特許 6366870 ボイルオフガス再液化装置およびそれを備えるＬＮＧ供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6366870

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】ボイルオフガス再液化装置およびそれを備えるＬＮＧ供給システム

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/00 20060101AFI20180723BHJP

【ＦＩ】

   F17C13/00 302A

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-5304(P2018-5304)

(22)【出願日】2018年1月17日

【審査請求日】2018年2月23日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591036572

【氏名又は名称】レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カーン ウマ

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 献児

(72)【発明者】

【氏名】ランシュー マキシム

(72)【発明者】

【氏名】ジョリ ロイク

【審査官】 吉澤 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２７３６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−８０２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−７６５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１３２８９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１７Ｃ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＬＮＧタンクから送り出されたＢＯＧに少なくとも１つの圧縮処理を行う圧縮プロセスラインの下流から分岐する第一ラインと、
前記ＢＯＧを熱交換するための第一熱交換器と、
前記第一熱交換器内で前記第一ラインから分岐し、前記圧縮プロセスラインの中間位置に合流する第一リターンラインと、
前記第一リターンラインにおいて配置され、かつ前記第一熱交換器の一部を通過したＢＯＧを膨張するエキスパンダーと、
前記第一リターンラインにおいて配置され、かつ前記エキスパンダーで膨張され前記第一熱交換器を通過したＢＯＧを昇圧する、前記エキスパンダーによって駆動されるブースターと、
前記第一ラインにおいて、前記第一熱交換器を通過したＢＯＧを熱交換するための第二熱交換器と、
前記第一ラインにおいて、前記第二熱交換器を通過したＢＯＧを自由膨張させて再液化するための少なくとも１つの膨張弁と、
前記膨張弁で膨張したＢＯＧを、ＢＯＧとＬＮＧとに分離する気液分離機と、
前記気液分離機からＬＮＧタンクまたはユースポイントへＬＮＧを送る再液化ＬＮＧラインと、
前記少なくとも１つの膨張弁より上流位置で前記第一ラインから分岐し、前記第二熱交換器を通過し、次いで前記第一熱交換器の一部または全部を通過し、前記圧縮プロセスラインの上流位置に合流する第二リターンラインと、
前記気液分離機から前記第二熱交換器を通過して前記第二リターンラインへ前記ＢＯＧを合流させるＢＯＧラインと、を有する、ボイルオフガス再液化装置。

【請求項2】

前記第二熱交換器より上流位置の前記第二リターンラインに、または前記第一ラインにおいて、前記第二リターンラインが前記第一ラインから分岐する分岐点より上流かつ前記第二熱交換器より下流に、少なくとも１つの膨張弁をさらに有する、請求項１に記載のボイルオフガス再液化装置。

【請求項3】

ＬＮＧタンクから送り出されたＢＯＧに少なくとも１つの圧縮処理を行う圧縮プロセスラインの下流から分岐する第一ラインと、
前記ＢＯＧを熱交換するための第一熱交換器と、
前記第一熱交換器内で前記第一ラインから分岐し、前記圧縮プロセスラインの中間位置に合流する第一リターンラインと、
前記第一リターンラインにおいて配置され、かつ前記第一熱交換器の一部を通過したＢＯＧを膨張する第一エキスパンダーと、
前記圧縮プロセスラインに合流する前に前記第一リターンラインから分岐し、前記第一熱交換器よりも上流位置で前記第一ラインに合流する分岐ラインにおいて配置され、かつ前記第一エキスパンダーで膨張され前記第一熱交換器を通過したＢＯＧを昇圧するための、前記第一エキスパンダーによって駆動される第一ブースターと、
前記圧縮プロセスラインに合流する前に前記第一リターンラインから分岐し、前記第一熱交換器を１回または複数回通過し、前記圧縮プロセスラインの上流位置に合流する第二リターンラインにおいて配置され、かつ前記第一熱交換器の一部を通過したＢＯＧを膨張する第二エキスパンダーと、
前記分岐ラインにおいて配置され、かつ前記ＢＯＧをさらに昇圧するための、前記第二エキスパンダーによって駆動される第二ブースターと、
前記第一熱交換器を通過したＢＯＧを熱交換するための第二熱交換器と、
前記第二熱交換器を通過したＢＯＧを自由膨張させて再液化するための少なくとも１つの膨張弁と、
前記膨張弁で膨張したＢＯＧを、ＢＯＧとＬＮＧとに分離する気液分離機と、
前記気液分離機からＬＮＧタンクまたはユースポイントへＬＮＧを送る再液化ＬＮＧラインと、
前記気液分離機から前記第一熱交換器の一部または全部を通過し、前記第二リターンラインへ前記ＢＯＧを合流させるＢＯＧラインと、を有する、ボイルオフガス再液化装置。

