KR20150125600A - 액화 가스용 기화기 - Google Patents

액화 가스용 기화기 Download PDF

Info

Publication number
KR20150125600A
KR20150125600A KR1020150059981A KR20150059981A KR20150125600A KR 20150125600 A KR20150125600 A KR 20150125600A KR 1020150059981 A KR1020150059981 A KR 1020150059981A KR 20150059981 A KR20150059981 A KR 20150059981A KR 20150125600 A KR20150125600 A KR 20150125600A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat transfer
liquefied gas
heating medium
pipe
supply pipe
Prior art date
Application number
KR1020150059981A
Other languages
English (en)
Inventor
카츠지 후쿠타니
케이이치 나카하마
카즈오 하루나
Original Assignee
스미토모 세이카 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미토모 세이카 가부시키가이샤 filed Critical 스미토모 세이카 가부시키가이샤
Publication of KR20150125600A publication Critical patent/KR20150125600A/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C7/00Methods or apparatus for discharging liquefied, solidified, or compressed gases from pressure vessels, not covered by another subclass
    • F17C7/02Discharging liquefied gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/082Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
    • F28F21/083Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys from stainless steel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • F28F9/185Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding with additional preformed parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388Localisation of heat exchange separate
    • F17C2227/0393Localisation of heat exchange separate using a vaporiser
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2210/00Heat exchange conduits
    • F28F2210/02Heat exchange conduits with particular branching, e.g. fractal conduit arrangements

Abstract

본 발명은, 반복 열응력이 부하되어도, 전열관이나 열매체 용기 그 자체, 혹은 전열관과 열매체 용기의 이음매에 해당되는 용접부 등에 파괴 등의 문제를 일으키는 일이 극히 적은 기화기를 제공한다. 액화 가스를 가열해서 기화시키는 액화 가스용 기화기(X1)는, 열매체가 보충 가능하게 수용되는 열매체 용기(31)와, 열매체 용기(31)의 내부를 상하로 관통하는 동시에 상단부 및 하단부가 열매체 용기(31)에 지지되어, 무이음매 직관에 의해 구성된 전열관(32)을 구비하는 기화 유닛(3)을 포함한다. 열매체 용기(31)는, 본체부(311)와, 이 본체부(311)보다도 신축하는 신축부(312)를 포함하고, 전열관(32) 내에 기화 대상 액화 가스를 연속적으로 흘려보내서 기화시키도록 하고 있다.

Description

액화 가스용 기화기{VAPORIZER FOR LIQUEFIED GAS}
본 발명은 질소, 산소, 아르곤, 메탄(천연 가스), 프로판 등 액화된 가스를 기화 증발시켜 가스 상태로 수요자에게 공급하는 기화기에 관한 것이다.
액화 질소, 액화 산소, 액화 아르곤 및 액화 탄산 가스 등으로 대표되는 산업용 가스에 부가해서, LNG(액화 천연 가스), LPG(액화 프로판 가스) 등의 연료 가스를 액상으로 탱크에 축적하고, 기화기 등에 의해 증발 기화시켜서 가스 상태로 해서 공급하는 것은 각 산업분야에서 액화 가스의 저장과 소비를 반복하는 중요한 공업적 수법으로서 이용되고 있다. 액화 질소, 액화 산소나 액화 아르곤은 -180℃ 이하에서, 액화 탄산 가스는 -25℃ 이하에서, LNG는 -160℃ 이하에서, LPG는 -40℃ 이하의 저온에서 저장하고 있다. 기화기의 가열원으로서는, 가스의 물성에 따라서 다양한 것을 사용할 수 있지만, 최근에는 LNG 세틀라이트(satellite) 설비의 기화기에 있어서의 가열원으로서, 공기 이외에 온수가 사용되도록 되어 있다.
공기를 가열원으로 한 공온식 LNG 기화기에 대해서는, 예를 들어, 특허문헌 1에 개시되어 있다. 해당 문헌에 개시된 기화기에 있어서는, 전열관의 내부에 -160℃에 가까운 LNG가 도입됨과 동시에 외부로부터 분위기 공기로 가열되므로, 공기 중의 수분이 전열관의 표면에서 빙결되어, 전열 효율이 현저하게 저하될 가능성이 있다.
이것에 대해서, 온수를 이용한 온수식 LNG 기화기로서는, 예를 들어, 특허문헌 2에 개시되어 있다. 온수식 기화기에 있어서는, 열매체 용기로서의 복수의 금속제 셸(shells)의 각각의 내부에 금속제 전열관이 설치되어 있다. 기화기의 가동 시에는, 셸에 온수를 흘려보내면서 전열관에 -160℃ 가까운 LNG를 흐르게 한다. 이러한 온수식 기화기에 따르면, 가열원인 온수는 온수 보일러 등을 사용함으로써 강제적으로 온도 조절할 수 있으므로, 항시 안정적인 성능을 유지할 수 있고, 또한, 기화기 자체를 컴팩트하게 할 수 있으므로 설치 면적이 작아도 된다. 그렇지만, 기화기를 단속적으로 가동시킬 경우, LNG의 공급도 단속적으로 행해지므로(즉, 가열·냉각이 반복됨), 셸과 전열관이 큰 열팽창차를 수반해서 신축을 반복하게 된다. 그렇게 하면, 전열관의 용접부나, 전열관과 매니폴드 사이의 용접부에 과잉의 응력이 가해져, 기화기를 간헐 운전하면 용접부에 균열이 생기는 문제가 자주 일어나고 있었다.
특허문헌 2에서는, 셸 내부에 설치하는 전열관으로서, 나선 형상으로 감긴 이음매 없는(즉, 무이음매) 강관이 이용되고 있다. 이러한 구성에 따르면, 나선 형상으로 함으로써 전열관의 신축을 흡수하면서 용접부에서의 응력에 의한 균열의 문제를 회피할 수 있다. 그러나, 무이음매 강관을 나선 형상으로 감기 위해서는, 직선 형상의 강관을 강제로 구부릴 필요가 있으므로, 전열관의 각 부에 늘어난 부분이나 줄어든 부분이 존재하여, 굽힘 가공에 의해서 상당히 큰 왜곡이 생기고 있다. 이러한 가공 왜곡이 큰 전열관에 있어서는, 열 피로를 받기 쉬워, 가열·냉각에 의한 신축이 반복되면, 전열관 자체의 파손의 우려가 있다.
JP 2005-156141 A JP 2012-229860 A
본 발명은, 전술한 사정 하에서 안출해낸 것으로, 반복 열응력이 부하되어도, 전열관이나 열매체 용기 그 자체, 혹은 전열관과 열매체 용기의 이음매에 해당되는 용접부 등에 파괴 등의 문제를 일으키는 일이 극히 적은 기화기를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 다음의 기술적 수단을 강구하고 있다.
