JP5672787B2 - 円筒型タンクの構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、円筒型タンクの構築方法に関するものである。

内槽と外槽とを有する二重殻構造の円筒型タンクは、ＬＮＧ（液化天然ガス）等の低温液体の貯蔵に用いられている。特許文献１には、プレストレスコンクリート（以下、ＰＣと称する）からなる外槽と、金属製の内槽とを有する二重殻構造を有する円筒型タンクが開示されている。

この円筒型タンクの構築方法としては、内槽の側壁を構成する長方形状の板（以下、側板と称する）を、外槽に形成された開口部の工事口からその内部へ１枚ずつ取り込み、取り込んだ側板を外槽の内周に沿って下段から順に、レンガ積みの要領で積み上げて溶接していく構築方法が一般的である。
特許文献１では、当該溶接作業を完了しなければ外槽の内部で次の作業ができないことから（所謂、クリティカルパス）、その工期を短縮するべく、側板を、外槽の内部で仮付け溶接あるいは治具により仮止めし、最上段まで仮組みした後に、下段から最上段まで、仮組みした側板を本溶接する構築方法を採用している。

特開２００４−３５３３１９号公報

ところで、近年、円筒型タンクは、大型化してきており、その高さが数十メートルに及ぶものとなってきている。このため、高所での側板の溶接作業が多くなり、この溶接作業により、工期が長くなってしまうという問題がある。
高所での溶接作業を減らすために、従来から側板を大型化することがなされているが、側板は、貯蔵するべき低温液体の液圧に耐えうる厚みを備えなければならず、また、この厚みの側板を製造するミルメーカーが所有する装置には製造可能なサイズに限界があるため、現状以上の側板の大型化は難しいという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高所での溶接作業を削減し、工期を短縮できる円筒型タンクの構築方法の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、円筒型の外槽の内部に、曲率を有する長方形状の側板を複数溶接して円筒型の内槽の側壁を構築する円筒型タンクの構築方法であって、上記外槽の外部において、上記側板を少なくとも２枚、互いの長辺を合わせて溶接し、側板ブロックを形成する側板ブロック形成工程と、上記側板ブロック形成工程の後、上記側板ブロックを工事口から上記外槽の内部に導入し、上記側板ブロック形成工程で形成された溶接線が水平方向となるように上記側板ブロックを上記外槽に沿って立設させる側板ブロック立設工程と、上記側板ブロック立設工程の後、上記外槽の内部で隣り合って上記立設された上記側板ブロック同士を溶接する側板ブロック溶接工程と、を有するという手法を採用する。
この手法を採用することによって、本発明では、曲率を有する長方形状の側板を、クリティカルパスとならない外槽の外部において、その側板を２枚以上、互いの長辺を合わせて溶接し、大型の側板ブロックを形成する。その後、この側板ブロックを外槽の内部に導入して、その溶接線が水平方向となるように立設させる。この導入作業を繰り返し、側板ブロックを連続的に水平方向円筒状に並べる。そうすると、外槽の内部において隣り合う側板ブロック同士を溶接する際には、側板が水平方向に延びる溶接線により所定高さで予め溶接されていることとなるため、高所での溶接作業を削減することができる。

また、本発明においては、上記側板ブロック形成工程では、互いに短辺の長さが異なる上記側板同士を溶接して上記側板ブロックを形成し、上記側板ブロック立設工程では、水平方向で隣り合う上記側板ブロックを天地逆向きとなるように立設させるという手法を採用する。
この手法を採用することによって、本発明では、互いに短辺の長さが異なる側板同士を溶接して側板ブロックを形成し、水平方向で隣り合う側板ブロックを天地逆向きとなるように立設させると、水平方向で隣り合う側板ブロックの水平方向に延びる溶接線の位置を互いに高さ方向で異ならせることができる。そうすると、水平方向で隣り合う側板ブロック同士を溶接する際に形成される鉛直方向に延びる溶接線と、該水平方向に延びる溶接線とが十字に交差することを回避させることができ、該交差位置での過度な応力集中を防止することができる。

また、本発明においては、上記側板ブロック形成工程では、互いに厚みが異なる上記側板同士を溶接して上記側板ブロックを形成し、上記側板ブロック立設工程では、鉛直方向で隣り合う上記側板が、鉛直上方に向かうにつれて順次厚みが小さくなるように、上記側板ブロックを立設させるという手法を採用する。
この手法を採用することによって、本発明では、互いに厚みが異なる側板同士を溶接して側板ブロックを形成し、鉛直方向で隣り合う側板が、鉛直上方に向かうにつれて順次厚みが小さくなるように、側板ブロックを立設させると、貯蔵すべき低温液体の液圧に対応して所定高さ毎に厚みが異なる内槽の側壁を形成することが可能となる。

