JPH02284000A - 低温液移送管構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＬＮＧ、ＬＰＧ等の低温液を低温タンクへ移送
する低温液移送管およびこの移送管の上流側に上記タン
ク内貯液の一部を移送し管内残留液を上記タンク内に循
環させ移送管内を冷却保持する循環系とを鑞えた低温液
移送管構造に係り、特に上記移送管を構成する垂直管に
おいて発生ずるガイザリング現象（管内液突沸現象）を
防止することができる低温液移送管構造に関する。

［従来の技術］ 一般に、ＬＮＧ　（液化天然ガス）やＬＰＧ（液化石油
ガス）等は主にタンカーによって所定の港に運搬され、
更にこの港の近傍に設置された低温タンク内に、低温液
移送管を介して圧送され貯蔵される。上記低温液移送管
として第３図に示すものが知られている。

図示するようにこの低温液移送管１は、タンカー等の供
給源から低温タンク２近傍のタンク底部３まで低温液を
移送する地上に沿って設（′）られた水平管４と、タン
ク底部３からタンク屋根部５まで低温液を移送する垂直
ｆ６とが連結されて構成されており、タンカー内の低温
液をタンク屋根部５からタンク２内へ移送するものであ
る。

一方、タンカー等の供給源から低温液の移送が停止され
荷役作業が完了すると、移送管１内には低温液が残留す
ることになる９そこで、上記移送管１を構成する上記水
平管４の上流ＩＴ！！１７に上記タンク２内からその低
温貯液の一部を移送し移送管１内の管内残留液を上記タ
ンク２内に循環させ、移送管１内を常に液状の循環流と
して冷却保持する循環管８がタンク２と水平管４の上流
側７とを結んで設けられている。この循環管８のタンク
２に近接する管路上にはタンク２内の低温貯液循環用の
循環用払い出しポンプ９が介設され、このポンプ９を駆
動させることによりタンク２内の低温貯液の一部を循環
管８、水平管４、垂直管６及びタンク２とで形成される
図中矢印で示す循環系１０に循環させ、タンク２への低
温液の次回の受は入れを容易にずべく管内を流れるＬＮ
ＧやＬＰＧ等の低温液が常に液状態に保持されるように
構成されている。

また、これらの低温液移送管４．６及び循環管８には第
４図に示すように、管路金具に亘って管の外周に保冷材
１１として等層厚のポリウレタンフォーム１２が取り付
けられ、移送管内を流れるＬＮＧやＬＰＧ等の低温液の
外部入熱による気化を抑制している。

し発明が解決しようとする課題］ 上記低温液移送管６の垂直管において、垂直管６内の低
温ン浅には、）浅の高さに応じたヘッド圧が加わると共
に、保冷材１１を介して外部から侵入熱が加わり、垂直
管の上部から底部へいけばいくほど管内液の飽和温度は
上昇する。この際、水平管４からの気泡の供給等により
垂直管６内底部に気泡が発生すると、この気泡は一気に
成長し垂直管６底部から上部へ気液を吹き上げる突沸現
象（ガイザリング現象）が生じる。

上記ガイザリング現象が生じると、管内の突沸液によっ
て発生ガスによるタンク圧力の急上昇を招くと共に垂直
管６に振動が発生する等してプラントオペレーション上
問題となる。

そこで、従来、上記循環系１０の循環用払い出しポンプ
９を大容量のポンプにしてタンク２内の低温貯液を大量
？＾環させ、上記水平管４並びに垂直管６内低温液が外
部からの侵入熱から受ける熱影響を低減し、ガイザリン
グ現象を防止していた。

しかしながら、大容量の払い出しポンプ９を用いて循環
系１０に常に大量の低温液を循環させることは、設備投
資が大きくなると共にポンプ９の運転費用を増大させる
ことになる。

以上の問題点を解決するべく創案された本発明の目的は
、低温液の荷役作業終了後、低温液移送管を構成する垂
直管内を循環すべく流れる低温液を気体と液体とが混在
する撹乱安定させることによってガイザリング現象を防
止すると共に、循環系に低温液を循環させるための運転
費用を可及的に低減することを可能にした低温液移送管
構造を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために第１の発明は、輸送船等の供
給源からＬＮＧ、ＬＰＧ等の低温液を地上に沿って水平
に移送する水平管及びこれより立ち上がって地上に設け
られた低温タンクの屋根部に結ばれてタンク内に上記低
温液を移送する垂直管とからなる低ｉｎ　ｉＮ移送管と
、該水平管の上流ｆ１！！１に上記タンク内Ｗ？　？’
＆の一部を移送し管内残留液を上記タンク内に循環させ
る循環系を備えた低温７夜移送管楊逍において、上記低
温液移送管の垂直管に管内液を攬乱さぜるための入熱手
段を設けたことから構成されている。

