JP2009243518A - 極低温流体輸送用可撓管および管内の流体の漏洩検知構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 海上の浮体施設からタンカへ流体を積み込む際に使用する可撓管であって、ＬＮＧ等の極低温流体の輸送に適し、また、内部での流体の漏洩を早急に、かつ確実に検知することが可能な、可撓管および管内の流体の漏洩検知構造を提供する。
【解決手段】 断熱層９の外周には、不透水断熱層１１が設けられる。不透水断熱層１１は、断熱層９とともに、波付き管３内を流れるＬＮＧと可撓管１の外部とを断熱する。不透水断熱層１１は、断熱層９と異なり、液浸透性が悪く、ＬＮＧ等の流体はほとんど不透水断熱層１１へは浸透しない。すなわち、不透水断熱層１１は、不透水断熱層１１の内外に対して不透水層としての役割を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば極低温である液化天然ガス等の流体を、海上に設置された洋上浮体施設からタンカ等へ輸送する際に用いられる可撓管および可撓管からの流体の漏洩検知構造に関するものである。

従来、海底の油田等から算出した石油等を貯蔵する海上の浮体施設（基地）から、輸送用のタンカへ石油等を積み込むためには、浮体施設とタンカ等を浮遊式の可撓管を用いて接続し、石油等の輸送が行われている。石油等の常温の流体を輸送するための可撓管としては、通常樹脂製のものが使用される。このような流体輸送用の樹脂製の可撓管としては、樹脂製の内管の外周部に補強層、断熱層および防水層等を有する可撓性流体輸送管がある（特許文献１）。

一方、地上または近海のガス田等から算出した天然ガス等は、基地で液化され貯蔵される。液化天然ガス（以下「ＬＮＧ」）を輸送用のタンカに積み込む際には、沿岸基地に設けられた多関節型のローディングアーム等が用いられる。ＬＮＧ受け入れ基地としては、例えばローディングアーム方式を採用した特許文献１記載のＬＮＧ受け入れ基地およびＬＮＧ出荷基地システムがある（特許文献２）。
特開平５−１８０３７５号公報 特開平５−６５７１８号公報

しかし、特許文献２のようなローディングアーム方式は、地上基地からタンカへの積み込みは可能であるが、外海のガス田に設置されたＬＮＧを生産貯蔵するような浮体施設から、タンカへＬＮＧを積み込む際には、波、風等によって相互に大きく揺れる施設とタンカ間の動きにローディングアームが追従することができず、また、設備の大型化を招くという問題がある。

また、従来の石油の輸送方法のように、特許文献１のような樹脂製の浮遊式の可撓管を用いて、流体をタンカへ積み込む方式では、ＬＮＧ等の極低温流体への対応が困難であるという問題がある。これは、ＬＮＧは約−１６０℃と極低温であるため、従来の樹脂製の浮遊式の可撓管は、このような極低温ではもろくなり、十分な可撓性が得られず、脆化によりＬＮＧを圧送する圧力により可撓管が破壊するためである。したがって、極低温でも使用できる耐久性と断熱性を併せ持つ可撓管が要求されるが、従来、ＬＮＧ等の極低温流体を海上での輸送に使用可能な、浮遊式の可撓管は存在しないという問題がある。

また、ＬＮＧのような極低温の流体が内管から漏洩すると、最外層に設けられた樹脂製の防水層等の脆化を招き、可撓管の破壊および流体の外部への噴出が生じる恐れがあるが、内管からの流体の漏洩を速やかに、かつ確実に検知する方法がないという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、海上の洋上浮体施設からタンカへ流体を積み込む際に使用する可撓管であって、ＬＮＧ等の極低温流体の輸送を可能とし、また、内部での流体の漏洩を早急に、かつ確実に検知することが可能な、漏洩検知のための温度センサを内蔵することが可能な可撓管および管内の流体の漏洩検知構造を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、少なくとも可撓性を有する波付き金属製内管と、前記波付き金属製内管の外周部に設けられた補強層と、前記補強層の外周部に設けられた第１の断熱層と、前記第１の断熱層の外周部に設けられた第２の断熱層と、前記第２の断熱層の外周部に設けられた防水層と、を具備し、前記第１の断熱層は、前記第２の断熱層よりも液浸透性が優れることを特徴とする極低温流体輸送用可撓管である。

