(57)【要約】【課題】海水を取水することなく、コンパクトな構成により、液化ガスタンク内のボイルオフガスを有効に利用して液化ガスを経済的に気化させる。【解決手段】液化ガス気化システム１は、液化ガスタンクに貯留された液化ガスを熱媒体と熱交換させて気化させる液化ガス気化ユニット２と、液化ガスのボイルオフガスを燃焼させるボイルオフガス燃焼部３と、このボイルオフガス燃焼部３にて燃焼後の燃焼ガスのエネルギにより回転駆動されるタービン４と、このタービン４から排出された燃焼ガスを、前記熱媒体として液化ガス気化ユニット２に供給する燃焼ガス供給部８とを備えている。ボイルオフガス燃焼部３は、圧縮空気を供給されてボイルオフガスを加圧燃焼させる加圧型燃焼器であり、タービン４と同軸上に、圧縮空気を生成して加圧燃焼用空気としてボイルオフガス燃焼部３に供給するコンプレッサ５が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスタンクに貯留された液化ガスを熱媒体と熱交換させて気化を促進させる液化ガス気化方法であって、
前記液化ガスタンクにて発生したボイルオフガスを燃焼させ、その燃焼ガスのエネルギでタービンを駆動し、前記タービン駆動後の前記燃焼ガスを前記熱媒体とし、その熱で前記液化ガスの気化を促進させることを特徴とする液化ガス気化方法。
【請求項２】
液化ガスタンクに貯留された液化ガスを熱媒体と熱交換させて気化させる液化ガス気化ユニットと、
前記液化ガスタンクにて発生したボイルオフガスを燃焼させるボイルオフガス燃焼部と、
前記ボイルオフガス燃焼部にて燃焼後の燃焼ガスのエネルギにより回転駆動されて所定の仕事を行うタービンと、
前記タービンから排出された前記燃焼ガスを、前記熱媒体として前記液化ガス気化ユニットに供給する燃焼ガス供給部と、
を備えて構成されていることを特徴とする液化ガス気化システム。
【請求項３】
前記ボイルオフガス燃焼部は、圧縮空気を供給されて前記ボイルオフガスを加圧燃焼させる加圧型燃焼器であるとともに、
前記タービンと同軸上に、前記圧縮空気を生成して加圧燃焼用空気として前記ボイルオフガス燃焼部に供給するコンプレッサを備えていることを特徴とする請求項２に記載の液化ガス気化システム。
【請求項４】
前記ボイルオフガス燃焼部は、前記コンプレッサから供給される圧縮空気の一部を前記燃焼ガスに混合して該燃焼ガスを希釈する燃焼ガス希釈部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の液化ガス気化システム。
【請求項５】
前記燃焼ガス供給部は、前記燃焼ガスに希釈用空気を混合して該燃焼ガスを希釈するエアエダクタを備えていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の液化ガス気化システム。
【請求項６】
前記エアエダクタにおいては、前記液化ガス気化ユニットに供給される希釈後の前記燃焼ガスの温度が１００℃以下となるように前記希釈用空気の混合率が設定されることを特徴とする請求項５に記載の液化ガス気化システム。
【請求項７】
前記コンプレッサで生成された前記圧縮空気の一部を抽気し、前記希釈用空気として前記エアエダクタに供給する希釈空気供給部と、
前記希釈用空気の流量を調整する流量調整弁と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項５または６に記載の液化ガス気化システム。
【請求項８】
前記液化ガス気化ユニットは、筐体の内部に、前記液化ガスが流れる気化管が上下方向に沿って配設され、前記燃焼ガスが前記筐体の上部から流入して下部から排出されるように構成されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の液化ガス気化システム。
【請求項９】
前記コンプレッサで生成された圧縮空気の一部を抽気して前記液化ガス気化ユニットにおける前記液化ガスの入口部付近に吹き付ける圧縮空気供給部をさらに備えていることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の液化ガス気化システム。
【請求項１０】
前記液化ガス気化ユニットに供給された後の希釈された前記燃焼ガスの一部を抽気して前記コンプレッサに供給する希釈燃焼ガス供給部をさらに備えていることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載の液化ガス気化システム。
【請求項１１】
前記希釈燃焼ガス供給部は、前記液化ガス気化ユニットから抽気した前記燃焼ガスを前記エアエダクタにも供給可能であることを特徴とする請求項９に記載の液化ガス気化システム。
【請求項１２】
請求項２〜１１のいずれかに記載の液化ガス気化システムを備えた洋上浮体構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガス気化方法、液化ガス気化システム、これを搭載した洋上浮体構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ等の液化ガスを運搬する液化ガス運搬船（ＬＮＧ船）や、液化ガス運搬船から液化ガスを受け入れて貯蔵し、都市ガスラインに供給する液化ガス受入基地（ＦＳＲＵ等）といった洋上浮体構造物には、液化ガスを気化（ガス化）させる液化ガス気化システムが備えられている。
