JP6537518B2 - 液化燃料ガス貯蔵タンクの壁を不活性にする方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、液化燃料ガスを収容する不透過性断熱タンクの壁の不活性に関する。

本発明は、特に、液化天然ガス（ＬＮＧ）の保管に用いられる薄膜タンクの壁の不活性に適用される。

液化天然ガスを貯蔵するための不透過性断熱タンクが、知られている。その不透過性断熱タンクは、厚さ方向にタンクの内側から外側に連続するタンク壁を有する。タンク壁は、液化天然ガスに接する一次不透過性膜と、一次断熱バリアと、二次不透過性膜と、二次断熱バリアと、耐荷重構造と、で構成されている。

このようなタンクの不透過性膜は、タンクの内側から一次断熱バリアおよび二次断熱バリアまで液化天然ガスの通路につながる漏れ口を有する。その一方で、燃料ガスに酸化性ガスが存在する場合、燃料ガスの濃度が爆発限界下限（ＬＥＬ）と爆発限界上限（ＵＥＬ）との間の濃度範囲内にある場合、そして、酸化性ガスが適切な濃度範囲内にある場合、燃料ガスは、点火して爆発することが可能である。

このため、事故を回避するために、断熱バリア内に窒素を循環させて、不活性雰囲気（inert atmosphere）下で不活性断熱バリアを保つことが知られている。よって、断熱バリアに存在することが可能な燃料ガスや酸化性ガスは、爆発条件に達しないように希釈される。また、一次および／または二次不透過性バリアを介して液化天然ガスの漏れを検出するために、断熱バリア内で燃料ガスの濃度を測定することが可能なガス分析装置をタンクに備えることが規定されている。

また、断熱バリアの絶縁性を高めるために、周囲の大気圧よりも低い絶対圧力加下、すなわち、負の相対圧力下で、断熱バリアの一方および／または他方の気相（gas phase）を保つことが知られている。そのような方法は、例えば、特許文献１に記載されている。

しかしながら、ほとんどのガス分析装置は、信頼性の高い測定を低圧で提供するができない。ゆえに、断熱バリアの不活性な性質を確実に監視できるように、断熱バリア内の圧力は、最小圧力、一般的に８０ｋＰａ以上で維持しなければならない。同様に、断熱バリア内のガスを循環させるための流量は、最小流量以上に保たなければならない。

このため、低い圧力で維持する場合、断熱バリアの不活性の性質を確実に監視することはできない。

フランス国特許出願第２５３５８３１号

本発明の根底となる一つの考えは、信頼性があり、タンクの絶縁性を高めることができるように、液化燃料ガスを収容するタンクの壁を不活性にするための方法およびシステムを提供することである。

一実施形態によれば、本発明は、液化燃料ガスを収容する不透過性断熱タンクの壁を不活性にする方法を提供する。壁は、２つの不透過性バリアと、２つの不透過性バリアとの間に位置付けられ、絶縁固体および気相で構成される１つの断熱バリアと、を備えた多層構造、を有する。本発明の方法は、閾値圧力Ｐｓより低い負の相対圧力Ｐ１の設定ポイントに、断熱バリアの気相を設定して維持するために、制御装置がポンプ装置を起動する第１不活性モードを実行する工程と、第１不活性モード中、断熱バリアの気相の圧力が、閾値圧力Ｐｓを超えているかどうかを検出する工程と、閾値圧力Ｐｓを超える断熱バリアの気相の圧力の検出に応じて、第１不活性モードから第２不活性モードに切り替えする工程と、有する。閾値圧力Ｐｓは、燃料ガスの可燃限界圧力Ｐｉより低い。また、第２不活性モードは、不活性ガスで断熱バリアを洗い流す。

このため、燃料ガスの可燃限界圧力より低い圧力にするので、第１不活性モードは、断熱バリアに存在する気相の不活性の性質を保証することができる。また、減圧下で断熱バリアを維持することによりタンクの断熱性能を高めることができる。また、本発明では、可燃圧力よりも低い圧力が維持されるのを防ぐ不透過性膜の一方の不透過性の損失が発生した場合に、閾値圧力Ｐｓに達したらすぐに、第２不活性モードに切り替わるので、不活性の性質が、確実に保証される。また、第２不活性モードにおいて、燃料および／または酸化ガスを十分に希釈するために、断熱バリアが、不活性ガスで洗い流される。このため、爆発条件に達しない。

本明細書において、断熱バリアを不活性にする方法は、断熱バリア内に含まれる気相が、燃料ガスの爆発または可燃条件下に置かれないことを保証することが可能な方法を意味することに留意すべきである。

