JPS59205099A - アンモニア等の地下貯蔵方法および装置 - 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】 この発明は液化アンモニア等を周囲温度で貯蔵する方法
および装置に関する。

（発明の背景） 地下貯蔵は、破壊行為または航空機の堕落による損傷、
および損傷時の空気または含水雰囲気に対する保護の点
から、地上の球体構造物における貯蔵より安全である、
その基本設計は、岩床に地下空所を掘削して、貯蔵空間
を耐水性膜体で密閉することからなる。

多くの地下貯像設備か石油製品、たとえばガソリン、デ
ィーゼルオイル、加熱油、および液化ガス、たとえばブ
タン、またはプロパン用に存在している。これらの物質
は水と混合することは’ｆｘ　’／−１゜もし、何らか
の水分が貯蔵物質中１（流入すると、この水分はこの物
質と混合することはなく、空間の底部に集まるようにな
る。この点はそれ程不利となることではなく、多くの貯
蔵設備においてしばしば生じる現象である。しかし、貯
蔵物質がアンモニアである場合は、水分の存在によりア
ンモニア砂崩が減少する。このため貯蔵アンモニアは、
水分が非常に少−融（数／ｆ−セント）でも利用できな
くなってしまう。

したがって、石油製品においては、周囲の水圧か梁間内
の製品圧力より高い貯蔵設備を提供することが普通に行
なわれている。空間内に流入した水分は、空間内の水溜
めから容易に月？ンプ排出することかでき、石油製品か
周囲構成物内へ流入する危険はない。アンモニアまたは
その類似物質においては、条件は極めて相違している。

アンモニア（ＮＨ３）は、大気圧において、−３３，４
Ｌ尤で沸１ｊ９する。したがって、そのような条件下で
貯蔵され得る。しかし、このような砂低温貯蔵は設（１
ｉｉｉが非常に高価になると共に、加圧貯蔵に比較して
運転よ・よび保守コストが増大する。アンモニアは圧力
下で容易に液化し、種々の圧力において以下のような沸
点を有している； グバールにおいて士、２％ ６バールにおいて　７５ｃｃ ｇパールにおいて　：１３Ｃ′Ｃ 数／θｍの深さにおける地下道は約／ＳＣ′Ｃの温度に
あり、この発明ｉｄそのような条件における貯蔵を意図
している。明らかに、温度はこの数値からは一時的に９
（Ｌれることになり、すなわち貯蔵直後のアンモニアは
別のある温度にある。しかし、周囲構成物中の水分が冷
凍する危険を赴けるため、アンモニアはθＣ′Ｃまたは
それより低温で貯蔵されてはならない。それはその結果
の変形により設備が損傷されてしまうからである。

これらのアンモニアの特性、およびその化学的特性、特
に水分に関する特性を考慮して、アンモニア用貯蔵設備
は下記２つの問題点に対処しなければならない：即ち、 ／）貯蔵アンモニアは貯蔵空間内に完全に収容されてい
なければならない、すなわち、外部へ漏出（大気甲また
は周囲構成物内の水中へ）してはならないこと；また、 ２）周囲構成物中の任意の水分く地下水からのもの、あ
るいは不飽和岩床を通る間欠的浸透によるものにかかわ
らず）か、製品を劣化させる程の量で、貯５幀空間中へ
貫入してはならないこと、である。

貯蔵設（ｈａの設削にば、液密性に関するとの両糸１−
を考慮しなければならず、またこれらの基準は設（＋ｉ
ｆの耐用期間中、継続して満足されなければならない。

そして、その設計は、製品と周囲媒体との間に完全不透
過性膜体を介在させることに基礎をおいている。この膜
体は、貯蔵アンモニアの内圧に対して、形状または寸法
が変化した場合（たとえば、貯蔵製品の温度変化による
もの、または包囲コンクＩＩ　−１，にクラックが入っ
たことによるもの）Ｋ、も耐久性を■する、十分な強度
を有するものでなければならない。この膜体はさらに、
製品による内部腐食に対して、かつ周囲媒体（水分）に
よる外部腐食に対しても耐久性を有していなければなら
ない。

