JPWO2018225683A1 - Liquefied fuel gas vaporization system and liquid heat medium temperature control method therefor - Google Patents
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Abstract
燃料ガスとしての燃料ガスを液化燃料ガスから気化して燃焼装置(5)に供給するための液化燃料ガス気化システム(X1)は、液化燃料ガスを液体熱媒で加熱して気化させる気化器(2)と、燃焼装置(5)の排熱を上記液体熱媒により回収する熱回収部(4)と、熱回収部(4)と気化器(2)の間で上記液体熱媒を循環させるための熱媒循環ライン(62,63)と、を備え、熱媒循環ライン(62,63)には、熱回収部(4)を通過した上記液体熱媒と、気化器(2)から排出され、かつ熱回収部(4)を通過していない上記液体熱媒とを混合する混合部(71,72)が設けられている。A liquefied fuel gas vaporization system (X1) for vaporizing a fuel gas as a fuel gas from liquefied fuel gas and supplying it to the combustion device (5) 2) circulating the liquid heat medium between the heat recovery unit (4) for recovering the exhaust heat of the combustion device (5) by the liquid heat medium, the heat recovery unit (4) and the vaporizer (2) And a heat medium circulation line (62, 63), and the heat medium circulation line (62, 63) is discharged from the liquid heat medium that has passed through the heat recovery section (4) and the vaporizer And a mixing unit (71, 72) for mixing the liquid heat medium which has not passed through the heat recovery unit (4).
Description
本発明は、液化天然ガスなどの液化燃料ガスを水などの液体熱媒で加熱して気化し、当該気化ガスを燃料ガスとして燃焼装置に供給するための液化燃料ガス気化システムに関する。 The present invention relates to a liquefied fuel gas vaporization system for heating and vaporizing a liquefied fuel gas such as liquefied natural gas with a liquid heat medium such as water, and supplying the vaporized gas as a fuel gas to a combustion apparatus.
ガスエンジンはディーゼルエンジンであり、発電機、自動車のエンジン、船舶のエンジンなどで幅広く用いられている。ガスエンジンは液体燃料のディーゼルエンジンと比べて、ノッキング域と失火域にはさまれた安定燃焼域が狭く、空気過剰率、給気温度、燃料ガス組成、及び燃料ガス温度などの条件により敏感にその燃焼状態が影響を受けるという課題を抱えている。このため、一般的にガスエンジンは、ガバナ(調速機)を用いて、エンジン負荷の微細な変動によりエンジンの回転数が大きく変化するのを防止している。 Gas engines are diesel engines and are widely used in generators, automobile engines, marine engines and the like. Gas engines are narrower in stable combustion area between knocking area and misfire area than liquid fuel diesel engines, and are more sensitive to conditions such as excess air ratio, charge air temperature, fuel gas composition, and fuel gas temperature. There is a problem that the combustion state is affected. For this reason, in general, a gas engine uses a governor (speed governor) to prevent a large change in engine rotation speed due to a minute change in engine load.
ガスエンジンなどの燃焼装置に天然ガス燃料を供給する設備では、LNG(液化天然ガス)を−160℃以下の低温で燃料貯槽に蓄え、気化器などで加熱し蒸発気化させてガス状にする。気化器の加熱源としては、例えば水(液体熱媒)が使用される。 In a facility that supplies natural gas fuel to a combustion apparatus such as a gas engine, LNG (liquefied natural gas) is stored in a fuel storage tank at a low temperature of -160 ° C or less, heated by a vaporizer or the like to be vaporized and gasified. As a heat source of the vaporizer, for example, water (liquid heat medium) is used.
特許文献1では、燃焼装置としての船舶用ガスエンジン(デュアルフューエルエンジン)において、燃料ガスを効率的にかつ安全に供給するために、機関冷却水(エンジン冷却水)を直接気化器の加温用水として用いている。ガスエンジンには、燃料噴射ポンプのようなものがないので、ガス燃料温度が変化すると標準状態(0℃、大気圧)でのガス燃料供給量が変わり、供給カロリーが変わって、ガバナの調節機能が損なわれてしまう。したがって、例えば燃料ガス温度が急激に変化した場合はガバナでは制御しきれないという問題があった。これに対し、従来技術の天然ガス供給システムをそのまま用いると、ガスエンジンとして負荷変動が大きく変化する船舶用ディーゼルエンジンのような場合では、エンジンの出力に応じた燃料ガス量を所定の温度範囲内(例えば±5℃)でエンジンに供給することができなかった。 In Patent Document 1, in a marine gas engine (dual fuel engine) as a combustion apparatus, engine cooling water (engine cooling water) is directly supplied to the heating gas of a carburetor in order to supply fuel gas efficiently and safely. It is used as Since there is no such thing as a fuel injection pump in a gas engine, if the gas fuel temperature changes, the amount of gas fuel supplied at standard conditions (0 ° C, atmospheric pressure) changes, the calories supplied change, and the governor adjustment function Will be lost. Therefore, for example, when the fuel gas temperature changes rapidly, there is a problem that the governor can not control. On the other hand, when the natural gas supply system according to the prior art is used as it is, in the case of a marine diesel engine such as a marine diesel engine where load fluctuation largely changes as a gas engine, the amount of fuel gas according to the output of the engine It could not be supplied to the engine at (e.g. ± 5 ° C).
特許文献1:特開2015−147508号公報 Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-147508
本発明は、このような事情の下で考え出されたものであって、強制的に加熱や冷却をする手段を用いずに燃焼装置の排熱のみを利用し、気化器から排出されて燃焼装置に供給されるガス燃料(天然ガス)を所定の温度範囲で供給するのに適した液化天然ガス気化システムを提供することを主たる目的とする。 The present invention has been conceived under such circumstances, and using only the exhaust heat of the combustion apparatus without using means for forced heating and cooling, it is discharged from the vaporizer and burned. It is a main object to provide a liquefied natural gas vaporization system suitable for supplying a gaseous fuel (natural gas) supplied to an apparatus in a predetermined temperature range.
本発明の第1の側面によって提供される液化天然ガス気化システムは、液化燃料ガスを気化して燃焼装置に供給するためのものであり、液化燃料ガスを液体熱媒で加熱して気化させる気化器と、上記燃焼装置の排熱を上記液体熱媒により回収する熱回収部と、上記熱回収部と上記気化器の間で上記液体熱媒を循環させるための熱媒循環ラインと、を備え、上記熱媒循環ラインには、上記気化器から排出され、かつ上記熱回収部を通過していない上記液体熱媒を、上記熱回収部を通過した上記液体熱媒に混合する混合部が設けられている。 The liquefied natural gas vaporization system provided by the first aspect of the present invention is for vaporizing liquefied fuel gas and supplying it to a combustion apparatus, wherein the liquefied fuel gas is vaporized by heating and vaporizing it with a liquid heat medium. A heat recovery unit for recovering the exhaust heat of the combustion apparatus by the liquid heat medium, and a heat medium circulation line for circulating the liquid heat medium between the heat recovery unit and the vaporizer. The heat medium circulation line is provided with a mixing unit for mixing the liquid heat medium discharged from the vaporizer and not passing through the heat recovery unit with the liquid heat medium passed through the heat recovery unit. It is done.
