JP2021127083A

JP2021127083A - 漏洩監視システム

Info

Publication number: JP2021127083A
Application number: JP2020024499A
Authority: JP
Inventors: 貴章溝越; Takaaki Mizokoshi
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Marine and Engineering Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Marine and Engineering Co Ltd
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2021-09-02

Abstract

【課題】シールガス系統からのシールガスの漏洩量を抑制することができる漏洩監視システムを提供する。【解決手段】漏洩監視システム１００は、液化ガス系統３０において液化ガスの流通が停止したときに、残存した液化ガスをシールガスと置き換えるシールガス系統４０を備える。従って、シールガス系統４０は、液化ガス系統３０において液化ガスの流通が停止したとき、液化ガス系統３０に対してシールガスを供給することで、液化ガス系統３０内の液化ガスをシールガスと置き換える（パージ）ことができる。ここで、漏洩監視システム１００は、シールガス系統４０におけるシールガスの漏洩を検出する監視装置５０を備える。シールガス系統４０にてシールガスの漏洩が発生した際には、監視装置５０が当該漏洩を検出することができる。従って、速やかにシールガスの漏洩に対する対応を行うことが可能となる。【選択図】図２

Description

本発明は、漏洩監視システムに関するものである。

従来、環境保護の観点から、ＣＯ_２削減のために船舶の燃料としてＬＮＧ（ＬｉｑｕｅｆｉｅｄＮａｔｕｒａｌＧａｓ：液化天然ガス）などの液化ガスが用いられる場合があった。このような船舶として特許文献１に示すものが知られている。この船舶では、窒素などの不活性ガスを液化ガスの機器に対するシールガスとして用いている。

特開昭６２−４３９１６号公報

上述のような船舶は、液化ガス系統において液化ガスの流通が停止したときに、残存した液化ガスをシールガスと置き換えるシールガス系統を有する。ここで、シールガス系統は船内に設けられるため、シールガス系統においてシールガスの漏洩が発生した場合、船内に不活性ガスが入り込むことで酸素濃度が低下してしまう可能性がある。従って、シールガス系統からのシールガスの漏洩量を抑制することが求められる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、シールガス系統からのシールガスの漏洩量を抑制することができる漏洩監視システムを提供することを目的とする。

本発明の漏洩監視システムは、液化ガスを取り扱う船舶の漏洩監視システムであって、液化ガスが流通する液化ガス系統と、液化ガス系統において液化ガスの流通が停止したときに、残存した液化ガスと置き換えるシールガスが流通するシールガス系統と、シールガス系統におけるシールガスの漏洩を検出する検出部と、を備える。

漏洩監視システムは、液化ガス系統において液化ガスの流通が停止したときに、残存した液化ガスと置き換えるシールガスを流通させるシールガス系統を備える。従って、シールガス系統は、液化ガス系統において液化ガスの流通が停止したとき、液化ガス系統に対してシールガスを供給することで、液化ガス系統内の液化ガスをシールガスと置き換える（パージ）ことができる。ここで、漏洩監視システムは、シールガス系統におけるシールガスの漏洩を検出する検出部を備える。シールガス系統にてシールガスの漏洩が発生した際には、検出部が当該漏洩を検出することができる。従って、速やかにシールガスの漏洩に対する対応を行うことが可能となる。以上により、シールガス系統からのシールガスの漏洩量を抑制することができる。

検出部は、シールガス系統における圧力の変動に基づいて、漏洩を検出してよい。例えば、シールガスの漏洩を検出する方法として、シールガス系統の近くに酸素濃度計を設置して室内の酸素濃度を監視する方法が挙げられる。しかし、当該方法では、シールガス系統の配管が長くなった場合などに、多数の酸素濃度計が必要になることで、コストが上昇してしまうという問題が生じる。これに対し、シールガス系統の配管が長くても、何れかの箇所で漏洩が生じていれば、シールガス系統の圧力に変動が生じる。従って、検出部は、シールガス系統における圧力の変動に基づくことで、容易に、且つ安価に漏洩を検出することができる。

シールガス系統は、シールガスを貯留するタンクと、タンクの圧力を測定する圧力計と、を備え、検出部は、圧力計の計測結果に基づいて、漏洩を検出してよい。シールガス系統で漏洩が発生して圧力が低下すると、液化ガス系統での液化ガスの流通が停止していないにも関わらず、圧力計の計測値が速やかに低下する。そのため、検出部は、圧力計の計測結果に基づくことで、速やかに漏洩を検出することができる。

