JPH11325714A - 熱交換式ガス液化装置 - Google Patents

熱交換式ガス液化装置

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JPH11325714A
JPH11325714A JP13627898A JP13627898A JPH11325714A JP H11325714 A JPH11325714 A JP H11325714A JP 13627898 A JP13627898 A JP 13627898A JP 13627898 A JP13627898 A JP 13627898A JP H11325714 A JPH11325714 A JP H11325714A
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gas
pressure
liquefied
bog
valve
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JP13627898A
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English (en)
Inventor
Yasuo Koda
康雄 国府田
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転条件の変動があっても、安定して、応答
性良く、ガスを液化ガスにすることのできる熱交換式ガ
ス液化装置を提供する。 【解決手段】 ガスを液化ガスと熱交換させ冷却して液
化する熱交換式ガス液化装置であって、そのガスを圧縮
するガス圧縮ポンプ8と、ガス圧縮ポンプから出たガス
を熱交換器に供給する第1の弁16と、第1の弁から供
給されたガスを液化ガスと熱交換して凝縮させる熱交換
器13と、その凝縮したガスを貯留する液化ガスドラム
14と、ガス圧縮ポンプから出たガスの一部を液化ガス
ドラムに注入するための第2の弁17と、液化ガスドラ
ム内のガスをガス圧縮ポンプより前のラインに戻す第3
の弁18とを備え、液化ガスドラム内のガス圧力に応じ
て、第2の弁17を通るガス流量を調節し、液化ガスド
ラム内のガス圧力に応じて、第3の弁18を通るガス流
量を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガス等のガス
を熱交換により冷却して液化ガスを製造する装置に係
り、更に詳しくは、液化天然ガス等の液化ガスを冷媒と
して天然ガス等のガスを冷却し凝縮して液化ガスを製造
する熱交換式ガス液化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液化天然ガス(LNG)は、天然ガスを
液化したものであり、クリーンエネルギーとして近年広
く使用されている。天然ガスは、産地で液化され、液化
ガスの形で運搬され、天然ガスの消費地の近くでいった
ん貯蔵される。液化天然ガスは、液化天然ガスの貯蔵基
地の低温貯蔵タンクに貯蔵され、天然ガスを消費する発
電所等(以下、消費側という)の需要にしたがって、気
化され、ガス状態で消費側に送られる。貯蔵基地では、
貯蔵された液化天然ガスの一部が低温貯蔵タンクの外部
からの入熱により常時気化し、ボイルオフガス(以下B
OGと呼ぶ)として低温貯蔵タンクから出る。従来の貯
蔵基地では、BOGはガス状態のまま消費側に送られて
いた。
【0003】以下に、従来の液化天然ガス(以下、LN
Gという)の貯蔵基地のプロセスを図面を参照しつつ説
明する。図3は貯蔵基地のプロセスフロー図である。貯
蔵基地は、低温貯蔵タンク1、1次昇圧ポンプ2、低圧
流量調節弁3、低圧気化器4、BOG圧縮ポンプ8、低
圧ガス圧力制御器5、及び低圧元弁6を備える。消費側
が低圧ガスに加えて高圧ガスを要求する場合は、貯蔵基
地は、さらに2次昇圧ポンプ9、高圧気化器10、及び
高圧元弁11を備える。低温貯蔵タンク1は、LNGを
大気圧より若干高い圧力の状態で貯蔵する。1次昇圧ポ
ンプ2は、LNGを低温貯蔵タンク1から払い出し昇圧
する。昇圧されたLNGの一部は低圧流量調節弁3をと
おって低圧気化器4に送られる。低圧気化器4は、その
昇圧されたLNGをガス化する。低圧元弁6は、低圧気
化器4の出口側配管に設けられ、低圧の天然ガスを需要
側へ送るための送ガス出口となる。低圧ガス圧力制御器
5は、低圧気化器4と低圧元弁6をつなぐ配管の圧力を
測定し、低圧気化器3の出口圧力をあらかじめ定められ
た圧力になるように、低圧流量調節弁3を流れるLNG
