JPH03286991A - 二重管式オープンラック型気化装置 - 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】 利用産業分野 この発明は、海水などの熱媒体で液化天然ガスを気化さ
せるためのオープンラック型気化装置に係り、熱交換管
を伝熱促進体を有する二重管構造となし、上端部から内
管に液化天然ガスを供給して外管上部へとＵ型フローに
て気化ガスを導出する構成となして、流量ハンチングの
防止、水着の低減、海水量の低減、ガス流れの安定化を
図った二重管式オープンラック型気化装置に関する。

背景技術 海水などの熱媒体を用いて液化天然ガス（以下ＬＮＧと
いう）を気化させるためのオープンラック型気化装置と
しては、従来、単管式オープンラック型気化装置が主流
である。

単管式オープンラック型気化装置は、第６図に示す如く
、単管の熱交換管を多数連立させた熱交換用パネル（１
）の下端に設けた下部ヘッダータンク（２）からＬＮＧ
を供給し、熱交換用パネル（１）の上部両側に配置した
トラフ（３）から散水される海水により、ＬＮＧが管内
を上昇するにつれて管外の熱媒体たる海水により加熱さ
れ気化して、熱交換用パネル（１）の上端に設けた上部
ヘッダータンク（４）がら天然ガス（以下ＮＧという）
として外部に供給される構成からなる。

単管式オープンラック型気化装置は上述の如く構造が簡
単で製造が容易であるが、熱媒体である海水と極低温の
ＬＮＧとが熱交換用パネル（１）の単管壁を介して直接
熱交換するため、管外、すなわち熱交換用パネル（１）
表面に水着が発生し増大する問題がある。

詳述すると、熱交換用パネル（１ンの各熱交換管に供給
される散水流量に偏流があると、管外面に発生する水着
高さにアンバランスが生じる。ＬＮＧ流量が増加する事
により水着のアンバランス量は増大する。

この結果、各熱交換管自体の温度が不均一となり、各熱
交換管の収縮量に差ができ、熱応力が増大するため気化
装置としての能力向上には大きな制約を受けることにな
る。

そこで、従来は熱交換用パネル（１）表面への水着のア
ンバランスを防止するため、各熱交換管への散水量を均
一にしたり、熱応力の緩和を図るなどの手段が提案され
たが、単管式オープンラック型気化装置の根本的な欠点
を解消することができなかった。

かかる問題を解決する方法として、熱交換管を二重管式
としてＬＮＧを間接的に加熱する構成が考えられるが、
伝熱効率が悪＜ＮＧの温度が極低温ＬＮＧにより降温し
、常温のガスを供給するには気化装置を出た低温ガスを
加熱する必要があるなどの多数の問題があり、ヘッダー
タンク、トラフの配設位置の選定、伝熱効率を考慮した
内管と外管の通路の利用方法など、ＬＮＧの気化装置と
して最適の構成は提案されていない。

発明の目的 この発明は、従来の単管式オープンラック型気化装置に
おいて問題となっていた熱交換パネル表面への水着を減
少させるため、熱交換管を二重管構造となした気化装置
の提供を目的とし、流量ハンチングの防止、水着の低減
、海水量の低減、ガス流れの安定化を図った二重管式オ
ープンラック型気化装置の提供を目的としている。

発明の概要 この発明は、 二重管構造の熱交換管を多数連立させて熱交換パネルを
形成し、熱交換パネルの上部あるいは下部に液化ガス入
口ヘッダータンク及び気化ガス出口ヘッダータンクを配
置し、該パネル上部に散水用トラフを配設し、 液化ガスを内管のの一端から流入させ、外管閉塞端に対
向した内管の開口端で反転した気化ガスを外管と内管と
の間の円環状通路を移動させて導出する構成からなり、 あるいは、液化ガスを内管の一端から流入させ、内管の
閉塞他端側外周に設けた小孔より外管内で気液混合可能
に、かつ気化ガスを外管と内管との間の円環状通路を通
過させて導出する構成からなり、 上記内管、円環状通路のいずれかに伝熱促進体を挿入し
たことを特徴とする二重管式オープンラック型気化装置
である。

