JPH08325583A - 都市ガス用ラインヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱効率が高く、且つ商用電源を不要とする省エ
ネ型のガバナーステーション用のラインヒータを提供す
る 【構成】都市ガス供給用の高圧幹線の天然ガスをガバナ
ステーションで減圧するに際して、前記天然ガスを循環
する温水で間接加熱する加熱管を有する都市ガス用ライ
ンヒータに於いて、前記ガバナステーションに設けられ
る発電機を駆動する内燃機関から排出する高温の燃焼排
ガスで前記ラインヒータ内の温水を加熱する煙管を具え
たことを特徴とし、また、前記発電機を駆動する内燃機
関の機関部から排出する高温の機関部冷却水で前記ライ
ンヒータ内の温水を加熱する伝熱管を具えたことを特徴
とし、さらに、前記発電機で発生する電気を用いて前記
ラインヒータ内の温水を加熱する電熱シーズ管を具えた
ことを特徴とする都市ガス用ラインヒータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、都市ガス用ラインヒー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ガス用の原料ガスは、かっての石油
系炭化水素を水蒸気改質して得られるメタン及び水素等
を主成分とする合成ガスから、長期にわたって安定して
購入することができ、且つクリーンエネルギーでもある
液化天然ガス（以下，ＮＧという）に転換されている。
ＮＧは、受入れ基地の保冷タンクに低温の液状で、貯蔵
されているものをポンプで昇圧してから、海水等の低熱
源を利用する蒸発器で気化して、さらにＬＰＧで熱量調
整してから、大都市周囲に環状に布設されている幹線に
供給され、要所，要所に設置される調圧用設備（以下、
ガバナーステーションという）で減圧されて、環状幹線
から放射状に延びる支線を経由して、一般需要家に供給
される。

【０００３】上記のように、ＮＧは受入れ基地の保冷タ
ンクに液状で貯蔵されているため、ポンプにより効率よ
く昇圧ができること、且つ気化後の体積は圧力に反比例
して少なくなるため、幹線の供給圧力は同じ管径の導管
でも多くのガス量を送給することができるよう、高圧下
で運転されており、４０〜７０気圧の圧力が採用されて
いる。

【０００４】しかしながら幹線の圧力を高圧化（以下、
高圧幹線という）した場合には、次のような問題が生じ
る。すなわち、蒸発器で気化されるＮＧは、海水等の低
熱源で気化されているため、決して温度は高くなく通常
は１０度Ｃ前後である。従って、前記のガバナーステー
ションで、例えば圧力を４０気圧から１０気圧まで減圧
して放射状の支線に送給した場合には、断熱膨張により
ＮＧの温度は相当低下する。一般的には、１気圧当たり
約0.6 度Ｃ低下するので、減圧後の温度は、特に冬期間
には零度Ｃ以下になり、ＮＧ中のブタン及び付臭剤等が
導管内で凝縮したり、あるいは導管周りが凍結したりす
る等の不都合の原因になる。

【０００５】そこで、ＮＧを環状幹線から放射状支線に
分岐送給するガバナーステーションには、通常はライン
ヒータと呼ばれるＮＧの加熱器が設置されており、都市
ガス等の燃焼熱を熱源として温水を調製して、この温水
でＮＧを間接加熱して必要温度まで昇温してから、減圧
して零度Ｃ以下になるのを防止している。

【０００６】そして、環状幹線の圧力が高圧化して減圧
度が大きくなれば、上記ラインヒータの熱負荷が大きく
なることが分かる。さらに、ＮＧが無公害のクリーンエ
ネルギであること，都市への人工の集中化等のため、Ｎ
Ｇの需要は増加傾向にあり、上記のラインヒータの容量
も大型化している。このため、ラインヒータの熱効率も
無視できなくなっている。

