JP7434329B2 - 流体を貯蔵するための漏れ防止型断熱タンクの漏れ防止性をチェックするための方法 - Google Patents

Description

本発明は、メンブレンを有する密閉断熱タンクの分野に関する。特に、本発明は、例えば－５０℃から０℃の間の温度を有する液化石油ガス（ＬＰＧとも称される）を輸送するための、又は大気圧で約－１６２℃の液化天然ガス（ＬＮＧ）を輸送するためのタンクのような、低温の液体の貯蔵及び／又は輸送のための密閉断熱タンクの分野に関する。これらのタンクは陸上又は浮体構造物に設置することができる。浮体構造物の場合、タンクは、低温の液化ガスの輸送、又は浮体構造物を推進するための燃料として使用される低温の液化ガスの受け入れを意図したものであってもよい。より具体的には、本発明は、このようなタンクの二次メンブレンにおける漏れを検出するための装置及び方法に関する。

液化天然ガスを輸送するための船舶のタンクは、一般に、機械的剛性を提供するキャリア構造と、タンク内に収容された製品と接するように意図された一次密閉メンブレンと、一次密閉メンブレンとキャリア構造との間に配置される二次密閉メンブレンとを含む。二次密閉メンブレンは、一次密閉メンブレンに漏れが生じた場合に製品を留めるように意図されている。一次密閉メンブレンと二次密閉メンブレンとの間の空間は一次空間と称され、二次密閉メンブレンとキャリア構造との間の空間は二次空間と称される。

二次密閉メンブレンは、タンクが製造された後は見ることができずかつアクセスすることができない。したがって、擦り傷、メンブレンの局所的な転位又はメンブレンを構成する２つのコンポーネントの間の空気路などの上記メンブレンにおける不良をいずれも直接観察することができない。

したがって、二次メンブレンの密閉性を診断するためのいくつかの方法が確立されている。

文献ＦＲ２９４６４２８には、タンクの密閉性を試験するための、特に二次メンブレンの漏れの位置を特定するための方法が記載されており、この方法では、一次空間は第１のガスを含み、第１のガスは凝縮しないガス又は一次メンブレンの平均温度よりも低い凝縮温度を有するガスである。この方法は、一次メンブレンの平均温度よりも高い凝縮温度を有する第２のガスを二次空間に注入する工程と、二次空間を一次空間に対して過剰な圧力状態にする工程と、一次メンブレンに接して凝縮した第２のガスが触れたことに対応する一次メンブレンにおける１つ又は複数のホットスポットを検出する工程と、を含む。これらの特徴により、二次メンブレンが不適合である場合には、第２のガスは一次空間内に逃げて漏れの近くで一次メンブレンと接する。第２のガスは、一次メンブレンの平均温度よりも高い凝縮温度を有することから凝縮し、これによりその状態変化潜熱に対応する熱の形態でエネルギーを一次メンブレンに伝える。これにより一次メンブレン上にホットスポットが生じる。タンクにおけるこのホットスポットを検出することにより、二次メンブレンの不適合箇所を特定することができる。ただし、この方法はタンクが空の場合にのみ適用される。安全上の問題から、タンクが満杯のときに生じる漏れも検出可能であることは重要である。

あるいは、文献ＦＲ２２９４４３９には、タンクの二次メンブレンの密閉性を試験するための方法において、まず、適切な加熱装置を用いて得られる温度差を二次空間と一次空間との間で生じさせ、これら２つの空間の間で、任意の適切な手段を用いて得られる圧力差を生じさせることが記載されている。このようにして、二次密閉メンブレンを通る漏れ電流が増幅され、その結果、タンクの外面の温度勾配も増幅される。タンクの外面の温度勾配の検出はサーモグラフィカメラを用いて行われる。それでもなおこの方法は２つの空間の間で温度差を生じさせこれを維持するのにエネルギー集約的である。

文献ＧＢ８８８２４７Ａには、非常に低温の液体を貯蔵するための装置の密閉性をチェックする方法が記載されている。この方法は、圧力の変化を検出するために、ガスポンプ、流量カウンタ及び／又は圧力インジケータを使用して装置の一次空間及び二次空間内の圧力を監視することを含む。この方法は特に自立型の金属製リザーバを含む装置で行われる。

本発明の基礎にある概念は、上記の欠点のない、低温の液体で満たされた密閉断熱タンクにおける漏れを検出するための装置及び方法を提供するというものである。よって、本発明は、漏れ量が非常に大きい場合であっても二次密閉メンブレンの異常ポロシティを突き止めることを可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、低温の液化ガスを貯蔵するための密閉断熱タンクの密閉性をチェックするための方法に関し、密閉断熱タンクは低温であり、そして、密閉断熱タンクは、内側船体及び外側船体を有するキャリア構造と、内側船体と外側船体との間の閉鎖空間と、密閉断熱タンクに収容される低温の液化ガスと接触するよう構成された一次密閉メンブレンと、一次密閉メンブレンと内側船体との間に配置される二次密閉メンブレンと、一次密閉メンブレンと二次密閉メンブレンとの間の一次空間と、二次密閉メンブレンと内側船体との間の二次空間と、を備え、一次空間は一次ガスインレット及び一次ガスアウトレットを備え、二次空間は二次ガスインレット及び二次ガスアウトレットを備える。この方法はメイン工程を有し、メイン工程は、二次ガスアウトレットに接続されている吸引装置を用いて二次空間内の圧力を一次空間内の圧力よりも小さくする工程と、内側船体の外面の温度を前記内側船体の周囲に位置する閉鎖空間から測定する工程と、二次密閉メンブレンにおいて密閉不良がある位置を内側船体の外面上のコールドスポットの形態で検出する工程と、を有する。

二次メンブレンにおける漏れを検出する方法は低温のタンクで行われる。一次空間は特に窒素等の不活性ガスを用いて加圧され、二次空間は吸引装置を用いて一次空間よりも低圧に維持される。二次メンブレンにおける局所的な密閉不良が生じると、ガスの流れが一次空間から二次空間に局所的に移動する。一次空間は一次密閉メンブレンに接しており、それ自身は低温の液化ガスに接しているため、一次空間から発生するガスは冷たい。二次空間に局所的に到達するガスの流れは船舶の内側船体上のコールドスポットの形態で検出することができる。各コールドスポットはメンブレンの推定漏れゾーンとして強調される。この方法により、例えば漏れ量が非常に大きい結果一次空間内の圧力を上げることが困難となる場合であっても、二次メンブレンにおける漏れを検出することが可能となる。

