JP2001200996A - 液化ガスの受入管冷却保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液回収ドラム、専用ポンプ及び保冷循環ポン
プを省略することができ、かつガイザリング現象の発生
を本質的に抑制することができ、かつ安定して液化ガス
の受入管を極低温に冷却保持することができる受入管冷
却保持装置を提供する。 【解決手段】 桟橋等から液化ガスタンク１まで液化ガ
スを輸送する受入管３を冷却保持する液化ガスの受入管
冷却保持装置。受入管は、液化ガスタンクの上部ガス部
に一端が連通するほぼ垂直な垂直管１２と、垂直管の他
端に連通する水平な第１水平管１４と、第１水平管と桟
橋等との間の第１水平管より低い高さに位置する第２水
平管１６とからなる。更に、第１水平管１４内の液面を
管の中央レベルに制御する第１レベル制御装置１８と、
第２水平管１６内の液面を管の中央レベルに制御する第
２レベル制御装置２０と、第２水平管１６にタンク内の
液を補充する液補充装置２２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＮＧ等の液化ガ
スの受入管冷却保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＮＧ等液化ガスの受入・貯蔵設備で
は、ＬＮＧ船が接岸する桟橋から、貯槽（タンク）まで
数百ｍに達する受入管を通して液化ガスを輸送する。こ
の場合、液化ガスの蒸発温度は極低温（ＬＮＧの場合、
常圧で約−１６２℃）であるため、受入管もこの温度ま
で冷却される。

【０００３】ＬＮＧ船の接岸及びこれに伴う液化ガスの
受入れは、通常数日以上の間隔を開けて行われる。その
ため、その間、受入管を放置すると、受入管の温度が常
温付近まで上昇してしまい、液化ガスの受入れを再開し
た際に、大量の液化ガスの蒸発、受入管の熱収縮による
長さ変化、等の問題が発生する。

【０００４】この問題を回避するため、従来の液化ガス
の受入・貯蔵設備では、（１）自然冷却、（２）加圧注
入冷却、（３）強制循環冷却、等の受入管冷却方式が採
用されていた。

【０００５】（１）自然冷却方式は、図３（Ａ）に模式
的に示すように、液面の高いタンク１の下部受入弁２を
開いて、タンク１と受入管３を連通しておくものであ
る。受入管３は、タンクの液ヘッドによってタンク内の
液（液化ガス）が満たされており、受入管への侵入熱に
よって受入管３内で発生したガス（ＢＯＧ）は、ガス抜
き装置４とタンク１の上部受入管３ａからタンク１へ戻
されるようになっている。

【０００６】（２）加圧注入冷却方式では、図３（Ｂ）
に模式的に示すように、液化ガスの受入終了後、タンク
１の受入弁２を閉にし、水平管３ｂ内の液面が中央レベ
ルになるまで受入管液回収ドラム５に回収する。冷却保
持中に発生したガスは、ガス抜き装置４及びタンクの上
部受入管３ａからタンクに戻し、蒸発した分の液補充
は、払出ポンプ６より供給する。すなわち、受入管内の
液面を水平管３ｂの中央レベルに維持し、ガスと液との
接触面積を大きくして液化ガスの蒸発により受入管を低
温に保持するようになっている。

