JP4263163B2

JP4263163B2 - ガスハイドレートペレット貯蔵装置とその貯蔵方法

Info

Publication number: JP4263163B2
Application number: JP2004343690A
Authority: JP
Inventors: 賢一小野田; 雅博高橋; 日出雄小林; 弘史重満; 春和朝妻; 達也高沖; 一司平井
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Kawasaki Zosen KK; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Kawasaki Zosen KK; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2024-11-29
Also published as: JP2006153121A

Description

本願発明は、天然ガス等のガスハイドレートをペレット化したガスハイドレートペレットを貯蔵するガスハイドレートペレット貯蔵装置と、その貯蔵方法に関する。

従来より、天然ガスを例にすると、天然ガス田（天然ガス採掘地）のある産出地から消費地まで輸送する場合、輸送距離が短い場合にはパイプライン輸送され、輸送距離が長い場合には天然ガスを超低温（マイナス１６２℃）のＬＮＧ（Liquefied Natural Gas：液化天然ガス）として、ＬＮＧ船にて輸送する方法が一般的に行われている。

しかし、天然ガスを超低温のＬＮＧとして運ぶ場合には、その液化設備、輸送設備、再ガス化設備に大規模な初期投資を必要とすることから、現在では非常に大規模な天然ガス田のみしか開発対象とされていないので、世界中に非常に多くの中小規模天然ガス田が未開発の状態で残っている。

一方、近年、天然ガス等のガスハイドレート（以下の説明では、天然ガスハイドレート（Natural Gas Hydrate：「ＮＧＨ」という。）の自己保存効果が公表され、この自己保存効果により、天然ガスをＮＧＨとして輸送・貯蔵する技術が、ＬＮＧでは設備採算的に開発が難しいとされている中小規模天然ガス田を開発できる可能性がある技術として注目されている。

このＮＧＨは、水の分子の作るカゴの中にガスの分子が一つずつ収まっている結晶構造を持っており、例えば、純粋なメタンハイドレートでは、水分子のカゴの中に入るガス分子の占有率を考慮すると、通常、固体のメタンハイドレート１ｍ³ 中の成分は、メタンガス約１５０ｍ³ と水０．７９ｍ³ といわれている。また、このＮＧＨが大気圧下で安定化するのはマイナス８０℃といわれている。

また、ＬＮＧの１ｍ³ は約６００ｍ³ に相当する天然ガスを包含するが、ＮＧＨの場合は固体であるためその貨物充填率によって異なるがＮＧＨ貨物１ｍ³ でＬＮＧの１／４〜１／６に相当する天然ガスを包含しており、比重は、ＬＮＧの０．４２〜０．４７程度に対して、ＮＧＨの見掛け比重は０．６２〜０．９０程度（空隙率３０％〜０％に相当する値）である。

このようなＮＧＨの自己保存効果とは、このＮＧＨがマイナス８０℃よりも高い温度となって溶けたとしても、そのＮＧＨが溶けてできた表面の水が凍結して氷となってＮＧＨを断熱保護する現象であるといわれており、ＮＧＨの状態図によれば、この自己保存効果によって、常圧下の氷点下温度、例えば約マイナス２０℃でもＮＧＨの分解・解離が抑制される、というものである。

そのため、ＮＧＨの場合にはＬＮＧのような超低温の設備を必要としないので、設備面で大幅なコスト削減が可能となり、前記したように中小規模天然ガス田を開発できる可能性がある技術として、近年、注目されている。

この種の従来技術として、天然ガスをペレット化して輸送する船舶の貯蔵タンクを、船体構造とその内側に設けた防熱材とタンク本体とその内側に設けた冷媒管と冷媒管プロテクタとを設けた構造とし、この貯蔵タンクを独立タンクとするとともに、タンク本体の内壁全面に設けた冷媒管プロテクタの内側に張り巡らした冷媒管によって冷却するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、他の従来技術として、ＮＧＨ等を貯蔵する貨物倉の保冷装置として、タンク本体とタンク本体の外側に設けた防熱材との間に空間スペースを設け、この空間スペースを気体冷却して独立タンクの外側全面を冷却するものがある（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００３−６５４９６号公報（第４頁、図４）特開２００３−２８５７９４号公報（第４頁、図２）