「低温の液化ガス」との用語は、常圧及び常温条件下で蒸気状態にあり、その温度を低下させることによって液体状態にされる任意の物体であると理解されることを意図している。

「閉鎖空間」との用語は、「トランクデッキ」とも称される、バラスト、ダクトキール、コファダム、通路及びタンクの閉鎖ブリッジであると理解されることを意図している。

低温のタンクは、低温の液化ガスがタンクの容積の少なくとも２０％、好ましくは７０％を占めるようなタンクであるか、又は液化ガスが充填されていない若しくはタンクの容積の２０％未満の体積であるが、この場合タンクが例えば液体窒素若しくはＬＮＧなどの低温の液化ガスの噴霧若しくは注入によって冷却されるようなタンクであると理解されることを意図している。

一実施形態によれば、一次密閉メンブレンは一次空間に含まれる断熱材上に直接置かれ、二次密閉メンブレンは二次空間に含まれる断熱材上に直接置かれる。

一実施形態によれば、低温の液化ガスで満たされたタンク内における液相よりも高い気圧は、大気圧よりも少なくとも５０００Ｐａ大きい。

一実施形態によれば、上記方法は、一次ガスインレットから一次空間内に不活性ガスを注入する工程をさらに含む。

一実施形態によれば、不活性ガスを注入する工程はコンプレッサーを用いて行われる。

一実施形態によれば、不活性ガスを注入する工程は３～８バールの圧力にて行われる。

一実施形態によれば、一次ガスアウトレットは、メイン工程の間、閉位置にある。

一実施形態によれば、一次空間は追加のガスインレットを有し、不活性ガスの注入は追加のガスインレットを介してさらに行われる。

一実施形態によれば、二次ガスインレットは閉位置にある。

一実施形態によれば、二次空間は第２の二次ガスアウトレットを有し、二次ガスアウトレットに加えて第２の二次ガスアウトレットは開位置にある。

一実施形態によれば、一次空間と二次空間の間の圧力差は２１００Ｐａ～２９００Ｐａであり、一次空間は二次空間と比較して圧力差の分だけ過剰な圧力状態にある。

一次空間と二次空間の間のこの圧力差の範囲により、一次メンブレンが裂かれたり損傷したりするリスクを伴わずに漏れを検出できるのに充分なガスの流れを発生させることが可能となる。

一実施形態によれば、上記方法は中間工程をさらに有し、中間工程は、一次空間と二次空間の間の圧力差が８００Ｐａ～１２００Ｐａであって、一次空間が二次空間と比較して圧力差の分だけ過剰な圧力状態にあるときに、閉鎖空間から内側船体の外面の温度を測定することを含む。これにより、メイン工程の前に内側船体が完全な状態であるかを試験することが可能になる。

一実施形態によれば、一次空間及び二次空間の圧力は、前記メイン温度測定工程及び前記中間温度測定工程中に、内側船体の外面の温度を測定する工程の間、安定した状態に維持される。

一実施形態によれば、上記方法は予備工程をさらに有し、予備工程は、密閉断熱タンクの通常の運転状態下で、閉鎖空間から内側船体の外面の温度を測定することを含む。この工程により、タンクの通常の運転状態下ではコールドスポットは存在していないことを確実にすることが可能となる。

「タンクの通常の運転条件」との用語は、タンクが通常使用される条件を指すのに使用されることを意図している。一次空間の圧力は二次空間よりも例えば数ミリバール、例えば２～７ミリバール低くてもよく、又は一次空間の圧力は二次空間の圧力よりも高くてもよく、例えば二次空間の圧力よりも０～４ミリバール高くてもよい。

予備工程は、メイン工程の前に実行される。

一実施形態によれば、中間工程は、メイン工程の前でかつ予備工程の後に実行される。

一実施形態によれば、上記方法はメイン温度測定工程の後に後続工程を有し、後続工程は、密閉断熱タンクの通常の運転状態下で、閉鎖空間から内側船体の外面の温度を測定することを含む。これにより、メイン工程の後にタンクを通常の運転条件下で使用できるかどうかを判断することができる。

後続工程は、メイン工程の後に実行される。

一実施形態によれば、閉鎖空間からの内側船体の外面の温度測定は、光検出器によって行われる。

一実施形態によれば、内側船体の外面の放射率を考慮するために、内側船体の外面について測定された温度値が補正される。

一実施形態によれば、各温度測定工程の継続時間は最大５時間、好ましくは最大３時間である。この継続時間は、内側船体を構成する材料により許容される温度を下回るような内側船体の過度な冷却を防ぐために元々設けられている。

本発明の方法は、一次空間及び二次空間内の圧力を安定させる工程と、一次空間内に注入された不活性ガスの流量を測定する工程と、二次空間を出る不活性ガスの流量を測定する工程と、一次空間内に注入された不活性ガスの流量を二次空間を出る不活性ガスの流量と比較して、メンブレンを通過する不活性ガスの流量を識別し、定量化し、それによって二次メンブレンの任意の潜在的なポロシティを決定する工程と、をさらに含むことができる。

船舶内では、例えば、船舶の上壁に蒸気ドーム及びリキットドームと称される構造を有する。これらは、タンクに収容される低温の液化ガスの液相及び気相を処理するための貨物処理器具の通過を可能にするよう構成された２つのタワーの形態であってもよい。この形状が原因で、異常に高温又は異常に低温のゾーンの観測に基づいて漏れを検出するための方法は、特に外部の気候条件の影響により、またこれらのタワー内及びその付近の温度範囲が非常に複雑な場合があることにより、失敗する可能性がある。一次ガスインレットと二次ガスアウトレットの領域に流量計を追加することで一次空間に入り二次空間を出る不活性ガスの流量を監視し、これら流量の値を比較することで、タンクにおいて漏れあるか否かを効率よく検出することができる。

一実施形態によれば、先の工程は、メイン工程の後に実行することができる。これにより、温度測定によって他の場所で漏れが検出されなかった場合に、ガスドーム及びリキッドドームの漏れの可能性があれば、その場所を特定することができる。

