JP2022035616A - 液化ガス運搬船 - Google Patents

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JP2022035616A
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inner tank
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良介 浦口
Ryosuke Uraguchi
達也 今井
Tatsuya Imai
優 松尾
Masaru Matsuo
邦彦 持田
Kunihiko Mochida
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Priority to CN202180050201.0A priority patent/CN115867740A/zh
Priority to EP21858399.5A priority patent/EP4201799A4/en
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Abstract

【課題】二重殻タンクの外槽本体部と内槽本体部との間の支持部材に不具合が生じていないか否かを確認することができる液化ガス運搬船を提供する。【解決手段】液化ガス運搬船の船体に搭載される二重殻タンク3は、内槽本体部41および内槽ドーム42を含む内槽4と、外槽本体部51および外槽ドーム52を含む外槽5と、外槽本体部51と内槽本体部41との間に設けられた支持部材を含む。外槽ドーム52はベローズ55により固定部52Aと可動部52Bとに分割され、可動部52Bは内槽ドーム42と連結される。タンクカバー7は外槽ドーム52に挿通される筒状部72を含み、この筒状部72と外槽ドーム52の可動部52Bに設けられたドームフランジ56との間には弾性部材8が介在している。外槽ドーム52を取り巻く円周上には、タンクカバー7に対する外槽ドーム52の可動部52Bの変位を計測するための複数の変位計測機構9が配置されている。【選択図】図3

Description

本発明は、二重殻タンクを含む液化ガス運搬船に関する。
従来から、二重殻タンクを含む液化ガス運搬船が知られている。例えば、特許文献1には、船体に搭載された二重殻タンクがタンクカバーで覆われた液化ガス運搬船が開示されている。
特許文献1に開示された液化ガス運搬船では、二重殻タンクの内槽と外槽との間に断熱層として真空層が形成されている。より詳しくは、内槽は、液化ガスを貯留する内槽本体部と、内槽本体部から上向きに突出する内槽ドームを含み、外槽は、内槽本体部を取り囲む外槽本体部と、内槽ドームを取り囲む外槽ドームを含む。内槽ドームは、液化ガス移送配管や電気配管などの各種配管を集約するための部分であり、それらの配管に貫通される。
さらに、特許文献1の二重殻タンクでは、外槽ドームにベローズが組み込まれている。このベローズによって、外槽ドームが、上側の可動部と下側の固定部とに分割されている。内槽内に液化ガスが投入されると内槽が熱収縮する。外槽ドームの可動部は、内槽が熱収縮したときに内槽ドームと共に変位するように、連結部材によって内槽ドームと連結されている。
また、特許文献1の二重殻タンクでは、外槽本体部と内槽本体部との間に、内槽本体部を下方から支持する支持部材が設けられている。
特開2015-4383号公報 特開2019-151191号公報
ところで、特許文献1の液化ガス運搬船のような構成では、二重殻タンクの外槽本体部と内槽本体部との間の支持部材を直接的に視認することは困難である。そのため、支持部材に不具合が生じていないか否かを確認したいという要望がある。
そこで、本発明は、二重殻タンクの外槽本体部と内槽本体部との間の支持部材に不具合が生じていないか否かを確認することができる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、本発明の発明者らは、鋭意研究の結果、特許文献2に開示された船舶のように外槽ドームがタンクカバーを貫通する構成であれば、外槽ドームの可動部は内槽ドームと共に変位するので、タンクカバーに対する外槽ドームの可動部の相対変位を計測することで外槽本体部と内槽本体部との間の支持部材に不具合が生じていないか否かが確認可能であることを見出した。内槽の熱収縮時に外槽ドームの可動部のタンクカバーに対する相対変位が設計値通りでなければ、支持部材に不具合が生じていると考えられるからである。本発明は、このような観点から成されたものである。
