JPS6037359B2 - 二重殻低温タンク構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は内外槽間に周方向拘束部材を設けて地震によ
る内槽水平方向滑動防止機能を有するようにした二重殻
低温タンク構造に関する発明であり、特に、該周万向拘
束部材を地震による水平力に抗する剛性を有する多数の
ユニット板部材により成さしめて、その半径方向に形成
した少くとも１段の楢曲部により半径方向内槽収縮を吸
収し、且つ、周方向勢断剛性により内槽滑動を防止する
ようにした二重殻低温タンク構造に係る発明である。

〈従来技術） 従来、ＬＰＧ、ＬＮＧ等の低温タンクは第１図に示す様
に基礎１上に設けた外槽２にパーライトコンクリート等
の底部断熱材３、及び、パーラィト等の断熱材４を介装
して内部に内槽５を設けたドーム屋根式二重殻タンクや
、第２図に示す様に内槽５上にグラスウール等の断熱材
６を戦層したサスベンデッドデッキ式の二重殻低温タン
クが広く用いられている。

而して、該種二重殻低温タンク、就中、可燃性貯蔵物用
のタンク等に於ては近時その安全性が厳しく再検討され
るようになり、特に、耐震性の点においては規制条件が
見直されるようになってきている。

即ち、従来の該種二重殻低温タンクでは地震に対する設
計条件は鉛直震度は考慮に入れず、水平震度に対する条
件が０．紅以下というオーダーであったが、近時災害問
題のクローズアップと、タンク容量の増大等の観点から
、水平震度が０．７〜０．的、鉛直震度が０．２５〜０
．＊程度の苛酷な程の設計条件が考慮に入れられるよう
になってきた。

ところで、一４５ｑ○のＬＰＧ、一１６？ＣのＬＮＧ、
一１８チ０のＬＯＸ等の低温液を貯蔵する平底円筒二重
殻タンクに於てはその機能、構造から次の如き問題を本
来的に有している。即ち、タンク建造後のスタートアッ
プにおけるクールダウン時にタンク内槽６は半径方向に
不可避的に収縮する等の熱挙動があり、したがって、設
計上鉛直方向のアンカーが可能であっても、施工時に半
径方向に種々の条件からブレースにしろ、タイロツドに
しろアンカーが取れず、そのため潜在的に内槽５が底部
断熱熱材３を介して水平方向に滑動し易い不都合さがあ
った。

そして、底部に前記第１，２図に示す様にパーライトコ
ンクリート、フオームグラス等の断熱材３を介装してい
るが、本釆的に材料力学的、熱学的に断熱性と強度は相
反関係にあるため、低温貯蔵タンクとして第一義的に必
要な断熱材敷設を優先させれば、必然的に強度をある程
度犠牲にせざるを得なに不具合があり、そのため、水平
方向アンカーは断熱材３からはとれず、したがって、耐
震性の点からみると不利点が多い構造となっていた。

ところで、内槽５の底板と底部断熱材３との間、そして
、該底部断熱材３と外槽２底板等の水平方向の摩擦係数
は通常略０．４〜０．５程度しかなく、そのため第３図
に示す様に、水平震度０．７〜０．＄の地震が発生して
貯溜液を含む内槽５の質量Ｍに矢印に示す様に水平力日
が作用すると、水平力日が矢印の摩擦力Ｎをオーバーし
て内槽５の滑敷を拘束することは不可能となる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 これに対処するに適宜設計により該摩擦力Ｎが水平力日
よりも大きいような構造とした場合には第４図に示す様
に、底部断熱材３に過大な雛断力が付与されることにな
り、その結果、在来材質のパーライトコンクリート、フ
オームグラス等の底部断熱材３では強度的に不充分であ
り、タンクの安全性に重大な影響を与えるデメリットが
あった。

このように、平庭円筒二重殻タンクに於ては地震時に内
槽５の糟動を拘束し難く、そのため、内槽５の滑動があ
れば、底部断熱材３の破損が生じ易く、極端な場合には
タンク全体の倒壊が生ずる可能性も無いとは言えない虜
がある。

この発明の目的は上述従来技術に基づく二重殻低温タン
ク構造の耐震性の問題点を解決すべき技術的課題とし、
内槽と外槽との間に半径方向に少くとも１段の摺曲部を
有する予め工場で規格的に量産された周方向拘束部村の
ユニットを所定間隔を介して多数介装するようにして内
槽滑動を拘束し、内外槽相互間の配管、断熱材に破損が
生ぜず、貯溜液流出やそれによる災害、タンク機能の喪
失、プラントの安全性が損われることがないようにして
エネルギー産業における貯液利用分野に益する優れた二
重殻低温タンク構造を提供せんとするものである。