一実施形態によれば、流量測定工程はメイン工程と同時に実行される。これにより、漏れ検出方法の合計継続時間を短縮し、不活性ガスの使用量を上記方法の全継続時間にわたって削減することが可能になる。

一実施形態によれば、一次空間に注入される不活性ガスの流量の測定は流量計によって一次ガスインレットで行われる。

一実施形態によれば、二次空間を出る不活性ガスの流量の測定は流量計によって二次ガスアウトレットで行われる。

一実施形態によれば、一次ガスインレット及び二次ガスアウトレットのみが開いており、他のガスインレット及び他のガスアウトレットは閉じている。

一実施形態によれば、一次ガスインレットはリキッドドーム上に配置される。

実施形態によれば、二次ガスアウトレットはガスドーム上に配置される。

これにより、ドーム内にも存在する不活性化ラインを、漏れを検出するための上記方法に使用して、一次空間及び二次空間を不活性化することが可能となる。

一実施形態によれば、不活性ガスは、亜酸化窒素、ヘリウム、アルゴン及びそれらの混合物から選択される。

一実施形態によれば、低温の液化ガスは、液化天然ガス、液化石油ガス、液体エタン、液体プロパン、液体窒素、液体二酸素、液体アルゴン、液体キセノン、液体ネオン及び液体水素のなかから選択される。

上記の方法は、特に液化天然ガスタンカー、浮体式貯蔵再ガス化設備（ＦＳＲＵ）、浮体式生産貯蔵出荷設備（ＦＰＳＯ）などの沿岸又は深海浮体構造に使用できる。このような貯蔵設備は、あらゆるタイプの船舶内の燃料リザーバとしても機能することができる。

一実施形態によれば、本発明は、低温のタンクを備える低温の液化ガスのための浮体貯蔵設備又は陸上貯蔵設備であって、タンクは、内側船体及び外側船体を有し、内側船体と外側船体の間の空間が閉鎖空間と称されるキャリア構造と、タンクに収容される低温の液化ガスと接触するよう構成された一次密閉メンブレンと、一次密閉メンブレンと内側船体との間に配置される二次密閉メンブレンとを備え、一次密閉メンブレンと二次密閉メンブレンとの間の空間は一次空間と称され、二次密閉メンブレンと内側船体との間の空間は二次空間と称され、一次空間は一次ガスインレット及び一次ガスアウトレットを備え、二次空間は二次ガスインレット及び二次ガスアウトレットを備える。上記浮体貯蔵設備又は陸上貯蔵設備は、一次空間に不活性ガスを注入するために配置される不活性ガス容器と、不活性ガス容器の不活性ガスを一次ガスインレットを介して注入し、これにより一次空間の圧力を二次空間よりも大きい状態にする注入装置と、二次空間内の圧力を大気圧よりも小さくするために二次ガスアウトレットに接続される吸引装置と、内側船体の外面の温度を測定する装置と、二次密閉メンブレンにおいて密閉不良がある位置を内側船体の外面上のコールドスポットの形態で特定するために、温度の測定結果を表示するためのシステムと、をさらに備える。

一実施形態によれば、一次密閉メンブレンの厚さは１．５ｍｍ（ミリメートル）以下であり、例えば１．２ｍｍ以下である。

一実施形態によれば、二次密閉メンブレンの厚さは１．５ｍｍ（ミリメートル）以下であり、例えば１．２ｍｍ以下である。

実施形態によれば、吸引装置はベンチュリ効果吸引システムであり、ベンチュリ効果吸引システムは、圧力式ガス源に接続可能なインレットとタンクの外側に向けられたアウトレットとを有するメインパイプと、二次空間のアウトレットポートに接続可能な上流側とメインパイプの収束／発散セクション内に側部において開口する下流側とを有する吸引パイプと、を備え、吸引パイプは、メインパイプ内のガスの流れによって吸引パイプ内で減圧を生じさせるよう構成されている。

一実施形態によれば、吸引装置は複数のベンチュリ効果吸引システムを含み、これらのシステムは、好ましくは吸引能力を増大させるために直列に配置される。

一実施形態によれば、ベンチュリ効果吸引システムは段状に配置される。

実施形態によれば、吸引パイプは二次ガスアウトレットに接続される。

一実施形態によれば、圧力式ガス源は圧縮空気回路である。

一実施形態によれば、注入装置は、３～８バールの圧力で不活性ガスを注入することができるコンプレッサーである。

一実施形態によれば、温度測定装置は光検出器である。

一実施形態によれば、光検出器は赤外線センサを備えたカメラである。

一実施形態によれば、赤外線センサは極低温技術を用いて冷却され、例えば、赤外線センサはチャンバ内に封入されるか、又はデュワーフラスコ内に封入されるか、又はスターリングエフェクト装置を使用して冷却される。この赤外線センサの温度の抑制により熱ノイズを低減することが可能となる。

一実施形態によれば、本発明は、低温の液化ガスを輸送するための船舶であって、上記の浮体貯蔵設備を備える船舶を提供する。

一実施形態によれば、本発明は、船舶に対して積み降ろしを行うための方法も提供し、低温の液化ガスは、断熱パイプラインを介して、浮体又は陸上貯蔵設備から船舶のタンクに、あるいは船舶のタンクから浮体又は陸上貯蔵設備に運ばれる。

一実施形態によれば、本発明は、低温の液化ガスのための移送システムも提供し、このシステムは、上記の船舶と、船舶の船体内に設置されるタンクを浮体又は陸上貯蔵設備に接続するように配置された断熱パイプラインと、低温の液化ガスを、断熱パイプラインを介して、船舶の貯蔵設備から沖合又は陸上貯蔵設備に、あるいは沖合又は陸上貯蔵設備から船舶の貯蔵設備に流すポンプとを備える。

本発明は、添付の図面を参照した非限定的な例として与えられる本発明の複数の特定の実施形態の以下の説明によって、よりよく理解され、その他の目的、詳細、特徴及び利点がより明確になるであろう。

