JP2002211684A - 高圧気体貯蔵施設およびその漏洩検知方法ならびに漏洩ガス検知・捕集設備の機能性確認方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来に比較して漏洩ガスの拡散防止機能に優
れ、さらに、万一漏洩が発生したとしても、それを迅速
かつ高精度に検出することができるような高圧気体貯蔵
施設を提供する。 【解決手段】 ライニング材１３を貯槽１１の内方から
覆うように気密性を有する膜材１５を配置した。また、
膜材１５とライニング材１３との間の空間Ｓに所定圧力
で気体を給排気可能な給排気設備１７を備えた構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤内を掘削して
設置された貯槽に高圧気体を貯蔵する高圧気体貯蔵施
設、および、このような施設において、貯槽から漏洩す
る気体を検知するための方法、ならびに、このような施
設に適用された漏洩ガス検知・捕集設備の機能性を確認
するための方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、岩盤内に空洞を形成し、
この空洞内を圧縮空気や天然ガスなどを貯蔵する貯槽と
して利用する施設が近年実現している。図４および５
に、このような高圧気体貯蔵施設１の例を示す。この高
圧気体貯蔵施設１は、岩盤Ｇ内を掘削することにより形
成された空洞２内をライニング材３により被覆し、この
ライニング材３の内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽
４として形成するとともに、ライニング材３と岩盤Ｇと
の間に裏込めコンクリートＣを充填したものである。

【０００３】ところで、こうした高圧気体貯蔵施設１に
おいては、貯槽４から外部への気体の漏洩を検知する必
要があり、このため、漏洩ガス検知・捕集設備を採用し
ている。すなわち、裏込めコンクリートＣと岩盤Ｇとの
間に排気孔５を設置するとともに、この排気孔５を貯槽
４の外周面全体に亘って張り巡らし、さらに排気孔５
を、集気装置（図示略）に対して接続するようにし、集
気装置により集気したガスをモニタリングすることによ
りガス漏洩を検知し、さらに、漏洩発生時には、排気孔
５内を減圧することにより、漏洩したガスを集気するよ
うにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような方法は、排
気孔５を十分密に配置することにより、漏洩ガスをある
程度の確率で検知・集気することが可能であると考えら
れるが、以下のような問題点も有している。 ・漏洩したガスが排気孔５の位置まで到達するまでは、
漏洩が検知できず、漏洩発生から検知までの間にタイム
ラグがある。 ・漏洩したガスが排気孔５同士の間の間隙を流動した場
合などは、漏洩を検知できないため、検知精度に問題が
ある。 ・漏洩の進行が急激な場合などに、排気孔の外側の岩盤
まで漏洩ガスが流動した際、その後の漏洩ガスの拡散を
抑制するのが困難になる。 ・施設の長期稼働に伴い、漏洩ガスの流動経路（割れ
目）の目詰まりや排気孔５の閉塞などが発生し、これに
よりガスの検知精度や捕集率などの性能が低下する可能
性がある。しかしながら、漏洩ガスの捕集設備が有効に
機能しているかを確認する方法がない。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、従来に比較して漏洩ガスの拡散防止機能に優
れ、さらに、万一漏洩が発生したとしても、それを迅速
かつ高精度に検出することができるような高圧気体貯蔵
施設およびその漏洩検知方法を提供するとともに、上記
のような漏洩ガス検知・捕集設備の機能性を確認するた
めの方法を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては以下の手段を採用した。すなわち、
請求項１記載の高圧気体貯蔵施設は、地盤を掘削して空
洞を形成するとともに、前記空洞の周囲をライニング材
により被覆し、前記ライニング材の内方を高圧気体を貯
蔵するための貯槽として形成した高圧気体貯蔵施設であ
って、前記ライニング材を前記貯槽の内方から覆うよう
に配置された気密性を有する膜材と、前記膜材および前
記ライニング材間の空間に所定圧力で気体を給排気可能
な給排気設備とを備えたことを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の高圧気体貯蔵施設は、請求
項１記載の高圧気体貯蔵施設であって、前記ライニング
材の外方に設置された排気孔と、該有孔パイプに接続さ
れて前記有孔パイプ内の気体を捕集可能な捕集装置と、
該捕集装置に接続されて前記捕集装置が捕集した気体に
前記ライニング材と前記膜材との間に封入された気体と
同一の気体が含まれているかを検知可能な検知装置とを
備えていることを特徴としている。

