JP2016536209A - 船舶の液体貨物蒸発防止システム及び方法 - Google Patents

船舶の液体貨物蒸発防止システム及び方法 Download PDF

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Abstract

ＬＮＧ、ＬＰＧ、原油などの液体貨物を船舶の貯蔵タンクに積載するときに積載配管内部の圧力を調節することによって、液体貨物の積載時における蒸発ガスの発生を防止或いは低減できる船舶の液体貨物蒸発防止システム及び方法を開示する。液体貨物を貯蔵できる貯蔵タンクに液体貨物を船積するとき、液体貨物の蒸発ガス発生を防止する船舶の液体貨物蒸発防止システムは、液体貨物を貯蔵タンクに船積するための配管に設置される圧力制御手段と；前記配管の前記圧力制御手段より上流側に設置され、前記配管の内部圧力を測定し、その測定値に基づいて前記圧力制御手段の開度を制御する圧力トランスミッタと；前記圧力制御手段を迂回して液体貨物が前記貯蔵タンクに船積されるように前記配管から分岐する迂回配管と；を含む。

Description

本発明は、液体貨物の蒸発を防止或いは低減するためのシステム及び方法に関し、ＬＮＧ、ＬＰＧ、原油などの液体貨物を船舶の貯蔵タンクに積載するときに積載配管内部の圧力を調節することによって、液体貨物の積載時における蒸発ガスの発生を防止或いは低減できる船舶の液体貨物蒸発防止システム及び方法に関する。
船舶のうち荷物船は運送貨物の種類によって分けられるが、液体貨物を運搬する荷物船としては、原油を運送する原油運搬船（Ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｔａｎｋｅｒ）、石油製品を運送する精油運搬船（Ｐｒｏｄｕｃｔ ｃａｒｒｉｅｒ）、ガス類を液化させて運送する液化ガス運搬船などがあり、液化ガス運搬船としては、ＬＮＧ運搬船（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｃａｒｒｉｅｒ）、ＬＰＧ運搬船（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｇａｓ ｃａｒｒｉｅｒ）などがある。その他にも、液体貨物を運送或いは貯蔵する船舶として、ＬＮＧ ＦＰＳＯ、ＬＮＧ ＦＳＲＵ、ＬＮＧ ＦＳＵ、ＬＮＧ燃料船（ｂｕｎｋｅｒｉｎｇ ｖｅｓｓｅｌ）、ケミカルタンカー（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｔａｎｋｅｒ）、エチレンキャリア（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｒｉｅｒ）などがある。
従来は、ＬＮＧ、ＬＰＧ、原油などの液体貨物を貯蔵タンク（Ｃａｒｇｏ ｔａｎｋ）に積載するために、貯蔵タンクの上側から略水平に延びる供給配管と、この供給配管から貯蔵タンクの底に向かって下側に延びる積載配管とを介して液体貨物を貯蔵タンク内に供給していた。
ところが、液体貨物を積載する途中で、配管内部での水頭差などにより、貯蔵タンクの上下方向に延びる積載配管の上端内部の圧力が液体貨物の蒸気圧より低くなる場合が発生し、相当量の液体貨物が蒸発、すなわち、気化されるという問題があった。
積載途中で液体貨物が気化されて発生する蒸発ガスは、貯蔵タンクに積載されずに液体貨物の供給先（例えば、陸上のＬＮＧ或いは精油プラント、燃料船、又はトップサイドＬＮＧ生産設備など）に戻されるか、大気中に放出された。蒸発ガスが大気中に放出されると環境汚染の恐れがあり、蒸発ガスが供給先に戻るとしても、この蒸発ガスを再処理するための施設及び費用が必要となる。
このような問題を解消するために、本出願人は、貯蔵タンクの上下方向に延びる積載配管の下端に圧力制御手段を設置し、積載配管の上端内部圧力を測定した後、測定された圧力値に基づいてこの圧力制御手段を調節することによって、積載配管の上端内部圧力を液体貨物の蒸気圧以上に維持する方法を提示した。このような方法は、韓国登録特許第１０−１０１２６４３号に開示されている。
韓国登録特許第１０−１０１２６４３号公報
ところが、本出願人の提案方法により、積載配管の下端に設置された圧力制御手段を通じて積載配管の上端内部圧力を蒸気圧以上に維持する場合、圧力制御手段を完全に開いた状態にしても圧力制御手段による差圧が発生し、液体貨物の積載に予想より多くの時間が要されるという問題があることを発見した。
また、積載配管の下端に設置された圧力制御手段が故障によって作動不可能状態になるか、積載配管が閉鎖される場合、深刻な問題が発生し得ることを発見した。