好ましくは、上記熱媒循環ラインは、上記気化器から排出された、相対的に低温である上記液体熱媒を上記熱回収部まで送る低温側ラインと、上記熱回収部を通過した、相対的に高温である上記液体熱媒を上記気化器まで送る高温側ラインと、を含み、上記混合部は、一端が上記低温側ラインに接続され、かつ他端が上記高温側ラインに接続された第1バイパスラインを含む。 Preferably, the heat medium circulation line includes a low temperature side line for sending the liquid heat medium having a relatively low temperature discharged from the vaporizer to the heat recovery unit, and the heat recovery unit passed through the heat recovery unit. A high temperature side line for sending the liquid heat medium which is high temperature to the vaporizer, the mixing unit has one end connected to the low temperature side line and the other end connected to the high temperature side line 1 Includes a bypass line.
好ましくは、上記気化器から排出される燃料ガスの温度を検出するガス温度検出部と、上記ガス温度検出部で検出される燃料ガスの温度が目標温度からの所定範囲内に収まるように、上記第1バイパスラインを通過して上記高温側ラインに供給される上記液体熱媒の流量を調節する第1温度調節部と、を更に備える。 Preferably, the gas temperature detection unit that detects the temperature of the fuel gas discharged from the vaporizer, and the temperature of the fuel gas detected by the gas temperature detection unit fall within a predetermined range from the target temperature. And a first temperature control unit configured to control a flow rate of the liquid heat medium supplied to the high temperature side line through the first bypass line.
好ましくは、上記混合部は、一端が上記低温側ラインにおいて上記第1バイパスラインの接続箇所よりも上記熱回収部寄りに接続され、かつ他端が上記高温側ラインにおいて上記第1バイパスラインの接続箇所よりも上記熱回収部寄りに接続された、第2バイパスラインを含み、上記高温側ラインにおいて上記第1バイパスラインと上記第2バイパスラインとの間に設けられて、上記液体熱媒の温度を検出する熱媒温度検出部と、上記熱媒温度検出部で検出される上記液体熱媒の温度が所定範囲内の略一定温度に維持されるように、上記第2バイパスラインを通過して上記高温側ラインに混合される上記液体熱媒の流量を調節する第2温度調節部と、を更に備える。 Preferably, one end of the mixing unit is connected closer to the heat recovery unit than the connection point of the first bypass line in the low temperature side line, and the other end is connected to the first bypass line in the high temperature side line. A second bypass line connected closer to the heat recovery portion than a portion, and provided between the first bypass line and the second bypass line in the high-temperature side line, the temperature of the liquid heat medium Through the second bypass line so that the temperature of the heat medium temperature detecting unit for detecting the temperature of the liquid heat medium and the temperature of the liquid heat medium detected by the heat medium temperature detecting unit are maintained at a substantially constant temperature within a predetermined range. And a second temperature control unit for controlling the flow rate of the liquid heat medium mixed in the high temperature side line.
好ましくは、上記燃焼装置は、船舶用のデュアルフューエルエンジンである。 Preferably, the combustion device is a dual fuel engine for ships.
好ましくは、上記高温側ラインにおいて上記第1バイパスラインと上記第2バイパスラインとの間に設けられた温度維持チャンバを更に含んでおり、上記熱媒温度検出部は、上記温度維持チャンバに設けられている。 Preferably, a temperature maintenance chamber provided between the first bypass line and the second bypass line in the high temperature side line is further included, and the heat medium temperature detection unit is provided in the temperature maintenance chamber. ing.
好ましくは、上記熱回収部は、上記低温側ラインと上記高温側ラインとの間に設けられた熱交換器を含み、当該熱交換器において、前記燃焼装置からの冷却水と前記低温側ラインを流れる熱媒との間で熱交換を行わせるように構成されている。 Preferably, the heat recovery unit includes a heat exchanger provided between the low temperature side line and the high temperature side line, and in the heat exchanger, the cooling water from the combustion device and the low temperature side line are The heat exchange is performed with the flowing heat medium.
典型的には、上記燃料ガスは天然ガスであり、上記熱媒は水である。 Typically, the fuel gas is natural gas and the heat medium is water.
本発明の第2の側面によれば、液体熱媒温度制御方法液化燃料ガスを気化して燃焼装置に供給するための液化燃料ガス気化システムに用いられる液体熱媒温度制御方法が提供される。当該方法は、液化燃料ガスを液体熱媒で加熱して気化させる気化器と、上記燃焼装置の排熱を回収する熱回収部と、の間で上記液体熱媒を循環させ、上記気化器から排出され、かつ上記熱回収部を通過していない上記液体熱媒を、上記熱回収部を通過した上記液体熱媒に混合し、混合後の上記液体熱媒の温度が所定範囲となるように制御する。 According to a second aspect of the present invention, a liquid heat medium temperature control method is provided for use in a liquefied fuel gas vaporization system for vaporizing liquefied fuel gas and supplying it to a combustion apparatus. According to the method, the liquid heat medium is circulated between the vaporizer which heats and vaporizes the liquefied fuel gas with the liquid heat medium, and the heat recovery unit which recovers the exhaust heat of the combustion apparatus, and The liquid heat medium that has been discharged and has not passed through the heat recovery unit is mixed with the liquid heat medium that has passed through the heat recovery unit so that the temperature of the liquid heat medium after mixing falls within a predetermined range. Control.
典型的には、上記燃料ガスは天然ガスであり、上記熱媒は水である。 Typically, the fuel gas is natural gas and the heat medium is water.
上記液化燃料ガス気化システムは、上記気化器から排出された、相対的に低温である上記液体熱媒を上記熱回収部まで送る低温側ライン、及び、上記熱回収部を通過した、相対的に高温である上記液体熱媒を上記気化器まで送る高温側ライン、を含む熱媒循環ラインと、一端が上記低温側ラインに接続され、かつ他端が上記高温側ラインに接続された第1バイパスラインと、上記気化器から排出される燃料ガスの温度を検出するガス温度検出部と、上記第1バイパスラインを通過して上記高温側ラインに供給される上記液体熱媒の流量を調節する第1温度調節部と、一端が上記低温側ラインにおいて上記第1バイパスラインの接続箇所よりも上記熱回収部寄りに接続され、かつ他端が上記高温側ラインにおいて上記第1バイパスラインの接続箇所よりも上記熱回収部寄りに接続された、第2バイパスラインと、上記高温側ラインにおいて上記第1バイパスラインと上記第2バイパスラインとの間に設けられて、上記液体熱媒の温度を検出する熱媒温度検出部と、上記第2バイパスラインを通過して上記高温側ラインに混合される上記液体熱媒の流量を調節する第2温度調節部と、を更に含んでおり、上記第1温度調節部は、上記ガス温度検出部で検出される燃料ガスの温度が目標温度からの所定範囲内に収まるように、上記第1バイパスラインを通過して上記高温側ラインに供給される上記液体熱媒の流量を調節し、上記第2温度調節部は、上記熱媒温度検出部で検出される上記液体熱媒の温度が所定範囲内の略一定温度に維持されるように、上記第2バイパスラインを通過して上記高温側ラインに混合される上記液体熱媒の流量を調節する。 The liquefied fuel gas vaporization system relatively passes the low temperature side line for sending the liquid heat medium, which is relatively low temperature, discharged from the vaporizer to the heat recovery unit, and the heat recovery unit. A heat medium circulation line including a high temperature side line for sending the liquid heat medium having a high temperature to the vaporizer, and a first bypass whose one end is connected to the low temperature side line and whose other end is connected to the high temperature side line A line, a gas temperature detection unit for detecting a temperature of fuel gas discharged from the vaporizer, and a flow rate of the liquid heat medium supplied to the high temperature side line through the first bypass line; 1 temperature control unit, one end is connected closer to the heat recovery unit than the connection portion of the first bypass line in the low-temperature side line, and the other end is connection of the first bypass line in the high-temperature side line A second bypass line connected closer to the heat recovery section than the first heat recovery section, and the high temperature side line between the first bypass line and the second bypass line, and A heat medium temperature detection unit to be detected; and a second temperature control unit to adjust the flow rate of the liquid heat medium that is mixed with the high temperature side line by passing through the second bypass line; The temperature control unit is supplied to the high temperature side line through the first bypass line such that the temperature of the fuel gas detected by the gas temperature detection unit falls within a predetermined range from the target temperature. The flow rate of the liquid heat medium is adjusted, and the second temperature adjustment unit is configured to maintain the temperature of the liquid heat medium detected by the heat medium temperature detection unit at a substantially constant temperature within a predetermined range. 2 passing through the bypass line Adjusting the flow rate of the liquid heat medium to be mixed to the high temperature side line.
