低温液化ガスの気化システム
【課題】熱を有効に利用し、気化器海水ポンプ設備費、運転費を低減可能な低温液化ガスの気化システムを提供する。
【解決手段】低温液化ガスを気化させる２基以上の気化器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、２基の気化器１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）を一組とした、該気化器１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）の熱媒ラインを直列に連結した１以上の連結熱媒ライン３５ａ（３５ｂ）と、予備機を除き、前記気化器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの基数が偶数のときは前記連結熱媒ライン数と同数、前記気化器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの基数が奇数のときは前記連結熱媒ライン数に１を加算した数の気化器海水ポンプ１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、を有し、各連結熱媒ライン３５ａ（３５ｂ）及び／又は単独熱媒ラインそれぞれに、１台の気化器海水ポンプ１５ａ、１５ｂ、１５ｃから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させる。
【解決手段】低温液化ガスを気化させる２基以上の気化器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、２基の気化器１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）を一組とした、該気化器１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）の熱媒ラインを直列に連結した１以上の連結熱媒ライン３５ａ（３５ｂ）と、予備機を除き、前記気化器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの基数が偶数のときは前記連結熱媒ライン数と同数、前記気化器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの基数が奇数のときは前記連結熱媒ライン数に１を加算した数の気化器海水ポンプ１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、を有し、各連結熱媒ライン３５ａ（３５ｂ）及び／又は単独熱媒ラインそれぞれに、１台の気化器海水ポンプ１５ａ、１５ｂ、１５ｃから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温液化ガスを気化させる低温液化ガスの気化システムに関し、特に低温液化ガスを気化させる媒体に温海水を使用する低温液化ガスの気化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液化天然ガスを用いた複合発電設備が多く使用されている。液化天然ガスを用いた代表的な複合発電は、低温液化ガスの一種である液化天然ガス（以下ＬＮＧと記す）を燃料としてガスタービンを駆動し、排熱回収ボイラでガスタービンから排出される燃焼排ガスの熱を回収して、蒸気タービンを駆動し発電を行う。ガスタービンの燃料となるＬＮＧは、メタンを主成分とする天然ガス（以下ＮＧと記す）を冷却し液化させたもので、発電所等ではＬＮＧタンクに貯留される。ＬＮＧは、約−１６２℃の温度で貯留されているため、これを燃料として使用するときは、加温、ガス化しＮＧとする必要がある。このＬＮＧの気化には、オープンラック式気化器、シェルアンドチューブ型気化器など海水を熱媒とする気化器が多く使用されている。
【０００３】
図４は、従来のＬＮＧの気化システム１の概略的構成を示すフロー図である。従来のＬＮＧの気化システム１は、主にＬＮＧを気化させる気化器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）と気化器２に気化媒体である海水を供給する気化器海水ポンプ３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ）、及び気化器２に海水を供給する管路から構成されている。気化器２は、シェルアンドチューブタイプの気化器で、気化媒体である海水から熱を得て、ＬＮＧを気化させる。気化器海水ポンプ３で取水された海水は、海水入口ヘッダー４を介して各気化器２に導かれ、ＬＮＧと熱交換し海水出口ヘッダー５を通じて海に戻される。
【０００４】
図４に示すヘッダー方式のＬＮＧの気化システム１は、気化器２が必要とする総海水流量を気化器海水ポンプ３全体で供給する。よってヘッダー方式のＬＮＧの気化システム１においては、吐出量の大きいポンプを使用すると気化器海水ポンプ３の台数が減少する。このほか、従来から使用されているＬＮＧの気化システムには、１基の気化器に対して１台の気化器海水ポンプで海水を送水する１対１対応方式もある。このシステムの場合、気化器と気化器海水ポンプとが１対１で対応するので、気化器の基数と気化器海水ポンプの台数は、予備機を除けば数が一致する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】該当なし
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
１対１対応方式のＬＮＧの気化システムは、気化器と気化器海水ポンプとが１対１で対応するため、プロセスフローが簡単で、運転が容易である。ところで低温液化ガスを利用する発電所等では、各所でエネルギーの回収、熱の有効利用が図られている。本発明者らも、低温液化ガスの冷熱を利用してガスタービンの燃焼用空気を冷却するシステムを開発し、特許出願（特願平１０−３１４５５１）を行っている。しかしながら、低温液化ガスを気化させるシステムそのものに関しては、熱の有効利用を図ったシステムが開発されていないのが現状である。
【０００７】
本発明の目的は、熱を有効に利用し、気化器海水ポンプの設備費、運転費を低減可能な低温液化ガスの気化システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、低温液化ガスを気化させる２基以上の気化器と、２基の気化器を一組とした、該気化器の熱媒ラインを直列に連結した１以上の連結熱媒ラインと、温海水を前記気化器の熱媒として供給する気化器海水ポンプと、を備え、前記気化器海水ポンプは予備機を除き、前記気化器の基数が偶数のときは前記連結熱媒ライン数と同数、前記気化器の基数が奇数のときは前記連結熱媒ライン数に１を加算した数の気化器海水ポンプを有し、前記１以上の連結熱媒ライン、又は前記１以上の連結熱媒ライン及び連結熱媒ラインに連結されない単独熱媒ラインそれぞれに、１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする低温液化ガスの気化システムである。
【０００９】
