JP4761887B2 - 低温液化ガス貯槽 - Google Patents

Description

本発明は、低温液化ガス貯槽に関し、詳しくは、液化アルゴン、液化酸素、液化窒素、液化炭酸ガス、液化天然ガス（ＬＮＧ）等の低温液化ガスを貯留する低温液化ガス貯槽に関する。

低温液化ガスを貯留する大型の低温液化ガス貯槽は、一般に、貯留した低温液化ガスの蒸発を抑えるため、内槽と外槽との二重構造で形成され、内槽と外槽との間には、パーライト等の断熱材を充填するとともに真空引きした真空断熱層を形成している（例えば、特許文献１参照）。
特許第２９６４３１０号公報

パーライトのような粉末状の断熱材を内槽と外槽との間に設けられた断熱層域へ充填する場合、断熱層域に設置された真空引き用配管を用いて断熱層を真空引きしながら、外槽に設けられた断熱材投入部から投入して充填を行うのが一般的である。しかし、断熱材投入部が外槽頂部に設けられている場合、パーライトを貯槽頂部まで搬送するための手段が必要になり、例えば、外槽の外側に断熱材搬送用配管を取り付け、乾燥空気や窒素ガス等でパーライトを気体搬送している。

工場で低温液化ガス貯槽を製作し、完成品として出荷するような場合、断熱材搬送用配管の設置には、工場内のクレーン等を利用することができる。また、貯槽が大型化した場合は、断熱材投入部を外槽胴部に設けて横置きの状態でパーライトを充填することも考えられる。

ところが、現地で低温液化ガス貯槽を製作したり、貯槽を分割輸送したりして、貯槽設置場所でパーライトを充填するような場合、貯槽を立てた状態でパーライトを投入しようとすると、屋外での高所作業が増加し、工期の長期化やコストアップに繋がるという問題がある。とりわけ、低温液化ガス貯槽は大型化の傾向があるため、断熱材搬送用配管の取り付け及び取り外しのために足場を組んだり、大型クレーンを用意したりする困難の度合いが大きくなる。

そこで本発明は、内槽と外槽との間の断熱層への断熱材の投入、充填を容易に行うことができ、高所作業を極力低減して製作期間の短縮や製作コストの削減を図ることができる低温液化ガス貯槽を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の低温液化ガス貯槽は、低温液化ガスを貯留する内槽と、該内槽の外側に断熱層を介して設けられた外槽とを有する低温液化ガス貯槽において、前記外槽の下部から該外槽の頂部に達し、外槽の頂部中央に位置する断熱材投入口から前記断熱層に断熱材を投入するための断熱材投入用配管を、前記内槽と前記外槽との間に設けたことを特徴としている。

さらに、本発明の低温液化ガス貯槽は、前記外槽を外槽下部部材と外槽上部部材とに分割し、前記外槽下部部材と前記内槽とを組み付けるとともに、内槽内に連通する配管を前記外槽下部部材を貫通させて設けることにより内槽ユニットを一体的に形成し、前記外槽の外槽上部部材は、貯槽設置場所で内槽ユニットの外槽下部部材上部に接合一体化されることを特徴としている。

また、本発明の低温液化ガス貯槽は、前記外槽を外槽下部部材と外槽上部部材とに分割し、内槽内に連通する配管を内槽下方に集中させて配管保持部材で保持し、前記外槽下部部材に前記配管保持部材を取り付ける配管貫通孔を形成するとともに、貯槽設置場所で前記外槽下部部材の上部に前記内槽を載置し、かつ、前記配管貫通孔に前記配管保持部材を取り付けて内槽と外槽下部部材とを一体化し、該内槽と一体化した外槽下部部材の上部に前記外槽上部部材を組み付けて接合一体化されることを特徴としている。

さらに、前記断熱材投入用配管は、前記外槽上部部材に取り付けられていること、あるいは、前記内槽に取り付けられていること、また、前記断熱材を気体搬送によって前記断熱層内に投入することを特徴としている。