上記液化燃料ガス気化システムは、上記高温側ラインにおいて上記第1バイパスラインと上記第2バイパスラインとの間に設けられた温度維持チャンバを更に含んでおり、上記熱媒温度検出部は、上記温度維持チャンバに設けられて、当該温度維持チャンバにある上記液体熱媒の温度が所定範囲内の略一定温度に維持されるように、上記第2バイパスラインを通過して上記高温側ラインに混合される上記液体熱媒の流量を調節する。 The liquefied fuel gas vaporization system further includes a temperature maintenance chamber provided between the first bypass line and the second bypass line in the high temperature side line, and the heat medium temperature detection unit detects the temperature. Provided in the maintenance chamber, mixed in the high temperature side line through the second bypass line so that the temperature of the liquid heat medium in the temperature maintenance chamber is maintained at a substantially constant temperature within a predetermined range Control the flow rate of the liquid heat medium.
上記第1温度調節部は、上記燃料ガスの目標温度から±5℃である15〜50℃に収まるように、上記第1バイパスラインを通過して上記高温側ラインに供給される上記液体熱媒の流量を調節し、上記第2温度調節部は、上記熱媒温度検出部で検出される上記液体熱媒の温度が25〜60℃の範囲内の略一定温度に維持されるように、上記第2バイパスラインを通過して上記高温側ラインに混合される上記液体熱媒の流量を調節する。 The first temperature control unit is configured to supply the liquid heat medium supplied to the high temperature side line through the first bypass line so as to be within 15 to 50 ° C., which is ± 5 ° C. from the target temperature of the fuel gas. The second temperature control unit controls the flow rate of the liquid heat medium so that the temperature of the liquid heat medium detected by the heat medium temperature detection unit is maintained at a substantially constant temperature within the range of 25.degree. C. to 60.degree. The flow rate of the liquid heat medium, which passes through the second bypass line and is mixed with the high temperature side line, is adjusted.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る液化天然ガス気化システムの一実施形態を示している。本実施形態の液化天然ガス気化システムX1は、燃料貯槽1と、気化器2と、バッファタンク3と、熱回収部4(熱交換器)と、これらに接続される各ラインとを含んでいる。液化天然ガス気化システムX1は、燃焼装置5に燃料ガスを供給する。燃焼装置5は、例えば船舶用エンジンであってよく、船舶内の船底部分に搭載されている。また、燃料ガスは、例えば天然ガスであってよい。なお、以下においては、単純化のために、燃焼装置5が船舶用エンジンであり、燃料ガスが天然ガスであるものとして、説明を進める。
FIG. 1 shows an embodiment of a liquefied natural gas vaporization system according to the present invention. The liquefied natural gas vaporization system X1 of this embodiment includes a fuel storage tank 1, a
燃料貯槽1は、燃料となる液化天然ガス(LNG)を貯蔵するためのものである。燃料貯槽1は、周囲壁が2重とされており、当該2つの周囲壁の間には断熱材が充填されるとともに真空に減圧されて、外気からの侵入熱を遮断する構造になっている。燃料貯槽1には、LNGが−160℃以下の温度で貯蔵されている。詳細は後述するが、燃料貯槽1は、気化器2においてLNGが気化して生じた天然ガスを、ガスライン67を通じて0.7MPaG程度に加圧された状態で受け入れている。
The fuel storage tank 1 is for storing liquefied natural gas (LNG) to be a fuel. The fuel storage tank 1 has a double surrounding wall, and a heat insulating material is filled between the two surrounding walls and the pressure is reduced to a vacuum to block the heat of entry from the outside air. . In the fuel storage tank 1, LNG is stored at a temperature of -160 ° C or less. Although the details will be described later, the fuel storage tank 1 receives the natural gas generated by vaporization of the LNG in the
燃料貯槽1の下部には、燃料供給ライン61が接続されている。燃料供給ライン61は、燃料貯槽1から送り出されるLNGを気化器2に移送するための流路である。燃料供給ライン61には、遮断弁611が設けられている。
A
燃料貯槽1の上部には、ガス抜き出しライン612が接続されている。ガス抜き出しライン612は、燃料貯槽1へLNGを補充する際、燃料貯槽1内の空間部のガスを抜き出して燃料供給ライン61に流すものである。ガス抜き出しライン612には、遮断弁613が設けられている。
A
気化器2は、液体熱媒(以下、単に「熱媒」という)を加熱源として、LNGを蒸発気化するためのものである。気化器2は、熱媒容器21と、熱媒容器21の内部に配置された伝熱管22,23とを含んでいる。
The
熱媒容器21は、伝熱管22内のLNGを加熱気化するための熱媒を収容するための密閉状容器である。熱媒は補充可能である。当該熱媒としては、例えば水が挙げられる。
The heat medium container 21 is a sealed container for containing a heat medium for heating and vaporizing the LNG in the
本実施形態において、熱媒容器21は、ディスク状の底板211の上に略釣鐘状の容器体212が載った構造をしており、容器体212と底板211とはシール用ガスケットを挟んでボルトで一体化固定されている。このような構成によれば、高圧ガスや船舶に関する法律や規則などで要求されている定期的な検査を行う場合、熱媒を抜き出してボルトを外せば釣鐘状の容器体212はLNGの配管(燃料供給ライン61)や熱媒の配管(後述の熱媒循環ライン62,63等)を外すことなく上部に単純に引き上げるだけで、伝熱管22,23を直接検査できるようになる。
In the present embodiment, the heat medium container 21 has a structure in which a substantially bell-shaped container body 212 is mounted on a disc-shaped
熱媒容器21には、熱媒循環ライン62,63が接続されている。熱媒循環ライン62,63は、気化器2と熱回収部4との間で熱媒を循環させる。熱媒循環ライン62は、熱媒容器21の底板211に接続されており、熱回収部4を通過した熱媒を熱媒容器21(気化器2)まで送る流路である。熱媒循環ライン63は、熱媒容器21の底板211に接続されており、かつ底板211をシールされた状態で貫通するオーバーフロー管24につながっている。熱媒循環ライン62を介して供給されることにより熱媒容器21の内部を通過した熱媒は、オーバーフロー管24を介して熱媒循環ライン63に排出される。詳細は後述するが、熱媒容器21から排出される熱媒は、熱回収部4において再加熱され、再び熱媒容器21(気化器2)に供給されて循環利用される。なお、熱媒循環ライン62には循環用ポンプ621が設けられている。
