WO2023032615A1 - 液化水素タンク及びその設計方法 - Google Patents

液化水素タンク及びその設計方法 Download PDF

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WO2023032615A1
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tank
liquefied hydrogen
wall thickness
leak
design
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太一郎 下田
晴彦 冨永
邦彦 持田
大地 加野
正義 猪原
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川崎重工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
    • B65D90/22—Safety features
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the present disclosure relates to a structure of a liquefied hydrogen tank mounted on a vessel that transports liquid hydrogen (hereinafter referred to as a liquefied hydrogen carrier) and a method of designing the liquefied hydrogen tank.
  • a known cargo tank for a liquefied hydrogen carrier includes an inner tank containing liquefied hydrogen, an outer tank surrounding the inner tank, and a heat insulating layer between the inner tank and the outer tank.
  • Patent Literature 1 discloses an example of a cargo tank for a liquefied hydrogen carrier.
  • Non-Patent Document 1 The design and manufacture of ships that transport liquefied gas are required to comply with the IGC Code (Non-Patent Document 1), an international regulation.
  • the current IGC Code is intended for ships that transport liquefied gases such as LPG and LNG, and liquefied hydrogen carriers are not covered by the IGC Code, and liquefied hydrogen does not have requirements for transportation. .
  • the design steam pressure Po is set sufficiently high in anticipation of the safety factor, so the minimum design pressure is also high, and the strength corresponding to this minimum design pressure is provided. Therefore, the wall thickness of the tank is designed to be sufficiently large. As a result, the dynamic fluctuation stress of the tank is sufficiently small, and the assumed initial defect development is also sufficiently small compared to the wall thickness. is not obligatory.
  • the design system for tanks other than Type C tanks i.e. Type A tanks or Type B tanks
  • the design method of type C tanks according to the IGC code has mainly been applied only to small tanks with a volume of 20000 m 3 or less. The reason is that if the type C tank design method conforming to the IGC code is applied to a large tank, the wall thickness of the tank corresponding to the minimum design pressure exceeds the practical numerical range.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to realize mass transportation of cryogenic liquefied hydrogen, in a liquefied hydrogen tank mounted on a ship, regardless of the size of the liquefied hydrogen tank.
  • the object of the present invention is to propose a structure and a design method capable of preventing leakage of liquid or gaseous hydrogen.
  • a liquefied hydrogen tank is a liquefied hydrogen tank mounted on a ship, comprising an inner tank containing liquefied hydrogen and an outer tank surrounding the inner tank, wherein the inner tank and the outer tank At least one of the tanks is a leaktight tank, said leaktight tank being characterized by a wall thickness such that incipient defects do not propagate more than half the wall thickness during the life of the tank.
  • a method for designing a liquefied hydrogen tank is a method for designing a liquefied hydrogen tank mounted on a ship, which includes an inner tank containing liquefied hydrogen and an outer tank surrounding the inner tank. , At least one of the inner tank and the outer tank is a leak prevention tank, In a first processor, a tank life of the leakproof tank, an initial defect size of the leakproof tank, a temperature of the leakproof tank, a stress intensity factor of the leakproof tank, and a stress induced in the leakproof tank.
  • a second processor acquires the obtained crack growth amount and the design wall thickness of the leakage prevention tank, and if the crack growth amount does not grow beyond half of the design wall thickness, the design wall determining that the thickness is appropriate, and determining that the design wall thickness is inappropriate when the amount of crack growth grows beyond half of the design wall thickness,
  • the wall thickness of the leakage prevention tank is determined so as to be equal to or greater than the design wall thickness determined to be appropriate.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a ship equipped with a liquefied hydrogen tank according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquefied hydrogen carrier.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a device for designing a leak-proof tank.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of a leak-proof tank design device.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a ship 1 equipped with a liquefied hydrogen tank 3 according to an embodiment of the present disclosure.
  • a ship 1 shown in FIG. 1 includes a hull 2 and four liquefied hydrogen tanks 3 mounted on the hull 2 .
  • the liquefied hydrogen tank 3 according to this embodiment is a cargo tank for transporting liquefied hydrogen, and the ship 1 is a liquefied hydrogen carrier.
  • the liquefied hydrogen tanks 3 are arranged in the longitudinal direction in this embodiment, they may be arranged in the transverse direction when the width of the ship is wide.
