JPH11125397A

JPH11125397A - 液化ガス気化装置

Info

Publication number: JPH11125397A
Application number: JP28989897A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tachibana; 淳立花
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 1999-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】波浪によって海上液化ガス基地が動揺しても
性能が低下しない液化ガス気化装置を提供する。【解決手段】従来の液化ガス気化装置に変えて、海水を
溜めることのできる水槽１７と、熱伝達面がその水槽の
水面下に隠れるようにその水槽に取り付けられた熱交換
器１８と、水槽に海水を供給する海水供給配管２０と、
水槽内の海水を排出する海水排出手段２１と、水槽内の
海水の液面高さを一定に保つ液面高さ維持手段１９，２
２を備えたものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は海上式液化ガスプラ
ントに使用される液化ガス気化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の液化ガス受入基地のライン
系統図である。液化ガス受入基地では、受け入れた液化
ガスを液化ガスタンク３０に貯蔵する。液化ガスは、負
荷要求に応じて貯蔵タンク３０から液化ガスポンプ３１
で液化ガス気化装置３に送られ、液化ガス気化装置３で
ガス化され、ガス圧送ポンプ３２で昇圧され、発電所等
へ圧送される。液化ガス受入基地では、一般にオープン
ラック方式又はサブマージドコンバスション方式の液化
ガス気化装置が採用される。その他、中間媒体式の液化
ガス気化装置が用いられる場合もある。

【０００３】液化ガス受入基地で使用される従来の液化
ガス気化装置について図面を参照しつつ以下に説明す
る。図４はオープンラック方式の液化ガス気化装置の正
面図と側面図である。図５はサブマージドコンバスショ
ン方式の液化ガス気化装置の正面図である。図６は中間
媒体方式の液化ガス気化装置の正面図である。

【０００４】図４のオープンラック方式は、外部熱源と
して海水を利用し、これを熱交換器１８の熱伝達面に流
すことにより、内部の液化ガスを気化させる方式であ
る。熱交換器１８はアルミパネル１０、パネル下部ヘッ
ダ１１及びパネル上部ヘッダ１２で構成される。アルミ
パネル１０は、その表面を熱伝達面とし、その内部を上
下方向に平行に通った複数の流路を有する。流路の下部
はパネル下部ヘッダ１１につながり、上部はパネル上部
ヘッダ１２につながっている。液化ガス気化装置３は複
数の熱交換器１８を備える。液化ガス入口配管１５が下
部ヘッダ１３につながり、下部ヘッダ１３が複数のパネ
ル下部ヘッダ１１につながる。複数のパネル上部ヘッダ
１２が上部ヘッダ１４につながり、上部ヘッダ１４がガ
ス出口配管１６につながる。トラフ４０がアルミパネル
１０相互にある間隙の上部に配置される。海水供給配管
４１がトラフにつながる。アルミパネルの下方には水槽
４２が配置される。

【０００５】オープンラック方式の液化ガス気化装置の
作用を説明する。海水が、海水ポンプ３３で汲み上げら
れ、配管３４で送られ、海水供給配管４１を経由し、ト
ラフ４０に入る。海水は、トラフ４０でオーバーフロー
し、アルミパネル１０の表面に降り注ぎ、アルミパネル
１０の表面を流下して水槽４２に落ちる。水槽４２の海
水は配管３５を経由して海に戻される。液化ガスが、液
化ガスポンプ３１で液化ガス入口配管１５を経由して下
部ヘッダ１３へ送られる。液化ガスは下部ヘッダ１３か
ら複数のパネル下部ヘッダ１１に分配される。液化ガス
はアルミパネル１０の内部の流路を上方に通過し、海水
により暖められ、ガスとなる。ガスは、パネル上部ヘッ
ダ１２を経由して、上部ヘッダ１４に集められ、ガス出
口配管１６により外部へ出る。

