JP2010261489A

JP2010261489A - 低温タンク

Info

Publication number: JP2010261489A
Application number: JP2009111583A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Uchida; 優幸内田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2029-04-30
Also published as: JP5347694B2

Abstract

【課題】ＢＯＧの発生量を従来よりも低減する。
【解決手段】屋根から底部まで延在し、ＬＮＧをＬＮＧ船から受け入れるためのボトムフィード管４を備えたＬＮＧタンクＡであって、ボトムフィード管４は、屋根から底部まで一体として延在し、かつ、ガス層に相当する部位に自らの内部と外部との圧力差によって自動開閉するガス吸入弁５ａを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas、液化天然ガス）やＬＰＧ（Liquefied petroleum gas、液化石油ガス）等、常温以下の低温液体を貯蔵する低温タンクに関する。

上記低温タンクには、低温液体を外部から受け入れるための受入リード管が設けられている。下記特許文献１には、この受入リード管の一例として、低温タンク内を屋根から底部まで垂直に延在すると共にガス層で一旦分断された受入リード管が開示されている。上記ガス層は、低温液体が低温タンク内で気化して生成されるＢＯＧ（ボイルオフガス）からなるものである。また、上記受入リード管の分断は、低温液体をガス層で一旦圧力開放することにより、低温液体を低温タンク内に受け入れる際に受入リード管の下端が低温液体内に埋没した状態で発生し得るサイホン現象を防止するためのものである。
また、受入リード管を備えた低温タンクについては、特許文献２にも開示されている。

特許第３４６７９５３号公報特許第３７２４０７３号公報

ところで、上記従来技術には、以下のような問題点がある。
（１）受入リード管をガス層で分断して低温液体をガス層で圧力開放するのでＢＯＧの発生量が多くなり、この発生量が多いことによってＢＯＧを処理するための設備コストが嵩む。
（２）受入リード管をガス層で分断されているので、ガス層のＢＯＧを低温液体内にまき込んで低温タンク内の圧力を低下させるので、ＬＮＧ船等の低温液体の供給元への戻りガスが低下する。
（３）受入リード管の分断部において圧力解放された低温液体が再度受入リード管内に浸入する際に反力（上向きの力）を受けるので、受入リード管を上部で支持する低温タンクの屋根に損傷を与える可能性がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
（１）ＢＯＧの発生量を従来よりも低減する。
（２）ＢＯＧの低温液体へのまき込みをなくす。
（３）低温液体に作用する反力（上向きの力）を従来よりも低減する。

上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、屋根から底部まで延在し、常温以下の低温液体を外部から受け入れるための第１の受入リード管を備えた低温タンクであって、第１の受入リード管は、屋根から底部まで一体として延在し、かつ、ガス層に相当する部位に自らの内部と外部との圧力差によって自動開閉するガス吸入弁を備える、という手段を採用する。

第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、ガス層に相当する部位に第１の受入リード管から分岐して設けられたガス吸入管をさらに備え、ガス吸入弁は、ガス吸入管内に備えられる、という手段を採用する。

第３の解決手段として、上記第１の解決手段において、屋根からガス層まで延在する第２の受入リード管と、第１の受入リード管と第２の受入リード管とを接続するバイパス管とをさらに備え、ガス吸入弁はバイパス管内に備えられる、という手段を採用する。

本発明によれば、第１の受入リード管内がガス層に対して負圧状態になっているときには、ガス吸入弁が自動的に開いてＢＯＧが第１の受入リード管内に流れ込むので、サイホン現象（低温タンクから供給元への低温液体の逆流）を防止することができる。

また、本発明によれば、第１の受入リード管内がガス層に対して正圧状態になっている状態、つまり第１の受入リード管を介して低温液体を受け入れているときには、ガス吸入弁が自動的に閉じて第１の受入リード管内とガス層とが分離されるので、低温液体が底部に確実に供給される。そして、このような低温液体の受け入れ状態において、第１の受入リード管内のＬＮＧはガス層で圧力解放されないので、ＢＯＧの発生量を従来よりも低減させることができ、よってＢＯＧを処理するための設備コストを従来よりも低減させることが可能となる。

また、本発明によれば、第１の受入リード管が屋根から底部まで一体としたものであり、ガス層内で分断されていないので、ガス層のＢＯＧを低温液体内にまき込んで低温タンク内の圧力を低下させることがなく、よって供給元への戻りガスの低下を従来よりも抑制することができる。