  • the number of liquefied hydrogen tanks 3 mounted on the hull 2 may be one, or may be two or more.
  • the four liquefied hydrogen tanks 3 have substantially the same structure.
  • the liquefied hydrogen tank 3 is constructed as a multilayer tank.
  • the ship 1 is equipped with a plurality of liquefied hydrogen tanks 3, the plurality of liquefied hydrogen tanks 3 may have different structures.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the ship 1.
  • the liquefied hydrogen tank 3 includes an inner tank 4 containing liquefied hydrogen and an outer tank 5 surrounding the inner tank 4 .
  • the volume of the inner tank 4 is more than 20000 m 3 and not more than 50000 m 3 , and the liquefied hydrogen tank 3 is classified as a relatively large tank.
  • the inner tank 4 has a substantially spherical inner tank main body 41 .
  • the inner tank 4 may be provided with an inner tank dome protruding upward from the inner tank main body 41 .
  • the outer tub 5 includes a substantially spherical outer tub main body 51 .
  • the outer tub 5 may be provided with an outer tub dome protruding upward from the outer tub main body 51 .
  • the inner tank main body 41 and the outer tank main body 51 do not necessarily have to be spherical, and may have a horizontally elongated cylindrical shape or a vertically elongated cylindrical shape.
  • the inner tank main body 41 and the outer tank main body 51 may be cubic or rectangular parallelepiped.
  • the inner tank 4 and the outer tank 5 are separated in the thickness direction of the tank.
  • a space between the inner bath 4 and the outer bath 5 is called a "first region 31".
  • a first heat insulating layer is formed in the first region 31 .
  • the first heat insulating layer is composed of the first gas and heat insulating material filled in the first region 31 .
  • the first region 31 filled with the first gas is substantially at atmospheric pressure or in a low vacuum state.
  • the first gas is hydrogen gas or helium gas. Atmospheric pressure indicates about 10 5 Pa, but since the pressure in the first region 31 may fluctuate due to temperature, shaking of the hull 2, etc., the term “substantially atmospheric pressure” is used in the present specification and claims. can include about 10 5 Pa and atmospheric pressure with a range of pressure fluctuations greater than about 10 5 Pa. Also, the low vacuum state means a pressure lower than the atmospheric pressure and between 10 5 Pa and 10 2 Pa.
  • the first gas is hydrogen gas, even if the gas phase portion of the inner tank 4 and the first region 31 are communicated so that the vaporized gas generated in the inner tank 4 flows into the first region 31 good.
  • the liquefied hydrogen tank 3 according to the present embodiment is not of the vacuum insulation type, but the inner tank 4 and the inner tank 4 are A vacuum heat insulating layer may be provided between the outer tanks 5 .
  • the hull 2 has a plurality of holds 21 that open upward.
  • a plurality of holds 21 are arranged in the longitudinal direction, and the holds 21 are separated from each other by walls 22.
  • - The lower portions of the inner tank 4 and the outer tank 5 are accommodated inside each hold 21 .
  • the upper part of the outer tank 5 is covered with a tank cover 6.
  • - The outer tank 5 is surrounded by a wall 22 and a tank cover 6 which are components of the hull 2 forming a hold 21 .
  • a space between the outer tank 5, the tank cover 6, and the wall 22 of the hold 21 is called a "second area 32".
  • a second heat insulating layer is formed in the second region 32 .
  • the second heat insulating layer is composed of a heat insulating material arranged around the outer wall of the outer tank 5 and the second gas filled in the second region 32 .
  • the second region 32 filled with the second gas is substantially at atmospheric pressure. Although not particularly limited, the second region 32 may have a higher pressure than the first region 31 .
  • the second gas includes at least one of an inert gas such as nitrogen and dry air.
  • the second region 32 may be filled with dry air and the inert gas may be held in the second heat insulating layer.
  • skirts 25 are provided that are separated from each other in the longitudinal direction.
  • the skirt 25 supports the outer tub 5 .
  • a pair of support members 35 for supporting the inner tank main body 41 are provided between the inner tank 4 and the outer tank 5 .
  • the skirt 25 is arranged on the extension line of the support member 35, but the arrangement of the support member 35 and the skirt 25 is not limited to this embodiment.
  • Tank type of liquefied hydrogen tank 3 Here, the tank type of the liquefied hydrogen tank 3 will be described in detail.
