JPS585598A - 低負荷安定を目的とした液化天然ガスからの動力回収法 - Google Patents
低負荷安定を目的とした液化天然ガスからの動力回収法Info
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- F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
- F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
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- F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
- F17C2227/0316—Water heating
- F17C2227/0318—Water heating using seawater
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液化天然ガス（ＬＮＧ）の再ガス化において多
成分混合作動流体を用いたランキンサイクルを利用して
冷熱を回収する方法に関する。さらに詳しくは、再ガス
化の負荷に変動が生じた場合にも安定して高い効率で冷
熱を回収する方法に関する。
成分混合作動流体を用いたランキンサイクルを利用して
冷熱を回収する方法に関する。さらに詳しくは、再ガス
化の負荷に変動が生じた場合にも安定して高い効率で冷
熱を回収する方法に関する。
ＬＮＧの冷熱の有効利用の一方法としては、例えば米国
特許３．ＩＩ’／’Ｉｇ３２号あるいは特公昭５１Ｉ−
３乞７／、１号のように、天然ガスを液化するプロセス
原理を逆に作動させて、すなわちＬＮＧとＣ１ないしＣ
，ｌの炭化水素等の混合作動流体とを多流体熱交換器を
介してランギンサイクルを形成させ、ＬＮＧをガス化さ
せつつ混合作動流体によりタービンを駆動させて動力を
回収する方法が提案されている。
特許３．ＩＩ’／’Ｉｇ３２号あるいは特公昭５１Ｉ−
３乞７／、１号のように、天然ガスを液化するプロセス
原理を逆に作動させて、すなわちＬＮＧとＣ１ないしＣ
，ｌの炭化水素等の混合作動流体とを多流体熱交換器を
介してランギンサイクルを形成させ、ＬＮＧをガス化さ
せつつ混合作動流体によりタービンを駆動させて動力を
回収する方法が提案されている。
現在、この回収エネルギーは電力として回収する方法が
一般的である。
一般的である。
本発明の低負荷安定を目的とした液化天然ガスからの動
力回収法を説明するに先立ち、Ｔ、ＮＧの再ガス化にお
いて、ＬＮＧを冷熱源とし、外部高熱源を用いて多成分
混合作動流体（以下「作動流体」と略称）にランギンサ
イクルを行わせつつタービンを回転させ、ＬＮＧ冷熱を
回収する、本発明の適用できるシステムにつき、その概
要をその一例として示す第１図を参照して具体的に説明
する。
力回収法を説明するに先立ち、Ｔ、ＮＧの再ガス化にお
いて、ＬＮＧを冷熱源とし、外部高熱源を用いて多成分
混合作動流体（以下「作動流体」と略称）にランギンサ
イクルを行わせつつタービンを回転させ、ＬＮＧ冷熱を
回収する、本発明の適用できるシステムにつき、その概
要をその一例として示す第１図を参照して具体的に説明
する。
ＬＮＧはＬＮＧ貯蔵タンク／に貯蔵されているが、必要
に応じてＬＮＧタンクよりＬＮＧ供給ポンブスにより加
圧され再ガス化工程へと送り出される。再ガス化は多流
体熱交換器３及び♂において作動流体と熱交換して実施
される。
に応じてＬＮＧタンクよりＬＮＧ供給ポンブスにより加
圧され再ガス化工程へと送り出される。再ガス化は多流
体熱交換器３及び♂において作動流体と熱交換して実施
される。
この場合、作動流体は例えばメタン、エタン、プロパン
、ブタン等の炭化水素の混合物である。
、ブタン等の炭化水素の混合物である。
ＬＮＧの再ガス化のための加熱源となる作動流体は作動
流体タービン乙より多流体熱交換器３′及び３へ戻る高
温低圧の作動流体であり、ＬＮＧの加熱すなわち再ガス
化は主として凝縮する作動流体の潜熱で行なわれる。
流体タービン乙より多流体熱交換器３′及び３へ戻る高
温低圧の作動流体であり、ＬＮＧの加熱すなわち再ガス
化は主として凝縮する作動流体の潜熱で行なわれる。
多流体熱交換器３′を出るＬＮＧは大部分気化され、さ
らに必要に応じて外部熱源例えば海水との熱交換をＬＮ
Ｇ加熱器りによって加熱完全気化されて消費者へ送られ
る。ここでＬＮＧ中間ドラムケは気液分離器で、多流体
熱交換器を分割して複数個設置する場合には各多流体熱
交換器へのＬＮＧ流路中の気−液の配分を均一に行わせ
る為に必要である。
らに必要に応じて外部熱源例えば海水との熱交換をＬＮ
Ｇ加熱器りによって加熱完全気化されて消費者へ送られ
る。ここでＬＮＧ中間ドラムケは気液分離器で、多流体
熱交換器を分割して複数個設置する場合には各多流体熱
交換器へのＬＮＧ流路中の気−液の配分を均一に行わせ
る為に必要である。
一方、作動流体は、一般的には閉鎖サイクルを形成し循
環される。作動流体タービン乙から出た高温低圧の作動