さらに、本発明によれば、第１の受入リード管が屋根から底部まで一体としたものであり、ガス層内で分断されていないので、第１の受入リード管に作用する反力（上向きの力）を大幅に抑制することが可能であり、よってこの反力に起因する屋根の損傷の可能性を大幅に抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るＬＮＧタンクＡの全体構成を示す模式図である。本発明の第１実施形態に係るＬＮＧタンクＡの要部構成を示す拡大図である。本発明の第２実施形態に係るＬＮＧタンクＢの全体構成を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
最初に、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本第１実施形態に係るＬＮＧタンクＡは、タンク躯体１、屋根２、受入管３、ボトムフィード管４（第１の受入リード管）、ガス吸入管５、吐出部６、トップフィード管７（第２の受入リード管）、邪魔板８、及びバルブ９Ａ、９Ｂを備えている。このＬＮＧタンクＡは、海岸近傍の施設であるＬＮＧ基地内に複数設置されており、ＬＮＧ船から低温液体であるＬＮＧ（Liquefied Natural Gas、液化天然ガス）を受け入れて貯留する低温タンクである。

タンク躯体１は、地中あるいは地上に構築され、かつ、機密性及び断熱性に優れた有底円筒形状の構造物である。このタンク躯体１は、その直径及び高さが数十メートルにも及ぶＬＮＧ専用の巨大な容器である。屋根２は、上記タンク躯体１の上部を覆うように当該タンク躯体１上に設けられ、かつ、機密性及び断熱性に優れた構造物である。このようなタンク躯体１や屋根２の詳細構造については、多くの文献に記載されているので詳細説明を割愛するが、タンク躯体１及び屋根２は、機密性及び断熱性を確保するために断熱材層を含む複数層から構成されている。

このようなタンク躯体１及び屋根２によって形成されるＬＮＧタンクＡの内部空間はＬＮＧの貯留空間であるが、ＬＮＧの液面は、タンク躯体１の所定高さに設定されている。このようなＬＮＧの貯留空間には、ＬＮＧが存在する下層（液槽）とＬＮＧが気化することによって生成されるＢＯＧ（ボイルオフガス）が充満する上層（ガス層）とが形成される。

受入管３は、船着場に設けられてＬＮＧ船に接続される陸揚設備から上記屋根２の直上まで敷設された配管であり、ＬＮＧ船から送り出されたＬＮＧをＬＮＧタンクＡの直上まで導く。この受入管３の先端には、図示するようにボトムフィード管４とトップフィード管７とが接続されている。ボトムフィード管４は、上記屋根２を貫通してタンク躯体１の底部まで垂直に設けられた配管である。このボトムフィード管４には、タンク躯体１の底部に位置する先端部にＬＮＧを吐出するための吐出部６が設けられていると共に、上記ガス層に相当する部位にはガス吸入管５が分岐状に接続されている。

ガス吸入管５は、図示するように先端が下方を向いたＬ字形状の短管である。また、図２に示すように、ガス吸入管５において水平に延在する部位の内部には、ガス吸入弁５ａが設けられている。ガス吸入弁５ａは、ボトムフィード管４の内部圧力とボトムフィード管４の外部圧力（ガス層の圧力）との圧力差によって自動開閉する逆止弁である。すなわち、このガス吸入弁５ａは、ボトムフィード管４の内部圧力がガス層の圧力に対して負圧状態になると、開状態となってボトムフィード管４の内部とガス層とを連通させ、一方、ボトムフィード管４の内部圧力がガス層の圧力に対して正圧状態になると、閉状態となってボトムフィード管４の内部とガス層とを隔離する。

吐出部６は、図１に示すように、ボトムフィード管４に直交するように水平姿勢で設けられた直管であり、両端部にＬＮＧを吐出するための開口が形成されている。この吐出部６は通常液層内に位置するものである。すなわち、このように構成されたボトムフィード管４は、ＬＮＧ船から陸揚げされたＬＮＧをＬＮＧタンクＡ内の液層に供給するためのものである。

トップフィード管７は、上記屋根２を貫通してタンク躯体１内に垂直に設けられた配管である。このトップフィード管７は、ＬＮＧを吐出する先端部がガス層内に位置するように設けられている。邪魔板８は、図示するようにトップフィード管７の先端部の直下に水平状態から傾斜させた姿勢で支持された平板であり、上記先端部から吐出したＬＮＧを受けるためのものである。このように構成されたトップフィード管７は、ＬＮＧ船から陸揚げされたＬＮＧをＬＮＧタンクＡ内のガス層に供給するためのものである。

なお、バルブ９Ａはボトムフィード管４の上部に、またバルブ９Ｂはトップフィード管７の上部にそれぞれ設けられた開閉弁である。これらバルブ９Ａ、９Ｂは、択一的に開閉され、ＬＮＧ船から陸揚げされたＬＮＧを液層あるいはガス層の何れかに供給するためのものである。

このように構成されたＬＮＧタンクＡでは、ＬＮＧ船から陸揚げされたＬＮＧを液層に供給する場合、バルブ９Ａが開状態かつバルブ９Ｂが閉状態とされる。すなわち、この場合には、ボトムフィード管４を用いてＬＮＧ船からＬＮＧを受け入れる。この場合において、例えば受け入れ開始時のように、ボトムフィード管４内にＬＮＧが流れていないためにボトムフィード管４内がガス層に対して負圧状態になっているときには、ガス吸入弁５ａが自動的に開いてＢＯＧがボトムフィード管４内に流れ込むのでサイホン現象（ＬＮＧタンクＡからＬＮＧ船へのＬＮＧの逆流）を防止することができる。