また、第２の発明は上記入熱手段が上記低温液移送管を
構成する水平管より垂直管の保冷材の層厚を薄くして構
成されたものである。

［作　用］ 先ず第１の発明によれば、供給源からタンクへの低温液
の移送を含めた荷役作業を終了した後、循環系によりタ
ンク内貯濯の一部を移送管を構成する水平管の上流側に
移送し、管内残留液を垂直管を通して上記タンク内に循
環させる。この垂直管に設けた入熱手段により、垂直管
内を循環移動する低温液にガイザリング発生限界以上の
熱量が与えられ、常に気液が混在する撹乱安定状態にす
る。

また、第２の発明によれば、垂直管を被覆する保冷材層
の層厚を水平管より薄くすることにより、垂直管内に外
部からの侵入熱によって入熱を達成し、気液が混在する
撹乱状態を生成する。

［実施例］ 本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。

第１図に示すように、この低温液移送管１は、タンカー
等の低温液供給源からタンク底部３まで低温液を移送す
る地上に沿って設けられた水平管４と、タンク底部３か
らタンク屋根部５まで低温液を移送する垂直管６とが連
結されて構成されており、タンカー内の低温液をタンク
屋根部５からタンク２内へ移送するものである。

゛このタンカーからタンク２への移送が停止され荷役作
業が完了すると、移送管１内には低温液が残留すること
になる。

そこで、移送管１を構成する上記水平管４の上流側７に
上記タンク２内から低温貯液の一部を移送し、移送管１
内の管内残留液を上記タンク内に循環させ、移送管１内
を常に液状の１Ｊ？３環量として冷却保持するＷｉＴＭ
管８が、タンク２と水平管４の上流側７とを結んで設け
られている。この循環管８の管路上には循環用の払い出
しポンプ９が介設され、このポンプ９を駆動させること
によりタンク２内の低温貯液の一部を循環管８、水平管
４、垂直管６及びタンク２とで形成される図中矢印で示
す循環系１０に循環させ、タンク２ノ＼の低温液の次回
の受は入れを容易にすべく管内を流れるＬＮＧやＬＰＧ
等の低温液が常に濯状態に保持されるように構成されて
いる。上記移送管１を構成する水平管４、垂直管６及び
循環管８には管路全長に亘って保冷材としてポリウレタ
ンフォームが被覆されて取り付けられている。

本発明の特徴とするところは、上記移送管ｌを構成する
垂直管６に、その長手方向に沿って垂直管６内を流れる
低温液にガイザリング発生限界以上の入熱を与えるため
の入熱手段１３としてヒートパイプ１４を設けたことで
ある。

垂直管６内を流れるＬＮＧやＬＰＧ等の低温液は、ＬＮ
Ｇの場合約零下１６０度の極低温液なので、この低温液
にガイザリング発生限界以上の入熱を与えるためには、
上記ヒートパイプ１４内を流れる熱媒体に大気中の常温
空気を用いれば充分その目的を達成できる。

また、上記入熱手段１３として第２図に示すように、垂
直管６部を被覆して取り付けられる保冷材１１ｂの厚さ
を水平管４の保冷材１１ａの厚さより薄くして構成して
もよい。すなわち、水平管４においては充分な保冷効果
を得るべく層厚な保冷材１１ａが取り付けられ、垂直管
６においては垂直管６内を循環する低温液に外部からの
侵入熱によってガイザリング発生限界以上の入熱を与え
、垂直管６内液を気液が混在する撹乱安定状態にするた
め層薄な保冷材１１ｂが取り付けられている。

上記垂直管６の層薄の保冷材１１ｂの層厚は、垂直管内
液への外部からの侵入熱量によって決定されることにな
る。本発明者はこの外部からの侵入熱量である熱流束ｑ
［ｗ／ｒｒ？］が次式で導かれることを実験によって見
い出した。

４　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｌここで、Ｒｅ
は垂直管内低温液のレイルズ数、Ｐｒは垂直管内低温液
のブラントル数、λは垂直管内低温液の熱伝導率、Ｌは
垂直管長さ、Ｔ、２は垂直管の出口部での液の飽和温度
、Ｔ１は入口部での液温度である。

