JP2006143003A - 液化ガス運搬船 - Google Patents

Abstract

【課題】 コファダム内の加熱が効果的でかつメンテナンス容易な液化ガス運搬船を提供することを目的とする。
【解決手段】 全長方向にコファダム７を介して複数設けられたＬＮＧを貯蔵するカーゴタンクを備えたメンブレン型ＬＮＧ船において、各コファダム７には、コファダム７を形成する壁部を加熱するホットエアをコファダム７内へ供給するホットエア供給手段２０が独立して設けられている。また、コファダム７に供給されるホットエアは、循環するようになっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばＬＮＧ（液化天然ガス）船、特にメンブレン型ＬＮＧ船とされた液化ガス運搬船に関するものである。

ＬＮＧ船は、約−１６３℃で液化された天然ガスをカーゴタンク内に貯蔵して輸送している。このようなＬＮＧ船は、カーゴタンクの形式として、球形のＭＯＳＳ型と、箱形のメンブレン型とが主として採用されている（メンブレン型については、後記の特許文献１参照）。メンブレン型は、主構造を安価な軟鋼で作ることができる。

このようなメンブレン型ＬＮＧ船の概略を図３に示す。同図は、メンブレン型ＬＮＧ船の船体を水平面で切断した断面図を示している。このメンブレン型ＬＮＧ船１は、全長方向に４つのカーゴタンク３が設けられている。船体後方には、居住区５が設けられている。カーゴタンク３の側方及び下方（図示せず）には、バラストタンク６が形成されている。
カーゴタンク３間には、狭隘な区画とされたコファダム（空所）７が形成されている。

図４には、カーゴタンク３内を含む部分断面斜視図が示されている。同図から分かるように、カーゴタンク３の底部および側面にはバラストタンク６が設けられており、２層防熱構造とされたカーゴタンク３内にはＬＮＧ９が貯蔵されている。カーゴタンク３の斜め上方には、配管を布設する区画としてトランク・デッキ・パッセージウェイ（Trunk Deck Passageway）１０が設けられている。

図５には、カーゴタンク３の２層防熱構造が詳細に示されている。カーゴタンク３の壁部は、複数の箱体３ａが並べられた状態で形成されている。
２層構造のうち、内側の防熱層をプライマリスペース３ｂ、外側の防熱層をセカンダリスペース３ｃと称している。
ＬＮＧ９と接触する最内表面にはプライマリメンブレン１３が設けられている。プライマリメンブレン１３としては、熱収縮量が非常に小さい厚さ０．７ｍｍ程度のインバ材が採用されている。セカンダリメンブレン１４は、プライマリスペース３ｂとセカンダリスペース３ｃとの間に挿入されている。
なお、同図において、符号Ｓは海水面、ＬはＬＮＧ液面を示している。

このような構成のメンブレン型ＬＮＧ船１は、コファダム７が熱的に厳しい状態に曝されている。その理由は以下の通りである。
上述のように、ＬＮＧ９の温度は約−１６３℃と低温である。船殻材として主に用いられている軟鋼は低温脆性を生じ易いので、約５℃程度まで温めて低温環境を避ける必要がある。コファダム７はカーゴタンク７に挟まれているため、カーゴタンク３の側方に位置するバラストタンク６に比べて、より低温に曝され易い環境となっている。バラストタンク６は、カーゴタンク３の側方に位置しているため、他方は海水に接しおり、しかも、内部に海水が導かれるので、それほど低温となることはない。これに対して、コファダム７は、両側がカーゴタンク７に挟まれており、温熱を得る経路がほとんどない状況となっている。
そこで、従来は、コファダム７内を暖めるために、不凍液（グリコール）が流れる温水配管をコファダム７内に導き、この温水配管との対流熱伝達によってコファダム７内の雰囲気空気を暖め、これによりコファダム７を形成する壁部（バルクヘッド）を暖めていた。