ところで、ＮＧＨはガスと水が作る水和物であり、水分子が作るカゴの中にガス分子が閉じ込められたもので、ＮＧＨ重量の約８８%は水分の重量である。このＮＧＨは、外見上は氷のようなものであり、分解するとガスが発生すると共に水あるいは氷ができることになる。この状態変化時の潜熱は下記と言われている。
・ＮＧＨが氷とガスに分解する場合、３６．２ｋｃａｌ／ｋｇｆ
・ＮＧＨが水とガスに分解する場合、１０８．４ｋｃａｌ／ｋｇｆ
このＮＧＨが分解してガスが発生するのは吸熱反応によって生じる。

しかし、ＮＧＨの自己保存効果が安定的に確保できる温度は約マイナス２０℃以下であるため、この温度状態で保持されたＮＧＨが分解すると、氷とガスとになる状態変化が起こることになる。しかも、前記したようにＮＧＨは少しの外部進入熱によって氷とガスに分解されるので、安定した保存状態のＮＧＨに対して外部進入熱があると多くのＮＧＨが分解され、ガスの発生と共に大量の氷が発生することになる。

また、前述したＬＮＧの場合には外部進入熱によってガスに状態変化しても設備の燃料源として使用することができるが、ＮＧＨの場合には外部進入熱によってガスと氷となるので、ガスを燃料源として使用したとしても氷が貯蔵タンク内に残り、その後のＮＧＨのハンドリングに悪影響を及ぼす場合がある。

そのため、ＮＧＨの貯蔵タンクの場合には、可能な限り外部からの進入熱を防止して、氷が発生しないようにする必要がある。

一方、図７のガスハイドレートペレットを貯蔵する例を示す模式図のように、天然ガス田１００のある生産地に設けられたＮＧＨ製造設備１０１を積荷地とし、その天然ガスの消費地に設けられた再ガス化設備１０２を揚荷地とした場合、例えば、積荷地におけるＮＧＨ製造設備１０１のＮＧＨ製造装置１０３で製造したＮＧＨペレットを貯蔵するＮＧＨ貯蔵タンク１０４や、ＮＧＨ輸送船１０５のＮＧＨ貯蔵タンク１０６、また、揚荷地における再ガス化設備１０２のＮＧＨ貯蔵タンク１０７等、積荷地と揚荷地とそれらの間の輸送中においてＮＧＨを安定した状態で貯蔵する必要があり、これらの貯蔵タンクにおいてＮＧＨペレットを安定した状態で貯蔵できるようにする必要がある。

しかも、ＮＧＨ貨物１ｍ³ 当りの天然ガス包含量はその貨物充填率にもよるが前述のようにＬＮＧの１／４〜１／６倍程度となるため、ＬＮＧと同程度に相当する天然ガスをＮＧＨ化して貯蔵しようとすれば、ＮＧＨ貯蔵タンクはＬＮＧ貯蔵タンクよりも必然的に大きな容積が必要となるが、ＮＧＨ貯蔵タンクはできるだけコンパクトなタンクが好ましい。特に、ＮＧＨを船舶輸送する場合には、船体の大きさ制限等から貯蔵タンクの大きさが制限されるので、安定して外部進入熱を防止できるコンパクトな貯蔵タンクが好ましい。

なお、前記特許文献１の場合、タンク内壁全面に渡って、冷媒管及び冷媒管のプロテクタを張り巡らす必要があるとともに、貯蔵タンク設備を船体構造と防熱材とタンク本体と冷媒管とプロテクタ設備とで構成した５重構造と大掛かりなものとなり、多くの費用と労力を要する。

また、前記特許文献２の場合、タンク本体と防熱材との間に空間スペースを必要とするので、タンク容積を大きくしたい場合には必然的に全体が大きくなって多くの製作費用を要する。