The heat
熱回収部4を通過し、熱媒循環ライン62を流れる熱媒は、相対的に高温である。熱媒容器21(気化器2)を通過し、熱媒循環ライン63を流れる熱媒は、相対的に低温である。従って、熱媒循環ライン62は、高温側ラインと呼ぶこともでき、熱媒循環ライン63は、低温側ラインと呼ぶこともできる。
The heat medium passing through the heat recovery unit 4 and flowing through the heat
本実施形態において、熱媒循環ライン62,63には、2本のバイパスライン71,72が接続されている。各バイパスライン71,72は、一端が熱媒循環ライン63(低温側ライン)に接続されており、他端が熱媒循環ライン62(高温側ライン)に接続されている。各バイパスライン71,72は、熱回収部4を通過した熱媒に、気化器2から排出され、かつ熱回収部4を通過していない熱媒を混合するための流路である。ここで、バイパスライン71,72を流れる熱媒の温度は、熱媒循環ライン62を流れる熱媒の温度よりも低い。バイパスライン72の熱媒循環ライン63に対する接続箇所は、バイパスライン71の熱媒循環ライン63に対する接続箇所よりも熱回収部4寄りである。また、バイパスライン72の熱媒循環ライン62に対する接続箇所は、バイパスライン71の熱媒循環ライン62に対する接続箇所よりも熱回収部4寄りである。
In the present embodiment, two
本実施形態において、熱媒循環ライン62に対するバイパスライン71の接続箇所には、温度調節部73が設けられている。温度調節部73は、バイパスライン71を通過して熱媒循環ライン62に混合される熱媒の流量を調整するものであり、例えば三方弁を含む。温度調節部73は、後述するガス温度検出部641で検出される天然ガスの温度に基づいて、バイパスライン71を通過して熱媒循環ライン62(高温側ライン)に混合される熱媒の流量を調節する。
In the present embodiment, a
また、本実施形態において、熱媒循環ライン62に対するバイパスライン72の接続箇所には、温度調節部74が設けられている。温度調節部74は、バイパスライン72を通過して熱媒循環ライン62に混合される熱媒の流量を調整するものであり、例えば三方弁を含む。本実施形態において、温度調節部74は、熱媒温度検出部622で検出される熱媒温度が所定の範囲に収まるようにバイパスライン72を通過して熱媒循環ライン62(高温側ライン)に混合される熱媒の流量を調節する。熱媒温度検出部622は、熱媒循環ライン62においてバイパスライン72(追加のバイパスライン)との接続箇所およびバイパスライン71との接続箇所の間に設けられている。本実施形態において、熱媒循環ライン62におけるバイパスライン72との接続箇所およびバイパスライン71との接続箇所の間には、温度維持チャンバ623が設けられている。当該温度維持チャンバ623内には所定量の熱媒が収容されており、熱媒温度検出部622は、温度維持チャンバ623内の熱媒の温度を検出する。
Further, in the present embodiment, a
伝熱管22は、熱媒容器21内に導入されるLNGが流れる流路であり、例えばコイル状に巻かれている。伝熱管22の上流側端は、熱媒容器21の底板211を貫通して燃料供給ライン61につながっている。熱媒容器21の底板211にはまた、ガスライン64が接続されている。伝熱管22の下流側端は、底板211を貫通してガスライン64につながっている。
The
伝熱管22内のLNGは、周囲にある熱媒により加熱されて蒸発気化し、気化した天然ガスが、熱媒容器21の外部に通じるガスライン64に排出される。ガスライン64の下流側端は、バッファタンク3につながっている。伝熱管22において気化した天然ガスは、ガスライン64を介してバッファタンク3に送り込まれる。
The LNG in the
ここで、熱媒として水を用いる場合、熱媒容器21(気化器2)の内部においては、例えば20〜60℃の温度範囲の水が満たされた状態で流れている。伝熱管22内において気化した天然ガスは、例えば15〜50℃、好ましくは20〜45℃の温度範囲まで加温されて、0.70MPaG程度の圧力でガスライン64に排出される。
Here, when water is used as the heat medium, water flows, for example, in a temperature range of 20 to 60 ° C. in the heat medium container 21 (vaporizer 2). The natural gas vaporized in the
本実施形態において、ガスライン64における熱媒容器21(気化器2)寄りの部位には、ガス温度検出部641が設けられている。ガス温度検出部641は、気化器2から排出された天然ガスの温度を検出するものである。
In the present embodiment, a gas
伝熱管23は、熱媒容器21内に導入されるLNGが流れる流路であり、例えばコイル状に巻かれている。伝熱管23は、気化した天然ガスにより燃料貯槽1内部の空間部分の圧力を高める。伝熱管23の上流側端は、熱媒容器21の底板211を貫通して燃料供給ライン66につながっている。燃料供給ライン66は、燃料供給ライン61の途中から分岐している。燃料供給ライン66には、遮断弁661が設けられている。熱媒容器21の底板211にはまた、ガスライン67が接続されている。伝熱管23の下流側端は、底板211を貫通してガスライン67につながっている。ガスライン67には、圧力制御弁671が設けられている。
The
伝熱管23において気化した天然ガスは、ガスライン67を通じて燃料貯槽1に送られる。ガスライン67内ではガス圧力が例えば0.75MPaGまで加圧される。この加圧圧力は、燃料貯槽1からのLNG供給圧力となり、内燃機関である船舶用ガスエンジン5(ディーゼルエンジン)に必要なガス燃料供給圧力源となる。
Natural gas vaporized in the
バッファタンク3は、天然ガスを収容可能な密閉状容器である。バッファタンク3は、ガスライン64で送り込まれた天然ガス燃料について後段の燃焼装置5(船舶用ガスエンジン)の消費ガス量の負荷変動を吸収するために用いられる。例えば燃焼装置が内燃機関の場合、バッファタンク3により天然ガスを貯留する構成は負荷変動を吸収する上で有効である。バッファタンク3にはガスライン65が接続されている。ガスライン65には、圧力制御弁651が設けられている。この圧力制御弁651において、ガスライン65を流れる天然ガスが後段の船舶用ガスエンジン5での消費に適した圧力まで減圧される。
The buffer tank 3 is a sealed container capable of containing natural gas. The buffer tank 3 is used to absorb load fluctuation of the consumption gas amount of the combustion device 5 (gas engine for ships) of the latter stage with respect to the natural gas fuel fed in by the
ガスライン65を経た天然ガスは、船舶用ガスエンジン5に供給される。船舶用ガスエンジン5は、例えばデュアルフューエルエンジン(2元燃料ディーゼルエンジン)であり、重油などの液体燃料で起動された後、液体燃料モードからガス燃料モードに切り替えられると、ガス燃料が供給される。船舶用ガスエンジン5に供給されるガス燃料は、ガバナ51(調速機)を通じて当該船舶用ガスエンジン5の出力に見合う消費量で燃焼させられる。
The natural gas passed through the
船舶用ガスエンジン5は、運転中常時、冷却水ポンプ681もしくはエンジン駆動式ポンプ682(エンジン5により駆動)でエンジン冷却水を循環させながら冷却されている。当該エンジン冷却水は、定常運転状態において、排熱回収および冷却を繰り返しながら55〜90℃の温度範囲で循環している。船舶用ガスエンジン5を出たエンジン冷却水は、冷却水循環ライン68を通って冷却水温度検出部683で温度検出されながら熱回収部4に導入される。
During operation, the marine
熱回収部4は、船舶用ガスエンジン5の排熱を熱媒により回収するためのものである。本実施形態において、熱回収部4は、間接式熱交換器で構成されている。熱回収部4においては、気化器2から排出されて熱媒循環ライン63を流れる熱媒と、冷却水循環ライン68を流れるエンジン冷却水とが熱交換され、船舶用ガスエンジン5の排熱が熱媒に回収されていく。
The heat recovery unit 4 is for recovering the exhaust heat of the
熱回収部4で除熱されたエンジン冷却水は、クーラー684で海水によってさらに冷却され、冷却用温調弁685で調節されながら、冷却水バイパスライン686を流れるエンジン冷却水の一部と混合し、冷却水ポンプ681もしくはエンジン駆動式ポンプ682で再び昇圧されて船舶用ガスエンジン5に送入される。
The engine cooling water removed by the heat recovery unit 4 is further cooled by seawater by the cooler 684 and mixed with part of the engine cooling water flowing through the cooling