【０００３】
このような液化ガス気化システムにおいて、液化ガスを気化させる方法としては多数の方式が考案されており、液化ガスをオープンラック状のベーパライザの内部に流し、このベーパライザの外側に海水を掛け流して、海水熱により液化ガスを暖めて気化させる方式が一般的であるが、海洋環境保全のために海水の取水および排出を制限している海域（欧州、北米等）においては適用が困難になりつつある。
また、寒冷海域では、海水が氷結したり、加熱水としては温度が低過ぎたりして、海水取水そのものが出来ない場合がある。
【０００４】
このため、例えば特許文献１，２に記載されているように、海水を系外に排出することなく、加熱した海水を熱媒体として閉ループ状に循環させたり、蒸気ループで液化ガスを加熱したりして液化ガスを気化させるようにしたものがある。
【０００５】
また、特許文献３に記載されているように、海水を用いずに、ヒータで加熱した空気を送風機で液化ガス気化ユニットの内部に送風することによって液化ガスを気化させるようにしたものがある。
【０００６】
一方、液化ガスタンクの内部では、外部からの自然入熱等によって液化ガスが気化し、ボイルオフガス（気化ガス）が発生する。このボイルオフガスによりタンク内の圧力が設計圧力を超えないように、ボイルオフガスを処理する必要があり、従来ではボイルオフガスを液化ガス運搬船の推進用エンジンや発電用エンジン等に供給してエネルギに変換するか、あるいはガス燃焼器で燃焼処分していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−５８７７２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７０３０号公報
【特許文献３】特開２００２−３９６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のように、従来では海水や空気等の熱媒体を加熱し、この熱媒体によって液化ガスを気化させていたため、多大なエネルギを必要とし、不経済であった。
しかも、熱媒体を加熱するための大規模なガス発電設備や、ボイラ設備、ならびに大型送風機等の付帯設備が必要であり、設備投資の費用が嵩むとともに、これらの設備を設置するために多大なスペースが必要であり、特に液化ガス運搬船においてはスペースが非常に限られているため、それらの設置が困難であった。
【０００９】
なお、ボイルオフガスを燃焼させ、その燃焼ガスの熱を利用して液化ガスを気化させる方法も考えられるが、この燃焼ガスを液化ガス気化ユニットに直接的に供給すると、液化ガスの持つ冷熱との間の多大な温度差によって液化ガス気化ユニットが破損したり、高温部品においては短時間に寿命がきて交換頻度が増える問題がある。緩熱のため、燃焼ガスを多量の空気で希釈する方法もあるが、この希釈用の空気を供給する送風器の動力や設備コスト、およびコンパクト性の面で問題があった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、海水を取水することなく、コンパクトな構成により、液化ガスタンク内のボイルオフガスを有効に利用して液化ガスを経済的に気化させることができる、液化ガス気化方法、液化ガス気化システム、これを搭載した洋上浮体構造物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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
まず、本発明に係る液化ガス気化方法は、液化ガスタンクに貯留された液化ガスを熱媒体と熱交換させて気化を促進させる液化ガス気化方法であって、前記液化ガスタンクにて発生したボイルオフガスを燃焼させ、その燃焼ガスのエネルギでタービンを駆動し、前記タービン駆動後の前記燃焼ガスを前記熱媒体とし、その熱で前記液化ガスの気化を促進させることを特徴とする。
【００１２】
この液化ガス気化方法によれば、液化ガスタンクにて発生したボイルオフガスを燃焼させた後の燃焼ガスが、タービンを駆動することにより膨張し、温度低下する。そして、このように膨張および温度低下した燃焼ガスの熱により、液化ガスの気化が促進される。駆動されたタービンには所定の仕事をさせることができる。
【００１３】
タービン通過後の燃焼ガスは膨張して体積が増大し、温度が低下しているため、例えばボイルオフガス燃焼後の燃焼ガスをタービンに通さずにそのまま液化ガス気化ユニットに供給して液化ガスを気化させる場合と比較して、液化ガス気化ユニットとの間の温度差を小さくすることができる。これにより、液化ガス気化ユニットの破損や耐久性の低下を抑制することができる。
【００１４】
タービン通過後の燃焼ガスは少なからず圧力を保持しているため、送風機等を用いて強制的に送らなくても燃焼ガスを液化ガス気化ユニットに供給することができ、これにより液化ガス気化システムの構成を簡素にすることができる。また、駆動されたタービンには所定の仕事をさせることができるので、液化ガスタンク内のボイルオフガスを有効に利用しながら液化ガスを効率良く気化させることができる。
【００１５】
このように、ボイルオフガスを燃焼させた燃焼ガスの熱によって液化ガスを無理なく気化させることができるため、例えば海水や空気等の熱媒体を加熱する必要がなく、他のエネルギを必要としない。むしろ、タービンを稼働させてエネルギを取り出すことができるため、非常に経済的に液化ガスを気化させることができる。
