CN114846265B - 罐系统、船舶 - Google Patents
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Abstract
本发明的罐系统具备罐、装载配管及配管压力阻力部。罐在内部容纳液化二氧化碳。装载配管沿上下方向延伸而下端在罐内开口。装载配管从下端向罐内释放从外部供给的液化二氧化碳。配管压力阻力部相对于在装载配管中位于最高的位置的配管顶部设置于下端侧。配管压力阻力部使在装载配管中流通的液化二氧化碳产生压力损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种罐系统、船舶。
本申请主张基于2019年12月23日在日本申请的专利申请2019-231720号的优先权,并将其内容援用于此。
背景技术
专利文献1中公开有通过气体装载配管系统向罐内装载LNG(Liquefied NaturalGas,液化天然气)等液化气体的内容。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5769445号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
但是,希望使用如专利文献1的罐来搬运液化二氧化碳。液化二氧化碳的气相、液相、固相共存的三相点的压力(以下,称为三相点压力)比LNG或LPG的三相点压力高。因此,三相点压力接近罐的运用压力。在罐内容纳液化二氧化碳时,根据如下理由,存在液化二氧化碳凝固而生成干冰的可能性。
在如专利文献1的容纳液化气体的罐中,有时在罐内开口的装载配管的下端配置于罐内的下部。通过设为这样的配置,随着液体头的增加而装载配管的开口附近被加压。因此,能够抑制从装载配管的开口释放的液化气体闪蒸。然而,在配置于装载配管中最高的位置的配管顶部中,内部的液化二氧化碳的压力相对于配管下端的液化二氧化碳的压力,降低和配管下端与配管顶部之间的高低差相应的量。
其结果,根据罐运用压力,在液化二氧化碳的压力变得最低的装载配管的配管顶部,液化二氧化碳的压力成为三相点压力以下,产生液化二氧化碳的蒸发,由于该蒸发潜热,产生未蒸发而残留的液化二氧化碳的温度下降,存在液化二氧化碳凝固而生成干冰的可能性。
并且,若如此在装载配管内生成干冰,则装载配管内的液化二氧化碳的流动受阻,有可能对罐的运用产生影响。
本发明是为了解决上述课题而完成的,其目的在于提供一种能够抑制装载配管内的干冰生成并顺畅地运用罐的罐系统、船舶。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题,本发明所涉及的罐系统具备罐、装载配管及配管压力阻力部。所述罐在内部容纳液化二氧化碳。所述装载配管沿上下方向延伸而下端在所述罐内开口。所述装载配管从所述下端向所述罐内释放从外部供给的液化二氧化碳。所述配管压力阻力部相对于在所述装载配管中位于最高的位置的配管顶部设置于所述下端侧。所述配管压力阻力部使在装载配管中流通的液化二氧化碳产生压力损失。
本发明所涉及的船舶具备船体及设置于所述船体的如上所述的罐系统。
发明效果
根据本发明的罐系统、船舶,能够抑制装载配管内的干冰生成并顺畅地运用罐。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式中的船舶的整体结构的俯视图。
图2是设置于本发明的第一实施方式所涉及的船舶的罐系统的剖视图。
图3是表示设置于本发明的第一实施方式所涉及的罐系统的配管压力阻力部的剖视图。
图4是表示本发明的第一实施方式的变形例所涉及的配管压力阻力部的剖视图。
图5是表示本发明的第一实施方式的变形例所涉及的配管压力阻力部的剖视图。
图6是设置于本发明的第二实施方式所涉及的船舶的罐系统的剖视图。
图7是设置于本发明的第三实施方式所涉及的船上的罐系统的剖视图。
图8是表示设置于本发明的第三实施方式所涉及的罐系统的配管压力阻力部的剖视图。
图9是表示设置于本发明的第三实施方式所涉及的罐系统的控制装置的硬件结构的图。
图10是设置于本发明的第三实施方式所涉及的罐系统的控制装置的功能框图。