次に、液化天然ガス気化システムX1の稼働時において、気化器2および熱回収部4の間で循環する熱媒の温度制御方法について説明する。
Next, a method of controlling the temperature of the heat medium circulating between the
気化器2から排出されて熱媒循環ライン63を流れる熱媒は、気化器2において伝熱管22内のLNGないし気化した天然ガスとの熱交換により、相対的に低温となっている。この熱媒循環ライン63を流れる熱媒は、熱回収部4を通過することにより船舶用ガスエンジン5の排熱を回収して熱媒温度が上昇した後、温度維持チャンバ623内に一旦収容される。温度維持チャンバ623内の熱媒温度が熱媒温度検出部622により検出され、この熱媒温度が一定温度となるように、熱媒循環ライン63を流れる熱媒の一部がバイパスライン72を介して温度調節部74により流量が調整されて熱媒循環ライン62内の熱媒に混合される。このようにして、実質的に一定温度の熱媒(以下、適宜「基本温度熱媒」という)が作られる。本実施形態では、温度維持チャンバ623に収容された熱媒が基本温度熱媒である。基本温度熱媒の温度は、例えば25〜60℃の温度範囲において所定温度に設定される。
The heat medium discharged from the
温度調節部74を用いて一定温度になった基本温度熱媒に対しては、その下流側に位置する温度調節部73により、気化器2から排出されて温度の下がった熱媒(熱媒循環ライン63を流れる熱媒)の一部がバイパスライン71を介して混合される。かかる混合の程度は、混合後の熱媒温度が上記基本温度熱媒の設定温度よりも低下して、ガス温度検出部641における検出温度が目標温度となるように調節される。上記混合後の熱媒温度は、例えば20〜60℃の温度範囲において所定温度に調節される。
With respect to the basic temperature heat medium which has reached a constant temperature using the
本実施形態において、温度調節部74および温度調節部73による低温熱媒の混合は、循環用ポンプ621の上流側で行われる。このことは、循環用ポンプ621の特性を利用して混合後の熱媒量を定量化するうえで有効である。例えば船舶用ガスエンジン5の出力が1,200kwで、天然ガス燃料の供給について約400kg/hの気化能力を有する気化器2の場合には、15m3/h以上の熱媒循環量が適当である。In the present embodiment, the mixing of the low temperature heat medium by the
一方、燃料貯槽1から気化器2(伝熱管22)に流れるLNGの流量は、船舶用ガスエンジン5におけるガス燃料の消費量によって決定される。船舶用ガスエンジン5の負荷変動があると、それに対応してガス燃料消費量も変動する。
On the other hand, the flow rate of the LNG flowing from the fuel storage tank 1 to the carburetor 2 (heat transfer pipe 22) is determined by the consumption of the gas fuel in the
伝熱管22の内部では、例えば圧力が0.7MPaGの場合、約−130℃のLNGが気化して、その後15〜50℃の温度範囲、好ましくは20〜45℃の温度範囲まで昇温される。本実施形態において、気化器2から排出される天然ガスの温度は、気化器2の近傍のガス温度検出部641で検出される。そして、気化器2から排出される天然ガスの検出温度が船舶用ガスエンジン5に供給するのに適した燃料ガスの温度範囲(例えば25±5℃から40±5℃)内の目標温度となるように、熱媒循環ライン62を介して気化器2に供給される熱媒の温度が制御される。
Inside the
次に、図2を参照して、船舶用ガスエンジン5の稼働時間に対するガス燃料消費量の変化特性について説明する。まず、船舶用ガスエンジン5(2元燃料ディーゼルエンジン)が起動して液体燃料モードで運転された後、ガスエンジンの運転に移行すべく液体燃料モードからガス燃料モードになる。そのとき、図2の左端の立ち上がり線のように約30秒間でガス燃料消費量が0から100%に切り替わる。この切り替わりにより、液体燃料モードで既にエンジン冷却水が冷却水循環ライン68を循環し、クーラー684で海水によって冷却されていた状態から、熱回収部4において熱媒が排熱を回収する状態に変化する。この熱回収部4による排熱回収の機能は、ガス燃料消費量が増加するに従って、液化天然ガスの気化熱に相当する熱量が熱媒からより多く奪われ、気化器2から戻ってくる熱媒温度が下がり始めることによって、自動的にエンジン冷却水からより多くの排熱を回収する状態に変化する。
Next, with reference to FIG. 2, the change characteristic of the gas fuel consumption with respect to the operation time of the
また、ガス燃料消費量が増加すると、気化器2から排出される天然ガスの温度をガス温度検出部641により検知して、温度調節部73が、気化器2から出てくる温度が低下した熱媒の混合量を減らす動作をする。それによって、LNGの気化量の増加に追随して、気化器2に向けて循環させられる熱媒の温度が上がり加熱容量が増加する。したがって、熱媒循環ライン62,63では、常に温度調節部74が温度維持チャンバ623内の熱媒温度を検知して作動し、25〜60℃の温度範囲内の所定温度に設定して基本温度熱媒を用意しておかなければならない。
In addition, when the gas fuel consumption increases, the temperature of the natural gas discharged from the
上述のガス燃料消費量(エンジン負荷)が100%まで上昇する動作とは逆にエンジン負荷が下がり、ガスエンジンのガス燃料消費量が減少すると、図2に示したように100%のガス燃料消費量がエンジン負荷の低下に伴い、最低で19%のガス燃料消費量(エンジン負荷では15%に相当)にまで下がるときがある。このとき、液化天然ガス気化システムX1においては、温度調節部74により基本温度熱媒を用意する動作を常にしているので、LNGの気化熱の消費量が減少しても基本温度熱媒の温度は変わることがない。したがって、ガス燃料消費量が減少しても気化器2から排出される天然ガスの温度が基本温度熱媒の温度よりも高くなることはないので、温度調節部73の制御が不調になっても安全である。これはガスエンジン(船舶用ガスエンジン5)がガス燃料モードから液体燃料モードに切り替わり、船舶が停船状態に入った場合でも上記と同様の動作が行われる。以上のように、液化天然ガス気化システムX1が稼働すると、気化器2から排出される天然ガスの温度を常にガスエンジンが必要とする目標温度に維持しようとする動作が実行される。
Contrary to the above-mentioned operation in which the gas fuel consumption (engine load) rises to 100%, when the engine load decreases and the gas fuel consumption of the gas engine decreases, 100% gas fuel consumption as shown in FIG. 2 The amount may drop to a minimum of 19% gas fuel consumption (equivalent to 15% for engine load) as engine load decreases. At this time, in the liquefied natural gas vaporization system X1, the operation of preparing the basic temperature heat medium is always performed by the
気化器2は、熱媒を収容する熱媒容器21の内部にコイル状の伝熱管22を浸したような状態でセットされた構造を有している。熱媒容器21の下部から流入した熱媒は、当該熱媒容器21の内壁に沿って周回しながら上昇し、熱媒容器21の上部から中央を貫通するオーバーフロー管24を通り外部の熱媒循環ライン63に流れ出る。ガス燃料消費量、すなわち気化ガス量がどのように負荷変動しても、気化器2の大きさは定まっているので熱媒容器21内の伝熱管22によって形成される全伝熱面積は一定である。したがって、ガス燃料消費量が小さくなると、伝熱管22からエンジン5に送り出される気化天然ガスの量が減る(すなわち、伝熱管22に残る気化天然ガスの量が増える)ので、伝熱管22における蒸発部(LNGあるいはLNGと気化ガスが混在する領域)の伝熱面積が減少し、ガス加温部(気化天然ガスのみが存在する領域)の伝熱面積が増加する。これに対して、気化器2(熱媒容器21)に収容される熱媒の量はガス燃料消費量に関係なく一定である。したがって、ガス燃料消費量の負荷が小さくなると、気化器2内での冷却による熱媒の温度降下の程度が小さくなり、熱媒と伝熱管22内のLNGとの温度差は大きくなり、伝熱が進んで気化器2から排出される気化天然ガスの温度は上昇する。一方、ガス燃料消費量が大きくなると、蒸発部の伝熱面積が増加してガス加温部の伝熱面積は減少する。それと同時に、熱媒の温度降下程度が大きくなり、熱媒と伝熱管22内のLNGとの温度差が縮まり、伝熱が遅くなって気化器2から排出される天然ガスの温度は低下する。本発明は、ガス燃料消費量が変動する際、一定容量の気化器2におけるこのような特性に着目してなされたものである。