また本発明は、前記低温液化ガスの気化システムにおいて、さらに前記連結熱媒ラインをバイパスする前記連結熱媒ラインと同数の熱媒バイパスラインを備え、前記気化器海水ポンプは、前記熱媒バイパスラインへも温海水を供給可能であり、前記連結熱媒ラインには、各気化器の気化器熱媒入口弁、気化器熱媒出口弁が設けられ、前記熱媒バイパスラインには、熱媒入口弁及び熱媒出口弁が設けられ、上流側の前記気化器の気化器熱媒出口弁と下流側の前記気化器の気化器熱媒入口弁とを連結する管路と、前記熱媒入口弁と前記熱媒出口弁とを連結する管路とを連結する連絡路を有し、前記連絡路を介して前記連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスラインとを連通させ、これに連結する２基の気化器のうちいずれか１基の気化器にのみ１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記低温液化ガスの気化システムにおいて、前記連結熱媒ライン数が２以上のときは、前記熱媒バイパスラインは、２本の連結熱媒ラインに対して１本設けられ、２本の連結熱媒ラインそれぞれの上流側の前記気化器の気化器熱媒出口弁と下流側の前記気化器の気化器熱媒入口弁とを連結する管路と、前記熱媒入口弁と前記熱媒出口弁とを連結する管路とを連結する２本の連絡路と、を有し、前記２本の連絡路にはそれぞれ弁が介装され、前記連絡路を介して前記連結熱媒ラインのうちいずれか一方の連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスライン、又は前記連絡路を介して前記両方の連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスラインとを連通させ、これに連結する４基の気化器の中から任意の基数の気化器に温海水を供給可能であり、１基又は直列に接続される２基の気化器には１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記低温液化ガスの気化システムにおいて、前記気化器が、シェルアンドチューブタイプの気化器であることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記低温液化ガスの気化システムにおいて、前記温海水が、蒸気を冷却する復水器を通過後の温海水を含む海水であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の低温液化ガスの気化システムは、２基の気化器を一組とした、該気化器の熱媒ラインを直列に連結した１以上の連結熱媒ラインを有し、この連結熱媒ライン又はこの連結熱媒ライン及び単独熱媒ラインそれぞれに、１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なので、従来の低温液化ガスの気化システムに比較して、気化器海水ポンプの台数及び必要な海水流量が半減する。このように温海水の熱を有効に利用することで、気化器海水ポンプの設備費、運転費の低減及び気化器海水ポンプの設置面積の縮小が可能となる。また放水する海水温度も下げることができるので環境上好ましい。
【００１４】
また本発明の低温液化ガスの気化システムは、さらに連結熱媒ラインをバイパスする連結熱媒ラインと同数の熱媒バイパスライン、及び連結熱媒ラインと熱媒バイパスラインとを連結する連絡路を備え、連結熱媒ラインと熱媒バイパスラインとを連通させ、これに連結する２基の気化器のうちいずれか１基の気化器にのみ１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なため１基の気化器を保守しつつ他の気化器の運転を継続することができる。
【００１５】
また本発明の低温液化ガスの気化システムは、２つの連結熱媒ラインに共通の熱媒バイパスラインを有し、これに連結する４基の気化器の中から任意の基数の気化器に温海水を供給可能であり、１基又は直列に接続される２基の気化器には１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なため少ない配管系統で効率的に気化器を運転することができる。
【００１６】
また本発明によれば、気化器は、シェルアンドチューブタイプの気化器であるので、２基の気化器の熱媒ラインを簡単に直列に接続することができる。これにより、気化器海水ポンプの設備費、運転費の低減及び気化器海水ポンプの設置面積の縮小が可能となる。また放水する海水温度も下げることができるので環境上好ましい。
【００１７】
また本発明によれば、温海水は、蒸気を冷却する復水器を通過後の温海水を含む海水であるので、復水器を通過後の温海水が持つエネルギーを有効に利用することができる。本発明を適用することで、従来はそのまま無駄に捨てられていた熱を回収し、有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態としてのＬＮＧ気化システム１０の概略的な構成を示すフロー図である。
【図２】本発明の第二実施形態としてのＬＮＧ気化システム４０の概略的な構成を示すフロー図である。
【図３】本発明の第三実施形態としてのＬＮＧ気化システム５０の概略的な構成を示すフロー図である。
【図４】従来のＬＮＧの気化システム１の概略的構成を示すフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の第一実施形態としてのＬＮＧ気化システム１０の概略的な構成を示すフロー図である。ＬＮＧ気化システム１０は、温海水の持つ熱を利用して、ＬＮＧを気化させるシステムであって、ＬＮＧを気化させる気化器１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１１ｄ）と、ＬＮＧを気化させる媒体である温海水を気化器１１に供給する気化器海水ポンプ１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）、気化器海水ポンプ１５の送水する温海水を気化器１１に導く管路を主に構成される。
【００２０】
ＬＮＧを気化させる気化器１１は、シェルアンドチューブタイプの気化器であり、４基の気化器は同一の仕様からなる。シェルアンドチューブタイプの気化器は、隔壁式熱交換器の一種であり、例えばチューブ側にＬＮＧを供給し、シェル側に熱媒を供給することで、ＬＮＧは熱媒から熱を得て気化しＮＧとなる。シェルアンドチューブタイプの気化器は、オープンラック型気化器と異なり熱媒がシェル内を流通するので、２基の気化器の熱媒ラインを連結することで、２基の気化器に熱媒をシリーズに流すことができる。シェルアンドチューブタイプの気化器も種々のタイプのものが開発されているが、特に構造、型式などは限定されない。また４基の気化器は、必ずしも同一の仕様である必要はない。
【００２１】
気化器（第一気化器）１１ａは、熱媒である温海水を受入れる熱媒入口管路２１ａ、温海水を排出する熱媒出口管路２２ａと連結し、この二つの管路２１ａ、２２ａで熱媒ラインを形成する。温海水は、熱媒入口管路２１ａを介して第一気化器１１ａに供給され、ＬＮＧと熱交換し温度を低下させた後、熱媒出口管路２２ａを通じて排出される。熱媒入口管路２１ａは、管路途中に気化器熱媒入口弁２３ａを、熱媒出口管路２２ａは、管路途中に気化器熱媒出口弁２４ａを有する。他の気化器（第二気化器）１１ｂ、気化器（第三気化器）１１ｃ、気化器（第四気化器）１１ｄも同様に、熱媒である温海水を受入れる熱媒入口管路２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、温海水を排出する熱媒出口管路２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと連結する。また各熱媒入口管路２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、管路途中に気化器熱媒入口弁２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを、各熱媒出口管路２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、管路途中に気化器熱媒出口弁２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを有する。
【００２２】
第一気化器１１ａの熱媒出口管路２２ａと、第二気化器１１ｂの熱媒入口管路２１ｂとは連結する。これにより第一気化器１１ａの熱媒ラインと第二気化器１１ｂの熱媒ラインとが直列に連結され、第一連結熱媒ライン３５ａが形成される。同様に、第三気化器１１ｃの熱媒出口管路２２ｃと、第四気化器１１ｂの熱媒入口管路２１ｄとは連結する。これにより第三気化器１１ｃ熱媒ラインと第四気化器１１ｄの熱媒ラインとが直列に連結され、第二連結熱媒ライン３５ｂが形成される。さらに各気化器１１は、気化器をバイパスする気化器バイパス管路２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）を有する。各気化器バイパス管路２５は、管路途中に弁２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ）を有する。
【００２３】
