JP7266359B2 - 低温液貯留用タンク - Google Patents

Description

本発明は、液化天然ガス等の低温液を貯留する低温液貯留用タンクに関する。

従来から、液化天然ガス等の低温液を貯留する低温液貯留用タンクが知られている。例えば、特許文献１には、円筒状のプレストレス・コンクリート（以下、「ＰＣ」）防液堤と、該ＰＣ防液堤の内方に設けられた外槽と、該外槽の内方に設けられた、低温液が貯留される内槽とを備えた低温液貯留用タンクが開示されている。

ＰＣ防液堤は、内槽内に貯留された低温液が漏出した場合に備えて、内槽内の貯留液全量を収容できるように設計されている。外槽は、ＰＣ防液堤の内周面に付設された円筒状の外槽側板と、ＰＣ防液堤の上端部に周縁部が支持された球面状の外槽屋根板を有している。内槽は、外槽側板の内方に立設された円筒状の内槽側板、外槽屋根板の下方に設けられた球面状の内槽屋根板、及び内槽側板の上端部と内槽屋根板の周縁部とをつなげるナックルプレートを有している。

特開２０１５－９６７５８号公報

ところで、このような低温液貯留用タンクでは、最大貯液量ができる限り増大するように設計されることが望まれるが、低温液貯留用タンクの高さは、容易に高くできないのが現状である。例えば、屋根上配管を含めたタンク全体の高さが所定の高さ（例えば６０ｍ）を超えた場合、タンクの存在を飛行中の航空機に示すために防爆構造を備えた航空障害灯をタンクに設置する必要が生じ現実的ではない。このため、タンク全体の高さは、航空障害灯を設置せずにすむ高さに抑えたいという要望がある。

そこで、本発明は、タンク全体の高さを抑えつつ最大貯液量を増大するように設計された低温液貯留用タンクを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る低温液貯留用タンクは、筒状の外槽側板及び外槽屋根板を有する外槽と、前記外槽側板の内方に立設された筒状の内槽側板、前記外槽屋根板の下方に設けられた内槽屋根板、及び前記内槽側板の上端部と前記内槽屋根板の周縁部とをつなげるナックルプレートを有する内槽と、前記内槽内で低温液が蒸発したボイルオフガス（以下、「ＢＯＧ」）を前記内槽屋根板の中央に配置された吸込口から吸い込み、前記内槽の外部に排出するＢＯＧ配管であって、前記内槽内を前記吸込口から前記内槽屋根板に沿って径方向外向きに延び、前記ナックルプレートの前記上端部より上方の位置で前記内槽屋根板及び前記外槽屋根板を貫通するＢＯＧ配管と、を備え、前記ＢＯＧ配管は、前記吸込口を有する配管入口部と、前記配管入口部から前記内槽屋根板に沿って径方向外向きに延びる延伸部と、前記延伸部の端から一旦下方に延び、折り返されて上方に延びるＵ字湾曲部とを含む。

上記の構成によれば、内槽屋根板の中央に吸込口が配置されるため、温度の高い内槽内のＢＯＧをＢＯＧ配管を通じて低温液貯留用タンクから排出できる。また、ＢＯＧ配管が、内槽内を吸込口から内槽屋根板に沿って径方向外向きに延びているため、ＢＯＧ配管を、外槽屋根板における頂部よりも下方の位置で外槽屋根板を貫通させることができる。このため、外槽屋根板の頂部よりも下方にＢＯＧ配管を配置できる。

ところで、従来のタンクでは、ＢＯＧ配管が外槽屋根板の頂部を貫通するよう配置されるのが一般的である。このようなタンクでは、ＢＯＧ配管を含むタンク全体の高さが、外槽屋根板の頂部に対して、ＢＯＧ配管のうち外槽屋根板の頂部から上方に突き出た分の長さだけ高くなる。このような従来のタンクに対して、上記の構成によれば、ＢＯＧ配管を外槽屋根板の頂部よりも下方に配置できるため、タンク全体の高さを抑えつつ最大貯液量を増大することができる。