そこで、本願発明は、ＮＧＨペレットを安定した状態で貯蔵できるコンパクトな貯蔵装置とその貯蔵方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本願発明のガスハイドレートペレット貯蔵装置は、タンク本体の内面に防水性を備えた防熱層を形成し、該タンク本体の上部に該タンク本体内に貯蔵したガスハイドレートペレットを安定した状態に保つ温度の冷却液体を供給する液供給ラインを設け、該タンク本体の下部に前記液供給ラインから供給してガスハイドレートペレットを対流冷却した冷却液体を排出する液排出ラインを設け、該液排出ラインを、タンク本体下面側に網目状膜を設けた液体戻り入口管と、該液体戻り入口管に入った冷却液体が上昇する上端がタンク内に開放した戻り立上り管と、該戻り立上り管の前記タンク本体に供給する冷却液体の液面よりも低い所定位置から該戻り立上り管内の冷却液体を排出する戻りオーバーフロー管とで構成している。これにより、貯蔵したガスハイドレートペレット間の空隙を流れる冷却液体の対流冷却によってガスハイドレートペレットを冷却することができ、貯蔵タンク内でガスハイドレートペレットを安定した状態で貯蔵することができる。しかも、タンク本体内に所定量の冷却液体を残しながらタンク本体下部から冷却液体を排出することができる。

また、タンク本体の底面を構造体と所定の空間を設けて支持し、該タンク本体の底面を除く内面に防水性を備えた防熱層を形成し、該タンク本体を支持する構造体の内面に防熱材を設け、前記タンク本体の上部に該タンク本体内に貯蔵したガスハイドレートペレットを安定した状態に保つ温度の冷却液体を供給する液供給ラインを設けるとともに、該タンク本体の下部に前記液供給ラインから供給してガスハイドレートペレットを対流冷却した冷却液体を排出する液排出ラインを設け、前記タンク本体の底面と構造体との間の空間に冷却気体を供給する気体冷却ラインを設けてもよい。この明細書及び特許請求の範囲の書類中で「冷却気体」とは、ＮＧＨペレット１を安定した状態で貯蔵できる温度に冷却された気体であり、安定した状態が崩れると可燃性ガスを生じるＮＧＨペレットの場合には不活性ガスを用いるのが好ましい。

さらに、このガスハイドレートペレット貯蔵装置において、前記液排出ラインを、タンク本体下面側に網目状膜を設けた液体戻り入口管と、該液体戻り入口管に入った冷却液体が上昇する上端がタンク内に開放した戻り立上り管と、該戻り立上り管の前記タンク本体に供給する冷却液体の液面よりも低い所定位置から該戻り立上り管内の冷却液体を排出する戻りオーバーフロー管とで構成すれば、タンク本体内に所定量の冷却液体を残しながらタンク本体下部から冷却液体を排出することができる。

また、これらのガスハイドレートペレット貯蔵装置において、前記戻りオーバーフロー管を設ける所定位置を、該戻りオーバーフロー管の位置における冷却液体にタンク本体内の冷却液体液面差から冷却液体に応じた液圧が作用する位置に設定すれば、冷却液体の性状（密度、比重、粘性等）に応じてタンク本体内から安定した冷却液体の排出ができる。

さらに、これらのいずれかのガスハイドレートペレット貯蔵装置において、前記タンク本体に供給する液体を貯蔵する液体タンクと、該液体タンク内の液体を供給するポンプと、該供給する液体をＮＧＨペレットを安定して貯蔵できる温度に冷却する冷却器とを設け、該冷却器で冷却した冷却液体を前記タンク本体に供給するとともに、該タンク本体から排出された冷却液体を前記液体タンクに戻して冷却液体を循環させるように構成すれば、冷却液体を効率良く冷却して循環利用することができる。

一方、本願発明のガスハイドレートペレット貯蔵方法は、底面と構造体との間に空間を設けて支持したタンク本体の底面を除く周囲を防熱して該タンク本体内にガスハイドレートペレットを貯蔵し、該貯蔵したガスハイドレートペレットを安定した状態に保つ温度の冷却液体をタンク本体の上部から供給し、該タンク本体内に供給した冷却液体でタンク本体内のガスハイドレートペレットに浮力を生じさせるとともに、該タンク本体の下部から冷却液体を排出することにより冷却液体の対流冷却でガスハイドレートペレットを冷却し、前記タンク本体の底面と構造体との間の空間に冷却気体を供給してタンク下面を冷却するようにしている。

また、他の方法として、前記タンク本体の下部から排出した冷却液体を貯蔵し、該貯蔵した冷却液体をガスハイドレートペレットを安定した状態に保つ温度に冷却してタンク本体の上部から供給することにより冷却液体を循環させてもよい。

本願発明は、以上説明したような手段により、貯蔵タンクをコンパクトに構成できるとともに、ガスハイドレートペレットを貯蔵タンク内で安定した状態で貯蔵することが可能となる。