本発明の低温液化ガス貯槽によれば、外槽と内槽との間に断熱材投入用配管を設けることで、外部への配管の取り付け及び取り外しの工程を省くことができ、工期の短縮とコストダウンが図れる。さらに、危険を伴う高所作業を減らすこともできる。

図１及び図２は本発明の低温液化ガス貯槽の一形態例を示すもので、図１は低温液化ガス貯槽における各種配管の設置例を示す説明図、図２は低温液化ガス貯槽を配管を省略した状態で示す説明図である。

まず、図２に示すように、低温液化ガス貯槽１１は、低温液化ガスを貯留する円筒状の内槽１２と、該内槽１２の外側に断熱層１３を介して設けられた円筒状の外槽１４とを有するもので、通常、断熱層１３にはパーライト等の断熱材が充填されるとともに真空引きを行って所定の断熱性を得るようにしている。

また、外槽１４の下部には、複数本の貯槽支持脚１５が設けられており、この貯槽支持脚１５に対応する位置に、内槽１２を外槽１４内の所定位置に支持するための内槽支持脚１６が設けられている。また、外槽１４の胴部外面には、低温液化ガス貯槽１１を吊り上げる際に使用する吊り金具１７が複数箇所に設けられており、頂部には安全器兼断熱材投入部１８が設けられている。

内槽１２には、図１に示すように、送液用配管、下部液入口配管、上部液入口配管、ガス放出用配管、検液用配管、液面計用配管等の各種配管１９が連通しており、これらの配管１９は、内槽１２と外槽１４との間を通り、外槽１４の下部鏡板を気密に貫通して外部に取り出されている。

さらに、内槽１２と外槽１４との間には、断熱層１３を真空引きするための真空引き用配管２０と、断熱層１３に断熱材を投入するための断熱材投入用配管２１とが設けられ、外槽胴部の下部から外部にそれぞれ取り出されている。真空引き用配管２０は、外槽胴部の略全高に相当する長さを有しており、所定位置に複数の吸引口２０ａが設けられている。断熱材投入用配管２１は、外槽１４の頂部近傍に達する長さを有するものであって、断熱材投入用配管２１の開口端である断熱材投入口２１ａが外槽１４の頂部中央に位置するように設けられている。断熱層１３への断熱材の充填は、真空引き用配管２０で断熱層１３を排気しながら、断熱材投入用配管２１から断熱層１３に断熱材を投入することによって行うことができる。

このように、内槽１２と外槽１４との間に断熱材投入用配管２１を設けておくことにより、断熱層１３に充填する断熱材を、従来と同様の気体搬送（気流搬送）によって貯槽外部から断熱層１３に投入することができ、従来の断熱材搬送用配管を貯槽外部に取り付けたり、取り外したりする必要がなくなる。特に、大型の低温液化ガス貯槽１１を貯槽設置場所で製作したり、分割輸送したものを現地で組み立てたりする場合でも、断熱材搬送用配管の取り付け及び取り外しのための足場を組む必要がなくなり、現地での高所作業の削減や工期の短縮等が図れる。なお、安全器兼断熱材投入部１８を取り外して断熱層１３の頂部に断熱材を増し充填する場合は、高所作業車等を利用することができるので、容易かつ安全に作業を行うことができる。

図３乃至図７は、工場で分割して製作した内槽側部材と外槽側部材とを別個に輸送して現地で組み立てることにより、大型の低温液化ガス貯槽を製作する手順を示すもので、図３は貯槽製作工場での製作状態を示す説明図、図４は現地での組立手順の一例を示す説明図、図５は内槽を外槽下部部材に組み付けた状態を示す正面図、図６は低温液化ガス貯槽の平面図、図７は低温液化ガス貯槽の要部の正面図である。なお、以下の説明において、前記形態例で示した低温液化ガス貯槽１１における構成要素と同一の構成要素には、それぞれ同一符号を付して詳細な説明は省略する。

まず、図３に示すように、貯槽製作工場において、内槽１２は、上部鏡板に吊り金具１２ａが設けられ、下部に前記内槽支持脚１６が設けられるとともに、該内槽１２内に連通する各種配管１９（図３〜７では２本のみを表示している。）の貯槽側配管１９ａが設けられ、該配管１９ａの下部を内槽下方に集中させて配管保持部材２２によりまとめて保持した状態に形成される。また、配管１９の外部側配管１９ｂは別途用意される。