【０００７】（３）強制循環冷却方式では、図３（Ｃ）
に模式的に示すように、タンク内の液を保冷循環ポンプ
８を用いて、例えばＡ系受入管→桟橋先端→Ｂ系受入管
→タンクの経路で強制循環させ、受入管３への入熱を加
圧された循環液に吸収させるものである。吸収した入熱
は、循環液がタンク内で開放される際にＢＯＧを発生さ
せる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した自然冷却方式
（１）は、最も簡単で経済的な冷却方式であるが、いわ
ゆるガイザリング現象が発生する問題点がある。ガイザ
リング現象とは、図３（Ａ）において、上部受入管３ａ
内の液圧によりその他の受入管３内が加圧状態にある状
態で、受入管への入熱により管内の液が気化することな
く温度上昇した後に、上部受入管３ａ内の液が蒸発して
レベルが低下し液圧が低下すると、受入管３内全体の液
が急激に気化して沸騰状態となり、気泡と共に大量の液
がタンク１に噴出する現象である。このガイザリング現
象は、激しい振動を伴うため、受入管に悪影響をおよぼ
すばかりでなく、その後、管内の液が急減するため冷却
保持能力が激減する問題も生じる。また、防液堤９の上
部を通る受入管部分（図の３ｂ）よりタンク内の液位が
低くなると、タンクからの液補充ができなくなる問題も
ある。

【０００９】加圧注入冷却方式（２）は、受入管のアッ
プダウンが大きい場合には、適用が困難であるが、ガイ
ザリング現象の発生がほとんどない特徴がある。しか
し、この方式では、受入管の液抜きのためのドラム５や
ドラム内の液を貯槽に戻すための専用ポンプ７が必要と
なり、設備コストが高くなる問題点がある。

【００１０】強制循環冷却方式（３）は、配管形状によ
らず適切な循環量を選定することにより受入管を確実に
冷却保持できる特徴がある。しかし、この方式では、受
入管の入熱の他、ポンプの仕事熱によってもＢＯＧが発
生するため、ＢＯＧ量が多くなり、これを再液化するた
めの再液化装置（圧縮機等）が大型となる問題点があ
る。

【００１１】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、上
述した液回収ドラム５、専用ポンプ７、及び保冷循環ポ
ンプ８を省略することができ、かつガイザリング現象の
発生を本質的に抑制することができ、かつ安定して液化
ガスの受入管を極低温に冷却保持することができる受入
管冷却保持装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、桟橋等
から液化ガスタンク（１）まで液化ガスを輸送する受入
管（３）を冷却保持する液化ガスの受入管冷却保持装置
であって、前記受入管は、液化ガスタンクの上部ガス部
に一端が連通するほぼ垂直な垂直管（１２）と、該垂直
管の他端に連通する水平な第１水平管（１４）と、該第
１水平管と桟橋等との間の第１水平管より低い高さに位
置する第２水平管（１６）とからなり、更に、第１水平
管（１４）内の液面を管の中央レベルに制御する第１レ
ベル制御装置（１８）と、第２水平管（１６）内の液面
を管の中央レベルに制御する第２レベル制御装置（２
０）と、第２水平管（１６）にタンク内の液を補充する
液補充装置（２２）とを備える、ことを特徴とする液化
ガスの受入管冷却保持装置が提供される。

【００１３】上記本発明の構成によれば、第１レベル制
御装置（１８）により第１水平管（１４）内の液面を管
の中央レベルに制御し、第２レベル制御装置（２０）に
より第２水平管（１６）内の液面を管の中央レベルに制
御することにより、第１水平管（１４）及び第２水平管
（１６）内における液化ガスの蒸発面積を大きくし、ガ
イザリング現象の発生を抑制し安定して液化ガスの受入
管を極低温に冷却保持することができる。また、液補充
装置（２２）により第２水平管（１６）にタンク内の液
を補充することにより、第２水平管（１６）より高い位
置にある第１水平管（１４）へは、液圧により第２水平
管（１６）から液を補充することができる。

【００１４】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
第１レベル制御装置（１８）は、第１水平管（１４）を
閉鎖可能な受入遮断弁（１８ａ）と、該受入遮断弁（１
８ａ）をバイパスしてその前後の管の中央レベルをほぼ
水平に連通する水平バイパス管（１８ｂ）とからなる。