すなわち、本発明の液化ガス運搬船は、船体と、前記船体に搭載された二重殻タンクと、前記二重殻タンクを覆うタンクカバーと、を備え、前記二重殻タンクは、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上向きに突出する内槽ドームを含む内槽と、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の少なくとも下部を取り囲む外槽ドームを含む、前記内槽との間に断熱層を形成する外槽と、前記外槽本体部と前記内槽本体部との間に設けられた、前記内槽本体部を下方から支持する支持部材と、前記外槽ドームを下側の固定部と上側の可動部とに分割するように前記外槽ドームに組み込まれたベローズと、前記内槽ドームと前記外槽ドームの可動部とを連結する連結部材と、を含み、前記タンクカバーは、前記外槽ドームに挿通される筒状部を含み、前記外槽ドームの可動部に設けられた、当該可動部から前記筒状部の上方に張り出すドームフランジと、前記タンクカバーの筒状部と前記ドームフランジとの間に介在する環状の弾性部材と、前記外槽ドームを取り巻く円周上に配置された、前記タンクカバーに対する前記外槽ドームの可動部の変位を計測するための複数の変位計測機構と、をさらに備える、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、例えば内槽が熱収縮したときには、タンクカバーの筒状部とドームフランジとの間に介在する弾性部材が押し潰されて、内槽ドームおよび外槽ドームの可動部が下方に変位する。そして、その外槽ドームの可動部の変位が、複数の変位計測機構により、タンクカバーに対する相対変位として計測される。しかも、複数の変位計測機構は、外槽ドームを取り巻く円周上に配置されている。従って、内槽の熱収縮時などに外槽ドームの可動部のタンクカバーに対する相対変位が設計値通りか否かを確認することができ、これにより外槽本体部と内槽本体部との間の支持部材に不具合が生じていないか否かを確認することができる。
本発明によれば、二重殻タンクの外槽本体部と内槽本体部との間の支持部材に不具合が生じていないか否かを確認することができる液化ガス運搬船が提供される。
本発明の一実施形態に係る液化ガス運搬船の側面図である。 図1に示す液化ガス運搬船の一部の断面図である。 図2のIII-III線に沿った断面図である。 図3のIV-IV線に沿った断面図である。 タンクドームの筒状部および外槽ドームの外観図である。 変形例における内槽ドームおよび外槽ドームの断面図である。
図1に、本発明の一実施形態に係る液化ガス運搬船1を示す。この液化ガス運搬船1は、船体2と、船体2に搭載された2つの二重殻タンク3を含む。本実施形態では、二重殻タンク3が船長方向に並んでいるが、船幅が広い場合は船幅方向に並んでもよい。また、船体2に搭載される二重殻タンク3の数は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
2つの二重殻タンク3は、互いに同じ構造を有している。図2に示すように、各二重殻タンク3は、内槽4と、内槽4を包み込む外槽5を含む。内槽4と外槽5との間には、断熱層31が形成されている。
本実施形態では、断熱層31が真空層である。例えば、内槽4と外槽5の間の真空空間内では、内槽4の外側面が真空断熱材(例えば、輻射シールドフィルムとスペーサが交互に積層された多層シート)で覆われ、その真空断熱材と外槽5の内側面との間に物体が存在しない隙間が形成されてもよい。あるいは、真空空間には粒状の断熱材であるパーライトが充填されてもよい。
また、本実施形態では、各二重殻タンク3が水平方向に長い円筒状である。ただし、二重殻タンク3の形状は、球形状であってもよいし、立方体状または直方体状であってもよい。
