JP2015004382A - 二重殻タンクおよび液化ガス運搬船 - Google Patents

二重殻タンクおよび液化ガス運搬船 Download PDF

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Abstract

【課題】内槽に熱応力を生じさせることなく内槽ドームと外槽ドームとの相対位置および内槽マンホールと外槽マンホールとの相対位置を拘束することができる二重殻タンクを提供する。
【解決手段】横置き円筒状の二重殻タンク２は、内槽３および外槽４を備える。内槽３は、液化ガスを貯留する内槽本体部３１と、内槽本体部３１から突出する内槽ドーム３２を有する。外槽４は、内槽３との間に真空空間２０を確保するものであり、内槽本体部３１を取り囲む外槽本体部４１と、内槽ドーム３２を取り囲む外槽ドーム４２を有する。内槽ドーム３２には、内槽マンホール３０が設けられており、外槽ドーム４２には、内槽マンホール３０と対応する位置に外槽マンホール４０が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、液化ガスの輸送や貯蔵に用いられる二重殻タンク、およびこの二重殻タンクを備えた液化ガス運搬船に関する。
液化ガスの輸送や貯蔵に用いられる二重殻タンクとしては、例えば特許文献１に開示されているような、横置き円筒状の二重殻タンクが知られている。この二重殻タンクは、液化ガスを貯留する内槽と、内槽との間に断熱層として真空空間を確保する外槽とを有している。
特開６−１５９５９３号公報
上記のような二重殻タンクでは、液化ガスをタンクの内部から外部に排出するためのサブマージドポンプが内槽内の底部に配置されることがある。また、内槽には、当該内槽を貫通する液化ガス配管や電気配管などの各種の配管を集約するための内槽ドームが設けられることがある。例えば、内槽ドームは、液化ガスを貯留する内槽本体部から上向きに突出するように形成される。この場合、外槽には、内槽ドームの全体が真空空間で覆われるように、内槽ドームとは非接触で内槽ドームを取り囲む外槽ドームが設けられる。これにより、内槽ドームが設けられた部分でもタンクの外部から内槽内への熱侵入を抑制することができる。そして、液化ガス配管や電気配管などの各種の配管は、内槽ドームおよび外槽ドームを貫通するように配置される。
また、ポンプなどの機器を内蔵する二重殻タンクでは、タンク内のポンプなどの機器を点検するためのマンホールを設ける必要がある。二重殻タンクにマンホールを設ける場合は、ドーム周辺には多くの配管が配置されるため、ドームとマンホールを離れた位置に配置すること、例えば、タンクの軸方向の一方の端部に上記の内槽ドームおよび外槽ドームを形成し、他方の端部に内槽マンホールおよび外槽マンホールを形成することが考えられる。
さらに、マンホールを設ける場合は、ドーム部分と同様に、マンホール部分でもタンクの外部から内槽内への熱侵入を抑制するという観点からすれば、マンホール部分も互いに非接触な二重管で構成することが考えられる。具体的には、内槽に、内槽マンホールを規定する内槽マンホール管を取り付け、外槽に、外槽マンホールを規定する、内槽マンホール管の全体を収容可能な外槽マンホール管を取り付ける。双方のマンホール管には、マンホール蓋が固定される。
ところで、内槽に貯留される液化ガスは低温であるため、内槽に液化ガスが投入されたときには内槽が熱収縮する。一方、外槽と内槽の間には真空空間が在るために、内槽に液化ガスが投入されたときでも外槽の温度は大気温と同程度である。それ故に、上記のように内槽および外槽のそれぞれにドームが設けられかつマンホール管が取り付けられた構成では、外槽ドームから外槽マンホール管までの距離が変化しないのに対し、内槽ドームから内槽マンホール管までの距離が大きく変化する。その結果、例えば内槽ドームおよび外槽ドームを固定した場合には、内槽マンホール管が外槽マンホール管に接触するおそれがある。内槽ドームおよび外槽ドームを固定するとともに内槽マンホール管および外槽マンホール管を固定することも考えられるが、この場合には、内槽に熱応力が生じる。
