JP2003278993A - 低温配管の保冷方法および保冷構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温配管の保冷を充分に行い、かつ機械的な
保護も充分に行うことができるようにする。 【解決手段】 低温配管２の周囲を保冷材３，４で覆
い、スペーサ５，６で間隔をあけて、鞘管７，８で覆っ
て、機械的な保護を行う。鞘管７，８は、軸線１ａ方向
に、溶接して溶接部９を形成しながら連結する。溶接時
の高温は、スペーサ５，６によって形成される空気層１
０によって遮断し、保冷材３，４が損傷を受けないよう
にして、低温配管２の保冷を充分に行わせる。溶接部９
と保冷材３，４との間に、珪酸カルシウムなどの耐熱材
を配置したり、溶接部９に裏当て金などを配置すれば、
さらに保冷材３，４の保護を充分に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液化天然ガス（以
下、「ＬＮＧ」と略称する）などの極低温流体や、冷凍
装置用冷媒などの低温流体を通過させる低温配管の保冷
方法および保冷構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＬＮＧ基地などでＬＮＧの輸
送を行う際には、地上に低温配管を架設し、低温配管の
周囲は低温に耐え、断熱性を有する保冷材で覆われる。
保冷材は、機械的な強度が必ずしも充分ではないので、
低温配管を道路などのＬＮＧ基地外に架設することは困
難であり、ＬＮＧの輸送はＬＮＧ基地の同一敷地内に限
られる。ＬＮＧ基地外にＬＮＧを輸送するときは、ＬＮ
Ｇタンカーやタンクローリ車に積み替えて輸送してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＬＮＧは、産地から大
型の外航用ＬＮＧタンカーで多量に輸送されるので、大
容量のＬＮＧタンクを擁するＬＮＧ基地は海岸に設けら
れる。ＬＮＧ基地は、外航用ＬＮＧタンカーとの間でＬ
ＮＧの受入を迅速に行うことが可能な設備と、大量のＬ
ＮＧを貯蔵可能なＬＮＧタンクとを必要とする。ＬＮＧ
基地の規模を拡大していくと、既存の敷地に連続して敷
地を確保することが困難になり、離れた位置にしか敷地
を確保することができなくなる場合がある。

【０００４】ＬＮＧを取扱う施設を離れた敷地に設置す
ると、敷地間でＬＮＧの輸送を行う必要がある。敷地間
の距離は、比較的短く、タンクローリ車などに積み替え
るのは効率が悪い。地上に低温配管を架設する場合は、
保冷材の機械的な保護が必要となる。さらに、最短距離
の経路は、河川や海などを通る場合があり、そのような
場合に陸上を通る経路は、遠回りになってしまい、低温
配管を地盤面下に敷設することが要望される。

【０００５】低温配管を地中に直接埋設すると、低温配
管が埋設されている部分の周囲の地面が凍結し、低温配
管内には周囲からの入熱があって好ましくない。凍結や
入熱を防止するために低温配管を保冷材で覆うと、保冷
材の耐久性が問題となる。また、地中の水分が保冷材に
進入し、凍結して保冷材の断熱性を低下させてしまうお
それもある。このために、保冷材を防護する鞘管を被せ
ることが考えられる。しかしながら、鞘管は低温配管を
保冷材で覆った後で被せ、鞘管同士は溶接して接合する
必要がある。鋼製の鞘管の溶接時に生じる溶着金属の温
度は１０００℃以上になり、この高温で保冷材が損傷を
受けてしまう。

【０００６】本発明の目的は、低温配管の保冷を充分に
行い、かつ機械的な保護も充分に行うことができる低温
配管の保冷方法および保冷構造を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、低温の流体を
通過させる低温配管を、断熱性と耐冷性とを有する保冷
材で覆い、保冷材で覆われる低温配管を鞘管内に収納す
る低温配管の保冷方法において、鞘管は、溶接によって
軸線方向に延長し、鞘管の溶接時、鞘管溶接部と保冷材
との間を断熱することを特徴とする低温配管の保冷方法
である。

