JP4355596B2

JP4355596B2 - ガスハイドレート輸送船及び該ガスハイドレート輸送船の荷役方法

Info

Publication number: JP4355596B2
Application number: JP2004072090A
Authority: JP
Inventors: 達也高沖; 一司平井; 操亀井
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2024-03-15
Also published as: JP2005255076A

Description

本発明は、ガスハイドレートを熱分解するガス化装置を船内に備えたガスハイドレート輸送船および船内のガスハイドレートを熱分解して荷役するガスハイドレート輸送船の荷役方法に関するものである。

従来は、天然ガスを−１６２℃の極低温に冷却してＬＮＧ（液化天然ガス）を製造し、このＬＮＧをＬＮＧ船で輸送していた。

ところが、ＬＮＧ製造設備は、設備コストが高いため、長期間にわたって天然ガスの生産が可能な大型ガス田でなければ採算が成り立たないなどの課題が多いことから、近年、天然ガスをガスハイドレート（ＮＧＨ）化し、効率よく貯蔵および輸送する研究が行なわれている。

その成果の１つとして、天然ガスの積荷地において、輸送船上にて天然ガスをガスハイドレート化し、続いて、このガスハイドレートをペレットに造粒加工して貨物倉に積み込み、荷揚げ地では、ペレットにしたガスハイドレートを熱分解によってガス化して荷揚げする天然ガス輸送方法および天然ガス輸送船が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−６５４９６号公報（第５−６頁、図７）

しかしながら、特許文献１に記載された発明は、荷揚げ地において、ペレット状のガスハイドレートを熱分解して荷揚げする際に、貨物倉の内側に設けた伝熱管にホットガスを供給してガス化させているが、この伝熱管加熱方式は、伝熱管に直接接触している接触部分から熱分解するため、分解速度が極めて遅く、ガスハイドレートの荷揚げに支障を来すという問題がある。

また、この伝熱管加熱方式は、上記のように、ガスハイドレートが局所的な熱分解を起すことから、高さ２０ｍ前後の貨物倉内に貯蔵されている積層状のガスハイドレートが貨物倉内をずり落ち、伝熱管の内側に設けられている伝熱管プロテクタを損傷させる恐れがある。また、ガスハイドレート層の脱落により、伝熱管プロテクタや伝熱管の破損、若しくは、船体の不均衡な傾きを起こし、荷揚げに支障を来す恐れがある。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、荷揚げ地において、ペレット状のガスハイドレートのみならず、粉体状やスラリー状のガスハイドレートなども速やかに、かつ、安全にガス化（熱分解）し得るガスハイドレート輸送船及び該ガスハイドレート輸送船の荷役方法を提供することにある。

上記の課題を達成するため、本発明は、次のように構成されている。

即ち、請求項１に記載の発明は、船倉内に注水管を設け、ガスハイドレートの荷揚げ時に、前記注水管より船倉内に温水を注入し、該温水とガスハイドレートとを直接接触させてガスハイドレートを熱分解させるガスハイドレート輸送船において、前記注水管に接続する給水管に制御弁を設け、該制御弁を制御して船倉内のガス圧を船倉の許容圧力の範疇に抑えることを特徴とするガスハイドレート輸送船である。

請求項２に記載の発明は、ガスハイドレートの荷揚げ時に、船倉内に設けた注水管より船倉内に温水を注入し、該温水とガスハイドレートとを直接接触させてガスハイドレートを熱分解させるガスハイドレート輸送船の荷役方法において、前記注水管に接続している給水管に設けた制御弁を制御して船倉内のガス圧を船倉の許容圧力の範疇に抑えることを特徴とするガスハイドレート輸送船の荷役方法である。

請求項３に記載の発明は、ガスハイドレートの熱分解によって生じた融解水と温水との混合水をバラスト水としてバラストタンクに貯蔵することを特徴とする請求項２記載のガスハイドレート輸送船の荷役方法である。

（１）上記のように、請求項１に記載のガスハイドレート輸送船は、船倉内にガスハイドレートを搭載して運搬するガスハイドレート輸送船において、前記船倉内に注水管を設け、ガスハイドレートの荷揚げ時に、前記注水管より船倉内に温水を注入し、該温水とガスハイドレートとを直接接触させてガスハイドレートを熱分解するため、従来の伝熱管加熱方式に比べて、ペレット状のガスハイドレートのみならず、粉体状やスラリー状のガスハイドレートなども速やかに熱分解する。このため、ガスハイドレート輸送船が長期にわたって荷揚げバースを占有することもなく、ガスハイドレートの荷揚げに支障を来すということもない。