The
次に、図3を参照して、ガス燃料消費量に対する気化器2から排出される天然ガス温度の変化特性について説明する。図3は、1,200kwの出力の船舶用ガスエンジン5に適合できるように、気化器2におけるLNGの気化能力を約400kg/hとし、循環用ポンプ621の揚量を20m3/hとした場合において、ガス燃料消費量に対する気化器2から排出される天然ガスの温度変化を表したものである。図3においては、熱媒温度(基本温度熱媒の温度)が異なる5例を示しており、それぞれの曲線は、温度調節部73で各所定温度に調節した基本温度熱媒を気化器2に送入したときに、ガスエンジンの負荷変動によって変わるガス燃料消費量に対して気化器2から排出される天然ガスの温度がどのように変化をするかを表したものである。図3においては、基本温度熱媒の温度が45℃の場合、40℃の場合、35℃の場合、30℃の場合、25℃の場合をそれぞれ示している。ガスエンジンの負荷は、通常最大の負荷率を100%とすると最小の負荷率は15%であり、それに相当するガス燃料消費量の負荷率は最大を100%とすると最小は19%になる。したがって、最大のガス燃料消費量を約400kg/hとすると最小は約76kg/hとなる。Next, with reference to FIG. 3, the change characteristic of the temperature of the natural gas discharged from the
まず、図3に示されたうちの一例として、45℃の基本温度熱媒を20m3/hの流量にて気化器2に流すと、ガス燃料消費量が最も少ない場合(燃料負荷率19%、エンジン負荷率15%)には、気化器2から排出される天然ガスの温度は熱媒温度とほぼ同じ約45℃である。しかし、ガス燃料消費量が増加し、気化ガス量が増加していくと、最大の燃料負荷率100%のときには気化器2から排出される天然ガスの温度は34℃まで降下する。このとき、気化器2から排出される熱媒の温度については、気化器2内で冷却されて約41℃まで下がっている。First, as an example shown in FIG. 3, when the basic temperature heat medium of 45 ° C. is flowed to the
したがって、ガスエンジンのガス燃料温度の目標値を40℃にしたいときには、温度調節部74で基本温度熱媒の温度を45℃に調節するとともに、ガスエンジン負荷の変化にともなって変わるガス燃料消費量、即ち気化器2から排出される天然ガスの温度を検知しながら、気化器2から排出される天然ガスの温度(ガス温度検出部641での検出温度)が40℃となるように、温度調節部73においてバイパスライン71を流れる熱媒(相対的に低温である熱媒)の混合量を増減すればよい。ガス燃料消費量が最低(燃料負荷率19%)である場合、温度調節部73により混合後の熱媒が約40℃となるように調節され、ガス燃料消費量が最大(燃料負荷率100%)である場合、気化器2に供給される熱媒の温度が約45℃となるように温度調節部73を調節する(具体的には、バイパスライン71を介しての低温側熱媒の混合を停止する)。このとき、ガス燃料消費量が急激に100%まで増大しても、気化器2から排出される天然ガスの温度は34℃を下回ることがなく、また、ガス燃料消費量が急激に減少しても、気化器2から排出される天然ガスの温度は、基本温度熱媒の温度である45℃を上回ることがない。その結果、ガス燃料温度の目標値40℃±5℃は、ほぼ達成できることになる。
Therefore, when it is desired to set the target value of the gas fuel temperature of the gas engine to 40 ° C., the
また、ガスエンジンのガス燃料温度の目標値を27℃としたいときには、温度調節部74で基本温度熱媒の温度を35℃に調節し、温度調節部73による温度の低い熱媒の混合量を増減して、気化器2から排出される天然ガスの温度が27℃になるように調節すればよい。ガス燃料消費量が最低(燃料負荷率19%)である場合、温度調節部73により混合後の熱媒が約27℃となるように調節され、ガス燃料消費量が最大(燃料負荷率100%)である場合、気化器2に供給される熱媒の温度が約35℃となるように温度調節部73が調節される。この結果、ガス燃料消費量が急激に100%まで増大しても、気化器2から排出される天然ガスの温度は20℃を下回ることがなく、また、ガス燃料消費量が急激に減少しても、気化器2から排出される天然ガスの温度は35℃を上回ることがない。したがって、ガス燃料温度の目標値27℃±5℃は、ほぼ達成できることになる。
Further, when the target value of the gas fuel temperature of the gas engine is set to 27 ° C., the
以上から理解されるように、温度調節部74の調節により基本温度熱媒を用意することは有用であり、気化器2から排出される天然ガスの温度を決定させるために有効な働きをする。図3においては5例の基本温度熱媒の温度による曲線しか示していないが、本発明による技術は基本温度熱媒が25℃から60℃の温度範囲であればいずれの温度でも操作が可能であり、ガスエンジンには安定した温度のガス燃料が供給できる。
As understood from the above, it is useful to prepare the basic temperature heat medium by the adjustment of the
以上のように、基本温度熱媒の温度は25℃から60℃の温度範囲のいずれかの温度で設定しておく必要がある。それは気化器2から排出される天然ガス(ガス燃料)の目標温度が決まれば、ガス燃料消費量の変化に応じて気化器2から排出される天然ガスの温度がどのように変化するかを想定して、ガス燃料消費量が最も多い100%負荷率の場合のガス温度と基本温度熱媒の温度との算術平均値がガス燃料温度の目標値となる。図3に示した一例に基づくと、基本温度熱媒の温度が45℃の場合、ガス燃料消費量が最大100%負荷率の場合のガス温度は34℃であり、当該ガス温度(34℃)と基本温度熱媒の温度(45℃)との算術平均値は、約40℃となる。温度調節部73の応答性がよい場合、このようにガス燃料の目標温度を設定して、上述した制御を行うことにより、実際のガス燃料の温度をガス燃料の目標温度±5℃の範囲にほぼ収めることができる。
As described above, it is necessary to set the temperature of the basic temperature heat transfer medium at any temperature in the temperature range of 25 ° C. to 60 ° C. If the target temperature of the natural gas (gas fuel) discharged from the
ここで、エンジン負荷が変動してもエンジン冷却水温度の高低幅が小さく安定している場合には、熱回収部4で回収する熱量変化が小さくなり、基本温度熱媒の温度は25℃から60℃の温度範囲内でほぼ一定となり変化幅も小さくなる。また、気化器2を循環する熱媒量が多い場合には、ガス燃料消費量の変化が大きくても、気化器2における熱媒温度の変化幅が小さくなり、温度調節部73のみでも気化器2から排出される天然ガスの温度を安定して調節することが可能となる。そのような場合には、温度調節部74の動作を停止するか、あるいは温度調節部74を無くす事ができる。
Here, even if the engine load fluctuates, if the height of the engine coolant temperature is small and stable, the change in the amount of heat recovered by the heat recovery unit 4 becomes small, and the temperature of the basic temperature heat medium is 25 ° C. The temperature is almost constant in the temperature range of 60 ° C., and the variation range is also small. Further, when the amount of heat transfer medium circulating through the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。 As mentioned above, although the embodiment of the present invention was described, the scope of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and all the changes within the range described in each claim are the scope of the present invention. Included.