前記第１の断熱層と前記第２の断熱層との間には、温度センサとして光ファイバ温度センサを用い、前記光ファイバ温度センサは前記第１の断熱層の外周に連続的に巻き付けられることが望ましい。

前記第２の断熱層は、エアロジェルを含有する不織布層であることが望ましく、また、前記第１の断熱層は、前記第２の断熱層よりも厚さが薄いことが望ましい。ここで、エアロジェルとは、水分をガスに置換してゲル状に生成した物質のことであり、体積のおよそ９割以上の空気を含んでおり、極めて軽く、また高い断熱性を有する物質をいう。エアロジェルは、例えばシリカ、アルミナ等を主成分として生成され、触媒や吸着剤として使用される場合が多い。

前記第１の断熱層と前記第２の断熱層との間に液浸透防止層をさらに具備しても良く、また、前記波付き金属内管はステンレス管であり、前記波付き金属製内管と前記第１の断熱層との間に、前記波付き金属製内管外面の凹凸をならすための座床層を更に具備してもよい。

また、前記補強層は、ポリエステル繊維織物テープ、アラミド繊維織物テープ、アリレート繊維織物テープ、超高分子ポリエチレン繊維織物テープ、炭素繊維織物テープ、および、金属テープ、のいずれかのテープが用いられ、前記テープが、可撓管に対して右巻きおよび左巻きに重ねられた交互巻きであることが望ましい。前記可撓管は、極低温流体の輸送用可撓管であってもよい。ここで、極低温流体、例えばＬＮＧのようなー１６０℃程度以下の流体を金属製内管に通すので、熱伝導率の低い前記樹脂製繊維テープの方が炭素繊維織物テープ、金属テープより断熱効果が得られるため、好ましい。また、繊維織物テープのほうが金属テープより波付き金属管に柔軟に巻き付けられるため、好ましい。

第１の発明によれば、内管に用いる金属製波付け内管の外周に補強層が設けられる。金属製波付け内管は、可撓性を維持するため管の肉厚を所定厚さに抑えていることから、内部の流体の圧力によって、内管が軸方向へ変形する可能性を有するが、補強層は内管が軸方向へ変形することを抑制することを目的としたものである。さらに、補強層は、径方向の変形を抑制する効果や耐クリープ性を向上させる効果を持つ。
また、第１の断熱層と第２の断熱層により、内管内の流体と可撓管外部とを断熱するため、流体が外温の影響を受けることがなく、また、流体により、可撓管の外層の防水層が影響を受けることがない。

また、第１の断熱層は液浸透性が優れ、第２の断熱層は液浸透性が悪いため、内管からの液の漏洩時には、第１の断熱層内を優先的に流体が浸透し、外層の第２の断熱層へは流体が浸透し難いため、流体が外層へ到達することがなく、断熱効果を維持することができる。すなわち、第１の断熱層は、断熱効果とともに、流体を広範囲に浸透させて流体が１箇所にとどまらずに広範囲に拡げる効果を有し、第２の断熱層は、断熱効果とともに、流体の浸透を防ぐ不透水層としての効果を発揮することで、断熱効果を維持し、可撓管の脆化又は破壊を遅らせる効果を持つことができる。

特に、第１の断熱層の厚さが第２の断熱層の厚さよりも薄ければ、液浸透により第１の断熱層内への流体の拡散効果が高く、また、第２の断熱層の止水効果が高い。さらに、第１の断熱層と第２の断熱層との間に液浸透防止層を設ければ、より高い止水特性を得ることができ、不透水層としての効果が高い。

また、第２の断熱層として、不織布へエアロジェルを含有させたものを用いることで、より高い断熱効果を得ることができ、流体の浸透を防ぐ効果も高く、非常に高い強度を得ることができる。

