WO2016056414A1 - 液化水素移送システム - Google Patents

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WO2016056414A1
WO2016056414A1 PCT/JP2015/077259 JP2015077259W WO2016056414A1 WO 2016056414 A1 WO2016056414 A1 WO 2016056414A1 JP 2015077259 W JP2015077259 W JP 2015077259W WO 2016056414 A1 WO2016056414 A1 WO 2016056414A1
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tank
gas
hydrogen
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transfer
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PCT/JP2015/077259
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誠朗 伊藤
智教 高瀬
友章 梅村
英司 川越
峻太郎 海野
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川崎重工業株式会社
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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B27/00—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
    • B63B27/24—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of pipe-lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00—Pipe-line systems
    • F17D1/02—Pipe-line systems for gases or vapours
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
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    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/45—Hydrogen technologies in production processes

Definitions

  • the present invention relates to a liquefied hydrogen transfer system for transferring liquefied hydrogen between a liquefied hydrogen carrier ship and a liquefied hydrogen base.
  • Patent Document 1 discloses a system for transferring liquefied gas between a tank on the liquefied gas carrier side and a tank on the receiving base side.
  • the system includes a transfer pipe for transferring liquefied gas between a tank on the liquefied gas carrier ship side and a tank on the receiving base side via a loading arm, and a liquefied gas carrier ship when transferring the liquefied gas through the transfer pipe.
  • a return gas pipe for transferring boil-off gas (BOG) is provided between the tank on the side and the tank on the receiving base side so as to keep the internal pressure of the tank on the liquefied gas carrier ship side substantially constant.
  • Patent Document 1 when transferring a liquefied product of a fuel gas such as natural gas or hydrogen, the combustible gas remaining in the transfer pipe or the return gas pipe when the transfer is completed is converted to an inert gas such as nitrogen gas. The replacement work is performed. Further, at the time of maintenance, an operation of replacing the fuel gas remaining in the tank on the liquefied gas carrier ship side with an inert gas such as nitrogen gas is further performed. A small amount of mixed gas generated during gas replacement can be released to the atmosphere, but if it is large, it must be recovered. As a specific recovery method, it is usual to return to the liquid layer in the tank through a transfer pipe or a gas return pipe.
  • An object of the present invention is to provide a liquefied hydrogen transfer system capable of separating and recovering a mixed gas generated at the time of gas replacement and a hydrogen gas or liquid hydrogen in a tank.
  • the liquefied hydrogen transfer system of the present invention is a liquefied hydrogen transfer system for transferring liquefied hydrogen between a land-side first tank capable of storing liquefied hydrogen and a liquefied hydrogen transport ship-side second tank capable of storing liquefied hydrogen.
  • a first transfer means capable of transferring liquefied hydrogen between the first tank and the second tank via a loading arm, and hydrogen gas to or from the second tank via the loading arm.
  • a second transfer means capable of transferring gas, an inert gas supply means capable of supplying an inert gas to the second tank when the second tank is idle, and an inert gas supplied from the inert gas supply means And a third transfer means capable of recovering a mixed gas of hydrogen gas remaining in the second tank and transferring it to the land side.
  • liquefied hydrogen can be transferred between the first tank and the second tank by the first transfer means, and at this time, from the first tank or the second tank filled with liquefied hydrogen.
  • the extracted high-purity hydrogen gas can be transferred and recovered via the second transfer means.
  • the inert gas can be supplied from the inert gas supply means to the second tank.
  • the mixed gas of the inert gas supplied from the inert gas supply means and the hydrogen gas remaining in the second tank can be recovered and transferred to the land side and recovered by the third transfer means. .
  • the inert gas supply means can supply an inert gas to the first and second transfer means before and after the operation of transferring liquefied hydrogen between the first tank and the second tank, and
  • the transfer means is connected to the first and second transfer means, respectively, and collects the mixed gas of the inert gas supplied from the inert gas supply means and the hydrogen gas remaining in the first and second transfer means. Then, it may be configured to be transportable to the land side.
  • hydrogen gas remains in the first and second transfer means after transfer of liquefied hydrogen.
  • the mixed gas of the inert gas supplied to the first and second transfer means by the inert gas supply means and the hydrogen gas remaining in the first and second transfer means is transferred to the land side by the third transfer means. Can be recovered.
  • an inert gas is supplied to the first and second transfer means and purged with the inert gas, and the mixed gas of the inert gas and air discharged at the time of the purge is the You may comprise so that it may transfer to the land side by a 3rd transfer means.
  • hydrogen gas is supplied to the first and second transfer means and purged with hydrogen gas, and a mixed gas of the inert gas and hydrogen gas discharged at the time of the purge is supplied to the first and second transfer means.
  • You may comprise so that it may transfer to the land side by a 3rd transfer means.
  • the hydrogen gas in the second tank may be transferred to the land side by the second transfer means.
  • a portion on the land side of the loading arm includes a cylindrical passage between the outer tube and the first transfer means that are externally fitted to the land side portion of the first transfer means.
  • You may comprise as follows. According to this configuration, heat input to the land-side portion of the first transfer means can be suppressed by flowing low-temperature hydrogen gas through the cylindrical passage.
  • a portion on the land side of the loading arm is provided with a cylindrical passage between the outer tube and the second transfer means that are externally fitted to the land side portion of the second transfer means.