このような従来の問題を解決するための本発明は、貯蔵タンクの上下方向に延びる積載配管の下端に圧力制御手段と共に迂回配管及び迂回バルブを設置し、積載配管の上端内部圧力が蒸気圧以上に維持される条件が満足される場合、積載配管と共に迂回配管を介して液体貨物を船積することによって船積速度を増加させ、圧力制御手段の故障時に迂回配管を介して液体貨物船積作業を行えるようにした船舶の液体貨物蒸発防止システム及び方法を提供するものである。
前記目的を達成するための本発明の一実施例によれば、液体貨物を貯蔵できる貯蔵タンクに液体貨物を船積するとき、液体貨物の蒸発ガス発生を防止する船舶の液体貨物蒸発防止システムであって、液体貨物を貯蔵タンクに船積するための配管に設置される圧力制御手段と；前記圧力制御手段が設置された位置から離隔した位置に配置される感知手段と；を含み、前記感知手段で感知された情報に基づいて前記配管の内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるように前記圧力制御手段の開度を制御する、船舶の液体貨物蒸発防止システムが提供される。
船舶の液体貨物蒸発防止システムは、前記圧力制御手段を迂回して液体貨物が前記貯蔵タンクに船積されるように前記配管から分岐する迂回配管をさらに含んでもよい。
前記迂回配管の直径は、前記迂回配管が分岐する前記配管の直径より小さくてもよい。
前記迂回配管には、前記迂回配管を介した液体貨物の流動を制御する迂回バルブが設置されてもよい。
液体貨物の船積が行われ、前記貯蔵タンク内の液体貨物の水位が上昇することによって、前記圧力制御手段を完全に開いた状態でも前記配管の内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるとき、前記配管と共に前記迂回配管を介しても液体貨物の船積が行われるように、前記迂回バルブは開かれる。
前記感知手段は、前記配管の前記圧力制御手段より上流側に設置され、前記配管の内部圧力を測定し、その測定値に基づいて前記圧力制御手段の開度を制御する圧力トランスミッタであってもよい。
前記感知手段は、前記貯蔵タンクに設置され、前記貯蔵タンク内部の液体貨物の水位を測定し、その測定値に基づいて前記圧力制御手段の開度を制御する水位測定装置であってもよい。
前記配管は、前記貯蔵タンクの上側から延びる供給配管と、前記供給配管から前記貯蔵タンクの底に向かって下側に延びる積載配管とを含み、前記圧力制御手段は前記積載配管の下部に設置されてもよい。
前記配管は、前記積載配管の下端から水平に延びる分配配管をさらに含んでもよい。
前記圧力制御手段はバルブ又は水車であってもよい。
本発明の他の実施例によれば、液体貨物を貯蔵できる貯蔵タンクに液体貨物を船積するとき、液体貨物の蒸発ガス発生を防止する船舶の液体貨物蒸発防止方法であって、液体貨物を貯蔵タンクに船積するための配管の内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるように、前記配管に設置される圧力制御手段の開度を、前記圧力制御手段が設置されている位置から離隔した位置で測定された情報に基づいて制御する、船舶の液体貨物蒸発防止方法が提供される。
一実施例に係る船舶の液体貨物蒸発防止方法によれば、前記配管から分岐する迂回配管及び前記迂回配管を開閉する迂回バルブを設置し、前記迂回バルブを開くとき、前記配管を介して液体貨物が前記貯蔵タンクに船積されると同時に、前記迂回配管を介して前記圧力制御手段を経ずに液体貨物が前記貯蔵タンクに船積されるようにすることができる。
一実施例に係る船舶の液体貨物蒸発防止方法によれば、液体貨物の船積が行われ、前記貯蔵タンク内の液体貨物の水位が上昇することによって、前記圧力制御手段を完全に開いた状態でも前記配管の内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるとき、前記迂回バルブを開いて、前記配管と共に前記迂回配管を介しても液体貨物の船積が行われるようにすることができる。
前記圧力制御手段の故障時に前記迂回バルブを開くことによって、前記迂回配管を介して船積作業を継続して行うことができ、前記配管の内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるように、前記迂回配管の直径は前記配管の直径より小さくてもよい。
前記情報は、前記配管の前記圧力制御手段より上流側に設置される圧力トランスミッタで測定される前記配管の内部圧力であってもよい。
前記情報は、前記貯蔵タンクに設置される水位測定装置で測定される前記貯蔵タンク内部の液体貨物の水位であってもよい。
上述した本発明によれば、貯蔵タンクの上下方向に延びる積載配管の下端に圧力制御手段と共に迂回配管及び迂回バルブを設置した船舶の液体貨物蒸発防止システム及び方法を提供することができる。
