特許 6231064 液化天然ガスを変換する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6231064

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】液化天然ガスを変換する方法

(51)【国際特許分類】

   F17C 9/02 20060101AFI20171106BHJP

【ＦＩ】

   F17C9/02

【請求項の数】11

【外国語出願】

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-226245(P2015-226245)

(22)【出願日】2015年11月19日

(62)【分割の表示】特願2012-532612(P2012-532612)の分割

【原出願日】2010年10月8日

(65)【公開番号】特開2016-48119(P2016-48119A)

(43)【公開日】2016年4月7日

【審査請求日】2015年12月18日

(31)【優先権主張番号】09352005.4

(32)【優先日】2009年10月9日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】599067318

【氏名又は名称】クライオスター・ソシエテ・パール・アクシオンス・サンプリフィエ

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100101373

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 茂雄

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100147511

【弁理士】

【氏名又は名称】北来 亘

(72)【発明者】

【氏名】ポツィフィル，ヨーゼフ

(72)【発明者】

【氏名】デナルディ，ダヴィッド

【審査官】 吉澤 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０４４４４０１５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０８３７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２２１４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５２９４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２７５８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公開第０２００８２３９（ＧＢ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００６５０８５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１７Ｃ ９／０２

Ｆ１７Ｃ １３／００

Ｆ２５Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化天然ガスを５℃より高い温度を有する過熱流体に変換する方法であって、加圧下の前記天然ガスを、直列になった第１、第２、及び第３の主熱交換段の列に通し、その中で前記天然ガスを加温させる段階を備えている方法において、
それぞれの主熱交換段は凝縮性の熱交換媒体によって加温されているか、又は前記第１主熱交換段と前記第２主熱交換段は凝縮性の熱交換媒体によって加温され前記第３主熱交換段は当該第３主熱交換段で相を変化させない液状媒体によって加温されており、
凝縮性の熱交換媒体によって加温されるそれぞれの主熱交換段では、熱交換媒体は、当該主熱交換段に加えて、
前記主熱交換段から凝縮された熱交換媒体を回収するための回収容器と、
前記凝縮された熱交換媒体を再気化させるための少なくとも１つの副熱交換器と、
前記凝縮された熱交換媒体の流れを加圧するためのポンプであって前記回収容器からの出口と前記副熱交換器の中間に設置されているポンプと、
を備える無限回路を流されており、
前記天然ガスは、前記第１主熱交換段ではマイナス４０℃からマイナス２０℃の範囲の温度へ上昇させられ、前記第２主熱交換段ではマイナス５℃からプラス５℃の範囲の温度へ上昇させられ、そして前記第３主熱交換段ではプラス１０℃からプラス２５℃の範囲の温度へ上昇させられ、
複数の前記第１主熱交換段が並列に設けられており、
複数の前記第２主熱交換段が並列に設けられ、前記複数の第１主熱交換段のそれぞれが対応する前記第２主熱交換段と連通しており、
複数の前記第３主熱交換段が並列に設けられ、
前記複数の第２主熱交換段のそれぞれからの加温された前記天然ガスが共通の分配管へ流入し、前記天然ガスが前記分配管から前記複数の第３主熱交換段へ分配され、
前記無限回路は、前記副熱交換器を通過する際に生成される部分的に気化した熱交換媒体から液体を分離する液体−蒸気分離容器を更に備え、
前記無限回路は、分離された液体を前記回収容器へ戻し、蒸気を前記主熱交換段に流す、方法。