【００１６】
また、本発明に係る液化ガス気化システムは、液化ガスタンクに貯留された液化ガスを熱媒体と熱交換させて気化させる液化ガス気化ユニットと、前記液化ガスタンクにて発生したボイルオフガスを燃焼させるボイルオフガス燃焼部と、前記ボイルオフガス燃焼部にて燃焼後の燃焼ガスのエネルギにより回転駆動されて所定の仕事を行うタービンと、前記タービンから排出された前記燃焼ガスを、前記熱媒体として前記液化ガス気化ユニットに供給する燃焼ガス供給部と、を備えて構成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成の液化ガス気化システムによれば、液化ガスタンクにて発生したボイルオフガスがボイルオフガス燃焼部にて燃焼され、その燃焼ガスによりタービンが駆動され、タービン駆動後の燃焼ガスが、燃焼ガス供給部を経て液化ガス気化ユニットに熱媒体として供給され、液化ガスの気化が促進される。また、タービンは所定の仕事をさせることができる。
【００１８】
タービン駆動後の燃焼ガスは、膨張して温度が低下するため、例えばボイルオフガス燃焼部から排出された燃焼ガスをタービンに通さずにそのまま液化ガス気化ユニットに供給して液化ガスを気化させた場合と比較して、液化ガス気化ユニットとの間の温度差を小さくすることができ、液化ガス気化ユニットの破損や耐久性の低下を抑制することができる。
【００１９】
タービン通過後の燃焼ガスは少なからず圧力を保持しているため、送風機等を用いて燃焼ガスを液化ガス気化ユニットに強制的に供給しなくてもよく、これにより構成を簡素にすることができる。しかも、ボイルオフガスを燃焼させた燃焼ガスの熱によって液化ガスを無理なく気化させることができ、他のエネルギを必要とせず、逆にタービンを稼働させてエネルギを取り出すことができるため、非常に経済的に液化ガスを気化させることができる。
【００２０】
また、本発明に係る液化ガス気化システムは、上記構成において、前記ボイルオフガス燃焼部は、圧縮空気を供給されて前記ボイルオフガスを燃焼させる加圧型燃焼器であるとともに、前記タービンと同軸上に、前記圧縮空気を生成して加圧燃焼用空気として前記ボイルオフガス燃焼部に供給するコンプレッサを備えていることを特徴とする。
【００２１】
上記構成の液化ガス気化システムによれば、加圧型燃焼器であるボイルオフガス燃焼部が、タービンと同軸上に設けられたコンプレッサから圧縮空気を供給されながらボイルオフガスを加圧燃焼させるため、ボイルオフガスを大気圧中で燃焼させる場合に比べて火炎サイズを小さくし、これにより火炉や煙道のサイズを小さくして液化ガス気化システムのコンパクト化を図ることができる。
【００２２】
また、本発明に係る液化ガス気化システムは、前記ボイルオフガス燃焼部が、前記コンプレッサから供給される圧縮空気の一部を前記燃焼ガスに混合して該燃焼ガスを希釈する燃焼ガス希釈部を備えていることを特徴とする。
【００２３】
上記構成の液化ガス気化システムによれば、ボイルオフガス燃焼部から排出された燃焼ガスが、燃焼ガス希釈部において圧縮空気により希釈され、体積を増大される。この希釈された燃焼ガスは、タービンを通過することによって膨張し、さらに体積が増大するとともに、温度が低下した状態で液化ガス気化ユニットに供給される。このため、液化ガス気化ユニットに大量且つ適温の希釈燃焼ガスを導入して液化ガスを効率良く気化させることができ、しかも液化ガス気化ユニットとの間の温度差を小さくして液化ガス気化ユニットの破損および耐久性低下を抑制することができる。
【００２４】
また、本発明に係る液化ガス気化システムは、上記構成において、前記燃焼ガス供給部が、前記燃焼ガスに希釈用空気を混合して該燃焼ガスを希釈するエアエダクタを備えていることを特徴とする。
【００２５】
上記構成の液化ガス気化システムによれば、タービンを通過した燃焼ガスが、エアエダクタを通過する際に希釈用空気を混合されて体積を増やされ、且つ温度を下げられた状態で液化ガス気化ユニットに供給される。このため、液化ガス気化ユニットに大量且つ適温の希釈燃焼ガスを導入して液化ガスを効率良く気化させることができ、しかも液化ガス気化ユニットとの間の温度差を小さくして液化ガス気化ユニットの破損および耐久性低下を抑制することができる。
【００２６】
また、本発明に係る液化ガス気化システムは、上記構成において、前記エアエダクタにおいては、前記液化ガス気化ユニットに供給される希釈後の前記燃焼ガスの温度が１００℃以下となるように前記希釈用空気の混合率が設定されることを特徴とする。
【００２７】
上記構成の液化ガス気化システムによれば、液化ガス気化ユニットに供給される希釈された燃焼ガスの温度が１００℃以下となるため、液化ガス気化ユニットとの間の温度差を小さくして液化ガス気化ユニットの破損および耐久性低下を抑制することができる。
【００２８】
また、本発明に係る液化ガス気化システムは、上記構成において、前記コンプレッサで生成された前記圧縮空気の一部を抽気し、前記希釈用空気として前記エアエダクタに供給する希釈空気供給部と、前記希釈用空気の流量を調整する流量調整弁と、をさらに備えていることを特徴とする。
【００２９】