そこで、本発明は、内槽に熱応力を生じさせることなく内槽ドームと外槽ドームとの相対位置および内槽マンホールと外槽マンホールとの相対位置を拘束することができる二重殻タンクおよびこの二重殻タンクを備えた液化ガス運搬船を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の二重殻タンクは、横置き円筒状の二重殻タンクであって、液化ガスを貯留する内槽本体部および前記内槽本体部から突出する内槽ドームを有する内槽と、前記内槽との間に真空空間を確保する外槽であって、前記内槽本体部を取り囲む外槽本体部および前記内槽ドームを取り囲む外槽ドームを有する外槽と、を備え、前記内槽ドームには、内槽マンホールが設けられており、前記外槽ドームには、前記内槽マンホールと対応する位置に外槽マンホールが設けられていることを特徴とする。
上記の構成によれば、内槽ドームに内槽マンホールが設けられ、外槽ドームに外槽マンホールが設けられているので、内槽ドームと外槽ドームとの相対位置を拘束すれば、内槽マンホールと外槽マンホールとの相対位置も拘束される。しかも、それらの拘束を１箇所で実現することができるため、内槽が熱収縮したときに内槽に熱応力が生じることを防止できる。さらには、内槽マンホールを開けたときには、配管における内槽ドーム内に位置する部分を視認することができ、内槽内の定常点検を効率的に行うことができる。
前記内槽ドームと前記外槽ドームの間には、前記真空空間を、前記内槽マンホールと前記外槽マンホールの間の部分を含む第１空間と、前記内槽本体部側の第２空間と、に仕切る環状の遮断部材が配置されていてもよい。この構成によれば、外槽マンホールを開いたときには、真空空間のうちのごく一部である第１空間のみが大気に開放される。従って、外槽マンホールを閉じた後に再度真空状態とすべき容積を少なくすることができる。
前記遮断部材は、前記内槽ドームおよび前記外槽ドームが配管によって貫通される位置よりも前記内槽本体部側に配置されていてもよい。この構成によれば、外槽マンホールを開いたときに、配管における内槽ドームと外槽ドームの間の部分を点検することができる。
前記内槽ドームの外側面には、当該外側面から突出する第１リングが設けられており、前記外槽ドームの内側面には、当該内側面から突出する第２リングが設けられており、前記遮断部材は、前記第１リングと前記第２リングとを橋架するように配置されていてもよい。この構成によれば、遮断部材を単純な形状とすることができる。
例えば、前記第１リングおよび前記第２リングは、前記内槽ドームの突出方向を規定する特定方向に扁平で、かつ、前記特定方向に互いに対向する板状の部材であり、前記遮断部材は、前記特定方向に延びるベローズ管であってもよい。
上記の二重殻タンクは、前記内槽ドームおよび前記外槽ドームを貫通する配管における前記内槽ドームと前記外槽ドームとの間の部分を覆う防熱材をさらに備えてもよい。この構成によれば、配管を通じたタンクの外部から内槽内への熱侵入を抑制することができる。
また、本発明の液化ガス運搬船は、上記の二重殻タンクが搭載されたことを特徴とする。
上記の液化ガス運搬船は、前記二重殻タンクを覆うタンクカバーを備え、前記二重殻タンクと前記タンクカバーの間の空間には不活性ガスが封入されていてもよい。この構成によれば、液化ガスが例えば超低温の液化水素である場合には、内槽からの熱影響が強いタンク支持部の周囲に液化酸素が生成されることを防止することができる。
例えば、前記タンクカバーには、前記外槽マンホールと対応する位置に最外マンホールが設けられていてもよい。
本発明によれば、内槽に熱応力を生じさせることなく内槽ドームと外槽ドームとの相対位置および内槽マンホールと外槽マンホールとの相対位置を拘束することができる。
本発明の一実施形態に係る二重殻タンクが搭載された液化ガス運搬船の一部の側面断面図である。 図１のII−II線に沿った正面断面図である。 二重殻タンクの要部の正面断面図である。 変形例の二重殻タンクを示す正面断面図である。 別の変形例の二重殻タンクを示す正面断面図である。
図１および図２に、本発明の一実施形態に係る二重殻タンク２が搭載された液化ガス運搬船１の一部を示す。
二重殻タンク２は、横置き円筒状であり、一般に、タンク２の軸方向が船長方向と平行となる向きで配置される。具体的に、二重殻タンク２は、内槽３と、内槽３との間に真空空間２０を確保する外槽４を備える。
内槽３は、液化ガスを貯留する内槽本体部３１と、内槽本体部３１から特定方向に沿って突出する内槽ドーム３２とを有している。本実施形態では、特定方向が鉛直方向であり、内槽ドーム３２は本体部３１から上向きに突出している。ただし、内槽ドーム３２の突出方向を規定する特定方向は、斜め方向であってもよい。