また、第１の断熱層と第２の断熱層の間に温度センサを設ければ、第１の断熱層内に浸透する流体の温度を検知することができ、特に、光ファイバ温度センサが所定のピッチで連続的に巻き付けられることで、流体が第１の断熱層内を浸透して光ファイバ温度センサまで到達し、流体の漏洩部の存否及び漏洩箇所を検知することができる。ここで、光ファイバ温度センサの巻き付けは連続的に巻き付けられていて、さらにその巻きつけ長さと巻き付け位置（巻き付け部位まで可撓管の関係）が解りさえすれば、必ずしも所定のピッチでなくても良い。

また、内管が波付き金属管である場合に、内管の外周部に座床層を設ければ、内管外周の凹凸を平坦にならすことができるため、内管の外周部に設けられる補強層等の設置が容易となるとともに、巻きつけられたテープ等のずれや補強層と内管外周部の凹凸部とのこすれを抑えることができる。

第２の発明は、流体が流れる内管と、前記内管の外周部に設けられた第１の断熱層と、前記第１の断熱層の外周部に設けられた第２の断熱層と、前記第１の断熱層と前記第２の断熱層との間に所定のピッチで巻き付けられた光ファイバ温度センサと、を具備し、前記第１の断熱層は、前記第２の断熱層よりも液浸透性が優れ、前記流体が前記内管より漏洩した場合に、前記流体は、前記第２の断熱層よりも優先的に前記第１の断熱層内に浸透して、前記光ファイバ温度センサにより温度変化を検出し、前記流体の漏洩を検知することを特徴とする流体の漏洩検知構造である。

第２の発明によれば、第１の断熱層が、第２の断熱層よりも液浸透性が優れるため、内管より漏洩した流体は、第２の断熱層へは浸透せずに、優先的に第１の断熱層内に浸透して、第１の断熱層内に広がる。このため、第１の断熱層の外周に設けられた光ファイバ温度センサによって、流体の漏洩部の存否および漏洩位置を検知することができる。

本発明によれば、海上の浮体施設からタンカへ流体を積み込む際に使用する可撓管であって、ＬＮＧ等の極低温流体の輸送に適し、また、内部での流体の漏洩を早急に、かつ確実に検知することが可能な、可撓管および管内の流体の漏洩検知構造を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態にかかる可撓管１について説明する。図１は、可撓管１の構成を示す斜視図であり、図２は、可撓管１の部分断面図である。可撓管１は、主に波付き管３、座床層５、補強層７、断熱層９、不透水断熱層１１、防水層１３、および光ファイバ温度センサ１５等から構成される。

通常、流体の輸送効率を考慮して、海上での流体輸送に使用されるタンカとしては、１０万から１５万トンクラスのタンカが利用される。また、海上は天候の変動も激しいため、タンカ等への流体の積み込み作業は、通常２４時間以内に終了することが望まれる。したがって、積み込み効率を考慮すると、流体の速度を５ｍ／ｓｅｃとすると、可撓管１の径は４００ｍｍ〜５００ｍｍ程度のものが数本同時に用いられるものである。但し、可撓管１の径は、流体の輸送効率を高めるためには大きい方が望ましいが、可撓管１の許容曲げ半径が大きくなり、可撓管１の敷設装置が大型化するため、可撓管１の径は使用条件等に応じて適宜決定される。

可撓管１の最内層には内管としての波付き管３が設けられる。可撓管１の使用時には、流体（以下、ＬＮＧが流れるものとして説明する）は波付き管３内を流される。波付き管３は、可撓性を有する管体であり、ある程度の強度を有し、低温耐性が優れる。すなわち、内部にＬＮＧ等の極低温流体が流れても可撓性を維持でき、割れやクラック等の発生しにくい材質が好ましい。波付き管３は、例えば金属製の波付き管であり、望ましくはステンレス製のベロー管である。なお、波付き管３に代えて、同様の可撓性を有し、低温耐性に優れる管体であれば、他の態様の内管を使用することも可能である。