【０００６】オープンラック方式の液化ガス気化装置
は、運転経費が経済的で、また構造が簡単なので運転及
び保守点検が容易で、高い信頼性と安全性を有する特徴
があり、主にベースロード用として採用される。一方、
海水はトラフ４０の両側から均等にオーバーフローし、
アルミパネル１０の表面を十分に覆うように流下するこ
とが必要である。アルミパネルが傾斜すると、トラフ４
０の左右から海水が均等に溢れなくなったり、海水がア
ルミパネルの表面から剥離する。従って、オープンラッ
ク方式の液化ガス気化装置がその定格能力を発揮するた
めには、液化ガス気化装置のアルミパネルの表面が垂直
である必要がある。

【０００７】図５のサブマージドコンバスション方式は
水中燃焼バーナの燃焼ガスにより加熱された温水でステ
ンレスチューブ内の液化ガスを気化させる方式である。
コンクリート製水槽５６に温水が充満されている。複数
のステンレスチューブ５０が温水に浸かるようにコンク
リート製水槽５６の内部に配管されている。複数のステ
ンレスチューブ５０の下部は下部ヘッダ１３につなが
り、上部は上部ヘッダ１４につながる。液化ガス入口配
管１５が下部ヘッダ１３へつながる。ガス出口配管１６
が上部ヘッダ１４へつながる。水中燃焼バーナ５１がコ
ンクリート製水槽５６の内部に設置される。燃料ガス供
給配管５３が水中燃焼バーナ５１につながる。ブロア５
２に接続された空気供給配管５５が水中燃焼バーナ５１
につながる。

【０００８】サブマージドコンバスション方式の液化ガ
ス気化装置の作用を説明する。空気と燃料ガスが、燃料
ガス供給配管５３と空気供給配管５５により水中燃焼バ
ーナ５１に供給される。水中燃焼バーナ５１で燃焼した
燃焼ガスは、水中に放出され、コンクリート製水槽５６
の水と激しく混合し、温水を暖める。液化ガスが、液化
ガスポンプ３１により液化ガス入口配管１５を経由し
て、下部ヘッダ１３に供給される。液化ガスは下部ヘッ
ダ１３から複数のステンレスチューブ５０へ分配され
る。液化ガスはステンレスチューブの内部を通過し、海
水により暖められ、ガスとなる。ガスは、上部ヘッダ１
４に集められ、ガス出口配管１６を経由して外へ出る。

【０００９】サブマージドコンバスション方式の液化ガ
ス気化装置は、イニシアルコストが安く、また急激な需
要増大に対応するための急速起動ができ、更に急激負荷
変動に対応することが容易であることから、エマージェ
ンシー用、ピークシェービング用に使用される。

【００１０】図６の中間媒体方式は、中間媒体としてフ
ロンやプロパンを用い、外部熱源として海水を利用し、
海水により暖められ気化した中間媒体のガスを再度凝縮
させ、その凝縮熱で液化ガスを気化させる方式である。
中間媒体方式の液化ガス気化装置３は、液化ガス気化器
６５、中間媒体蒸発器６３及びガス加温器６２で構成さ
れる。伝熱管６６は、中間媒体蒸発器６３の上部空間を
通り、中間媒体蒸発器６３の壁を貫通し、液化ガス気化
装置６５の下部と上部をつなぐ。液化ガス入口配管１５
が液化ガス気化器６５の下部につながる。ガス中間配管
６７が液化ガス気化器６５の上部とガス加温器６２とを
つなぐ。ガス出口配管１６がガス加温器６２につなが
る。液体状態の中間媒体６４が中間媒体蒸発器６３の下
部に溜まっている。海水供給ダクト６０が海水チューブ
６１につながる。海水チューブ６１が、ガス加温器６２
を貫通し、更に中間媒体蒸発室６３の下部を貫通し、海
水戻り配管６８につながる。

【００１１】中間媒体方式の液化ガス気化装置の作用を
説明する。海水が海水供給ダクト６０を通じて、海水チ
ューブ６１に入る。海水は海水チューブ６１を通って、
ガス加温器６２と中間媒体蒸発器６３の下部を通る。海
水はガス加温器６２でガスを暖め、次に中間媒体蒸発器
６３で中間媒体６４を暖める。中間媒体６４は、中間媒
体蒸発器６３で蒸発し、液化ガス気化器６５の伝熱管６
６の表面で凝縮して再液化し、中間媒体蒸発器６３の下
部に滴下する。液化ガスが、液化ガス供給配管１５を通
じて液化ガス気化器６５の下部に入り、更に伝熱管６６
に入る。液化ガスは伝熱管６６で暖められガス化する。
ガスはガス中間配管６７を通り、ガス加温器６２に入
る。ガスはガス加温器６２で更に暖められ、ガス出口配
管１６から外部に出る。

