JP4178471B2 - 貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法及びそれを用いる浮屋根構造 - Google Patents

Description

本発明は、石油等の油タンクとして用いられる浮屋根式貯蔵タンクにおける浮屋根の浮力維持方法及びそれを用いる構造に関する。

原油やガソリン等の貯槽として用いられる浮屋根式貯蔵タンクとして、図６に一部断面概念斜視図を示すように、円筒状のタンク側板５１の内部にシングルデッキ型の浮屋根５２を備えるものがある。

シングルデッキ型の浮屋根５２は、図６のＡ部拡大断面図である図７（Ａ）に概念的に示すように、当該浮屋根５２の中央部を構成するデッキプレート５２Ａの外周に環状のポンツーン５３が設けられ、このポンツーン５３に作用する浮力によって貯蔵液体５０の液面上に浮かんで当該液面を覆うようになっている。

ポンツーン５３は、内周側のインナーリム５３Ａと、外周側のアウターリム５３Ｂと、下面を形成する下部デッキ５３Ｃと、上面を形成する上部デッキ５３Ｄとによって、外周側（アウターリム５３Ｂ側）が厚い不等辺矩形の断面形状を呈している。

ポンツーン５３の外周部には、アウターリム５３Ｂの外面に装着されてタンク側板５１の内面に摺動可能に密着するシール５４Ａとその上側に配設されたウェザーシールド５４Ｂとから成るシール装置５４が設けられている。

ところで、地震によって貯蔵タンクが加振されると、主として長周期型地震動によって貯蔵液体５０の液面が長周期で揺動する所謂スロッシングを生ずることがある。スロッシングが生ずるとそれに伴って浮屋根５２が揺動し、タンク側板５１への衝突による破損や、作用する大きな応力による座屈や溶接部の破断を生じ、ポンツーン５３の水密性が破綻する虞がある。

このため、ポンツーン５３の内部は、図７（Ｂ）に断面斜視図を示すように、放射状に配設された区画板５３Ｅ（バルクヘッド）によって水密的に隔絶する複数の浮き室５３Ｆに区画されている。これら浮き室５３Ｆの容量は、隣接する二つの浮き室５３Ｆが同時に破損して浮屋根５２全体の浮力に偏りが生じても貯蔵液体５０に沈下しないよう設定される。

また、特許文献１及び２に開示のごとくスロッシングによる浮屋根の揺動を抑制する構成も提案されている。
特開昭６０−９９８８６号公報 実開昭６２−１５９３９３号公報

ところで、上記のごとく構成された浮屋根５２では、例えば大きな地震による大きなスロッシングによって浮屋根が大きく揺動して図８（Ａ）に示すように隣接する二室以上の浮き室５３Ｆが破損した場合には、その破損部位５３Ｘを介した貯蔵液体５０の浮き室５３Ｆ内への侵入によって浮力が消失し、図８（Ｂ）に示すように貯蔵液体５０に沈下してしまう虞がある。

浮屋根５２が沈下すると、特に揮発性が高い貯蔵液体の場合には、揮発蒸気が大量に発生し、近隣に刺激臭等の影響を与えるばかりでなく、発火・爆発・火災の可能性がある。浮屋根が沈下した状態で万一火災が発生すると、図８（Ｃ）に示すように全面火災となってタンク周囲に設置されている消火設備での消火は不可能となり、最悪の場合側板の倒壊に至り、貯蔵液体が流出して甚大な被害を与える可能性もある。

