KR102228570B1 - 양상 부체식 시설 - Google Patents

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KR102228570B1
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신지 에가시라
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

양상 부체식 시설(10)은, 선체(12)와 중간 매체식 기화기(16)를 구비한다. 중간 매체식 기화기(16)는, 해수를 인입하는 펌프(34)와, 펌프(34)에 의해 인입된 해수에 의해 중간 매체를 증발시키는 중간 매체 증발기(E1)와, 중간 매체 증발기(E1)에서 증발된 중간 매체에 의해 LNG를 기화시키는 LNG 증발기(E2)와, 중간 매체 증발기(E1)에서 증발된 중간 매체를 LNG 증발기(E2)로 유도하는 가스 배관(21)과, LNG 증발기(E2)에서 응축된 중간 매체를 중간 매체 증발기(E1)로 유도하는 액 배관(22)을 갖는다. LNG 증발기(E2)는 선체(12)의 갑판(12a)에 배치되고, 중간 매체 증발기(E1)는 갑판(12a)보다도 아래에 배치되며, 중간 매체는, 중간 매체 증발기(E1)와 LNG 증발기(E2) 사이를 자연 순환한다.

Description

양상 부체식 시설
본 발명은, 양상 부체식 시설, 특히 중간 매체식 기화기를 구비한 양상 부체식 시설에 관한 것이다.
종래, 액화 천연 가스(LNG) 등의 저온의 액화 가스를 기화하는 기화 장치가 알려져 있고, 이러한 종류의 기화 장치로서, 예를 들어 중간 매체를 사용한 중간 매체식 기화기가 있다(예를 들어, 하기 특허문헌 1 및 2 참조). 도 16에 도시한 바와 같이, 예를 들어 하기 특허문헌 2에 개시된 중간 매체식 기화기(80)는, 셸(83) 내에 체류된 중간 매체를, 전열관(84) 내에 흐르는 해수에 의해 증발시키는 중간 매체 증발기(81)와, 중간 매체 증발기(81)에서 증발된 가스상의 중간 매체에 의해 LNG를 기화시키는 LNG 기화기(82)를 구비하고 있다. LNG 기화기(82)에 있어서 가스상의 중간 매체는 응축되어 중간 매체 증발기(81)로 되돌려진다. 이와 같이, 중간 매체식 기화기(80)는, 열원 매체로서의 해수의 열이, 중간 매체를 통해 LNG에 전달되도록 구성되어 있다. 이와 같은 중간 매체식 기화기(80)는, 선상에 설치되어, FSRU(Floating storage regasification unit) 등의 양상 부체식 시설의 구성 요소가 되는 경우도 있다.
양상 부체식 시설은, 중간 매체식 기화기(80)가 선체의 갑판 상에 설치되는 구성으로 되기 때문에, 중간 매체를 증발시키기 위한 열원 매체로서 해수가 사용되는 경우, 해수를 갑판 상에 설치된 중간 매체 증발기(81)까지 퍼 올릴 필요가 있다. 그러나, 선체의 갑판은 해면으로부터 높은 곳(예를 들어 10m 이상)에 위치하기 때문에, 해수를 퍼 올리기 위한 펌프 동력이 큰 것으로 된다. 따라서, 중간 매체식 기화기가 사용되는 양상 부체식 시설에 있어서는, 해수를 열원 매체로 하는 경우에, 러닝 코스트가 높아진다는 문제가 있다.
일본 특허 공개 제2000-227200호 공보 일본 특허 공개 제2014-219047호 공보
본 발명의 목적은, 중간 매체식 기화기가 사용되는 양상 부체식 시설에 있어서, 러닝 코스트의 저감을 도모하는 것이다.
본 발명의 일 국면에 따르는 양상 부체식 시설은, 갑판을 갖는 선체와, 선체에 탑재되는 중간 매체식 기화기를 구비하고, 상기 중간 매체식 기화기는, 해수를 인입하는 펌프와, 상기 펌프에 의해 인입된 해수에 의해 중간 매체를 증발시키는 중간 매체 증발부와, 상기 중간 매체 증발부에서 증발된 가스상의 중간 매체에 의해 액화 가스를 기화시키는 액화 가스 기화부와, 상기 중간 매체 증발부에서 증발된 가스상의 중간 매체를 상기 액화 가스 기화부로 유도하는 가스 배관과, 상기 액화 가스 기화부에서 응축된 중간 매체를 상기 중간 매체 증발부로 유도하는 액 배관을 갖고, 상기 액화 가스 기화부는 상기 선체의 상기 갑판에 배치되고, 상기 중간 매체 증발부는 상기 갑판보다도 아래에 배치되며, 상기 중간 매체는, 상기 중간 매체 증발부와 상기 액화 가스 기화부 사이를 자연 순환한다.
도 1은 실시 형태에 관한 양상 부체식 시설을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 상기 양상 부체식 시설에 마련된 LNG 증발기의 주요부를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 상기 양상 부체식 시설에 마련된 제1 액 배관과 중간 매체 증발기의 셸의 접속 관계를 도시하는 도면이다.
도 4는 상기 양상 부체식 시설의 변형예에 있어서의 제1 액 배관과 중간 매체 증발기의 셸의 접속 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 상기 양상 부체식 시설의 변형예에 있어서의 제1 액 배관과 중간 매체 증발기의 셸의 접속 관계를 도시하는 도면이다.
도 6은 상기 양상 부체식 시설에 마련된 제2 액 배관과 제2 증발기의 셸의 접속 관계를 도시하는 도면이다.
도 7은 상기 양상 부체식 시설의 변형예에 있어서의 제2 액 배관과 제2 증발기의 셸의 접속 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은 상기 양상 부체식 시설의 변형예에 있어서의 제2 액 배관과 제2 증발기의 셸의 접속 관계를 도시하는 도면이다.
도 9는 상기 양상 부체식 시설의 변형예에 있어서의 중간 매체 증발기 및 제2 증발기의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 상기 양상 부체식 시설의 변형예에 있어서의 중간 매체 증발기 및 제2 증발기의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 상기 양상 부체식 시설의 변형예에 있어서의 중간 매체 증발기 및 제2 증발기의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 상기 양상 부체식 시설의 변형예에 있어서의 중간 매체 증발기 및 제2 증발기의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 상기 양상 부체식 시설의 변형예에 있어서의 중간 매체 증발기 및 제2 증발기의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 상기 양상 부체식 시설의 변형예에 있어서의 중간 매체 증발기 및 제2 증발기의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 그 밖의 실시 형태에 관한 양상 부체식 시설을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 16은 종래의 중간 매체식 기화기의 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 양상 부체식 시설(10)은, 양상에 계류되는 FSRU(Floating storage regasification unit)로서 구성되어 있다. 즉, 양상 부체식 시설(10)은, 선체(12)와, 선체(12)에 설치되며, LNG 탱커로부터 LNG(액화 천연 가스)의 공급을 받아 LNG를 체류하는 탱크(14)와, 선체(12)에 설치되며, 탱크(14) 내에 체류된 LNG를 기화시키는 중간 매체식 기화기(16)를 구비하고 있다.
선체(12)는, 수평 방향으로 연장되도록 배치된 갑판(12a)과, 갑판(12a)의 주연부로부터 하방으로 연장되는 측벽부(12b)와, 측벽부(12b)의 하부 모서리에 연결되는 선저(12c)를 구비하고 있다. 갑판(12a), 측벽부(12b) 및 선저(12c)에 의해 둘러싸인 선체(12) 내의 공간 S는, 도시하지 않은 격벽에 의해 복수의 공간으로 구획되어 있어도 된다.
갑판(12a)은, 선체(12)를 구성하는 강도 부재의 하나이며, 선체(12) 내의 공간의 천장부로서의 상부 덮개를 구성한다. 갑판(12a)은, 갑판(12a) 상에 구성되는 도시하지 않은 상부 구조물의 마루청으로서도 기능한다. 상부 구조물에는, 예를 들어 계선용 장치 등이 포함된다. 측벽부(12b)는, 외판(도시 생략)과, 외판의 내면을 따라서 배치되는 강도 부재로서의 프레임(도시 생략)을 구비한다. 또한, 도 1에 있어서는, 측벽부(12b)를 편의적으로 1매의 판재의 단면으로 나타내고 있다. 선저(12c)는, 선체(12)의 하면을 구성하는 부분이며, 외판(도시 생략)과, 외판의 내면을 따라서 배치되는 강도 부재로서의 프레임(도시 생략)과, 프레임의 내측에 고정되는 내저판(도시 생략)을 구비한다. 선저(12c)에는 밸러스트 탱크가 형성되어 있어도 된다. 또한, 도 1에 있어서는, 선저(12c)를 편의적으로 1매의 판재의 단면으로 나타내고 있다.
