JPH01250698A - 液化天然ガスの蒸発方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は仕事をして膨張され、凝結されて再蒸発される
、別個の回路を流過する流体との熱交換によって液化天
然ガスが大気温度まで加熱されるようになされたエネル
ギーの収得に組合された液化天然ガスの蒸発方法に関す
る。

［従来の技術］ 液化天然ガスを蒸発させる為に必要な熱は一般に空気、
海水又は河川水のような熱担持体によって供給されるよ
うになっている。この場合電気エネルギーを発生させる
為に膨張タービンを有する補助回路によって液化天然ガ
スの寒冷が附加的に利用される時は、熱担持体の水から
得ることを必要とされるエネルギーが同じ量だけ減少さ
れる。

従って必要な水の量及び水を供給する駆動費用が減少す
る。しかし補助回路の建設が多くなるほど熱交換設備及
び機械の設置費用が高くなるのである。従って経済的に
最も良好な状態は２つ（又は３つ）の補助回路を使用す
る場合である。熱交換媒体として回路を流過される２つ
の流体により作動を行う方法は西独国公開公報２６３３
７１３号に記載されている。この公報に於て、液化天然
ガス流が多くの熱交換工程にて先ず加熱され、次いで蒸
発される。蒸発された天然ガスの一部分自体が第１の流
体回路を形成する。蒸発された天然ガスの一部分が天然
ガス流から分岐され、仕事をして膨張され、加熱される
液化天然ガスと熱交換を行って凝結し、液化天然ガス圧
力まで圧縮されて再度液化天然ガス流に混合されるよう
になされるのである。

第２の回路の流体として、この公知の方法ではエタンが
使用されている。この場合、河川水、海水又は空気と熱
交換を行って蒸発されるエタン流は仕事をして膨張され
るのである。膨張されたエタン流は分岐され、第１の部
分は更に仕事をして膨張し、引続いて天然ガスとの向流
にて凝結されて、改めて加熱され、エタン流の第２の部
分と合流されて再度蒸発されるのである。エタン流の第
２の部分は加熱を受ける天然ガスとの熱交換によって凝
結され、第１のエタン流に再度混合される。

熱交換媒体の２回の膨張の為及び仕事を行う膨張工程を
正しく保持する為に両方のエタン流は加熱される天然ガ
スとの熱交換によって凝結された後で共通の圧力まで圧
縮されるのである。

この方法のエネルギーの利得は良好ではあるが、この−
良好なエネルギーの利得は、２つの工程のエタン回路に
よってしか得られないのである。

［発明が解決しようとする課題］ 従って本発明の目的は、冒頭に述べた方法を、設備費用
が少なく、及び／又は更に良好なエネルギーの収得が保
証されるように構成することである。

し課題を解決する為の手段及び作用コ 上述の目的は、本発明によって、第１の回路内の流体が
天然ガスであり、これが大気温度まで加熱された天然ガ
スから分岐され、仕事をしながら膨張され、液化天然ガ
スとの熱交換によって凝結されて液化天然ガスと再度混
合されるようになされ、又第２の回路内に１つの流体が
導入されて、この流体が単一の工程にて仕事をして膨張
されるようになすことによって解決されるのである。

本発明の方法に於ては良好なエネルギーの利得を得る為
に第２の閉じた回路の流体を２つの工程で仕事をして膨
張させる必要はない。流体は１つの工程で膨張されるか
ら、膨張タービン及びポンプの数が少なくて済み、しか
も従来技術の方法と同様に良好なエネルギーの回収を行
い得るのである。このようにして第２の回路の流体とし
てＣ７−０６−炭化水素、特にＣ＋　／　Ｃｚ−混合物
又はｃ　２／　Ｃｘ−混合物が使用され、その際に０２
成分が９０モル％よりも少なくされるのである。

本発明による方法の更に詳細な構成に於ては、第２の回
路の流体としてプロパンが使用されるのである。

このようにして本発明により圧力状態に於ける貯蔵の為
に何等外部の寒冷を必要としない流体が提供されるので
ある。従って、例えば大気温度にて２０バールの圧力で
問題を生じないで貯蔵を行うことが出来、これによって
大なるエネルギーを消費する冷却の不利益が排除される
のである。

本発明の更に詳細な構成に於ては、第２の回路の流体と
してアンモニアを使用出来る。この場合にも、大気温度
にて圧力状態で貯蔵することが可能になるのである。

本発明による方法の変形形態に於ては、第１の回路と第
２の回路との間に更に他の、１つの工程の膨張によって
駆動される第３の回路が挿入されるのである。

この構成に於ては、第３の回路の流体としてエタンが使
用されるのが有利であることが証明されている。本発明
によるこの変形形態に於ては、膨張タービンの数が冒頭
に述べた公知の方法と同じであるけれども、本発明によ
る方法に対しては公知の方法に比較してエネルギーの利
得が多いのである。