また、この発明は、船倉の底部に設けた注水管からガスハイドレート層の底部に向かって温水を噴射し、ガスハイドレート層の底部からほぼ均一に熱分解させるため、船体が不均衡な傾きを起こす恐れがない。

（２）請求項２に記載の発明は、前記注水管に接続する給水管に制御弁を設け、該制御弁を制御して船倉内のガス圧を船倉の許容圧力の範疇に抑えるため、船倉を必要以上に頑丈にする必要がなく、経済的である。この際、船倉より排除するガス量を制御することも考えられるが、陸上側の発電設備の供給ガス量が変動して発電に不都合が生ずる。

（３）請求項３に記載の発明は、前記船倉に排水ポンプを設け、ガスハイドレートの熱分解によって生じた融解水と温水との混合水を船倉外に排出するため、温水の供給が確保され、所定ガス発生量に支障を来すことがない。

（４）請求項４に記載の発明は、船倉内にガスハイドレートを搭載して運搬するガスハイドレート輸送船において、ガスハイドレートの荷揚げ時に、前記船倉に設けた注水管より船倉内に温水を注入し、該温水とガスハイドレートとを直接接触させてガスハイドレートを熱分解するため、上記（１）項に記載した効果と同様の効果を期待することができる。

（５）請求項５に記載の発明は、前記注水管に接続している給水管に設けた制御弁を制御して船倉内のガス圧を船倉の許容圧力の範疇に抑えるため、上記（２）項に記載した効果と同様の効果を期待することができる。

（６）請求項６に記載の発明は、前記船倉に設けた排水ポンプを稼働し、ガスハイドレートの熱分解によって生じた融解水と温水との混合水を船倉外に排出するため、上記（３）項に記載した効果と同様の効果を期待することができる。

ここで、前記温水としては、海水や、荷揚げ地の温排水を利用することが経済的である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、ガスハイドレート輸送船で運搬したガスハイドレートを船倉内でガス化（熱分解）して陸上の発電設備等に荷揚げする天然ガス荷揚げ作業の説明図である。

図１において、１は、本発明に係るガスハイドレート輸送船であり、船長方向に複数のハッチカバー２を備え、その下方は、船倉（図示せず）になっている。

ここで、各船倉は、例えば、高さ約２０ｍ、幅約３６ｍ、長さ約４０ｍに設計され、ガスハイドレート輸送船自体も、例えば、排水量約１０万トンに設計されている。その上、このガスハイドレート輸送船１は、荷揚げバージ３に係留され、例えば、発電量約４０万ｋＷの陸上の発電設備４に対し、船倉内のペレット状のガスハイドレートを約７日でガス化（熱分解）して荷揚げするように設計されている。

上記船倉５は、図２に示すように、それぞれ独立しており、各底部６には、海水や温排水などの温水を注水するための注水管７が一面に敷設されている。そして、この注水管７には、温水を噴出するための噴出孔８が多数設けられている。この注水管７は、数組の群に分割し、注水ムラを防止することが望ましい。更に、この注水管７の下方には、保温材９が敷設され、外熱の浸入を防止するようになっている。図中、符合１０は、船体であり、船底および船側は、それぞれ、２重構造になっている。

上記船倉５は、図３に示すように、船倉内のガス圧を検出する圧力計１１を備え、船倉５内のガス圧が船倉の許容圧力の範疇になるように制御装置１２を介して制御弁１３を制御するようになっている。

この制御弁１３は、既に説明した船倉５内の注水管７に接続する給水管１４に設けられている。この給水管１４には、更に、給水ポンプ１５が設けられている。船倉５内のガス圧は、船倉の許容圧力の９５％〜１１０％の範囲が望ましい。

更に、上記船倉５には、排水ポンプ１６を設け、船倉５の底部に設けた排水溝１７の水を船倉外に排出するようになっている。この船倉５内の水は、バラスト水として、図示しないバラストタンクに貯蔵してもよい。また、船倉５内の水は、ガスハイドレートをガス化（熱分解）した際に生じた低温の融解水と、ガスハイドレートを融解させるための温水との混合水であり、比較的低温であるから冷熱として利用することも考えられる。