  • You may comprise as follows. According to this configuration, heat input to the land side portion of the second transfer means can be suppressed by flowing a low-temperature mixed gas through the cylindrical passage.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram of the liquefied hydrogen transfer system which concerns on Example 1 of this invention. It is operation
  • FIG. 1 shows a liquefied hydrogen transfer system 1 according to the first embodiment.
  • the liquefied hydrogen transfer system 1 includes a land-side first tank 2 capable of storing liquefied hydrogen and a liquefied liquid capable of storing liquefied hydrogen. This is a liquefied hydrogen transfer system for transferring liquefied hydrogen to and from the second tank 3 on the hydrogen transport ship side.
  • the liquefied hydrogen transfer system 1 includes a first transfer means 4 (first transfer system), a second transfer means 5 (second transfer system), a third transfer means 6 (third transfer system), and an inert gas.
  • Supply means 7A, 7B and hydrogen gas supply means 8A, 8B (branch pipe) are provided.
  • “automatic open / close valve” is simply referred to as “open / close valve”.
  • the first transfer means 4 is capable of transferring liquefied hydrogen between the first tank 2 and the second tank 3 via a loading arm 4a, most of which is constituted by a vacuum heat insulating double tube, one end of which is Connected to the first tank 2, the other end is connected to the second tank 3.
  • a loading arm 4a is interposed in the middle of the first transfer means 4, and an emergency release device 4b and an opening / closing valve 4c are interposed in the loading arm 4a.
  • the boundary between the land side and the ship side of the first transfer means 4 is connected by a bayonet joint 4d.
  • An opening / closing valve 4e is interposed in the vicinity of the loading arm 4a (in the vicinity of the first tank 2) of the first transfer means 4, and an opening / closing valve in the vicinity of the second tank 3 of the first transfer means 4.
  • 4f is interposed, and an opening / closing valve 4g is also interposed between the bayonet joint 4d and the opening / closing valve 4f.
  • the second transfer means 5 is capable of transferring hydrogen gas to or from the second tank 3 via the loading arm 5 a, most of which is composed of a single pipe, one end connected to the hydrogen gas tank 9. The other end is connected to the second tank 3.
  • a loading arm 5a is interposed in the middle of the second transfer means 5, and an emergency release device 5b and an opening / closing valve 5c are interposed in the loading arm 5a.
  • the boundary between the land side and the ship side of the second transfer means 5 is connected by a bayonet joint 5d.
  • An opening / closing valve 5e is interposed in the vicinity of the loading arm 5a in the second transfer means 5 (in the vicinity of the hydrogen gas tank 9 side), and an opening / closing valve 5f in the vicinity of the second tank 3 in the second transfer means 5.
  • an opening / closing valve 5g is interposed between the bayonet joint 5d and the opening / closing valve 5f.
  • the inert gas supply means 7A can supply an inert gas (N 2 gas) to the first transfer means 4, one end of the inert gas supply means 7A is connected to the N 2 gas tank 10, and the other end is
  • the first transfer means 4 is connected between the open / close valve 4c and the bayonet joint 4d, and the inert gas supply means 7A is provided with an open / close valve 7a near the N 2 gas tank 10.
  • the inert gas supply means 7B can supply an inert gas (nitrogen gas) to the second transfer means 5, one end of the inert gas supply means 7B is connected to the N 2 gas tank 10, and the other end is Two of the transfer means 5 are connected between an on-off valve 5c and a bayonet joint 5d, and an on-off valve 7b is interposed in the inert gas supply means 7B.
  • an inert gas nitrogen gas
  • the third transfer means 6 is connected to the first and second transfer means 4 and 5 via bypass pipes 12 and 13 having on-off valves 12a and 13a on the ship side, respectively.
  • the third transfer means 6 is a mixed gas discharged when purging the peripheral portions of the loading arms 4a and 5a of the first and second transfer means 4 and 5 with N 2 gas or hydrogen gas (GH 2 ). Can be transferred to the land side via the loading arm 6a, most of which is composed of a single pipe.
  • One end of the third transfer means 6 is connected to the mixed gas processing device 11, and the other end of the third transfer means 6 is connected to the second tank 3.
  • a loading arm 6a is interposed in the middle of the third transfer means 6, and an emergency release device 6b and an opening / closing valve 6c are interposed in the loading arm 6a.
  • the boundary between the land side and the ship side of the third transfer means 6 is connected by a bayonet joint 6d.
  • An opening / closing valve 6e is interposed in the vicinity of the loading arm 6a of the third transfer means 6 (near the mixed gas processing device 11), and is opened / closed in the vicinity of the second tank 3 of the third transfer means 6.
  • a valve 6f is interposed, and an opening / closing valve 6g is also interposed between the bayonet joint 6d and the opening / closing valve 6f.
  • a branch pipe 8A branched from the second transfer means 5 and connected to the inert gas supply means 7A is provided, and this branch pipe 8A Is provided with an on-off valve 8a.
  • a branch pipe 8B branched from the second transfer means 5 and connected to the inert gas supply means 7B is provided.
  • An opening / closing valve 8b is interposed in the pipe 8B.
  • the first tank 2 is filled with liquefied hydrogen
  • the second tank 3 contains a small amount of liquefied hydrogen and hydrogen gas.
  • the on-off valves 4c, 4e, 5c, 5e, 4f to 6f, 8a, 8b are closed, and the other on-off valves are held open, and the inert gas supply means 7A, 7B N 2 gas is supplied to the first and second transfer means 4, 5, and a mixed gas of N 2 gas and air is supplied from the first and second transfer means 4, 5 through the bypass pipes 12, 13 to the third transfer means. 6 is transferred to the mixed gas processing device 11, and ends after performing N 2 purge for a predetermined time. As a result of this N 2 gas purge, N 2 gas is filled between the on-off valves 4c, 5c and the on-off valves 4f, 5f of the first and second transfer means 4, 5.