不私過性膜体（または包囲体）は、金属から形成するこ
とが有利である。一般に、はとんどの金ス・」へおよび
その合金は、アンモニアに関して本質的に不活件であり
、かつアンモニアから一般的な腐食を受けることはない
。しかし、特に水分が存在する場合は、銅および亜鉛お
よびそれらの合金は利用してはならない。最後に、酸素
、および窒素、およびへ般的な意味での空気は、応力下
において構造用鋼材に対して腐食現象をもたらすことが
ある。少量（米国において現在施行中の法律によれば、
００．２重量％）の水をアンモニアに付加することによ
り、この危険を除去できるようである。結論としては、
軟鋼の利用が勧められ、その場合、溶接が適切に実施さ
れること、そして、２％の水分を製品に伺加されること
か余件である。

７９７７年３月ｇ日発行のフランス特許第：１３ｇ０２
００号明細書に記載される方法においては、包囲体の周
囲に内圧より高い圧力の水分が維持されている。したが
って、地下水の汚染は避けられるが、包囲体中の漏出が
発生することを考尽すると、貯蔵製品の汚染の可能性ｉ
ｄ　避けられない。

この発明の好ましい実施によると、汚染の危険性がなく
、かつ包囲体を通る何らかの漏出が直ちに検知できる方
法と装置が提供される。この発明の方法および装］、￥
（ｒｌ以下に、アンモニアＶＣ関連して説明するか、こ
れと類似または関連特性を有する製品の貯ｊ：・、１・
−にもそれか適用できることは、理解できろであろう。

（発明の概要） この発明は、アンモニアのような圧力下で液化し、かつ
水と混和性を有する物質を地下に貯蔵する方法を提供し
ており、この方法においては、該物質が液化圧力におい
て二重包皮体（スキン）内に貯蔵され、この包皮体は中
間空間を画定すると共に、両包皮体は含水構成体（地層
）中に形成された空所内に挿入されており、寸た貯蔵深
さの選定は、前記構成体中の水の静水圧が、貯蔵物体の
予期される最大圧力より大きく、かつ前記中間空間が水
で満たされると共に、貯蔵物体の予期される最低圧力よ
り小さく維持されるように決定される。

内側包皮体重たは包囲体を軟鋼で形成し、電解装膚によ
り外部腐食から保護するようにすることが奸才しい。

この発明はさらに、前記方法を実施する装置をも提供し
ている。

この発明の実施例を図面を参照して例示的に説明する。

（ジらに詳細な説明） ；＋）：　／　ｌヅ１は、シャフト２から通じる回廊部
１を掘削１−ることによりイ１ｆられた、水路および貯
蔵空間を包含する貯Ｊχ場所の断面を示している。地下
設備への出入りは、垂直シャフト２を介して行なわれる
。」７１１１削された空間１およびシャフトはコンクリ
ート３，７のケーシングに包囲されており、シャフトの
ケーシング３は掘削中および長期間にわたって、安定性
をｉ、ｆｆ：持することを目的とされ、捷たこの空間の
ケーシング７は鋼製ライニングを受答するのに適切な面
を提供することを目的としている。（７）こがって、貯
蔵空間の内圧は、コンクリート紐よび岩床に適用される
。掘削の完了後、回１（ｌｊｌ　：’ｒｌｊ　（’、ｉ
−，ｊｊ’　ｒｌ１１１ロｒＩｉコンクリートングで完
全被覆さね／）。その厚さは約！；Ｏｃｍにされろ。収
イ宿クラックを／「ｒ；する通常の方法で、密閉（Δ料
が設けられる。、　第１　ｌｖ、Ｉに示されるように、
回廊部１はそれぞ１１シャフト２の側方（・て、２つの
貯蔵タンク４，５プど包含している。追／因（〆こ示さ
れる相対寸法は単なる１ρ１１示で４’）す、この発明
はそれ（・ζ限定されるものではない。

