JP7157890B1

JP7157890B1 - 多重殻タンクの施工方法

Info

Publication number: JP7157890B1
Application number: JP2022079341A
Authority: JP
Inventors: 健一郎新見; 実村瀬; 高明門田; 龍哉山本; 遼佐野; 浩之小西
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2022-05-13
Filing date: 2022-05-13
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2042-05-13
Also published as: JP2023167843A; TW202400881A; TWI839216B; WO2023219138A1

Abstract

【課題】
品質の向上が可能な多重殻タンクの施工方法を提供する。
【解決手段】
本開示の一態様に係る多重殻タンクの施工方法は、内槽と外槽とを備えた多重殻タンクの施工方法であって、前記外槽の下方部分を施工し、前記外槽の下方部分を施工した後に前記内槽を施工し、前記内槽を施工した後に前記外槽の上方部分を施工し、前記内槽を施工するにあたり、多数の金属プレートを互いに溶接することで、前記内槽の中心を通り鉛直方向に延びる中心軸の軸周り全周にわたって連続する複数の内槽ブロックを形成し、形成した前記複数の内槽ブロックを互いに溶接する。
【選択図】図３

Description

本開示は、多重殻タンクの施工方法に関する。

内槽を備えた多重殻タンクの施工方法には、内槽を構成する金属プレートをつなぎ合わせて内槽全体を仮組みし、その状態で金属プレートを互いに溶接する工程が含まれている（特許文献１参照）。

特開昭５９－８５０７６号公報

上記の施工方法では、内槽の特に上方部分に位置する金属プレートを溶接するにあたり、作業者は無理な体勢で作業を行う必要があり、高い精度で溶接を行うのは難しかった。そのため、多重殻タンクの品質を向上させるのは容易ではなかった。

本開示は、品質の向上が可能な多重殻タンクの施工方法を提供することを目的としている。

本開示の一態様に係る多重殻タンクの施工方法は、内槽と外槽とを備えた多重殻タンクの施工方法であって、前記外槽の下方部分を施工し、前記外槽の下方部分を施工した後に前記内槽を施工し、前記内槽を施工した後に前記外槽の上方部分を施工し、前記内槽を施工するにあたり、多数の金属プレートを互いに溶接することで、前記内槽の中心を通り鉛直方向に延びる中心軸の軸周り全周にわたって連続する複数の内槽ブロックを形成し、形成した前記複数の内槽ブロックを互いに溶接する。

この施工方法によれば、品質の向上が可能な多重殻タンクの施工方法を提供することができる。

図１は、多重殻タンクの施工方法のフロー図である。図２は、外槽の下方部分及び脚部の施工手順を示した図である。図３は、内槽の施工手順を示した図である。図４は、外槽の上方部分の施工手順を示した図である。

以下、実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る多重殻タンク１００の施工方法のフロー図である。また、図２～図４は、多重殻タンク１００を構成する各部分の施工手順を示した図である。

まず、本実施形態の多重殻タンク１００の全体構造について簡単に説明する。図４のうち（ｂ）は、完成状態の多重殻タンク１００を示している。図４の（ｂ）に示すように、本実施形態の多重殻タンク１００は、球形のタンクであって、地上に設置される。また、図４の（ａ）に示すように、本実施形態の多重殻タンク１００は、貯蔵物に直接触れる内槽１０と、内槽１０を覆う外槽２０と、内槽１０及び外槽２０を支持する脚部３０と、を備えている。なお、本実施形態の多重殻タンク１００は液化水素を貯蔵する。ただし、多重殻タンク１００は、液化水素以外の貯蔵物を貯蔵してもよい。