この発明による二重管式オープンラック型気化装置は種
々の構成が考えられるが、−例を詳述すると、 熱交換パネルの熱交換管の上端側あるいは下端側に設け
た入口ヘッダータンクから内管内に液化ガスを導入し、
入口ヘッダータンクとは反対位置の閉塞他端側の内管外
周に設けた小孔より外管内で気液混合可能にし、 外管と内管間の環状通路を上昇あるいは下降移動する流
体と、外管外面の散水及び内管内液化ガスと熱交換可能
となし、 気化昇温させた気化ガスを人口ヘッダータンク側の外管
に接続した出口ヘッダータンクから導出可能にした構成
において、内管、円環状通路のいずれかに伝熱促進体を
挿入した構成である。

また、 一端を閉塞し他端に出口ヘッダータンクを設けた外管内
に、外管より短い内管をその開口端が外管閉塞端に対向
するよう同軸に挿入し、入口ヘッダータンクを接続した
内管閉塞端を出口ヘッダータンクより所要距離だけ離し
た位置に配置した二重管構造の熱交換管を多数連立させ
て熱交換パネルを形成し、該ヘッダータンクを上部また
は下部に配置して立設し、該パネル上部に散水用トラフ
を配設して加熱可能となし、 内管閉塞端側に接続した入口ヘッダータンクから内管内
に液化ガスを導入し、内管の閉塞他端側外周に設けた小
孔より外管内で気液混合可能にし、外管と内管との円環
状の通路を上昇あるいは下降移動する流体と、外管外面
の散水及び内管内液化ガスと熱交換可能となし、外管端
部に接続した出口ヘッダータンクから気化ガスを導出す
る構成において、内管、円環状通路のいずれかに伝熱促
進体を挿入した構成である。

発明の構成 この発明は、従来のオープンラック型気化装置の如き熱
交換パネルへの水着を減少させた二重管構造のオープン
ラック型気化装置を目的に種々検討した結果、伝熱促進
体を挿入した二重管構造の熱交換管を多数連立させて熱
交換パネルを形成し、液化ガスを内管のの一端から流入
させ、外管閉塞端に対向した内管の開口端で反転した気
化ガスを外管と内管との間の円環状通路を移動させて導
出するかあるいは、液化ガスを内管の一端から流入させ
、内管の閉塞他端側外周に設けた小孔より外管内で気液
混合可能に、かつ気化ガスを外管と内管との間の円環状
通路を通過させて導出する構成となし、従来装置では不
可避の水着を低減して海水量を減らすことができ、揚水
ポンプの使用量を削減し、流量及びカロリーハンチング
の防止が可能で、ＬＮＧ及びＮＧ流れが安定した気化装
置が得られることを知見し、この発明を完成した。

この発明において、二重管構造は、ＬＮＧを内管の一端
から流入させて、開口端より反転あるいは、閉塞他端の
外周等に設けた小孔より、ＬＮＧとＮＧが混合して外管
と内管間の環状通路を通過させてＮＧが導出できれば、
内管の上端が外管より突出する、内管上端より高い位置
に設けた外管上端よりＮＧを導出させる等、どのような
構成でも採用できる。

また、外管には外周面にスターフィンを突設したフィン
付きチューブを用いることができる。さらに、内管及び
外管ともその内面に切り込みあるいは凹凸を設けて伝熱
面積を増加させるのもよい。

この発明において、管内にスパイラル状の伝熱促進体を
挿入するが、これは攪拌と乱流を発生させて伝熱を促進
させるもので、ねじりピッチや形態などは、所望の熱交
換効率等に応じて適宜選定するとよい。

この発明において、ヘッダータンクは、ＬＮＧＮ日入が
二重管の端部に設けられる場合は、ＮＧ出口側はＬＮＧ
Ｎ日入であればどの位置であってもよい。

また、ＮＧ出ロヘツダータンクを外管の上端部に設ける
場合は、流入直後のＬＮＧにより冷却されされたＮＧを
十分加熱するため、ＬＮＧ入ロムロヘッダータンク該Ｎ
Ｇ出口より所要距離だけ離れるように配置するが、熱交
換パネルの中央より上部側であればどの位置であっても
よい。

