(57)【要約】【課題】中間媒体の循環によらず、被加熱流体と熱源との間で好適に熱交換を行い得る熱交換器及び熱交換システムを提供する。【解決手段】排熱を含んだ加熱流体（排気ガス）Ｇが流通する排熱ラインの途中に設置されて加熱流体（排気ガス）Ｇを内部に通す放熱側シェル４と、該放熱側シェル４の内部に配置されて加熱流体（排気ガス）Ｇからの熱を回収するヒートシンク５と、を備えた放熱側ユニット２と、放熱側シェル４に隣接して配置された受熱側シェル６と、該受熱側シェル６の内部に被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌを流通させる加熱ライン８と、該加熱ライン８に接続され且つヒートシンク５と隣接するよう配置された受熱フィン７と、を備えた受熱側ユニット３と、ヒートシンク５と受熱フィン７との間に挟み込まれた伝熱板９とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排熱を含んだ加熱流体が流通する排熱ラインの途中に設置されて加熱流体を内部に通す放熱側シェルと、該放熱側シェルの内部に配置されて加熱流体からの熱を回収するヒートシンクと、を備えた放熱側ユニットと、
前記放熱側シェルに隣接して配置された受熱側シェルと、該受熱側シェルの内部に被加熱流体を流通させる加熱ラインと、該加熱ラインに接続され且つ前記ヒートシンクと隣接するよう配置された受熱フィンと、を備えた受熱側ユニットと、
前記ヒートシンクと前記受熱フィンとの間に挟み込まれた伝熱板と
を備えた熱交換器。
【請求項２】
前記受熱側シェル内に熱媒体を充填した、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱交換器を備えた熱交換システム。
【請求項４】
前記排熱ラインに前記放熱側ユニットを迂回するバイパスラインを備えると共に、
前記受熱側ユニットの温度を監視し、該受熱側ユニットの温度に応じて前記バイパスラインを開閉し、前記放熱側シェルに流れる加熱流体の流量を調整するよう構成した、請求項３に記載の熱交換システム。
【請求項５】
前記受熱側ユニットの温度を監視し、該受熱側ユニットの温度に応じて前記加熱ラインに流れる被加熱流体の流量を調整するよう構成した、請求項３又は４に記載の熱交換システム。
【請求項６】
前記受熱側シェルに安全弁を介して抜出装置を備え、前記受熱側シェル内の圧力の上昇に伴い前記安全弁が開弁して前記受熱側シェル内の流体を前記抜出装置へ放出するよう構成した、請求項３〜５のいずれか一項に記載の熱交換システム。
【請求項７】
前記加熱ラインに流入する被加熱流体は液化天然ガスであり、前記放熱側シェルに流入する加熱流体は、前記受熱側ユニットにて気化したガスを利用する放熱設備からの排気ガスである、請求項３〜６のいずれか一項に記載の熱交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化天然ガス等の流体を加熱するための熱交換器、及びこれを用いた熱交換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液化天然ガス（ＬＮＧ）を燃料として利用する際には、低温で貯蔵されたＬＮＧを加熱して気化させる必要があり、この際、ＬＮＧの加熱には、空気や水といった流体を熱源として利用するオープンラック式の熱交換器や、別の熱源からの熱を水等の中間媒体の循環によりＬＮＧに伝達する中間媒体式の熱交換器が用いられている。
【０００３】
こうした熱交換器に関する一般的技術水準を示す文献としては、例えば、下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２０９１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、オープンラック式の熱交換器を利用する場合、ＬＮＧの気化のための直接の熱源として周辺環境中の空気や水を利用するので、加熱の効率は空気や水の温度に依存する。したがって、天候等の条件によってＬＮＧの気化量が変動し、外気温や海水温が低い時季には気化量が減少するという問題がある。
【０００６】