【請求項2】

それぞれの主熱交換段は凝縮性の熱交換媒体によって加温されているか、又は前記第１主熱交換段と前記第２主熱交換段は凝縮性の熱交換媒体によって加温され前記第３主熱交換段は当該第３主熱交換段で相を変化させない液状媒体によって加温されており、
凝縮性の熱交換媒体によって加温されるそれぞれの主熱交換段では、熱交換媒体は、当該主熱交換段に加えて、
前記主熱交換段から凝縮された熱交換媒体を回収するための回収容器と、
前記凝縮された熱交換媒体を再気化させるための少なくとも１つの副熱交換器と、
前記凝縮された熱交換媒体の流れを加圧するためのポンプであって前記回収容器からの出口と前記副熱交換器の中間に設置されているポンプと、
を備える無限回路を流されており、
前記天然ガスは、前記第１主熱交換段ではマイナス４０℃からマイナス２０℃の範囲の温度へ上昇させられ、前記第２主熱交換段ではマイナス５℃からプラス５℃の範囲の温度へ上昇させられ、そして前記第３主熱交換段ではプラス１０℃からプラス２５℃の範囲の温度へ上昇させられ、
複数の前記第１主熱交換段が並列に設けられており、
複数の前記第２主熱交換段が並列に設けられ、
複数の前記第３主熱交換段が並列に設けられ、前記複数の第２主熱交換段のそれぞれが前記複数の第３主熱交換段と連通しており、
前記複数の第１主熱交換段のそれぞれからの加温された前記天然ガスが共通の分配管へ流入し、前記天然ガスが前記分配管から前記複数の第２主熱交換段へ分配され、
前記無限回路は、前記副熱交換器を通過する際に生成される部分的に気化した熱交換媒体から液体を分離する液体−蒸気分離容器を更に備え、
前記無限回路は、分離された液体を前記回収容器へ戻し、蒸気を前記主熱交換段に流す、方法。

【請求項3】

前記熱交換媒体の組成は、それぞれの主熱交換段で同じであり、前記直列になったそれぞれの主熱交換段の前記天然ガスの流出温度に要求される勾配を与えるために異なった凝縮圧力が採用されている、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記第３主熱交換段での前記相を変化させない液状媒体は、水又は水とグリコールの混合液である、請求項１または２に記載の方法。

【請求項5】

前記凝縮性の熱交換媒体はプロパンである、請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法。

【請求項6】

前記第１主熱交換段を含んでいる熱交換回路及び前記第２主熱交換段を含んでいる熱交換回路は、共通の回収容器を共用している、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記第１主熱交換段を含んでいる熱交換回路及び前記第２主熱交換段を含んでいる熱交換回路は、海水によって加温される副熱交換器を採用している、請求項１乃至６の何れか１項に記載の方法。

【請求項8】

前記海水は開サイクルを流れている、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記第１主熱交換段を含んでいる熱交換回路は、当該回路に掛かる熱負荷を賄うために、２つ又はそれ以上の副熱交換器を並列に採用している、請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。

【請求項10】

前記第３主熱交換段は、前記天然ガスを所望の温度へ加温するのに要求される熱負荷の５％又はそれ以下を賄っている、請求項１乃至９の何れか１項に記載の方法。

【請求項11】

前記複数の第１主熱交換段の数が４であり、前記複数の第３主熱交換段の数が２である、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液化天然ガスを過熱流体に変換するための方法と装置に関する。本方法及び装置は、船舶又は他の外洋航行船、例えばＦＳＲＵ（浮体式貯蔵再ガス化ユニット）での船上使用にとりわけ適している。

【背景技術】

【0002】

天然ガスは、好都合にも、液体状態で貯蔵及び輸送される。とはいえ、それはガス状態で使用されるのが一般的である。従って、大容積の液化天然ガスを、典型的に天然ガスの臨界圧力より下では気体であるが臨界圧力より上の圧力では時に流体である過熱流体に、変換する必要がある。

【0003】

米国特許第６９４５０４９号には、液化天然ガスを気化させるための方法と装置が開示されている。液化天然ガスは、気化を達成する第１熱交換器と、蒸気の温度を大凡周囲温度又は周囲温度より僅かに低い温度へ上昇させる第２熱交換器に、ポンプで通される。第１熱交換器は、閉サイクルを流れるプロパンの様な熱交換流体によって加温される。プロパンは、第１熱交換器内でガス状態から液体状態に変化し、典型的には海水の流れによって加温されている複数の熱交換器内で再び気体に変換される。第２熱交換器内で、気化器天然ガスは蒸気の流れによって加温される。

【0004】

５℃より高い温度、例えば１０℃から２５℃程度の温度であることを要求される天然ガスについては、加温方法及び加温装置に対する特定の要請がなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第６９４５０４９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明はこれらの要請に応えることを目指した方法と装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、液化天然ガスを５℃より高い温度を有する過熱流体に変換する方法において、加圧下の天然ガスを、直列になった第１、第２、及び第３の熱交換段の列に通し、その中で天然ガスを加温させる段階を備える方法が提供されている。