船舶のタンクの概略的な切り取り図である。 船舶の長手軸に沿う断面で見た船舶のタンクの機能図である。 本発明の方法の概略図である。 貯蔵設備内の亜酸化窒素の流れの回路の概略図である。 密閉メンブレンの異常ポロシティに起因する、一次空間から二次空間への亜酸化窒素の流れの概略図である。 二次空間に対するベンチュリ効果吸引システムの構成の概略図である。 図６のゾーンＩＶの拡大断面図である。 本発明の方法により得られたサーモグラムの図である。 一次空間の一次ガスインレットにおける流量計の配置図である。 二次空間の二次ガスアウトレットにおける流量計の配置図である。 液化天然ガスタンカー用の低温の液化ガスの貯蔵設備、及び低温の液化ガスの貯蔵設備のタンクに対し積み降ろしを行うためのターミナルの概略切り取り図である。

図１を参照すると、メンブレンタンクの技術により製造される液化天然ガスタンカーのタンク１の断面が概略的に示されている。このように船舶は１つ又は複数の同様のタンクを含んでもよい。このタンクは、低温の液化ガス３０の輸送を目的としている。低温の液化ガスは、常圧及び常温の条件下では蒸気状態であり、特に輸送のためにその温度を下げることによって液体状態とされる。この低温の液化ガスは、液化天然ガス、液化石油ガス、液体エタン、液体プロパン、液体窒素、液体二酸素、液体アルゴン、液体キセノン、液体ネオン又は液体水素であり得る。

タンク１は、機械的剛性を提供するキャリア構造を備える。キャリア構造は、内側船体２と外側船体３とを備える二重壁構造である。内側船体２及び外側船体３は、人間がその中を移動できるのに十分な寸法を有する閉鎖空間４を定めている。

閉鎖空間４は、「トランクデッキ」とも称される、バラスト、ダクトキール、コファダム、通路及びタンク１の閉鎖ブリッジを結びつける。

タンク１は、タンクに収容される製品と接するよう構成された一次密閉メンブレン９と、一次密閉メンブレン９と内側船体２との間に配置される二次密閉メンブレン７とをさらに備える。二次密閉メンブレン７は、一次密閉メンブレン９に漏れが生じた場合に製品を保持するよう構成されている。一次密閉メンブレン９と二次密閉メンブレン７との間の空間は一次空間８と称され、二次密閉メンブレン７と内側船体２との間の空間は二次空間６と称される。

一次空間８及び二次空間６は、断熱材からなる並置されたパネルの形態の断熱材を含む。これらのパネルは、発泡若しくは気泡合成樹脂、又は他の天然若しくは合成断熱材で作ることができる。さらに、これらの空間６，８は、グラスウール又はミネラルウールのような充填材を含む。この充填材は、並置されたパネル間に挿入されるように構成されてもよい。

一次密閉メンブレン９は一次空間８の断熱材上に直接置かれ、二次密閉メンブレン７は二次空間６の断熱材上に直接置かれる。

図２を参照すると、タンクは、タワー又は煙突の形態の２つの突出構造によって２箇所で中断される上壁１４を備える。この突出構造は、低温の液化ガスの液相・気相を、タンク内に貯蔵された様子を見ながら処理するための貨物処理器具を通過させることができるよう構成されている。第１のタワーは、貨物器具の各種アイテムのための導入場所としての役割を果たすリキッドドーム１５であり、すなわち、図示の例では、充填ライン１０、非常用ポンプライン１１、汲み出しポンプ１２に接続される汲み出しライン、噴霧ライン（非図示）及び噴霧ポンプ１３に接続される供給ラインである。第２のタワーは、蒸気回収パイプのための導入場所としての役割を果たす蒸気ドーム２１である。上記器具の動作についてはさらに知られている。

一次空間８は、一次ガスインレット１８及び一次ガスアウトレット２６を備える。これは第２の一次ガスインレット２２をさらに備えることができる。二次空間６は、二次ガスインレット２５及び二次ガスアウトレット１９を備える。二次空間６は、第２の二次ガスアウトレット２０及び第３の二次ガスアウトレット２３をさらに備えることができる。

タンクは、一次空間８及び二次空間６内に過剰な圧力が発生した場合のための安全バルブ２４をさらに備えることができる。

二次密閉メンブレン７は、タンクの製造後は見ることができずアクセスも不可能である。本発明によるタンクの密閉性をチェックするための方法は、二次密閉メンブレン７の欠陥を検出してその位置を特定することができるもので、大半のタンク技術に適している。

図３を参照すると、上記方法は、二次密閉メンブレン７を通過する不活性ガスの内側船体２へのインパクトを熱画像又はサーモグラフィによって検出するために、低温の液化ガス３０を装填したタンク１の一次空間８と二次空間６との間に生じる熱勾配を用いることをベースとする。タンクは、その全容積の少なくとも２０％まで低温の液化ガスで満たされるか、又は極低温液体を噴霧することによって冷却される。

また、図４を参照すると、上記方法のメイン工程を実行するために、注入装置４５が一次ガスインレット１８に設置されて不活性ガス容器１６に取り付けられる。不活性ガスは例えば亜酸化窒素である。この注入装置４５により、不活性ガスを一次空間８内に注入することができる。吸引装置８０も二次ガスアウトレット１９の領域に設置される。これにより、二次密閉メンブレン７のポロシティが非常に大きい場合であっても、一次空間８と二次空間６との間に圧力差を生じさせることを容易にすることができる。

吸引装置は、例えばベンチュリ型の装置であってもよい。このため吸引装置はボートの圧縮空気システム７１に接続される。図６及び図７を参照してベンチュリシステムの動作を説明する。バルブ７２及び７５が開いているとき、圧縮空気の流れが、矢印８４で示すように、収束／発散セクションのインレット側に導入され、ベンチュリ効果によって、二次空間６の二次ガスアウトレット１９に接続されているサンプリングパイプライン７０に接続されているベンチュリ効果吸引システム８０の側部パイプライン８１内の減圧がもたらされる。次に、矢印８２で示すように、二次空間６内に含まれるある量の不活性ガスが引き込まれる。矢印８５で示すように、引き込まれた不活性ガスの流れと圧縮空気の流れが収束／発散セクションのアウトレット側で混合され、タンクの外側で開口するパイプライン７６に流れ込む。

非図示のバルブもサンプリングパイプライン７０に設けられることが好ましく、このバルブはメインパイプ８３において適切な流量の圧縮空気の安定した流れが確立された後にのみ開かれる。これにより、圧縮空気の流れの開始期において二次空間６の方向の空気の逆流を防止することができる。同様の方法で、圧縮空気の流れを遮断する前にこのバルブを完全に又は部分的に閉じるか、あるいは流量／吸引の流れを制御することができる。