以下、本願発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、全て前述した図７に示す積荷地におけるＮＧＨ製造設備１０１のＮＧＨ貯蔵タンク１０４、ＮＧＨ輸送船１０５のＮＧＨ貯蔵タンク１０６、及び揚荷地における再ガス化設備１０２のＮＧＨ貯蔵タンク１０７等に適用可能である。

図１は本願発明の第１実施形態に係るガスハイドレートペレット貯蔵装置を示す構成図であり、図２は図１に示すII−II断面図、図３は図１に示すガスハイドレート貯蔵タンクの壁部拡大断面図である。

図１，２に示すように、この実施形態では、ペレット化したＮＧＨペレット１を貯蔵するためのＮＧＨ貯蔵タンク２が２基設けられており、構造体３の内部に固定されている。このＮＧＨ貯蔵タンク２に貯蔵されるＮＧＨペレット１としては、例えば、５〜５０ｍｍ程度の粒径に形成されたものが貯蔵される。

図３に示すように、このＮＧＨ貯蔵タンク２は、外側のタンク本体４と、その内側に設けられた防熱材５と、この防熱材５の内側に設けられた防水性を備えた膜体６とからなる３重構造で形成されている。この膜体６によって防熱材５の内側に防水性を持たせている。この実施形態では、防熱層が、防熱材５と、この防熱材５の内面に設けた防水性を備えた膜体６とから構成されている。この防熱層は、他の構成によって形成してもよい。

タンク本体４は、鋼材によって形成された容器であり、防熱材５は、グラスウールやロックウール、ポリウレタン等の樹脂で形成されたもの等が用いられる。また、膜体６としては、ＮＧＨペレット１を安定した状態で貯蔵できる温度で防水性を備えている材料が用いられ、例えば、プラスチック材や薄板の鋼材等が用いられる。この実施形態では、この膜体６によって防熱材５の内側に防水性を具備させている。これらは使用条件等に応じて適宜選択すればよい。

図１，２に示すように、ＮＧＨ貯蔵タンク２は、底面が図１に示すように中央部に向けて傾斜して形成されている。このＮＧＨ貯蔵タンク２の底板７と構造体３の底板８との間は、所定の空間Ｓを設けて複数の支持部材９により連結されている。また、図では省略しているが、ＮＧＨ貯蔵タンク２の底板７の下面中央部には、貯蔵されたＮＧＨペレット１を排出するためのＮＧＨ輸送配管が設けられている。図２に示すように、このＮＧＨ輸送配管３３は構造体３とＮＧＨ貯蔵タンク２との間の空間Ｓを通っている。

このＮＧＨ貯蔵タンク２の上部には、ＮＧＨペレット１を安定した状態で貯蔵できる温度（例えば、マイナス２０℃）よりも低い温度に冷却された冷却液体１０を供給するスプレーライン１１が設けられている。このスプレーライン１１が、液供給ラインである。このスプレーライン１１には、ＮＧＨ貯蔵タンク２内の全体に冷却液体１０を散布するように複数のスプレーノズル１２が設けられており、これらのスプレーノズル１２によって冷却液体１０がタンク内のＮＧＨペレット１にほぼ均等に散布される。

一方、このスプレーノズル１２からＮＧＨ貯蔵タンク２内に散布する冷却液体１０を貯蔵する液体タンク１３が設けられている。この液体タンク１３と前記スプレーノズル１２とは、前記スプレーライン１１によって連結されている。このスプレーライン１１には、液体タンク１３に貯蔵された冷却液体１０をＮＧＨ貯蔵タンク２に供給するスプレーポンプ１４と、このスプレーポンプ１４によって吐出する冷却液体１０をＮＧＨを安定した状態に保つ温度に冷却する冷却器１５とが設けられている。

この冷却液体１０としては、マイナス２０℃前後で液体の状態を保つ、ナフサや航空機用ケロシン、灯油等が好ましく、軽油やジメチルエーテル等も用いることができる。しかも、これらの冷却液体１０は、ＮＧＨペレット１をスラリー化して移送するスラリー媒体として用いることができるので、このスラリー媒体を冷却液体１０として利用することにより、例えば、図７に示すようにＮＧＨ輸送船１０５で輸送する場合、積荷地でスラリー化したＮＧＨペレット１をＮＧＨ貯蔵タンク２へ積込んだ後にそのスラリー媒体を循環させて冷却し、揚荷地で循環させているスラリー媒体を利用してＮＧＨペレット１をスラリー化して荷揚げすることができ、ＮＧＨペレット１の移送に要する媒体を有効利用してＮＧＨペレット１を安定した状態に保つことができる。

