３から
空気を取り入れ、内伝熱管７７内の媒体は、入口側水室
６７の下部に設けられた排水弁９４を介して排出され
る。こうして内伝熱管７７内の媒体は凍結しない。

【００３３】空間８１において、内外伝熱管７７、７８
間の空間９２からの天然ガスは、管板７４、７５間の空
間１９４から、空間８３における内外の伝熱管７７、７
９間の空間９１に入り、さらに、空間８６で昇温され、
管路８７から常温程度の天然ガスが排出される。空間８
３、８１では、低温の液体または気体のＬＮＧに胴６５
が接触して昇温するけれども、管板７４、７５間の空間
１９４では、気化したＬＮＧに胴６５が接触して、伸長
し、こうして胴６５の熱応力を緩和するための伸縮管を
必要としない。また、このＬＮＧ気化器では、内外の伝
熱管７７、７８の本数を少なくして、構成を簡略化する
ことができるとともに、小形化が可能であり、しかも保
守が容易となる。

【００３４】なお、媒体として海水などを用いる場合に
は、出口側水室６９の上部に紫外線の光源９６を設けて
おくことが好ましく、これによって、海生生物などの繁
殖、付着を抑制することができる。しかも、運転停止中
の待機時には、注入口９３から空気が流入し、内伝熱管
７７内の海水は入口側水室６７から排水弁９４を経て排
出されるので、光源からの紫外線が内伝熱管７７の下部
まで行き渡り、これによって、湿潤状態の内伝熱管７７
の内面への海生生物の付着成長を抑制することができ
る。光源９６に反射板を取り付けて紫外線が、さらに行
き渡るようにしてもよい。また、入口側水室６７にスト
レーナ７０ａを設けて海水に含まれているゴミなどの異
物の流入を防止することができる。紫外線の光源９６に
変えて、電子栓などを放射する手段を設けてもよい。

【００３５】次に、図３に基づいて、ＬＮＧ気化器の他
の実施態様例を説明する。図３において、このＬＮＧ気
化器は、図２に示される気化器に類似し、対応する部分
には同一の参照符を付す。注目すべきは、図２に示され
る第５および第６管板７４、７５が省略され、外伝熱管
７８、７９が分断されずに、直管状に延びていることで
ある。

【００３６】さらに、図４に基づいて、ＬＮＧ気化器の
さらに他の実施態様例を説明する。図４において、この
ＬＮＧ気化器では、上下に延びる胴１０１の上部に入口
側水室１０２が第１管板１０３によって形成され、胴１
０１の下部には出口側水室１０４が第２管板１０５によ
って形成される。第１管板１０３と第２管板１０５の間
には、上下に間隔をあけて上から下に順に第３管板１０
６、第４管板１０７および第５管板１０８がそれぞれ配
置されて胴１０１に気密に固定されている。内伝熱管１
０９は第１および第２管板１０３、１０５間に延び、入
口側水室１０２と出口側水室１０４とを連通する。

【００３７】第３および第４管板１０６、１０７間に
は、第１外伝熱管１１０が設けられる。この第１外伝熱
管１１０は、内伝熱管１０９を半径方向に間隔を開けて
外囲する。第５管板１０８には下方に延びる第２外伝熱
管１１１が内伝熱管１０９を半径方向に間隔をあけて外
囲して取り付けられる。この第２外伝熱管１１１の下端
部は、第２管板１０５との間に間隔ｄを有している。第
３および第４管板１０６、１０７間の空間１１２の上部
と、第２および第５管板１０５、１０８間の空間１１３
の上部とは、連絡管１１４によって接続される。第３お
よび第４管板１０６、１０７間の空間１１２の下部に
は、管路１１６から液体のＬＮＧが供給される入口が形
成され、また第１および第３管板１０３、１０６間の空
間１１７の上部には気化した常温程度のＬＮＧが管１１
８を経て排出される出口が形成される。