一方、受け入れが開始されてボトムフィード管４内にＬＮＧが流れている状態では、ボトムフィード管４内がガス層に対して正圧状態になるので、ガス吸入弁５ａは自動的に閉じてボトムフィード管４内とガス層とを分断する。この状態において、ボトムフィード管４がガス層内で分断されてなく、ボトムフィード管４内のＬＮＧはガス層で圧力解放されないので、ＢＯＧの発生量を従来よりも低減させることができる。したがって、ＢＯＧを処理するための設備コストを従来よりも低減させることが可能となる。

また、ボトムフィード管４がガス層内で分断されてないので、ガス層のＢＯＧをＬＮＧ内にまき込んでＬＮＧタンクＡ内の圧力を低下させることがない。したがって、ＬＮＧ船への戻りガスの低下を従来よりも抑制することができる。
さらに、ボトムフィード管４がガス層内で分断されてないので、ボトムフィード管４に作用する反力（上向きの力）を大幅に抑制することが可能であり、よってこの反力に起因する屋根２の損傷の可能性を大幅に抑制することができる。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態について説明するが、以下の記載では、上述した第１実施形態に係るＬＮＧタンクＡと同一の構成要素には同一符合を付し、再度の説明を省略する。

図３に示すように、本第２実施形態に係るＬＮＧタンクＢは、タンク躯体１、屋根２、受入管３、ボトムフィード管４、吐出部６、トップフィード管７、邪魔板８バルブ９Ａ、９Ｂ及びバイパス管１０を備えている。このＬＮＧタンクＢは、海岸近傍の施設であるＬＮＧ基地内に複数設置されており、ＬＮＧ船からＬＮＧ（低温液体）を受け入れて貯留する低温タンクである。

このようなＬＮＧタンクＢは、トップフィード管７をガス吸入管５の代替えとして使用すべく、ボトムフィード管４の上部とトップフィード管７の上部とをバイパス管１０で相互接続すると共に、当該バイパス管１０の途中部位にバルブ９Ｃを設けたものである。

上記バルブ９Ｃは、ガス吸入弁５ａの代替えとなる逆止弁であり、ボトムフィード管４内がトップフィード管７内に対して負圧になると、開状態となってＢＯＧをボトムフィード管４内に取り込む一方、ボトムフィード管４内がトップフィード管７内に対して正圧になると、閉状態となってボトムフィード管４内とガス層とを遮断する。また、このようなバイパス管１０及びバルブ９Ｃは、図示するように、ＬＮＧタンクＢの外側、つまりＬＮＧの貯留空間外に設けられている。

このようなＬＮＧタンクＢは、上述した第１実施形態のＬＮＧタンクＡと全く同様な作用効果を奏すると共に、バイパス管１０及びバルブ９Ｃが貯留空間外に設けられているので、メンテナンスが容易である。すなわち、第１実施形態のＬＮＧタンクＡでは、貯留空間内にガス吸入管５及びガス吸入弁５ａが設けられているので、メンテナンスを行う場合、タンク内のＬＮＧ、ＢＯＧを完全に空気と置換しなければならず、メンテナンス性が悪い。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
上記各実施形態では、ＬＮＧを貯留するＬＮＧタンクＡ、Ｂについて説明したが、本発明はこれに限定されない。低温タンクには、ＬＰＧ（Liquefied petroleum gas、液化石油ガス）やエチレン等の低温液体を貯留するものがある。本発明は、ＬＮＧ、ＬＰＧ及びエチレン等の各種低温液体を貯留するタンクに適用することができる。

Ａ、Ｂ…ＬＮＧタンク、１…タンク躯体、２…屋根、３…受入管、４…ボトムフィード管（第１の受入リード管）、５…ガス吸入管、５ａ…ガス吸入弁、６…吐出部、７…トップフィード管（第２の受入リード管）、８…邪魔板、９Ａ〜９Ｃ…バルブ、１０…バイパス管

Claims

屋根から底部まで延在し、常温以下の低温液体を外部から受け入れるための第１の受入リード管を備えた低温タンクであって、
第１の受入リード管は、屋根から底部まで一体として延在し、かつ、ガス層に相当する部位に自らの内部と外部との圧力差によって自動開閉するガス吸入弁を備えることを特徴とする低温タンク。
ガス層に相当する部位に第１の受入リード管から分岐して設けられたガス吸入管をさらに備え、
ガス吸入弁は、ガス吸入管内に備えられることを特徴とする請求項１記載の低温タンク。
屋根からガス層まで延在する第２の受入リード管と、
第１の受入リード管と第２の受入リード管とを接続するバイパス管とをさらに備え、
ガス吸入弁は、バイパス管内に備えられることを特徴とする請求項１記載の低温タンク。