一方、外槽１４は、外槽胴部１４ａ及び外槽上部鏡板１４ｂからなる外槽上部部材１４ｃと、外槽下部鏡板１４ｄ及び前記貯槽支持脚１５を有する外槽下部部材１４ｅとに分割形成され、外槽上部部材１４ｃには、前記吊り金具１７及び安全器兼断熱材投入部１８が設けられる。また、外槽下部部材１４ｅの外槽下部鏡板１４ｄの中央には、前記配管保持部材２２が組み付けられる配管貫通孔１４ｆが設けられる。さらに、外槽上部部材１４ｃには、図示は省略するが、前記真空引き用配管２０及び前記断熱材投入用配管２１が設けられ、外槽胴部１４ａの下端部近くから外部に取り出される。

なお、前記配管保持部材２２は、貯槽組立時に外槽下部部材１４ｅの配管貫通孔１４ｆに組み付けて接合され、外槽下部鏡板１４ｄの一部を形成する。この配管保持部材２２は複数としてもよい。例えば、液面計用の細い配管は、小さな配管保持部材によって他の配管とは別に保持することにより、施工を容易にすることが可能となる。

このように工場で製造された内槽１２，外槽上部部材１４ｃ及び外槽下部部材１４ｅは、別々に貯槽設置場所に輸送される。輸送車等への積み卸しの際、内槽１２は吊り金具１２ａと内槽支持脚１６とを利用して、外槽上部部材１４ｃは吊り金具１７を利用して、それぞれ横倒し状態でクレーンで吊り上げられ、外槽下部部材１４ｅは貯槽支持脚１５等を利用してクレーンで吊り上げられる。このように、低温液化ガス貯槽１１を内槽１２，外槽上部部材１４ｃ及び外槽下部部材１４ｅに分割形成することにより、公道輸送時における重量制限を容易にクリアすることができる。

貯槽設置場所では、まず、図４（Ａ）に示すように、外槽下部部材１４ｅを基礎上に立設した後、吊り金具１２ａを利用して内槽１２を吊り上げ、外槽下部部材１４ｅの所定位置に組み付け、配管貫通孔１４ｆに配管保持部材２２を嵌合して両者を接合し、貯槽側配管１９ａの端部に外部側配管１９ｂを接続する。

このとき、図５乃至図７に示すように、内槽１２は、内槽１２の底部と、外槽下部部材１４ｅの底部内側とを接合する内槽支持脚１６によって外槽下部部材１４ｅの外槽下部鏡板１４ｄ上面に組み付けられる。内槽支持脚１６は、外槽下部部材１４ｅに設けられている貯槽支持脚１５の位置を考慮して配置されており、外槽下部鏡板１４ｄを介して内槽支持脚１６の荷重を貯槽支持脚１５が支持できるようにしている。

次に、図４（Ｂ）に示すように、上部側の吊り金具１７を利用して外槽上部部材１４ｃを内槽１２の上方にまで吊り上げ、外槽上部部材１４ｃを内槽１２に上方から被せるようにして下降させ、外槽上部部材１４ｃの下端部と外槽下部部材１４ｅの上端部とを溶接し、図４（Ｃ）に示すように外槽１４を完成させる。このとき、外槽上部部材１４ｃの内側又は内槽１２の外側の適宜な位置にガイドローラー等を設けておくことにより、外槽上部部材１４ｃをスムーズに所定位置に下降させることができ、配管等を損傷するおそれがなくなる。

また、外槽上部部材１４ｃと外槽下部部材１４ｅとの接合部、すなわち、外槽上部部材１４ｃの下端部と外槽下部部材１４ｅの上端部とには、両部材１４ｃ，１４ｅを確実に所定の状態で接合するための治具（図示せず）が設けられており、両部材１４ｃ，１４ｅを組み付けて溶接する際の溶接代１４ｇを形成するとともに、外槽上部部材１４ｃの垂直度を確保できるようにしている。

