CN107532769A - 具有丢弃液态氢的配管的船舶 - Google Patents

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Abstract

一个方式的船舶具有用于将贮存在罐中的作为货物的液态氢丢弃到海上的配管，其中，配管具有与外部空气接触的外周部，外周部的末端侧部分的与外部空气接触的接触面积比外周部的其他部分的与外部空气接触的接触面积大。

Description

具有丢弃液态氢的配管的船舶
技术领域
本发明涉及船舶，该船舶具有将罐中的液态氢丢弃到海上的配管。
背景技术
在输送LNG等低温液化气的低温液化气输送船中，在触礁或浸水等紧急情况时，有时将罐内的低温液化气丢弃在海上。在输送船上安装丢弃用的配管，经由该配管将低温液化气丢弃到海上。
在专利文献1、2中公开了低温液化气用的配管。专利文献1的配管是外周被聚氨酯泡沫包覆的单层管。专利文献2的配管是具有内管和外管的双层管，其中，该内管用于使低温液化气在内部流动，该外管用于在与内管之间的径向间隙中形成真空层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-295729号公报
专利文献2：日本特开昭60-192198号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来，作为代替天然气的替代能源，正在推进使用环境负荷较少的氢燃料。氢燃料也与天然气等以往的燃料同样，在液体状态下被低温液化气输送船输送。在从丢弃用的配管丢弃液态氢的期间，该配管的外周部被在内部流过的液态氢冷却至液态氢的温度(﹣253℃)附近。即使想要使用专利文献1、2那样的隔热性较高的配管，配管外周部的至少末端也不会被冷却至液态氢的温度附近。该温度比构成空气的氮或氧的凝固点低。因此，在配管外周部的至少末端处，与配管接触的外部空气被冷却而固化。当配管外周部的末端被该固态空气封堵时，可能会妨碍液态氢的丢弃。
本发明的目的是：在具有将液态氢丢弃到海上的配管的船舶中，抑制配管外周部的末端被固态空气封堵。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，本发明的一个方式的船舶具有用于将贮存在罐中的作为货物的液态氢丢弃到海上的配管，其特征在于，所述配管具有与外部空气接触的外周部，所述外周部的末端侧部分的与外部空气接触的接触面积比所述外周部的其他部分的与外部空气接触的接触面积大。这里，“外周部的末端侧部分的与外部空气接触的接触面积”和“外周部的其他部分的与外部空气接触的接触面积”指的不是外周部的各部分的总接触面积，均指的是配管的延伸方向上的每单位长度的接触面积。
根据上述的结构，由于所述外周部的末端侧部分的与外部空气接触的接触面积比外周部的其他部分的与外部空气接触的接触面积大，所以促进了外周部的末端侧部分处的制冷的释放。外周部的末端侧部分的温度比构成空气的氮或氧的凝固点足够高。因此，与外周部的末端侧部分接触的空气不会固化。其结果是，能够抑制配管的末端附近被固态空气封堵。
在上述的船舶中，所述配管也可以具有：内管，其内部流过液态氢；以及外管，其用于在与所述内管之间的径向间隙中形成真空层。根据该结构，由于所述配管具有：内管，其内部流过液态氢；以及外管，其用于在与所述内管之间的径向间隙中形成真空层，所以内管与外管之间为真空隔热的状态。因此，不会发生在配管内流过的液态氢的一部分升温并汽化的情况，能够抑制配管内的流体的气液二相流化。