特開２００２−３１２８７３号公報

しかしながら、温水配管の漏洩点検などのメンテナンスが必要になり、特にコファダム７内は狭隘なため、メンテナンス作業が極めて困難なものとなっていた。

また、従来は、ＬＮＧ船の全長方向にメイン配管を設け、各位置においてブランチ配管を設けて各区画のコファダム７へと温水を導いていた。このようなメイン／ブランチ方式で温水を循環させていたので、各コファダム７に流入する温水量をバランスさせる必要があった。しかし、温水量をバランスすることは、特に船上での調整となるため困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コファダム（空所）の加熱が効果的でかつメンテナンス容易な液化ガス運搬船を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、液化ガス運搬船は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、全長方向に空所を介して複数設けられた液化ガスを貯蔵するタンクを備えた液化ガス運搬船において、前記空所には、該空所を形成する壁部を加熱するガスを該空所へ供給する加熱ガス供給手段が設けられていることを特徴とする。

ガスによって空所を形成する壁部を加熱することとしたので、温水によって加熱する場合に必要だった漏水のメンテナンスを省略できる。

また、本発明の液化ガス運搬船によれば、前記加熱ガス供給手段は、前記空所内のガスを吸引したガスを再び該空所内に供給して循環することを特徴とする。

空所内のガスを循環させることとしたので、外気から湿分を取り込むおそれがなく、空所内のドレン水を可及的に少なくできる。

また、本発明の液化ガス運搬船によれば、前記加熱ガス供給手段は、外気導入手段を備えていることを特徴とする。

外気導入手段によって、新鮮な空気が空所内に導入される。したがって、メンテナンス時に作業者が空所に立ち入る場合に空所内を換気することができる。なお、外気導入手段は、通常運転時には閉とされて加熱ガスの循環運転を妨げないようになっており、メンテナンス時にのみ開とされることが好ましい。

また、本発明の液化ガス運搬船によれば、前記加熱ガス供給手段は、空所ごとに独立して設けられていることを特徴とする。

空所ごとに加熱ガス供給手段を独立して設けることとしたので、全長方向に加熱ガス供給手段を連結する必要がない。したがって、従来のように空所ごとに温水量を調整する必要がない。また、全長方向に連結する配管が不要となるので、コスト低減が可能となる。

また、本発明の液化ガス運搬船によれば、前記加熱ガス供給手段は、前記空所内に、上方から下方へと延在する主管と、該主管の各高さ位置から横方向に延在する複数の枝管とを備え、各枝管には、前記加熱ガスを噴出する複数の噴出孔が形成されていることを特徴とする。

主管と複数の枝管によって加熱ガスの噴出位置を決定することとしたので、空所内を満遍なく加熱することができる。

また、本発明の液化ガス運搬船によれば、少なくともいずれかの前記枝管には、その上流位置に、加熱ガスに流れ抵抗を付与する抵抗手段が設けられており、該抵抗手段は、加熱ガスの下流側に位置する枝管よりも大きな抵抗を有するような抵抗とされていることを特徴とする。

抵抗手段によって、加熱ガスの下流側に位置する枝管よりも大きな抵抗を有するように流れ抵抗を付与することとしたので、流路抵抗によって流れにくい傾向のある下流側の枝管とほぼ同等の流量の加熱ガスを上流側の枝管に流すことができる。これにより、各枝管の流量をほぼ均等にすることができる。

本発明によれば、温水を用いる必要がないので、漏水点検等のメンテナンス作業を省略することができる。
また、空所ごとに加熱ガス供給手段を独立して設けることとしたので、全長方向にメイン配管を設ける必要がない。したがって、大幅なコスト低減が実現される。

以下に、本発明のメンブレン型ＬＮＧ船（液化ガス運搬船）にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態にかかるメンブレン型ＬＮＧ船は、既に図３〜５を用いて説明したメンブレン型ＬＮＧ船１と基本的に同様である。異なる点は、ホットエア（加熱ガス）を用いてコファダム（空所）７内を加熱していることである。
上述のように、メンブレン型ＬＮＧ船は、全長方向に、コファダム（空所）７を介して、ＬＮＧを貯蔵するためのカーゴタンク３を複数備えている。したがって、コファダム７は、各区画に複数設置されている。これらのコファダム７それぞれに対して、ホットエア供給手段（加熱ガス供給手段）が独立して設けられている。
図１には、１つのコファダム７に対して、独立したホットエア供給手段２０が設けられた構成が模式的に示されている。