〈問題点を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求範囲を要旨とするこの発明
の構成は、前述問題点を解決するために二重殻低温タン
クの内槽と外槽との間に周方向に所定の間隔を介して設
けた多数の予め工場で規格的に量産されたユニット板材
の各半径方向の少くとも１段の渚曲部により内槽の半径
方向熱膨張、収縮等の熱挙動を吸収することが出来るよ
うにし、更に、該ユニット板材の周方向期断剛性により
内槽に印加される地震時の水平力に対抗せしめ得る如く
し、結果的に外槽に抗力を持たせて内槽の水平猪動を防
止することが出来るようにした技術的手段を講じたもの
である。

く実施例−構成〉 次にこの発明の実施例を第５図以下の図面に基づいて説
明すれば以下の通りである。

満、第１〜４図と同一態様部分については同一符号を付
して説明するものとする。第５〜７図に示す実施例にお
いて、平底円筒型ドーム屋根式こ重殻低温タンクは在来
態様同様に基礎１上に外槽２を設け、該外槽２の底坂上
のフオームグラス等の底部断熱材３、側板、及び「屋根
内のバーライト等の断熱材４を介して内槽５が所定に設
けられている。而して、該内槽５と外槽２との間の下部
位には内外槽５，２の曲率に合致した曲率の予め工場で
規格的に量産化して製造された周方向拘束部村としての
ユニット板材６，６…が各々中央に１段の半径方向を横
断する上向、或は、下向凸出形状の摺曲部７を有した断
面形状で外槽側取付材８、内槽側取付材８′を介して第
６，７図に示す様に周方向に所定間隔を介して溶接固定
されて多数個配設されている。

尚、該各ユニット板材６は上述の如く設計に基づき１ブ
ロック状に予め工場でプレス成形、シャーリング等の加
工により各々が同一サイズに製作されており、したがっ
て、タンク建造に際し各同一サイズのユニット板材６を
用いることが出来、建造精度が向上し、施工作業もし易
い。

尚「 ＡはＬＰＧ、ＬＮＧ等の低温液であり、内槽５内
に貯溜されている。

又、図示の都合上内外槽のアンカー、ノズル配管、階段
等の装備類は省略してある。

〈実施例−作用） 上述構成において、タンク建造後ＬＰＧ等の低温液Ａを
受入れに先立ってク−ルダウンし、スタートァップする
と、第８図に示す様に内槽５は実線状態から点線状態５
′に熱収縮するが、その場合、内槽５の底板の断熱材３
に対する収縮時の摩擦は貯液受け入れ前であることによ
り、主として底板重量のみの負荷であり、静摩擦力が小
さいため収縮の際の断熱材３の相対摺動は充分に許容さ
れる。

そして、内槽５の蚤方向熱収縮挙動は各ユニット板材６
の径方向の摺曲部７の伸縮によるべローズ同様の作用を
介して強度的に拘束されることなく弾力的に安定して行
われる。

又、タンク開放時の納挙動も上述プロセスと全く逆にし
て行われることは明らかである。

次に、タンク運転中に地震が発生し、第９図に示す様に
、貯溜液Ａと内槽５のトータル質量Ｍに対し水平力日が
矢印の様に作用すると、該水平力日‘ま内槽５下部近傍
で、第１０図に示す様に、該内槽５の側板に敷断力が矢
印の様に作用し、その大きさは図示する様に該水平力日
と直角方向、即ち、両側９０００方位に最大に作用する
。

したがって、内外槽５，２間に前述の如く配設固定され
た多数のユニット板材６，６・・・にも各々均一に一連
に奥断力７は作用する。

ところが、第１１図に示す様に、該各ユニット板材６は
×，Ｙ面内に於いて大きな斑断剛性を有しており、即ち
、上記水平力Ｈ‘こより生ずる鯛断力７，７′の発生す
るＹ方向に大きな剛性を有しており、したがって、充分
に第１０図の水平力日に対抗し円槽５の滑動を拘束する
ことが出釆る。

そして、上述作用は全周的に均一に起きるものである。
尚、該外槽２の固定は第１３，１４，１５図に示す様に
外槽２の底板フランジ９の基礎１へのフック作用、該底
板に対する基礎１よりのアンカー１１による固定、別途
拘束材１２，１３による間接固定、或はシャープレート
による固定等適宜に行える。

そのため、該ユニット板材６，６・・・は全周的に水平
力Ｈ‘こ充分に抵抗し、内槽の変位、滑動を防止し、底
部断熱材３の鱗断変形、及び、破損をも防止することが
出来る。

勿論、前述の如く地叢時の０．７〜０．＆水平力に対し
て抵抗する剛性を有する各ユニット板材６の板厚、摺曲
部７の詔塙十は適宜なされるが、該横曲部７は第１２図
に示すユニット板６′の様に半径方向に複数条列詔靖十
も可能であり、又、該各ユニット板材６＾，６′′′を
第１６，１７図に示す様に、鯛断力に充分より良く対抗
する形状として面外に座屈しないように周万向スチフナ
ー１４、蓬方向スチフナー１５を鼓設しても良いし、又
、第１８図に示す様に、ユニット板材６…の設計の都・
合により多少額斜を設けても良い。