  • the outer tank 5 is configured as an independent tank independent from the hull 2, and the liquefied hydrogen tank 3 is an independent tank as a whole.
  • An independent tank is a self-supporting tank that does not form part of the hull structure and is not essential to the strength of the hull.
  • At least one of the inner tank 4 and the outer tank 5 is a leak-proof tank.
  • a leak proof tank has a wall thickness such that incipient defects do not propagate more than half the wall thickness during the life of the tank. In such a leak-proof tank, since the presumed initial defect development is sufficiently small relative to the wall thickness (wall thickness), leakage of the liquid or gas contained in the leak-proof tank is not assumed.
  • a leak-proof tank defined in this way corresponds to a type C tank defined by the IGC Code in that the contained liquid or gas is not assumed to leak.
  • both the inner tank 4 and the outer tank 5 are leak-proof tanks.
  • the inner tank 4 contains liquefied hydrogen, and the first region 31 between the inner tank 4 and the outer tank 5 is filled with hydrogen gas. It is difficult to distinguish whether the hydrogen gas is due to leakage from the inner tank 4 or has been filled in the first region 31 in advance.
  • the inner tank 4 since it is difficult to detect leakage of liquefied hydrogen from the inner tank 4, the inner tank 4 is particularly required to be configured so as not to cause leakage of liquefied hydrogen. Therefore, it is desirable that at least the inner tank 4 be a leak-proof tank.
  • the outer tank 5 is desirably a leak prevention tank in order to prevent the combustible hydrogen gas in the first region 31 from leaking from the outer tank 5 .
  • the inner tank 4 is a leak-proof tank. It doesn't have to be a tank.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the design device 8 for the leak-proof tank.
  • a method for designing a leak-proof tank is implemented using a design device 8 .
  • the design device 8 is composed of at least one computer 80 .
  • Each computer 80 includes a processor 81 and a memory 82 in which programs executed by the processor 81, information, and the like are stored.
  • the memory 82 is connected to the processor 81 so that information can be read from and written to.
  • An input device, an output device, an auxiliary storage device, a communication interface, and the like may be connected to the processor 81 .
  • the functionality of the design apparatus 8 disclosed herein includes general purpose processors, special purpose processors, integrated circuits, Application Specific Integrated Circuits (ASICs), conventional circuits, and/or configured or programmed to perform the disclosed functionality. Alternatively, it can be implemented using a circuit or processing circuit that includes a combination thereof.
  • a processor is considered a processing circuit or circuit because it includes transistors and other circuits.
  • a circuit, unit or means is hardware that performs the recited function.
  • the hardware may be the hardware disclosed herein, or other known hardware programmed or configured to perform the recited functions. Where the hardware is a processor which is considered a type of circuit, the circuit, means or unit is a combination of hardware and software, the software being used to configure the hardware and/or the processor.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the design device 8.
  • the design device 8 includes a stress analysis unit 84, a fatigue crack growth analysis unit 85 for obtaining a crack growth amount, a stress intensity factor analysis unit 86 for obtaining a stress intensity factor, a determination unit 87, and a wall thickness determination unit 88.
  • Each functional part is provided.
  • a plurality of functional units may be configured in a single computer 80, or a plurality of functional units may be distributed in a plurality of computers 80 and configured.
  • the design wall thickness is set in the design device 8 when implementing the design method of the leak-proof tank.
  • the design wall thickness is an arbitrary value, but it is set within the range of values that are practicable for the wall plate of a leakproof tank. For example, if the wall plate of the leakage prevention tank is a steel plate, the design wall thickness is set in the range of 60 mm or less, and if the wall plate of the leakage prevention tank is a non-ferrous steel plate, the design wall thickness may be set in the range of 80 mm or less. .
  • a design method for a leak-proof tank includes (1) a stress analysis step, (2) a stress intensity factor analysis step, (3) a crack growth analysis step, (4) a determination step, and (5) a wall thickness determination step. include.
  • the wall thickness determination step may be performed by the designer in place of the wall thickness determination section 88 .
  • the method of stress analysis by the stress analysis unit 84 is not particularly limited, but examples include numerical analysis methods such as the finite element method, simulation, and the like.