波付き管３の外周部には座床層５が設けられる。座床層５は、波付き管３の外周における凹凸（波付き形状による凹凸）を略平らにならすための層であり、波付き管３の可撓性に追従して変形可能である。すなわち、座床層５は、ある程度の厚みを有し、波付き管３外周の波付き形状による凹凸のクッションとしての役割を有する。ただし、凹部を完全に埋める必要はない。波付き管３の外周部には、更に後述する補強層７等が設けられるが、波付き管３の外周面の凹凸によって、補強層７を構成する補強テープ等の巻き付けが困難となり、また、使用時等において、補強テープ等のずれが生じることを防ぐためである。

なお、座床層５としては、例えば不織布等が使用できる。また、内管の外周面に波付き等による大きな凹凸がない場合や、凹凸を有している場合であっても、外周部に設けられる補強層７等に悪影響を与えない場合には、座床層５は不要である。

座床層５の外周には補強層７が設けられる。補強層７は、主に波付き管３が可撓管１の軸方向へ変形する（伸びる）ことを抑えるとともに、波付き管３の可撓性に追従して変形可能である。例えば、波付き管３内へＬＮＧを流す際には、波付き管３内部には１ＭＰａ程度の内圧が生じる。波付き管３は、波付き管３の内周面への圧力には耐えうるが、可撓性を得るために設けられる波付き形状によって、波付き管３の軸方向へは内圧により容易に変形する（伸びる）。このため、波付き管３の軸方向の変形を抑制するために補強層７が設けられる。

補強層７は、繊維テープや金属テープ等の補強テープにより形成される。繊維テープとしては、たとえば、ポリエステル繊維織物テープ、アラミド繊維織物テープ、アリレート繊維織物テープ、超高分子ポリエチレン繊維織物テープ、炭素繊維織物テープなどが使用できる。また、金属テープとしては、例えばステンレステープ等が使用できる。

補強層７を形成するためには、補強テープが座床層５の外周に、所定のピッチで巻き付けられる。補強テープを巻き付ける際には、補強テープの幅方向の端部同士が互いに重なる必要はなく、すなわち、補強テープの幅よりも補強テープの巻付けピッチを大きくしても良い。補強テープは少なくとも２重に重ねられ、１巻き目の補強テープの巻き付け方向と、２巻き目の補強テープの巻き付け方向が逆向きとなるように座床層５へ巻きつけられる。すなわち、２重に巻き付けられたそれぞれの補強テープは、互いにクロスするように座床層５の外周に巻き付けられる（このような巻き付け方法を「交互巻き」と称する）。

補強テープを１方向のみから巻き付けたのでは、可撓管１が軸方向に力を受けた際に、補強テープの巻き付け方向に応じて、可撓管１へねじれ方向の力が発生するためである。必要に応じて、巻き付けられた補強テープの外周に、図示を省略した補強テープの押さえ巻き層を更に設けても良い。押さえ巻き層としては、例えば不織布テープが使用でき、不織布テープを交互巻きされた補強テープの外面や各巻き層の外面に巻きつけても良い。

補強層７の外周には断熱層９が設けられる。断熱層９は、波付き管３内を流れるＬＮＧと可撓管１の外部とを断熱するとともに、波付き管３の可撓性に追従して変形可能である。すなわち、ＬＮＧの熱は、可撓管１の外面へはほとんど伝達されない。このため、後述する最外層である防水層１３が、ＬＮＧの温度の影響を受けることがない。同様に可撓管１の外温はＬＮＧへは伝達されず、ＬＮＧが可撓管１内で気化することが防止される。

断熱層９は、断熱性を有し、液浸透性が優れる材質が望ましい。断熱層９としては、例えば不織布が使用でき、ポリエステル繊維不織布であることが望ましい。また、断熱層９の厚さは、５ｍｍ以上であることが望ましい。

断熱層９の外周には、不透水断熱層１１が設けられる。不透水断熱層１１は、断熱層９とともに、波付き管３内を流れるＬＮＧと可撓管１の外周部とを断熱するとともに、波付き管３の可撓性に追従して変形可能である。不透水断熱層１１は、断熱層９と異なり、液浸透性が悪く、ＬＮＧ等の流体はほとんど不透水断熱層１１へは浸透しない。すなわち、不透水断熱層１１は、不透水断熱層１１の内外に対して不透水層としての役割を有する。