実施形態によれば、本発明の方法は、次の特徴を１つ以上有する。

第１不活性モードにおいて、相対圧力Ｐ１の設定ポイントに断熱バリアの気相を設定して維持するために、制御装置がポンプ装置を起動する。

閾値圧力Ｐｓは、１７０００Ｐａより低い。

閾値圧力Ｐｓは、２５℃で空気中における燃料ガスの爆発限界下限に相当する燃料ガス濃度で構成されるガス混合物おいて、大気圧で燃料ガスの分圧より低い。

閾値圧力Ｐｓは、２５℃で空気中における燃料ガスの爆発限界下限に相当する燃料ガス濃度で構成されるガス混合物において、大気圧で、燃料ガスの分圧の２０％〜３５％の間である。

閾値圧力Ｐｓは、２５℃で空気中の記燃料ガスの爆発限界下限に相当する前記燃料ガス濃度を含むガス混合物において、大気圧で、前記燃料ガスの分圧の３０％である。

閾値圧力Ｐｓは、燃料ガスの可燃性を可能にする酸素の最小濃度に等しい酸素濃度に相当する空気濃度を含むガス混合物において、大気圧で、空気の分圧より低い。

第２不活性モードにおいて、断熱バリアが、大気圧で、不活性ガスで洗い流される。

燃料ガスが、メタン、エタン、ｎ−ブタン、プロパン、エチレン、および、それらの混合物からなるグループから選択される。

タンクは、液体の状態で燃料ガスを貯蔵するために意図される。

燃料ガスは、−１６３℃〜０℃の間の温度でタンクに貯蔵される。特に、燃料ガスが、大気圧で貯蔵される液化天然ガスである場合には、−１６３℃の温度でタンクに保管される。

不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、および、それらの混合物からなるグループから選択される。

２つの不透過性バリアの一方が、耐荷重構造からなり、他方が、二次金属膜からなる。断熱バリアは、二次断熱バリアである。多層構造は、タンク内に保管される燃料ガスに接する一次金属膜と、一次金属膜と二次金属膜との間に位置する一次断熱バリアとをさらに有する。一次断熱バリアは、絶縁固体材料および気相で構成されている。また、本発明の方法は、閾値圧力Ｐｓ′より低い負の相対圧力Ｐ１′の設定ポイントに一次断熱バリアの気相を設定して維持するために、制御装置がポンプ装置を起動する一次断熱バリアの第１不活性モードを実行する工程と、一次断熱バリアの第１不活性モード中、一次断熱バリアの気相の圧力が前記閾値圧力Ｐｓ′を超えているかどうかを検出する工程と、閾値圧力Ｐｓ′を超える一次断熱バリアの気相の圧力の検出に応じて、第１不活性モードから一次断熱バリアの第２不活性モードに切り替える工程と、を有する。閾値圧力Ｐｓ′は、燃料ガスの可燃限界圧力Ｐｉより低い。また、第２不活性モードは、不活性ガスで一次断熱バリアを洗い流す。

閾値圧力Ｐｓは、可変である。一次断熱バリアの第１不活性モードが実行されている間、第１の値は、閾値圧力Ｐｓに割り当てられ、第２の値は、閾値圧力Ｐｓ′を超える一次断熱バリアの気相の圧力の検出に応じて、閾値圧力Ｐｓに割り当てられる。

一実施形態によれば、本発明は、また、液化燃料ガスを収容する不透過性断熱タンクの壁を不活性にするシステムを提供する。壁は、２つの不透過性バリアと、２つの不透過性バリアの間に位置付けられ、断熱固体材料および気相で構成される１つの断熱バリアと、を備えた多層構造多層構造、を有する。システムは、ポンプ装置と、圧力センサと、不活性ガス噴射装置と、制御ユニットと、を有する。ポンプ装置は、閾値圧力Ｐｓより低い負の相対圧力Ｐ１に断熱バリアの気相を設定して維持するために設けられる。閾値圧力Ｐｓは、燃料ガスの可燃限界圧力Ｐｉより低い。圧力センサは、断熱バリア内の気相の圧力を表す信号を提供することが可能である。不活性ガス噴射装置は、一端が不活性ガス貯蔵装置および／または不活性ガス発生器に接続され、他端が一次断熱バリアの内部に不活性ガスを供給する供給パイプに接続される。制御ユニットは、一次断熱バリアの気相の圧力が閾値圧力Ｐｓを超えたかどうかを検出し、閾値圧力Ｐｓを超える一次断熱バリアの気相の圧力の検出に応じて、不活性ガス噴射装置を起動するための信号を生成することが可能である。

一実施形態によれば、不活性システムは、以下の１つ以上の特徴を有する。不活性ガス噴射装置が、窒素発生器に接続されている。不活性システムは、気相で燃料ガスの濃度を測定するガス分析装置を有する。

一実施形態によれば、本発明は、また、液化燃料ガスを収容する不透過性断熱タンクを提供する。そのタンクは、多層構造を備えた壁と、上述の不活性システムと、を有する。多層構造は、２つの不透過性バリアと、２つの不透過性バリアの間に配置される１つの断熱バリアと、で構成されている。断熱バリアは、絶縁性固体材料と、気相と、で構成される。