【請求項4】

ＬＮＧターミナルタンクと、
請求項１から３のいずれか１項に記載のボイルオフガス再液化装置と、を備えるＬＮＧ供給システム。

【請求項5】

ＬＮＧを蓄えるＬＮＧタンクと、
第二リターンラインから送られたＢＯＧを所定の圧力（Ｐ２）に圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機より下流に配置されており、ＢＯＧライン（Ｌ２）で送られたＢＯＧを前記所定の圧力（Ｐ２）よりも高い圧力（Ｐ３）となるように昇圧するＢＯＧブースターと、
前記ＢＯＧブースターより下流位置でＢＯＧラインから分岐する第一ラインと、
前記圧力（Ｐ３）のＢＯＧを熱交換するための第一熱交換器と、
前記第一熱交換器の内で前記第一ラインから分岐し、前記ＢＯＧブースターより上流位置の前記ＢＯＧライン（Ｌ２）に合流する第一リターンラインと、
前記第一リターンラインにおいて配置され、かつ前記第一熱交換器の一部を通過したＢＯＧを膨張するエキスパンダーと、
前記第一リターンラインにおいて配置され、かつ前記エキスパンダーで膨張され前記第一熱交換器を通過したＢＯＧを昇圧する、前記エキスパンダーによって駆動されるブースターと、
前記ＬＮＧタンクからのＢＯＧを熱交換する、かつ前記第一熱交換器を通過したＢＯＧを熱交換するための第二熱交換器と、
前記第二熱交換器を通過したＢＯＧを自由膨張させて再液化するための少なくとも１つの膨張弁と、
前記膨張弁で膨張したＢＯＧを、ＢＯＧとＬＮＧとに分離する気液分離機と、
前記気液分離機からＬＮＧタンクまたはユースポイントへＬＮＧを送る再液化ＬＮＧラインと、
前記少なくとも１つの膨張弁より上流位置で前記第一ラインから分岐し、前記第二熱交換器を通過し、次いで前記第一熱交換器の一部または全部を通過し、ＢＯＧを前記圧縮機に送り込むための第二リターンラインと、
前記気液分離機から前記第二熱交換器を通過して前記第二リターンラインへ前記ＢＯＧを合流させるＢＯＧライン（Ｌ１７）と、を有する、ＬＮＧ供給システム。

【請求項6】

前記第二熱交換器より上流位置の前記第二リターンラインに、または前記第一ラインにおいて、前記第二リターンラインが前記第一ラインから分岐する分岐点より上流かつ前記第二熱交換器より下流に、少なくとも１つの膨張弁をさらに有する、請求項５に記載のＬＮＧ供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＮＧタンクから生じたＢＯＧ（Ｂｏｉｌ ｏｆｆ Ｇａｓ）を再液化する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＮＧバリューチェーンにおいては、液化天然ガス（ＬＮＧ）の液化基地、受入基地、あるいはバンカリング基地などあらゆる場面においてＬＮＧタンクが必要である。ＬＮＧタンク内において、環境やポンプによるＬＮＧ移送に由来する入熱によってボイルオフガス（ＢＯＧ）が発生する。ＢＯＧを大気に放出することは、メタン等炭化水素成分の経済的損失のみならず、その温室効果による大気環境への悪影響が懸念されるため、燃料として使用したり、再液化して回収することが望ましい。

【0003】

非特許文献１において、ＬＮＧ液化基地におけるＢＯＧリサイクルプロセスが開示されている。このＢＯＧリサイクルプロセスは、ＢＯＧを圧縮機で圧縮し、天然ガス精製装置用の燃料ガスとしてＢＯＧを利用する。
特許文献１では、ＬＮＧ受入基地においてＢＯＧを多段の圧縮機で圧縮し、発電用燃料として使用する方法が開示されている。
特許文献２では、窒素を冷媒とした冷凍サイクルによって、圧縮機で圧縮されたＢＯＧを再液化する方法が開示されている。

【0004】

特許文献３は、エキスパンダー・ブースター、ＢＯＧ圧縮機（コンプレッサー）、熱交換器、セパレーターを備えたＬＮＧ液化サイクルのプロセスを開示している。このプロセスの目的は、圧縮されたＢＯＧを船舶のモータに供給することである。
以上の従来技術におけるＢＯＧの処理は、燃料等で活用するか、再液化してタンクに回収するかのいずれかの方法である。

【0005】

上記非特許文献１および特許文献１の従来技術における問題点は、例えば、発電用燃料のような需要が無い場合に、ＢＯＧを圧縮機で圧送することができず、結果的に大気に放出せざるを得なかったことである。
また、特許文献２における問題点は、ＢＯＧ圧縮機や窒素冷凍サイクルのような多数の機器を要することに由来する高コストである。
また、特許文献３における問題点は、船舶のモータに供給するプロセスであって、かつ、圧縮機の最適運転ができず、予備の冷却器もないために低効率なプロセスである。つまり、高圧ＢＯＧを減圧（フラッシュ）して液を製造する際の温度が高いために、減圧時のガス化量が大きくなって、系内をリサイクルするＢＯＧの量が多くなるために圧縮のエネルギーが大量に必要であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１５／１２８９０３号