続いて、本実施形態に係る多重殻タンク１００の施工方法について説明する。本実施形態に係る多重殻タンク１００の施工方法は、はじめに外槽２０の下方部分（南半球部分）及び脚部３０を施工し（図２）、その後に内槽１０を施工し（図３）、その後に外槽２０の上方部分（北半球部分）を施工する（図４）。以下、本実施形態に係る多重殻タンク１００の施工方法について詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る多重殻タンク１００の施工方法では、はじめに、外槽２０の下方部分を施工するにあたり、下外槽ブロック２１を形成する（ステップＳ１）。図２の（ａ）では、下外槽ブロック２１を図示している。下外槽ブロック２１は、外槽２０の下方部分のうち底部分を含むブロックである。本実施形態の下外槽ブロック２１は、外槽２０の底部分に相当する円盤状のボトムクラウン２２と、リング状のロアリング２３とを有している。このボトムクラウン２２とロアリング２３を溶接することで下外槽ブロック２１を形成することができる。

ボトムクラウン２２は、湾曲する複数の金属プレート２４を互いに溶接することで形成されている。同様に、ロアリング２３も湾曲する多数の金属プレート２５を互いに溶接することで形成されている。なお、複数（例えば、２枚又は３枚）の金属プレート２５を互いに溶接することで複数の小ブロックを形成し、形成した小ブロックを互いに溶接することでロアリング２３を形成してもよい。また、下外槽ブロック２１を形成した後は、下外槽ブロック２１を焼鈍する。なお、外槽２０を構成する金属プレートの板厚や鋼種によっては外槽２０について焼鈍が不要の場合もあるが、本実施形態では外槽２０について焼鈍を実施する。また、本実施形態では内槽１０について焼鈍を実施しないが、内槽１０について焼鈍を実施してもよい。

続いて、脚部３０を施工する（ステップＳ２）。図２の（ｂ）では、脚部３０を図示している。図２の（ｂ）に示すように、本実施形態の脚部３０は環状に並んだ複数の支柱３１を有している。下外槽ブロック２１を囲むようにして支柱３１を配置し、隣り合う支柱３１を接続部材３２で接続することで、脚部３０を施工することができる。なお、接続部材３２の形状及び支柱３１に対する位置は、図２の（ｂ）に示す限りではなく、特に限定されない。

続いて、センターリング２６を形成する（ステップＳ３）。図２の（ｃ）では、センターリング２６を図示している。センターリング２６は、リング状であって脚部３０の内側に位置し、各支柱３１に固定されている。複数の金属プレート２７を互いに溶接し、これらの金属プレート２７のうちの一部を支柱３１に溶接することで、センターリング２６を形成することができる。なお、複数（例えば、２枚又は３枚）の金属プレート２７を互いに溶接することで複数の小ブロックを形成し、形成した小ブロックを互いに溶接することでセンターリング２６を形成してもよい。また、複数の金属プレート２７を互いに溶接した各小ブロックは支柱３１と固定する前に一旦焼鈍を行い、各小ブロックを互いに溶接してセンターリング２６を形成した後、焼鈍されていない小ブロック同士の溶接部を局部焼鈍する。

続いて、センターリング２６に下外槽ブロック２１を溶接する（ステップＳ４）。具体的には、図２の（ｄ）に示すように、下外槽ブロック２１を上方に持ち上げて、下外槽ブロック２１の上端とセンターリング２６の下端を溶接する。その後、下外槽ブロック２１とセンターリング２６の溶接部を局部焼鈍する。これにより、外槽２０の下方部分の施工が完了する。

続いて、内槽１０を施工するにあたり、内槽ブロック１１～１４を形成する（ステップＳ５）。図３の（ａ）～（ｄ）では、それぞれ第１～４内槽ブロック１１～１４を図示している。各内槽ブロック１１～１４は、内槽１０を上下方向に４つに分割したときの内槽１０を構成する各部分に相当する。第１内槽ブロック１１は最も下方に位置する部分であり、第２内槽ブロック１２は第１内槽ブロック１１の上方に隣接する部分であり、第３内槽ブロック１３は第２内槽ブロック１２の上方に隣接する部分であり、第４内槽ブロック１４は第３内槽ブロック１３の上方に隣接し最も上方に位置する部分である。