本発明による方法の適当な構成に於ては、第１の回路の
流体が２つの工程で仕事をして膨張されるようになって
いる。この場合第１の工程に於て加熱された天然ガスが
膨張されて海水との熱接触状態になされる。この加熱さ
れた流れは２つに分岐されて、蒸発された天然ガスの一
部分が引出され、他の部分が更に仕事をして膨張されて
加熱される天然ガスとの熱交換によって凝結されて再度
液化天然ガスと混合されるのである。第２の回路の流体
は更に１つの工程で仕事をして膨張される。

この構成に対応する適当な説明が第２図による例に見出
される。

図示されない本発明の方法の変形形態に於ては、加熱さ
れた天然ガス流が２つに分岐される。これの一方の部分
流が第１の流体回路を構成し、他方の部分流が引出され
る前にもう一度仕事をして膨張されるようになっている
。

［実施例］ 本発明は図面に概略的に示された実施例によって以下に
詳述される。

さて第１図は本発明による方法の原理的な説明である。

導管１内の液化天然ガスの流れが先ず最初に熱交換器Ｅ
ｌ内で導管２ｂ内の凝結される天然ガスと熱交換を行っ
て加熱される。熱交換器Ｅ２内では、導管３ａ及び３ｂ
の回路内を導かれる熱交換媒体であるプロパンとの熱交
換によって天然ガス流の更に進む加熱が行われる。天然
ガス流の最終的な加熱は、熱交換器ＥａＢ内で冷却され
る海水との向流にて行われる。熱交換器Ｅ３Ｂから出た
導管１内のガス状の天然ガスから一部分が導管２ａを経
て引出され、膨張タービンＸｌ内で仕事をして膨張され
、導管２ｂを通って熱交換器Ｅｌ内で加熱される天然ガ
スとの熱交換によって凝結され、ポンプＰ１によって液
化天然ガスの圧力まで昇圧された後で導管１内の液化天
然ガスに再度混合されるようになっている。第２の回路
の流体即ちプロパンは仕事を行う為のエネルギー及び天
然ガスの加熱エネルギーを導管４内に供給される海水か
ら受取る。熱交換器Ｅ３Ａを通過した後で、プロパンは
導管３ａ内で完全に蒸発され、膨張タービンＸ２内で仕
事をして膨張される。導管３ｂを経てこのプロパン流は
導管３ａ内のプロパン流及び導管１内の加熱されるべき
天然ガスとの向流にて熱交換器Ｅ２を通過し、その際に
プロパンが凝結され、液化プロパン流はポンプＰ２によ
って圧縮されて導管３ａを経て熱交換器Ｅ２を通されて
加熱される。このようにして第２の流体の回路は閉じら
れているのである。エネルギーの利得及び天然ガスの蒸
発の為に引入れられた海水は導管４を経て導かれ、並列
に接続された熱交換器Ｅ３Ａ　（第２の回路の蒸発して
いる流体に対して熱的接触状態の）及び熱交換器Ｅ３Ｂ
（加熱される天然ガス流に対して熱的接触状態の）を通
って導かれ、熱を引出された後で導管５を通って排出さ
れる。

熱交換媒体としてプロパンを使用した第１図に示された
例のような本発明による方法を西独国公開公報２６３３
７１３号と比較した結果は殆ど同様の良好な結果を得た
。上述の利得計算は同様の天然ガスの組成及び同様の能
力の機械を使用したものとして行われた。両方の場合、
次の境界条件にて計算された。即ち液化天然ガスの初期
圧力が８２．４バール、排出圧力が８０バール、天然ガ
スの流量が１３０ｔ／ｈ、液化天然ガスの流入温度が１
２５にであった。

上述の前提条件で公知の方法の利得は３８８０ｋＷで、
本発明による方法では３７２０ｋＷであった。これによ
れば本発明による方法は約４％公知の方法よりも能力が
悪いが、しかし最終的には、より少ない機械的な費用及
び循環回路の媒体の貯蔵の為に外部の寒冷が必要でない
ことによって上述の仕事の利得が得られる利点が得られ
たのである。

第２図は第１図の本発明による方法の構成を示し、この
実施例では大気温度まで加熱された天然ガスが２つの工
程で仕事を行って膨張されるようになっている。加熱さ
れた天然ガスは膨張タービンＸ３にて先ず仕事をして膨
張され、改めて導管４の海水によって加熱されるように
熱交換器Ｅ３Ｃを流過し、然る後に一部分が更に熱交換
器Ｘ１（第１図のものと同様の）にて更に膨張されるよ
うに導管２ａを経て取出されると共に天然ガスの残余の
部分が導管７を経て取出されるのである。