본 발명에 있어서는, 액화 가스를 가열해서 기화시키는 액화 가스용 기화기로서, 열매체가 보충 가능하게 수용되는 열매체 용기와, 상기 열매체 용기의 내부를 상하로 관통하는 동시에 상단부 및 하단부가 상기 열매체 용기에 지지되어, 무이음매 직관(直管)에 의해 구성된 전열관을 구비하는 기화 유닛을 포함하되, 상기 열매체 용기는, 본체부와, 이 본체부보다도 신축하는 신축부를 포함하고, 상기 전열관 내에 기화 대상 액화 가스를 연속적으로 흘려보내서 기화시키도록 한, 액화 가스용 기화기가 제공된다.
바람직하게는, 상기 열매체 용기는, 그 상단부 및 하단부 각각에 캡부를 구비하고, 상기 캡부는 제1 용접부를 개재해서 상기 전열관의 상단부 또는 하단부에 접합되어 있다.
바람직하게는, 상기 캡부는 볼록 형상 곡면을 지니고, 상기 전열관은 상기 캡부의 볼록 형상 곡면을 관통하고 있으며, 상기 제1 용접부는 상기 전열관 및 상기 캡부의 볼록 형상 곡면을 둔각에 걸쳐서 접합시키고 있다.
바람직하게는, 상기 캡부와 상기 본체부는 개별 부재에 의해서 구성되어 있으며, 상기 캡부와 상기 전열관은 동일한 재질로 이루어지고, 상기 캡부는 제2 접합부를 개재해서 상기 본체부에 접합되어 있다.
바람직하게는, 상기 본체부는 상하로 뻗는 직관 형상이며, 상기 신축부는 상기 본체부의 길이방향의 도중에 삽입된 신축 이음매이다.
바람직하게는, 상기 열매체 용기의 하단부에는, 해당 열매체 용기의 내부에 열매체를 공급하기 위한 열매체 도입 노즐이 설치되어 있고, 평면에서 보아서, 상기 열매체 도입 노즐의 중심선은 상기 열매체 용기의 중심선으로부터 벗어나 있다.
바람직하게는, 액화 가스용 기화기는, 열매체를 공급하기 위한 열매체 공급관과, 액화 가스를 공급하기 위한 액화 가스 공급관을 더 포함하되, 상기 기화 유닛은 상기 열매체 공급관 및 상기 액화 가스 공급관에 대응하는 위치에 복수개 병렬로 배치되어 있고, 상기 열매체 공급관과 상기 각 열매체 용기의 하단부가 열매체용 분기로를 개재해서 연통되어 있으며, 상기 액화 가스 공급관과 상기 각 전열관의 하단부가 액화 가스용 분기로를 개재해서 연통되어 있다.
바람직하게는, 액화 가스용 기화기는, 액화 가스를 공급하기 위한 액화 가스 공급관과, 액화 가스가 상기 전열관 내를 흐름으로써 기화된 가스를 배출하기 위한 기화 가스 배출관을 더 포함하되, 상기 기화 유닛은 상기 액화 가스 공급관 및 상기 기화 가스 배출관에 대응하는 위치에 복수개 병렬로 배치되어 있고, 상기 액화 가스 공급관과 상기 각 전열관의 하단부가 액화 가스용 분기로를 개재해서 연통되어 있으며, 또한 상기 기화 가스 배출관과 상기 각 전열관의 상단부가 기화 가스 배출용 분기로를 개재해서 연통되어 있다.
바람직하게는, 상기 기화 유닛의 수가 N개(N은 2 이상의 정수. 이하 동일)일 때, 상기 열매체용 분기로의 유로 단면적이 상기 열매체 공급관의 유로 단면적의 1/N이하이다.
바람직하게는, 상기 기화 유닛의 수가 N개일 때, 상기 액화 가스용 분기로의 유로 단면적이 상기 액화 가스 공급관의 유로 단면적의 1/N 이하이다.
바람직하게는, 상기 기화 유닛의 수가 N개일 때, 상기 기화 가스 배출용 분기로의 유로 단면적이 상기 기화 가스 배출관의 유로 단면적의 1/N 이하이다.
바람직하게는, 상기 전열관의 하단부와 상단부 중 적어도 한쪽에는, 조임 기구가 설치되어 있다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은, 첨부 도면을 참조해서 이하에 행하는 상세한 설명에 의해, 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 액화 가스용 기화기의 개략 구성을 도시한 정면도;
도 2는 도 1에 도시한 액화 가스용 기화기의 평면도;
도 3은 기화 유닛에 있어서의 용접 개소의 구조를 도시한 확대 세로 단면도;
도 4는 기화 유닛에 있어서의 용접 개소의 구조를 도시한 확대 세로 단면도;
도 5는 도 1의 V-V선을 따른 부분 확대 단면도;
도 6은 열매체 공급관과 열매체 용기의 접속 구조의 다른 예를 도시한 도 5와 마찬가지의 도면;
도 7은 전열관의 하단부에 설치된 조임 기구의 일례를 도시한 확대 세로 단면도;
도 8은 전열관의 상단부에 설치된 조임 기구의 일례를 도시한 확대 세로 단면도다.
도 1 및 도 2는, 본 발명의 실시형태에 따른 액화 가스용 기화기의 개략 구성을 나타내고 있다. 본 실시형태의 액화 가스용 기화기(X1)는, 열매체 공급관(1)과, 액화 가스 공급관(2)과, 각각이 열매체 용기(31) 및 전열관(32)을 구비하는 복수의 기화 유닛(3)과, 열매체 배출관(4)과, 기화 가스 배출관(5)을 포함하고 있다. 각 전열관(32)의 하단부와 상단부에는 조임 기구(6, 7)가 부착되어 있다. 또, 이들 도 1 및 도 2에 있어서, 열매체 공급관(1), 액화 가스 공급관(2), 열매체 용기(31), 전열관(32), 열매체 배출관(4), 기화 가스 배출관(5) 등의 두께는 간략화를 위하여 도시를 생략하고 있다. 또한, 이하에 있어서는, 기화되는 액화 가스가 액화 천연 가스(LNG)인 것으로 해서 설명을 진행시킬 경우도 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
열매체 공급관(1)은, 도시되어 있지 않은 열매체 공급원(온수 공급원)으로부터 뻗는 배관에 접속되어 있고, 수평방향으로 뻗고 있다. 열매체 공급관(1)은, 예를 들어, 압력배관용 탄소 강관(STPG 관)에 의해 구성된다.
액화 가스 공급관(2)은, 예를 들어, 스테인리스 강관(SUSTP관)으로 이루어지고, 예를 들어, LNG 저장탱크로부터 뻗는 배관에 접속되어 있다. 액화 가스 공급관(2)은, 열매체 공급관(1)이 뻗는 방향과 거의 평행한 수평방향으로 뻗고 있다.
