JP4757454B2 - 大形極低温液化ガス貯槽の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液化ガスを保冷するための大形極低温液化ガス貯槽の製造方法に関するものである。

一般に、液化窒素，液化酸素等の極低温液化ガスを貯蔵する液化ガス貯槽２０は、図１２に示すように、二重殻構造になっており、外槽２１内に、液化ガスを充填する内槽２２が収容され、上記外槽２１の内周面と内槽２２の外周面との間に形成される空間２４内に、断熱材として粉末パーライト２３が充填され、さらにこの空間２４が真空排気されて構成されている（例えば、特許文献１参照）。

このような液化ガス貯槽２０は、つぎのようにして製造される。すなわち、まず、外槽２１を構成する底部鏡板２１ａの上に内槽２２を載置し、この内槽２２に取り付けた各液体取出配管２７と、これら配管２７が通る底部鏡板２１ａの配管挿通孔２６間の隙間を気密状に密封する。ついで、上記底部鏡板２１ａの上に外槽２１を構成する胴体部２１ｂを同軸状に配設してこの胴体部２１ｂの下端部と上記底部鏡板２１ａの上端部とを溶接し一体化する。つぎに、胴体部２１ｂの上端開口を天井部鏡板２１ｃで蓋し、この天井部鏡板２１ｃの下端部と胴体部２１ｂの上端部とを溶接し一体化して外槽２１を作製する。つぎに、天井部鏡板２１ｃに形成された真空破壊装置２８の蓋を取り、この開口部から上記空間２４に所定量の粉末パーライト２３を投入してから、真空ポンプ２９によって真空排気し、さらに、所定量の粉末パーライト２３をつぎたして真空排気するという操作を複数回繰り返し、上記空間２４を粉末パーライト２３が充填された真空断熱空間に形成することが行われる。図において、２５は内槽２２を外槽２１内に固定する脚部で、３０は真空測定弁である。

ところが、大容量の低温液化ガスを貯蔵する必要がある場合には、液化ガス貯槽２０として、大形で大容量のものを別途工場で製作し、これを輸送することが考えられるが、７０ｋＬ（キロリットル）以上の貯槽は輸送上の制限を受けるため、事実上不可能である。そこで、現地で上記大形で大容量のものを製作せざるをえないが、内槽は圧力容器であり、設備を有する工場内での製作が必須となるため、効率的および製作的な観点からみて、現地での製作は事実上不可能である。このため、中形の液化ガス貯槽２０を複数個製作し、これらを現地に輸送することが行われているが、この場合には、現地で大きな設置面積が必要になる。そこで、設置面積を小さくするため、複数個の内槽（外槽を設けていない）を製作してこれら内槽を現地に輸送し、現地で、これら内槽を１つの大形の外槽で取り囲んでなる大形の現地組み立て式パーライト真空断熱用貯槽（図示せず）を作製することが考えられるが、この場合には、つぎのような問題がある。