また、第１、４内槽ブロック１１、１４はボウル状であり、第２、３内槽ブロック１２、１３はリング状である。いずれの内槽ブロック１１～１４も、内槽１０の中心を通り鉛直方向に延びる中心軸の軸周り全周にわたって連続する形状を有している。

図３の（ａ）で示すように、第１内槽ブロック１１は、内槽１０の底部分に相当するボトムクラウン４１と、リング状のロアリング４２とを有している。このボトムクラウン４１とロアリング４２を溶接することで第１内槽ブロック１１を形成することができる。ボトムクラウン４１は、湾曲する複数の金属プレート４３を互いに溶接することで形成されている。また、ロアリング４２も湾曲する多数の金属プレート４４を互いに溶接することで形成されている。なお、複数（例えば、２枚又は３枚）の金属プレート４４を互いに溶接することで複数の小ブロックを形成し、形成した小ブロックを互いに溶接することでロアリング４２を形成してもよい。

図３の（ｂ）で示すように、第２内槽ブロック１２は、湾曲する複数の金属プレート４５を有している。これらの金属プレート４５を互いに溶接することで第２内槽ブロック１２を形成することができる。なお、複数（例えば、２枚又は３枚）の金属プレート４５を互いに溶接することで複数の小ブロックを形成し、形成した小ブロックを互いに溶接することで第２内槽ブロック１２を形成してもよい。

図３の（ｃ）で示すように、第３内槽ブロック１３は、湾曲する複数の金属プレート４６を有している。これらの金属プレート４６を互いに溶接することで第３内槽ブロック１３を形成することができる。なお、複数（例えば、２枚又は３枚）の金属プレート４６を互いに溶接することで複数の小ブロックを形成し、形成した小ブロックを互いに溶接することで第３内槽ブロック１３を形成してもよい。

図３の（ｄ）で示すように、第４内槽ブロック１４は、内槽１０の頂部に相当するトップクラウン４７と、リング状のアッパ―リング４８とを有している。このトップクラウン４７とアッパ―リング４８を溶接することで第４内槽ブロック１４を形成することができる。トップクラウン４７は、湾曲する複数の金属プレート４９を互いに溶接することで形成されている。また、アッパ―リング４８も湾曲する多数の金属プレート５０を互いに溶接することで形成されている。なお、複数（例えば、２枚又は３枚）の金属プレート５０を互いに溶接することで複数の小ブロックを形成し、形成した小ブロックを互いに溶接することでアッパ―リング４８を形成してもよい。

続いて、第１～４内槽ブロック１１～１４を互いに溶接する（ステップＳ６）。本実施形態では、図３の（ａ）で示すように、第１内槽ブロック１１を、外槽２０の下方部分の内側に配置する。このとき、第１内槽ブロック１１と外槽２０の下方部分との間に図外の仮受け支柱を配置し、第１内槽ブロック１１と外槽２０との隙間を確保する。その後、第１内槽ブロック１１の上端と第２内槽ブロック１２の下端を溶接し（図３の（ｂ））、第２内槽ブロック１２の上端と第３内槽ブロック１３の下端を溶接し（図３の（ｃ））、第３内槽ブロック１３の上端と第４内槽ブロック１４の下端を溶接する（図３の（ｄ））。これにより、内槽１０の施工が完了する。なお、内槽１０を施工した後は、内槽１０と外槽２０の間に配置したロッドにより内槽１０の荷重を外槽２０へ預けて、仮受け支柱を取り外す。

なお、各内槽ブロック１１～１４を互いに溶接する工程は、全ての内槽ブロック１１～１４を形成する工程を行った後に行ってもよい。また、各内槽ブロック１１～１４を形成する工程と各内槽ブロック１１～１４を互いに溶接する工程を並行に行ってもよい。これらの工程を並行に行った場合、多重殻タンク１００の施工期間を短縮することができる。さらに、各内槽ブロック１１～１４を形成する工程と各内槽ブロック１１～１４を互いに溶接する工程を交互に行ってもよい。例えば、第１内槽ブロック１１と第２内槽ブロック１２を溶接した後に、第３内槽ブロック１３を形成してもよい。この場合、第２内槽ブロック１２の直径を測定し、その測定結果に基づいて第３内槽ブロック１３の直径を調整しながら第３内槽ブロック１３を形成してもよい。