卓，尚、該各ユニット板材６は外槽２の底板と内槽５の
底板に接続させることも可能であり、内槽５の側板から
外槽２の底板に接続させたり、或は、その逆設計も可能
である。

又、内槽５、外槽２とも鉛直方向アンカー、配管、ノズ
ル、付属装備等は当然付設される。

そして、この発明は図示説明実施例の二重殻ドーム屋根
式のタンクに限らず、二重殻サスベンデッドデッキ式の
タンクにも適用できるのは勿論である。く発明の効果） 以上、この発明によれば、内外槽間に断熱材を介菱した
二重殻低温タンク構造において、内外槽間に周方向拘束
板部村としのユニット板材を周方向に所定間隔を介して
設け、各該ユニット板材には半径方向に少くとも１段の
摺曲部を形成したことにより、タンク建造後のクールダ
ウン等のスタートアップ時における収縮等の熱挙動に際
しては該樽曲部のべローズと同様の弾性変形を介して中
心対称状態で内槽が変形するため該内槽と外槽との変位
が生ぜず、したがって、配管、ノズル等の変動許容範囲
以上の変位が発生しない利点がある。

又、水平振動が０．７〜０．＄等従釆の設計限度の震度
０．＄を越えるような地震が発生した場合であっても、
該周方向拘束板部材の各ユニット板材が上記摺曲部によ
り内槽に発生する周万向努断力に抗する鱗断抵抗を生ず
ることにより糟動が起らず、したがって、断熱材等との
間の摩擦力以上の前記水平震度による水平力が作用して
も内槽は安定して変位せず、又、その限り、該断熱材に
魂断力を発生させるようなことはなく、内槽、断熱材と
もに良好な耐震運動が可能となる。

そのため、底部断熱材と内槽底板との摩擦力以上の地震
水平力が働いても、又、底部断熱材の強度以上の地震水
平力が作用しても、安定すため、特別に強度設計構造に
する必要がなく、コスト的にも結果的に安くつくメリッ
トがある。

又、周方向拘束板部村を内外槽間に配設するに周方向所
定間隔を設けて配しているため、該周方向拘束部材の下
面の断熱施工が容易であり、それだけコストダウンに運
がるメリットがある。

更に、各ユニット板材は個々にブロック状であるため工
場等にて予め規格的に量産化が可能となり、個々のブロ
ックの精度向上が図れ、同一サイズに出来、したがって
、現場施工も容易になり、施工精度も向上するという効
果がある。そして、各ユニット板材は相互にブロック状
であるため、万一、周万向拘束板部材に部分的に欠陥が
生じても、当該部位のユニット板材だけを交換すれば良
いためメンテナンスも極めて良好となる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来技術に基づく二重殻低温タンク構造の
断面概略断面図であり、第３図は第１図タンクの地震発
生時の水平力、及び、摩擦力作用断面図、第４図は底部
断熱材の馳断応力作用断面図、第５図以下はこの発明の
実施例の説明図であり、第５図は１実施例の断面図、第
６図は第５図部分拡大斜視図、第７図は第５図肌一風断
面平面図、第８図は熱挙動断面図「第９図は地震発生時
の水平力作用断面図、第１０図は第９図Ｘ−Ｘ断面敷断
力作用断面図、第１１図は周万向拘束板部材周方向敷断
力、雛断反力斜視図、第１２図は周方向拘束板部材の他
の実施例の斜視図、第１３，１４，１５図は外槽固定断
面図、第１６，１７図はそれぞれ別の周方向拘束板部材
の斜視図、第１８図は周方向拘束板部材の取付の別態様
断面図である。 ５．．．．．．内槽、３・・・・・・断熱材、６，６′
，６″，６川，６″″・・・・・・周万向拘束板部板、
ユニット板材、７，７′………摺曲部。 第１図 第２図 第３図 第４図 第 ５ 図 第６図 第 ７ 図 第 ８ 図 第 ９ 図 第ーｏ図 第‘２ 図 第ー３図 第ー４図 第ー５図 第ー６図 第け図 第ー６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内槽底板を有する内槽と該内槽に断熱材を介して設
   けた外槽底板を有する外槽との間に周方向拘束部材を介
   装させた二重殻低温タンク構造において、上記周方向拘
   束部材が上記内槽と外槽との間に周方向所定間隔を介し
   て設けられた地震による水平力に抗する剛性を有し予め
   工場で規格的に量産された多数のユニツト板材より成り
   、而して、該各ユニツト板材には半径方向褶曲部が少く
   とも１段形成されて該内外槽間下部に配設されているこ
   とを特徴とする二重殻低温タンク構造。