具体的に、内槽4は、液化ガスを貯留する内槽本体部41と、内槽本体部41から上向きに突出する内槽ドーム42を含む。外槽5は、内槽本体部41を取り囲む外槽本体部51と、内槽ドーム42の少なくとも下部を取り囲む外槽ドーム52を含む。本実施形態では、外槽ドーム52が内槽ドーム42の全体を取り囲んでいる。
液化ガスは、例えば、液化石油ガス(LPG、約-45℃)、液化エチレンガス(LEG、約-100℃)、液化天然ガス(LNG、約-160℃)、液化酸素(LO2、約-180℃)、液化水素(LH2、約-250℃)、液化ヘリウム(LHe、約-270℃)である。
内槽本体部41は、一定の断面形状で水平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を含む。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。内槽ドーム42は、内槽本体部41の胴部から上向きに突出している。内槽ドーム42の突出方向は、本実施形態では鉛直方向と平行であるが、鉛直方向に対して多少傾いていてもよい。
外槽本体部51は、内槽本体部41を拡大した形状を有する。すなわち、外槽本体部51は、一定の断面形状で水平方向に延びる、内槽本体部41の胴部よりも大径の胴部と、この胴部の両側の開口を塞ぐ半球状の閉塞部を含む。外槽ドーム52も、内槽ドーム42を拡大した形状を有する。なお 、外槽本体部51は、内槽本体部41を拡大した形状を有していなくてもよく、外槽ドーム52も、内槽ドーム42を拡大した形状を有していなくてもよい。
内槽ドーム42は、低温流体移送配管や電気配管などの各種配管11(図3参照、図3では代表として1つの配管のみを作図)を集約するための部分であり、それらの配管11に貫通される。本実施形態では、外槽ドーム52が内槽ドーム42の全体を取り囲んでいるので、外槽ドーム52も配管11に貫通される。
船体2は、上向きに開口する2つの貨物艙21を有する。貨物艙21は船長方向に並んでおり、貨物艙21同士は隔壁22によって仕切られている。そして、各貨物艙21の内部に、二重殻タンク3が配置されている。
各貨物艙21の内部には、船長方向に互いに離間する一対のサドル23が設けられている。サドル23は、二重殻タンク3の外槽5の外槽本体部51を支持する。また、二重殻タンク3の内槽4と外槽5との間には、内槽本体部41を下方から支持する一対の支持部材32が設けられている。本実施形態では、支持部材32がサドル23と同じ位置に設けられているが、支持部材32はサドル23と違う位置に設けられてもよい。
なお、支持部材32の数および形状は、二重殻タンク3の形状に応じて適宜変更可能である。例えば、二重殻タンク3が球形状の場合は、外槽本体部51と内槽本体部41との間に、平面視で十字状(すなわち、2つの円弧が交差する形状)の支持部材が1つだけ設けられてもよい。
各二重殻タンク3の上方には、タンクカバー7が配置されている。各タンクカバー7は、対応する二重殻タンク3を上方から覆い、対応する貨物艙21と共に二重殻タンク3を包み込む保持空間70を形成する。上述した外槽5の外槽本体部51はタンクカバー7の下方に位置しており、外槽ドーム52はタンクカバー7を貫通している。
保持空間70には、不活性ガスが充填される。保持空間70に充填される不活性ガスとしては、窒素、アルゴンなどを用いることができる。不活性ガスは、保持空間70の負圧化および二重殻タンク3の表面上の結露を防止する役割を果たす。特に、内槽本体部41に貯留される低温流体が液化水素の場合、保持空間70に充填される不活性ガスは、二重殻タンク3の周囲に液化酸素が生成されることを防止する役割も果たす。
ただし、保持空間70には、不活性ガス以外のガス(例えば、ドライエアなど)が充填されてもよい。あるいは、保持空間70には何も充填されずに、保持空間70内の気体は通常の空気であってもよい。
次に、図3~5を参照して、内槽ドーム42および外槽ドーム52ならびにその周囲の構造について詳細に説明する。なお、外槽ドーム52の中心線50は、内槽ドーム42の中心線40と一致する。
内槽ドーム42は、内槽本体部41から立ち上がる管状の周壁43と、周壁43の上側開口を閉塞する天井壁44を含む。同様に、外槽ドーム52は、外槽本体部51から立ち上がる管状の周壁53と、周壁53の上側開口を閉塞する天井壁54を含む。
