JPH11153296A - 低温液化ガス貯蔵設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送ガスラインの高圧圧縮機が処理しなければ
ならない気化ガスの量を平準化することにより前記高圧
圧縮機の小容量化を図り、その設備費及び動力費を削減
する。 【解決手段】 ＬＮＧ（低温液化ガス）２を貯蔵する低
温タンク１の底部に、気液の接触を促進する為の充填物
を内蔵し且つ該充填物を通して上下方向に気液を流通可
能な構造とした気液接触式の再液化装置１１を配設し、
低温タンク１内で発生した気化ガス２’を抜き出し且つ
火力発電所（需要先）３に向け高圧圧縮機７を介し昇圧
して送気する送ガスライン６に、前記高圧圧縮機７の上
流側から気化ガス２’を分流して低圧圧縮機１２を介し
前記再液化装置１１の底部へと導くガス戻しライン１３
を付設し、気化ガス２’を再液化して大量の貯蔵液中に
溶け込ませる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＮＧ等の低温液
化ガスを貯蔵する低温液化ガス貯蔵設備に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図４は一般的な低温液化ガス貯蔵設備の
一例を示すもので、図中１は約−１６２℃で天然ガスを
液化したＬＮＧ（低温液化ガス）２を貯蔵液として貯蔵
している低温タンク、３は前記ＬＮＧ２の気化ガス２’
を燃料として使用する火力発電所（需要先）を示し、前
記低温タンク１内に貯蔵されているＬＮＧ２を、ＬＮＧ
ポンプ４により抜き出して所定圧力まで昇圧した後に気
化器５へと導き、該気化器５で海水等との熱交換により
気化して気化ガス２’とし、該気化ガス２’を前記火力
発電所３へと送出して使用するようにしている。

【０００３】一方、低温タンク１内で自然入熱等により
発生した気化ガス２’については、低温タンク１内の圧
力を所定の管理圧力以下に保持する為に、低温タンク１
の頂部から送ガスライン６を通して常に高圧圧縮機７で
抜き出しを行い、該高圧圧縮機７により最終的な送給ガ
ス圧力（３０〜４０ｋｇ／ｃｍ²程度）まで昇圧した上
で気化器５の出側に合流し、該気化器５からの気化ガス
２’と一緒に火力発電所３へと送出して消費するように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の低温液化ガス貯蔵設備においては、ＬＮＧ船８から液
受入れライン９を介してＬＮＧ２を低温タンク１に受入
れる際に、通常の自然入熱により発生する量の約８倍も
の大量の気化ガス２’が発生する為、この液受入れ時に
おける大量の気化ガス２’を円滑に処理し得るよう大容
量の高圧圧縮機７を備えなければならず、設備費及び動
力費が高くつくという問題があった。

【０００５】即ち、一般的に、ＬＮＧ船８から搬入され
るＬＮＧ２は、低温タンク１内に貯蔵されているＬＮＧ
２よりも若干温度が高く、しかも、揮発性の高い成分が
未だ多く含まれているので、液受入れ時に大量の気化ガ
ス２’が発生することになるが、この時の一時的に大量
発生した気化ガス２’を処理するためだけに大容量の高
圧圧縮機７を備えることは、設備的にも運転効率からし
ても無駄が多く、結果として設備費及び動力費が大幅に
高騰してしまっていた。

【０００６】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、送ガスラインの高圧圧縮機が処理しなければならな
い気化ガスの量を平準化することにより前記高圧圧縮機
の小容量化を図り、その設備費及び動力費を削減するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、低温液化ガス
を貯蔵する低温タンクの底部に、気液の接触を促進する
為の充填物を内蔵し且つ該充填物を通して上下方向に気
液を流通可能な構造とした気液接触式の再液化装置を配
設し、低温タンク内で発生した気化ガスを抜き出し且つ
需要先に向け高圧圧縮機を介し昇圧して送気する送ガス
ラインに、前記高圧圧縮機の上流側から気化ガスを分流
して低圧圧縮機を介し前記再液化装置の底部へと導くガ
ス戻しラインを付設したことを特徴とする低温液化ガス
貯蔵設備、に係るものである。