流体は大部分がガス相であり多流体熱交換器♂及び３に
入り、ここで先のＬＮＧ並びに作動流体ポンプ９を経て
供給される低温高圧の作動流体に対して主として凝縮潜
熱を与えつつ冷却され、多流体熱交換器３を出る際には
総て液化され、低温低圧の作動流体に変する。こうして
液化した低温低圧の作動流体は作動流体貯槽ｇに溜めら
れ、作動流体ポンプ９で所定の圧力まで昇圧される。こ
の作動流体タービン乙から多流体熱交換器子、３を経て
作動流体ポンプワヘ至る流路内の低圧の作動流体を、以
下低圧作動流体と略称する。
環される。作動流体タービン乙から出た高温低圧の作動
流体は大部分がガス相であり多流体熱交換器♂及び３に
入り、ここで先のＬＮＧ並びに作動流体ポンプ９を経て
供給される低温高圧の作動流体に対して主として凝縮潜
熱を与えつつ冷却され、多流体熱交換器３を出る際には
総て液化され、低温低圧の作動流体に変する。こうして
液化した低温低圧の作動流体は作動流体貯槽ｇに溜めら
れ、作動流体ポンプ９で所定の圧力まで昇圧される。こ
の作動流体タービン乙から多流体熱交換器子、３を経て
作動流体ポンプワヘ至る流路内の低圧の作動流体を、以
下低圧作動流体と略称する。
作動流体ポンプ９で昇圧された低温高圧の作動流体は、
再び多流体熱交換器３及び了へと導びかれ、ＬＮＧとと
もに先の高温低圧の作動流体から主としてその凝縮潜熱
を受けつつ熱交換して昇温され気液混相の流体となる。
再び多流体熱交換器３及び了へと導びかれ、ＬＮＧとと
もに先の高温低圧の作動流体から主としてその凝縮潜熱
を受けつつ熱交換して昇温され気液混相の流体となる。
多流体熱交換器３と３′との中間にある作動流体中間ド
ラム／θはＬＮＧ流路におけるＬＮＧ中間ドラムダと同
様気液分離器で多流体熱交換器内における気液の配分を
均一に行わせる為に設けられたものである。
ラム／θはＬＮＧ流路におけるＬＮＧ中間ドラムダと同
様気液分離器で多流体熱交換器内における気液の配分を
均一に行わせる為に設けられたものである。
多流体熱交換器３を出た高圧の作動流体は未気化ガスを
含む気液混相流であるため更に作動流体加熱器／／にお
いて、外部高熱源、例えば海水により加熱され、総て気
化され露点に近い高圧高温の作動流体となりタービン入
口気液分離器／２経由で作動流体タービン乙に導かれる
。ここで作動流体タービン乙を回転させ動力を発生させ
ると同時に作動流体は圧力、温度を共に減じ、高温低圧
の作動流体となり、再度、多流体熱交換器子へ循環され
閉鎖サイクルを形成する。作動流体ポンプ９を出て多流
体熱交換器３．了及び加熱器／／を経て作動流体タービ
ン乙へ至る流路内の高圧の作動流体については、以下高
圧作動流体と略称する。
含む気液混相流であるため更に作動流体加熱器／／にお
いて、外部高熱源、例えば海水により加熱され、総て気
化され露点に近い高圧高温の作動流体となりタービン入
口気液分離器／２経由で作動流体タービン乙に導かれる
。ここで作動流体タービン乙を回転させ動力を発生させ
ると同時に作動流体は圧力、温度を共に減じ、高温低圧
の作動流体となり、再度、多流体熱交換器子へ循環され
閉鎖サイクルを形成する。作動流体ポンプ９を出て多流
体熱交換器３．了及び加熱器／／を経て作動流体タービ
ン乙へ至る流路内の高圧の作動流体については、以下高
圧作動流体と略称する。
ＬＮＧの冷熱回収プロセスがＬＮＧの液化プロセスと大
きく異なる点は、気化したＬＮＧは発電用燃料あるいは
都市ガスとして消費者に供給するために、７日の中でも
その需要量が大幅に変化することである。通常、この需
要量の変化に基（ＬＮＧの再ガス化プロセスの負荷変動
（再ガス化するＬＮＧの量の変動）は、１００−２！；
％程度に達する。したがって、効率よ＜ ＬＮＧの冷熱
を回収するには、この大幅な負荷変動に十分対応できる
ものであることが要請される。
きく異なる点は、気化したＬＮＧは発電用燃料あるいは
都市ガスとして消費者に供給するために、７日の中でも
その需要量が大幅に変化することである。通常、この需
要量の変化に基（ＬＮＧの再ガス化プロセスの負荷変動
（再ガス化するＬＮＧの量の変動）は、１００−２！；
％程度に達する。したがって、効率よ＜ ＬＮＧの冷熱
を回収するには、この大幅な負荷変動に十分対応できる
ものであることが要請される。
負荷変動が小さい場合には、ＬＮＧの液化プロセスの場
合と同様に一基又は複数基の多流体熱交換器を直列に設
置し、該多流体熱交換器の下方が常温、上方が低温とな
るようにして、ＬＮＧ、高圧作動流体及び低圧作動流体
を各々の流体の流路を流しつつ熱交換させて安定なラン
キンサイクルを形成することが可能である。しかし、負
荷変動が大きい時には、」二記の方法では次のような問
題が生ずる。すなわち、多流体熱交換器におけるＬＮＧ
、高圧作動流体及び低圧作動流体の流路の幅（面積）は
、通常製作上の理由から一定であるが、低負荷運転時に
は各流路内の流体の流速が遅くなる。このため、ＬＮＧ
あるいは各作動流体の垂直上昇流れにおいて、重力の影
響により気−液間の流速にずれ（スリップ）が生じたり
、液体部分が下降流れを起して逆混合が生じたりするた
め、ＬＮＧあるいは作動流体の熱負荷に対する温度曲線
