特許 7602618 液化天然ガスの気化装置、及び気化方法

(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】

(24)【登録日】2024-12-10

(45)【発行日】2024-12-18

(54)【発明の名称】液化天然ガスの気化装置、及び気化方法

(51)【国際特許分類】

   F17C 9/02 20060101AFI20241211BHJP

【ＦＩ】

F17C9/02

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2023508920

(86)(22)【出願日】2022-03-07

(86)【国際出願番号】 JP2022009761

(87)【国際公開番号】W WO2022202250

(87)【国際公開日】2022-09-29

【審査請求日】2023-09-19

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2021/012786

(32)【優先日】2021-03-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】519355493

【氏名又は名称】日揮グローバル株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000183369

【氏名又は名称】住友精密工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100179833

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 将尚

(72)【発明者】

【氏名】柿崎 信郎

(72)【発明者】

【氏名】神谷 篤志

(72)【発明者】

【氏名】山田 祥徳

(72)【発明者】

【氏名】村上 悟

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 淳司

(72)【発明者】

【氏名】平山 敏弘

【審査官】矢澤 周一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開平８－１８８７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６７７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１７４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－２１７７８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１７Ｃ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化天然ガスの気化装置であって、
上下方向に延在するように配置され、液化天然ガスが供給される伝熱管を管径方向に複数並べて構成された熱交換パネルと、前記伝熱管に供給される液化天然ガスを気化させるため、前記熱交換パネルの両面に沿って流下するように熱媒体を供給するトラフと、を各々備えた第１のオープンラック式気化器、及び第２のオープンラック式気化器と、
前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネル、及び前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルに対して並列に液化天然ガスを供給する液化天然ガス供給部と、
前記第１のオープンラック式気化器のトラフに前記熱媒体を供給する第１の熱媒体供給部と、
前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルにて前記液化天然ガスの気化に用いられた後の前記熱媒体の少なくとも一部を回収し、前記第２のオープンラック式気化器のトラフに供給する第２の熱媒体供給部と、を備えたことを特徴とする液化天然ガスの気化装置。

【請求項2】

前記熱媒体は、海水であることを特徴とする請求項１に記載の液化天然ガスの気化装置。

【請求項3】

前記熱媒体は不凍液であり、
前記不凍液は、前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネル及び前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルにて前記液化天然ガスの気化に用いられた後の温度以下の凝固点を有することを特徴とする請求項１に記載の液化天然ガスの気化装置。

【請求項4】

前記第１のオープンラック式気化器は、前記熱交換パネルの下方側に設けられ、当該熱交換パネルに沿って流下した前記熱媒体を受ける受槽部を備え、前記第２の熱媒体供給部は、前記受槽部内の前記熱媒体を、前記第２のオープンラック式気化器のトラフに供給することを特徴とする請求項１に記載の液化天然ガスの気化装置。

【請求項5】

前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルの下方側に、前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルが配置され、前記第２の熱媒体供給部は、前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルに沿って流下した前記熱媒体を前記第２のオープンラック式気化器のトラフに案内する案内板により構成されることを特徴とする請求項１に記載の液化天然ガスの気化装置。

【請求項6】

前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルの上端には、前記複数の伝熱管に接続され、気化した天然ガスを取り出すための共通配管である取り出しヘッダー部が設けられ、前記案内板は、前記取り出しヘッダー部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項５に記載の液化天然ガスの気化装置。

【請求項7】

前記第１の熱媒体供給部は、前記第１のオープンラック式気化器のトラフと、前記第２のオープンラック式気化器のトラフとの間で、前記熱媒体の供給先を切り替え自在に構成され、前記第１の熱媒体供給部から前記第２のオープンラック式気化器のトラフに前記熱媒体が供給されている期間中は、前記第２の熱媒体供給部からの前記熱媒体の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載の液化天然ガスの気化装置。

【請求項8】

前記液化天然ガス供給部は、前記第１のオープンラック式気化器に対する液化天然ガスの供給流量が、前記第２のオープンラック式気化器に対する液化天然ガスの供給流量の２倍以上となるように、供給流量の調節を行うことを特徴とする請求項１に記載の液化天然ガスの気化装置。

【請求項9】

前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルにて前記液化天然ガスの気化に用いられた後の前記熱媒体の一部を回収する分岐流路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の液化天然ガスの気化装置。

【請求項10】

前記分岐流路は、回収した前記熱媒体の少なくとも一部を前記第１の熱媒体供給部に還流させることを特徴とする請求項９に記載の液化天然ガスの気化装置。

【請求項11】

液化天然ガスの気化方法であって、
上下方向に延在するように配置され、液化天然ガスが供給される伝熱管を管径方向に複数並べて構成された熱交換パネルと、前記伝熱管に供給される液化天然ガスを気化させるため、前記熱交換パネルの両面に沿って流下するように熱媒体を供給するトラフと、を各々備えた第１のオープンラック式気化器、及び第２のオープンラック式気化器を用い、前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネル、及び前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルに並列に液化天然ガスを供給する工程と、
前記第１のオープンラック式気化器のトラフに前記熱媒体を供給する工程と、
前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルにて液化天然ガスの気化に用いられた後の前記熱媒体の少なくとも一部を回収し、回収された前記熱媒体を前記第２のオープンラック式気化器のトラフに供給する工程と、を含むことを特徴とする液化天然ガスの気化方法。