本発明に係る船舶の液体貨物蒸発防止システム及び方法によれば、積載配管に設置された圧力制御手段によって積載配管内の圧力、特に、積載配管の上端内部圧力を液体貨物の蒸気圧以上に調節して維持することができ、液体貨物の積載時における蒸発ガスの発生を防止或いは低減できるようになり、効率的な液体貨物積載作業を行えるようになる。
また、本発明に係る船舶の液体貨物蒸発防止システム及び方法によれば、積載配管の上端内部圧力が蒸気圧以上に維持される条件が満足される場合、積載配管と共に迂回配管を介して液体貨物を船積し、船積速度の低下を防止できるようになる。
実際に、圧力制御手段としてアンチキャビテーション（Ａｎｔｉ−ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）機能を有するバルブを使用し、液体貨物を船積するための積載配管の長さが２８ｍで、積載配管の内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるようにするという条件を満足させながら液体貨物の流量を測定したとき、積載配管のみが開かれた場合の流量は７，８３８ｍ３／ｈであるが、迂回配管が同時に開かれた場合の流量は９，３３８ｍ３／ｈである。これを通じて、迂回配管を共に使用する場合、流量が約２０％程度増加することが分かる。
流量が増加することは、液体貨物の船積速度が速くなることを意味し、さらに、液体貨物の船積に要する時間が短縮されることを意味する。船積時間が短縮されると、例えば、港湾に係留された時間によって支払わなければならない船舶の係留費用などを節減することができ、運用費を節約できるようになる。
また、本発明に係る船舶の液体貨物蒸発防止システム及び方法によれば、圧力制御手段の急な故障時にも迂回配管を介して液体貨物船積作業を継続して行えるようになる。
本発明の第１の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムを概略的に示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムを概略的に示した図である。 本発明の第３の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムを概略的に示した図である。 本発明の第４の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムを概略的に示した図である。
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
本発明の好ましい実施形態に係る船舶の液体貨物蒸発防止システムは、液体貨物を貯蔵するための貯蔵タンクが設置されている如何なる種類の船舶にも適用可能である。本発明の液体貨物蒸発防止システムが適用される貯蔵タンクは、必ずしも液体貨物を貨物として積載するためのものに限定されることはなく、エンジンの燃料として使用されるオイルや液化ガスなどを積載するための貯蔵タンク（すなわち、燃料タンク）までも全て含むものと見なすべきである。
言い換えると、本発明の液体貨物蒸発防止システムは、液体貨物を貨物として積載したり、燃料として使用する全ての種類の船舶、すなわち、原油運搬船、精油運搬船、ＬＮＧ運搬船、ＬＰＧ運搬船、ＰＣ船、液化二酸化炭素運搬船、ＬＮＧ ＲＶ、Ｏｉｌ ＦＰＳＯ、ＬＮＧ ＦＰＳＯ、ＬＮＧ ＦＳＲＵ、ＬＮＧ ＦＳＵ、ＬＮＧ燃料船（ｂｕｎｋｅｒｉｎｇ ｖｅｓｓｅｌ）、ケミカルタンカー（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｔａｎｋｅｒ）、エチレンキャリア（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｒｉｅｒ）などに適用可能である。ここで、各種ＦＰＳＯやＦＳＲＵなどは、一般に海上プラントに区分することもあるが、本明細書において、船舶という概念は、自力で航海が可能な一般的な意味の船舶はもちろん、海上で浮遊して使用される各種海上プラントまでも全て含むものと見なすべきである。
また、本発明の液体貨物蒸発防止システムは、海上のみならず、陸上に設置され、ＬＮＧ、ＬＰＧ、液化窒素、液化二酸化炭素などの液化ガスや、原油、精製油などのオイルを貯蔵するための貯蔵タンクに適用可能である。
図１は、本発明の好ましい第１の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムの概略的な構成図である。図１に示したように、液体貨物は、貯蔵タンク１の上側から略水平に延びる供給配管１１と、この供給配管１１から貯蔵タンク１の底に向かって下側に延びる積載配管１２と、この積載配管１２の下端と連通して略水平に延びる分配配管１３とを介して陸上プラント、ＦＰＳＯなどの供給先から貯蔵タンク１に供給されて船積される。