【０００８】本発明に従えば、低温の流体を通過させる
低温配管を、断熱性と耐冷性とを有する保冷材で覆うの
で、低温配管の保冷を充分に行うことができる。保冷材
で覆われる低温配管は鞘管内に収納され、鞘管は、溶接
によって延長するので、地中に埋設するような場合で
も、内部の保冷材を確実に保護することができる。鞘管
の溶接時、鞘管溶接部と保冷材との間を断熱するので、
溶接時の高温で保冷材が損傷を受けないようにして、低
温配管の断熱効果を充分に維持させることができる。

【０００９】さらに本発明は、低温の流体を通過させる
低温配管を、断熱性と耐冷性とを有する保冷材で覆い、
保冷材で覆われる低温配管を鞘管内に収納する低温配管
の保冷構造において、鞘管は、溶接によって軸線方向に
延長され、鞘管の溶接部と保冷材との間に、空気層を形
成するように挿入されるスペーサを含むことを特徴とす
る低温配管の保冷構造である。

【００１０】本発明に従えば、低温の流体を通過させる
低温配管を、断熱性と耐冷性とを有する保冷材で覆い、
保冷材で覆われる低温配管を鞘管内に収納する保冷構造
とするので、保冷材によって低温配管の保冷を充分に行
い、鞘管によって保冷材の機械的な保護を充分に行うこ
とができる。溶接によって軸線方向に延長する鞘管の溶
接部と保冷材との間に、スペーサを挿入して空気層を形
成するので、鞘管溶接時の高温が保冷材に直接伝わらな
いようにして、保冷材の劣化を防ぐことができる。

【００１１】さらに本発明は、低温の流体を通過させる
低温配管を、断熱性と耐冷性とを有する保冷材で覆い、
保冷材で覆われる低温配管を鞘管内に収納する低温配管
の保冷構造において、鞘管は、溶接によって軸線方向に
延長され、鞘管の溶接部近傍の保冷材は、該溶接部と直
接接触しないように、凹状に形成されることを特徴とす
る低温配管の保冷構造である。

【００１２】本発明に従えば、低温の流体を通過させる
低温配管を、断熱性と耐冷性とを有する保冷材で覆い、
保冷材で覆われる低温配管を鞘管内に収納する保冷構造
とするので、保冷材によって低温配管の保冷を充分に行
い、鞘管によって保冷材の機械的な保護を充分に行うこ
とができる。溶接によって軸線方向に延長する鞘管の溶
接部近傍の保冷材は、溶接部と直接接触しないように、
凹状に形成されるので、鞘管溶接時の高温が保冷材に直
接伝わらないようにして、保冷材の劣化を防ぐことがで
きる。

【００１３】さらに本発明は、低温の流体を通過させる
低温配管を、断熱性と耐冷性とを有する保冷材で覆い、
保冷材で覆われる低温配管を鞘管内に収納する低温配管
の保冷構造において、鞘管は、溶接によって軸線方向に
延長され、鞘管の溶接部と保冷材との間に、保冷材より
も耐熱性を有する耐熱材が配置されることを特徴とする
低温配管の保冷構造である。

【００１４】本発明に従えば、低温の流体を通過させる
低温配管を、断熱性と耐冷性とを有する保冷材で覆い、
保冷材で覆われる低温配管を鞘管内に収納する保冷構造
とするので、保冷材によって低温配管の保冷を充分に行
い、鞘管によって保冷材の機械的な保護を充分に行うこ
とができる。溶接によって軸線方向に延長する鞘管の溶
接部と保冷材との間に、保冷材よりも耐熱性を有する耐
熱材が配置されるので、鞘管溶接時の高温が保冷材に直
接伝わらないようにして、保冷材の劣化を防ぐことがで
きる。

【００１５】また本発明で、前記耐熱材は、前記保冷材
の一部が切り欠かれている部分に配置されることを特徴
とする。

【００１６】本発明に従えば、保冷材の一部を切り欠い
て、その部分に耐熱材を配置するので、鞘管溶接部と保
冷材との間に、確実に耐熱材を配置することができる。

【００１７】また本発明は、前記耐熱材として、珪酸カ
ルシウム、パーライト板、スレート板、またはスラグ石
膏板のうちの少なくとも一つが使用されることを特徴と
する。

