(57)【要約】【課題】加圧タンク内のＬＮＧを移送する際に、ＬＮＧに移送ポンプを浸漬せず、また加圧タンクの底部に液排出ノズルを設けることなく大きな熱侵入を伴わずにＬＮＧを移送することができる船舶を提供する。【解決手段】船舶は、ＬＮＧが貯蔵された加圧タンク３と、天然ガスよりも凝縮温度が低く加圧タンク３内の圧力よりも高圧とされた窒素ガスを加圧タンク３内に供給して加圧する加圧手段５，２８と、加圧手段５，２８による加圧によって、加圧タンク３内のＬＮＧを外部へと移送するＬＮＧ移送配管７と、ＬＮＧ移送配管７から導かれたＬＮＧが気化された天然ガスが供給されるガス炊きディーゼル機関とを備えている。【選択図】図１
2013209000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを液化した液化燃料ガスが貯蔵された液化燃料ガス貯蔵タンクと、
前記燃料ガスよりも凝縮温度が低く前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の圧力よりも高圧とされた移送用ガスを前記液化燃料ガス貯蔵タンク内に供給して加圧する加圧手段と、
該加圧手段による加圧によって、前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを外部へと移送する液化燃料ガス移送配管と、
該液化燃料ガス移送配管から導かれた液化燃料ガスが気化された燃料ガスが供給されるガス炊きディーゼル機関と、
を備えていることを特徴とする船舶。
【請求項２】
燃料ガスを液化した液化燃料ガスが貯蔵された液化燃料ガス貯蔵タンクと、
前記燃料ガスよりも凝縮温度が低く前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の圧力よりも高圧とされた移送用ガスを前記液化燃料ガス貯蔵タンク内に供給して加圧する加圧手段と、
該加圧手段による加圧によって、前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを外部へと移送する液化燃料ガス移送配管と、
を備えていることを特徴とする液化燃料ガス移送装置。
【請求項３】
前記加圧手段は、前記移送用ガスが液化された液化移送用ガスが貯蔵される液化移送用ガス貯蔵タンクを備え、
前記液化燃料ガス貯蔵タンク内には、前記液化移送用ガス貯蔵タンク内の液化移送用ガスが気化された移送用ガスが供給されることを特徴とする請求項２に記載の液化燃料ガス移送装置。
【請求項４】
前記液化燃料ガス移送配管に接続され、移送された液化燃料ガスを一時貯留する一時貯留タンクと、
該一時貯留タンクに接続され、該一時貯留タンク内の液化燃料ガスを吸い込み昇圧する昇圧ポンプと、
を備え、
前記一時貯留タンク内の加圧源として、前記移送用ガスが用いられることを特徴とする請求項２又は３に記載の液化燃料ガス移送装置。
【請求項５】
前記液化移送用ガス貯蔵タンクには、前記液化燃料ガス貯蔵タンクから導かれた液化燃料ガスの冷熱を用いて凝縮された液化移送用ガスが供給されることを特徴とする請求項３又は４に記載の液化燃料ガス移送装置。
【請求項６】
燃料ガスを液化した液化燃料ガスが貯蔵された液化燃料ガス貯蔵タンクと、
前記燃料ガスよりも凝縮温度が低く前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の圧力よりも高圧とされた移送用ガスを前記液化燃料ガス貯蔵タンク内に供給して加圧する加圧手段と、
を備えた液化燃料ガス移送装置の液化燃料ガス移送方法であって、
前記加圧手段による加圧によって、前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを外部へと移送することを特徴とする液化燃料ガス移送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶、液化燃料ガス移送装置および液化燃料ガス移送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ（液化天然ガス）を燃料とする船舶は、加圧タンク（液化燃料ガス貯蔵タンク）を船上に装備し、保存された液を加圧昇温して主機エンジンや発電機エンジン等に送り込む必要がある。加圧タンク内の液は通常飽和液であり、タンク防熱を貫通して侵入する熱により液温が上昇し、それにあわせてタンク内圧（＝液温における飽和圧力）も自然に昇圧する。したがって、加圧タンクの設計圧に近づいてくると何らかの減圧機構が必要であり、最終的には安全弁でボイルオフガスを逃がし、設計圧を保証しなければならない。圧力を下げるには、ボイルオフガスを再液化する液化装置を装備しない限り、抜き出して燃焼処理するしかない。焼却処理してしまうのではガスの無駄が発生してしまうので、これを回避するためには、加圧タンクの断熱性能向上や、その他の加圧タンクへの入熱の機会の排除が重要である。
【０００３】
加圧タンク内のＬＮＧ液を移送する場合、加圧タンク内のＬＮＧ液に浸漬した移送ポンプを利用する方法がある（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７７６１８号公報（図１及び［００２６］参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のようにＬＮＧ液に移送ポンプを浸漬する場合、移送ポンプのＮＰＳＨ（有効吸入水頭）を確保することはできるが、移送ポンプがＬＮＧ液に浸漬されているのでメンテナンス作業が容易ではないという問題がある。