一方、中間媒体式の熱交換器では、ＬＮＧと熱交換した後の中間媒体を再加熱する熱源が別途必要であり、この熱源にかかるランニングコストが発生してしまう。その他、中間媒体を循環させるためのポンプ等も設置する必要があり、このポンプにも初期費用や、動力やメンテナンスのためのコストが発生する。また、ＬＮＧの熱交換器の場合、中間媒体は通常、一種類だけでなく、例えば一次媒体としての不凍液と、二次媒体としての水といった複数種類が必要である。そして、熱源から一次媒体、二次媒体、さらにＬＮＧへと効率良く熱を伝達させるための流路構成は非常に複雑なものとならざるを得ず、建造やメンテナンスにかかるコストが膨れ上がってしまう。熱源として、例えば発電設備等の排熱を利用することもできるが、その場合でも、熱源のコストは削減できても、ポンプや中間媒体の流路に関する問題はやはり解消できない。
【０００７】
尚、ここではＬＮＧを気化させるための熱交換器を例に説明したが、ＬＮＧに限らず流体一般を加熱するための熱交換器について、同様の問題は広く存在し得る。例えば、化学プラント等において液化エチレンを気化するために用いられる熱交換器等でも事情は同じである。
【０００８】
本発明は、斯かる実情に鑑み、中間媒体の循環によらず、被加熱流体と熱源との間で好適に熱交換を行い得る熱交換器及び熱交換システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、排熱を含んだ加熱流体が流通する排熱ラインの途中に設置されて加熱流体を内部に通す放熱側シェルと、該放熱側シェルの内部に配置されて加熱流体からの熱を回収するヒートシンクと、を備えた放熱側ユニットと、前記放熱側シェルに隣接して配置された受熱側シェルと、該受熱側シェルの内部に被加熱流体を流通させる加熱ラインと、前記加熱ラインに接続され且つ前記ヒートシンクと隣接するよう配置された受熱フィンと、を備えた受熱側ユニットと、前記ヒートシンクと前記受熱フィンとの間に挟み込まれた伝熱板とを備えた熱交換器にかかるものである。
【００１０】
本発明の熱交換器においては、前記受熱側シェル内に熱媒体を充填することができる。
【００１１】
また、本発明は、上述の熱交換器を備えた熱交換システムにかかるものである。
【００１２】
本発明の熱交換システムは、前記排熱ラインに前記放熱側ユニットを迂回するバイパスラインを備えると共に、前記受熱側ユニットの温度を監視し、該受熱側ユニットの温度に応じて前記バイパスラインを開閉し、前記放熱側シェルに流れる加熱流体の流量を調整するよう構成することができる。
【００１３】
本発明の熱交換システムは、前記受熱側ユニットの温度を監視し、該受熱側ユニットの温度に応じて前記加熱ラインに流れる被加熱流体の流量を調整するよう構成することもできる。
【００１４】
本発明の熱交換システムは、前記受熱側シェルに安全弁を介して抜出装置を備え、前記受熱側シェル内の圧力の上昇に伴い前記安全弁が開弁して前記受熱側シェル内の流体を前記抜出装置へ放出するよう構成することができる。
【００１５】
本発明の熱交換システムを具体的に実施するにあたっては、前記加熱ラインに流入する被加熱流体は液化天然ガスとし、前記放熱側シェルに流入する加熱流体は、前記受熱側ユニットにて気化したガスを利用する放熱設備からの排気ガスとすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の熱交換器及び熱交換システムによれば、中間媒体の循環によらず、被加熱流体と熱源との間で好適に熱交換を行い得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施による熱交換器の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施による熱交換器の形態の一例を示す断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ矢視相当図である。
【図３】本発明の実施による熱交換システムの全体構成の一例を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１、図２は本発明の実施による熱交換器の形態の一例を示しており、図３はこれを用いた熱交換システムの一例を示している。
【００２０】
熱交換器１は、図１に示す如く、ガスタービンやガスエンジン（図示せず）といった高熱の熱源からの排熱を回収するための放熱側ユニット２と、該放熱側ユニット２から熱を受け取ってＬＮＧ等の被加熱流体Ｌを加熱する受熱側ユニット３を備えてなる。
【００２１】