が変化して、多流体熱交換器の出口、入口及び内部の温
度と圧力に大幅な変化が生じ、伝熱に必要な温度差が確
保できないために運転不能に陥る。一方、低負荷運転時
の流体の流速が低下し過ぎないよう流路幅を縮小させる
と、多流体熱交換器内の流路幅は一定なので、これら流
体が蒸発してその体積が増加する部分の流速は大きくな
り、特に高負荷運転時の流速が極めて早くなる。このよ
うな場合には、多流体熱交換器内での流体の圧損失が大
きくなるため、目的とする回収電力の低下を招き好まし
くない。
合と同様に一基又は複数基の多流体熱交換器を直列に設
置し、該多流体熱交換器の下方が常温、上方が低温とな
るようにして、ＬＮＧ、高圧作動流体及び低圧作動流体
を各々の流体の流路を流しつつ熱交換させて安定なラン
キンサイクルを形成することが可能である。しかし、負
荷変動が大きい時には、」二記の方法では次のような問
題が生ずる。すなわち、多流体熱交換器におけるＬＮＧ
、高圧作動流体及び低圧作動流体の流路の幅（面積）は
、通常製作上の理由から一定であるが、低負荷運転時に
は各流路内の流体の流速が遅くなる。このため、ＬＮＧ
あるいは各作動流体の垂直上昇流れにおいて、重力の影
響により気−液間の流速にずれ（スリップ）が生じたり
、液体部分が下降流れを起して逆混合が生じたりするた
め、ＬＮＧあるいは作動流体の熱負荷に対する温度曲線
が変化して、多流体熱交換器の出口、入口及び内部の温
度と圧力に大幅な変化が生じ、伝熱に必要な温度差が確
保できないために運転不能に陥る。一方、低負荷運転時
の流体の流速が低下し過ぎないよう流路幅を縮小させる
と、多流体熱交換器内の流路幅は一定なので、これら流
体が蒸発してその体積が増加する部分の流速は大きくな
り、特に高負荷運転時の流速が極めて早くなる。このよ
うな場合には、多流体熱交換器内での流体の圧損失が大
きくなるため、目的とする回収電力の低下を招き好まし
くない。
本発明者らは、このような問題点を克服し、低負荷時に
も安定な運転が可能であり、かつ高負荷時は効率よ＜
ＬＮＧの冷熱を回収することができる再ガス化方法につ
き種々検討した結果本発明を完成するに到った。
も安定な運転が可能であり、かつ高負荷時は効率よ＜
ＬＮＧの冷熱を回収することができる再ガス化方法につ
き種々検討した結果本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明は液化天然ガス（ＬＮＧ）の再ガス化
において、ＬＮＧを冷熱源とし、外部高熱源、援用いて
作動流体にランキンサイクルを行わせつつタービンを回
転させ動力を回収するに際して、ＬＮＧと該作動流体と
の間の熱交換を常温部と低温部とに分割して構成される
多流体熱交換器において実施し、かつ該多流体熱交換器
低温部では、ＬＮＧ及び高圧作動流体は垂直上昇流れ並
びに低圧作動流体は垂直下降流れとすることを特徴とす
る液化天然ガスからの動力回収方法である。
において、ＬＮＧを冷熱源とし、外部高熱源、援用いて
作動流体にランキンサイクルを行わせつつタービンを回
転させ動力を回収するに際して、ＬＮＧと該作動流体と
の間の熱交換を常温部と低温部とに分割して構成される
多流体熱交換器において実施し、かつ該多流体熱交換器
低温部では、ＬＮＧ及び高圧作動流体は垂直上昇流れ並
びに低圧作動流体は垂直下降流れとすることを特徴とす
る液化天然ガスからの動力回収方法である。
本発明に使用する多成分混合作動流体は、ＬＮＧの蒸発
曲線と該作動流体の冷却曲線とができるだけ小さな温度
差で一致するような組成を有するＣ１〜Ｃ，の炭化水素
を主として含有する混合物を使用することが、エネルギ
ーの回収効率を高める上から好ましい。さらに安全性の
面から、上記炭化水素混合物と沸点が近似するハロゲン
化炭化水素混合物を使用することもできる。
曲線と該作動流体の冷却曲線とができるだけ小さな温度
差で一致するような組成を有するＣ１〜Ｃ，の炭化水素
を主として含有する混合物を使用することが、エネルギ
ーの回収効率を高める上から好ましい。さらに安全性の
面から、上記炭化水素混合物と沸点が近似するハロゲン
化炭化水素混合物を使用することもできる。
また、外部高熱源としては、海水、温水、排スチームあ
るいは排煙ガス等が使用できるが、海水は入手が容易で
あり、凍結し難い点で優れている。
るいは排煙ガス等が使用できるが、海水は入手が容易で
あり、凍結し難い点で優れている。
回収エネルギーの増大という観点からは高熱源の温度は
高い方が好ましく、したがって、排スチーム等で加温し
た海水を使用することも可能である。
高い方が好ましく、したがって、排スチーム等で加温し
た海水を使用することも可能である。
本発明においては、ＬＮＧと作動流体の熱交換は常温部
と低温部とに分割して構成される多流体熱交換器におい
て実施する。本発明にいう、常温部と低温部とに分割し
て構成される多流体熱交換器とは、常温部と低温部とが
直列に接続されており、両者の接続部が互いに接するこ
となく構成されるものであるが、必ずしも２段から成る
ものだけを意味するものではなく、３段以上の多流体熱
交換器から構成されていてもよい。