【０００６】
その他のＬＮＧ移送方法として、加圧タンク底部からＬＮＧの一部を取り出して蒸発器でガス化し、加圧タンクのガス相に戻すことにより、加圧タンク内の内圧を上げてＬＮＧ液を移送する方法がある。
しかし、この方法は、ＬＮＧ液に浸漬した移送ポンプが何らかの理由で稼働できない場合のバックアップとして用いられることが多いが、加圧タンクから抜き出したＬＮＧ液を加熱して得られたガスを加圧タンクに再び戻すので、タンク入熱が不可避となりＬＮＧの無駄が発生する。また、加圧タンクが小型の場合には底部に液排出ノズルを設けることは比較的容易だが、ＬＮＧ船等の大型タンクの場合は底部に液排出ノズルを設けることは、漏洩のおそれ等の問題で安全規則上忌避されるのが通常である。
また、加圧タンク内に供給するガスはＬＮＧ液とほぼ同成分の天然ガスであるため、ＬＮＧ液と接する部分ではガスが再凝縮してしまう。この凝縮は船体動揺などで液面が荒れている場合に顕著となり、再凝縮量が大きくなると、期待した加圧が得られない場合もあり、再凝縮によるタンク内への侵入熱（ガスにより外部から熱が運ばれる）により、液温を上げてしまい、ＬＮＧ液の保存期間が短縮してしまうという問題がある。
【０００７】
また、熱媒が流通する伝熱管を加圧タンク内のＬＮＧ液に沈めて、ＬＮＧ液を蒸発させて内圧を上げ、ＬＮＧ液を移送する方法もある。この方法についても、加圧タンク内のＬＮＧ液全体を加熱することとなり、前述の液排出ノズルによるガス化に比べても著しく効率が悪い。
【０００８】
また、ＬＮＧを燃料とするエンジンへの移送過程では、エンジンが所望するガス圧を確保するための昇圧ポンプ（往復式、遠心式等）を有する場合がほとんどだが、ＬＮＧの飽和液をそのまま昇圧ポンプで吸い込んで送る場合、ＮＰＳＨ（有効吸入水頭）不足の問題を起こしやすい。したがって、過冷却液を送るか、ＮＰＳＨ確保のために高い位置に吸入タンクを別途設ける必要がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを移送する際に、液化燃料ガスに移送ポンプを浸漬せず、また液化燃料ガス貯蔵タンクの底部に液排出ノズルを設けることなく大きな熱侵入を伴わずに液化燃料ガスを移送することができる船舶、液化燃料ガス移送装置および液化燃料ガス移送方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の船舶、液化燃料ガス移送装置および液化燃料ガス移送方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる船舶は、燃料ガスを液化した液化燃料ガスが貯蔵された液化燃料ガス貯蔵タンクと、前記燃料ガスよりも凝縮温度が低く前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の圧力よりも高圧とされた移送用ガスを前記液化燃料ガス貯蔵タンク内に供給して加圧する加圧手段と、該加圧手段による加圧によって、前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを外部へと移送する液化燃料ガス移送配管と、該液化燃料ガス移送配管から導かれた液化燃料ガスが気化された燃料ガスが供給されるガス炊きディーゼル機関とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
液化燃料ガス（例えば液化天然ガス（ＬＮＧ））が貯蔵された液化燃料ガス貯蔵タンク内に、液化燃料ガスよりも凝縮温度が低く液化燃料ガス貯蔵タンク内の圧力よりも高圧とされた移送用ガス（例えば窒素（Ｎ２））を液化燃料ガス貯蔵タンク内に供給することによって、液化燃料ガス移送配管から液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを外部へと移送することとした。このように液化燃料ガスよりも凝縮温度が低い移送用ガスを用いることとしたので、移送用ガスが液化燃料ガス貯蔵タンク内で凝縮することを可及的に回避することができ、効果的に加圧を行うことできるとともに、凝縮熱によって液化燃料ガス貯蔵タンク内の温度を上昇させることがない。したがって、液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを無駄に蒸発させることなく保存期間を長く保つことができる。
【００１２】
また、本発明の液化燃料ガス移送装置は、燃料ガスを液化した液化燃料ガスが貯蔵された液化燃料ガス貯蔵タンクと、前記燃料ガスよりも凝縮温度が低く前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の圧力よりも高圧とされた移送用ガスを前記液化燃料ガス貯蔵タンク内に供給して加圧する加圧手段と、該加圧手段による加圧によって、前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを外部へと移送する液化燃料ガス移送配管とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