メイン工程を実行する前に、サーモグラフィによる検出の少なくとも３時間前に、閉鎖空間４に対する加熱を減じることができる。これは、加熱によって内側船体２上の潜在的なコールドスポット４３が隠される可能性があるからである。

そして、タンク１が低温の液化ガスで満たされている場合、タンク１内のガス圧力が５０ｍｂａｒｇよりも大きいことを確実にする。そして、二次空間６内の圧力の値が、吸引装置を用いてかつ二次ガスアウトレット１９のみを開位置にしたまま、二次空間６の他の全てのガスインレット及びガスアウトレットが閉じられた状態で、１ｍｂａｒｇ～５ｍｂａｒｇの値に達するよう減じられる。二次ガスアウトレット１９は、好ましくはリキッドドーム１５上に配置される。しかしながら、吸引装置８０を開位置にされた二次空間の第２の二次ガスアウトレット２０に接続することで処理を加速することができる。第２の二次ガスアウトレット２０は、好ましくはリキッドドーム１５上に配置される。これが十分でなければ、吸引装置８０を、これもまた開位置にされた二次空間の第３の二次ガスアウトレット２３に接続することができる。第３の二次ガスアウトレット２３は、好ましくはリキッドドーム１５上に配置される。必要に応じて、二次空間の各ガスアウトレットについて吸引装置８０を使用することができる。

その後、一次空間８内の圧力の値が二次空間６の圧力よりも２１～２９ｍｂａｒ高い値に達するように、ガス源７１から一次ガスインレット１８を介して一次空間８内に亜酸化窒素を注入するために、注入装置４５が作動される。一次ガスインレット１８のみが開位置とされ、一次空間８の他の全てのガスインレット及びアウトレットは閉じられている。これが十分でなければ、注入装置４５を一次空間８の第２の一次ガスインレット２２に接続することができる。この第２の一次ガスインレット２２はガスドームの領域内に配置することができる。必要に応じて、その後、圧力が安定するのを待つ。これには３０～６０分要することがある。

一次空間及び二次空間の圧力は、一次空間及び二次空間の安全バルブ（非図示）によって許容可能な圧力の範囲内に制御される。

次いで、サーモグラフィによって、閉鎖空間４から内側船体２の外面の温度の測定を行うことができる。

測定が行われた後、空間の圧力は、通常の運転状態及び閉鎖空間４の加熱のための値に戻される。

図５を参照すると、この方法により不活性ガスは一次空間８に通されることで冷却される。そして、冷却された不活性ガスは、図５に矢印２７，２８で示すように、二次密閉メンブレン７が異常のポロシティを有する場合には二次密閉メンブレン７を通過する。そして、冷却された不活性ガスは内側船体２上にコールドスポット４３を生成する。次いで、内側船体２の外面上の潜在的なコールドスポット４３を検出するためにサーマルカメラが使用される。

閉鎖空間４から内側船体２の外面の温度を測定するためにサーモグラフィカメラのような光検出器を使用することができ、サーモグラフィカメラは温度を測定する必要があることから赤外線センサを備える。赤外線センサは、観測された表面から発せられる、その温度に応じて変化するさまざまな赤外放射線を記録する。例えば、冷却された赤外線センサを備えるサーモグラフィカメラを使用することができる。この種のカメラは極低温技術によって冷却されるコンテナを使用し、センサは真空チャンバ内に封入可能である。このセンサの温度の低減又は制御は、熱ノイズを撮影されたシーンの信号よりも少ないレベルに低減するのに好都合であることがわかる。

典型的には、３０３Ｋ±１０Ｋの黒色のボディ上で０．０５Ｋ未満の感度を有し、かつ２５３Ｋ～３５３Ｋの範囲の黒色のボディ上で２Ｋ未満の精度を有する、７．５～１３μｍの波長を検出可能な赤外線センサを有するサーモグラフィカメラを使用することが可能である。

図８に、赤外線センサを備えたサーモグラフィカメラを用いて得られた内側船体２の外面の一部のサーモグラム４０を示す。このサーモグラム４０は、画像の各ポイントに、赤外線センサを備えたサーモグラフィカメラによって観察される温度値が割り当てられた画像である。温度の視覚的検出を容易にし、よって内側船体２上のコールドスポットの位置が容易にわかるようにするために、温度を表す色をサーモグラムのポイントに関連付けることができる。このようにして、図８ではいくつかの色で見ることができ、第１の色４１は温度Ｔ_１を表し、第２の色４２は温度Ｔ_２を表し、第３の色４３は温度Ｔ_３を表す。温度Ｔ_１が温度Ｔ_２より大きく、温度Ｔ_２が温度Ｔ_１より大きい。観測された色４３の場合、この例では、カラーイメージにおける黒色、青色の場合、温度Ｔ_３はコールドスポットと見なされる。

しかしながら、密閉不良に起因しないコールドスポットが得られる可能性がある。これは、熱伝導、自然対流、強制対流又は放射のような、二次空間内で起こる他の現象の結果の可能性がある。これらを排除し二次密閉メンブレン７における漏れの検出を向上させるために、サーモグラフィカメラを用いて得られたデータを後処理することができる。このようにして、コールドスポットによって示される温度勾配は、以下の２つの条件に従わなければならない。

ここで、ΔＴ_後続は、後続工程で測定された画像のポイントの温度と、後続工程で測定された内側船体の外側の基準ゾーンの平均温度との間の温度差を示し、ΔＴ_中間は、中間工程で測定された画像の先のポイントの温度と、中間工程で測定された内側船体の外側の基準ゾーンの平均温度との間の温度差を示し、ΔＴ_メインは、メイン温度測定工程で測定された画像の先のポイントの温度と、メイン工程で測定された内側船体の外側の基準ゾーンの平均温度との間の温度差を示す。予備工程、後続工程及び中間工程については以下で説明する。

タンクの密閉性をチェックするための方法は、タンクの通常の運転状態下で内側船体にコールドスポットがないことを確実にすることを目的とする予備工程を含むことができる。また、温度測定の性能レベルを決定するために、内側船体の塗装の放射率を局所的に検証することを可能にすることもできる。