放熱側ユニット２は、排熱を含んだ熱源としての加熱流体Ｇが流通する排熱ライン（排気ダクト）１１の途中に備えられており、排気ガスＧを通す放熱側シェル４の内部に、排気ガスＧの熱を回収するヒートシンク５を備えている。尚、ここでは加熱流体Ｇは図示しないガスタービンやガスエンジンからの排気ガスである。
【００２２】
ヒートシンク５は、伝熱体としての金属製のプレート５ａを排気ガスＧの流れに沿って複数備えてなり、プレート５ａの間を排気ガスＧが通過する際に該排気ガスＧと接触し、これと熱交換して熱を受け取るようになっている。ここでは排気ガスＧの流れが水平方向に沿っている場合を例示しており、ヒートシンク５を構成するプレート５ａは水平方向に沿った面をなして積層されている。
【００２３】
ここで、伝熱体５ａとしては平板状のプレートを図示しているが、伝熱体５ａの構成はこれに限定されない。例えば、排気ガスＧとの接触面積を稼ぐために、波型プレートやパンチングメタル、金網等として構成しても良いし、また、プレート以外にも、排気ガスＧの流路内に突出する棒あるいはチューブとして構成することもできる。また例えば、放熱側シェル４内に充填された金属製の繊維とすることもできる。いずれにしても、伝熱体５ａとしては、熱交換効率や排気ガスＧの圧力損失、熱交換器１全体としてのサイズ等の種々の要素を考慮し、適していると思われる構成を選択すれば良い。
【００２４】
すなわち、熱交換器１の性能という観点からは、伝熱体５ａには加熱流体としての排気ガスＧからできるだけ多くの熱を回収することが要求され、そのためには排気ガスＧとの接触面積を大きくすることが有効である。一方で、排気ガスＧの流れが大きく滞ることは避けなくてはならず、圧力損失を小さくするために、伝熱体５ａは、排気ガスＧの流れを必要以上に妨げない形状あるいは大きさとする必要がある。また、放熱側ユニット２ないし熱交換器１全体があまり巨大にならないよう、なるべくコンパクトに配置できる大きさとすることが望ましい。さらに、伝熱体５ａには排気ガスＧの流通に伴って煤等が堆積するため、清掃等のメンテナンスを簡単にする形状であることが望ましい。熱交換器１を実施するにあたっては、こういった種々の要素を勘案し、被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌを加熱する性能を十分に確保しつつ、加熱流体（排気ガス）Ｇの圧力損失をなるべく抑えるよう、伝熱体５ａを設計すれば良い。
【００２５】
受熱側ユニット３は、受熱側シェル６内に伝熱体として複数の金属製のプレート７ａで構成される受熱フィン７を備えており、該受熱フィン７のプレート７ａには、受熱側シェル６内に被加熱流体Ｌを流通させる加熱ライン８の配管が貫通するように一体的に接続されている。本実施例の場合、加熱ライン８は、図１、図２に示す如く、受熱側シェル６の下部に備えた入口８ａから水平方向に沿って導入された後三本に分かれ、受熱側シェル６内を側面視でＳ字型の流路をなすように折り返しながら上方へ向かい、受熱側シェル６の上部に備えられた出口８ｂの手前で再び一本に合流した後、該出口８ｂから受熱側シェル６の外部へ導かれる。受熱側シェル６内に備えた受熱フィン７の各プレート７ａは、鉛直方向に沿った面をなして配列されており、加熱ライン８は、受熱側シェル６内を蛇行しつつ受熱フィン７の各プレート７ａを複数回貫通するようになっている。こうして、加熱ライン８と受熱フィン７との接触面積をなるべく大きく確保し、受熱フィン７からの熱が加熱ライン８に効率良く伝わるようにしている。
【００２６】
受熱フィン７を構成する伝熱体７ａは、ここに挙げたプレート状に限らず、上述したヒートシンク５の伝熱体５ａと同様、棒状、チューブ状、繊維状、その他種々の形状を取り得る。また、加熱ライン８も、ここに例示した以外に種々の流路構成を取り得る。いずれにしても、受熱フィン７と加熱ライン８との間で十分な接触面積を確保し、熱交換を効率良く行い得る構成となっていれば良い。
【００２７】
放熱側ユニット２の外殻をなす放熱側シェル４と、受熱側ユニット３の外殻をなす受熱側シェル６は隣接して配置されており、放熱側シェル４と受熱側シェル６とは互いに伝熱板９を介して接している。そして、伝熱板９は放熱側シェル４においてヒートシンク５に接続され、受熱側シェル６において受熱フィン７に接続されている。言い換えると、ヒートシンク５と受熱フィン７とは、間に伝熱板９を挟み込む形で隣接している。
【００２８】