シールガス系統は、シールガスを発生させる発生装置を備え、検出部は、発生装置によるシールガスの発生の状況に基づいて、漏洩を検出してよい。シールガス系統で漏洩が発生して圧力が低下すると、発生装置は、シールガスを補うためにシールガスを発生させる。検出部は、液化ガス系統での液化ガスの流通が停止していないにも関わらず、発生装置がシールガスを頻繁に発生している場合、漏洩を検出することができる。

本発明によれば、シールガス系統からのシールガスの漏洩量を抑制することができる漏洩監視システムを提供できる。

本発明の実施形態に係る漏洩監視システムが適用される船舶の一例を示す概略側面図である。本実施形態に係る漏洩監視システムのシステム構成を示す概略構成図である。

以下、本発明の漏洩監視システムの好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「前」「後」の語は船体の進行方向に対応するものであり、「横」の語は船体の左右（幅）方向に対応するものであり、「上」「下」の語は船体の上下方向に対応するものである。

図１は、本発明の実施形態に係る漏洩監視システムが適用される船舶の一例を示す概略側面図である。漏洩監視システム１００が適用される船舶１は、例えば原油や液体ガス等の石油系液体貨物を運搬する船舶であり、例えば、オイルタンカーである。なお、船舶は、オイルタンカーに限定されず、例えば、ダブルハルバルクキャリアであってもよい。船舶１は、液化ガスを取り扱う船舶である。液化ガスを取り扱う船舶とは、液化ガスを燃料として用いる船舶、及び液化ガスを貨物として運搬する船舶の両方を含む。本実施形態では、船舶１は、液化ガスを燃料として用いる。液化ガスとして、例えばＬＮＧ（ＬｉｑｕｅｆｉｅｄＮａｔｕｒａｌＧａｓ：液化天然ガス）、ＬＰＧ（ＬｉｑｕｅｆｉｅｄＰｅｔｒｏｌｅｕｍＧａｓ：液化石油ガス）が用いられる。船舶１は、燃料として液化ガスだけを用いてもよく、液化ガス及び液体燃料を両方用いるものであってもよい。なお、液化ガスは、ＬＰＧ、メタノール、水素などであってもよい。

船舶１は、図１に示すように、船体１１と、推進器１２と、を備えている。船体１１は、船首部２と、船尾部３と、機関室４と、ポンプ室５と、貨物室６と、を有している。船首部２は、船体１１の前方側に位置している。船尾部３は、船体１１の後方側に位置している。船首部２は、例えば満載喫水状態における造波抵抗の低減が図られた形状を有している。推進器１２は、船体１１を推進させるものであり、例えばスクリューシャフトが用いられている。推進器１２は、船尾部３における喫水線（海水Ｗの水面）よりも下方に設置されている。また、船尾部３における喫水線よりも下方には、推進方向を調整するための舵１５が設置されている。

機関室４は、船尾部３の船首側に隣り合う位置に設けられている。機関室４は、推進器１２に駆動力を付与するためのエンジン１６を配置するための区画である。ポンプ室５は、機関室４の船首側に隣り合う位置に設けられている。ポンプ室５は、ポンプ等が配置される区画である。貨物室６は、船首部２とポンプ室５との間に設けられている。貨物室６は、石油系貨物を収容するための区画である。貨物室６は、二重船殻構造を採用することによって、カーゴオイルタンクとバラストタンクとに区画されている。カーゴオイルタンクは、船舶１によって運搬される石油系貨物を積載する。バラストタンクは、カーゴオイルタンクに積載された石油系貨物の重量に応じた量のバラスト水を収容する。

船体１１の上部には（または船内には）甲板１９が設けられている。甲板１９上には、液化ガスを貯留する液化ガスタンク２１が設けられている。液化ガスタンク２１は、エンジン１６に液化ガスを供給する。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る漏洩監視システム１００について説明する。図２は、本実施形態に係る漏洩監視システム１００のシステム構成を示す概略構成図である。漏洩監視システム１００は、船舶１でシールガスの漏洩の監視を行うシステムである。図２に示すように、漏洩監視システム１００は、液化ガス系統３０と、シールガス系統４０と、監視装置５０（検出部）と、を備える。