すなわち、外槽が大形化するため、粉末パーライト２３の使用量が非常に多くなる。しかも、粉末パーライト２３の重量が重いため、基礎構造および外槽の支持構造の強度を大きくする必要があり、基礎工事等を必要以上に強固なものにする必要がある。しかも、大容量の粉末パーライト２３を充填すると、粉末パーライト２３の流路抵抗が大きいため、真空引き作業に時間がかかる。しかも、単に大形化しただけでは、単一種類の低温液化ガスしか貯蔵することができない。しかも、粉末パーライト２３は大気の水分を吸湿しやすい特性があるため、充填直前に乾燥させるか、もしくは工場内で乾燥させたものを外気と接触させずに充填する必要があり、粉末パーライト２３の水分管理に非常に手間がかかる。しかも、粉末パーライト２３充填用の機器スペースが必要になる。しかも、外槽の内部空間の形状が複雑になり、また、上記内部空間が広くて粉末パーライト２３充填時に外槽に補助的に振動を与える等して充填しやすくすることができないため、粉末パーライト２３の密度の少ない空間およびない空間ができやすく、断熱性能の低下を引き起こしやすい。このとき、上記内部空間の形状が複雑であればあるほど、充填作業が困難な状況になる。しかも、粉末パーライト２３の充填量だけで施工状況の確認を行っているので、部分的な施工状況の確認が殆ど不可能である。しかも、外槽内の修理や改造が必要になった場合には、真空を大気圧に戻したのち、粉末パーライト２３を抜き取る作業が必要になるため、非常に労力を要し、メンテナンス性に劣る。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、粉末パーライト等の断熱材を使用せず、基礎構造や外槽の支持構造の強度を小さく設定することができ、真空引き作業にあまり時間がかからず、複数種類の液化ガスを貯蔵することができ、水分管理にほとんど手間がかからず、施工スペースをとらず、断熱性能が低下せず、施工状況の確認が簡単で、メンテナンス性に優れた大形極低温液化ガス貯槽の製造方法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の大形極低温液化ガス貯槽の製造方法は、設置面にコンクリート製の基礎を設け、上記基礎の上面に、配管挿通孔が形成された内槽載置用の載置板を有する支持台を設け、上記支持台の載置板上に、湾曲状に曲げ加工された複数枚の外槽胴板を、周方向に隣り合う両外槽胴板の端部同士を突き合わせた突き合わせ部を気密に接合するとともに、各外槽胴板の底辺を上記支持台の載置板上に気密に固定し、上記支持台の載置板上に固定された各外槽胴板上にさらに複数枚の外槽胴板を、周方向に隣り合う両外槽胴板の端部同士を突き合わせた状態で載置して突き合わせ部を気密に接合するとともに、各外槽胴板の底辺を、上記支持台の載置板上に先に固定された各外槽胴板の頂辺に気密に固定し、これら接合，固定を繰り返すことにより、上記支持台の載置板上に、複数枚の外槽胴板を接合，固定して円環状に連結した環状体を複数段積み重ねてなる外槽の円筒形状の胴体部を設け、この胴体部の内周面に、マット状の保冷材を複数層に積層した積層体にして張着し、その状態で、上記胴体部の上面開口部から内部に、液化ガスを充填するための複数の内槽を収容して上記載置板上に並置し、上記内槽に配管類を取り付け、これら配管類を、上記載置板に形成されている上記配管挿通孔に通し、天井部に保冷材を張着し、この天井部で上記胴体部の上面開口部を気密に密封したのち、上記胴体部の内部空間を真空排気するという構成をとる。

すなわち、本発明の大形極低温液化ガス貯槽の製造方法は、容易に輸送可能な複数の内槽（外槽を設けていない）を工場等で内作し、これらを現地に輸送し、現地において、内部に上記複数の内槽が収容，並置された大形の特殊な外槽を作製し、この外槽内を真空排気して大形極低温液化ガス貯槽を製造するようにしている。したがって、本発明の大形極低温液化ガス貯槽の製造方法では、粉末パーライト等の断熱材を使用しておらず、また、これにより、外槽内の重量が軽量化し、基礎構造および支持構造の強度を軽減することができ、基礎工事等を必要以上に強固なものにする必要がない。しかも、内部に粉末パーライト等の断熱材を充填していないため、内部の流路抵抗が小さく、真空引き作業の時間を短くすることができる。

しかも、外槽内に複数の内槽を収容しているため、各内槽に別々の液化ガスを充填することで、複数種類の液化ガスを貯蔵することが可能になる。しかも、水分管理は施工時に外槽内に雨がかからない程度の管理で充分であるため、非常に容易である。しかも、外槽内のみの施工であるため、外槽外に施工スペースを設ける必要がない。しかも、粉末パーライト等の断熱材を充填しないため、施工のばらつきにより断熱性能の低下を起こすことがない。しかも、施工状況の確認は、視覚的に判断することができ、簡単である。しかも、外槽内の修理や改造が必要になった場合にも、内部の真空状態を大気圧に戻すだけで、内部へアクセスすることが可能になり、メンテナンス性に優れる。

つぎに、本発明を実施の形態にもとづいて詳しく説明する。

図１および図２は本発明の大形極低温液化ガス貯槽の製造方法の一実施の形態を用いて製造された大形極低温液化ガス貯槽を示している。これら図において、１は地面等の設置面１ａ（図４参照）に作製されたコンクリート製の基礎であり、２は上記基礎１の上面に固定された架台（支持台）であり、内部に液化ガスが収容された複数個（この実施の形態では、４個）の内槽３（これら各内槽３には、図１２に示すような外槽２１は設けられていない）を載置する円形のステンレス等の耐極低温材料製の載置板４と、この載置板４を支受する複数本（図１では、４本しか図示せず）の脚部５と、これら各脚部５を上記基礎１の上面に固定する固定ボルト５ａとで構成されている。上記４個の内槽３はそれぞれ、工場等で内作されたのち現地に輸送されてきたものである。６は上記載置板４上に気密に溶接（接合），固定された外槽であり、上記載置板４上に気密に溶接，固定された円筒形状の胴体部７と、この胴体部７の上面開口部に気密に溶接，固定された天井部８とからなっている。また、上記胴体部７は、後述する多数の鉄製の外槽胴板９ａを気密に溶接，固定して作製されたものである。これら各外槽胴板９ａはそれぞれ同形状で、上記胴体部７の周方向に沿って円弧状に曲げ加工された帯状体からなり、複数個の外槽胴板９ａを円環状に連結することで、上記胴体部７と同径の環状体９が形成され、この環状体９を上下に複数段積み重ねることで、上記胴体部７が作製されるようにしている。また、上記天井部８には、その下面開口部のやや上方に、横桟等の構造物（図示せず）が架設されており、この構造物上に設置された金網（図示せず）上に保冷材８ａが載置され、上記構造物に設けた取り付け手段（図示せず）により固定されている。図１において、３ａは上記各内槽３を支受する脚部であり、それぞれ上記載置板４上に載置，固定されている。