本発明の第１の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムは、積載配管１２の下部に設置される圧力制御手段２２と、積載配管１２の上端内部圧力を測定し、その測定値に基づいて圧力制御手段２２を制御する感知手段としての圧力トランスミッタ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）２１と、積載配管１２から分岐して圧力制御手段２２を迂回するように設置される迂回配管１４と、この迂回配管１４に設置され、迂回配管１４を介した液体貨物の流動を調節する迂回バルブ２４とを含む。
感知手段としての圧力トランスミッタ２１は、圧力制御手段２２が設置された位置から離隔した位置に配置されている。
分配配管１３には分配バルブ２３が設置され、この分配バルブ２３は、それぞれの貯蔵タンク１に一つ以上ずつ設置されてもよい。原油貯蔵タンクと共に液体貨物が常温状態に貯蔵される場合は、分配配管１３が隔壁３を貫通して延びるように設置されてもよい。この場合、一つの分配配管１３が複数の貯蔵タンクに連結されてもよい。
圧力制御手段２２は、圧力トランスミッタ２１から出力される電気的信号を受信し、積載配管１２内部の圧力が蒸気圧（Ｖａｐｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）以上に維持されるように積載配管１２の下端に設置されることが好ましい。すなわち、圧力制御手段２２は、積載配管内部の圧力値によって積載配管１２の下端開口の開閉程度を調節することによって、積載配管内の圧力、特に、積載配管の上端内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上になるようにする。よって、圧力制御手段２２により、液体貨物の積載時に発生する蒸発ガスの主な発生原因でもあった積載配管１２の上端（Ａ部分）に形成される真空の形成を未然に防止することができる。
本実施形態によれば、圧力制御手段２２は、圧力トランスミッタ２１から信号を受信して開閉或いは開度を調節しながら、積載配管１２内の圧力、特に、図面にＡで表示された積載配管１２の上端内部圧力を調節する。圧力制御手段２２としては、コントロールバルブ（Ｃｏｎｔｒｏｌ ｖａｌｖｅ）や水車（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｔｕｒｂｉｎｅ）などが使用されてもよい。
圧力制御手段としてのコントロールバルブは、液体貨物内に浸っている状態で油圧或いは空圧によって作動可能なバルブであってもよい。このバルブは、信号や油圧或いは空圧にエラーが発生したときに完全開いた状態で動作するように構成され、正常運転状態でアンチキャビテーション（Ａｎｔｉ−ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）機能を有し、防爆型であることが好ましい。
また、バルブは、理論的に等エントロピー膨張で圧力のみを降下させるが、圧力制御手段としての水車を使用する場合、仕事を生産することによって理論的に等エントロピー膨張を行い、この過程で圧力降下と共に、液体貨物、例えば、ＬＮＧのエンタルピーまで減少させ、バルブに比べてより低温の液体貨物を下流で得られるので、より効率的であり得る。圧力制御手段２２として使用される水車は、既に多様な分野で使用されており、設計条件に合わせて既存の水車のうち適切なものを採択して使用可能である。
このように、本実施形態によれば、バルブ又は水車などの簡単な設備を追加することによって、多くの施設投資費用を投入せずに液体貨物の積載時に発生する不要な蒸発ガスの発生を効果的に抑制することによって、貯蔵タンク１０に対する効率的な液体貨物の船積作業を実施することができる。
本実施形態によれば、圧力制御手段２２の上流側で積載配管１２から分岐し、圧力制御手段２２を迂回するように設置される迂回配管１４は分配配管１３に連結され、その結果、供給配管１１及び積載配管１２を介して船積される液体貨物は、圧力制御手段２２を経ずに直ぐ分配配管１３に供給することができる。
圧力制御手段２２の故障によって積載配管１２が閉鎖される場合、迂回配管１４に設置された迂回バルブ２４を開いて、液体貨物の船積作業を継続して行うことができる。このとき、急に迂回バルブ２４が開かれると、積載配管１２の上端内部圧力が低くなり、積載配管１２の内部に真空が発生する恐れがあるので、迂回配管１４の直径は積載配管１２の直径より小さくなることが好ましい。