ホットエア供給手段２０は、メインシステム２０ａおよび予備システム２０ｂの２系統が設けられている。メインシステム２０ａは、通常運転時に用いるものであり、予備システム２０ｂは、メインシステム２０ａが故障した場合等の非常時に用いるものである。これらメインシステム２０ａおよび予備システム２０ｂの基本的構成は同様なので、以下、メインシステム２０ａについて説明する。

ホットエア供給手段２０は、エアが循環して流れるエア循環系２２と、エアを加熱するための蒸気が流れる蒸気系２４とを備えている。
エア循環系２２は、エアを流すためのファン２６と、このファン２６の下流側に設けられてエアを蒸気と熱交換させるための熱交換器２８と、加熱されたエアをコファダム７内に導く主管３０と、この主管３０から分岐される複数の枝管３２と、コファダム７内のエアを吸い込み、ファン２６へと返送するリターン管３４とを主として備えている。
なお、ファン２６、熱交換器２８、主管３０の一部およびリターン管３４の一部、並びに、後述する蒸気系２４は、コファダム７の斜め上方に位置するトランク・デッキ・パッセージウェイ１０（図４参照）に配置されている。

ファン２６は、例えば遠心式とされた送風機であり、一定回転速度で運転する。もちろん、可変速のファンを採用しても良いが、本実施形態では構成の簡便性およびメンテナンスの容易性を考慮して、一定速のファンを採用している。なお、ファン２６を駆動するモータは防爆仕様となっている。
熱交換器２８は、例えばシェル・アンド・チューブ型とされた熱交換器であり、高温の蒸気によってエアが加熱されるようになっている。

主管３０は、一端３０ａが熱交換器２８に接続されており、他端３０ｂがコファダム７内に配置されている。主管３０は、コファダム７上部からコファダム７内に挿入されており、コファダム７内で、上方から下方へと延在するように設けられている。主管３０は、図において左方側に配置されている（なお、予備システム２０ｂの主管３０は図において右方側に配置されている。）。主管３０としては、例えば、鋼管にメッキ処理を施したものが用いられる（後述する枝管３２及びリターン管３４についても同様）。鋼管としては、円形断面であってもよく、矩形断面であってもよい。

枝管３２は、主管３０の各高さ位置から略水平に横方向に向けて延在するように設けられている。最下方の枝管３２ａは、主管３０の他端３０ｂにその一端が接続されており、この枝管３２ａの他端はコファダム７の図において右側下方に位置している。
各枝管３２には、一定間隔で複数の噴出孔３６が設けられており、この噴出孔３６からコファダム７内に向けてホットエアが供給される。各枝管３２の他端（終端）は閉塞されている。
各枝管３２は、鉛直方向に複数設けられた大骨（図示せず）間を通すような形式で配置されている。
最下方の枝管３２ａを除く各枝管３２には、主管３０との接続部近傍（枝管３２の上流位置）に、オリフィス（抵抗手段）３８が設けられている。オリフィス３８は、ホットエアに流れ抵抗を付与するものであり、これにより、各枝管３２に流れるホットエアの流量を均等に調節するものである。したがって、ホットエアの下流側（図において下方）に位置する枝管３２よりも、上流側に位置する枝管３２の方が大きな抵抗（オリフィスの開口面積が小さい）を有するように調整されている。

リターン管３４は、その上流端３４ａがコファダム７内の上方に位置されており、この位置でコファダム７内のエアを吸い込むようになっている。リターン管３４の下流端３４ｂはファン２６に接続されている。
リターン管３４の中途位置であって、コファダム７外の位置（即ちトランク・デッキ・パッセージウェイ１０（図４参照）の位置）には、外気導入管４０が接続されている。外気導入管４０には弁４０ａが設けられており、この弁４０ａを開くことによって、リターン管３４内に外気を導入することができるようになっている。この弁４０ａは、通常運転時には閉とされており、リターン管３４内に外気を導入しないようになっている。

