WO2022145383A1 - 極低温液体用配管構造およびこれを備えた船舶 - Google Patents

極低温液体用配管構造およびこれを備えた船舶 Download PDF

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徹也 大橋
旭 松本
直人 尾▲崎▼
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川崎重工業株式会社
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the present disclosure relates to a piping structure applied to a ship that stores an ultra-low temperature liquid having a boiling point of -196 ° C or lower at normal pressure.
  • Patent Document 1 is known as a pipe for flowing an ultra-low temperature liquid as described above.
  • the pipe of Patent Document 1 is a pipe (double pipe) having a double structure for flowing liquefied hydrogen having a boiling point of -253 ° C at normal pressure, and is arranged concentrically. It has a pipe and an outer pipe. A vacuum layer for blocking heat transfer is formed between the inner pipe and the outer pipe. Due to the heat insulating action of this vacuum layer, the liquefied hydrogen inside the inner tube is maintained at a temperature below its boiling point.
  • the material When the temperature of the outer tube drops to a temperature at which liquefied air is formed, the material is attached to other members in contact with the temperature drop, which is the part where the temperature drop occurs, due to the temperature drop. It becomes brittle. Low temperature embrittlement may occur. Further, when the liquefied air generated in the temperature lowering portion reaches another member through the surface of the outer pipe or the like, the other member is significantly cooled by the liquefied air, which may cause low temperature embrittlement. There is sex.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and is a piping structure for ultra-low temperature liquid that can suppress embrittlement of other members due to a decrease in temperature of the piping through which the ultra-low temperature liquid flows, and a piping structure for ultra-low temperature liquid.
  • the purpose is to provide a equipped vessel.
  • the ultra-low temperature liquid piping structure is a piping structure applied to a ship that stores an ultra-low temperature liquid having a boiling point of -196 ° C or lower at normal pressure.
  • the support member comprises a low-temperature pipe through which the ultra-low temperature liquid flows and a support member that supports the low-temperature pipe and is in contact with the low-temperature pipe at a position upward away from the structural material of the ship. It is made of low temperature steel, which is unlikely to be brittle at low temperature.
  • the ship according to another aspect of the present disclosure is a ship that stores an ultra-low temperature liquid having a boiling point of -196 ° C. or lower at normal pressure, and includes a tank that stores the ultra-low temperature liquid and a tank cover that covers the tank.
  • the deck is provided with the above-mentioned ultra-low temperature liquid piping structure, and the structural material is the tank cover or the deck.
  • the ship 1 shown in this figure is a liquefied hydrogen carrier that stores and transports liquefied hydrogen L (FIG. 2), and includes a hull 2 and two tanks 3 mounted on the hull 2.
  • the number of tanks 3 may be three or more, or one.
  • the liquefied hydrogen L carried by the ship 1 of the present embodiment is hydrogen in a liquid phase state cooled to a temperature below the boiling point of -253 ° C. at normal pressure, and is the ultra-low temperature liquid in the present disclosure. This is an example.
  • the hull 2 has two freight trains 5 opened upward in the area corresponding to each tank 3.
  • a partition wall 6 for partitioning the two cargo compartments 5 is formed between the adjacent cargo compartments 5.
  • the cargo number 5 may be three or more, or may be one.
  • Hull 2 also has a deck 7 around the cargo hold 5.
  • the deck 7 includes a forecastle 7a located in front of the cargo hold 5, a pair of side decks 7b and 7c located on the left and right sides of the cargo hold 5, and a stern deck 7d located behind the cargo hold 5.
  • Each tank 3 is a cylindrical tank that is long in the captain direction of the ship 1, and is housed in the cargo hold 5.
  • Each tank 3 has an inner tank 3a in which liquefied hydrogen L is stored inside, and an outer tank 3b concentrically arranged outside the inner tank 3a.
  • a vacuum layer 3c for heat insulation is formed between the inner tank 3a and the outer tank 3b.
  • the vacuum layer 3c is a closed space that can communicate with the suction means (not shown).
  • a tank cover 4 is arranged above each tank 3. Each tank cover 4 cooperates with the cargo hold 5 to form a storage space S for the tank 3.
  • the hull 2 is made of steel.
  • the decks 7a to 7d and the tank cover 4 are each made of general structural mild steel.
  • the type of structural mild steel is not particularly limited, but as an example, SS material (general structural rolled steel material) specified in JIS standards may be used.
  • a hydrogen pipe 10 is arranged on the upper surface of the tank cover 4.
  • the hydrogen pipe 10 is a pipe used when at least the liquefied hydrogen L in the tank 3 is loaded and unloaded from the ship 1, and is arranged so as to extend along the upper surface of the tank cover 4 while being appropriately curved.
  • the hydrogen pipe 10 corresponds to an example of the low temperature pipe in the present disclosure.
  • the tank cover 4 located below the hydrogen pipe 10 corresponds to an example of the structural material of a ship in the present disclosure.
  • FIG. 3 is a cross-sectional perspective view showing the structure of the hydrogen pipe 10.
  • the hydrogen pipe 10 has an inner pipe 10a through which liquefied hydrogen L can flow inside, and an outer pipe 10b concentrically arranged outside the inner pipe 10a.
  • a vacuum layer 10c for heat insulation is formed between the inner pipe 10a and the outer pipe 10b.
  • the vacuum layer 10c is a closed space that can communicate with the suction means (not shown).
  • At least the inner pipe 10a of the hydrogen pipe 10 is made of low-temperature steel having a property of being hard to become brittle even under extremely low temperature conditions.
  • the material of the outer pipe 10b does not necessarily have to be low temperature steel, but the outer pipe 10b in the present embodiment is made of the same low temperature steel as the inner pipe 10a.
  • FIGS. 5 and 6 are side views and sectional views showing a structure for supporting the hydrogen pipe 10 on the tank cover 4.
  • the hydrogen pipe 10 is arranged at a position separated from the tank cover 4 by a predetermined distance, and is supported by the tank cover 4 via the base rack 20 and a plurality of support members 30.
  • the liquefied hydrogen L is shown inside the inner pipe 10a.
  • the direction parallel to the axis of the hydrogen pipe 10 is referred to as the pipe axis direction X
  • the direction orthogonal to the pipe axis direction X and the vertical direction (vertical direction) is referred to as the pipe axis orthogonal direction Y.
  • the base rack 20 includes a plurality of pillar members 21 and an upper frame 22 supported by each pillar member 21.
  • Each of the plurality of pillar members 21 is a columnar member extending upward from the tank cover 4, and is fixed to the upper surface of the tank cover 4 at a plurality of locations separated (dispersed) in the pipe axis direction X and the pipe axis orthogonal direction Y.
  • the upper frame 22 is composed of a plurality of frame materials fixed to the upper end portion of each pillar member 21 in a state of being combined in a grid shape in a plan view.
  • the upper frame 22 has a plurality of vertical frame members 22a extending in the pipe axis direction X, and a plurality of horizontal frame members 22b connecting each vertical frame member 22a in the pipe axis orthogonal direction Y.