また、液体貨物の船積作業が進められ、貯蔵タンク１内の液体貨物の水位が上昇すると、迂回バルブ２４を開いて、積載配管１２と共に迂回配管１４を介して液体貨物の船積を行うことができる。このとき、迂回バルブ２４は、迂回バルブ２４が開いた状態でも積載配管１２の上端内部空間の圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるときに開かれるべきである。このように、本実施形態によれば、液体貨物の船積時、圧力制御手段２２を完全に開いた状態でも圧力制御手段による差圧発生によって船積速度が減少するという問題を迂回配管１４を通じて解消することができ、船積速度の低下を防止することによって船積完了時間を早めるようになる。
以下、このような構成を有する本発明の第１の実施形態に係る船舶の液体貨物蒸発ガス防止システムの作動を説明する。
貯蔵タンク１の内部に供給配管１１、積載配管１２及び分配配管１３を介して、例えば、ＬＮＧ、ＬＰＧ、原油などの液体貨物を積載する場合、圧力トランスミッタ２１が積載配管１２の上端内部圧力を測定する。圧力トランスミッタ２１で測定された圧力値に基づいて圧力制御手段２２が開閉されたり、或いは開度が調節されることによって液体貨物の船積速度が調節され、積載配管１２の上端内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるようになる。
液体貨物の船積時に偶発的に圧力制御手段２２に故障が発生し、船積作業が不可能になる場合、本実施形態によれば、迂回配管１４に設置された迂回バルブ２４を開くことによって迂回配管１４を介して船積作業を継続して行うことができ、迂回配管１４の直径が積載配管１２の直径より小さいので、積載配管の上端に空洞が発生する恐れを減少させることができる。
一方、液体貨物の船積が正常に行われ、貯蔵タンク１内の液体貨物の水位が上昇することによって、圧力制御手段２２を完全に開いた状態でも積載配管１２の上端内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されると、迂回バルブ２４を開いて、積載配管１２と共に迂回配管１４を介しても液体貨物の船積を行うことによって、圧力制御手段２２による差圧発生を相殺させることができる。その結果、差圧発生によって船積速度が遅くなるという問題を防止し、船積作業を迅速に完了することができる。
それによって、液体貨物の積載時に船積速度及び貨物積載量に及ぼす影響を最小化すると同時に、発生する蒸発ガス（すなわち、フラッシュガス（Ｆｌａｓｈ ｇａｓ）又は揮発性有機化合物（ＶＯＣ））を低減できるようになる。
図２は、本発明の好ましい第２の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムの概略的な構成図である。図２に示したように、液体貨物は、貯蔵タンク１の上側から略水平に延びる供給配管１１と、この供給配管１１から貯蔵タンク１の底に向かって下側に延びる積載配管１２と、この積載配管１２の下端と連通し、略水平に延びる分配配管１３とを介して陸上プラント、ＦＰＳＯなどの供給先から貯蔵タンク１に供給されて船積される。
本発明の第２の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムは、積載配管１２の下部に設置される圧力制御手段２２と、貯蔵タンク１に設置され、貯蔵タンク１の内部に貯蔵された液体貨物の水位を測定し、その測定値に基づいて圧力制御手段２２を制御する感知手段としての水位測定装置３１と、積載配管１２から分岐して圧力制御手段２２を迂回するように設置される迂回配管１４と、この迂回配管１４に設置され、迂回配管１４を介した液体貨物の流動を調節する迂回バルブ２４とを含む。
感知手段としての水位測定装置３１は、圧力制御手段２２が設置された位置から離隔した位置に配置されており、例えば、貯蔵タンク１の上端に設置されてもよい。
第２の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムは、貯蔵タンク１の内部に貯蔵された液体貨物の水位を測定する水位測定装置３１を感知手段として含んでいるという点でのみ上述した第１の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムと異なっているので、第１の実施形態と同一の構成には同一の図面符号を付与し、それについての詳細な説明は省略する。
図３は、本発明の好ましい第３の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムの概略的な構成図である。図３に示したように、液体貨物は、貯蔵タンク１の上側から略水平に延びる供給配管１１と、この供給配管１１から貯蔵タンク１の底に向かって下側に延びる積載配管１２とを介して陸上プラント、ＦＰＳＯなどの供給先から貯蔵タンク１に供給されて船積される。