不透水断熱層１１は、高い断熱性を有し、かつ液浸透性が悪い必要があり、このような材質として、例えば、繊維系不織布にエアロジェルを含有させたものが使用できる。エアロジェルとしては、例えばシリカ系エアロジェルが使用でき、エアロジェルを不織布へ含有（含浸）させる。エアロジェルは極めて高い断熱性を有し、また、高い耐荷重特性を有する。さらに、エアロジェルが含有された不織布は、きわめて液浸透性が悪い。このため、ＬＮＧが不透水断熱層１１に達しても、不透水断熱層１１に対しては、ＬＮＧはほとんど浸透しない。また、エアロジェルを含有させた不織布はつぶれにくいため、後述する防水層１３が緩むことがない。

不透水断熱層１１の厚みは、断熱層９の厚みよりも厚いことが望ましく、また、液浸透層となる断熱層９の厚みは薄い方が好ましい。これは、不透水断熱層１１が厚いことにより高い断熱特性を得ることができるとともに、後述するように、ＬＮＧ漏洩時に、短時間で広範囲にＬＮＧを断熱層９へ浸透させるためである。なお、不透水断熱層１１は、複数の層を重ねて形成することもできる。

不透水断熱層１１の外周には、防水層１３が設けられる。防水層１３は、外部からの水の浸入を防ぐとともに、波付き管３の可撓性に追従して変形可能である。すなわち、可撓管１が海上に浮かべられて、ＬＮＧの輸送を行う際にも、海水等が可撓管１内へ浸入することはない。なお、防水層１３は、例えば樹脂製であり、ポリエチレン製が望ましい。前述したように、断熱層９および不透水断熱層１１により、極低温であるＬＮＧの温度の影響は防水層１３へはほとんど及ばない。このため、防水層１３が低温になることで脆化して、波付き管３の可撓性に追従できなくなることはない。

可撓管１は更に、光ファイバ温度センサ１５を有する。光ファイバ温度センサ１５は、断熱層９と不透水断熱層１１との間に設けられ、連続的に防水層９の外周へ螺旋状に巻きつけられる。光ファイバ温度センサ１５は、防水層９の外周部に等ピッチで巻きつけられることが望ましく、光ファイバセンサ１５の巻き付けピッチは、例えば２００ｍｍ程度であり、好ましくは１００ｍｍ程度である。また、光ファイバ温度センサ１５の端部には、図示を省略した、光源、光分波器、増幅器、測定器等が接続される。

図３は光ファイバ温度センサ１５の構成を示す断面図である。光ファイバ温度センサ１５は金属管１７と光ファイバ１９等から構成される。光ファイバ１９は、金属管１７内に挿入される。金属管１７は、例えば直径１〜２ｍｍ程度のステンレス管が使用できる。なお、光ファイバ１９は、可撓管１が変形した際に、可撓管１の変形に追従可能なように、余長率（金属管１７の長さに対する光ファイバ１９の長さの増分率）は１％以上であることが望ましい。

光ファイバ温度センサ１５は、ラマン散乱光の強度が温度に依存する性質と、光パルスが光ファイバ１９を往復する時間でラマン散乱光の発生場所が分かるという性質によって、温度分布が測定される。光ファイバ１９に光パルスを一定周期で入射させると、後方散乱光としてラマン散乱光が発生する。ラマン散乱光のうち、アンチストークス光とストークス光の強度比は、光ファイバ１９の温度に依存する。すなわち、散乱光の強度（アンチストークス光Ｉａとストークス光Ｉｓの強度比）は、温度が上昇すると大きくなり、温度が低下すると小さくなる。従って、入射した光パルスに対するアンチストークス光とストークス光との強度比を時間軸上で観察することにより、測定位置ごとの温度を知ることができる。すなわち、光ファイバ温度センサ１５は可撓管１の温度分布を計測することができる。