続いて、外槽２０の上方部分を施工するにあたり、上外槽ブロック６１、６２を形成する（ステップＳ７）。図４の（ａ）、（ｂ）では、それぞれ第１、２上外槽ブロック６１、６２を図示している。各上外槽ブロック６１、６２は、外槽２０の上方部分を上下方向に２つに分割したときの各部分に相当する。第１上外槽ブロック６１は前述したセンターリング２６の上方に隣接する部分であり、第２上外槽ブロック６２は第１上外槽ブロック６１の上方に隣接する部分である。また、第１上外槽ブロック６１はリング状であり、第２上外槽ブロック６２はボウル状である。いずれの上外槽ブロック６１、６２も、外槽２０の中心を通り鉛直方向に延びる中心軸の軸周り全周にわたって連続する形状を有している。

図４の（ａ）で示すように、第１上外槽ブロック６１は、湾曲する複数の金属プレート６３を有している。これらの金属プレート６３を互いに溶接することで第１上外槽ブロック６１を形成することができる。なお、複数（例えば、２枚又は３枚）の金属プレート６３を互いに溶接することで複数の小ブロックを形成し、形成した小ブロックを互いに溶接することで第１上外槽ブロック６１を形成してもよい。また、第１上外槽ブロック６１を形成した後は、第１上外槽ブロック６１を焼鈍する。

図４の（ｂ）で示すように、第２上外槽ブロック６２は、外槽２０の頂部に相当するトップクラウン６４と、リング状のアッパ―リング６５とを有している。このトップクラウン６４とアッパ―リング６５を溶接することで第２上外槽ブロック６２を形成することができる。トップクラウン６４は、湾曲する複数の金属プレート６６を互いに溶接することで形成されている。また、アッパ―リング６５も湾曲する多数の金属プレート６７を互いに溶接することで形成されている。なお、複数（例えば、２枚又は３枚）の金属プレート６７を互いに溶接することで複数の小ブロックを形成し、形成した小ブロックを互いに溶接することでアッパ―リング６５を形成してもよい。また、第２上外槽ブロック６２を形成した後は、第２上外槽ブロック６２を焼鈍する。

続いて、第１、２上外槽ブロック６１、６２を互いに溶接する（ステップＳ８）。本実施形態では、はじめに第１上外槽ブロック６１の下端と外槽２０のセンターリング２６の上端を溶接し（図４の（ａ））、第１上外槽ブロック６１の上端と第２上外槽ブロック６２の下端を溶接する（図４の（ｂ））。その後、第１上外槽ブロック６１と第２上外槽ブロック６２の溶接部を局部焼鈍する。これにより、外槽２０の上方部分の施工は完了する。同時に、外槽２０の上方部分の施工が完了し、多重殻タンク１００の施工が完了する。以上が本実施形態に係る多重殻タンク１００の施工方法である。

＜変形例＞
上記の実施形態では、多重殻タンク１００が二重殻タンクである場合について説明したが、多重殻タンク１００は三重殻タンクであってもよい。つまり、多重殻タンク１００は、内槽１０及び外槽２０に加えて、内槽１０と外槽２０の間に位置する中間槽を備えていてもよい。この場合、外槽２０の下方部分、中間槽の下方部分、内槽１０、中間槽の上方部分、外槽２０の上方部分の順で施工すればよい。