  • Each vertical frame material 22a is arranged so as to bridge the upper ends of the pillar members 21 arranged in the pipe axis direction X
  • each horizontal frame material 22b is arranged between the upper ends of the pillar members 21 arranged in the pipe axis orthogonal direction Y. It is arranged so as to cross over.
  • the plurality of support members 30 are arranged so as to be lined up in the pipe axis direction X on the upper side of the base rack 20.
  • Each support member 30 has a seat portion 31, a pair of leg portions 32, and a fixture 33.
  • the seat portion 31 is a plate-shaped member extending in the direction Y orthogonal to the pipe axis, and is arranged directly below the hydrogen pipe 10.
  • the hydrogen pipe 10 is fixed to the upper surface of the seat portion 31 by the fixing tool 33.
  • the seat portion 31 is in contact with the lower surface of the outer pipe 10b of the hydrogen pipe 10 and directly supports the hydrogen pipe 10.
  • a lubricating member or a low friction member may be arranged between the outer pipe 10b and the seat portion 31 to allow relative movement between the outer pipe 10b and the seat portion 31 due to heat shrinkage or the like.
  • Fixture 33 is a fastening member, a so-called U bolt, formed in an inverted U shape when viewed from the front.
  • the fixture 33 has an upper portion 33a extending in the direction perpendicular to the pipe axis Y, and a pair of side portions 33b extending downward from both ends of the upper portion 33a.
  • the pair of side portions 33b are fastened to the seat portion 31 from above at positions on both the left and right sides of the hydrogen pipe 10.
  • the hydrogen pipe 10 is sandwiched between the upper portion 33a and the seat portion 31, and the hydrogen pipe 10 is fixed to the support member 30.
  • the pair of leg portions 32 are formed so as to extend downward from both left and right ends of the seat portion 31, that is, both ends of the seat portion 31 in the direction perpendicular to the tube axis.
  • the lower ends of the legs 32 are fixed to the upper frame 22 of the base rack 20. Specifically, the lower ends of the legs 32 are fixed to the vertical frame members 22a of the upper frame 22 by welding or the like.
  • a drip tray 40 extending in the pipe axis direction X is arranged between the hydrogen pipe 10 and the base rack 20.
  • the drip tray 40 is a relatively shallow dish-shaped member, and has a flat plate-shaped bottom portion 41 long in the pipe axis direction X and a pair of rising portions 42 rising upward from both ends in the pipe axis orthogonal direction Y in the bottom portion 41.
  • the width dimension which is the dimension of the drip tray 40 in the direction perpendicular to the pipe axis, is set to be equal to or larger than the diameter of the hydrogen pipe 10. Further, the width dimension of the drip tray 40 is smaller than the distance between the pair of legs 32 in the support member 30, specifically, the distance from the inner surface of one leg 32 to the inner surface of the other leg 32.
  • the length dimension which is the dimension of the drip tray 40 in the pipe axis direction X, is set to be substantially the same as the total length of the hydrogen pipe 10. That is, the drip tray 40 is arranged so as to extend over substantially the entire length of the hydrogen pipe 10.
  • Such a long drip tray 40 can be constructed, for example, by connecting a plurality of trays divided in the pipe axis direction X.
  • the drip tray 40 is supported by the base rack 20 via a plurality of tray support members 50 (see FIGS. 4 and 6) arranged in the pipe axis direction X.
  • the tray support member 50 has a seat portion 51 and a pair of leg portions 52.
  • the seat portion 51 is a plate-shaped member extending in the direction Y orthogonal to the pipe axis, and is arranged directly below the drip tray 40.
  • the drip tray 40 is fixed to the upper surface of the seat portion 51 by welding or the like.
  • the seat 51 contacts the lower surface of the drip tray 40 and directly supports the drip tray 40.
  • the drip tray 40 is arranged so as to extend in the pipe axial direction X through between the pair of legs 32 in the support member 30 for the hydrogen pipe 10.
  • the seat portion 51 is attached at a height substantially intermediate between the lower surface of the hydrogen pipe 10 and the upper surface of the base rack 20 so that the drip tray 40 is arranged downward with respect to the hydrogen pipe 10 at a distance. There is.
  • the pair of legs 52 are formed so as to extend downward from both left and right ends of the seat 51, that is, both ends of the seat 51 in the direction perpendicular to the tube axis.
  • the lower ends of the legs 52 are fixed to the upper frame 22 of the base rack 20. Specifically, the lower ends of the legs 52 are fixed to the vertical frame material 22a of the upper frame 22 by welding or the like.
  • the support member 30 for the hydrogen pipe 10 further includes an auxiliary support member 35 for supporting the drip tray 40.
  • the auxiliary support member 35 is a member extending in the pipe axis orthogonal direction Y at a height position directly below the drip tray 40, and is attached so as to connect the pair of leg portions 32 in the support member 30 to each other in the pipe axis orthogonal direction Y. ing. It can be said that the support member 30 provided with such an auxiliary support member 35 has a function of supporting the hydrogen pipe 10 and a function of supporting the drip tray 40.
  • the support member 30, the drip tray 40, and the tray support member 50 are made of low-temperature steel having a property of being hard to become brittle even under extremely low temperature conditions.
  • the seat portion 31, the leg portion 32, the fixture 33, and the auxiliary support member 35 constituting the support member 30, the seat portion 51 and the leg portion 52 constituting the tray support member 50, and the drip tray 40, respectively, are used.
  • It can be made of austenitic stainless steel, which is a kind of low temperature steel.
  • austenitic stainless steel low carbon stainless steel such as SUS304L or SUS316L specified in JIS standard is particularly suitable.
  • each part of the base rack 20, that is, the pillar member 21 and the upper frame 22, is made of a steel material other than the low temperature steel, for example, a general structural mild steel similar to the material of the tank cover 4.
  • the base rack 20 and the tank cover 4 are made of a steel material in which low-temperature embrittlement, which is embrittled under extremely low temperature conditions, is more likely to occur than low-temperature steel.
  • the hydrogen pipe 10 for flowing the liquefied hydrogen L is supported by the tank cover 4 via the support member 30 made of low temperature steel, and drip below the hydrogen pipe 10. Since the tray 40 is arranged, there is an advantage that it is possible to suppress the brittleness of other members due to the influence of the temperature drop of the hydrogen pipe 10.
  • the hydrogen pipe 10 has a double structure including an inner pipe 10a and an outer pipe 10b, and a vacuum layer 10c is formed between the inner pipes 10a and 10b, so that the degree of vacuum of the vacuum layer 10c is sufficient. Even if the liquefied hydrogen L flows inside the inner pipe 10a, the temperature of the outer pipe 10b is maintained at a value sufficiently higher than the temperature of the inner pipe 10a. However, the degree of vacuum of the vacuum layer 10c may decrease due to the long-term operation of the ship 1, and when such a decrease in the degree of vacuum occurs, heat transfer between the inner pipe 10a and the outer pipe 10b occurs. It is promoted and the temperature difference between the outer tube 10b and the inner tube 10a is reduced.
