JP5757332B2 - 低温タンクの建設方法 - Google Patents

Description

本発明は、低温タンクの建設方法及び低温タンクに関する。
本願は、２０１１年６月２７日に日本に出願された特願２０１１−１４２０９２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

現在、ＬＮＧ（Liquified Natural Gas）等の低温液化ガスを貯留するための低温タンクが多く建設されている。このような低温タンクは、例えば、特許文献１に示すように、内槽と外槽とを備えている。
内槽は、低温液化ガスを直接貯留する。また、外槽は、内槽を囲んで形成される。
そして、このような低温タンクを建設する場合には、予め定められた建設現場（建設箇所）にて、上述の内槽や外槽を含む低温タンクの全体を形成して組み立てている。

日本国特公昭５９−４６００号公報

ところで、低温タンクは、低温タンクを建設する職人の技量によって、工期等が大きく変化する。つまり、低温タンクを短期間で建設するためには、技量の高い職人を多く必要とする。
しかしながら、低温タンクは、様々な場所で同時に建設されることも多く、全ての建設現場において、技量の高い職人を派遣することは、実質的に不可能である。このため、建設現場での工期を短くすることが難しい。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、低温タンクの建設にあたり、建設現場における工期を短縮することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

本発明に係る第１の態様は、低温液化ガスを貯留する低温タンクを、予め定められた建設箇所に対して建設する低温タンクの建設方法であって、互いに接続可能とされると共に個々が低温液化ガスを貯留可能なユニットタンクを上記建設箇所から離間した工場にて複数形成するユニットタンク形成工程と、上記ユニットタンクを上記建築箇所に輸送する輸送工程と、上記建設箇所にて複数の上記ユニットタンクを接続することによって内槽を組立てる内槽組立工程と、上記内槽周りに外槽を形成する外槽形成工程とを有する。

本発明に係る第２の態様は、上記第１の態様において、上記ユニットタンクの壁部が、上記低温液化ガスの貯留領域側から順に、金属製のメンブレンと、断熱材と、ライナとを備えている。

本発明に係る第３の態様は、上記第１または第２の態様において、上記外槽形成工程にて、上記内槽周りにコンクリートを打設することによって、コンクリートからなる上記外槽を形成する。

本発明に係る第４の態様は、上記第１〜第３いずれかの態様において、上記ユニットタンクの平面視形状が多角形状である。

本発明に係る第５の態様は、上記第１の態様において、上記複数のユニットタンクが、個々のユニットタンクの下部に開口する液体用孔及び上部に開口する気体用孔を介して連結される。

本発明に係る第６の態様は、上記第１〜第４いずれかの態様において、上記内槽組立工程にて、上記内槽の上記低温液化ガスの取り出し位置が最も低くなるように上記ユニットタンクを組み立てる。

本発明に係る第６の態様において、上記内槽を構成する上記ユニットタンクの底面を傾斜させ、底面の最も低い位置を上記低温液化ガスの取り出し位置としてもよい。あるいは、隣り合う上記ユニットタンクの底面を階段状に下げてゆき、最も低い底面を有する前記ユニットタンクを前記低温液化ガスの取り出し位置としてもよい。

本発明に係る第７の態様は、低温液化ガスを貯留する低温タンクであって、複数のユニットタンクが接続されてなる内槽と、当該内槽を囲う外槽とを備える。

本発明によれば、低温タンクの内槽が複数のユニットタンクが接続されることで構成される。そして、これらのユニットタンクは、低温タンクの建設現場（建設箇所）から離間した工場で形成される。
つまり、本発明によれば、様々な建設現場で用いられるユニットタンクを、工場にて集中的に形成することができる。このため、高い技量を有する職人が建設現場に赴くことなくユニットタンクを纏めて形成することができる。
特に、内槽が金属製のメンブレンと、断熱材と、ライナとを備えるいわゆるメンブレンタンクである場合には、内槽を形成する職人に高い技量が求められる。これに対して、本発明によれば、様々な建設現場に搬入する内槽（すなわちユニットタンク）を高い技量を有する職人が集中的に配置された工場で纏めて形成することができる。
このため、本発明によれば、建設現場において行われる作業は、ユニットタンクの接続（内槽の組立て）と外槽の形成のみとなる。したがって、建設現場において高い技量が要求される場面が減少し、建設現場における工期が短縮する。