图11是表示设置于本发明的第三实施方式所涉及的罐系统的控制装置中的控制阀的开度调整处理步骤的流程图。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下,参考图1至图3对本发明的实施方式所涉及的罐系统、船舶进行说明。
(船舶的船体结构)
如图1所示,本发明的实施方式的船舶1A搬运液体二氧化碳或者包含液化二氧化碳的多种液化气体。该船舶1A至少具备船体2及罐系统20A。
(船体的结构)
船体2具有构成其外壳的一对舷侧3A、3B、船底(未图示)及上甲板5。舷侧3A、3B具备分别形成左右舷侧的一对舷侧外板。船底(未图示)具备连接这些舷侧3A、3B的船底外板。通过这些一对舷侧3A、3B及船底(未图示),船体2的外壳在与船首尾方向Da正交的截面中呈U字状。上甲板5是暴露于外部的全通甲板。在船体2,在船尾2b侧的上甲板5上形成有具有居住区的上部结构7。
在船体2,在比上部结构(居住区域)7靠船首2a侧形成有罐系统存储区域(货舱)8。罐系统存储区域8是相对于上甲板5朝向下方的船底(未图示)凹陷并且向上方突出或者以上甲板5作为顶棚的封闭区域。
(罐系统的结构)
如图2所示,罐系统20A具备罐21、装载配管25及配管压力阻力部30A。
(罐的结构)
如图1所示,罐21在罐系统存储区域8内设置有多个。该实施方式中的罐21在罐系统存储区域8内例如设置有共计7个。罐系统存储区域8内的罐21的布局、设置数量不受任何限定。在该实施方式中,各罐21例如为沿水平方向(具体而言,船首尾方向)延伸的圆筒状。罐21在其内部容纳液化二氧化碳L。
另外,罐21并不限于圆筒状,罐21也可以是球形等。
(装载配管的结构)
如图2所示,装载配管25向罐21内装载从陆上的液化二氧化碳供给设施或厢船等外部供给的液化二氧化碳L装载于罐21内。该实施方式中的装载配管25从罐21的外部贯穿罐21的上部而插入到罐21内。装载配管25在罐21内沿上下方向Dv延伸。装载配管25的下端25b在罐21内开口。装载配管25从下端25b向罐21内释放从外部供给的液化二氧化碳L。在装载配管25中,位于最高的位置的配管顶部25t配置于罐21的外部。
装载配管25的下端25b配置于罐21的底部附近。底部附近是上下方向Dv上的比罐21的中央靠近底部的位置。另外,在图2中,例示装载配管25的下端25b浸没于储存在罐21的液化二氧化碳L内的情况。并且,图2中,下端25b朝下开口,但其开口方向并不限于朝下。
(配管压力阻力部的结构)
配管压力阻力部30A对在装载配管25中流通的液化二氧化碳L作为配管压力阻力发挥作用。配管压力阻力部30A相对于在装载配管25中成为最高的位置的配管顶部25t设置于下端25b侧。在该实施方式中,配管压力阻力部30A设置于装载配管25的下端25b,但并不限定于下端25b。如图3所示,配管压力阻力部30A具有供液化二氧化碳L流通的流通开口部30a。流通开口部30a具有比装载配管25内的流路截面积A1小的开口面积A2。
在该实施方式中,配管压力阻力部30A利用节流装置31构成。节流装置31安装于装载配管25的下端25b。节流装置31具备设置成堵住装载配管25的下端25b的开口的板部31a及形成于板部31a的贯穿孔31b。贯穿孔31b形成上述流通开口部30a。贯穿孔31b沿板部31a的板厚方向(装载配管25的下端25b的管轴方向)贯穿而形成。在该实施方式中,贯穿孔31b在板部31a的中央部仅形成有一个。
在下端25b设置有配管压力阻力部30A的装载配管25中流通的液化二氧化碳L在配管顶部25t中的压力Pc成为从在罐运用压力Pt加上由配管压力阻力部产生的压力损失ΔP而得的压力减去相当于在罐21内的液化二氧化碳L的液面与配管顶部25t之间的高低差的压力而得的值,但在装载配管25中流通的液化二氧化碳L的动压有意义时需要考虑其影响。
在装载配管25的配管顶部25t,为了使液化二氧化碳L不低于液化二氧化碳L的三相点压力,需要使配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc如下式(1)那样超过预先设定的液化二氧化碳L的设定压力下限值Ps。
Pc>Ps……(1)
在此,设定压力下限值Ps能够设为在液化二氧化碳L的三相点压力值加上安全裕度值的值。