図例では、上述した配管11が内槽ドーム42の天井壁44および外槽ドーム52の天井壁54を貫通しているが、配管11は、内槽ドーム42内で90度折れ曲がって、内槽ドーム42の周壁43および外槽ドーム52の周壁53を貫通してもよい。
外槽ドーム52の周壁53には、鉛直方向に波打つベローズ55が組み込まれている。ベローズ55は、外槽ドーム52を下側の固定部52Aと上側の可動部52Bとに分割する。可動部52Bは、配管11によって貫通される部分である。
内槽ドーム42と外槽ドーム52の可動部52Bとは、環状の連結部材6によって連結されている。本実施形態では、連結部材6が、内槽ドーム42の周壁43から径方向外向きに突出する内側リング61と、内側リング61よりも下方に位置し、外槽ドーム52の周壁53から径方向内向きに突出する外側リング63と、内側リング61の外周縁と外側リング63の内周縁とを接続する筒状の隔壁62を含む。
ただし、連結部材6の構成は適宜変更可能である。例えば、連結部材6は、内槽ドーム42の天井壁44と外槽ドーム52の天井壁54との間に介在する筒状部材であってもよい。
タンクカバー7は、二重殻タンク3を挟んで貨物艙21の底と対向する天井部71と、内部に外槽ドーム52が挿通される、天井部71から上向きに突出する筒状部72を含む。
外槽ドーム52の可動部52Bには、周壁53から径方向外向きに突出するドームフランジ56が設けられている。ドームフランジ56は、可動部52Bからタンクカバー7の筒状部72の上方に張り出している。
タンクカバー7の筒状部72とドームフランジ56との間には、環状の弾性部材8が介在している。弾性部材8は、タンクカバー7の筒状部72とドームフランジ56との間をシールするとともに、鉛直方向に大きく弾性変形可能なものである。弾性部材8としては、例えばエキスパンジョンラバーを用いることができる。
外槽ドーム52を取り巻く円周(外槽ドーム52の中心線50を中心とする円周)上には、複数の変位計測機構9が配置されている。これらの変位計測機構9は、タンクカバー7に対する外槽ドーム52の可動部52Bの変位を計測するためのものである。
本実施形態では、4つの変位計測機構9が90度間隔で配置されている。ただし、変位計測機構9の数は、2つまたは3つであってもよいし、5つ以上であってもよい。
さらに本実施形態では、変位計測機構9が、タンクカバー7の筒状部72の周囲に配置されている。変位計測機構9は、外槽ドーム52の可動部52Bと共に変位するように、ドームフランジ56に設けられている。ただし、変位計測機構9は、外槽ドーム52の可動部52Bが変位しても変位しないように、タンクカバー7の筒状部72に設けられてもよい。
各変位計測機構9は、本実施形態では、鉛直方向に沿って目盛が形成されるだけでなく、水平方向に沿っても目盛が形成されたルーラーである。ただし、ルーラーには、鉛直方向に沿ってのみ目盛が形成されてもよい。また、変位計測機構9としては、ルーラー以外にも種々のものが採用可能である。例えば、変位計測機構9は、接触式変位計、非接触変位計、格子状のメッシュが描画されたゴムなどであってもよい。
より詳しくは、4つの変位計測機構9のうちの2つは、外槽ドーム52の中心線50を通る、船長方向に平行な平面に接するように配置されており、残りの2つは、外槽ドーム52の中心線50を通る、船幅方向に平行な平面に接するように配置されている。
一方、タンクカバー7の筒状部72の外周面には、図示は省略するが、外槽ドーム52の中心線50を通る、船長方向に平行な平面上および船幅方向に平行な平面上に基準マークが刻印などにより形成されている。この基準マークの位置が上記のルーラーを用いて計測される。
以上説明したような構成の液化ガス運搬船1では、例えば内槽4が熱収縮したときには、タンクカバー7の筒状部72とドームフランジ56との間に介在する弾性部材8が押し潰されて、内槽ドーム42および外槽ドーム52の可動部52Bが下方に変位する。そして、その外槽ドーム52の可動部52Bの変位が、変位計測機構9により、タンクカバー7に対する相対変位として計測される。しかも、変位計測機構9は、外槽ドーム52を取り巻く円周上に配置されている。従って、内槽4の熱収縮時などに外槽ドーム52の可動部52Bのタンクカバー7に対する相対変位が設計値通りか否かを確認することができ、これにより外槽本体部51と内槽本体部41との間の支持部材32に不具合が生じていないか否かを確認することができる。
