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JP2003175891A - 天然ガス燃料の供給装置 - Google Patents

天然ガス燃料の供給装置

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JP2003175891A
JP2003175891A JP2002245255A JP2002245255A JP2003175891A JP 2003175891 A JP2003175891 A JP 2003175891A JP 2002245255 A JP2002245255 A JP 2002245255A JP 2002245255 A JP2002245255 A JP 2002245255A JP 2003175891 A JP2003175891 A JP 2003175891A
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compressor
lng
boiler
outlet
gas
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ヘルムート・ゲルシュテンデルファー
Josef Pozivil
ヨーゼフ・ポツィフィル
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Cryostar France SA
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ＬＮＧタンカーの推進燃料には、貯蔵タンクの
天然ガスを使用するが、その効率的な蒸発方法、燃料ガ
ス供給方法が必要であり、その必要性を満たす装置を提
供する。 【解決手段】 本発明は、少なくとも１つのＬＮＧ貯蔵
タンク２のアレッジスペース４と連通する入口と、コン
プレッサ１２からボイラ４２と関係した燃料バーナ４０
に達する導管２２と連通する出口とを有するコンプレッ
サ１２と、上記タンク２の液体貯蔵領域と連通する入口
と、ボイラ４２と関係した燃料バーナ４０に達する同一
又は異なる導管２２と連通する出口とを有する強制型Ｌ
ＮＧ蒸発器２４とを備える、ＬＮＧを輸送する外航タン
カーのボイラ４２を加熱するために天然ガス燃料を供給
する装置を提供するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液化天然ガス（Ｌ
ＮＧ）を輸送するタンカーのボイラを加熱する目的のた
め天然ガス燃料を供給する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＮＧタンカーは、従来から、１つ又は
より多くの蒸気タービンにより推進されている。このた
め、タンカーには、蒸気を発生させるボイラが設けられ
ている。蒸気を発生させるために燃焼しなければならな
い燃料の約５０％は、タンカーのＬＮＧ貯蔵タンク自体
から提供していた。液体天然ガスは、約−１６２℃の沸
点を有するため、貯蔵タンクが断熱されている場合で
も、液体天然ガスの沸点は極めて低く、このため特に穏
当な率にてＬＮＧはタンクから連続的に不可避的にボイ
ルオフする。従来の運転では、ボイラの燃料の必要量の
一部を満たすため、その自然のボイルオフを利用する。
その残りの量は、時として「バンカーオイル」と称され
る重質の炭化水素液体燃料の貯蔵分から充たしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、タンカーは、
その推進に必要とされる全ての蒸気を発生させるため天
然ガスの燃焼のみで十分な熱エネルギを発生させる能力
を備えることが要求される。従って、ボイラと関係した
バーナに対し天然ガスを供給する装置は、強制型蒸発器
を更に備えている。過去２０年に亙って使用されてきた
タンカー装置にあっては、その供給分の一部をＬＮＧ貯
蔵タンクの空槽部容積空間（アレッジスペース）から
得、その残りを強制型蒸発器から得る天然ガスコンプレ
ッサが存在する。強制型蒸発器は、コンプレッサへの入
口に液滴が析出しないことを確実にするため天然ガスの
露点よりも十分に高いように選ばれた、−４０℃程度の
出口温度を有する。他方、タンクのアレッジスペースか
ら得た天然ガスの温度は、−１００℃乃至−１４０℃の
範囲となる傾向にあり、後者の温度は、タンカーがＬＮ
Ｇを満載しているときに得られ、前者の温度はタンカー
が荷揚げして帰るときに得られ、また、貯蔵タンクを適
宜な低温度に保つ目的のため少量のＬＮＧが保持され
る。このため、実際上、従来の装置において、コンプレ
ッサは、−４０℃乃至−１４０℃の範囲内の、任意の天