【０００８】而して、液受入れ時に低温タンク内で大量
の気化ガスが発生しても、このうちの大半をガス戻しラ
インにより低圧圧縮機で僅かに昇圧して低温タンクの底
部の再液化装置に導くようにすれば、該再液化装置に内
蔵された充填物を通して上昇する気化ガスが、低温タン
ク内で液ヘッド相当分だけ過冷却となって飽和圧力（エ
ンタルピー）が低下している底部付近の貯蔵液と接触す
ることにより再液化して大量の貯蔵液中に溶け込むの
で、液受入れ時に送ガスラインの高圧圧縮機が処理しな
ければならない気化ガスの量を一時的に抑制することが
可能となる。

【０００９】即ち、液受入れ時に低温タンク内で大量の
気化ガスが発生した際に、該気化ガスの早急な抜き出し
を行わないと、タンク圧力は極めて短時間に上昇して管
理圧力を越えてしまうが、このことは、貯蔵液の表面の
みが短時間に低温タンク内の気相部分の圧力に追従して
平衡状態に移行してしまうことによるのである。

【００１０】しかしながら、液相部分は熱容量が非常に
大きく、液相部分全体が平衡状態に達するには相当の時
間がかかるのであり、この液相部分の膨大な熱容量を利
用すれば、気化ガスの再液化に伴う潜熱や顕熱を液相部
分全体に分散吸収させて大量の気化ガスを一時的に貯蔵
液中に溶け込ませることが可能となるのである。

【００１１】ここで、気化ガスの再液化により貯蔵液の
温度が上昇して液相部分の飽和圧力が上がり、通常の自
然入熱により発生する量よりは多い気化ガスが時間をか
けて徐々に発生することになるが、その最大発生量は大
幅に低く抑えられ、送ガスラインの高圧圧縮機が処理し
なければならない気化ガスの量が平準化されるので、前
記高圧圧縮機を従来より小容量化することが可能とな
る。

【００１２】また、本発明においては、前記再液化装置
が、給液口を下部側面に開口し且つ排液口を上面に開口
した筒状容器と、該筒状容器内の下部に前記給液口に連
通する散気空間を画定するよう前記筒状容器内に装着さ
れた散気板と、該散気板の上側に画定される気液接触空
間に充填された粒状の充填物とにより構成され、ガス戻
しラインの終端が前記散気空間に接続されていることが
好ましい。

【００１３】このようにすれば、ガス戻しラインを通し
て導かれた気化ガスが散気空間に吐出され、該散気空間
から散気板を介し多数の気泡状になって上方の気液接触
空間へと浮上し、該気液接触空間にて粒状の充填物中を
縫うように上昇する間に貯蔵液と効率良く接触して良好
に再液化し、下方から新たに浮上してくる気化ガスによ
るドラフトで上方へと流されて筒状容器上面の排液口か
ら排出され、また、前記気化ガスによるドラフトで筒状
容器下部側面の給液口から周囲の貯蔵液が良好に取り込
まれる。

【００１４】更に、本発明においては、前記ガス戻しラ
インが、気化ガスを抜き出した低温タンクとは別の低温
タンクへも気化ガスを導き得るよう構成されていること
が好ましく、このようにすれば、大量の気化ガスを吸収
させるのに最も適した状態（飽和圧力が低下した状態）
の低温タンクを選んで気化ガスを再液化させたり、或い
は複数の低温タンクに気化ガスを分配して受け持たせる
ようにすることも可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００１６】図１〜図３は本発明を実施する形態の一例
を示すものである。

【００１７】図１に示す如く、本形態例の低温液化ガス
貯蔵設備における基本的な構造は、前述した図４の低温
液化ガス貯蔵設備と略同様であるが、ＬＮＧ（低温液化
ガス）２を貯蔵する低温タンク１の底部に、気液の接触
を促進する為の充填物１０（図２参照）を内蔵し且つ該
充填物１０を通して上下方向に気液を流通可能な構造と
した気液接触式の再液化装置１１を配設し、低温タンク
１内で発生した気化ガス２’を抜き出し且つ火力発電所
（需要先）３に向け高圧圧縮機７を介し昇圧して送気す
る送ガスライン６に、前記高圧圧縮機７の上流側から気
化ガス２’を分流して低圧圧縮機１２を介し前記再液化
装置１１の底部へと導くガス戻しライン１３を付設した
点を特徴としている。

【００１８】ここで、送ガスライン６の高圧圧縮機７に
は、従来よりも容量の小さいものを採用すれば良く、ま
た、ガス戻しライン１３の低圧圧縮機１２には、比較的
容量は大きいが圧縮能力の小さなものを採用すれば良
い。