在配管压力阻力部30A(节流装置31)中,利用所产生的压力损失ΔP提高配管顶部25t中的压力Pc的情况,设定流通开口部30a的开口面积A2,以满足由上式(1)表示的条件。
(具体研究例)
在此,例如设为如下:罐21的运用压力:580[kPa(G)];液化二氧化碳L的密度ρ:1150[kg/m3];罐21内的液化二氧化碳L的液面高度H1:0[m];装载配管25的配管顶部25t从罐底面21b的高度H2:30[m]。如此一来,不具备配管压力阻力部30A的状态下的装载配管25中的配管顶部25t内的液化二氧化碳L的压力成为242[kPa(G)]。液化二氧化碳L的三相点压力为417[kPa(G)],因此在未设置配管压力阻力部30A的状态下,装载配管25的配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力成为三相点压力以下,存在生成干冰的可能性。
相对于此,在具备配管压力阻力部30A的装载配管25中,以满足上式(1)的方式由配管压力阻力部30A产生压力损失ΔP,配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc始终超过设定压力下限值Ps,能够充分超过三相点压力。
(作用效果)
在上述第一实施方式的罐系统20A中,具备罐21、装载配管25及配管压力阻力部30A。配管压力阻力部30A相对于在装载配管25中位于最高的位置的配管顶部25t设置于下端25b侧。通过配管压力阻力部30A,在装载配管25中流通的液化二氧化碳L的压力提高与压力损失ΔP相应的量,抑制液化二氧化碳L的压力Pc接近三相点压力。由此,抑制在装载配管25内液化二氧化碳L凝固而生成干冰。其结果,在罐21内容纳液化二氧化碳L时,抑制在装载配管25内生成干冰,能够顺畅地运用罐21。
在上述第一实施方式的罐系统20A中,配管压力阻力部30A产生满足上式(1)的压力损失ΔP。
因此,根据实施方式的罐系统20A,能够使配管压力阻力部30A产生与装载配管25的配管顶部25t的高度H2相应的适当的压力损失ΔP,从而提高液化二氧化碳L的压力。由此,在装载配管25内的整个区域,液化二氧化碳L的压力成为根据液化二氧化碳L的三相点压力来设定的设定压力下限值Ps以上。由此,抑制在装载配管25内生成干冰。
在上述第一实施方式的罐系统20A中,配管压力阻力部30A设置于装载配管25的下端25b。
因此,根据实施方式的罐系统20A,通过设置于装载配管25的下端25b的配管压力阻力部30A抑制在装载配管25内生成干冰。并且,对现有的罐系统20A的装载配管25的下端25b也能够追加设置配管压力阻力部30A。
在上述第一实施方式的罐系统20A中,配管压力阻力部30A(节流装置31)具有流通开口部30a,所述流通开口部30a具有比装载配管25内的流路截面积A1小的开口面积A2,且供液化二氧化碳L流通。
这种配管压力阻力部30A是具有流通开口部30a的简单结构,能够以低成本抑制液化二氧化碳L中的干冰生成。
在上述第一实施方式的船舶1A中,具备船体2及设置于船体2的罐系统20A。
因此,根据实施方式的船舶1A,能够提供具备罐系统20A的船舶1A,所述罐系统20A中,在罐21内容纳液化二氧化碳L时,能够抑制在装载配管25内生成干冰并顺畅地运用罐21。
<变形例>
在上述第一实施方式中,作为配管压力阻力部30A,设为设置节流装置31的结构,但并不限于此。
例如,如图4所示,可以设置多孔板32作为配管压力阻力部30A。多孔板32安装于装载配管25的下端25b。多孔板32具备设置成堵住装载配管25的下端25b的开口的板部32a及形成于板部32a的多个(许多)贯穿孔32b。各贯穿孔32b沿板部32a的板厚方向贯穿。由这些多个贯穿孔32b构成有上述流通开口部30a。流通开口部30a的多个贯穿孔32b的合计开口面积A3比装载配管25内的流路截面积A1小。
利用这种多孔板32的配管压力阻力部30A能够使在装载配管25中流通的液化二氧化碳L的压力提高与压力损失ΔP相应的量。