これにより、図１，図２に示した低温液化ガス貯槽１１が形成され、続いて断熱層１３に断熱材が投入充填される。断熱材の投入充填は、前述のように、真空引き用配管２０で断熱層１３を排気しながら、断熱材投入用配管２１から断熱層１３に断熱材を気体搬送して投入することによって行う。さらに、必要に応じて安全器兼断熱材投入部１８の安全器を取り外して断熱層１３に断熱材を増し充填する。断熱層１３への断熱材の投入が完了したら、真空引き用配管２０による真空排気を継続して断熱層１３を規定の真空度にする。

このように、低温液化ガス貯槽１１を工場で分割形成し、貯槽設置場所に別々に輸送してから現地で組み立てることにより、重量の制約を大幅に緩和でき、従来より大容量の大型低温液化ガス貯槽１１を製作することが可能となる。しかも、低温液化ガスを貯留する内槽１２は、配管１９を含めて工場で完成させるので、従来と同様の気密性能を確実に得ることができ、現地での試験、検査を省略することができる。また、外槽１４は、外槽上部部材１４ｃと外槽下部部材１４ｅとの接合部及び配管貫通孔１４ｆと配管保持部材２２との接合部における気密状態を確認するだけでよいため、現地における作業の長期化が避けられる。

さらに、工場で完成させた低温液化ガス貯槽の総重量に比べて外槽上部部材１４ｃを大幅に軽量化できるので、従来の低温液化ガス貯槽完成品の外槽外面に設けていた吊り金具に比べて吊り金具１７を小型化することができる。また、上部の吊り金具１７を胴部外周面から外槽上部鏡板１４ｂの上面に移設し、下部の吊り金具１７に代えて外槽上部部材１４ｃの下端部に治具を取り付けて吊り上げるように形成することにより、輸送時の横幅制限に対して吊り金具１７の突出寸法分まで外槽胴部１４ａを大径化することができ、低温液化ガス貯槽１１のより大容量化を図ることができる。

そして、現地での貯槽組立後に行う断熱材の投入充填も、あらかじめ断熱材投入用配管２１が内槽１２と外槽１４との間の断熱層１３部分に設けられているので、前述のように、断熱層１３に断熱材を容易に投入充填することができ、外部に断熱材搬送用配管を別途設ける必要がなくなり、高所作業の削減や工期の短縮が図れ、大型貯槽の製作コストの大幅な削減が図れる。

なお、各部材の材料や形状は、特に限定されるものではなく、今までの低温液化ガス貯槽と同様のものとすることができる。また、工場での製造も、外槽１４を外槽上部部材１４ｃと外槽下部部材１４ｅとに分割形成する以外は略同様の手順で行うことが可能であり、工場の現有設備を大幅に変更する必要はない。さらに、外槽１４の分割位置は、本形態例では外槽下部鏡板と外槽胴部との境界位置としたが、外槽胴部の下方で分割するようにしてもよい。

また、前記真空引き用配管２０及び断熱材投入用配管２１は、低温液化ガス貯槽全体を工場で一体製作する場合には、通常、外槽下部鏡板を貫通させて設けているが、この真空引き用配管２０及び断熱材投入用配管２１は、内槽１２と連通する配管ではないため、任意の位置に設けることが可能である。したがって、前述のように、内槽１２に比べて軽量な外槽上部部材１４ｃにこれらの配管２０，２１を取り付けることにより、両配管２０，２１を鋼管等の低温に耐えるものにする必要がなく、また、輸送時等における両者の重量を平準化できるというメリットがある。

一方、図８に示すように、真空引き用配管２０及び断熱材投入用配管２１のいずれか一方又は双方を内槽１２に取り付けて配管保持部材２２に保持させておき、外槽下部部材１４ｅを貫通させて取り出す構造を採用してもよい。この場合は、従来と同様に、外槽下部鏡板１４ｄの部分に配管を集中させることができるというメリットがあるが、内槽１２からサポートを受ける場合、内槽１２が低温であるため、サポート部材の断熱を考慮したり、これらの配管２０，２１を低温に耐える材質にするなどの対策が必要となる。