一実施形態において、一方の不透過性バリアは、耐荷重構造からなり、他方の不透過性バリアは、二次金属膜からなる。多層構造は、タンク内に保管される燃料ガスに接する一次金属膜と、一次金属膜と二次金属膜との間に位置する断熱バリアと、をさらに有する。

このようなタンクは、例えばＬＮＧを貯蔵するための陸上貯蔵施設の一部であってもよく、沿岸や深海浮体構造物、例えば、メタンタンカー、浮遊式貯蔵再ガス化ユニット（ＦＳＲＵ）、浮遊式生産貯蔵積出ユニット（ＦＰＳＯ）に設置してもよい。

一実施形態によれば、液体を運ぶためのタンカーが、上述のタンクで構成されている。

一実施形態によれば、本発明は、また、タンカーのような積み下ろしをするための方法を提供する。液体は、浮遊貯蔵施設または陸上貯蔵施設からタンカーのタンクまで、または、タンカーのタンクから浮遊貯蔵施設または陸上貯蔵施設まで、絶縁パイプを介して運ばれる。

一実施形態によれば、本発明は、また、冷液体輸送システムを提供する。そのシステムは、上述のタンカーと、絶縁パイプと、ポンプと、で構成される。絶縁パイプは、タンカーの船体に取り付けられるタンクを浮遊貯蔵施設または陸上貯蔵施設に接続するために設けられる。ポンプは、浮遊貯蔵施設または陸上貯蔵施設からタンカーのタンクまで、または、タンカーのタンクから浮遊貯蔵施設または陸上貯蔵施設まで、絶縁パイプを介して流体を運ぶ。

以下の本発明の実施形態の記載によって、本発明はより一層理解されやすく、また、本発明の他の目的、詳細、特徴および利点はより一層明確に理解される。本発明の実施形態の記載は、添付の図面を参照して説明を意図してなされたものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

不活性システムを備えたタンクの概略図である。 空気中におけるメタンの燃焼限界に対する圧力および温度の影響を示す曲線である。 不活性システムを備えたメタンタンカーの断面タンク、および、そのタンクの積み下ろし用ターミナルの概略図である。

図１を参照すると、燃料ガスを保管するためのタンク１が、概略的に示されている。タンク１の各壁は、多層構造で構成されている。その多層構造は、タンク１の外側から内側に向かって、耐荷重構造２と、二次断熱バリア３と、二次不透過性膜４と、一次断熱バリア５と、一次不透過性膜６と、で構成されている。耐荷重構造２は、タンク１の一般的な形状を画定する。二次断熱バリア３は、耐荷重構造２に接する絶縁要素から成る。一次断熱バリア５は、二次不透過性膜４に接する絶縁要素から成る。一次不透過性膜６は、タンク１に収容される液化燃料ガスに接触する。

耐荷重構造２は、特に、自立型金属シートであり、および／または、タンカーの船体または二重船体により形成される。

断熱バリア３、５は、絶縁性固体材料と、気相と、で構成される。一実施形態によれば、断熱バリア３、５は、図示されていない断熱箱から形成される。この箱は、ベースパネルと、例えば合板で作られたカバーパネルと、間隔を空けて配置され、ベースパネルとカバーパネルとの間に挿入される複数の要素と、を有する。断熱性パッキンを収容するための区画は、間隔を空けて配置される要素の間に作られる。また、断熱性パッキンは、適切な断熱特性を有する材料から作られる。一例として、断熱性パッキンは、パーライト、ガラスウール、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリ塩化ビニル発泡体、エアロゲルなどの材料から選択される。

一次および二次不透過性膜６、４は、例えば、隆起した縁部を備えた金属ストレーキ（metal strake）の連続層からなる。金属ストレーキは、隆起した縁部で並列の溶接支持体に溶接され、箱のカバーに固定される。

一次および二次不透過性膜６、４は、ガスおよび液体に対して不透過性である。また、耐荷重構造２も不透過性である。このため、本明細書および請求項において、表現「不透過性バリア」は、不透過性膜４、６および耐荷重構造２の両方を含む。ゆえに、二次断熱バリア３は、二次透過性膜４からなる一次不透過性バリアで周囲圧力から隔離された不透過性スペースに設けられると共に、耐荷重構造２からなる二次透過性バリアで周囲圧力から隔離された不透過性スペースに設けられる。

燃料ガスは、液化ガスであり、すなわち、低圧で液相の状態となり、かつ、常温常圧下で蒸気相である化学物質やその化学物質の混合物である。液化ガス３は、特に、液化天然ガス（ＬＮＧ）、すなわち、ガス混合物である。ガス混合物は、主に、メタンと、エタン、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、窒素のような１つ以上の他の炭化水素と、で構成されている。また、液化天然ガスは、約−１６２℃の温度の大気圧下で貯蔵される。

燃料ガスは、エタンまたは液化石油ガス（ＬＰＧ）、すなわち、石油の精製から生じる炭化水素の混合物であり、主に、プロパンおよびｎ−ブタンで構成されている。また、燃料ガスは、エチレンであってもよい。