  • the temperature of the outer tube 10b drops to a temperature close to the temperature of the liquefied hydrogen inside the inner tube 10a.
  • the hydrogen pipe 10 generally has a structure in which a plurality of unit pipes having a finite length in the pipe axis direction X are connected, the degree of vacuum does not uniformly decrease in the total length of the hydrogen pipe 10. That is, it is considered that the degree of decrease in the degree of vacuum differs depending on the position of the tube axis direction X or the unit tube. Therefore, even if the temperature of the outer pipe 10b drops to a temperature close to that of the liquefied hydrogen L, such a phenomenon usually occurs only in a part of the hydrogen pipe 10. For these reasons, in the following, a part of the hydrogen pipe 10 whose surface temperature (temperature of the outer pipe 10b) has dropped to a temperature close to that of the liquefied hydrogen L is particularly referred to as a temperature drop portion. And.
  • the temperature of the outer pipe 10b drops to a temperature close to that of the liquefied hydrogen L. Therefore, if the support member 30 is provided in such a temperature drop portion, the temperature drop portion is used.
  • the support member 30 is significantly cooled by heat transfer. In particular, among the support members 30, the seat portion 31 and the fixture 33 that come into contact with the hydrogen pipe 10 are remarkably cooled. Further, in the temperature drop portion of the hydrogen pipe 10, nitrogen and oxygen in the air may be condensed on the surface of the outer pipe 10b to form liquefied air containing liquefied nitrogen or liquefied oxygen, and such liquefaction may occur.
  • the support member 30 is also significantly cooled when air reaches the support member 30 through the surface of the outer tube 10b.
  • the material of the support member 30 is a general structural mild steel similar to that of the tank cover 4, the support member 30 becomes brittle due to low temperature embrittlement, and the hydrogen pipe 10 is not properly supported.
  • the material of the support member 30 is a low temperature steel that is hard to be embrittled even under extremely low temperature conditions. Therefore, even if the support member 30 is remarkably cooled as described above, the support member 30 is not easily embrittled. The low temperature embrittlement can be sufficiently suppressed, and the support strength of the hydrogen pipe 10 by the support member 30 can be maintained satisfactorily.
  • the drip tray 40 is arranged below the hydrogen pipe 10, even if the liquefied air formed in the temperature drop portion of the hydrogen pipe 10 is dropped from the hydrogen pipe 10 as described above.
  • the dropped liquefied air can be received by the drip tray 40, and the received liquefied air can be rapidly evaporated depending on the temperature of the drip tray 40.
  • the drip tray 40 is formed so as to extend along the pipe axis direction X of the hydrogen pipe 10, a large temperature drop occurs at a plurality of points of the hydrogen pipe 10 separated from the pipe axis direction X. Even so, the liquefied air generated in each temperature drop portion can be accurately received by the drip tray 40.
  • the drip tray 40 since the drip tray 40 is arranged so as to extend in the pipe axis direction X through between the pair of legs 32 in the support member 30, the drip tray 40 interferes with the support member 30.
  • the drip tray 40 can be arranged at an appropriate position below the hydrogen pipe 10 while avoiding the above. As a result, it is possible to achieve both the appropriate support of the hydrogen pipe 10 by the support member 30 and the accurate reception of the liquefied air by the drip tray 40.
  • the drip tray 40 is supported by the tray support member 50, and the drip tray 40 and the tray support member 50 are each made of low temperature steel, so that the hydrogen pipe 10 is liquefied into the drip tray 40. It is possible to suppress low temperature brittleness of the drip tray 40 and the tray support member 50 that may occur when air is dropped.
  • a base rack 20 made of general structural mild steel similar to the tank cover 4 is constructed on the tank cover 4, and a support member is provided on the upper side of the upper frame 22 of the base rack 20. Since the 30 and the tray support member 50 are attached, the ratio of the low temperature steel occupied in the various members for supporting the pipe is reduced while sufficiently increasing the vertical distance between the hydrogen pipe 10 and the tank cover 4. Can be reduced. As a result, it is possible to further reduce the possibility that the liquefied air dropped from the hydrogen pipe 10 reaches the tank cover 4 with a rational structure without a significant cost increase.
  • the tray support member 50 that supports the drip tray 40 is mounted on the upper frame 22 of the base rack 20, but instead, the drip tray 40 is supported by the hydrogen pipe 10 itself in FIG. 7.
  • the drip tray 40 is supported by the inverted U-shaped support member 70 attached to the hydrogen pipe 10.
  • the support member 70 includes a fixing portion 71 fixed to the upper surface of the hydrogen pipe 10, a pair of extending portions 72 extending downward from the left and right ends of the fixing portion 71, and a pair of extending portions 72 extending inward from the lower end of each extending portion 72. It is provided with a support portion 73.
  • the drip tray 40 is fixed to the support member 70 by means such as welding while being placed on the upper surface of each support portion 73.
  • the drip tray 40 is arranged so as to extend over substantially the entire length of the hydrogen pipe 10, but it is known in advance where the temperature of the hydrogen pipe 10 is likely to decrease or the degree of vacuum is likely to decrease. In such a case, a drip tray may be provided in such a place in a limited manner.
  • the drip tray 40 a square dish having a bottom portion 41 and a pair of rising portions 42 is used, but in the drip tray in the present disclosure, liquefied air is formed on the surface of the hydrogen pipe 10.
  • the drip trays having various shapes can be used as long as they have a shape capable of receiving the dripping of the liquefied air.
  • a simple flat plate-shaped member may be used as the drip tray.
  • low temperature steel is used as the material of the drip tray 40, but when the heat insulating material, gravel, etc. are used together with the drip tray, that is, when the heat insulating material, gravel, etc. are laid on the upper surface of the drip tray,
  • the material of the drip tray can be a steel material other than the low temperature steel.
  • the hydrogen pipe 10 is arranged above the tank cover 4 in the ship 1
  • the hydrogen pipe may be arranged not only above the tank cover 4 but also above the deck 7. , It can also be arranged in a room such as a cargo equipment room.
  • the same support structure as in the above embodiment can be applied to the hydrogen pipes arranged at a place other than above the tank cover 4 in this way.
  • the hydrogen pipe 10 a double-structured pipe having an inner pipe 10a and an outer pipe 10b and having a vacuum layer 10c formed between them is adopted, but a non-double pipe without a vacuum layer is adopted.
  • the structural piping as a low temperature piping.
  • a pipe provided with a main pipe made of low-temperature steel and a heat insulating layer such as a urethane layer formed on the outer surface thereof can be used as the low-temperature pipe.
  • the piping structure of the present disclosure is applied to a ship 1 that stores and transports liquefied hydrogen L having a boiling point of -253 ° C. at normal pressure
  • the vessel may be any as long as it stores an ultra-low temperature liquid having a boiling point of -196 ° C. or lower at normal pressure
  • the piping structure of the present disclosure can be applied to various vessels as long as it is used.