また、火災は免れても、貯蔵液体を収容したままでの復旧は困難であって開放・検査・補修といった工程が必要となり、運用計画の変更は避けられず、その結果、多大な費用と損失を生ずる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、スロッシングによる浮屋根の揺動等に起因してポンツーンの外周部に破損を生じても、貯蔵液体への沈下を防ぐことのできる貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法及びそれを用いる浮屋根構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明に係る貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法は、デッキプレートの外周に、内部が放射状に配設された区画板部材によって周方向に隔絶する複数の浮き室に仕切られたポンツーンを備えて成る貯蔵タンクの浮屋根において、前記浮き室内に貯蔵液体に対して耐浸食性を有する素材によって形成された中空袋部材を挿置し、前記ポンツーンの破損によって水密性が破綻した部位と対応する浮き室内に不活性ガスを注入して当該浮き室内に不活性ガスを満たした後、不活性ガスの注入によって前記中空袋部材を当該浮き室内で膨らませ、浮力を維持することを特徴とする。

これにより、浮き室内に不活性ガスを注入して当該浮き室内に不活性ガスを満たした後、中空袋部材を膨らますことで、中空袋部材が膨らむ際の浮き室の内面との接触摩擦に起因する静電放電による発火を防ぐとともに、膨らんだ中空袋部材の浮力によって、ポンツーンの破損によって水密性が破綻した部位の浮力を維持し、貯蔵液体への沈下を防ぐ。

請求項２の発明に係る貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法は、折り畳んだ上記中空袋部材を上記破損部位と対応する浮き室内に挿置し、該浮き室内で膨らませることを特徴とする。

これにより、膨らんだ中空袋部材の浮力によって、ポンツーンの破損によって水密性が破綻した部位の浮力を維持し、貯蔵液体への沈下を防ぐ。

請求項３の発明に係る浮屋根の浮力維持方法を用いる浮屋根構造は、デッキプレートの外周に、内部が放射状に配設された区画板部材によって周方向に隔絶する複数の浮き室に仕切られたポンツーンを備えて成る貯蔵タンクの浮屋根であって、前記浮き室内に貯蔵液体に対して耐浸食性を有する素材によって形成され折り畳んで挿置される中空袋部材と、前記中空袋部材に不活性ガスを供給する供給手段と、前記浮き室内への貯蔵液体の侵入を検知する検知手段と、前記検知手段による貯蔵液体の浸入検知情報に基づいて前記供給手段から前記中空袋部材に不活性ガスを供給して前記中空袋部材を膨らませる制御装置と、を備えて構成されていることを特徴とする。

この構成では、検知手段によって浮き室内の貯蔵液体の侵入を検知すると、制御装置が供給手段を駆動して中空袋部材に不活性ガスを供給して膨らませ、中空袋部材の浮力によって貯蔵液体への沈下を防ぐ。

請求項４の発明に係る浮屋根の浮力維持方法を用いる浮屋根構造は、前記制御装置を、前記検知手段による貯蔵液体の浸入検知情報に基づいて前記ポンツーンの破損部位に対応する前記浮き室に前記供給手段から不活性ガスを注入して不活性ガスで満たした後、前記中空袋部材を膨らませるよう制御する構成としたことを特徴とする。

この構成では、浮き室内に不活性ガスを注入して当該浮き室内に不活性ガスを満たした後、中空袋部材を膨らますことで、中空袋部材が膨らむ際の浮き室の内面との接触摩擦に起因する静電放電による発火を防ぐ。

請求項１の発明に係る貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法によれば、スロッシングによる浮屋根の揺動等に起因するポンツーンの破損によって水密性が破綻した部位で、浮き室内に不活性ガスを注入して当該浮き室内に不活性ガスを満たした後、貯蔵液体に対して耐浸食性を有する素材によって形成された中空袋部材を不活性ガスの注入によって膨らませることで、中空袋部材が膨らむ際の浮き室の内面との接触摩擦に起因する静電放電による発火を防ぐことができ、火災の発生を未然に防ぐことができるとともに、その浮力によってポンツーンの破損によって水密性が破綻した部位の浮力を維持し、貯蔵液体への沈下を防ぐことができる。これにより、浮屋根の沈下及びそれによる大量の揮発分の漏洩が無く運用を継続でき、万一火災が発生した場合でもシール部のリング状火災に抑えられるために備えられている消火設備での消火が可能であって被害を最小限に抑えることができる。即ち、大規模火災を防ぐことができる共に多大な復旧費用を要することもないものである。