在上述的船舶中，所述配管也可以具有：内管，其内部流过液态氢；以及外管，其用于在与所述内管之间的径向间隙中形成气体封入层，在所述气体封入层中封入有凝固点比氢的沸点高的气体。根据该结构，由于所述配管具有：内管，其内部流过液态氢；以及外管，其用于在与所述内管之间的径向间隙中形成气体封入层，所以气体封入层内的气体被在配管内流过的液体空气固化，气体封入层内成为模拟真空状态(真空度比大气高的状态)。因此，不会发生在配管内流过的液态氢的一部分升温并汽化的情况，能够抑制配管内的流体的气液二相流化。并且，不需要花工夫在内管与外管之间的径向间隙中形成真空层。
在上述的船舶中，所述外周部的末端侧部分例如是具有呈放射状延伸的多个翅片或形成为波纹状的构造。
本发明的其他方式的船舶具有将贮存在罐中的作为货物的液态氢丢弃到海上的配管，其特征在于，所述船舶具有朝向所述配管的外周部末端喷出氢气的喷出部。
根据上述的结构，由于具有朝向所述配管的外周部末端喷出氢气的喷出部，所以空气被从该部分排除。即，该部分成为氢气氛。因此，在该部分处空气不再固化，其结果是，能够抑制配管的末端附近被固态空气封堵。
在上述的船舶中，也可以具有使贮存在所述罐中的液态氢汽化并供给至所述喷出部的氢供给管路。根据该结构，由于具有使贮存在所述罐中的液态氢汽化并供给至所述喷出部的氢供给管路，所以能够使船舶的结构简单化。
发明效果
根据本发明，在具有将液态氢丢弃到海上的配管的船舶中，能够抑制配管外周部的末端被固态空气封堵。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的液态氢输送船的立体图。
图2是移送系统的说明图。
图3是配管的主要部分立体图。
图4是配管的主视图。
图5是图4的V-V线剖视图。
图6是实施方式1的变形例的与图5相应的图。
图7是实施方式2的液态氢喷出前的与图5相应的图。
图8是实施方式2的液态氢喷出后的与图5相应的图。
图9是实施方式3的与图2相应的图。
图10是实施方式3的与图3相应的图。
图11是实施方式3的与图5相应的图。
具体实施方式
以下，根据实施方式对本发明的船舶进行说明。在以下的说明中，以将本发明应用于球形罐方式的液态氢输送船1的情况为例进行说明。
实施方式1
首先，对液态氢输送船1的整体构造进行说明。
图1是示出本实施方式的液态氢输送船1的整体构造的图。图1示出了在液态氢输送船1可能触礁或浸水等的紧急情况时的情形。
如图1所示，液态氢输送船1是将贮存在球形罐2中的液态氢从装货基地(省略图示)朝向卸货基地(省略图示)进行输送的船舶。本实施方式的液态氢输送船1具有4个球形罐2。
如图2所示，液态氢输送船1具有移送系统3，该移送系统3用于在基地侧罐(省略图示)与球形罐2之间移送液态氢。
移送系统3具有：歧管4，其设置在各球形罐2外部；多个货船泵5，它们分别设置在多个球形罐2内部的底面附近；以及多个移送配管6，它们将歧管4与各货船泵5连结。歧管4包含能够与装载臂(省略图示)连接的船侧接头4a和开闭阀4b。各移送配管6包含开闭阀6a。
当在装货基地将液态氢装入到球形罐2中的情况下，将装载臂的陆侧接头与船侧接头4a连接，将开闭阀4b、6a从闭状态切换为开状态。然后，将装货基地的液态氢经由装载臂、歧管4、移送配管6而移送到球形罐2中。
当在卸货基地将液态氢从球形罐2卸下的情况下，将装载臂的陆侧接头与船侧接头4a连接而将开闭阀4b、6a从闭状态切换为开状态。然后，将由货船泵5吸起的液态氢经由移送配管6、歧管4、装载臂而移送到卸货基地。
但是，在液态氢输送船1可能触礁或浸水等的情况下，有时将球形罐2内的液态氢丢弃到海上。因此，如图1所示，液态氢输送船1具有用于将球形罐2内的液态氢丢弃到海上的配管7。配管7安装在歧管4的船侧接头4a上，被船上起重机8支承为大致水平姿势。
在将液态氢丢弃到海上的情况下，将配管7安装在船侧接头4a上而将开闭阀4b、6a从闭状态切换为开状态。然后，将由货船泵5吸起的液态氢经由移送配管6、歧管4、配管7移送到海上。另外，配管7仅限于在紧急情况时安装在船侧接头4a上，通常时被收纳在液态氢输送船1内。