然ガス入口温度にて作動可能である構成にしなければな
らない。より低温度であれば、ガスを圧縮するのに必要
な断熱仕事量は、２０ｋＪ／ｋｇ乃至２５ｋＪ／ｋｇ程
度である一方、より高温度であれば、その仕事量は、５
０ｋＪ／ｋｇ乃至６０ｋＪ／ｋｇ程度である。このた
め、コンプレッサを駆動するモータは、広範囲の負荷に
対処し得るものでなければならない。典型的に、モータ
は、周波数変換器が設けらたものか又は複数速度型式の
ものである。その他の不利益な点も生じる。特に、コン
プレッサの羽根を液体侵食損傷する原因となる可能性の
ある液体の粒子がコンプレッサ内に導入されないことを
確実にし得るように、強制型蒸発器からのガスが自然の
ボイルオフガスと混合する箇所の下流にミスト分離機を
採用することが必要である。
【０００４】このため、ボイラ内で蒸気を発生させる燃
料として天然ガスを提供する改良された構成が必要とさ
れており、本発明は、この必要性を満たす装置を提供す
ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも１つのＬＮＧ貯蔵タンクの空槽部容積空間（アレッ
ジスペース）と連通する入口と、コンプレッサからボイ
ラと関係した燃料バーナに達する導管と連通する出口と
を有するコンプレッサと、タンカーの液体貯蔵スペース
と連通する入口と、ボイラと関係した燃料バーナに達す
る同一又は異なる導管と連通する出口とを有する強制型
ＬＮＧ蒸発器とを備え、ＬＮＧを輸送する外航タンカー
のボイラを加熱するために天然ガス燃料を供給する装置
が提供される。
【０００６】本発明は、典型的に、−１４０℃乃至−１
００℃という狭い温度範囲内でコンプレッサを作動さ
せ、これにより天然ガスを所定の圧力に圧縮するのに必
要な仕事量を大幅に軽減することを可能にする。その結
果、コンプレッサを駆動するため、典型的に、周波数変
換器の無い単一速度モータを使用することができる。従
って、コンプレッサの駆動部の構成が簡単となる。更
に、コンプレッサが消費する電力も減少する。これには
２つの理由がある。第一に、その平均温度は上述した既
知の装置におけるよりも低い。従って、選択した圧力に
よってこのガスの単位量を発生させるのに必要な仕事量
は既知の装置におけるよりも少ない。第二に、強制型蒸
発器はコンプレッサの下流にて排気するため、コンプレ
ッサを通って流れるガスの流量は既知の装置と比較して
減少する。
【０００７】好ましくは、強制型蒸発器は、該蒸発器と
関係した流れを制御する第二の弁手段と、ガスの流量を
制御し得るようにその出口温度及び第二の弁手段を選択
するように作動可能である第一の弁手段とを有するもの
とする。
【０００８】典型的に、コンプレッサの下流にガスヒー
タがある。強制型ガス蒸発器がコンプレッサからの出口
と同一の導管と連通するならば、強制型蒸発器が圧縮さ
れたガスに出遭う位置である、導管内の位置はガスヒー
タの下流にあることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照しつつ、
本発明による装置を一例として説明する。図１及び図２
の同様の部品は同一の参照番号で表示してある。
【００１０】図面の図１を参照すると、ＬＮＧ貯蔵タン
ク２は、外航タンカー（図示せず）のボード上に搭載さ
れている。タンク２は、真空絶縁されるか又は、周囲環
境からその内部の液体への熱の流れを少ない状態に保ち
得るように関係する別形態の断熱部を有している。タン
ク２は、空槽部容積空間（アレッジスペース）４を有
し、また、所定の容量６のＬＮＧを保持している。ＬＮ
Ｇはタンク２の断熱にも拘らず、周囲温度よりも遥かに
低い温度にて沸騰するため、ＬＮＧはアレッジスペース
４内に連続的に蒸発する。それにより、形成される蒸発
したガスは、出口８を通ってタンク２から流れ出て、配
管１０に沿ってコンプレッサ（又はブロア）１２に進
む。コンプレッサ１２は電動モータ１４によって駆動さ
れる。モータは、典型的に単一速度であり、周波数変換
器を採用しない。このガスの圧力はコンプレッサ１２の
作動によって上昇する。圧縮熱は圧縮されるガスの温度
をボイラを作動させるのに必要とされる周囲温度まで上
昇させるのに略十分ではない。このため、形成される圧
縮されたガスはガスヒータ１６を通って流れ、ガスは該
ガスヒータ内で蒸気（又は、例えば、温水のようなその
他の加熱媒体）により加熱されてその温度を略周囲温度
まで上昇させる。ガスの過熱を防止するため、ガスヒー
タ１６の上流から下流に伸びる弁付きのバイパス管２０
によって温度の制御が行われる。更なる温度の制御手段
として、ガスヒータはその上流側に流れ制御弁１８を備
えており、該制御弁は該弁からの出口温度を選び得るよ