液化燃料ガス（例えば液化天然ガス（ＬＮＧ））が貯蔵された液化燃料ガス貯蔵タンク内に、液化燃料ガスよりも凝縮温度が低く液化燃料ガス貯蔵タンク内の圧力よりも高圧とされた移送用ガス（例えば窒素（Ｎ２））を液化燃料ガス貯蔵タンク内に供給することによって、液化燃料ガス移送配管から液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを外部へと移送することとした。このように液化燃料ガスよりも凝縮温度が低い移送用ガスを用いることとしたので、移送用ガスが液化燃料ガス貯蔵タンク内で凝縮することを可及的に回避することができ、効果的に加圧を行うことできるとともに、凝縮熱によって液化燃料ガス貯蔵タンク内の温度を上昇させることがない。したがって、液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを無駄に蒸発させることなく保存期間を長く保つことができる。
【００１４】
さらに、本発明の液化燃料ガス移送装置は、前記加圧手段は、前記移送用ガスが液化された液化移送用ガスが貯蔵される液化移送用ガス貯蔵タンクを備え、前記液化燃料ガス貯蔵タンク内には、前記液化移送用ガス貯蔵タンク内の液化移送用ガスが気化された移送用ガスが供給されることを特徴とする。
【００１５】
液化移送用ガス貯蔵タンク内に液化移送用ガスを貯蔵しておき、この液化移送用ガスを気化して液化燃料ガス貯蔵タンク内に供給して液化燃料ガス貯蔵タンク内を加圧することとした。移送用ガスは、燃料ガスよりも凝縮温度が低いので、液化移送用ガスを気化して飽和温度となったガスを移送用ガスとして用いたとしても、液化燃料ガス貯蔵タンク内の温度を上昇させることがない。
液化移送用ガスを気化する方式としては、例えば、液化移送用ガス貯蔵タンクから導かれた液化移送用ガスを気化する気化器を用いる方式としても良いし、液化移送用ガス貯蔵タンク内に供給する液化移送用ガスをフラッシュさせて得られる移送用ガスを用いる方式としても良い。
【００１６】
さらに、本発明の液化燃料ガス移送装置は、前記液化燃料ガス移送配管に接続され、移送された液化燃料ガスを一時貯留する一時貯留タンクと、該一時貯留タンクに接続され、該一時貯留タンク内の液化燃料ガスを吸い込み昇圧する昇圧ポンプとを備え、前記一時貯留タンク内の加圧源として、前記移送用ガスが用いられることを特徴とする。
【００１７】
昇圧ポンプの上流側に、液化燃料ガスを一時貯留する一時貯留タンクを設け、これにより、昇圧ポンプのＮＰＳＨ（有効吸入水頭）を確保することとした。本発明では、さらに、一時貯留タンク内を加圧するために移送用ガスを用いて、更に昇圧ポンプのＮＰＳＨを確保することとした。これにより、昇圧ポンプにおけるキャビテーションや吸込み不足といった不具合を回避することができ、安定した連続液送運転が確保される。
一時貯留タンク内を加圧する移送用ガスとしては、液化燃料ガス貯蔵タンク内を加圧した後の移送用ガスを用いても良いし、液化移送用ガス貯蔵用タンクから直接導かれる移送用ガスを用いても良い。
【００１８】
さらに、本発明の液化燃料ガス移送装置は、前記液化移送用ガス貯蔵タンクには、前記液化燃料ガス貯蔵タンクから導かれた液化燃料ガスの冷熱を用いて凝縮された液化移送用ガスが供給されることを特徴とする。
【００１９】
移送用ガスを液化させる際に、液化燃料ガス貯蔵タンクから導かれる液化燃料ガスの冷熱を用いることとした。これにより、例えばエキスパンダー等を用いた冷凍サイクルを用いる場合に比べて、移送用ガスを液化する際の動力を大幅に低減することができる。また、液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスは、上述したように、移送用ガスの加圧によって過冷却が付加されている。したがって、液化燃料ガスで移送用ガスを冷却したとしても、付加した過冷却分を用いて冷却するので、液化燃料ガスがボイルオフすることはない。
【００２０】
また、本発明の液化燃料ガス移送方法は、燃料ガスを液化した液化燃料ガスが貯蔵された液化燃料ガス貯蔵タンクと、前記燃料ガスよりも凝縮温度が低く前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の圧力よりも高圧とされた移送用ガスを前記液化燃料ガス貯蔵タンク内に供給して加圧する加圧手段とを備えた液化燃料ガス移送装置の液化燃料ガス移送方法であって、前記加圧手段による加圧によって、前記液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを外部へと移送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
液化燃料ガスが貯蔵された液化燃料ガス貯蔵タンク内に、液化燃料ガスよりも凝縮温度が低く液化燃料ガス貯蔵タンク内の圧力よりも高圧とされた移送用ガスを液化燃料ガス貯蔵タンク内に供給することによって、液化燃料ガス移送配管から液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを外部へと移送することとした。このように液化燃料ガスよりも凝縮温度が高い移送用ガスを用いることとしたので、移送用ガスが液化燃料ガス貯蔵タンク内で凝縮することを可及的に回避することができ、効果的に加圧を行うことできるとともに、凝縮熱によって液化燃料ガス貯蔵タンク内の温度を上昇させることがない。したがって、液化燃料ガス貯蔵タンク内の液化燃料ガスを無駄に蒸発させることなく保存期間を長く保つことができる。