第一気化器１１ａの気化器バイパス管路２５ａは、第二気化器１１ｂの気化器バイパス管路２５ｂと連結し、第一熱媒バイパスライン３６ａを形成する。さらに気化器バイパス管路２５ａは出口部を管路２７と連結し、管路２７は一端を、第一気化器１１ａの気化器熱媒出口弁２４ａと第二気化器１１ｂの気化器熱媒入口弁２３ｂとを連結する管路と連結する。同様に、第三気化器１１ｃの気化器バイパス管路２５ｃは、第四気化器１１ｄの気化器バイパス管路２５ｄと連結し、第二熱媒バイパスライン３６ｂを形成する。さらに気化器バイパス管路２５ｃは出口部を管路２８と連結し、管路２８は一端を、第三気化器１１ｃの気化器熱媒出口弁２４ｃと第四気化器１１ｄの気化器熱媒入口弁２３ｄとを連結する管路と連結する。
【００２４】
気化器海水ポンプ１５は、気化器１１にＬＮＧを気化させる温海水を供給するポンプであり、放水口などに設置される。ここで温海水とは、通常の海水温度に比較して温度の高い海水を言い、蒸気タービンの排気蒸気を冷却し温度を上昇させた復水器出口の温海水などを含む海水が例示される。本実施形態では、気化器海水ポンプ１５は、ポンプ１台当たりの吐出量が、気化器１基が必要とする温海水を供給可能なポンプであり、気化器海水ポンプ１５のうち１台は予備機である例を示す。本実施形態に示すＬＮＧの気化システム１０は、後述するように２基の気化器１１の熱媒ラインを直列に連結し、２基の気化器１１に対して１台の気化器が必要とする流量の温海水を送出するので、基本的には気化器海水ポンプ１５の総海水流量は、従来のＬＮＧ気化システムの半分で済む。よって本実施形態のようにポンプ１台当たりの吐出量が、気化器１基が必要とする温海水を供給可能なポンプを使用すると、気化器海水ポンプ１５の台数は、予備機を除き気化器１１の基数の半分となる。
【００２５】
放水口などに設置された気化器海水ポンプ１５から送出される温海水は、各気化器海水ポンプ１５の吐出管３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）を通じて、海水入口ヘッダー３１に導かれる。気化器１１に導かれＬＮＧと熱交換し温度の低くなった温海水は、海水出口ヘッダー３２を通じて海に戻される。第一気化器１１ａの熱媒入口管路２１ａ、気化器バイパス管路２５ａは、入口部を海水入口ヘッダー３１と連結し、海水入口ヘッダー３１を通じて、海水を受け取る。同様に、第三気化器１１ｃの熱媒入口管路２１ｃ、気化器バイパス管路２５ｃも、入口部を海水入口ヘッダー３１と連結し、海水入口ヘッダー３１を通じて、海水を受け取る。
【００２６】
第二気化器１１ｂの熱媒出口管路２２ｂは、出口部を海水出口ヘッダー３２と連結し、温度の低くなった温海水を海水出口ヘッダー３２へ送る。第二気化器１１ｂの気化器バイパス管路２５ｂは、出口部を第二気化器の熱媒出口管路２２ｂに連結する。同様に、第四気化器１１ｄの熱媒出口管路２２ｄは、出口部を海水出口ヘッダー３２と連結し、第四気化器１１ｄの気化器バイパス管路２５ｄは、出口部を第四気化器１１ｄの熱媒出口管路２２ｄに連結する。なお、第二気化器１１ｂ及び第四気化器１１ｄの気化器バイパス管路２５ｂ、２５ｄは、出口部を直接海水出口ヘッダー３２と連結させてもよい。
【００２７】
次に、以上の構成からなるＬＮＧの気化システム１０の使用方法を示す。気化器海水ポンプ１５ａ、１５ｂを駆動し、吐出管３０ａ、３０ｂに配設された吐出弁３４ａ、３４ｂを開け、海水入口ヘッダー３１に温海水を送る。気化器１１側の熱媒ラインは、第一連結熱媒ライン３５ａ、第二連結熱媒ライン３５ｂが開けられ、第一熱媒バイパスライン３６ａ、第二熱媒バイパスライン３６ｂが閉じられる。気化器熱媒入口弁２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ）、及び気化器熱媒出口弁２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）を開け、弁２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ）を閉じることで、気化器１１に温海水を供給する。
【００２８】
第一気化器１１ａに供給された温海水は、第一気化器１１ａに送られるＬＮＧと熱交換し、温度を低下させた後、第二気化器１１ｂに送られる。第二気化器１１ｂに送られた温海水は、ここでＬＮＧと熱交換しさらに温度を低下させた後、海水出口ヘッダー３２へ送られる。同様に、第三気化器１１ｃに供給された温海水は、第三気化器１１ｃに送られるＬＮＧと熱交換し、温度を低下させた後、第四気化器１１ｄに送られる。第四気化器１１ｄに送られた温海水は、ここでＬＮＧと熱交換しさらに温度を低下させた後、海水出口ヘッダー３２へ送られる。海水出口ヘッダー３２に送られた温度を低下させた温海水は、海水出口ヘッダー３２を通じて海に戻される。一方、ＬＮＧは、温海水と熱交換しＮＧとなり、図示を省略したガスタービン等に送られる。
【００２９】
本実施形態に示すＬＮＧ気化システム１０では、２基の気化器の熱媒ラインを直列に連結し、２基の気化器に対して気化器１基分の流量の温海水、つまり１基の気化器に送られるＬＮＧを気化させるに必要な流量の温海水を供給し、ＬＮＧを気化する方法を採用する。これは、ＬＮＧの気化媒体に温海水を使用し、この熱を有効に利用することで可能となったものである。従来のＬＮＧ気化システム１では、使用する海水温度が高くないので、１基の気化器を通った後の海水温度が低く、この海水を続けて第２基目の気化器に使用することができなかった。このため従来のＬＮＧ気化システム１では、各気化器に対して単独に気化器１基分の流量の海水を送水していた。これと比較すると、本実施形態に示すＬＮＧの気化システム１０は、海水の送水量は半分で済み、気化器海水ポンプ台数を半減することが可能で、設備費、運転費を低減することができる。また気化器海水ポンプの設置面積を縮小させることもできる。また海水出口ヘッダー３２から排出される温度を低下させた温海水は、放水路の温海水と合流した後、海に戻されるので、放水する海水温度も低下させることが可能で、環境上好ましい。
【００３０】
本発明は、温度の高い海水を使用することで可能となったシステムであるが、本発明では２基の気化器に使用するための温海水をわざわざ製造するのではなく、例えば復水器出口の温海水を使用するので、温海水の製造設備は不要である。従来、無駄に捨てられていた熱に着目し、この熱を有効に利用した優れたシステムと言える。
【００３１】
また本実施形態のＬＮＧ気化システム１０は、熱媒バイパスライン３６（３６ａ、３６ｂ）を備えるので、一部の気化器１１を保守点検しながら、他の気化器１１に温海水を供給することができる。気化器１１ｂを保守点検する場合は、気化器１１ｂの気化器熱媒入口弁２３ｂ及び気化器熱媒出口弁２４ｂを閉じて行う。また第一熱媒バイパスライン３６ａ途中の弁２６ａを閉じ、弁２６ｂを開ける。ここで、弁２６ａは熱媒入口弁、弁２６ｂは、熱媒出口弁として機能する。これにより第一気化器１１ａに供給された温海水は、管路２７を介して第一熱媒バイパスライン３６ａに導かれ、海水出口ヘッダー３２を通じて海に返送される。このように本実施形態のＬＮＧ気化システム１０は、気化器１１の熱媒バイパスライン３６を備えるので、気化器１１のいずれかが保守点検中であっても、運転を継続することができる。
【００３２】
図２は、本発明の第二実施形態としてのＬＮＧ気化システム４０の概略的な構成を示すフロー図である。図１と同一の部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１に示す第一実施形態としてのＬＮＧ気化システム１０では、気化器１１の基数が４基であったが、第二実施形態に示すＬＮＧ気化システム４０では、気化器１１の基数が５基であり、気化器１１ｅが一基増えている。また気化器海水ポンプも４台であり、図１に示す第一実施形態としてのＬＮＧ気化システム１０に比較して気化器海水ポンプ１５ｄが一台増えている。また気化器海水ポンプ１５は、第一実施形態同様、ポンプ１台当たりの吐出量が、気化器１基が必要とする温海水を供給可能なポンプであり、気化器海水ポンプ１５のうち１台は予備機である。
【００３３】
本発明のポイントは、気化器１１の熱媒に温海水を使用することで、２基の気化器１１の熱媒ラインを直列に連結し、この連結熱媒ラインに気化器１基分の流量の温海水を送り液化低温ガスを気化させることにある。気化器海水ポンプ１台の吐出量が、１基の気化器が必要とする流量の温海水を送水可能なポンプであれば、本発明の場合、２基の気化器に対して１台の気化器海水ポンプ１５で対応することができる。気化器１１が偶数基の場合は、図１に示すように、２基の気化器１１を一セットとして熱媒ラインを連結することができるけれども、気化器１１が奇数基の場合は、１基の気化器１１ｅの熱媒ラインは、図２に示すように単独の熱媒ライン３７となる。