탱크(14)는, 갑판(12a), 측벽부(12b) 및 선저(12c)에 의해 둘러싸인 공간 S 내로부터 갑판(12a)의 상방에 걸치는 크기를 갖는다. 탱크(14)에는, LNG 탱커에 의해 운반되어 온 LNG가 체류된다. 탱크(14) 내에는, LNG를 퍼내기 위한 탱크 내 펌프(53)가 마련되어 있다. 또한, 도 1에 있어서는, 구형 탱크(14)가 도시되어 있지만, 탱크(14)의 형상은 구형에 한정되지 않고, 예를 들어 사각형이어도 된다.
중간 매체식 기화기(이하, 간단히 기화기라 칭함)(16)는, 중간 매체를 통해, 열원 매체인 해수의 열을 저온 액화 가스인 LNG에 전달하여, LNG를 기화하여 NG(천연 가스)를 얻는 장치이다. 중간 매체로서는, 예를 들어 프로판이나 대체 프레온(R401A, R32) 등을 사용할 수 있다. 대체 프레온은 프로판보다도 연소성이 낮아, 누설된 경우의 위험성이 낮다. 또한, 기화기(16)는, 액화 석유 가스(LPG), 액체 질소(LN2) 등, LNG 이외의 저온 액화 가스를 기화하는 장치로서 구성되어 있어도 된다.
기화기(16)는, 중간 매체 증발부인 중간 매체 증발기 E1과, 액화 가스 기화부인 LNG 증발기 E2와, 제1 가스 배관(21)과, 제1 액 배관(22)과, 제2 중간 매체 증발부인 제2 증발기 E4와, 가스 가온기인 가온기 E3과, 제2 가스 배관(23)과, 제2 액 배관(24)과, 도입 배관(26)과, 접속 배관(27)과, 배출 배관(28)을 구비하고 있다.
중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4는, 선저(12c)의 내저판 상에 설치되고, LNG 증발기 E2 및 가온기 E3은, 갑판(12a) 상에 설치되어 있다. 그리고, 중간 매체 증발기 E1과 LNG 증발기 E2는, 제1 가스 배관(21) 및 제1 액 배관(22)에 의해 결합되어 있다. 그리고, 중간 매체 증발기 E1과 LNG 증발기 E2와 제1 가스 배관(21)과 제1 액 배관(22)에 의해, 중간 매체가 순환하는 순환 회로가 구성되어 있다. 중간 매체 증발기 E1의 설치 위치와 LNG 증발기 E2의 설치 위치의 높이의 차는, 예를 들어 10m 이상으로 되어 있다. LNG 증발기 E2, 가온기 E3이 갑판(12a)보다도 상측에 배치되어 있으므로, 설령 LNG 또는 NG가 이들로부터 누설되는 일이 있다고 해도, LNG 또는 NG가 선체(12) 내의 공간 S 내에 체류되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제2 증발기 E4와 가온기 E3은, 제2 가스 배관(23) 및 제2 액 배관(24)에 의해 결합되어 있다. 그리고, 제2 증발기 E4와 가온기 E3과 제2 가스 배관(23)과 제2 액 배관(24)에 의해, 중간 매체가 순환하는 제2 순환 회로가 구성되어 있다. 제2 증발기 E4의 설치 위치와 가온기 E3의 설치 위치의 높이의 차는, 예를 들어 10m 이상으로 되어 있다.
제2 증발기 E4는 중간 매체 증발기 E1의 측방에 배치되어 있고, 중간 매체 증발기 E1과 제2 증발기 E4 사이에는 중간실(31)이 형성되어 있다. 제2 증발기 E4에 있어서의 중간실(31)과는 반대측에는, 해수가 도입되는 도입실(32)이 형성되어 있다. 도입실(32)에는, 선저(12c) 또는 선저(12c) 근방의 측벽부(12b)를 관통하는 도입관(33)이 접속되어 있고, 이 도입관(33)에는, 해수를 인입하는 펌프(34)가 마련되어 있다. 이 펌프(34)에 의해 도입관(33) 내에 인입된 열원 유체로서의 해수는, 도입관(33) 및 도입실(32)을 통해 제2 증발기 E4에 도입된다.
중간실(31)에는, 제2 증발기 E4를 통과한 해수가 체류된다. 중간실(31) 내의 해수는, 중간 매체 증발기 E1에 도입된다. 중간 매체 증발기 E1에 있어서의 중간실(31)과는 반대측에는, 해수를 배출하는 도출실(35)이 형성되어 있다. 도출실(35)에는, 선저(12c) 또는 선저(12c) 근방의 측벽부(12b)를 관통하는 도출관(36)이 접속되어 있다. 중간 매체 증발기 E1을 통과한 해수는, 도출실(35) 및 도출관(36)을 통해 선외로 배출된다.
중간 매체 증발기 E1은, 셸(41)과, 다수의 전열관(42)을 갖는다. 셸(41) 내에는, 해수의 온도보다도 비점이 낮은 중간 매체(제1 중간 매체, 예를 들어 프로판)가 수용되어 있다. 중간 매체는, 모든 전열관(42)보다도 상측에 액면 L1이 위치할 정도로 체류되어 있다.
셸(41)에 있어서의 천장부에는, 제1 가스 배관(21)의 하단부가 접속되어 있다. 제1 가스 배관(21)의 하단부 즉 중간 매체의 유입구는, 액면 L1보다도 상방에 위치하고 있다. 제1 가스 배관(21)의 하단의 개구는, 액상의 중간 매체의 액면 L1에 접촉하고 있지 않기 때문에, 유입구가 액상의 중간 매체에 의해 폐색되는 것이 방지되어 있다.
셸(41)의 천장부에는, 제1 액 배관(22)이 관통하고 있다. 제1 액 배관(22)의 하단부 즉 액상의 중간 매체의 유출구는, 셸(41) 내에 체류된 중간 매체의 액면 L1보다도 아래에 위치하고 있다. 즉, 제1 액 배관(22)에 있어서의 중간 매체의 유출구는, 셸(41) 내에 체류된 액상의 중간 매체 내에 위치하고 있다. 이에 의해, 가스상의 중간 매체를 제1 액 배관(22) 내에 그 하단부로부터 흡입할 수 없도록, 제1 액 배관(22)을 액봉할 수 있다. 선체(12)가 흔들림으로써, 액면 L1 높이가 변동되는 경우가 있을 수 있지만, 전열관(42)이 노출되지 않을 정도로 액면 L1이 흔들리는 경우라면, 제1 액 배관(22)의 하단부를 액봉할 수 있다.
셸(41)에 있어서의 긴 변 방향의 양단을 구성하는 측벽은, 각각 관판(43, 44)에 의해 구성되어 있고, 전열관(42)은 관판(43, 44) 사이에 걸쳐져 있다. 한쪽 관판(43)은, 중간실(31)과 중간 매체 증발기 E1의 구획벽으로서도 기능하고 있다. 다른 쪽 관판(44)은, 중간 매체 증발기 E1과 도출실(35)의 구획벽으로서도 기능하고 있다. 전열관(42)은, 일방향으로 직선형으로 연장되는 형상을 갖지만, 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 전열관(42) 내는, 중간실(31) 및 도출실(35)과 연통되어 있다.
제2 증발기 E4는, 셸(47)과, 다수의 전열관(48)을 갖는다. 셸(47) 내에는, 해수의 온도보다도 비점이 낮은 제2 중간 매체(예를 들어 프로판)가 수용되어 있다. 중간 매체는, 모든 전열관(48)보다도 상측에 액면 L2가 위치할 정도로 체류되어 있다. 또한, 제2 중간 매체는, 중간 매체 증발기 E1의 셸(41) 내에 체류된 제1 중간 매체와 동일한 종류의 중간 매체여도 되고, 혹은 상이한 종류의 중간 매체여도 된다.
셸(47)에 있어서의 천장부에는, 제2 가스 배관(23)의 하단부가 접속되어 있다. 제2 가스 배관(23)의 하단부 즉 제2 중간 매체의 유입구는, 액면 L2보다도 상방에 위치하고 있다. 제2 가스 배관(23)의 하단의 개구는, 액상의 제2 중간 매체의 액면 L2에 접촉하고 있지 않기 때문에, 유입구가 액상의 중간 매체에 의해 폐색되는 것이 방지되어 있다.
셸(47)의 천장부에는, 제2 액 배관(24)이 관통하고 있다. 제2 액 배관(24)의 하단부는, 셸(47) 내에 체류된 제2 중간 매체의 액면 L2보다도 아래에 위치하고 있다. 이에 의해, 가스상의 제2 중간 매체를 제2 액 배관(24) 내에 그 하단부로부터 흡입할 수 없도록, 제2 액 배관(24)을 액봉할 수 있다.