【０００８】請求項３記載の高圧気体貯蔵施設は、請求
項２記載の高圧気体貯蔵施設であって、前記ライニング
材の外方近傍に設置された試験気体圧入管と、該試験気
体圧入管に接続されて所定の試験気体を前記試験気体圧
入管に圧入可能な試験気体圧入装置とを備え、前記検知
装置は、前記試験気体を検知可能に構成されていること
を特徴とする高圧気体貯蔵施設。

【０００９】請求項４記載の高圧気体貯蔵施設の漏洩検
知方法は、地盤を掘削して空洞を形成するとともに、前
記空洞の周囲をライニング材により被覆し、前記ライニ
ング材の内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽として形
成した構造の高圧気体貯蔵施設に対して適用されて、前
記貯槽からの貯蔵気体の漏洩の有無を検知する方法であ
って、前記ライニング材を前記貯槽の内方から覆うよう
に気密性を有する膜材を設置しておくととともに、前記
ライニング材と前記地盤との間に排気可能な排気孔を設
置しておき、前記ライニング材と前記膜材との間に前記
貯蔵気体の貯蔵圧と同圧力でモニタリング気体を封入す
るとともに、前記排出孔から気体を吸引し、吸引された
気体に前記モニタリング気体が含まれているか否かを検
出することにより、前記ライニング材からの気体の漏洩
の発生の存否を検知することを特徴としている。

【００１０】請求項５記載の漏洩ガス検知・捕集設備の
機能性確認方法は、地盤を掘削して空洞を形成し、該空
洞の内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽として形成し
た高圧気体貯蔵施設に適用されて、前記貯槽の周囲に配
置された排気孔から気体を捕集してモニタリングする漏
洩ガス検知・捕集設備の機能性を確認するための方法で
あって、前記貯槽の外方近傍の位置に、所定の試験気体
を圧入し、該試験気体が前記排気孔から捕集された気体
に含まれているか否かをモニタリングすることを特徴と
している。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１から図３は、本発明の一実
施の形態である高圧気体貯蔵施設１０を模式的に示す図
であり、図１は、高圧気体貯蔵施設１０の全体概要を模
式的に示す図、図２は、図１のうち貯槽１１部分の立断
面図、図３は、図２におけるＩ−Ｉ線矢視断面図であ
る。この高圧気体貯蔵施設１０は、上述の高圧気体貯蔵
施設１と同様に、岩盤（地盤）Ｇ内を掘削することによ
り形成された空洞１２内をライニング材１３により被覆
し、このライニング材１３の内方を高圧気体を貯蔵する
ための貯槽１１として形成するとともに、ライニング材
１３と岩盤Ｇとの間に裏込めコンクリートＣを充填した
構造とされている。これにより、貯槽１１の内方に至る
ように配置されたガス受け払い管１４を介して、貯槽１
１内に天然ガス等の貯蔵および払い出しが可能となって
いる。

【００１２】また、この高圧気体貯蔵施設１０において
は、ライニング材１３を貯槽１１の内方から覆うよう
に、膜材１５が配置されている。この膜材１５は、ゴム
などの可撓性を有する材料により形成されるとともに、
気密性を有するように構成されており、さらに、ライニ
ング材１３との間に配置されたサポート１６により保持
されている。

【００１３】また、この高圧気体貯蔵施設１０において
は、ライニング材１３と膜材１５との間の空間Ｓに対し
て所定圧力で気体を給排気可能な給排気設備１７が備え
られている。この給排気設備１７は、コンプレッサ１
８、ガス分析計１９、アキュムレータ２０、圧力調整弁
２１，２２、およびこれらと空間Ｓとの間を接続する接
続管２３を備えたものであり、アキュムレータ２０に蓄
積されたモニタリング用気体（窒素、空気、アンモニア
など）を、コンプレッサ１８により一定の圧力でライニ
ング材１３および膜材１５の間の空間Ｓに封入すること
ができるものである。

【００１４】さらに、この高圧気体貯蔵施設１０におい
ては、上述の高圧気体貯蔵施設１と同様に、裏込めコン
クリートＣと岩盤Ｇとの間に有孔パイプ（排気孔）２４
が設置されている。この有孔パイプ２４は、図４に示し
た従来の排気孔５と同様のものであり、図１，２に示す
ように、貯槽１１の外周面全体に亘って張り巡らされて
いる。この有孔パイプ２４は、貯槽１１の下部において
接続管２５に対して接続され、さらにこの接続管２５を
介して捕集装置２６およびモニタリング装置２７に対し
て接続されている。捕集装置２６は、接続管２５を介し
て有孔パイプ２４内の気体を捕集することができるもの
であり、また、モニタリング装置２７は、捕集装置２６
により捕集した気体を分析してモニタリングを行うため
のものである。