【0008】

本発明は、更に、液化ガスを５℃より高い温度を有する過熱流体に変換するための装置において、直列になった第１、第２、及び第３の主熱交換器段の列を備える装置を提供している。

【0009】

天然ガスの流れの方向に関して、熱交換段の最上流は第１熱交換段であり、中間は第２熱交換段であり、最下流は第３熱交換段であると理解されたい。それぞれの主熱交換部は個別の熱交換器を備えているのが好適である。

【0010】

それぞれの主熱交換段は、凝縮性の熱交換媒体によって加温されている。熱交換媒体の組成は、それぞれの主熱交換段で同じとし、直列になったそれぞれの主熱交換段の天然ガス流出温度に要求される勾配を与えるために異なった凝縮圧力が採用されていてもよい。代わりに、第１主熱交換段及び第２主熱交換段のみを凝縮性の熱交換媒体によって加温さ
せ、第３熱交換段は、閉回路内の、水、例えば海水、或いは水とグリコールの混合液の様な、第３熱交換段で相を変化させない液状媒体によって加温させてもよい。

【0011】

何れかの特定の主熱交換段を加温するのに使用される凝縮性の熱交換媒体は、主熱交換段に加えて、主熱交換器から凝縮された熱交換媒体を回収するための容器と、凝縮された熱交換媒体を再気化させるための少なくとも１つの副熱交換器と、凝縮された熱交換媒体の流れを加圧するためのポンプであって回収容器からの出口と副熱交換器の中間に設置されているポンプと、を備える無限回路を流れていてもよい。特に第１主熱交換段と第２主熱交換段は、どちらもその様な回路の一部を形成しているのが好適である。

【0012】

所望であれば、２つの熱交換回路は共通の回収容器を共用していてもよい。第１主熱交換段を含んでいる熱交換回路内の副熱交換器は、海水によって加温されていてもよい。第２主熱交換段を含んでいる熱交換回路内の副熱交換器もそうであってよい。

【0013】

第３主熱交換段を加温するのに凝縮性の熱交換媒体が採用されるなら、第３主熱交換段は、以上に説明されている種類の熱交換回路の一部を形成することになろう。この熱交換回路の副熱交換器は、閉回路を流れている水又は水とグリコールの混合液であって、例えば機関から又は燃焼ガスからの廃熱を捕捉するのに使用された水又は水とグリコールの混合液の加温源によって加温されるのが好適である。容易に使える廃熱がないなら、熱ポンプを使用して、流れている液体（水又は水‐グリコール混合液）の温度を所望のより高い温度へ上昇させ、そうして熱交換回路内の熱交換媒体の必要な加温が提供されるようにしてもよい。好適さは劣るが或る代わりのやり方は、ボイラーを運転して蒸気を上昇させ、得られる蒸気を用いて熱交換媒体の温度を上昇させるというものである。典型的に、第３熱交換器は、それら主熱交換段に掛かる総負荷の多くて５％しか賄わず、従ってこの加温の運転費用は低く抑えられている。

【0014】

典型的に、第１熱交換器を含んでいる熱交換回路は、自身に掛かる熱負荷を賄うために２つ又はそれ以上の副熱交換器を並列に採用していてもよい。熱交換回路のどれも、特に第１主熱交換段を含んでいる熱交換回路及び第２主熱交換段を含んでいる熱交換回路では、熱交換媒体にはプロパンが好適な選定である。プロパンは商業的に容易に入手でき、３つの主熱交換器それぞれでの凝縮温度を−４０℃から＋２５℃の範囲で選択できるようにする熱力学的特性を有している。他の熱交換流体が、プロパンの代わりに又はプロパンと混合して使用されてもよいであろう。その様な代替又は追加の熱交換流体は、エタン冷媒、ブタン冷媒、及びフルオロカーボン冷媒、具体的にはＲ１３４（ａ）を備える。

【0015】

第１熱交換回路は、典型的に、天然ガスを−４０℃から−２０℃の範囲の温度へ上昇させる。第２熱交換回路は、典型的に、天然ガスを−５℃から＋５℃の範囲の温度へ上昇させる。第３熱交換回路は、天然ガスを、その所望される最終温度、典型的には、＋１０℃から＋２５℃程度の温度へ上昇させる。