蒸気系２４は、蒸気配管４２と、サーボ弁４４とを主として備えている。
蒸気配管４２は、船内の蒸気源から高温蒸気を導入して熱交換器２８へと導き、他の蒸気系統に返送するための配管である。
サーボ弁４４は、熱交換器２８からみて蒸気流れの上流側に設けられており、船内の集中管理システムであるＤＣＳ（Distributed Control System）４６によってその開度が制御され、蒸気流量が調整されるようになっている。具体的には、ＤＣＳ４６から指令値に比例した電流がＩ／Ｐコンバータ４８に入力され、Ｉ／Ｐコンバータ４８において電流値に比例した空気圧に変換される。そして、この空気圧によってサーボ弁４４の弁開度が調整される。

サーボ弁４４の弁開度の調整は、コファダム７を形成する壁部の温度に基づいて行われる。図２には、コファダム７を形成する壁部に設置された温度センサ５０がの取付け位置が図示されている。このように、温度センサ５０は、壁部の代表温度を取得するように、コファダム７の幅方向において中央でかつ中間高さ位置に配置される。温度センサ５０は、２層構造の外側に位置するセカンダリスペース３ｃ（図５参照）を構成する壁部の背面に設置されている。温度センサ５０としては、熱電対等が用いられる。

次に、上記構成のホットエア供給手段２０の動作について説明する。
通常運転時にはメインシステム２０ａのみを運転し、予備システム２０ｂは停止させておく。
蒸気系２４は次のように運転される。先ず、ＤＣＳ４６の開指令により、Ｉ／Ｐコンバータ４８を介してサーボ弁４４に開弁のための空気圧が送られ、サーボ弁４４が開けられる。これにより、蒸気源から高温の蒸気が蒸気配管４２内を流れ、熱交換器２８へと導かれる。熱交換器２８でエアに熱を与えた後の蒸気は、別の蒸気系統へと返送される。

エア循環系２２は、次のように運転される。
通常運転時には、外気導入管４０の弁４０ａは閉状態とされる。
ＤＣＳ４６の運転指令により駆動モータが起動され、ファン２６が回転駆動される。ファン２６の回転速度は一定とされている。これにより、エアが熱交換器２８へ向けて流され、この熱交換器２８において高温の蒸気によって加熱される。加熱されたホットエアは、コファダム７外に位置する主管３０からコファダム７内に位置する主管３０へと導かれ、さらに上方から下方へと流れつつ、各高さ位置に接続された枝管３２へと流れ込む。
各枝管３２に流れ込むホットエアは、主管３０から分岐した直後に設けられたオリフィス３８によって流量調整が行われ、各枝管３２に均等に分配される。各枝管３２のオリフィス３８を通過した後のホットエアは、等間隔で設けられた各噴出孔３６からコファダム７内へと噴出される。噴出されたホットエアは、コファダム７を形成する壁部（バルクヘッド）を直接暖める。

コファダム７内に噴出されたホットエアは、リターン管３４によって回収される。リターン管３４の上流端３４ａから回収されたホットエアは、再びファン２６へと導かれる。このようにして、ホットエアは循環される。

ホットエアの温度調節は以下のように行われる。
温度センサ５０（図２参照）によってコファダム７の壁部温度が一定時間間隔でＤＣＳ４６へと送られる。この温度センサ５０の指示値に基づいて、熱交換器２８に流れる蒸気量の流量調整が行われる。
温度センサ５０の指示値が設定温度を下回っている場合には、サーボ弁４４の開度を大きくする指令をＤＣＳ４６によって送り、サーボ弁４４をさらに開くことによって蒸気流量を増大させ、ホットエアの温度を上昇させる。
温度センサ５０の指示値が設定温度を上回っている場合には、サーボ弁４４の開度を小さくする指令をＤＣＳ４６によって送り、サーボ弁４４を絞ることによって蒸気流量を減少させ、ホットエアの温度を降下させる。
温度センサ５０の指示値が設定温度に達したら、ＤＣＳ４６の指示により、ファン２６が停止される。そして、設定温度に対して所定の温度幅を有する閾値を外れたら、ファン２６を再び始動する。
なお、ファン２６を可変速とすることにより、ホットエアの温度を調整することとしてもよい。