【００１９】より具体的には、例えば、従来の低温液化
ガス貯蔵設備における送ガスライン６の高圧圧縮機７
が、３０ｔ／ｈの気化ガス２’を処理可能な大容量のも
のであったとすれば、本形態例の低温液化ガス貯蔵設備
における送ガスライン６の高圧圧縮機７は、１０ｔ／ｈ
程度の気化ガス２’を処理可能な小容量のもので良い。
その場合、ガス戻しライン１３の低圧圧縮機１２には、
２０ｔ／ｈ程度の気化ガス２’を処理可能な比較的容量
の大きなものを採用することになるが、その圧縮能力
は、気化ガス２’を３ｋｇ／ｃｍ²程度に圧縮できるも
のであれば良い。

【００２０】また、前記再液化装置１１の具体的な構造
について詳述すると、図２に示す如く、この再液化装置
１１は、給液口１４を下部側面に開口し且つ排液口１５
を上面に開口した筒状容器１６と、該筒状容器１６内の
下部に前記給液口１４に連通する散気空間１７を画定す
るよう前記筒状容器１６内に装着されたパンチングプレ
ート状の散気板１８と、該散気板１８の上側に画定され
る気液接触空間１９に充填された粒状の充填物１０とに
より構成されており、前記ガス戻しライン１３の終端が
前記散気空間１７に接続されるようになっている。

【００２１】而して、液受入れ時に低温タンク１内で大
量の気化ガス２’が発生した際に、低圧圧縮機１２及び
高圧圧縮機７を夫々駆動し、低温タンク１内で発生した
気化ガス２’の大半をガス戻しライン１３により低圧圧
縮機１２で僅かに昇圧して低温タンク１の底部の再液化
装置１１に導くようにすれば、該再液化装置１１に内蔵
された充填物１０を通して上昇する気化ガス２’が、低
温タンク１内で液ヘッド相当分だけ過冷却となって飽和
圧力（エンタルピー）が低下している底部付近の貯蔵液
（ＬＮＧ２）と接触することにより再液化して大量の貯
蔵液中に溶け込むので、液受入れ時に送ガスライン６の
高圧圧縮機７が処理しなければならない気化ガス２’の
量を一時的に抑制することが可能となる。

【００２２】特に本形態例に示した再液化装置の構造に
よれば、ガス戻しライン１３を通して導かれた気化ガス
２’が散気空間１７に吐出され、該散気空間１７から散
気板１８を介し多数の気泡状になって上方の気液接触空
間１９へと浮上し、該気液接触空間１９にて粒状の充填
物１０中を縫うように上昇する間に貯蔵液と効率良く接
触して良好に再液化し、下方から新たに浮上してくる気
化ガス２’によるドラフトで上方へと流されて筒状容器
１６上面の排液口１５から排出され、また、前記気化ガ
ス２’によるドラフトで筒状容器１６下部側面の給液口
１４から周囲の貯蔵液が良好に取り込まれるので、大量
の貯蔵液に対し気化ガス２’を効果的に溶け込ませて分
散吸収させることが可能となる。

【００２３】ここで、低温タンク１から抜き出した気化
ガス２’を低温タンク１底部の再液化装置１１に導いて
再液化させることの是非について補足説明すると、液受
入れ時に低温タンク１内で大量の気化ガス２’が発生し
た際に、該気化ガス２’の早急な抜き出しを行わない
と、タンク圧力は極めて短時間に上昇して管理圧力を越
えてしまうが、このことは、貯蔵液の表面のみが短時間
に低温タンク１内の気相部分の圧力に追従して平衡状態
に移行してしまうことによるのであり、熱容量の大きな
液相部分全体が平衡状態に達するには相当の時間がかか
るのである。

【００２４】依って、この液相部分の膨大な熱容量を利
用すれば、気化ガス２’の再液化に伴う潜熱や顕熱を液
相部分全体に分散吸収させて大量の気化ガス２’を一時
的に貯蔵液中に溶け込ませることが可能となるのであ
る。

【００２５】そして、気化ガス２’の再液化により貯蔵
液の温度が上昇して液相部分の飽和圧力が上がり、図３
に曲線Ａで示す如く、通常の自然入熱により発生する量
よりは多い気化ガス２’が時間をかけて徐々に発生する
ことになるが、その最大発生量は大幅に低く抑えられ、
送ガスライン６の高圧圧縮機７が処理しなければならな
い気化ガス２’の量が平準化されるので、送ガスライン
６の高圧圧縮機７を従来より小容量化することが可能と
なる。