さまざまな燃料ガスの大気圧での貯蔵温度は、次の表の通りである。

不透過性膜４、６を介して液化天然ガスの漏れ、および／または、耐荷重構造２を介して空気の漏れが原因で、タンク１の壁内の爆発比率で存在するガス混合物を避けるために、それらの壁は、以下に詳細に記載されているように、不活性化処理が施される。

記載されている実施形態において、不活性処理は、特に、二次断熱バリア３の不活性化を行うことを目的としていることに留意すべきである。

また、不活性処理およびシステムは、以下に詳細に記載されているように、２つの別々の不活性モードにしたがって動作することができるという顕著な特徴を有する。

第１不活性モードによれば、断熱バリア３に含まれる気相が、燃料ガスの可燃限界圧力Ｐｉよりも低い燃料ガスの設定圧力Ｐ１付近で維持される。特に、可燃限界圧力Ｐｉは、燃料ガスがもはや可燃性ではない圧力以下で存在する。設定圧力Ｐ１は、周囲の大気圧よりも低い絶対圧力、すなわち、負の相対圧力である。

図２は、例として、圧力と温度の関数として空気中のメタンの可燃限界を示す。空気中のメタンの可燃限界圧力Ｐｉが、２５℃で、水銀の１３０ｍｍ程度、すなわち、１７３３１Ｐａであることがわかる。このため、断熱バリア３の気相における燃料ガスと酸素の割合に関係なく、この気相は、燃料ガスの可燃限界圧力Ｐｉよりも低い設定圧力Ｐ１に置かれたときには、発火することができず、また、爆発することができない。また、この第１不活性モードは、断熱バリア３の絶縁性能を高めるという利点を有する。

例として、以下の表は、さまざまな燃料ガスの２５℃の空気中での可燃限界圧力の大きさを示す。

このような不活性モードを実行するために、不活性システムは、パイプ８で断熱バリア３に接続されるポンプ装置７を備えている。ポンプ装置７は、断熱バリア３を数百または数千パスカル程度の低圧力下で維持することができるように、１つ以上の真空ポンプを備えている。真空ポンプ装置は、例えば、羽ポンプまたはルーツポンプの段階的アセンブリまたはカスケード式アセンブリである。

また、システムは、断熱バリア３の内部の気相の圧力を表す信号を提供することが可能な圧力センサ９を有する。圧力センサ９は、設定圧力Ｐ１に応じて、ポンプ装置７を制御することが可能な圧力制御装置に接続される。制御装置は、圧力センサ９によって測定された圧力が設定圧力Ｐ１よりも大きいときにポンプ装置７を起動することができ、また、測定された圧力が設定圧力Ｐ１よりも低いときにポンプ装置７を停止することができる。制御装置は、有利には、制御の安定性を向上させることができるヒステリシス（hysteresis）を備えている。制御装置は、ポンプ装置７に組み込む、または、不活性システムの制御ユニット１０に組み込まれるように、選択することができる。

また、不活性システムは、大気圧中で不活性ガスを流すことにより断熱バリア３の不活性が行われる第２不活性モードで動作するのに適している。この第２不活性モードは、分解動作モードに相当する。特に、分解動作モードは、断熱バリア３に隣接する不透過性バリア２、４の１つの不透過性の損失が生じた際に、適している。実際に、このような場合において、断熱バリア３は、周囲気圧から分離されていない。このため、閾値圧力Ｐｓよりも低い負の相対圧力を保つことはできなくなる。

この第２不活性モードを実施するために、不活性システムは、断熱バリア３を不活性ガスで洗い流すことが可能な不活性ガス噴射装置１１を有する。不活性ガス噴射装置１１は、不活性ガス供給パイプ１４に接続される加圧不活性ガス貯蔵装置１２を有する。不活性ガス供給パイプ１４は、断熱バリア３に開口している。加圧不活性ガス貯蔵装置１２は、バルブ１６を介して供給パイプ１３に接続されており、断熱バリア３に不活性ガスを注入するための流量および／または圧力を制御することが可能である。加圧不活性ガス貯蔵装置１２の大きさは、不透過性バリア２、４の一方および／または他方の不透過性の損失が発生した場合に、ガス噴射装置１１は、爆発限界濃度に達しないように、燃料ガスおよび／または酸化ガスの十分な希釈を確保することができる十分なものでなければならない。特に、加圧不活性ガス貯蔵装置１２は、断熱バリア３において大気圧に含まれる気相の量と実質的に同等な不活性ガスの量を貯蔵することができなければならない。

不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、および、それらの混合物からなるグループから選択される。一実施形態において、使用される不活性ガスは、窒素（Ｎ₂）である。