셸(47)에 있어서의 긴 변 방향의 양단을 구성하는 측벽은, 각각 관판(49, 50)에 의해 구성되어 있고, 전열관(48)은, 관판(49, 50) 사이에 걸쳐져 있다. 전열관(48)은, 일방향으로 직선형으로 연장되는 형상을 갖지만, 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 한쪽 관판(49)은 도입실(32)과 제2 증발기 E4의 구획벽으로서 기능하고, 다른 쪽 관판(50)은 제2 증발기 E4와 중간실(31)의 구획벽으로서 기능하고 있다. 전열관(48) 내는, 도입실(32) 및 중간실(31)과 연통되어 있다.
본 실시 형태에서는, 중간 매체 증발기 E1의 셸(41), 중간실(31)의 외벽 및 제2 증발기 E4의 셸(47)은, 서로 결합되어 직렬로 배치되어 있다. 그러나, 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 중간 매체 증발기 E1, 중간실(31) 및 제2 증발기 E4가 서로 독립된 구성이어도 된다.
제1 가스 배관(21)은, LNG 증발기 E2의 천장부에 접속되고, 제1 액 배관(22)은 LNG 증발기 E2의 저부에 접속되어 있다.
도입 배관(26)의 일단부는, 탱크 내 펌프(53)에 접속되고, 도입 배관(26)의 타단부는, LNG 증발기 E2에 접속되어 있다. 도입 배관(26)에는, 부스터 펌프(54)가 마련되어 있다. 부스터 펌프(54)는, 탱크 내 펌프(53)에 의해 흡입된 LNG를 승압하기 위해 마련되어 있다. 부스터 펌프(54)에 의해 LNG가 승압됨으로써, 파이프라인(56)에 공급하기 위한 소정의 압력으로 NG를 배출 배관(28)으로부터 배출할 수 있다.
접속 배관(27)의 일단부는, LNG 증발기 E2에 접속되고, 타단부가 가온기 E3에 접속되어 있다.
LNG 증발기 E2는, 적층형 열교환기에 의해 구성되어 있다. 예를 들어, 도 2에 개략적으로 도시한 바와 같이, LNG 증발기 E2는, 제1 유로(61)와 제2 유로(62)가 형성된 적층체를 갖고 있다. 적층체는, 한쪽 면에 홈형 제1 유로(61)가 형성된 제1 금속판(63)과, 한쪽 면에 홈형 제2 유로(62)가 형성된 제2 금속판(64)을 교대로 적층한 구성이다. LNG 증발기 E2는, 제1 금속판(63)과 제2 금속판(64)이 일체화되도록 서로 확산 접합된 마이크로 채널 열교환기에 의해 구성되어 있어도 된다. 제1 유로(61)는, 도입 배관(26) 및 접속 배관(27)에 연통되어 있다. 따라서, 제1 유로(61)에는, LNG가 도입된다. 한편, 제2 유로(62)는, 제1 가스 배관(21) 및 제1 액 배관(22)에 연통되어 있다. 따라서, 제2 유로(62)에는, 그 상단으로부터 가스상의 중간 매체가 도입된다. 그리고, 제1 유로(61) 내의 LNG와 제2 유로(62) 내의 중간 매체가 열교환된다. LNG는 가열되어 NG가 되고, 가스상의 중간 매체는 냉각되어 응축된다.
제1 유로(61)는, 예를 들어 수평면 내에서 연장되도록 형성된다. 한편, 제2 유로(62)는, 예를 들어 연직면 내에서 연장되도록 형성되어 있다. 이 때문에, 제2 유로(62) 내에서 응축된 중간 매체는, 용이하게 제2 유로(62)의 하단부로부터 제1 액 배관(22)으로 흘러내린다.
본 실시 형태에 있어서는, LNG 증발기 E2에 있어서, 도입 배관(26)에 연결되는 입구 헤더(66) 및 접속 배관(27)에 연결되는 출구 헤더(67)가 동일한 측에 형성되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 본 실시 형태에서는, 상하에 배치된 제1 유로(61)끼리를 연통시키는 연통 헤더(68)가 마련되어, 2패스 구성으로 되어 있기 때문에, 입구 헤더(66) 및 출구 헤더(67)가 동일한 측에 배치되어 있다. 이 대신에, 연통 헤더(68)가 마련되지 않고, 입구 헤더(66) 및 출구 헤더(67)가 반대측에 배치되는 구성이어도 된다.
제2 가스 배관(23)은, 가온기 E3의 천장부에 접속되고, 제2 액 배관(24)은, 가온기 E3의 저부에 접속되어 있다. 접속 배관(27)의 일단부는, 가온기 E3에 접속되어 있다. 배출 배관(28)의 일단부는, 가온기 E3에 접속되고, 배출 배관(28)의 타단부는, 파이프라인(56)의 접속구에 접속되어 있다. 파이프라인(56)은, 선체(12) 내를 관통하여 선외로 연장되어 있다.
도입 배관(26) 중 탱크(14)의 외측에 배치된 부위, 접속 배관(27) 및 배출 배관(28)은, 모두 갑판(12a)보다도 상측에 배치되어 있지만, 그것들의 일부는, 갑판(12a)보다도 하측에 진입되어 있어도 되고, 혹은 갑판(12a)의 상측에서만 배치되어 있어도 된다. 즉, LNG 및 NG가 흐르는 배관은, 주로 갑판(12a)보다도 상측에서 배치되어 있기 때문에, LNG 및 NG가 흐르는 배관이 길어지는 것을 방지할 수 있다.
가온기 E3은, 적층형 열교환기에 의해 구성되어 있다. 즉, 가온기 E3은, 제1 유로와 제2 유로가 형성된 적층체를 갖고 있다. 적층체는, 도시하지 않지만, LNG 증발기 E2를 구성하는 적층체와 마찬가지로, 한쪽 면에 홈형 제1 유로가 형성된 제1 금속판과, 한쪽 면에 홈형 제2 유로가 형성된 제2 금속판을 교대로 적층한 구성이다. 제1 유로는, 접속 배관(27) 및 배출 배관(28)에 연통되어 있다. 이 때문에, 제1 유로에는, NG가 도입된다. 제2 유로는, 제2 가스 배관(23) 및 제2 액 배관(24)에 연통되어 있다. 이 때문에, 제2 유로에는, 그 상단으로부터 가스상의 제2 중간 매체가 도입된다. 그리고, 제1 유로 내의 NG와 제2 유로 내의 제2 중간 매체가 열교환된다. NG는 가열되고, 가스상의 중간 매체는 냉각되어 응축된다.
제1 유로는, 예를 들어 수평면 내에서 연장되도록 형성되어 있고, 제2 유로는, 예를 들어 연직면 내에서 연장되도록 형성되어 있다. 이 때문에, 제2 유로 내에서 응축된 제2 중간 매체는, 용이하게 제2 유로의 하단부로부터 제2 액 배관(24)으로 흘러내린다. 또한, 가온기 E3은, 제1 금속판과 제2 금속판이 일체화되도록 서로 확산 접합된 마이크로 채널 열교환기에 의해 구성되어 있어도 된다.
여기서, 기화기(16)의 운전 동작에 대하여 설명한다. 중간 매체 증발기 E1에서는, 중간실(31) 내의 해수가 전열관(42) 내에 유입된다. 이에 의해, 셸(41) 내의 중간 매체가 증발된다. 전열관(42)을 통과한 해수는, 도출실(35) 및 도출관(36)을 흘러 선외로 배출된다.
중간 매체 증발기 E1 내에서 증발된 중간 매체는, 제1 가스 배관(21) 내를 상승하여, LNG 증발기 E2의 천장부로부터 LNG 증발기 E2 내에 유입된다. 한편, 탱크 내 펌프(53) 및 부스터 펌프(54)의 작동에 의해, 탱크(14) 내의 LNG는, 도입 배관(26)을 통해 LNG 증발기 E2 내에 유입된다. LNG 증발기 E2에서는, LNG가 도입 배관(26)으로부터 제1 유로(61)에 도입됨과 함께 가스상의 중간 매체가 제1 가스 배관(21)으로부터 제2 유로(62)에 도입된다. 제1 유로(61)를 흐르는 LNG와 제2 유로(62)를 흐르는 중간 매체가 열교환되고, 이에 의해, LNG는 증발되고, 중간 매체는 응축된다. LNG 증발기 E2 내에서 응축된 액상의 중간 매체는, LNG 증발기 E2의 저부로부터 제1 액 배관(22) 내를 흘러내려, 중간 매체 증발기 E1의 셸(41) 내로 되돌아간다. 한편, 제1 유로(61) 내의 NG는, 접속 배관(27)을 흐른다.