  • the stress analysis unit 84 acquires the fluctuating load caused by the swaying of the hull 2 due to waves during sailing and the waves received by the hull 2, and calculates the fluctuating load from the hull structure, the leakage prevention tank structure, and the tank support structure. It is possible to obtain the generated stress (the generated stress distribution of the leakage prevention tank) estimated by performing numerical analysis by loading the numerical analysis model of the entire ship 1 including. A set wall thickness is incorporated as a parameter in the leaktight tank construction.
  • the fluctuating load and the numerical analysis model may be given to the stress analysis section 84 in advance.
  • the fluctuating load can be obtained by simulation based on the conditions of the route of the ship 1, or obtained experimentally.
  • the stress intensity factor analysis unit 86 obtains the stress intensity factor of the crack (stress intensity factor distribution of the leakage prevention tank).
  • Stress intensity factor analysis techniques are known.
  • a stress intensity factor analysis method by the stress intensity factor analysis unit 86 is not particularly limited, but a numerical analysis method such as the finite element method is exemplified.
  • the stress intensity factor analysis unit 86 performs numerical analysis including, for example, the generated stress obtained by the stress analysis unit 84, the leakage prevention tank structure including the shape of the welded portion, the size of the initial defect of the leakage prevention tank, and the crack shape.
  • elastic stress analysis by the finite element method is performed to obtain the stress intensity factor of the crack.
  • the stress intensity factor analysis unit 86 may change the analysis method according to the analysis part of the leak-proof tank.
  • the fatigue crack growth analysis unit 85 obtains the crack growth amount of the initial defect of the leakage prevention tank by fatigue crack growth analysis.
  • the method of fatigue crack growth analysis by the fatigue crack growth analysis unit 85 is not particularly limited, but examples thereof include numerical analysis methods such as the finite element method, simulation, and the like.
  • the fatigue crack growth analysis unit 85 acquires the tank life of the leakage prevention tank, the fracture toughness of the material of the leakage prevention tank, the stress intensity factor of the analysis portion, and the generated stress of the analysis portion, and converts them into fatigue cracks.
  • the amount of crack growth of the initial defect during the life of the tank can be obtained by performing numerical analysis by loading it into the growth analysis model.
  • the size of the initial defect may be any value corresponding to the size of the initial defect that can actually exist.
  • the tank life may be any value that corresponds to the life of the vessel 1 . Based on the tank life, the number of stress cycles generated during the tank life can be estimated.
  • the temperature of the leak-preventing tank is the temperature of the leak-preventing tank when the inner tank 4 contains liquefied hydrogen.
  • the fracture toughness the fracture toughness of the material at the temperature of the leak-proof tank when the inner tank 4 contains liquefied hydrogen may be used.
  • the stress intensity factor of the analyzed region the one calculated by the stress intensity factor analysis unit 86 may be used.
  • the generated stress at the analysis site may be calculated by the stress analysis unit 84 .
  • the determination unit 87 determines that the design wall thickness is “suitable” if it satisfies the requirement of “a wall thickness in which initial defects do not propagate beyond half of the wall thickness during the life of the tank”. Otherwise, it is determined as "unsuitable”. Specifically, the determination unit 87 acquires the crack growth amount of the initial defect in the tank life obtained by the fatigue crack growth analysis unit 85, and if the crack growth amount does not exceed half of the design wall thickness (i.e. , when the amount of crack growth is less than half of the design wall thickness), the design wall thickness is determined to be appropriate, and when the amount of crack growth exceeds half of the design wall thickness, the design wall thickness is determined to be inappropriate.
  • the wall thickness determining section 88 determines the wall thickness of the leakage prevention tank so that it is equal to or larger than the design wall thickness determined to be appropriate by the determining section 87 .
  • a leak-proof tank is designed with the wall thickness thus determined.
  • the suitability of the design wall thickness is judged based on the amount of crack growth. You can judge.
  • the stress intensity factor analysis unit 86 calculates the stress intensity factor of the crack (i.e., the crack in the tank life) in which the initial defect has grown by the amount of crack growth obtained by the fatigue crack growth analysis unit 85 as an unstable fracture. Obtained as a judgment index. If this criterion is greater than or equal to the fracture toughness value, unstable fracture is expected to occur during the life of the tank.