と低温部とに分割して構成される多流体熱交換器におい
て実施する。本発明にいう、常温部と低温部とに分割し
て構成される多流体熱交換器とは、常温部と低温部とが
直列に接続されており、両者の接続部が互いに接するこ
となく構成されるものであるが、必ずしも２段から成る
ものだけを意味するものではなく、３段以上の多流体熱
交換器から構成されていてもよい。
本発明の方法は、上記多流体熱交換器低温部における流
体の流れ方向を、ＬＮＧ及び高圧作動流体については垂
直上昇流れに、一方低圧作動流体については垂直下降流
れとするものである。多流体熱交換器内で大きな体積変
化、すなわち流速の変化が生じるのは、流体が気体から
液体あるいは液体から気体に変化する時であるが、多流
体熱交換器内の３つの流路の流体の中で最も大きな変化
を示すのは、圧力の関係から低圧作動流体である。
体の流れ方向を、ＬＮＧ及び高圧作動流体については垂
直上昇流れに、一方低圧作動流体については垂直下降流
れとするものである。多流体熱交換器内で大きな体積変
化、すなわち流速の変化が生じるのは、流体が気体から
液体あるいは液体から気体に変化する時であるが、多流
体熱交換器内の３つの流路の流体の中で最も大きな変化
を示すのは、圧力の関係から低圧作動流体である。
本発明者らは、この点に注目して検討した結果、低圧作
動流体が凝縮して最も流速の遅くなる多流体熱交換器低
温部における低圧作動流体を垂直上昇流れとすることが
、既述した重力の影響による逆混合を防止して低負荷時
の安定運転を保つ上で最も有効なことが判明した。した
がって、低温部のＬＮＧ及び高圧作動流体は必然的に上
昇流れとなる。これら流体についても低圧作動流体程で
はないが、逆混合を起こす可能性があるので、低負荷時
においても、多流体熱交換器低温部入口におけるＬＮＧ
及び高圧作動流体の垂直上昇流れの速度を１ＩｃＩｒＬ
／秒以上に保つようにすることが好ましい。
動流体が凝縮して最も流速の遅くなる多流体熱交換器低
温部における低圧作動流体を垂直上昇流れとすることが
、既述した重力の影響による逆混合を防止して低負荷時
の安定運転を保つ上で最も有効なことが判明した。した
がって、低温部のＬＮＧ及び高圧作動流体は必然的に上
昇流れとなる。これら流体についても低圧作動流体程で
はないが、逆混合を起こす可能性があるので、低負荷時
においても、多流体熱交換器低温部入口におけるＬＮＧ
及び高圧作動流体の垂直上昇流れの速度を１ＩｃＩｒＬ
／秒以上に保つようにすることが好ましい。
また、ＬＮＧ及び高圧作動流体の、多流体熱交換器低温
部の出口と入口の流速比が各々／θを越えないように、
多流体熱交換器出口温度を低く保つことは、該多流体熱
交換器の流路中が入口から出口まで一定であるので低負
荷時における重力の影響による逆混合のない安定運転及
び高負荷時におゆる圧損の増加を防止し高動力回収率を
維持する上で望ましい。
部の出口と入口の流速比が各々／θを越えないように、
多流体熱交換器出口温度を低く保つことは、該多流体熱
交換器の流路中が入口から出口まで一定であるので低負
荷時における重力の影響による逆混合のない安定運転及
び高負荷時におゆる圧損の増加を防止し高動力回収率を
維持する上で望ましい。
一方、多流体熱交換器常温部においては、第１図に示し
たように、ＬＮＧの熱負荷に対する温度曲線において、
ＬＮＧの完全蒸発点が変曲点を形成し、熱交換における
ピンチポイント（伝熱のための温度差の極小点）となっ
ている。ここでのＬＮＧを垂直上昇流れにすると、ＬＮ
Ｇの完全蒸発点付近において液部骨が重力の影響でガス
部分とスリップを起こした時には、第２図中の破線のよ
うに温度曲線が移動し両流体間の温度に逆転が生ずるこ
とも ｉあり、この場合には伝熱に必要な温度差が
確保できず熱交換過程に重大な支障が生ずる。したがっ
て重力の影響を少なくするためにＬＮＧ及び高圧作動流
体を垂直下降流れにし、低圧作動流体は上昇流れとする
ことが好ましい。しかしながら、ＬＮＧ及び作動流体の
組成の関係から、該部分の温度差が大きく、重力の影響
が無視できる時には、各流体の流れの向きはいずれでも
よい。一般的にはＬＮＧ中に重質留分が多い時には、未
気化液に気液スリップが生じないようＬＮＧを垂直下降
流れにすることが好ましい。
たように、ＬＮＧの熱負荷に対する温度曲線において、
ＬＮＧの完全蒸発点が変曲点を形成し、熱交換における
ピンチポイント（伝熱のための温度差の極小点）となっ
ている。ここでのＬＮＧを垂直上昇流れにすると、ＬＮ
Ｇの完全蒸発点付近において液部骨が重力の影響でガス
部分とスリップを起こした時には、第２図中の破線のよ
うに温度曲線が移動し両流体間の温度に逆転が生ずるこ
とも ｉあり、この場合には伝熱に必要な温度差が
確保できず熱交換過程に重大な支障が生ずる。したがっ
て重力の影響を少なくするためにＬＮＧ及び高圧作動流
体を垂直下降流れにし、低圧作動流体は上昇流れとする
ことが好ましい。しかしながら、ＬＮＧ及び作動流体の
組成の関係から、該部分の温度差が大きく、重力の影響
が無視できる時には、各流体の流れの向きはいずれでも
よい。一般的にはＬＮＧ中に重質留分が多い時には、未