本発明の第３の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムは、積載配管１２の下部に設置される圧力制御手段２２と、積載配管１２の上端内部圧力を測定し、その測定値に基づいて圧力制御手段２２を制御する感知手段としての圧力トランスミッタ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）２１と、積載配管１２から分岐して圧力制御手段２２を迂回するように設置される迂回配管１４と、この迂回配管１４に設置され、迂回配管１４を介した液体貨物の流動を調節する迂回バルブ２４とを含む。
感知手段としての圧力トランスミッタ２１は、圧力制御手段２２が設置された位置から離隔した位置に配置されている。
積載配管１２は、それぞれの貯蔵タンク１に一つずつ設置されてもよい。一般に、積載配管１２の下端は貯蔵タンク１の底に近く位置するが、底に固定されることはない。
圧力制御手段２２は、圧力トランスミッタ２１から出力される電気的信号を受信し、積載配管１２内部の圧力が蒸気圧（Ｖａｐｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）以上に維持されるように積載配管１２の下端に設置されることが好ましい。すなわち、圧力制御手段２２は、積載配管内部の圧力値によって積載配管１２の下端開口の開閉程度を調節することによって、積載配管内の圧力、特に、積載配管の上端内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上になるようにする。よって、圧力制御手段２２により、液体貨物の積載時に発生する蒸発ガスの主な発生原因でもあった積載配管１２の上端（Ａ部分）に形成される真空の形成を未然に防止することができる。
本実施形態によれば、圧力制御手段２２は、圧力トランスミッタ２１から信号を受信し、開閉或いは開度を調節しながら積載配管１２内の圧力、特に、図面にＡで表示された積載配管１２の上端内部圧力を調節する。圧力制御手段２２としては、コントロールバルブ（Ｃｏｎｔｒｏｌ ｖａｌｖｅ）や水車（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｔｕｒｂｉｎｅ）などが使用されてもよい。
圧力制御手段としてのコントロールバルブは、液体貨物内に浸っている状態で油圧或いは空圧によって作動可能なバルブであってもよい。このバルブは、信号や油圧或いは空圧にエラーが発生したときに完全開いた状態で動作するように構成され、正常運転状態でアンチキャビテーション（Ａｎｔｉ−ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）機能を有し、防爆型であることが好ましい。
また、バルブは、理論的に等エントロピー膨張で圧力のみを降下させるが、圧力制御手段としての水車を使用する場合、仕事を生産することによって理論的に等エントロピー膨張を行い、この過程で圧力降下と共に、液体貨物、例えば、ＬＮＧのエンタルピーまで減少させ、バルブに比べてより低温の液体貨物を下流で得られるので、より効率的であり得る。圧力制御手段２２として使用される水車は既に多様な分野で使用されており、設計条件に合わせて既存の水車のうち適切なものを採択して使用可能である。
このように、本実施形態によれば、バルブ又は水車などの簡単な設備を追加することによって、多くの施設投資費用を投入せずにも液体貨物の積載時に発生する不要な蒸発ガスの発生を効果的に抑制することによって、貯蔵タンク１０に対する効率的な液体貨物の船積作業を実施することができる。
本実施形態によれば、積載配管１２から分岐して圧力制御手段２２を迂回するように設置される迂回配管１４は、圧力制御手段２２の上流側で積載配管１２から分岐された後、この積載配管１２と略平行に延び、その結果、供給配管１１及び積載配管１２を介して船積される液体貨物は、圧力制御手段２２を経ずに迂回配管１４を介して貯蔵タンク１内に船積することができる。
圧力制御手段２２の故障によって積載配管１２が閉鎖される場合、迂回配管１４に設置された迂回バルブ２４を開いて、液体貨物の船積作業を継続して行うことができる。このとき、急に迂回バルブ２４が開かれると、積載配管１２の上端内部圧力が低くなり、積載配管１２の内部に真空が発生する恐れがあるので、迂回配管１４の直径は積載配管１２の直径より小さくなることが好ましい。