うに調節することができる。形成される加熱されたガス
は導管２２内に進み、そのガスは該導管内で蒸発した天
然ガスの第二の流れと混合する。
【００１１】蒸発した天然ガスの第二の流れは、タンク
２内の所定容量６のＬＮＧから液中ポンプ２６によって
得られたＬＮＧの流れを蒸発させるため強制型蒸発器２
４を採用することで形成される。ポンプ２６の出口は直
立管２８を介して強制型蒸発器２４と連通している。圧
力制御弁４８は管５０を開いて、蒸発器２４を通る、異
なる流量に対し液体を貯蔵タンク２に戻すことを許容す
る。強制型蒸発器２４は、＋２０℃の出口温度を容易に
実現可能にし得るように拡張した超加熱部分を有してい
る。強制型蒸発器２４はガスヒータ１６と関係した弁と
同様の弁の配置を有している。このように、蒸発器２４
の上流側にてヒータ１６の出口圧力をコンプレッサ１２
の出口圧力に等しくなるように調節する第一の流れ制御
弁３０と、蒸気の出口温度を制御し得るように蒸発器２
４の上流から下流に伸びる弁付きのバイパス管３２とが
ある。蒸発器２４は、典型的に貫通して流れる流体の温
度を上昇させるべく蒸気加熱を採用する型式のものであ
る。
【００１２】ヒータ１６から供給されたガスと蒸発器２
４から供給されたガスとの混合体が主流れ制御弁３８を
通ってタンカーのエンジンルーム４４内のボイラ４２と
関係したバーナ４０内に流れる。主流れ制御弁３８は、
作動時、バーナ４０の着火により発生された熱がボイラ
４２内で蒸気を発生させ得るように配置されている。タ
ンカーの推進力を提供するタービン（図示せず）を駆動
するため蒸気が使用される。
【００１３】本発明による装置は、予期しない何らかの
運転状態に対処するため色々な安全措置を備えることが
好ましい。例えば、サージ弁４６は、コンプレッサ１２
内で急激な圧力上昇が生じたならば、コンプレッサ１２
の周囲のバイパスを自動的に開ける。同様に、上述した
ように、液中ポンプ２６は、最小流れバイパス弁４８に
よって保護されている。
【００１４】図面に図示した装置の典型的な運転の例に
おいて、コンプレッサ１２は−１４０℃の温度及び１０
６ｋＰａの（絶対）圧力にてタンク２のアレッジスペー
ス４からボイルオフガスを受け取る。このガスの圧力は
コンプレッサ１２の運転によって１９６ｋＰａの圧力に
当然に上昇する。コンプレッサ１２の出口温度は−１１
０℃程度である。ガスヒータ１８はガスの温度を−１１
０℃から＋２０℃に上昇させる。圧力はガスヒータを通
じて典型的に１０ｋＰａ程度だけ僅かに降下する。ヒー
タ１８から去るガスは強制型蒸発器２４からの同一の温
度及び圧力のガス流と混合する。強制型蒸発器２４への
供給量は３００ｋＰａ乃至５００ｋＰａの範囲の圧力及
び−１６０℃程度の温度にてポンプ２６によって提供さ
れる。
【００１５】上記の例はタンク２がＬＮＧを満載してい
る場合のものである。典型的に、全てのＬＮＧがそれら
の仕向地にて荷揚げされるとは限らない。その一部はＬ
ＮＧの供給ターミナルに戻る航海中、貯蔵タンク２を冷
却する目的のために保持される。典型的に、貯蔵タンク
２は戻り航海の間、遥かに少ないＬＮＧを保持するた
め、アレッジスペース内の温度は−１００℃程度まで上
昇する。従って、コンプレッサ１２の出口温度は約−７
０℃まで上昇する。
【００１６】図面には１つの貯蔵タンクのみが図示され
ているが、実際には、コンプレッサ、ガスヒータ及び強
制型蒸発器の単一の組立体が任意の数の貯蔵タンクに対
して働くことができる。ＬＮＧタンカーは、典型的に、
オンラインの構成要素に何らかの作動不良が生じたとき
に使用することのできる、予備コンプレッサ５６、予備
（オフライン）ガスヒータ（図示せず）及び予備蒸発器
（図示せず）を備えることが必要とされる。
【００１７】強制型蒸発器２４がコンプレッサの上流の
ガス流にではなくて、加熱されたガス流に排出するよう
にすることにより、多数の有利な点を得ることができ
る。第一に、コンプレッサ１２を駆動するため、簡単な
単一速度モータ１４を採用することができる。第二に、
コンプレッサ１２及びモータ１４の寸法を小型化するこ
とができる。第三に、コンプレッサは船２のアレッジス
ペース４からのみ天然ガスを受け取り、強制型蒸発器の
出力を該天然ガスと混合させないため、その制御は簡略
化される。第四に、より小型のモータが使用可能である
ため、エネルギの節減になる。更に、強制型蒸発器から
のガスを再圧縮することを不要にすることでエネルギの
節約が可能となる。
【００１８】別の有利な点は、強制型蒸発器の下流又は
コンプレッサの上流の何れにもミスト分離機が不要なこ
とである。典型的に、ポンプ２６は、その他の目的のた
めタンク２内に通常、設けられるものである。このよう
