JP2009241906A

JP2009241906A - 船舶

Info

Publication number: JP2009241906A
Application number: JP2008094310A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kayashima; 孝一萱嶋
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: JP5153416B2

Abstract

【課題】固形バルクで防熱が必要なガスハイドレート固形状物の運搬に適した安全性の高いガスハイドレート運搬用船舶を提供する。
【解決手段】ガスをガスハイドレート化して固形物状態で運搬するガスハイドレート運搬用船舶１において、固形物状態のガスハイドレートを入れるタンク１０を、船体２、３、４、５、９とは別構造の二重壁構造１１、１２、１３を一部又は全部に有する独立タンク１０で形成し、この二重壁構造１１、１２、１３の外側表面に遮熱部材又は断熱部材の少なくとも一方を有して形成される防熱部１４を設けると共に、この独立タンク１０を、保持機構１５を介して、船体側の二重底４、トップサイド部、二重船側部の少なくとも一つの船体構造物により支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、天然ガス等のガスをガスハイドレート化して固形物状態で運搬するガスハイドレート運搬用船舶に関する。

最近、天然ガスハイドレートが注目され、天然ガスをガスハイドレートペレット（ＧＨＰ）の形態で運搬することが検討されている。通常のバラ積み船やタンカーの貨物艙は船体と一体構造となっているが、天然ガスを液化した形態で運搬し、防熱が必要なＬＮＧ船（液化天然ガス運搬船）等の貨物艙では、独立タンク方式の外部防熱方式などがある。

この防熱タンクの一つとして、図５に示すようなモス（ＭＯＳＳ）方式の球形タンクを円形スカートで支持するＭＯＳＳ方式がある。この球形タンクは、独立型圧力タンク外部防熱方式というもので、球形であるため、内部には構造材（骨材）は無く、外側に遮熱部材や断熱部材で構成される防熱部が設けられている。しかしながら、この球形タンクは、液化した天然ガス、即ち、液体を運搬することが前提となっており、固体バルクであるガスハイドレートペレットの積荷と揚荷が不可能であるという問題がある。

また、図６に示すように、独立型タンク外部防熱方式というタンク内部に構造材を配置している独立角型と呼ばれる方形タンク（ＳＰＢ）方式があるが、この方式でも、液体を運搬することが前提となっており、タンク内部に構造材を配置しているために、ガスハイドレートペレットを運搬する際の揚荷に問題が生じる(例えば、特許文献１参照。)。

また、図７に示すように、一体型タンク内部防熱方式というタンクの構造材が外板側にあるガストランスポート（ＧＴＴ）の方式もあるが、この方式ではタンク内部に物理的衝撃に弱い防熱部を有しているため、固形であるガスハイドレートペレットを運搬するに当たっては、強度と耐久性に問題が生じる。

しかしながら、ガスハイドレート運搬用船舶においては、ガスハイドレートペレットは液体状でなく、固形物状態であるため、ＬＮＧ用の防熱タンクでは、上記のように、ガスハイドレートペレットの運搬には適さないため、新たなガスハイドレートペレット用の独立防熱タンクの開発が必要になっている。
特開平０６−２９８１７３号公報

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、固形バルクで防熱が必要なガスハイドレートの固形物の運搬に適した安全性の高いガスハイドレート運搬用船舶を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明のガスハイドレート運搬用船舶は、ガスをガスハイドレート化して固形物状態で運搬するガスハイドレート運搬用船舶において、固形物状態のガスハイドレートを入れるタンクを、船体とは別構造の二重壁構造を一部又は全部に有する独立タンクで形成し、この二重壁構造の外側表面に遮熱部材又は断熱部材の少なくとも一方を有して形成される防熱部を設けると共に、この独立タンクを、保持機構を介して、船体側の二重底、トップサイド部、二重船側部の少なくとも一つの船体構造物により支持して構成する。

この構成により、タンクの構造的な強度を二重壁構造で確保できるので、タンク内部に構造材（骨材）を配置する必要がなくなる。また、タンクの外側に防熱部を設けているので、固形物状態のガスハイドレートを荷役しても、このペレット等の固形物や荷揚装置によって防熱部が損傷することを回避できる。従って、タンク防熱が必要な固形バルクであるガスハイドレートの運搬に最適なタンク方式となる。