の流量を調整する。BOG圧縮ポンプ8は、低温貯蔵タ
ンク1から出たBOGを圧縮して低圧BOGにし、低圧
気化器4から出た低圧の天然ガスに合流させる。2次昇
圧ポンプ9は、1次昇圧ポンプにより昇圧された低圧の
LNGの残りをさらに高圧に昇圧する。高圧気化器10
は、その高圧に昇圧されたLNGをガス化する。高圧元
弁は、高圧気化器10の出口側配管に設けられ、高圧の
天然ガスを消費側へ送るための送ガス出口となる。
【0004】従来の液化天然ガスの貯蔵基地のプロセス
の作用を天然ガスの流れに沿って説明する。LNGは、
低温貯蔵タンク1に貯蔵される。LNGは1次昇圧ポン
プにより低圧貯蔵タンク1から払い出され、低圧(例え
ば、7Kg/cm2 )に昇圧される。次に、LNGは、
低圧流量制御弁により流量を制御され、低圧気化器4に
送られ、気化されて低圧の天然ガスになる。天然ガス
は、低圧元弁6を経由して、消費側へ送気される。需要
側が発電所である場合では、天然ガスはボイラで燃焼さ
れる。低圧のLNGの一部は、さらに2次昇圧ポンプ9
で高圧(例えば、30Kg/cm2 )に昇圧され、高圧
気化器10に送られる。高圧のLNGは、高圧気化器1
0により気化され、高圧の天然ガスになる。高圧の天然
ガスは、高圧元弁11を経由して、消費側へ送気され
る。需要側が発電所である場合では、一般に高圧の天然
ガスはガスタービンで燃焼される。一方、BOGが、低
温貯蔵タンク1から発生する。BOGは、BOG圧縮ポ
ンプ8により、圧縮され、低圧のBOGとなる。低圧の
BOGは、低圧気化器4からでた低圧の天然ガスに合流
される。
【0005】近年の液化天然ガスの貯蔵基地では、上述
の様に低圧と高圧との両方の天然ガスを送気することを
求められることが多い。消費側では、ボイラとガスター
ビンの複合ガス発電を行っている。ボイラは低圧の天然
ガスを消費し、ガスタービンは高圧の天然ガスを消費す
る。ガスタービンはボイラに比較して熱効率が良いの
で、一般にガスタービン発電をベースロードに対応して
使用し、ボイラ発電を変動する需要に対応して使用す
る。全体の需要が低下したときには、ボイラ発電を停止
したい場合がある。しかし、従来のLNGの貯蔵基地で
は、必然的に発生するBOGを消費側に送気する必要が
あるために、ボイラ発電を完全に止めることができなか
った。ボイラ発電を完全に止めるために、発生したBO
Gを高圧の天然ガスにしてガスタービン発電用に送気す
ることが考えられる。しかし、BOGを圧縮して直接高
圧の天然ガスにする方法は、圧縮エネルギーを多く必要
とするので現実的でない。そこで低圧のBOGを再液化
した後で必要な高圧に昇圧してから気化することが好ま
しい。BOGを再液化するには、LNGとBOGとを熱
交換器で熱交換してBOGを凝縮させる方法がある。B
OGは、熱交換器内で凝縮して液化天然ガス(以下、液
化BOGという)になる。すなわち、BOGは、BOG
圧縮ポンプ8で圧縮し昇圧した後、低温貯蔵タンク1か
ら払い出されたLNGとガス液化装置の熱交換器で熱交
換をして凝縮し液化されて液化BOGになる。液化BO
Gは、その後昇圧ポンプで昇圧されて、ガス液化装置を
出たLNGに合流され、気化され、消費側に送気され
る。
【0006】液化天然ガスの貯蔵基地では、送気する天
然ガスの圧力を定められた一定の値に維持することが求
められるので、そのプロセス中でのBOGの液化された
際の圧力(以下、BOG液化圧力という)は一定の値を
維持し、変動しないことが望まれる。ところが、LNG
を冷媒とした熱交換器に単にBOGを流すだけの構造の
ガス液化装置では、BOG液化圧力がBOG量や冷媒と
してのLNG量等の運転条件及び熱交換器の性能等に依
存する。すなわち、一定の伝熱面積と伝熱構造を有する
熱交換器においては、LNG量に比較してBOG量が少
なくなると、BOG液化圧力は下がる。反対に、LNG
量に比較してBOG量が多くなると、BOG液化圧力は
上がる。従って、BOG液化圧力を一定に保つには、L
NG量とBOG量との比が一定であることが望ましい。
しかし、LNG量は、消費側の要求により、逐次変化す
る。また、BOG量は、低温貯蔵タンク1の周囲温度や
運転条件により逐次変化している。かかる条件下では、
LNGを冷媒とした熱交換器に単にBOGを流すだけの
構造のガス液化装置では、BOG液化圧力が変動し、プ
ロセスの運転が安定しない。例えば、BOG液化圧力が
低下すると、その液化BOGを昇圧する昇圧ポンプがキ
ャビテーションをおこしてトリップしてしまうという不
具合が生ずる。BOG液化圧力が上昇すると、熱交換器
の入り口のBOG圧力とBOG液化圧力に圧力差が無く