また、ＮＧＨ貯蔵タンク２の下部には、ＮＧＨ貯蔵タンク２内の冷却液体１０を排出する液体戻り管１６が設けられている。この液体戻り管１６は、図３に示すように、下面に網目状膜１７が設けられた液体戻り入口管１８と、この液体戻り入口管１８に入った冷却液体１０が上昇する戻り立上り管１９とで構成されている。戻り立上り管１９は、タンク２の外部に設けてもよい。

この液体戻り入口管１８は、図１，２に示すように、この実施形態では環状に形成してタンク内の全周から冷却液体１０が入るようにしているが、この液体戻り入口管１８は複数の戻り立上り管１９を連結したものや１本毎の戻り立上り管１９に対応して設けたものであってもよく、この実施形態に限定されるものではない。

図３に示すように、前記戻り立上り管１９は上端がタンク内に開放しており、所定位置に戻りオーバーフロー管２０が設けられている。この戻りオーバーフロー管２０を設ける所定位置としては、ＮＧＨ貯蔵タンク２内に貯蔵したＮＧＨペレット１のほぼ上端まで供給される冷却液体１０の液面差によって作用する液圧（ヘッド圧）により、戻り立上り管１６内を上昇してきた冷却液体１０が戻りオーバーフロー管２０に排出されるような高さｈに設定される。この高さｈとしては、冷却液体１０の性状等に応じて設定され、この液圧を作用させることにより、ＮＧＨ貯蔵タンク２内に貯蔵したＮＧＨペレット１に所定の浮力を作用させながら、ＮＧＨ貯蔵タンク２から一定量の冷却液体１０を排出するための動力を不要とすることができる。

さらに、図１，２に示すように、この戻りオーバーフロー管２０から排出された冷却液体１０を前記液体タンク１３に戻す戻り傾斜管２１が設けられており、この戻り傾斜管２１に流れ出た冷却液体１０が液体タンク１３に戻される。これら戻り傾斜管２１とオーバーフロー管２０と前記液体戻り管１６とによって液排出ラインが形成されている。

なお、図1に示すように、ＮＧＨ貯蔵タンク２と液体タンク１３との配置関係によって戻り傾斜管２１の傾斜角度αを十分に確保できない場合には、図の下側に二点鎖線で囲んだように、戻り傾斜管２１に十分な傾斜角度αを持たせた位置に戻り中間タンク２２を設け、この戻り中間タンク２２と液体タンク１３との間を移送配管２３で連結し、この移送配管２３に液体移送ポンプ２４を設けて冷却液体１０を強制的に液体タンク１３へ戻すようにすればよい。この戻り中間タンク２２を設けるか否かは設置条件等に応じて決定すればよく、どちらか一方の構成を設ければよい。

このようにして、液体タンク１３内の冷却液体１０を冷却器１５で所定温度に冷却してＮＧＨ貯蔵タンク２の上部から供給し、この冷却液体１０をＮＧＨペレット１の間の空隙（例えば、数十％）に流して対流循環させ、下部から排出して液体タンク１３に戻して循環させることにより、ＮＧＨペレット１を安定した状態に保ちつつ冷却液体１０を効率良く使用している。

以上のように構成されたガスハイドレートペレット貯蔵装置２５によれば、ＮＧＨ貯蔵タンク２内に所定量のＮＧＨペレット１を貯蔵し、そのＮＧＨ貯蔵タンク２の上部からＮＧＨペレット１に向けて冷却液体１０をスプレーする。スプレーした冷却液体１０はＮＧＨ貯蔵タンク２内に所定量溜められる。この冷却液体１０を溜める量としては、貯蔵しているＮＧＨペレット１に浮力が作用するような量が好ましく、貯蔵しているＮＧＨペレット１のほぼ上端部まで溜められる。