上記構成の液化ガス気化システムによれば、コンプレッサで生成された圧縮空気の一部が抽気され、この抽気された圧縮空気が流量調整弁で流量を調整されて希釈用空気としてエアエダクタに供給され、燃焼ガスを希釈する。このため、希釈用空気の流量をタービンやボイルオフガス燃焼部側で制御する必要性がなくなり、制御を容易にすることができる。
【００３０】
また、本発明に係る液化ガス気化システムは、上記構成において、前記液化ガス気化ユニットは、筐体の内部に、前記液化ガスが流れる気化管が上下方向に沿って配設され、前記燃焼ガスが前記筐体の上部から流入して下部から排出されるように構成されていることを特徴とする。
【００３１】
液化ガスのボイルオフガスを燃焼させた燃焼ガスには必ず水分が含まれているため、この燃焼ガスを液化ガス気化ユニットに供給すると、低温な液化ガスと熱交換することによって凝縮水が発生し、氷結する懸念があるが、上記構成の液化ガス気化システムによれば、凝縮水が液化ガス気化ユニットの下部から排出されるため、氷結が起こりにくくなり、液化ガスを効率良く気化させることができる。
【００３２】
また、本発明に係る液化ガス気化システムは、上記構成において、前記コンプレッサで生成された圧縮空気の一部を抽気して前記液化ガス気化ユニットにおける前記液化ガスの入口部付近に吹き付ける圧縮空気供給部をさらに備えていることを特徴とする。
【００３３】
上記構成の液化ガス気化システムによれば、凝縮水の氷結が起こりやすい液化ガス気化ユニットの液化ガス入口部に、高温な圧縮空気が吹き付けられるため、氷結が起こりにくくなり、氷結したとしても、圧縮空気により氷を吹き飛ばして取り除くことができる。このため、液化ガス気化ユニットの氷結を防止して液化ガスを効率良く気化させることができる。
【００３４】
また、本発明に係る液化ガス気化システムは、上記構成において、前記液化ガス気化ユニットに供給された後の希釈された前記燃焼ガスの一部を抽気して前記コンプレッサに供給する希釈燃焼ガス供給部をさらに備えていることを特徴とする。
【００３５】
上記構成の液化ガス気化システムによれば、圧縮空気に希釈されて酸素を多く含み、且つ液化ガス気化ユニットにおいて液化ガスと熱交換して冷却された希釈燃焼ガスがコンプレッサに供給されるため、コンプレッサの吸気温度を低下させてコンプレッサ効率を向上させることができる。
【００３６】
また、本発明に係る液化ガス気化システムは、上記構成において、前記希釈燃焼ガス供給部は、前記液化ガス気化ユニットから抽気した前記燃焼ガスを前記エアエダクタにも供給可能であることを特徴とする。
【００３７】
上記構成の液化ガス気化システムによれば、液化ガス気化ユニットにて低温な液化ガスと熱交換することにより凝縮水を分離（除湿）された希薄な燃焼ガスをエアエダクタに供給することにより、この乾燥した希薄な燃焼ガスを液化ガス気化ユニットに還流させ、結果的に液化ガス気化ユニットに入る燃焼ガスの凝縮水量を低減させて液化ガス気化ユニットの氷結を防止し、液化ガスを効率良く気化させることができる。
【００３８】
また、本発明に洋上浮体構造物は、上記いずれかの構成の液化ガス気化システムを備えていることを特徴とする。
【００３９】
上記構成の洋上浮体構造物によれば、この洋上浮体構造物が液化ガス運搬船、または液化ガス受入基地のいずれであっても、液化ガス気化システムをコンパクトに構成するとともに、液化ガスタンク内のボイルオフガスを燃焼させた燃焼ガスの熱によって液化ガスを無理なく経済的に気化させることができる。
【発明の効果】
【００４０】
以上のように、本発明に係る液化ガス気化方法、液化ガス気化システム、これを搭載した洋上浮体構造物によれば、大規模なガス発電設備やボイラ設備等を持つことなく、コンパクトな構成により、液化ガスタンク内のボイルオフガスを有効に利用して液化ガスを経済的に気化させることができる。
また、海水を取水することなく液化ガスを気化させることができるため、海洋環境保全のために貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態１を示す液化ガス気化システムの概略構成図である。
【図２】エアエダクタの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態２を示す液化ガス気化システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
［実施形態１］
以下、本発明に係る液化ガス気化方法、および液化ガス気化システムの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態１を示す液化ガス気化システムの概略構成図である。この液化ガス気化システム１は、ＬＮＧ船等の液化ガス運搬船や、ＦＳＲＵ（Floating  Storage  and  Regasification  Unit）、等の液化ガス受入基地に搭載されるものであり、図示しない液化ガスタンクに貯留された液化ガスを気化させると同時に、液化ガスタンクにて発生したボイルオフガスを燃焼させ、その燃焼ガスの熱を利用して液化ガスの気化を促進させるように構成されている。
【００４３】
液化ガス気化システム１は、液化ガス気化ユニット２と、ボイルオフガス燃焼部３と、タービン４およびこのタービン４と同軸上に設けられたコンプレッサ５ならびに発電機６と、始動部７と、燃焼ガス供給部８と、エアトランク９，１０と、圧縮空気供給部１１と、煙突１２と、希釈燃焼ガス供給部１３とを備えて構成されている。