복수의 기화 유닛(3)은, 열매체 공급관(1) 및 액화 가스 공급관(2)이 뻗는 방향에 있어서 간격을 두고 병렬로 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 4개의 기화 유닛(3)이 나열된 양태를 나타내지만, 기화 유닛(3)의 수는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 각 기화 유닛(3)은, 상하로 뻗는 열매체 용기(31)와, 이 열매체 용기(31)의 내부를 상하로 관통하는 전열관(32)을 구비한다.
열매체 용기(31)는, 전체로서 직립 원통 형상을 하고 있고, 본 실시형태에서는 본체부(311)와 신축부(312)와 캡부(313)를 구비한다. 본체부(311)는 상하로 뻗는 직관 형상이며, 예를 들어, 압력배관용 탄소 강관(STPG관)으로 이루어진다. 신축부(312)는, 본체부(311)보다도 신축 용이한 부분이며, 예를 들어, 본체부(311)의 길이방향(도 1의 상하 방향)의 도중에 삽입된 신축 이음매에 의해서 구성된다. 신축부(312)로서는, 예를 들어, 금속제의 벨로즈형 신축 이음매를 이용할 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 캡부(313)는, 열매체 용기(31)의 상단부 및 하단부에 각각 설치되어 있고, 본체부(311)의 양 단부를 막고 있다. 캡부(313)는, 본체부(311)와는 재질이 다른 개별 부재에 의해서 구성되어 있고, 예를 들어, 스테인리스 강으로 만든 제품이다. 캡부(313)는 볼록 형상으로 되는 반구면 형상 또는 곡면 형상으로 되어 있다.
전열관(32)은, 상하의 캡부(313)를 관통하고 있고, 열매체 용기(31)의 내부에 있어서 상하로 뻗고 있다. 전열관(32)은, 예를 들어, 이음매를 지니지 않는 직관에 의해 구성되어 있고, 예를 들어, 시판의 정척물(定尺物)의 무이음매 스테인리스 강관이 사용된다. 정척물의 무이음매 스테인리스 강관(전열관(32))은, 예를 들어, 그 길이가 4m 혹은 6m이며, 직경(외경)이 27.2㎜, 34.0㎜ 혹은 42.7㎜이다. 또, 열매체 용기(31)를 구성하는 본체부(311)에 대해서도, 예를 들어, 시판의 정척물 강관(압력배관용 탄소 강관)이 사용된다. 정척물의 압력배관용 탄소 강관(본체부(311))은, 예를 들어, 그 길이가 4m 혹은 6m이며, 직경(외경)이 89.1㎜, 114.3㎜ 혹은 139.8㎜이다. 또한, 본 실시형태와 같이 본체부(311)의 도중에 신축부(312)로서의 신축 이음매가 삽입되는 구성에서는, 정척물의 압력배관용 탄소 강관을 적절하게 절단해서 사용하면 된다.
다음에, 전열관(32)의 열매체 용기(31)에 대한 접속 구조에 대해서 설명한다. 도 3은 전열관(32) 및 열매체 용기(31)의 상부에 있어서의 접속 구조를 도시하고, 도 4는 전열관(32) 및 열매체 용기(31)의 하부에 있어서의 접속 구조를 도시한다. 도 3에 나타낸 전열관(32) 및 열매체 용기(31)의 접속 구조와, 도 4에 나타낸 전열관(32) 및 열매체 용기(31)의 접속 구조는, 상하 반전되어 있지만 마찬가지 구성이므로, 도 3에 나타낸 상부의 접속 구조에 대해서 설명하고, 도 4에 나타낸 접속 구조의 설명은 생략한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 캡부(313)의 중앙부를 전열관(32)이 관통하고 있다. 전열관(32)의 상단부와 캡부(313) 사이는 용접부(33a)(제1 용접부)에 의해 접합되어 있다. 또한, 캡부(313)의 아래쪽 부분과 본체부(311)의 단부 사이는 용접부(33b)(제2 용접부)에 의해 접합되어 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 열매체 용기(31)의 하단 근처 부분에는, 해당 열매체 용기(31)의 내부에 열매체를 도입하기 위한 열매체 도입 노즐(34)이 설치되어 있다. 평면에서 보아서, 열매체 도입 노즐(34)의 중심선(O2)은, 열매체 용기(31)의 중심선(O1)으로부터 벗어나 있다. 열매체 도입 노즐(34)은, 예를 들면, 열매체 공급관(1)으로부터 분기 형상으로 뻗는 열매체용 분기로(11)와 플랜지 접속되어 있다. 이러한 구성에 의해, 열매체 공급관(1)과 열매체 용기(31)의 하단 근처의 부분은, 열매체용 분기로(11) 및 열매체 도입 노즐(34)을 개재해서 연통되어 있다.
열매체용 분기로(11)는 열매체 공급관(1)보다도 좁은 직경으로 되어 있고, 열매체 공급관(1)을 흐르는 열매체가 이 열매체용 분기로(11)를 통과할 때에 조여져, 열매체 도입 노즐(34)을 개재해서 열매체 용기(31)에 공급된다. 열매체용 분기로(11)의 유로 단면적은, 열매체 공급관(1)의 유로 단면적에 대해서 기화 유닛(3)의 수에 따른 비율로 되어 있다. 기화 유닛(3)의 수를 N이라고 하면, 열매체용 분기로(11)의 유로 단면적은, 열매체 공급관(1)의 유로 단면적의 1/N 이하로 된다. 예를 들어, 기화 유닛(3)의 수가 4개인 본 실시형태의 경우, 열매체용 분기로(11)의 유로 단면적은 열매체 공급관(1)의 유로 단면적의 1/4 이하로 된다.
도 6은 열매체 공급관(1)과 열매체 용기(31)의 접속 구조의 다른 예를 도시하 있다. 도 6에 나타낸 접속 구조에 있어서, 열매체 용기(31)에는 비교적 큰 직경(열매체 용기(31)의 직경과 같은 정도)의 분기로(314)가 형성되어 있고, 이 분기로(314)에는, 열매체 도입 노즐(34)을 구비하는 폐지(閉止) 플랜지(35)가 접속되어 있다. 여기에서, 열매체 도입 노즐(34)의 중심선(O2)은 열매체 용기(31)의 중심선(O1)으로부터 벗어나 있다. 그리고, 폐지 플랜지(35)에는 열매체용 분기로(11)가 플랜지 접속되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 열매체 용기(31)(본체부(311))와 분기로(314)를 동일 직경으로 해서, 예를 들어, T자형 관과 같이 일체화될 수 있으므로, 기화 유닛(3)의 제작이 용이해진다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전열관(32)의 하단부에는 액화 가스 공급관(2)으로부터 분기 형상으로 뻗는 액화 가스용 분기로(21)가 용접 등에 의해 접속되어 있다. 이러한 구성에 의해, 액화 가스 공급관(2)과 전열관(32)의 하단부는 액화 가스용 분기로(21)를 개재해서 연통되어 있다.