内槽本体部３１は、一定の断面形状で横方向に延びる胴部と、この胴部の両側の開口を塞ぐ半球状の閉塞部とで構成されている。ただし、閉塞部は、胴部と垂直なフラットであってもよいし、皿状であってもよい。
内槽本体部３１に貯留される液化ガスは、例えば、液化プロパンガス（ＬＰＧ、約−４５℃）、液化エチレンガス（ＬＥＧ、約−１００℃）、液化天然ガス（ＬＮＧ、約−１６０℃）、液化水素（ＬＨ2、約−２５０℃）である。
図３に示すように、内槽ドーム３２は、内槽本体部３１から上方に延びる周壁３２ａと、周壁３２ａの上端から上向きに盛り上がる皿状の天井壁３２ｂを有する。天井壁３２ｂは、例えば半球状などの他の形状であってもよい。
外槽４は、内槽本体部３１を取り囲む外槽本体部４１と、内槽ドーム３２を取り囲む外槽ドーム４２を有している。すなわち、外槽本体部４１は内槽本体部３１を大型化した形状を有しており、外槽ドーム４２は内槽ドーム３２を大型化した形状を有している。
外槽ドーム４２は、外槽本体部４１から上方に延びる周壁４２ａと、周壁４２ａの上端から上向きに盛り上がる皿状の天井壁４２ｂを有する。天井壁４２ｂは、例えば半球状などの他の形状であってもよい。
外槽本体部４１は、例えば、船体に設けられたサドル（図示せず）に支持される。一方、内槽本体部３１と外槽本体部４１の間には、タンク２の軸方向に互いに離間する位置で内槽本体部３１を支持する一対の支持機構２１が配置されている。なお、タンク２の外部から内槽３内への熱侵入を抑制するという観点からは、内槽本体部３１と支持機構２１との接触面積が小さいことが好ましく、例えば双方の支持機構２１は中空構造であることが望ましい。
内槽３内の底部には、液化ガスをタンク２の内部から外部に排出するためのサブマージドポンプ（図示せず）が配置される。そして、二重殻タンク２には、液化ガス配管や電気配管などの各種の配管１３が、内槽ドーム３２および外槽ドーム４２を貫通するように設けられる。なお、図１および図２では、代表として１本の配管のみを描いている。
本実施形態では、各配管１３は、内槽ドーム３２の周壁３２ａと外槽ドーム４２の周壁４２ａを貫通している。ただし、各配管１３は、内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間で９０度に曲げられており、内槽ドーム３２の周壁３２ａと外槽ドーム４２の天井壁４２ｂを貫通、あるいは内槽ドーム３２の天井壁３２ｂと外槽ドーム４２の周壁４２ａを貫通していてもよい。
各配管１３における内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間の部分は、防熱材１５で覆われている。これにより、配管１３を通じたタンク２の外部から内槽３内への熱侵入を抑制することができる。また、外槽４の外側では、各配管１３は真空管１４内に収容されており、大気中から配管１３への熱伝達が抑制されている。
内槽３内に配置されるサブマージドポンプを点検可能にするために、内槽ドーム３２の天井壁３２ｂには内槽マンホール３０が設けられ、外槽ドーム４２の天井壁４２ｂには内槽マンホール３０と対応する位置に外槽マンホール４０が設けられる。具体的には、内槽ドーム３２の天井壁３２ｂに、内槽マンホール３０を規定する内槽マンホール管３３が取り付けられ、外槽ドーム４２の天井壁４２ｂに、外槽マンホール４０を規定する外槽マンホール管４３が取り付けられている。マンホール管３３，４３の上端に設けられたフランジにはマンホール蓋３４，４４が固定されている。なお、内槽マンホール３０が設けられる位置は、天井壁３２ｂの中心であってもよいし、天井壁３２ｂの中心からずれた位置であってもよい。
図１および図２に戻って、液化ガス運搬船１には、二重殻タンク２を覆うタンクカバー１１が装備されている。二重殻タンク２とタンクカバー１１の間の空間１０は空気で満たされていてもよいが、空間１０には不活性ガスが封入されることが望ましい。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴンなどを利用することができる。これにより、液化ガスが例えば超低温の液化水素である場合には、内槽３からの熱影響が強いタンク支持部（例えば、上述したサドル）の周囲に液化酸素が生成されることを防止することができる。また、タンクカバー１１には、外槽マンホール４０と対応する位置に最外マンホール１２が設けられている。