１０は上記外槽６の内周面に張着される保冷材（保冷層）で、ガラス繊維製のマット状のもの（例えば、極細のガラス繊維をメラミン樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂で接着したものをマット状にしてなるもの）にアルミ箔等を貼り合わせたものが用いられている。なお、上記天井部８に設けた保冷材８ａも、同様のものが用いられている。このような保冷材１０は、複数層に積層された積層体１０ａとして使用されており、上記外槽６の内周面に垂直に、その全面にわたって所定の間隔で、スタッド溶接された複数のＳＵＳ製のスタッドピン１１に貫通されて固定されている（図３参照）。また、これら各スタッドピン１１の先端部には、上記積層体１０ａが各スタッドピン１１から抜け出すのを防止するための受け具１２が着脱自在に固定されている。また、上記外槽６の内周面に垂直に複数のＨ鋼１３が所定の間隔で溶接されており、このＨ鋼１３に、上記外槽６の胴体部７の内周面において、周方向に隣り合う両積層体１０ａの端部同士のつなぎ目が位置している。このＨ鋼１３の、上記積層体１０ａから突出する部分には、冷熱が外部に逃げるのを防止するために、上記保冷材１０が２，３層巻き付けられている。

このような大形極低温液化ガス貯槽を、つぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、図４に示すように、地面等の設置面１ａにコンクリート製の基礎１を作製し、ついで、図５に示すように、この基礎１の上面に架台２を固定する。つぎに、図６に示すように、複数枚の外槽胴板９ａを、その端部同士をそれぞれ突き合わせた状態で、架台２の載置板４上の外周部に沿って円環状に載置し、この載置板４上に各外槽胴板９ａの底辺を気密に溶接，固定しながら各外槽胴板９ａの端部同士の突き合わせ部を気密に溶接，固定し、これにより、上記載置板４上に環状体９を設け、この環状体９上にさらに複数枚の外槽胴板９ａを、その端部同士をそれぞれ突き合わせた状態で、載置して上記環状体９の各外槽胴板９ａの頂辺上に各外槽胴板９ａの底辺を気密に溶接，固定しながら各外槽胴板９ａの端部同士の突き合わせ部を気密に溶接，固定し（図６参照）、これを繰り返すことにより、上記載置板４上に複数段（この実施の形態では、５段）の環状体９を上下に積み重ねて外槽６の胴体部７を作製する。なお、各外槽胴板９ａに予めスタッドピン１１，Ｈ鋼１３が溶接されていてもよいし、上記胴体部７の作製時に、各外槽胴板９ａにスタッドピン１１，Ｈ鋼１３を溶接してもよい。つぎに、上記胴体部７の内周面の各スタッドピン１１（図３参照）に保冷材１０の積層体１０ａを貫通させたのちに、スタッドピン１１の先端部に受け具１２（図３参照）を固定する。このとき、周方向に隣り合う上記積層体１０ａ同士のつなぎ目にＨ鋼１３（図３参照）が位置決めされており、このＨ鋼１３の、上記積層体１０ａから突出する部分に上記保冷材１０を２，３層巻き付ける。このようにして、上記胴体部７の内周面に積層体１０ａを張着する（図７参照）。つぎに、図８に示すように、クレーン車１４等を用い、上記胴体部７の上端開口部から胴体部７の内部に４つの内槽３を入れて左右に並置し（図９参照）、つぎに、各内槽３に配管類１５，１６を取り付け、これら配管類１５，１６を、上記載置板４に設けた複数の配管挿通孔（図示せず）に通し、これら各配管挿通孔の隙間を気密に密封する。つぎに、図１０に示すように、上記胴体部７の上面開口部に、保冷材８ａを設けた天井部８を気密に被冠したのち、上記外槽６内を真空ポンプ１７（図１１参照）で真空排気し、塗装することを行う。