また、移送ポンプの上流側に、液化燃料ガスを一時貯留する一時貯留タンクを設け、これにより、昇圧ポンプのＮＰＳＨを確保することとした。本発明では、さらに、一時貯留タンク内を加圧するために移送用ガスを用いて、更に昇圧ポンプのＮＰＳＨを確保することとした。これにより、昇圧ポンプにおけるキャビテーションや吸込み不足といった不具合を回避することができ、安定した運転が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液化燃料ガス移送装置を示した概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る液化燃料ガス移送装置を示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１には、本実施形態にかかるＬＮＧ移送装置（液化燃料ガス移送装置）１が示されている。ＬＮＧ移送装置１は、船舶の推進用主機として使用されるガス炊き低速ディーゼル機関（以下「エンジン」という。）にＬＮＧを燃料として供給するものである。
ＬＮＧ移送装置１は、液化燃料ガスとしてのＬＮＧを貯蔵する加圧タンク（液化燃料ガス貯蔵タンク）３と、加圧タンク３内を加圧するための窒素（移送用ガス）を供給するための液体窒素タンク（加圧手段）５と、加圧タンク３内のＬＮＧを外部へと移送するためのＬＮＧ移送配管７と、ＬＮＧ移送配管７から供給されたＬＮＧを一時的に貯留するサクションドラム（一時貯留タンク）９と、サクションドラム９内のＬＮＧを吸込み昇圧する昇圧ポンプ１１とを備えている。
【００２４】
加圧タンク３には、エンジンの燃料として用いられるＬＮＧが加圧状態で貯蔵されている。ＬＮＧタンクの上部はガス相とされており、蒸発したＬＮＧガスおよび後述する窒素が満たされている。
加圧タンク３には、液体窒素タンク５から窒素ガスが供給される窒素ガス供給配管１３と、加圧タンク３内のガス相の気体を外部へと排出するオフガス用配管１５と、サクションドラム９を加圧するためのＢＯＧ（ボイルオフガス）配管１７とが接続されている。また、加圧タンク３内の圧力を計測するための第１圧力センサ１９が設けられており、圧力センサ１９の計測値は差圧コントローラ２１へと送られるようになっている。
【００２５】
ＬＮＧ移送配管７は、加圧タンク３内の下部に吸込口７ａを有して加圧タンク３の上方へと立ち上がる立上り部７ｂと、立上がり部７ｂの上部にて折返し下方へ立ち下がる立ち下がり部７ｃとを有している。このように、本実施形態では、加圧ドラム３の底部からＬＮＧを取り出す構造を採用しておらず、加圧ドラム３内のＬＮＧを上方から吸い込む構造を採用している。
ＬＮＧ移送配管７の下流端となる他端は、サクションドラム９に接続されており、その中途位置に液位制御弁２３が設けられている。
【００２６】
液体窒素タンク５内には、所定量の液体窒素が貯留されている。この液体窒素は、外部から供給され、例えば船内に空気液化設備が設けられている場合には、空気液化設備にて製造された液体窒素が供給される。
液体窒素タンク５は、加圧タンク３内を加圧する加圧手段の一構成機器とされており、他の加圧手段の構成機器としては、上述した窒素ガス供給配管１３と、液体窒素タンク５の下端５ａと窒素ガス供給配管１３の中途位置１３ａとの間にわたって設けられた液体窒素ガス化配管２５とが設けられている。
窒素ガス供給配管１３は、上述したように、下流端１３ｂは加圧タンク３のガス相を形成する上部に接続されており、上流端１３ｃは液体窒素タンク５のガス相を形成する上部に接続されている。
液体窒素ガス化配管２５には、液体窒素流量調整弁２７と、液体窒素をガス化する気化器（加圧手段）２８とが設けられている。液体窒素流量調整弁２７の開度は、後述する弁開度コントローラ２９によって制御される。気化器２８は、液体窒素を加熱してガス化するものであり、加熱源としては空気を用いるのが効果的で、典型的にはいわゆるエアベーパライザが用いられる。気化器２８にて気化された窒素ガスは、窒素ガス供給配管１３に合流した後に、加圧タンク３のガス相へと導かれる。このように、液体窒素流量調整弁２７によってガス化される窒素の量が決まるので、加圧タンク３の加圧量が液体窒素流量調整弁２７によって決定されることになる。
なお、液体窒素タンク５には、第３圧力センサ３７が設けられており、液体窒素タンク５内の圧力が計測されるようになっている。
【００２７】
加圧タンク３に接続されたオフガス用配管１５は、加圧タンク３内のガスを排出するために用いられ、中途位置にオフガス弁３１が設けられている。オフガス弁３１の開度は、上述した液体窒素流量調整弁２７とともに、後述する弁開度コントローラ２９によって制御される。オフガス用配管１５によって、加圧タンク３内のボイルオフガスが抜かれ、図示しない焼却設備等によって処理される。このように、オフガス弁３１によって加圧タンク３内のガスの取出量が決定されるので、オフガス弁３１によって加圧タンク３の減圧量が調整されることになる。
【００２８】
サクションドラム９は、ＬＮＧ移送配管７を介して加圧タンク３から供給されたＬＮＧを一時的に貯留し、昇圧ポンプ１１のＮＰＳＨ（有効吸入水頭）を確保するために使用される。サクションドラム９は、図１に示されているように、ヘッド差を用いてＬＮＧを移送できるように、加圧タンク３の下方に設けられていることが好ましい。
サクションドラム９には、サクションドラム９内の圧力を計測する第２圧力センサ３４が設けられている。第２圧力センサ３４の計測値は、差圧コントローラ２１へ送られる。
サクションドラム９には、貯留されたＬＮＧの液位を計測するためのレベルセンサ３３が設けられている。レベルセンサ３３の計測値は、レベルコントローラ３５に送られる。レベルコントローラ３５は、レベルセンサ３３の計測値に基づいて、サクションドラム９内のＬＮＧの液位が所定の範囲となるＬＣＶ開度目標値を演算し、このＬＣＶ開度目標値を液位制御弁２３に指示する。