【請求項12】

前記熱媒体は、海水であることを特徴とする請求項１１に記載の液化天然ガスの気化方法。

【請求項13】

前記熱媒体は不凍液であり、
前記不凍液は、前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネル及び前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルにて前記液化天然ガスの気化に用いられた後の温度以下の凝固点を有する、
請求項１１に記載の液化天然ガスの気化方法。

【請求項14】

回収された前記熱媒体を前記第２のオープンラック式気化器に供給する工程における熱媒体の回収は、前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルの下方側に設けられ、当該熱交換パネルに沿って流下した熱媒体を受ける受槽部を用いて行うことを特徴とする請求項１１に記載の液化天然ガスの気化方法。

【請求項15】

前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルの下方側に、前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルが設置されている場合に、回収された前記熱媒体を前記第２のオープンラック式気化器に供給する工程は、前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルに沿って流下した前記熱媒体を前記第２のオープンラック式気化器のトラフに案内することにより行われることを特徴とする請求項１１に記載の液化天然ガスの気化方法。

【請求項16】

前記液化天然ガスを供給する工程にて、前記第１のオープンラック式気化器に対する液化天然ガスの供給流量が、前記第２のオープンラック式気化器に対する液化天然ガスの供給流量の２倍以上となるように、供給流量の調節を行うことを特徴とする請求項１１に記載の液化天然ガスの気化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液化天然ガスを気化する技術に関する。
本願は、２０２１年３月２６日に、出願されたPCT/JP2021/12786に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

ガス田の井戸元にて産出した天然ガスは、冷却液化され液化天然ガス（ＬＮＧ：Liquefied Natural Gas）として貯蔵タンクに貯蔵されている。このため、需要先にガスを供給するにあたっては、ＬＮＧを再びガス化する必要がある。
ＬＮＧタンクから送り出されたＬＮＧを気化する装置として、海水を利用してＬＮＧを気化させるオープンラック式気化器を備えたＬＮＧ気化装置が知られている（例えば特許文献１）。オープンラック式気化器は、ＬＮＧが通過する多数の伝熱管をパネル状に配列し、この熱交換パネルの外面に沿って熱媒体を供給する構成となっている。熱交換パネルを介したＬＮＧと熱媒体との熱交換により、ＬＮＧを昇温、気化させる。

【0003】

このようなオープンラック式気化器においては、ＬＮＧとの熱交換のため多くの熱媒体が必要となることから、例えば海水供給システムなどの大規模な設備が必要となることがある。そのため、オープンラック式気化器は、設備の初期費用や運転費用の低減が課題となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特願２００９－５２７２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、熱媒体との熱交換により液化天然ガスを気化するにあたって、
熱媒体の使用量を抑制する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の液化天然ガスの気化装置は、
上下方向に延在するように配置され、液化天然ガスが供給される伝熱管を管径方向に複数並べて構成された熱交換パネルと、前記伝熱管に供給される液化天然ガスを気化させるため、前記熱交換パネルの両面に沿って流下するように熱媒体を供給するトラフと、を各々備えた第１のオープンラック式気化器、及び第２のオープンラック式気化器と、
前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネル、及び前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルに対して並列に液化天然ガスを供給する液化天然ガス供給部と、
前記第１のオープンラック式気化器のトラフに前記熱媒体を供給する第１の熱媒体供給部と、
前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルにて前記液化天然ガスの気化に用いられた後の前記熱媒体の少なくとも一部を回収し、前記第２のオープンラック式気化器のトラフに供給する第２の熱媒体供給部と、を備えたことを特徴とする。

【0007】

前記気化装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記熱媒体は、海水であること。
（ｂ）前記熱媒体は不凍液であり、前記不凍液は、前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネル及び前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルにて前記液化天然ガスの気化に用いられた後の温度以下の凝固点を有すること。
（ｃ）前記第１のオープンラック式気化器は、前記熱交換パネルの下方側に設けられ、当該熱交換パネルに沿って流下した前記熱媒体を受ける受槽部を備え、前記第２の熱媒体供給部は、前記受槽部内の前記熱媒体を、前記第２のオープンラック式気化器のトラフに供給すること。
（ｄ）前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルの下方側に、前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルが配置され、前記第２の熱媒体供給部は、前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルに沿って流下した熱媒体を前記第２のオープンラック式気化器のトラフに案内する案内板により構成されること。
（e）前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルの上端には、前記複数の伝熱管に接続され、気化した天然ガスを取り出すための共通配管である取り出しヘッダー部が設けられ、前記案内板は、前記取り出しヘッダー部を覆うように設けられていること。
（f）前記第１の熱媒体供給部は、前記第１のオープンラック式気化器のトラフと、前記第２のオープンラック式気化器のトラフとの間で、前記熱媒体の供給先を切り替え自在に構成され、前記第１の熱媒体供給部から前記第２のオープンラック式気化器のトラフに前記熱媒体が供給されている期間中は、前記第２の熱媒体供給部からの熱媒体の供給を停止すること。
（g）前記液化天然ガス供給部は、前記第１のオープンラック式気化器に対する液化天然ガスの供給流量が、前記第２のオープンラック式気化器に対する液化天然ガスの供給流量の２倍以上となるように、供給流量の調節を行うこと。
（ｈ）前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルにて前記液化天然ガスの気化に用いられた後の前記熱媒体の一部を回収する分岐流路をさらに備えること。
（ｉ）前記分岐流路は、回収した前記熱媒体の少なくとも一部を前記第１の熱媒体供給部に還流させること。