さらに、本実施形態では、4つの変位計測機構9が90度間隔で配置されているので、タンクカバー7に対する外槽ドーム52の可動部52Bの傾きも確認することができる。
また、本実施形態では、変位計測機構9として鉛直方向および水平方向に沿って目盛が形成されたルーラーが用いられているので、計測箇所での鉛直方向および水平方向における変位量を瞬時に把握することができる。
(変形例)
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、外槽ドーム52は、図6に示すように、内槽ドーム42の下部のみを取り囲んでもよい。この場合、外槽ドーム52が、ベローズ55が組み込まれた周壁53のみで構成され、連結部材6が、周壁53の上端と内槽ドーム42の周壁43とを連結するリング板であってもよい。なお、図6に示すように外槽ドーム52が内槽ドーム42の下部のみを取り囲む場合、図示は省略するが、内槽ドーム42内に断熱構造(例えば、上下に並ぶ複数の仕切板)が設けられる。
また、断熱層31は必ずしも真空層である必要はなく、内槽4と外槽5の間の空間にアルゴンなどの熱伝導率が低い気体が充填されてもよい。ただし、断熱層31が真空層であれば、断熱層31の断熱性能を向上させることができる。
また、変位計測機構9は、タンクカバー7の筒状部72の内側であって、外槽ドーム52の周壁53またはベローズ55の周囲に配置されてもよい。ただし、この場合には、作業員が変位計測機構9を視認するために、保持空間70内に侵入する必要がある。そして、そのためには、保持空間70内の不活性ガスを空気に置換する必要がある。これに対し、前記実施形態のように変位計測機構9がタンクカバー7の筒状部72の周囲に配置されていれば、作業員が保持空間70の外側で変位計測機構9を視認できるので、保持空間70内の不活性ガスを空気に置換する必要がない。
(まとめ)
本発明の液化ガス運搬船は、船体と、前記船体に搭載された二重殻タンクと、前記二重殻タンクを覆うタンクカバーと、を備え、前記二重殻タンクは、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上向きに突出する内槽ドームを含む内槽と、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の少なくとも下部を取り囲む外槽ドームを含む、前記内槽との間に断熱層を形成する外槽と、前記外槽本体部と前記内槽本体部との間に設けられた、前記内槽本体部を下方から支持する支持部材と、前記外槽ドームを下側の固定部と上側の可動部とに分割するように前記外槽ドームに組み込まれたベローズと、前記内槽ドームと前記外槽ドームの可動部とを連結する連結部材と、を含み、前記タンクカバーは、前記外槽ドームに挿通される筒状部を含み、前記外槽ドームの可動部に設けられた、当該可動部から前記筒状部の上方に張り出すドームフランジと、前記タンクカバーの筒状部と前記ドームフランジとの間に介在する環状の弾性部材と、前記外槽ドームを取り巻く円周上に配置された、前記タンクカバーに対する前記外槽ドームの可動部の変位を計測するための複数の変位計測機構と、をさらに備える、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、例えば内槽が熱収縮したときには、タンクカバーの筒状部とドームフランジとの間に介在する弾性部材が押し潰されて、内槽ドームおよび外槽ドームの可動部が下方に変位する。そして、その外槽ドームの可動部の変位が、複数の変位計測機構により、タンクカバーに対する相対変位として計測される。しかも、複数の変位計測機構は、外槽ドームを取り巻く円周上に配置されている。従って、内槽の熱収縮時などに外槽ドームの可動部のタンクカバーに対する相対変位が設計値通りか否かを確認することができ、これにより外槽本体部と内槽本体部との間の支持部材に不具合が生じていないか否かを確認することができる。