【特許文献2】特許第３９０８８８１号

【特許文献3】韓国特許第１０１７６７５５７号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】ＬＮＧ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｌｉｎｄｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２０１８年１月７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｌｉｎｄｅ−ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．ｃｏｍ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ．ｇｌｏｂａｌ．ｌｉｎｄｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．ｇｌｏｂａｌ／ｅｎ／ｉｍａｇｅｓ／ＬＮＧ＿１＿１＿ｅ＿１３＿１５０ｄｐｉ＿ＮＢ１９＿４５７７．ｐｄｆ？ｖ＝８．０＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）タンクから発生するボイルオフガス（ＢＯＧ）を再液化する装置であって、新設および既設の液化天然ガス（ＬＮＧ）タンクに適用可能であり、非常に投資コストが安価となるボイルオフガス再液化装置を提供することを目的とする。また、そのボイルオフガス再液化装置を備えるＬＮＧ供給システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、ＬＮＧタンクから生じたＢＯＧを再液化するボイルオフガス再液化装置であって、ＬＮＧ供給システムに連結される。
第一のＬＮＧ供給システムは、
ＬＮＧを蓄えるＬＮＧタンクと、
前記ＬＮＧタンクから第一圧ＢＯＧライン（Ｌ１）で送られた第一圧力のＢＯＧを圧縮し第二圧力に昇圧する圧縮機（コンプレッサ）（１）と、
前記圧縮機（１）より下流に配置されており、第二圧ＢＯＧライン（Ｌ２）で送られた前記第二圧力のＢＯＧを冷却する第一クーラー（２）と、
前記第一クーラー（２）より下流に配置されており、第二圧ＢＯＧライン（Ｌ２）で送られたＢＯＧを前記第二圧力よりも高い第三圧力となるように昇圧するＢＯＧブースター（３）と、
前記ＢＯＧブースター（３）より下流に配置されており、第三圧ＢＯＧライン（Ｌ３）で送られた前記第三圧力のＢＯＧを冷却する第二クーラー（４）と、
前記第二圧ＢＯＧライン（Ｌ２）から分岐し、第二圧力のＢＯＧを供給するための第二圧ＢＯＧ供給ライン（Ｌ４）とを有する。
ＬＮＧタンクから送り出されたＢＯＧに少なくとも１つの圧縮処理を行う圧縮プロセスラインは、第一圧ＢＯＧライン（Ｌ１）、第二圧ＢＯＧライン（Ｌ２）、第三圧ＢＯＧライン（Ｌ３）を有していてもよい。

【0010】

上記第一のボイルオフガス再液化装置は、
ＬＮＧタンクから送り出されたＢＯＧに少なくとも１つの圧縮処理を行う圧縮プロセスライン（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の下流から分岐する第一ライン（Ｌ１０）と、
前記ＢＯＧを熱交換するための第一熱交換器（１０）と、
前記第一熱交換器内で前記第一ライン（Ｌ１０）から分岐し、圧縮プロセスラインの中間位置に合流する第一リターンライン（Ｌ１２）と、
前記第一リターンライン（Ｌ１２）において配置され、かつ前記第一熱交換器（１０）の一部を通過したＢＯＧを膨張するエキスパンダー（１３）と、
前記第一リターンライン（Ｌ１２）において配置され、かつ前記エキスパンダー（１３）で膨張され前記第一熱交換器（１０）を通過したＢＯＧを昇圧する、前記エキスパンダー（１３）によって駆動されるブースター（１４）と、
前記第一ライン（Ｌ１０）において、前記第一熱交換器（１０）を通過したＢＯＧを熱交換するための第二熱交換器（１１）と、
前記第一ライン（Ｌ１０）において、前記第二熱交換器（１１）を通過したＢＯＧを自由膨張させて再液化するための少なくとも１つの膨張弁（１６）と、
前記膨張弁（１６）で膨張したＢＯＧを、ＢＯＧとＬＮＧとに分離する気液分離機（１２）と、
前記気液分離機（１２）からＬＮＧタンクまたはユースポイントへＬＮＧを送る再液化ＬＮＧライン（Ｌ１５）と、
前記少なくとも１つの膨張弁（１６）より上流位置で前記第一ライン（Ｌ１０）から分岐し、前記第二熱交換器（１１）を通過し、次いで前記第一熱交換器（１０）の一部または全部を通過し、前記圧縮プロセスラインの上流位置に合流する第二リターンライン（Ｌ１３）と、
前記気液分離機（１２）から前記第二熱交換器（１１）を通過して前記第二リターンライン（Ｌ１３）へ前記ＢＯＧを合流させるＢＯＧライン（Ｌ１７）と、を有する。
上記において、前記第二熱交換器（１１）より上流位置の前記第二リターンライン（Ｌ１３）に、または前記第一ライン（Ｌ１０）において、前記第二リターンライン（Ｌ１３）が前記第一ライン（Ｌ１０）から分岐する分岐点より上流かつ前記第二熱交換器（１１）より下流に、少なくとも１つの膨張弁（１５）をさらに有してもよい。

【0011】

第二のＬＮＧ供給システムは、第一のＬＮＧ供給システムと同様である。
第二のボイルオフガス再液化装置は、
ＬＮＧタンクから送り出されたＢＯＧに少なくとも１つの圧縮処理を行う圧縮プロセスライン（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の下流から分岐する第一ライン（Ｌ１０）と、
前記ＢＯＧを熱交換するための第一熱交換器（１０）と、
前記第一熱交換器内で前記第一ライン（Ｌ１０）から分岐し、前記圧縮プロセスラインの中間位置に合流する第一リターンライン（Ｌ１２）と、
前記第一リターンライン（Ｌ１２）において配置され、かつ前記第一熱交換器（１０）の一部を通過したＢＯＧを膨張する第一エキスパンダー（３３）と、
前記圧縮プロセスラインに合流する前に前記第一リターンライン（Ｌ１２）から分岐し、前記第一熱交換器（１０）よりも上流位置で前記第一ライン（Ｌ１０）に合流する分岐ライン（Ｌ１２１）において配置され、かつ前記第一エキスパンダー（３３）で膨張され前記第一熱交換器（１０）を通過したＢＯＧを昇圧するための、前記第一エキスパンダー（３３）によって駆動される第一ブースター（３４）と、
前記圧縮プロセスラインに合流する前に前記第一リターンライン（Ｌ１２）から分岐し、前記第一熱交換器（１０）を１回または複数回通過し、前記圧縮プロセスラインの上流位置に合流する第二リターンライン（Ｌ１２２）において配置され、かつ前記第一熱交換器（１０）の一部を通過したＢＯＧを膨張する第二エキスパンダー（３６）と、
前記分岐ライン（Ｌ１２１）において配置され、かつ前記ＢＯＧをさらに昇圧するための、前記第二エキスパンダー（３６）によって駆動される第二ブースター（３７）と、
前記第一熱交換器（１０）を通過したＢＯＧを熱交換するための第二熱交換器（１１）と、
前記第二熱交換器（１１）を通過したＢＯＧを自由膨張させて再液化するための少なくとも１つの膨張弁（１６）と、
前記膨張弁（１６）で膨張したＢＯＧを、ＢＯＧとＬＮＧとに分離する気液分離機（１２）と、
前記気液分離機（１２）からＬＮＧタンクまたはユースポイントへＬＮＧを送る再液化ＬＮＧライン（Ｌ１５）と、
前記気液分離機（１２）から前記第一熱交換器（１０）の一部または全部を通過し、前記第二リターンライン（Ｌ１２２）へ前記ＢＯＧを合流させるＢＯＧライン（Ｌ１７１）と、を有する。
２段のエキスパンダー・ブースターを有する第二のボイルオフガス再液化装置は、１段のエキスパンダー・ブースターを有する第一のボイルオフガス再液化装置に比べて、それらがすべて同サイズのエキスパンダー・ブースターであることを条件にすれば、大量の液化が可能になる。