【００１８】本発明に従えば、珪酸カルシウム、パーラ
イト板、スレート板、またはスラグ石膏板のうちの少な
くとも一つを耐熱材として使用するので、鞘管溶接時の
高温から保冷材を確実に保護することができる。

【００１９】また本発明で、前記鞘管の溶接部には、裏
当て金が配置されることを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、裏当て金を鞘管の溶接部
に配置するので、溶接時に生じる溶着金属が溶接部外に
流れるのを防ぎ、保冷材や耐熱材に高温の溶着金属が接
触しないようにすることができる。

【００２１】また本発明は、前記鞘管溶接部近傍で、前
記保冷材の表面を覆う耐熱シートを含むことを特徴とす
る。

【００２２】本発明に従えば、鞘管溶接部近傍で保冷材
の表面を耐熱シートで覆うので、溶接時の高温から保冷
材の表面を保護することができる。

【００２３】また本発明は、前記保冷材として、発泡ウ
レタン、ポリ四ふっ化エチレン、または泡ガラスのうち
の少なくとも一つが使用されることを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、発泡ウレタン、ポリ四ふ
っ化エチレン、または泡ガラスのうちの少なくとも一つ
を保冷材として使用するので、低温配管内を流れる低温
流体に対する断熱を有効に行うことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の第１形態
である保冷構造１の概略的な構成を示す。本実施形態の
保冷構造は、たとえば−１６０℃の極低温の流体である
ＬＮＧを軸線１ａ方向に通過させる低温配管２を、断熱
性と耐冷性とを有する保冷材３，４で覆う。保冷材３，
４で覆われる低温配管２は、スペーサ５，６で間隔をあ
けて、鞘管７，８内に収納される。鞘管７，８は、溶接
によって軸線１ａ方向に延長する。図１に示すような鞘
管７，８の端面同士の突合わせ溶接時、鞘管７，８の溶
接部９と保冷材３，４との間は、スペーサ５，６で間隔
をあけて形成する空気層１０で断熱する。低温配管２の
外径は、たとえば３００ｍｍ程度であり、鞘管７，９の
外径は、たとえば５００〜７００ｍｍ程度である。

【００２６】図２は、本実施形態で、低温配管２の敷設
工事を行う概略的な手順を示す。ステップｓ０から手順
を開始し、ステップｓ１では、低温配管２の溶接を行
う。長距離にわたって敷設を行う場合、低温配管２は、
順次軸線１ａ方向に溶接等で接合する。次にステップｓ
２では、溶接された低温配管２の上を、保冷材３，４で
覆う。保冷材３，４は、帯状のものを巻付けたり、周方
向に分割されて割り型となっている成型品を被せたりし
て装着することができる。保冷材３，４の装着は、低温
配管２の溶接部が冷却されてから行うようにすればよ
い。保冷材３，４も軸線１ａ方向に順次継足す必要があ
る。継目では、低温配管２が周囲の雰囲気に直接さらさ
れるおそれがある。これを防ぐために、保冷材３，４は
複数層で装着し、継目の位置は層間でずらすようにす
る。

【００２７】次にステップｓ３でスペーサ５，６を溶接
位置の近傍で、軸線１ａ方向の両側に装着する。さらに
ステップｓ４で鞘管７，８を装着する。ステップｓ５で
は、鞘管７，８を接合する溶接を行う。次にステップｓ
６で、図１の保冷構造１を有する低温配管２を地中に埋
設する。埋設は、開削工法や非開削工法を用いて行うこ
とができる。開削工法では、地上から掘削して形成され
ている溝内で作業を行い、溝を埋めて埋設する。非開削
工法では、鞘管７，８に収納した低温配管２を推進工法
などで地中に押込んだり、シールド掘進機などで形成す
るシールドトンネル内に敷設したりすることができる。
ステップｓ７では、敷設の工事が終了しているか否かを
判断する。終了していないと判断されるときは、ステッ
プｓ１以降を繰返す。ステップｓ７で目標まで低温配管
２を敷設したと判断されるときは、ステップｓ８で手順
を終了する。なお、溶接と埋設とを交互に繰返す手順ば
かりではなく、配管の施工が全て終了した後、まとめて
埋設する方法を採る場合もある。