内槽ドーム３２と外槽ドーム４２との相対位置を拘束するという観点からは、上述した一対の支持機構２１の一方は、内槽ドーム３２および外槽ドーム４２の真下に配置され、内槽本体部３１をスライド不能に支持するように構成されていてもよい。この場合、他方の支持機構２１は、内槽本体部３１をタンク２の軸方向にスライド可能に支持するように構成される。
あるいは、内槽ドーム３２と外槽ドーム４２との間にそれらを固定する機構を配置する場合は、双方の支持機構２１は、任意の位置に配置され、内槽本体部３１をタンク２の軸方向にスライド可能に支持するように構成されていてもよい。
さらに、本実施形態では、図３に示すように、内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間に環状の遮断部材５が配置されている。また、内槽ドーム３２の外側面には、当該外側面から突出する第１リング５１が設けられており、外槽ドーム４２の内側面には、当該内側面から突出する第２リング５２が設けられている。そして、遮断部材５は、第１リング５１と第２リング５２を橋架するように配置されている。なお、図１および図２においては、図面の簡略化のため、遮断部材５、第１リング５１および第２リング５２の作図を省略している。
本実施形態では、第１リング５１が内槽ドーム３２の周壁３２ａから径方向外向きに突出しており、第２リング５２が外槽ドーム４２の周壁４２ａから径方向内向きに突出している。
遮断部材５は、内槽３と外槽４の間の真空空間２０を、内槽マンホール３０と外槽マンホール４０の間の部分を含む第１空間２０Ａと、内槽本体部３１側の第２空間２０Ｂと、に仕切っている。本実施形態では、遮断部材５は、内槽ドーム３２および外槽ドーム４２が配管１３によって貫通される位置よりも内槽本体部３１側（本実施形態では下方）に配置されている。また、本実施形態では、遮断部材５として、内槽ドーム３２の突出方向を規定する前記特定方向に延びるベローズ管５Ａが用いられている。
第１リング５１および第２リング５２は、前記特定方向に扁平で、かつ、前記特定方向に互いに対向する板状の部材である。本実施形態では、第１リング５１が遮断部材５の下方に配置され、第２リング５２が遮断部材５の上方に配置されている。そして、遮断部材５の一端（下端）が第１リング５１の上面に固定され、遮断部材５の他端（上端）が第２リング５２の下面に固定されている。ただし、第１リング５１が遮断部材５の上方に配置され、第２リング５２が遮断部材５の下方に配置されていてもよい。
以上説明した構成の二重殻タンク２では、内槽ドーム３２に内槽マンホール３０が設けられ、外槽ドーム４２に外槽マンホール４０が設けられているので、内槽ドーム３２と外槽ドーム４２との相対位置を拘束すれば、内槽マンホール３０と外槽マンホール４０との相対位置も拘束される。しかも、それらの拘束を１箇所（例えば、一方の支持機構２１、あるいは内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間に配置される固定機構）で実現することができるため、内槽３が熱収縮したときに内槽３に熱応力が生じることを防止できる。さらには、内槽マンホール３０を開けたときには、配管１３における内槽ドーム３２内に位置する部分を視認することができ、内槽３内の定常点検を効率的に行うことができる。
また、本実施形態では、遮断部材５によって内槽３と外槽４の間の真空空間２０が第１空間２０Ａと第２空間２０Ｂとに仕切られている。このため、外槽マンホール４０を開いたときには、真空空間２０のうちのごく一部である第１空間２０Ａのみが大気に開放される。従って、外槽マンホール４０を閉じた後に再度真空状態とすべき容積を少なくすることができる。
さらに、本実施形態では、遮断部材５が第１リング５１と第２リングを橋架するように配置されているので、遮断部材５を単純な形状とすることができる。