【００１５】この構成により、第１水平管（１４）が、
液化ガスタンクの上部ガス部に連通する垂直管（１２）
の他端に連通しているので、受入遮断弁（１８ａ）を閉
じておくだけで、水平バイパス管（１８ｂ）を通して第
１水平管（１４）の中央レベルを越える液がオーバーフ
ローして液化ガスタンクに流れる。従って、横出しのバ
イパス管を付けるのみで管の中央レベルに液面が形成で
きる。すなわち、液回収ドラムや専用ポンプを設置する
ことなく、かつ特別な制御機器を備えることなく、安定
して第１水平管（１４）内の液面を管の中央レベルに制
御し、液化ガスの蒸発面積を大きくし、ガイザリング現
象の発生を抑制しつつ受入管を極低温に冷却保持するこ
とができる。

【００１６】また、前記液補充装置（２２）は、タンク
用払出ポンプ（６）の吐出側に一端が連通し、他端が第
２水平管（１６）に連通する液補充管（２３）と、該液
補充管の流量を制御する流量制御器（２３ａ）とからな
る。この構成により、流量制御器（２３ａ）により液補
充管（２３）を流れる液流量を適切に設定するだけで、
受入管で蒸発する液量に相当する液化ガスを第２水平管
（１６）及びこれに連通している受入管全体に供給する
ことができる。また、液補充管（２３）はタンク用払出
ポンプ（６）の吐出側に連通しているので、保冷循環ポ
ンプ８を省略することができる。

【００１７】更に、前記第２レベル制御装置（２０）
は、第２水平管（１６）内の液面を検出する液レベル検
出器（２０ａ）と、第２水平管（１６）内のガスをタン
クに戻すガス戻り管（２０ｂ）と、ガス戻り管の流量を
制御する液面制御弁（２０ｃ）と、液レベル検出器の出
力に応じて流量制御弁を制御するレベル制御器（２０
ｄ）とからなる、ことが好ましい。この構成により、レ
ベル制御器（２０ｄ）で液面制御弁（２０ｃ）を制御し
て第２水平管（１６）内の液面を管の中央レベルに制御
することができる。また、この制御により、第２水平管
（１６）の圧力もほぼ一定に制御されるので、この第２
水平管より高い位置にある第１水平管（１４）へも、液
圧により第２水平管（１６）から液を補充することがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施形態に
ついて、図面を参照して説明する。なお、各図におい
て、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明
を省略する。図１は、本発明による受入管冷却保持装置
の全体模式図であり、図２は、本発明の実施例を示す受
入管系統図である。図１及び図２に示すように、本発明
の受入管冷却保持装置１０は、桟橋等の遠隔地点（以
下、桟橋等という）から液化ガスタンク１まで液化ガス
を輸送する受入管３を冷却保持する装置である。

【００１９】本発明における受入管３は、液化ガスタン
ク１の上部ガス部に一端が連通するほぼ垂直な垂直管１
２と、この垂直管の他端に連通する水平な第１水平管１
４と、第１水平管と桟橋等との間に位置し、かつ第１水
平管より低い高さの第２水平管１６，１６’とからな
る。第２水平管１６，１６’は、図に示すように、受入
管３の長さ及び起伏に応じて複数箇所に設けるのが好ま
しい。なお、以下の説明では第１水平管１４に隣接する
第２水平管１６のみについて説明する。

【００２０】本発明の受入管冷却保持装置１０は、更
に、第１レベル制御装置１８、第２レベル制御装置２
０、及び液補充装置２２を備える。

【００２１】第１レベル制御装置１８は、第１水平管１
４を閉鎖可能な受入遮断弁１８ａと、この受入遮断弁１
８ａをバイパスしてその前後の管の中央レベルをほぼ水
平に連通する水平バイパス管１８ｂとからなり、受入遮
断弁１８ａを閉じておくだけで、水平バイパス管１８ｂ
を通して第１水平管１４の中央レベルを越える液がオー
バーフローして液化ガスタンクに流れ、管の中央レベル
に液面を形成するようになっている。従って、この第１
レベル制御装置１８により、第１水平管１４内の液面を
管の中央レベルに制御することができる。また、この例
では、水平バイパス管１８ｂの途中にバイパス遮断弁１
８ｃを備え、必要に応じて水平バイパス管１８ｂからの
オーバーフロー流れを遮断または流量調整できるように
なっている。