并且,如图5所示,可以设置板翼33作为配管压力阻力部30A。板翼33安装于装载配管25的下端25b的内侧。板翼33为板状,相对于与装载配管25的下端25b的管轴方向Dp正交的面倾斜设置。板翼33设置成在其外周缘33a与装载配管25的下端25b的内周面25f之间隔开间隙33b。板翼33的外周缘33a与装载配管25的内周面25f的间隙33b形成上述流通开口部30a。形成流通开口部30a的间隙33b的开口面积A4比装载配管25内的流路截面积A1小。
利用这种板翼33的配管压力阻力部30A能够使在装载配管25中流通的液化二氧化碳L的压力提高与压力损失ΔP相应的量。
<第二实施方式>
接着,参考图6对本发明的第二实施方式所涉及的罐系统、船舶进行说明。在以下说明的本发明的第二实施方式中,只有配管压力阻力部30B的位置与本发明的第一实施方式不同,因此对与第一实施方式相同的部分标注相同符号来进行说明,并且省略重复说明。
(船舶的船体结构)
如图1所示,该实施方式的船舶1B搬运液化二氧化碳或者包含液化二氧化碳的多种液化气体。该船舶1B至少具备船体2及罐系统20B。
(罐系统的结构)
如图6所示,罐系统20B具备罐21、装载配管25及配管压力阻力部30B。
(配管压力阻力部的结构)
配管压力阻力部30B能够使在装载配管25中流通的液化二氧化碳L的压力提高与压力损失相应的量。配管压力阻力部30B相对于在装载配管25中位于最高的位置的配管顶部25t设置于下端25b侧。在该第二实施方式中,配管压力阻力部30B设置于装载配管25的配管顶部25t与下端25b之间。配管压力阻力部30B设置于比装载配管25的下端25b高的位置。
配管压力阻力部30B利用上述第一实施方式中示出的节流装置31(参考图3)、多孔板32(参考图4)及板翼33(参考图5)中的一个来形成。配管压力阻力部30B设置成所产生的压力损失ΔP满足由上式(1)表示的条件。
并且,将配管压力阻力部30B设置于比装载配管25的下端25b高的位置时,在配管压力阻力部30B的下方(下端25b)侧,需要使通过配管压力阻力部30B后的液化二氧化碳L的压力不低于三相点压力。
因此,将配管压力阻力部30B设置于从罐21的罐底面21b的高度H[mm]的位置时,需要使配管压力阻力部30B的高度H上的液化二氧化碳L的压力超过设定压力下限值Ps。
考虑到通过配管压力阻力部30B后的液化二氧化碳L的压力根据高度H与罐21内的液化二氧化碳L的液面高度H1之间的高低差而降低,限制设置配管压力阻力部30B的从罐底面21b的高度H[mm],以使该压力不低于三相点压力。
(作用效果)
在上述第二实施方式的罐系统20B中,具备罐21、装载配管25及配管压力阻力部30B。配管压力阻力部30B相对于在装载配管25中位于最高的位置的配管顶部25t设置于下端25b侧。通过配管压力阻力部30B,在装载配管25中流通的液化二氧化碳L的压力提高与压力损失ΔP相应的量,抑制液化二氧化碳L的压力Pc接近三相点压力。其结果,在罐21内容纳液化二氧化碳L时,抑制在装载配管25内生成干冰,能够顺畅地运用罐21。
在上述第二实施方式的罐系统20B中,配管压力阻力部30B产生满足上式(1)的压力损失ΔP。
因此,根据实施方式的罐系统20B,能够使配管压力阻力部30B产生与装载配管25的配管顶部25t的高度H2相应的适当的压力损失ΔP,从而提高液化二氧化碳L的压力。由此,抑制在装载配管25内液化二氧化碳L凝固而生成干冰。
在上述第二实施方式的罐系统20B中,配管压力阻力部30B比装载配管25的下端25b高,且考虑到通过配管压力阻力部30B后的液化二氧化碳L的压力根据从罐底面21b的高度H与罐21内的液化二氧化碳L的液面高度H1之间的高低差而降低,限制从罐21的罐底面21b的高度H[mm],以使该压力不低于三相点压力。
因此,根据实施方式的罐系统20B,在比配管压力阻力部30B靠下方(下端25b侧)的位置,液化二氧化碳L的压力成为设定压力下限值Ps以上。由此,能够抑制产生通过配管压力阻力部30B后的液化二氧化碳L的压力降低而生成干冰。
在上述第二实施方式的船舶1B中,具备船体2及设置于船体2的罐系统20B。
因此,根据第二实施方式的船舶1B,能够提供具备罐系统20B的船舶1B,所述罐系统20B中,在罐21内容纳液化二氧化碳L时,能够抑制在装载配管25内生成干冰并顺畅地运用罐21。
[第三实施方式]