【００３８】入口側水室１０２には管路１１９から熱源
となる媒体が圧送され、出口側水室１０４からは管路１
２０を介して媒体が排出される。

【００３９】管路１１６から供給されるＬＮＧは、空間
１１２において外伝熱管１１０に接触する。内伝熱管１
０９と外伝熱管１１０との間の空間１２１には、気化し
たＬＮＧが流れており、ここで熱交換される。これによ
って管路１１４には、たとえば、約−１８０℃の気化し
たＬＮＧが導かれる。管路１１４からの気化したＬＮＧ
は、空間１１３において昇温され、気体のＬＮＧは間隔
ｄを経て内伝熱管１０９と外伝熱管１１１との間の空間
１２２から上昇して、約−１５℃のガスとなって、第４
および第５管板１０７、１０８間の空気１２３に導かれ
る。この空間１２３では、気化したＬＮＧが約−５℃ま
で昇温され、前述の空間１２１を通り、ここで、液体の
ＬＮＧに熱を奪われて、空間１２１内のガスは空間１０
７に−５５℃で入る。空間１１７では気化したＬＮＧが
昇温され、管路１１８からは０℃前後の常温程度で昇温
された気化したＬＮＧが排出される。このような構成に
おいても、内伝熱管１０９内における媒体の着氷を防ぐ
ことができ、また、上述のように常温程度の気化したＬ
ＮＧを得ることができる。

【００４０】なお、図示しないが、二重管式ＬＮＧ気化
器と、ＬＮＧ供給源との間には、管路の途中にＬＮＧの
液面がくるように制御される立上がり管を設け、ＬＮＧ
供給を中断している間には、立上がり管内で気化したＬ
ＮＧが気化器に導かれ、気化器を低温度に冷却されるよ
う構成されていることが好ましい。これにより、運転を
再開したときに、ＬＮＧ気化器に供給されたＬＮＧが気
化器内において、激しく沸騰することを防ぐことがで
き、円滑な運転を再開することができる。

【００４１】以上説明したＬＮＧ気化器７の上方に設け
られる注入口９３は、図示されない開閉機構のほかに、
図５および図６に示されるように、ノズル９３ａを有す
るものであることが好ましい。このノズル９３ａは、出
口側水室７ｂ内に挿入されて、内側から側面に向けて接
線方向に洗浄水が吹き出されるように先端が曲げられて
いる。したがって、吹き出されて洗浄水は、管壁の内側
面に沿ってらせん状に流れるので、洗浄し残す部分がな
く、完全に洗浄される。

【００４２】第１媒体は、吸気冷却器３にも媒体として
用いられるものであり、アルコール水であることが好ま
しい。アルコール水は、凝固点近辺で水のように一気に
凍って急激な体積増加をすることがないもの、つまり、
凝固温度でも数パーセントしか凝固せず、凝固温度より
も低くなるに連れて徐々に流動性が失われるが体積は増
加しない性質のものである。そのような性質のものを用
いることにより、媒体の凝固点以下の温度のＬＮＧまた
は天然ガスと、媒体の流路である管路とが触れても、媒
体の凍結により管路を傷めることがない。また、媒体
は、−１００℃前後の天然ガスと熱交換して０℃以上に
するものであるので、その凝固温度は、−３０℃を超え
ないことが、管壁との温度差により管壁で凝固し易くな
らないようにするという観点より好ましい。また、アル
コール水は粘性が小さく、管内での圧力損失が小さい。

【００４３】さらに、アルコール水の中でも、エタノー
ル水（６０重量％）の引火点および燃焼点より高い引火
点および燃焼点を有するアルコール水（２種以上のアル
コールと水との混合物でも可）であることが取り扱いが
容易であるという観点から好ましい。とくに我が国にお
いては消防法上の適用を受けないので消化・防火設備な
どの設備費を省くこともできる。そのようなものの例と
して、アルコール濃度が６０重量％未満のエタノール
水、メタノール水およびイソプロパノール水、８３重量
％未満のエチレングリコール水を挙げることができる。
そのほかのものでも、実際にテストを行うことにより、
凝固温度が−３０℃以下のものから、６０重量％のエタ
ノール水と比較して消防法の適用を受けないものを適宜
選択して媒体とすることができる。以上、アルコール濃
度が６０重量％未満４０重量％以上のエタノール水、お
よび６０重量％未満３５重量％以上のメタノール水を最
も好ましいものの一例として挙げることができる。