  • the piping structure of the present disclosure can be similarly applied to a ship that stores liquefied helium having a boiling point of -269 ° C at normal pressure and liquefied nitrogen having a boiling point of -196 ° C at normal pressure. Is.
  • the piping structure for ultra-low temperature liquid is a piping structure applied to a ship that stores an ultra-low temperature liquid having a boiling point of -196 ° C or lower at normal pressure, and the ultra-low temperature liquid is circulated.
  • the low-temperature pipe is provided with a support member that supports the low-temperature pipe and is in contact with the low-temperature pipe at a position upward away from the structural material of the ship. It is configured.
  • the surface temperature of at least a part of the low temperature pipe through which the extremely low temperature liquid having a boiling point of -196 ° C or less at normal pressure flows may drop to a temperature close to that of the extremely low temperature liquid. If a support member is provided in the temperature drop portion, which is a portion where such a significant temperature drop occurs, the support member can be significantly cooled by heat transfer from the temperature drop portion. Further, in the temperature lowering portion, nitrogen and oxygen in the air may be condensed on the surface thereof, and liquefied air containing liquefied nitrogen, liquefied oxygen and the like may be formed. Even when such liquefied air reaches the support member through the surface of the pipe, the support member can be significantly cooled.
  • the support member may become brittle due to low temperature embrittlement and the low temperature pipe may not be properly supported.
  • the material of the support member is low-temperature steel that is unlikely to cause low-temperature embrittlement, even if the support member is significantly cooled as described above, the support member is sufficiently low-temperature embrittlement. It is possible to maintain good support strength of the low temperature pipe by the support member.
  • the liquefied air is directly described.
  • the possibility of reaching the structural material is reduced.
  • the liquefied air dropped from the low-temperature piping may adhere to the support member and evaporate, or may adhere to some piping component other than the support member and evaporate.
  • the possibility that the liquefied air reaches the structural material is reduced, so that it is possible to prevent the structural material from being significantly cooled and embrittled.
  • the piping structure further includes a drip tray arranged below the low temperature pipe so that when liquefied air is formed on the surface of the low temperature pipe, dripping of the liquefied air can be received.
  • the liquefied air dropped from the low temperature pipe can be accurately received and evaporated by the drip tray. Thereby, it is possible to prevent the liquefied air from reaching the structural material with a sufficiently high probability, and it is possible to appropriately protect the structural material from low temperature embrittlement.
  • the drip tray has a shape extending along the pipe axis direction of the low temperature pipe.
  • the support member is provided with a seat portion that contacts the lower surface of the low temperature pipe to support the low temperature pipe, a fixture that fixes the low temperature pipe to the seat portion, and the seat portion. It comprises at least a pair of legs extending downward, and the drip tray is arranged so as to extend in the direction of the pipe axis through between the pair of legs.