また、上記の実施形態では、多重殻タンク１００が球形の場合について説明したが、多重殻タンク１００は楕円体形や角形など球形以外の形状を有していてもよい。

また、上記の実施形態では、４つの内槽ブロック１１～１４を互いに溶接することで内槽１０を施工したが、４つよりも少ない又は４つよりも多い内槽ブロックを互いに溶接することで内槽１０を施工してもよい。同様に、上記の実施形態では、２つの上外槽ブロック６１、６２を互いに溶接することで外槽２０の上方部分を施工する場合について説明したが、２つよりも多い上外槽ブロックを互いに溶接することで外槽２０の上方部分を施工してもよい。さらに、上記の実施形態では、１つの下外槽ブロック２１をセンターリング２６に溶接することで、外槽２０の下方部分を施工したが、複数の下外槽ブロックとセンターリング２６を互いに溶接することで、外槽２０の下方部分を施工してもよい。

＜まとめ＞
本開示（１）は、内槽と外槽とを備えた多重殻タンクの施工方法であって、前記外槽の下方部分を施工し、前記外槽の下方部分を施工した後に前記内槽を施工し、前記内槽を施工した後に前記外槽の上方部分を施工し、前記内槽を施工するにあたり、多数の金属プレートを互いに溶接することで、前記内槽の中心を通り鉛直方向に延びる中心軸の軸周り全周にわたって連続する複数の内槽ブロックを形成し、形成した前記複数の内槽ブロックを互いに溶接している、多重殻タンクの施工方法である。

この施工方法によれば、従来のように内槽を仮組みした後に金属プレートを互いに溶接するのではなく、内槽を仮組みしていない状態で金属プレートを互いに溶接することができる。そのため、溶接の作業者が無理な体勢で作業を行う必要がなくなり、場合によっては自動溶接装置で金属プレートの溶接が可能になる。そのため、多重殻タンクの品質を向上させることができる。

本開示（２）は、前記複数の内槽ブロックを形成するのと並行して前記複数の内槽ブロックを互いに溶接する、本開示（１）の多重殻タンクの施工方法である。

この施工方法によれば、施工期間を短縮することができる。

本開示（３）は、前記複数の内槽ブロックの形成は、それぞれ複数の金属プレートを互いに溶接することで複数の小ブロックを形成し、形成した小ブロックを互いに溶接することにより行う、本開示（１）又は（２）の多重殻タンクの施工方法である。

この施工方法によれば、小さいブロック単位での作業が増えるため、より効率よく内槽を施工することができる。

本開示（４）は、前記内槽の施工は、前記複数の内槽ブロックのうち少なくとも最も下方の内槽ブロックと前記外槽の下方部分との間に仮受け支柱を配置した状態で行う、本開示（１）乃至（３）のうちいずれかの多重殻タンクの施工方法である。

この施工方法によれば、外槽との間に隙間を確保しつつ内槽を施工することができる。

本開示（５）は、前記外槽の上方部分を施工するにあたり、多数の金属プレートを互いに溶接することで、前記外槽の中心を通り鉛直方向に延びる中心軸の軸周り全周にわたって連続する複数の上外槽ブロックを形成し、形成した前記複数の上外槽ブロックを互いに溶接する、本開示（１）乃至（４）のうちいずれかの多重殻タンクの施工方法である。

この施工方法によれば、外槽の上方部分を仮組みした後に金属プレートを互いに溶接するのではなく、外槽の上方部分を仮組みしていない状態で金属プレートを互いに溶接することができる。そのため、溶接業者が容易となり、場合によっては自動溶接装置で金属プレートの溶接が可能になる。そのため、多重殻タンクの品質が向上する。

本開示（６）は、前記複数の上外槽ブロックをそれぞれ他の上外槽ブロックと溶接する前に焼鈍する、本開示（５）の多重殻タンクの施工方法である。

この施工方法によれば、比較的小単位で焼鈍が行われるため、効率よく焼鈍を行うことができる。

本開示（７）は、前記多重殻タンクは環状に並んだ複数の支柱を含む脚部を備えており、前記外槽の下方部分を施工するにあたり、多数の金属プレートを互いに溶接することで、前記外槽の下方部分のうち底部分を含む下外槽ブロックを形成し、形成した下外槽ブロックを前記複数の支柱で囲むように前記脚部を施工し、複数の金属プレートを互いに溶接することで前記外槽の下方部分のうち前記脚部の内側で前記複数の支柱に固定されるリング状のセンターリングを形成し、形成した前記センターリングに前記下外槽ブロックを溶接する、本開示（１）乃至（６）のうちいずれかの多重殻タンクの施工方法である。