図示されていない本発明の一実施形態によれば、不活性システムは、加圧不活性ガス貯蔵装置１２に加えて、または、加圧不活性ガス貯蔵装置１２の代わりに、不活性ガス発生器を有する。特に、不活性ガス発生器は、窒素を周りの空気から抽出することが可能な窒素発生器であってもよい。

必要に応じて、ガス噴射装置が不活性ガス発生器を備えている場合に、パイプ１４が、不活性ガスの注入を行うために、任意の補助ポンプ１３を備えていてもよい。

また、不活性システムは、圧力センサ９と、ポンプ装置７と、不活性ガス噴射装置１１に接続される制御ユニット１０と、を有する。断熱バリア３に隣接する不透過性バリア２、４の一方または／および他方の不透過性の損失が原因で、第１不活性モードが十分に安全条件下で実現することができない場合に、制御ユニット１０は、第２不活性モードを自動的に動作する役割を有する。

これを行うために、制御ユニット１０は、圧力センサ９で生成される断熱バリア３の気相の圧力を表す信号を受け取って処理することができる。第１不活性モード中、制御ユニット１０は、断熱バリア３内の気相の圧力Ｐを設定圧力Ｐ１よりも高い閾値圧力Ｐｓと比較する。気相の圧力Ｐが、閾値圧力Ｐｓを超えたらすぐに、制御ユニット１０は、自動的に、第１不活性モードから第２不活性モードに切り替える。つまり、制御ユニット１０は、不活性ガス噴射装置１１を起動するための信号と、ポンプ装置７を停止するための信号と、を生成する。また、一実施形態によれば、制御ユニット１０は、閾値圧力Ｐｓの超過を検出した場合、警告信号も生成することができる。

不活性ガスの注入による影響下で、大気圧への気相の戻りの安全性を確保するために、閾値圧力Ｐｓおよびポンプ装置７の設定圧力Ｐ１は、タンク１に含まれる燃料ガスの性質に応じて、賢く選択しなければならない。閾値圧力Ｐｓは、特に定義しなければならない。このため、不透過性の損失が生じた際に、断熱バリア３における気相が、不活性ガスの注入の影響下で大気圧中に戻る場合に、爆発範囲内にある場合と比べて、燃料ガスおよび／または酸化ガスで構成することができない。

これを行うため、大気圧で、空気中の燃料ガスの爆発下限に相当する濃度で、２５℃で、燃料ガスの分圧よりも低くなるように閾値圧力Ｐｓが、提供される。

例として、メタンの可燃限界下限は、大気圧（１０１３２５Ｐａ）、２５℃で５％の体積である。大気圧で５％のメタン体積の濃度に相当するメタンの分圧は、約５０６６Ｐａである。すなわち、大気圧で、爆発限界下限に相当するメタンの量は、断熱バリア３に含まれる気相の全体をそのままで構成すべきであり、その圧力は５０６６Ｐａである。ゆえに、第１不活性モード中、断熱バリア３における気相の圧力Ｐが、５０６６Ｐａよりも低い限りは、メタン濃度の危険性はなく、一度１０１３２４Ｐａの大気圧に戻り爆発限界下限に達すると、窒素中の燃料ガスの完全かつ瞬時の希釈を考慮する。

有利には、閾値圧力Ｐｓが、上述の圧力に関連する安全範囲で選択される。特に、断熱バリア３における気相の不均一混合物の現象や、気相が大気圧に戻るために、不活性ガスの十分な量を注入するのに必要な時間が考慮される。

このため、その爆発限界下限に相当する燃料ガスの濃度の大気圧で燃料ガスの分圧の２０％〜３５％の間の閾値圧力Ｐｓ、好ましくは、燃料ガスの分圧の３０％程度の閾値圧力Ｐｓが、選択される。よって、メタン貯蔵タンクの場合、１０１３〜１７７３Ｐａの間の閾値圧力、好ましくは、１５２０Ｐａ程度の閾値圧力が、選択される。

一つの例として、以下の表にさまざまな燃料ガスの可燃限界下限を示す。閾値圧力Ｐｓ値は、爆発限界下限に相当する濃度の大気圧で、燃料ガスの分圧の３０％に相当する。

いくつかの燃料ガスに対して、閾値圧力Ｐｓは、燃料ガスの可燃限界下限に応じてではなく、燃料ガスの燃焼を可能にする酸化剤の最小濃度に応じて定義される。特に、燃料ガスの燃焼を可能にする空気の最小濃度が、その爆発限界下限に相当する燃料ガスの濃度よりも低い場合がある。つまり、さらに安全性を強化するために、燃料ガスの燃焼を可能にする酸素の最小濃度と等しい酸素濃度に応じた空気の濃度を構成するガス混合物において、大気圧で空気の分圧よりも低い閾値圧力Ｐｓを提供することが好ましい。