に、専用の液体ポンプを一切設置する必要はない。
【００１９】図面に図示した装置に対し色々な変更及び
改変を為すことが可能である。例えば、強制型蒸発器２
４からの出口は導管２２以外の導管（図示せず）と連通
するようにすることができる。更に、その他の導管は導
管２２と連通するバーナと異なる１つ又は複数のバーナ
（図示せず）と連通するようにすることができる。この
代替的な構成において、コンプレッサ１２の排出圧力は
低く、このため、その寸法は図面に図示したものよりも
小さくなるであろう。更に、コンプレッサ１２及び蒸発
器２４の流れ制御システムは互いに完全に独立したもの
となろう。更に、バーナの作動の制御も容易になろう。
かかる配置は図面の図２に図示されている。この場合、
バーナ４０の幾つかのみが導管２２と連通している。バ
ーナ４０の残りは流れ制御弁６０を介して蒸発器２４と
連通している。流れ制御弁６０は蒸発器２４の下流の流
れ又は圧力を制御する。この場合、弁３０は下流温度を
調節する温度制御弁である。典型的に、蒸発器２４から
の流量が少ない場合、圧力降下はバイパス管３２を通る
十分な流れを提供するのに不十分である。従って、バイ
パス管３２が完全に開いているならば、蒸発器２４への
入口を絞り、従ってより多くの液体がバイパス管３２を
通って流れるように弁３０の位置が調節される。典型的
に、弁３０及びバイパス管３２の弁を調節するため範囲
を分けて制御することができる。このように、０乃至５
０％の信号はバイパス管の弁を開けるために採用し、残
る５０乃至１００％の信号は蒸発器２４への入口を絞り
得るように弁３０を作動させるため採用される。ガスヒ
ータ１６の作動時、同一の制御原理を使用することがで
きる。
【００２０】図１に図示した装置の１つの改変例におい
て、蒸発器２４からの出口導管を有する導管２２の組立
体及び弁３８の双方はエンジンルーム４４内に配置する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置の第一の実施の形態の概略図的なフロー図
である。
【図２】装置の第二の実施の形態の概略図的なフロー図
である。
【符号の説明】
２ ＬＮＧ貯蔵タンク ４ アレッジスペ
ース ６ ＬＮＧの容積 ８ 出口 １０ 配管 １２ コンプレッ
サ／ブロア １４ 電気モータ １６ ガスヒータ １８ 流れ制御弁 ２０ バイパス管 ２２ 導管 ２４ 強制型蒸発
器 ２６ 液中ポンプ ２８ 直立管 ３０ 第一の流れ制御弁 ３２ バイパス管 ３８ 主流れ制御弁 ４０ バーナ ４２ ボイラ ４４ エンジンル
ーム ４６ サージ弁 ４８ 圧力制御弁 ５０ 管 ５６ 予備コンプ
レッサ ６０ 流れ制御弁
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年８月２９日（２００２．８．２
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｎ 1/08 １０１ Ｆ２３Ｎ 1/08 １０１Ｚ (72)発明者 ヨーゼフ・ポツィフィル スイス国ツェーハー−4123 アルシュヴィ ル，ハーゼルヴェーク 11 Ｆターム(参考） 3E073 AB06 DD06 3K005 KA13 3K068 AA02 AB19 AB22 AB23 CB01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つのＬＮＧ貯蔵タンクのア
    レッジスペースと連通する入口と、コンプレッサからボ
    イラと関係した燃料バーナに達する導管と連通する出口
    とを有するコンプレッサと、前記タンクの液体貯蔵領域
    と連通する入口と、ボイラと関係した燃料バーナに達す
    る同一又は異なる導管と連通する出口とを有する強制型
    ＬＮＧ蒸発器とを備える、ＬＮＧを輸送する外航タンカ
    ーのボイラを加熱するために天然ガス燃料を供給する装
    置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、コンプ
    レッサの出口及び強制型ＬＮＧ蒸発器の出口が共通の導
    管と連通する装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の装置において、コンプ
    レッサの出口及び強制型ＬＮＧ蒸発器の出口が異なる導
    管と連通する装置。
JP2002245255A 2001-08-24 2002-08-26 天然ガス燃料の供給装置 Expired - Lifetime JP4041366B2 (ja)

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