また、本発明においては、上記外槽は、プレストレスコンクリート製であるという手法を採用する。

本発明によれば、円筒型の外槽の内部に、曲率を有する長方形状の側板を複数溶接して円筒型の内槽の側壁を構築する円筒型タンクの構築方法であって、上記外槽の外部において、上記側板を少なくとも２枚、互いの長辺を合わせて溶接し、側板ブロックを形成する側板ブロック形成工程と、上記側板ブロック形成工程の後、上記側板ブロックを工事口から上記外槽の内部に導入し、上記側板ブロック形成工程で形成された溶接線が水平方向となるように上記側板ブロックを上記外槽に沿って立設させる側板ブロック立設工程と、上記側板ブロック立設工程の後、上記外槽の内部で隣り合って上記立設された上記側板ブロック同士を溶接する側板ブロック溶接工程と、を有するという手法を採用することによって、曲率を有する長方形状の側板を、クリティカルパスとならないよう、予め外槽の外部において、その側板を２枚以上、互いの長辺を合わせて溶接し、大型の側板ブロックを形成し、その後、この側板ブロックを外槽の内部に導入して、その溶接線が水平方向となるように立設させる。そうすると、外槽の内部において隣り合う側板ブロック同士を溶接する際には、側板が水平方向に延びる溶接線により所定高さで予め溶接されていることとなるため、高所での溶接作業を削減することができる。
したがって、本発明では、高所での溶接作業を削減し、工期を短縮できる効果がある。

本発明の実施形態における円筒型タンクを示す構成図である。 本発明の実施形態における側板ブロック形成工程を説明するための図である。 本発明の実施形態における側板ブロック立設工程及び側板ブロック溶接工程を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態における円筒型タンク１を示す構成図である。
本実施形態の円筒型タンク１は、ＬＮＧを貯蔵する地上式のＰＣ二重殻貯槽であり、外槽１０と内槽２０とを有する。

外槽１０は、円筒型のＰＣ製で、円板状の底部１１と、底部１１から立設する円筒状の側壁１２と、側壁１２とナックルプレート等を介して接続されるドーム状の屋根部１３と、を有する。一方、内槽２０は、優れた靱性と強度を備えるＮｉ鋼材から形成され、外槽１０の内部において内側壁を形成し、内槽２０と外槽１０との間に空間（以下、内外槽間と称する）２を形成する構成となっている。

内外槽間２には、ＬＮＧを保冷する保冷材が設けられ、内外槽間２は該保冷材で充填されている。本実施形態の内外槽間２には、保冷材として、粒状パーライト、グラスウール、ポリウレタンフォーム等が層状に設けられている。また、本実施形態の底部１１には、あわガラス、軽量気泡コンクリート、パーライトコンクリート等の保冷材が、屋根部１３には、粒状パーライト等の保冷材が、その適所に応じて選択されて設けられている。

内槽２０は、所定曲率を有する長方形状の側板２１が複数溶接されることによって形成されている。本実施形態では、内外槽間２の保冷材として粒状パーライトを採用しているため、内槽２０は、外槽１０の内部において自立し、且つ、貯蔵するべきＬＮＧの液圧に耐えうる厚みを備えている。より詳しくは、内槽２０は、最下段が最も厚く、最上段に向かうにつれて順次厚みが小さくなるように構成されている。

続いて、上記構成の円筒型タンク１における内槽２０の構築方法について、図２及び図３を参照して説明する。
図２は、本発明の実施形態における側板ブロック形成工程を説明するための図である。
図３は、本発明の実施形態における側板ブロック立設工程及び側板ブロック溶接工程を説明するための図である。

本手法では、先ず、クリティカルパスとならないよう、予め外槽１０の外部において、側板２１を２枚、互いの長辺を合わせて溶接し、大型の側板ブロック３０を形成する（側板ブロック形成工程）。
本実施形態の側板ブロック形成工程では、図２（ａ）に示すように、４種の側板２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）を複数用意して、図２（ｂ）に示すように、側板２１ａ及び側板２１ｂを互いの長辺を合わせて溶接し、側板２１ｃ及び側板２１ｄを互いの長辺を合わせて溶接して、２種の側板ブロック３０（３０Ａ，３０Ｂ）を複数形成する。

図２（ａ）に示すように、側板２１ａの短辺は長さｗ１を有し、側板２１ａは厚みｔ１を有する。また、側板２１ｂの短辺は長さｗ２を有し、側板２１ａは厚みｔ２を有する。また、側板２１ｃの短辺は長さｗ２を有し、側板２１ｃは厚みｔ１を有する。また、側板２１ｄの短辺は長さｗ１を有し、側板２１ａは厚みｔ２を有する。
長さｗ１及び長さｗ２は、ｗ１＜ｗ２の関係を有する。また、厚みｔ１及び厚みｔ２は、ｔ１＜ｔ２の関係を有する。