LNG 증발기 E2와 중간 매체 증발기 E1는 충분한 거리를 두고 배치되어 있기 때문에, 제1 액 배관(22)이 액상의 중간 매체로 완전히 채워져 버리는 일은 없다. 따라서, 액상의 중간 매체가 LNG 증발기 E2로부터 확실하게 흘러내린다. 그리고, 제1 액 배관(22) 내에 체류된 액상의 중간 매체의 양에 따른 헤드압이 셸(41) 내의 중간 매체에 가해진다. 이 압력과, LNG 증발기 E2에 있어서의 중간 매체의 응축에 수반되는 흡인력은, 중간 매체의 자연 순환의 구동력으로서 작용한다. 이 때문에, LNG 증발기 E2 및 중간 매체 증발기 E1 간에서의 중간 매체의 자연 순환을 확실하게 일으킬 수 있다.
제2 증발기 E4에서는, 펌프(34)의 작동에 의해 해수가 도입관(33) 및 도입실(32)을 통해 전열관(48) 내에 도입된다. 이에 의해, 셸(47) 내의 제2 중간 매체가 증발되어, 제2 가스 배관(23) 내를 상승한다. 전열관(48) 내의 해수는 중간실(31) 내에 도입된다.
제2 가스 배관(23) 내를 상승한 제2 중간 매체는, 가온기 E3의 천장부로부터 가온기 E3 내에 유입된다. 한편, 가온기 E3에는, 접속 배관(27)으로부터 NG도 유입된다. 가온기 E3에서는, NG가 접속 배관(27)으로부터 제1 유로에 도입됨과 함께 가스상의 제2 중간 매체가 제2 가스 배관(23)으로부터 제2 유로에 도입된다. 제1 유로를 흐르는 NG와 제2 유로를 흐르는 제2 중간 매체가 열교환되고, 이에 의해, NG는 가온되고, 제2 중간 매체는 응축된다. 가온기 E3 내에서 응축된 액상의 제2 중간 매체는, 가온기 E3의 저부로부터 제2 액 배관(24) 내를 흘러내려, 제2 증발기 E4의 셸(47) 내로 되돌아간다. 한편, 제1 유로 내에서 가열된 NG는, 배출 배관(28)을 통해 파이프라인(56)으로 보내진다.
가온기 E3과 제2 증발기 E4는 충분한 거리를 두고 배치되어 있기 때문에, 제2 액 배관(24)이 액상의 제2 중간 매체로 완전히 채워져 버리는 일은 없다. 따라서, 액상의 제2 중간 매체가 가온기 E3으로부터 확실하게 흘러내린다. 그리고, 제2 액 배관(24) 내에 체류된 액상의 제2 중간 매체의 양에 따른 헤드압이 셸(47) 내의 제2 중간 매체에 가해진다. 이 압력과, 가온기 E3에 있어서의 제2 중간 매체의 응축에 수반되는 흡인력은, 제2 중간 매체의 자연 순환의 구동력으로서 작용한다. 이 때문에, 가온기 E3 및 제2 증발기 E4 사이에서의 제2 중간 매체의 자연 순환을 확실하게 발생시킬 수 있다.
상기 양상 부체식 시설(10)에 있어서, 갑판(12a)은 해면보다도 높은 곳에 위치한다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 중간 매체 증발기 E1이 갑판(12a)보다도 아래에 배치되어 있으므로, 중간 매체 증발기 E1까지 해수를 보내기 위한 펌프 동력은, 중간 매체 증발기 E1이 갑판(12a) 상에 배치되어 있는 경우에 비해 저감된다. 한편, 갑판(12a) 상의 LNG 증발기 E2와 갑판(12a) 아래에 위치하는 중간 매체 증발기 E1을 제1 가스 배관(21) 및 제1 액 배관(22)으로 접속하기 때문에, 배관이 길어질지도 모른다. 그러나, 양상 부체식 시설(10)에서는, 펌프 동력에 드는 러닝 코스트를 저감할 수 있기 때문에, 배관 길이가 길어진 만큼의 비용을 상쇄할 수 있다. 게다가, LNG 증발기 E2가 갑판(12a) 상에 배치되어 있기 때문에, 저온의 액화 가스가 흐르는 배관을 갑판(12a) 상으로부터 갑판(12a) 아래까지 늘릴 필요가 없다.
또한, LNG 증발기 E2와 중간 매체 증발기 E1 사이의 거리를 길게 할 수 있기 때문에, 액상의 중간 매체가 제1 액 배관(22)의 전체에 걸쳐 체류되어 버린다는 사태를 피할 수 있고, 또한, 응축된 중간 매체의 헤드를 확보할 수 있다. 따라서, 중간 매체의 자연 순환을 확실하게 일으킬 수 있다.
또한, 중간 매체 증발기 E1이 선체(12)의 선저(12c)에 배치되어 있고, 선저(12c)는 해면보다도 아래에 위치한다. 이 때문에, 중간 매체 증발기 E1까지 해수를 보내기 위한 펌프 동력을 보다 저감할 수 있다. 또한, LNG 증발기 E2와 중간 매체 증발기 E1 사이의 거리를 보다 길게 할 수 있기 때문에, 응축된 중간 매체의 헤드를 보다 확보하기 쉽게 할 수 있어, 중간 매체의 순환 구동력을 얻기 쉬워진다.
또한, 중간 매체 증발기 E1이 선저(12c)에 배치되어 있으므로, 선체(12)가 흔들리는 경우라도, 중간 매체 증발기 E1 자체의 흔들림 폭을 억제할 수 있다. 따라서, 중간 매체 증발기 E1이 갑판(12a) 상에 배치되는 경우와 비교하여, 중간 매체 증발기 E1에 체류된 액상의 중간 매체의 액면 변동을 억제할 수 있다. 또한, 중간 매체 증발기 E1이 선저(12c)에 배치되어 있으므로, 선체(12)의 안정에 기여할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 해수가 열원으로서 이용되는 제2 증발기 E4가 갑판(12a)보다도 아래에 배치되어 있으므로, 제2 증발기 E4까지 해수를 보내기 위한 펌프 동력은, 제2 증발기 E4가 갑판(12a) 상에 배치되어 있는 경우에 비해 저감될 수 있다. 한편, 가온기 E3과 제2 증발기 E4를 제2 가스 배관(23) 및 제2 액 배관(24)으로 접속하기 때문에, 배관이 길어질지도 모른다. 그러나, 양상 부체식 시설(10)에서는, 펌프 동력에 드는 러닝 코스트를 저감할 수 있기 때문에, 배관 길이가 길어진 만큼의 비용을 상쇄할 수 있다. 게다가, LNG 증발기 E2와 가온기 E3이 모두 갑판(12a) 상에 배치되어 있기 때문에, LNG 증발기 E2 및 가온기 E3에 액화 가스 또는 가스를 흘리기 위한 배관을 갑판(12a) 상에서 배선하면 된다. 따라서, 배관 구성이 복잡화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 가온기 E3과 제2 증발기 E4 사이의 거리를 길게 할 수 있기 때문에, 응축된 중간 매체의 헤드를 확보하기 쉽게 할 수 있게 되어, 중간 매체의 순환 구동력을 얻기 쉬워진다. 이 결과, 액상의 중간 매체가 액 배관의 전체에 걸쳐 체류되어 버린다는 사태를 피할 수 있다. 따라서, 제2 중간 매체의 자연 순환을 일으키기 쉽게 할 수 있다.
또한, 제2 증발기 E4가 선저(12c)에 배치되어 있으므로, 선체(12)가 흔들리는 경우라도, 제2 증발기 E4 자체의 흔들림 폭을 억제할 수 있다. 따라서, 제2 증발기 E4가 갑판(12a) 상에 배치되는 경우와 비교하여, 제2 증발기 E4에 체류된 액상의 제2 중간 매체의 액면 변동을 억제할 수 있다. 또한, 제2 증발기 E4가 선저(12)에 배치되어 있으므로, 선체(12)의 안정에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경, 개량 등이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 양상 부체식 시설(10)이 선체(12) 상에 설치된 탱크(14)를 갖는 구성으로 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 탱크(14)가 생략되고, 중간 매체식 기화기(16)가 LNG 탱커로부터 직접 공급을 받은 LNG를 기화시키는 구성이어도 된다.
LNG 증발기 E2는, 셸·앤드·튜브식의 열교환기에 의해 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 제1 가스 배관(21)을 통해 도입된 가스상의 중간 매체가 셸 내에 들어가고, 도입 배관(26)을 통해 도입된 고압의 LNG가 전열관 내에 유입되는 구성으로 된다. 그리고, 전열관 내의 LNG와 열교환하여 셸 내에서 응축된 중간 매체가, 제1 액 배관(22)을 흘러내리는 구성으로 된다.
