(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された液化天然ガスをボイル・オフ・ガスに噴霧して気化させるＬＮＧ気化器と、
前記ＬＮＧ気化器で気化されたガス成分を含むボイル・オフ・ガスの供給を受けて加圧する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された前記ガス成分を加熱する加熱器と、
前記加熱器で加熱された前記ガス成分を燃焼するボイラと、
前記加熱器で加熱された前記ガス成分の一部を前記ＬＮＧ気化器に循環させる循環路（ａ）と、
を備えることを特徴とする液化天然ガスの処理装置。
【請求項２】
前記ＬＮＧ気化器は、
ボイル・オフ・ガスの供給を受けるとともに、ボイル・オフ・ガスの温度調整機能および気液分離機能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処理装置。
【請求項３】
前記圧縮機で加圧された前記ガス成分の一部を前記ＬＮＧ気化器に循環させる循環路（ｂ）をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の液化天然ガスの処理装置。
【請求項４】
液化天然ガスを貯蔵するカーゴ・タンクと、
前記カーゴ・タンクで発生したボイル・オフ・ガスが導入されるとともに前記ボイル・オフ・ガスに含まれる液体成分を除去するミスト・セパレータと、
前記ミスト・セパレータで液体成分が除去された前記ボイル・オフ・ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された前記ボイル・オフ・ガスを加熱する加熱手段と、
前記加熱手段で加熱された前記ボイル・オフ・ガスを燃料とするボイラと、
前記ボイラで発生した蒸気で推進力を生成するタービンと、を備え、
前記ミスト・セパレータは、前記カーゴ・タンクに貯蔵される前記液化天然ガスおよび前記加熱手段で加熱された前記ボイル・オフ・ガスの一部が導入されるとともに、当該液化天然ガスが当該ボイル・オフ・ガスに接触することより気化する領域が形成されたことを特徴とする液化天然ガスの運搬船。
【請求項５】
前記ミスト・セパレータは、所定の容積部を備え、前記液化天然ガスが降下するＬＮＧ降下領域、前記加熱された前記ボイル・オフ・ガスが上昇するＢＯＧ上昇領域および降下した前記液化天然ガスと上昇するボイル・オフ・ガスが接触、混合する混合領域を備えることを特徴とする請求項４に記載の液化天然ガスの運搬船。
【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（ＬＮＧ）の運搬船におけるＬＮＧの処理装置に関し、特にＬＮＧ運搬船のボイラの燃焼にＬＮＧを用いる際の処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＮＧ運搬船には、カーゴ・タンクが複数基設置されている。このカーゴ・タンクは、積地で積み込まれた低温（−１６２℃）のＬＮＧを大気圧で貯蔵して、目的地の荷揚地まで運搬する。ＬＮＧの運搬過程においてカーゴ・タンク内でＬＮＧが気化することにより発生するボイルオフガス（ＢＯＧ）は、ＬＮＧ運搬船の機関用燃料として利用される。ＢＯＧの熱量が不足する場合には、カーゴ・タンク内のＬＮＧを強制的に気化させて機関用燃料とすることが行われている。
【０００３】
図３は、ＢＯＧおよびカーゴ・タンク内のＬＮＧを気化させて機関用燃料とする従来のＬＮＧ処理装置１００の構成を示すブロック図である。
ＬＮＧ処理装置１００は、ＬＮＧを貯蔵するカーゴ・タンク１０１を備えている。カーゴ・タンク１０１には、ＢＯＧをカーゴ・タンク１０１の外部に供給するための配管であるＢＯＧライン１１０およびＬＮＧをカーゴ・タンク１０１の外部に供給するための配管であるＬＮＧライン１２０が接続されている。