図２（ｂ）に示すように、側板２１ａと側板２１ｂとを溶接線３１で溶接してなる側板ブロック３０Ａは、溶接線３１を挟んだ一方側（側板２１ａ側）の領域が長さｗ１で短く、他方側（側板２１ｂ側）の領域が長さｗ２で長くなる。一方、側板２１ｃと側板２１ｄとを溶接線３１で溶接してなる側板ブロック３０Ｂは、溶接線３１を挟んだ一方側（側板２１ｃ側）の領域が長さｗ２で長く、他方側（側板２１ｄ側）の領域が長さｗ１で短くなる。なお、側板ブロック３０Ａと側板ブロック３０Ｂとは、互いに溶接線３１と直交する方向の短辺の全体長さは同じとなる。

また、側板ブロック３０Ａは、溶接線３１を挟んだ一方側（側板２１ａ側）の領域が厚みｔ１で薄く、他方側（側板２１ｂ側）の領域が厚みｔ２で厚くなる。一方、側板ブロック３０Ｂは、溶接線３１を挟んだ一方側（側板２１ｃ側）の領域が厚みｔ１で薄く、他方側（側板２１ｄ側）の領域が厚みｔ２で厚くなる。

次に、本手法では、側板ブロック形成工程の後、側板ブロック３０を外槽１０の内部に導入し、側板ブロック３０に形成された溶接線３１が水平方向となるように、側板ブロック３０を外槽１０に沿って立設させる（側板ブロック立設工程）。
本実施形態の側板ブロック立設工程では、図３（ａ）に示すように、外槽１０の側壁１２に形成された工事口１４を介して、側板ブロック３０を外槽１０の内部に導入する。なお、工事口１４は、側板ブロック３０を導入するべく大きく開口しなければならないため、鉄筋の配筋量を増やして開口補強することが好ましい。

本実施形態の側板ブロック立設工程では、次に、図３（ａ）に示すように、外槽１０の内部に導入した側板ブロック３０（３０Ａ，３０Ｂ）を底部１１に立設させる。
この際、外槽１０の内部の水平方向において、側板ブロック３０Ａと側板ブロック３０Ｂとを交互に立設させる。また、側板ブロック３０Ａの向きは、厚みが大きい側板２１ｂ側が下段に、厚みが小さい側板２１ａ側が上段となるように立設させる。また、側板ブロック３０Ｂの向きは、厚みが大きい側板２１ｄ側が下段に、厚みが小さい側板２１ｃ側が上段となるように立設させる。この配置により、内槽２０に液圧に応じた厚みを備えさせることができる。

また、図３（ａ）に示すように、この配置によれば、側板ブロック３０Ａと側板ブロック３０Ｂとは、全体の高さは同じであるが、溶接線３１を挟んだ領域の大きさの関係が互いに天地逆向きの関係となるので、水平方向で隣り合う側板ブロック３０の水平方向に延びる溶接線３１の位置を互いに高さ方向で異ならせることができる。そうすると、水平方向で隣り合う側板ブロック３０同士を溶接する際（側板ブロック溶接工程の際）に形成される鉛直方向に延びる溶接線３２と、該水平方向に延びる溶接線３１とが十字に交差することを回避させることができ、該交差位置での過度な応力集中を防止することができる。

また、本手法では、側板ブロック３０を外槽１０の内部に導入し、側板ブロック３０に形成された溶接線３１が水平方向となるように、側板ブロック３０を外槽１０に沿って立設させているので、外槽１０の内部において隣り合う側板ブロック３０同士を溶接線３２で溶接する際には、側板２１が水平方向に延びる溶接線３１により所定高さで予め溶接されているから、本手法の水平方向第１段目の溶接が、従来手法の第２段目分の溶接に値することとなり、結果、高所での水平方向の溶接作業を削減することができる。

内槽２０のブロック第１段目の溶接が完了したら、上述の側板ブロック形成工程、側板ブロック立設工程、側板ブロック溶接工程を繰り返し、図３（ｂ）に示すように、内槽２０の第１段目の上に側板ブロック３０を立設させ、水平方向の溶接線３３と鉛直方向の溶接線３２とを形成して、内槽２０のブロック第２段目を組み上げることとなる。
なお、内槽２０の厚みは鉛直上方に向かうにつれて順次厚みが小さくなることから、第２段目の側板ブロック形成工程においては、ブロック第２段目の側板２１ｂの厚み及び側板２１ｄの厚みを、第１段目の側板２１ａ及び側板２１ｃの厚みｔ１より小さくし、さらに、該側板２１ｂ，側板２１ｄの厚みよりも第２段目の側板２１ａ，２１ｃの厚みを小さくする。なお、内槽２０の第３段目以降も、同様にして組み上げることとなる。
以上の工程を繰り返すことにより、本実施形態の円筒型タンク１の内槽２０が構築される。