【００１５】さらに、この高圧気体貯蔵施設１０におい
ては、ライニング材１３の岩盤Ｇ側の近傍の位置から貯
槽１１の外部に至るように試験気体圧入管２８，２８，
…が配置されている。これらの試験気体圧入管２８，２
８，…は、図２および図３に示すように、その一端２８
ａ，２８ａ，…が、貯槽１１の頂部に、または貯槽１１
上部における貯槽１１の周方向に等間隔に離間した位置
に配置されている。なお、これら試験気体圧入管２８，
２８，…は、ライニング材１３の図示しない溶接部の近
傍に至るように配置されている。また図１に示すよう
に、試験気体圧入管２８，２８，…の他端２８ｂ，２８
ｂ，…は、貯槽１４の外部に設けられた試験気体供給装
置３０に対して接続されている。試験気体供給装置３０
は、窒素、空気、アンモニア等の試験気体を、試験気体
圧入管２８に供給することが可能となっており、なおか
つ、この場合に試験気体の供給量を測定することが可能
となっている。

【００１６】このような高圧気体貯蔵施設１０におい
て、貯槽１１の内部にガスを貯蔵するには、給排気設備
１７により、ライニング材１３と膜材１５との間に貯蔵
ガスと同圧力でモニタリング気体を封入するようにす
る。この際、貯槽１１内部におけるガスの貯蔵／払い出
しサイクルと同時に、コンプレッサ１８および圧力調整
弁２２によりモニタリング気体の給排気を行い、空間Ｓ
の内部の圧力を調整するようにする。これにより、膜材
１５の内外の圧力を等しく保ち、膜材１５の自重、およ
び内外の気体の比重差による若干の荷重を除き、膜材１
５自体には原則的に荷重が作用しないようにする。

【００１７】また、この際同時に、有孔パイプ２４内の
気体を吸引してこれを捕集装置２６により捕集し、さら
にモニタリング装置２７によって捕集気体の成分をモニ
タリングする。これにより、ライニング材１３において
漏洩が発生した場合には、貯蔵ガスに先行して、空間Ｓ
内に封入されたモニタリング気体が捕集・検知されるこ
ととなるため、捕集気体の成分がモニタリング気体と同
一であるか否かに着目することにより、ライニング材１
３における漏洩箇所の存否を早期に発見することができ
る。さらにこの際、貯槽１１内は、ライニング材１３と
膜材１５とによって、原理的には二重構造となっている
ために、膜材１５とライニング材１３とが同時に破損し
ない限り、岩盤Ｇ内への貯蔵ガスの漏洩が発生すること
が無く、安全性が高い。しかも、膜材１５とライニング
材１３とが同時に破損しない限りは、岩盤Ｇ内への貯蔵
ガスの漏洩が発生する以前に漏洩を検知することができ
ることとなるので、岩盤Ｇ内へガスが拡散する危険性を
大幅に低減することができる。

【００１８】また、施設の長期稼働により、裏込めコン
クリートＣ内における流動経路（割れ目）の目詰まりや
有孔パイプ２４の閉塞などが発生し、これにより、捕集
装置２６、モニタリング装置２７におけるガスの検知精
度や捕集率などの性能が低下する可能性が考えられる
が、これには、以下のようにして、有孔パイプ２４、捕
集装置２６、モニタリング装置２７からなるモニタリン
グ施設（漏洩ガス検知・捕集設備）の健全性を確認する
ようにする。

【００１９】すなわち、これには、試験気体圧入装置３
０を稼働させて、試験気体圧入管２８の一端２８ａから
試験気体をライニング材１３の外方に圧入する。圧入さ
れた試験気体は、有孔パイプ２４が健全に機能していれ
ば、有孔パイプ２４を通じて捕集装置２６により捕集さ
れ、モニタリング装置２７により検出されるから、これ
によって、モニタリング施設の検知機能性が確認され
る。さらに、試験気体の圧入量と集気量とを比較するこ
とにより、有孔パイプ２４、捕集装置２６の漏洩ガス検
知・捕集設備としての性能を評価することが可能であ
る。このように、施設稼働時における漏洩ガス検知・捕
集設備の機能性を確認する手段を付加することにより、
高圧気体貯蔵施設１０の安全性を向上させることができ
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る高
圧気体貯蔵施設においては、ライニング材および膜材に
より二重構造が実現されるために、膜材とライニング材
とが同時に破損しない限り、岩盤内への貯蔵ガスの漏洩
が発生することが無く、安全性が高い。