【００１２】中間媒体方式の液化ガス気化装置は伝熱面
での着氷の恐れが少ない、建設費が安い、コンパクトで
据え付け面積が小さい、海水の使用量が少ない等の特徴
をもつ。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】近年、液化ガス受入基
地を海上に設置した海上液化ガス受入基地の設置が検討
されている。海上液化ガス受入基地では、海上に係留さ
れた浮体構造体や、海底に着底させた構造体の海面に出
た上部に液化ガスプラントを載せる。従って、波浪によ
り液化ガスプラントは揺れる。浮体構造の上に載せた場
合は特に揺れが大きい。

【００１４】海上液化ガス受入基地に、オープンラック
方式の液化ガス気化装置を採用しようとすると、波浪に
よる揺れのため、液化ガス気化装置の必要な垂直度が維
持できない。トラフからオーバーフローする海水が傾斜
方向に片寄ったり、アルミパネルの表面を流下する海水
がアルミパネルの表面から剥離したりする。従って、そ
の液化ガス気化装置の所定の性能を出すことが困難とな
り、通常より大きな容量の液化ガス気化装置の設置が必
要になる。

【００１５】一方、海上液化受入基地に、中間媒体方式
の液化ガス気化装置を採用することもできる。オープン
ラック方式のように波浪による小さな揺れで、所定の性
能が発揮できないということはない。しかし、波浪によ
る揺れが大きくなると、伝熱管が液体の中間媒体により
濡れるようになり、オープンラック方式と同様に所定の
性能を発揮できなくなる。

【００１６】また一方、海上液化受入基地に、サブマー
ジドコンバスション方式の液化ガス気化装置を採用する
こともできる。オープンラック方式のように波浪による
揺れで、所定の性能が発揮できないということはない。
しかし、サブマージドコンバスション方式の液化ガス気
化装置をベースロード用に採用すると、燃料ガスの消費
が増大し、経済的でない。

【００１７】本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出さ
れたもので、周囲に豊富に存在する海水を外部熱源とし
て使用でき、ランニングコストが安いというオープンラ
ック方式や中間媒体方式の長所と、波浪により揺れても
所定の性能を発揮できるというサブマージドコンバスシ
ョン方式の長所を合わせて持ち、構造がシンプルで、メ
ンテナンスの容易な液化ガス気化装置を提供しようとす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係る液化ガス基地において液化ガスを熱交換に
より気化するための液化ガス気化装置は、海水を溜める
ことのできる水槽と、熱伝達面がその水槽の水面下に隠
れるようにその水槽に取り付けられた熱交換器と、水槽
に海水を供給する海水供給配管と、水槽内の海水を排出
する海水排出手段と、水槽内の海水の液面高さを一定に
保つ液面高さ維持手段を備えるようにした。

【００１９】上記本発明の構成により、水槽に外部熱源
である海水を溜めることができる。熱交換器は、その熱
伝達面を水槽の水面より下に隠れるように水槽内に位置
する。海水供給手段は海水を水槽に供給する。海水排出
手段は、水槽内の海水を排出する。液面高さ維持手段
は、水槽内の海水の液面高さを一定に保つ。従って、波
浪により液化ガス気化装置が動揺しても、常に熱交換器
の熱伝達面は水槽内の海水に接しており、熱交換性能に
影響を与えることなく、海水を外部熱源として、経済的
に液化ガスをガス化することができる。

【００２０】更に望ましくは、本発明にかかる液化ガス
気化装置は、海水排出手段が、海水排出配管とその海水
排出配管に設置された流量制御弁を備え、液面高さ維持
手段が、液面高さ検知手段を備え、液面高さ検知手段の
検知した液面高さを一定にするように流量制御弁の開度
を調整するよう制御するようにした。