【００４４】第２媒体は、吸気冷却器３を必要としな
い、冬期などに用いられる。第１媒体循環回路４が、Ｌ
ＮＧ気化器７の冷熱を利用してガスタービンの吸気を冷
却する吸気冷却系統に用いられるものであるのに対し
て、第２媒体注入・排出路５は、吸気を冷却する必要の
ない大気温度が１５℃以下の場合に使用されるものであ
り、ＬＮＧ気化器７の冷熱を放出しても構わないような
海水などを媒体に利用することが好ましい。そのばあい
に、吸気冷却器３は、他の目的の熱交換器をして使用す
ることができる。このほか、ＬＮＧ気化器の入口側水室
に、２℃以上で導入することのできる液体であれば適宜
利用することができる。

【００４５】次に、図７に基づいて、媒体の変更の手順
を説明する。図７の（ａ）では、第２媒体注入・排出路
５を通して海水をＬＮＧ気化器７の媒体として用いてい
る。媒体を変更する時期になると、バルブ６ｂ、６ｄを
閉じ、図７の（ｂ）に示されるように、排水弁９４と注
入口９３を開く。このとき、ＬＮＧ気化器７内の媒体用
管路８は上下方向に真っ直ぐ延びており、排水弁９４か
ら媒体を簡単に抜くことができる。次に、図７の（ｃ）
に示されるように、注入口９３から洗浄水（淡水など）
を注入して出口側水室７ｂ、媒体用管路８、入口側水室
７ａを洗浄する。図５および図６に示されるようにノズ
ル９３ａを有するものであれば、洗浄水は側壁に沿って
流れ、効率よく素早く洗浄できる。次に、排水弁９４と
注入口９３を閉じてから、図７の（ｄ）に示されるよう
に、バルブ６ａ、６ｃを開き、第１媒体であるアルコー
ル水をＬＮＧ気化器７内に供給する。媒体用管路８など
は洗浄されており、アルコール水に不純物が混合するお
それはない。

【００４６】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明で
は、縦置きのＬＮＧ気化器を用いて、ＬＮＧ気化器に用
いられる媒体を変更しうるようにしたものであり、ＬＮ
Ｇ気化器内を媒体用管路が上下にほぼ直進しているの
で、媒体を抜き易く、媒体の変更が容易である。

【００４７】請求項２および３に記載の発明では、洗浄
用液体でＬＮＧ気化器内の媒体用管路を洗浄することが
できるので、媒体の変更によって、第１媒体と第２媒体
が混じることがない。

【００４８】請求項４に記載の発明では、吸気冷却器に
使用される媒体と、吸気冷却器に使用されない媒体とで
交換するので、吸気冷却器が吸気を冷却する目的に使用
されないときには他の目的の熱交換器として使用するこ
とができる。したがって、設備が遊休となることなく、
有効利用を図ることができる。また、夏場など吸気冷却
器を使用するときは、ガスタービンの出力低下を防いで
稼働率を向上させることができる。

【００４９】請求項５および６に記載の発明では、第１
媒体としてアルコール水を用いており、媒体の流量を多
くしなくても真っ直ぐな管路が凍結するおそれがない。
６０重量％未満のエタノール水では消防法上の規定を受
けない。

【００５０】請求項７および８に記載の発明では、第２
媒体は冷熱を放出可能なものであり、海水を用いること
ができる。

【００５１】請求項９および１０に記載の発明では、Ｌ
ＮＧ気化器が縦置きで設備面積が少なくてすむ上に、中
間媒体を必要としないものであり、メンテナンスが少な
くなる。また、中間媒体との熱交換部がなくなり建設費
が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気化システムの一実施例を示すフロー
シートである。