各貯蔵タンクは、その壁が透過性コンクリート７により
包囲された後で、回廊部１内に敷設される（第２図参照
）。密閉は溶接電シート９のライニングにより提供され
、この鋼シートはコンクリート壁全体を被覆している。

この鋼シートは陰極保護法のような方法により、内面を
貯蔵物体による腐食から保護され、かつ外面を包囲媒体
による腐食から保護されるようになっている。通常、こ
の発明の範囲内においては、非金属包囲体、たとえばプ
ラスチック材料またはゴムから形成された包囲体を利用
することができる。

環状空間１０が鋼製ライニングと地層との間に形成され
て、ドレーンとして機能する。この空間は、静水圧より
低く、かつ物質の圧力より低い圧力に永久的に維持され
る。こうして、水が貯蔵タンク内へ貫入することが防止
されると共に、環状空間への物質の漏出が無いことによ
り、継続的なチェックが行なえる。女とえ漏出が生じて
も、物質１は周囲地下水を汚染することなく、環状空間
から回収できる。３１（一本釣設計の細部として、貯蔵
タンクへの出入りを可能にする設備が包含され、すｊｌ
わち、Ｊ・；１状空間１０を完全にポンプ排出する装（
，゛が設けられ、かつマンホール１２がコンクリートプ
ラグ１４を１［０シて設けられる。ポンプ排出用、１゛
？ンプ１５は、十分な容量能力を有し、周囲構成体から
浸出する水の全部を永続的に排除できるようになってい
る。コンクリートケーシングは浸出：１４を大いに減少
させる役割を有しているが、設備のスを命全体にわたっ
て、コンクリートの透過性特す／１汀貯蔵状す、袢にお
いては保注され得ないから、最初の堀削および引続く漏
出プラグ作業後で、コンクリートケーシングを所定位置
に設置りする前に、ｌｊｌ：（！ｌ（７？ｌ〜への残留
水流全体をポンプ排出することがでへなければならない
。

一チた１、Ｉ？ポンプ故障の可能性も考；、としなけれ
はソトらない。七の」（う合は、環状空ＩＨｌ内の圧力
が静水圧に近づき、４枦製ライニングの破壊圧力を越え
るようになる。この危１窺を避けるため、ポンプの修＋
１１引ｆこ必萱な１１２１間にわたって、侵出水を収集
するため′Ｌ：ｒ）緩衝空間が利用される。この緩衝空
間は、永続ポンプ排出レベルの上方のシャフトの容積に
より構成され、あるいは貯蔵タンクの上方に存する回廊
部１７の開始部により構成される。このための特定の解
決法は、貯蔵設備が建造されているイ１儀成体の特定の
本文学的性質、および建造中の漏出プラグ作用の効果に
依存している。言いかえると、その解決法はポンプ排出
されるべき水の最大可能量に依存する。ここでは、周囲
構成体における静水圧が永続的に貯蔵タンク内の圧力よ
り高いような深度位置に、貯蔵タンクが配置されている
と仮定されている。地下水が十分な量で交替されている
限りは、天然の流体圧密閉が提供されて、貯蔵物体が構
成体内へ漏出することが防止される。

不透過性包囲体がコンクリートに保持されるから、環状
空間はチャンネル格子により有利に構成される（第３図
参照）。たとえば、５ｃＴＬの幅と７（７）の深さを有
する円周および長手方向溝２５゜２６が、７ｍの間隔で
コンクリートケーシングの内１す［１、判たは包囲体受
容面に設けられる。環状空間は鋳の格子により構成され
る。