ＢＯＧライン１１０はミスト・セパレータ（ＭＳ）１４０に接続されており、ＢＯＧライン１１０を通過したＢＯＧはミスト・セパレータ１４０に流入する。また、ＬＮＧライン１２０は、蒸気式の蒸発器（Vaporizer）１３０を介してミスト・セパレータ１４０に接続されており、ＬＮＧは蒸発器１３０で蒸気化された後にミスト・セパレータ１４０に流入する。
ミスト・セパレータ１４０で液分が除去されたガス成分は、圧縮機（Comp）１５０にて加圧された後に、ウォーム・アップ・ヒータ（Heater）１６０で常温近傍まで加熱された後に、主ボイラ（Boiler）１７０にて燃焼される。この燃焼で発生した蒸気は、ＬＮＧ運搬船の推進用蒸気タービン（Turbine）１８０の駆動に用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のＬＮＧ処理装置１００において、蒸発器１３０を設置するために所定のスペースが必要となり、ＬＮＧ運搬船を製作する造船側にとって、設計の自由度を制約するという問題がある。また、ＬＮＧ運搬船を所有、運転する側にとって、蒸発器１３０を起動する作業が付加されることになる。蒸発器１３０に供給されるＬＮＧは前述のように−１６２℃と極めて低温であるために、蒸発器１３０に導入する蒸気の量が不足すると、蒸発器１３０が凍結してしまうおそれがあるため、蒸発器１３０の起動操作を慎重に行わなければならなかった。
そのため、造船側および運転側の相方にとって、蒸発器１３０を用いることなくＬＮＧを主ボイラ１７０の燃料とすることのできるＬＮＧ処理装置の出現が望まれる。そこで本発明は、従来のＬＮＧ処理装置１００に対して蒸発器１３０を装備せず、かつ付加的な要素をほとんど加えることなく、ＬＮＧを主ボイラ１７０の燃料とすることのできるＬＮＧ処理装置の提供を課題とする。本発明は、そのようなＬＮＧ処理装置を備えたＬＮＧ運搬船の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
カーゴ・タンクに貯蔵されているＬＮＧを気化するための熱源を、ＬＮＧ処理装置の系内に求めることができれば、外部からの蒸気を導入していた従来の蒸発器１３０を不要とすることができる。一方で、従来のＬＮＧ処理装置１００は、圧縮機１５０にて加圧されたガスをウォーム・アップ・ヒータ１６０で加熱していた。ＬＮＧの気化にこの加熱されたガス（以下、ホット・ガス）を用いること、さらにこのホット・ガスとカーゴ・タンクに貯蔵されているＬＮＧを、ミスト・セパレータ１４０内で接触させることにより、ＬＮＧを気化することができる。そうすることにより、従来必要としていた蒸発器１３０を配設することなく、カーゴ・タンクに貯蔵されているＬＮＧを主ボイラ１７０の燃料とすることができる。
【０００６】
本発明は以上の知見に基づくものであり、供給された液化天然ガス（以下、ＬＮＧ）をボイル・オフ・ガスに噴霧して気化させるＬＮＧ気化器と、前記ＬＮＧ気化器で気化されたガス成分を含むボイル・オフ・ガスの供給を受けて加圧する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された前記ガス成分を加熱する加熱器と、前記加熱器で加熱された前記ガス成分を燃焼するボイラと、前記加熱器で加熱された前記ガス成分の一部を前記ＬＮＧ気化器に循環させる循環路（ａ）と、を備えることを特徴とする液化天然ガスの処理装置である。
本発明の液化天然ガスの処理装置は、加熱器で加熱されたガス成分（ホット・ガス）の一部が循環路（ａ）を介して気化器に導入される一方、カーゴ・タンクに貯蔵されていたＬＮＧも気化器に導入する。気化器でホット・ガスと接触したＬＮＧは気化される。この気化されたＬＮＧから水分を除去したガス成分は圧縮機に供給され、加圧された後に加熱器で加熱される。しかる後に、ボイラにて燃焼の燃料に供される。そして、この気化器として、従来からＬＮＧ処理装置に配設されていたミスト・セパレータを用いることができるため、従来のＬＮＧ処理装置に対して循環路（ａ）を新たに設けるだけで足りる。