  • the drip tray can be arranged at an appropriate position below the low temperature pipe while avoiding the drip tray from interfering with the support member. As a result, it is possible to achieve both appropriate support of the low temperature pipe by the support member and accurate reception of the liquefied air by the drip tray.
  • the piping structure further includes a tray support member for supporting the drip tray below the low temperature pipe, and the drip tray and the tray support member are made of low temperature steel which is less likely to cause low temperature embrittlement. ..
  • the piping structure further includes a base rack fixed to the upper surface of the structural material and made of a steel material which is more prone to low temperature embrittlement than the low temperature steel. It has a plurality of pillar members extending upward from the structural member and an upper frame fixed to the upper end of each pillar member, and the support member and the tray support member are attached to the upper side of the upper frame.
  • the vertical distance between the low temperature pipe and the structural material of the ship is provided. It is possible to reduce the proportion of low-temperature steel occupied in various members for supporting pipes while sufficiently expanding. As a result, it is possible to further reduce the possibility that the liquefied air dropped from the low temperature pipe reaches the structural material with a rational structure without a significant increase in cost.
  • the support member may include a fixing portion fixed to the low temperature pipe and a support portion for supporting the drip tray.
  • the drip tray can be properly attached below the low temperature piping.
  • the ship according to another aspect of the present disclosure is a ship that stores an ultra-low temperature liquid having a boiling point of -196 ° C. or lower at normal pressure, and includes a tank that stores the ultra-low temperature liquid and a tank cover that covers the tank.
  • the deck is provided with the above-mentioned ultra-low temperature liquid piping structure, and the structural material is the tank cover or the deck.
  • the tank cover or deck can be protected from low temperature embrittlement while appropriately supporting the low temperature piping above the tank cover or deck.

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Abstract

極低温液体用配管構造は、常圧での沸点が－１９６℃以下の極低温液体を貯留する船舶に適用される。配管構造は、極低温液体が流通する低温配管（１０）と、船舶の構造材（４）から上方に離れた位置に低温配管（１０）を支持しかつ当該低温配管（１０）に接触する支持部材（３０）とを備える。支持部材（３０）は、低温脆化が起こり難い低温用鋼により構成される。

Description

極低温液体用配管構造およびこれを備えた船舶
　本開示は、常圧での沸点が－１９６℃以下の極低温液体を貯留する船舶に適用される配管構造に関する。
　上記のような極低温液体を流すための配管として、下記特許文献１のものが知られている。具体的に、この特許文献１の配管は、常圧での沸点が－２５３℃である液化水素を流すための二重構造の配管（二重管）であって、同心状に配置された内管と外管とを有している。内管と外管との間には、熱伝達を遮断するための真空層が形成されている。この真空層の断熱作用により、内管の内部の液化水素がその沸点以下の温度に維持されるようになっている。
　上記特許文献１の液化水素用の二重管において、上記断熱層の真空度が低下した場合には、内管から外管への熱伝達が起こり易くなり、外管と内管との温度差が小さくなる。外管の温度が内管の内部の液化水素に近い温度まで低下した場合には、外管の表面で空気が凝縮するおそれがある。
　外管の温度が液化空気が形成されるような温度にまで低下した場合、この温度低下が起きた部分である温度低下部に接触している他の部材に、温度低下に起因して材料が脆くなる低温脆化が生じる可能性がある。また、上記温度低下部で発生した液化空気が外管の表面等をつたって他の部材まで到達した場合には、当該他の部材が液化空気により顕著に冷却され、低温脆化が引き起こされる可能性がある。
特開２０１７－２０９１４号公報
　本開示は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、極低温液体が流通する配管の温度低下により他の部材が脆化するのを抑制し得る極低温液体用配管構造およびこれを備えた船舶を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するためのものとして、本開示の一局面にかかる極低温液体用配管構造は、常圧での沸点が－１９６℃以下の極低温液体を貯留する船舶に適用される配管構造であって、前記極低温液体が流通する低温配管と、前記船舶の構造材から上方に離れた位置に前記低温配管を支持しかつ当該低温配管に接触する支持部材とを備え、前記支持部材は、低温脆化が起こり難い低温用鋼により構成されている。
　本開示の他の局面にかかる船舶は、常圧での沸点が－１９６℃以下の極低温液体を貯留する船舶であって、前記極低温液体を貯留するタンクと、前記タンクを覆うタンクカバーと、甲板と、上述した極低温液体用配管構造とを備え、前記構造材は、前記タンクカバーもしくは前記甲板である。
本開示の一実施形態にかかる配管構造が適用された船舶の概略構造を示す側面図である。 図１のII－II線に沿った断面図である。 水素配管の構造を示す断面斜視図である。 水素配管をタンクカバーに支持させるための構造を示す側面図である。 図４のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 図４のVI－VI線に沿った断面図である。 上記実施形態の変形例を説明するための図である。