この構成の実施例で得られる仕事の利得は５６００ｋＨ
に達した。この場合天然ガスの排出圧力は４５．２バー
ルと見積もられ、残余の境界条件は上述の比較の場合の
ものと一致していた。

第３図は第２図の方法の変形形態を示す。第２の流体回
路に対して第３の流体回路が重畳されている。流体とし
ては例えば第２の回路にプロパンが、文箱３の回路にエ
タンが利用されることが出来る。エタンの回路の凝結エ
ネルギーを伝達する為に附加的な熱交換器Ｅ４が必要で
ある。この熱交換器の温度レベルは天然ガス凝結用熱交
換器Ｅ１の温度レベル及びプロパン凝結用熱交換器Ｅ２
の温度レベルの中間にある。導管２ａ内の圧縮されたエ
タン流の蒸発熱の水に対する伝達の為に更に他の熱交換
器Ｅ３Ｄが設置されている。

第２図及び第３図に示された膨張工程即ち加熱された天
然ガス−Ｘ３−及び２つの流れの区分流−Ｘ２−は、蒸
発された天然ガスの一部分がＸ３にて膨張される前に第
１の流体回路に対して分岐されるように修正されること
が出来る。残余の部分は仕事をして膨張されて分岐され
た後で始めて排出されるのである。

［発明の効果コ 本発明は上述のように構成されているから、良好なエネ
ルギーの利得を得る為に従来技術とは異なり第２の閉じ
た回路の流体を２つの工程で仕事をして膨張させる必要
がなく、流体が１つの工程で膨張されるのであるから、
膨張タービン及びポンプの数が少なくなり、従来技術と
同様に良好なエネルギーの回収を行い得る為の設備費用
が少なくて済み、又は同様の設備によって従来技術より
も更に良好なエネルギーの利得が保証されるように構成
出来る優れた効果が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１及び第２の回路の流体の夫々１つの工程の
仕事を行う膨張工程を有する本発明による方法を示す回
路図。 第２図は第１の回路の流体の２つの工程の膨張及び及び
第２の回路の流体の１つの工程の膨張を有する本発明に
よる方法の回路図。 第３図は第３の流体の回路を有するように拡張された第
２図に示されるものと同様の本発明による方法の回路図
。 １・・・・・・液化天然ガス流の導管 Ｅ１・・・・・熱交換器 Ｅ２・・・・・熱交換器 Ｅ３Ａ・・・・熱交換器 Ｅ３Ｂ・・・・熱交換器 Ｅ３Ｃ・・・・熱交換器 Ｅ３Ｄ・・・・熱交換器 Ｐｉ・・・・・ポンプ Ｐ２・・・・・ポンプ Ｘｌ・・・・・膨張タービン Ｘ２・・・・・膨張タービン Ｘ３・・・・・膨張タービン 特許出願人　リンダ・アクチェンゲゼルシャフト巳ｉｇ
、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、仕事をして膨張され、凝結されて再蒸発される、別
   個の回路を流過する流体との熱交換によって液化天然ガ
   スが大気温度まで加熱されるようになされたエネルギー
   の収得に組合された液化天然ガスの蒸発方法に於て、第
   １の回路内の前記流体が天然ガスであり、これが大気温
   度まで加熱された天然ガスから分岐され、仕事をして膨
   張され、液化天然ガスとの熱交換によって凝結されて液
   化天然ガスと再度混合されるようになされていて、又第
   ２の回路内に１つの流体が導入され、この流体が単一の
   工程で仕事をして膨張されるようになされていることを
   特徴とする蒸発方法。 ２、前記第２の回路の流体としてＣ＿１−Ｃ＿６−炭化
   水素の混合物が使用され、その際にＣ＿２成分が９０モ
   ル％よりも少ないことを特徴とする請求項１記載の方法
   。 ３、前記第２の回路の流体としてＣ＿１／Ｃ＿２−混合
   物又はＣ＿２／Ｃ＿３−混合物が使用されることを特徴
   とする請求項２記載の方法。 ４、前記第２の回路の流体としてプロパンが使用されて
   いることを特徴とする請求項１記載の方法。 ５、前記第２の回路の流体としてアンモニアが使用され
   ていることを特徴とする請求項１記載の方法。 ６、前記第１の回路及び前記第２の回路の間に更に他の
   単一工程で駆動される第３の回路が附加されていること
   を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の方法。 ７、前記第３の回路の流体としてエタンが使用されてい
   ることを特徴とする請求項６記載の方法。 ８、前記第１の回路の流体が２工程で仕事をして膨張さ
   れることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の
   方法。