【0008】

本発明の液化天然ガスの気化方法は、
上下方向に延在するように配置され、液化天然ガスが供給される伝熱管を管径方向に複数並べて構成された熱交換パネルと、前記伝熱管に供給される液化天然ガスを気化させるため、前記熱交換パネルの両面に沿って流下するように熱媒体を供給するトラフと、を各々備えた第１のオープンラック式気化器、及び第２のオープンラック式気化器を用い、前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネル、及び前記第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルに並列に液化天然ガスを供給する工程と、
前記第１のオープンラック式気化器のトラフに前記熱媒体を供給する工程と、前記第１のオープンラック式気化器の熱交換パネルにて液化天然ガスの気化に用いられた後の前記熱媒体の少なくとも一部を回収し、回収された前記熱媒体を前記第２のオープンラック式気化器のトラフに供給する工程と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の液化天然ガスの気化装置は、第１のオープンラック式気化器にて液化天然ガスの気化に用いられた後の前記熱媒体を回収し、第２のオープンラック式気化器のトラフに供給するので、熱媒体の供給量を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】オープンラック式気化器の斜視図である。

【図2】オープンラック式気化器の側面図である。

【図3】オープンラック式気化器を用いたＬＮＧの気化を説明する模式図である。

【図4】第１の実施の形態に係る気化装置を示す構成図である。

【図5】第２の実施の形態に係る気化装置を示す構成図である。

【図6】第２の実施の形態に係る気化装置における熱媒体の流れを示す模式図である。

【図7】第２の実施の形態に係る気化装置の他の例を示す構成図である。

【図8】第３の実施の形態に係る気化装置の他の例を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

初めに後述する各実施の形態に係るオープンラック式気化器の構成について説明する。本例のオープンラック式気化器は、例えば海洋からくみ上げられる海水を熱媒体として用い、海水とＬＮＧとの熱交換によりＬＮＧを昇温して気化する。図１、図２に示すようにオープンラック式気化器１は、ＬＮＧが供給されると共に、上下方向に延在するように配置された伝熱管１１を管径方向に複数並べて構成された熱交換パネル１０を備えている。図示の便宜上、図１において、各熱交換パネル１０は、個別の伝熱管１１の記載を省略し、板状に簡略表記してある。

【0012】

オープンラック式気化器１には、複数の熱交換パネル１０が設けられている。これらの熱交換パネル１０は、その厚さ方向に沿って並べられ、互いに隙間を空けて配置されている。各熱交換パネル１０の伝熱管１１の下端には、ＬＮＧを供給するための供給ヘッダー部２が設けられている。供給ヘッダー部２は、各熱交換パネル１０の下端部に沿って設けられた配管により構成され、その管壁に対して各伝熱管１１の下端部が接続された複数の分岐管１２と、これらの分岐管１２の上流側の端部に接続された共通のマニホールド１３とを備える。マニホールド１３には、ＬＮＧ供給管１４が接続され、このＬＮＧ供給管１４より供給されたＬＮＧが、マニホールド１３及び分岐管１２を介して各熱交換パネル１０の伝熱管１１に分配される。

【0013】

また各熱交換パネル１０の伝熱管１１の上端には、気化したＮＧを取り出すためのアルミ製の取り出しヘッダー部３が設けられている。取り出しヘッダー部３は、各熱交換パネル１０の上端部に沿って設けられた配管により構成され、その管壁に対して各伝熱管１１の上端部が接続された複数の分岐管１５と、これらの分岐管１５の下流側の端部に接続された共通のマニホールド１６とを備える。マニホールド１６には、ＬＮＧ取り出し管１７が接続され、各熱交換パネル１０の伝熱管１１から流出したＮＧは、取り出しヘッダー部３を介してＬＮＧ取り出し管１７へと合流する。

【0014】

また熱交換パネル１０の上部側には、熱媒体である海水を一時的に貯めるトラフ１８が設けられている。トラフ１８は、上面が開放され、伝熱管１１の配列方向に伸びる樋状に形成されている。複数の熱交換パネル１０の並び方向に沿って見たとき、各トラフ１８はこれらの熱交換パネル１０と交互に配置されている。即ち各熱交換パネル１０からみると、その上部側の両面にトラフ１８が設置されていることになる。