액화 가스용 분기로(21)는, 액화 가스 공급관(2)보다도 좁은 직경으로 되어 있고, 액화 가스 공급관(2)을 흐르는 액화 가스가 이 액화 가스용 분기로(21)를 통과할 때에 조여져서, 전열관(32)에 공급된다. 액화 가스용 분기로(21)의 유로 단면적은, 액화 가스 공급관(2)의 유로 단면적에 대해서 기화 유닛(3)의 수에 따른 비율로 되어 있다. 기화 유닛(3)의 수를 N이라고 하면, 액화 가스용 분기로(21)의 유로 단면적은, 액화 가스 공급관(2)의 유로 단면적의 1/N 이하로 된다. 예를 들어, 기화 유닛(3)의 수가 4개인 본 실시형태의 경우, 액화 가스용 분기로(21)의 유로 단면적은 액화 가스 공급관(2)의 유로 단면적의 1/4 이하로 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 열매체 배출관(4)은, 기화 유닛(3)의 상단부 부근의 높이 위치에 설치되어 있다. 열매체 배출관(4)은, 열매체 공급관(1)이 뻗는 방향과 거의 평행한 수평방향으로 뻗고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 열매체 배출관(4)에는, 복수의 기화 유닛(3) 각각에 대응하는 복수의 열매체 배출용 분기로(41)가 형성되어 있고, 열매체 배출관(4)과 각 열매체 용기(31)의 상단 근처 부분이 열매체 배출용 분기로(41)를 개재해서 연통되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 평면에서 보아서 열매체 배출용 분기로(41)의 중심선(O3)은, 열매체 용기(31)의 중심선(O1)으로부터 벗어나 있다. 전술한 열매체 도입 노즐(34)을 개재해서 열매체 용기(31) 내에 열매체가 순차 공급되면, 해당 열매체는 열매체 용기(31) 내를 흘러서 상승하고, 열매체 배출용 분기로(41), 열매체 배출관(4)을 개재해서 외부로 배출된다. 외부로 배출된 열매체는, 도시하지 않은 재가열 수단에 의해 재가열되어, 다시 도시하지 않은 열매체 공급원으로 순환된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기화 가스 배출관(5)은, 기화 유닛(3)의 상단부 부근의 높이 위치에 설치되어 있고, 액화 가스 공급관(2), 열매체 배출관(4)이 뻗는 방향과 거의 평행한 수평방향으로 뻗고 있다. 기화 가스 배출관(5)에는, 복수의 기화 유닛(3) 각각에 대응하는 복수의 기화 가스 배출용 분기로(51)가 형성되어 있고, 기화 가스 배출관(5)과 각 전열관(32)의 상단부가 기화 가스 배출용 분기로(51)를 개재해서 연통되어 있다. 전술한 액화 가스용 분기로(21)를 개재해서 전열관(32) 내에 액화 가스가 순차 공급되면, 해당 액화 가스는 열매체 용기(31)의 내부를 관통하는 전열관(32) 내를 상승하는 과정에서 열매체와의 열교환에 의해 순차 기화되어 가스로 된다. 전열관(32) 내에서 완전히 기화된 가스는, 기화 가스 배출용 분기로(51)를 개재해서 기화 가스 배출관(5)에서 집합되어, 외부로 배출된다. 기화 가스 배출관(5)의 하류측 단부는, 예를 들어, 천연 가스 이용 부위에 연결되는 배관(도시 생략)에 접속되어 있다. 기화 가스 배출용 분기로(51)의 유로 단면적은, 기화 가스 배출관(5)의 유로 단면적에 대해서 기화 유닛(3)의 수에 따른 비율로 되어 있다. 기화 유닛(3)의 수를 N이라고 하면, 기화 가스 배출용 분기로(51)의 유로 단면적은, 기화 가스 배출관(5)의 유로 단면적의 1/N 이하로 된다. 예를 들어, 기화 유닛(3)의 수가 4개인 본 실시형태의 경우, 기화 가스 배출용 분기로(51)의 유로 단면적은 기화 가스 배출관(5)의 유로 단면적의 1/4 이하로 된다.
각 전열관(32)의 하단부에 설치되는 조임 기구(6)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 오리피스 판(8)으로서 구성된다. 오리피스 판(8)은 액화 가스용 분기로(21)나 전열관(32)의 유로의 중심위치에 형성된 구멍을 지니고, 오리피스 판(8)의 유로 단면적은, 액화 가스용 분기로(21)의 유로 단면적보다도 작게 된다. 조임 기구(6)(오리피스 판(8))는, 액화 가스 공급관(2)으로부터 액화 가스용 분기로(21)를 통해서 도입된 액화 가스의 흐름에 저항을 부여한다. 본 실시형태에서는, 4개의 기화 유닛(3)(전열관(32))의 전부에 대해서 동일한 유로 단면적(구경)의 조임 기구(6)(오리피스 판(8))가 이용된다. 조임 기구(6)에 있어서의 흐름 저항은, 4개의 기화 유닛(3)의 각각의 전열관(32)에 분할 유입된 액화 가스의 전열관(32) 내에서의 흐름 저항보다 커지도록 한다. 이 조임 기구(6)에 의해서 액화 가스의 유입에 대해서 강제로 흐름 저항을 부여함으로써, 각각의 기화 유닛(3)의 전열관(32)에의 액화 가스 유량을 균일화시킬 수 있다.
각 전열관(32)의 상단부에 설치되는 조임 기구(7)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 오리피스 판(9)으로서 구성된다. 오리피스 판(9)은 전열관(32)이나 기화 가스 배출용 분기로(51)의 유로의 중심위치에 형성된 구멍을 지니고, 오리피스 판(9)의 유로 단면적은, 전열관(32)의 유로 단면적보다도 작게 된다. 조임 기구(7)(오리피스 판(9))는, 전열관(32) 내를 액화 가스가 흐름으로써 기화된 가스의 흐름에 저항을 부여한다. 본 실시형태에서는, 4개의 기화 유닛(3)(전열관(32)) 전부에 대해서 동일한 유로 단면적(개구 직경)의 조임 기구(7)(오리피스 판(9))가 이용된다. 이들 오리피스 판(9)의 개구 직경은, 4개의 기화 유닛(3)의 각각의 전열관(32)으로부터 기화 가스 배출용 분기로(51)에 유출되는 기화 가스량을 균일화하도록 결정된다. 이러한 조임 기구(7)(오리피스 판(9))를 구비하는 구성에 따르면, 전열관(32)으로부터 기화 가스 배출용 분기로(51)로의 급격한 유입을 제한하는 효과도 발휘한다.