또한, 가온기 E3은, 셸·앤드·튜브식의 열교환기에 의해 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 제2 가스 배관(23)을 통해 도입된 가스상의 제2 중간 매체가 셸 내에 들어가고, 접속 배관(27)을 통해 도입된 고압의 NG가 전열관 내에 유입되는 구성으로 된다. 그리고, 전열관 내의 NG와 열교환하여 셸 내에서 응축된 제2 중간 매체가, 제2 액 배관(24)을 흘러내리는 구성으로 된다.
또한, LNG 증발기 E2 또는 가온기 E3은, 예를 들어 파형으로 형성된 다수의 금속판이 적층됨과 함께, 인접하는 금속판간의 공간이 제1 유로(61) 및 제2 유로(62)로서 형성되는 플레이트 핀 열교환기에 의해 구성되어 있어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 도 3에도 도시한 바와 같이, 제1 액 배관(22)의 하단부(중간 매체의 유출구)는, 중간 매체 증발기 E1의 전열관(42)보다도 위에 위치하고 있지만, 중간 매체의 유출구는, 중간 매체 증발기 E1의 셸(41) 내에 체류된 액상의 중간 매체 내에 위치하고 있다. 즉, 제1 액 배관(22)에 있어서의 중간 매체의 유출구는, 다수의 전열관(42)을 포함하는 전열관군 중, 가장 위에 위치하는 전열관(42)보다도 더 위에 위치하고 있다. 이 때문에, 제1 액 배관(22) 내를 유하하여 하단부로부터 유출되는 저온의 중간 매체는, 셸(41) 내에 체류된 액상의 중간 매체에 접촉하기 때문에, 전열관(42)에 직접 부딪치는 일은 없다. 따라서, 제1 액 배관(22) 내를 유하하는 중간 매체가 매우 저온이라고 해도, 전열관(42)이 급격하게 냉각되는 것을 피할 수 있다. 또한, 양상 부체 시설 FSRU가 연안에 계류되는 경우에는, 선체(12)가 흔들리는 경우가 있다고 해도, 흔들림은 그다지 크지 않을 것으로 상정된다. 이 때문에, 제1 액 배관(22)에 있어서의 중간 매체의 유출구가 전열관(42)보다도 위의 위치라고 해도, 제1 액 배관(22)의 하단 개구가, 셸(41) 내의 중간 매체로 액봉된 상태로 유지되기 쉽다.
또한, 제1 액 배관(22)의 하단부의 위치는, 이 위치에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 액 배관(22)에 있어서의 중간 매체의 유출구는, 전열관(42)보다도 아래에 위치하고 있어도 된다. 이 경우, 제1 액 배관(22)의 단부는, 예를 들어 셸(41)의 하단부에 접속되어 있기 때문에, 제1 액 배관(22)은, 상하 방향으로 셸(41)의 측방을 통과하는 부위(22a)와, 이 부위(22a)의 하단으로부터 측방으로 연장되는 부위(22b)와, 이 부위(22b)의 단부로부터 상방으로 연장되어 셸(41)의 하단부에 접속되는 부위(22c)를 갖는다. 이 경우, 셸(41)과 선저(12c)의 내저판 사이에, 제1 액 배관(22)의 부위(22b, 22c)가 통과하는 공간이 형성되도록, 셸(41)은, 도시하지 않은 지지대에 의해 선저(12c)의 내저판에 지지된다. 제1 액 배관(22)에 있어서의 중간 매체의 유출구가 전열관(42)보다도 아래에 위치하는 구성에서는, 다수의 전열관(42) 중 대부분의 전열관(42)이 노출될 정도로 선체(12)가 흔들리는 일이 있다고 해도, 제1 액 배관(22)이 액봉된 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 다수의 전열관(42) 중 대부분의 전열관(42)이 액면으로부터 노출되는 일이 있다고 해도, 제1 액 배관(22)을 통해 유하된 저온의 중간 매체가, 중간 매체 증발기 E1에 체류된 액상의 중간 매체에 접촉하지 않고 전열관(42)에 직접 부딪치는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전열관(42) 내의 해수의 동결을 방지할 수 있다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 액 배관(22)에 있어서의 중간 매체의 유출구는, 가장 위에 위치하는 전열관(42)보다도 아래이며, 또한, 가장 아래에 위치하는 전열관(42)보다도 위에 위치하고 있어도 된다. 즉, 제1 액 배관(22)에 있어서의 중간 매체의 유출구는, 전열관군과 동일한 높이 위치여도 된다. 이 경우, 제1 액 배관(22)은, 셸(41)의 측방을 상하 방향으로 연장되는 부위(22d)와, 이 부위(22d)의 하단으로부터 측방으로 연장되어 셸(41)의 측부에 접속되는 부위(22e)를 갖는다.
이 구성에서는, 액상의 중간 매체의 유출구로부터 제1 액 배관(22) 내에 가스상의 중간 매체가 유입되지 않도록, 제1 액 배관(22)을 액봉할 수 있다. 또한, 선체(12)가 흔들리는 일이 있다고 해도, 중간 매체의 액면 L1 높이의 변동이, 다수의 전열관(42) 중 가장 위에 위치하는 전열관(42)이 노출될 정도이면, 제1 액 배관(22)이 액봉된 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 다수의 전열관(42) 중 가장 위에 위치하는 전열관(42)이 액면으로부터 노출되는 일이 있다고 해도, 제1 액 배관(22)을 통해 유하된 저온의 중간 매체가, 중간 매체 증발기 E1에 체류된 액상의 중간 매체에 접촉하지 않고 전열관(42)에 직접 부딪치는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전열관(42) 내의 해수의 동결을 방지할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 중간 매체 증발기 E1 및 제1 액 배관(22)의 접속 관계를 나타내고 있지만, 이 접속 관계는, 제2 증발기 E4 및 제2 액 배관(24)의 접속 관계에 채용되어 있어도 된다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 제2 액 배관(24)의 하단부(제2 중간 매체의 유출구)는, 제2 증발기 E4의 전열관(48)보다도 위에 위치하고 있어도 된다. 즉, 제2 액 배관(24)은, 셸(47)의 천장부를 관통하고, 제2 액 배관(24)에 있어서의 제2 중간 매체의 유출구는, 다수의 전열관(48)을 포함하는 전열관군 중, 가장 위에 위치하는 전열관(48)보다도 더 위에 위치하고 있어도 된다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 제2 액 배관(24)에 있어서의 제2 중간 매체의 유출구는, 다수의 전열관(48)을 포함하는 전열관군보다도 아래에 위치하고 있어도 된다. 이 경우, 제2 액 배관(24)의 단부는, 예를 들어 셸(47)의 하단부에 접속되어 있기 때문에, 제2 액 배관(24)은, 상하 방향으로 셸(47)의 측방을 통과하는 부위(24a)와, 이 부위(24a)의 하단으로부터 측방으로 연장되는 부위(24b)와, 이 부위(24b)의 단부로부터 상방으로 연장되어 셸(47)의 하단부에 접속되는 부위(24c)를 갖는다. 이 경우, 셸(47)과 선저(12c)의 내저판 사이에 제2 액 배관(24)의 부위(24b, 24c)가 통과하는 공간을 형성하도록, 셸(47)은 도시하지 않은 지지대에 의해 선저(12c)의 내저판에 지지된다.
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 제2 액 배관(24)에 있어서의 제2 중간 매체의 유출구는, 전열관군 중, 가장 위에 위치하는 전열관(48)보다도 아래이며, 또한, 가장 아래에 위치하는 전열관(48)보다도 위에 위치하고 있어도 된다. 즉, 제2 액 배관(24)에 있어서의 제2 중간 매체의 유출구는, 전열관군과 동일한 높이 위치여도 된다. 이 경우, 제2 액 배관(24)은, 셸(47)의 측방을 상하 방향으로 연장되는 부위(24d)와, 이 부위(24d)의 하단으로부터 측방으로 연장되어 셸(47)에 접속되는 부위(24e)를 갖는다.
상기 실시 형태에서는, 중간 매체 증발기 E1이 선저(12c)에 배치되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 중간 매체 증발기 E1은, 갑판(12a)보다도 아래에 위치하고 있으면, 선저(12c)보다도 위에 위치하고 있어도 된다. 예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이, 선체(12) 내의 공간 S에 있어서, 선저(12c)보다도 위에 중간 플로어(12d)가 마련되어 있는 경우에는, 당해 중간 플로어(12d)에 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4가 배치되어 있어도 된다. 중간 플로어(12d)는, 선체(12)의 추진력을 얻기 위한 구동력을 발생하는 엔진(15)보다도 위에 배치되어 있는 경우도 있고, 엔진(15)과 동일한 높이 위치에 배치되어 있어도 된다.