【００２９】
この液位制御弁２３の開度目標値であるＬＣＶ開度目標値は、上述した弁開度コントローラ２９へと送られる。弁開度コントローラ２９は、ＬＣＶ開度目標値に基づいて、液位制御弁２３の弁開度が所定範囲内に存在するように、液体窒素流量調整弁２７及びオフガス弁３１の開度を制御する。これにより、液位制御弁２３の制御性が良い開度範囲（例えば７０〜８０％の開度範囲）で動作するように、加圧タンク３内の圧力を調整するようになっている。
【００３０】
加圧タンク３に接続されたＢＯＧ配管１７は、上流端１７ａが加圧タンク３のガス相を形成する上部に接続されており、下流端１７ｂがサクションドラム９のガス相を形成する上部に接続されている。ＢＯＧ配管１７の中途位置には、差圧制御弁３９が設けられている。差圧制御弁３９は、差圧コントローラ２１によって、第１圧力センサ１９の計測圧力と第２圧力センサ３４の計測圧力との差圧が一定となるように制御される。これにより、サクションドラム９のガス相の圧力が常に所定値となるように、すなわちサクションドラム９内の圧力が所望の加圧状態となるように制御される。この加圧力によって、サクションドラム９内のＬＮＧに対して過冷却がさらに付加され、ＮＰＳＨが確保されることになる。
【００３１】
サクションドラム９から導かれたＬＮＧを吸込み昇圧する昇圧ポンプ１１は、種々の形式のものを用いることができ、例えばピストン式や遠心式を用いることができる。昇圧ポンプ１１では、ＬＮＧの供給先であるエンジンの負荷に応じた圧力（例えば１５０〜３００ｂａｒ）まで任意に昇圧できるようになっている。
昇圧ポンプ１１にて昇圧された高圧ＬＮＧは、窒素ガスとの第１加熱器４１及び清水との第２加熱器４３を通過する際にガス化され、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）としてエンジンへ供給される。
【００３２】
上述したＬＮＧ移送装置１は、以下のように加圧タンク３内のＬＮＧを移送する。
加圧タンク３内のＬＮＧをサクションドラム９へと移送する際には、窒素ガス供給配管１３から窒素ガスを供給して加圧タンク３内を加圧する。これにより、加圧タンク３内の圧力が上昇することによって、加圧タンク３内のＬＮＧがＬＮＧ移送配管７を介して外部へと押し出される。
【００３３】
加圧タンク３内の圧力は、液位制御弁２３の弁開度が制御性の良い範囲（例えば７０〜８０％の弁開度）となるように、液体窒素流量調整弁２７及びオフガス弁３１によって調整される。具体的には、弁開度コントローラ２９がレベルコントローラ３５から受信したＬＣＶ開度目標値が液位制御弁２３の制御性の良い弁開度を下回っていた場合には、液位制御弁２３の開度が閉まり過ぎと判断して、オフガス弁３１の開度を開方向に制御するとともに液体窒素流量制御弁２７の開度を閉方向に制御する。これにより、加圧タンク３内の圧力が下がり、液位制御弁２３の開度が開方向へと制御される。一方、弁開度コントローラ２９がレベルコントローラ３５から受信したＬＣＶ開度目標値が液位制御弁２３の制御性の良い弁開度を上回っていた場合には、液位制御弁２３の開度が開き過ぎと判断して、オフガス弁３１の開度を閉方向に制御するとともに液体窒素流量制御弁２７の開度を開方向に制御する。これにより、加圧タンク３内の圧力が上がり、液位制御弁２３の開度が閉方向へと制御される。なお、この際に、液体窒素流量制御弁２７及びオフガス弁３１の両方を同時に制御する必要は無く、いずれか一方のみを制御しても良い。
【００３４】
サクションドラム９内の圧力は、差圧コントローラ２１によって制御される。具体的には、第１圧力センサ１９で計測した加圧タンク３内の圧力と、第２圧力センサ３４で計測したサクションドラム９内の圧力との差圧が、予め定めた一定の値となるように差圧制御弁３９を制御する。これにより、サクションドラム９内の圧力が常に加圧されることになり、サクションドラム９内のＬＮＧに過冷却を付けてＮＰＳＨを確保することができる。
【００３５】
以上の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ＬＮＧが貯蔵された加圧タンク３内に、ＬＮＧよりも凝縮温度が低く加圧タンク３内の圧力よりも高圧とされた窒素ガスを加圧タンク３内に供給することによって、ＬＮＧ移送配管７から加圧タンク３内のＬＮＧを外部へと移送することとした。このようにＬＮＧよりも凝縮温度が低い窒素ガス（窒素はメタンに対して凝縮温度が約４０℃低い）を用いることとしたので、窒素ガスが加圧タンク３内で凝縮することを可及的に回避することができ、効果的に加圧を行うことできるとともに、凝縮熱によって加圧タンク３内の温度を上昇させることがない。したがって、加圧タンク３内のＬＮＧを無駄に蒸発させることなく保存期間を長く保つことができる。
【００３６】
液体窒素タンク５内に液体窒素を貯蔵しておき、この液体窒素を気化器２８で気化して加圧タンク３内に供給して加圧タンク３内を加圧することとした。窒素ガスの蒸発温度は、ＬＮＧの主成分であるメタンの凝縮温度よりも低いので、液体窒素を気化して飽和温度となった窒素ガスを移送用ガスとして用いたとしても、加圧タンク３内の温度を上昇させることがない。なお、加圧タンク３内の温度上昇をさらに防ぐために、窒素ガスを減温した後に加圧タンク３に供給してもよい。
【００３７】