例えば、気化器の構造については、図1に記載された熱媒槽式気化器に限られたものではなく、熱媒を循環させて液化天然ガスを気化させることができる気化器であれば、いかなる構造を採用してもよい。 For example, the structure of the vaporizer is not limited to the heat medium tank type vaporizer described in FIG. 1, but any vaporizer that can circulate the heat medium to vaporize the liquefied natural gas Any structure may be employed.
また、温度調節部73,74の取り付け位置については、熱媒の混合点が循環用ポンプ621の近傍であれば、図4に示すように温度調節部73,74の位置を変更して当該温度調節部73,74により熱媒の流れ方向を変えるように構成してもよい。
In addition, with regard to the mounting position of the
X1 液化天然ガス気化システム
1 燃料貯槽
2 気化器
21 熱媒容器
211 底板
212 容器体
22 伝熱管
23 伝熱管
24 オーバーフロー管
3 バッファタンク
4 熱回収部(熱交換器)
5 船舶用ガスエンジン
51 ガバナ
61 燃料供給ライン
611 遮断弁
612 ガス抜き出しライン
613 遮断弁
62 熱媒循環ライン(高温側ライン)
621 循環用ポンプ
622 熱媒温度検出部
623 温度維持チャンバ
63 熱媒循環ライン(低温側ライン)
64 ガスライン
641 ガス温度検出部
65 ガスライン
651 圧力制御弁
66 燃料供給ライン
661 遮断弁
67 ガスライン
671 圧力制御弁
68 冷却水循環ライン
681 冷却水ポンプ
682 エンジン駆動式ポンプ
683 冷却水温度検出部
684 クーラー
685 冷却用温調弁
686 冷却水バイパスライン
71 バイパスライン(第1バイパスライン)
72 バイパスライン(第2バイパスライン)
73 温度調節部(第1温度調節部)
74 温度調節部(第2温度調節部)X1 liquefied natural gas vaporization system 1
5 Gas engine for
621 Pump for
64
72 bypass line (second bypass line)
73 Temperature control unit (1st temperature control unit)
74 Temperature control unit (second temperature control unit)
Claims (14)
液化燃料ガスを液体熱媒で加熱して気化させる気化器と、
上記燃焼装置の排熱を上記液体熱媒により回収する熱回収部と、
上記熱回収部と上記気化器の間で上記液体熱媒を循環させるための熱媒循環ラインと、を備え、
上記熱媒循環ラインには、上記気化器から排出され、かつ上記熱回収部を通過していない上記液体熱媒を、上記熱回収部を通過した上記液体熱媒に混合する混合部が設けられている、液化燃料ガス気化システム。A liquefied fuel gas vaporization system for vaporizing liquefied fuel gas and supplying it to a combustion device, comprising:
A vaporizer that vaporizes liquefied fuel gas by heating it with a liquid heat medium;
A heat recovery unit that recovers the exhaust heat of the combustion apparatus with the liquid heat medium;
A heat medium circulation line for circulating the liquid heat medium between the heat recovery unit and the vaporizer;
The heat medium circulation line is provided with a mixing unit for mixing the liquid heat medium discharged from the vaporizer and not passing through the heat recovery unit with the liquid heat medium passed through the heat recovery unit. There is a liquefied fuel gas vaporization system.
上記混合部は、一端が上記低温側ラインに接続され、かつ他端が上記高温側ラインに接続された第1バイパスラインを含む、請求項1に記載の液化燃料ガス気化システム。The heat medium circulation line is a relatively high temperature which has passed through the heat recovery unit, a low temperature side line for sending the liquid heat medium which is relatively low temperature discharged from the vaporizer to the heat recovery unit, and the heat recovery unit. A high temperature side line for sending the above liquid heat medium to the above vaporizer;
The liquefied fuel gas vaporization system according to claim 1, wherein the mixing part includes a first bypass line connected at one end to the low temperature side line and at the other end to the high temperature side line.
上記ガス温度検出部で検出される燃料ガスの温度が目標温度からの所定範囲内に収まるように、上記第1バイパスラインを通過して上記高温側ラインに供給される上記液体熱媒の流量を調節する第1温度調節部と、を更に備える、請求項2に記載の液化燃料ガス気化システム。A gas temperature detection unit that detects the temperature of the fuel gas discharged from the vaporizer;
The flow rate of the liquid heat medium supplied to the high temperature side line through the first bypass line is set so that the temperature of the fuel gas detected by the gas temperature detection unit falls within a predetermined range from the target temperature. The liquefied fuel gas vaporization system according to claim 2, further comprising: a first temperature control unit to control.
上記高温側ラインにおいて上記第1バイパスラインと上記第2バイパスラインとの間に設けられて、上記液体熱媒の温度を検出する熱媒温度検出部と、
上記熱媒温度検出部で検出される上記液体熱媒の温度が所定範囲内の略一定温度に維持されるように、上記第2バイパスラインを通過して上記高温側ラインに混合される上記液体熱媒の流量を調節する第2温度調節部と、を更に備える、請求項3に記載の液化燃料ガス気化システム。The mixing unit is connected such that one end is closer to the heat recovery unit than the connection portion of the first bypass line in the low temperature side line, and the other end is more connected than the connection portion of the first bypass line in the high temperature side line. Including a second bypass line connected closer to the heat recovery unit;
A heat medium temperature detection unit provided between the first bypass line and the second bypass line in the high temperature side line for detecting the temperature of the liquid heat medium;
The liquid mixed in the high temperature side line passing through the second bypass line such that the temperature of the liquid heat medium detected by the heat medium temperature detection unit is maintained at a substantially constant temperature within a predetermined range The liquefied fuel gas vaporization system according to claim 3, further comprising: a second temperature control unit that controls a flow rate of the heat medium.
上記熱媒温度検出部は、上記温度維持チャンバに設けられている、請求項4に記載の液化燃料ガス気化システム。And a temperature maintaining chamber provided between the first bypass line and the second bypass line in the high temperature side line,
The liquefied fuel gas vaporization system according to claim 4, wherein the heat medium temperature detection unit is provided in the temperature maintenance chamber.