また、液体貨物の船積作業が進められ、貯蔵タンク１内の液体貨物の水位が上昇すると、迂回バルブ２４を開いて、積載配管１２と共に迂回配管１４を介して液体貨物の船積を行うことができる。このとき、迂回バルブ２４は、迂回バルブ２４が開いた状態でも積載配管１２の上端内部空間の圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるときに開かれるべきである。このように、本実施形態によれば、液体貨物の船積時に圧力制御手段２２を完全に開いた状態でも圧力制御手段による差圧発生によって船積速度が減少するという問題を迂回配管１４を通じて解消することができ、船積速度の低下を防止することによって船積完了時間を早めるようになる。
以下、このような構成を有する本発明の第３の実施形態に係る船舶の液体貨物蒸発ガス防止システムの作動を説明する。
貯蔵タンク１の内部に供給配管１１及び積載配管１２を介して、例えば、ＬＮＧ、ＬＰＧ、原油などの液体貨物を積載する場合、圧力トランスミッタ２１が積載配管１２の上端内部圧力を測定する。圧力トランスミッタ２１で測定された圧力値に基づいて圧力制御手段２２が開閉されたり、或いは開度が調節されることによって液体貨物の船積速度が調節され、積載配管１２の上端内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるようになる。
液体貨物の船積時に偶発的に圧力制御手段２２に故障が発生し、船積作業が不可能になる場合、本実施形態によれば、迂回配管１４に設置された迂回バルブ２４を開くことによって迂回配管１４を介して船積作業を継続して行うことができ、迂回配管１４の直径が積載配管１２の直径より小さいので、積載配管の上端に空洞が発生する恐れを減少させることができる。
一方、液体貨物の船積が正常に行われ、貯蔵タンク１内の液体貨物の水位が上昇することによって、圧力制御手段２２を完全に開いた状態でも積載配管１２の上端内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されると、迂回バルブ２４を開いて、積載配管１２と共に迂回配管１４を介しても液体貨物の船積を行うことによって、圧力制御手段２２による差圧発生を相殺させることができる。その結果、差圧発生によって船積速度が遅くなるという問題を防止し、船積作業を迅速に完了することができる。
それによって、液体貨物の積載時に船積速度及び貨物積載量に及ぼす影響を最小化すると同時に、発生する蒸発ガス（すなわち、フラッシュガス（Ｆｌａｓｈ ｇａｓ）又は揮発性有機化合物（ＶＯＣ））を低減できるようになる。
図４は、本発明の好ましい第４の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムの概略的な構成図である。図４に示したように、液体貨物は、貯蔵タンク１の上側から略水平に延びる供給配管１１と、この供給配管１１から貯蔵タンク１の底に向かって下側に延びる積載配管１２を介して陸上プラント、ＦＰＳＯなどの供給先から貯蔵タンク１に供給されて船積される。
本発明の第４の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムは、積載配管１２の下部に設置される圧力制御手段２２と、貯蔵タンク１に設置され、貯蔵タンク１の内部に貯蔵された液体貨物の水位を測定し、その測定値に基づいて圧力制御手段２２を制御する感知手段としての水位測定装置３１と、積載配管１２から分岐して圧力制御手段２２を迂回するように設置される迂回配管１４と、この迂回配管１４に設置され、迂回配管１４を介した液体貨物の流動を調節する迂回バルブ２４とを含む。
感知手段としての水位測定装置３１は、圧力制御手段２２が設置された位置から離隔した位置に配置されており、例えば、貯蔵タンク１の上端に設置されてもよい。
第４の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムは、貯蔵タンク１の内部に貯蔵された液体貨物の水位を測定する水位測定装置３１を感知手段として含んでいるという点でのみ上述した第３の実施形態に係る液体貨物蒸発防止システムと異なっているので、第３の実施形態と同一の構成には同一の図面符号を付与し、それについての詳細な説明は省略する。
本発明に係るシステムは、積載配管１２の圧力制御手段２２の上流側に別途のバルブ（図示せず）を設置し、圧力制御手段２２の維持補修時に別途のバルブを閉鎖させ、作業を容易にするように変形可能である。この別途のバルブはマニュアルバルブであってもよい。
以上のように、本発明を例示した図面を参照して説明したが、本発明は、以上で説明した実施形態と図面によって限定されるものではなく、特許請求の範囲内で本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって多様な修正及び変形が可能であることは当然である。

Claims (16)

  1. 液体貨物を貯蔵できる貯蔵タンクに液体貨物を船積するとき、液体貨物の蒸発ガス発生を防止する船舶の液体貨物蒸発防止システムであって、