つまり、独立タンクを２重構造化し、その内部に構造材を配置することによってタンクの強度を確保するので、独立タンク内部に構造材を配置しなくて済み、貨物の効率的な揚荷が可能となる。更に、外部にも構造材を配置しなくて済むので、防熱部の施工が容易となる。また、防熱部はタンク外面部に設けるので、防熱工事が容易になると共に、防熱部が貨物・揚荷装置によりダメージを受けることを回避できる。

また、天然ガスのガスハイドレートペレットの温度はマイナス２０度とＬＮＧのマイナス１６２度と比較すると高いので、船体構造を二次防壁とすることができる。そのため、タンクと船側構造の間には隔壁を設ける必要がなくなる。

上記のガスハイドレート運搬用船舶において、前記独立タンクと前記独立タンクを保持する船体構造物との間に、液体を入れることがない空間を設けて構成する。この構成により、この空間（ボイドスペース）に海水（バラスト水）や清水を張らずに、独立タンク周りの区画の雰囲気をドライベースとして、水分に弱い防熱部を保護することができる。

上記のガスハイドレート運搬用船舶において、少なくとも一つの前記独立タンクの上部に、荷役用の開口部を設け、この開口部をハッチカバーで覆うことができるように構成する。つまり、ばら積み荷役のためのハッチとハッチカバーを有する。このハッチカバーにも防熱部を設ける。

この構成により、温度と防爆の問題を別にすれば、バラ積み貨物船（バルクキャリア）の荷役と同様にしてガスハイドレートペレットを荷役できる。なお、荷役専用のハッチ付きのタンクとハッチ無しのタンクを設けて、ハッチの無いタンクからハッチ付きタンクに、ガスハイドレートペレットをガスタイトなコンベアで移送するように構成すると、ガス漏れ対策が容易になると共に、ハッチの無いタンクを液体貨物にも使用できるようになる。

上記のガスハイドレート運搬用船舶において、前記独立タンクを保持する船体部分を、二重底とホッパー部とトップサイドタンクを有して構成する。この構成によれば、二重底により、座礁時の安全性が確保でき、ホッパー部により、荷役特に揚荷作業が容易となる。また、トップサイドタンクを配置することにより、固形物状態のガスハイドレートの移動による復原性への悪影響を少なくすることができる。

本発明のガスハイドレート運搬用船舶によれば、ガスハイドレート運搬用船舶において、固形バルク故に、タンク側に構造材を配置できず、ガスハイドレート故に、防熱を要して、タンク外側にも構造材を配置することが難しいという問題を二重壁構造の独立タンクとすることにより解決できる。また、タンク自体を二重壁構造化することにより、十分な安全性を確保できる。従って、ガスを含む固形物状態で、かつ、防熱を要するガスハイドレートの運搬に適した船舶となる。

以下、図面を参照して本発明に係るガスハイドレート運搬用船舶の実施の形態について、天然ガスハイドレートペレット（ＮＧＨＰ）を運搬する船舶を例にして説明する。

図１及び図２に示すように、この第１の実施の形態の天然ガスハイドレート運搬用船舶１は、図１及び図２に示すように、船舶１は、船側外板２や船底板３や二重底板４と上甲板９等から構成される。この船底板３と二重底板４との間に二重底の空間が設けられ、二重底板４の側方に設けられたホッパー部５の下部にも空間部６が設けられる。これらの下側の空間部６とトップサイドの空間部８はバラストタンク、ボイドスペース、パイプスペース、通行スペース等として使用される。

天然ガスハイドレートペレット用のタンク１０は、船体構造２，３，９とは別構造の独立タンク１０として形成する。この独立タンク１０は、低温のペレットを入れるために防熱機能を持たせる必要があるため、内壁１１と外壁１２とを構造材１３で連結して壁１２、１３を二重化して全部を形成し、更に、外側に、防熱部１４を設けて構成される。