請求項２の発明に係る貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法によれば、折り畳んだ中空袋部材を破損部位と対応する浮き室内に挿置し、該浮き室内で膨らませることで、その中空袋部材の浮力によってポンツーンの破損によって水密性が破綻した部位の浮力を維持し、貯蔵液体への沈下を防ぐことができる。これにより、浮屋根の沈下及びそれによる大量の揮発分の漏洩が無く運用を継続でき、万一火災が発生した場合でもシール部のリング状火災に抑えられるために備えられている消火設備での消火が可能であって被害を最小限に抑えることができる。即ち、大規模火災を防ぐことができる共に多大な復旧費用を要することもないものである。

請求項３の発明に係る貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法を用いる浮屋根構造によれば、検知手段によって浮き室内の貯蔵液体の侵入を検知すると、制御装置が供給手段を駆動して対応する浮き室内に備えられた中空袋部材に不活性ガスを供給して膨らませ、中空袋部材の浮力によって貯蔵液体への沈下を防ぐことができる。これにより、浮屋根の沈下及びそれによる大量の揮発分の漏洩が無く運用を継続でき、万一火災が発生した場合でもシール部のリング状火災に抑えられるために備えられている消火設備での消火が可能であって被害を最小限に抑えることができる。即ち、大規模火災を防ぐことができる共に多大な復旧費用を要することもないものである。

請求項４の発明に係る貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法を用いる浮屋根構造によれば浮き室内に不活性ガスを注入して当該浮き室内に不活性ガスを満たした後、中空袋部材を膨らますことで、中空袋部材が膨らむ際の浮き室の内面との接触摩擦に起因する静電放電による発火を防ぐことができる。これにより、浮屋根の沈下及びそれによる大量の揮発分の漏洩が無く運用を継続でき、万一火災が発生した場合でもシール部のリング状火災に抑えられるために備えられている消火設備での消火が可能であって被害を最小限に抑えることができる。即ち、大規模火災を防ぐことができる共に多大な復旧費用を要することもないものである。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明に係る貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法の一例を適用する浮屋根式貯蔵タンクの浮屋根を示し、（Ａ）は部分断面図，（Ｂ）は部分断面斜視図である。

図示貯蔵タンク１の浮屋根１０は、中央部を構成する円盤状のデッキプレート１１の外周にポンツーン２０が設けられて成る、所謂シングルデッキ型の浮屋根である。

ポンツーン２０は、内周側のインナーリム２１と、外周側のアウターリム２２と、下面を形成する下部デッキ２３と、上面を形成する上部デッキ２４とによって、外周側（アウターリム２２側）が厚い不等辺の矩形の断面形状を呈している。

ポンツーン２０の外周部には、アウターリム２２の外面に装着されてタンク側板１Ｓの内面に摺動可能に密着するシール１２Ａとその上側に配設されたウェザーシールド１２Ｂとから成るシール装置１２が設けられている。

ポンツーン２０の内部は、放射状（径方向）配設された複数の区画板部材としての区画板２５によって周方向に水密的に隔絶された複数の浮き室２０Ａに区画されている。

各浮き室２０Ａの上部には、点検用のマンホール２６と、このマンホール２６より小径の挿入口としての挿入管２７が上部デッキ２４を貫通して設けられている。これらマンホール２６及び挿入管２７は、通常時は蓋によって水密的に閉止されているものである。

このように構成された浮屋根１０において、図３（Ａ）に示すように地震に起因するスロッシング等によってポンツーン２０が破損し、その破損部位２０Ｘから浮き室２０Ａの内部に貯蔵液体２が侵入した場合、図２（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ図１と対応する断面図及び部分断面斜視図を示すように、その水密性が破綻した浮き室２０Ａに挿入管２７を介して中空袋状部材としての加圧膨張バック３０を挿置し、その加圧膨張バック３０の内部に挿入管２７から突出させたバルブ３１を介して窒素ガス等の不活性ガスを注入して膨らませる。この加圧膨張バック３０の浮き室２０Ａ内での膨張により、破損部位２０Ｘから侵入した貯蔵液体２は破損部位２０Ｘから押し出され、図３（Ｂ）に示すように浮力を維持して当該浮屋根１０の貯蔵液体２への沈下を防ぐことができるものである。