本発明の一実施形態における低温タンクの概略構成を示す水平面に沿った断面図である。 図１ＡにおけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態における低温タンクが備えるユニットタンクの概略構成を示すユニットタンクの斜視図である。 図２Ａに示すユニットタンクの垂直方向に沿った断面図である。 図２Ａに示すユニットタンクの水平面に沿った断面図である。 本発明の一実施形態における低温タンクの建設方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態における低温タンクの変形例を示す断面図である。 本発明の一実施形態における低温タンクの変形例を示す断面図である。 本発明の一実施形態における低温タンクの変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る低温タンクの建設方法、低温タンク及びユニットタンクの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態における低温タンク１の概略構成を示す断面図である。なお、図１Ａが低温タンク１の水平面に沿った断面図であり、図１Ｂが図１ＡにおけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態の低温タンク１は、内槽２と、外槽３と、基礎４と、汲上装置５と、ＢＯＧ回収装置６とを備えている。

内槽２は、ＬＮＧ等の低温液化ガスを貯留するための容器であり、複数のユニットタンク１０が接続されることによって形成されている。
本実施形態においては、図１Ａに示すように、内槽２の平面視形状が正方形となるように、９つのユニットタンク１０が隣接して配置されている。
なお、内槽２を構成するユニットタンク１０の数は、９つに限られるものではなく、内槽２に求められる貯留量に応じて設定される。

図２Ａ〜図２Ｃは、ユニットタンク１０の概略構成図である。なお、図２Ａはユニットタンク１０の斜視図であり、図２Ｂはユニットタンクの壁部の垂直方向に沿った断面図であり、図２Ｃはユニットタンクの壁部の水平面に沿った断面図である。

各ユニットタンク１０の形状は、内部が中空とされた直方体に設定されている。図２Ａにおいてはユニットタンク１０の上部が開放されているが、屋根部を設置して上部を閉鎖した状態とすることも可能である。

ユニットタンク１０の壁部には、隣合うユニットタンク１０と接続するための液体用孔１１が形成可能とされている。そして、隣合うユニットタンク１０同士は、対向する液体用孔１１同士が繋げられることによって接続されている。
液体用孔１１は、隣合うユニットタンク１０同士の間で液体すなわちＬＮＧを移動可能とするための孔である。
なお、ユニットタンク１０の壁部には、液体用孔１１の他に、図１Ｂに示すように、気体用孔１２が形成可能とされている。この気体用孔１２は、隣合うユニットタンク１０同士の間で気体すなわちＢＯＧ（Boil Off Gas）を移動可能とするための孔である。

ユニットタンク１０の下部に開口する液体用孔１１及び上部に開口する気体用孔１２を介して、隣接するユニットタンク１０同士が連結される。これにより、複数のユニットタンク１０内における液化ガス及びＢＯＧの良好な流通が可能となる。また、ユニットタンク１０の下部に開口する液体用孔１１及び上部に開口する気体用孔１２を介して、ユニットタンク１０の下部に貯留する液化ガスまたはユニットタンク１０の上部に貯留するＢＯＧのみを、汲上装置５またはＢＯＧ回収装置６により選択的に取り出すことが可能となる。