伝熱板９は、放熱側シェル４と受熱側シェル６を互いに隔離し、且つ放熱側シェル４及び受熱側シェル６の圧力に耐える強度を有している必要がある。一方、ヒートシンク５から受熱フィン７への伝熱性の点では、伝熱板９はなるべく薄い方が良いが、素材は金属であれば数１０ｍｍ程度までの厚さならさほどの問題はないと考えられる。伝熱板９をステンレス鋼で構成した場合、厚さは例えば５ｍｍ〜１０ｍｍ程度であれば、強度と伝熱性の両方を満足し得る。
【００２９】
ここで、図１中には伝熱板９を一枚の板として図示しているが、伝熱板９の構成はこれに限定されない。例えば、伝熱板９をヒートシンク５側と受熱フィン７側の二枚にて構成し、一方の伝熱板９の片面にヒートシンク５を構成する伝熱体５ａを溶接し、他方の伝熱板９の片面に受熱フィン７を構成する伝熱体７ａを溶接した上で、両伝熱板９同士を接合することもできる。また、その際、例えば放熱側シェル４と受熱側シェル６の間の仕切板を両伝熱板９同士の間に挟み込むようにすることもできる。この場合、前記仕切板が伝熱板９の一部を兼ねる格好になるが、前記仕切板が金属であれば伝熱性の面で機能的な問題はない。あるいは、伝熱板９自体によって放熱側シェル４と受熱側シェル６の間の仕切板を構成する（言い換えると、該仕切板の全面が伝熱板９として機能するよう構成する）こともできる。その他、伝熱板９は、十分な伝熱性を有し、且つ放熱側シェル４と受熱側シェル６の隔離性を妨げない限りにおいて、種々の構成を取り得る。
【００３０】
加熱ライン８を取り巻く受熱側シェル６内の空間は密閉されており、加熱ライン８に万一の漏出が発生した際に被加熱流体Ｌを外部環境へ漏洩させないようになっている。この受熱側シェル６内の空間には、必要に応じて伝熱板９から受熱フィン７ないし加熱ライン８への熱伝達を補助するよう、熱媒体が充填される。熱媒体としては、例えば窒素等の不活性ガスや、油脂等の液体を用いることができる。
【００３１】
ヒートシンク５、受熱フィン７、伝熱板９は、十分な強度や耐熱性、及び熱伝導性を有する材質にて構成され、例えばステンレス鋼を用いることができる。より熱伝導性の高い材料として、例えばアルミニウム合金を使用しても良いが、融点がステンレス鋼と比較して低いため、あまり高温になる部分には不向きである。また、高い耐熱性が要求される場合には例えば高クロム鋼を用いても良いが、こちらは低温で脆くなる性質がある。そこで、例えば高温となるヒートシンク５ないし伝熱板９には高クロム鋼を用い、低温の被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌと接触する受熱フィン７はアルミニウムを用いて構成するといったことも考えられる。ただし、この場合には異種金属同士の接触による腐食の発生が懸念されるので、その意味では全体をステンレス鋼で構成する方が容易である（尤も、加熱流体Ｇが天然ガスを燃焼させた排気ガスである場合には、腐食性の物質をほとんど含まないので、腐食の問題はあまり発生しないとも考えられる）。いずれにしても、ヒートシンク５、受熱フィン７、伝熱板９の材質としては、種々の条件を考慮して適した材料を選択すれば良い。
【００３２】
図３は上述の如き熱交換器１を用いた熱交換システムの構成の一例を示している。熱交換器１のうち、放熱側ユニット２の外殻を構成する放熱側シェル４は、例えば天然ガスをエネルギー源として使用する発電プラント等である放熱設備１０の排熱ライン（排気ダクト）１１の途中に設けられる。排熱ライン（排気ダクト）１１中には放熱設備（発電プラント）１０からの排熱を含む加熱流体（排気ガス）Ｇが流通しており、この排気ガスＧが放熱側シェル４内を通過するようになっている。
【００３３】
また、排気ダクト１１には放熱側ユニット２を迂回するようバイパスライン１２が備えられており、該バイパスライン１２の途中にはバイパス弁１３が備えられ、バイパスライン１２を必要に応じて開閉できるようになっている。
【００３４】
そして、上述の如く、放熱側ユニット２に隣接するように受熱側ユニット３が備えられており、該受熱側ユニット３の外殻をなす受熱側シェル６に被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌの流通する加熱ライン８が通されている。
【００３５】