　図１および図２は、本開示の一実施形態にかかる配管構造が適用された船舶の構造を概略的に示す側面図および断面図である。本図に示される船舶１は、液化水素Ｌ（図２）を貯留、運搬する液化水素運搬船であり、船体２と、船体２に搭載された２つのタンク３とを備えている。なお、タンク３は、３つ以上であってもよいし、１つであってもよい。当実施形態の船舶１により運搬される液化水素Ｌは、常圧で－２５３℃である沸点以下の温度にまで冷却された液相状体の水素のことであり、本開示における極低温液体の一例に該当する。
　船体２は、各タンク３に対応する領域に、上向きに開口した２つの貨物艙５を有している。隣接する貨物艙５の間には、両貨物艙５同士を仕切るための隔壁６が形成されている。なお、貨物艙５は、３つ以上であってよいし、１つであってもよい。
　船体２はまた、貨物艙５の周囲に甲板７を備えている。甲板７は、貨物艙５の前方に位置する船首甲板７ａと、貨物艙５の左右に位置する一対のサイド甲板７ｂ，７ｃと、貨物艙５の後方に位置する船尾甲板７ｄとを含む。
　各タンク３は、船舶１の船長方向に長い円筒状のタンクであり、それぞれ貨物艙５に収容されている。各タンク３は、液化水素Ｌが内部に貯留された内槽３ａと、内槽３ａの外側に同心状に配置された外槽３ｂとを有している。内槽３ａと外槽３ｂの間には、断熱のための真空層３ｃが形成されている。真空層３ｃは、図外の吸引手段と連通可能な密閉空間である。
　各タンク３の上方には、それぞれタンクカバー４が配置されている。各タンクカバー４は、貨物艙５と協働してタンク３用の収容空間Ｓを形成している。
　船体２は、鋼材により構成されている。例えば、各甲板７ａ～７ｄおよびタンクカバー４は、それぞれ一般的な構造用軟鋼により構成されている。構造用軟鋼の種類は特に限定されないが、一例として、ＪＩＳ規格に規定されるＳＳ材（一般構造用圧延鋼材）を使用し得る。
　タンクカバー４の上面には、水素配管１０が配置されている。水素配管１０は、少なくともタンク３内の液化水素Ｌを船舶１から荷役する際に使用される配管であり、タンクカバー４の上面に沿って適宜湾曲しつつ延びるように配索されている。なお、水素配管１０は、本開示における低温配管の一例に該当する。また、水素配管１０の下方に位置するタンクカバー４は、本開示における船舶の構造材の一例に該当する。
　図３は、水素配管１０の構造を示す断面斜視図である。本図に示すように、水素配管１０は、液化水素Ｌが内部を流通可能な内管１０ａと、内管１０ａの外側に同心状に配置された外管１０ｂとを有している。内管１０ａと外管１０ｂとの間には、断熱のための真空層１０ｃが形成されている。真空層１０ｃは、図外の吸引手段と連通可能な密閉空間である。
　水素配管１０における少なくとも内管１０ａは、極低温の条件でも脆化し難い性質を有する低温用鋼により構成されている。外管１０ｂの材質は必ずしも低温用鋼でなくてもよいが、当実施形態における外管１０ｂは、内管１０ａと同様の低温用鋼により構成されている。
　図４～図６は、水素配管１０をタンクカバー４に支持させるための構造を示す側面図および断面図である。本図に示すように、水素配管１０は、タンクカバー４から所定距離上方に離れた位置に配置されており、ベースラック２０および複数の支持部材３０を介してタンクカバー４に支持されている。なお、図５および図６の断面図では、内管１０ａの内部に液化水素Ｌを図示することを省略している。また、以下の説明では、水素配管１０の軸心と平行な方向のことを管軸方向Ｘといい、管軸方向Ｘおよび上下方向（鉛直方向）と直交する方向のことを管軸直交方向Ｙというものとする。
　ベースラック２０は、複数の柱部材２１と、各柱部材２１により支持された上段フレーム２２とを備えている。複数の柱部材２１は、それぞれタンクカバー４から上方に延びる柱状の部材であり、管軸方向Ｘおよび管軸直交方向Ｙにそれぞれ離間（分散）した複数箇所においてタンクカバー４の上面に固定されている。上段フレーム２２は、平面視で井桁状に組み合わされた状態で各柱部材２１の上端部に固定された複数のフレーム材から構成されている。具体的に、上段フレーム２２は、管軸方向Ｘに延びる複数の縦フレーム材２２ａと、各縦フレーム材２２ａを管軸直交方向Ｙに連結する複数の横フレーム材２２ｂとを有している。各縦フレーム材２２ａは、管軸方向Ｘに並ぶ柱部材２１の上端どうしを架け渡すように配設されており、各横フレーム材２２ｂは、管軸直交方向Ｙに並ぶ柱部材２１の上端どうしを架け渡すように配設されている。
　複数の支持部材３０は、ベースラック２０の上側において管軸方向Ｘに並ぶように配設されている。各支持部材３０は、座部３１と、一対の脚部３２と、固定具３３とを有している。
　座部３１は、管軸直交方向Ｙに延びる板状の部材であり、水素配管１０の直下に配設されている。水素配管１０は、固定具３３により座部３１の上面に固定されている。言い換えると、座部３１は、水素配管１０の外管１０ｂの下面に接触して水素配管１０を直接支持している。なお、外管１０ｂと座部３１との間には、熱収縮等による外管１０ｂと座部３１との相対移動を許容するための潤滑部材もしくは低摩擦部材が配置されていてもよい。
　固定具３３は、正面視で逆Ｕ字状に形成された締結部材、いわゆるＵボルトである。具体的に、固定具３３は、管軸直交方向Ｙに延びるアッパ部３３ａと、アッパ部３３ａの両端から下方に延びる一対のサイド部３３ｂとを有している。一対のサイド部３３ｂは、水素配管１０の左右両側の位置で座部３１に対し上から締結される。これにより、アッパ部３３ａと座部３１との間に水素配管１０が挟み込まれ、水素配管１０が支持部材３０に対し固定される。
　一対の脚部３２は、座部３１の左右両端部、つまり座部３１における管軸直交方向Ｙの両端部から下方に延びるように形成されている。各脚部３２の下端は、ベースラック２０の上段フレーム２２に固定されている。具体的に、各脚部３２の下端は、上段フレーム２２の各縦フレーム材２２ａに溶接等により固定されている。
　水素配管１０とベースラック２０との間には、管軸方向Ｘに延びるドリップトレイ４０が配設されている。ドリップトレイ４０は、比較的浅い角皿状の部材であり、管軸方向Ｘに長い平板状の底部４１と、底部４１における管軸直交方向Ｙの両端から上方に立ち上がる一対の立上り部４２とを有している。ドリップトレイ４０の管軸直交方向Ｙの寸法である幅寸法は、水素配管１０の直径と同等かもしくは水素配管１０の直径よりも大きくなるように設定されている。また、ドリップトレイ４０の幅寸法は、支持部材３０における一対の脚部３２間の距離、詳しくは一方の脚部３２の内側面から他方の脚部３２の内側面までの距離よりも小さくなるように設定されている。ドリップトレイ４０の管軸方向Ｘの寸法である長さ寸法は、水素配管１０の全長と略同一に設定されている。すなわち、ドリップトレイ４０は、水素配管１０の略全長に亘って延びるように配設されている。このような長尺形状のドリップトレイ４０は、例えば、管軸方向Ｘに分割された複数のトレイをつなぎ合わせて構築することができる。
　ドリップトレイ４０は、管軸方向Ｘに並ぶ複数のトレイ支持部材５０（図４、図６参照）を介してベースラック２０に支持されている。トレイ支持部材５０は、座部５１と、一対の脚部５２とを有している。
　座部５１は、管軸直交方向Ｙに延びる板状の部材であり、ドリップトレイ４０の直下に配設されている。ドリップトレイ４０は、溶接等により座部５１の上面に固定されている。言い換えると、座部５１は、ドリップトレイ４０の下面に接触して当該ドリップトレイ４０を直接支持している。この支持状態において、ドリップトレイ４０は、水素配管１０用の支持部材３０における一対の脚部３２の間を通って管軸方向Ｘに延びるように配設される。また、ドリップトレイ４０が水素配管１０に対し下方に距離を隔てて配置されるように、座部５１は、水素配管１０の下面とベースラック２０の上面との略中間にあたる高さに取り付けられている。
　一対の脚部５２は、座部５１の左右両端部、つまり座部５１における管軸直交方向Ｙの両端部から下方に延びるように形成されている。各脚部５２の下端は、ベースラック２０の上段フレーム２２に固定されている。具体的に、各脚部５２の下端は、上段フレーム２２の縦フレーム材２２ａに溶接等により固定されている。
　図４および図５に示すように、水素配管１０用の支持部材３０は、ドリップトレイ４０を支持するための補助支持材３５をさらに備えている。補助支持材３５は、ドリップトレイ４０の直下にあたる高さ位置において管軸直交方向Ｙに延びる部材であり、支持部材３０における一対の脚部３２を管軸直交方向Ｙに互いに連結するように取り付けられている。このような補助支持材３５を備えた支持部材３０は、水素配管１０を支持する機能とドリップトレイ４０を支持する機能とを兼ね備えているということができる。