そして、各ユニットタンク１０の壁部は、図２Ｂに示すように、金属製のメンブレン１３と、断熱材１４と、ライナ１５とを備えている。
メンブレン１３は、熱変形を吸収するコルゲーションが中央部に設けられた矩形状の金属板であり、厚さが数ミリ程度に設定されている。そして、複数のメンブレン１３が配列されることによって、ユニットタンク１０の内壁面が形成されている。このメンブレン１３を形成する金属としては、例えばステンレス鋼を用いる。
断熱材１４は、メンブレン１３とライナ１５との間に介在し、ユニットタンク１０の内部と外部との熱の移動を阻止することによって低温液化ガスの気化を抑制する。なお、断熱材１４は、ユニットタンク１０の全ての壁部に対して必要ではなく、他のユニットタンク１０の壁部と対向する壁部では除くことも可能である。
ライナ１５は、ユニットタンク１０の壁部の最も外側に配置されており、断熱材１４及びメンブレン１３の支持体として機能する。
なお、図２Ｃに示すように、各ユニットタンク１０の壁部には、ユニットタンク１０の形状を維持するための剛性部材として、Ｈ型鋼１６が一定間隔にて設けられている。

このようなユニットタンク１０は、１つ１つが、船舶によって輸送可能な大きさとされている。
例えば、船舶によって輸送可能とするためには、ユニットタンク１０は、横幅が２５ｍ、奥行き及び高さが１５ｍ程度の大きさにすれば良い。

図１Ａ及び図１Ｂに戻り、外槽３は、複数のユニットタンク１０によって形成された内槽２を外側から囲うように形成されている。本実施形態において、外槽３はパーライトコンクリートによって形成されている。

基礎４は、内槽２及び外槽３を支える支持台となる部位であり、例えば不図示の複数の杭によって設置面に対して固定されている。

汲上装置５は、内槽２に貯留された低温液化ガスを内槽２及び外槽３の外部に汲み上げるための装置であり、複数のユニットタンク１０のうちの１つのユニットタンク１０に接続されている。
つまり、本実施形態においては、汲上装置５が接続されたユニットタンク１０が低温液化ガスの取り出し位置となっている。

ＢＯＧ回収装置６は、内槽２の内部で発生したＢＯＧを回収するための装置であり、汲上装置５と同じユニットタンク１０の上部に接続されている。

続いて、本実施形態の低温タンク１の建設方法について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。

図３に示すように、本実施形態の低温タンク１の建設方法においては、ユニットタンク形成工程（ステップＳ１）と、輸送工程（ステップＳ２）と、内槽組立工程（ステップＳ３）と、外槽形成工程（ステップＳ４）と、仕上工程（ステップＳ５）とが順に行われる。

ユニットタンク形成工程（ステップＳ１）は、低温タンク１の建設現場から離間した工場にてユニットタンク１０を複数形成する工程である。
ユニットタンク形成工程（ステップＳ１）では、熟練した職人が、メンブレン１３の成型や溶接、Ｈ型鋼１６の溶接等を行うことによってユニットタンク１０を形成する。
また、上述したが、本実施形態においてユニットタンク形成工程（ステップＳ１）で形成されるユニットタンク１０は、船舶において輸送可能な大きさとされている。
このように、本実施形態においてユニットタンク形成工程（ステップＳ１）では、異なる個体同士で接続可能とされると共に個々が低温液化ガスを貯留可能なユニットタンク１０が建設現場から離間した工場で形成される。

なお、後の輸送工程（ステップＳ２）と、内槽組立工程（ステップＳ３）と、外槽形成工程（ステップＳ４）においてユニットタンク１０に変形が生じないように、ユニットタンク１０の形状を維持するための支保工をユニットタンク１０の内部に配置しておくことが好ましい。

輸送工程（ステップＳ２）は、ユニットタンク形成工程（ステップＳ１）にて形成されたユニットタンク１０を建設現場に輸送する工程である。
具体的には、単数あるいは複数のユニットタンク１０を一隻の船舶に積み、一隻あるいは複数の船舶によって、複数のユニットタンク１０を建設現場に輸送する。

なお、ユニットタンク１０を船舶に対して積む作業及び船舶から降ろす作業は、ユニットタンク１０を支持台の上に載置し、この支持台を吊上げることによって行うことが考えられる。
このように支持台を介してユニットタンク１０を吊上げることによって、ユニットタンク１０に対して負荷が掛からず、ユニットタンク１０の変形を防止することができる。さらに、吊上げることによって、ユニットタンク１０を船舶の任意の位置に容易に載置することが可能となる。