【0015】

上述の構成によれば、熱交換パネル１０の側面と、トラフ１８の側壁面とは、互いに対向して配置された状態となっている。これら互いに対向して配置された熱交換パネル１０の側面とトラフ１８の側壁面との間には、トラフ１８から流出した海水を流下させるための隙間が形成されている。なお熱交換パネル１０の並び方向に沿って見て、両端に配置されたトラフ１８は、熱交換パネル１０が配置されていない面に向けて海水がこぼれないように、熱交換パネル１０の側面と対向していない側壁の上端位置が高くなっている。

【0016】

各トラフ１８には、各々海水を供給するための海水供給ヘッダー部４（以下、熱媒体供給ヘッダー部ともいう）が接続されている。海水供給ヘッダー部４は、下流側の端部が各トラフ１８の底部に接続された複数の分配配管１９と、これら分配配管１９の上流側の端部に接続された共通のマニホールド２０とを備える。マニホールド２０には、供給配管２２が接続され、この供給配管２２より供給された海水が、マニホールド２０及び分配配管１９を介して各トラフ１８に分配される。一方、熱交換パネル１０の下方側には、複数の熱交換パネル１０の並び方向に亘って設けられた共通の受槽部であるプール２１が設けられている。プール２１には、プール２１に溜まった海水を排水するための排水管２６が接続されている。

【0017】

上述の構成を備えるオープンラック式気化器１に対しては、供給ヘッダー部２の分岐管１２を介して、各熱交換パネル１０を構成する伝熱管１１の下端側から、例えば－１６０℃のＬＮＧが供給される（図３）。伝熱管１１に供給されたＬＮＧは、伝熱管１１内の下部側に進入する。一方トラフ１８には、例えば２０℃の海水が供給される。トラフ１８に供給された海水は、開放されたトラフ１８の上面から越流し、トラフ１８と熱交換パネル１０との隙間に流れ込む。そして隙間に流れ込んだ海水は、熱交換パネル１０に沿って流下し、熱交換パネル１０の下方に設けられたプール２１に流れ込む。既述のようにトラフ１８は、熱交換パネル１０の上部の両面側に設けられていることから熱交換パネル１０の両面に沿って海水が流れる。

【0018】

この熱交換パネル１０においては、その両面を流下する海水（２０℃）と、熱交換パネル１０の下部側に供給されたＬＮＧ（－１６０℃）との間で熱交換が行われる。これにより、ＬＮＧが海水により温められて気化し、ＮＧとなって各伝熱管１１内を上昇する。一方、海水はＬＮＧにより冷却されて温度が低下すると共に、プール２１へと落下する。気化したＮＧは、伝熱管１１の上端側から取り出しヘッダー部３を介して取り出される。また熱交換後の温度低下した海水は、プール２１にて回収され外部へ排出される。

【0019】

ここで一般に、オープンラック式気化器１は、熱媒体である海水の顕熱を用いて－１６０℃のＬＮＧを気化させるところ、多量の海水を消費する。そこで、オープンラック式気化器１を利用するＬＮＧの気化装置においては、海水を取水し、オープンラック式気化器１に供給する設備や、海水の殺菌を行う付帯設備が大型化する傾向がある。このため、設備の初期費用や運転費用の増大が問題となり、これらの費用の低減が課題となっている。

【0020】

一方、熱媒体として用いた後の海水は温度が低下しているため、オープンラック式気化器１にて使用した後の海水を再び海に排出する場合には、その下限温度に制限がある場合もある。このため、海水の顕熱を十分に利用し、さらに海水の排出温度を下げる場合と比較すると、ＬＮＧの気化に必要な熱量を確保するためのオープンラック式気化器１への海水の供給流量は多くなる。他方で、ＬＮＧの冷却液化時には大きなエネルギーが費やされているので、このＬＮＧを気化の前段で各種の冷却用に用いたり、気化装置から排出される低温の海水を有効に利用するさまざまな方法が検討されている。

【0021】

以上に説明した課題を踏まえ、以下に説明する実施の形態に係るＬＮＧの気化装置１００、１０１、１０２、１０３においては、従来よりも海水の排水温度を低下させる。温度の低下した海水は、後述するように冷熱利用設備にて利用してもよいし、一旦、海水タンクに貯留し、環境と同程度の温度になってから海に排出してもよい。この結果、海水の顕熱を十分に利用することが可能となり、海水の使用量を削減することが可能な構成となっている。
以下、図４～図８を参照しながら各実施の形態に係るＬＮＧの気化装置１００、１０１、１０２、１０３について説明する。

【0022】

図４に第１の実施の形態に係る気化装置１００を示す。この気化装置１００は、既述のオープンラック式気化器１を２基備えている。以下２基のオープンラック式気化器１を夫々第１のオープンラック式気化器（第１の気化器）１Ａ、第２のオープンラック式気化器（第２の気化器）１Ｂと示す。また第１の気化器１Ａ、第２の気化器１Ｂの各部に追加の識別符号Ａ、Ｂを付し区別している。