  • the on-off valves 4c, 4e, 4g, 5c, 5e, 5g, 4f to 6f, 7a, 7b are closed, and the other on-off valves are held in the open state.
  • 1 GH 2 to the peripheral portion of the bayonet joint 4d transport means 4 (hydrogen gas) is supplied, GH 2 is supplied from the hydrogen gas tank 9 to the peripheral portion of the bayonet joint 5d of the second transport means 5, the first transport means 4
  • the mixed gas of N 2 gas and GH 2 is transferred from the bypass pipe 12 to the mixed gas processing device 11 via the third transfer means 6, and the mixed gas of N 2 gas and GH 2 in the second transfer means 5 is the bypass pipe. 13 to the mixed gas processing apparatus 11 via the third transfer means 6.
  • GH 2 is removed by a method such as burning, and N 2 gas is stored in a predetermined tank (for example, N 2 gas tank 10).
  • a predetermined tank for example, N 2 gas tank 10
  • the first and second transfer means 4 and 5 are filled with GH 2 .
  • the N 2 gas purge after the end of liquefied hydrogen loading will be described.
  • This N 2 gas purge is performed to prevent GH 2 from coming into contact with oxygen in the air and exploding when separating the bayonet joints 4d to 5d at the time of separation.
  • the on-off valves 4c, 4e, 5c, 5e, 4f to 6f, 8a, 8b are closed, and the other on-off valves are held open, and are supplied by inert gas supply means 7A, 7B.
  • N 2 gas is supplied to the bayonet fitting peripheral portion of the second transportation means 4 and 5, first, N 2 gas through the bypass pipe 12 from the second transport means 4 and 5 And the mixed gas of GH 2 are transferred to the mixed gas processing device 11 through the third transfer means 6 and the N 2 gas purge is completed for a predetermined time.
  • N 2 gas is filled between the on-off valves 4e and 5e and the on-off valves 4f and 5f of the first and second transfer means 4 and 5. Thereafter, the bayonet joints 4d to 6d are separated and the liquefied hydrogen transport ship leaves.
  • N 2 purge for replacing the inside of the second tank 3 with N 2 gas before the liquefied hydrogen transport ship docks for periodic inspection or repair will be described.
  • This N 2 gas purge is performed to replace all GH 2 in the second tank 3 with N 2 gas when the second tank 3 is empty.
  • the on-off valves 4c, 4e, 5c, 5e, 5f, 7b, 8a, 8b, and 13a are closed, and the other on-off valves are held open, and are supplied by the inert gas supply means 7A.
  • N 2 gas into the second tank 3 is supplied from the N 2 gas tank 10 through the first transport means 4, GH 2 of the second tank 3 is transferred to the mixed gas processing device 11 via the third transfer means 6 The Thereafter, the portion around the bayonet joint of the second transfer means 5 may be purged with N 2 gas.
  • GH 2 purge for replacing the inside of the second tank 3 with GH 2 after entering the dock will be described.
  • This GH 2 purge is performed to replace all the N 2 gas in the second tank 3 with GH 2 .
  • the on-off valves 4c, 4e, 4f, 7a, 7b, 8a, 12a, and 13a are closed, and the other on-off valves are held open, and the second transfer means 5 from the hydrogen gas tank 9 is maintained.
  • GH 2 is supplied to the second tank 3, and the mixed gas in which the N 2 gas in the second tank 3 is mixed with GH 2 is transferred to the mixed gas processing device 11 via the third transfer means 6. Thereafter, flying out of the dock GH 2 bayonet joint peripheral portion of the second transfer means 5 after performing N 2 gas purge substituted with N 2 gas.
  • the first transfer means 4 can transfer liquefied hydrogen between the first tank 2 and the second tank 23. At this time, the hydrogen gas withdrawn from the second tank 3 filled with liquefied hydrogen remains in high purity. 2 It can be transferred via the transfer means 5 and collected in the hydrogen gas tank 9.
  • the first and second transfers are performed from the inert gas supply means 7A and 7B.
  • N 2 gas is supplied to the means 4 and 5, and the on-off valves 12 a and 13 a of the bypass pipes 12 and 13 are opened to extract the purged N 2 gas and air mixed gas from the third transfer means 6. It can be transferred to the mixed gas processing device 11 and recovered.
  • the GH 2 purge is performed on the periphery of the bayonet joint of the first and second transfer means 4 and 5, so that liquid hydrogen is loaded into the second tank 3. In this case, it is possible to reliably prevent N 2 gas from flowing into the second tank 3.
  • N 2 gas purge is performed on the periphery of the bayonet joints of the first and second transfer means 4 and 5, so that even when the bayonet joints 4d to 6d are separated, GH 2 remains in the air. Since it does not come into contact with oxygen, safety can be ensured.
  • the N 2 gas is supplied from the N 2 gas tank 10 to the second tank 3 by the inert gas supply means 7A and filled, safety of the operation at the dock can be ensured.
  • the second tank 3 is filled with GH 2 and the area around the bayonet joint of the first and second transfer means 4 and 5 is filled with N 2 gas. Can be restored.
  • a liquefied hydrogen transfer system 1A of Example 2 will be described with reference to FIGS. Constituent elements similar to those of the liquefied hydrogen transfer system 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different configurations are mainly described.