接着,参考图7至图11对本发明的第三实施方式所涉及的罐系统、船舶进行说明。在以下说明的本发明的第三实施方式中,只有配管压力阻力部30C的结构与本发明的第一、第二实施方式不同,因此对与第一、第二实施方式相同的部分标注相同符号来进行说明,并且省略重复说明。
(船舶的船体结构)
如图1所示,该第三实施方式的船舶1C搬运液化二氧化碳或者包含液化二氧化碳的多种液化气体。该船舶1C至少具备船体2及罐系统20C。
(罐系统的结构)
如图7所示,罐系统20C具备罐21、装载配管25及配管压力阻力部30C。
(配管压力阻力部的结构)
配管压力阻力部30C能够使在装载配管25中流通的液化二氧化碳L的压力提高与压力损失相应的量。在该实施方式中,配管压力阻力部30C具备控制阀35及控制装置60。
配管压力阻力部30C的控制阀35相对于在装载配管25中位于最高的位置的配管顶部25t设置于下端25b侧。在该第三实施方式中,控制阀35设置于装载配管25的下端25b。控制阀35也可以与上述第二实施方式同样地设置于比装载配管25的下端25b高的位置。
图8所示的控制阀35能够改变流通开口部30a的开口面积A5。控制阀35具有在装载配管25中的液化二氧化碳L的流路内可转动地设置的阀体35a。阀体35a通过围绕阀轴转动来打开或关闭装载配管25内的流路。阀体35a通过调整围绕阀轴的开度,增大或减小形成于阀体35a与装载配管25的内周面25f之间的间隙35b。阀体35a与装载配管25的内周面25f的间隙35b形成上述流通开口部30a。形成流通开口部30a的间隙35b的开口面积A5比装载配管25内的流路截面积A1小。作为控制阀35,优选使用在低温的液化二氧化碳L中也能够动作的浸没耐低温阀。
利用这种控制阀35的配管压力阻力部30C能够使在装载配管25中流通的液体二氧化碳L的压力提高与压力损失ΔP相应的量。
在配管压力阻力部30C的控制阀35中,利用所产生的压力损失ΔP提高配管顶部25t中的压力Pc的情况,设定流通开口部30a的开口面积A5,以满足由上式(1)表示的条件。
(控制装置的结构)
控制装置60调整控制阀35中的流通开口部30a的开度。为了通过控制装置60进行控制阀35的开度调整,罐系统20C具备罐内压传感器51及配管顶部压力传感器52。罐内压传感器51检测罐21的内压。配管顶部压力传感器52检测配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc。
(控制装置的硬件结构图)
如图9所示,控制装置60是具备CPU61(Central Processing Unit,中央处理器)、ROM62(Read Only Memory,只读存储器)、RAM63(Random Access Memory,随机存取存储器)、HDD64(Hard Disk Drive,硬盘驱动器)、信号接收模块65的计算机。信号接收模块65接收来自罐内压传感器51、配管顶部压力传感器52的检测信号。
(控制装置的功能框图)
如图10所示,控制装置60的CPU61通过执行预先存储于HDD64和ROM62等的程序,实现信号接收部71、开度控制部72、指令信号输出部73的各功能结构。
信号接收部71经由信号接收模块65接收来自罐内压传感器51、配管顶部压力传感器52的检测信号,即,罐内压传感器51中的罐21的内压的检测值及配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc的检测值的数据。
开度控制部72执行根据配管顶部压力传感器52中的检测值来调整控制阀35的开度的控制。
指令信号输出部73通过开度控制部72中的控制,将用于变更控制阀35的开度的指令信号输出至控制阀35。
(处理步骤)
接着,对在罐系统20C中通过控制装置60调整控制阀35的开度的步骤进行说明。
如图11所示,控制装置60的信号接收部71以预先设定的时间间隔从罐内压传感器51、配管顶部压力传感器52接收罐内压传感器51中的罐21的内压(运用压力Pt)的检测值及配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc的检测值的数据(步骤S1)。