【0023】

第１の実施の形態に係る気化装置１００においては、例えばＬＮＧタンクに貯蔵されていたＬＮＧが、ＬＮＧ供給管１４を介して第１の気化器１Ａ、第２の気化器１Ｂの熱交換パネル１０Ａ、１０Ｂに対して並列に供給される。ＬＮＧ供給管１４には、流量調節部（不図示）が設けられ、熱交換パネル１０Ａ、１０Ｂに供給するＬＮＧの流量を調節できるように構成されている。ＬＮＧ供給管１４及び各気化器１Ａ、１Ｂの供給ヘッダー部２Ａ、２Ｂは、本例の液化天然ガス供給部に相当する。

【0024】

さらに第１の気化器１Ａのトラフ１８Ａに接続される海水供給ヘッダー部４Ａには、熱媒体としての海水を供給するための供給配管２２Ａが設けられている。本実施形態では、熱媒体として海水を用いている。熱媒体は、海水に限らず他のものが用いられてもよい。海水は、例えば不図示の取水設備にて海洋から取水され、海水殺菌設備にて殺菌が行われる。そして殺菌処理が行われた海水がポンプ２３Ａにより海水供給ヘッダー部４Ａへと供給される。図４中の符号２３Ａは、第１の気化器１Ａのトラフ１８Ａが配置されている高さ位置まで、海水殺菌設備にて殺菌処理された海水を供給するためのポンプを指している。

【0025】

一方、本例の気化装置１００においては、第２の気化器１Ｂのトラフ１８Ｂに対しては、取水設備にて取水された直後の海水ではなく、第１の気化器１Ａにて、ＬＮＧの気化に用いられた後の海水が供給される構成となっている。
即ち、第１の気化器１Ａにて使用された海水はプール２１Ａにより回収され、排水管２６Ａを介して、第２の気化器１Ｂ側の供給配管２２Ｂに送られる。この供給配管２２Ｂは、第２の気化器１Ｂのトラフ１８Ｂに海水を供給する海水供給ヘッダー部４Ｂに接続されている。ここで符号２３Ｂは、第２の気化器１Ｂのトラフ１８Ｂが配置されている高さ位置まで、排水管２６Ａを介して排出される海水を供給するためのポンプを指している。そして第２の気化器１Ｂのプール２１Ｂにて回収される海水は、排水管２６Ｂを介して温度が低下した海水を利用する、冷熱利用設備に供給される。供給配管２２Ａ、ポンプ２３Ａ、海水供給ヘッダー部４Ａは、本例の第１の熱媒体供給部に相当する。また供給配管２２Ｂ、ポンプ２３Ｂ、海水供給ヘッダー部４Ｂは、本例の第２の熱媒体供給部に相当する。

【0026】

この気化装置１００における熱バランスの一例を説明する。例えば温度－１６０℃のＬＮＧを４０トン／時の流量で気化するにあたって、第１の気化器１Ａに対しては２８トン／時の流量でＬＮＧを供給する。第１の気化器１Ａでは、前記２８トン／時のＬＮＧが２０℃の海水により昇温され、例えば０℃のＮＧとして取り出される。また熱交換を行った海水は、例えば８℃まで温度が低下した後、プール２１Ａに流れ落ちる。

【0027】

また第２の気化器１Ｂに対しては、１２トン／時の流量でＬＮＧを供給する。第２の気化器１Ｂでは、前記１２トン／時のＬＮＧが８℃の海水により昇温され、例えば０℃のＮＧとして取り出される。

【0028】

このように第１の気化器１ＡにてＬＮＧの加熱に用いた海水を、第２の気化器１ＢにおけるＬＮＧの加熱を再利用すると、第２の気化器１Ｂ側のプール２１Ｂに流れ落ちる海水の温度は、２℃まで低下する。そして第２の気化器１Ｂにて熱交換を行った海水は、プール２１Ｂに集められた後、海水の冷熱利用設備へと供給される。

【0029】

このとき後述の実施例に計算結果を示すように、本例の第１の気化器１Ａは、供給温度が２０℃の海水を用い、排出温度が８℃となるように熱交換を行って２８トン／時のＮＧ（０℃）を気化させるためには、４８０トン／時の海水を消費する。次いで第２の気化器１Ｂでは、供給温度が８℃、供給流量が４８０トン／時の海水を用い、排出温度が２℃となるように熱交換を行うと、１２トン／時のＮＧ（０℃）を気化させることができる。従って４８０トン／時の海水により、第１の気化器１Ａと、第２の気化器１Ｂとの合計で４０トン／時のＮＧを気化させることができる。

【0030】

上述のように、第２の気化器１Ｂは、第１の気化器１ＡにてＬＮＧの気化に用いられた後の海水を熱媒体とするので、第１の気化器１Ａと比較してＬＮＧの気化に利用可能な熱量が少ない。このため、第２の気化器１Ｂにて気化させることが可能なＬＮＧの流量は、第１の気化器１Ａにて気化させることが可能なＬＮＧの流量よりも少なくなる。