また、例えば内槽屋根板とＢＯＧ配管が互いに異なる材料で製造される場合、内槽に低温液が貯留されると、内槽屋根板とＢＯＧ配管との間で熱収縮の差が発生する。しかし、上記の構成によれば、ＢＯＧ配管が、延伸部の端から一旦下方に延び、折り返されて上方に延びるＵ字湾曲部を含むため、内槽屋根板とＢＯＧ配管との間で発生する熱収縮の差をＵ字湾曲部において吸収することができる。

また、上記の低温液貯留用タンクにおいて、前記Ｕ字湾曲部の下部には、ＢＯＧがＢＯＧ配管内で再液化した液を外部に排出するための孔が形成されてもよい。この構成によれば、ボイルオフガスがＢＯＧ配管内で再液化した液をＢＯＧ配管から確実に排出させることができる。

また、上記の低温液貯留用タンクにおいて、前記Ｕ字湾曲部の最下部は、前記内槽の内部空間に貯留される低温液の設計液面よりも上側にあってもよい。この構成によれば、内槽に貯留された低温液が、前記孔を通ってＵ字湾曲部内に侵入するのを防ぐことができる。

また、上記の低温液貯留用タンクにおいて、前記配管入口部は、前記延伸部における前記内槽屋根板の中央側の端部から前記吸込口まで鉛直下方に延びてもよい。タンク建設後に、タンクの内槽内の空気を窒素に置換するために、ＢＯＧ配管の吸込口から内槽に窒素を送り込むエアパージを行うことがある。上記の構成によれば、配管入口部が延伸部における内槽屋根板の中央側の端部から吸込口まで鉛直下方に延びているため、エアパージを行う際に、窒素を下方に向かって放出して、内槽内をできるだけ拡散させないよう上方から下方へ空気を押しやることができる。

また、上記の低温液貯留用タンクは、前記内槽屋根板の中央に配置され、前記内槽内で低温液を噴霧するクールダウンリングを更に備え、前記吸込口は、前記クールダウンリングより下方に位置してもよい。この構成によれば、エアパージを行う際に、クールダウンリングより下方においてＢＯＧ配管の吸込口から窒素を放出するため、放出した窒素がクールダウンリングにぶつかって拡散するのを抑制することができる。

本発明によれば、タンク全体の高さを抑えつつ最大貯液量を増大するように設計された低温液貯留用タンクを提供することができる。

一実施形態に係る低温液貯留用タンクの概略断面図である。 図１に示す低温液貯留用タンクの一部を拡大した図である。

以下、本発明の一実施形態に係る低温液貯留用タンクについて、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態に係る低温液貯留用タンク１の概略断面図である。低温液貯留用タンク１は、液化天然ガス等の低温液が貯留されるタンクである。低温液貯留用タンク１は、円筒状のＰＣ防液堤２と、該ＰＣ防液堤２の内方に設けられた外槽３と、該外槽３の内方に設けられた、低温液が貯留される内槽４とを備えている。ＰＣ防液堤２、外槽３、及び内槽４は、鉄筋コンクリート製の基礎版５上に設置されている。但し、基礎版１５はＰＣ製であってもよい。

外槽３は、外槽底板３１、外槽側板３２及び外槽屋根板３３を有している。外槽３は、外槽底板３１、外槽側板３２及び外槽屋根板３３により、気密構造をなしている。外槽底板３１は、基礎版５上に敷設されている。外槽側板３２は、円筒状であり、外槽底板３１の周縁部から立ち上がるように設けられている。外槽側板３２は、それを取り囲むように設けられた円筒状のＰＣ防液堤２の内周面に付設されている。外槽屋根板３３は、下方に開口した略部分球面形状であり、外槽屋根板３３の周縁部は、ＰＣ防液堤２の上端部２１に固定されている。