【0012】

第三のボイルオフガス再液化装置を有するＬＮＧ供給システムは、
ＬＮＧを蓄えるＬＮＧタンクと、
第二リターンライン（Ｌ１３）から送られたＢＯＧを所定の圧力（Ｐ２）に圧縮する圧縮機（１）と、
前記圧縮機（１）より下流に配置されており、ＢＯＧライン（Ｌ２）で送られたＢＯＧを前記所定の圧力（Ｐ２）よりも高い圧力（Ｐ３）となるように昇圧するＢＯＧブースター（３）と、
前記ＢＯＧブースター（３）より下流位置でＢＯＧライン（Ｌ３）から分岐する第一ライン（Ｌ１０）と、
前記圧力（Ｐ３）のＢＯＧを熱交換するための第一熱交換器（１０）と、
前記第一熱交換器の内で前記第一ライン（Ｌ１０）から分岐し、前記ＢＯＧブースター（３）より上流位置の前記ＢＯＧライン（Ｌ２）に合流する第一リターンライン（Ｌ１２）と、
前記第一リターンライン（Ｌ１２）において配置され、かつ前記第一熱交換器（１０）の一部を通過したＢＯＧを膨張するエキスパンダー（１３）と、
前記第一リターンライン（Ｌ１２）において配置され、かつ前記エキスパンダー（１３）で膨張され前記第一熱交換器（１０）を通過したＢＯＧを昇圧する、前記エキスパンダー（１３）によって駆動されるブースター（１４）と、
前記ＬＮＧタンクからのＢＯＧを熱交換する、かつ前記第一熱交換器（１０）を通過したＢＯＧを熱交換するための第二熱交換器（１１）と、
前記第二熱交換器（１１）を通過したＢＯＧを自由膨張させて再液化するための少なくとも１つの膨張弁（１６）と、
前記膨張弁（１６）で膨張したＢＯＧを、ＢＯＧとＬＮＧとに分離する気液分離機（セパレータ）（１２）と、
前記気液分離機（１２）からＬＮＧタンクまたはユースポイントへＬＮＧを送る再液化ＬＮＧライン（Ｌ１５）と、
前記少なくとも１つの膨張弁（１６）より上流位置で前記第一ライン（Ｌ１０）から分岐し、前記第二熱交換器（１１）を通過し、次いで前記第一熱交換器（１０）の一部または全部を通過し、ＢＯＧを前記圧縮機（１）に送り込むための第二リターンライン（Ｌ１３）と、
前記気液分離機（１２）から前記第二熱交換器（１１）を通過して前記第二リターンライン（Ｌ１３）へ前記ＢＯＧを合流させるＢＯＧライン（Ｌ１７）と、を有する。
上記において、前記第二熱交換器（１１）より上流位置の前記第二リターンライン（Ｌ１３）に、または前記第一ライン（Ｌ１０）において、前記第二リターンライン（Ｌ１３）が前記第一ライン（Ｌ１０）から分岐する分岐点より上流かつ前記第二熱交換器（１１）より下流に、少なくとも１つの膨張弁（１５）をさらに有してもよい。

【0013】

上記本発明は、リサイクル、発電、または天然ガスパイプライン圧送のために圧縮されたＢＯＧを液化サイクルによって直接再液化することができる。換言すれば、ＢＯＧをリサイクル、発電や天然ガスパイプライン供給用に使用されるＢＯＧ圧縮機を、ＢＯＧ再液化サイクルに転用可能とする。即ち、ＢＯＧの供給先が無い場合でも、その圧縮機を利用してＢＯＧの再液化を可能としてＢＯＧの大気への排気をなくし、また簡単な機器構成であるため低コストで装置を導入することが可能である。
また、本発明は、新規のＬＮＧ設備だけでなく、既設のＬＮＧ設備のＢＯＧ圧縮機を利用した改造にも適用可能であり、市場性が非常に高い。
従来技術のＢＯＧをＢＯＧ圧縮機によって圧送し処理していた場合と比較して、本発明は、該ＢＯＧ圧縮機を利用しながら低コストでＢＯＧ再液化することが可能となり、温室効果が高いＢＯＧを大気排出することなくＬＮＧ設備の運用における柔軟性を高めることができる。
また、従来技術のＢＯＧの再液化に窒素冷媒を使用した冷凍サイクルを適用する場合と比較して、簡単な機器構成であるため大幅なコスト低下が可能となる。例えば、３ｔｏｎ／ｈのＢＯＧを処理する設備において、再液化に係る機器コストを約４０％低減することができる。