なるので、熱交換器にBOGが流れなくなるという不具
合が生ずる。
【0007】尚、かかる条件においてBOG液化圧力を
一定に維持するための案が、特開平5−118497号
に開示されている。図4はその開示されたガス液化装置
を備えたLNG貯蔵設備のプロセスフロー図である。す
なわち、プレートフィン型熱交換器13内部のBOG流
路内に液化BOGの液面を保持して、BOGとLNGと
を熱交換すると共に、該液面レベルを調節して所定のB
OGとLNGとの熱交換量に制御することをBOG液化
システムを開示している。さらに、この制御手段とし
て、該熱交換器からの液化BOGを液化BOGドラム1
4に貯留し、且つ所定量払い出すと共に、該ドラムを該
熱交換器より上方に設置し、BOG液化圧力と液化BO
Gドラム14内圧との圧力差を制御して該液面レベルを
調節する。このシステムの原理は、LNG量とBOG量
との比に従って熱交換器13の伝熱面積を増減して、B
OG液化圧力を一定に保つ点にある。本システムでは、
LNG量とBOG量との変動が少ない場合であれば、B
OG液化圧力を一定に維持することができる。しかし、
BOG液化圧力を間接的に制御する方法であるため速や
かな応答が難しく、LNG量やBOG量が急に変化する
時はBOG液化圧力が変動してしまうおそれがある。
【0008】さらに、低圧の天然ガスと高圧の天然ガス
とを同時に送気することができる貯蔵基地では、消費側
の要求により、複数の制御モードでプロセスを運転をす
ることが求められる。例えば、低圧と高圧との2種類の
天然ガスを同時に送気する第1のモードや、高圧の天然
ガスのみを送気する第2のモードがある。第1のモード
と第2のモードでは液化装置の最適制御のための設定が
異なるのが一般である。例えば、第1のモードでは、L
NG量とBOG量との比を一定になるように、LNG量
に応じてBOG量の量を調整することが考えられる。ま
た第2のモードでは、BOG配管の圧力を一定になる様
に、BOG量の液化する量を調整することが考えられ
る。このような制御モードの変更に対しても、ガス液化
装置の運転を適正におこない、BOG液化圧力を安定さ
せねばならない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、液化ガ
スを冷媒とした熱交換器に単にガスを流すだけの構造の
ガス液化装置では、ガスの流量が変動したり、液化ガス
の流量が変動するといった条件下では、ガスの流量と液
化ガスの流量の比が変動するので、ガスの液化圧力を一
定に保つことができないという問題点がある。また、ガ
スの流量や液化ガスの流量の変動が急である場合に、速
やかに応答してガス液化圧力を一定に保つことができな
いという問題点がある。さらにまた、ガス液化装置の制
御モードが変化する場合には、最適制御条件が変動しガ
スの液化圧力を一定に保つことが困難になるという問題
点がある。
【0010】本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出さ
れたもので、冷媒としての液化ガスの量やガスの量が変
動しても、ガスの液化圧力を一定に保つことのできる熱
交換式ガス液化装置を提供しようとする。また、ガスの
流量や液化ガスの流量が急に変動する場合であっても、
速やかに応答してガス液化圧力を一定に保つことができ
る熱交換式ガス液化装置を提供しようとする。またさら
に、ガス液化装置の制御モードが変更になっても、安定
してガス液化装置を制御でき、ガスの液化圧力を一定に
保つことのできる熱交換式ガス液化装置を提供しようと
する。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係る熱交換式ガス液化装置は、ガスを液化ガス
と熱交換させ冷却して液化する熱交換式ガス液化装置で
あって、そのガスを圧縮するガス圧縮ポンプ(8)と、
ガス圧縮ポンプから出たガスを熱交換器に供給する第1
の弁(16)と、第1の弁から供給されたガスを液化ガ
スと熱交換して凝縮させる熱交換器(13)と、その凝
縮したガスを貯留する液化ガスドラム(14)と、ガス
圧縮ポンプから出たガスの一部を液化ガスドラムに注入
するための第2の弁(17)とを備え、液化ガスドラム
内のガス圧力に応じて、第2の弁(17)を通るガス流
量を調節するようにした。
【0012】上記本発明の構成により、ガス圧縮ポンプ
(8)は、そのガスを圧縮して、ガスを昇圧する。第1
の弁(16)は、ガス圧縮ポンプから出たガスを熱交換
器に供給して、熱交換器に流れるガスの流量を調節す