したがって、上述の本実施形態によれば、円筒型の外槽１０の内部に、所定の曲率を有する長方形状の側板２１を複数溶接して円筒型の内槽２０の側壁を構築する円筒型タンク１の構築方法であって、外槽１０の外部において、側板２１を２枚、互いの長辺を合わせて溶接し、側板ブロック３０を形成する側板ブロック形成工程と、側板ブロック形成工程の後、側板ブロック３０を工事口１４から外槽１０の内部に導入し、側板ブロック形成工程で形成された溶接線３１が水平方向となるように側板ブロック３０を外槽１０に沿って立設させる側板ブロック立設工程と、側板ブロック立設工程の後、外槽１０の内部で隣り合って立設された側板ブロック３０同士を溶接する側板ブロック溶接工程と、を有するという手法を採用することによって、所定の曲率を有する長方形状の側板２１を、クリティカルパスとならないよう、予め外槽１０の外部において、その側板２１を２枚以上、互いの長辺を合わせて溶接し、大型の側板ブロック３０を形成し、その後、この側板ブロック３０を外槽１０の内部に導入して、その溶接線３１が水平方向となるように立設させる。そうすると、外槽１０の内部において隣り合う側板ブロック３０同士を溶接する際には、側板２１が水平方向に延びる溶接線３１により所定高さで予め溶接されていることとなるため、高所での溶接作業を削減することができる。
したがって、本手法では、高所での溶接作業を削減し、工期を短縮できる効果がある。

また、本実施形態においては、側板ブロック形成工程では、互いに短辺の長さが異なる側板２１同士を溶接して側板ブロック３０を形成し、側板ブロック立設工程では、水平方向で隣り合う側板ブロック３０を天地逆向きの関係となるように立設させるという手法を採用することによって、水平方向で隣り合う側板ブロック３０の水平方向に延びる溶接線３１の位置を互いに高さ方向で異ならせることができる。そうすると、水平方向で隣り合う側板ブロック３０同士を溶接する際に形成される鉛直方向に延びる溶接線３２と、該水平方向に延びる溶接線３１とが十字に交差することを回避させることができ、該交差位置での過度な応力集中を防止することができる。

また、本実施形態においては、側板ブロック形成工程では、互いに厚みが異なる側板２１同士を溶接して側板ブロック３０を形成し、側板ブロック立設工程では、鉛直方向で隣り合う側板２１が、鉛直上方に向かうにつれて順次厚みが小さくなるように、側板ブロック３０を立設させるという手法を採用することによって、貯蔵すべきＬＮＧの液圧に対応して所定高さ毎に厚みが異なる内槽２０の側壁を形成することが可能となる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した手法、各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、側板を２枚、互いの長辺を合わせて溶接し、側板ブロックを形成すると説明したが、側板を３枚以上合わせて溶接し、側板ブロックを形成しても良い。

１…円筒型タンク、１０…外槽、１４…工事口、２０…内槽、２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）…側板、３０（３０Ａ，３０Ｂ）…側板ブロック、３１，３２，３３…溶接線

Claims (3)

1. 円筒型の外槽の内部に、曲率を有する長方形状の側板を複数溶接して円筒型の内槽の側壁を構築する円筒型タンクの構築方法であって、
   前記外槽の外部において、前記側板を少なくとも２枚、互いの長辺を合わせて溶接し、側板ブロックを形成する側板ブロック形成工程と、
   前記側板ブロック形成工程の後、前記側板ブロックを工事口から前記外槽の内部に導入し、前記側板ブロック形成工程で形成された溶接線が水平方向となるように前記側板ブロックを前記外槽に沿って立設させる側板ブロック立設工程と、
   前記側板ブロック立設工程の後、前記外槽の内部で隣り合って前記立設された前記側板ブロック同士を溶接する側板ブロック溶接工程と、を有し、
   前記側板ブロック形成工程では、互いに厚みが異なる前記側板同士を、片方の板面が揃うように溶接して前記側板ブロックを形成し、
   前記側板ブロック立設工程では、鉛直方向で隣り合う前記側板が、鉛直上方に向かうにつれて順次厚みが小さくなるように、前記側板ブロックを立設させることを特徴とする円筒型タンクの構築方法。
2. 前記側板ブロック形成工程では、互いに短辺の長さが異なる前記側板同士を溶接して前記側板ブロックを形成し、
   前記側板ブロック立設工程では、水平方向で隣り合う前記側板ブロックを天地逆向きとなるように立設させることを特徴とする請求項１に記載の円筒型タンクの構築方法。
3. 前記外槽は、プレストレスコンクリート製であることを特徴とする請求項１または２に記載の円筒型タンクの構築方法。

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