昇圧ポンプ１１の上流側に、ＬＮＧを一時貯留するサクションドラム９を設け、これにより、昇圧ポンプのＮＰＳＨを確保することとした。さらに、サクションドラム９内を加圧するためにＢＯＧ配管１７を介して加圧タンク３から導かれる窒素ガスおよびＢＯＧを用いて、更に昇圧ポンプ１１のＮＰＳＨを確保することとした。これにより、昇圧ポンプ１１におけるキャビテーションや吸込み不足といった不具合を回避することができ、安定した連続液送運転が確保される。
【００３８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図２を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態では液体窒素が消費されると、別途外部から液体窒素を補給する必要が生じるが、窒素ガスから液体窒素を生成する装置を付加することで、外部から液体窒素を補給する手間を省略できる構成となっている。以下の説明では、第１実施形態と同一の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態に係るＬＮＧ移送装置（液化燃料ガス移送装置）１’は、第１実施形態同様に、加圧タンク３と、液体窒素タンク５と、ＬＮＧ移送配管７と、サクションドラム９とを備えている。なお、図２では、図１に示した昇圧ポンプ１１は省略されている。
【００３９】
ＬＮＧ移送配管７には、移送ポンプ４５が設けられており、加圧タンク３からＬＮＧを吸い込んでサクションドラム９へと押し込むようになっている。なお、移送ポンプ４５によるＬＮＧの移送は、窒素ガス供給配管１３による加圧タンク３の加圧によるＬＮＧ移送と併せて行われる。移送ポンプ４５によって加圧されることで、ＬＮＧ移送配管７内を流れるＬＮＧに過冷却が負荷されることになる。
移送ポンプ４５の下流側には、分岐点７ｅにて分岐する液スプレー配管４７が設けられている。液スプレー配管４７の他端は、加圧タンク３のガス相に開口しており、液スプレー弁４９によって流量調整されたＬＮＧが加圧タンク３のガス相にて散布（好ましくは噴霧）されるようになっている。ＬＮＧを加圧タンク３内のガス相に散布し、凝縮液化させることで、加圧タンク３内を減圧できるようになっている。液スプレー配管４７には、ＬＮＧサブクーラ５１が設けられており、後述する液体窒素によってＬＮＧが冷却されるようになっている。
【００４０】
ＬＮＧ移送配管７の下流側であるサクションドラム９側には、液位制御弁２３が設けられている。この液位制御弁２３は、第１実施形態と同様に、サクションドラム９内のＬＮＧの液位が所定範囲になるように開度制御される。
【００４１】
加圧タンク３には、窒素ガス供給配管１３が設けられている。窒素ガス供給配管１３は、分岐点１３ｅにて分岐するオフガス用配管１５が設けられている。また、窒素ガス供給配管１３には、第４圧力センサ５３と、加圧用窒素ガス制御弁５７とが設けられている。加圧用窒素ガス圧力コントローラ５５によって、第４圧力センサ５３の計測値が所望値となるように、加圧用窒素ガス制御弁５７が制御される。
【００４２】
液体窒素タンク５には、液体窒素製造系統６０が設けられている。
液体窒素製造系統６０は、窒素ガスを圧縮するガス圧縮機６２と、ガス圧縮機６２にて圧縮された窒素ガスを貯留する窒素ガスタンク６４と、窒素ガスタンク６４内の窒素ガスを液体窒素タンク５へと導くとともに窒素ガスを液化する液体窒素製造配管６６とを備えている。
なお、液体窒素製造系統６０は、液体窒素タンク５から窒素ガス供給配管１３および窒素ガス戻り配管７０までの系統や、ガス圧縮機６２から窒素ガスタンク６４および予熱器８０までの系統を含んでいる。
【００４３】
ガス圧縮機６２は、例えばピストン往復式とされており、窒素ガス補給配管６８または窒素ガス戻り配管７０から逆止弁７２を介して窒素ガスを吸い込み圧縮する。窒素ガス補給配管６８には、船上に設置されたＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption：圧力変動吸着）等の窒素ガスを製造する装置（図示せず）がチェック弁７４を介して接続されている。
窒素ガスタンク６４は、ガス圧縮機６２から逆止弁７６を介して導かれた圧縮窒素ガスを貯蔵する。窒素ガスタンク６４内の圧力は、液体窒素製造配管６６に設けられた圧力制御弁７８によって調整される。
【００４４】
液体窒素製造配管６６には、窒素ガス戻り配管７０を流れる低温窒素ガスと熱交換する予冷器８０と、ＬＮＧ移送配管７を流れるＬＮＧと熱交換する凝縮器８２とが設けられている。液体窒素製造配管６６を流れる圧縮窒素ガスは、予冷器８０にて窒素ガス戻り配管７０を流れる低温窒素ガスによって冷却された後に、凝縮器８２にてＬＮＧ移送配管７を流れるＬＮＧによって冷却されて凝縮する。凝縮器８２にて凝縮した液体窒素は、チェック弁８４を通過し、膨張弁８６にて減圧膨張された後に、液体窒素タンク５のガス相に散布（好ましくは噴霧）される。膨張後の液体窒素が液体窒素タンク５のガス相に散布されると、一部が低温窒素ガス（フラッシュガス）となり、残部が低温液となる。低温窒素ガスは、液体窒素タンク５のガス相を形成する上部に接続された窒素ガス供給配管１３を通り、加圧タンク３へと導かれる一方、分岐位置１３ｆにて分岐した窒素ガス戻り配管７０およびサクションドラム加圧用配管８８へ分配される。
【００４５】