중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4가 중간 플로어(12d) 상에 설치되는 경우라도, 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4는, 선체(12)의 만재 흘수선(13)보다도 아래에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 만재 흘수선(13)이란, 선체(12)가 안전하게 부양된 상태로 있을 수 있는 적재 중량의 상한을 나타내는 표시이다. 만재 흘수선(13)은, 선체(12)의 최대 적재 시의 흘수를 나타낸다. 만재 흘수선(13)에는, 열대 해역에 있어서의 최심 허용 흘수선, 하계의 최심 허용 흘수선, 동계의 최심 허용 흘수선 등이 있다. 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4는 어느 흘수선의 경우라도, 흘수선(13)보다도 아래에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 도 9에는, 선체(12)에 하계의 최심 허용 흘수선(13a)과 동계의 최심 허용 흘수선(13b)이 마련된 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4는, 어느 흘수선(13a, 13b)보다도 아래에 위치하는 것이 바람직하다.
중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4는 선체(12) 내의 공간 S에 있어서, 복수의 탱크(14)가 마련되는 경우에는, 인접하는 탱크(14)끼리의 사이의 간극에 배치해도 된다. 즉, 도 10에 도시한 바와 같이, 탱크(14)는 구형으로 형성되기 때문에, 공간 S에는, 인접하는 탱크(14)끼리의 사이에 있어서, 탱크(14)의 최대 폭의 위치보다도 아래의 위치에 데드 스페이스가 형성되기 쉽다. 이 데드 스페이스를 이용하여 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4를 배치해도 된다. 이 경우, 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4는, 선저(12c)에 지지되어도 되고, 혹은 공간 S 내에 배치되는 선저(12c) 이외의 플로어에 지지되어도 된다.
도 11에 도시한 바와 같이, 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4는, 엔진(15)을 수용하는 엔진 룸(17)에 배치되어 있어도 된다. 엔진 룸(17)은, 선저(12c) 또는 그 근방에 배치된다. 이 때문에, 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4가 엔진 룸(17) 내에 설치되는 경우에는, 만재 흘수선(13)보다도 하방에 위치할 뿐만 아니라, 경하 흘수(선박이 사람·화물·연료·물 등을 싣지 않은 경하 상태에서 물에 떴을 때의 흘수) 시의 해면보다도 아래에 위치하게 된다. 즉, 엔진(15)의 출력축에 마련된 스크루(15a)는, 상시 해중에 있고, 엔진 룸(17) 내에 배치된 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4는, 스크루(15a)와 동등한 높이 위치가 된다. 이 때문에, 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4가 엔진 룸(17) 내에 설치되는 경우에는, 경하 흘수 시의 해면보다 아래에 위치하게 되고, 그것에 의해, 펌프(34)의 동력이 저감될 수 있다.
도 12에 도시한 바와 같이, 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4는, 엔진 룸(17)과는 별개로 선체(12) 내의 공간 S에 마련된 기계실(18)에 배치되어 있어도 된다. 기계실(18)은, 선체(12) 내에서 사용되는 동력, 증기 등을 발생시키기 위한 기계류를 수용하는 방이며, 엔진 룸(17)과는 별개로 마련되는 경우가 있다. 기계실(18)은 엔진 룸(17)의 옆에 배치되는 경우도 있고, 엔진 룸(17)으로부터 이격된 곳에 배치되는 경우도 있다. 어느 경우라도, 기계실(18)은 만재 흘수선(13)보다도 하방에 위치할 뿐만 아니라, 경하 흘수 시의 해면보다도 아래에 위치하는 경우도 있다. 따라서, 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4가 기계실(18) 내에 설치됨으로써, 펌프(34)의 동력이 저감될 수 있다.
도 13 및 도 14에는, 선체(12)에 밸러스트 탱크(19)가 형성된 예를 도시하고 있고, 이 경우, 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4는, 밸러스트 탱크(19)의 상측에 배치되어 있어도 된다. 또한, 복수의 밸러스트 탱크(19)가 설치되어 있는 경우에 있어서는, 일부의 밸러스트 탱크(19)를 밸러스트 탱크로서는 사용하지 않고, 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4의 배치용 방으로서 사용해도 된다. 이들의 경우, 중간 매체 증발기 E1 및 제2 증발기 E4는, 선저(12c) 또는 선저(12c) 근방에 배치되기 때문에, 펌프(34)의 동력이 저감될 수 있다.
도 15에 도시한 바와 같이, 기화기(16)의 가온기 E3, 제2 증발기 E4, 제2 가스 배관(23), 제2 액 배관(24) 및 접속 배관(27)이 생략된 구성이어도 된다. 이 구성에서는, 중간실(31)이 생략되고, 중간 매체 증발기 E1에 있어서의 도출실(35)과는 반대측에 도입실(32)이 형성된다. 셸(41)에 있어서의 긴 변 방향의 한쪽 측벽을 구성하는 관판(43)은, 도입실(32)과 중간 매체 증발기 E1의 구획벽으로서도 기능하고 있다. 다른 쪽 관판(44)은, 중간 매체 증발기 E1과 도출실(35)의 구획벽으로서도 기능하고 있다. 또한, LNG 증발기 E2에는, 제1 가스 배관(21), 제1 액 배관(22), 도입 배관(26) 및 배출 배관(28)이 접속되어 있다. 그리고, LNG 증발기 E2를 구성하는 적층체의 제1 유로(61)는, 도입 배관(26) 및 배출 배관(28)에 연통하고 있다. 제2 유로(62)는, 제1 가스 배관(21) 및 제1 액 배관(22)에 연통되어 있다.
도 15의 구성에서도, LNG 증발기 E2는, 셸·앤드·튜브식의 열교환기에 의해 구성되어 있어도 되고, 혹은 플레이트 핀 열교환기에 의해 구성되어 있어도 된다.
기화기(16)의 가온기 E3, 제2 증발기 E4, 제2 가스 배관(23), 제2 액 배관(24) 및 접속 배관(27)이 생략된 구성의 경우에 있어서, 중간 매체 증발기 E1은, 도 9 내지 도 14에 도시한 바와 같이 배치되어도 된다. 또한, 중간 매체 증발기 E1 및 제1 액 배관(22)의 접속 관계는, 도 3 내지 도 5에 도시한 관계여도 된다.
여기서, 상기 실시 형태에 대하여 개략적으로 설명한다.
(1) 상기 실시 형태에 관한 양상 부체식 시설은, 갑판을 갖는 선체와, 선체에 탑재되는 중간 매체식 기화기를 구비하고, 상기 중간 매체식 기화기는, 해수를 인입하는 펌프와, 상기 펌프에 의해 인입된 해수에 의해 중간 매체를 증발시키는 중간 매체 증발부와, 상기 중간 매체 증발부에서 증발된 가스상의 중간 매체에 의해 액화 가스를 기화시키는 액화 가스 기화부와, 상기 중간 매체 증발부에서 증발된 가스상의 중간 매체를 상기 액화 가스 기화부로 유도하는 가스 배관과, 상기 액화 가스 기화부에서 응축된 중간 매체를 상기 중간 매체 증발부로 유도하는 액 배관을 갖는다. 상기 액화 가스 기화부는 상기 선체의 상기 갑판에 배치되고, 상기 중간 매체 증발부는 상기 갑판보다도 아래에 배치되며, 상기 중간 매체는, 상기 중간 매체 증발부와 상기 액화 가스 기화부 사이를 자연 순환한다.
상기 양상 부체식 시설에 있어서, 갑판은 해면보다도 매우 높은 곳에 위치한다. 그러나, 해수가 열원으로서 이용되는 중간 매체 증발부가 갑판보다도 아래에 배치되어 있으므로, 중간 매체 증발부까지 해수를 보내기 위한 펌프 동력은, 중간 매체 증발부가 갑판 상에 배치되어 있는 경우에 비해 저감된다. 한편, 갑판상의 액화 가스 기화부와 갑판보다도 아래에 위치하는 중간 매체 증발부를 가스 배관 및 액 배관으로 접속하기 때문에, 배관이 길어질지도 모른다. 그러나, 상기 양상 부체식 시설에서는, 펌프 동력에 드는 러닝 코스트를 저감할 수 있기 때문에, 배관 길이가 길어진 만큼의 비용을 상쇄할 수 있다. 게다가, 액화 가스 기화부가 갑판 상에 배치되어 있기 때문에, 저온의 액화 가스가 흐르는 배관을 갑판 상으로부터 선저까지 늘릴 필요가 없다.