この施工方法によれば、外槽の下方部分を仮組みした後に金属プレートを互いに溶接するのではなく、外槽の下方部分を仮組みしていない状態で金属プレートを互いに溶接することができる。そのため、溶接作業が容易となり、場合によっては自動溶接装置で金属プレートの溶接が可能になる。そのため、多重殻タンクの品質を向上させることができる。

１０内槽
１１第１内槽ブロック
１２第２内槽ブロック
１３第３内槽ブロック
１４第４内槽ブロック
２０外槽
２１下外槽ブロック
２４、２５、２７、４３～５０、６３～６７金属プレート
２６センターリング
３０脚部
３１支柱
６１第１上外槽ブロック
６２第２上外槽ブロック
１００多重殻タンク

Claims

内槽と外槽とを備えた多重殻タンクの施工方法であって、
前記外槽の下方部分を施工し、
前記外槽の下方部分を施工した後に前記内槽を施工し、
前記内槽を施工した後に前記外槽の上方部分を施工し、
前記内槽を施工するにあたり、多数の金属プレートを互いに溶接することで、前記内槽の中心を通り鉛直方向に延びる中心軸の軸周り全周にわたって連続する複数の内槽ブロックを形成し、形成した前記複数の内槽ブロックを互いに溶接し、
前記複数の内槽ブロックは、第１内槽ブロック、第２内槽ブロック、及び、第３内槽ブロックを含み、第３内槽ブロックを前記外槽の内側に相当するエリア以外で形成するのと並行して前記第１内槽ブロックと前記第２内槽ブロックを前記外槽の内側に相当するエリアで互いに溶接する、多重殻タンクの施工方法。
前記複数の内槽ブロックの形成は、それぞれ複数の金属プレートを互いに溶接することで複数の小ブロックを形成し、形成した小ブロックを互いに溶接することにより行う、請求項１に記載の多重殻タンクの施工方法。
前記内槽の施工は、前記複数の内槽ブロックのうち少なくとも最も下方の内槽ブロックと前記外槽の下方部分との間に仮受け支柱を配置した状態で行う、請求項１に記載の多重殻タンクの施工方法。
前記外槽の上方部分を施工するにあたり、多数の金属プレートを互いに溶接することで、前記外槽の中心を通り鉛直方向に延びる中心軸の軸周り全周にわたって連続する複数の上外槽ブロックを形成し、形成した前記複数の上外槽ブロックを互いに溶接する、請求項１に記載の多重殻タンクの施工方法。
前記複数の上外槽ブロックをそれぞれ他の上外槽ブロックと溶接する前に焼鈍する、請求項４に記載の多重殻タンクの施工方法。
内槽と外槽とを備えた多重殻タンクの施工方法であって、
前記外槽の下方部分を施工し、
前記外槽の下方部分を施工した後に前記内槽を施工し、
前記内槽を施工した後に前記外槽の上方部分を施工し、
前記内槽を施工するにあたり、多数の金属プレートを互いに溶接することで、前記内槽の中心を通り鉛直方向に延びる中心軸の軸周り全周にわたって連続する複数の内槽ブロックを形成し、形成した前記複数の内槽ブロックを互いに溶接し、
前記多重殻タンクは環状に並んだ複数の支柱を含む脚部を備えており、
前記外槽の下方部分を施工するにあたり、多数の金属プレートを互いに溶接することで、前記外槽の下方部分のうち底部分を含む下外槽ブロックを形成し、形成した下外槽ブロックを前記複数の支柱で囲むように前記脚部を施工し、複数の金属プレートを互いに溶接することで前記外槽の下方部分のうち前記脚部の内側で前記複数の支柱に固定されるリング状のセンターリングを形成し、形成した前記センターリングに前記下外槽ブロックを溶接する、多重殻タンクの施工方法。