【0031】

そこで、液化天然ガス供給部を構成するＬＮＧ供給管１４からは、第１の気化器１Ａの供給ヘッダー部２ＡへのＬＮＧの供給流量が、第２の気化器１Ｂの供給ヘッダー部２ＢへのＬＮＧの供給流量の１．５倍以上、好適には２～４倍の範囲内の値となるように、供給流量の調節が行われる。供給流量の調節は、各供給ヘッダー部２Ａ、２Ｂの入口側に設けられた不図示の流量調節弁を用いて実施する場合を例示することができる。

【0032】

一方で後述の比較例に計算結果を示すように１基のオープンラック式気化器を用いた場合には、４０トン／時のＮＧ（０℃）を気化させるためには、７２０トン／時の海水が必要となる。このように、１基のオープンラック式気化器を用いる場合と比較して、本実施に形態に係る気化装置１００では、海水の消費量を大幅に抑制すると共に、低温の海水を得ることができる。

【0033】

そして海水の使用量を減らすことで、海水取水設備、海水殺菌設備に加え、ポンプ２３Ａ、２３Ｂの本体やその動力を供給する電源・配電設備、送水関連の管理監視用計器、送排水用の配管やバルブ等の設備の小型化、運転費用の削減を図ることができる。

【0034】

また本発明に係る気化装置１００では、ＬＮＧの気化に用いて温度が低下した冷海水を冷熱利用設備へと供給する。冷熱利用の構成例としては、温度差発電におけるタービンの駆動流体の冷却、フラッシュ法を利用した海水淡水化における蒸気の冷却、地域冷房、植物工場内の空気や土壌の冷却、魚介の養殖水の冷却における冷熱源として、気化装置１００にて得られた冷海水を用いる場合を例示することができる。例えば温度差発電設備において用いる冷熱源は、温度が低ければ低いほどよい。この点、本実施の形態に係る気化装置１００は、従来よりも温度の低い海水を取得することができるため有効である。

【0035】

またここで、ＬＮＧを気化させるために用いられる熱媒体は、海水に限定されるものではない。例えば第１の気化器１Ａ、第２の気化器１Ｂに対し、熱媒体として工業用水を供給してもよい。

【0036】

さらに第１の実施の形態に係る気化装置１００において、第１の気化器１Ａが配置される高さ位置が、第２の気化器１Ｂが配置される高さ位置よりも高くなるように機器の設置を行ってもよい。この構成によれば、第１の気化器１Ａ側のプール２１Ａと、第２の気化器１Ｂ側の第２のトラフ１８Ｂとの高低差が小さくなり、ポンプ２３Ｂの負荷を小さくすることができる。

【0037】

さらには、第１の気化器１Ａのプール２１Ａが、第２の気化器１Ｂのトラフ１８Ｂよりも高い位置に配置されるように機器の設置を行ってもよい。このように構成することで、第１の気化器１Ａのプール２１Ａ内の海水を重力により第２の気化器１Ｂのトラフ１８Ｂに供給することができる。この場合には、第１の気化器１Ａのプール２１Ａと第２の気化器１Ｂのトラフ１８Ｂとの間のポンプ２３Ｂの設置を省略することができる。

【0038】

［第２の実施の形態］
続いて第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に係る気化装置１０１は、図５、図６に示すように第１の気化器１Ａの熱交換パネル１０Ａの下方側に、第２の気化器１Ｂの熱交換パネル１０Ｂが配置されている。

【0039】

そして、第１の気化器１Ａに供給され熱交換パネル１０Ａの両面に沿って流下した熱媒体としての海水が、熱交換パネル１０Ａの下方に流下した後、第２の気化器１Ｂのトラフ１８Ｂに流れ込むように構成されている。本実施形態では、熱媒体として海水を用いている。熱媒体は、海水に限らず他のものが用いられてもよい。さらに本例では、トラフ１８Ｂに向けて海水を案内する案内板２５が設けられている。この案内板２５は、熱交換パネル１０Ａから流下する海水が取り出しヘッダー部３に接触することを避ける機能を持たせてもよい、この場合には案内板２５は、熱交換パネル１０Ｂごとに設けられ、分岐管１２Ｂに沿って延在する屋根状に構成され、取り出しヘッダー部３の分岐管１２Ｂを覆うように設けられている。
熱交換パネル１０Ａを流れた海水は、案内板２５を流れて、第２の気化器１Ｂのトラフ１８Ｂに流れ込む。従って第２の実施の形態では、案内板２５が第２の熱媒体供給部に相当する。

【0040】

上述の構成の気化装置１０１においては、第１の気化器１Ａの熱交換パネル１０Ａに沿って流れた海水が、第２の気化器１Ｂのトラフ１８に流れ込む。そのため図４を用いて説明した第１の実施形態に係る気化装置１００と比較して、第１の気化器１Ａの熱交換パネル１０Ａを流下した海水を受けるプール２１Ａ内の海水を第２の気化器１Ｂのトラフ１８Ｂに供給する供給配管２２Ｂ、海水供給ヘッダー部４Ｂ、及びポンプ２３Ｂの設置を省略することができる。また第２の実施の形態において案内板２５を設けることで、熱交換パネル１０Ａを流下した海水が、取り出しヘッダー部３Ｂに降りかかることを避け、取り出しヘッダー部３Ｂの劣化を抑制することができる。