【００４４】
液化ガス気化ユニット２は、液化ガスタンクに貯留された液化ガスをボイルオフガスの燃焼ガス（熱媒体）と熱交換させて気化させるように構成されており、筐体１５の内部に、液化ガスが流れる気化管１６が上下方向に沿って配設されている。気化管１６は、例えば中心管１６ａの周囲に、鉛直方向に延びる複数のエアフィン１６ｂが設けられて表面積が増大された構造である。気化管１６群の上流側には入口管路１７が接続され、気化管１６群の下流側には出口管路１８が接続されている。液化ガスは入口管路１７から流入して気化管１６の内部を通り、出口管路１８から流出する。
【００４５】
そして、後述するように、ボイルオフガスの燃焼ガスが熱媒体として液化ガス気化ユニット２の筐体１５の上部から流入し、上下方向に延びる気化管１６に沿って下方に流れながら液化ガスと熱交換して液化ガスを気化させた後、筐体１５の下部に設けられた排出口１９から外部に排出されるようになっている。
【００４６】
一方、タービン４は、ボイルオフガス燃焼部３にて燃焼後の燃焼ガスのエネルギにより回転駆動されて所定の仕事を行う。ここでは、タービン４が、同軸上に設けられたコンプレッサ５と発電機６を駆動し、コンプレッサ５で生成された３気圧程度の圧縮空気が圧縮空気供給管２１を通り、加圧燃焼用空気および希釈用空気としてボイルオフガス燃焼部３に供給されるようになっている。コンプレッサ５の吸気側には外気供給管２２を介してエアトランク９が接続され、その吸気口９ａからエアトランク９内に入った外気が整流されてコンプレッサ５に供給されるようになっている。
【００４７】
ボイルオフガス燃焼部３は、コンプレッサ５から圧縮空気を供給されながら、液化ガスタンクにて発生したボイルオフガスを加圧燃焼させるとともに、その燃焼ガスにコンプレッサ５から供給される圧縮空気の一部を混合して燃焼ガスを希釈するものであり、その中心部をなす筒状の燃焼室３ａと、この燃焼室３ａの外周を取り囲む筒状の燃焼ガス希釈部３ｂとを備えている。燃焼ガス希釈部３ｂの一端にはコンプレッサ５から延びる圧縮空気供給管２１が接続され、ここから供給された圧縮空気が、燃焼室３ａと燃焼ガス希釈部３ｂとの両方に流れ込むようになっている。そして、燃焼室３ａと燃焼ガス希釈部３ｂの他端に合流排気口３ｃが設けられている。
【００４８】
また、図示しない液化ガスタンクから延びるボイルオフガス供給管２５が、ボイルオフガス燃焼部３の燃焼室３ａの内部にボイルオフガスを拡散させるように配設されている。燃焼室３ａの内部では、コンプレッサ５から供給された圧縮空気とボイルオフガスとが所定の比率で混合されて燃焼し、その燃焼ガスが合流排気口３ｃにて燃焼ガス希釈部３ｂを流れてきた圧縮空気と混合されて希釈され、排気供給管２６を通ってタービン４に供給されるようになっている。
【００４９】
ところで、始動部７は、液化ガス気化システム１の始動時に、まだ稼働していないコンプレッサ５に代わって電動機２８で補助コンプレッサ２９を駆動し、始動用の圧縮空気を生成して始動用空気供給管３０からボイルオフガス燃焼部３に圧縮空気を供給するように構成されている。始動用空気供給管３０は圧縮空気供給管２１に合流しており、各々の管路２１，３０にそれぞれ逆止弁３１，３２が設けられている。
【００５０】
なお、始動部７を設けずに、液化ガス気化システム１の始動時には発電機６に通電することによって発電機６を電動機代わりにしてコンプレッサ５を強制的に駆動し、ボイルオフガス燃焼部３に圧縮空気を供給するようにしてもよい。
【００５１】
一方、燃焼ガス供給部８は、タービン４から排出された燃焼ガスを熱媒体として液化ガス気化ユニット２に供給する管路である。燃焼ガス供給部８は、タービン４から延出した後に二方向に分岐し、その一方の分岐路８ａの途中にエアトランク１０が接続され、他方の分岐路８ｂは煙突１２に繋がっている。分岐路８ａは、エアトランク１０を経た後、その末端部が分配配管８ｃとなって枝分かれし、それぞれ液化ガス気化ユニット２の筐体１５の上部に接続されている。
【００５２】
なお、始動部７にて液化ガス気化システム１を始動させ、コンプレッサ５を稼働させた後、コンプレッサ５が安定して駆動するまでの間、ガスタービン４から排出される温度・圧力が不安定な燃焼ガスは分岐路８ｂを経て煙突１２へ導かれ、廃棄される。コンプレッサ５の駆動が安定すると、燃焼ガスは分岐路８ａを経てエアエダクタ３５へ供給される。また、燃焼ガスの量が多過ぎる場合も、余剰な燃焼ガスが煙突１２から廃棄される。分岐路８ａ，８ｂの切換えは仕切り弁の開閉により行われる。
【００５３】
エアトランク１０の内部にはエアエダクタ３５が設けられている。エアエダクタ３５は、燃焼ガス供給部８から流れてきた燃焼ガスに、吸気口１０ａからエアトランク１０内に入った外気を希釈用空気として混合し、燃焼ガスを希釈して燃焼ガスの量を増加させるものである。
【００５４】
具体的には、エアトランク１０の内部で、図２に示すように燃焼ガス供給部８の分岐路８ａが直角に屈折しており、その屈折部８Ｒの内部に希釈空気管３６の一端が開口している。希釈空気管３６の他端はエアトランク１０の内部に開口している。このため、燃焼ガスが燃焼ガス供給部８の屈折部８Ｒを通過する時に、負圧によって希釈空気管３６からエアトランク１０の内部が燃焼ガス供給部８の内部に引き込まれて燃焼ガスに混合され、燃焼ガスが希釈される。
【００５５】