以上のパラメータから熱流束ｑ［ｗ／ｒｒ？］を求め、
垂直管６内液への侵入熱量がその熱流束ｑ　［ｗ／ｒｒ
？］以上になるように垂直管６の保冷材１１ｂの厚さを
決定した。本実施例にあっては、保冷材１１ａ、ｌｌｂ
の材質にはポリウレタンフォームが使用され、垂直管６
の保冷材１１ｂの層厚は水平管４の保冷材１１ａの層厚
の約２７３に成形されている。

また、入熱手段１３として第１図に示すし−トパイプ１
４を用いた場合にあっても、このヒートパイプ１４から
垂直管６内の低温液への侵入熱量が上記熱流束ｑ　［ｗ
／ｒｒｒ］以上になるようにヒートパイプ１４を構成す
ることになる。

以上の構成からなる本実施例の作用について述べる。

タン力等の供給源からタンク２への低温液の移送を含め
た荷役作業を終了した後、第１図に示す水平管４、垂直
管６、タンク２及び循環管８とから形成され図中矢印で
示される循環系ｌＯに、タンク内貯液の一部を払い出し
ポンプ９に°よって循環させる。すると、管内を流れる
低温液によって管内が常に保冷され、図示されないタン
カ等供給源からタンク２への次回のＬＮＧ、ＬＰＧ等の
低温液の受は入れが容易に行えることになる。

この際、垂直管６に沿って入熱手段１３としてヒートパ
イプ１４設けたので、垂直管６内の低温液は、ヒートパ
イプ１４からガイザリング発生限界以上の熱量を受ける
ことになり、熱せられ気液が混在する撹乱安定状態とな
る。

従って、プラントオペレーション上問題となるガイザリ
ングの発生を未然に防止できる。

また、ガイザリング防止のために、垂直管６を含めた循
環系１０に、タンク２内の貯液をポンプ９によって大量
循環させる必要はなく、垂直管６内のガイザリングによ
って生じる低温液の蒸発量に見合った必要最低限の低温
液を循環させればよく、払い出しポンプ９の小型化・低
能力化が推進できる。

また、ガイザリングの発生を未然に防止する入熱手段１
３として、第２図に示すように、垂直管６の保冷材１１
ｂの厚さを水平管４の保冷材１１ａの厚さより層薄に構
成しても、垂直管６内の低温液には外部からの侵入熱に
よりガイザリング発生限界以上の侵入熱量が与えられる
ことになる。この際、垂直管６内を流れるＬＮＧやＬＰ
Ｇ等の低温液は、ＬＮＧの場合約零下１６０度の極低温
液なので、垂直管６の保冷材１１ｂの厚さを層薄に構成
することのみで、外部の雰囲気温度により容易にガイザ
リング発生限界以上の熱量を上記低温液に与えることが
できる。

この場合、第１図に示すヒートパイプ１４を設けること
無く垂直管６の保冷材１１ｂの層厚を薄く構成するだけ
でよいので、容易に低コストで力イザイリングを防止で
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば次のごとき優れた効
果が発揮できる。

（１）低温液移送管を構成する垂直管において、管内低
温液のガイザリング現象を未然に防止することができる
。

（２）タンク内貯液の一部を水平管の上流側に移送し管
内残留液をタンク内に循環させる循環系において、低温
液を循環させるための運転費用を可及的に低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明に係る低温液移送管の概略図、第２
図は第２の発明に係る低温液移送管の部分拡大図、第３
図は従来例を示す低温液移送管の概略図、第４図は第３
図の部分拡大図である。 図中、１は低温液移送管、２は低温タンク、４は水平管
、５は屋根部、６は垂直管、１０は循環系、１３は入熱
手段である。 特許出願人　　石川島播磨重工業株式会社代理人　弁理
士　　絹　　　谷　　　信　　　雄（外１名） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、輸送船等の供給源からＬＮＧ、ＬＰＧ等の低温液を
   地上に沿って水平に移送する水平管及びこれより立ち上
   がって地上に設けられた低温タンクの屋根部に結ばれて
   タンク内に上記低温液を移送する垂直管とからなる低温
   液移送管と、該水平管の上流側に上記タンク内貯液の一
   部を移送し管内残留液を上記タンク内に循環させる循環
   系とを備えた低温液移送管構造において、上記低温液移
   送管の垂直管に管内液を撹乱させるための入熱手段を設
   けたことを特徴とする低温液移送管構造。 ２、上記入熱手段が上記低温液移送管において水平管よ
   り垂直管の保冷材の層厚を薄くして構成されたことを特
   徴とする低温液移送管構造。