上記のように、この製造方法では、複数の内槽３と、これらを取り囲む１つの外槽６とを設置しうるスペースがあればよく、広い設置面積を必要としない。しかも、粉末パーライト等の断熱材を使用しておらず、また、１つの外槽６の内周面に保冷材１０を張着するだけであり、保冷材１０の使用量が少ない。このため、外槽６およびその内部空間の重量を軽減することができ、基礎１および架台２等の支持構造の強度を軽減することができる。しかも、内部に粉末パーライト等の断熱材を充填していないため、内部の流路抵抗が小さく、真空引き作業の時間を短くすることができる。しかも、外槽６内に複数の内槽３を収容しているため、各内槽３に別々の液化ガスを充填することで、複数種類の液化ガスを貯蔵することが可能になる。しかも、水分管理は施工時に外槽６内に雨がかからない程度の管理で充分であるため、非常に容易である。しかも、外槽６内のみの施工であるため、外槽６外に施工スペースを設ける必要がない。しかも、外槽６の胴体部７を作製する作業は、多数の外槽胴板９ａに貼り付けるだけの施工であるため、作業が非常に容易であり、また、粉末パーライト等の断熱材を充填しないため、施工のばらつきにより断熱性能の低下を起こすことがない。しかも、施工状況の確認は、視覚的に判断することができ、簡単である。しかも、外槽６内の修理や改造が必要になった場合にも、内部の真空状態を大気圧に戻すだけで、内部へアクセスすることが可能であり、メンテナンス性に優れる。

なお、上記実施の形態では、外槽６内で各内槽３を左右に並置しているが、これに限定するものではなく、例えば、上下に並置してもよい。

本発明の大形極低温液化ガス貯槽の製造方法の一実施の形態を用いて製造された大形極低温液化ガス貯槽を示す説明図である。 上記大形極低温液化ガス貯槽の断面図である。 保冷材の取り付け状態を示す断面図である。 上記製造方法を示す説明図である。 上記製造方法を示す説明図である。 上記製造方法を示す説明図である。 上記製造方法を示す説明図である。 上記製造方法を示す説明図である。 上記製造方法を示す説明図である。 上記製造方法を示す説明図である。 上記製造方法を示す説明図である。 従来例を示す断面図である。

符号の説明

１ 基礎
１ａ 設置面
２ 架台
３ 内槽
６ 外槽
７ 胴体部
８ 天井部
９ａ 外槽胴板
１０ 保冷材
１０ａ 積層体

Claims (3)

1. 設置面にコンクリート製の基礎を設け、上記基礎の上面に、配管挿通孔が形成された内槽載置用の載置板を有する支持台を設け、上記支持台の載置板上に、湾曲状に曲げ加工された複数枚の外槽胴板を、周方向に隣り合う両外槽胴板の端部同士を突き合わせた突き合わせ部を気密に接合するとともに、各外槽胴板の底辺を上記支持台の載置板上に気密に固定し、上記支持台の載置板上に固定された各外槽胴板上にさらに複数枚の外槽胴板を、周方向に隣り合う両外槽胴板の端部同士を突き合わせた状態で載置して突き合わせ部を気密に接合するとともに、各外槽胴板の底辺を、上記支持台の載置板上に先に固定された各外槽胴板の頂辺に気密に固定し、これら接合，固定を繰り返すことにより、上記支持台の載置板上に、複数枚の外槽胴板を接合，固定して円環状に連結した環状体を複数段積み重ねてなる外槽の円筒形状の胴体部を設け、この胴体部の内周面に、マット状の保冷材を複数層に積層した積層体にして張着し、その状態で、上記胴体部の上面開口部から内部に、液化ガスを充填するための複数の内槽を収容して上記載置板上に並置し、上記内槽に配管類を取り付け、これら配管類を、上記載置板に形成されている上記配管挿通孔に通し、天井部に保冷材を張着し、この天井部で上記胴体部の上面開口部を気密に密封したのち、上記胴体部の内部空間を真空排気することを特徴とする大形極低温液化ガス貯槽の製造方法。
2. 上記支持台が、上記載置板を支受する複数本の脚部を有している請求項１記載の大形極低温液化ガス貯槽の製造方法。
3. 上記載置板が、ステンレス製である請求項１または２記載の大形極低温液化ガス貯槽の製造方法。