上記のようにエアトランク１０内でエアエダクタ３５により空気を混合されて希釈された燃焼ガスは、引き続き燃焼ガス供給部８を通って液化ガス気化ユニット２側に流される。なお、エアエダクタ３５においては、液化ガス気化ユニット２に供給される希釈後の燃焼ガスの温度が１００℃以下、好ましくは９０℃程度となり、且つ燃焼ガスが空気に近い濃度となるように希釈用空気の混合率が設定される。
【００５６】
圧縮空気供給部１１は、コンプレッサ５で生成された圧縮空気の一部を圧縮空気供給管２１から抽気して液化ガス気化ユニット２の内部における液化ガスの入口部付近（入口管路１７に近い位置に配置された気化管１６等）に吹き付ける管路状に構成されており、その途中に設けられた流量調整弁３８によって液化ガス気化ユニット２に供給される圧縮空気の流量を調整できるようになっている。
【００５７】
さらに、希釈燃焼ガス供給部１３は、液化ガス気化ユニット２に供給された後の、空気に近い濃度まで希釈された燃焼ガスの一部を筐体１５から抽気してコンプレッサ５（エアトランク９）およびエアエダクタ３５（エアトランク１０）に供給する管路状に形成されている。即ち、液化ガス気化ユニット２の筐体１５から延びる燃焼ガス供給管１３ａが、その下流側で２本の分岐管１３ｂ，１３ｃに分岐し、一方の分岐管１３ｂがエアトランク９に接続され、他方の分岐管１３ｃがエアトランク１０に接続されている。各分岐管１３ｂ，１３ｃには、それぞれ流量調整弁４１，４２が設けられており、希釈された燃焼ガスの抽気量を調整できるようになっている。流量調整弁４１が開かれると、希釈された燃焼ガスがエアトランク９を経てコンプレッサ５に供給され、流量調整弁４２が開かれると、希釈された燃焼ガスがエアトランク１０を経て液化ガス気化ユニット２に還流する。
【００５８】
以上のように構成された液化ガス気化システム１は次のように作動する。
まず、液化ガス気化システム１の始動時には、コンプレッサ５が稼働していないため、始動部７の電動機２８が補助コンプレッサ２９を駆動し、始動用の圧縮空気を生成して始動用空気供給管３０からボイルオフガス燃焼部３の燃焼室３ａと燃焼ガス希釈部３ｂとに圧縮空気を供給する。
【００５９】
これと同時に、図示しない液化ガスタンクからボイルオフガス供給管２５を経てボイルオフガスが燃焼室３ａ内に拡散供給される。そして点火され、ボイルオフガスが圧縮空気と共に燃焼し、その燃焼ガスと、燃焼ガス希釈部３ｂを通った圧縮空気とが合流排気口３ｃで混合され、ここで圧縮空気によって希釈された燃焼ガスが排気供給管２６を経てタービン４に供給され、タービン４が駆動される。ボイルオフガス燃焼部３から排出される燃焼ガスの圧力と温度は、例えば３気圧、５００℃である。
【００６０】
タービン４が駆動されることにより、タービン４の同軸上に設けられたコンプレッサ５が稼働し、エアトランク９から外気が導入されて圧縮空気が生成され、圧縮空気供給管２１からボイルオフガス燃焼部３の燃焼室３ａと燃焼ガス希釈部３ｂとに圧縮空気が供給される。この時点で始動部７の電動機２８と補助コンプレッサ２９が停止されるが、コンプレッサ５から供給される圧縮空気によって、ボイルオフガス燃焼部３では引き続きボイルオフガスの燃焼と、その燃焼ガスの希釈とが行われる。
【００６１】
タービン４から排出された燃焼ガスは、燃焼ガス供給部８を通って液化ガス気化ユニット２に供給されるが、その途中でエアトランク１０の内部でエアエダクタ３５により多量の外気を混合されて希釈される。このため、タービン４から排出された時点で０．５気圧、２００℃程度であった燃焼ガスの温度が１００℃以下に降下し、燃焼ガスの濃度は空気に近いものとなる。
【００６２】
このように空気で希釈されて温度降下した燃焼ガスは、液化ガス気化ユニット２の筐体１５の上部から内部に流入して分散し、筐体１５の内部で上下方向に延びる気化管１６の群に均等に接触しながら気化管１６に沿って下方に流れ、気化管１６の内部を流れる液化ガスと熱交換して液化ガスを気化させる。その後、燃焼ガスは排出口１９から外部に排出される。
【００６３】
入口管路１７から液化ガス気化ユニット２に流れ込んだ液化ガスは、上記のように気化管１６の内部で気化し、ガス状になって出口管路１８から流出し、都市ガスライン等に供給される。特に入口管路１７に近い位置では、燃焼ガス中に含まれる多量の水分が低温な液化ガスと熱交換することによって結露し、凝縮水を発生させる。この凝縮水は氷結して液化ガス気化ユニット２の気化性能を著しく低下させる虞があるため、例えば所定の間隔で圧縮空気供給部１１の流量調整弁３８が開かれ、コンプレッサ５で生成された高温な圧縮空気の一部が液化ガス気化ユニット２の液化ガス入口部（特に気化管１６の上流部）に吹き付けられる。これにより、氷結した氷を吹き飛ばして取り除いたり、予めこの部分を圧縮空気の熱で加熱して氷結を防止し、液化ガス気化ユニット２の気化性能を良好に保って液化ガスを効率良く気化させることができる。
【００６４】
また、希釈燃焼ガス供給部１３の燃焼ガス供給管１３ａから分岐する２本の分岐管１３ｂ，１３ｃのうち、分岐管１３ｂの流量調整弁４１を開くことにより、液化ガス気化ユニット２に供給された後の、空気に近い濃度まで希釈された燃焼ガスの一部が抽気されてエアトランク９に供給され、コンプレッサ５に吸入される。この希薄な燃焼ガスは、液化ガスと熱交換することによって常温以下に冷却されているため、コンプレッサ５の吸気温度を低下させてコンプレッサ効率を向上させることができる。また、空気に希釈されて酸素分を多量に含んでいるため、コンプレッサ５を経てボイルオフガス燃焼部３に供給されても、ボイルオフガスを燃焼させるのに差し支えない。