【００２６】ここで、図３における横軸は時間、縦軸は
送ガスライン６の高圧圧縮機７が処理する気化ガス２’
の量を示しており、鎖線の曲線Ｂは、従来における高圧
圧縮機７が処理しなければならなかった気化ガス２’の
量を参考として示したものである。

【００２７】従って、上記形態例によれば、送ガスライ
ン６の高圧圧縮機７が処理しなければならない気化ガス
２’の量を平準化することができるので、前記高圧圧縮
機７の大幅な小容量化を図ることができ、その設備費及
び動力費を大幅に削減することができる。

【００２８】尚、新たな付帯設備となる低圧圧縮機１２
は、その容量が比較的大きいものの圧縮能力は著しく低
いもので済み、また、再液化装置１１は、簡易な構造で
実施可能で且つ動力を必要としないので、これらを増設
することによる設備費及び動力費の増加は極めて軽微で
ある。

【００２９】また、図１中に二点鎖線で示す如く、ガス
戻しライン１３は、気化ガス２’を抜き出した低温タン
ク１とは別の低温タンク１へも気化ガス２’を導き得る
よう図示しない流路切換弁を介し複数に分岐して構成す
ることも可能であり、このようにすれば、大量の気化ガ
ス２’を吸収させるのに最も適した状態（飽和圧力が低
下した状態）の低温タンク１を選んで気化ガス２’を再
液化させたり、或いは複数の低温タンク１に気化ガス
２’を分配して受け持たせるようにすることも可能とな
る。

【００３０】尚、本発明の低温液化ガス貯蔵設備は、上
述の形態例にのみ限定されるものではなく、低温タンク
は地下式でも地上式でも良いこと、低温液化ガスはＬＮ
Ｇに限定されないこと、需要先は火力発電所以外の設備
であっても良いこと、充填物は粒状に限定されないこ
と、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】上記した本発明の低温液化ガス貯蔵設備
によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

【００３２】（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によ
れば、送ガスラインの高圧圧縮機が処理しなければなら
ない気化ガスの量を平準化することができるので、前記
高圧圧縮機の大幅な小容量化を図ることができ、その設
備費及び動力費を大幅に削減することができる。

【００３３】（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明に
よれば、大量の貯蔵液に対し気化ガスを効果的に溶け込
ませて分散吸収させることができる。

【００３４】（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明
によれば、大量の気化ガスを吸収させるのに最も適した
状態の低温タンクを選んで気化ガスを再液化させたり、
或いは複数の低温タンクに気化ガスを分配して受け持た
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を模式的に示す概
略図である。

【図２】図１の再液化装置の詳細を示す部分断面図であ
る。

【図３】送ガスラインの高圧圧縮機が処理する気化ガス
の量を示すグラフである。

【図４】従来例を模式的に示す概略図である。

【符号の説明】

１ 低温タンク ２ ＬＮＧ（低温液化ガス） ２’ 気化ガス ３ 火力発電所（需要先） ６ 送ガスライン ７ 高圧圧縮機 １０ 充填物 １１ 再液化装置 １２ 低圧圧縮機 １３ ガス戻しライン １４ 給液口 １５ 排液口 １６ 筒状容器 １７ 散気空間 １８ 散気板 １９ 気液接触空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低温液化ガスを貯蔵する低温タンクの底
   部に、気液の接触を促進する為の充填物を内蔵し且つ該
   充填物を通して上下方向に気液を流通可能な構造とした
   気液接触式の再液化装置を配設し、低温タンク内で発生
   した気化ガスを抜き出し且つ需要先に向け高圧圧縮機を
   介し昇圧して送気する送ガスラインに、前記高圧圧縮機
   の上流側から気化ガスを分流して低圧圧縮機を介し前記
   再液化装置の底部へと導くガス戻しラインを付設したこ
   とを特徴とする低温液化ガス貯蔵設備。
2. 【請求項２】 再液化装置が、給液口を下部側面に開口
   し且つ排液口を上面に開口した筒状容器と、該筒状容器
   内の下部に前記給液口に連通する散気空間を画定するよ
   う前記筒状容器内に装着された散気板と、該散気板の上
   側に画定される気液接触空間に充填された粒状の充填物
   とにより構成され、ガス戻しラインの終端が前記散気空
   間に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の
   低温液化ガス貯蔵設備。
3. 【請求項３】 ガス戻しラインが、気化ガスを抜き出し
   た低温タンクとは別の低温タンクへも気化ガスを導き得
   るよう構成されていることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の低温液化ガス貯蔵設備。