【００２２】第２レベル制御装置２０は、第２水平管１
６内の液面を検出する液レベル検出器２０ａと、第２水
平管１６内のガスをタンクに戻すガス戻り管２０ｂと、
ガス戻り管の流量を制御する液面制御弁２０ｃと、液レ
ベル検出器の出力に応じて流量制御弁を制御するレベル
制御器２０ｄとからなる。液レベル検出器２０ａは、例
えば差圧センサーである。レベル制御器２０ｄにより検
出された差圧により第２水平管１６内の液面を演算し、
液面が高すぎる場合には、液面制御弁２０ｃを閉じてガ
ス（ＢＯＧ）を管内に留めて液面を下げ、逆に液面が低
すぎる場合には、液面制御弁２０ｃを開きガスを放出し
て液面を上げるようになっている。従って、この第２レ
ベル制御装置２０により、第２水平管１６内の液面を管
の中央レベルに制御することができる。

【００２３】液補充装置２２は、タンク用払出ポンプ６
の吐出側に一端が連通し、他端が第２水平管１６に連通
する液補充管２３，２３’と、この液補充管の流量を制
御する流量制御器２３ａ（この例ではオリフィス）とか
らなる。オリフィスは、液補充管２３から第２水平管１
６，１６’に流入する液流量を、好ましくは第１水平管
を含む受入管で蒸発する液量に相当する以上に設定され
ている。また、第２水平管１６内の圧力は、第１水平管
１４とのヘッド差分だけ第１水平管１４より高いので、
液化ガスを第２水平管１６を介してこれに連通している
受入管全体に供給することができる。更に、液補充管２
３がタンク用払出ポンプ６の吐出側に連通しているの
で、従来の保冷循環ポンプ８を省略して、水平管１２，
１６にタンク内の液を補充することができる。

【００２４】また、図２の例では、第１水平管１４及び
第２水平管１６と液補充管２３をそれぞれ連通する液抜
き弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを備えており、液
化ガスの受入完了後にこれらの弁を通して水平管１４，
１６，１６’内の液をタンク内に抜くことができる。

【００２５】上述した本発明の構成によれば、液化ガス
の受入完了後に、桟橋等に設けられた桟橋遮断弁２５を
閉鎖し、液抜き弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを通
して水平管１４，１６，１６’内の液をその中央レベル
までタンク内に抜いた後、第１レベル制御装置１８によ
り第１水平管１４内の液面を管の中央レベルに制御し、
第２レベル制御装置２０により第２水平管１６内の液面
を管の中央レベルに制御することにより、第１水平管１
４及び第２水平管１６内における液化ガスの蒸発面積を
大きくし、ガイザリング現象の発生を抑制し安定して液
化ガスの受入管を極低温に冷却保持することができる。
また、液補充装置２２により第２水平管１６にタンク内
の液を補充することにより、第２水平管１６より高い位
置にある第１水平管１４へは、液圧により第２水平管１
６から液を補充することができる。

【００２６】更に、第１レベル制御装置１８を受入遮断
弁１８ａと水平バイパス管１８ｂで構成することによ
り、第１水平管１４が、液化ガスタンクの上部ガス部に
連通する垂直管１２の他端に連通しているので、液回収
ドラムや専用ポンプを設置することなく、横出しのバイ
パス管を付けるのみで管の中央レベルに液面が形成で
き、液化ガスの蒸発面積を大きくし、ガイザリング現象
の発生を抑制しつつ受入管を極低温に冷却保持すること
ができる。