  • the configuration of the land side portion of the second transfer means 5 relative to the loading arm 5a is changed, the land side portion of the first transfer means 4 relative to the loading arm 4a, and the land side of the second transfer means 5 described above.
  • the part is integrally formed.
  • at least the land side portion of the first transfer means 4 is configured as a vacuum heat insulating double tube 40 including an inner tube 41 and an outer tube 42, and the vacuum heat insulating double tube 40 has a cylinder.
  • the outer cylindrical tube 43 is fitted around the hollow passage 44, the passage inside the inner tube 41 of the vacuum heat insulating double tube 40 is used as the liquefied hydrogen passage of the first transfer means 4, and the cylindrical passage 44 is It is a part of the passage of the second transfer means 5. In this way, by flowing a low-temperature hydrogen gas outside the vacuum heat insulating double tube 40, heat input to the vacuum heat insulating double tube 40 can be suppressed.
  • the idea of the second embodiment can be applied to the third transfer means 6 and the second transfer means 5 and configured as follows.
  • the portion on the land side relative to the loading arm 6 a is a cylinder between the outer transfer tube (not shown) fitted on the land side portion of the second transfer means 5 and the second transfer means 5. It is set as the structure provided with the shape-like channel
  • the N 2 gas tank 10 may be equipped on the liquefied hydrogen transport ship side, and the hydrogen gas tank 9 may also be equipped on the liquefied hydrogen transport ship side. 3)
  • those skilled in the art can implement the present invention by adding various modifications to the above embodiment, and the present invention includes such modifications.
  • the present invention provides a liquefied hydrogen transfer system that enables liquefied hydrogen to be transferred between a first tank capable of storing liquefied hydrogen on land and a second tank on the liquefied hydrogen transport ship side.

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Abstract

ローディングアーム周辺部分を不活性ガスでパージする際に発生する混合ガスを大気中へ放出することなく回収可能にし、液化水素運搬船や陸上の液化水素貯蔵タンクに液化水素を充填する際に抜き取る水素ガスを高純度のまま回収可能にすること。陸側の第１タンク(2)と、液化水素輸送船側の第２タンク(3)との間で液化水素を移送する液化水素移送システム(1)は、第１タンク(2)と第２タンク(3)との間でローディングアーム(4a)を介して液化水素を移送可能な第１移送手段(4)と、第２タンク(3)へ又は第２タンク(3)からローディングアーム(5a)を介して水素ガスを移送可能な第２移送手段(5)と、第２タンク(3)の空載時に不活性ガスを第２タンク(3)に供給可能な不活性ガス供給手段(7A,7B)と、不活性ガス供給手段(7A,7B)から供給された不活性ガスと第２タンク(3)内に残存する水素ガスとの混合ガスを回収して陸側に移送可能な第３移送手段(6)とを備えている。