る。熱交換器(13)は、第1の弁から供給されたガス
を液化ガスと熱交換して、そのガスを冷却し、凝縮さ
せ、液化ガスにする。液化ガスドラム(14)は、その
ガスが凝縮してできた液化ガスを貯留して、液化ガスの
圧力を保持する。第2の弁(17)は、ガス圧縮ポンプ
から出たガスの一部を液化ガスドラムに注入し、液化ガ
スドラムの中の圧力を上げる。更に液化ガスドラム内の
ガス圧力に応じて、第2の弁(17)を通るガス流量を
調節し、液化ガスドラム内のガス圧力を所定の圧力以上
に維持することができる。
【0013】また、上記目的を達成するため本発明に係
る熱交換式ガス液化装置は、ガスを液化ガスと熱交換さ
せ冷却して液化する熱交換式ガス液化装置であって、そ
のガスを圧縮するガス圧縮ポンプ(8)と、ガス圧縮ポ
ンプから出たガスを熱交換器に供給する第1の弁(1
6)と、第1の弁から供給されたガスを液化ガスと熱交
換して凝縮させる熱交換器(13)と、その凝縮したガ
スを貯留する液化ガスドラム(14)と、液化ガスドラ
ム内のガスをガス圧縮ポンプより前のラインに戻す第3
の弁(18)を備え、液化ガスドラム内のガス圧力に応
じて、第3の弁(18)を通るガス流量を調節するよう
にした。
【0014】上記本発明の構成により、ガス圧縮ポンプ
(8)は、そのガスを圧縮して、ガスを昇圧する。第1
の弁(16)は、ガス圧縮ポンプから出たガスを熱交換
器に供給して、熱交換器に流れるガスの流量を調節す
る。熱交換器(13)は、第1の弁から供給されたガス
を液化ガスと熱交換して、そのガスを冷却し、凝縮さ
せ、液化ガスにする。液化ガスドラム(14)は、その
ガスが凝縮してできた液化ガスを貯留して、液化ガスの
圧力を保持する。第3の弁(18)は、液化ガスドラム
内のガスをガス圧縮ポンプより前のラインに戻し、液化
ガスドラムの中の圧力を下げる。更に液化ガスドラム内
のガス圧力に応じて、第3の弁(18)を通るガス流量
を調節し、液化ガスドラム内のガス圧力を所定の圧力以
下に維持することができる。
【0015】更に望ましくは、本発明に係る熱交換式ガ
ス液化装置は、熱交換器に通す液化ガスの流量に応じ
て、第1の弁を通るガス流量を調節するようにした。こ
の構成により、熱交換器に通す液化ガスの流量に応じ
て、第1の弁を通るガス流量を調節し、液化ガスの流量
とガスの流量との比を所定の値に維持する。
【0016】更に望ましくは、本発明に係る熱交換式ガ
ス液化装置は、熱交換器から出た液化ガスの出口温度に
応じて、第1の弁を通るガス流量を調節するようにし
た。この構成により、熱交換器から出た液化ガスの出口
温度に応じて、第1の弁を通るガス流量を調節し、液化
ガスの出口温度を所定の温度にする。
【0017】更に望ましくは、本発明に係る熱交換式ガ
ス液化装置は、第1の弁の入口のガス圧力に応じて、第
1の弁を通るガス流量を調節するようにした。この構成
により、第1の弁は、第1の弁の入口のガス圧力に応じ
て、第1の弁を通るガス流量を調節し、第1の弁の入り
口に接続される配管内部のガス圧力を所定の圧力にす
る。
【0018】更に望ましくは、本発明に係る熱交換式ガ
ス液化装置は、ガスが液化ガス貯蔵設備より発生するB
OGであって、液化ガスがその液化ガス貯蔵設備より払
い出されて気化器に送られる液化ガスであるようにし
た。この構成により、液化ガス貯蔵設備より発生するB
OGをその液化ガス貯蔵設備より払い出されて気化器に
送られる液化ガスで冷却し凝縮し液化ガスにする。
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略す
る。
【0019】図1と図2は本発明の実施形態の一つの熱
交換式ガス液化装置を備えた液化天然ガス貯蔵設備のプ
ロセス図である。本プロセスでは、1次昇圧ポンプ2
が、低温貯蔵タンク1から払い出したLNGを低圧(例
えば7Kg/cm2 )に昇圧する。昇圧されたLNGの
一部は、低圧流量調節弁3で流量を調節されて、低圧気
化器4に供給される。低圧気化器4はLNGを気化し、
天然ガスを低圧元弁6を経由して消費側に送る。昇圧さ
れたLNGの残りは、2次昇圧ポンプ9に供給される。
2次昇圧ポンプ9は、そのLNGをさらに高圧(例えば
30Kg/cm2)に昇圧し、高圧LNGにする。熱交
換式ガス液化装置は、その高圧LNGを供給される。ま
た、熱交換式ガス液化装置は、低温貯蔵タンク1で発生
したBOGを供給される。熱交換式ガス液化装置は高圧
LNGを冷媒として使用して、BOGを液化する。熱交
換式ガス液化装置は、できた液化BOGを液化BOG昇
圧ポンプ15に供給する。液化BOG昇圧ポンプ15は