【００６５】
一方、分岐管１３ｃの流量調整弁４２を開くことにより、液化ガス気化ユニット２に供給された後の燃焼ガスの一部がエアトランク１０に供給され、エアエダクタ３５において希釈空気として燃焼ガスに混合される。液化ガス気化ユニット２の内部では、燃焼ガスが低温な液化ガスと熱交換することによって凝縮水を分離されており、この除湿された希薄な燃焼ガスがエアトランク１０（エアエダクタ３５）を経て液化ガス気化ユニット２に還流されるため、結果的に液化ガス気化ユニット２に入る燃焼ガスの凝縮水量を低減させて液化ガス気化ユニット２の氷結を防止し、液化ガスを効率良く気化させることができる。
【００６６】
以上説明したように、この液化ガス気化方法および液化ガス気化システム１は、液化ガスタンクに貯留された液化ガスを液化ガス気化ユニット２で気化させると同時に、液化ガスタンクにて発生したボイルオフガスをボイルオフガス燃焼部３で燃焼させ、その燃焼ガスのエネルギでタービン４を駆動し、タービン４駆動後の燃焼ガスの熱で、液化ガス気化ユニット２における液化ガスの気化を促進させることを特徴としている。
【００６７】
この液化ガス気化方法および液化ガス気化システム１によれば、液化ガスタンクにて発生したボイルオフガスを燃焼させた後の燃焼ガスが、タービン４を駆動することにより膨張し、温度低下する。そして、このように膨張および温度低下した燃焼ガスの熱により、液化ガス気化ユニット２における液化ガスの気化が促進される。駆動されたタービン４には所定の仕事、つまり本実施形態ではコンプレッサ５および発電機６の駆動を行わせることができる。
【００６８】
タービン４通過後の燃焼ガスは膨張して体積が増大し、温度が大幅に低下しているため、例えばボイルオフガス燃焼後の燃焼ガスをタービン４に通さずにそのまま液化ガス気化ユニット２に供給して液化ガスを気化させる場合と比較して、液化ガス気化ユニット２との間の温度差を小さくすることができる。これにより、液化ガス気化ユニット２の破損や耐久性の低下を抑制することができる。
【００６９】
タービン４通過後の燃焼ガスは少なからず圧力を保持しているため、送風機等を用いて強制的に送らなくても燃焼ガスを液化ガス気化ユニット２に供給することができ、これにより液化ガス気化システム１の構成を簡素にすることができる。
【００７０】
このように、ボイルオフガスを燃焼させた燃焼ガスの熱によって液化ガスを無理なく気化させることができるため、例えば従来のように海水や空気等の熱媒体を他のエネルギによって加熱する必要がなく、他のエネルギを一切必要としない。むしろ、タービン４を稼働させて所定の仕事（空気圧縮、発電等）をさせることができるので、液化ガスタンク内のボイルオフガスを有効に利用しながら、非常に経済的に液化ガスを気化させることができる。
【００７１】
また、この液化ガス気化システム１は、ボイルオフガス燃焼部３が、タービン４と同軸上に設けられたコンプレッサ５から圧縮空気を供給されながらボイルオフガスを燃焼させる加圧型燃焼器である。このため、ボイルオフガスを大気圧中で燃焼させる場合に比べて燃焼時の火炎サイズを小さくし、これによりボイルオフガス燃焼部３や煙道のサイズを小さくし、ひいては液化ガス気化システム１のコンパクト化に多大な貢献を果たすことができる。
【００７２】
さらに、ボイルオフガス燃焼部３が、ボイルオフガスを加圧燃焼させる燃焼室３ａと、コンプレッサ５から供給される圧縮空気の一部を燃焼ガスに混合して該燃焼ガスを希釈する燃焼ガス希釈部３ｂとを備えた構成であるため、燃焼室３ａから排出された燃焼ガスが、燃焼ガス希釈部３ｂにおいて圧縮空気により希釈され、体積を増大される。
【００７３】
このように希釈された燃焼ガスは、タービン４を通過することによって膨張し、さらに体積が増大するとともに、温度が低下した状態で液化ガス気化ユニット２に供給される。このため、液化ガス気化ユニット２に大量且つ適温の希釈燃焼ガスを導入して液化ガスを効率良く気化させることができ、しかも液化ガス気化ユニット２との間の温度差を小さくして液化ガス気化ユニット２の破損および耐久性低下を抑制することができる。
【００７４】
また、燃焼ガス供給部８に設けられたエアトランク１０にエアエダクタ３５を設けて、このエアエダクタ３５により、タービン４を駆動し終えた燃焼ガスに希釈用空気を混合して燃焼ガスを希釈し、且つ希釈後の燃焼ガスの温度が１００℃以下、好ましくは９０℃前後となるようにして、液化ガス気化ユニット２に供給するようにした。このため、タービン４を通過した燃焼ガスが、エアエダクタ３５を通過する際に希釈用空気を混合されてさらに体積を増やされ、且つ１００℃以下に温度を下げられて液化ガス気化ユニット２に供給される。
【００７５】
したがって、液化ガス気化ユニット２に、より大量且つ適温の希釈燃焼ガスを導入して液化ガスを効率良く気化させることができ、しかも液化ガス気化ユニット２との間の温度差（液化ガスとの温度差）を小さくして液化ガス気化ユニット２の破損および耐久性低下を抑制することができる。
【００７６】