Description

液化水素移送システム
　本発明は、液化水素運搬船と液化水素基地との間で液化水素を移送する液化水素移送システムに関する。
　ＬＮＧ等の液化ガスを海上輸送する液化ガス運搬船と、陸上の液化ガス貯蔵タンクとの間で、液化ガスを移送する液化ガス移送システムは実用に供されている。
　液化ガス運搬船側のタンクと受入れ基地側のタンクとの間で液化ガスを移送するシステムが特許文献１に開示されている。同システムは、ローディングアームを介して液化ガス運搬船側のタンクと受入れ基地側のタンクとの間で液化ガスを移送するための移送配管と、当該移送配管を通して液化ガスを移送する際に液化ガス運搬船側のタンクと受入れ基地側のタンクとの間で、液化ガス運搬船側のタンクの内圧をほぼ一定に保つようにボイルオフガス（ＢＯＧ）を移送するためのリターンガス管を備えている。
　特許文献１には記載されていないが、天然ガスや水素等の燃料ガスの液化物を移送する場合、移送完了時には移送配管やリターンガス管内に残存する可燃性ガスを窒素ガス等の不活性ガスで置換する作業が行われる。また、メンテナンス時には液化ガス運搬船側のタンク内に残存する燃料ガスを窒素ガス等の不活性ガスで置換する作業もさらに行われる。ガス置換時に生成される混合ガスは少量であれば大気放出できるが、大量であれば回収しなければならない。具体的な回収方法としては、移送配管又はガスリターン管を通してタンク内の液層に戻すことが通常である。
　尚、移送開始時には移送配管やリターンガス管、場合によっては液化ガス運搬船側のタンク内を燃料ガスで置換する作業が行われ、この際に生成される混合ガスも同様に処理されている。
特開２０００－１１７４２９号公報
　液化水素は発電用の他にも多くの用途があり高い純度が求められるため、液化水素の移送には上述したシステムは適さない。
　即ち、上述したシステムは、液化ガス移送用の移送配管と、ガスリターン管の２系統の配管を装備しているだけであるため、ガス置換時に生成される混合ガス（不活性ガスと水素ガス等の混合ガス）が、移送配管とガスリターン管の夫々に流れることになるため、これらの各配管にコンタミネーション（混合ガスによる汚染）が生じ、水素ガスの純度が低下する虞がある。
　本発明の目的は、ガス置換時に生成される混合ガスとタンク内の水素ガスや液体水素を分離回収できる液化水素移送システムを提供することである。
　本発明の液化水素移送システムは、液化水素を貯留可能な陸側の第１タンクと、液化水素を貯留可能な液化水素輸送船側の第２タンクとの間で液化水素を移送する液化水素移送システムにおいて、前記第１タンクと前記第２タンクとの間でローディングアームを介して液化水素を移送可能な第１移送手段と、前記第２タンクへ又は前記第２タンクからローディングアームを介して水素ガスを移送可能な第２移送手段と、前記第２タンクの空載時に不活性ガスを前記第２タンクに供給可能な不活性ガス供給手段と、前記不活性ガス供給手段から供給された不活性ガスと前記第２タンク内に残存する水素ガスとの混合ガスを回収して陸側に移送可能である第３移送手段とを備えたことを特徴としている。
　この構成によれば、前記第１移送手段により、第１タンクと第２タンク間で液化水素を移送することができ、このとき、液化水素が充填される方の第１タンク又は第２タンクから抜き取る高純度の水素ガスは第２移送手段を介して移送して回収することができる。また、ドック入りする際など第２タンクが空載時には、不活性ガス供給手段から第２タンクへ不活性ガスを供給することができる。このとき、第３移送手段により、不活性ガス供給手段から供給された不活性ガスと第２タンク内に残存する水素ガスとの混合ガスを回収して陸側へ移送して回収することができる。
　前記不活性ガス供給手段は前記第１タンクと前記第２タンクとの間で液化水素を移送する作業の前後において前記第１，第２移送手段に不活性ガスを供給可能であり、前記第３移送手段は前記第１，第２移送手段に夫々接続され、前記不活性ガス供給手段から供給された不活性ガスと前記第１，第２移送手段内に残存する水素ガスとの混合ガスを回収して陸側に移送可能であるように構成してもよい。
　この構成によれば、例えば、液化水素の移送後には第１，第２移送手段内に水素ガスが残存する。不活性ガス供給手段により第１，第２移送手段に供給された不活性ガスと、第１，第２移送手段内に残存する水素ガスとの混合ガスを第３移送手段により陸側へ移送して回収することができる。
　液化水素輸送船の着桟時には、前記第１，第２移送手段に不活性ガスを供給して不活性ガスでパージし、そのパージの際に排出される不活性ガスと空気の混合ガスを前記第３移送手段により陸側へ移送するように構成してもよい。
　前記不活性ガスによるパージ終了後には、前記第１，第２移送手段に水素ガスを供給して水素ガスでパージし、そのパージの際に排出される不活性ガスと水素ガスの混合ガスを前記第３移送手段により陸側へ移送するように構成してもよい。
　液化水素を第１移送手段により前記第２タンクへローディングする際には、前記第２タンク内の水素ガスを前記第２移送手段により陸側へ移送するように構成してもよい。
　前記第２移送手段のうちの前記ローディングアームよりも陸側部分は、前記第１移送手段の陸側部分に外嵌された外筒管と前記第１移送手段との間の筒状通路を備えるように構成してもよい。この構成によれば、前記筒状通路に低温の水素ガスを流すことで、第１移送手段の陸側部分への入熱を抑制することができる。
　前記第３移送手段のうちの前記ローディングアームよりも陸側部分は、前記第２移送手段の陸側部分に外嵌された外筒管と前記第２移送手段との間の筒状通路を備えるように構成してもよい。この構成によれば、前記筒状通路に低温の混合ガスを流すことで、第２移送手段の陸側部分への入熱を抑制することができる。
本発明によれば、ガス置換時に生成される混合ガスとタンク内の水素ガスや液体水素を分離回収することができる。