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば図５に示すように、遮断部材５は、内槽ドーム３２および外槽ドーム４２が配管１３によって貫通される位置よりも上方（例えば、内槽ドーム３２の天井壁３２ｂと外槽ドーム４２の天井壁４２ｂの間）に配置されていてもよい。ただし、この場合には、外槽マンホール４０を開いても配管１３における内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間の部分を視認することができない。これに対し、前記実施形態のように、遮断部材５が内槽ドーム３２および外槽ドーム４２が配管によって貫通される位置よりも内槽本体３１側に配置されていれば、外槽マンホール４０を開いたときに、配管１３における内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間の部分を点検することができる。
また、遮断部材５は、内槽ドーム３２の突出方向を規定する特定方向に延びるストレート管であってもよい。
さらに、環状の遮断部材５は、必ずしも前記特定方向に延びる部材である必要はなく、中心穴を有する形状であればどのような形状であってもよい。
例えば図４に示すように、遮断部材５は、上向きに開口する断面Ｕ字状の部材５Ｂであってもよい。あるいは、図５に示すように、第１リング５１および第２リング５２が前記特定方向に延びる筒状である場合は、遮断部材５は、内槽ドーム３２の径方向に広がるワッシャ状の部材５Ｃであってもよい。
また、第１リング５１および第２リング５２は、必ずしも前記特定方向に扁平な板状の部材である必要はなく、例えば図５に示すように前記特定方向を軸方向とする筒状の部材であってもよい。
本発明の二重殻タンクは、液化ガス運搬船に搭載されるタンクとしてだけでなく、地上に設置されるタンクとしても有用である。
１ 液化ガス運搬船
１０ 空間
１１ タンクカバー
１２ 最外マンホール
２ 二重殻タンク
２０ 真空空間
２０Ａ 第１空間
２０Ｂ 第２空間
３ 内槽
３０ 内槽マンホール
３１ 内槽本体部
３２ 内槽ドーム
４ 外槽
４０ 外槽マンホール
４１ 外槽本体部
４２ 外槽ドーム
５ 遮断部材
５Ａ ベローズ管
５１ 第１リング
５２ 第２リング

Claims (9)

  1. 横置き円筒状の二重殻タンクであって、
    液化ガスを貯留する内槽本体部および前記内槽本体部から突出する内槽ドームを有する内槽と、
    前記内槽との間に真空空間を確保する外槽であって、前記内槽本体部を取り囲む外槽本体部および前記内槽ドームを取り囲む外槽ドームを有する外槽と、を備え、
    前記内槽ドームには、内槽マンホールが設けられており、
    前記外槽ドームには、前記内槽マンホールと対応する位置に外槽マンホールが設けられている、二重殻タンク。
  2. 前記内槽ドームと前記外槽ドームの間には、前記真空空間を、前記内槽マンホールと前記外槽マンホールの間の部分を含む第１空間と、前記内槽本体部側の第２空間と、に仕切る環状の遮断部材が配置されている、請求項１に記載の二重殻タンク。
  3. 前記遮断部材は、前記内槽ドームおよび前記外槽ドームが配管によって貫通される位置よりも前記内槽本体部側に配置されている、請求項２に記載の二重殻タンク。
  4. 前記内槽ドームの外側面には、当該外側面から突出する第１リングが設けられており、
    前記外槽ドームの内側面には、当該内側面から突出する第２リングが設けられており、
    前記遮断部材は、前記第１リングと前記第２リングとを橋架するように配置されている、請求項２または３に記載の二重殻タンク。
  5. 前記第１リングおよび前記第２リングは、前記内槽ドームの突出方向を規定する特定方向に扁平で、かつ、前記特定方向に互いに対向する板状の部材であり、
    前記遮断部材は、前記特定方向に延びるベローズ管である、請求項４に記載の二重殻タンク。
  6. 前記内槽ドームおよび前記外槽ドームを貫通する配管における前記内槽ドームと前記外槽ドームとの間の部分を覆う防熱材をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の二重殻タンク。
  7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の二重殻タンクが搭載された液化ガス運搬船。
  8. 前記二重殻タンクを覆うタンクカバーを備え、前記二重殻タンクと前記タンクカバーの間の空間には不活性ガスが封入されている、請求項７に記載の液化ガス運搬船。
  9. 前記タンクカバーには、前記外槽マンホールと対応する位置に最外マンホールが設けられている、請求項８に記載の液化ガス運搬船。
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