このＮＧＨ貯蔵タンク２内に供給された冷却液体１０は、そのタンク内液面と液体戻り管１６の戻りオーバーフロー管２０位置との液面差によって作用する液圧によってＮＧＨ貯蔵タンク２の下部に設けられた液体戻り入口管１８の網目状膜１７から入って戻り立上り管１９内を上昇する。そして、この立上り管１９の所定位置に設けられた戻りオーバーフロー管２０へと流れ出て、戻り傾斜管２１から液体タンク１３へと戻される。この液体タンク１３に戻された冷却液体１０は、スプレーポンプ１４を介して冷却器１５で所定温度まで冷却されてＮＧＨ貯蔵タンク２に再度供給され、その後は循環使用される。

なお、このように冷却液体１０を循環させることにより、ＮＧＨ貯蔵タンク２から排出されて液体タンク１３に戻る冷却液体１０はある程度低い温度であるので、この冷却液体１０を再度冷却器１５で所定温度まで冷却するための効率を向上させることができる。

したがって、このガスハイドレートペレット貯蔵装置２５によれば、貯蔵されたＮＧＨペレット１の空隙を通過させる冷却液体１０によってＮＧＨペレット１の周囲と上部とが循環冷却され、タンク下面は防熱材５によって防熱されているので、ＮＧＨ貯蔵タンク２内への外部進入熱を防いでＮＧＨペレット１を安定状態の温度に保つことができる。

その上、ＮＧＨ貯蔵タンク２内の設備が簡単であるとともに、タンク貯蔵容積割合を大きく取ってコンパクトなＮＧＨ貯蔵タンク２を形成することができる。

また、ＮＧＨ貯蔵タンク２に貯蔵したＮＧＨペレット１に浮力を作用させているので、貯蔵しているＮＧＨペレット１の圧着・凝着を防止することができ、ＮＧＨ貯蔵タンク２からＮＧＨペレット１を排出する場合に安定したハンドリングを行うことができる。

図４は本願発明の第２実施形態に係るガスハイドレートペレット貯蔵装置を示す構成図であり、図５は図４に示すＶ−Ｖ断面図、図６は図４に示すVI−VI断面図である。この第２実施形態は、ＮＧＨ貯蔵タンク２の下面を気体冷却する例である。なお、ＮＧＨ貯蔵タンク２の下面を気体冷却する構成以外は前述した第１実施形態と同一であるため、同一の構成には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図４，５に示すように、この第２実施形態のＮＧＨ貯蔵タンク２は、前述した第１実施形態におけるタンク本体４の下面に設けられていた防熱材５を構造体３の底板８内面に設け、この構造体３の底板８とタンク本体４の底板７との間の空間Ｓを気体冷却用の循環通路２７として形成している。この循環通路２７は、タンク本体４の底板７と構造体３の底板８とを連結する複数の支持部材９で空間Ｓが仕切られたものであり、これによって底板７，８の間の空間Ｓを、タンク本体４を底板側から冷却する冷却気体２６の循環通路２７としたものである。

図６に示すように、冷却気体２６の循環通路２７は、タンク本体４の底板７と構造体３の底板８との間を連結する支持部材９によって仕切られた各区画毎に冷却気体２６を通過させることができるように構成されている。

図示するように、気体冷却・送風ユニット２８によってＮＧＨペレット１を安定した状態で保存できる所定温度に冷却された冷却気体２６が各ＮＧＨ貯蔵タンク２の図示する下側に設けられた供給通路２９の供給口３０から循環通路２７に供給され、上側に設けられた還流通路３１の排出口３２から排出され、排出された冷却気体２６は前記気体冷却・送風ユニット２８によって再度冷却されて循環するように構成されている。この構成が気体冷却ラインであり、これによってタンク本体４の下面は冷却気体２６で冷却されている。

また、このようにしてタンク本体４と構造体３との間の空間Ｓを冷却気体２６で冷却することにより、この空間Ｓに設けられるＮＧＨ輸送配管３３等に防熱処理を施さなくてよくなる。

以上のように構成されたガスハイドレートペレット貯蔵装置３４によれば、前述した第１実施形態と同様に、ＮＧＨ貯蔵タンク２内に所定量のＮＧＨペレット１を貯蔵し、そのＮＧＨ貯蔵タンク２の上部からＮＧＨペレット１に向けて冷却液体１０をスプレーする。このスプレーした冷却液体１０はＮＧＨ貯蔵タンク２内に所定量溜められる。この冷却液体１０を溜める量としては、貯蔵しているＮＧＨペレット１に浮力が作用するような量が好ましく、貯蔵しているＮＧＨペレット１のほぼ上端部まで溜められる。