本発明の実施例１に係る液化水素移送システムの概略構成図である。 液化水素輸送船の着桟時の動作を説明する動作説明図である。 窒素ガスパージ終了後の水素ガスパージ開始時の動作説明図である。 液化水素荷積開始時の動作説明図である。 液化水素荷積終了時の動作説明図である。 液化水素輸送船のドッグ入り前の動作説明図である。 液化水素輸送船のドッグ後の動作説明図である。 実施例２に係る液化水素移送システムの概略構成図である。 図８の三重管の断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
　図１は、実施例１に係る液化水素移送システム１を示すものであり、この液化水素移送システム１は、液化水素を貯留可能な陸側の第１タンク２と、液化水素を貯留可能な液化水素輸送船側の第２タンク３との間で液化水素を移送する液化水素移送システムである。
　この液化水素移送システム１は、第１移送手段４（第１移送系統）と、第２移送手段５（第２移送系統）と、第３移送手段６（第３移送系統）と、不活性ガス供給手段７Ａ，７Ｂと、水素ガス供給手段８Ａ，８Ｂ（分岐管）を備えている。以下の説明において「自動開閉弁」を単に「開閉弁」と記載する。
　前記第１移送手段４は、第１タンク２と第２タンク３との間でローディングアーム４ａを介して液化水素を移送可能であり、その大部分が真空断熱二重管で構成され、一端が第１タンク２に接続され、他端が第２タンク３に接続されている。第１移送手段４の途中部にはローディングアーム４ａが介装され、ローディングアーム４ａには緊急離脱装置４ｂと開閉弁４ｃとが介装されている。第１移送手段４の陸側と船側の境界部はバヨネット継手４ｄで接続される。第１移送手段４のうちのローディングアーム４ａの付近（第１タンク２側の付近）には開閉弁４ｅが介装され、第１移送手段４のうちの第２タンク３の付近には開閉弁４ｆが介装され、バヨネット継手４ｄと開閉弁４ｆの間にも開閉弁４ｇが介装されている。
　前記第２移送手段５は、第２タンク３へ又は第２タンク３からローディングアーム５ａを介して水素ガスを移送可能であり、その大部分が一重管で構成され、一端が水素ガスタンク９に接続され、他端が第２タンク３に接続されている。第２移送手段５の途中部にはローディングアーム５ａが介装され、ローディングアーム５ａには緊急離脱装置５ｂと開閉弁５ｃとが介装されている。第２移送手段５の陸側と船側の境界部はバヨネット継手５ｄで接続される。
　第２移送手段５のうちのローディングアーム５ａの付近（水素ガスタンク９側の付近）には開閉弁５ｅが介装され、第２移送手段５のうちの第２タンク３の付近には開閉弁５ｆが介装され、バヨネット継手５ｄと開閉弁５ｆの間にも開閉弁５ｇが介装されている。
　前記不活性ガス供給手段７Ａは、第１移送手段４に不活性ガス（N2ガス）を供給可能であり、この不活性ガス供給手段７Ａの一端はN2ガスタンク１０に接続され、他端は第１移送手段４のうちの開閉弁４ｃとバヨネット継手４ｄの間に接続され、この不活性ガス供給手段７ＡにはN2ガスタンク１０の近くにおいて開閉弁７ａが介装されている。
　前記不活性ガス供給手段７Ｂは、第２移送手段５に不活性ガス（窒素ガス）を供給可能であり、この不活性ガス供給手段７Ｂの一端はN2ガスタンク１０に接続され、他端は第２移送手段５のうちの開閉弁５ｃとバヨネット継手５ｄの間に接続され、この不活性ガス供給手段７Ｂには開閉弁７ｂが介装されている。
　前記第３移送手段６は、船側において開閉弁１２ａ，１３ａを有するバイパス管１２，１３を介して第１，第２移送手段４，５に夫々接続されている。この第３移送手段６は、第１，第２移送手段４，５のうちのローディングアーム４ａ，５ａの周辺部分をN2ガス又は水素ガス（GH2）でパージする際に排出される混合ガスをローディングアーム６ａを介して陸側へ移送可能であり、その大部分が一重管で構成されている。第３移送手段６の一端は混合ガス処理装置１１に接続され、第３移送手段６の他端は第２タンク３に接続されている。
　第３移送手段６の途中部にはローディングアーム６ａが介装され、ローディングアーム６ａには緊急離脱装置６ｂと開閉弁６ｃとが介装されている。第３移送手段６の陸側と船側の境界部はバヨネット継手６ｄで接続される。第３移送手段６のうちのローディングアーム６ａの付近（混合ガス処理装置１１側の付近）には開閉弁６ｅが介装され、第３移送手段６のうちの第２タンク３の付近には開閉弁６ｆが介装され、バヨネット継手６ｄと開閉弁６ｆの間にも開閉弁６ｇが介装されている。
　水素ガスタンク９から不活性ガス供給手段７Ａに水素ガスを供給可能にするため、第２移送手段５から分岐して不活性ガス供給手段７Ａに接続された分岐管８Ａが設けられ、この分岐管８Ａには開閉弁８ａが介装されている。また、水素ガスタンク９から不活性ガス供給手段７Ｂへ水素ガスを供給可能にするため、第２移送手段５から分岐して不活性ガス供給手段７Ｂに接続された分岐管８Ｂが設けられ、この分岐管８Ｂには開閉弁８ｂが介装されている。
　次に、液化水素輸送船が積出し基地の桟橋に到着した着桟時に、第１タンク２から第２タンク３へ液化水素をローディングする例について説明する。この場合、第１タンク２には液化水素が充填されており、第２タンク３には少量の液化水素と水素ガスが収容されている。最初に、第１～第３移送手段４～６のバヨネット継手４ｄ～６ｄを接続してから第１，第２移送手段４，５のうちのバヨネット継手４ｄ，５ｄの周辺部分に残存している空気をN2ガス（不活性ガス）でパージ（置換）するN2ガスパージについて図２に基づいて説明する。
　図２に示すように、開閉弁４ｃ，４ｅ，５ｃ，５ｅ，４ｆ～６ｆ，８ａ，８ｂが閉弁され、その他の開閉弁は開弁状態に保持され、不活性ガス供給手段７Ａ，７Ｂから第１，第２移送手段４，５にN2ガスが供給され、第１，第２移送手段４，５からバイパス管１２，１３を介してN2ガスと空気の混合ガスが第３移送手段６を介して混合ガス処理装置１１に移送され、所定時間N2パージを実行後に終了する。このN2ガスパージの結果、第１，第２移送手段４，５のうちの開閉弁４ｃ，５ｃと開閉弁４ｆ，５ｆの間にはN2ガスが充填される。