【００２８】以上のように、本実施形態では、低温の流
体を通過させる低温配管２を、断熱性と耐冷性とを有す
る保冷材３，４で覆うので、低温配管２の保冷を充分に
行うことができる。保冷材３，４で覆われる低温配管２
は鞘管７，８内に収納される。鞘管７，８は、溶接によ
って延長するので、地中に埋設するような場合でも、内
部の保冷材３，４を確実に保護することができる。鞘管
７，８の溶接時、鞘管７，８の溶接部９と保冷材３，４
との間を断熱するので、溶接時の高温で保冷材３，４が
損傷を受けないようにして、低温配管２の断熱効果を充
分に維持させることができる。

【００２９】図３は、本発明の実施の第２形態である保
冷構造１１の概略的な構成を示す。本実施形態で図１の
実施形態に対応する部分には、同一の参照符を付し、重
複する説明は省略する。本実施形態では、ＬＮＧを軸線
１１ａ方向に通過させる低温配管２を、たとえば３層の
保冷材３，４，１３で覆う。最外層の保冷材１３には、
鞘管７，８の溶接部９の近傍に、切り欠き１３ａを設け
て空気層１０を形成し、溶接時の断熱を行う。切り欠き
１３ａは、３層の保冷材３，４，１３の全体から見れば
凹状の部分となる。すなわち、本実施形態では、鞘管
７，８の溶接部９近傍の保冷材１３は、溶接部９と直接
接触しないように、凹状に形成されるので、鞘管７，８
の溶接時の高温が保冷材３，４，１３に直接伝わらない
ようにして、保冷材３，４，１３の劣化を防ぐことがで
きる。

【００３０】図４は、本発明の実施の第３形態である保
冷構造２１の概略的な構成を示す。本実施形態で図１ま
たは図３の実施形態に対応する部分には、同一の参照符
を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、Ｌ
ＮＧを軸線２１ａ方向に通過させる低温配管２を、図３
の実施形態と同様に３層の保冷材３，４，１３で覆い、
最外層の保冷材１３に切り欠きを設けて、珪酸カルシウ
ム２２などの耐熱材を配置する。

【００３１】本発明の各実施形態で、保冷材３，４，１
３としては、発泡ウレタン、ポリ四ふっ化エチレン、ま
たは泡ガラスなどの材料を使用する。発泡ウレタンや泡
ガラスなどの発泡性の材料は、独立気泡が形成されてい
るものが好ましい。これらの材料は、低温での断熱性に
優れている。

【００３２】耐熱材として、珪酸カルシウム２２の他
に、パーライト板、スレート板、またはスラグ石膏板な
どを使用することができる。低温配管２としては、イン
バーやステンレス鋼などの金属材料が使用され、鞘管
７，８としては、ステンレス鋼や普通鋼などの金属材料
が使用される。鞘管７，８の溶接時には、１０００℃以
上の高温になる溶着金属が生じる。耐熱材は、必ずしも
この高温に完全に耐える必要はなく、少なくとも溶接時
には、保冷材３，４，１３に高熱の影響が及ばないよう
にすることができればよい。したがって、耐熱温度が７
５０℃程度の珪酸カルシウム２２でも、保冷材３，４，
１３の保護を充分に行うことができる。珪酸カルシウム
２２は、ウレタンに比べて耐熱温度が高く、なおかつ安
価であるけれども、低温で断熱性能が低下するため、低
温配管２の保冷材３，４，１３としては使用されない。

【００３３】図５は、本発明の実施の第４形態である保
冷構造３１の概略的な構成を示す。本実施形態で図１、
図３または図４の実施形態に対応する部分には、同一の
参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態で
は、図４の実施形態と同様な珪酸カルシウム２２などの
耐熱材と溶接部９との間に、裏当て金３２を配置する。
裏当て金３２は、鋼板などで形成され、厚みは３〜５ｍ
ｍ程度である。