【０００７】
本発明の液化天然ガスの処理装置において、前記圧縮機で加圧された前記ガス成分の一部を前記ＬＮＧ気化器に循環させる循環路（ｂ）をさらに備えることが望ましい。圧縮機において圧縮された前記ガス成分は、断熱圧縮がされるため加熱される。つまり、加熱器で加熱されたホット・ガスに比べて温度は低いものの、ＬＮＧの気化に対する熱源として利用することが可能である。そこで、ホット・ガスによるＬＮＧの気化を促進するために、圧縮機で圧縮されたガス成分をＬＮＧ気化器に導入するための循環路（ｂ）を設けることが望ましい。
【０００８】
本発明は、また、ＬＮＧを貯蔵するカーゴ・タンクと、前記カーゴ・タンクで発生したボイル・オフ・ガスが導入されるとともに前記ボイル・オフ・ガスに含まれる液体成分を除去するミスト・セパレータと、前記ミスト・セパレータで液体成分が除去された前記ボイル・オフ・ガスを圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された前記ボイル・オフ・ガスを加熱する加熱手段と、前記加熱手段で加熱された前記ボイル・オフ・ガスを燃料とするボイラと、前記ボイラで発生した蒸気で推進力を生成するタービンとを備え、前記ミスト・セパレータは、前記カーゴ・タンクに貯蔵される前記液化天然ガスおよび前記加熱手段で加熱された前記ボイル・オフ・ガスの一部が導入されるとともに、当該液化天然ガスが当該ボイル・オフ・ガスに接触することより気化する領域が形成されたことを特徴とするＬＮＧの運搬船を提供する。
本発明によるＬＮＧの運搬船は、カーゴ・タンクに貯蔵される液化天然ガスおよび加熱手段で加熱されたボイル・オフ・ガスの一部が、ミスト・セパレータに導入される。しかも、このミスト・セパレータには、当該液化天然ガスが当該ボイル・オフ・ガスに接触することより気化する領域が形成されている。ミスト・セパレータは、前述したように、従来のＬＮＧ処理装置にも配設されている。したがって、本発明のＬＮＧ処理装置は、ＬＮＧを気化するための設備を別途設けることなく、ＬＮＧを気化することができる。
【０００９】
本発明のＬＮＧの運搬船において、ミスト・セパレータは、所定の容積部を備えており、この容積部は、液化天然ガスが降下するＬＮＧ降下領域と加熱されたボイル・オフ・ガスが上昇するＢＯＧ上昇領域、さらには降下した液化天然ガスと上昇したボイル・オフ・ガスが接触、混合する混合領域を備える形態とすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１および図２を参照しつつ説明する。
図１は本実施の形態によるＬＮＧ処理装置１０の構成を示すブロック図である。このＬＮＧ処理装置１０は、ＬＮＧ運搬船に設置されている。
ＬＮＧ処理装置１０は、ＬＮＧを貯蔵するカーゴ・タンク１１を備えている。カーゴ・タンク１１には、ＢＯＧをカーゴ・タンク１１の外部に供給するための配管であるＢＯＧライン２０およびＬＮＧをカーゴ・タンク１１の外部に供給するための配管であるＬＮＧライン２１が接続されている。
ＢＯＧライン２０はミスト・セパレータ（ＭＳ）１３に接続されており、ＢＯＧライン２０を通過したＢＯＧはミスト・セパレータ１３に流入する。ミスト・セパレータ１３に流入するＢＯＧは、例えば、−１１０℃である。
ＬＮＧライン２１もまたミスト・セパレータ１３に接続されており、ＬＮＧライン２１を通過したＬＮＧはミスト・セパレータ１３に流入する。ミスト・セパレータ１３に流入するＬＮＧは、例えば、−１６１℃である。ＬＮＧライン２１上には、ポンプ２７および流量調整弁１２が配設されており、このポンプ２７および流量調整弁１２によってＬＮＧのミスト・セパレータ１３への流入量を制御する。