この独立タンク１０では、独立タンク１０の開口部１６を除いて全面を二重構造化し、その内部に構造材（骨材）１３を設けることにより、タンクの強度を保持する。この独立タンク１０の強度としては、天然ガスハイドレートペレットからガスを取り出したあとの融解水をタンクに搭載することも考慮し、比重が海水程度の液体を積載できる強度とする。

また、独立タンク１０の内部に構造材を配置しない構成とすることにより、貨物である天然ガスハイドレートペレットの荷役を効率的にできるようになる。それと共に、タンク外部にも構造材を配置しない構成とすることにより、外部側に設ける防熱部１４の施工を容易とする。

この内壁１１と外壁１２には、ステンレス鋼やアルミニウム合金等の特殊な材料を使用せずに、マイナス２０度の貨物温度に耐えられる程度の通常の鋼材を使用する。また、防熱部１４は外側の熱が内部のガスハイドレートペレットに伝わらないようにするためのものであり、断熱材や遮熱材等で形成される。これらの断熱材としては、ポリウレタンフォーム、ウッドパネル等を使用することができる。この防熱部１４を独立タンク１０の外面側に設けることにより、防熱工事が容易になると共に、防熱部１４が天然ガスハイドレートペレットや揚荷装置等によって損傷を受けることを回避できる。

この独立タンク１０の横断面形状は、底部が船体１の二重底板４の上に配置され、底部の側方がホッパー部５に係るので、両側方が上方向に傾斜し、船側部分では船側と同じように垂直となり、更に、上方ではトップサイドの空間部８を避けるため目に内側に傾斜して、荷役用のハッチの開口部１６となる。この開口部１６は上甲板９に設けられるハッチコーミング９aでその周囲を囲まれている。天然ガスハイドレートペレットは固形バルクであるので、バルクと同様に大きな開口部で荷役するために、この開口部１６が独立タンク１０に設けられる。

この開口部１６を塞ぐために、ハッチカバー２０が設けられる。このハッチカバー２０は、例えば、二重構造（ダブルスキンタイプ）とし、独立タンク１０側に防熱部２１を設け、断熱材や遮熱材で防熱する。

また、船舶の運航時における積荷のガスハイドレートペレットの移動を考慮して、また、仮に、この独立タンク１０に液体を積載したとした場合における、船体の復原性に対する自由表面影響を考慮する。これに対する対策の一つとして、トップサイドタンクを配置することにより、自由表面の面積、特に自由表面の横方向の幅を小さくして、ガスハイドレートペレットの移動による復原性への悪影響を少なくすることができる。

また、この独立タンク１０は、支持用アンカー１５、あるいは、ベアリングシート等の適切な保持機構を介して、二重底板４やホッパー部５や、二重船側構造とする場合には二重船側部等の船体構造により保持する。独立タンク１０と船体構造との間にはドライスペースを設けることにより、防熱部が海水（バラスト）又は清水に接することが無い構造とする。即ち、独立タンク１０と船体構造との間をバラストタンクや清水タンクとして使用しない。

この独立タンク１０と船側外板２との間の空間部７はボイドスペースとして使用される。船側側に関しては、天然ガスハイドレートペレットの温度はマイナス２０度と天然液化ガス（ＬＮＧ）のマイナス１６２度と比べて比較的高く、しかも、船体構造の船側板４を二次防壁とすることができるので、独立タンク１０と船側板４との間には隔壁は特に必要としない。しかし、バラストタンクが必要な場合は二重船側構造で船体を構成し、二重の船側板の間をバラストタンクとしてもよい。また、バラストタンクの容量は独立タンク１０の内部に天然ガスハイドレートペレットから融解する水を積載することにより小さくすることができる。

また、貨物の移動によって発生するシフティングモーメントによる復原性モーメントの減少量が少なく、復原性に問題がなければトップサイドタンクは不要になる場合もある。なお、通常は、船側部には二重船側は配置しないが、必要に応じて配置することもある。