図４は、光ファイバ温度センサ１５の一部に温度低下部１６が生じた際のラマン散乱光（アンチストークス光Ｉａとストークス光Ｉｓの強度比）計測値の変化を示す模式図である。光ファイバ温度センサ１５は、断熱層９の外部にあるため、通常時には波付き管３内を流れるＬＮＧの温度の影響は少ない。したがって、光ファイバ温度センサ１５は、可撓管１の全長（光ファイバ温度センサ１５の全長）にわたり、ほぼ常温の一定の温度分布を示す。この場合には、光パルスＬに対して、計測されるアンチストークス光Ｉａとストークス光Ｉｓの強度比は光ファイバ温度センサ１５の全長にわたり略一定となる。

一方、波付き管３が破損して、波付き管３の一部からＬＮＧ等が流出すると、ＬＮＧは断熱層９内に浸透し、該当する部位の光ファイバ温度センサ１５の温度が急激に低下する。すなわち、光ファイバ温度センサ１５の一部に温度低下部１６が生じる。

光ファイバ温度センサ１５の一部に急激な温度低下部１６が生じた場合には、温度低下部１６におけるラマン散乱光の強度（アンチストークス光Ｉａとストークス光Ｉｓの強度比）が低下する。したがって、光ファイバ温度センサ１５は、温度低下部１６のおおよその位置と、その位置での温度低下を検出することができる。したがって、可撓管１内部の一部で波付き管３からＬＮＧが漏洩した場合には、漏洩部近傍の光ファイバ温度センサ１５が、直ちに急激な温度低下を検知し、可撓管１の内部におけるＬＮＧの漏洩を知ることができる。

次に、波付き管３からＬＮＧが漏洩した際の、ＬＮＧの流出状態と光ファイバ温度センサ１５によるＬＮＧの漏洩の検出状態について説明する。図５は、波付き管３の一部からＬＮＧが漏洩した際の、光ファイバ温度センサ１５による漏洩検知状態を示す図である。

波付き管３内にはＬＮＧ等の流体２１が流れている。図５（ａ）に示すように、波付き管３の一部が損傷し、漏洩部２３が生じると、流体２１は漏洩部２３から波付き管３の外部へ流出する。

図５（ｂ）は、漏洩部２３から流体２１が流出した状態を示す図である。座床層５、補強層７、断熱層９は、流体２１が容易に浸透するため、漏洩部２３近傍の座床層５、補強層７、断熱層９には、流体が浸み込んで広がる（矢印Ａ）。この際、漏洩部２３の近傍に光ファイバ温度センサ１５が位置すれば、直ちに光ファイバ温度センサ１５が、流体２１の温度を検出するため、例えばＬＮＧであれば、漏洩部２３近傍に極低温部が存在することを検出することができる。したがって、漏洩部２３の存在を検知することができる。

一方、光ファイバ温度センサ１５は所定のピッチで断熱層９へ巻きつけられるため、図５（ｂ）に示すように、漏洩部２３から光ファイバ温度センサ１５までの距離が遠い場合がある。この状態においては、光ファイバ温度センサ１５は、流体２１の漏洩を検出することは困難である。

図５（ｃ）は、更に漏洩部２３から流体２１が流出し続けた状態を示す図である。図５（ｃ）に示すように、漏洩部２３より流出した流体２１は、断熱層９（および補強層７、座床層５等）に浸透しながら、流体２１の浸透範囲を広げていく。この際、不透水断熱層１１は液浸透性が悪いため、流体２１は不透水断熱層１１にはほとんど浸透しない。すなわち、流体２１は、不透水断熱層１１内部を可撓管１の長手方向または周方向へ広がる（矢印Ｂ方向）。

流体２１が不透水断熱層１１内部で層状に広がり、光ファイバ温度センサ１５近傍に近づくと、光ファイバ温度センサ１５の該当部位の温度が急激に低下する。したがって、流体２１の漏洩を検出することができる。

なお、可撓管１に流体の漏洩検知機能が不要である場合には、光ファイバ温度センサ１５は不要である。この場合でも、可撓管１は、海上におけるＬＮＧ等の極低温流体の輸送用の浮遊式可撓管として使用することができる。