对本实施方式的配管7进行详细地说明。
如图3～图5所示，配管7是所谓的真空双层构造的配管。
配管7具有：筒状的内管7a；筒状的外管7b，其外嵌于内管7a且在该外管7b与该内管7a之间隔开规定的间隔；环状壁部7c，其将内管7a的末端部与外管7b的末端部之间封闭；以及凸缘7d，其将内管7a的基端部与外管7b的基端部之间封闭。
内管7a的内部空间成为供液态氢流动的丢弃流路7e。
在被内管7a、外管7b、环状壁部7c和凸缘7d气密状地包围起来的环状空间中形成有真空层7f。凸缘7d构成为能够与歧管4的船侧接头4a连接。在船侧接头4a的与凸缘7d连接的连接部附近部分设置有与真空层7f对应的真空层。
在外管7b的外周部的末端侧规定的长度部分处设置有从外周呈放射状延伸的多个例如8个翅片9。这8个翅片9在外管7b的周向上均等间隔地配设，分别与配管7的轴心方向大致平行地从外管7b的末端附近位置一直形成到基端侧中途部。
接着，对本实施方式的液态氢输送船1的作用、效果进行说明。
在将液态氢从丢弃用的配管7丢弃的期间，该配管7的外周部末端被在内部流过的液态氢冷却。这里，由于在外管7b的外周部的末端侧部分设置有多个翅片9，所以外管7b的外周部的末端侧部分的与外部空气接触的(每单位长度的)接触面积比外管7b的外周部的其他部分的与外部空气接触的(每单位长度的)接触面积大，促进了从配管7向外部空气的散热。因此，外管7b的外周部的末端侧部分不再被冷却到在其内部流过的液态氢的温度附近，保持着比构成大气的氮或氧的凝固点足够高的温度。另外，液态氢的温度在大气条件下为－253℃，氮和氧的凝固点分别为－210℃、－216℃。因此，在外管7b的外周部的末端侧部分处，外部空气不会被冷却而固化，其结果是，能够抑制配管7的末端附近被固态空气封堵。
并且，由于配管7采用真空双层构造，所以不会发生在配管7的内部流动的液态氢的一部分升温并汽化的情况，能够抑制配管7的内部中的流体的气液二相流化。
对将本实施方式的一部分变形的例子进行说明。
如图6的配管7C所示，也可以代替翅片9而在外管7b的末端侧规定内长度部分处形成波纹状的波纹管部7g。根据该结构，通过波纹管部7g来促进从外管7b向外部空气的散热，与外周部上的除了波纹管部7g以外的部分即平坦的部分(换言之，直径恒定的筒状部分)相比，该波纹管部7g的与外部空气接触的接触面积较大。因此，获得了与在外管7b上设置翅片9时同样的效果。
并且，作为其他变形例，也可以代替翅片9而在外管7b的末端侧规定内长度部分处形成随着从基端侧朝向末端侧而扩径的扩径部。在该情况下也通过扩径部来促进从外管7b向外部空气的散热，与外周部上的除了扩径部以外的部分即平坦的部分相比，该扩径部的与外部空气接触的接触面积较大。因此，获得了与在外管7b上设置翅片9时同样的效果。并且，优选配管7为真空双层构造，但也可以由单层管构成。
实施方式2
接着，根据图7、图8对实施方式2的液态氢输送船1A进行说明。
由于本实施方式的液态氢输送船1A具有除了丢弃用的配管7A之外与实施方式1的液态氢输送船1相同的结构，所以对结构与液态氢输送船1相同的部分赋予相同的标号而省略说明，主要对不同的结构进行说明。
如图7所示，在被配管7A的内管7a、外管7b、环状壁部7c和凸缘7d包围起来的环状空间中，形成有填充了氮气的气体封入层7h来代替真空层7f。
氮气的凝固点为－210℃，比氢的沸点(﹣253℃)高。
因此，如图8所示，当在丢弃流路7e中流过液态氢的情况下，封入在气体封入层7h中的氮气因液态氢的制冷而凝固，形成固体氮层7i，并且在该固体氮层7i与外管7b之间形成真空度比大气高的简易的真空层即模拟真空层7j。
另外，也可以使用具有比氢的沸点高的凝固点的气体来代替氮气。优选使用氮气或二氧化碳那样的惰性气体。
根据本实施方式的液态氢输送船1A，获得了与实施方式1的液态氢输送船1同样的效果。而且，不需要花工夫形成液态氢输送船1那样的真空层7f。