  • the determination unit 87 acquires the determination index and the fracture toughness value of the material of the leakage prevention tank, determines that the design wall thickness is inappropriate when the determination index is equal to or greater than the fracture toughness value, and determines that the determination index is the fracture toughness value.
  • the design wall thickness is judged to be suitable if the value is less than
  • a liquefied hydrogen tank 3 is a liquefied hydrogen tank 3 mounted on a ship 1 and includes an inner tank 4 containing liquefied hydrogen and an outer tank 5 surrounding the inner tank 4. , at least one of the inner tank 4 and the outer tank 5 is a leak-proof tank, characterized in that the leak-proof tank has a wall thickness such that incipient faults do not propagate more than half the wall thickness during the life of the tank. .
  • both the inner tank 4 and the outer tank 5 may be leak-proof tanks.
  • the space between the inner tank 4 and the outer tank 5 is filled with hydrogen gas, and the inner tank 4 may be a leak prevention tank.
  • the space between the inner tank 4 and the outer tank 5 is filled with hydrogen gas, and the outer tank 5 may be a leak prevention tank.
  • the liquefied hydrogen tank 3 configured as described above, even if there is an initial defect in the leakage prevention tank included in the liquefied hydrogen tank 3, the progress of the initial defect during the life of the tank is sufficiently small relative to the wall thickness. Leakage of liquids or gases contained in leakproof tanks is not assumed.
  • Such a leak-proof tank corresponds to a Type C tank defined by the IGC Code in that no leakage of the contained liquid or gas is assumed. Therefore, the leak-proof tank and the liquefied hydrogen tank 3 having the same can omit the secondary barrier.
  • the volume of the inner tank 4 may exceed 20,000 m 3 and be 50,000 m 3 or less.
  • the liquefied hydrogen tank 3 is a relatively large tank as described above, it can have a wall thickness that can be actually constructed while providing a predetermined leak prevention function.
  • the design method of the liquefied hydrogen tank 3 includes: In the first processor (fatigue crack growth analysis unit 85), the tank life of the leakage prevention tank, the size of the initial defect of the leakage prevention tank, the temperature of the leakage prevention tank, the stress intensity factor of the leakage prevention tank, and the leakage prevention The stress generated in the tank is acquired, and the amount of crack growth of the initial defect due to the stress corresponding to the number of cycles corresponding to the life of the tank is obtained by fatigue crack growth analysis, The second processor (determining unit 87) acquires the obtained crack growth amount and the design wall thickness of the leakage prevention tank, and if the crack growth amount does not grow beyond half of the design wall thickness, the design wall thickness is judged to be suitable, and the design wall thickness is judged to be unsuitable when the amount of crack growth grows beyond half of the design wall thickness, It is characterized in that the wall thickness of the leakage prevention tank is determined so as to be equal to or greater than the design wall thickness determined to be appropriate. Note that the first processor and
  • the design method of the liquefied hydrogen tank 3 is The third processor (stress intensity factor analysis unit 86) obtains the stress intensity factor of a crack that has progressed from the initial defect during the life of the tank as a determination index, and the fourth processor (wall thickness determination unit 88) determines the leakage prevention Obtaining the fracture toughness value of the tank material, and determining that the design wall thickness is inappropriate because the occurrence of unstable fracture is expected during the life of the tank when the determination index is equal to or greater than the fracture toughness value. may contain.
  • the calculation of the stress intensity factor may be performed for the final crack shape after the tank life period has elapsed, or may be performed for the crack shape that develops during the tank life period.
  • the first to fourth processors may be physically the same processor, or may be processors independent of each other.
  • the suitability of the designed wall thickness is further determined based on the presence or absence of the occurrence of unstable fracture, so it is possible to design a tank that can more reliably prevent leakage.
  • the inner tank 4 is generally classified as a large tank. good. That is, the structure and design method of the liquefied hydrogen tank 3 according to the present disclosure are not limited to the scale of the tank, and may be applied to small tanks and large tanks exceeding 50000 m 3 .
  • the liquefied hydrogen tank 3 is a cargo tank, but the structure and design method of the liquefied hydrogen tank 3 according to the present disclosure may be applied to a fuel tank mounted on the ship 1.
  • the ship 1 is not limited to a liquefied hydrogen carrier.