包囲体が溶接鋼製シートから形成さ２する場合は、円周
ン２“♀２５け溶接部に対向して設けられる。別のｘＩ
Ｋｌｉ例としては、各円周溝２５を対応するポンプ捜出
チューブに連結することにより、長手方向溝２６を省略
できる。この場合は多数のチューブを必すＪとするが、
４ｍ出時にはその位置が直ちに決定できる。漏出は（庇
とんど溶接部で発生し、したがって貯、戯′勘′ａを排
出する！特定のチューブが、漏出する射接部を正確に指
示すると共に、水および貯・ｊ、ｉｉ′物質の混合物を
排出する一対の＠接チューブは、７ｍの範囲内で漏出位
置を指示することになり、これにより修理の実施が非常
に助けられる。

ポンプ（ｄ＋の吐出チューブ１８から懸架される。

たとえばシャフトをその水溜め部２０捷で空にすＡこと
が必要な場合には、ポンプは所望レベルまで昇降される
。

一例として、アンモニアを７５％で貯蔵する場合は、平
衡圧力は乙パールであり、したがって、７ｉ・：ｈｊ−
愼ｔする深ＩＷは静水圧が９バールの位置であり、また
環状空間には、ｌ　／Ｓ−ルの圧力が維持されなければ
ならない。緩衝空間１７０基部は、貯蔵回（（代部１の
天井の上方に約７０フルにされる。

甘だ別の実施例として、第２環状空間を周囲構成地層と
コンクリートケーシングの間に設けることもできる。こ
の第λ環状空間は、鋼製包皮体〃Ｓ破絹しり場合に、地
下水がアンモニア中に流入する訃を減少させる機能を有
する。この設備では修理が指令される凍で、たとえば次
回の体日才での期間、作動が継続される。第コ環状空間
は、コンクリートの注入前に地中に置かれた通常の排水
シースにより構成することができる。このシースは内部
環状空間に連結されるのと同様に装置に連結されて、そ
の内部の圧力を静水圧と貯蔵圧力の間の値に維持、たと
えば乙・々−ルの貯蔵圧力および９パールの静水圧に対
して、７ノマールの圧力に酸４寺するようになっている
。

図示の例においては、貯蔵タンクの高さくｇｍ＞は、そ
の頂部と底部の間に無視できない圧力差をもたらす。新
しい物質が流入されない限り、貯蔵圧力ｉｄ　Ｉｉ’３
　！７ｔｌ　ＣＩＪＪｊ　（ア７　モー＝、アに対して
は、１５’Ｃおよび６バール）に対応する値に安定化す
るが、ゾ；１なるｌ＃７１度の多−Ｆ４゛の物質が流入
されると、圧力はいくらか妨イにする。

ｒ、４２１５ＱＨｊライニングの球形甥８１へ分ｉｄ、
タンクの円筒７ｊｊ−分の最後の、２　＋７１の部分と
同様に、非常に厚肉（たとえｄ／グ悶）の鋼で形成され
て、貯蔵物質のがパ入捷たは取出し、および七の状態の
測定のために必箒な、イ・ＩＩ々の孔（ｌ！！！！Ｉ示
されない）を形成できるようになっている。この厚肉銅
伶へ分に（性マンホールも設けることができる。運転時
、タンクの端部にに１′アンモニアの内ｊｆ、により、
約りθθθ　トンの力が１乍１１″１する。この力に対
して、タンクの球形５、ｉｉ、“、！−１♂に配置され
る鋼で補強されたコンクＩＪ−ト製ｌラグ１４が、抵抗
力を与えるようになっている。

図示の１夕１１はａつのタンクを備えている。この構ｌ
ｊｇにｔす、一方のタンクに充満し、他方のタンクな非
ストック状態にすることができる。地勢の予１１１１さ
れる活動性および性質に依り、たとえば良くｔ川ら７ｔ
Ａように、シャフトの周囲に星型に、あるい（は櫛歯型
に追加タンクを配置することができる。