液化ガス系統３０は、液化ガス（ＬＮＧ）が流通する系統である。液化ガス系統３０は、液化ガスラインＬ１と、バルブ２２と、を備える。液化ガス系統３０は、液化ガスタンク２１内の液化ガスを当該液化ガスの利用部（ここではエンジン１６）へ流通させる。液化ガスラインＬ１は、液化ガスタンク２１とエンジン１６とを接続する配管である。バルブ２２は、液化ガスラインＬ１中に設けられ、開閉することによって、液化ガスの流通を切り替える。

制御部（不図示）は、エンジン１６において燃料が必要な状態になると、バルブ２２を開状態とする。このとき、液化ガスタンク２１は、液化ガスラインＬ１を介して、液化ガスをエンジン１６へ供給する。これにより、エンジン１６は、液化ガスを燃料として運転を行う。エンジン１６への燃料の供給を停止するときは、制御部は、バルブ２２を閉状態とする。これにより、液化ガスタンク２１は、エンジン１６への液化ガスの供給を停止する。

シールガス系統４０は、シールガスが流通する系統である。シールガスは、液化ガス系統３０において液化ガスの流通が停止したときに、残存した液化ガスと置き換える（パージする）ガスである。エンジン１６の異常停止などによって、バルブ２２を閉じることにより液化ガスタンク２１がエンジン１６へ液化ガスを供給することを停止したら、液化ガス系統３０（特に液化ガスラインＬ１）には、液化ガスが残存する。シールガス系統４０は、このような残存した液化ガスに代えて、液化ガス系統３０内にシールガスを充填させる。シールガスとしては不活性ガスが用いられ、例えば、窒素、アルゴンなどが用いられる。

以下に、液化ガスを燃料として用いる船舶１において、シールガス系統４０が作動する条件の例について例示する。例えば、シールガス系統４０は、エンジン１６の通常停止時に作動してよい。シールガス系統４０は、エンジン１６の非常停止時（乗組員の操作による）に作動してよい。シールガス系統４０は、異常検知による液化ガス運転の自動停止時に作動してよい。なお、この場合は自動でＨＦＯ運転に切り替わる。また、異常検知として、次のような異常が例示される。例えば、エンジン１６内での異常（電源喪失、異常振動、異常圧力、制御システム異常など）が検知される。また、ガス供給システムの異常（異常停止、電源喪失、異常圧力、制御システム異常など）が検知される。また、液化ガスの配管の漏洩などの以上（GAS DETECTORなどによる）が検知される。また、火災発生（FIREDETECTORなどによる）が検知される。また、室内換気の喪失（換気システムの故障など）が検知される。なお、液化ガスを貨物として運搬する船舶１では、次のような条件でシールガス系統４０が作動する。例えば、シールガス系統４０は、液化ガスタンク２１の圧力異常低下（負圧になる）を検知したタイミングで作動する。シールガス系統４０は、液化ガスタンク２１の接続管のガスパージ（接続管の未使用時）のタイミングで作動する。シールガス系統４０は、液化ガスタンク２１を空にする場合に作動する。なお、通常は液化ガスタンク２１を空にはせず、空にするのはメンテナンス時などに限られる。

シールガス系統４０は、発生装置２４と、シールガスタンク２６と、シールガスラインＬ２，Ｌ３と、バルブ２８と、逆止弁２９と、を備える。発生装置２４は、シールガスを発生させる装置である。シールガスタンク２６は、発生装置２４で発生したシールガスを貯留するタンクである。シールガスラインＬ２は、発生装置２４とシールガスタンク２６とを接続する配管である。シールガスラインＬ３は、シールガスタンク２６と液化ガス系統３０とを接続する配管である。シールガスラインＬ３は、液化ガス系統３０のうちの、液化ガスラインＬ１のうち、バルブ２２とエンジン１６との間の領域に接続される。バルブ２８は、シールガスラインＬ３中に設けられ、開閉することによって、シールガスの流通を切り替える。逆止弁２９は、シールガスラインＬ２中に設けられる。逆止弁２９は、シールガスタンク２６から発生装置２４へシールガスが逆流することを防止する弁である。なお、発生装置２４及びシールガスタンク２６は、図１では機関室４に配置されているが、配置場所は特に限定されない。また、シールガスラインが液化ガス系統３０のどの部分に接続されるかは特に限定されない。例えば、シールガスラインＬ３は、液化ガスタンク２１とバルブ２２との間に接続されてよい。また、シールガスラインが液化ガス系統３０と接続される箇所は一箇所に限らず、複数箇所であってもよい。