図６は、可撓管１の使用状況を示す図である。海上には洋上浮体施設３０が設けられる。洋上浮体施設３０は、特に外海上に設けられ、海底ガス田から算出した天然ガスを液化し、貯蔵する貯蔵基地である。洋上浮体施設３０に貯蔵されたＬＮＧは定期的にタンカ３７へ輸送される。

洋上浮体施設３０上には供給部３１が設けられる。供給部３１は、洋上浮体施設３０に貯蔵されたＬＮＧを送り出す部位である。一方、タンカ３７には受給部３５が設けられる。受給部３５は、供給部３１から送り出されたＬＮＧを受け取る部位である。

可撓管１は、ドラム３９等に巻きつけられて保管され、使用時にはドラム３９より海上へ送り出される。海上では、可撓管１の端部が図示を省略した小型船等でタンカ３７へ誘導される。可撓管１が海上へ十分に送り出された後、可撓管１の両端をそれぞれ供給部３１、受給部３５へ接続する。可撓管１は海上に浮遊しながら、供給部３１から送り出されたＬＮＧを受給部３５へ輸送し、洋上浮体施設３０からタンカ３７へのＬＮＧの積み込みが行われる。この際、可撓管１は、可撓性を有するため、洋上浮体施設３０とタンカ３７との波等による相対的な位置変動等に対して追従でき、また、洋上浮体施設３０上で保管時に、場所を取ることがない。

以上説明したように、本実施の形態にかかる可撓管１によれば、波付き管３の外周に座床層５を介して補強層７が設けられるため、内部を流れる流体２１の圧力によって、波付き管３が可撓管１の軸方向へ変形することを抑制することができる。また、断熱層９と不透水断熱層１１により、波付き管３内の流体２１と可撓管１の外部とを断熱するため、流体２１が外温の影響を受けることがなく、また、流体２１の温度により、防水層１３が影響を受けることがない。

また、断熱層９は液浸透性が優れるとともに、不透水断熱層１１の液浸透性が悪いため、波付き管３からの流体２１の漏洩時には、断熱層９（および座床層５、補強層７）内を優先的に流体２１が浸透し、不透水断熱層１１へは流体２１が浸透しにくいため、流体２１が不透水断熱層１１の外層へ流出することがなく、断熱効果を維持することができる。

また、断熱層９と不透水断熱層１１との間に光ファイバ温度センサ１５が設けられるため、正常時には、流体２１の温度は断熱層９により断熱されるため、光ファイバ温度センサ１５は流体２１の温度による影響を受けないが、流体２１の漏洩時には、断熱層９内に流体２１が浸透するため、光ファイバ温度センサ１５は、断熱層９内に浸透する流体２１の温度を検出することができ、このため、可撓管１内での流体２１の漏洩を検知することができる。

また、断熱層９の厚さが不透水断熱層１１の厚さよりも薄いため、流体２１の漏洩時には、断熱層９内において、短時間で可撓管１の軸方向および周方向の広範囲に流体２１が浸透する。このため、光ファイバ温度センサ１５の巻き付けピッチが広く、漏洩部２３が光ファイバ温度センサ１５の巻き付け位置から離れていても、短時間で流体２１が光ファイバ温度センサ１５近傍まで浸透する。したがって、可撓管１内部での流体２１の漏洩時には、断熱効果を維持したまま、即座に流体２１の漏洩を検知することができる。

また、不透水断熱層１１は、エアロジェルが不織布へ含有されるため、高い断熱効果と、高い止水効果を得ることができる。また、不透水断熱層１１は、断熱層９よりも厚さが厚いため、流体２１の漏洩時にも、十分な断熱効果を得ることができ、また、流体２１が不透水断熱層１１の外部へ流出することを防ぐことができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、断熱層９と不透水断熱層１１との間に光ファイバ温度センサ１５を設けたが、漏洩検知のためのセンサはこれに限られない。この他一般の温度センサを所定間隔で取り付けても良い。