【0016】

所望であれば、天然ガスの最大供給速度によっては、本発明による方法及び装置は、前記熱交換段の列について複数の列を並列に採用することもできるであろう。
別の代わりのやり方は、２つの列が第３主熱交換段を共用するというものである。１つの例では、４つの列が２つの第３主熱交換段を共用している。概して、任意の数の前記列が任意の数の第３熱交換段を共用していてもよい。

【0017】

更に別の代わりのやり方は、２つの列が第２主熱交換段及び第３主熱交換段を共用するというものである。或る別の例では、並列になった４つの主熱交換段が、第２主熱交換段と第３主熱交換段の第１の対及び第２の対と連通している。概して、任意の数の前記列が任意の数の第２熱交換段及び第３熱交換段を共用していてもよい。

【0018】

所望であれば、或る列が別の列と天然ガスをやり取りすることもできるであろう。
本発明による装置は、海洋航行船、例えばいわゆるＦＳＲＵ（浮体式貯蔵再ガス化ユニット）に船上設置することができる。

【0019】

熱交換回路のうち何れか又は全ての回路内の熱交換媒体は、各々の単数又は複数の副熱交換器内で部分的に気化されてもよい。部分的に気化される場合、残留液体を、得られた蒸気から、例えば、適した液体‐蒸気分離手段を装備した分離容器内で、分離させてもよい。

【0020】

本願発明の実施形態は、例えば、以下の通りである。
［実施形態１］
液化天然ガスを５℃より高い温度を有する過熱流体に変換する方法において、加圧下の前記天然ガスを、直列になった第１、第２、及び第３の熱交換段の列に通し、その中で前記天然ガスを加温させる段階を備えている方法。
［実施形態２］
それぞれの主熱交換段は、凝縮性の熱交換媒体によって加温される、実施形態１に記載の方法。
［実施形態３］
前記熱交換媒体の組成は、それぞれの主熱交換段で同じであり、前記直列になったそれぞれの主熱交換段の前記天然ガスの流出温度に要求される勾配を与えるために異なった凝縮圧力が採用されている、実施形態２に記載の方法。
［実施形態４］
前記第１主熱交換段と前記第２主熱交換段は、凝縮性の熱交換媒体によって加温され、前記第３熱交換段は、当該第３熱交換段で相を変化させない液状媒体によって加温される、実施形態１に記載の方法。
［実施形態５］
前記の相を変化させない液状媒体は、水又は水とグリコールの混合液である、実施形態４に記載の方法。
［実施形態６］
前記凝縮性の熱交換媒体はプロパンである、実施形態２から５の何れか１項に記載の方法。
［実施形態７］
凝縮性の熱交換媒体によって加温されるそれぞれの主熱交換段では、前記熱交換媒体は、前記主熱交換段に加えて、前記主熱交換器から凝縮された熱交換媒体を回収するための容器と、前記凝縮された熱交換媒体を再気化させるための少なくとも１つの副熱交換器と、前記凝縮された熱交換媒体の流れを加圧するためのポンプであって前記回収容器からの出口と前記副熱交換器の中間に設置されているポンプと、を備える無限回路を流されている、実施形態２から６の何れか１項に記載の方法。
［実施形態８］
２つの熱交換回路が共通の回収容器を共用している、実施形態７に記載の方法。
［実施形態９］
前記第１主熱交換段を含んでいる前記熱交換回路及び前記第２主熱交換段を含んでいる前記熱交換回路は、海水によって加温される副熱交換器を採用している、実施形態７又は８に記載の方法。
［実施形態１０］
前記海水は開サイクルを流れている、実施形態９に記載の方法。
［実施形態１１］
前記第３主熱交換器を加温するための熱エネルギーは、廃熱から回生させるか又は熱ポンプによって発生させている、実施形態５に記載の方法。
［実施形態１２］
前記の相を変化させない液状媒体は閉サイクルを流れている、実施形態５又は１１に記載の方法。
［実施形態１３］
前記第１熱交換器を含んでいる前記熱交換回路は、当該回路に掛かる前記熱負荷を賄うために、２つ又はそれ以上の副熱交換器を並列に採用している、実施形態７から９の何れか１項に記載の方法。
［実施形態１４］
前記天然ガスは、前記第１主熱交換段ではマイナス４０℃からマイナス２０℃の範囲の温度へ上昇させられ、前記第２主熱交換段ではマイナス５℃からプラス５℃の範囲の温度へ上昇させられ、そして前記第３熱交換段ではプラス１０℃からプラス２５℃の範囲の温度へ上昇させられる、上記実施形態の何れか１項に記載の方法。
［実施形態１５］
前記第３主熱交換段は、前記天然ガスを所望の温度へ加温するのに要求される前記熱負荷の５％又はそれ以下を賄っている、上記実施形態の何れか１項に記載の方法。
［実施形態１６］
液化ガスを５℃より高い温度を有する過熱流体に変換するための装置において、直列になった第１、第２及び第３の主熱交換器段を備えている装置。
［実施形態１７］
複数の前記列を並列に採用している、実施形態１６に記載の装置。
［実施形態１８］
２つの前記列が第３主熱交換段を共用している、実施形態１７に記載の装置。
［実施形態１９］
２つの前記列が第２主熱交換段及び第３主熱交換段を共用している、実施形態１７に記載の装置。
［実施形態２０］
任意の数の前記列が、任意の数の前記第３主熱交換段を共用している、実施形態１７に記載の装置。
［実施形態２１］
任意の数の前記列が、任意の数の第２主熱交換段及び任意の数の第３主熱交換段を共用している、実施形態１７に記載の装置。
［実施形態２２］
海洋航行船に船上設置された、実施形態１４から１７の何れか１項に記載の装置。
これより本発明による方法及び装置を一例として添付図面を参照しながら説明してゆく。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明による第１の装置の系統図である。