まず、閉鎖空間に対する加熱は、検査の少なくとも３時間前に低減又は停止される。一次空間８及び二次空間６の圧力はタンクの通常の運転状態に応じて維持され、例えば、二次空間６の圧力は一次空間８の圧力よりも大きい。その後、内側船体２についてサーマルカメラを用いて検査が終了される。これにより、タンクの通常の運転状態下で内側船体２の熱画像を得ることができる。検査が終了すると閉鎖空間４のシステムは通常の運転状態に戻される。

タンクが損傷を受けていないこと又はタンクの状態がメイン工程によって悪化していないことを確実にするために、内側船体２の外面の温度を測定する後続工程が実行される。この後続工程は、実行条件について予備工程に関してすべて同じである。予備工程が実行された場合、通常の運転状態下のタンクの状態に関する結論を導くために得られたサーモグラムを比較することができる。予備工程が実行されていない場合には、サーモグラム上にコールドスポットがないことを確実にすることが可能である。

最後に、上記方法はまた、タンクがメイン工程に耐えることができるかどうかを決定するために、中間工程を含んでもよい。このようにして、中間工程はメイン工程の前でかつ予備工程の後に実行することができる。この工程は、一次空間８と二次空間６との間の圧力差が８００Ｐａ～１２００Ｐａにあるときに閉鎖空間４から内側船体２の外面の温度を測定する工程を含み、一次空間８は二次空間６と比較して圧力差の分だけ過剰な圧力状態にある。

この中間工程を実行する前に、サーモグラフィによる検出の少なくとも３時間前に、閉鎖空間４に対する加熱を減少させることができる。これは、この場合でも、加熱によって内側船体２上の任意の潜在的なコールドスポット４３が隠れてしまう可能性があるからである。そして、タンク１が低温の液化ガスで満たされている場合、タンク１内のガス圧力が５０ｍｂａｒｇよりも大きいことを確実にする。次いで、吸引装置を用いて、二次ガスアウトレット１９のみを開位置にしたままで、１ｍｂａｒｇ～５ｍｂａｒｇの値に達するよう二次空間６内の圧力の値が減じられる。その後、一次空間１８内の圧力値が二次空間６の圧力よりも８～１２ｍｂａｒ高い値に達するように、ガス源７１から一次空間８内に一次ガスインレット１８を通して亜酸化窒素を注入するために、注入装置４５が作動される。一次ガスインレット１８のみが開位置にされたまま、一次空間８の他の全てのガスインレット及びガスアウトレットは閉じられている。必要に応じて圧力が安定するのを待つ。これには３０～６０分要する場合がある。一次空間及び二次空間の圧力は、一次空間及び二次空間の安全バルブ（非図示）によって許容される圧力の範囲内で制御される。次いで、サーモグラフィによって、閉鎖空間４から内側船体２の外面の温度の測定を行うことができる。測定が行われた後、一次空間及び二次空間の圧力は通常の運転状態及び閉鎖空間４の加熱のための値に戻される。

このようにして、この中間工程の後に得られるサーモグラムに顕著なコールドスポットがなければ、タンクは上記方法のメイン工程に耐えることができるであろう。

リキットドーム１５及びガスドーム２１の形状によっては上述の方法は失敗することがある。これは、サーモグラフィカメラでの温度測定値が、外部の気候条件並びにこれらのタワー内及びその付近の温度範囲によって歪められたり、温度測定の後処理を考慮するために非常に複雑になったりする場合があるからである。したがって、上記方法は、二次密閉メンブレン７における潜在的な漏れ箇所を通過する窒素の流れを測定することで補うことができる。好ましくは、この流れは一次空間から二次空間に向けられる。

この測定は窒素を消費することから、先の工程、特にメイン工程と並行して実行することができる。ただし、メイン工程又は後続工程の後に行ってもよい。

窒素の消費量を測定するために流量計が設置される。図９を参照すると、第１の流量計３１がリキッドドーム１５内に設置される。流量計３１は、窒素源１６と一次ガスインレット１８とを接続するパイプライン上に設置される。他の一次インレットは閉位置にされる。一次アウトレット自体も閉位置にある。このように、二次密閉メンブレン７のポロシティが異常である場合には、二次空間に向かって通過する流路が唯一可能な流路である。したがって、この流量計によって一次空間に入る窒素流を測定することが可能となる。

流量計３１の組み付け及び除去を容易にするために、図９に例示するようにバルブと直列に取り付けられたパイプの回路を提供することができ、この回路では、第１の分岐上にバルブを備え、このバルブは正しい流量測定を得るために閉じられており、また、第２の分岐上にバルブ及び流量計３１を備えている。

図１０を参照すると、第２の流量計３２が設置されており、これは、ガスドーム２１上に位置する二次空間６の二次ガスアウトレット１９のレベルに配置されている。二次インレット及び他の二次アウトレットは閉位置にある。このようにして、流量計によって、二次密閉メンブレン７の異常なポロシティを介して一次空間８から二次空間６に流れる窒素流が正確に測定される。

この構成により、窒素流が流量計を通過し、情報の損失が防止されることが保証される。なお、流量計の位置は船舶毎に異なってもよい。

流量計３２の組み付け及び除去を容易にするために、図１０に示すように、バルブと並列に取り付けられたパイプの回路を提供することができ、この回路は第１の分岐上にバルブを備え、また、第２の分岐上にバルブ及び流量計３２を備え、このバルブは正しい流量測定を得るために閉じられている。

流量計を設置する前に、一次空間及び二次空間内の圧力が正常であること、すなわち、通常の運転状態下で観測される圧力であることを確実にする。タンクが低温の液化ガスで満たされている場合、タンク内の蒸気圧は５０ｍｂａｒｇより高く維持され、好ましくは１００ｍｂａｒｇより高く維持されなければならない。次いで、窒素流の測定に影響を及ぼし得る一次インレット及び二次インレット並びに一次アウトレット及び二次アウトレットを閉位置にする。次いで、流量計が設置され、第１の流量計３１が一次ガスインレット１８に配置され、第２の流量計３２が二次ガスアウトレット１９又は第２の二次ガスアウトレット２０に配置される。流量計３１，３２が組み付けられた後、一次空間８に窒素が供給され、この供給はバルブを用いて例えば１２ｍ^３／ｈ（立方メートル／時）まで制御を伴いつつ行われる。その後、流量計を用いて、一次空間に入り二次空間を出る流量の測定が開始される。一次ガスインレット１８及び二次ガスアウトレット１９における流量の制御及び測定は、最長５時間、好ましくは３時間継続される。