内槽４は、内槽底板４１、内槽側板４２、内槽屋根板４３及びナックルプレート４４を有している。内槽４は、内槽底板４１、内槽側板４２、内槽屋根板４３及びナックルプレート４４により、液密及び気密構造をなしており、その内部に低温液が貯留される。内槽底板４１は、外槽底板３１上に保冷材６１を介して設けられている。内槽側板４２は、円筒状であり、外槽側板３２の内方に所定隙間を隔てて立設されている。内槽側板４２と外槽側板３２の間には、保冷材６２が充填されている。内槽屋根板４３は、下方に開口した略部分球面形状であり、外槽屋根板３３の下方に所定隙間を隔てて設けられている。内槽屋根板４３と外槽屋根板３３の間には、保冷材６３が充填されている。

ナックルプレート４４は、内槽側板４２の上端部と内槽屋根板４３の周縁部とをつなげている。より詳しくは、内槽側板４２の上端部がナックルプレート４４の下端部に接続されており、ナックルプレート４４の上端部が内槽屋根板４３の周縁部に接続されている。

また、低温液貯留用タンク１は、外部から内槽４に低温液を導く受入配管８を備えている。受入配管８は、外部から導いた低温液を、内槽４の内部空間の液相底部に放出する。本実施形態では、受入配管８は、低温液貯留用タンク１に１つ備えられているが、複数の受入配管８が低温液貯留用タンク１に備えられていてもよい。

外槽屋根板３３には、受入配管８が貫通する外貫通孔３３ｂが設けられている。また、内槽屋根板４３には、受入配管８が貫通する内貫通孔４３ｂが設けられている。外貫通孔３３ｂと内貫通孔４３ｂは、鉛直方向に並ぶように配置されている。外貫通孔３３ｂ及び内貫通孔４３ｂは、低温液貯留用タンク１を平面視したときに、低温液貯留用タンク１の中心から互いに等しい距離にあるように配置されている。

受入配管８は、外槽屋根板３３の上方から、外貫通孔３３ｂと内貫通孔４３ｂを貫通して下方に延び、その端部には放出口８１が設けられている。受入配管８は、外貫通孔３３ｂにて伸縮管を介して外槽屋根板３３に支持されている。受入配管８は、内貫通孔４３ｂにて内槽屋根板４３に溶接されており、内槽側板４２の内周面に固定された支持部材８２により支持されている。

また、低温液貯留用タンク１は、内槽４内で発生したボイルオフガスを外部に排出するＢＯＧ配管９を備えている。ＢＯＧ配管９は、内槽屋根板４３の中央に配置された吸込口９１を有しており、当該吸込口９１から内槽４内のＢＯＧが吸い込まれる。ここで、「内槽屋根板の中央」とは、内槽４を平面視したときの内槽４（内槽側板４２）の半径の半分よりも内側を示す。

外槽屋根板３３及び内槽屋根板４３には、それぞれ、ＢＯＧ配管９が貫通する外貫通孔３３ｃ及び内貫通孔４３ｃが鉛直方向に並ぶように設けられている。外貫通孔３３ｃ及び内貫通孔４３ｃは、ナックルプレート４４の上端部４４ａより上方に位置している。ＢＯＧ配管９は、内槽４内を吸込口９１から内槽屋根板４３に沿って内槽４の径方向外向きに延び、内槽屋根板４３及び外槽屋根板３３を貫通している。ＢＯＧ配管９は、外貫通孔３３ｃにて伸縮管を介して外槽屋根板３３に支持されている。また、ＢＯＧ配管９は、内貫通孔４３ｃにて内槽屋根板４３に溶接されており、内槽屋根板４３の下面に固定された複数の支持部材９６により支持されている。

ＢＯＧ配管９は、内槽４内に、吸込口９１を有する配管入口部９２と、配管入口部９２から内槽４の径方向外向きに延びる延伸部９３と、延伸部９３における吸込口９１とは反対側の端部から一旦下方に延び、折り返されて内貫通孔４３ｃに向かって上方に延びるＵ字湾曲部９４とを有する。配管入口部９２は、延伸部９３における内槽屋根板４３の中央側の端部から吸込口９１まで鉛直下方に延びる。延伸部９３は、必ずしも内槽４の径方向と平行である必要はなく、全体的に見て径方向外向きに延びていればいかなる態様であってもよい。例えば、延伸部９３は、平面視して直線状であってもよいし、曲線状の部分を含んでいてもよい。