その液化BOGを昇圧し、熱交換式ガス液化装置から出
た高圧LNGと合流させ、高圧気化器10に供給する。
高圧気化器10は高圧LNGを気化し、高圧の天然ガス
を高圧元弁11を経由して、消費側へ送気する。
【0020】本実施例の熱交換式ガス液化装置は、ガス
圧縮ポンプ8(以下、BOG圧縮ポンプという。)と熱
交換器13と液化ガスドラム14と第1の流量調節弁1
6と第2の流量調節弁17と第3の流量調節弁18と液
化ガス流量制御器21と液化ガスドラム圧力制御器19
と低圧ガス圧力制御器5と液化ガス温度制御器20とを
備える。BOG圧縮ポンプ8は、低温貯蔵タンク1から
出たBOGを低圧に圧縮し、そのBOGの一部を低圧気
化器4から出た低圧の天然ガスに合流させ、さらにBO
Gの残りを第1の流量調節弁16に供給する。第1の流
量調節弁16は、BOGを熱交換器14に流す。第1の
流量調節弁16は、液化ガス流量制御器21から供給さ
れるガス流量制御信号と液化ガス温度制御器20から供
給される液化ガス温度制御信号とを予め定められた比で
合成した合成制御信号に応じて、BOGの流量を調整し
て流す。さらに、低圧ガス圧力制御器5から低圧ガス圧
力制御信号が供給される場合は、第1の流量調節弁16
は、合成制御信号と低圧ガス圧力制御信号との指示流量
値の低い方の制御信号に応じて、流量を調整してBOG
を流す。熱交換器13は、供給された高圧LNGを冷媒
として使用し、第1の流量調節弁から供給されたBOG
を冷却し、凝縮させ、液化BOGをつくる。液化ガスド
ラム14は、熱交換器13から供給された液化BOGを
貯留し、BOG液化圧力を内部に保持する。液化BOG
ポンプ8は、液化BOGを液化ガスドラム14内から払
い出し、その液化ガスドラム14内の液化BOGの量を
一定に保つ。第2の流量調節弁17は、BOG圧縮ポン
プ8の出口からでるBOGの一部を液化BOGドラム1
4内に注入する。第2の流量調節弁17は、液化ガスド
ラム圧力制御器19から供給される液化ガスドラム圧力
下限制御信号に応じて、流量を調節してBOGを流す。
第3の流量調節弁18は、液化BOGドラム14内のB
OGをBOG圧縮ポンプ8より上流のラインに戻す。第
3の流量調節弁18は、液化ガスドラム圧力制御器19
から供給される液化ガスドラム上限圧力制御信号に応じ
て、流量を調節してBOGを流す。液化ガス流量制御器
21は、熱交換器13に供給される液化ガス流量を検知
して、ガス流量制御信号を第1の流量調節弁16に出力
し、そのLNG流量とBOG流量との比が所定の値にな
るように、BOGが流れる様にする。液化ガスドラム圧
力制御器19は、液化ガスドラム14内の圧力を検知し
て、液化ガスドラム圧力下限制御信号を第2の流量調節
弁17に出力し、液化ガスドラム内の圧力が予め定めら
れた下限圧力より下がらないように、BOGが流れる様
にする。さらに、液化ガスドラム圧力制御器19は、液
化ガスドラム圧力上限制御信号を第3の流量調節弁18
に出力し、液化ガスドラム14内の圧力が予め定められ
た上限圧力より上がらないように、BOGが流れる様に
する。液化ガス温度制御器20は、熱交換器13から出
るLNGの温度を検知して、液化ガス温度制御信号を第
1の流量調節弁16に出力し、そのLNG温度が所定の
値になる様に、BOGが流れる様にする。低圧ガス圧力
制御器5は、低圧気化器4から出たガスラインのガス圧
力を検知して、低圧ガス圧力制御信号を制御信号切換器
24を経由して第1の流量調節弁16と低圧流量調節弁
3の一方に出力し、そのガス圧力が所定の圧力になる様
に、BOGが流れる様にする。制御信号切換器24は、
制御モードの切り替えにより、供給された低圧ガス圧力
制御信号を低圧流量調節弁3と第1の流量調節弁16と
のどちらか一方に供給する。
【0021】本発明のガス液化装置を備えた液化天然ガ
ス貯蔵設備の同一のプロセスの作用をガスの処理に従っ
て説明する。最初に、高圧ガスと低圧ガスとの両方を消
費側に送気する場合のプロセスを説明する。図1は高圧
ガスと低圧ガスとの両方を消費側に送気する制御モード
の場合のプロセスフローである。低圧ガス圧力制御器5
から出た低圧ガス制御信号は、信号切換器24を経由し
て、低圧流量調節弁3に供給されている。LNGは、低
温貯蔵タンク1に貯蔵される。LNGは、1次昇圧ポン
プ2で昇圧され、低圧(例えば7Kg/cm2 )の低圧
LNGになる。低圧LNGの一部は、低圧流量調節弁3
を通って、低圧気化器4により気化され、低圧元弁6を
経由して消費側に送気される。この際、低圧気化器から
出たガス圧力が予め定められた圧力(例えば7Kg/c