また、ユニットタンク１０を船舶に対して積む作業及び船舶から降ろす作業を、台車にユニットタンク１０を載置し、この台車を走行させて行うことも考えられる。
このような場合には、台車の押し引きのみによって容易にユニットタンクを移動させることができる。
ただし、この場合には、船舶側の台車を載置する箇所の上面が陸地側の地面と合っている必要がある。このため、船舶によって牽引あるいは推進されるバージに台車を設置する。

内槽組立工程（ステップＳ３）は、建設現場にて複数のユニットタンク１０を接続することによって内槽２を組み立てる工程である。
内槽組立工程（ステップＳ３）では、まず内槽２の土台となる基礎４を形成する。なお、基礎４の形成は、内槽組立工程（ステップＳ３）よりも前に予め行っていても良い。
続いて、ユニットタンク１０の壁部のうち、他のユニットタンク１０の壁部に対向する箇所に、液体用孔１１及び気体用孔１２を形成する。そして、これらの液体用孔１１及び気体用孔１２同士が接続されるようにユニットタンク１０を配置し接続する。なお、予め低温タンク１における各ユニットタンク１０の配置が決まっている場合には、工場にて液体用孔１１及び気体用孔１２を予め形成しておくことも可能である。

外槽形成工程（ステップＳ４）は、内槽２周りに外槽３を形成する工程である。
この外槽形成工程（ステップＳ４）では、まず、コンクリート打設時に用いる型枠を形成する。なお、この型枠は、基礎４と同時に内槽組立工程（ステップＳ３）よりも前に行っておいても良い。この場合には、内槽組立工程（ステップＳ３）における内槽２の組立ては、型枠の内部で行われる。
そして、型枠内にコンクリートが打設されることによって、外槽３が形成される。

仕上工程（ステップＳ５）は、屋根部の形成や、汲上装置５やＢＯＧ回収装置６の設置、低温タンク１の試験を行う工程である。

以上のような本実施形態の低温タンク１の建設方法によれば、低温タンク１の内槽２が複数のユニットタンク１０が接続されることで構成される。そして、これらのユニットタンク１０は、低温タンク１の建設現場から離間した工場で形成される。
つまり、本実施形態の低温タンク１の建設方法によれば、様々な建設現場で用いられるユニットタンク１０を、工場にて集中的に形成することができる。このため、高い技量を有する職人が建設現場に赴くことなくユニットタンク１０を纏めて形成することができる。
特に、本実施形態の低温タンク１のように、内槽２が金属製のメンブレンと、断熱材と、ライナとを備えるいわゆるメンブレンタンクである場合には、内槽２を形成する職人に高い技量が求められる。これに対して、本実施形態の低温タンク１の建設方法によれば、様々な建設現場に搬入する内槽（すなわちユニットタンク１０）を高い技量を有する職人が集中的に配置された工場で纏めて形成することができる。
本実施形態の低温タンク１の建設方法によれば、建設現場において行われる作業は、主としてユニットタンク１０の接続（内槽の組立て）と外槽３の形成のみとなる。したがって、建設現場において高い技量が要求される場面が減少し、建設現場における工期が短縮する。

なお、本実施形態の低温タンク１の建設方法においては、ユニットタンク１０の壁部が、上記低温液化ガスの貯留領域側から順に、金属製のメンブレン１３と、断熱材１４と、ライナ１５とを備えている。
このため、建設現場において、断熱材１４等の設置作業を行う必要がなくなり、建設現場における工期がより短縮する。

また、本実施形態の低温タンク１の建設方法においては、外槽形成工程（ステップＳ４）にて、内槽２周りにコンクリートを打設することによって、コンクリートからなる外槽３を形成する。
このため、金属製の外槽を形成する場合と比較して、職人に技量が求められず、工期のさらなる短縮化を図ることができる。

以上、添付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ないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき、構成の付加、省略、置換、及びその他の種々の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