【0041】

また、図７に示す気化装置１０２は、図５、図６を用いて説明した第２の実施の形態に係る気化装置１０１についての他の構成例を示している。この気化装置１０２においては、第２の気化器１Ｂの各トラフ１８Ｂに海水を供給する海水供給ヘッダー部４Ｃを設け、海水を供給するための供給配管２２Ａを分岐させて当該海水供給ヘッダー部４Ｃにも接続した構成となっている。また、供給配管２２Ａからの海水の供給先は、不図示の開閉弁により、第１の気化器１Ａ側の海水供給ヘッダー部４Ａと、第２の気化器１Ｂ側の海水供給ヘッダー部４Ｃとの間で自在に切り替えることができる。

【0042】

上述の構成の気化装置１０２によれば、必要に応じて海水の供給先を第１の気化器１Ａのトラフ１８Ａと、第２の気化器１Ｂのトラフ１８Ｂとの間で切り替えることができる。当該構成によれば、通常時には、第１の気化器１Ａのトラフ１８Ａに海水を供給し、図５、図６を用いて説明した例と同様の作用により、２基の気化器１Ａ、１Ｂを用いてＬＮＧを気化させる。一方、ＬＮＧの供給流量が少ない場合には、上段側の第１の気化器１ＡへのＬＮＧの供給を停止すると共に、第２の気化器１Ｂ側のトラフ１８Ｂに海水を供給し、下方側の第２の気化器１Ｂのみを用いてＬＮＧの気化を行う。

【0043】

なお、供給配管２２Ａからの海水の供給先を第１の気化器１Ａと第２の気化器１Ｂとの間で切り替え自在とする構成は、図７に示す両気化器１Ａ、１Ｂを上下に配置した構成の気化装置１０２に適用する場合に限定されない。図４に示す気化装置１００においても、第１の気化器１Ａの海水供給ヘッダー部４Ａと、第２の気化器１Ｂの海水供給ヘッダー部４Ｂとの間で供給配管２２Ａからの海水の供給先を切り替え自在とする構成としてもよい。この場合にも、第１の気化器１ＡへのＬＮＧの供給を停止すると共に、第２の気化器１Ｂ側のトラフ１８Ｂに海水を供給し、下方側の第２の気化器１Ｂのみを用いてＬＮＧの気化を行うことができる。

【0044】

以上、図５～図７を用いて説明した各実施の形態の気化装置１０１、１０２においても、図４を用いて説明した第１の実施の形態に係る気化装置１００と同様に、海水の使用量を低減し、海水取水設備などの併設設備の小型化、運転費用の削減を図ることができる。また、従来のＬＮＧの気化装置よりも低温の海水を得ることができるので、各種の冷熱利用設備への冷熱の供給にも有利である。また、海水に替えて工業用水を用いてＬＮＧの気化を行ってもよい点についても第１の実施の形態に係る気化装置１００と同様である。

【0045】

本発明の実施の形態に係る気化装置の効果を検証するため、図４に示した気化装置１００を用いてＬＮＧの気化を行ったときに必要な海水の供給流量、及び排水として排出される海水の温度をシミュレーションにより求めた。また第１の気化器１Ａのみを用いてＬＮＧの気化を行った例を比較例とし、同様に気化を行ったときに必要な海水の量及び排水として排出される海水の温度をシミュレーションにより求めた。

【0046】

なお実施例及び比較例において、－１６０℃、４０トン／時の供給流量でＬＮＧの処理を行い、０℃のＮＧを得る前提とした。実施例では、第１の気化器１Ａにて２８トン／時、第２の気化器１Ｂにて１２トン／時のＬＮＧの処理を行った。なお熱交換前の海水は２０℃である。

【0047】

実施例のシミュレーション結果によると、排出される海水の温度を２℃とすると、ＬＮＧの気化に海水の消費量は、約４８０トン／時となった。一方、比較例のシミュレーション結果によると、上述の供給流量のＬＮＧを気化させるためには、約７２０トン／時の海水が必要であった。従って本実施の形態に係る気化装置１００によれば、ＬＮＧの液化に要する海水の消費量を抑制し、かつ冷熱利用設備への供給に適した低温の海水を得ることができる。