【0014】

上記において、各ラインに、例えば、自動開閉弁、圧力調整弁、流量調整弁が設けられていてもよい。
上記において、各ラインに、例えば、液送ポンプ、加圧器が設けられていてもよい。
上記において、「熱交換器の全部を通過する」とは、想定される熱交換機能が１００％発揮される状態をいい、「熱交換器の一部を通過する」とは、想定される熱交換機能が０％を超えて１００％未満であることをいう。特に記載されていない限り、「熱交換器を通過する」は、両者を含む構成である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1A】実施形態１のボイルオフガス再液化装置およびＬＮＧ供給システムの構成例を示す図である。

【図1B】実施形態１の別構成例を示す図である。

【図1C】実施形態１の別構成例を示す図である。

【図2】実施形態２のボイルオフガス再液化装置およびＬＮＧ供給システムの構成例を示す図である。

【図3】実施形態３のボイルオフガス再液化装置およびＬＮＧ供給システムの構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。

【0017】

（実施形態１）
実施形態１のボイルオフガス再液化装置およびＬＮＧ供給システムについて図１Ａを用いて説明する。
ＬＮＧ供給システムは、ＬＮＧを蓄えるＬＮＧタンクと、ＬＮＧタンクから第一圧ＢＯＧラインＬ１で送られた第一圧力のＢＯＧを圧縮し第二圧力に昇圧する圧縮機１と、圧縮機１より下流に配置されており、第二圧ＢＯＧラインＬ２で送られた第二圧力のＢＯＧを冷却する第一クーラー２と、第一クーラー２より下流に配置されており、第二圧ＢＯＧラインＬ２で送られたＢＯＧを第二圧力よりも高い第三圧力となるように昇圧するＢＯＧブースター３と、ＢＯＧブースター３より下流に配置されており、第三圧ＢＯＧラインＬ３で送られた第三圧力のＢＯＧを冷却する第二クーラー４と、第二圧ＢＯＧラインＬ２から分岐し、第二圧力のＢＯＧを供給するための第二圧ＢＯＧ供給ラインＬ４とを有する。第三圧ＢＯＧラインＬ３は、第三圧力のＢＯＧを供給するラインを兼用している。

【0018】

ボイルオフガス再液化装置は、以下の構成を有する。
第一ラインＬ１０は、第二クーラー４より下流位置で第三圧ＢＯＧラインＬ３から分岐し、第一熱交換器１０、第二熱交換器１１、気液分離機１２まで延びる。
第一熱交換器１０は、コンデンサ機能を有し、第三圧力のＢＯＧを熱交換するために機能する。
第二熱交換器１１は、サブクーラー機能を有し、第一熱交換器１０を通過したＢＯＧを熱交換するために機能する。
第一ラインＬ１０には、第二熱交換器１１より下流に、第一膨張弁１５、第二膨張弁１６が配置される。第一膨張弁１５、第二膨張弁１６は、第二熱交換器１１を通過したＢＯＧを自由膨張させて再液化するために機能する。
気液分離機１２は、第一、第二膨張弁１５、１６で膨張したＢＯＧを、第三圧力よりも低い第四圧力のＢＯＧとＬＮＧとに分離する。
再液化ＬＮＧラインＬ１５は、気液分離機１２からＬＮＧタンクまたはユースポイントへＬＮＧを送る。

【0019】

第一リターンラインＬ１２は、第一熱交換器内で第一ラインＬ１０から分岐し、ＢＯＧブースター３より上流位置の第二圧ＢＯＧラインＬ２に合流する。
第一分岐ラインＬ１１は、第一熱交換器１０より上流位置で第一ラインＬ１０から分岐し、第一熱交換器１０から出た第一リターンラインＬ１２と合流する。
第一リターンラインＬ１２には、エキスパンダー１３とエキスパンダー１３によって駆動されるブースター１４が配置される。エキスパンダー１３は、第一熱交換器１０の一部を通過したＢＯＧを膨張する。ブースター１４は、エキスパンダー１３で膨張され第一熱交換器１０を通過したＢＯＧを昇圧する。次いで、第三クーラー１５は、第一リターンラインＬ１２において配置され、ブースター１４で昇圧されたＢＯＧを冷却する。冷却されたＢＯＧは、ＢＯＧブースター３より上流位置の第二圧ＢＯＧラインＬ２に合流される。

【0020】

第二リターンラインＬ１３は、第一膨張弁１５より下流位置かつ第二膨張弁１６より上流位置で、第一ラインＬ１０から分岐し、第二熱交換器１１を通過し、次いで第一熱交換器１０の一部を通過し、圧縮機１より上流位置の第一圧ＢＯＧラインＬ１に合流する。
第二分岐ラインＬ１４は、第一熱交換器１０より上流位置で第二リターンラインＬ１３から分岐し、第一熱交換器１０から出た第二リターンラインＬ１３と合流する。
第三分岐ラインＬ１６は、再液化ＬＮＧラインＬ１５から分岐し、第二熱交換器１１を通過して第二リターンラインＬ１３へＬＮＧの一部を合流させる。
第四圧ＢＯＧラインＬ１７は、気液分離機１２から第二熱交換器１１を通過して第二リターンラインＬ１３へ第四圧力のＢＯＧを合流させる。
第二リターンラインＬ１３において、第二熱交換器１１より下流位置に仕切弁１８を有していてもよい。