前記複数の変位計測機構は、90度間隔で配置された4つの変位計測機構を含んでもよい。この構成によれば、タンクカバーに対する外槽ドームの可動部の傾きも確認することができる。
前記複数の変位計測機構は、鉛直方向に沿って目盛が形成されたルーラーであってもよい。この構成によれば、計測箇所での鉛直方向における変位量を瞬時に把握することができる。
前記ルーラーには、水平方向に沿っても目盛が形成されてもよい。この構成によれば、計測箇所での水平方向における変位量を瞬時に把握することができる。
例えば、前記複数の変位計測機構は、前記ドームフランジに設けられてもよい。
前記船体は貨物艙を有し、この貨物艙内に前記二重殻タンクが配置されており、前記タンクカバーは、前記貨物艙と共に、前記二重殻タンクを包み込む保持空間を形成し、前記保持空間には、不活性ガスが充填されており、前記複数の変位計測機構は前記タンクカバーの筒状部の周囲に配置されてもよい。この構成によれば、保持空間の外側で変位計測機構を視認できるので、保持空間内の不活性ガスを空気に置換する必要がない。
前記断熱層は真空層であってもよい。この構成によれば、断熱層の断熱性能を向上させることができる。
1 液化ガス運搬船
11 配管
2 船体
21 貨物艙
3 二重殻タンク
31 断熱層
4 内槽
41 内槽本体部
42 内槽ドーム
5 外槽
51 内槽本体部
52 内槽ドーム
52A 固定部
52B 可動部
55 ベローズ
56 ドームフランジ
6 連結部材
7 タンクカバー
70 保持空間
72 筒状部
8 弾性部材
9 変位計測機構

Claims (7)

  1. 船体と、
    前記船体に搭載された二重殻タンクと、
    前記二重殻タンクを覆うタンクカバーと、を備え、
    前記二重殻タンクは、
    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上向きに突出する内槽ドームを含む内槽と、
    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の少なくとも下部を取り囲む外槽ドームを含む、前記内槽との間に断熱層を形成する外槽と、
    前記外槽本体部と前記内槽本体部との間に設けられた、前記内槽本体部を下方から支持する支持部材と、
    前記外槽ドームを下側の固定部と上側の可動部とに分割するように前記外槽ドームに組み込まれたベローズと、
    前記内槽ドームと前記外槽ドームの可動部とを連結する連結部材と、を含み、
    前記タンクカバーは、前記外槽ドームに挿通される筒状部を含み、
    前記外槽ドームの可動部に設けられた、当該可動部から前記筒状部の上方に張り出すドームフランジと、
    前記タンクカバーの筒状部と前記ドームフランジとの間に介在する環状の弾性部材と、
    前記外槽ドームを取り巻く円周上に配置された、前記タンクカバーに対する前記外槽ドームの可動部の変位を計測するための複数の変位計測機構と、をさらに備える、液化ガス運搬船。
  2. 前記複数の変位計測機構は、90度間隔で配置された4つの変位計測機構を含む、請求項1に記載の液化ガス運搬船。
  3. 前記複数の変位計測機構は、鉛直方向に沿って目盛が形成されたルーラーである、請求項1または2に記載の液化ガス運搬船。
  4. 前記ルーラーには、水平方向に沿っても目盛が形成されている、請求項3に記載の液化ガス運搬船。
  5. 前記複数の変位計測機構は、前記ドームフランジに設けられている、請求項1~4の何れか一項に記載の液化ガス運搬船。
  6. 前記船体は貨物艙を有し、この貨物艙内に前記二重殻タンクが配置されており、
    前記タンクカバーは、前記貨物艙と共に、前記二重殻タンクを包み込む保持空間を形成し、
    前記保持空間には、不活性ガスが充填されており、
    前記複数の変位計測機構は前記タンクカバーの筒状部の周囲に配置されている、請求項1~5の何れか一項に記載の液化ガス運搬船。
  7. 前記断熱層は真空層である、請求項1~6の何れか一項に記載の液化ガス運搬船。
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