シャフトが水溜め部２０のレベル斗でポンプ排出される
ならば、一つのタンクを検査および／またけ修理のため
に、完全に苧にすることがいつでも可能である。そのよ
うな場合、シャフトの周囲に静水圧を一′続的に保証す
るため、水カーテンを設けることが必要である。

種々の通常の付属装置たとえばパイプ装置、バルブ、レ
ベルおよび他の検知器等は、この発明に直接関係ないの
で、図示しない。これらの装置は作動設備に（ｄ尚然設
けなければならないものである。

図示し説明した特定の例に対して、この発明の範囲内で
多くの設計変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の貯蔵設備の断面図、第２図は第１図
の一部の拡大図、第３図は環状排水空間を形成する溝格
子を示す、不透過性包囲体を除いたコンクリート空間を
通る垂直軸平面上の断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　アンモニアのように、圧力下で液化すると共に、
   水と混和性を有する物質の地下貯蔵方法において、２乃
   °包皮体内に前記物質をその液化圧力において貯蔵する
   と共に、前記包皮体は中間空間を画定しており、かつ前
   記両包皮体が含水（・′・４成体内に形成された空所内
   に挿入するようにし、貯蔵深さの選定にあたシ、前記構
   成体内の水の１１６１水圧が貯蔵物質の予期される最大
   圧力より犬ぎくなるようにし、前記中間空間を水で充／
   ［ｉ：ｉすると共に、その内部を、貯蔵物質の予期され
   る最低圧力より低い圧力に維持するようにしグこ貯、戊
   方法。 ２　前、都外ｉｉ’ｉ＋ｌ包皮体が透過性を有し、周囲
   構成体中の水が前記中間空間へ流入できるようにすると
   共に、水レベルか一定に保持されるシャフトに部器させ
   ることにより、１）ＩＩ記中間空１）ｉｊ内の圧力、を
   一定に維持するようにした、特許請求の範囲第１項に記
   載の貯蔵方法。 ３　前記シャフトからポンプ排出された水を検介して、
   貯蔵物質を追跡調査するようにした。特許請求の範囲第
   ユ項（Ｃ記載の貯蔵方法。 ４、貯蔵圧力を約６バール、周囲構成体の静水圧を約９
   バール、そして前記中間空間の圧力を約２バールとした
   。アンモニアを貯蔵するための特許請求の範囲第１項に
   記載の貯蔵方法。 ５、　コンク’Ｊ　−トから形成された外部包皮体、お
   よび前記外部包皮体内に配置された内部包皮体により、
   滑らかにかつ規則的に内壁を形成された回廊部を備え、
   前記内部および外部包皮体が中間空間を画定しており、
   かつ前記回廊部の深さが所定深度に選定され、この深要
   においては周囲構成体中の水の静水圧が、予期される最
   大貯蔵圧力より高くなるように決定し、かつ前記中間空
   間内の圧力を、貯蔵圧力より低い圧力に維持する装置を
   設けた。特許請求の範囲第７項に記載の方法を実施する
   貯蔵装置。 ６　前記内部包皮体が鋼製シートから形成されている。 特許請求の範囲第５項に記載の貯蔵装置。 ７、　前記外部包皮体が水透過性を特する特許請求の範
   囲ｍ３項に記載の貯蔵方法。 ８　前記中間空間が、前記外部包皮体の内壁に形成され
   たＹ４により形成されている、特許請求の範囲第５項に
   記載の貯蔵装置。 ９、　前記中間空間が前記シャフトに連結されると共に
   、肺記シャフト内を一定の水レベルに維持する装置を俯
   えた、特許請求のｉ？１区囲第Ｓ項に記載の貯ノ成装置
   。 １０、　ｔＭ６ｅシャフトが、貯蔵空間より上方に配置
   された稜衝窒間に連通されて、前記シャフト内でｈケ記
   緩衝空間と貯蔵空１ｆＪＪとの間の水における静水圧が
   、前記中間空間の静水圧に対応している、特許請求の範
   囲第９項に記載の貯蔵装置。