또한, 조임 기구(6, 7)의 개구 직경이 작게 될수록 해당 조임 기구(6, 7)의 유량의 균일화가 진행되는 경향이 있어, 전열관(32) 내에서의 액화 가스 또는 기화된 가스의 흐름 저항이 목적으로 하는 값으로 되도록 결정된다. 조임 기구(6, 7)의 개구 직경은, 예를 들어, 전열관(32)의 내경의 1/6 내지 1/3 정도로 된다. 또, 조임 기구(6)에는 액체(액화 가스)가 흐르지만, 조임 기구(7)에는 기체(기화 가스)가 흐르므로, 유체의 흐름 저항은 조임 기구(7)가 조임 기구(6)보다도 커진다. 이 때문에, 조임 기구(7)의 개구 직경을 조임 기구(6)의 개구 직경보다도 크게 하는 것이 바람직하다.
또, 도 7 및 도 8에서는, 조임 기구(6, 7)로서 오리피스 판(8, 9)을 설치할 경우를 도시하였지만, 조임 기구(6, 7)의 구조는 이것으로 한정되지 않는다. 조임 기구(6, 7)는, 유체 흐름이 조여지는 것이면 되고, 예를 들어, 스로트(throat) 또는 벤트리(venturi)와 같이, 점차적으로 유로 단면적이 감소 또는 증가하는 구조로 해도 된다. 또한, 단일 구멍을 지니는 구조 대신에, 복수 구멍을 지니는 구조로 해도 된다.
액화 가스가 액화 가스용 분기로(21)를 통과하면, 해당 액화 가스는 조임 기구(6)(오리피스 판(8))로 조여지면서 전열관(32)에 유입되어 간다. 여기에서는 전열관(32)으로의 유입 시 전열관(32) 내를 흐르는 저항의 몇 배 이상의 저항을 부여시키는 것이 바람직하고, 그것에 의해서 액화 가스용 분기로(21)에서의 각 기화 유닛(3)에의 액분산성이 보다 양호해진다. 본 실시형태에서는, 액화 가스가 오리피스 판(8)의 중심부에 뚫린 구멍을 향해서 집속되어 흐른 후, 전열관(32) 내로 단숨에 개방되므로, 전열관(32) 내에서의 액분산성도 양호해진다.
전열관(32) 내를 흐름으로써 완전히 기화된 가스는, 조임 기구(7)(오리피스 판(9))로 조여지면서 기화 가스 배출용 분기로(51)에 배출되어 간다. 여기에서는 기화되어 흐름 속도가 상승한 가스가 오리피스 판(9)의 중심부에 뚫린 구멍을 향해서 집속되어 흐른 후, 단숨에 기화 가스 배출용 분기로(51)로 배출된다. 또한, 기화 가스 배출관(5)의 유로 단면적이 기화 가스 배출용 분기로(51)의 유로 단면적의 N배(예를 들면, 4배) 이상으로 확대되어 있으므로, 가스 흐름 속도가 N분의 1 이하로 지연되어, 그 상류 측인 전열관(32) 내에서의 액화 가스의 분산성이 보다 양호해진다.
상기 구성의 액화 가스용 기화기(X1)의 가동 시에는, 열매체 공급관(1)으로부터 각 기화 유닛(3)의 열매체 도입 노즐(34)을 개재해서, 열매체로서의 예를 들어 40℃ 전후의 온수가 복수의 열매체용 분기로(11) 및 복수의 열매체 도입 노즐(34)을 개재해서 분배해서 열매체 용기(31) 내에 공급된다. 공급된 온수는 열매체 용기(31) 내를 상승하면서 전열관(32) 내의 LNG와의 사이에서 열교환을 행하고, 열매체 배출용 분기로(41), 열매체 배출관(4)을 개재해서 외부로 배출된다.
한편, 액화 가스 공급관(2)을 개재해서 각 기화 유닛(3)의 전열관(32)에는, -160 내지 -140℃ 정도의 저온 액체인 LNG가 복수의 액화 가스용 분기로(21)를 개재해서 분배되어 공급된다. 공급된 LNG는, 전열관(32)을 개재해서 온수에 의해서 가열 기화되어, 직관 형상인 전열관(32)은 0℃ 내지 40℃까지 온도 상승된다. 전열관(32)은 스테인리스 강제이므로, ±100℃의 온도 변화에 의해 1m당 ± 1.5㎜ 신축된다. 한편, 열매체 용기(31)의 본체부(311)는 압력배관용 탄소 강관(STPG관)이므로, ± 100도의 온도 변화에 의해 1m당 ± 1.2㎜ 신축된다. 또, 전열관(32) 내를 흐르는 LNG가 기화할 때의 온도 변화는 상대적으로 크고, 열매체 용기(31) 내를 흐르는 온수의 온도 변화는 상대적으로 작다. 따라서, 액화 가스용 기화기(X1)를 간헐 운전할 경우, 전열관(32)이 받는 온도 변화는, 열매체 용기(31)가 받는 온도 변화보다도 상당히 크다. 이 결과, 액화 가스용 기화기(X1)를 간헐 운전하면, 전열관(32)의 신축량이 열매체 용기(31)의 신축량에 비해서 커진다.
본 실시형태에서는, 전열관(32)이 무이음매 직관에 의해 구성되어 있으므로, 전열관(32) 자체에 가공 왜곡이 발생하고 있지 않고, 전열관(32)에 대해서 가열 및 냉각이 반복되어도 열피로가 발생하기 어렵다.
또한, 전열관(32)이 온도 변화에 의해서 신축해도, 이 전열관(32)의 외측을 둘러싸는 동시에 상하 양 단부를 지지하는 열매체 용기(31)에 있어서, 본체부(311)보다도 신축 용이한 신축부(312)가 설치되어 있으므로, 이 신축부(312)에 의해 전열관(32)의 신축을 흡수할 수 있다. 따라서, 전열관(32)과 열매체 용기(31)의 접합부 혹은 전열관(32) 자체에 반복해서 큰 응력이 작용하는 것을 회피할 수 있다. 또, 도 1에서는 신축부(312)로서의 신축 이음매를 1군데에 형성하는 예를 나타내었지만, 이간된 복수 개소에 신축부(312)를 형성해도 된다. 또한, 신축 이음매의 형식에 대해서도, 벨로즈(bellows)형 신축 이음매로 한정되는 것은 아니다.