　次に、上記のN2ガスパージ終了後に、第１，第２移送手段４，５のうちのバヨネット継手４ｄ，５ｄの周辺部分に残存しているN2ガスをGH2（水素ガス）でパージするGH2パージについて説明する。このGH2パージは、液化水素のローディングの際に、N2ガスが第２タンク３へ流入するのを防止する為に行うものである。
　図３に示すように、開閉弁４ｃ，４ｅ，４ｇ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，４ｆ～６ｆ，７ａ，７ｂが閉弁され、その他の開閉弁は開弁状態に保持され、水素ガスタンク９から第１移送手段４のバヨネット継手４ｄの周辺部分へGH2（水素ガス）が供給され、水素ガスタンク９から第２移送手段５のバヨネット継手５ｄの周辺部分にGH2が供給され、第１移送手段４のN2ガスとGH2の混合ガスはバイパス管１２から第３移送手段６を介して混合ガス処理装置１１へ移送され、第２移送手段５のN2ガスとGH2の混合ガスはバイパス管１３から第３移送手段６を介して混合ガス処理装置１１へ移送される。
　この混合ガス処理装置１１においてGH2を燃焼させる等の方法で除去し、N2ガスを所定のタンク（例えばN2ガスタンク１０）に収容する。このGH2パージの結果、第１，第２移送手段４，５にはGH2が充填された状態になる。
　次に、液化水素を第１タンク２から第２タンク３へローディングする場合には、図４に示すように、開閉弁６ｆ，７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，１２ａ，１３ａが閉弁され、その他の開閉弁は開弁状態に保持され、第１タンク２から第１移送手段４を介して第２タンク３へ液化水素が移送され、第２タンク３内のGH2が第２移送手段５を介して水素ガスタンク９へ移送される。こうして、第２タンク３内の高純度のGH2を水素ガスタンク９へ回収することができる。
　次に、液化水素のローディング終了後のN2ガスパージについて説明する。
　このN2ガスパージは、離桟に際してバヨネット継手４ｄ～５ｄを分離する際に、GH2が空気中の酸素と接触して爆発するのを防止する為に行う。図５に示すように、開閉弁４ｃ，４ｅ，５ｃ，５ｅ，４ｆ～６ｆ，８ａ，８ｂが閉弁され、その他の開閉弁は開弁状態に保持され、不活性ガス供給手段７Ａ，７ＢによりN2ガスタンク１０から第１，第２移送手段４，５のバヨネット継手周辺部分にN2ガスが供給され、第１，第２移送手段４，５からバイパス管１２，１３を介してN2ガスとGH2の混合ガスが第３移送手段６を介して混合ガス処理装置１１に移送され、所定時間N2ガスパージを実行後に終了する。
　このN2ガスパージの結果、第１，第２移送手段４，５のうちの開閉弁４ｅ，５ｅと開閉弁４ｆ，５ｆの間にはN2ガスが充填される。その後、バヨネット継手４ｄ～６ｄを分離して液化水素輸送船が離桟する。
　上記は、第１タンク２から第２タンク３へ液化水素をローディングする場合を例にして説明したが、第２タンク３から第１タンク２へ液化水素をアンローディングする場合も上記と同様に、バヨネット継手４ｄ～６ｄの接続、第１，第２移送手段４，５に対するN2パージ、第１，第２移送手段４，５に対するGH2パージ、液化水素のアンローディング、第１，第２移送手段４，５に対するN2ガスパージ、バヨネット継手４ｄ～６ｄの分離の順に行うことができる。
　次に、定期検査や修理等の為に液化水素輸送船がドック入りする前に行う第２タンク３内をN2ガスで置換するN2パージについて説明する。このN2ガスパージは、第２タンク３の空載時に第２タンク３内の全てのGH2をN2ガスで置換する為に行う。
　図６に示すように、開閉弁４ｃ，４ｅ，５ｃ，５ｅ，５ｆ，７ｂ，８ａ，８ｂ，１３ａが閉弁され、その他の開閉弁は開弁状態に保持され、不活性ガス供給手段７ＡによりN2ガスタンク１０から第１移送手段４を介して第２タンク３へN2ガスが供給され、第２タンク３内のGH2が第３移送手段６を介して混合ガス処理装置１１に移送される。尚、その後、第２移送手段５のバヨネット継手周辺部分をN2ガスでパージする場合もある。
　次に、上記のドック入り後に第２タンク３内をGH2で置換するGH2パージについて説明する。このGH2パージは、第２タンク３内の全てのN2ガスをGH2で置換する為に行う。図７に示すように、開閉弁４ｃ，４ｅ，４ｆ，７ａ，７ｂ，８ａ，１２ａ，１３ａが閉弁され、その他の開閉弁は開弁状態に保持され、水素ガスタンク９から第２移送手段５を介してGH2が第２タンク３へ供給され、第２タンク３内のN2ガスがGH2と混合した混合ガスが第３移送手段６を介して混合ガス処理装置１１に移送される。その後、第２移送手段５のバヨネット継手周辺部分のGH2をN2ガスで置換するN2ガスパージを行ってからドックを出て就航する。
　以上の液化水素移送システム１の作用、効果について説明する。
　第１移送手段４により、第１タンク２と第２タンク２３間で液化水素を移送することができ、このとき、液化水素が充填される第２タンク３から抜き取る水素ガスは高純度のまま第２移送手段５を介して移送し、水素ガスタンク９へ回収することができる。
　液化水素輸送船の着桟時、第１，第２移送手段４，５のバヨネット継手周辺部分をN2ガスでパージする際には、不活性ガス供給手段７Ａ，７Ｂから第１，第２移送手段４，５へN2ガスを夫々供給し、バイパス管１２，１３の開閉弁１２ａ，１３ａを開弁することでパージ後のN2ガスと空気の混合ガスを第３移送手段６から抜き出して混合ガス処理装置１１に移送して回収することができる。