【００３４】
気化器の基数が３基以上で奇数基であっても、本実施形態に示すように２基の気化器１１の熱媒ラインを直列に連結し、各連結熱媒ライン３５ａ、３５ｂ及び単独の熱媒ライン３７に夫々、気化器１基分の流量の温海水を送水することで、従来の液化低温ガスの気化システムと比較すると気化器海水ポンプ１５の設備費、運転費を減少させることが可能なことは、第一実施形態に示すＬＮＧ気化システム１０と同じである。第二実施形態に示すＬＮＧ気化システム４０の使用方法は、第一実施形態に示すＬＮＧ気化システム１０と同じであり、その効果も基本的に同じである。
【００３５】
図３は、本発明の第三実施形態としてのＬＮＧ気化システム５０の概略的な構成を示すフロー図である。図１、図２と同一の部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図３に示す第三実施形態としてのＬＮＧ気化システム５０は、図１に示す第一実施形態のＬＮＧ気化システム１０と同様、気化器１１の基数が４基であり、気化器のバイパスラインを備える点は共通するが、四基の気化器１１に対して１の熱媒バイパスライン５８しか備えていない点が異なる。なお気化器海水ポンプ１５は、第一実施形態、第二実施形態と同様、ポンプ１台当たりの吐出量が、気化器１基が必要とする温海水を供給可能なポンプであり、気化器海水ポンプ１５のうち１台は予備機である。
【００３６】
第一気化器１１ａの気化器バイパス管路５１は、管路途中に弁５３を有し、一端を海水入口ヘッダー３１と、他端を第二気化器１１ｂの気化器バイパス管路５２と連結する。気化器バイパス管路５２は、管路途中に弁５４を備え、一端を気化器バイパス管路５１と他端を海水出口ヘッダー３２と連結する。さらに気化器バイパス管路５１と気化器バイパス管路５２との連結部には、さらに管路５５、管路５６が連結されている。管路５５は、管路途中に弁６１を有し、一端を第一気化器１１ａの熱媒出口管路２２ａと第二気化器１１ｂの熱媒入口管路２１ｂとの連結部に連結する。同様に管路５６は、管路途中に弁６２を有し、一端を第三気化器１１ｃの熱媒出口管路２２ｃと第四気化器１１ｄの熱媒入口管路２１ｄとの連結部に連結する。このように気化器バイパス管路５１と気化器バイパス管路５２とは直列に連結され、熱媒バイパスライン５８を形成する。この熱媒バイパスライン５８は、第三気化器１１ｃ及び第四気化器１１ｄの熱媒バイパスラインとしても機能し、気化器１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）の共通の熱媒バイパスラインとして機能する。
【００３７】
気化器１１に温海水を供給する方法は、図１に示す第一実施形態と同一であるので、説明を省略する。一部の気化器１１を保守点検しながら他の気化器１１を運転する要領を示す。第二気化器１１ｂ、第四気化器１１ｄの二基を同時に保守点検しながら、第一及び第三気化器１１ａ、１１ｃを運転する場合は、第一気化器１１ａから排出された温海水、及び第三気化器１１ｃから排出された温海水を、各々管路５５、５６を介して熱媒バイパスライン５８に導き、海水出口ヘッダー３２を通じて海に温海水を返送する。
【００３８】
具体的には、第二気化器１１ｂ、第四気化器１１ｄを保守点検するため、気化器熱媒入口弁２３ｂ、２３ｄ、気化器熱媒出出口弁２４ｂ、２４ｄを閉じる。第一気化器１１ａの気化器熱媒入口弁２３ａ、気化器熱媒出口弁２４ａ、第三気化器１１ｃの気化器熱媒入口弁２３ｃ、気化器熱媒出口弁２４ｃ、弁６１及び弁６２を開け、熱媒バイパスライン５８は、弁５３を閉じ、弁５４を開ける。ここで、弁５３は、熱媒入口弁、弁５４は熱媒出口弁として機能する。これにより、海水入口ヘッダー３１を通じて送られた温海水は、第一気化器１１ａ、第三気化器１１ｃに導かれ、熱媒バイパスライン５８を通じて海水出口ヘッダー３２に送られる。
【００３９】
次に第二気化器１１ｂと第三気化器１１ｃの二基を同時に保守点検しながら、第一気化器１１ａ、第四気化器１１ｄを運転する場合の運転要領を示す。第一気化器１１ａから排出された温海水を第四気化器１１ｄに導き、海水出口ヘッダー３２を通じて海に温海水を返送する。具体的には、第二気化器１１ｂ、第三気化器１１ｃを保守点検するため、気化器熱媒入口弁２３ｂ、２３ｃ、気化器熱媒出出口弁２４ｂ、２４ｃを閉じる。第一気化器１１ａの気化器熱媒入口弁２３ａ、気化器熱媒出口弁２４ａ、第四気化器１１ｄの気化器熱媒入口弁２３ｄ、気化器熱媒出口弁２４ｄ、弁６１及び弁６２を開け、熱媒バイパスライン５８は、弁５３及び弁５４を閉じる。これにより、海水入口ヘッダー３１を通じて送られて温海水は、第一気化器１１ａに導かれた後、管路５５、５６を介して第四気化器１１ｄに送られ、第四気化器１１ｄの熱媒出口ライン２２ｄを介して海水出口ヘッダー３２に送られる。
【００４０】
以上のように、第三実施形態に示すＬＮＧ気化システム５０は、四基の気化器に共通の１つの熱媒バイパスライン５８を備えるので、熱媒バイパスラインの本数が少なく設備費を抑制することができる。なお、四基の気化器に共通の１つの熱媒バイパスラインであっても、一部の気化器１１を保守点検しながら他の気化器１１を運転することが可能なことは上記の通りである。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ＬＮＧ気化システム
１１ａ 第一気化器
１１ｂ 第二気化器
１１ｃ 第三気化器
１１ｄ 第四気化器
１１ｅ 第五気化器
１５ 気化器海水ポンプ
２１ 熱媒入口管路
２２ 熱媒出口管路
２３ 気化器熱媒入口弁
２４ 気化器熱媒出口弁
２６ａ、２６ｃ 熱媒入口弁
２６ｃ、２６ｄ 熱媒出口弁
２７、２８ 管路
３５ａ 第一連結熱媒ライン
３５ｂ 第二連結熱媒ライン
３６ 熱媒バイパスライン
３７ 単独熱媒ライン
４０、５０ ＬＮＧ気化システム
５３ 熱媒入口弁
５４ 熱媒出口弁
５５、５６ 管路
５８ 熱媒バイパスライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温液化ガスを気化させる低温液化ガスの気化システムに関し、特に低温液化ガスを気化させる媒体に温海水を使用する低温液化ガスの気化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液化天然ガスを用いた複合発電設備が多く使用されている。液化天然ガスを用いた代表的な複合発電は、低温液化ガスの一種である液化天然ガス（以下ＬＮＧと記す）を燃料としてガスタービンを駆動し、排熱回収ボイラでガスタービンから排出される燃焼排ガスの熱を回収して、蒸気タービンを駆動し発電を行う。ガスタービンの燃料となるＬＮＧは、メタンを主成分とする天然ガス（以下ＮＧと記す）を冷却し液化させたもので、発電所等ではＬＮＧタンクに貯留される。ＬＮＧは、約−１６２℃の温度で貯留されているため、これを燃料として使用するときは、加温、ガス化しＮＧとする必要がある。このＬＮＧの気化には、オープンラック式気化器、シェルアンドチューブ型気化器など海水を熱媒とする気化器が多く使用されている。
【０００３】
図４は、従来のＬＮＧの気化システム１の概略的構成を示すフロー図である。従来のＬＮＧの気化システム１は、主にＬＮＧを気化させる気化器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）と気化器２に気化媒体である海水を供給する気化器海水ポンプ３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ）、及び気化器２に海水を供給する管路から構成されている。気化器２は、シェルアンドチューブタイプの気化器で、気化媒体である海水から熱を得て、ＬＮＧを気化させる。気化器海水ポンプ３で取水された海水は、海水入口ヘッダー４を介して各気化器２に導かれ、ＬＮＧと熱交換し海水出口ヘッダー５を通じて海に戻される。
【０００４】
図４に示すヘッダー方式のＬＮＧの気化システム１は、気化器２が必要とする総海水流量を気化器海水ポンプ３全体で供給する。よってヘッダー方式のＬＮＧの気化システム１においては、吐出量の大きいポンプを使用すると気化器海水ポンプ３の台数が減少する。このほか、従来から使用されているＬＮＧの気化システムには、１基の気化器に対して１台の気化器海水ポンプで海水を送水する１対１対応方式もある。このシステムの場合、気化器と気化器海水ポンプとが１対１で対応するので、気化器の基数と気化器海水ポンプの台数は、予備機を除けば数が一致する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】該当なし