전열관(32)과 열매체 용기(31)의 접합부에는 캡부(313)가 개재되어 있다. 캡부(313)는, 돔 형상(또는 반전 돔 형상)으로 되어 있고, 용접부(33a, 33b)에 있어서 용접 접합되어 있다. 캡부(313)는, 정부(頂部) 측이 볼록하게 되는 곡면을 지니고 있고, 전열관(32)은 캡부(313)의 정부를 관통하고 있다. 그리고, 전열관(32)에 대한 용접부(33a)에 대해서는, 전열관(32) 및 캡부(313)를 둔각에 걸쳐서 접합시키고 있다. 이러한 구성에 따르면, 전열관(32)이 신축에 의해서 예를 들어, 도 3, 도 4 등에 화살표(a)로 표시한 힘이 작용해도, 해당 힘이 벡터(b)로 나타낸 바와 같이 분산된다. 따라서, 본 실시형태의 구성에 따르면, 곡면에 의한 응력 분산 효과가 추가적으로 작용하여, 용접부(33a)에의 응력 집중을 보다 효과적으로 회피할 수 있다.
본 실시형태에서는, 캡부(313)는 전열관(32)과 같은 재질의 스테인리스 강제이다. 전열관(32)의 상하 양 단부는 각각 전열관(32)과 동일 재질의 캡부(313)를 개재해서 열매체 용기(31)에 지지되어 있기 때문에, 전열관(32)과 캡부(313)의 신축에 따른 응력을 각각 열매체 용기(31)측의 용접부(33b)에 분산시키는 것이 가능하여, 응력 집중을 회피할 수 있다.
또한, 응력이 집중하는 부위에는 이종 금속의 접촉에 의해서 갈바닉 부식(이온화 경향의 차이로부터 생기는 전기부식)이 발생하기 쉽지만, 캡부(313)를 전열관(32)과 동일 재질의 스테인리스 강제로 해두면, 갈바닉 부식의 발생을 회피하는데도 적합하다.
열매체 용기(31)의 하부 부근에 설치된 열매체 도입 노즐(34)은, 그 중심선(O2)이 평면에서 보아서 직립 원통 형상의 열매체 용기(31)의 중심선으로부터 벗어나 있다. 이 때문에, 열매체 도입 노즐(34)을 개재해서 열매체 용기(31) 내에 공급된 온수는, 열매체 용기(31)의 관 내벽을 원주 형상을 따르도록, 그리고 전열관(32)의 주변을 회전하도록 흘러 상승해 간다. 이와 같이, 온수는 열매체 용기(31) 내를 와류로 되어서 고속으로 흘러가므로, 전열관(32) 내를 흐르는 LNG를 증발시키기 위한 열전달률은 높아진다.
또, 열매체 용기(31)의 상단부 부근에 형성된 열매체 배출용 분기로(41)에 대해서는, 그 중심선(O3)이 평면에서 보아서 열매체 용기(31)의 중심선(O1)으로부터 벗어나 있는 것이 바람직하다(도 2 참조). 이러한 구성에 따르면, 전열관(32)의 주위를 회전하면서 흐름 상승한 온수가 흐름을 변화시키지 않고 배출되어, 열매체 용기(31) 내에서의 원활한 온수의 흐름이 실현된다.
액화 가스용 기화기(X1)에 있어서, 열매체 공급관(1)이나 액화 가스 공급관(2)에 대해서, 복수의 기화 유닛(3)이 병렬로 설치되어 있다. 각 기화 유닛(3)의 열매체 용기(31)에 대한 온수의 공급은, 열매체용 분기로(11)를 개재해서 행한다. 여기에서, 열매체용 분기로(11)의 유로 단면적은, 예를 들어, 열매체 공급관(1)의 유로 단면적의 1/4 이하로 되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 열매체 공급관(1)으로부터 흘러 들어오는 온수가 열매체용 분기로(11)에 의해서 좁혀져, 열매체 공급관(1)보다도 빠른 유속, 예를 들어, 2m/sec로 열매체 용기(31) 내에 온수가 공급된다. 그 결과, 온수는 회전하는 방향성이 부여되어, 예를 들어, 0.05 내지 0.15m/sec의 유속으로 전열관(32)의 주위를 회전하면서 열매체 용기(31) 내를 상승해간다. 그리고, 열매체 용기(31) 내의 온수의 흐름은 고속의 난류 상태로 되어서, 전열관(32)을 높은 전열효율로 가온시키는 것이 가능하다. 또한, 열매체용 분기로(11)의 유로 단면적을 기화 유닛(3)의 수에 대응시켜서 조임으로써, 각각의 열매체 용기(31)에 대한 온수의 분배량에 대해서 균등화를 도모할 수 있다.
또, 각 기화 유닛(3)의 전열관(32)에 대한 LNG의 공급은, 액화 가스용 분기로(21)를 개재해서 행하고, 액화 가스용 분기로(21)의 유로 단면적은 액화 가스 공급관(2)의 유로 단면적의 1/4로 좁혀져 있다. 이러한 구성에 따르면, 액화 가스 공급관(2)보다도 빠른 유속에서 전열관(32) 내에 LNG가 공급된다. 그 결과, LNG는, 예를 들어, 0.05 내지 0.1m/sec 정도의 빠른 유속으로 전열관(32) 내에 공급된다. 이 전열관(32)에서 기화되어 5.0 내지 20m/sec로 증속된 LNG의 기화 가스는, 그 후, 이 유속을 1/4 이하로 되돌리기 위하여 기화 가스 배출용 분기로(51)의 유로 단면적의 4배 이상을 지니는 기화 가스 배출관(5)에 배출되어간다.
또한, 전열관(32)에 있어서, 하단부에는 액상의 액화 가스용의 조임 기구(6)가, 상단부에는 기화된 가스용의 조임 기구(7)가 설치되어 있다. 이들 조임 기구(6, 7)에 의해서, 각각 흐름 차압을 강제로 형성할 수 있으므로, 각 기화 유닛(3)의 전열관(32) 내에서의 LNG의 분산성이 보다 양호해진다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 해당 실시형태에 의한 효과를 정리하면 다음과 같다.
(1) 전열관(32)에 용접부가 없는 무이음매 직관을 그대로 사용하고, 나선 형상으로 되도록 하는 굽힘 가공을 실시하지 않으며, 금속재료 자체에 가공 왜곡을 부여하지 않고 있으므로, 전열관(32)을 가열하거나 냉각하거나 해도 열응력이나 열피로가 적다.
(2) 전열관(32)에 온도 변화에 의한 자연스러운 신축 변화가 일어나도, 전열관(32)과 평행하게 외측에 배열되는 열매체 용기(31)의 신축 이음매(신축부(312))에서 흡수하므로 전열관(32) 자체에는 반복 응력에 의한 금속 피로가 거의 일어나지 않는다.