【００２１】上記本発明の構成により、液面高さ検知手
段は液面の高さを検知する。海水排出手段は、流量調整
弁のによりその海水排出配管を流れる海水の流量を調整
する。流量制御弁は、その弁の開度により海水排出配管
を流れる流量を調節する。そして、液面の高さに応じて
流量制御弁の開度を調整し、液面の高さが一定になるよ
うにする。

【００２２】

【発明の実施の態様】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略す
る。図１は本発明の実施形態を示す断面図であり、図２
は本発明の据付の実施形態を示す正面図である。

【００２３】図１に基づき本発明の実施形態の構造を説
明する。水槽１７に海水が充満されている。複数の熱交
換器１８は、その熱伝達面が海水に浸かるように水槽１
７の内部に設置される。熱交換器１８は、アルミパネル
１０、パネル下部ヘッダ１１及びパネル上部ヘッダ１２
で構成される。アルミパネル１０は、その表面を熱伝達
面とし、その内部を上下方向に平行に通った複数の流路
を有する。流路の下部はパネル下部ヘッダ１１につなが
り、上部はパネル上部ヘッダ１２につながる。複数の熱
交換器１８は、アルミパネル面を垂直にし、並列に並べ
て設置される。液化ガス入口配管１５が下部ヘッダ１３
につながり、下部ヘッダ１３が複数のパネル下部ヘッダ
１１につながる。複数のパネル上部ヘッダ１２が上部ヘ
ッダ１４につながり、上部ヘッダ１４がガス出口配管１
６につながる。水槽２０の上部には海水供給配管２０が
設置される。水槽１７の下部には海水戻り配管２１が配
置される。水槽１７の側面には液面計１８が配置され
る。海水戻り配管２１の途中には流速調整弁１９が設置
される。流速調整弁１９の開度は、液面計１８の出力が
予め設定された設定値を保つように制御される。

【００２４】次に、実施形態の作用を説明する。海水
が、海水ポンプ５で汲み上げられ、海水供給配管２０を
経由し、水槽１７に入る。海水は、複数の熱交換器１８
の間を通過し、熱交換器に熱を供給し、海水戻り配管２
１を経由して海に戻る。液面計２２が常に水槽１７の内
部に海水の液面高さを計測している。液面高さが、設定
値より下がると、流量調整弁１９の弁の開度を少し狭く
する。液面高さが、設定値より上がると、流量調整弁１
９の弁の開度を少し広くする。従って、海水が海水供給
配管２０を経由して水槽１７に流れ込む量にかかわら
ず、水槽１７の内部の海水の量は一定に保たれる。液化
ガスが、液化ガス供給配管１５を経由して下部ヘッダ１
３へ入る。液化ガスは、下部ヘッダ１３から複数のパネ
ル下部ヘッダ１１に分配される。液化ガスは、パネル下
部ヘッダ１１からアルミパネル１０の内部の流路を上方
に通過し、海水の熱により暖められ気化しガスとなる。
ガスは、パルミパネル上部ヘッダ１２を経由して、上部
ヘッダ１４に集められ、ガス出口配管１６を経由して外
部へ出る。

【００２５】本実施形態によれば、波浪により液化ガス
気化装置３が動揺しても、常に熱交換器１８の熱伝達面
は水槽１７内の海水に接している。従って、熱交換性能
に影響を与えることなく、海水を外部熱源として、経済
的に液化ガスをガス化することができる。更に、水槽１
７へ流れ込む海水の量にかかわらず、流量調整弁１９の
開度調整により常に水槽内の海水の量が一定に保たれ
る。更に気化する液化ガスの量が変動した時には、海水
の供給量を調整することで海水の温度を一定に保つこと
ができ、海水を外部熱源として効率良く使用でき、更に
水槽内の海水の温度が低下したり、アルミパネルの表面
に氷着することを防止できる。

【００２６】次に、図２に基づき本発明の液化ガス気化
装置の据付の実施形態を説明する。浮体構造体１の上に
液化ガスプラントを載せた海上液化ガス受入基地の場合
を例にして説明する。浮体構造体１の内部に液化ガスタ
ンク２が設置される。浮体構造体１の上部に液化ガス気
化装置３を設ける。海水が、海水ポンプ５で海から吸い
上げられ、海水供給配管２０を経由して液化ガス気化装
置３へ送られる。液化ガス気化装置３から海水戻し配管
２１を経由して戻ってきた海水は海に戻される。液化ガ
スが、液化ガスポンプ４で液化ガスタンクから送られ、
液化ガス入口配管１５を経由して液化ガス気化装置３に
送られる。液化ガス気化装置３で気化したガスは、ガス
出口配管１６を経由して戻ってくる。その後、ガスは、
ガス送気パイプ６により陸上の負荷要求側である発電所
等へ送られる。