窒素ガス戻り配管７０は、上流端の分岐位置１３ｆから、ガス圧縮機６２の入口合流位置７０ｂとされた下流端まで延在している。窒素ガス戻り配管７０には、圧力制御弁９０と、予冷器８０とが設けられている。圧力制御弁９０は、液体窒素タンク圧力コントローラ９２によって開度制御される。液体窒素タンク圧力コントローラ９２は、液体窒素タンク５に設けられた第５圧力センサ９４が所望値となるように、圧力制御弁９０および膨張弁８６を制御する。
【００４６】
サクションドラム加圧用配管８８は、上流端の分岐位置１３ｆから、サクションドラム９のガス相を形成するタンク上部まで延在している。サクションドラム加圧用配管８８には、サクションドラム圧力制御弁９６が設けられている。サクションドラム圧力制御弁９６は、サクションドラム圧力コントローラ９８によって、サクションドラム９内の圧力が所定値となるように開度制御される。サクションドラム圧力コントローラ９８によって与えられる圧力により、サクションドラム９内のＬＮＧに過冷却が付加され、昇圧ポンプのＮＰＳＨが確保される。
また、サクションドラム圧力制御弁９６による圧力制御に加えて、サクションドラム９のガス相を形成するタンク上部に接続されたガス抜き配管９７のガス逃がし圧調整弁９９によって、サクションドラム９内の圧力を調整するようにしても良い。
【００４７】
液体窒素タンク５には、タンク底部の液相とタンク上部のガス相とを接続する窒素循環配管５０が設けられている。この窒素循環配管５０には、液スプレー配管４７を流れるＬＮＧを冷却するＬＮＧサブクーラ５１が設けられている。窒素循環配管５０により、液体窒素タンク５内の液体窒素が底部から取り出され、取り出された液体窒素は、ＬＮＧサブクーラ５１にてＬＮＧに冷熱を与えて蒸発して窒素ガスとなり、この窒素ガスは、液体窒素タンク５の上部のガス相へと戻されるようになっている。
【００４８】
上述したＬＮＧ移送装置１’は、以下のように加圧タンク３内のＬＮＧを移送する。
加圧タンク３内のＬＮＧをサクションドラム９へと移送する際には、窒素ガス供給配管１３から窒素ガスを供給して加圧タンク３内を加圧する。これにより、加圧タンク３内の圧力が上昇することによって、加圧タンク３内のＬＮＧがＬＮＧ移送配管１３を介して外部へと押し出される。この移送の際には、ＬＮＧ移送配管１３に設けた移送ポンプ４５による移送も併せて行われる。
【００４９】
加圧タンク３内の圧力は、窒素ガス供給配管１３に設けた第４圧力センサ５３で得られた圧力が予め定めた一定の値となるように、加圧用窒素ガス圧力コントローラ５５によって加圧用窒素ガス制御弁５３の開度制御を行うことで調整される。
【００５０】
サクションドラム９内の圧力は、サクションドラム圧力コントローラ９８によって制御される。具体的には、サクションドラム圧力コントローラ９８で得られたサクションドラム９内の圧力が、予め定めた一定の値となるようにサクションドラム圧力制御弁９６の開度を制御する。これにより、サクションドラム９内の圧力が常に加圧されることになり、サクションドラム９内のＬＮＧに過冷却を付けてＮＰＳＨを確保することができる。
【００５１】
液体窒素は、液体窒素製造系統６０により、以下のように製造される。
逆止弁７２を介して吸い込まれた窒素ガスがガス圧縮機６２によって圧縮されて吐出し、逆止弁７６を介して窒素ガスタンク６４へと流れ込む。窒素ガスタンク６４には、圧力制御弁７８によって所定圧力に調整された窒素ガスが貯留される。窒素ガスタンク６４内の窒素ガスは、圧力制御弁７８を通り、液体窒素製造配管６６を流れる。窒素ガスは、液体窒素製造配管６６を流通する際に、予冷器８０にて冷却され、そして凝縮器８２にて更に冷却されて凝縮液化する。予冷器８０では、窒素ガス戻り配管７０を流れる低温窒素ガスと熱交換し、凝縮器８２では、ＬＮＧ移送配管７を流れるＬＮＧと熱交換する。
【００５２】
凝縮器８２にて液化された液体窒素は、所定圧力以上となった場合にチェック弁８４を通過し、膨張弁８６によって減圧膨張された後、液体窒素タンク５のガス相に散布される。この際、膨張弁８６は、第５圧力センサ９４で得られた液体窒素タンク５内の計測圧力に基づいて、液体窒素タンク圧力コントローラ９２によって開度制御される。膨張弁８６は、液体窒素タンク５内の圧力が所定値よりも低くなっており増圧する必要がある場合に、多くの流量の液体窒素が供給されるように開方向へと制御される。
【００５３】
膨張弁８６によって減圧膨張された液体窒素は、液体窒素タンク５のガス相に散布されると、一部がフラッシュして低温ガスとなり、残部が低温液となり、気液が分離される。フラッシュした低温ガスは、液体窒素タンク５のガス相を形成する上部に接続された窒素ガス供給配管１３へと導かれる。低温となった液体窒素は、液体窒素タンク５内に貯留される。液体窒素タンク５内に貯留された液体窒素は、底部に接続された窒素循環配管５０から取り出され、ＬＮＧサブクーラ５１へと導かれる。ＬＮＧサブクーラ５１では、ＬＮＧ移送配管７の分岐点７ｅから分岐されたＬＮＧに対して液体窒素から冷熱が与えられ、ＬＮＧを過冷却する。過冷却されたＬＮＧは、液スプレー配管４７を通り、液スプレー弁４９にて流量調整された後に、加圧タンク３のガス相へと散布される。加圧タンク３のガス相に散布されたＬＮＧによって、ガス相内のガスが凝縮されることにより、加圧タンク３の減圧が行われる。
一方、ＬＮＧサブクーラ５１にてＬＮＧに冷熱を与えた液体窒素は、蒸発し、窒素循環配管５０を通り液体窒素タンク５のガス相へと導かれる。
【００５４】