【００２７】なお、本発明は上述した実施形態及び実施
例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
に変更できることは勿論である。本発明に係る装置は、
地下式タンク及び地上式タンクのどちらにも適用できる
が、特に地下式タンクへの適用が容易である。本発明に
係る装置を地上式タンクへ適用する場合は、上述した実
施形態における水平配管の内圧が高くなるので、配管の
耐圧を高める等の工夫をするのが好ましい。

【００２８】

【発明の効果】上述したように、本発明の液化ガスの受
入管冷却保持装置は、液回収ドラム、専用ポンプ、及び
保冷循環ポンプを省略することができ、かつガイザリン
グ現象の発生を本質的に抑制することができ、かつ安定
して液化ガスの受入管を極低温に冷却保持することがで
きる、等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による受入管冷却保持装置の全体模式図
である。

【図２】本発明の実施例を示す受入管系統図である。

【図３】従来の受入管冷却保持方式の概念図である。

【符号の説明】

１ 貯槽（タンク）、２ 下部受入弁、３ 受入管、３
ａ 上部受入管、３ｂ，３ｃ 水平管、４ ガス抜き装
置、５ 受入管液回収ドラム、６ 払出ポンプ、７ 専
用ポンプ、８ 保冷循環ポンプ、９ 防液堤、１０ 受
入管冷却保持装置、１２ 垂直管、１４ 第１水平管、
１６ 第２水平管、１８ 第１レベル制御装置、１８ａ
受入遮断弁、１８ｂ 水平バイパス管、１８ｃ バイ
パス遮断弁、２０ 第２レベル制御装置、２０ａ 液レ
ベル検出器、２０ｂ ガス戻り管、２０ｃ 液面制御
弁、２０ｄ レベル制御器、２２ 液補充装置、２３
液補充管、２３ａ 流量制御器、２４ａ〜２４ｄ 液抜
き弁、２５ 桟橋遮断弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 桟橋等から液化ガスタンク（１）まで液
   化ガスを輸送する受入管（３）を冷却保持する液化ガス
   の受入管冷却保持装置であって、前記受入管は、液化ガ
   スタンクの上部ガス部に一端が連通するほぼ垂直な垂直
   管（１２）と、該垂直管の他端に連通する水平な第１水
   平管（１４）と、該第１水平管と桟橋等との間の第１水
   平管より低い高さに位置する第２水平管（１６）とから
   なり、 更に、第１水平管（１４）内の液面を管の中央レベルに
   制御する第１レベル制御装置（１８）と、第２水平管
   （１６）内の液面を管の中央レベルに制御する第２レベ
   ル制御装置（２０）と、第２水平管（１６）にタンク内
   の液を補充する液補充装置（２２）とを備える、ことを
   特徴とする液化ガスの受入管冷却保持装置。
2. 【請求項２】 前記第１レベル制御装置（１８）は、第
   １水平管（１４）を閉鎖可能な受入遮断弁（１８ａ）
   と、該受入遮断弁（１８ａ）をバイパスしてその前後の
   管の中央レベルをほぼ水平に連通する水平バイパス管
   （１８ｂ）とからなる、ことを特徴とする請求項１に記
   載の液化ガスの受入管冷却保持装置。
3. 【請求項３】 前記液補充装置（２２）は、タンク用払
   出ポンプ（６）の吐出側に一端が連通し、他端が第２水
   平管（１６）に連通する液補充管（２３）と、該液補充
   管の流量を制御する流量制御器（２３ａ）とからなる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液化ガスの受入管冷
   却保持装置。
4. 【請求項４】 前記第２レベル制御装置（２０）は、第
   ２水平管（１６）内の液面を検出する液レベル検出器
   （２０ａ）と、第２水平管（１６）内のガスをタンクに
   戻すガス戻り管（２０ｂ）と、ガス戻り管の流量を制御
   する液面制御弁（２０ｃ）と、液レベル検出器の出力に
   応じて流量制御弁を制御するレベル制御器（２０ｄ）と
   からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の液化ガス
   の受入管冷却保持装置。