このＮＧＨ貯蔵タンク２内に供給された冷却液体１０は、そのタンク内液面と液体戻り管１６の戻りオーバーフロー管２０位置との液面差によって作用する液圧によってＮＧＨ貯蔵タンク２の下部に設けられた液体戻り入口管１８の網目状膜１７から入って戻り立上り管１９内を上昇する。そして、この立上り管１９の所定位置に設けられた戻りオーバーフロー管２０へと流れ出て、戻り傾斜管２１から液体タンク１３へと戻される。この液体タンク１３に戻された冷却液体１０は、スプレーポンプ１４を介して冷却器１５で所定温度まで冷却されてＮＧＨ貯蔵タンク２に再度供給され、その後は循環使用される。また、ＮＧＨ貯蔵タンク２の下面においては、循環させた冷却気体２６によって安定して冷却される。

なお、この第２実施形態の場合も前述した第１実施形態と同様に、冷却液体１０を循環させることにより、ＮＧＨ貯蔵タンク２から排出されて液体タンク１３に戻るある程度低い温度冷却液体１０を冷却器１５で所定温度まで冷却するための効率を向上させることができるとともに、循環させる冷却気体２６もある程度低い温度で循環させるので冷却するための効率向上を図ることができる。

したがって、このガスハイドレートペレット貯蔵装置３４によれば、貯蔵されたＮＧＨペレット１の空隙を通過させる冷却液体１０によってＮＧＨペレット１の周囲と上部とが循環冷却され、また、タンク下面は冷却気体２６て冷却されているので、ＮＧＨ貯蔵タンク２内への外部進入熱を防いでＮＧＨペレット１を安定状態の温度に保つことができる。しかも、このガスハイドレートペレット貯蔵装置３４によれば、ＮＧＨ貯蔵タンク２の下部の空間Ｓに設けられるＮＧＨ輸送配管３３等に防熱材を設ける必要がなくなる。

その上、この実施形態の場合も、ＮＧＨ貯蔵タンク２内の設備が簡単であるとともに、タンク貯蔵容積割合を大きく取ってコンパクトなＮＧＨ貯蔵タンク２を形成することができる。

なお、前述した実施形態ではいずれも２個のＮＧＨ貯蔵タンク２を例に説明したが、ＮＧＨ貯蔵タンク２の個数は前述した実施形態に限定されるものではない。

また、前述した説明ではＮＧＨペレット１を安定した状態で保存できる温度としてマイナス２０℃を例示しているが、この温度は一例であり、ＮＧＨペレット１が分離することなく安定した状態を維持できる温度であればよく、前述した温度に限定されるものではない。

さらに、前述した実施形態は一例を示しており、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本願発明は前述した実施形態に限定されるものではない。

本願発明に係るガスハイドレートペレット貯蔵装置は、ガスハイドレートペレットを、ガス生産元におけるＮＧＨ製造設備やガス生産元からガス消費地まで海上輸送するＮＧＨ輸送船、及びガス消費地における再ガス化設備においてＮＧＨを貯蔵する場合等に利用できる。

本願発明の第１実施形態に係るガスハイドレートペレット貯蔵装置を示す構成図である。図１に示すII−II断面図である。図１に示すガスハイドレート貯蔵タンクの壁部拡大断面図である。本願発明の第２実施形態に係るガスハイドレートペレット貯蔵装置を示す構成図である。図４に示すＶ−Ｖ断面図である。図４に示すVI−VI断面図である。ガスハイドレートペレットを貯蔵する例を示す模式図である。

符号の説明

１…ＮＧＨペレット
２…ＮＧＨ貯蔵タンク
３…構造体
４…タンク本体
５…防熱材
６…膜体
７…底板
８…底板
９…支持部材
１０…冷却液体
１１…スプレーライン
１２…スプレーノズル
１３…液体タンク
１４…スプレーポンプ
１５…冷却器
１６…液体戻り管
１７…網目状膜
１８…液体戻り入口管
１９…戻り立上り管
２０…戻りオーバーフロー管
２１…戻り傾斜管
２２…戻り中間タンク
２３…移送配管
２４…液体移送ポンプ
２５…ガスハイドレートペレット貯蔵装置
２６…冷却気体
２７…循環通路
２８…気体冷却・送風ユニット
２９…供給通路
３０…供給口
３１…還流通路
３２…排出口
３３…ＮＧＨ輸送配管
３４…ガスハイドレートペレット貯蔵装置