加熱ライン８の上流側は、被加熱流体Ｌを貯蔵する被加熱流体タンク１４に導入ライン１５を介して接続されており、ここから液体の状態の被加熱流体Ｌが導入されて受熱側シェル６内を通過する間に加熱され、気化する。気化した被加熱流体Ｌは、本実施例の場合、供給ライン１６から発電プラントである放熱設備１０に供給され、燃料として利用される。導入ライン１５の途中には流量調整弁１７が備えられており、被加熱流体タンク１４から加熱ライン８へ導入される被加熱流体Ｌの流量をここで調整できるようになっている。
【００３６】
受熱側ユニット３の適宜位置には、圧力センサ１８及び温度センサ１９が備えられ、受熱側ユニット３内の状態を監視できるようになっている。圧力センサ１８は、例えば受熱側シェル６の適宜箇所に取り付けられ、受熱側シェル６内の圧力を検出するようになっている。温度センサ１９は、例えば受熱側シェル６内の伝熱板９や、受熱フィン７を構成するプレート７ａ、加熱ライン８等の適宜位置に取り付けられた熱電対である。尚、図３中では圧力センサ１８や温度センサ１９の取付位置は受熱側シェル６付近に図示されているが、これはあくまで概略図であって、圧力センサ１８や温度センサ１９は受熱側ユニット３の圧力や温度が適切に把握できる限りどこに取り付けられていても良い。圧力センサ１８で検出された圧力値、及び温度センサ１９で検出された温度値は、それぞれ圧力信号１８ａ、温度信号１９ａとして、例えば放熱設備１０に設置された制御装置２０へ送られる。
【００３７】
また、制御装置２０は、バイパス弁１３に開閉信号１３ａを入力し、バイパス弁１３の開閉を指示してバイパスライン１２への排気ガスＧの流入を操作すると共に、流量調整弁１７に開度信号１７ａを入力し、流量調整弁１７の開度を介して被加熱流体タンク１４から送られる被加熱流体Ｌの流量を調整するようにもなっている。
【００３８】
そして、制御装置２０では、上述の圧力信号１８ａや温度信号１９ａにより受熱側ユニット３の状態を監視し、これに基づいて放熱側シェル４に流れ込む排気ガスＧの流量や、加熱ライン８に流れる被加熱流体Ｌの流量を管理するようになっている。具体的には、制御装置２０には圧力信号１８ａや温度信号１９ａが時々刻々入力されているが、ここで、例えば温度信号１９ａとして検出される温度が所定の基準値以上となった場合に、制御装置２０から開閉信号１３ａによりバイパス弁１３を開弁する指令が入力されてバイパスライン１２が開通し、放熱側シェル４に流れ込む排気ガスＧが減少してヒートシンク５の受け取る熱が減少し、受熱側ユニット３の温度が低下することになる。あるいは、温度が基準値以上となった場合、開度信号１７ａにより流量調整弁１７の開度を大きくする指令が入力され、被加熱流体タンク１４からの被加熱流体Ｌの導入が増加することで受熱側ユニット３の温度を低下させるようにしても良い。また、場合によってはこの二通りの処理を併用することもできる。こうして、受熱側ユニット３における温度や被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌの加熱量ないし気化量を適切に管理することができる。
【００３９】
また、圧力信号１８ａとして検出される圧力が急速に上昇した場合には、制御装置２０から流量調整弁１７の開度をゼロにするよう開度信号１７ａを入力し、被加熱流体タンク１４からの被加熱流体Ｌの導入を停止するようにすることもできる。
【００４０】
尚、図示は省略するが、本実施例の熱交換システムでは、上記した圧力センサ１８や温度センサ１９の他、種々のセンサ類を適宜位置に備えても良い。例えば、排熱ライン１１における放熱側ユニット２の前後に圧力センサを設置して制御装置２０にて監視し、差圧が所定以上に上昇した場合にヒートシンク５の清掃を促す警告を発するよう構成することができる。また、導入ライン１５や供給ライン１６に温度センサや圧力センサを設置し、被加熱流体Ｌの温度や圧力を監視しながら流量を管理するよう構成しても良い。
【００４１】
また、本実施例の場合、受熱側シェル６に安全弁２１を介して受熱側シェル６内の圧力を逃がすための非常用の抜出装置２２を設置している。安全弁２１は、受熱側シェル６内の圧力の上昇に伴って開弁し、受熱側シェル６内の流体を抜出装置２２へ放出するようになっている。すなわち、受熱側シェル６内の圧力が異常に高まった場合には、加熱ライン８の破損等による該加熱ライン８からの被加熱流体Ｌの漏出が懸念されるので、漏出した被加熱流体Ｌを処理するために抜出装置２２側へと抜き出すようにしている。抜出装置２２は、例えばベントスタックやフレアスタック、あるいは被加熱流体Ｌを貯留するタンク等であり、この抜出装置２２において、被加熱流体Ｌを含む流体は安全に処理される。
【００４２】