【0021】

（実施形態１の別実施形態）
実施形態１の別実施形態の一例を図１Ｂに示す。図１Ａと異なる点は、第二リターンラインＬ１３が第一熱交換器１０の全部を通過していることである。
また、他の別実施形態の一例を図１Ｃに示す。図１Ａと異なる点は、第一ラインＬ１０に第二膨張弁１６のみが配置され、第二リターンラインＬ１３に第一膨張弁１５が配置されていることである。
また、別実施形態として以下が例示される。
第二リターンラインＬ１３において、第二熱交換器１１より下流位置に仕切弁１８はなくても良い。
第一クーラー２および／または第二クーラー４は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、機能停止あるいはバイパスラインを通じて後段処理を実行させる構成であってもよい。
第一分岐ラインＬ１１は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、無くてもよく、あるいはライン上に仕切弁を設けて必要に応じて機能させる構成であってもよい。
第二分岐ラインＬ１４は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、無くてもよく、あるいはライン上に仕切弁を設けて必要に応じて機能させる構成であってもよい。
第三分岐ラインＬ１６は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、無くてもよく、あるいはライン上に仕切弁を設けて必要に応じて機能させる構成であってもよい。
第二リターンラインＬ１３が第一熱交換器１０の一部または全部を通過する構成は、プロセス仕様に応じて選択可能である。
ＢＯＧの第一圧力、第二圧力、第三圧力、第四圧力は、プロセス仕様に応じて設計されてもよい。

【0022】

（実施形態２）
実施形態２のボイルオフガス再液化装置およびＬＮＧ供給システムについて図２を用いて説明する。実施形態２はエキスパンダー・ブースターが２段の構成である。ＬＮＧ供給システムは、実施形態１と同じ構成であるため説明を省略する。

【0023】

実施形態２のボイルオフガス再液化装置は、以下の構成を有する。
第一ラインＬ１０は、第二クーラー４より下流位置で第三圧ＢＯＧラインＬ３から分岐し、第一熱交換器１０、第二熱交換器１１、気液分離機１２まで延びる。
第一熱交換器１０は、コンデンサ機能を有し、第三圧力のＢＯＧを熱交換するために機能する。
第二熱交換器１１は、サブクーラー機能を有し、第一熱交換器１０を通過したＢＯＧを熱交換するために機能する。
第一ラインＬ１０には、第二熱交換器１１より下流に、膨張弁１６が配置される。膨張弁１６は、第二熱交換器１１を通過したＢＯＧを自由膨張させて再液化するために機能する。
気液分離機（セパレータ）１２は、膨張弁１６で膨張したＢＯＧを、第三圧力よりも低い第四圧力のＢＯＧとＬＮＧとに分離する。

【0024】

第一リターンラインＬ１２は、第一熱交換器内で第一ラインＬ１０から分岐し、ＢＯＧブースター３より上流位置の第二圧ＢＯＧラインＬ２に合流する。
第一分岐ラインＬ１１は、第一熱交換器１０より上流位置で第一ラインＬ１０から分岐し、第一熱交換器１０から出た第一リターンラインＬ１２と合流する。
第一エキスパンダー３３は、第一リターンラインＬ１２に配置され、第一熱交換器１０の一部を通過したＢＯＧを膨張する。第一リターンラインＬ１２は、第一熱交換器１０を通過し、第一ヒーター２より下流位置の第二圧ＢＯＧラインＬ２に合流する。第一エキスパンダー３３で膨張したＢＯＧは第一熱交換器１０で再び熱交換される。
第四分岐ラインＬ１２１は、第二圧ＢＯＧラインＬ２に合流する前に第一リターンラインＬ１２から分岐し、第一熱交換器１０よりも上流位置で第一ラインＬ１０に合流する。第一ブースター３４は、第四分岐ラインＬ１２１において配置される。第一ブースター３４は、第一エキスパンダー（３３）で膨張され第一熱交換器１０を通過したＢＯＧを昇圧する。第一ブースター３４は、第一エキスパンダー（３３）によって駆動される。
第三クーラー３５は、第四分岐ラインＬ１２１において配置され、第一ブースター３４で昇圧されたＢＯＧを冷却する。
第二リターンラインＬ１２２は、第二圧ＢＯＧラインＬ２に合流する前に第一リターンラインＬ１２から分岐し、第一熱交換器１０を２回通過し、圧縮機１より上流位置の第一圧ＢＯＧラインＬ１に合流する。第二エキスパンダー３６は、第二リターンラインＬ１２２において配置される。第二エキスパンダー３６は、第一熱交換器１０の一部を通過したＢＯＧを膨張する。第二リターンラインＬ１２２は、第一熱交換器１０の一部（または全部）を通過し圧縮機１より上流位置の第一圧ＢＯＧラインＬ１に合流する。第二エキスパンダー３６で膨張したＢＯＧは第一熱交換器１０で再び熱交換される。
第二ブースター３７は、第四分岐ラインＬ１２１において配置される。第二ブースター３７は、第三クーラー３５を通過したＢＯＧをさらに昇圧する。第二ブースター３７は、第二エキスパンダー３６によって駆動される。
第四クーラー３８は、第四分岐ラインＬ１２１において配置され、第二ブースター３７で昇圧されたＢＯＧを冷却する。