2 )になる様に、低圧流量調節弁3をとおる低圧LN
Gの流量は調節される。低圧LNGの残りは、さらに2
次昇圧ポンプ9で昇圧され、高圧(例えば30Kg/c
2 )の高圧LNGとなる。高圧LNGは、ガス液化装
置の熱交換器13を通過し、高圧気化器10により気化
され、高圧元弁11を経由して消費側12に送気され
る。一方、低温貯蔵タンク1から発生したBOGは、B
OG圧縮ポンプ8により圧縮され、低圧BOGとなる。
この低圧BOGのラインは低圧気化器4と低圧元弁6を
つなぐラインと連通しているので、低圧BOGの圧力
は、低圧気化器4から出たガス圧力と等しい圧力にな
る。低圧BOGは、第1の流量調節弁16を通って、熱
交換器13に入る。低圧BOGは、熱交換器13で冷却
され、凝縮し、液化BOGとなる。この際、第1の流量
調節弁を通る低圧BOGの流量が調節され、高圧LNG
の流量とBOGの流量との比が予め定められた所定の値
になる。さらに、第1の流量調節弁を通る低圧BOGの
流量が調節され、熱交換器13を出た高圧LNGの温度
が予め定められた所定の値になる。凝縮された液化BO
Gは液化ガスドラム14に貯留され、液化ガスドラム1
4内の圧力はBOG液化圧力に保持される。この際、液
化ガスドラム圧力下限制御信号に従って第2の流量調節
弁17によりBOG圧縮ポンプ8を出た低圧BOGが液
化ガスドラム14の中に入れられるので、液化ガスドラ
ム14の内部のガス圧力が予め定められた下限圧力(例
えば6Kg/cm2 )以下にならない。さらに、液化ガ
スドラム圧力上限制御信号に従って第3の流量調節弁1
8により液化ガスドラム14の内部のガスがBOG圧縮
ポンプ8より上流のBOGラインに戻されるので、液化
ガスドラム14の内部のガス圧力が予め定められた上限
圧力(例えば6.5Kg/cm2 )以上にならない。従
って、液化ガスドラム14の内部のガス圧力は上限圧力
と下限圧力との間の圧力に維持される。液化ガスドラム
14内に貯留された液化BOGは、その量が一定の貯留
量に維持されつつ、液化BOG昇圧ポンプ15により払
い出される。払い出された液化BOGは、液化BOG昇
圧ポンプ15により昇圧され、高圧(例えば、30Kg
/cm2 )の液化BOGとなる。高圧の液化BOGは、
高圧のLNGと合流されて、高圧気化器10に供給され
る。LNGと液化BOGとは高圧気化器10により気化
され、高圧元弁11を経由して消費側12に送気され
る。
【0022】次に、高圧ガスのみを消費側に送気する場
合のプロセスを説明する。図2は高圧ガスのみを消費側
に送気する場合のプロセスフローである。低圧ガス圧力
制御器5から出た低圧ガス制御信号は、信号切換器24
を経由して、第1の流量調節弁16に供給されている。
低圧流量調節弁と低圧元弁は閉止されている。LNG
は、低温貯蔵タンク1に貯蔵される。LNGは、1次昇
圧ポンプ2で昇圧され、さらに2次昇圧ポンプ9で昇圧
され、高圧(例えば30Kg/cm2 )のLNGとな
る。高圧のLNGは、熱交換式ガス液化装置の熱交換器
13を通過し、高圧気化器10により気化され、高圧元
弁11を経由して消費側12に送気される。一方、低温
貯蔵タンク1から発生したBOGは、BOG圧縮ポンプ
8により圧縮され、低圧BOGとなる。この低圧BOG
のラインは低圧気化器4と低圧元弁6をつなぐラインと
連通しているので、常にそのラインの圧力は低圧BOG
の圧力に等しい。第1の流量調節弁16を通った低圧B
OGは、熱交換器13に入る。低圧BOGは、熱交換器
13で冷却され、凝縮し、液化BOGとなる。この際、
第1の流量調節弁16を通る低圧BOGの流量が調節さ
れ、BOG圧縮ポンプ8と第1の流量調節弁16との間
のラインとそれに連通する低圧気化器4と低圧元弁6の
間のラインとの圧力が予め定められた所定の圧力(例え
ば7kg/cm 2 )になる。ただし、第1の流量調節弁
を通る流量の最大値が制限され、高圧のLNG流量とB
OG流量の比が予め定められた値になるようなBOG流
量を越えない様に、又さらに熱交換器を出た高圧のLN
Gの温度が予め定められた値を越えない様にされる。凝
縮された液化BOGは、液化ガスドラム14に貯留さ
れ、液化ガスドラム14内の圧力はBOG液化圧力を保
持する。この際、第1の流量調節弁16を通る前の低圧
BOGが液化ガスドラム圧力下限制御信号に従って第2
の流量調節弁17により液化ガスドラム14の中に入れ
られるので、液化ガスドラム14の内部のガス圧力が予
め定められた下限圧力(例えば6Kg/cm2 )以下に
ならない。さらに、液化ガスドラム14の内部のガスが