【０００７】また、ガバナーステーションは、完全自動
運転のため、計装用電源，各電動弁操作用電源，照明用
電源等相当の電源が必要である。そしてこの電源は、現
状では商用電源に依存しているため、都市ガスの公共性
を考えると、地震等に起因する停電時対策も必要になっ
て来ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の従来
技術の問題点を背景にしてなされたものであり、熱効率
が高く、且つ商用電源を不要とする省エネ型のガバナー
ステーション用のラインヒータを提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１の発明は、都市ガス供給用の高圧幹線の天然
ガスをガバナステーションで減圧するに際して、前記天
然ガスを温水で間接加熱する加熱管を有する都市ガス用
ラインヒータに於いて、前記ガバナステーションに設け
られる発電機を駆動する内燃機関から排出する高温の燃
焼排ガスで前記温水を加熱する煙管を具えたことを特徴
とする都市ガス用ラインヒータである。

【００１０】そして請求項２の発明は、前記発電機を駆
動する内燃機関の機関部から排出する高温の機関部冷却
水で前記ラインヒータ内の温水を加熱する伝熱管を具え
たことを特徴とする請求項１記載の都市ガス用ラインヒ
ータである。

【００１１】また請求項３の発明は、前記発電機で発生
する電気を用いて前記ラインヒータ内の温水を加熱する
電熱シーズ管を具えたことを特徴とする請求項１又は請
求項２記載の都市ガス用ラインヒータである。

【００１２】

【作用】以上の構成からなる都市ガス用ラインヒータの
作用は次の通りである。ＮＧを燃料として、発電機を所
定の回転数で駆動する駆動機としては、小容量の場合は
ガスエンジンが、大容量の場合はガスタービンが主とし
て経済的観点から選定される。ガスエンジン又はガスタ
ービンの排気筒から排出される高温の燃焼排ガス（５０
０℃前後）は、ラインヒータの下部に水平に装着される
煙管に導入され、管外の温水の加熱に利用されてから大
気放出される。この際、温水側の温度は５０℃前後と低
いため、排ガス温度を相当程度に低くできるので熱回収
率は高くなる。

【００１３】またガスエンジンの場合は、シリンダの冷
却水から上記の燃焼排ガス程度に廃熱回収が可能である
ため、ガスエンジンとラインヒータ内に装着される伝熱
管の間に冷却水の循環ループを形成し、高温に成った冷
却水でラインヒータ内の温水の加熱に利用する。閉鎖ル
ープであるため、冷却水によるシリンダの汚れを防止で
きる。

【００１４】発電機で発生した電気の内一部は、ガバナ
ーステーションの計装用電源，電動弁の作動用電源，照
明用電源として有効に利用されるが、一部はラインヒー
タの入熱調整用のバランス熱源として、ラインヒータの
下部に装着される電熱シーズ管に入力される。

【００１５】一方、ラインヒータの上部に装着される加
熱管に流入する高圧幹線の低温のＮＧは、前記の三種類
の熱源によって加熱された温水によって、自然循環式又
は強制循環式で間接加熱され、所定の温度まで昇温して
ラインヒータを出る。この際、このラインヒータを出る
ＮＧの温度を測定して、前記のラインヒータのバランス
熱源である電熱シーズ管の入力量を調節することが望ま
しい。

【００１６】以上のように、従来は、ガバナーステーシ
ョンにおいては、商用電源からの高価格の買電を使用
し、そしてラインヒータにおいては、別個にＮＧの単な
る燃焼により温水を調製していたのに較べて、自家発電
の安価な電力と、発電機の駆動機関の廃熱を効率よく有
効に利用して温水を調製することにより、ガバナーステ
ーション及びラインヒータの総合熱効率を低下すること
なく、両者を経済的に運転することができる。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例について、図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例の全体構成図である。
図において、１はＮＧを燃料とする多気筒４サイクル式
のガスエンジンであり、そのシリンダは水冷式である。
エンジンの排気筒を出る温度４００〜５００℃の高温燃
焼ガスは、排ガスダクト３を介して、水平円筒形状のラ
インヒータ２の内部に水平に装着される複数本の煙管４
の入口室５に導入される。燃焼ガスは、この煙管内を流
れながら、管外側の温水を加熱して、その温度を１００
℃前後まで低下して、出口室６及びダクトを経由して大
気放出される。