또한, 액화 가스 기화부와 중간 매체 증발부 사이의 거리를 길게 할 수 있기 때문에, 응축된 중간 매체의 헤드를 확보할 수 있게 되어, 중간 매체의 순환 구동력을 얻기 쉬워진다. 이 결과, 액상의 중간 매체가 액 배관의 전체에 걸쳐 체류되어 버린다는 사태를 피할 수 있다. 따라서, 중간 매체의 자연 순환을 일으키기 쉽게 할 수 있다.
(2) 상기 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 만재 흘수선보다도 아래에 위치하고 있어도 된다.
이 양태에서는, 중간 매체 증발부가, 갑판보다도 아래에 위치하는 만재 흘수선보다도 아래에 배치되기 때문에, 중간 매체 증발부까지 해수를 보내기 위한 펌프 동력을 보다 저감할 수 있다. 또한, 액화 가스 기화부와 중간 매체 증발부 사이의 거리를 보다 길게 할 수 있기 때문에, 응축된 중간 매체의 헤드를 보다 확보하기 쉽게 할 수 있어, 중간 매체의 순환 구동력을 얻기 쉬워진다.
(3) 상기 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 경하 흘수 시의 해면보다도 아래에 위치하고 있어도 된다.
이 양태에서는, 중간 매체 증발부가, 만재 흘수선보다도 아래에 위치하는 경흘수 시의 해면보다도 아래에 배치되기 때문에, 중간 매체 증발부까지 해수를 보내기 위한 펌프 동력을 보다 저감할 수 있다. 또한, 액화 가스 기화부와 중간 매체 증발부 사이의 거리를 보다 길게 할 수 있기 때문에, 응축된 중간 매체의 헤드를 보다 확보하기 쉽게 할 수 있어, 중간 매체의 순환 구동력을 얻기 쉬워진다.
(4) 상기 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 선저에 배치되어 있어도 된다. 선저는 해면보다도 아래에 위치한다. 이 때문에, 중간 매체 증발부까지 해수를 보내기 위한 펌프 동력을 보다 저감할 수 있다. 또한, 액화 가스 기화부와 중간 매체 증발부 사이의 거리를 보다 길게 할 수 있기 때문에, 응축된 중간 매체의 헤드를 보다 확보하기 쉽게 할 수 있어, 중간 매체의 순환 구동력을 얻기 쉬워진다.
또한, 중간 매체 증발부가 선저에 배치되어 있으므로, 선체가 흔들리는 경우라도, 중간 매체 증발부 자체의 흔들림 폭을 억제할 수 있다. 따라서, 중간 매체 증발부가 갑판 상에 배치되는 경우와 비교하여, 중간 매체 증발부에 체류된 액상의 중간 매체의 액면 변동을 억제할 수 있다. 또한, 중간 매체 증발부가 선저에 배치되어 있으므로, 선체의 안정에 기여할 수 있다.
(5) 상기 액 배관에 있어서의 상기 중간 매체의 유출구는, 상기 중간 매체 증발부에 체류된 액상의 중간 매체 내에 배치되어 있어도 된다.
이 양태에서는, 액상의 중간 매체의 유출구로부터 액 배관 내에 가스상의 중간 매체가 유입되지 않도록 액 배관을 액봉할 수 있다. 또한, 선체가 흔들려 중간 매체의 액면 높이가 변동되는 일이 있다고 해도, 흔들림이 작으면, 액 배관이 액봉된 상태를 유지할 수 있다.
(6) 상기 중간 매체 증발부는, 상기 해수를 유통시키는 전열관군을 가져도 된다. 이 경우, 상기 액 배관에 있어서의 상기 중간 매체의 유출구는, 상기 전열관군 중 최상 부위보다도 아래의 위치에 배치되어 있어도 된다.
이 양태에서는, 액상의 중간 매체의 유출구로부터 액 배관 내에 가스상의 중간 매체가 유입되지 않도록, 액 배관을 액봉할 수 있다. 또한, 선체가 흔들리는 일이 있다고 해도, 중간 매체의 액면 높이의 변동이, 다수의 전열관을 포함하는 전열관군 중 가장 위에 위치하는 전열관이 노출될 정도이면, 액 배관이 액봉된 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 전열관군 중 가장 위에 위치하는 전열관이 액면으로부터 노출되는 일이 있다고 해도, 액 배관을 통해 유하된 저온의 중간 매체가, 중간 매체 증발부에 체류된 액상의 중간 매체에 접촉하지 않고 전열관에 직접 부딪치는 것을 방지할 수 있다.
(7) 상기 중간 매체 증발부는, 상기 해수를 유통시키는 전열관군을 갖고 있어도 된다. 이 경우, 상기 액 배관에 있어서의 상기 중간 매체의 유출구는, 상기 전열관군보다도 아래의 위치에 배치되어 있어도 된다.
이 양태에서는, 액상의 중간 매체의 유출구로부터 액 배관 내에 가스상의 중간 매체가 유입되지 않도록 액 배관을 액봉할 수 있다. 또한, 전열관군 중 대부분의 전열관이 노출될 정도로 선체가 흔들리는 일이 있다고 해도, 액 배관이 액봉된 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 전열관군 중 대부분의 전열관이 액면으로부터 노출되는 일이 있다고 해도, 액 배관을 통해 유하된 저온의 중간 매체가, 중간 매체 증발부에 체류된 액상의 중간 매체에 접촉하지 않고 전열관에 직접 부딪치는 것을 방지할 수 있다.
(8) 상기 중간 매체식 기화기는, 상기 펌프에 의해 인입된 해수에 의해 제2 중간 매체를 증발시키는 제2 중간 매체 증발부와, 상기 제2 중간 매체 증발부에서 증발된 가스상의 제2 중간 매체에 의해 상기 액화 가스 기화부에서 기화된 가스를 가온하는 가스 가온기와, 상기 제2 중간 매체 증발부에서 증발된 가스상의 제2 중간 매체를 상기 가스 가온기로 유도하는 제2 가스 배관과, 상기 가스 가온기에서 응축된 제2 중간 매체를 상기 제2 중간 매체 증발부로 유도하는 제2 액 배관을 가져도 된다. 이 경우, 상기 가스 가온기는 상기 갑판에 배치되어도 된다. 또한, 상기 제2 중간 매체 증발부는 상기 갑판보다도 아래에 배치되어도 된다. 상기 제2 중간 매체는, 상기 제2 중간 매체 증발부와 상기 가스 가온기 사이를 자연 순환해도 된다.
이 양태에서는, 해수가 열원으로서 이용되는 제2 중간 매체 증발부가 갑판보다도 아래에 배치되어 있으므로, 제2 중간 매체 증발부까지 해수를 보내기 위한 펌프 동력은, 제2 중간 매체 증발부가 갑판 상에 배치되어 있는 경우에 비해 저감될 수 있다. 한편, 가스 가온기와 제2 중간 매체 증발부를 제2 가스 배관 및 제2 액 배관으로 접속하기 때문에, 배관이 길어질지도 모르지만, 상기 양상 부체식 시설에서는, 펌프 동력에 드는 러닝 코스트를 저감할 수 있기 때문에, 배관 길이가 길어진 만큼의 비용을 상쇄할 수 있다. 게다가, 액화 가스 기화부와 가스 가온기가 모두 갑판 상에 배치되어 있기 때문에, 액화 가스 기화부 및 가스 가온기에 액화 가스 또는 가스를 흘리기 위한 배관을 갑판 상에 깔면 된다. 따라서, 배관 구성이 복잡화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 가스 가온기와 제2 중간 매체 증발부 사이의 거리를 길게 할 수 있기 때문에, 응축된 중간 매체의 헤드를 확보하기 쉽게 할 수 있게 되어, 중간 매체의 충분한 순환 구동력을 얻기 쉬워진다. 이 결과, 액상의 중간 매체가 액 배관의 전체에 걸쳐 체류되어 버린다는 사태를 피할 수 있다. 또한, 응축된 제2 중간 매체의 헤드를 확보하기 쉽게 할 수 있다. 따라서, 제2 중간 매체의 자연 순환을 일으키기 쉽게 할 수 있다.
(9) 상기 제2 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 만재 흘수선보다도 아래에 위치하고 있어도 된다.
이 양태에서는, 제2 중간 매체 증발부가, 갑판보다도 아래에 위치하는 만재 흘수선보다도 아래에 배치되기 때문에, 제2 중간 매체 증발부까지 해수를 보내기 위한 펌프 동력을 보다 저감할 수 있다. 또한, 가스 가온기와 제2 중간 매체 증발부 사이의 거리를 보다 길게 할 수 있기 때문에, 응축된 제2 중간 매체의 헤드를 보다 확보하기 쉽게 할 수 있어, 제2 중간 매체의 순환 구동력을 얻기 쉬워진다.
(10) 상기 제2 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 경하 흘수 시의 해면보다도 아래에 위치해도 된다.