この発明において、散水用トラフは、熱交換パネルの上
部より外管には外周面に海水が流下するように散水でき
れれば何れの構成でもよいが、少なくともＬＮＧ入ロヘ
ッダータンクに散水することかないよう配置する必要が
あり、各ヘッダータンクの位置に応じて配置するとよい
。

この発明において、ＮＧ出ロヘッダータンクを外管の上
端部に設ける場合は、流入直後のＬＮＧにより導出させ
るＮＧが冷却されないよう、内管の上部外周に断熱材を
被覆する必要があり、ベークライト、ステンレス等の公
知の断熱材料を用いて、前述した二重管構造、入口ヘッ
ダータンク位置、ＮＧ出口位置などの条件に応じて、被
覆位置や範囲およびその量等を適宜選定するとよい。

図面に基づ〈発明の開示 第１図〜第３図はこの発明による二重管式オープンラッ
ク型気化装置の構成を示す縦断説明図である。

第４図と第５図は海水、ＬＮＧ、ＮＧの各温度を熱交換
パネルの高さ位置の違いで示すグラフである。

構成１ 第１図に示すこの発明による二重管式オープンラック型
気化装置は、二重管構造の熱交換管を多数並列し、熱交
換パネルを構成して立設配置してあり、該パネルの上部
にＬＮＧ入ロムロヘッダータンクＮＧ出出札ヘッダータ
ンク設けである。

各熱交換管は、所要長さ、内径を有し下端を閉塞した外
管（１０）に内管（１１）を内挿入するが、内管（１１
）は外管（１０）内底にその下端開口を望ませてあり、
また、内管（１１）上端がＬＮＧ入ロヘソグータンク（
１２）に接続されてＬＮＧを導入流下可能にし、かつヘ
ッダータンク（１２）で外管（１０）の上端部を閉塞す
る構成からなる。

上記の内管（工υ内には所要のねじりを加えたリボン状
の伝熱促進体（３０）を挿入してあり、また、内管（１
１）と外管（１０）との間の円環状通路内には所要ピッ
チのスパイラル状の伝熱促進体（３１）を挿入しである
。

ＮＧ出出札ヘッダータンク１４）は、ＬＮＧ入ロベロム
ロヘッダータンク２下方の外管（１０）に接続したＮＧ
出口管（１３）を介して配置しである。

また、熱交換パネルを構成する各外管（１０）の外面に
は、ＮＧ出口管（１３）側の下方及びその反対側のＬＮ
Ｇ入ロベロムロヘッダータンク２下方に対向配置した散
水トラフ（１５Ｘ１６）からの溢水が流下する。

さらに、内管（１１）には、ＬＮＧ入ロベロムロヘッダ
ータンク２の接続部からＮＧ出口管（１３）側下方の散
水トラフ（１５）位置より下方の所要長さの外周面に、
断熱材（１７）が被着しである。

作用効果 供給されたＬＮＧは、入ロヘソダータンク（１２）から
内管（１１）を下方へ流下し、内管（１１）開口下端よ
り外管（１０）内底で反転するまでに後述するＮＧで加
熱されて一部気化する。

一部気化したＬＮＧが外管（１０）と内管（１１）間の
環状通路を上昇する間にさらに加熱されて、外管（１０
）上方に接続したＮＧ出口管（１３）を介してＮＧ出出
札ヘッダータンク１４）へと常温のＮＧとして導出され
る。

この発明によるオープンラック型気化装置は、熱交換管
を二重管で構成したことにより、熱媒体の海水と極低温
のＬＮＧとは直接熱交換せず、円環状通路内のＮＧを介
して熱交換するため、外管（１ｏ）表面への水着が低減
すると共に、伝熱面積の増加により気化装置を小型化す
ることができる。

従って、水着の低減により供給すべき海水量を減らすこ
とが可能であり、海水の汲上げポンプの電力消費量が大
幅に削減できる。

また、極低温のＬＮＧが供給されるＬＮＧ入ロベロムロ
ヘッダータンク２、トラフ（１５Ｘ１６）より上方に位
置させたことで、ＬＮＧ入ロベロムロヘッダータンク２
の海水の入熱が阻止でき、各熱交換管への流量ハンチン
グ及びカロリーハンチングが防止できる。