【００３４】裏当て金３２は、鞘管７，８の溶接時に、
溶融した溶着金属が珪酸カルシウム２２の粉末などを巻
き込んで、溶接品質が低下するのを防ぐ。また、溶着金
属が溶接部９から耐熱材や保冷材３，４，１３側にはみ
出さないようにもしている。したがって、このような裏
当て金３２は、図１、図３または図４の実施形態でも使
用することが好ましい。

【００３５】図６は、本発明の実施の第５形態である保
冷構造４１の概略的な構成を示す。本実施形態で図１、
図３、図４または図５の実施形態に対応する部分には、
同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施
形態では、前述の各実施形態のように鞘管７，８を突合
わせ溶接で接続するのではなく、継手となる鞘管４２を
仲介させて、鞘管４２の両端で隅肉溶接を行う。隅肉溶
接を行うことによって、溶接部４３，４４が溶着金属
を、図５の実施形態の裏当て金３２と同様に、珪酸カル
シウム２２や保冷材３，４，１３と隔てることができ
る。なお、このような他の実施形態でも、突合わせ溶接
を隅肉溶接に替えることもできる。さらに耐熱シート４
５で珪酸カルシウム２２や保冷材３，４，１３を保護す
る。耐熱シート４５は、前述の各実施形態でも用いるこ
とができる。鞘管７，８の溶接部４３，４４の近傍で保
冷材３，４，１３の表面を耐熱シート４５で覆うので、
溶接時の高温から保冷材３，４，１３の表面を保護する
ことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、低温配管
を保冷材で覆って保冷を充分に行い、保冷材で覆われる
低温配管は鞘管内に収納して、地中に埋設するような場
合でも、内部の保冷材を確実に保護することができる。
鞘管の溶接時の高温で保冷材が損傷を受けないようにす
るので、保冷の効果を充分に維持させることができる。

【００３７】さらに本発明によれば、保冷材によって低
温配管の保冷を充分に行い、鞘管によって保冷材の機械
的な保護を充分に行うことができる。鞘管の溶接部と保
冷材との間に、スペーサを挿入して空気層を形成するの
で、鞘管溶接時の高温が保冷材に直接伝わらないように
して、保冷材の劣化を防ぐことができる。

【００３８】さらに本発明によれば、保冷材によって低
温配管の保冷を充分に行い、鞘管によって保冷材の機械
的な保護を充分に行うことができる。鞘管の溶接部近傍
の保冷材は、溶接部と直接接触しないように、凹状に形
成されるので、鞘管溶接時の高温が保冷材に直接伝わら
ないようにして、保冷材の劣化を防ぐことができる。

【００３９】さらに本発明によれば、保冷材によって低
温配管の保冷を充分に行い、鞘管によって保冷材の機械
的な保護を充分に行うことができる。鞘管の溶接部と保
冷材との間に、保冷材よりも耐熱性を有する耐熱材が配
置されるので、鞘管溶接時の高温が保冷材に直接伝わら
ないようにして、保冷材の劣化を防ぐことができる。

【００４０】また本発明によれば、保冷材の一部を切り
欠いた部分に耐熱材を配置するので、鞘管溶接部から保
冷材を確実に保護することができる。

【００４１】また本発明によれば、珪酸カルシウム、パ
ーライト板、スレート板、またはスラグ石膏板のうちの
少なくとも一つを耐熱材として使用し、保冷材を、鞘管
溶接時の高温から確実に保護することができる。

【００４２】また本発明によれば、裏当て金を鞘管の溶
接部に配置して、保冷材や耐熱材に高温の溶着金属が接
触しないようにすることができる。

【００４３】また本発明によれば、鞘管溶接部近傍で保
冷材の表面を耐熱シートで覆い、溶接時の高温から保冷
材の表面を保護することができる。

【００４４】また本発明によれば、発泡ウレタン、ポリ
四ふっ化エチレン、または泡ガラスのうちの少なくとも
一つを保冷材として使用し、低温配管の断熱を有効に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態である保冷構造１の概
略的な構成を、一部を切り欠いて断面視して示す側面図
である。