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
１対１対応方式のＬＮＧの気化システムは、気化器と気化器海水ポンプとが１対１で対応するため、プロセスフローが簡単で、運転が容易である。ところで低温液化ガスを利用する発電所等では、各所でエネルギーの回収、熱の有効利用が図られている。本発明者らも、低温液化ガスの冷熱を利用してガスタービンの燃焼用空気を冷却するシステムを開発し、特許出願（特願平１０−３１４５５１）を行っている。しかしながら、低温液化ガスを気化させるシステムそのものに関しては、熱の有効利用を図ったシステムが開発されていないのが現状である。
【０００７】
本発明の目的は、熱を有効に利用し、気化器海水ポンプの設備費、運転費を低減可能な低温液化ガスの気化システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、低温液化ガスを気化させる２基以上の気化器と、２基の気化器を一組とした、該気化器の熱媒ラインを直列に連結した１以上の連結熱媒ラインと、温海水を前記気化器の熱媒として供給する気化器海水ポンプと、を備え、前記気化器海水ポンプは予備機を除き、前記気化器の基数が偶数のときは前記連結熱媒ライン数と同数、前記気化器の基数が奇数のときは前記連結熱媒ライン数に１を加算した数の気化器海水ポンプを有し、前記１以上の連結熱媒ライン、又は前記１以上の連結熱媒ライン及び連結熱媒ラインに連結されない単独熱媒ラインそれぞれに、１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする低温液化ガスの気化システムである。
【０００９】
また本発明は、前記低温液化ガスの気化システムにおいて、さらに前記連結熱媒ラインをバイパスする前記連結熱媒ラインと同数の熱媒バイパスラインを備え、前記気化器海水ポンプは、前記熱媒バイパスラインへも温海水を供給可能であり、前記連結熱媒ラインには、各気化器の気化器熱媒入口弁、気化器熱媒出口弁が設けられ、前記熱媒バイパスラインには、熱媒入口弁及び熱媒出口弁が設けられ、上流側の前記気化器の気化器熱媒出口弁と下流側の前記気化器の気化器熱媒入口弁とを連結する管路と、前記熱媒入口弁と前記熱媒出口弁とを連結する管路とを連結する連絡路を有し、前記連絡路を介して前記連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスラインとを連通させ、これに連結する２基の気化器のうちいずれか１基の気化器にのみ１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記低温液化ガスの気化システムにおいて、前記連結熱媒ライン数が２以上のときは、前記熱媒バイパスラインは、２本の連結熱媒ラインに対して１本設けられ、２本の連結熱媒ラインそれぞれの上流側の前記気化器の気化器熱媒出口弁と下流側の前記気化器の気化器熱媒入口弁とを連結する管路と、前記熱媒入口弁と前記熱媒出口弁とを連結する管路とを連結する２本の連絡路と、を有し、前記２本の連絡路にはそれぞれ弁が介装され、前記連絡路を介して前記連結熱媒ラインのうちいずれか一方の連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスライン、又は前記連絡路を介して前記両方の連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスラインとを連通させ、これに連結する４基の気化器の中から任意の基数の気化器に温海水を供給可能であり、１基又は直列に接続される２基の気化器には１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記低温液化ガスの気化システムにおいて、前記気化器が、シェルアンドチューブタイプの気化器であることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記低温液化ガスの気化システムにおいて、前記温海水が、蒸気を冷却する復水器を通過後の温海水を含む海水であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の低温液化ガスの気化システムは、２基の気化器を一組とした、該気化器の熱媒ラインを直列に連結した１以上の連結熱媒ラインを有し、この連結熱媒ライン又はこの連結熱媒ライン及び単独熱媒ラインそれぞれに、１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なので、従来の低温液化ガスの気化システムに比較して、気化器海水ポンプの台数及び必要な海水流量が半減する。このように温海水の熱を有効に利用することで、気化器海水ポンプの設備費、運転費の低減及び気化器海水ポンプの設置面積の縮小が可能となる。また放水する海水温度も下げることができるので環境上好ましい。
【００１４】
また本発明の低温液化ガスの気化システムは、さらに連結熱媒ラインをバイパスする連結熱媒ラインと同数の熱媒バイパスライン、及び連結熱媒ラインと熱媒バイパスラインとを連結する連絡路を備え、連結熱媒ラインと熱媒バイパスラインとを連通させ、これに連結する２基の気化器のうちいずれか１基の気化器にのみ１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なため１基の気化器を保守しつつ他の気化器の運転を継続することができる。
【００１５】
また本発明の低温液化ガスの気化システムは、２つの連結熱媒ラインに共通の熱媒バイパスラインを有し、これに連結する４基の気化器の中から任意の基数の気化器に温海水を供給可能であり、１基又は直列に接続される２基の気化器には１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なため少ない配管系統で効率的に気化器を運転することができる。
【００１６】
また本発明によれば、気化器は、シェルアンドチューブタイプの気化器であるので、２基の気化器の熱媒ラインを簡単に直列に接続することができる。これにより、気化器海水ポンプの設備費、運転費の低減及び気化器海水ポンプの設置面積の縮小が可能となる。また放水する海水温度も下げることができるので環境上好ましい。
【００１７】
また本発明によれば、温海水は、蒸気を冷却する復水器を通過後の温海水を含む海水であるので、復水器を通過後の温海水が持つエネルギーを有効に利用することができる。本発明を適用することで、従来はそのまま無駄に捨てられていた熱を回収し、有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態としてのＬＮＧ気化システム１０の概略的な構成を示すフロー図である。
【図２】本発明の第二実施形態としてのＬＮＧ気化システム４０の概略的な構成を示すフロー図である。
【図３】本発明の第三実施形態としてのＬＮＧ気化システム５０の概略的な構成を示すフロー図である。
【図４】従来のＬＮＧの気化システム１の概略的構成を示すフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の第一実施形態としてのＬＮＧ気化システム１０の概略的な構成を示すフロー図である。ＬＮＧ気化システム１０は、温海水の持つ熱を利用して、ＬＮＧを気化させるシステムであって、ＬＮＧを気化させる気化器１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１１ｄ）と、ＬＮＧを気化させる媒体である温海水を気化器１１に供給する気化器海水ポンプ１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）、気化器海水ポンプ１５の送水する温海水を気化器１１に導く管路を主に構成される。
【００２０】
ＬＮＧを気化させる気化器１１は、シェルアンドチューブタイプの気化器であり、４基の気化器は同一の仕様からなる。シェルアンドチューブタイプの気化器は、隔壁式熱交換器の一種であり、例えばチューブ側にＬＮＧを供給し、シェル側に熱媒を供給することで、ＬＮＧは熱媒から熱を得て気化しＮＧとなる。シェルアンドチューブタイプの気化器は、オープンラック型気化器と異なり熱媒がシェル内を流通するので、２基の気化器の熱媒ラインを連結することで、２基の気化器に熱媒をシリーズに流すことができる。シェルアンドチューブタイプの気化器も種々のタイプのものが開発されているが、特に構造、型式などは限定されない。また４基の気化器は、必ずしも同一の仕様である必要はない。