例えば、上記実施形態においては、ユニットタンク１０の平面視形状が矩形である場合について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、図４に示すように、ユニットタンク１０に換えて平面視形状が六角形のユニットタンク２０を用いることも可能である。
平面視形状が六角形のユニットタンク２０は、外力に対して変形し難いであろうことが期待できる。このため、平面視形状が六角形のユニットタンク２０を用いることによって、輸送時や組立て時にユニットタンク２０が変形することを抑止することが可能となる。
なお、ユニットタンクの平面視形状は、上述の構成に限られず、複数のユニットタンク同士が容易に接続可能な形状であれば、任意の形状を採用することができる。例えば、ユニットタンクの平面視形状が正方形または六角形以外の多角形状であってもよい。

また、上記実施形態においては、全てのユニットタンク１０が水平となるように組み立てる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、内槽２の低温液化ガスの取り出し位置（汲上装置５が接続されたユニットタンク１０の底面）が最も低くなるようにユニットタンク１０を組み立てる構成を採用することもできる。
なお、図５Ａに示すように、全てのユニットタンク１０の底面を傾斜させ、底面の最も低い位置を低温液化ガスの取り出し位置とする構成を採用しても良いし、図５Ｂに示すように、隣合うユニットタンク１０の底面を階段状に下げてゆき、最も低い底面を有するユニットタンク１０から低温液化ガスを取り出す構成を採用しても良い。

また、上記実施形態においては、外槽３の外周面形状が円形である必要はない。例えば、外槽３の外周面形状を内槽２の形状に合わせることも可能である。
さらに、内槽２の配置パターンについても任意なものとすることができる。また、内槽２を上下方向に接続することも可能である。

本発明によれば、低温タンクの建設にあたり、建設現場における工期を短縮することが可能となる。

１……低温タンク、２……内槽、３……外槽、１０……ユニットタンク、１３……メンブレン、１４……断熱材、１５……ライナ

Claims (9)

1. 低温液化ガスを貯留する低温タンクを、予め定められた建設箇所に対して建設する低温タンクの建設方法であって、
   互いに接続可能とされると共に個々が低温液化ガスを貯留可能なユニットタンクを前記建設箇所から離間した工場にて複数形成するユニットタンク形成工程と、
   前記ユニットタンクを前記建築箇所に輸送する輸送工程と、
   前記建設箇所にて複数の前記ユニットタンクを接続することによって内槽を組立てる内槽組立工程と、
   前記内槽周りに外槽を形成する外槽形成工程と
   を有する低温タンクの建設方法。
2. 前記ユニットタンクの壁部が、前記低温液化ガスの貯留領域側から順に、金属製のメンブレンと、断熱材と、ライナとを備えている請求項１記載の低温タンクの建設方法。
3. 前記外槽形成工程にて、前記内槽周りにコンクリートを打設することによって、コンクリートからなる前記外槽を形成する請求項１記載の低温タンクの建設方法。
4. 前記外槽形成工程にて、前記内槽周りにコンクリートを打設することによって、コンクリートからなる前記外槽を形成する請求項２記載の低温タンクの建設方法。
5. 前記ユニットタンクの平面視形状が多角形状である請求項１〜４のいずれかに記載の低温タンクの建設方法。
6. 前記複数のユニットタンクが、個々のユニットタンクの下部に開口する液体用孔及び上部に開口する気体用孔を介して連結される請求項１に記載の低温タンクの建設方法。
7. 前記内槽組立工程にて、前記内槽の前記低温液化ガスの取り出し位置が最も低くなるように前記ユニットタンクを組み立てることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の低温タンクの建設方法。
8. 前記内槽を構成する前記ユニットタンクの底面を傾斜させ、底面の最も低い位置を前記低温液化ガスの取り出し位置とする請求項７に記載の低温タンクの建設方法。
9. 隣り合う前記ユニットタンクの底面を階段状に下げてゆき、最も低い底面を有する前記ユニットタンクを前記低温液化ガスの取り出し位置とする請求項７に記載の低温タンクの建設方法。

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