また、示されている実施形態において、不活性システムは、気相における燃料ガスの濃度を測定するガス分析装置１５を有する。ガス分析装置１５は、ここでは、ポンプ装置７の出口に配置されている。ガス分析装置１５は、特に、触媒フィラメント検出器、赤外線検出器、および、電気化学セル検出器からなるグループから選択される燃料ガス検出器を有する。触媒フィラメント検出器および赤外線検出器は、吸光度および／または透過率によって動作される。ガス分析装置１５は、第１不活性モード中、燃料ガスの漏れを検出するため、および、断熱バリア３内の気相の圧力Ｐと閾値圧力Ｐｓとを比較するために用いられる。ガス分析装置の動作を可能にするために、断熱バリア３から抽出された気相サンプルは、その分析の前に、不活性ガスで予め希釈しなければならない。また、ガス分析装置１５は、第２不活性モード中に、一定の間隔で断熱バリア３の気相を分析するために用いられる。この場合、測定された燃料ガスの濃度に応じて、断熱バリア３内の不活性ガスの注入の流量を制御するための制御ユニット１０に備えて用意しておくことが好ましい。

上述に詳細に記載した不活性プロセスは、二次断熱バリア３の不活性化を行うことを目標としているが、本発明は係る実施形態に限定されるものではない。実際には、他の実施形態において、不活性プロセスは、一次断熱バリア５で実施してもよく、または、液化燃料ガスに接する不透過性膜と耐荷重構造との間で延びる単一の断熱バリアを備えたタンク１に適用してもよい。このため、通常、不活性プロセスは、２つの不透過性バリアとの間に位置し、不透過性バリアで周囲圧力から分離された任意の断熱バリアにも適用することができる。

また、一実施形態おいて、上述したように不活性プロセスが、二次断熱バリア３と一次断熱バリア５との両方に別々に適用される。

このため、不活性システムは、ポンプシステムと、不活性ガスを注入する装置と、圧力センサと、を有する。ポンプシステムは、設定ポイントの圧力Ｐ１′で一次断熱バリア５に含まれる気相の圧力を維持することが可能である。不活性ガスを注入する装置は、一次断熱バリア５を不活性ガスで流すことが可能である。圧力センサは、一次断熱バリア５の内側の気相の圧力を表す信号を送ることが可能である。

上述のように、制御ユニット１０は、断熱バリア５の気相内の圧力と設定ポイント圧力Ｐ１′よりも大きい閾値圧力Ｐｓ′とを比較する。そして、一次断熱バリア５に含まれる気相の圧力が、閾値圧力Ｐｓ′を超えた場合、第１不活性モードから一次断熱バリア５の第２不活性モードに自動的に切り替える。

一実施形態によれば、閾値圧力Ｐｓを可変にすることも可能である。

実際には、一次断熱バリア５の圧力が、閾値圧力Ｐｓ′以下で維持されている間、一次不透過性膜６および二次不透過性膜４が、不透過性を正常に確保することも考えられる。このため、二次断熱バリア３における圧力の上昇は、これらの場合において、耐荷重構造２の不透過性の損失によるものだけであり、二次断熱バリア３に浸透するガスは、空気のみである。したがって、一次断熱バリア５の第１不活性モードが、実施されると同時に、燃料ガスの燃焼を可能にする酸化剤の最小濃度に応じて定義される第１の値を、閾値圧力Ｐｓに割り当てることができる。その一方で、制御ユニット１０が、閾値圧力Ｐｓ′を超える一次断熱バリア５の気相の圧力を検出するとすぐに、第２の値を閾値圧力Ｐｓに割り当てることが好ましい。また、第２の値は、上述したように、燃料ガスの可燃限界下限に応じて定義されるべきである。

同様に、二次断熱バリア３で実行される不活性モードに応じて可変にするために、閾値圧力Ｐｓ′が提供される。閾値圧力Ｐｓ′の超過は、一次断熱バリア５の第２不活性モードを引き起こすことが可能である。

図３を参照すると、メタンタンカー７０の断面図は、角柱形状の不透過性および絶縁タンク７１を示す。タンク７１は、タンクの二重船体に取り付けられる。それ自体が既知の方法で、積み下ろしパイプ７３は、タンカーの上部デッキに設けられており、タンク７１からまたはタンク７１にＬＮＧ貨物を運ぶために、適切な接続機を用いて、浮遊または海岸ターミナルに接続される。

図３には、積み下ろしステーション７５と、海底パイプライン７６と、陸上施設７７と、を有する海上ターミナルの例が、示されている。積み下ろしステーション７５は、固定沖合施設であり、可動式アーム７４と、その可動式アーム７４を支持するタワー７８と、を有する。可動式アーム７４は、絶縁された曲げやすいホース７９の束を支える。ホース７９は、積み下ろしパイプ７３に接続することができる。可動式アーム７４は、メタンタンカーの全てのサイズに適合する。接続パイプ（図示せず）は、タワー７８の内部に延在する。積み下ろしステーション７５は、陸上施設７７から又は陸上施設７７までメタンタンカー７０の積み下ろしを可能にする。積み下ろしステーションは、液化ガス貯蔵タンク８０と、海底パイプ７６を介して積み下ろしステーション７５に接続される接続パイプ８１と、を有する。海底パイプ７６は、長い距離、例えば、５ｋｍで積み下ろしステーション７５と陸上施設７７との間で液化ガスを運ぶことができる。このため、積み下ろし作業中、海岸から長い距離でメタンタンカー７０を保持することが可能である。