【００２１】
気化器（第一気化器）１１ａは、熱媒である温海水を受入れる熱媒入口管路２１ａ、温海水を排出する熱媒出口管路２２ａと連結し、この二つの管路２１ａ、２２ａで熱媒ラインを形成する。温海水は、熱媒入口管路２１ａを介して第一気化器１１ａに供給され、ＬＮＧと熱交換し温度を低下させた後、熱媒出口管路２２ａを通じて排出される。熱媒入口管路２１ａは、管路途中に気化器熱媒入口弁２３ａを、熱媒出口管路２２ａは、管路途中に気化器熱媒出口弁２４ａを有する。他の気化器（第二気化器）１１ｂ、気化器（第三気化器）１１ｃ、気化器（第四気化器）１１ｄも同様に、熱媒である温海水を受入れる熱媒入口管路２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、温海水を排出する熱媒出口管路２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと連結する。また各熱媒入口管路２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、管路途中に気化器熱媒入口弁２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを、各熱媒出口管路２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、管路途中に気化器熱媒出口弁２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを有する。
【００２２】
第一気化器１１ａの熱媒出口管路２２ａと、第二気化器１１ｂの熱媒入口管路２１ｂとは連結する。これにより第一気化器１１ａの熱媒ラインと第二気化器１１ｂの熱媒ラインとが直列に連結され、第一連結熱媒ライン３５ａが形成される。同様に、第三気化器１１ｃの熱媒出口管路２２ｃと、第四気化器１１ｂの熱媒入口管路２１ｄとは連結する。これにより第三気化器１１ｃ熱媒ラインと第四気化器１１ｄの熱媒ラインとが直列に連結され、第二連結熱媒ライン３５ｂが形成される。さらに各気化器１１は、気化器をバイパスする気化器バイパス管路２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）を有する。各気化器バイパス管路２５は、管路途中に弁２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ）を有する。
【００２３】
第一気化器１１ａの気化器バイパス管路２５ａは、第二気化器１１ｂの気化器バイパス管路２５ｂと連結し、第一熱媒バイパスライン３６ａを形成する。さらに気化器バイパス管路２５ａは出口部を管路２７と連結し、管路２７は一端を、第一気化器１１ａの気化器熱媒出口弁２４ａと第二気化器１１ｂの気化器熱媒入口弁２３ｂとを連結する管路と連結する。同様に、第三気化器１１ｃの気化器バイパス管路２５ｃは、第四気化器１１ｄの気化器バイパス管路２５ｄと連結し、第二熱媒バイパスライン３６ｂを形成する。さらに気化器バイパス管路２５ｃは出口部を管路２８と連結し、管路２８は一端を、第三気化器１１ｃの気化器熱媒出口弁２４ｃと第四気化器１１ｄの気化器熱媒入口弁２３ｄとを連結する管路と連結する。
【００２４】
気化器海水ポンプ１５は、気化器１１にＬＮＧを気化させる温海水を供給するポンプであり、放水口などに設置される。ここで温海水とは、通常の海水温度に比較して温度の高い海水を言い、蒸気タービンの排気蒸気を冷却し温度を上昇させた復水器出口の温海水などを含む海水が例示される。本実施形態では、気化器海水ポンプ１５は、ポンプ１台当たりの吐出量が、気化器１基が必要とする温海水を供給可能なポンプであり、気化器海水ポンプ１５のうち１台は予備機である例を示す。本実施形態に示すＬＮＧの気化システム１０は、後述するように２基の気化器１１の熱媒ラインを直列に連結し、２基の気化器１１に対して１台の気化器が必要とする流量の温海水を送出するので、基本的には気化器海水ポンプ１５の総海水流量は、従来のＬＮＧ気化システムの半分で済む。よって本実施形態のようにポンプ１台当たりの吐出量が、気化器１基が必要とする温海水を供給可能なポンプを使用すると、気化器海水ポンプ１５の台数は、予備機を除き気化器１１の基数の半分となる。
【００２５】
放水口などに設置された気化器海水ポンプ１５から送出される温海水は、各気化器海水ポンプ１５の吐出管３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）を通じて、海水入口ヘッダー３１に導かれる。気化器１１に導かれＬＮＧと熱交換し温度の低くなった温海水は、海水出口ヘッダー３２を通じて海に戻される。第一気化器１１ａの熱媒入口管路２１ａ、気化器バイパス管路２５ａは、入口部を海水入口ヘッダー３１と連結し、海水入口ヘッダー３１を通じて、海水を受け取る。同様に、第三気化器１１ｃの熱媒入口管路２１ｃ、気化器バイパス管路２５ｃも、入口部を海水入口ヘッダー３１と連結し、海水入口ヘッダー３１を通じて、海水を受け取る。
【００２６】
第二気化器１１ｂの熱媒出口管路２２ｂは、出口部を海水出口ヘッダー３２と連結し、温度の低くなった温海水を海水出口ヘッダー３２へ送る。第二気化器１１ｂの気化器バイパス管路２５ｂは、出口部を第二気化器の熱媒出口管路２２ｂに連結する。同様に、第四気化器１１ｄの熱媒出口管路２２ｄは、出口部を海水出口ヘッダー３２と連結し、第四気化器１１ｄの気化器バイパス管路２５ｄは、出口部を第四気化器１１ｄの熱媒出口管路２２ｄに連結する。なお、第二気化器１１ｂ及び第四気化器１１ｄの気化器バイパス管路２５ｂ、２５ｄは、出口部を直接海水出口ヘッダー３２と連結させてもよい。
【００２７】
次に、以上の構成からなるＬＮＧの気化システム１０の使用方法を示す。気化器海水ポンプ１５ａ、１５ｂを駆動し、吐出管３０ａ、３０ｂに配設された吐出弁３４ａ、３４ｂを開け、海水入口ヘッダー３１に温海水を送る。気化器１１側の熱媒ラインは、第一連結熱媒ライン３５ａ、第二連結熱媒ライン３５ｂが開けられ、第一熱媒バイパスライン３６ａ、第二熱媒バイパスライン３６ｂが閉じられる。気化器熱媒入口弁２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ）、及び気化器熱媒出口弁２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）を開け、弁２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ）を閉じることで、気化器１１に温海水を供給する。
【００２８】
第一気化器１１ａに供給された温海水は、第一気化器１１ａに送られるＬＮＧと熱交換し、温度を低下させた後、第二気化器１１ｂに送られる。第二気化器１１ｂに送られた温海水は、ここでＬＮＧと熱交換しさらに温度を低下させた後、海水出口ヘッダー３２へ送られる。同様に、第三気化器１１ｃに供給された温海水は、第三気化器１１ｃに送られるＬＮＧと熱交換し、温度を低下させた後、第四気化器１１ｄに送られる。第四気化器１１ｄに送られた温海水は、ここでＬＮＧと熱交換しさらに温度を低下させた後、海水出口ヘッダー３２へ送られる。海水出口ヘッダー３２に送られた温度を低下させた温海水は、海水出口ヘッダー３２を通じて海に戻される。一方、ＬＮＧは、温海水と熱交換しＮＧとなり、図示を省略したガスタービン等に送られる。
【００２９】
本実施形態に示すＬＮＧ気化システム１０では、２基の気化器の熱媒ラインを直列に連結し、２基の気化器に対して気化器１基分の流量の温海水、つまり１基の気化器に送られるＬＮＧを気化させるに必要な流量の温海水を供給し、ＬＮＧを気化する方法を採用する。これは、ＬＮＧの気化媒体に温海水を使用し、この熱を有効に利用することで可能となったものである。従来のＬＮＧ気化システム１では、使用する海水温度が高くないので、１基の気化器を通った後の海水温度が低く、この海水を続けて第２基目の気化器に使用することができなかった。このため従来のＬＮＧ気化システム１では、各気化器に対して単独に気化器１基分の流量の海水を送水していた。これと比較すると、本実施形態に示すＬＮＧの気化システム１０は、海水の送水量は半分で済み、気化器海水ポンプ台数を半減することが可能で、設備費、運転費を低減することができる。また気化器海水ポンプの設置面積を縮小させることもできる。また海水出口ヘッダー３２から排出される温度を低下させた温海水は、放水路の温海水と合流した後、海に戻されるので、放水する海水温度も低下させることが可能で、環境上好ましい。