(3) 전열관(32)과 열매체 용기(31)의 상하부에서의 접합은 캡부(313)를 개재해서 2군데의 용접부(33a, 33b)로 나누어 행하고 있으므로, 전열관(32)과 캡부(313)의 각각의 신축에 따른 열응력을 간섭시키는 일 없이 분산시킬 수 있다. 또한, 캡(313)의 전열관(32)에 대한 용접부(33a)에 대해서는, 캡부(313)에 있어서의 곡면에 의한 응력 분산 효과가 추가적으로 작용하므로, 전체로서의 응력 분산 효과가 더욱 높아진다.
(4) 열매체 용기(31)의 하부에 공급되는 온수의 노즐 위치(열매체 도입 노즐(34)의 위치)와 열매체 용기(31)의 상부에서 배출되는 노즐 위치(열매체 배출용 분기로(41)의 위치)가 직립 원통 형상의 열매체 용기(31)의 중심선(O1)으로부터 벗어나 있고, 게다가 그 노즐 내 온수 유속이, 기화 유닛(3)에 공급되는 온수의 열매체 공급관(1) 내의 온수 유속보다 빨라지도록 하고 있으므로, 온수를 열매체 용기(31) 내에서 전열관(32)인 직관을 따라서 회전하면서 고속으로 난류 상태로 전열관(32)을 가온시킬 수 있다. 이와 같이, 직관을 전열관(32)으로서 이용하고, 이 직관(전열관(32))을 열매체 용기(31)로 둘러싸는 2중 관 구조로 하면, 온수의 흐름 단면적을, 전열관이 나선 형상으로 감긴 구성에 비해서, 1/10 이하로 작게 할 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 온수 유속이 9배가 되면 레이놀드 수(Raynold’s number)가 3배로 되고, 온수로부터 전열관(32)에의 열전달 속도가 약 2배로 된다. 그것에 의해서 온수가 LNG를 가온시키는 총괄 전열계수는 약 1.5배가 되어, 월등히 열전달 효율이 상승된다. 이와 같이 열전달이 효율적으로 행해지므로, 가온용의 열매체인 온수의 온도에 대해서도, 종래 50 내지 60℃ 정도로 공급하고 있던 것을, 본 발명에서는 40℃ 이하 정도의 상대적으로 온도가 낮은 온수를 이용할 수 있다.
(5) 각각의 전열관(32)에 분배 공급되는 액화 가스용 분기로(21) 내의 액화 가스의 유속을, 액화 가스 공급관(2) 내의 액화 가스의 유속보다 빠르게 하므로, 기화 유닛(3)을 복수개 병렬로 설치해도 액화 가스의 유체 분배를 양호하게 할 수 있다. 따라서, 기화 유닛(3)을 기화시킬 수 있는 가스량이 최소가 되도록 제작해서, 복수개를 순차 병렬로 접속해도, 간단히 기화 유닛(3)의 교환이나 추가 접속을 할 수 있으므로 예비기가 불필요한 액화 가스용 기화기(X1)가 가능하다.
(6) 각각의 전열관(32)으로부터 가스 상태로 되어서 배출되는 기화 가스 배출용 분기로(51) 내의 기화 가스의 유속을, 전열관(32) 내의 유속보다 느리게 하므로, 기화 유닛(3)을 복수개 병렬 설치해도 액화 가스의 유체 분배를 양호하게 할 수 있다. 따라서, 기화 유닛(3)을 기화시킬 수 있는 가스량이 최소가 되도록 제작하고, 복수개를 순차 병렬로 접속해도, 간단히 기화 유닛(3)의 교환이나 추가 접속을 할 수 있으므로 예비기가 불필요한 액화 가스용 기화기(X1)가 가능하다.
(7) 또한, 전열관(32)의 하단부의 액상의 액화 가스가 유입하는 입구부에는 조임 기구(6)가 설치되고, 전열관(32)의 상단부의 기화 가스가 유출하는 출구부에는 조임 기구(7)가 설치된다. 이것에 의해, 복수개 순차 병렬로 접속된 기화 유닛(3) 내에서의 액화 가스의 분산성을 보다 높일 수 있다.
본 발명은 그 기본 사상으로부터 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변형시킬 수 있다. 예를 들면, 도시한 실시형태에서는, 전열관(32) 등의 소재를 스테인리스 강제로 했지만, 경량화가 요망될 경우에는 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 구성할 수도 있다. 또한, 도시한 실시형태에서는, 1개의 기화 유닛(3)에 대해서 각각 1개의 전열관(32)을 이용하고 있지만, 1개의 기화 유닛(3)에 대해서 복수의 직관을 전열관(32)으로 해서 배치상 서로 간섭하지 않도록 설치해도 된다. 게다가, 본 발명의 액화 가스용 기화기는, LNG의 기화뿐만 아니라, 비점이 -183℃인 액화 산소, -186℃인 액화 아르곤, -196℃인 액화 질소, -42℃인 프로판 등을 액상으로 저온 저장된 액화 가스를 기화시킬 경우에도 적용할 수 있는 것이다.