液化ガスの運搬に必要な圧力を生成するために、タンカー７０に搭載されるポンプ、陸上施設７７に装備されるポンプ、および／または、積み下ろしステーション７５に装備されるポンプ、が用いられる。

本発明は、特定の実施形態との関連において説明したが、本発明がかかる特定の実施形態に限定されるものではないことは明らかであり、また、本発明の範囲を逸脱しないかぎり、記載された態様に対応する技術的等価物およびそれらの組み合せもまた含まれることは明らかである。

動詞の使用は、「有する（comprise）」または「含む(include)」及びその共役の形態は、請求項に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。また、ステップの要素における不定冠詞「ａ」、「an」の使用は、特に特定しない限り、そのような要素又はステップの複数の存在を排除するものではない。

また、特許請求の範囲において、括弧内の任意の参照符号は、請求項を限定するものとして解釈すべきではない。

Claims (17)

1. 液化燃料ガスを収容する不透過性断熱タンク（１）の壁を不活性にする方法であって、
   前記壁は、２つの不透過性バリア（２、４）と、前記２つの不透過性バリア（２、４）との間に位置付けられ、絶縁固体および気相で構成される１つの断熱バリア（３）と、を備えた多層構造、を有し、
   前記方法は、
   閾値圧力Ｐｓより低い負の相対圧力Ｐ１の設定ポイントに、前記断熱バリア（３）の気相を設定して維持するために、制御装置がポンプ装置を起動する第１不活性モードを実行する工程であって、前記閾値圧力Ｐｓは、前記燃料ガスの可燃限界圧力Ｐｉより低い、工程と、
   前記第１不活性モード中、前記断熱バリア（３）の前記気相の圧力が、前記閾値圧力Ｐｓを超えているかどうかを検出する工程と、
   前記閾値圧力Ｐｓを超える前記断熱バリア（３）の気相の圧力の検出に応じて、前記第１不活性モードから、不活性ガスで前記断熱バリア（３）を洗い流す第２不活性モードに切り替えする工程と、有する
   ことを特徴とする不透過性断熱タンクの壁を不活性にする方法。
2. 前記閾値圧力Ｐｓが、２５℃で空気中における前記燃料ガスの爆発限界下限に相当する燃料ガス濃度で構成されるガス混合物において、大気圧で、前記燃料ガスの分圧より低い
   ことを特徴とする請求項１に記載の壁を不活性にする方法。
3. 前記閾値圧力Ｐｓが、２５℃で空気中における前記燃料ガスの爆発限界下限に相当する燃料ガス濃度で構成されるガス混合物において、大気圧で、前記燃料ガスの分圧の２０％〜３５％の間である
   ことを特徴とする請求項２に記載の壁を不活性にする方法。
4. 前記閾値圧力Ｐｓが、２５℃で空気中の前記燃料ガスの爆発限界下限に相当する前記燃料ガス濃度で構成されるガス混合物において、大気圧で、前記燃料ガスの分圧の３０％である
   ことを特徴とする請求項２に記載の壁を不活性にする方法。
5. 前記閾値圧力Ｐｓが、前記燃料ガスの可燃性を可能にする酸素の最小濃度に等しい酸素濃度に相当する空気濃度で構成されるガス混合物において、大気圧で、空気の分圧より低い
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の壁を不活性にする方法。
6. 前記第２不活性モードにおいて、前記断熱バリア（３）が、大気圧で、不活性ガスで、洗い流される
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の壁を不活性にする方法。
7. 前記燃料ガスが、メタン、エタン、ｎ−ブタン、プロパン、エチレン、および、それらの混合物からなるグループから選択される
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の壁を不活性にする方法。
8. 前記不活性ガスが、窒素、ヘリウム、アルゴン、および、それらの混合物からなるグループから選択される
   ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の壁を不活性にする方法。
9. 前記２つの不透過性バリアの一方が、耐荷重構造（２）からなり、
   前記２つの不透過性バリアの他方が、二次金属膜（４）からなり、
   前記断熱バリアが、二次断熱バリア（３）であり、
   前記多層構造が、前記タンク（１）内に保管される燃料ガスに接する一次金属膜（６）と、前記一次金属膜（６）と前記二次金属膜（４）との間に位置する一次断熱バリア（５）と、をさらに有し、
   前記一次断熱バリア（５）が、絶縁固体材料および気相で構成され、
   前記方法が、さらに、
   閾値圧力Ｐｓ′より低い負の相対圧力Ｐ１′の設定ポイントに、前記一次断熱バリア（５）の前記気相を設定して維持するために、制御装置がポンプ装置を起動する前記一次断熱バリア（５）の第１不活性モードを実行する工程であって、前記閾値圧力Ｐｓ′は、前記燃料ガスの可燃限界圧力Ｐｉより低い、工程と、