内槽屋根板４３とＢＯＧ配管９は、例えば、内槽屋根板４３が９％Ｎｉ鋼で製造され、この内槽屋根板４３に固定されるＢＯＧ配管９がＳＵＳ材で製造されるなど、互いに異なる材料で製造される場合がある。このような場合、内槽４に低温液が貯留されると、内槽屋根板４３とＢＯＧ配管９との間で熱収縮の差が発生する。Ｕ字湾曲部９４は、その両端部が近づいて、この熱収縮の差を吸収する。

Ｕ字湾曲部９４の下部には、ＢＯＧがＢＯＧ配管９内で再液化した液を外部に排出するための孔９５が形成されている。延伸部９３やＵ字湾曲部９４内でＢＯＧが再液化した液は、Ｕ字湾曲部９４の下部へと流れ、孔９５から排出され、内槽４に貯留された低温液に戻される。

また、Ｕ字湾曲部９４の最下部は、ナックルプレート４４の上端部４４ａより上側にある。但し、Ｕ字湾曲部９４の最下部は、少なくとも内槽４に貯留される低温液の設計液面Ｌより上側にあればよい。ここで、設計液面Ｌは、内槽４に低温液を貯留することが許容されている最高液面である。なお、本実施形態では、設計液面Ｌは、ナックルプレート４４の下端部４４ｂの位置に設定されているが、これに限らず、設計液面Ｌはナックルプレート４４の下端部４４ｂよりも下方の位置に設定されていてもよい。Ｕ字湾曲部９４の最下部が設計液面Ｌより上側にあることにより、Ｕ字湾曲部９４に形成された孔９５を内槽４内の低温液の液面よりも確実に上方に位置付けることができる。このため、内槽４に貯留された低温液が、孔９５を通ってＵ字湾曲部９４内に侵入するのを防ぐことができる。

図２は、図１に示す低温液貯留用タンク１の内槽屋根板４３の中央付近を拡大した図である。低温液貯留用タンク１は、内槽屋根板４３の中央に配置されたクールダウンリング７を更に備えている。クールダウンリング７は、内槽４内で低温液を噴霧して、内槽４を冷却する。なお、簡略化のため、図１及び図２では、クールダウンリング７に低温液を送る配管や、当該配管やクールダウンリング７を内槽屋根板４３に固定する部材は省略している。図２に示すように、クールダウンリング７は、ＢＯＧ配管９の吸込口９１より上方に位置している。

ところで、本実施形態の低温液貯留用タンク１は、建設後に内槽４内の空気を窒素に置換するために、ＢＯＧ配管９の吸込口９１から内槽４に窒素を送り込むエアパージを行う。このエアパージでは、内槽４内の上部に位置する吸込口９１から窒素を内槽４内に供給して、ピストンフローとなるよう内槽４内の空気を下方に押しやり、内槽４内の下部に位置する放出口８１から空気を内槽４外へ排出する。このため、効率よく空気を排出するためには、エアパージの際、内槽４内に供給される窒素が拡散しないことが望ましい。

本実施形態では、配管入口部９２が延伸部９３における内槽屋根板４３の中央側の端部から吸込口９１まで鉛直下方に延びているため、エアパージを行う際に、窒素を下方に向かって放出して、内槽４内をできるだけ拡散させないよう上方から下方へ空気を追い出すことができる。また、本実施形態では、吸込口９１は、クールダウンリング７より下方に位置するため、エアパージを行う際に、放出した窒素がクールダウンリング７にぶつかって拡散するのを抑制することができる。