　支持部材３０、ドリップトレイ４０、およびトレイ支持部材５０は、極低温の条件でも脆化し難い性質を有する低温用鋼により構成されている。例えば、支持部材３０を構成する座部３１、脚部３２、固定具３３、および補助支持材３５と、トレイ支持部材５０を構成する座部５１および脚部５２と、ドリップトレイ４０とは、それぞれ低温用鋼の一種であるオーステナイト系ステンレス鋼により構成することができる。オーステナイト系ステンレス鋼としては、例えばＪＩＳ規格に規定されるＳＵＳ３０４ＬやＳＵＳ３１６Ｌなどの低炭素のステンレス鋼が特に好適である。もちろん、例えばアルミニウム合金など、オーステナイト系ステンレス鋼以外の低温用鋼を使用することも可能である。
　一方、ベースラック２０の各部、つまり柱部材２１および上段フレーム２２は、低温用鋼以外の鋼材、例えばタンクカバー４の材質と同様の一般的な構造用軟鋼により構成されている。言い換えると、ベースラック２０およびタンクカバー４は、極低温の条件で脆化する低温脆化が低温用鋼よりも起こり易い鋼材により構成されている。
　以上説明したように、当実施形態では、液化水素Ｌを流すための水素配管１０が低温用鋼からなる支持部材３０を介してタンクカバー４に支持されるとともに、当該水素配管１０の下方にドリップトレイ４０が配置されるので、水素配管１０の温度低下の影響で他の部材が脆化するのを抑制できるという利点がある。
　水素配管１０は内管１０ａと外管１０ｂとを含む二重構造であり、両管１０ａ，１０ｂの間には真空層１０ｃが形成されるため、この真空層１０ｃの真空度が十分である間は、内管１０ａの内部に液化水素Ｌが流れたとしても、外管１０ｂの温度は内管１０ａの温度に対し十分に高い値に維持される。しかしながら、真空層１０ｃの真空度は船舶１の長期運用等に起因して低下することがあり、このような真空度の低下が起きると、内管１０ａと外管１０ｂとの間の熱伝達が促進されて、外管１０ｂと内管１０ａとの温度差が縮小する。極端な例では、外管１０ｂの温度が内管１０ａの内部の液化水素の温度に近い温度まで低下することが起こり得る。ここで、水素配管１０は一般に、管軸方向Ｘに有限の長さを有する単位管を複数つなぎ合わせた構造を有するので、真空度は水素配管１０の全長において一律に低下するわけではない。つまり、管軸方向Ｘの位置もしくは単位管が異なれば、真空度の低下度合いも異なるものと考えられる。このため、外管１０ｂの温度が液化水素Ｌに近い温度まで低下したとしても、そのような現象は水素配管１０の一部に限定して起きるのが通常である。このような事情から、以下では、水素配管１０の一部であってその表面温度（外管１０ｂの温度）が液化水素Ｌに近い温度まで低下した部分のことを、特に温度低下部と称するものとする。
　水素配管１０の温度低下部では、外管１０ｂの温度が液化水素Ｌに近い温度まで低下するので、仮にこのような温度低下部に支持部材３０が設けられていた場合、当該温度低下部からの熱伝達により支持部材３０が顕著に冷却される。特に、支持部材３０の中でも水素配管１０と接触する座部３１および固定具３３が顕著に冷却される。また、水素配管１０の温度低下部では、空気中の窒素や酸素が外管１０ｂの表面で凝縮し、液化窒素または液化酸素等を含む液化空気が形成される可能性があり、このような液化空気が外管１０ｂの表面をつたって支持部材３０に到達した場合にも、支持部材３０が顕著に冷却される。これらのケースにおいて、仮に支持部材３０の材質がタンクカバー４と同様の一般的な構造用軟鋼であったとすると、支持部材３０が低温脆化により脆くなって、水素配管１０が適切に支持されなくなる可能性がある。これに対し、上記実施形態では、支持部材３０の材質が極低温の条件でも脆化し難い低温用鋼とされるので、上記のように支持部材３０が顕著に冷却されたとしても、支持部材３０の低温脆化を十分に抑制することができ、当該支持部材３０による水素配管１０の支持強度を良好に維持することができる。
　さらに、上記実施形態では、水素配管１０の下方にドリップトレイ４０が配置されるので、上記のように水素配管１０の温度低下部で形成された液化空気が水素配管１０から滴下されたとしても、この滴下された液化空気をドリップトレイ４０で受け止めることができ、かつ受け止めた液化空気をドリップトレイ４０の温度によって迅速に蒸発させることができる。これにより、液化空気がタンクカバー４まで到達して当該タンクカバー４が顕著に冷却されるような事態が起き難くなるので、タンクカバー４を低温脆化から適切に保護することができる。
　また、上記実施形態では、水素配管１０の管軸方向Ｘに沿って延びるようにドリップトレイ４０が形成されるので、管軸方向Ｘに離れた水素配管１０の複数箇所で大幅な温度低下が起きたとしても、各温度低下部で発生した液化空気をドリップトレイ４０により的確に受け止めることができる。
　また、上記実施形態では、支持部材３０における一対の脚部３２の間を通って管軸方向Ｘに延びるようにドリップトレイ４０が配設されるので、ドリップトレイ４０が支持部材３０と干渉するのを回避しつつ当該ドリップトレイ４０を水素配管１０の下方の適切な位置に配設することができる。これにより、支持部材３０による水素配管１０の適切な支持と、ドリップトレイ４０による液化空気の的確な受け止めとを両立することができる。
　また、上記実施形態では、ドリップトレイ４０がトレイ支持部材５０により支持されるとともに、これらドリップトレイ４０およびトレイ支持部材５０がそれぞれ低温用鋼により構成されるので、水素配管１０からドリップトレイ４０に液化空気が滴下された場合に生じ得るドリップトレイ４０およびトレイ支持部材５０の低温脆化を抑制することができる。
　また、上記実施形態では、タンクカバー４と同様の一般的な構造用軟鋼から構成されるベースラック２０がタンクカバー４上に構築されるとともに、このベースラック２０の上段フレーム２２の上側に支持部材３０およびトレイ支持部材５０が取り付けられるので、水素配管１０とタンクカバー４との間の上下方向の距離を十分に拡大しつつ、配管支持用の各種部材の中に占められる低温用鋼の割合を減らすことができる。これにより、大幅なコスト増を伴わない合理的な構造で、水素配管１０から滴下された液化空気がタンクカバー４まで到達する可能性をより低減することができる。
　なお、上記実施形態では、ドリップトレイ４０を支持するトレイ支持部材５０をベースラック２０の上段フレーム２２上に取り付けたが、これに代えて、ドリップトレイ４０を水素配管１０自身に支持させる図７のような構造を採用してもよい。すなわち、この図７の変形例では、水素配管１０に取り付けられた逆Ｕ字状の支持部材７０によりドリップトレイ４０が支持されている。支持部材７０は、水素配管１０の上面に固定される固定部７１と、固定部７１の左右両端から下方に延びる一対の延設部７２と、各延設部７２の下端から内側に延びる一対の支持部７３とを備えている。ドリップトレイ４０は、各支持部７３の上面に載置された状態で、溶接等の手段で支持部材７０に固定されている。
　上記実施形態では、水素配管１０の略全長に亘って延びるようにドリップトレイ４０を配設したが、水素配管１０の中でも特に温度低下が起き易い、もしくは真空度が低下し易い場所が予め分かっているような場合には、このような場所に限定的にドリップトレイを設けるようにしてもよい。
　上記実施形態では、ドリップトレイ４０として、底部４１と一対の立上り部４２とを有する角皿状のものを用いたが、本開示におけるドリップトレイは、水素配管１０の表面に液化空気が形成された場合に当該液化空気の滴下を受け止め可能な形状であればよく、その限りにおいて種々の形状のドリップトレイを使用可能である。例えば、ドリップトレイとして単純な平板状の部材を使用してもよい。
　上記実施形態では、ドリップトレイ４０の材質として低温用鋼を用いたが、断熱材や砂利等をドリップトレイと併用する場合、つまりドリップトレイの上面に断熱材や砂利等を敷設する場合には、ドリップトレイの材質を低温用鋼以外の鋼材とすることも可能である。
　上記実施形態では、船舶１におけるタンクカバー４の上方に水素配管１０が配設された構造を例示したが、水素配管はタンクカバー４の上方だけでなく甲板７の上方にも配設され得るし、貨物機器室等の室内にも配設され得る。このようにタンクカバー４の上方以外の場所に配設される水素配管についても、上記実施形態と同様の支持構造を適用することが可能である。
　上記実施形態では、水素配管１０として、内管１０ａと外管１０ｂとを有しかつ両者の間に真空層１０ｃが形成された二重構造の配管を採用したが、真空層のない非二重構造の配管を低温配管として用いることも可能である。例えば、低温用鋼からなる主管とその外面に形成されたウレタン層などの断熱層とを備えたものを上記低温配管として用いることが可能である。