【００１１】
ミスト・セパレータ１３に流入したＢＯＧは、ミスト・セパレータ１３内で気液分離処理がなされる。液分が除去されたガス成分は、供給ライン２２を通って圧縮機（Comp）１４に吸入される。また、ミスト・セパレータ１３に流入したＬＮＧは、気化され、さらに気液分離処理がなされる。つまり、ミスト・セパレータ１３は、ＬＮＧ気化器の機能をも備えている。液分が除去されたガス成分は、供給ライン２２を通って圧縮機１４に吸入される。なお、ミスト・セパレータ１３による、ＢＯＧの気液分離およびＬＮＧの気化、気液分離についての具体的な内容は追って説明する。
【００１２】
圧縮機１４に吸入されたガス成分は、圧縮機１４で圧縮された後に、供給ライン２３に流出する。供給ライン２３は、圧縮機１４とウォーム・アップ・ヒータ（Heater）１５とを繋いでいるが、その途中から、循環ライン２４が分岐している。ガス成分は、圧縮機１４において断熱圧縮されるため、昇温する。例えば、圧縮機１４に吸入されるガス成分の温度が−１４０℃の場合、圧縮機１４から吐出されるガス成分の温度を−１１０℃程度にすることができる。また、圧縮機１４に吸入されるガス成分の温度が−１１０℃の場合、圧縮機１４から吐出されるガス成分の温度を−７０℃程度にすることができる。なお、循環ライン２４から循環ライン２８を分岐させ、循環ライン２４を流れるガス成分を供給ライン２２に循環させることもできる。
【００１３】
圧縮機１４から供給されたガス成分は、ウォーム・アップ・ヒータ１５で常温、例えば、４０℃まで加熱される。加熱されたガス成分であるホット・ガスは、供給ライン２５を通って、主ボイラ（Boiler）１８に供給される。供給ライン２５は、ウォーム・アップ・ヒータ１５と主ボイラ１８とを繋いでいるが、その途中から、循環ライン２６が分岐している。主ボイラ１８に供給されたホット・ガスは、燃料として燃焼し、蒸気を発生させる。発生した蒸気は、ＬＮＧ運搬船の推進用蒸気タービン（Turbine）１９の駆動源となる。
【００１４】
前述のように、供給ライン２３から循環ライン２４が分岐し、また供給ライン２５から循環ライン２６が分岐している。循環ライン２４および循環ライン２６は合流した後に、ともにミスト・セパレータ１３に接続されている。したがって、圧縮機１４で圧縮され、かつ昇温されたガス成分は、ウォーム・アップ・ヒータ１５に供給されるとともに、その一部は循環ライン２４を介してミスト・セパレータ１３に流入する。また、ホット・ガスは、主ボイラ１８に供給されるとともに、その一部は循環ライン２６を介してミスト・セパレータ１３に流入する。ミスト・セパレータ１３に流入する昇温されたガス成分およびホット・ガスは、ミスト・セパレータ１３に流入するＬＮＧの気化のための熱源として用いられる。
【００１５】
図２は、ミスト・セパレータ１３の構成を示す断面図である。ミスト・セパレータ１３は、中空状の容器１３１を備えている。
容器１３１には、その上部に排出口（図示せず）１３８が設けてある。この排出口１３８は、供給ライン２２に接続される。
また、容器１３１には、ＬＮＧ導入管１３２が挿入されている。ＬＮＧ導入管１３２は、ＬＮＧライン２１に接続されている。ＬＮＧ導入管１３２の容器１３１内部に位置する部位には、散布孔１３２ｈが穿孔されており、導入されたＬＮＧが散布される。
さらに、容器１３１には、ＢＯＧ導入口１３４およびホット・ガス導入口１３５が設けられている。ＢＯＧ導入口１３４はＢＯＧライン２０に接続されている。一方、ホット・ガス導入口１３５には、循環ライン２６（２４）が接続されている。
【００１６】