測定が終了すると、一次ガスインレット１８及び二次ガスアウトレット１９での流量が比較される。測定値が類似している場合、二次密閉メンブレン７は特にリキッドドーム及び／又はガスドームの領域において異常なポロシティを有する。しかしながら、流量が著しく異なっているか又は二次ガスアウトレットでの流量が０である場合には、二次密閉メンブレン７は異常なポロシティをどこにも有さない。

上述した設備であって、上述した方法を使用する設備は、例えば、陸上設備又は液化天然ガスタンカー等の浮体構造に使用することができる。

図１１を参照すると、液化天然ガスタンカー１００の切り取り図は、低温の液化ガスを貯蔵するための設備を示しており、この設備は、船舶の二重船体１０１内に搭載される全体的に角柱形状の密閉断熱タンク１を備える。タンク１は、ＬＮＧ等のタンク内に含まれる低温の液化ガスと接するよう構成された一次密閉メンブレンと、一次密閉メンブレンと船舶の二重船体１０１との間に配置される二次密閉メンブレンと、一次密閉メンブレンと二次密閉メンブレンとの間及び二次密閉メンブレンと二重船体１０１との間にそれぞれ配置される２つの断熱バリアとから構成される。

図１１を参照すると、液化天然ガスタンカー１００の切り取り図は、低温の液化ガスを貯蔵するための設備を示しており、この設備は、船舶の二重船体１０１内に搭載される全体的に角柱形状の密閉断熱タンク１を備える。タンク１は、ＬＮＧ等のタンク内に含まれる低温の液化ガスと接するよう構成された一次密閉メンブレンと、一次密閉メンブレンと船舶の二重船体１０１との間に配置される二次密閉メンブレンと、一次密閉メンブレンと二次密閉メンブレンとの間及び二次密閉メンブレンと二重船体１０１との間にそれぞれ配置される２つの断熱バリアとから構成される。

図１１は、積み降ろしステーション１０２と、水中パイプ１０３と、陸上設置１０４とを備える海上ターミナルの例を示す。積み降ろしステーション１０２は、可動アーム１０５と、可動アーム１０５を支持するタワー１０６とを備える固定沖合設備である。可動アーム１０５は、積み降ろしチャネル１０８に接続可能な断熱可撓性パイプ１０７の束を保持する。方向付け可能な可動アーム１０６は、液化天然ガスタンカーの全てのゲージに適応する。非図示の連結パイプがタワー１０６の内側に延びている。積み降ろしステーション１０２は、船舶１００と地上設備１０４との間で積み降ろしが行われることを可能にする。積み降ろしステーション１０３は、低温の液化ガスのための貯蔵タンク１０９と、水中パイプ１０４を介して積み降ろしステーション１０３に接続される接続パイプ１１０とからなる。水中パイプ１０３は、低温の液化ガスを、積み降ろしステーション１０２と地上設置１０４との間で、遠距離、例えば５ｋｍにわたって移送することを可能にし、これにより、積み降ろし作業中に船舶１００を海岸から遠く離れた場所に保つことができる。

低温の液化ガスを移送するのに必要な圧力をもたらすために、船舶１００に搭載されたポンプ及び／又は地上設備１０４に設けられたポンプ、及び／又は積み降ろしステーション１０２に設けられたポンプが使用される。

本発明は、いくつかの具体的な実施形態に関連して記載されているが、これらに限定されるものではなく、本発明の範囲内に含まれる場合、記載された手段の技術的同等物及びそれらの組み合わせのすべてを含むことは明らかである。

「含む」又は「備える」との動詞及びそれらの活用形の使用は、特許請求の範囲に記載されているもの以外の要素又は工程の存在を除くものではない。

特許請求の範囲において、括弧内の参照符号は、特許請求の範囲の限定として解釈されるべきではない。

Claims (13)