接着,由开度控制部72判定在步骤S1中接收到的配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc是否小于预先设定的阈值(例如,设定压力下限值Ps)(步骤S2)。其结果,若配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc不小于阈值则返回步骤S1。
在步骤S2中,配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc小于阈值时,即,配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc小于设定压力下限值Ps时,开度控制部72减小控制阀35的开度(步骤S3)。为此,开度控制部72经由指令信号输出部73对控制阀35输出用于将阀体35a的开度减小规定角度的指令信号。输出指令信号之后,控制装置60结束处理并返回步骤S1。
(作用效果)
在上述实施方式的罐系统20C中,具备罐21、装载配管25及配管压力阻力部30C。并且,配管压力阻力部30C相对于在装载配管25中位于最高的位置的配管顶部25t设置于下端25b侧。通过配管压力阻力部30C,在装载配管25中流通的液化二氧化碳L的压力提高与压力损失ΔP相应的量,抑制液化二氧化碳L的压力Pc接近三相点压力。其结果,在罐21内容纳液化二氧化碳L时,抑制在装载配管25内生成干冰,能够顺畅地运用罐21。
在上述实施方式的罐系统20C中,配管压力阻力部30C产生满足上式(1)的压力损失ΔP。
因此,根据实施方式的罐系统20C,能够使配管压力阻力部30C产生与装载配管25的配管顶部25t的高度H2相应的适当的压力损失ΔP,从而提高液化二氧化碳L的压力。由此,抑制在装载配管25内液化二氧化碳L凝固而生成干冰。
在上述实施方式的罐系统20C中,配管压力阻力部30C具有流通开口部30a,所述流通开口部30a具有比装载配管25内的流路截面积A1小的开口面积A5,且供液体二氧化碳L流通。
这种配管压力阻力部30C是具有流通开口部30a的简单结构,能够以低成本抑制液化二氧化碳L中的干冰生成。
在上述实施方式的罐系统20C中,配管压力阻力部30C具备能够改变流通开口部30a的开口面积A5的控制阀35及调整控制阀35中的流通开口部30a的开度的控制装置60。
因此,根据实施方式的罐系统20C,通过利用控制装置60调整控制阀35中的流通开口部30a的开度,能够调整由配管压力阻力部30C产生的压力损失ΔP。由此,能够根据罐系统20C的运用条件等,适当地调整提高液化二氧化碳L的压力的压力损失ΔP。
在上述实施方式的罐系统20C中,还具备检测装载配管25的配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc的配管顶部压力传感器52,控制装置60根据配管顶部压力传感器52中的检测值来调整控制阀35的开度。
因此,根据实施方式的罐系统20C,能够根据由配管顶部压力传感器52检测出的配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc,由配管压力阻力部30C调整提高在装载配管25中流通的液化二氧化碳L的压力的压力损失ΔP。因此,能够适当地调整提高液化二氧化碳L的压力的压力损失ΔP,以使配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力不低于设定压力下限值Ps。
在上述实施方式的船舶1C中,具备船体2及设置于船体2的罐系统20C。
因此,根据实施方式的船舶1C,能够提供具备罐系统20C的船舶1C,所述罐系统20C中,在罐21内容纳液化二氧化碳L时,能够抑制在装载配管25内生成干冰并顺畅地运用罐21。
(其他实施方式)
以上,参考附图对本发明的实施方式进行了详细说明,但具体的结构并不限于该实施方式,还包含不脱离本发明宗旨的范围的设计等。
在上述实施方式中,设为将罐21设置于形成在船体2内的罐系统存储区域8内的结构,但并不限于此,例如罐21也可以设置于上甲板5上。
并且,在上述实施方式中设为在船舶1A~1C具备罐21,但并不限于此,例如可以设为在船舶1A~1C以外的场所设置罐21,例如设置于陆上或海上设备或设置于油罐车等车辆上。