このように、本実施例においては、通常であれば排気ガスＧと共に大気中に廃棄している熱エネルギーを、排熱ライン（排気ダクト）１１途中に備えた熱交換器１の放熱側ユニット２にて回収し、被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌの気化に利用するようにしている。排熱を有効に利用するので、被加熱流体Ｌの加熱のための燃料等が不要であり、ランニングコストを抑えることができる。また、周辺環境の空気や水を熱源とするオープンラック式の熱交換器を用いる場合と比較して、気温や海水温等の影響を受けにくい。
【００４３】
その際、加熱流体（排気ガス）Ｇと被加熱流体Ｌとの熱交換に中間媒体を使用せず、ヒートシンク５と受熱フィン７及び伝熱板を介した静的な熱交換によって被加熱流体Ｌを加熱するようにしているので、中間媒体を循環させる複雑な配管や、動力としてのポンプが不要である。したがって、建造にかかる初期コストを削減できると共に、ポンプの動力にかかるランニングコストや、メンテナンスのための手間等を低減することができる。
【００４４】
また、本実施例の熱交換システムにおいて、被加熱流体ＬはＬＮＧであり、熱交換器１にてＬＮＧから気化された天然ガスは発電プラントである放熱設備１０で利用され、放熱設備１０からの排熱を被加熱流体Ｌの加熱に利用するようになっているので、放熱設備１０及びこれに付随する熱交換システムの全体をエネルギー面で効率化することができる。
【００４５】
この際、放熱設備１０における燃料としてＬＮＧを気化した天然ガスを使用しているため、例えば石炭等を燃料に用いる場合と比較して加熱流体である排気ガスＧが清浄である。したがって、該排気ガスＧが流通する放熱側ユニット２に腐食等が発生しにくく、また清掃等のメンテナンスの手間も低減することができる。
【００４６】
放熱設備１０は、ここでは発電プラントとして説明しているが、これに限らず、本発明の熱交換システムは、他にも化学プラントや種々の工場等、排熱を含んだ加熱流体Ｇが発生し得る設備であれば広く適用し得る。また、上述の実施例では熱交換器１にて被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌを気化したガスを放熱設備１０で利用するよう構成しているが、必ずしもこのような構成を取る必要はなく、加熱後の被加熱流体Ｌを利用する設備と、被加熱流体Ｌを加熱するための排熱を発生する設備（放熱設備１０）とは別々の設備であっても良い。被加熱流体ＬもＬＮＧに限らず、例えば液化エチレン等でも良く、加熱を要する流体であれば液体・気体を問わず広く利用し得る。加熱流体Ｇにも同様に種々の流体を適用することができ、例えば放熱設備１０が排熱を温水として排出する設備であれば、この温水を加熱流体Ｇとして利用することが可能である。
【００４７】
また、上述の実施例では放熱側シェル４内を加熱流体（排気ガス）Ｇが水平方向に沿って流通し、受熱側シェル６内では加熱ライン８がＳ字状に蛇行し、該加熱ライン８の入口８ａから被加熱流体Ｌが水平方向に沿って導入され、出口８ｂから水平方向に沿って放出される場合を例に説明したが、放熱側シェル４や加熱ライン８の構成はこれに限定されず、種々の配置や形態を取り得る。例えば、図示は省略するが、排熱ライン（排気ダクト）１１が鉛直方向に沿って延設されている場合、この途中に放熱側ユニット２を備え、該放熱側ユニット２に隣接して受熱側ユニット３を備えた構成とすることもできる。その場合、ヒートシンク５を構成する伝熱体５ａがプレート状に形成されているとすれば、該プレートである伝熱体５ａは鉛直方向に沿った面をなして配置されることになる。またその際、加熱ライン８は受熱側シェル６内を蛇行させず、受熱側シェル６の下部に備えた入口８ａから導入された被加熱流体Ｌを受熱側シェル６内で直線的に上方向へ導き、受熱側シェル６の上部に備えた出口８ｂから抜き出す構成としても良い。その他、放熱側シェル４やヒートシンク５、加熱ライン８等は、被加熱流体Ｌを好適に加熱できる限りにおいて種々の構成を取り得る。
【００４８】