気化液に気液スリップが生じないようＬＮＧを垂直下降
流れにすることが好ましい。
多流体熱交換器常温部のＬＮＧ及び高圧作動流体の流路
幅は、低温部におけるそれよりも広いものを使用し、高
負荷運転時においても圧力損失が大きくならないように
することが望ましい。
幅は、低温部におけるそれよりも広いものを使用し、高
負荷運転時においても圧力損失が大きくならないように
することが望ましい。
多流体熱交換器の常温部と低温部との間における、ＬＮ
Ｇ、高圧作動流体及び低圧作動流体の各流体は、負荷変
動に応じてその気−液の割合が大幅に変動する。通常、
工業的規模の再ガス化プロセスにおいては、多数の多流
体熱交換を並列に設置して熱交換を実施するが、これら
流体中の液相量が大幅に変動する場合には、これら流体
が常温部の入口部あるいは低温部の入口部において気液
分離を起こしやすく、そのため各流体がそれぞれの多数
の流路に再分配される際に気液相の割合が不均一な状態
で分配されることになり、熱交換性能の低下が生ずる。
Ｇ、高圧作動流体及び低圧作動流体の各流体は、負荷変
動に応じてその気−液の割合が大幅に変動する。通常、
工業的規模の再ガス化プロセスにおいては、多数の多流
体熱交換を並列に設置して熱交換を実施するが、これら
流体中の液相量が大幅に変動する場合には、これら流体
が常温部の入口部あるいは低温部の入口部において気液
分離を起こしやすく、そのため各流体がそれぞれの多数
の流路に再分配される際に気液相の割合が不均一な状態
で分配されることになり、熱交換性能の低下が生ずる。
そこで、多流体熱交換器常温部と低温部との間に、ＬＮ
Ｇ、高圧作動流体及び低圧作動流体の各流体に対し各々
気液分離器を設置して気液分離を行ない、流体各々に対
応する下流の多流体熱交換器入口の全部の流路に対して
、気相、液相を各々均一に再分配させることは、負荷変
動による気液不均一分配に基く熱交換性能の低下を防止
することができ、本発明方法の好ましい実施態様の一つ
である。
Ｇ、高圧作動流体及び低圧作動流体の各流体に対し各々
気液分離器を設置して気液分離を行ない、流体各々に対
応する下流の多流体熱交換器入口の全部の流路に対して
、気相、液相を各々均一に再分配させることは、負荷変
動による気液不均一分配に基く熱交換性能の低下を防止
することができ、本発明方法の好ましい実施態様の一つ
である。
このように本発明方法は、ＬＮＧを再ガス化させつつ冷
熱を回収する方法において、負荷変動、特に低負荷にな
った時にも安定な運転を可能にする方法を提供するもの
であり、また高負荷時には効率よ＜、 Ｔ、ＮＧ冷熱を
回収することができ、工業的実施にあっては極めて大き
な効果を発揮するものである。
熱を回収する方法において、負荷変動、特に低負荷にな
った時にも安定な運転を可能にする方法を提供するもの
であり、また高負荷時には効率よ＜、 Ｔ、ＮＧ冷熱を
回収することができ、工業的実施にあっては極めて大き
な効果を発揮するものである。
以下、実施例によって本発明を説明する。
実施例／
第１図に示したＬＮＧ再ガス化動力回収プロセスの運転
を行なった。ＬＮＧはＬＮＧ貯蔵貯蔵タンク−／乙０℃
にて貯蔵されており、ＬＮＧ供給ボンブユ暑によりコ乙
ａｔａに加圧し再ガス化工程へと送り出す。この時の送
出流量は需要に応じて最大１００ｔ／ｈから最小、２．
ｙｔ、”ｈまで変化させた。再ガス化は、多流体熱交換
器低温部３及び多流体熱交換器常温部３′において作動
流体と熱交換して実施される。多流体熱交換器低温部３
は、縦／、０θ０−×横ざθ０■×高さり０θθ■のプ
レートフィン熱交換器を６個並列に接続して構成され、
図面の下部力 □向が鉛直方向となるよう設置され
ている。多流体熱交換器常温部３′は縦１１００ｆｔｒ
Ｉｎ×横９００闘×高さ’１．０００ｒｗｍのプレート
フィン熱交換器を／θ個並列に接続して構成され、これ
も図面の下部方向が鉛直方向となるよう設置されている
。作動流体はメタン、エタン、プロパン、１−ブタン及
びｎ −ブタンがそれぞれ２．ｇ、０、ｌＩ左θ、／ム
Ｏ，１１，グ及びム乙モル係の組成を有する混合物であ
る。
を行なった。ＬＮＧはＬＮＧ貯蔵貯蔵タンク−／乙０℃
にて貯蔵されており、ＬＮＧ供給ボンブユ暑によりコ乙
ａｔａに加圧し再ガス化工程へと送り出す。この時の送
出流量は需要に応じて最大１００ｔ／ｈから最小、２．
ｙｔ、”ｈまで変化させた。再ガス化は、多流体熱交換
器低温部３及び多流体熱交換器常温部３′において作動
流体と熱交換して実施される。多流体熱交換器低温部３
は、縦／、０θ０−×横ざθ０■×高さり０θθ■のプ
レートフィン熱交換器を６個並列に接続して構成され、
図面の下部力 □向が鉛直方向となるよう設置され
ている。多流体熱交換器常温部３′は縦１１００ｆｔｒ
Ｉｎ×横９００闘×高さ’１．０００ｒｗｍのプレート
フィン熱交換器を／θ個並列に接続して構成され、これ
も図面の下部方向が鉛直方向となるよう設置されている
。作動流体はメタン、エタン、プロパン、１−ブタン及
びｎ −ブタンがそれぞれ２．ｇ、０、ｌＩ左θ、／ム
Ｏ，１１，グ及びム乙モル係の組成を有する混合物であ
る。
ＬＮＧが多流体熱交換器低温部３を出る時は気液混和で