Claims

タンク本体の内面に防水性を備えた防熱層を形成し、該タンク本体の上部に該タンク本体内に貯蔵したガスハイドレートペレットを安定した状態に保つ温度の冷却液体を供給する液供給ラインを設け、該タンク本体の下部に前記液供給ラインから供給してガスハイドレートペレットを対流冷却した冷却液体を排出する液排出ラインを設け、該液排出ラインを、タンク本体下面側に網目状膜を設けた液体戻り入口管と、該液体戻り入口管に入った冷却液体が上昇する上端がタンク内に開放した戻り立上り管と、該戻り立上り管の前記タンク本体に供給する冷却液体の液面よりも低い所定位置から該戻り立上り管内の冷却液体を排出する戻りオーバーフロー管とで構成したガスハイドレートペレット貯蔵装置。
タンク本体の底面を構造体と所定の空間を設けて支持し、該タンク本体の底面を除く内面に防水性を備えた防熱層を形成し、該タンク本体を支持する構造体の内面に防熱材を設け、前記タンク本体の上部に該タンク本体内に貯蔵したガスハイドレートペレットを安定した状態に保つ温度の冷却液体を供給する液供給ラインを設けるとともに、該タンク本体の下部に前記液供給ラインから供給してガスハイドレートペレットを対流冷却した冷却液体を排出する液排出ラインを設け、前記タンク本体の底面と構造体との間の空間に冷却気体を供給する気体冷却ラインを設けたガスハイドレートペレット貯蔵装置。
請求項２記載のガスハイドレートペレット貯蔵装置において、
前記液排出ラインを、タンク本体下面側に網目状膜を設けた液体戻り入口管と、該液体戻り入口管に入った冷却液体が上昇する上端がタンク内に開放した戻り立上り管と、該戻り立上り管の前記タンク本体に供給する冷却液体の液面よりも低い所定位置から該戻り立上り管内の冷却液体を排出する戻りオーバーフロー管とで構成したガスハイドレートペレット貯蔵装置。
請求項１又は３記載のガスハイドレートペレット貯蔵装置において、
前記戻りオーバーフロー管を設ける所定位置を、該戻りオーバーフロー管の位置における冷却液体にタンク本体内の冷却液体液面差から冷却液体に応じた液圧が作用する位置に設定したガスハイドレートペレット貯蔵装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスハイドレートペレット貯蔵装置において、
前記タンク本体に供給する液体を貯蔵する液体タンクと、該液体タンク内の液体を供給するポンプと、該供給する液体をＮＧＨペレットを安定して貯蔵できる温度に冷却する冷却器とを設け、該冷却器で冷却した冷却液体を前記タンク本体に供給するとともに、該タンク本体から排出された冷却液体を前記液体タンクに戻して冷却液体を循環させるように構成したガスハイドレートペレット貯蔵装置。
底面と構造体との間に空間を設けて支持したタンク本体の底面を除く周囲を防熱して該タンク本体内にガスハイドレートペレットを貯蔵し、該貯蔵したガスハイドレートペレットを安定した状態に保つ温度の冷却液体をタンク本体の上部から供給し、該タンク本体内に供給した冷却液体でタンク本体内のガスハイドレートペレットに浮力を生じさせるとともに、該タンク本体の下部から冷却液体を排出することにより冷却液体の対流冷却でガスハイドレートペレットを冷却し、前記タンク本体の底面と構造体との間の空間に冷却気体を供給してタンク下面を冷却するようにしたガスハイドレートペレット貯蔵方法。
請求項６記載のガスハイドレートペレット貯蔵方法において、
前記タンク本体の下部から排出した冷却液体を貯蔵し、該貯蔵した冷却液体をガスハイドレートペレットを安定した状態に保つ温度に冷却してタンク本体の上部から供給することにより冷却液体を循環させるようにしたガスハイドレートペレット貯蔵方法。