X1: 액화 가스용 기화기 1: 열매체 공급관
11: 열매체용 분기로 2: 액화 가스 공급관
21: 액화 가스용 분기로 3: 기화 유닛
31: 열매체 용기 311: 본체부
312: 신축부 313: 캡부
314: 분기로 32: 전열관
33a: 용접부(제1 용접부) 33b: 용접부(제2 용접부)
34: 열매체 도입 노즐 35: 폐지 플랜지
4: 열매체 배출관 41: 열매체 배출용 분기로
5: 기화 가스 배출관 51: 기화 가스 배출용 분기로
6, 7: 조임 기구 8, 9: 오리피스 판

Claims (12)

  1. 액화 가스를 가열해서 기화시키는 액화 가스용 기화기로서,
    열매체가 보충 가능하게 수용되는 열매체 용기와, 상기 열매체 용기의 내부를 상하로 관통하는 동시에 상단부 및 하단부가 상기 열매체 용기에 지지되어, 무이음매 직관에 의해 구성된 전열관을 구비하는 기화 유닛을 포함하되,
    상기 열매체 용기는 본체부와, 상기 본체부보다도 신축 용이한 신축부를 포함하고,
    상기 전열관 내에 기화 대상 액화 가스를 연속적으로 흘려보내서 기화시키도록 한, 액화 가스용 기화기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열매체 용기는, 해당 열매체 용기의 상단부 및 하단부 각각에 캡부를 구비하고,
    상기 캡부는 제1 용접부를 개재해서 상기 전열관의 상단부 또는 하단부에 접합되어 있는 것인, 액화 가스용 기화기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캡부는 볼록 형상 곡면을 지니고,
    상기 전열관은 상기 캡부의 볼록 형상 곡면을 관통하고 있으며,
    상기 제1 용접부는 상기 전열관 및 상기 캡부의 볼록 형상 곡면을 둔각에 걸쳐서 접합시키고 있는 것인, 액화 가스용 기화기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캡부와 상기 본체부는 개별 부재에 의해서 구성되어 있고,
    상기 캡부와 상기 전열관은 동일 재질로 이루어지며,
    상기 캡부는 제2 접합부를 개재해서 상기 본체부에 접합되어 있는 것인, 액화 가스용 기화기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체부는 상하로 뻗는 직관 형상이며, 상기 신축부는 상기 본체부의 길이방향의 도중에 삽입된 신축 이음매인 것인, 액화 가스용 기화기.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열매체 용기의 하단부에는, 해당 열매체 용기의 내부에 열매체를 공급하기 위한 열매체 도입 노즐이 설치되어 있고,
    평면에서 보아서, 상기 열매체 도입 노즐의 중심선은 상기 열매체 용기의 중심선으로부터 벗어나 있는 것인 액화 가스용 기화기.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    열매체를 공급하기 위한 열매체 공급관과, 액화 가스를 공급하기 위한 액화 가스 공급관을 더 포함하되,
    상기 기화 유닛은, 상기 열매체 공급관 및 상기 액화 가스 공급관에 대응하는 위치에 복수개 병렬로 배치되어 있고,
    상기 열매체 공급관과 상기 각 열매체 용기의 하단부가 열매체용 분기로를 개재해서 연통되어 있으며,
    상기 액화 가스 공급관과 상기 각 전열관의 하단부가 액화 가스용 분기로를 개재해서 연통되어 있는 것인, 액화 가스용 기화기.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    액화 가스를 공급하기 위한 액화 가스 공급관과, 액화 가스가 상기 전열관 내를 흐름으로써 기화된 가스를 배출하기 위한 기화 가스 배출관을 더 포함하되,
    상기 기화 유닛은 상기 액화 가스 공급관 및 상기 기화 가스 배출관에 대응하는 위치에 복수개 병렬로 배치되어 있고,
    상기 액화 가스 공급관과 상기 각 전열관의 하단부가 액화 가스용 분기로를 개재해서 연통되고, 또한 상기 기화 가스 배출관과 상기 각 전열관의 상단부가 기화 가스 배출용 분기로를 개재해서 연통되어 있는 것인, 액화 가스용 기화기.
  9. 제7항에 있어서, 상기 기화 유닛의 수가 N개(N은 2 이상의 정수)일 때, 상기 열매체용 분기로의 유로 단면적이 상기 열매체 공급관의 유로 단면적의 1/N 이하인 것인, 액화 가스용 기화기.
  10. 제7항에 있어서, 상기 기화 유닛의 수가 N개(N은 2 이상의 정수)일 때, 상기 액화 가스용 분기로의 유로 단면적이 상기 액화 가스 공급관의 유로 단면적의 1/N 이하인 것인, 액화 가스용 기화기.
  11. 제8항에 있어서, 상기 기화 유닛의 수가 N개(N은 2 이상의 정수)일 때, 상기 기화 가스 배출용 분기로의 유로 단면적이 상기 기화 가스 배출관의 유로 단면적의 1/N 이하인 것인, 액화 가스용 기화기.
  12. 제8항에 있어서, 상기 전열관의 하단부와 상단부 중 적어도 한쪽에는 조임 기구가 설치되어 있는 것인, 액화 가스용 기화기.
KR1020150059981A 2014-04-30 2015-04-28 액화 가스용 기화기 KR20150125600A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-093681 2014-04-30
JP2014093681 2014-04-30
JPJP-P-2014-225867 2014-11-06
JP2014225867A JP6126569B2 (ja) 2014-04-30 2014-11-06 液化ガス用気化器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150125600A true KR20150125600A (ko) 2015-11-09

Family

ID=54785267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150059981A KR20150125600A (ko) 2014-04-30 2015-04-28 액화 가스용 기화기

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6126569B2 (ko)
KR (1) KR20150125600A (ko)
TW (1) TWI645154B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108443705B (zh) * 2018-05-14 2024-03-15 无锡特莱姆气体设备有限公司 高稳定性气化器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5232750B2 (ko) * 1973-09-04 1977-08-23
JPS58120080A (ja) * 1982-03-01 1983-07-16 ジヨン、ダツヅ 熱交換器とその製造方法
JPS59195383U (ja) * 1983-06-09 1984-12-25 星崎電機株式会社 二重管式熱交換器
JPH06174194A (ja) * 1992-12-09 1994-06-24 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Lpg蒸発器
JPH09178374A (ja) * 1995-12-22 1997-07-11 Liquid Gas:Kk 熱交換器
US8074973B2 (en) * 2007-10-02 2011-12-13 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Method and apparatus for cooling pyrolysis effluent

Also Published As

Publication number Publication date
TW201608199A (zh) 2016-03-01
TWI645154B (zh) 2018-12-21
JP6126569B2 (ja) 2017-05-10
JP2015222164A (ja) 2015-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5039846B1 (ja) 液化ガス用気化器
KR101476965B1 (ko) 선박, 액화가스 증발장치 및 그 제어 방법 및 그 개선 방법
CN107194076B (zh) 一种管内超临界流体气化-管外膜状冷凝传热计算方法
US10775080B2 (en) LNG gasification systems and methods
US9951906B2 (en) Apparatus and method for heating a liquefied stream
KR20150125600A (ko) 액화 가스용 기화기
JP2012180877A (ja) 液化ガスの再ガス化装置および再ガス化ガス製造方法
TW201730475A (zh) 深冷液體再氣化時回收冷能之方法與熱交換器
JP5155744B2 (ja) 液化ガスの気化装置
BRPI0714496A2 (pt) coluna de permutador de matÉria ou de calor com regiÕes de permutador de matÉria, respectivamente de calor, tais como feixes de tubos
JP2013506808A (ja) 媒体を加熱しかつ/または冷却するための装置
DK2910766T3 (en) Device for evaporation of low-boiling liquefied gases
JP5462607B2 (ja) ガス供給装置
WO1996002803A1 (en) Low-temperature liquid evaporator
JP6928486B2 (ja) ガス放出システム
JP2018003860A (ja) 気化器
CA2489755C (en) Method and apparatus for carbon dioxide accelerated unit cooldown
JP4181250B2 (ja) 天然ガス昇温方法
KR20170051292A (ko) 액화 가스용 기화기 및 액화 가스용 기화 시스템
WO2023047937A1 (ja) 液体水素気化装置及び水素を生成する生成方法
US11371655B2 (en) Cryogenic fluid vaporizer
CN102829326A (zh) 一种蒸汽加热水浴式汽化器
KR20240058904A (ko) 액체 수소 기화 장치 및 수소를 생성하는 생성 방법
JPH0755370A (ja) 低温液化ガスの気化装置
JP2004044975A (ja) 流体流通装置およびその溶接部検査方法、空温式液化ガス気化器およびその溶接部検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application