【００３０】
本発明は、温度の高い海水を使用することで可能となったシステムであるが、本発明では２基の気化器に使用するための温海水をわざわざ製造するのではなく、例えば復水器出口の温海水を使用するので、温海水の製造設備は不要である。従来、無駄に捨てられていた熱に着目し、この熱を有効に利用した優れたシステムと言える。
【００３１】
また本実施形態のＬＮＧ気化システム１０は、熱媒バイパスライン３６（３６ａ、３６ｂ）を備えるので、一部の気化器１１を保守点検しながら、他の気化器１１に温海水を供給することができる。気化器１１ｂを保守点検する場合は、気化器１１ｂの気化器熱媒入口弁２３ｂ及び気化器熱媒出口弁２４ｂを閉じて行う。また第一熱媒バイパスライン３６ａ途中の弁２６ａを閉じ、弁２６ｂを開ける。ここで、弁２６ａは熱媒入口弁、弁２６ｂは、熱媒出口弁として機能する。これにより第一気化器１１ａに供給された温海水は、管路２７を介して第一熱媒バイパスライン３６ａに導かれ、海水出口ヘッダー３２を通じて海に返送される。このように本実施形態のＬＮＧ気化システム１０は、気化器１１の熱媒バイパスライン３６を備えるので、気化器１１のいずれかが保守点検中であっても、運転を継続することができる。
【００３２】
図２は、本発明の第二実施形態としてのＬＮＧ気化システム４０の概略的な構成を示すフロー図である。図１と同一の部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１に示す第一実施形態としてのＬＮＧ気化システム１０では、気化器１１の基数が４基であったが、第二実施形態に示すＬＮＧ気化システム４０では、気化器１１の基数が５基であり、気化器１１ｅが一基増えている。また気化器海水ポンプも４台であり、図１に示す第一実施形態としてのＬＮＧ気化システム１０に比較して気化器海水ポンプ１５ｄが一台増えている。また気化器海水ポンプ１５は、第一実施形態同様、ポンプ１台当たりの吐出量が、気化器１基が必要とする温海水を供給可能なポンプであり、気化器海水ポンプ１５のうち１台は予備機である。
【００３３】
本発明のポイントは、気化器１１の熱媒に温海水を使用することで、２基の気化器１１の熱媒ラインを直列に連結し、この連結熱媒ラインに気化器１基分の流量の温海水を送り液化低温ガスを気化させることにある。気化器海水ポンプ１台の吐出量が、１基の気化器が必要とする流量の温海水を送水可能なポンプであれば、本発明の場合、２基の気化器に対して１台の気化器海水ポンプ１５で対応することができる。気化器１１が偶数基の場合は、図１に示すように、２基の気化器１１を一セットとして熱媒ラインを連結することができるけれども、気化器１１が奇数基の場合は、１基の気化器１１ｅの熱媒ラインは、図２に示すように単独の熱媒ライン３７となる。
【００３４】
気化器の基数が３基以上で奇数基であっても、本実施形態に示すように２基の気化器１１の熱媒ラインを直列に連結し、各連結熱媒ライン３５ａ、３５ｂ及び単独の熱媒ライン３７に夫々、気化器１基分の流量の温海水を送水することで、従来の液化低温ガスの気化システムと比較すると気化器海水ポンプ１５の設備費、運転費を減少させることが可能なことは、第一実施形態に示すＬＮＧ気化システム１０と同じである。第二実施形態に示すＬＮＧ気化システム４０の使用方法は、第一実施形態に示すＬＮＧ気化システム１０と同じであり、その効果も基本的に同じである。
【００３５】
図３は、本発明の第三実施形態としてのＬＮＧ気化システム５０の概略的な構成を示すフロー図である。図１、図２と同一の部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図３に示す第三実施形態としてのＬＮＧ気化システム５０は、図１に示す第一実施形態のＬＮＧ気化システム１０と同様、気化器１１の基数が４基であり、気化器のバイパスラインを備える点は共通するが、四基の気化器１１に対して１の熱媒バイパスライン５８しか備えていない点が異なる。なお気化器海水ポンプ１５は、第一実施形態、第二実施形態と同様、ポンプ１台当たりの吐出量が、気化器１基が必要とする温海水を供給可能なポンプであり、気化器海水ポンプ１５のうち１台は予備機である。
【００３６】
第一気化器１１ａの気化器バイパス管路５１は、管路途中に弁５３を有し、一端を海水入口ヘッダー３１と、他端を第二気化器１１ｂの気化器バイパス管路５２と連結する。気化器バイパス管路５２は、管路途中に弁５４を備え、一端を気化器バイパス管路５１と他端を海水出口ヘッダー３２と連結する。さらに気化器バイパス管路５１と気化器バイパス管路５２との連結部には、さらに管路５５、管路５６が連結されている。管路５５は、管路途中に弁６１を有し、一端を第一気化器１１ａの熱媒出口管路２２ａと第二気化器１１ｂの熱媒入口管路２１ｂとの連結部に連結する。同様に管路５６は、管路途中に弁６２を有し、一端を第三気化器１１ｃの熱媒出口管路２２ｃと第四気化器１１ｄの熱媒入口管路２１ｄとの連結部に連結する。このように気化器バイパス管路５１と気化器バイパス管路５２とは直列に連結され、熱媒バイパスライン５８を形成する。この熱媒バイパスライン５８は、第三気化器１１ｃ及び第四気化器１１ｄの熱媒バイパスラインとしても機能し、気化器１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）の共通の熱媒バイパスラインとして機能する。
【００３７】
気化器１１に温海水を供給する方法は、図１に示す第一実施形態と同一であるので、説明を省略する。一部の気化器１１を保守点検しながら他の気化器１１を運転する要領を示す。第二気化器１１ｂ、第四気化器１１ｄの二基を同時に保守点検しながら、第一及び第三気化器１１ａ、１１ｃを運転する場合は、第一気化器１１ａから排出された温海水、及び第三気化器１１ｃから排出された温海水を、各々管路５５、５６を介して熱媒バイパスライン５８に導き、海水出口ヘッダー３２を通じて海に温海水を返送する。
【００３８】
具体的には、第二気化器１１ｂ、第四気化器１１ｄを保守点検するため、気化器熱媒入口弁２３ｂ、２３ｄ、気化器熱媒出出口弁２４ｂ、２４ｄを閉じる。第一気化器１１ａの気化器熱媒入口弁２３ａ、気化器熱媒出口弁２４ａ、第三気化器１１ｃの気化器熱媒入口弁２３ｃ、気化器熱媒出口弁２４ｃ、弁６１及び弁６２を開け、熱媒バイパスライン５８は、弁５３を閉じ、弁５４を開ける。ここで、弁５３は、熱媒入口弁、弁５４は熱媒出口弁として機能する。これにより、海水入口ヘッダー３１を通じて送られた温海水は、第一気化器１１ａ、第三気化器１１ｃに導かれ、熱媒バイパスライン５８を通じて海水出口ヘッダー３２に送られる。
【００３９】
次に第二気化器１１ｂと第三気化器１１ｃの二基を同時に保守点検しながら、第一気化器１１ａ、第四気化器１１ｄを運転する場合の運転要領を示す。第一気化器１１ａから排出された温海水を第四気化器１１ｄに導き、海水出口ヘッダー３２を通じて海に温海水を返送する。具体的には、第二気化器１１ｂ、第三気化器１１ｃを保守点検するため、気化器熱媒入口弁２３ｂ、２３ｃ、気化器熱媒出出口弁２４ｂ、２４ｃを閉じる。第一気化器１１ａの気化器熱媒入口弁２３ａ、気化器熱媒出口弁２４ａ、第四気化器１１ｄの気化器熱媒入口弁２３ｄ、気化器熱媒出口弁２４ｄ、弁６１及び弁６２を開け、熱媒バイパスライン５８は、弁５３及び弁５４を閉じる。これにより、海水入口ヘッダー３１を通じて送られて温海水は、第一気化器１１ａに導かれた後、管路５５、５６を介して第四気化器１１ｄに送られ、第四気化器１１ｄの熱媒出口ライン２２ｄを介して海水出口ヘッダー３２に送られる。
【００４０】
以上のように、第三実施形態に示すＬＮＧ気化システム５０は、四基の気化器に共通の１つの熱媒バイパスライン５８を備えるので、熱媒バイパスラインの本数が少なく設備費を抑制することができる。なお、四基の気化器に共通の１つの熱媒バイパスラインであっても、一部の気化器１１を保守点検しながら他の気化器１１を運転することが可能なことは上記の通りである。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ＬＮＧ気化システム