制御部（不図示）は、液化ガス系統３０が緊急停止すると、バルブ２８を開状態とする。このとき、シールガスタンク２６は、シールガスラインＬ３を介して、シールガスを液化ガスラインＬ１へ供給する。これにより、シールガスは、液化ガスラインＬ１に残存した液化ガスと置き換えられる。シールガスラインＬ３へのシールガスの供給を停止するときは、制御部は、バルブ２８を閉状態とする。これにより、シールガスタンク２６は、液化ガスラインＬ１へのシールガスの供給を停止する。

ここで、緊急対応を可能とするために、シールガスは、シールガスタンク２６及びシールガスラインＬ３に常に充填されている必要がある。従って、発生装置２４は、シールガスタンク２６の圧力が低下したら速やかにシールガスを発生させる。具体的には、シールガスタンク２６は、当該シールガスタンク２６内の圧力を測定する圧力計２７を有している。従って、発生装置２４は、圧力計２７の測定結果に基づいて、シールガスを発生させる。発生装置２４は、圧力計２７によって測定された圧力が所定の閾値以下となったらシールガスを発生させる。なお、発生装置２４は、液化ガス系統３０の緊急停止ではない場合でも、予め設定された所定の時間間隔にて自動的に起動、且つ、予め設定された運転時間でシールガスを発生させる。

監視装置５０は、シールガス系統４０の漏洩を監視する装置である。監視装置５０は、シールガス系統におけるシールガスの漏洩を検出する。監視装置５０は、シールガス系統４０における圧力の変動に基づいて、漏洩を検出する。監視装置５０は、圧力計２７と電気的に接続されており、当該圧力計２７の測定結果を取得する。また、監視装置５０は、発生装置２４と電気的に接続されており、発生装置２４の運転状況を把握する。監視装置５０は、圧力計２７を用いた検出方法と、発生装置２４を用いた検出方法とで、二通りの検出方法を行うことができる。本実施形態では、監視装置５０は、両方の検出方法で漏洩を検出できるものとするが、少なくとも一方の検出方法で検出できればよい。

検出方法の一つとして、監視装置５０は、圧力計２７の計測結果に基づいて、漏洩を検出する。例えば、監視装置５０は、液化ガス系統３０の異常停止がないにも関わらず、圧力計２７によって検出された圧力が急激に低下した場合、漏洩を検出できる。例えば、圧力の急激な低下は、所定時間範囲における圧力の低下度合いを演算し、当該演算値が所定の閾値を下回っているか否かを判定してよい。

検出方法の一つとして、監視装置５０は、発生装置２４によるシールガスの発生の状況に基づいて、漏洩を検出してよい。例えば、監視装置５０は、液化ガス系統３０の異常停止がないにも関わらず、発生装置２４の自動起動の間隔が設定値より短い場合であって、且つ（あるいは）、発生装置２４の運転時間が設定値より長い場合は、漏洩を検出する。すなわち、液化ガス系統３０へシールガスを供給していない状況では、発生装置２４が自動起動する間隔、及び発生装置２４の運転時間は、予め設定された設定値と等しくなるはずである。しかし、漏洩が発生していた場合は、シールガスタンク２６内のシールガスの減りが早くなる。従って、発生装置２４の自動起動の間隔が短くなったり、発生装置２４の運転時間が長くなる傾向が見られる。

監視装置５０は、シールガス系統４０での漏洩を検出した場合、当該漏洩に対する対応を行う。例えば、監視装置５０は、乗員に対して警告を行う。また、監視装置５０は、発生装置２４でのシールガスの発生を停止させてもよい。

次に、本実施形態に係る漏洩監視システム１００の作用・効果について説明する。

漏洩監視システム１００は、液化ガス系統３０において液化ガスの流通が停止したときに、残存した液化ガスをシールガスと置き換えるシールガス系統４０を備える。従って、シールガス系統４０は、液化ガス系統３０において液化ガスの流通が停止したとき、液化ガス系統３０に対してシールガスを供給することで、液化ガス系統３０内の液化ガスをシールガスと置き換える（パージ）ことができる。ここで、漏洩監視システム１００は、シールガス系統４０におけるシールガスの漏洩を検出する監視装置５０を備える。シールガス系統４０にてシールガスの漏洩が発生した際には、監視装置５０が当該漏洩を検出することができる。従って、速やかにシールガスの漏洩に対する対応を行うことが可能となる。以上により、シールガス系統４０からのシールガスの漏洩量を抑制することができる。