液化燃料ガスを液体熱媒で加熱して気化させる気化器と、上記燃焼装置の排熱を回収する熱回収部と、の間で上記液体熱媒を循環させ、
上記気化器から排出され、かつ上記熱回収部を通過していない上記液体熱媒を、上記熱回収部を通過した上記液体熱媒に混合して、混合後の上記液体熱媒の温度が所定範囲内となるように制御する、液化燃料ガス気化システムの液体熱媒温度制御方法。In a liquefied fuel gas vaporization system for vaporizing liquefied fuel gas and supplying it to a combustion device,
The liquid heat medium is circulated between a vaporizer that heats and vaporizes liquefied fuel gas with a liquid heat medium, and a heat recovery unit that recovers the exhaust heat of the combustion apparatus,
The liquid heat medium discharged from the vaporizer and not passing through the heat recovery unit is mixed with the liquid heat medium passed through the heat recovery unit, and the temperature of the liquid heat medium after mixing is predetermined The liquid heat medium temperature control method of a liquefied fuel gas vaporization system controlled so that it may become in a range.
一端が上記低温側ラインに接続され、かつ他端が上記高温側ラインに接続された第1バイパスラインと、
上記気化器から排出される燃料ガスの温度を検出するガス温度検出部と、
上記第1バイパスラインを通過して上記高温側ラインに供給される上記液体熱媒の流量を調節する第1温度調節部と、
一端が上記低温側ラインにおいて上記第1バイパスラインの接続箇所よりも上記熱回収部寄りに接続され、かつ他端が上記高温側ラインにおいて上記第1バイパスラインの接続箇所よりも上記熱回収部寄りに接続された、第2バイパスラインと、
上記高温側ラインにおいて上記第1バイパスラインと上記第2バイパスラインとの間に設けられて、上記液体熱媒の温度を検出する熱媒温度検出部と、
上記第2バイパスラインを通過して上記高温側ラインに混合される上記液体熱媒の流量を調節する第2温度調節部と、を更に含んでおり、
上記第1温度調節部は、上記ガス温度検出部で検出される燃料ガスの温度が目標温度からの所定範囲内に収まるように、上記第1バイパスラインを通過して上記高温側ラインに供給される上記液体熱媒の流量を調節し、
上記第2温度調節部は、上記熱媒温度検出部で検出される上記液体熱媒の温度が所定範囲内の略一定温度に維持されるように、上記第2バイパスラインを通過して上記高温側ラインに混合される上記液体熱媒の流量を調節する、請求項11に記載の液体熱媒温度制御方法。The liquefied fuel gas vaporization system relatively passes the low temperature side line for sending the liquid heat medium, which is relatively low temperature, discharged from the vaporizer to the heat recovery unit, and the heat recovery unit. A heat medium circulation line including a high temperature side line for sending the liquid heat medium which is at a high temperature to the vaporizer;
A first bypass line having one end connected to the low temperature side line and the other end connected to the high temperature side line;
A gas temperature detection unit that detects the temperature of the fuel gas discharged from the vaporizer;
A first temperature control unit for controlling a flow rate of the liquid heat medium supplied to the high temperature side line through the first bypass line;
One end is connected closer to the heat recovery portion than the connection portion of the first bypass line in the low temperature side line, and the other end is closer to the heat recovery portion than the connection portion of the first bypass line in the high temperature side line Connected to the second bypass line,
A heat medium temperature detection unit provided between the first bypass line and the second bypass line in the high temperature side line for detecting the temperature of the liquid heat medium;
And a second temperature control unit for controlling the flow rate of the liquid heat medium to be mixed with the high temperature side line by passing through the second bypass line.
The first temperature control unit is supplied to the high temperature side line through the first bypass line such that the temperature of the fuel gas detected by the gas temperature detection unit falls within a predetermined range from the target temperature. Control the flow rate of the liquid heat medium
The second temperature control unit passes the second bypass line so as to maintain the temperature of the liquid heat medium detected by the heat medium temperature detection unit at a substantially constant temperature within a predetermined range. The liquid heat medium temperature control method according to claim 11, wherein the flow rate of the liquid heat medium mixed in the side line is adjusted.
上記熱媒温度検出部は、上記温度維持チャンバに設けられて、当該温度維持チャンバにある上記液体熱媒の温度が所定範囲内の略一定温度に維持されるように、上記第2バイパスラインを通過して上記高温側ラインに混合される上記液体熱媒の流量を調節する、請求項12に記載の液体熱媒温度制御方法。The liquefied fuel gas vaporization system further includes a temperature maintenance chamber provided between the first bypass line and the second bypass line in the high temperature side line,
The heat medium temperature detection unit is provided in the temperature maintenance chamber, and the second bypass line is provided so that the temperature of the liquid heat medium in the temperature maintenance chamber is maintained at a substantially constant temperature within a predetermined range. The liquid heat medium temperature control method according to claim 12, wherein the flow rate of the liquid heat medium that is passed through and mixed with the high temperature side line is adjusted.
上記第2温度調節部は、上記熱媒温度検出部で検出される上記液体熱媒の温度が25〜60℃の範囲内の略一定温度に維持されるように、上記第2バイパスラインを通過して上記高温側ラインに混合される上記液体熱媒の流量を調節する、請求項12又は13に記載の液体熱媒温度制御方法。The first temperature control unit is configured to supply the liquid heat medium supplied to the high temperature side line through the first bypass line so as to be within 15 to 50 ° C., which is ± 5 ° C. from the target temperature of the fuel gas. Adjust the flow rate of
The second temperature control unit passes through the second bypass line such that the temperature of the liquid heat medium detected by the heat medium temperature detection unit is maintained at a substantially constant temperature within a range of 25 to 60 ° C. The liquid heat medium temperature control method according to claim 12 or 13, wherein the flow rate of the liquid heat medium mixed in the high temperature side line is adjusted.
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11344276A (en) * | 1998-06-01 | 1999-12-14 | Jgc Corp | Cold supplying device of liquefied gas and its operation control method |
JP2004324761A (en) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Kobe Steel Ltd | Method for operating low-temperature liquefied gas vaporizer |
JP2006194337A (en) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Seiko Epson Corp | Nitrogen supply system |
US20100107634A1 (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-06 | Air Products And Chemicals, Inc. | Rankine Cycle For LNG Vaporization/Power Generation Process |
JP2010267707A (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Kobe Steel Ltd | Data center system, and cooling power generation using data center system |
JP2011117486A (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Ihi Corp | Equipment and method of vaporizing liquefied gas |
JP2013507585A (en) * | 2009-10-09 | 2013-03-04 | クライオスター・ソシエテ・パール・アクシオンス・サンプリフィエ | Conversion of liquefied natural gas |
WO2016010478A1 (en) * | 2014-07-16 | 2016-01-21 | Keppel Offshore & Marine Technology Centre Pte Ltd | Apparatus and method for the regasification of liquefied natural gas |
-
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11344276A (en) * | 1998-06-01 | 1999-12-14 | Jgc Corp | Cold supplying device of liquefied gas and its operation control method |
JP2004324761A (en) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Kobe Steel Ltd | Method for operating low-temperature liquefied gas vaporizer |
JP2006194337A (en) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Seiko Epson Corp | Nitrogen supply system |
US20100107634A1 (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-06 | Air Products And Chemicals, Inc. | Rankine Cycle For LNG Vaporization/Power Generation Process |
JP2010267707A (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Kobe Steel Ltd | Data center system, and cooling power generation using data center system |
JP2013507585A (en) * | 2009-10-09 | 2013-03-04 | クライオスター・ソシエテ・パール・アクシオンス・サンプリフィエ | Conversion of liquefied natural gas |
JP2011117486A (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Ihi Corp | Equipment and method of vaporizing liquefied gas |
WO2016010478A1 (en) * | 2014-07-16 | 2016-01-21 | Keppel Offshore & Marine Technology Centre Pte Ltd | Apparatus and method for the regasification of liquefied natural gas |
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