实施方式3
接着，根据图9～图11对实施方式3的液态氢输送船1B进行说明。
本实施方式的液态氢输送船1B具有除了一部分之外与实施方式1大致相同的结构。
如图10、图11所示，丢弃用的配管7B具有内管7a、外管7b和凸缘7d，但不具有环状壁部7c。即，形成于内管7a与外管7b之间的间隙空间在配管7B的末端侧开口。根据这样的结构，在内管7a与外管7b之间形成用于流过氢气的环状的氢气流路7k。
在氢气流路7k的末端形成有用于朝向配管7B的末端喷出氢气的环状的喷出部7l。
如图9、图11所示，液态氢输送船1B具有使贮存在球形罐2中的液态氢汽化而向喷出部7l供给的氢气供给管路10。氢供给管路10具有开闭阀10a、泵10b、接头10c和蒸发器10d。开闭阀10a和蒸发器10d配置在球形罐2的外侧。泵10b配置在球形罐2的内部(底部)。氢供给管路10的下游侧(配管7B侧)经由接头10c与氢气流路7k连接。通过使开闭阀10a从闭状态切换为开状态，球形罐2中的液态氢被泵10b吸起而向氢气供给管路10流动。通过使液态氢通过蒸发器10d而发生汽化。这样生成的氢气经由氢供给管路10、氢气流路7k而向喷出部7l供给。从喷出部7l朝向配管7B的末端喷出该氢气。
对本实施方式的液态氢输送船1B的作用、效果进行说明。在将球形罐2内的液态氢经由配管7B丢弃到海上的期间，通过从喷出部7l喷出的氢气来排除配管7B的末端附近的空气。即，该部分变成氢气氛。因此，在该部分处空气不会固化，其结果是，能够抑制配管7B的末端附近被固态空气封堵。并且，由于构成为使球形罐2的液态氢汽化而从喷出部7l喷出，所以能够使结构简单化。
对将本实施方式的一部分变形的例子进行说明。向氢气供给管路10供给的氢气也可以是贮存在球形罐2中的氢气以外的气体。并且，也可以采用实施方式1的配管7来代替配管7B，构成为从氢气供给管路10朝向配管7B的末端直接喷出氢气。
另外，本领域技术人员能够不脱离本发明的主旨而以对所述实施方式施加各种变更的方式进行实施，本发明包含那样的变更方式。
标号说明
1、1A、1B：液态氢输送船；2：球形罐；7、7A、7B、7C：配管；7a：内管；7b：外管；7f：真空层；7g：波纹管部；7h：气体封入层；7l：喷出部；9：翅片。

Claims (6)

1.一种船舶，该船舶具有用于将贮存在罐中的作为货物的液态氢丢弃到海上的配管，其特征在于，
所述配管具有与外部空气接触的外周部，
所述外周部的末端侧部分的与外部空气接触的接触面积比所述外周部的其他部分的与外部空气接触的接触面积大。
2.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，
所述配管具有：内管，其内部流过液态氢；以及外管，其用于在与所述内管之间的径向间隙中形成真空层。
3.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，
所述配管具有：内管，其内部流过液态氢；以及外管，其用于在与所述内管之间的径向间隙中形成气体封入层，
在所述气体封入层中封入有凝固点比氢的沸点高的气体。
4.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，
所述外周部的末端侧部分是具有呈放射状延伸的多个翅片或形成为波纹状的构造。
5.一种船舶，该船舶具有将贮存在罐中的作为货物的液态氢丢弃到海上的配管，其特征在于，
所述船舶具有朝向所述配管的外周部末端喷出氢气的喷出部。
6.根据权利要求5所述的船舶，其特征在于，
所述船舶具有使贮存在所述罐中的液态氢汽化并供给至所述喷出部的氢供给管路。
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