１１ａ 第一気化器
１１ｂ 第二気化器
１１ｃ 第三気化器
１１ｄ 第四気化器
１１ｅ 第五気化器
１５ 気化器海水ポンプ
２１ 熱媒入口管路
２２ 熱媒出口管路
２３ 気化器熱媒入口弁
２４ 気化器熱媒出口弁
２６ａ、２６ｃ 熱媒入口弁
２６ｃ、２６ｄ 熱媒出口弁
２７、２８ 管路
３５ａ 第一連結熱媒ライン
３５ｂ 第二連結熱媒ライン
３６ 熱媒バイパスライン
３７ 単独熱媒ライン
４０、５０ ＬＮＧ気化システム
５３ 熱媒入口弁
５４ 熱媒出口弁
５５、５６ 管路
５８ 熱媒バイパスライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温液化ガスを気化させる２基以上の気化器と、
２基の気化器を一組とした、該気化器の熱媒ラインを直列に連結した１以上の連結熱媒ラインと、
温海水を前記気化器の熱媒として供給する気化器海水ポンプと、を備え、
前記気化器海水ポンプは予備機を除き、前記気化器の基数が偶数のときは前記連結熱媒ライン数と同数、前記気化器の基数が奇数のときは前記連結熱媒ライン数に１を加算した数の気化器海水ポンプを有し、前記１以上の連結熱媒ライン、又は前記１以上の連結熱媒ライン及び連結熱媒ラインに連結されない単独熱媒ラインそれぞれに、１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする低温液化ガスの気化システム。
【請求項２】
さらに前記連結熱媒ラインをバイパスする前記連結熱媒ラインと同数の熱媒バイパスラインを備え、
前記気化器海水ポンプは、前記熱媒バイパスラインへも温海水を供給可能であり、
前記連結熱媒ラインには、各気化器の気化器熱媒入口弁、気化器熱媒出口弁が設けられ、
前記熱媒バイパスラインには、熱媒入口弁及び熱媒出口弁が設けられ、
上流側の前記気化器の気化器熱媒出口弁と下流側の前記気化器の気化器熱媒入口弁とを連結する管路と、前記熱媒入口弁と前記熱媒出口弁とを連結する管路とを連結する連絡路を有し、
前記連絡路を介して前記連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスラインとを連通させ、これに連結する２基の気化器のうちいずれか１基の気化器にのみ１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする請求項１に記載の低温液化ガスの気化システム。
【請求項３】
前記連結熱媒ライン数が２以上のときは、前記熱媒バイパスラインは、２本の連結熱媒ラインに対して１本設けられ、
２本の連結熱媒ラインそれぞれの上流側の前記気化器の気化器熱媒出口弁と下流側の前記気化器の気化器熱媒入口弁とを連結する管路と、前記熱媒入口弁と前記熱媒出口弁とを連結する管路とを連結する２本の連絡路と、を有し、
前記２本の連絡路にはそれぞれ弁が介装され、
前記連絡路を介して前記連結熱媒ラインのうちいずれか一方の連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスライン、又は前記連絡路を介して前記両方の連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスラインとを連通させ、これに連結する４基の気化器の中から任意の基数の気化器に温海水を供給可能であり、１基又は直列に接続される２基の気化器には１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする請求項２に記載の低温液化ガスの気化システム。
【請求項４】
前記気化器は、シェルアンドチューブタイプの気化器であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の低温液化ガスの気化システム。
【請求項５】
前記温海水は、蒸気を冷却する復水器を通過後の温海水を含む海水であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の低温液化ガスの気化システム。
【請求項１】
低温液化ガスを気化させる２基以上の気化器と、
２基の気化器を一組とした、該気化器の熱媒ラインを直列に連結した１以上の連結熱媒ラインと、
温海水を前記気化器の熱媒として供給する気化器海水ポンプと、を備え、
前記気化器海水ポンプは予備機を除き、前記気化器の基数が偶数のときは前記連結熱媒ライン数と同数、前記気化器の基数が奇数のときは前記連結熱媒ライン数に１を加算した数の気化器海水ポンプを有し、前記１以上の連結熱媒ライン、又は前記１以上の連結熱媒ライン及び連結熱媒ラインに連結されない単独熱媒ラインそれぞれに、１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする低温液化ガスの気化システム。
【請求項２】
さらに前記連結熱媒ラインをバイパスする前記連結熱媒ラインと同数の熱媒バイパスラインを備え、
前記気化器海水ポンプは、前記熱媒バイパスラインへも温海水を供給可能であり、
前記連結熱媒ラインには、各気化器の気化器熱媒入口弁、気化器熱媒出口弁が設けられ、
前記熱媒バイパスラインには、熱媒入口弁及び熱媒出口弁が設けられ、
上流側の前記気化器の気化器熱媒出口弁と下流側の前記気化器の気化器熱媒入口弁とを連結する管路と、前記熱媒入口弁と前記熱媒出口弁とを連結する管路とを連結する連絡路を有し、
前記連絡路を介して前記連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスラインとを連通させ、これに連結する２基の気化器のうちいずれか１基の気化器にのみ１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする請求項１に記載の低温液化ガスの気化システム。
【請求項３】
前記連結熱媒ライン数が２以上のときは、前記熱媒バイパスラインは、２本の連結熱媒ラインに対して１本設けられ、
２本の連結熱媒ラインそれぞれの上流側の前記気化器の気化器熱媒出口弁と下流側の前記気化器の気化器熱媒入口弁とを連結する管路と、前記熱媒入口弁と前記熱媒出口弁とを連結する管路とを連結する２本の連絡路と、を有し、
前記２本の連絡路にはそれぞれ弁が介装され、
前記連絡路を介して前記連結熱媒ラインのうちいずれか一方の連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスライン、又は前記連絡路を介して前記両方の連結熱媒ラインと前記熱媒バイパスラインとを連通させ、これに連結する４基の気化器の中から任意の基数の気化器に温海水を供給可能であり、１基又は直列に接続される２基の気化器には１台の気化器海水ポンプから気化器１基分の流量の温海水を供給し、低温液化ガスを気化させることが可能なことを特徴とする請求項２に記載の低温液化ガスの気化システム。
【請求項４】
前記気化器は、シェルアンドチューブタイプの気化器であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の低温液化ガスの気化システム。
【請求項５】
前記温海水は、蒸気を冷却する復水器を通過後の温海水を含む海水であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の低温液化ガスの気化システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−５２６７１（Ｐ２０１２−５２６７１Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７２８６９（Ｐ２０１１−２７２８６９）
【出願日】平成２３年１２月１４日（２０１１．１２．１４）
【分割の表示】特願２００７−１０３６５４（Ｐ２００７−１０３６５４）の分割
【原出願日】平成１９年４月１１日（２００７．４．１１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１４日（２０１１．１２．１４）
【分割の表示】特願２００７−１０３６５４（Ｐ２００７−１０３６５４）の分割
【原出願日】平成１９年４月１１日（２００７．４．１１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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