【0025】

第三分岐ラインＬ１６は、再液化ＬＮＧラインＬ１５から分岐し、第二熱交換器１１を通過し、次いで第一熱交換器１０の一部または全部を通過し、第二リターンラインＬ１２２へＬＮＧの一部を合流させる。
第四圧ＢＯＧラインＬ１７１は、気液分離機１２から第一熱交換器１０の一部または全部を通過し、第二リターンラインＬ１２２へＢＯＧを合流させる。
第五分岐ラインＬ１７２は、第四圧ＢＯＧラインＬ１７１から分岐し、第二熱交換器１１を通過し、次いで第一熱交換器１０の一部または全部を通過し、第二リターンラインＬ１２２へ合流させる。

【0026】

（実施形態２の別実施形態）
第四圧ＢＯＧラインＬ１７１、第五分岐ラインＬ１７２および第三分岐ラインＬ１６は、第一熱交換器１０より上流で、同一ラインとして構成されていてもよく、別ラインで構成されていてもよい。
第四圧ＢＯＧラインＬ１７１、第五分岐ラインＬ１７２および第三分岐ラインＬ１６と、第二リターンラインＬ１２２との合流は、第一熱交換器１０より上流位置で行われてもよく、第一熱交換器１０の内部で行われてもよく、第一熱交換器１０を出た後で行われても良い。

【0027】

第一クーラー２および／または第二クーラー４は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、機能停止あるいはバイパスラインを通じて後段処理を実行させる構成であってもよい。
第一分岐ラインＬ１１は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、無くてもよく、あるいはライン上に仕切弁を設けて必要に応じて機能させる構成であってもよい。
第五分岐ラインＬ１７２は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、無くてもよく、あるいはライン上に仕切弁を設けて必要に応じて機能させる構成であってもよい。
第三分岐ラインＬ１６は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、無くてもよく、あるいはライン上に仕切弁を設けて必要に応じて機能させる構成であってもよい。
第二リターンラインＬ１２２が第一熱交換器１０の一部または全部を通過する構成は、プロセス仕様に応じて選択可能である。
第四圧ＢＯＧラインＬ１７１、第五分岐ラインＬ１７２および第三分岐ラインＬ１６が第一熱交換器１０の一部または全部を通過する構成は、プロセス仕様に応じて選択可能である。
ＢＯＧの第一圧力、第二圧力、第三圧力、第四圧力は、プロセス仕様に応じて設計される。

【0028】

（実施形態３）
実施形態３のボイルオフガス再液化装置を備えるＬＮＧ供給システムについて図３を用いて説明する。
ＬＮＧ供給システムは、ＬＮＧを蓄えるＬＮＧタンクと、第二リターンラインＬ１３から送られたＢＯＧを圧縮し第二圧力（Ｐ２）に昇圧する圧縮機１と、圧縮機１より下流に配置されており、第二圧ＢＯＧラインＬ２で送られた第二圧力（Ｐ２）のＢＯＧを冷却する第一クーラー２と、第一クーラー２より下流に配置されており、第二圧ＢＯＧラインＬ２で送られたＢＯＧを第二圧力（Ｐ２）よりも高い第三圧力（Ｐ３）となるように昇圧するＢＯＧブースター３と、ＢＯＧブースター３より下流に配置されており、第三圧ＢＯＧラインＬ３で送られた第三圧力（Ｐ３）のＢＯＧを冷却する第二クーラー４と、第二圧ＢＯＧラインＬ２から分岐し、第二圧力（Ｐ２）のＢＯＧを供給するための第二圧ＢＯＧ供給ラインＬ４とを有する。第三圧ＢＯＧラインＬ３は、第三圧力のＢＯＧを供給するラインを兼用している。

【0029】

ボイルオフガス再液化装置は、以下の構成を有する。
第一ラインＬ１０は、第二クーラー４より下流位置で第三圧ＢＯＧラインＬ３から分岐し、第一熱交換器１０、第二熱交換器１１、気液分離機１２まで延びる。
第一熱交換器１０は、コンデンサ機能を有し、第三圧力のＢＯＧを熱交換するために機能する。
第二熱交換器１１は、サブクーラー機能を有し、第一熱交換器１０を通過したＢＯＧを熱交換するために機能する。また、第二熱交換器１１は、ＬＮＧタンクから供給されたＢＯＧを熱交換する。
第一ラインＬ１０には、第二熱交換器１１より下流に、第一膨張弁１５、第二膨張弁１６が配置される。第一膨張弁１５、第二膨張弁１６は、第二熱交換器１１を通過したＢＯＧを自由膨張させて再液化するために機能する。
気液分離機（セパレータ）１２は、第一、第二膨張弁１５、１６で膨張したＢＯＧを、第三圧力よりも低い第四圧力のＢＯＧとＬＮＧとに分離する。
再液化ＬＮＧラインＬ１５は、気液分離機１２からＬＮＧタンクまたはユースポイントへＬＮＧを送る。

【0030】

第一リターンラインＬ１２は、第一熱交換器内で第一ラインＬ１０から分岐し、ＢＯＧブースター３より上流位置の第二圧ＢＯＧラインＬ２に合流する。
第一分岐ラインＬ１１は、第一熱交換器１０より上流位置で第一ラインＬ１０から分岐し、第一熱交換器１０から出た第一リターンラインＬ１２と合流する。
第一リターンラインＬ１２には、エキスパンダー１３とエキスパンダー１３によって駆動されるブースター１４が配置される。エキスパンダー１３は、第一熱交換器１０の一部を通過したＢＯＧを膨張する。ブースター１４は、エキスパンダー１３で膨張され第一熱交換器１０を通過したＢＯＧを昇圧する。次いで、第三クーラー１５は、第一リターンラインＬ１２において配置され、ブースター１４で昇圧されたＢＯＧを冷却する。冷却されたＢＯＧは、ＢＯＧブースター３より上流位置の第二圧ＢＯＧラインＬ２に合流される。