以上に説明したように、本実施形態の低温液貯留用タンク１は、内槽屋根板４３の中央に吸込口９１が配置されるため、温度の高い内槽内のＢＯＧをＢＯＧ配管９を通じて低温液貯留用タンク１から排出できる。また、ＢＯＧ配管９が、内槽４内を吸込口９１から内槽屋根板４３に沿って径方向外向きに延びているため、ＢＯＧ配管９を、外槽屋根板３３における頂部３３ａよりも下方の位置で外槽屋根板３３を貫通させることができる。このため、外槽屋根板３３の頂部３３ａよりも下方にＢＯＧ配管９を配置できる。

ところで、従来のタンクでは、ＢＯＧ配管が外槽屋根板の頂部を貫通するよう配置されるのが一般的である。このようなタンクでは、ＢＯＧ配管を含むタンク全体の高さが、外槽屋根板の頂部に対して、ＢＯＧ配管のうち外槽屋根板の頂部から上方に突き出た分の長さだけ高くなる。このような従来のタンクに対して、本実施形態では、上述のとおり、ＢＯＧ配管９を外槽屋根板３３の頂部３３ａよりも下方に配置できるため、タンク全体の高さを抑えつつ最大貯液量を増大することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、Ｕ字湾曲部９４の下部に孔９５が形成されていなくてもよい。また、配管入口部９２は鉛直方向に対して斜めに延びていてもよいし、水平方向に延びていてもよい。また、クールダウンリング７は、吸込口９１より下方に位置してもよい。

１ 低温液貯留用タンク
２ ＰＣ防液堤
３ 外槽
３２ 外槽側板
３３ 外槽屋根板
４ 内槽
４２ 内槽側板
４３ 内槽屋根板
４４ ナックルプレート
７ クールダウンリング
８ 受入配管
８１ 放出口
９ ＢＯＧ配管
９１ 吸込口
９２ 配管入口部
９３ 延伸部
９４ Ｕ字湾曲部
９５ 孔

Claims (5)

1. 筒状の外槽側板及び外槽屋根板を有する外槽と、
   前記外槽側板の内方に立設された筒状の内槽側板、前記外槽屋根板の下方に設けられた内槽屋根板、及び前記内槽側板の上端部と前記内槽屋根板の周縁部とをつなげるナックルプレートを有する内槽と、
   前記内槽屋根板とは異なる材料で製造された、前記内槽内で低温液が蒸発したボイルオフガス（以下、「ＢＯＧ」）を前記内槽屋根板の中央に配置された吸込口から吸い込み、前記内槽の外部に排出するＢＯＧ配管であって、前記内槽内を前記吸込口から前記内槽屋根板に沿って径方向外向きに延び、前記ナックルプレートの上端部より上方の位置で前記内槽屋根板及び前記外槽屋根板を貫通するＢＯＧ配管と、を備え、
   前記ＢＯＧ配管は、
   前記吸込口を有する配管入口部と、
   前記内槽屋根板に支持部材により接続された側面視して径方向外向きに直線状に延びる部分を有し、前記配管入口部から前記内槽屋根板に沿って径方向外向きに延びる延伸部と、
   前記延伸部における直線状に延びる前記部分の端から、一旦下方に延び、折り返されて上方に延び、前記ＢＯＧ配管と前記内槽屋根板との間で発生する熱収縮の差を吸収するＵ字湾曲部とを含む、低温液貯留用タンク。
2. 前記Ｕ字湾曲部の下部には、ＢＯＧがＢＯＧ配管内で再液化した液を外部に排出するための孔が形成されている、請求項１に記載の低温液貯留用タンク。
3. 前記Ｕ字湾曲部の最下部は、前記内槽の内部空間に貯留される低温液の設計液面よりも上側にある、請求項２に記載の低温液貯留用タンク。
4. 前記配管入口部は、前記延伸部における前記内槽屋根板の中央側の端部から前記吸込口まで鉛直下方に延びる、請求項１～３のいずれか１項に記載の低温液貯留用タンク。
5. 前記内槽屋根板の中央に配置され、前記内槽内で低温液を噴霧するクールダウンリングを更に備え、
   前記吸込口は、前記クールダウンリングより下方に位置する、請求項１～４のいずれか１項に記載の低温液貯留用タンク。

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