以上のように、上記本実施例の熱交換器１は、加熱流体（排気ガス）Ｇを内部に通す放熱側シェル４内に加熱流体（排気ガス）Ｇからの熱を回収するヒートシンク５を備えた放熱側ユニット２と、受熱側シェル６内に被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌを流通させる加熱ライン８及びこれに接続された受熱フィン７を備えた受熱側ユニット３と、前記ヒートシンク５と前記受熱フィン７との間に挟み込まれた伝熱板９とを備えているので、熱交換に中間媒体を使用せず、ヒートシンク５と受熱フィン７及び伝熱板９を介した静的な熱交換によって被加熱流体Ｌを効率良く加熱することができる。中間媒体を循環させる配管やポンプが不要であり、建造にかかる初期コストや燃料等のランニングコスト、メンテナンスのための手間等を低減することができる。また、排熱を有効に利用するので、加熱のための燃料等も不要であり、周辺環境の温度等の影響を受けにくい。
【００４９】
また、本実施例の熱交換器１においては、前記受熱側シェル６内に熱媒体を充填することができ、このようにすれば、伝熱板９から受熱フィン７ないし加熱ライン８への熱伝達を補助することができる。
【００５０】
また、本実施例の熱交換システムによれば、上述の熱交換器１を備えることにより、熱交換器１と同じ作用効果を得ることができる。
【００５１】
また、本実施例の熱交換システムは、前記排熱ライン（排気ダクト）１１に前記放熱側ユニット２を迂回するバイパスライン１２を備えると共に、前記受熱側ユニット３の温度を監視し、該受熱側ユニット３の温度に応じて前記バイパスライン１２を開閉し、前記放熱側シェル４に流れる加熱流体（排気ガス）Ｇの流量を調整するよう構成することができ、このようにすれば、受熱側ユニット３における温度や被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌの加熱量を適切に管理することができる。
【００５２】
また、本実施例の熱交換システムは、前記受熱側ユニット３の温度を監視し、該受熱側ユニット３の温度に応じて前記加熱ライン８に流れる被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌの流量を調整するよう構成することができ、このようにしても、受熱側ユニット３における温度や被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌの加熱量を適切に管理することができる。
【００５３】
また、本実施例の熱交換システムは、前記受熱側シェル６に安全弁２１を介して抜出装置２２を備え、前記受熱側シェル６内の圧力の上昇に伴い前記安全弁２１が開弁して前記受熱側シェル６内の流体を前記抜出装置２２へ放出するよう構成することができ、このようにすれば、受熱側シェル６内で被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌの漏出が発生した際、該被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌが周辺環境へ漏洩することを防止して被加熱流体（ＬＮＧ）Ｌを安全に処理することができる。
【００５４】
また、本実施例の熱交換システムにおいては、前記加熱ライン８に流入する被加熱流体Ｌは液化天然ガス（ＬＮＧ）であり、前記放熱側シェル４に流入する加熱流体（排気ガス）Ｇは、前記受熱側ユニット３にて気化したガスを利用する放熱設備（発電プラント）１０からの排気ガスであるので、放熱設備１０及びこれに付随する熱交換システムの全体をエネルギー面で効率化することができる。
【００５５】
したがって、上記本実施例によれば、中間媒体の循環によらず、被加熱流体と熱源との間で好適に熱交換を行い得る。
【００５６】
尚、本発明の熱交換器及び熱交換システムは、上述の実施例にのみ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変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５７】
１    熱交換器
２    放熱側ユニット
３    受熱側ユニット
４    放熱側シェル
５    ヒートシンク
６    受熱側シェル
７    受熱フィン
８    加熱ライン
９    伝熱板
１０    放熱設備（発電プラント）
１１    排熱ライン（排気ダクト）
１２    バイパスライン
２１    安全弁
２２    抜出装置
Ｇ    加熱流体（排気ガス）
Ｌ    被加熱流体（ＬＮＧ）
【図１】
2018031565.tif 000003
【図２】
2018031565.tif 000004
【図３】
2018031565.tif 000005