【図2】図１に示されている装置の略図である。

【図3】本発明による第２の装置の略図である。

【図4】本発明による第３の装置の略図である。

【図5】本発明による第１の装置の或る代替型の系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１を参照すると、導管２にはそれに沿ってＬＮＧポンプ４が配置されている。ポンプ４には、使用者の需要次第で、ＬＮＧの圧力を１００バール又はそれ以上へ上昇させる能力があってもよい。導管２は、その内方の端が、没液ＬＮＧポンプ（図示せず）を有する熱絶縁貯蔵槽（図示せず）と連通している。没液ＬＮＧポンプは、運転時、ＬＮＧを導管２へ移送することができる。

【0023】

ポンプ４の出口は、ＬＮＧの流れを加温するための本発明による装置と連通している。装置と貯蔵槽は、典型的には、例えばいわゆるＦＳＲＵ（浮体式貯蔵再ガス化ユニット）であるとされている海洋航行船に船上設置されている。時により、天然ガスを、高圧且つ非極低温の温度、本発明の場合には＋１５℃を下らない温度で、装置から送達する必要がある。図１に示されている装置は、天然ガスを、選定された圧力、速度、及び温度で、送達させられる。この装置は、第１主熱交換器１０と、第２主熱交換器１２と、第３主熱交換器１４を含んでいる。第１主熱交換器１０、第２主熱交換器１２、及び第３主熱交換器１４は、第１熱交換回路１６、第２熱交換回路１８、及び第３熱交換回路２０それぞれを流れる凝縮性の熱交換流体によって加温される。熱交換回路１６、１８、及び２０は、どれも無限であるが、それらの回路には共通のパイプライン２２から熱交換流体が液体状態で送給されている。

【0024】

第１熱交換回路１６は、パイプライン２２から、熱交換液体の初回分と追加分を受け入れる熱交換液体槽２４を含んでいる。液体ポンプ２６は、熱交換液体を槽２４から引き出し、それを２つの並列の第１副熱交換器２８及び３０へ通すように作動する。熱交換液体は、それが熱交換器２８及び３０を通過してゆく際に部分的に気化する。得られる、部分的に気化した熱交換液体は、適したデミスタ或いは他の液体‐蒸気分離手段３６を備える液体‐蒸気分離容器３４へ流れてゆく。分離された液体は回収槽２４へ戻される。蒸気は、第１主熱交換器１０を通って天然ガスの流れに向流又は並流に流れる。