　第１，第２移送手段４，５に対するN2ガスパージ後には、第１，第２移送手段４，５のバヨネット継手周辺部分に対するGH2パージを行うため、液化水素の第２タンク３へのローディングの際に第２タンク３内へN2ガスが流入するのを確実に防止することができる。また、液化水素のローディング後には、第１，第２移送手段４，５のバヨネット継手周辺部分に対するN2ガスパージを行うため、バヨネット継手４ｄ～６ｄを分離した場合にも、GH2が空気中の酸素と接触することがないから安全性を確保することができる。
　ドック入りに際しては、不活性ガス供給手段７ＡによりN2ガスタンク１０から第２タンク３へN2ガスを供給して充填するため、ドックにおける作業の安全性を確保することができる。ドック後には、第２タンク３内にGH2を充填し、第１，第２移送手段４，５のバヨネット継手周辺部分はN2ガスが充填された状態にするため、ドック入り前の状態に復帰させることができる。
　実施例２の液化水素移送システム１Ａについて図８、図９に基づいて説明する。
　実施例１の液化水素移送システム１と同様の構成要素に同様の符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。
　第２移送手段５のうちのローディングアーム５ａよりも陸側部分の構成が変更され、第１移送手段４のうちのローディングアーム４ａよりも陸側の部分と、第２移送手段５の上記陸側部分とが一体的に構成されている。図９に示すように、少なくとも、第１移送手段４の上記陸側部分が、内管４１と外管４２とからなる真空断熱二重管４０に構成され、この真空断熱二重管４０に筒状通路４４を空けて外筒管４３が外嵌され、真空断熱二重管４０の内管４１の内側の通路が第１移送手段４の液化水素用通路とされ、上記の筒状通路４４が第２移送手段５の一部の通路とされている。このように、真空断熱二重管４０の外側に低温の水素ガスを流すことで、真空断熱二重管４０への入熱を抑制することができる。
　次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
　１）実施例２の思想を第３移送手段６と第２移送手段５に適用し、次のように構成するもできる。第３移送手段６のうちのローディングアーム６ａよりも陸側部分は、第２移送手段５の陸側部分に外嵌された外筒管（図示略）と第２移送手段５との間の筒状通路（図示略）を備えた構成とされている。
　２）N2ガスタンク１０を液化水素輸送船側に装備し、水素ガスタンク９も液化水素輸送船側に装備してもよい。
　３）その他、当業者ならば前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
　本発明は、陸上の液化水素貯留可能な第１タンクと、液化水素輸送船側の第２タンクと間で液化水素を移送可能にする液化水素移送システムを提供する。
１，１Ａ　　　液化水素移送システム
２　　　　　　第１タンク
３　　　　　　第２タンク
４　　　　　　第１移送手段
４ａ　　　　　ローディングアーム
５　　　　　　第２移送手段
５ａ　　　　　ローディングアーム
６　　　　　　第３移送手段
６ａ　　　　　ローディングアーム
７Ａ，７Ｂ　　不活性ガス供給手段
１０　　　　　N2ガスタンク
４０　　　　　真空断熱二重管
４３　　　　　外筒管
４４　　　　　筒状通路

Claims (7)

  1. 　液化水素を貯留可能な陸側の第１タンクと、液化水素を貯留可能な液化水素輸送船側の第２タンクとの間で液化水素を移送する液化水素移送システムにおいて、
    　前記第１タンクと前記第２タンクとの間でローディングアームを介して液化水素を移送可能な第１移送手段と、
    　前記第２タンクへ又は前記第２タンクからローディングアームを介して水素ガスを移送可能な第２移送手段と、
    　前記第２タンクの空載時に不活性ガスを前記第２タンクに供給可能な不活性ガス供給手段と、
    　前記不活性ガス供給手段から供給された不活性ガスと前記第２タンク内に残存する水素ガスとの混合ガスを回収して陸側に移送可能な第３移送手段とを備えたことを特徴とする液化水素移送システム。
  2. 　前記不活性ガス供給手段は前記第１タンクと前記第２タンクとの間で液化水素を移送する作業の前後において前記第１，第２移送手段に不活性ガスを供給可能であり、
    　前記第３移送手段は前記第１，第２移送手段に夫々接続され、前記不活性ガス供給手段から供給された不活性ガスと前記第１，第２移送手段内に残存する水素ガスとの混合ガスを回収して陸側に移送可能であることを特徴とする請求項１に記載の液化水素移送システム。
  3. 　液化水素輸送船の着桟時には、前記第１，第２移送手段に不活性ガスを供給して不活性ガスでパージし、そのパージの際に排出される不活性ガスと空気の混合ガスを前記第３移送手段により陸側へ移送することを特徴とする請求項２に記載の液化水素移送システム。
  4. 　前記不活性ガスによるパージ終了後には、前記第１，第２移送手段に水素ガスを供給して水素ガスでパージし、そのパージの際に排出される不活性ガスと水素ガスの混合ガスを前記第３移送手段により陸側へ移送することを特徴とする請求項３に記載の液化水素移送システム。
  5. 　液化水素を第１移送手段により前記第２タンクへローディングする際には、前記第２タンク内の水素ガスを前記第２移送手段により陸側へ移送することを特徴とする請求項４に記載の液化水素移送システム。
  6. 　前記第２移送手段のうちの前記ローディングアームよりも陸側部分は、前記第１移送手段の陸側部分に外嵌された外筒管と前記第１移送手段との間の筒状通路を備えていることを特徴とする請求項２に記載の液化水素移送システム。
  7. 　前記第３移送手段のうちの前記ローディングアームよりも陸側部分は、前記第２移送手段の陸側部分に外嵌された外筒管と前記第２移送手段との間の筒状通路を備えていることを特徴とする請求項２に記載の液化水素移送システム。
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