【００２１】請求項２に係る高圧気体貯蔵施設および請
求項４に係る高圧気体貯蔵施設の漏洩検知方法によれ
ば、ライニング材において漏洩が発生した場合に、貯蔵
ガスに先行して、ライニング材と膜材との間に封入され
た（モニタリング）気体が捕集・検知されることとなる
ため、ライニング材における漏洩箇所の存否を早期に発
見することができ、これにより、岩盤内へガスが拡散す
る危険性を大幅に低減して、施設の安全性の向上を図る
ことができる。

【００２２】請求項３に係る高圧気体貯蔵施設および請
求項５に係る漏洩ガス検知・捕集設備の機能性確認方法
によれば、施設稼働時における漏洩ガスの検知精度や捕
集率などを確認することができ、これにより、貯蔵施設
の安全性をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態を模式的に示す高圧
気体貯蔵施設の概要図である。

【図２】 図１に示した高圧気体貯蔵施設のうち貯槽
部分の立断面図である。

【図３】 図２におけるＩ−Ｉ線矢視断面図である。

【図４】 従来の高圧気体貯蔵施設の立断面図であ
る。

【図５】 同、平断面図である。

【符号の説明】

１０ 高圧気体貯蔵施設 １１ 貯槽 １２ 空洞 １３ ライニング材 １５ 膜材 １７ 給排気設備 ２４ 有孔パイプ（排気孔） ２６ 捕集装置 ２７ モニタリング装置（検知装置） ２８ 試験気体圧入管 ３０ 試験気体圧入装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤を掘削して空洞を形成するととも
   に、前記空洞の周囲をライニング材により被覆し、前記
   ライニング材の内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽と
   して形成した高圧気体貯蔵施設であって、 前記ライニング材を前記貯槽の内方から覆うように配置
   された気密性を有する膜材と、 前記膜材および前記ライニング材間の空間に所定圧力で
   気体を給排気可能な給排気設備とを備えたことを特徴と
   する高圧気体貯蔵施設。
2. 【請求項２】 請求項１記載の高圧気体貯蔵施設であっ
   て、 前記ライニング材の外方に設置された排気孔と、 該排気孔に接続されて前記排気孔の気体を捕集可能な捕
   集装置と、 該捕集装置に接続されて前記捕集装置が捕集した気体に
   前記ライニング材と前記膜材との間に封入された気体と
   同一の気体が含まれているかを検知可能な検知装置とを
   備えていることを特徴とする高圧気体貯蔵施設。
3. 【請求項３】 請求項２記載の高圧気体貯蔵施設であっ
   て、前記ライニング材の外方近傍に設置された試験気体
   圧入管と、該試験気体圧入管に接続されて所定の試験気
   体を前記試験気体圧入管に圧入可能な試験気体圧入装置
   とを備え、前記検知装置は、前記試験気体を検知可能に
   構成されていることを特徴とする高圧気体貯蔵施設。
4. 【請求項４】 地盤を掘削して空洞を形成するととも
   に、前記空洞の周囲をライニング材により被覆し、前記
   ライニング材の内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽と
   して形成した構造の高圧気体貯蔵施設に対して適用され
   て、前記貯槽からの貯蔵気体の漏洩の有無を検知する方
   法であって、 前記ライニング材を前記貯槽の内方から覆うように気密
   性を有する膜材を設置しておくととともに、前記ライニ
   ング材と前記地盤との間に排気可能な排気孔を設置して
   おき、 前記ライニング材と前記膜材との間に前記貯蔵気体の貯
   蔵圧と同圧力でモニタリング気体を封入するとともに、
   前記排出孔から気体を吸引し、吸引された気体に前記モ
   ニタリング気体が含まれているか否かを検出することに
   より、前記ライニング材からの気体の漏洩の発生の存否
   を検知することを特徴とする高圧気体貯蔵施設の漏洩検
   知方法。
5. 【請求項５】 地盤を掘削して空洞を形成し、該空洞の
   内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽として形成した高
   圧気体貯蔵施設に適用されて、前記貯槽の周囲に配置さ
   れた排気孔から気体を捕集してモニタリングする漏洩ガ
   ス検知・捕集設備の機能性を確認するための方法であっ
   て、 前記貯槽の外方近傍の位置に、所定の試験気体を圧入
   し、該試験気体が前記排気孔から捕集された気体に含ま
   れているか否かをモニタリングすることを特徴とする漏
   洩ガス検知・捕集設備の機能性確認方法。