また、液化ガス気化ユニット２は、筐体１５の内部に、液化ガスが流れる気化管１６が上下方向に沿って配設され、燃焼ガスが筐体１５の上部から流入して下部の排出口１９から排出されるように構成されている。このため、燃焼ガスに必ず含まれている水分が低温な気化管１６（液化ガス）と熱交換することによって結露して凝縮水を発生させても、この凝縮水が、筐体１５の内部を上方から下方に向かって延びる気化管１６に沿って流れる燃焼ガスによって下方に流されて排出口１９から排出されやすくなっている。したがって、凝縮水が気化管１６の周囲で氷結して熱交換性能を低下させる懸念を少なくし、液化ガスを効率良く気化させることができる。
【００７７】
そして、このように構成された液化ガス気化システム１を、液化ガス運搬船やＦＳＲＵといった洋上浮体構造物に設置することにより、液化ガス気化システム１をコンパクトに構成するとともに、液化ガスタンク内のボイルオフガスを燃焼させた燃焼ガスの熱によって液化ガスを無理なく経済的に気化させることができる。
【００７８】
［実施形態２］
次に、本発明に係る液化ガス気化システムの実施形態２について、図３を参照しながら説明する。この図３に示す液化ガス気化システム５１において、図１に示す実施形態１の液化ガス気化システム１と同じ構成の各部には、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７９】
この液化ガス気化システム５１においては、タービン４に駆動されるコンプレッサ５から延びる圧縮空気供給管２１が二方向に分岐しており、その一方の分岐路２１ａが実施形態１と同様にボイルオフガス燃焼部３に接続され、他方の分岐路２１ｂ（希釈空気供給部）が流量調整弁４３を介してエアトランク１０（エアエダクタ３５）に接続されている。
【００８０】
コンプレッサ５で生成された３気圧程度の圧縮空気は、その一部が分岐路２１ｂから抽気され、流量調整弁４３で流量を調整されてエアトランク１０に供給される。そして、実施形態１の液化ガス気化システム１と同様に、エアトランク１０の内部で、燃焼ガス供給部８（分岐路８ａ）より流入するタービン４を駆動し終えた燃焼ガスに希釈用空気として混合され、燃焼ガスが希釈される。
エアエダクタ３５から送出される希釈後の燃焼ガスの気圧は1気圧程度、且つ温度が１００℃以下になるように制御され、液化ガス気化ユニット２へ燃焼ガスを供給する。
【００８１】
実施形態１の液化ガス気化システム１では、ガスタービン側（ボイルオフガス燃焼部３、タービン４、コンプレッサ５等）と、エアエダクタ３５へ燃焼ガスを供給する流量調整弁４２との調整により、液化ガスユニット２へ供給する燃焼ガス（希釈空気）の圧力を制御していた。
これに対し、この実施形態２の液化ガス気化システム５１では、コンプレッサ５によって生成された圧縮空気の一部を抽気し、流量調整弁４３で流量（圧力）を調整しながらエアエダクタ３５に供給して燃焼ガスを希釈するようになっている。
このため、この液化ガス気化システム５１では、希釈用空気の流量をガスタービン側で制御する必要性がなくなり、制御を容易にすることができる。
【００８２】
以上のように、本発明に係る液化ガス気化方法および液化ガス気化システム１，５１、これを搭載した洋上浮体構造物によれば、大規模なガス発電設備やボイラ設備等を持つことなく、非常にコンパクトな構成により、液化ガスタンク内のボイルオフガスを有効に利用して液化ガスを経済的に気化させることができる。
また、海水を取水することなく液化ガスを気化させることができるため、海洋環境保全のために貢献することができる。
さらに、加熱した海水や空気を熱媒体として液化ガスを気化させる従来の液化ガス気化システムを本発明に係る液化ガス気化システムに換装するレトロフィット工事を容易に行うことができる。
【００８３】
なお、本発明は上記実施形態１，２の構成のみに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適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
例えば、エアトランク９やエアトランク１０（エアエダクタ３５）を省いた構成とすることが考えられる。
【００８４】
また、上記実施形態１，２では、ボイルオフガスを燃焼させた燃焼ガスを空気で希釈した希釈ガスを液化ガス気化ユニット２に直接供給する方式となっているが、変形例として、液化ガスを通液する液化ガス気化ユニット２の代わりにオープンラック状のベーパライザに液化ガスを通液し、このベーパライザを閉ループ回路を流れる加熱された海水や空気等の熱媒体によって気化させる構成とし、上記熱媒体を加熱するのにボイルオフガスを燃焼させた後の燃焼ガスの熱を利用することも考えられる。
【００８５】
さらに、実施形態１の液化ガス気化システム１と、実施形態２の液化ガス気化システム５１とを組み合わせた構成にすることも考えられる。
【符号の説明】
【００８６】
１，５１  液化ガス気化システム
２  液化ガス気化ユニット
３  ボイルオフガス燃焼部
３ａ  燃焼室
３ｂ  燃焼ガス希釈部
４  タービン
５  コンプレッサ
８  燃焼ガス供給部
１１  圧縮空気供給部
１３  希釈燃焼ガス供給部
１５  筐体
１６  気化管
１９  排出口
２１ｂ  分岐路（希釈空気供給部）
３５  エアエダクタ
４３  流量調整弁
【図１】
2014167317.tif 000003
【図２】
2014167317.tif 000004
【図３】
2014167317.tif 000005