<附记>
实施方式所记载的罐系统20A、20B、20C、船舶1A~1C例如可以如下理解。
(1)第1方式所涉及的罐系统20A、20B、20C具备:罐21,在内部容纳液化二氧化碳L;装载配管25,沿上下方向Dv延伸而下端25b在所述罐21内开口,并且从所述下端25b向所述罐21内释放从外部供给的液化二氧化碳L;及配管压力阻力部30A、30B、30C,相对于在所述装载配管25中位于最高的位置的配管顶部25t设置于所述下端25b侧,使在所述装载配管25中流通的所述液化二氧化碳L产生压力损失ΔP。
作为配管压力阻力部30A、30B、30C的例子,有节流装置31、多孔板32、板翼33。
该罐系统20A、20B、20C中,通过配管压力阻力部30A、30B、30C,在装载配管25中流通的液化二氧化碳L的压力提高与压力损失ΔP相应的量。通过装载配管25的配管顶部25t中的液体二氧化碳L的压力Pc提高,抑制液化二氧化碳L的压力Pc接近三相点压力。由此,抑制在装载配管25内液化二氧化碳L凝固而生成干冰。其结果,在罐21内容纳液化二氧化碳L时,抑制在装载配管25内生成干冰,能够顺畅地运用罐21。
(2)第2方式所涉及的罐系统20A、20B、20C是(1)的罐系统20A、20B、20C,其中,所述配管压力阻力部30A、30B、30C产生以如下方式确定的压力损失ΔP,即,使从在罐运用压力Pt加上由所述配管压力阻力部30A、30B、30C产生的压力损失ΔP而得的压力减去相当于所述罐21内的液化二氧化碳L的液面与所述配管顶部25t之间的高低差的压力而得的值超过在液化二氧化碳L的三相点压力值加上安全裕度值而得的设定压力下限值Ps。
由此,能够使配管压力阻力部30A、30B、30C产生与装载配管25的配管顶部25t的高度相应的适当的压力损失ΔP,从而提高液化二氧化碳L的压力。由此,在装载配管25内,液化二氧化碳L的压力Pc成为根据液化二氧化碳L的三相点压力来设定的设定压力下限值Ps以上。由此,抑制在装载配管25内液化二氧化碳L凝固而生成干冰。
(3)第3方式所涉及的罐系统20A、20C是(2)的罐系统20A、20C,其中,所述配管压力阻力部30A、30C设置于所述装载配管25的所述下端25b。
由此,通过设置于装载配管25的下端25b的配管压力阻力部30A、30C,抑制在装载配管25内液化二氧化碳L凝固而生成干冰。并且,对现有的罐系统的装载配管25的下端25b也能够追加设置配管压力阻力部30A、30C。
(4)第4方式所涉及的罐系统20B是(2)的罐系统20B,其中,所述配管压力阻力部30B比所述装载配管25的所述下端25b高,且从所述罐21的罐底面21b的高度H设置成通过所述配管压力阻力部30B后的液化二氧化碳L的压力不低于所述三相点压力值。
由此,将配管压力阻力部30B设置于比装载配管25的下端25b高且比配管顶部25t低的位置时,在比配管压力阻力部30B靠下方(下端25b侧)的位置,液化二氧化碳L的压力也成为设定压力下限值Ps以上。由此,在比配管压力阻力部30B靠下方的位置,也抑制产生通过配管压力阻力部30B后的液化二氧化碳L的压力降低而生成干冰。
(5)第5方式所涉及的罐系统20A、20B、20C是(1)至(4)中任一个罐系统20A、20B、20C,其中,所述配管压力阻力部30A、30B、30C具有流通开口部30a,所述流通开口部30a具有比所述装载配管25内的流路截面积A1小的开口面积A2~A5,且供液化二氧化碳L流通。
这种配管压力阻力部30A、30B、30C是具有流通开口部30a的简单结构,能够以低成本抑制液化二氧化碳L中的干冰生成。
(6)第6方式所涉及的罐系统20C是(5)的罐系统20C,其中,所述配管压力阻力部30C具备能够改变所述流通开口部30a的开口面积A5的控制阀35及调整所述控制阀35中的所述流通开口部30a的开度的控制装置60。
由此,通过利用控制装置60调整控制阀35中的流通开口部30a的开度,能够调整由配管压力阻力部30C产生的压力损失ΔP。因此,能够根据罐系统20C的运用条件等,适当地调整提高液化二氧化碳L的压力的压力损失ΔP。