次に、第２の実施の形態の天然ガスハイドレート運搬用船舶１Ａについて説明する。この船舶１Ａの独立タンク１０Ａは、図３に示すように、上部に開口部を設けずに、内壁１１、外壁１２、構造材１３、防熱部１４を頂部まで設けて構成される。この場合の荷役は、積荷時はばら積み可能な部分からガスタイトなコンベア等で天然ガスハイドレートをこの独立タンク１０Ａに移送し、揚荷時はこの独立タンク１０Ａから揚荷ができる場所までガスタイトなコンベア等で天然ガスハイドレートを移送して揚荷を行う。
この場合には開口部が無いので、ガスの密閉が容易となり、また、液体貨物にも流用できる。

次に、第３の実施の形態の天然ガスハイドレート運搬用船舶１Ｂについて説明する。この船舶１Ｂの独立タンク１０Ｂは、図４に示すように、内壁１１、外壁１２、構造材１３を頂部まで設けずに、下半分程度まで設けて構成される。また、開口部１６を設ける。この場合は、独立タンク１０Ｂの底部とボトムホッパー５の部分のみが二重壁構造となり、それより上部は外壁１２と外壁１２に設けられた構造材１３（図４の点線部は、この構造材１３の内側端又は外側端を示している。）となる。

この構成によれば、防熱部１４は開口部を除き全面に設けられるが、内壁１１が半分近くになるので、軽量化できる。なお、開口部１６のある上部やトップサイドタンク８の近傍部分は、ばら積みであっても、荷詰まりは発生し難いので、内壁１１の端部を滑らかに外壁１２に接続することで、荷役上の問題は生じなくなる。

上記の第１〜第３の実施の形態の天然ガスハイドレート運搬用船舶１、１Ａ、１Ｂによれば、固形バルク故に、タンク側に構造材を配置できず、防熱を要する故に、タンク外側にも構造材を配置することが難しいという問題を解決できる。

また、安全性についても、タンク自体を二重壁構造化することにより、十分な安全性を確保できるので、ガスを含む固形バルクでかつ、防熱を要するという特徴を持つ天然ガスハイドレートペレットの運搬に適した船舶となる。

本発明の第１の実施の形態におけるガスハイドレート運搬用船舶の構成を示す横断面図である。図１の部分拡大図である。本発明の第２の実施の形態におけるガスハイドレート運搬用船舶の構成を示す横断面図である。本発明の第３の実施の形態におけるガスハイドレート運搬用船舶の構成を示す横断面図である。従来技術のモス型球形タンク方式の構成を示す横断面図である。従来技術の独立角型タンク方式の構成を示す横断面図である。従来技術の一体型タンク内部防熱方式の構成を示す横断面図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｘ、１Ｙ、１Ｚ船舶
２船側外板
３船底板
４二重底板
５ホッパー部
６、７、８空間部
９上甲板
９ａハッチコーミング
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｘ、１０Ｙ独立タンク
１０Ｚタンク
１１内壁
１２外壁
１３構造材
１４、２１防熱部
１５支持用アンカー
１６開口部
２０ハッチカバー

Claims

ガスをガスハイドレート化して固形物状態で運搬するガスハイドレート運搬用船舶において、固形物状態のガスハイドレートを入れるタンクを、船体とは別構造の二重壁構造を一部又は全部に有する独立タンクで形成し、この二重壁構造の外側表面に遮熱部材又は断熱部材の少なくとも一方を有して形成される防熱部を設けると共に、この独立タンクを、保持機構を介して、船体側の二重底、トップサイド部、二重船側部の少なくとも一つの船体構造物により支持することを特徴とするガスハイドレート運搬用船舶。
前記独立タンクと前記独立タンクを保持する船体構造物との間に、液体を入れることがない空間を設けて構成したことを特徴とする請求項１記載のガスハイドレート運搬用船舶。
少なくとも一つの前記独立タンクの上部に、荷役用の開口部を設け、この開口部をハッチカバーで覆うことができるように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスハイドレート運搬用船舶。
前記独立タンクを保持する船体部分を、二重底とホッパー部とトップサイドタンクを有して構成したことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のガスハイドレート運搬用船舶。