内管（１１）内及び外管（１０）内にそれぞれ伝熱促進
体（３０Ｘ３１）を挿入して、管内を通過する流体に攪
拌と乱流を発生させることができ、内管（１１）内のＬ
ＮＧと外管（１０）内のＮＧとの熱伝達率が大幅に向上
する、また、内管（１１）内外の伝熱促進体（３０Ｘ３
１）の性能を、例えばねじりピッチ等を変化させること
により相違させることにより、外管（１０）内のＮＧを
所要温度に設定でき、外管（１０）面への水着の防止を
図ることができる。

また、熱交換管を二重管で構成したことにより、内管（
１１）の下端からＮＧを外管（１０）内へ供給して管内
を上昇して上端から外部へ出るＵ型フローとすることが
でき、管内の圧力損失が増加し、ガスの流れが安定する
。

さらにこの発明によるオープンラック型気化装置は、Ｌ
ＮＧＮ０ベロヘッダータンク２）から極低温のＬＮＧが
供給される内管（１１）の所要上部を断熱材（１７）で
包囲して、近接配置されているＮＧ出口付近でのＮＧ温
度の低下を防止している。

詳述すると、第１図の構成からなるオープンラック型気
化装置において、内管（１１）所要上部の断熱材（１７
）を除くと、第４図に示す如く、ＮＧの温度はＮＧ出口
管（１３）付近で低下するが、該断熱材（１７）を装着
すると、第５図に示す如く、ＮＧの温度は海水温度近く
まで昇温される。

構成２ 第２図に示すこの発明による二重管式オープンラック型
気化装置は、二重管構造の熱交換管を多数並列し、熱交
換パネルを構成して立設配置してあり、該パネルの上部
にＬＮＧ入ロムロヘッダータンクＮＧ出ロヘツダータン
クが設けである。

各熱交換管は、所要長さ、内径を有し下端を閉塞した外
管（２０）に、外管（２０）より短い内管（２１）を内
挿入するが、外管（２０）内底に内管（２１）の閉塞下
端を望ませてあり、また、内管（２１）下部には所要内
径の小孔（２１ａ）が設置範囲や間隔、数を最適に選定
して設けてあり、内管（２１）上端が外管（２０）上端
より所要距離だけ離れた下方に位置し、外管（２０）の
上端部がＮＧ出ロヘッダータンク（２４）に接続されて
ＮＧを導出可能にしている。

上記の内管（２１）内には所要のねじりを加えたリボン
状の伝熱促進体（３０）を挿入してあり、また、内管（
２１）と外管（２０）との間の円環状通路内には所要ピ
ッチのスパイラル状の伝熱促進体（３１）を挿入しであ
る。

ＬＮＧ入ロベロベロヘッダータンク２、前記ＮＧ出ロヘ
ッダータンク（２４）の下方の所要位置に、外管（２０
）を貫通して内管（２１）の上部に接続したＬＮＧ入口
管（２３）を介して配置しである。

また、ＬＮＧ入口管（２３）及びＬＮＧ入ロベロベロヘ
ッダータンク２は、全面的に断熱材（２８）が被着しで
ある。

熱交換パネルを構成する各外管（２ｏ）の外面には、Ｎ
Ｇ出ロヘッダータンク（２４）の下方に対向配置した散
水トラフ（２５Ｘ２６）がらの溢水が流下し、ＬＮＧ入
口管（２３）側の下方にも対向配置した散水トラフ（２
７）からの溢水が流下する。

さらに、ＬＮＧ人口管（２３）の断熱材（２８）上には
、ＮＧ出ロヘッダータンク（２４）下方の散水トラフ（
２６）からの溢水が、ＬＮＧ入ロベロムロヘッダータン
ク２へ散水されないように、飛散防止板（２９）が周設
しである。