【0048】

熱媒体は、海水だけでなく、不凍液が用いられてもよい。不凍液は、例えば、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、メチルアルコール、イソプロパノール等の水溶液であってもよい。不凍液は、例えば、プロピレングリコールの場合、濃度が３０％から９０％程度の範囲において調整される。プロピレングリコールの凝固点は、この濃度の範囲において－７℃から－５０℃であり、海水の凝固点（－１．８℃）に比して低い。そのため、熱媒体として海水に比して低い凝固点である不凍液を用いると、第１の気化器１Ａ及び第２の気化器１Ｂに流通させた後の不凍液の温度を海水に比して低い温度に設定可能である。従って、熱媒体として不凍液を用いると、ＬＮＧの気化に必要な不凍液の流通量を熱媒体に海水を用いた場合に比して抑制することができ、かつ熱媒体に海水を用いた場合に比して更に低温の冷熱利用設備へ冷熱を供給することができる。

【0049】

［第３実施形態］
図８に示されるように、気化装置１０３は、ＬＮＧを気化させた際に生じた熱を冷熱利用設備において利用するために熱媒体を循環させてもよい。気化装置１０３は、第１のオープンラック式気化器（第１の気化器１Ａ）の熱媒体の流路の下流側と第２のオープンラック式気化器（第２の気化器１Ｂ）の熱媒体の流路の上流側とを接続する流路（排水管２６Ａ）から分岐された分岐流路２７を備えている。
熱媒体は、例えば、海水に比して凝固点が低い不凍液が用いられる。不凍液は、第１のオープンラック式気化器及び第２のオープンラック式気化器の熱交換パネルにてＬＮＧの気化に用いられた後の温度以下の凝固点を有する。熱媒体は、第１の気化器１Ａ及び第２の気化器１Ｂに流通するＬＮＧの流量に応じて第１の気化器１Ａ及び第２の気化器１Ｂの表面において凍結しないように流量が調整される。これにより、第１の気化器１Ａ及び第２の気化器１Ｂにおいて熱交換した後の熱媒体の温度を熱媒体に海水を用いた場合に比して低くすることができ、第１の気化器１Ａ及び第２の気化器１Ｂに流通させる熱媒体の流量を熱媒体に海水を用いた場合に比して少なくすることができる。

【0050】

分岐流路２７は、例えば、プール２１Ａにおいて回収した熱媒体の少なくとも一部を分流した熱媒体Ｑを回収する。分岐流路２７は、例えば、後述するように冷熱利用設備として氷スラリーを冷却する畜冷熱槽（不図示）に接続されていてもよい。

【0051】

分岐流路２７は、プール２１Ａにおいて回収した熱媒体の少なくとも一部を分流した熱媒体Ｑを第１の熱媒体供給部（供給配管２２Ａ、ポンプ２３Ａ、熱媒体供給ヘッダー部４Ａ）に還流させてもよい。この場合、分岐流路２７と第１の熱媒体供給部との間には、例えば、熱媒体を加熱する熱交換器（不図示）が設けられていてもよい。熱交換器は、例えば、発電機等や空調装置等の熱源から排出される熱を利用するものであってもよい。熱交換器により加熱された熱媒体は、第１の熱媒体供給部に還流され、再びＬＮＧの気化に用いられる。この場合、分岐流路２７と熱交換器との間には、畜冷熱槽が設けられていてもよい。

【0052】

排水管２６Ｂは、例えば、上記の畜冷熱槽（不図示）に接続されていてもよく、プール２１Ｂにおいて回収された熱媒体Ｐと熱交換し、氷スラリーを冷却してもよい。また、排水管２６Ｂは、熱媒体Ｐを第１の熱媒体供給部（供給配管２２Ａ、ポンプ２３Ａ、熱媒体供給ヘッダー部４Ａ）に還流させてもよい。この場合、排水管２６Ｂと第２の熱媒体供給部との間には、上記の畜冷熱槽が設けられていてもよい。

【0053】

第３実施形態の気化装置１０３によれば、熱媒体に不凍液を用いることで、ＬＮＧを気化させた後の不凍液の温度を熱媒体に海水を用いた場合に比して低く設定することができ、第１の気化器１Ａ及び第２の気化器１Ｂに流通させる熱媒体の流量を熱媒体に海水を用いた場合に比して少なくすることができる。気化装置１０３によれば、熱媒体に海水を用いた場合に比して更に低温の冷熱利用設備へ冷熱を供給することができる。気化装置１０３によれば、プール２１Ａに接続された排水管２６Ａから分岐流路２７を通じて回収した熱媒体Ｑや、プール２１Ｂにおいて回収された熱媒体Ｐを用いて氷スラリーが貯留された畜冷熱槽と熱交換し、氷スラリーを冷却することができる。

【0054】

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。例えば、第１の気化器１Ａ及び第２の気化器１Ｂにおいて、ＬＮＧ供給管１４とマニホールド１３及び分岐管１２を熱交換パネル１０の上部に設置し、取り出しヘッダー部３及びマニホールド１６、ＬＮＧ取り出し管１７を下部に配置することで、ＬＮＧが熱交換パネル１０内部を流下するように供給されてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１Ａ、１Ｂ 第１、第２の気化器
２ 供給ヘッダー部
４ 海水供給ヘッダー部（熱媒体供給ヘッダー部）
１０ 熱交換パネル
１１ 伝熱管
１８ トラフ
２７ 分岐流路
１００、１０１、１０２、１０３ 気化装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】