加圧膨張バック３０は、当該貯蔵タンク１に貯蔵される貯蔵液体２に対して耐浸食性を有する素材（貯蔵液体２が油の場合例えばＮＢＲ等の耐油性のゴム）によって浮き室と略対応する袋状に形成され、バルブ３１を介して内部にガスを注入することで膨らんで浮き室２０Ａ内を満たすようになっている。このような加圧膨張バック３０は、内部の空気が除去されてコンパクトに折り畳まれて浮き室２０Ａに挿置される。

また、浮き室２０Ａ内に挿入管２７を介して加圧膨張バック３０を挿置する際には、予め浮き室２０Ａ内に窒素ガス等の不活性ガスを注入し、貯蔵液体２の揮発ガスをパージする。これによって、加圧膨張バック３０が膨らむ際に浮き室２０Ａの内壁面と擦れて生ずる静電気のスパークで揮発ガスに着火することを防ぐことができる。

加圧膨張バック３０の浮き室２０Ａ内への挿置や不活性ガスによる浮き室２０Ａ内のパージは備えられているマンホール２６を用いて行っても良いが、本構成例のごとく専用の挿入管２７を設けることで必要最小限の開口径とすることができるため、作業効率を向上できてより好ましい。

このように、加圧膨張バック３０によって浮力を維持して浮屋根１０の貯蔵液体２への沈下を防ぐことにより、揮発分の漏洩も少なく抑えられ、万一火災となってもシール機構１２部分のリング状火災に抑えられるためにタンク側板１Ａの上縁部に備えられている消火設備での消火が可能である。また、運用計画の変更を伴う開放・検査・補修といった復旧作業を要すること無く運用を継続することができ、多大な費用と損失を生じさせることがないものである。

尚、本発明は上記構成例に限るものではなく、適宜変更可能なものである。例えば、加圧膨張バック３０をその膨張によって容易に切断し得る支持部材で纏めて予め各浮き室２０Ａ内に設置しておいても良い。そうすれば、挿入管２７を介して加圧膨張バック３０を浮き室２０Ａ内に挿置する手間が省け、作業性が向上し破損時に迅速に対応できる。

更に、図４に示すように、浮き室２０Ａ内に設置された加圧膨張バック３０と不活性ガスの貯蔵タンク４１とを管路４２で接続し、浮き室２０Ａに貯蔵液体２の侵入を検知する検知手段としての検知装置４３を配設すると共に、この検知手段４３による検知情報に基づいて管路４２に介設された制御バルブ４４を開閉制御する制御装置４０を備え、検知手段４３によって浮き室２０Ａ内に貯蔵液体２の侵入が検知されると、その検知情報によって制御装置４１が制御バルブ４４を開いて不活性ガスを加圧膨張バック３０に供給して膨らませるように構成しても良い。これによれば、破損による貯蔵液体２の侵入に自動的に対応することができる。また、制御装置４０を管理棟等から遠隔操作して手動で加圧膨張バック３０を膨らませることも可能となる。この構成では、貯蔵タンク４１と制御バルブ４４が不活性ガスを供給する供給手段である。図中４５はパージガスの管路，４６はその制御バルブであり、この制御バルブ４６は制御バルブ４４と同様に制御装置４０によって制御駆動され、加圧膨張バック３０への不活性ガスの供給に先立って浮き室２０Ａ内の不活性ガスを供給してパージするものである。

図５は、上記と異なる例の浮屋根式貯蔵タンク１′の浮屋根１０′を示し、（Ａ）は部分断面図，（Ｂ）は部分断面斜視図である。尚、上記例と共通する部分には同符号が付してある。