佳里塾玉 供給されたＬＮＧは、入口ヘッダータンク（２２）がら
ＬＮＧ入口管（２３）を介して内管（２１）に導入され
て管内を下方へ流下し、外管（２ｏ）と内管（２１）間
の環状通路を上昇するＮＧで加熱されて気化するが、内
管（２１）下部に配設された小孔（２１ａ）より、内管
（２１）内のＬＮＧと外管（２ｏ）内のＮＧとが小孔（
２１ａ）を介して直接混合し、かつ内管（１１）内外に
配置された伝熱促進体（３０）（３１）により、効率よ
く熱交換でき、例えば熱交換管を短く小型化できる。

得られた低温のＮＧが外管（２０）と内管（２１）間の
環状通路を上昇する間にさらに加熱され、内管（２１）
の上端を過ぎて外管（２０）内をさらに上昇し、外管（
２０）上端に接続したＮＧ出ロヘッダータンク（２４）
へと常温のＮＧとして導出される。

さらにこの発明によるオープンラック型気化装置は、Ｌ
ＮＧ入ロヘソダータンク（２２）から極低温のＬＮＧが
供給される内管（２１）の上端より、所要距離りを空け
た上部にＮＧ出ロヘッダータンク（２４）を設けてあり
、該り区間ではＮＧは極低温のＬＮＧと間接的にも熱交
換しない構成であり、ＮＧ温度の低下を防止している。

燥遼】 第１図に示すこの発明による二重管式オープンラック型
気化装置は、前述した第１図の構成と同様構成の熱交換
パネルを上下を逆にして、ＬＮＧ入ロベロムロヘッダー
タンク２パネル下端に配置してあリ、ＮＧ出ロヘツダー
タンク（１４）も同様に並設してあり、パネル上部に配
置される散水トラフ（１５Ｘ１６）近傍には全くヘッダ
ータンクがない。

供給されたＬＮＧは、入口ヘッダータンク（１２）から
伝熱促進体（３０）を内蔵した内管（１１）を上昇し、
内管（１１）上部に配設された小孔（Ｉｌａ）より、内
管（１１）内のＬＮＧと外管（１０）内のＮＧとが小孔
（ｌｌａ）を介して直接混合し、効率よく熱交換でき第
１図の構成と同様の作用効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明による二重管式オープンラッ
ク型気化装置の構成を示す縦断説明図である。 第４図と第５図は海水、ＬＮＧ、ＮＧの各温度を熱交換
パネルの高さ位置の違いで示すグラフである。 第６図は単管式オープンラック型気化装置の斜視説明図
である。 １０．２０・・・外管、１１．２１・・・内管、１２．
２２・・・ＬＮＧ入ロムロムロヘッダータンク３３・・
・ＮＧ出口管、 １４．２４・・・ＮＧ出ロヘソグータンク、１５．１６
，２５，２６．２７・・・散水トラフ、１７．１８，２
７，２８・・・断熱材、２１ａ・・・小孔、２９・・・
飛散防止板、３０，３１・・・伝熱促進体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　二重管構造の熱交換管を多数連立させて熱交換パネ
   ルを形成し、熱交換パネルの上部あるいは下部に液化ガ
   ス入口ヘッダータンク及び気化ガス出口ヘッダータンク
   を配置し、該パネル上部に散水用トラフを配設し、 液化ガスを内管のの一端から流入させ、外管閉塞端に対
   向した内管の開口端で反転した気化ガスを外管と内管と
   の間の円環状通路を移動させて導出する構成からなり、 上記内管、円環状通路のいずれかに伝熱促進体を挿入し
   たことを特徴とする二重管式オープンラック型気化装置
   。 ２　二重管構造の熱交換管を多数連立させて熱交換パネ
   ルを形成し、熱交換パネルの上部あるいは下部に液化ガ
   ス入口ヘッダータンク及び気化ガス出口ヘッダータンク
   を配置し、該パネル上部に散水用トラフを配設し、 液化ガスを内管の一端から流入させ、内管の閉塞他端側
   外周に設けた小孔より外管内で気液混合可能に、かつ気
   化ガスを外管と内管との間の円環状通路を通過させて導
   出する構成からなり、 上記内管、円環状通路のいずれかに伝熱促進体を挿入し
   たことを特徴とする二重管式オープンラック型気化装置
   。