이 양태에서는, 제2 중간 매체 증발부가, 만재 흘수선보다도 아래에 위치하는 경흘수 시의 해면보다도 아래에 배치되기 때문에, 제2 중간 매체 증발부까지 해수를 보내기 위한 펌프 동력을 보다 저감할 수 있다. 또한, 가스 가온기와 제2 중간 매체 증발부 사이의 거리를 보다 길게 할 수 있기 때문에, 응축된 제2 중간 매체의 헤드를 보다 확보하기 쉽게 할 수 있어, 제2 중간 매체의 순환 구동력을 얻기 쉬워진다.
(11) 상기 제2 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 선저에 배치되어 있어도 된다. 선저는 해면보다도 아래에 위치한다. 이 때문에, 제2 중간 매체 증발부까지 해수를 보내기 위한 펌프 동력을 보다 저감할 수 있다. 또한, 가스 가온기와 제2 중간 매체 증발부 사이의 거리를 보다 길게 할 수 있기 때문에, 응축된 제2 중간 매체의 헤드를 보다 확보하기 쉽게 할 수 있어, 제2 중간 매체의 순환 구동력을 얻기 쉬워진다.
또한, 제2 중간 매체 증발부가 선저에 배치되어 있으므로, 선체가 흔들리는 경우라도, 제2 중간 매체 증발부 자체의 흔들림 폭을 억제할 수 있다. 따라서, 제2 중간 매체 증발부가 갑판 상에 배치되는 경우와 비교하여, 제2 중간 매체 증발부에 체류된 액상의 제2 중간 매체의 액면 변동을 억제할 수 있다. 또한, 제2 중간 매체 증발부가 선저에 배치되어 있으므로, 선체의 안정에 기여할 수 있다.
(12) 상기 제2 액 배관에 있어서의 상기 제2 중간 매체의 유출구는, 상기 제2 중간 매체 증발부에 체류된 액상의 제2 중간 매체 내에 위치하고 있어도 된다.
이 양태에서는, 액상의 제2 중간 매체의 유출구로부터 제2 액 배관 내에 가스상의 제2 중간 매체가 유입되지 않도록 제2 액 배관을 액봉할 수 있다. 또한, 선체가 흔들려 제2 중간 매체의 액면 높이가 변동되는 일이 있다고 해도, 흔들림이 작으면, 제2 액 배관이 액봉된 상태를 유지할 수 있다.
(13) 상기 제2 중간 매체 증발부는, 상기 해수를 유통시키는 전열관군을 갖고 있어도 된다. 이 경우, 상기 제2 액 배관에 있어서의 상기 제2 중간 매체의 유출구는, 상기 전열관군 중 최상 부위보다도 아래에 위치하고 있어도 된다.
이 양태에서는, 액상의 제2 중간 매체의 유출구로부터 제2 액 배관 내에 가스상의 제2 중간 매체가 유입되지 않도록, 제2 액 배관을 액봉할 수 있다. 또한, 선체가 흔들리는 일이 있다고 해도, 제2 중간 매체의 액면 높이의 변동이, 다수의 전열관을 포함하는 전열관군 중 가장 위에 위치하는 전열관이 노출될 정도이면, 제2 액 배관이 액봉된 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 전열관군 중 가장 위에 위치하는 전열관이 액면으로부터 노출되는 일이 있다고 해도, 제2 액 배관을 통해 유하된 저온의 제2 중간 매체가, 제2 중간 매체 증발부에 체류된 액상의 제2 중간 매체에 접촉하지 않고 전열관에 직접 부딪치는 것을 방지할 수 있다.
(14) 상기 제2 중간 매체 증발부는, 상기 해수를 유통시키는 전열관군을 가져도 된다. 이 경우, 상기 제2 액 배관에 있어서의 상기 제2 중간 매체의 유출구는, 상기 전열관군보다도 아래에 위치하고 있어도 된다.
이 양태에서는, 액상의 제2 중간 매체의 유출구로부터 제2 액 배관 내에 가스상의 제2 중간 매체가 유입되지 않도록, 제2 액 배관을 액봉할 수 있다. 또한, 전열관군 중 대부분의 전열관이 노출될 정도로 선체가 흔들리는 일이 있다고 해도, 제2 액 배관이 액봉된 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 전열관군 중 대부분의 전열관이 액면으로부터 노출되는 일이 있다고 해도, 제2 액 배관을 통해 유하된 저온의 제2 중간 매체가, 제2 중간 매체 증발부에 체류된 액상의 제2 중간 매체에 접촉하지 않고 전열관에 직접 부딪치는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 중간 매체식 기화기가 사용되는 양상 부체식 시설에 있어서, 러닝 코스트를 저감할 수 있다.

Claims (14)

  1. 갑판을 갖는 선체와, 선체에 탑재되는 중간 매체식 기화기를 구비하고,
    상기 중간 매체식 기화기는,
    해수를 인입하는 펌프와,
    상기 펌프에 의해 인입된 해수에 의해 중간 매체를 증발시키는 중간 매체 증발부와,
    상기 중간 매체 증발부에서 증발된 가스상의 중간 매체에 의해 액화 가스를 기화시키는 액화 가스 기화부와,
    상기 중간 매체 증발부에서 증발된 가스상의 중간 매체를 상기 액화 가스 기화부로 유도하는 가스 배관과,
    상기 액화 가스 기화부에서 응축된 중간 매체를 상기 중간 매체 증발부로 유도하는 액 배관을 갖고,
    상기 액화 가스 기화부는 상기 선체의 상기 갑판에 배치되고, 상기 중간 매체 증발부는 상기 갑판보다도 아래에 배치되며, 상기 중간 매체는, 상기 중간 매체 증발부와 상기 액화 가스 기화부 사이를 자연 순환하는 양상 부체식 시설.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 만재 흘수선보다도 아래에 위치하고 있는 양상 부체식 시설.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 경하 흘수 시의 해면보다도 아래에 위치하고 있는 양상 부체식 시설.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 선저에 배치되어 있는 양상 부체식 시설.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액 배관에 있어서의 상기 중간 매체의 유출구는, 상기 중간 매체 증발부에 체류된 액상의 중간 매체 내에 위치하고 있는 양상 부체식 시설.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 중간 매체 증발부는, 상기 해수를 유통시키는 전열관군을 갖고 있고,
    상기 액 배관에 있어서의 상기 중간 매체의 유출구는, 상기 전열관군 중 최상 부위보다도 아래에 위치하고 있는 양상 부체식 시설.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중간 매체 증발부는, 상기 해수를 유통시키는 전열관군을 갖고 있고,
    상기 액 배관에 있어서의 상기 중간 매체의 유출구는, 상기 전열관군보다도 아래에 위치하고 있는 양상 부체식 시설.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 매체식 기화기는,
    상기 펌프에 의해 인입된 해수에 의해 제2 중간 매체를 증발시키는 제2 중간 매체 증발부와,
    상기 제2 중간 매체 증발부에서 증발된 가스상의 제2 중간 매체에 의해 상기 액화 가스 기화부에서 기화된 가스를 가온하는 가스 가온기와,
    상기 제2 중간 매체 증발부에서 증발된 가스상의 제2 중간 매체를 상기 가스 가온기로 유도하는 제2 가스 배관과,
    상기 가스 가온기에서 응축된 제2 중간 매체를 상기 제2 중간 매체 증발부로 유도하는 제2 액 배관을 갖고,
    상기 가스 가온기는 상기 갑판에 배치되고, 상기 제2 중간 매체 증발부는 상기 갑판보다도 아래에 배치되며, 상기 제2 중간 매체는, 상기 제2 중간 매체 증발부와 상기 가스 가온기 사이를 자연 순환하는 양상 부체식 시설.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 만재 흘수선보다도 아래에 위치하고 있는 양상 부체식 시설.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 경하 흘수 시의 해면보다도 아래에 위치하고 있는 양상 부체식 시설.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 중간 매체 증발부는, 상기 선체의 선저에 배치되어 있는 양상 부체식 시설.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제2 액 배관에 있어서의 상기 제2 중간 매체의 유출구는, 상기 제2 중간 매체 증발부에 체류된 액상의 제2 중간 매체 내에 위치하고 있는 양상 부체식 시설.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제2 중간 매체 증발부는, 상기 해수를 유통시키는 전열관군을 갖고 있고,
    상기 제2 액 배관에 있어서의 상기 제2 중간 매체의 유출구는, 상기 전열관군 중 최상 부위보다도 아래에 위치하고 있는 양상 부체식 시설.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제2 중간 매체 증발부는, 상기 해수를 유통시키는 전열관군을 갖고 있고,
    상기 제2 액 배관에 있어서의 상기 제2 중간 매체의 유출구는, 상기 전열관군보다도 아래에 위치하고 있는 양상 부체식 시설.
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