、その温度及び気液の容積比は、流量１００ｔハの時は
−ｇ５℃、９０：１０であり、流量、２５ ｔ、、’ｈ
の時は一タ３°Ｃ，ｑ９：／であり、次いでＬＮＧ中間
ドラムにグに入り気液分離された。ドラムグは多流体熱
交換器常温部３′の７０個のＬＮＧ流路に気液の配分を
均一に行わせるために設置される。常温部３′を出るＬ
ＮＧは大部分気化され、さらに海水との熱交換器りによ
って／２．！；℃まで加熱し完全に気化させて消費者へ
送った。
、その温度及び気液の容積比は、流量１００ｔハの時は
−ｇ５℃、９０：１０であり、流量、２５ ｔ、、’ｈ
の時は一タ３°Ｃ，ｑ９：／であり、次いでＬＮＧ中間
ドラムにグに入り気液分離された。ドラムグは多流体熱
交換器常温部３′の７０個のＬＮＧ流路に気液の配分を
均一に行わせるために設置される。常温部３′を出るＬ
ＮＧは大部分気化され、さらに海水との熱交換器りによ
って／２．！；℃まで加熱し完全に気化させて消費者へ
送った。
一方、作動流体は閉鎖サイクルを形成して循環されるが
、作動流体タービン乙から出た高温低圧の作動流体は大
部分がガス相であり、この時の圧力は３． ／ ａｔａ
、温度は−２，０〜−２よ０℃であつた。作動流体は次
いで多流体熱交換器常温部３′に入り、ここで先のＬＮ
Ｇ及び低温高圧の作動流体に凝縮潜熱を与えつつ−７２
〜−５Ｏ°Ｃまで冷却され、気液混相で常温部３′より
出て、低圧作動流体中間ドラム／３に入り気液分離を行
なった後に多流体熱交換器低温部３′のる個の流路に気
液を均一に分配させた。低温部３に入った低圧作動流体
は再びＬＮＧ及び高圧作動流体と熱交換を行ない低温部
を出る時には総て液化され温度は−７，２９℃になって
いた。
、作動流体タービン乙から出た高温低圧の作動流体は大
部分がガス相であり、この時の圧力は３． ／ ａｔａ
、温度は−２，０〜−２よ０℃であつた。作動流体は次
いで多流体熱交換器常温部３′に入り、ここで先のＬＮ
Ｇ及び低温高圧の作動流体に凝縮潜熱を与えつつ−７２
〜−５Ｏ°Ｃまで冷却され、気液混相で常温部３′より
出て、低圧作動流体中間ドラム／３に入り気液分離を行
なった後に多流体熱交換器低温部３′のる個の流路に気
液を均一に分配させた。低温部３に入った低圧作動流体
は再びＬＮＧ及び高圧作動流体と熱交換を行ない低温部
を出る時には総て液化され温度は−７，２９℃になって
いた。
こうして液化した低温低圧の作動流体は作動流体貯槽ｇ
に溜められ、作動流体ポンプ９で所定の圧力／ ’Ａ
ｇ ａｔａまで昇圧され、低温高圧の作動流体となり、
再び多流体熱交換器３及び♂へと導かれここでＬＮＧと
ともに先の低圧作動流体により加熱され気液混相の流体
になる。この時の高圧作動流体が低温部３を出る温度は
ＬＮＧが低温部３を出る温度とほぼ等しく、また気液の
容積比は、流量１０θｔハの時は−ｇｓ０ｃ、ｏ：ｉｏ
ｏであり、流量２３ｔ／１″１の時は−５３℃、ｇｇ
： ／２であり、次いで高圧作動流体中間ドラム１０に
入り気液分離された。多流体熱交換器低温部３と常温部
３′との間にあるこのドラムも気液の配分を均一に行わ
せるために設けられたものであり、ドラムを出た高圧作
動流体の気相及び液相はそれぞれ均一に再分配され常温
部の７０個の流路に導かれた。多流体熱交換器常温部３
を出た高圧作動流体は、未気化ガスを含む気液混和流で
あるため、作動流体加熱器／／において、さらに外部高
熱源としての海水により加熱され総て気化され露点に近
い温度／ ２．５ ’Ｃまで加熱された。この高温に加
熱された高圧作動流体はタービン入口に設けられた気液
分離器経由で作動流体タービン乙に導かれ、ここで作動
流体タービン乙を回転させ動力を発生させると同時に圧
力温度を共に減じ、低圧作動流体として再度多流体熱交
換器常温部３′へ循環され閉鎖サイクルを形成する。作
動流体タービン乙に連結されている発電機７からは、Ｌ
ＮＧ流量が／ ００ ｔ／ｈの時には約乞Ｏθθ席１，
２ 左ｔ／ｈの時には約１０θ席の電力が得られた。
に溜められ、作動流体ポンプ９で所定の圧力／ ’Ａ
ｇ ａｔａまで昇圧され、低温高圧の作動流体となり、
再び多流体熱交換器３及び♂へと導かれここでＬＮＧと
ともに先の低圧作動流体により加熱され気液混相の流体
になる。この時の高圧作動流体が低温部３を出る温度は
ＬＮＧが低温部３を出る温度とほぼ等しく、また気液の
容積比は、流量１０θｔハの時は−ｇｓ０ｃ、ｏ：ｉｏ
ｏであり、流量２３ｔ／１″１の時は−５３℃、ｇｇ
： ／２であり、次いで高圧作動流体中間ドラム１０に
入り気液分離された。多流体熱交換器低温部３と常温部
３′との間にあるこのドラムも気液の配分を均一に行わ
せるために設けられたものであり、ドラムを出た高圧作
動流体の気相及び液相はそれぞれ均一に再分配され常温
部の７０個の流路に導かれた。多流体熱交換器常温部３
を出た高圧作動流体は、未気化ガスを含む気液混和流で
あるため、作動流体加熱器／／において、さらに外部高
熱源としての海水により加熱され総て気化され露点に近
い温度／ ２．５ ’Ｃまで加熱された。この高温に加
熱された高圧作動流体はタービン入口に設けられた気液
分離器経由で作動流体タービン乙に導かれ、ここで作動