容器１３１の高さ方向の略中央部には、貫通孔１４０ａが形成されたセパレータ１４０が配設されている。セパレータ１４０の下方部においては、ＢＯＧ導入口１３４から導入されたＢＯＧとホット・ガス導入口１３５から導入されたホット・ガスとが混合される。混合されたガスは、混合領域１３１ｂを上昇した後にセパレータ１４０を通過する。
セパレータ１４０と所定間隔を隔ててセパレータ１３９が配設されている。セパレータ１３９にも貫通孔１３９ａが形成されている。また、セパレータ１３９には、整流部材１３７が立設している。
セパレータ１３９とセパレータ１４０との間には、気液接触用障害物１３３が配設されている。気液接触用障害物１３３は、ＬＮＧ（液体）とガスとの接触面積を増加させる機能を果たす。
【００１７】
さて、以上のＬＮＧ処理装置１０において、ＢＯＧ以上のガスを燃焼させたい場合には、ＬＮＧをＬＮＧ導入管１３２からミスト・セパレータ１３内に導入する。ＬＮＧ導入管１３２から導入されたＬＮＧは、散布孔１３２ｈから散布される。散布されたＬＮＧは、ＬＮＧ降下領域１３１ａ内に存在する整流部材１３７に沿って下降し、さらにセパレータ１３９を通過する。一方で、ＢＯＧ導入口１３４から導入されたＢＯＧおよびホット・ガス導入口１３５から導入されたホット・ガスは混合（混合ガス）された後に、上昇してセパレータ１４０を通過する。セパレータ１３９とセパレータ１４０との間、つまり気液接触用障害物１３３が配設された領域において、ＬＮＧと前記混合ガスとが接触することにより、ＬＮＧはガス化される。このガス化の熱源は、ホット・ガスが持っている熱量である。ガス化されたＬＮＧはミスト・エリミネータ１３６を通過した後に、排出口１３８から供給ライン２２を介して圧縮機１４に供給される。ミスト・エリミネータ１３６としては、スチール・ウールを用いることができる。
【００１８】
散布するＬＮＧの量が少ない場合には、ホット・ガスを用いることなくＬＮＧを気化することもできる。その場合には、流量調整弁１６、１７を閉じて、ミスト・セパレータ１３へのホット・ガスの供給を停止してもよい。あるいは、流量調整弁１６または１７のいずれか一方を閉じて、ミスト・セパレータ１３へのホット・ガスの流入量を制御することもできる。
【００１９】
以上説明したように、本実施の形態によるＬＮＧ処理装置１０は、従来設けられていた蒸発器を設けることなく、ＬＮＧを気化させることができる。したがって、蒸発器を設置するコストおよびスペースが省かれるとともに、蒸発器の運転・操作が不要となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来のＬＮＧ処理装置に対して付加的な要素をほとんど加えることなく、ＬＮＧを主ボイラの燃料とすることのできるＬＮＧ処理装置およびＬＮＧ運搬船の提供を課題とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態によるＬＮＧ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  本実施の形態によるミスト・セパレータの構成を示す断面図である。
【図３】  従来のＬＮＧ処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…ＬＮＧ処理装置、１１…カーゴ・タンク、１２…流量調整弁、１３…ミスト・セパレータ、１４…圧縮機、１５…ウォーム・アップ・ヒータ、１６…流量調整弁、１７…流量調整弁、１８…主ボイラ、１９…タービン、２０…ＢＯＧライン、２１…ＬＮＧライン、２２，２３，２５…供給ライン、２４，２６，２８…循環ライン、２７…ポンプ、１３１…容器、１３２…ＬＮＧ導入管、１３３…気液接触用障害物
【図１】
0003806356.tif 000002
【図２】
0003806356.tif 000003
【図３】
0003806356.tif 000004