(7)第7方式所涉及的罐系统20C是(6)的罐系统20C,其还具备检测所述装载配管25的所述配管顶部25t中的所述液化二氧化碳L的压力Pc的配管顶部压力传感器52,所述控制装置60根据所述配管顶部压力传感器52中的检测值来调整所述控制阀35的开度。
由此,能够根据由配管顶部压力传感器52检测出的配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc来调整由配管压力阻力部30C产生的压力损失ΔP。因此,能够适当地调整提高液化二氧化碳L的压力的压力损失ΔP,以使配管顶部25t中的液化二氧化碳L的压力Pc不低于设定压力下限值Ps。
(8)第8方式所涉及的船舶1A~1C,其具备船体2及设置于所述船体2的(1)至(7)中的任一个罐系统20A、20B、20C。
由此,能够提供具备罐系统20A、20B、20C的船舶1A~1C,所述罐系统20A、20B、20C中,在罐21内容纳液化二氧化碳L时,能够抑制在装载配管25内生成干冰并顺畅地运用罐21。
产业上的可利用性
根据本发明,能够抑制装载配管内的干冰生成并顺畅地运用罐。
符号说明
1A、1B、1C-船舶,2-船体,2a-船首,2b-船尾,3A、3B-舷侧,5-上甲板,7-上部结构,8-罐系统存储区域,20A、20B、20C-罐系统,21-罐,21b-罐底面,25-装载配管,25b-下端,25f-内周面,25t-配管顶部,30A、30B、30C-配管压力阻力部,30a-流通开口部,31-节流装置,31a-板部,31b-贯穿孔,32-多孔板,32a-板部,32b-贯穿孔,33-板翼,33a-外周缘,33b-间隙,35-控制阀,35a-阀体,35b-间隙,51-罐内压传感器,52-配管顶部压力传感器,60-控制装置,61-CPU,62-ROM,63-RAM,64-HDD,65-信号接收模块,71-信号接收部,72-开度控制部,73-指令信号输出部,A1-流路截面积,A2、A3、A4、A5-开口面积,Da-船首尾方向,Dp-管轴方向,Dv-上下方向,H-配管压力阻力部从罐底面的高度,H1-罐内的液化二氧化碳的液面高度,H2-装载配管的配管顶部从罐底面的高度,L-液化二氧化碳,ΔP-压力损失,Pc-压力,Ps-设定压力下限值,Pt-运用压力。
Claims (7)
1.一种罐系统,其具备:
罐,在内部容纳液化二氧化碳;
装载配管,沿上下方向延伸而下端在所述罐内开口,并且从所述下端向所述罐内释放从外部供给的液化二氧化碳;及
配管压力阻力部,相对于在所述装载配管中位于最高的位置的配管顶部设置于所述下端侧,使在所述装载配管中流通的液化二氧化碳产生压力损失,
所述配管压力阻力部产生以如下方式确定的压力损失,即,使从在罐运用压力加上由所述配管压力阻力部产生的压力损失而得的压力减去相当于所述罐内的液化二氧化碳的液面与所述配管顶部的高低差的压力而得的值超过在液化二氧化碳的三相点压力值加上安全裕度值而得的设定压力下限值。
2.根据权利要求1所述的罐系统,其中,
所述配管压力阻力部设置于所述装载配管的所述下端。
3.根据权利要求1所述的罐系统,其中,
所述配管压力阻力部设置成如下,即,比所述装载配管的所述下端高,且从所述罐的罐底面的高度使通过所述配管压力阻力部后的液化二氧化碳的压力不低于所述三相点压力值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的罐系统,其中,
所述配管压力阻力部具有流通开口部,所述流通开口部具有比所述装载配管内的流路截面积小的开口面积,且供液化二氧化碳流通。
5.根据权利要求4所述的罐系统,其中,
所述配管压力阻力部具备:
控制阀,能够改变所述流通开口部的开口面积;及
控制装置,调整所述控制阀中的所述流通开口部的开度。
6.根据权利要求5所述的罐系统,
其还具备配管顶部压力传感器,所述配管顶部压力传感器检测所述装载配管的所述配管顶部中的所述液化二氧化碳的压力,
所述控制装置根据所述配管顶部压力传感器中的检测值来调整所述控制阀的开度。
7.一种船舶,其具备:
船体;及
权利要求1至6中任一项所述的罐系统,设置于所述船体。
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