【図２】図１の保冷構造１を有する低温配管２を敷設す
る手順を示すフローチャートである。

【図３】本発明の実施の第２形態である保冷構造１１の
概略的な構成を、一部を切り欠いて断面視して示す側面
図である。

【図４】本発明の実施の第３形態である保冷構造２１の
概略的な構成を示す部分的な側面断面図である。

【図５】本発明の実施の第４形態である保冷構造３１の
概略的な構成を示す部分的な側面断面図である。

【図６】本発明の実施の第５形態である保冷構造４１の
概略的な構成を示す部分的な側面断面図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１，４１ 保冷構造 ２ 低温配管 ３，４，１３ 保冷材 ５，６ スペーサ ７，８，４２ 鞘管 ９，４３，４４ 溶接部 １０ 空気層 ２２ 珪酸カルシウム ３２ 裏当て金 ４５ 耐熱シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H013 BA02 3H036 AA02 AB13 AB18 AB25 AB32 AB42 AE01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低温の流体を通過させる低温配管を、断
   熱性と耐冷性とを有する保冷材で覆い、保冷材で覆われ
   る低温配管を鞘管内に収納する低温配管の保冷方法にお
   いて、 鞘管は、溶接によって軸線方向に延長し、 鞘管の溶接時、鞘管溶接部と保冷材との間を断熱するこ
   とを特徴とする低温配管の保冷方法。
2. 【請求項２】 低温の流体を通過させる低温配管を、断
   熱性と耐冷性とを有する保冷材で覆い、保冷材で覆われ
   る低温配管を鞘管内に収納する低温配管の保冷構造にお
   いて、 鞘管は、溶接によって軸線方向に延長され、 鞘管の溶接部と保冷材との間に、空気層を形成するよう
   に挿入されるスペーサを含むことを特徴とする低温配管
   の保冷構造。
3. 【請求項３】 低温の流体を通過させる低温配管を、断
   熱性と耐冷性とを有する保冷材で覆い、保冷材で覆われ
   る低温配管を鞘管内に収納する低温配管の保冷構造にお
   いて、 鞘管は、溶接によって軸線方向に延長され、 鞘管の溶接部近傍の保冷材は、該溶接部と直接接触しな
   いように、凹状に形成されることを特徴とする低温配管
   の保冷構造。
4. 【請求項４】 低温の流体を通過させる低温配管を、断
   熱性と耐冷性とを有する保冷材で覆い、保冷材で覆われ
   る低温配管を鞘管内に収納する低温配管の保冷構造にお
   いて、 鞘管は、溶接によって軸線方向に延長され、 鞘管の溶接部と保冷材との間に、保冷材よりも耐熱性を
   有する耐熱材が配置されることを特徴とする低温配管の
   保冷構造。
5. 【請求項５】 前記耐熱材は、前記保冷材の一部が切り
   欠かれている部分に配置されることを特徴とする請求項
   ４記載の低温配管の保冷構造。
6. 【請求項６】 前記耐熱材として、珪酸カルシウム、パ
   ーライト板、スレート板、またはスラグ石膏板のうちの
   少なくとも一つが使用されることを特徴とする請求項４
   または５記載の低温配管の保冷構造。
7. 【請求項７】 前記鞘管の溶接部には、裏当て金が配置
   されることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載
   の低温配管の保冷構造。
8. 【請求項８】 前記鞘管溶接部近傍で、前記保冷材の表
   面を覆う耐熱シートを含むことを特徴とする請求項２〜
   ７のいずれかに記載の低温配管の保冷構造。
9. 【請求項９】 前記保冷材として、発泡ウレタン、ポリ
   四ふっ化エチレン、または泡ガラスのうちの少なくとも
   一つが使用されることを特徴とする請求項２〜８のいず
   れかに記載の低温配管の保冷構造。