    液体貨物を貯蔵タンクに船積するための配管に設置される圧力制御手段と；
    前記圧力制御手段が設置された位置から離隔した位置に配置される感知手段と；を含み、
    前記感知手段で感知された情報に基づいて前記配管の内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるように前記圧力制御手段の開度を制御する、船舶の液体貨物蒸発防止システム。
  2. 前記圧力制御手段を迂回して液体貨物が前記貯蔵タンクに船積されるように前記配管から分岐する迂回配管をさらに含む、請求項１に記載の船舶の液体貨物蒸発防止システム。
  3. 前記迂回配管の直径は、前記迂回配管が分岐する前記配管の直径より小さい、請求項２に記載の船舶の液体貨物蒸発防止システム。
  4. 前記迂回配管には、前記迂回配管を介した液体貨物の流動を制御する迂回バルブが設置される、請求項２に記載の船舶の液体貨物蒸発防止システム。
  5. 液体貨物の船積が行われ、前記貯蔵タンク内の液体貨物の水位が上昇することによって、前記圧力制御手段を完全に開いた状態でも前記配管の内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるとき、前記迂回バルブを開いて、前記配管と共に前記迂回配管を介しても液体貨物の船積が行われるようにする、請求項４に記載の船舶の液体貨物蒸発防止システム。
  6. 前記感知手段は、前記配管の前記圧力制御手段より上流側に設置され、前記配管の内部圧力を測定し、その測定値に基づいて前記圧力制御手段の開度を制御する圧力トランスミッタである、請求項１に記載の船舶の液体貨物蒸発防止システム。
  7. 前記感知手段は、前記貯蔵タンクに設置され、前記貯蔵タンク内部の液体貨物の水位を測定し、その測定値に基づいて前記圧力制御手段の開度を制御する水位測定装置である、請求項１に記載の船舶の液体貨物蒸発防止システム。
  8. 前記配管は、前記貯蔵タンクの上側から延びる供給配管と、前記供給配管から前記貯蔵タンクの底に向かって下側に延びる積載配管と、を含み、
    前記圧力制御手段は前記積載配管の下部に設置される、請求項１に記載の船舶の液体貨物蒸発防止システム。
  9. 前記配管は、前記積載配管の下端から水平に延びる分配配管をさらに含む、請求項８に記載の船舶の液体貨物蒸発防止システム。
  10. 前記圧力制御手段はバルブ又は水車である、請求項１に記載の船舶の液体貨物蒸発防止システム。
  11. 液体貨物を貯蔵できる貯蔵タンクに液体貨物を船積するとき、液体貨物の蒸発ガス発生を防止する船舶の液体貨物蒸発防止方法であって、
    液体貨物を貯蔵タンクに船積するための配管の内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるように、前記配管に設置される圧力制御手段の開度を、前記圧力制御手段が設置されている位置から離隔した位置で測定された情報に基づいて制御する、船舶の液体貨物蒸発防止方法。
  12. 前記配管から分岐する迂回配管及び前記迂回配管を開閉する迂回バルブを設置し、
    前記迂回バルブを開いたとき、前記配管を介して液体貨物が前記貯蔵タンクに船積されると同時に、前記迂回配管を介して前記圧力制御手段を経ずに液体貨物が前記貯蔵タンクに船積され得る、請求項１１に記載の船舶の液体貨物蒸発防止方法。
  13. 液体貨物の船積が行われ、前記貯蔵タンク内の液体貨物の水位が上昇することによって、前記圧力制御手段を完全に開いた状態でも前記配管の内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるとき、前記迂回バルブを開いて、前記配管と共に前記迂回配管を介しても液体貨物の船積が行われるようにする、請求項１２に記載の船舶の液体貨物蒸発防止方法。
  14. 前記圧力制御手段の故障時に前記迂回バルブを開くことによって、前記迂回配管を介して船積作業を継続して行うことができ、前記配管の内部圧力が液体貨物の蒸気圧以上に維持されるように、前記迂回配管の直径は前記配管の直径より小さい、請求項１２に記載の船舶の液体貨物蒸発防止方法。
  15. 前記情報は、前記配管の前記圧力制御手段より上流側に設置される圧力トランスミッタで測定される前記配管の内部圧力である、請求項１１に記載の船舶の液体貨物蒸発防止方法。
  16. 前記情報は、前記貯蔵タンクに設置される水位測定装置で測定される前記貯蔵タンク内部の液体貨物の水位である、請求項１１に記載の船舶の液体貨物蒸発防止システム。
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