【００２７】本発明は以上に述べた実施形態に限られる
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変
更が可能である。例えば、実施形態での熱交換器の熱伝
達部は、アルミパネルであるが、材料、形状ともこれに
限定されない。熱伝達部の材料はステンレス製でもよ
く、また、形状は複数のパイプを並べたものでも良い。
液面高さ維持手段は実施の形態に限定されず、例えば、
一定の高さの堰を海水がオーバーフローするものでも良
い。また、海水供給配管は複数でもよく、海水排出手段
は、配管を経ずに直接海面に海水を流すものでも良い。
また、据え付けの実施形態を海上液化ガス受け入れ基地
の場合で説明したが、地上に設置する液化ガス基地に適
用してももちろん差し支えない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の液化ガス気
化装置により、熱伝達面が水槽の水面の下にあるので、
波浪による動揺があってもその性能が影響を受けない。
また、無尽蔵にある海水を外部熱源として利用するの
で、ランニングコストが少なくてすむ。また、液面高さ
維持手段が水槽の液面高さを一定に保つので、水槽の内
部の海水量を一定に保つことができる。

【００２９】更に液面の高さを液面高さ検知手段が検知
し、流量制御弁が開度を調整し海水の排出量を制御する
ので、水槽内の海水の量を精度良く一定に維持できる。
更に気化する液化ガスの量が変動した時には、海水の供
給量を調整することで海水の温度を一定に保つことがで
き、海水を外部熱源として効率良く使用できる。

【００３０】更に水槽内の海水の温度が低下したり、熱
交換器の熱伝達面に氷着することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の断面図である。

【図２】本発明の据付の実施形態の正面図である。

【図３】従来のライン系統図である。

【図４】従来の装置の正面図、側面図である。

【図５】別の従来の装置の正面図である。

【図６】更に、別の従来の装置の正面図である。

【符号の説明】

１浮体構造体２液化ガスタンク３液化ガス気化装置４液化ガスポンプ５海水ポンプ６ガス送気パイプ１０アルミパネル１１パネル下部ヘッダ１２パネル上部ヘッダ１３下部ヘッダ１４上部ヘッダ１５液化ガス入口配管１６ガス出口配管１７水槽１８熱交換器１９流量調整弁２０海水供給配管２１海水戻り配管２２液面計３０液化ガスタンク３１液化ガスポンプ３２ガス圧送ポンプ３３海水ポンプ３４海水供給配管３５海水戻り配管３６液化ガス供給配管３７ガス出口配管３８ガス送り配管４０トラフ４１海水供給配管４２水槽５０ステンレス製パイプ５１水中燃焼バーナー５２ブロア５３燃料配管５４排気ダクト５５空気配管５６コンクリート製水槽６０海水供給ダクト６１海水チューブ６２ガス加温器６３中間媒体蒸発器６４中間媒体６５液化ガス気化器６６伝熱管６７ガス中間配管６８海水戻り配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液化ガス基地において液化ガスを気化す
るための液化ガス気化装置であって、海水を溜めること
のできる水槽と、熱伝達面がその水槽の水面下に隠れる
ようにその水槽に取り付けられた熱交換器と、水槽に海
水を供給する海水供給配管と、水槽内の海水を排出する
海水排出手段と、水槽内の海水の液面高さを一定に保つ
液面高さ維持手段を備えた、ことを特徴とする液化ガス
気化装置。
【請求項２】海水排出手段が、海水排出配管とその海
水排出配管に設置された流量制御弁を備え、液面高さ維
持手段が、液面高さ検知手段を備え、液面高さ検知手段
の検知した液面高さを一定にするように流量制御弁の開
度を調整するよう制御すること、を特徴とする請求項１
記載の液化ガス気化装置。