外気導入管４０及び弁４０ａについては、次のように使用する。
メンテナンス時には、コファダム７内に作業者が入る必要が生じる。しかし、コファダム７内は密閉空間となっており、酸素濃度が低くなっているおそれがあるので、作業者が入る前に換気をする必要がある。この場合には、外気導入管４０の弁４０ａを開き、外気をコファダム内に導入することにより換気を行う。メンテナンス作業が終了し、換気の必要がなくなったときには、弁４０ａを閉じ、ホットエアを通常の循環状態へと戻す。

以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ホットエアによってコファダム７を形成する壁部を加熱することとしたので、温水によって加熱する場合に必要だった漏水のメンテナンスを省略できる。

コファダム７内のホットエアを循環させることとしたので、外部から湿分を取り込むおそれがなく、コファダム７内のドレン水を可及的に少なくできる。

リターン管３４に外気導入管４０を設けることによって、新鮮な空気がコファダム７内に導入されるので、メンテナンス時に作業者がコファダム７内に立ち入るときにコファダム７内を換気することができる。したがって、別途新たな換気装置を導入する必要がない。

コファダム７ごとにホットエア供給手段２０を独立して設けることとしたので、全長方向にホットエア供給手段を連結する必要がない。したがって、従来のようにコファダムごとに温水量を調整する必要がない。また、従来のように全長方向に連結する配管が不要となるので、コスト低減が可能となる。

コファダム７内で上方から下方へと延在する主管３０と、この主管３０の各高さ位置から横方向に延在する複数の枝管３２とを設け、各枝管３２にホットガスを噴出する複数の噴出孔３６を設けたので、コファダム７内を満遍なく加熱することができる。

枝管３２の上流位置に、オリフィス３８を設けることとしたので、各枝管３２にほぼ同等の流量のホットガスを流すことができる。

本発明のホットエア加熱手段を示した図である。 コファダムを形成する壁部に設けられた温度センサの位置を示した図である。 メンブレン型ＬＮＧ船を示した断面図である。 カーゴタンク内を示した部分断面斜視図である。 カーゴタンクの一部を示した断面図である。

符号の説明

１ メンブレン型ＬＮＧ船（液化ガス運搬船）
３ カーゴタンク
７ コファダム（空所）
２０ ホットエア供給手段
２６ ファン
３０ 主管
３２ 枝管

Claims (6)

1. 全長方向に空所を介して複数設けられた液化ガスを貯蔵するタンクを備えた液化ガス運搬船において、
   前記空所には、該空所を形成する壁部を加熱するガスを該空所へ供給する加熱ガス供給手段が設けられていることを特徴とする液化ガス運搬船。
2. 前記加熱ガス供給手段は、前記空所内のガスを吸引したガスを再び該空所内に供給して循環することを特徴とする請求項１記載の液化ガス運搬船。
3. 前記加熱ガス供給手段は、外気導入手段を備えていることを特徴とする請求項２記載の液化ガス運搬船。
4. 前記加熱ガス供給手段は、空所ごとに独立して設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液化ガス運搬船。
5. 前記加熱ガス供給手段は、前記空所内に、上方から下方へと延在する主管と、該主管の各高さ位置から横方向に延在する複数の枝管とを備え、
   各枝管には、前記加熱ガスを噴出する複数の噴出孔が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液化ガス運搬船。
6. 少なくともいずれかの前記枝管には、その上流位置に、加熱ガスに流れ抵抗を付与する抵抗手段が設けられており、
   該抵抗手段は、加熱ガスの下流側に位置する枝管よりも大きな抵抗を有するような抵抗とされていることを特徴とする請求項５記載の液化ガス運搬船。

Images