液化ガスドラム圧力上限制御信号に従って第3の流量調
節弁18によりBOG圧縮ポンプ8より上流のBOGラ
インに戻されるので、液化ガスドラム14の内部のガス
圧力が予め定められた上限圧力(例えば6.5Kg/c
2 )以上にならない。従って、液化ガスドラム14の
内部のガス圧力は上限圧力と下限圧力との間の圧力に維
持される。液化ガスドラム14内に貯留された液化BO
Gは、その量が一定の貯留量に維持されつつ、液化BO
G昇圧ポンプ15により払い出される。払い出された液
化BOGは、液化BOG昇圧ポンプ15により昇圧さ
れ、高圧(例えば、30Kg/cm2 )の液化BOGと
なる。高圧の液化BOGは、高圧のLNGと合流され
て、高圧気化器10に供給される。LNGと液化BOG
とは高圧気化器10により気化され、高圧元弁11を経
由して消費側12に送気される。
【0023】本実施形態によれば、熱交換式ガス液化装
置の熱交換器14を通るLNGの量に比較してBOGの
量が少なくなってBOG液化圧力が下がると、低圧BO
Gが液化ガスドラム14に導入されるので、液化ガスド
ラム14の内部圧力が下がり過ぎることがない。また、
熱交換式ガス液化装置の熱交換器13を通るLNGの量
に比較してBOGの量が多くなってBOG液化圧力が上
がると、液化ガスドラム14内のBOGが排出されBO
G圧縮ポンプの前のラインに戻されるので、液化ガスド
ラム14の内部圧力が上がり過ぎることがない。従っ
て、LNG量とBOG量とが変動しても、常に液化ガス
ドラムの中の圧力を安定させることができ、液化BOG
昇圧ポンプ15がキャビテーション現象でトリップした
りする等の不具合を起こさない。また、熱交換式ガス液
化装置を安定に作動させることができるので、低温貯蔵
タンク1から発生するBOGを安定して処理でき、低温
貯蔵タンク1内の圧力や低温ガスの送気圧力を容易に安
定させることができる。また、直接に液化ガスドラム1
4の内部圧力を制御するので、低温貯蔵タンク1の周囲
環境によりBOG量が変動したり、消費側の要求により
払い出すLNG量を変化させても、安定してBOGを処
理できる。さらにまた、常にBOGの液化装置が安定に
運転されるので、液化天然ガス貯蔵設備が消費側におく
る高圧ガス量と低圧ガス量とを自由に変化させたり、低
圧ガス量をゼロにしたりするためのプロセスの制御が容
易にできる。さらにまた、低圧気化器4と低圧元弁6を
つなぐラインの圧力と、そのラインに連通するBOG圧
縮ポンプ8と第1の流量制御弁16をつなぐラインの圧
力とを、プロセスの制御モードのいかんにかかわらず常
に予め定められた圧力(例えば7Kg/cm2 )に維持
できる。さらにまた、熱交換式ガス液化装置から出るL
NGの温度を常に、所定の温度に維持でき、LNGの流
量が急激に変化した場合でも速やかに応答することがで
きる。
【0024】本発明は以上に述べた実施形態に限られる
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変
更が可能である。たとえば、低圧ガスと高圧ガスの圧力
は単なる例示であって、プロセスの運転のために任意の
圧力を設定することができる。また、液化ガスドラム内
の圧力を制御するための下限圧力や上限圧力は例示であ
って、プロセスの運転のために任意の圧力を設定するこ
とができるし、運転モードによって異なった値にしても
良い。また、第1の流量調節弁を制御するために、ガス
流量制御信号と液化ガス温度制御信号と低圧ガス圧力制
御信号とのどれをどのように組み合わせるかは例示であ
り、プロセスの運転のために任意の組み合わせを設定す
ることができる。また、フロー図では、熱交換器13は
1つのように記載したが、複数の熱交換器を組み合わせ
てもよく。例えば、シェルアンドチューブ式の熱交換器
を予冷器として前段に配し、後段にプレートフィン型の
熱交換器を凝縮器として配してもよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明の熱交換式ガ
ス液化装置の構造により、冷媒としての液化ガスの量や
ガスの量が変動しても、ガスの液化圧力が一定圧力以下
に下がることがなく、ガスの液化圧力が一定圧力以上に
上がることもないので、ガスの液化圧力を、常に一定に
保つことができる。また、熱交換式ガス液化装置の制御
モードが変更になっても、安定してガス液化装置を制御
でき、ガスの液化圧力を一定に保つことができる。さら
に、ガスの流量や液化ガスの流量が急に変動する場合で
あっても、速やかに応答してガス液化圧力を一定に保つ
ことができる。さらにまた、熱交換式ガス液化装置に通