1. 低温（３０）の液化ガスを貯蔵するための密閉断熱タンク（１）の密閉性をチェックするための方法であって、
   前記密閉断熱タンク（１）は低温（３０）であり、
   前記密閉断熱タンク（１）は、
   内側船体（２）及び外側船体（３）を有するキャリア構造と、
   前記内側船体（２）と前記外側船体（３）の間の閉鎖空間（４）と、
   前記密閉断熱タンク（１）に収容される前記低温（３０）の液化ガスと接触するよう構成された一次密閉メンブレン（９）と、
   前記一次密閉メンブレン（９）と前記内側船体（２）の間に配置される二次密閉メンブレン（７）と、
   前記一次密閉メンブレン（９）と前記二次密閉メンブレン（７）との間の一次空間（８）と、
   前記二次密閉メンブレン（７）と前記内側船体（２）との間の二次空間（６）と、を備え、
   前記一次空間（８）及び前記二次空間（６）は断熱材を備え、
   前記一次空間（８）は、一次ガスインレット（１８）及び一次ガスアウトレット（２６）を備え、
   前記二次空間（６）は、二次ガスインレット（２５）及び二次ガスアウトレット（１９）を備え、
   前記一次密閉メンブレンは、前記一次空間に含まれる前記断熱材上に直接置かれており、
   前記二次密閉メンブレンは、前記二次空間に含まれる前記断熱材上に直接置かれており、
   前記方法は、
   前記二次ガスアウトレット（１９）に接続されている吸引装置（８０）を用いて、前記二次空間（６）内の圧力を、前記一次空間（８）内の圧力よりも小さくする工程と、
   前記一次空間（８）と前記二次空間（６）の間の圧力差が８００Ｐａ～１２００Ｐａであって、前記一次空間（８）が、前記二次空間（６）と比較して、前記圧力差の分だけ過剰な圧力状態であるときに、前記閉鎖空間（４）から前記内側船体（２）の外面の温度を測定する、中間温度測定工程と、
   前記内側船体（２）の前記外面の温度を、前記内側船体（２）の周囲に位置する前記閉鎖空間（４）から測定するメイン温度測定工程と、
   前記二次密閉メンブレン（７）において密閉不良がある位置を、前記内側船体（２）の前記外面上のコールドスポット（４３）の形態で検出する工程と、を有する、方法であって、
   前記方法は、前記メイン温度測定工程の後に、後続工程を有し、
   前記後続工程は、前記密閉断熱タンクの通常の運転状態下で、前記閉鎖空間（４）から前記内側船体（２）の前記外面の温度を測定することを含み、
   前記密閉断熱タンクの通常の運転状態において、前記一次空間（８）の圧力は、前記二次空間（６）の圧力よりも２００～７００Ｐａ低い圧力と、前記二次空間（６）の圧力よりも０～４００Ｐａ低い圧力と、から選ばれる
   ことを特徴とする方法。
2. 前記一次ガスインレット（１８）から前記一次空間（８）内に不活性ガスを注入する工程をさらに有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記不活性ガスを注入する工程は、コンプレッサー（４５）を用いて行われる、請求項２に記載の方法。
4. 前記不活性ガスを注入する工程は、３～８バールの圧力にて行われる、請求項２又は３に記載の方法。
5. 前記一次空間（８）と前記二次空間（６）の間の圧力差は、２１００Ｐａ～２９００Ｐａであり、
   前記一次空間（８）は、前記二次空間（６）と比較して、前記圧力差の分だけ過剰な圧力状態にある、請求項１～４の何れか一項に記載の方法。
6. 予備工程をさらに有し、
   前記予備工程は、前記密閉断熱タンク（１）の通常の運転状態下で、前記閉鎖空間（４）から前記内側船体（２）の前記外面の温度を測定することを含む、請求項１～５の何れか一項に記載の方法。
7. 前記一次空間（８）の圧力及び前記二次空間（６）の圧力は、前記内側船体（２）の前記外面の温度を測定する前記メイン温度測定工程の間、及び、前記中間温度測定工程の間、安定した状態に維持される、請求項１に記載の方法。
8. 低温（３０）の液化ガスのための浮体貯蔵設備又は陸上貯蔵設備であって、
   内側船体（２）及び外側船体（３）を有するキャリア構造を備える低温（３０）の密閉断熱タンク（１）であって、前記内側船体（２）と前記外側船体（３）の間の空間が閉鎖空間（４）と称される密閉断熱タンク（１）を備え、
   前記密閉断熱タンク（１）は、
   前記密閉断熱タンクに収容される前記低温（３０）の液化ガスと接触するよう構成された一次密閉メンブレン（９）と、
   前記一次密閉メンブレン（９）と前記内側船体（２）の間に配置される二次密閉メンブレン（７）と、を備え、
   前記一次密閉メンブレン（９）と前記二次密閉メンブレン（７）との間の空間は、一次空間（８）と称され、
   前記二次密閉メンブレン（７）と前記内側船体（２）との間の空間は、二次空間（６）と称され、
   前記一次空間（８）及び前記二次空間（６）は、断熱材を備え、
   前記一次空間（８）は、一次ガスインレット（１８）及び一次ガスアウトレット（２６）を備え、
   前記二次空間（６）は、二次ガスインレット（２５）及び二次ガスアウトレット（１９）を備え、
   前記一次密閉メンブレンは、前記一次空間に含まれる前記断熱材上に直接置かれており、
   前記二次密閉メンブレンは、前記二次空間に含まれる前記断熱材上に直接置かれており、
   前記浮体貯蔵設備又は陸上貯蔵設備は、
   前記一次空間（８）に不活性ガスを注入するために配置される不活性ガス容器（１６）と、
   前記不活性ガス容器（１６）の不活性ガスを前記一次ガスインレット（１８）を介して注入し、これにより前記一次空間（８）を前記二次空間（６）よりも圧力がかけられた状態にする注入装置（４５）と、
   前記二次空間（６）内の圧力を大気圧よりも小さくするために前記二次ガスアウトレット（１９）に接続される吸引装置（８０）と、
   を備え、
   中間温度測定工程において、前記一次空間（８）と前記二次空間（６）の間の圧力差が８００Ｐａ～１２００Ｐａであって、前記一次空間（８）が、前記二次空間（６）と比較して、前記圧力差の分だけ過剰な圧力状態であるように、前記注入装置（４５）と前記吸引装置（８０）は構成され、
   前記浮体貯蔵設備又は陸上貯蔵設備は、
   前記中間温度測定工程、メイン温度測定工程、及び後続工程において、前記内側船体（２）の周囲に位置する前記閉鎖空間（４）から前記内側船体（２）の外面の温度を測定する温度測定装置と、
   前記二次密閉メンブレン（７）において密閉不良がある位置を前記内側船体（２）の前記外面上のコールドスポット（４３）の形態で特定するために、温度の測定結果を表示するためのシステムと、をさらに備え、
   前記後続工程は、前記密閉断熱タンクの通常の運転状態下で、前記閉鎖空間（４）から前記内側船体（２）の前記外面の温度を測定することを含み、
   前記密閉断熱タンクの通常の運転状態において、前記一次空間（８）の圧力は、前記二次空間（６）の圧力よりも２００～７００Ｐａ低い圧力と、前記二次空間（６）の圧力よりも０～４００Ｐａ低い圧力と、から選ばれる
   ことを特徴とする浮体貯蔵設備又は陸上貯蔵設備。
9. 前記吸引装置は、ベンチュリ効果吸引システム（８０）であり、
   前記ベンチュリ効果吸引システム（８０）は、
   圧力式ガス源（７１）に接続可能なインレットと、前記密閉断熱タンク（１）の外側に向けられたアウトレットと、を有するメインパイプ（８３）と、
   前記二次空間（６）のアウトレットポートに接続可能な上流側と、前記メインパイプ（８３）の収束／発散セクション内に側部において開口する下流側と、を有する吸引パイプ（８１）と、を備え、
   前記吸引パイプ（８１）は、前記メインパイプ（８３）内のガスの流れによって前記吸引パイプ（８１）内で減圧が生じるよう構成されている、請求項８に記載の設備。
10. 前記吸引パイプ（８１）は、前記二次ガスアウトレット（１９）に接続されている、請求項９に記載の設備。
11. 前記圧力式ガス源（７１）は圧縮空気回路である、請求項９又は１０に記載の設備。
12. 前記注入装置（４５）は、３～８バールの圧力で前記不活性ガスを注入可能なコンプレッサーである、請求項８～１１の何れか一項に記載の設備。
13. 請求項８～１２の何れか一項に記載の低温（３０）の液化ガスを貯蔵するための設備を備える、低温（３０）の液化ガスを輸送するための船舶（１００）。

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