【図２】図１のＬＮＧ気化器の一実施態様例を示す縦断
面図である。

【図３】図１のＬＮＧ気化器の他の実施態様例を示す縦
断面図である。

【図４】図１のＬＮＧ気化器のさらに他の実施態様例を
示す縦断面図である。

【図５】図１のＬＮＧ気化器の他の実施態様例の説明図
である。

【図６】図５のＬＮＧ気化器の説明図である。

【図７】本発明の気化システムの媒体変更手順の説明図
である。

【符号の説明】

１ガスタービン２空気圧縮器３吸気冷却器７ＬＮＧ気化器８、７７、１０９ＬＮＧ気化器内の媒体用管路（内伝
熱管）９、６５、１０１胴１０、７８、７９、１１０、１１１外伝熱管７ａ、６７、１０２入口側水室７ｂ、６９、１０４出口側水室９３注入口９４排水弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 21/02 Ｆ１７Ｄ 1/02 Ｆ１７Ｄ 1/02 Ｃ１０Ｌ 3/00 ７００

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）胴内をほぼ上下に直進する媒体用
管路と、該媒体用管路の下方に設けられた排水弁を有す
る液化天然ガス気化器と、（ｂ）前記液化天然ガス気化
器の媒体用管路に連結可能な複数の媒体通路と、（ｃ）
前記複数の媒体通路から１つを選択して前記液化天然ガ
ス気化器の媒体用管路に選択された媒体を送る媒体変更
手段を備えてなることを特徴とする気化システム。
【請求項２】前記液化天然ガス気化器の媒体用管路の
上方に洗浄用液体を注入しうる注入口を設けてなる請求
項１記載の気化システム。
【請求項３】前記注入口が洗浄用液体を接線方向に噴
出させるノズルを有してなる請求項２記載の気化システ
ム。
【請求項４】前記複数の媒体通路の内の１つが、前記
液化天然ガス気化器の媒体用管路と、ガスタービンに吸
引される空気を冷却する吸気冷却器の媒体用管路を第１
媒体が循環するように構成されてなる第１媒体循環回路
である請求項１、２または３記載の気化システム。
【請求項５】前記第１媒体が２価までのアルコールの
中から選択された１または２以上のアルコールと水との
混合物である請求項４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】前記アルコール水が、メタノール、エタ
ノール、プロパノールの中から選択された１または２以
上のアルコールと水との混合物である請求項５記載のシ
ステム。
【請求項７】前記複数の媒体通路の内の１つが、前記
液化天然ガス気化器の媒体用管路の入口側水室へ注入さ
れ、出口側水室へ排出される第２媒体注入・排出路であ
る請求項１乃至６のいずれかに記載の気化システム。
【請求項８】前記第２媒体が海水である請求項７記載
の気化システム。
【請求項９】前記液化天然ガス気化器が、上下方向に
延びる胴と、該胴の内部を上下方向に入口側水室から出
口側水室まで媒体が流れるように配された内伝熱管と、
該内伝熱管を外囲んで、当該内伝熱管と前記胴の間を２
重管とする外伝熱管を備えており、外伝熱管と胴の間に
供給された液化天然ガスが外伝熱管と内伝熱管の間に至
り、外伝熱管と内伝熱管の間を媒体の流れの向きと対向
して流れ、さらに外伝熱管が設けられていない１重管部
分の胴と内伝熱管の間を入口側水室近辺に設けられたガ
ス出口まで流れるよう構成されており、外伝熱管を挟ん
で、低温のガスと高温のガスが熱交換を行うとともに、
内伝熱管を挟んで、高温のガスと媒体が熱交換を行うも
のである請求項１乃至８のいずれかに記載の気化システ
ム。
【請求項１０】前記液化天然ガス気化器が、上下に延
びる胴と、胴の下部に入口側水室を形成する第１管板
と、胴の上部に出口側水室を形成する第２管板と、第１
管板と第２管板との間で上下に間隔をあけてそれぞれ配
置される第３および第４管板と、第１および第２管板間
に延び、入口側水室と出口側水室とを連通する内伝熱管
と、第３および第４管板間に延び、内伝熱管を半径方向
に間隔をあけて外囲する外伝熱管とを含み、第３および
第４管板間の空間の上部と、第２および第３管板管の空
間とを連通する流路を形成し、第３および第４管板間の
空間の下部に、液体の低温液化ガスの入口を設け、第１
および第４管板間の空間の下部にガス出口と設けたもの
である請求項９記載の気化システム。