流体タービン乙を回転させ動力を発生させると同時に圧
力温度を共に減じ、低圧作動流体として再度多流体熱交
換器常温部３′へ循環され閉鎖サイクルを形成する。作
動流体タービン乙に連結されている発電機７からは、Ｌ
ＮＧ流量が／ ００ ｔ／ｈの時には約乞Ｏθθ席１，
２ 左ｔ／ｈの時には約１０θ席の電力が得られた。
なお、各多流体熱交換器におけるＬＮＧ、高圧作動流体
、低圧作動流体の流速は第１表に示した通りであり、上
昇流の流速は常に１ＩｃｎＬ／秒以上を保っている。
、低圧作動流体の流速は第１表に示した通りであり、上
昇流の流速は常に１ＩｃｎＬ／秒以上を保っている。
第１図は本発明方法を実施するのに用いたＬＮＧの再ガ
ス化動力回収システムを示すフローシートの一例である
。第Ω図は、多流体熱交換器内のＬＮＧ及び低圧作動流
体の熱負荷に対する温度曲線の変化を示す概念図である
。 ／ ： ＬＮＧ 貯蔵タンク ２ ： ＬＮＧ供給ポンプ ３：多流体熱交換器低温部 ３′：多流体熱交換器高温部 ｌＩ： ＬＮＧ 中間ドラム ５ ： ＬＮＧ 加熱器 乙：作動流体タービン ７：発電機 ｇ：作動流体貯槽 ワ：作動流体ポンプ １０：高圧作動流体中間ドラム ／／：作動流体加熱器 ／２：タービン入口気液分離器 ／３：低圧作動流体中間ドラ、ム０
ス化動力回収システムを示すフローシートの一例である
。第Ω図は、多流体熱交換器内のＬＮＧ及び低圧作動流
体の熱負荷に対する温度曲線の変化を示す概念図である
。 ／ ： ＬＮＧ 貯蔵タンク ２ ： ＬＮＧ供給ポンプ ３：多流体熱交換器低温部 ３′：多流体熱交換器高温部 ｌＩ： ＬＮＧ 中間ドラム ５ ： ＬＮＧ 加熱器 乙：作動流体タービン ７：発電機 ｇ：作動流体貯槽 ワ：作動流体ポンプ １０：高圧作動流体中間ドラム ／／：作動流体加熱器 ／２：タービン入口気液分離器 ／３：低圧作動流体中間ドラ、ム０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ／ 液化天然ガス（ＬＮＧ）の再ガス化において、ＬＮ
Ｇを冷熱源とし、外部高熱源を用いて多成分混合作動流
体にランキンサイクルを行わせつつタービンを回転させ
動力を回収するに際して、ＬＮＧと該作動流体との間の
熱交換を、常温部と低温部とに分割して構成される多流
体熱交換器において実施し、かつ該多流体熱交換器低温
部では、ＬＮＧ及び高圧作動流体は垂直上昇流れ並びに
低圧作動流体は垂直下降流れとすることを特徴とする液
化天然ガスからの動力回収方法。 ツ、前記多流体熱交換器低温部の入口におけるＬＮＧ及
び高圧作動流体の垂直上昇流れの速度をりｃＩｒＬ／Ｉ
ｒ上に保つ特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記ＬＮＧ及び前記高圧作動流体の、前記多流体熱
交換器低温部の出口と入口との流速比が１０を越えない
ように、該多流体熱交換器低温部の出口温度を保つ特許
請求の範囲第１又はユ項記載の方法。 ｊ 前記多流体熱交換器常温部と低温部との間に、ＬＮ
Ｇ、高圧作動流体及び低圧作動流体の各流体に対し各々
気液分離器を設置して気液分離を行ない、気相及び液相
を均一に再分配する特許請求の範囲第ｔ２又は３項記載
の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10131781A JPS5939638B2 (ja) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | 低負荷安定を目的とした液化天然ガスからの動力回収法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10131781A JPS5939638B2 (ja) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | 低負荷安定を目的とした液化天然ガスからの動力回収法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS585598A true JPS585598A (ja) | 1983-01-12 |
| JPS5939638B2 JPS5939638B2 (ja) | 1984-09-25 |
Family
ID=14297429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10131781A Expired JPS5939638B2 (ja) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | 低負荷安定を目的とした液化天然ガスからの動力回収法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939638B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63275897A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-14 | Tokyo Gas Co Ltd | 液化天然ガスの冷熱利用方法 |