更に、上記船倉５には、ブロワ１８を備えたガス送出管１９を設けている。天然ガスの荷揚げ時に、このガス送出管１９に接続する高圧ガス管２０には、コンプレッサ２１を設け、天然ガスを所定圧（例えば、３０〜５０ｋｇ／ｃｍ²程度）に加圧するようになっている。

また、図２に示すように、角錐型のハッチカバー２の尖端には、ペレット状のガスハイドレートを積荷するための積荷口２２を設けている。また、この積荷口２２の横手には、船首尾方向に作業用の歩廊２３が配設され、その下部は、パイプラック２４になっている。

図４は、図１の符合Ａの箇所の拡大図であり、符合２５は、荷揚げバースと、発電設備が設置されている陸上とを繋ぐ連絡通路である。この連絡通路２５の側方には、高圧ガス管２０、温排水供給管２６および冷水管２７等が設けられている。

続いて、ガスハイドレート輸送船に積載したガスハイドレートをガス化して荷揚げする荷揚げ作業について説明する。

先ず、給水ポンプ１５を稼働して船倉５内の注水管７に温水の一種である海水（例えば、水温１０〜１５℃程度）ａを供給すると、注水管７に設けられている噴出孔（図示せず）から船倉５内に搭載されているペレット状のガスハイドレート（以下、ガスハイドレートペレットという。）ｐに向けて海水ａが噴出する。

海水ａによって温められたガスハイドレートペレットｐは、熱分解し、天然ガスｇと融解水（図示せず）とになる。天然ガスｇは、ブロワ１８によってコンプレッサ２１に送出される。コンプレッサ２１は、供給された天然ガスｇを所定圧（例えば、３０〜５０ｋｇ／ｃｍ²程度）に加圧して陸上の発電設備（図示せず）に送出する。この際、ガス圧を所定圧に落とし、一時、ガスタンク２８（図１参照。）に貯蔵することも考えられる。

ここで、船倉５内のガス圧は、圧力計１１で監視し、船倉５内のガス圧が船倉の許容圧力の範疇になるように制御装置１２を介して制御弁１３を制御する。

ガスハイドレートペレットｐのガス化（熱分解）によって生じた融解水と海水との混合水ｗは、排水ポンプ１６によって船倉外に排出される。この船倉５内の水は、バラスト水として、図示しないバラストタンクに貯蔵してもよい。また、船倉５内の水は、ガスハイドレートをガス化（熱分解）した際に生じた低温の融解水と、ガスハイドレートを融解させるための温水との混合水であり、比較的低温であるから冷熱として利用することも考えられる。

以上の説明では、温水として、海水を用いが、例えば、陸上の発電設備で生じた温排水を利用してもよい。また、以上の説明では、ペレット状のガスハイドレートを輸送および荷役する場合について説明したが、本発明は、粉体状やスラリー状のガスハイドレートを輸送および荷役する場合にも適用することができる。

本発明に係るガスハイドレート輸送船で運搬したガスハイドレートを船倉内でガス化して陸上の発電設備等に荷揚げする天然ガス荷揚げ作業の説明図である。上記ガスハイドレート輸送船の要部拡大斜視図である。船倉および制御系の概略構成図である。連絡通路の斜視図である。天然ガスの荷揚げ作業説明図である。

符号の説明

ａ温水
ｐガスハイドレート
１ガスハイドレート輸送船
５船倉
７注水管

Claims

船倉内に注水管を設け、ガスハイドレートの荷揚げ時に、前記注水管より船倉内に温水を注入し、該温水とガスハイドレートとを直接接触させてガスハイドレートを熱分解させるガスハイドレート輸送船において、前記注水管に接続する給水管に制御弁を設け、該制御弁を制御して船倉内のガス圧を船倉の許容圧力の範疇に抑えることを特徴とするガスハイドレート輸送船。
ガスハイドレートの荷揚げ時に、船倉内に設けた注水管より船倉内に温水を注入し、該温水とガスハイドレートとを直接接触させてガスハイドレートを熱分解させるガスハイドレート輸送船の荷役方法において、前記注水管に接続している給水管に設けた制御弁を制御して船倉内のガス圧を船倉の許容圧力の範疇に抑えることを特徴とするガスハイドレート輸送船の荷役方法。
ガスハイドレートの熱分解によって生じた融解水と温水との混合水をバラスト水としてバラストタンクに貯蔵することを特徴とする請求項２記載のガスハイドレート輸送船の荷役方法。