　上記実施形態では、常圧での沸点が－２５３℃である液化水素Ｌを貯留、運搬する船舶１に本開示の配管構造を適用した例について説明したが、本開示の配管構造が適用可能な船舶は、常圧での沸点が－１９６℃以下の極低温液体を貯留するものであればよく、その限りにおいて種々の船舶に本開示の配管構造を適用可能である。例えば、常圧での沸点が－２６９℃である液化ヘリウムや、常圧での沸点が－１９６℃である液化窒素を貯留する船舶にも、本開示の配管構造を同様に適用することが可能である。
　以上説明した実施形態および変形例には以下の開示が含まれる。
　本開示の一局面にかかる極低温液体用配管構造は、常圧での沸点が－１９６℃以下の極低温液体を貯留する船舶に適用される配管構造であって、前記極低温液体が流通する低温配管と、前記船舶の構造材から上方に離れた位置に前記低温配管を支持しかつ当該低温配管に接触する支持部材とを備え、前記支持部材は、低温脆化が起こり難い低温用鋼により構成されている。
　常圧での沸点が－１９６℃以下の極低温液体が流通する低温配管は、少なくともその一部の表面温度が極低温液体に近い温度にまで低下する可能性がある。このような大幅な温度低下が生じた部分である温度低下部に仮に支持部材が設けられていた場合には、当該温度低下部からの熱伝達により支持部材が顕著に冷却され得る。また、温度低下部では、その表面において空気中の窒素や酸素が凝縮し、液化窒素または液化酸素等を含む液化空気が形成される可能性がある。このような液化空気が配管表面をつたって支持部材に到達した場合にも、支持部材が顕著に冷却され得る。これらのケースにおいて、仮に支持部材の材質が船舶の構造材と同じ材質であったとすると、支持部材が低温脆化により脆くなって、低温配管が適切に支持されなくなる可能性がある。これに対し、本開示では、支持部材の材質が低温脆化の起こり難い低温用鋼とされるので、前記のように支持部材が顕著に冷却されたとしても、支持部材の低温脆化を十分に抑制でき、当該支持部材による低温配管の支持強度を良好に維持することができる。
　また、船舶の構造材と低温配管との間に上述した支持部材が介在することで、前記のように低温配管の温度低下部で液化空気が形成されたとしても、この液化空気が直接に前記構造材まで到達する可能性が低減される。例えば、低温配管から滴下された液化空気は、支持部材に付着して蒸発したり、支持部材以外の何らかの配管用部品に付着して蒸発したりする可能性がある。これにより、液化空気が前記構造材まで到達する可能性が低減されるので、当該構造材が顕著に冷却されて脆化するのを抑制することができる。
　好ましくは、前記配管構造は、前記低温配管の表面に液化空気が形成された場合に当該液化空気の滴下を受け止め可能なように前記低温配管の下方に配置されるドリップトレイをさらに備える。
　この構成によれば、低温配管から滴下された液化空気をドリップトレイで的確に受け止めて蒸発させることができる。これにより、液化空気が前記構造材まで到達するのを十分に高い確率で防止でき、当該構造材を低温脆化から適切に保護することができる。
　前記構成において、より好ましくは、前記ドリップトレイは、前記低温配管の管軸方向に沿って延びる形状を有する。
　この構成によれば、管軸方向に離れた低温配管の複数箇所で大幅な温度低下が起きたとしても、各温度低下部で発生した液化空気をドリップトレイにより的確に受け止めることができる。
　前記構成において、より好ましくは、前記支持部材は、前記低温配管の下面に接触して当該低温配管を支持する座部と、当該座部に前記低温配管を固定する固定具と、前記座部から下方に延びる少なくとも一対の脚部とを備え、前記ドリップトレイは、前記一対の脚部の間を通って前記管軸方向に延びるように配設される。
　この構成によれば、ドリップトレイが支持部材と干渉するのを回避しつつ当該ドリップトレイを低温配管の下方の適切な位置に配設することができる。これにより、支持部材による低温配管の適切な支持と、ドリップトレイによる液化空気の的確な受け止めとを両立することができる。
　好ましくは、前記配管構造は、前記低温配管の下方に前記ドリップトレイを支持するトレイ支持部材をさらに備え、前記ドリップトレイおよび前記トレイ支持部材は、低温脆化が起こり難い低温用鋼により構成される。
　この構成によれば、低温配管からドリップトレイに液化空気が滴下された場合に生じ得るドリップトレイおよびトレイ支持部材の低温脆化を抑制することができる。
　前記構成において、より好ましくは、前記配管構造は、前記構造材の上面に固定され、かつ前記低温用鋼よりも低温脆化が起こり易い鋼材により構成されたベースラックをさらに備え、前記ベースラックは、前記構造材から上方に延びる複数の柱部材と、各柱部材の上端部に固定された上段フレームとを有し、前記支持部材および前記トレイ支持部材は、前記上段フレームの上側に取り付けられる。
　このように、船舶の構造材上に構築されたベースラックの上側に支持部材およびトレイ支持部材を配設するようにした場合には、低温配管と船舶の構造材との間の上下方向の距離を十分に拡大しつつ、配管支持用の各種部材の中に占められる低温用鋼の割合を減らすことができる。これにより、大幅なコスト増を伴わない合理的な構造で、低温配管から滴下された液化空気が前記構造材まで到達する可能性をより低減することができる。
　前記支持部材は、前記低温配管に固定される固定部と、前記ドリップトレイを支持する支持部とを備えていてもよい。
　この構成によっても、低温配管の下方にドリップトレイを適切に取り付けることができる。
　本開示の他の局面にかかる船舶は、常圧での沸点が－１９６℃以下の極低温液体を貯留する船舶であって、前記極低温液体を貯留するタンクと、前記タンクを覆うタンクカバーと、甲板と、上述した極低温液体用配管構造とを備え、前記構造材は、前記タンクカバーもしくは前記甲板である。
　本開示によれば、タンクカバーまたは甲板の上方に低温配管を適切に支持しつつ、タンクカバーまたは甲板を低温脆化から保護することができる。

Claims (8)

  1. 　常圧での沸点が－１９６℃以下の極低温液体を貯留する船舶に適用される配管構造であって、
    　前記極低温液体が流通する低温配管と、
    　前記船舶の構造材から上方に離れた位置に前記低温配管を支持しかつ当該低温配管に接触する支持部材とを備え、
    　前記支持部材は、低温脆化が起こり難い低温用鋼により構成されている、極低温液体用配管構造。
  2. 　請求項１に記載の極低温液体用配管構造において、
    　前記低温配管の表面に液化空気が形成された場合に当該液化空気の滴下を受け止め可能なように前記低温配管の下方に配置されるドリップトレイをさらに備えた、極低温液体用配管構造。
  3. 　請求項２に記載の極低温液体用配管構造において、
    　前記ドリップトレイは、前記低温配管の管軸方向に沿って延びる形状を有する、極低温液体用配管構造。
  4. 　請求項３に記載の極低温液体用配管構造において、
    　前記支持部材は、前記低温配管の下面に接触して当該低温配管を支持する座部と、当該座部に前記低温配管を固定する固定具と、前記座部から下方に延びる少なくとも一対の脚部とを備え、
    　前記ドリップトレイは、前記一対の脚部の間を通って前記管軸方向に延びるように配設されている、極低温液体用配管構造。
  5. 　請求項２～４のいずれか１項に記載の極低温液体用配管構造において、
    　前記低温配管の下方に前記ドリップトレイを支持するトレイ支持部材をさらに備え、
    　前記ドリップトレイおよび前記トレイ支持部材は、低温脆化が起こり難い低温用鋼により構成されている、極低温液体用配管構造。
  6. 　請求項５に記載の極低温液体用配管構造において、
    　前記構造材の上面に固定され、かつ前記低温用鋼よりも低温脆化が起こり易い鋼材により構成されたベースラックをさらに備え、
    　前記ベースラックは、前記構造材から上方に延びる複数の柱部材と、各柱部材の上端部に固定された上段フレームとを有し、
    　前記支持部材および前記トレイ支持部材は、前記上段フレームの上側に取り付けられている、極低温液体用配管構造。
  7. 　請求項２に記載の極低温液体用配管構造において、
    　前記支持部材は、前記低温配管に固定される固定部と、前記ドリップトレイを支持する支持部とを備える、極低温液体用配管構造。
  8. 　常圧での沸点が－１９６℃以下の極低温液体を貯留する船舶であって、
    　前記極低温液体を貯留するタンクと、
    　前記タンクを覆うタンクカバーと、
    　甲板と、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の極低温液体用配管構造とを備え、
    　前記構造材は、前記タンクカバーもしくは前記甲板である、船舶。
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