【0025】

第１主熱交換器１０には、当該熱交換器を通って流れる液化天然ガス全てを気化させ、それを典型的には−２０℃から−４０℃の範囲の選定された温度へ過熱するのに十分な熱交換流体の流れが提供されている。但し、理解しておくべきこととして、ポンプは典型的に液化天然ガスの圧力をその臨界圧力より上に、例えば約１００バールへ上昇させるものであり、その場合、天然ガスは第１主熱交換器１０へ超臨界流体として進入し、従って厳密に言えばそれは気化していないわけである。熱交換回路内の圧力は、熱交換流体の温度、第１主熱交換器１０に掛かる熱負荷、第１主熱交換器１０の提供されている熱交換表面積、第１主熱交換器１０内の被冷却流と被加温流の間の温度差、及び熱伝達率に従って、自ずと適応してゆく。概して、冷却回路１６は、装置全体に掛かる熱負荷の７０％から８０％を賄うことを要求されている。２つの副次的な第１交換器２８及び３０が使用されるのはこの理由による。

【0026】

第１熱交換媒体液はプロパンである。プロパンは商業的に容易に入手でき、第１熱交換器内の凝縮温度を−２０℃から０℃の範囲で変化させるか又は「自己適応」させられる熱力学的特性を有している。

【0027】

熱交換媒体又は熱交換液体は、典型的には、第１副熱交換器２８及び３０内で、第１本管４０から取られ第２本管４２へ戻される海水の流れとの間接的な熱交換で気化する。海水は典型的には開回路を流れている。海水の温度は時節的又は日周的に５℃から１３℃の範囲で変化する可能性があり、典型的には第１副熱交換器２８及び３０を通過することによって凡そ７℃から９℃冷却されることになろう。海水は、当然ながら、船又は他の海洋航行船の船上で容易に入手できる。

【0028】

液体が液体‐蒸気分離容器３４から槽２４へ戻るのに通る導管４６には流量制御弁４４が設置されている。流量制御弁４４は容器３４内の液位検出器４８と作動的に関連付けられており、弁の位置は容器３４内に一定の液体プロパン液位が維持されるように必要に応じて調節される。

【0029】

第２熱交換回路１８は、第１のものと同様である。それは、液状熱交換媒体回収槽５４を含んでおり、槽では液体がポンプ５６の運転によって引き出される。ポンプは、液状熱交換媒体を単一の第２副熱交換器５８を通して送り、当該第２副熱交換器内で媒体は部分的に気化する。得られる、部分的に気化した熱交換媒体は、デミスタパッド６６を収容している液体‐蒸気分離容器６４へ流入する。液体を分離させた蒸気は、第２主熱交換器１２を通って天然ガスの流れに向流乃至並流に流れ、天然ガスを更に加温しながら、蒸気自体は第２主熱交換器１２内で凝縮してゆく。典型的に、天然ガスは、第２主熱交換器１２内で約０℃の温度へ上昇させられる。熱交換媒体は第２主熱交換器１２内で凝縮し、得られる凝縮物が回収槽５４へ戻る。容器６４内で蒸気から分離した液体は、導管６８を通って回収槽５４へ戻される。導管６８には流量制御弁７０が設置されている。流量制御弁７０は、容器６４内の液位センサ７２からの信号に応答して、当該容器内の液状冷媒の一定液位が維持されるようにする。第２副熱交換器は本管４０からの海水を用いて加温される。得られる、冷却された海水は本管４２へ戻される。

【0030】

第２熱交換回路１８内で使用される熱交換媒体は、第１熱交換回路１６内で使用されているものと同じ熱交換媒体であるのが好適である。よって、それはプロパンであってもよい。プロパンは−５℃から＋５℃で容易に凝縮する。第２熱交換回路１８内の凝縮圧力は第１熱交換回路１６内より高い。典型的には、第２熱交換回路１８は、装置に掛かる総熱負荷の１５％から２０％を賄っている。