   前記一次断熱バリア（５）の第１不活性モード中、前記一次断熱バリア（５）の前記気相の圧力が、前記閾値圧力Ｐｓ′を超えているかどうかを検出する工程と、
   前記閾値圧力Ｐｓ′を超える前記一次断熱バリア（５）の気相の圧力の検出に応じて、前記第１不活性モードから、不活性ガスで前記一次断熱バリア（５）を洗い流す前記一次断熱バリア（５）の第２不活性モードに切り替える工程と、を有する
   ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の壁を不活性にする方法。
10. 前記閾値圧力Ｐｓは、可変であり、
    前記一次断熱バリア（５）の第１不活性モードが実行されている間、第１の値は、前記閾値圧力Ｐｓに割り当てられ、第２の値は、前記閾値圧力Ｐｓ′を超える前記一次断熱バリア（５）の気相の圧力の検出に応じて、前記閾値圧力Ｐｓに割り当てられる
    ことを特徴とする請求項９に記載の壁を不活性にする方法。
11. 液化燃料ガスを収容し、壁および不活性システムを有する不透過性断熱タンク（１）であって、
    前記壁は、２つの不透過性バリア（２、４）と、前記２つの不透過性バリア（２、４）の間に位置付けられ、断熱固体材料および気相で構成される１つの断熱バリア（３）と、を備えた多層構造、を有し、
    前記不活性システムは、ポンプ装置（７）と、圧力センサ（９）と、不活性ガス噴射装置（１１）と、制御ユニット（１０）と、を有し、
    前記ポンプ装置（７）は、閾値圧力Ｐｓより低い負の相対圧力Ｐ１に前記断熱バリア（３）の気相を設定して維持するために設けられ、
    前記閾値圧力Ｐｓは、前記燃料ガスの可燃限界圧力Ｐｉより低く、
    前記圧力センサ（９）は、前記断熱バリア（３）内の気相の圧力を表す信号を提供することが可能であり、
    前記不活性ガス噴射装置（１１）は、一端が不活性ガス貯蔵装置（１２）および／または不活性ガス発生器に接続され、他端が前記一次断熱バリア（３）の内部に不活性ガスを供給する供給パイプ（１４）に接続され、
    前記制御ユニット（１０）は、前記断熱バリア（３）内の前記気相の圧力を示す信号を受信して処理し、前記断熱バリア（３）内の気相の圧力と前記燃料ガスの可燃限界圧力Ｐｉよりも低い閾値圧力Ｐｓとを比較して、前記断熱バリア（３）の気相の圧力が前記閾値圧力Ｐｓを超えたかどうかを検出し、前記閾値圧力Ｐｓを超える前記一次断熱バリア（３
    ）の気相の圧力の検出に応じて、前記不活性ガス噴射装置（１１）を起動するための信号を生成する
    ことを特徴とする不透過性断熱タンク（１）。
12. 前記不活性ガス噴射装置（１１）が、窒素発生器に接続されている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の不透過性断熱タンク（１）。
13. 前記気相で燃料ガスの濃度を測定するガス分析装置が、さらに設けられている
    ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の不透過性断熱タンク（１）。
14. 前記２つの不透過性バリアの一方が、耐荷重構造（２）からなり、
    前記２つの不透過性バリアの他方が、二次金属膜（４）からなり、
    前記多層構造が、前記タンク内に保管される燃料ガスに接する一次金属膜（６）と、前記一次金属膜（６）と前記二次金属膜（４）との間に位置する断熱バリア（５）と、をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の不透過性断熱タンク。
15. 請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の液化ガスを保管するための不透過性断熱タンク（１）を有するタンカー。
16. 請求項１５に記載のタンカー（７０）に積み降ろすための方法であって、
    流体が、浮遊貯蔵施設または陸上貯蔵施設（７７）から前記タンカーの不透過性断熱タンク（７１）まで、または、前記タンカーの不透過性断熱タンク（７１）から前記浮遊貯蔵施設または陸上貯蔵施設（７７）まで、絶縁パイプ（７３、７９、７６、８１）を介して運ばれる
    ことを特徴とする方法。
17. 流体輸送システムにおいて、
    請求項１５に記載のタンカー（７０）と、
    前記タンカーの船体に取り付けられるタンク（７１）を浮遊貯蔵施設または陸上貯蔵施設（７７）に接続するために、配置される絶縁パイプ（７３、７９、７６、８１）と、
    前記浮遊貯蔵施設または陸上貯蔵施設から前記タンカーのタンクまで、または、前記タンカーのタンクから前記浮遊貯蔵施設または陸上貯蔵施設まで、前記絶縁パイプを介して流体を運ぶポンプと、で構成される
    ことを特徴とする流体輸送シスム。

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