監視装置５０は、シールガス系統４０における圧力の変動に基づいて、漏洩を検出してよい。例えば、シールガスの漏洩を検出する方法として、シールガス系統４０の近くに酸素濃度計を設置して室内の酸素濃度を監視する方法が挙げられる。しかし、当該方法では、シールガス系統の配管が長くなった場合などに、多数の酸素濃度計が必要になることで、コストが上昇してしまうという問題が生じる。これに対し、シールガス系統４０の配管（シールガスラインＬ２，Ｌ３）が長くても、何れかの箇所で漏洩が生じていれば、シールガス系統４０の圧力に変動が生じる。従って、監視装置５０は、シールガス系統４０における圧力の変動に基づくことで、容易に、且つ安価に漏洩を検出することができる。また、監視装置５０は、室内の酸素濃度計では検出できないような、微小な漏洩の早期検出も可能である。これにより、発生装置２４の余計な運転を減らすことが可能になり、電力消費の削減を図ることができる。なお、酸素濃度計を用いて漏洩を検出する方法も、権利範囲から排除されるものではない。

シールガス系統４０は、シールガスを貯留するシールガスタンク２６と、シールガスタンク２６の圧力を測定する圧力計２７と、を備え、監視装置５０は、圧力計２７の計測結果に基づいて、漏洩を検出してよい。シールガス系統４０で漏洩が発生して圧力が低下すると、液化ガス系統３０での液化ガスの流通が停止していないにも関わらず、圧力計２７の計測値が速やかに低下する。そのため、監視装置５０は、圧力計２７の計測結果に基づくことで、速やかに漏洩を検出することができる。当該検出方法は、漏れるシールガスの量が多い場合に、発生装置２４の状況を考慮することなく、速やかに漏洩を検出できるというメリットがある。

シールガス系統４０は、シールガスを発生させる発生装置２４を備え、監視装置５０は、発生装置２４によるシールガスの発生の状況に基づいて、漏洩を検出してよい。シールガス系統４０で漏洩が発生して圧力が低下すると、発生装置２４は、シールガスを補うためにシールガスを発生させる。監視装置５０は、液化ガス系統３０での液化ガスの流通が停止していないにも関わらず、発生装置２４がシールガスを頻繁に発生している場合、漏洩を検出することができる。当該検出方法は、圧力計２７に大きな変動が表れない程度の少量の漏れが発生していたときでも、発生装置２４の動作状況には影響が出るため、少ない漏れであっても漏洩の検出を行うことができるというメリットがある。また、圧力計２７の圧力変動を監視する場合は、当該監視用のプログラムを新規で実装する必要が生じるが、発生装置２４は、圧力計２７の圧力に基づいた制御を行うプログラムを既に備えている。従って、発生装置２４の運転状況を監視することで、既存のプログラムを流用できる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

漏洩監視システム１００の配管構成や、その他の構成要素の配置や構成は、図２に示すものに限定されない。

漏洩監視システム１００の各構成要素の船舶１における配置は、図１に示す配置に限定されない。例えば、液化ガスタンク２１の甲板１９における位置が変更されてもよく、船体１１内に配置されてもよい。

１…船舶、２４…発生装置、２６…シールガスタンク（タンク）、２７…圧力計、３０…液化ガス系統、４０…シールガス系統、５０…監視装置（検出部）、１００…漏洩監視システム。

Claims

液化ガスを取り扱う船舶の漏洩監視システムであって、
前記液化ガスが流通する液化ガス系統と、
前記液化ガス系統において前記液化ガスの流通が停止したときに、残存した前記液化ガスと置き換えるシールガスが流通するシールガス系統と、
前記シールガス系統における前記シールガスの漏洩を検出する検出部と、を備える、漏洩監視システム。
前記検出部は、前記シールガス系統における圧力の変動に基づいて、前記漏洩を検出する、請求項１に記載された漏洩監視システム。
前記シールガス系統は、前記シールガスを貯留するタンクと、
前記タンクの圧力を測定する圧力計と、を備え、
前記検出部は、前記圧力計の計測結果に基づいて、前記漏洩を検出する、請求項２に記載の漏洩監視システム。
前記シールガス系統は、前記シールガスを発生させる発生装置を備え、
前記検出部は、前記発生装置による前記シールガスの発生の状況に基づいて、前記漏洩を検出する、請求項２又は３に記載の漏洩監視システム。