す液化ガスの流量に応じたガス流量を液化するので、液
化ガスとガスとの比を直接制御できる。さらにまた、熱
交換式ガス液化装置を通った液化ガスの出口温度を所定
の温度範囲に直接制御できる。さらにまた、第1の弁の
入口のガス圧力に応じたガス流量を流すので、第1の弁
の入り口圧力を直接制御できる。さらにまた、本発明に
かかる熱交換式ガス液化装置を液化ガス貯蔵設備から発
生するBOGの液化に使用し、その液化ガス貯蔵設備よ
り払い出されて気化器に送られる液化ガスを冷媒として
使用するので、液化ガス貯蔵設備を安定して運転するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の熱交換式ガス液化装置を備
えた液化天然ガス貯蔵設備の第1のプロセス図である
【図2】本発明の実施形態の熱交換式ガス液化装置を備
えた液化天然ガス貯蔵設備の第2のプロセス図である
【図3】従来の液化天然ガス貯蔵設備のプロセス図であ
【図4】従来のガス液化装置を備えた液化天然ガス貯蔵
設備の第2のプロセス図である
【符号の説明】
1 低温貯蔵タンク 2 1次昇圧ポンプ 3 低圧流量調節弁 4 低圧気化器 5 低圧ガス圧力制御器 6 低圧元弁 7 消費側(低圧ガスを消費する発電所) 8 BOG圧縮ポンプ(ガス圧縮ポンプ) 9 2次昇圧ポンプ 10 高圧気化器 11 高圧元弁 12 消費側(高圧ガスを消費する発電所) 13 熱交換器 14 液化ガスドラム 15 液化BOG昇圧ポンプ(液化ガス昇圧ポンプ) 16 第1の流量調節弁(第1の弁) 17 第2の流量調節弁(第2の弁) 18 第3の流量調節弁(第3の弁) 19 液化ガスドラム圧力制御器 20 液化ガス温度制御器 21 液化ガス流量制御器 22 制御信号合成器 23 制御信号比較器 24 制御信号切換器 25 BOG圧力制御器 26 ドラム圧力調節弁 27 高圧流量調節弁 28 高圧流量制御器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスを液化ガスと熱交換させ冷却して液
    化する熱交換式ガス液化装置であって、そのガスを圧縮
    するガス圧縮ポンプ(8)と、ガス圧縮ポンプから出た
    ガスを熱交換器に供給する第1の弁(16)と、第1の
    弁から供給されたガスを液化ガスと熱交換して凝縮させ
    る熱交換器(13)と、その凝縮したガスを貯留する液
    化ガスドラム(14)と、ガス圧縮ポンプから出たガス
    の一部を液化ガスドラムに注入するための第2の弁(1
    7)とを備え、液化ガスドラム内のガス圧力に応じて、
    第2の弁(17)を通るガス流量を調節すること、を特
    徴とする熱交換式ガス液化装置
  2. 【請求項2】 ガスを液化ガスと熱交換させ冷却して液
    化する熱交換式ガス液化装置であって、そのガスを圧縮
    するガス圧縮ポンプ(8)と、ガス圧縮ポンプから出た
    ガスを熱交換器に供給する第1の弁(16)と、第1の
    弁から供給されたガスを液化ガスと熱交換して凝縮させ
    る熱交換器(13)と、その凝縮したガスを貯留する液
    化ガスドラム(14)と、液化ガスドラム内のガスをガ
    ス圧縮ポンプより前のラインに戻す第3の弁(18)を
    備え、液化ガスドラム内のガス圧力に応じて、第3の弁
    (18)を通るガス流量を調節すること、を特徴とする
    熱交換式ガス液化装置
  3. 【請求項3】 熱交換器に通す液化ガスの流量に応じ
    て、第1の弁を通るガス流量を調節する、ことを特徴と
    する請求項1または請求項2に記載の熱交換式ガス液化
    装置
  4. 【請求項4】 熱交換器から出た液化ガスの温度に応じ
    て、第1の弁を通るガス流量を調節する、ことを特徴と
    する請求項1または請求項2に記載の熱交換式ガス液化
    装置
  5. 【請求項5】 第1の弁の入口のガス圧力に応じて、第
    1の弁を通るガス流量を調節する、ことを特徴とする請
    求項1または請求項2に記載の熱交換式ガス液化装置
  6. 【請求項6】 ガスが液化ガス貯蔵設備より発生するB
    OGであって、液化ガスがその液化ガス貯蔵タンクより
    払い出されて気化器に送られる液化ガスである、ことを
    特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の熱
    交換式ガス液化装置
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