さらに、工場において、図５に示すように、外槽下部部材１４ｅと内槽１２とを組み付け、配管貫通孔１４ｆに配管保持部材２２を接合した状態まで組み立ててから貯槽設置場所に輸送して組み立てることも可能である。すなわち、外槽１４を外槽下部部材１４ｅと外槽上部部材１４ｃとに分割し、外槽下部部材１４ｅと内槽１２とを組み付けるとともに、内槽１２内に連通する各配管１９を外槽下部部材１４ｅを貫通させて設けることにより、図５に示す状態の内槽ユニットを一体的に形成し、貯槽設置場所において、前記図４（Ｂ）に示したのと同様の手順で、外槽１４の外槽上部部材１４ｃを、内槽ユニットの外槽下部部材１４ｅ上部に接合して一体化することもできる。この場合、配管保持部材２２を使用してもよいが、これを省略して外槽下部鏡板１４ｄを直接的に貫通させて各配管１９を設けるようにしてもよい。

本発明の低温液化ガス貯槽における各種配管の設置例を示す説明図である。 低温液化ガス貯槽を配管を省略した状態で示す説明図である。 貯槽製作工場での低温液化ガス貯槽各部材の製作状態を示す説明図である。 低温液化ガス貯槽の現地での組立手順の一例を示す説明図である。 内槽を外槽下部部材に組み付けた状態を示す正面図である。 低温液化ガス貯槽の平面図である。 低温液化ガス貯槽の要部の正面図である。 本発明の低温液化ガス貯槽における各種配管の他の設置例を示す説明図である。

符号の説明

１１…低温液化ガス貯槽、１２…内槽、１２ａ…吊り金具、１３…断熱層、１４…外槽、１４ａ…外槽胴部、１４ｂ…外槽上部鏡板、１４ｃ…外槽上部部材、１４ｄ…外槽下部鏡板、１４ｅ…外槽下部部材、１４ｆ…配管貫通孔、１４ｇ…溶接代、１５…貯槽支持脚、１６…内槽支持脚、１７…吊り金具、１８…安全器兼断熱材投入部、１９…配管、１９ａ…貯槽側配管、１９ｂ…外部側配管、２０…真空引き用配管、２０ａ…吸引口、２１…断熱材投入用配管、２１ａ…断熱材投入口、２２…配管保持部材、

Claims (6)

1. 低温液化ガスを貯留する内槽と、該内槽の外側に断熱層を介して設けられた外槽とを有する低温液化ガス貯槽において、前記外槽の下部から該外槽の頂部に達し、外槽の頂部中央に位置する断熱材投入口から前記断熱層に断熱材を投入するための断熱材投入用配管を、前記内槽と前記外槽との間に設けたことを特徴とする低温液化ガス貯槽。
2. 前記外槽を外槽下部部材と外槽上部部材とに分割し、前記外槽下部部材と前記内槽とを組み付けるとともに、内槽内に連通する配管を前記外槽下部部材を貫通させて設けることにより内槽ユニットを一体的に形成し、前記外槽の外槽上部部材は、貯槽設置場所で内槽ユニットの外槽下部部材上部に接合一体化されることを特徴とする請求項１記載の低温液化ガス貯槽。
3. 前記外槽を外槽下部部材と外槽上部部材とに分割し、内槽内に連通する配管を内槽下方に集中させて配管保持部材で保持し、前記外槽下部部材に前記配管保持部材を取り付ける配管貫通孔を形成するとともに、貯槽設置場所で前記外槽下部部材の上部に前記内槽を載置し、かつ、前記配管貫通孔に前記配管保持部材を取り付けて内槽と外槽下部部材とを一体化し、該内槽と一体化した外槽下部部材の上部に前記外槽上部部材を組み付けて接合一体化されることを特徴とする請求項１記載の低温液化ガス貯槽。
4. 前記断熱材投入用配管は、前記外槽上部部材に取り付けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の低温液化ガス貯槽。
5. 前記断熱材投入用配管は、前記内槽に取り付けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の低温液化ガス貯槽。
6. 前記断熱材投入用配管は、前記断熱材を気体搬送によって前記断熱層内に投入することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の低温液化ガス貯槽。

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