液体窒素タンク５のガス相に接続された窒素ガス供給配管１３に導かれた低温窒素ガスの一部は、窒素ガス供給配管１３の分岐点１３ｆに接続された窒素ガス戻り配管７０に導かれ、圧力制御弁９０を通り予冷器８０へと導かれる。予冷器８０にて、低温窒素ガスの冷熱が窒素ガスタンク６４から導かれた窒素ガスに与えられる。圧力制御弁９０は、第５圧力センサ９４で得られた液体窒素タンク５内の計測圧力に基づいて、液体窒素タンク圧力コントローラ９２によって開度制御される。圧力制御弁９０は、液体窒素タンク５内の圧力が所定値よりも高くなっており減圧する場合に、多くの流量の低温窒素ガスが窒素ガス戻り配管７０を流れるように開方向へと制御される。
予冷器８０を通過した窒素ガスは、窒素ガス戻り配管７０を通り、ガス圧縮機６２の入口合流位置７０ｂからガス圧縮機６２へと導かれる。
【００５５】
また、液体窒素を製造する窒素量が不足して、ガス圧縮機６２の入口合流位置７０ｂにおける圧力が低下すると、チェック弁７４が開き、図示しないＰＳＡ等の窒素ガス製造装置から窒素ガス補給配管６８を介して窒素が補給される。このようにして、製造する液体窒素量は常に所定量確保できるようになっている。
【００５６】
以上の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ＬＮＧが貯蔵された加圧タンク３内に、ＬＮＧよりも凝縮温度が低く加圧タンク３内の圧力よりも高圧とされた窒素ガスを窒素ガス供給配管１３から加圧タンク３内に供給することによって、ＬＮＧ移送配管７から加圧タンク３内のＬＮＧを外部へと移送することとした。このようにＬＮＧよりも凝縮温度が低い窒素ガス（窒素はメタンに対して凝縮温度が約４０℃低い）を用いることとしたので、窒素ガスが加圧タンク３内で凝縮することを可及的に回避することができ、効果的に加圧を行うことできるとともに、凝縮熱によって加圧タンク３内の温度を上昇させることがない。したがって、加圧タンク３内のＬＮＧを無駄に蒸発させることなく保存期間を長く保つことができる。
【００５７】
液体窒素タンク５内に供給する液体窒素をフラッシュさせた低温窒素ガスを、窒素ガス供給配管１３を介して加圧タンク３内に供給し、加圧タンク３内を加圧することとした。このように、フラッシュさせて低温とした低温窒素ガスを加圧のためのガスとして用いるので、加圧タンク内の温度を上昇させることがない。なお、本実施形態では、ＬＮＧサブクーラ５１にて蒸発した窒素ガスとフラッシュさせた低温窒素ガスとを液体窒素タンク５のガス相で混合しているが、ＬＮＧサブクーラ５１にて蒸発した窒素ガスの飽和温度はＬＮＧの主成分であるメタンの凝縮温度に比べて十分に低いので、フラッシュさせた低温窒素ガスに混合させたとしても温度的な問題はない。
【００５８】
昇圧ポンプ（図２では省略した。図１の符号１１参照）の上流側に、ＬＮＧを一時貯留するサクションドラム９を設け、これにより、昇圧ポンプのＮＰＳＨを確保することとした。さらに、サクションドラム９内を加圧するためにサクションドラム加圧用配管８８を介して液体窒素タンク５から導かれる窒素ガスを用いて、更に昇圧ポンプのＮＰＳＨを確保することとした。これにより、昇圧ポンプにおけるキャビテーションや吸込み不足といった不具合を回避することができ、安定した連続液送運転が確保される。
【００５９】
液体窒素製造配管６６にて窒素ガスを液化させる際に、凝縮器８２にて、加圧タンクから導かれるＬＮＧの冷熱を用いることとした。これにより、例えばエキスパンダー等を用いた冷凍サイクルを用いる場合に比べて、窒素ガスを液化する際の動力を大幅に低減することができる。また、加圧タンク３内の液化燃料ガスは、上述したように、窒素ガスの加圧によって過冷却が付加されている。したがって、ＬＮＧで窒素ガスを冷却したとしても、付加した過冷却分を用いて冷却するので、液化燃料ガスがボイルオフすることはない。また、本実施形態では、移送ポンプ４５によりＬＮＧが加圧されているので、さらにＬＮＧのボイルオフを回避することができる。
【００６０】
なお、上述した各実施形態では、液化燃料ガスとしてＬＮＧを例として挙げて説明したが、例えばＬＰＧ等の他の燃料ガス（液化エタン、アンモニア等）でも良い。
また、上述した各実施形態では、移送用ガスとして窒素ガスを例として挙げて説明したが、液化燃料ガスよりも凝縮温度が低いガスであれば他のガス（例えば希ガス）を用いることとしても良い。特に、上述の各実施形態のように窒素ガスであれば、不燃性であり、ＬＮＧよりも沸点および凝縮点が低く、入手が容易であるため好適である。
【符号の説明】
【００６１】
１，１’  ＬＮＧ移送装置（液化燃料ガス移送装置）
３  加圧タンク（液化燃料ガス貯蔵タンク）
５  液体窒素タンク（液化移送用ガス貯蔵タンク）
７  ＬＮＧ移送配管（液化燃料ガス移送配管）
９  サクションドラム（一時貯留タンク）
１１  昇圧ポンプ
１３  窒素ガス供給配管
１５  オフガス用配管
１７  ＢＯＧ配管
２３  液位制御弁
２５  液体窒素ガス化配管
２７  液体窒素流量調整弁
２８  気化器
３９  差圧制御弁
４１  第１加熱器
４３  第２加熱器
４５  移送ポンプ
５０  窒素循環配管
５１  ＬＮＧサブクーラ
５３  第４センサ
５５  加圧用窒素ガス圧力コントローラ
５７  加圧用窒素ガス制御弁
６０  液体窒素製造系統
６２  ガス圧縮機
６４  窒素ガスタンク
６６  液体窒素製造配管
８０  予冷器
８２  凝縮器
８８  サクションドラム加圧用配管
【図１】
2013209000.tif 000003
【図２】
2013209000.tif 000004