これは、挿入管２７′がポンツーン２０を下面側まで貫通して設けられており、この挿入管２７′を介して折り畳んだ加圧膨張バック３０′をポンツーン２０の下側（当該浮屋根１０′と貯蔵液体２の液面との間）に位置させ、窒素ガス等の不活性ガスを注入して膨らませ、これによって浮力を維持して浮屋根１′の貯蔵液体２への沈下を防ぐものである。加圧膨張バック３０′の配設位置はポンツーン２０の下側に限らず、図中に示すようにデッキプレート１１の下側としても良い。その場合、加圧膨張バック３０′はデッキプレート１１に設けた挿入口２８を介して挿置するが、タンク開放時に当該浮屋根１０′を所定高さに支持するためのルーフサポートを装着するための既設の中空管を利用しても良いものである。

本発明に係る浮屋根式貯蔵タンクの浮屋根を示し、（Ａ）は部分断面図，（Ｂ）は部分断面斜視図である。 （Ａ），（Ｂ）は図１と対応する加圧膨張バックの作用説明図である。 （Ａ），（Ｂ）は浮力維持の説明図である。 異なる構成例の断面図である。 異なる構成例の断面図である。 従来例としての浮屋根式貯蔵タンクの一部断面概念斜視図である。 （Ａ）は図６のＡ部拡大断面図，（Ｂ）は断面斜視図である。 （Ａ）−（Ｃ）はスロッシングによる浮き室の破損によって生ずる浮屋根の沈下の説明図である。

符号の説明

１ 貯蔵タンク（浮屋根式貯蔵タンク）
１１ デッキプレート
１０，１０′ 浮屋根
２０ ポンツーン
２０Ａ 浮き室
２７，２７′ 挿入管（挿入口）
３０ 加圧膨張バック（中空袋部材）
４０ 制御装置
４１ 貯蔵タンク（供給手段）
４３ 検知装置（検知手段）
４４ 制御バルブ（供給手段）

Claims (4)

1. デッキプレートの外周に、内部が放射状に配設された区画板部材によって周方向に隔絶する複数の浮き室に仕切られたポンツーンを備えて成る貯蔵タンクの浮屋根において、
   前記浮き室内に貯蔵液体に対して耐浸食性を有する素材によって形成された中空袋部材を挿置し、前記ポンツーンの破損によって水密性が破綻した部位と対応する浮き室内に不活性ガスを注入して当該浮き室内に不活性ガスを満たした後、不活性ガスの注入によって前記中空袋部材を当該浮き室内で膨らませ、浮力を維持することを特徴とする貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法。
2. 前記中空袋部材を、折り畳んで前記浮き室内に挿置したことを特徴とする請求項１記載の貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法。
3. デッキプレートの外周に、内部が放射状に配設された区画板部材によって周方向に隔絶する複数の浮き室に仕切られたポンツーンを備えて成る貯蔵タンクの浮屋根であって、
   前記浮き室内に貯蔵液体に対して耐浸食性を有する素材によって形成され折り畳んで挿置される中空袋部材と、
   前記中空袋部材に不活性ガスを供給する供給手段と、
   前記浮き室内への貯蔵液体の侵入を検知する検知手段と、
   前記検知手段による貯蔵液体の浸入検知情報に基づいて前記供給手段から前記中空袋部材に不活性ガスを供給して前記中空袋部材を膨らませる制御装置と、
   を備えて構成されていることを特徴とする貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法を用いる浮屋根構造。
4. 前記制御装置を、前記検知手段による貯蔵液体の浸入検知情報に基づいて前記ポンツーンの破損部位に対応する前記浮き室に前記供給手段から不活性ガスを注入して不活性ガスで満たした後、前記中空袋部材を膨らませるよう制御する構成としたことを特徴とする請求項３記載の貯蔵タンクの浮屋根の浮力維持方法を用いる浮屋根構造。

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