| JPH01250698A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-10-05 | Linde Ag | 液化天然ガスの蒸発方法 |
| US5678411A (en) * | 1995-04-26 | 1997-10-21 | Ebara Corporation | Liquefied gas supply system |
| US6598408B1 (en) | 2002-03-29 | 2003-07-29 | El Paso Corporation | Method and apparatus for transporting LNG |
| US6688114B2 (en) | 2002-03-29 | 2004-02-10 | El Paso Corporation | LNG carrier |
| US7219502B2 (en) | 2003-08-12 | 2007-05-22 | Excelerate Energy Limited Partnership | Shipboard regasification for LNG carriers with alternate propulsion plants |
| US7293600B2 (en) | 2002-02-27 | 2007-11-13 | Excelerate Energy Limited Parnership | Apparatus for the regasification of LNG onboard a carrier |
| US9919774B2 (en) | 2010-05-20 | 2018-03-20 | Excelerate Energy Limited Partnership | Systems and methods for treatment of LNG cargo tanks |
-
1981
- 1981-07-01 JP JP10131781A patent/JPS5939638B2/ja not_active Expired
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63275897A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-14 | Tokyo Gas Co Ltd | 液化天然ガスの冷熱利用方法 |
| JPH01250698A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-10-05 | Linde Ag | 液化天然ガスの蒸発方法 |
| US5678411A (en) * | 1995-04-26 | 1997-10-21 | Ebara Corporation | Liquefied gas supply system |
| US7293600B2 (en) | 2002-02-27 | 2007-11-13 | Excelerate Energy Limited Parnership | Apparatus for the regasification of LNG onboard a carrier |
| US6598408B1 (en) | 2002-03-29 | 2003-07-29 | El Paso Corporation | Method and apparatus for transporting LNG |
| US6688114B2 (en) | 2002-03-29 | 2004-02-10 | El Paso Corporation | LNG carrier |
| US7219502B2 (en) | 2003-08-12 | 2007-05-22 | Excelerate Energy Limited Partnership | Shipboard regasification for LNG carriers with alternate propulsion plants |
| US7484371B2 (en) | 2003-08-12 | 2009-02-03 | Excelerate Energy Limited Partnership | Shipboard regasification for LNG carriers with alternate propulsion plants |
| US9919774B2 (en) | 2010-05-20 | 2018-03-20 | Excelerate Energy Limited Partnership | Systems and methods for treatment of LNG cargo tanks |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5939638B2 (ja) | 1984-09-25 |
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