また、断熱層９と不透水断熱層１１との間に、更に液浸透防止層を設けても良い。図７は、液浸透防止層４１が設けられた可撓管４０を示す図である。不透水断熱層１１であっても、時間の経過に伴い、わずかながらに流体２１の不透水断熱層１１への浸透が進行する。このため、漏洩した流体が外層へ浸透することをより確実に防ぐため、液浸透防止層４１が設けられる。この場合、液浸透防止層４１は低温時における脆化が少なく、止水性を有するものである必要がある。液浸透防止層４１としては、不織布テープ、金属テープ等が使用できる。

また、可撓管１はＬＮＧ輸送用に限られない。この他種々の流体の輸送用に使用することができる。特に、常温以外の流体に対しては、光ファイバ温度センサ１５によって漏洩検知機能を発揮することもできる。

可撓管１の構成を示す斜視図。 可撓管１の構成を示す部分断面図。 光ファイバ温度センサ１５を示す断面図。 光ファイバ温度センサ１５により温度低下部１６を検知した状態を示す模式図。 流体２１の漏洩時における光ファイバ温度センサによる漏洩の検知状態を示す図で、（ａ）は漏洩部２３発生直後の状態を示す図、（ｂ）は流体２１が防水層９へ流出した状態を示す図、（ｃ）は流体２１が防水層９内へ浸透して光ファイバ温度センサ１５近傍まで流出した状態を示す図。 可撓管１の使用状況を示す図。 液浸透防止層４１が設けられた可撓管４０を示す図。

符号の説明

１、４０………可撓管
３………波付き管
５………座床層
７………補強層
９………断熱層
１１………不透水断熱層
１３………防水層
１５……光ファイバ温度センサ
１６……温度低下部
１７………金属管
１９………光ファイバ
２１………流体
２３………漏洩部
３０………洋上浮体施設
３１………供給部
３５………受給部
３７………タンカ
３９………ドラム
４１………液浸透防止層

Claims (8)

1. 少なくとも可撓性を有する波付き金属製内管と、
   前記波付き金属製内管の外周部に設けられた補強層と、
   前記補強層の外周部に設けられた第１の断熱層と、
   前記第１の断熱層の外周部に設けられた第２の断熱層と、
   前記第２の断熱層の外周部に設けられた防水層と、
   を具備し、
   前記第１の断熱層は、前記第２の断熱層よりも液浸透性が優れることを特徴とする極低温流体輸送用可撓管。
2. 前記波付き金属内管はステンレス管であり、
   前記波付き金属製内管と前記第１の断熱層との間に、前記波付き金属製内管外面の凹凸をならすための座床層を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の極低温流体輸送用可撓管。
3. 前記補強層は、
   ポリエステル繊維織物テープ、アラミド繊維織物テープ、アリレート繊維織物テープ、超高分子ポリエチレン繊維織物テープ、炭素繊維織物テープ、および、金属テープ、のいずれかのテープが用いられ、前記テープが、可撓管に対して右巻きおよび左巻きに重ねられた交互巻きであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の極低温流体輸送用可撓管。
4. 前記第２の断熱層は、エアロジェルを含有する不織布層であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の極低温流体輸送用可撓管。
5. 前記第１の断熱層は、前記第２の断熱層よりも厚さが薄いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の極低温流体輸送用可撓管。
6. 前記第１の断熱層と前記第２の断熱層との間に液浸透防止層をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の極低温流体輸送用可撓管。
7. 前記第１の断熱層と前記第２の断熱層との間には、温度センサとして、光ファイバ温度センサを用い、
   前記光ファイバ温度センサは前記第１の断熱層の外周に連続的に巻き付けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の極低温流体輸送用可撓管。
8. 流体が流れる内管と、
   前記内管の外周部に設けられた第１の断熱層と、
   前記第１の断熱層の外周部に設けられた第２の断熱層と、
   前記第１の断熱層と前記第２の断熱層との間に連続的に巻き付けられた光ファイバ温度センサと、
   を具備し、
   前記第１の断熱層は、前記第２の断熱層よりも液浸透性が優れ、
   前記流体が前記内管より漏洩した場合に、前記流体は、前記第２の断熱層よりも優先的に前記第１の断熱層内に浸透して、前記光ファイバ温度センサにより温度変化を検出し、前記流体の漏洩を検知することを特徴とする管内の流体の漏洩検知構造。

Images