【0031】

第３熱交換回路２０は、第１熱交換回路１６及び第２熱交換回路１８と同様である。それは、始動に先立ちパイプライン２２から液状熱交換媒体が送給される液体回収槽７４を含んでいる。ポンプ７６は槽７４から液体を引き出し、それを第３副熱交換器７８に通す。液状熱交換媒体が熱交換器７８を通されると、その結果、当該媒体の部分的気化が起こる。得られる、部分的に気化した液体は、デミスタ８６を装備した液体‐蒸気分離容器８
４へ流入する。液体は容器８４内で蒸気から分離される。分離された蒸気は、第３主熱交換器１４を通って天然ガスと向流又は並流熱交換をしながら流れ、天然ガスの温度を所望の送達温度、例えば＋１５℃へ上昇させる。蒸気状の熱交換媒体は熱交換器１４内で凝縮される。得られる凝縮物は回収槽７４へ流れ戻る。分離された液体は、容器８４から導管８８を通って回収槽７４へ流れる。導管８８には流量制御弁９０が設置されている。弁９０は、容器８４内の液位センサ９２と作動的に関連付けられており、即ち、本装置の運転中は液状熱交換媒体の一定液位が容器８４内に維持され得るような仕組みになっている。典型的には、第３副熱交換器７８を加温するのに海水は使用されていない。その代わりに、廃熱を捕捉するのに使用された温水又は水‐グリコール混合液の加温源が採用されていてもよい。水は、パイプライン９４を通って第３副熱交換器７８へ流れ、そこで流れを下って冷却された後、第３副熱交換器７８を出て別のパイプライン９６へ流入する。パイプライン９４、９６は、閉回路にあってもよい。

【0032】

第３熱交換回路２０に掛かる熱負荷は、典型的に、第１熱交換回路１６又は第２熱交換回路１８のどちらに掛かる熱負荷よりもはるかに少ない。第３熱交換回路内に採用されている液状熱交換媒体は第１熱交換回路１６及び第２熱交換回路１８内に採用されているものと同じであってもよい。よって、第３熱交換回路２０内の熱交換媒体としてプロパンが使用されていてもよい。プロパンは、＋１５℃から＋３０℃の範囲でなお凝縮するが、但し第２熱交換回路１８内より高い圧力で凝縮する。

【0033】

導管２から送達される天然ガスの温度制御は、パイプライン９４の流量制御弁９８の設定を、導管２の流れを下って天然ガスが第３主熱交換器１４を通過した後に配置されている温度センサ１００に応えて調節することによって行使される。温度が低すぎれば、弁９８の設定は、弁を通る温かい加温媒体の流量を増やすように調節される。加えて、導管２の第１主熱交換器１０の上流に、流量制御弁１０２が設けられていてもよい。弁１０２は、導管２の第２主熱交換器１２と第３主熱交換器１４の中間の位置にある温度センサ１０４からの信号に応えて制御されることになる。

【0034】

１つの制御戦略は、センサ１０４によって感知される所望の温度に対して要流量と流入海水温度を指定することである。感知温度が低くなりすぎた場合、温度信号が流量需要制御をオーバーライドし、ＬＮＧの流量を絞るように弁１０２の設定が調節されることになる。例えば、流入海水温度が指定されているより低いか又はＬＮＧの流入量が指定されているより高い場合、温度センサ１０４は信号を送って弁１０２にＬＮＧ流量を絞らせる。他方で、海水流入温度が指定されているより高い場合は、ＬＮＧ流量が指定されている弁通過量より上に増加されることになる。ＬＮＧの流入流量が規定されているより低い場合には、センサ１０４によって感知される温度はより高くなるはずであり、制御システムは、温度制御が流量制御をオーバーライドせず、センサ１０４によって感知される温度をより高い値へ移ってゆかせる仕組みになっている。

【0035】

図１に示されている装置には様々な変更及び修正を施すことができるであろう。具体的には、第３熱交換回路２０は、典型的には、装置に掛かる総熱負荷の５％未満を賄えばよいため、当該回路は、第３主熱交換器１４を加温するのに水又は水‐グリコール混合液を採用することによって単純化することができるであろう。その様な配列が図５に示されている。図５の諸部分で図１に示されている対応する部分と基本的に同じである部分は、図１と同じ参照番号で表示されており、それらの作動を理解するには図１の説明を参照されたい。

【0036】

図５を参照すると、第３熱交換回路２０は、全体に亘って、水又は水‐グリコール混合液を熱交換媒体として配備している。第３主熱交換器１４又は第３副熱交換器７８のどちらでも液体の相変化はない。相対的に冷たい水は、第３主熱交換器１４から容器７４に回
収され、ポンプ７６によって、第３副熱交換器７８に通され、その中で相対的に温かい水又は他の加温媒体との熱交換によって再加温される。再加温された水は、天然ガスを約＋１０℃から＋２５℃の要求温度まで加温するために、直接に第３副熱交換器７８から第３主熱交換器１４へ流れる。水は熱交換によって冷却され、回収槽７４へ回される水を形成する。当該第３熱交換回路２０は、図１に示されている装置の対応する回路２０より熱効率的には劣るが、第３熱交換回路２０に掛かる熱負荷は相対的に低いことから、装置全体としての熱効率に対する全般的な影響は小さい。