【0031】

第二リターンラインＬ１３は、第一膨張弁１５より下流位置かつ第二膨張弁１６より上流位置で、第一ラインＬ１０から分岐し、第二熱交換器１１を通過し、次いで第一熱交換器１０の一部または全部を通過し、圧縮機１より上流位置の第一圧ＢＯＧラインＬ１に合流する。
ＬＮＧタンクから供給されるＢＯＧは、第二熱交換器１１を通過し、第二リターンラインＬ１３に合流する。
第二分岐ラインＬ１４は、第一熱交換器１０より上流位置で第二リターンラインＬ１３から分岐し、第一熱交換器１０から出た第二リターンラインＬ１３と合流する。
第三分岐ラインＬ１６は、再液化ＬＮＧラインＬ１５から分岐し、第二熱交換器１１を通過して第二リターンラインＬ１３へＬＮＧの一部を合流させる。
第四圧ＢＯＧラインＬ１７は、気液分離機１２から第二熱交換器１１を通過して第二リターンラインＬ１３へ第四圧力のＢＯＧを合流させる。
第二リターンラインＬ１３において、第二熱交換器１１より下流位置に仕切弁１８を有していてもよい。

【0032】

（実施形態３の別実施形態）
実施形態３の別実施形態として、第二リターンラインＬ１３が第一熱交換器１０の一部を通過してもよい。
また、図１Ｃと同様に、第一ラインＬ１０に第二膨張弁１６のみが配置され、第二リターンラインＬ１３に第一膨張弁１５が配置されていてもよい。
また、第二リターンラインＬ１３において、第二熱交換器１１より下流位置に仕切弁１８はなくても良い。
第一クーラー２および／または第二クーラー４は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、機能停止あるいはバイパスラインを通じて後段処理を実行させる構成であってもよい。
第一分岐ラインＬ１１は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、無くてもよく、あるいはライン上に仕切弁を設けて必要に応じて機能させる構成であってもよい。
第二分岐ラインＬ１４は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、無くてもよく、あるいはライン上に仕切弁を設けて必要に応じて機能させる構成であってもよい。
第三分岐ラインＬ１６は、必須ではなく、プロセス仕様に応じて、無くてもよく、あるいはライン上に仕切弁を設けて必要に応じて機能させる構成であってもよい。
第二リターンラインＬ１３が第一熱交換器１０の一部または全部を通過する構成は、プロセス仕様に応じて選択可能である。
ＢＯＧの第一圧力、第二圧力、第三圧力、第四圧力は、プロセス仕様に応じて設計されてもよい。

【0033】

（実施例）
実施形態１から３の構成を実施例とし、特許文献３の構成を比較例として、シミュレーションを行った。その結果を以下の表１に示す。特許文献３に対する実施形態１〜３の定量評価をＳＰＣ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ、液化原単位であり、ＢＯＧ１ｔｏｎ当りの消費電力量を示す）の比率で示す。

【0034】

【表1】

【0035】

表１の結果を考察すれば定性的には、比較例では、高圧ＢＯＧを減圧（フラッシュ）して液を製造する際の温度が高いために、減圧時のガス化量が大きくなって、系内をリサイクルするＢＯＧの量が多くなるために圧縮のエネルギーが大量に必要であることが分かる。一方、実施形態１および２では、効率的なブースターエキスパンダーの配置およびサブクーラー機能の適用によって高圧ＢＯＧをより低温にすることが可能となり、減圧時のガス化量を減らし、リサイクルするＢＯＧの量を低減できることが確かめられた。実施形態３では、高圧ＢＯＧの減圧時のガス化量をさらに低減するために、ＬＮＧタンクから発生するＢＯＧ（例えば−１６０℃）をサブクーラー機能に通じることによって高圧ＢＯＧの温度を低減させ、リサイクルするＢＯＧ量を低減できることが確かめられた。

【符号の説明】

【0036】

１ 圧縮機
２ 第一クーラー
３ ＢＯＧブースター
４ 第二クーラー
１０ 第一熱交換器
１１ 第二熱交換器
１２ 気液分離機
１５ 第一膨張弁
１６ 第二膨張弁
Ｌ１０ 第一ライン
Ｌ１２ 第一リターンライン
Ｌ１３ 第二リターンライン

【要約】

【課題】新設および既設の液化天然ガスタンクに適用可能であり、非常に投資コストが安価となるボイルオフガス再液化装置を提供する。
【解決手段】第一ライン（Ｌ１０）と、ＢＯＧを熱交換するための第一熱交換器（１０）と、第一熱交換器内で第一ライン（Ｌ１０）から分岐し圧縮プロセスラインの中間位置に合流する第一リターンライン（Ｌ１２）と、第一熱交換器（１０）の一部を通過したＢＯＧを膨張するエキスパンダー（１３）と、エキスパンダー（１３）で膨張され第一熱交換器（１０）を通過したＢＯＧを昇圧するブースター（１４）と、第一熱交換器（１０）を通過したＢＯＧを熱交換するための第二熱交換器（１１）と、第二熱交換器（１１）を通過したＢＯＧを自由膨張させて再液化するための少なくとも１つの膨張弁（１６）と、膨張弁（１６）で膨張したＢＯＧを、ＢＯＧとＬＮＧとに分離する気液分離器（１２）とを有する。
【選択図】図１Ａ

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】