【００１８】エンジンシリンダを冷却して９０℃前後に
昇温してガスエンジンを出る冷却水は、管路７を経て循
環ポンプ８により強制循環され、ラインヒータ２の下部
に装着される水平Ｕ字管からなる伝熱管内を流れ、管外
側の温水を加熱して、その温度を６０℃前後まで低下し
て、再度エンジンシリンダの冷却水として用いられる。
このように、エンジン冷却水は、閉鎖ループで循環され
るため、エンジンシリンダの汚れの原因にはならない。

【００１９】環状幹線から、ガバナーステーションに入
る高圧のＮＧは、管路を経てラインヒータ２の上半部に
水平に装着される多流路Ｕ字管からなる加熱管１０に入
り、管外の５０℃前後の温水により、減圧程度に応じて
必要な温度まで加熱されてから、ラインヒータ２を出
て、図示はされない後続の減圧弁に送出される。以上の
温水による加熱は、本実施例においては、自然循環方式
によっているが、発電機１１で発生する電気をより一層
活用するため、ラインヒータ２に攪拌機を設けて強制循
環方式として、ラインヒータ２をコンパクト化すること
も可能である。

【００２０】一方、発電機１１は、ガスエンジン１によ
り電力周波数に応じて所定回転数で駆動される。そして
発生した交流電気は、まずガバナーステーション１２内
の各電動弁の電源，計装用電源，照明用電源として活用
される。さらに、一部はラインヒータ２の熱源側のバラ
ンス調整用として活用される。この際、ラインヒータ２
を出る加熱後のＮＧの温度を温度調節器１３により測定
し、これによりラインヒータ２の下部に装着される電熱
シーズ管１４に入力する電力を調節することが望まし
い。

【００２１】以上の説明から、発電機１１で発生した電
力は、ガバナーステーション１２等で有効に活用される
ことが分かるが、都市ガスの消費量は、季節や時間帯な
どによって大きく変動するので、発電機１１で発生した
電力は、ガバナーステーション及びラインヒータで常に
１００％消費できるとは限らないので、余剰電力は構外
に商用電源として送電される。

【００２２】

【発明の効果】以上の構成と作用を有する本発明によれ
ば、従来は商用電源からの高価格の買電を使用し、そし
て別個にＮＧの単なる燃焼により温水を調製するのに較
べて、自家発電の安価な電力と、発電機の駆動機関の廃
熱を効率よく有効に利用して温水を調製することによ
り、ガバナーステーションを経済的に運転することがで
きるから、本発明は産業上極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構成図。

【符号の説明】

１；ガスエンジン、２；ラインヒータ、３；排ガスダク
ト、４；煙管、５；入口室、６；出口室、７；管路、
８；循環ポンプ、９；伝熱管、１０；加熱管、１１；発
電機、１２；ガバナーステーション、１３；温度調節
器、１４；電熱シーズ管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】都市ガス供給用の高圧幹線の天然ガスをガ
   バナステーションで減圧するに際して、前記天然ガスを
   温水で間接加熱する加熱管を有する都市ガス用ラインヒ
   ータに於いて、前記ガバナステーションに設けられる発
   電機を駆動する内燃機関から排出する高温の燃焼排ガス
   で前記ラインヒータ内の温水を加熱する煙管を具えたこ
   とを特徴とする都市ガス用ラインヒータ。
2. 【請求項２】前記発電機を駆動する内燃機関の機関部か
   ら排出する高温の機関部冷却水で前記ラインヒータ内の
   温水を加熱する伝熱管を具えたことを特徴とする請求項
   １記載の都市ガス用ラインヒータ。
3. 【請求項３】前記発電機で発生する電気を用いて前記ラ
   インヒータ内の温水を加熱する電熱シーズ管を具えたこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２記載の都市ガス用
   ラインヒータ。