【0037】

図１に示されている装置に対する更なる修正は、２つの回収槽２４と５４を使用する代わりに、単一の共通回収槽（図示せず）が代わりに使用されてもよいというものである。
これより図２を参照すると、図１に示されているのと同じ装置の簡略図が示されている。同種の簡略化は、図１又は図５に示されている装置より大きいＬＮＧ流量に対応することを意図した装置を示している図３及び図４に使用されている。

【0038】

図３は、本発明による装置で、第１熱交換器１０と第２熱交換器１２と第３熱交換器１４の列について複数の列を採用している装置を表している。図３に示されている装置は、４つの第１主熱交換器１０を並列に採用している。それぞれの第１主熱交換器１０が第２主熱交換器１２と連通している。従って、４つの第２主熱交換器１２が並列に設けられている。この実施例では、第３主熱交換器１４を、図１に示されている対応する主熱交換器１４に掛かるよりも相対的に高い熱負荷で運転させるのが望ましい。従って、図３に示されている装置には、たった２つの第３主熱交換器１４が並列に設けられている。第２主熱交換器１２のそれぞれからの加温された天然ガスは、共通の分配管３００へ流入する。天然ガスはそこから２つの第３主熱交換器１４へ分配される。当該主熱交換器のそれぞれは、図１に示されている装置の対応する熱交換器と同じ方式で運転され同じ方式で加温が提供される。

【0039】

図４は、更なる修正を示している。今回もやはり４つの第１主熱交換器１０が並列に設けられているが、これらの熱交換器のそれぞれは、加温された天然ガスを共通の分配管４００へ導き、すると分配管は加温された天然ガスを、２つの第２主熱交換器１２が並列になった配列へ導く。天然ガスは、第２主熱交換器１２の両方からそれら自身の第３主熱交換器１４へ流れる。従って、２つの第３主熱交換器１４が並列に設けられている。主力の第１主熱交換器１０と、第２主熱交換器１２及び第３主熱交換器１４は、図１に示されている装置の対応する熱交換器と同種であってもよい。

【0040】

図２、図３、及び図４に示されている、主熱交換器１０、１２、及び１４の選択された異なった組合せを用いた列、及び各々の熱交換回路１６、１８、及び２０は、共に、天然ガス供給装置全体の冗長性についての必要性に従った寸法とすることができる。

【0041】

本発明による方法及び装置は、（単数又は複数の）第３主熱交換器１４の使用が運転効率に多大な利得をもたらし得るという点でとりわけ有利である。第１主熱交換器１０及び第２主熱交換器１２に掛かる熱負荷を最大化でき、熱交換回路１６及び１８は開サイクルを流れる海水によって加温させ、熱交換回路２０は閉サイクルの加温媒体によって加温させることができる。

【符号の説明】

【0042】

２ 導管
４ ＬＮＧポンプ
１０ 第１主熱交換器
１２ 第２主熱交換器
１４ 第３主熱交換器
１６ 第１熱交換回路
１８ 第２熱交換回路
２０ 第３熱交換回路
２２ パイプライン
２４ 熱交換液体槽、回収槽
２６ 液体ポンプ
２８、３０ 第１副熱交換器
３４ 液体‐蒸気分離容器
３６ デミスタ又は液体‐蒸気分離手段
４０ 第１本管
４２ 第２本管
４４ 流量制御弁
４６ 導管
４８ 液位検出器
５４ 液状熱交換媒体回収槽
５６ ポンプ
５８ 第２副熱交換器
６４ 液体‐蒸気分離容器
６６ デミスタパッド
６８ 導管
７０ 流量制御弁
７２ 液位センサ
７４ 液体回収槽
７６ ポンプ
７８ 第３副熱交換器
８４ 液体‐蒸気分離容器
８６ デミスタ
８８ 導管
９０ 流量制御弁
９２ 液位センサ
９４、９６ パイプライン
９８、１０２ 流量制御弁
１００、１０４ 温度センサ
３００、４００ 分配管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】