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Abstract

船舶に搭載される液化水素タンクは、液化水素が収容される内槽と、内槽を包囲する外槽とを備え、内槽及び外槽のうち少なくとも一方は漏洩防止タンクであり、漏洩防止タンクはタンク寿命中に初期欠陥が壁の厚さの半分を超えて伝播しない壁厚を有する。

Description

液化水素タンク及びその設計方法
　本開示は、液体水素を輸送する船舶（以下、液化水素運搬船と称する）に搭載される液化水素タンクの構造及び液化水素タンクの設計方法に関する。
　液化水素運搬船の貨物タンクとして、液化水素を収容する内槽と、内槽を包囲する外槽と、内槽と外槽の槽間の断熱層とを備えたものが知られている。特許文献１では、液化水素運搬船の貨物タンクの一例が開示されている。
　液化ガスを輸送する船舶の設計製造は、国際規則であるＩＧＣコード（非特許文献１）に準拠することが要求されている。現用のＩＧＣコードはＬＰＧやＬＮＧなどの液化ガスを輸送する船舶を対象としたものであり、液化水素運搬船はＩＧＣコードの適用対象とされておらず、液体水素は運送に関する要件が規定されていない。
　船舶に搭載された貨物タンクのき裂進展の主な原因は、船体の動揺によって貨物タンクに繰り返し作用する荷重によって生じる動的応力であることが知られている。ＩＧＣコードに準拠したタイプＣタンクの設計方式によれば、設計蒸気圧Poが安全率を見込んで十分に高く設定されることから最小設計圧力も高くなり、この最小設計圧力に対応する強度を備えるためにタンクの壁厚が十分大きく設計される。その結果、タンクの動的変動応力が十分小さく、想定される初期欠陥の進展も壁厚に対して十分に小さい設計となっているため、液体貨物の漏洩は想定されず、二次防壁の設置は義務付けられていない。
国際公開ＷＯ２０１４／１７４８２０
International Maritime Organization, "THE INTERNATIONAL CODE FOR THE CONSTRUCTION AND EQUIPMENT OF SHIPS CARRYING LIQUEFIED GASES IN BULK (IGC CODE)" CHAPTER 4 CARGO CONTAINMENT, adopted on 22 May 2014
　容積が２００００ｍ3を超える大型の液化ガス輸送用の独立型の貨物タンクについては、ＩＧＣコードに規定されたタイプＣタンク以外のタンク（即ち、タイプＡタンク又はタイプＢタンク）の設計方式が適用されてきた。ＩＧＣコードに準拠したタイプＣタンクの設計方式は、主に容積が２００００ｍ3以下の小型のタンクのみに適用されてきた。その理由は、ＩＧＣコードに準拠したタイプＣタンクの設計方式を大型のタンクに適用すると、最小設計圧力に対応するタンクの壁厚が実現的な数値範囲を超えるからである。
　本開示は以上の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、極低温の液化水素の大量輸送を実現するにあたり、船舶に搭載される液化水素タンクにおいて、当該液化水素タンクの規模に関わらず液体又は気体の水素の漏洩防止を実現可能な構造及び設計方法を提案することにある。
　本開示に係る液化水素タンクは、船舶に搭載される液化水素タンクであって、液化水素が収容される内槽と、前記内槽を包囲する外槽とを備え、前記内槽及び前記外槽のうち少なくとも一方は漏洩防止タンクであり、前記漏洩防止タンクはタンク寿命中に初期欠陥が壁の厚さの半分を超えて伝播しない壁厚を有することを特徴としている。
　また、本開示に係る液化水素タンクの設計方法は、液化水素が収容される内槽と、前記内槽を包囲する外槽とを備え、船舶に搭載される液化水素タンクの設計方法であって、
前記内槽及び前記外槽のうち少なくとも一方を漏洩防止タンクとし、
第１のプロセッサで、前記漏洩防止タンクのタンク寿命、前記漏洩防止タンクの初期欠陥の大きさ、前記漏洩防止タンクの温度、前記漏洩防止タンクの応力拡大係数、及び、前記漏洩防止タンクに生じる応力を取得し、前記タンク寿命と対応する繰り返し数の前記応力による前記初期欠陥のき裂進展量を疲労き裂進展解析により求め、
第２のプロセッサで、求めた前記き裂進展量、及び、前記漏洩防止タンクの設計壁厚を取得し、前記き裂進展量が前記設計壁厚の半分を超えて進展しない場合に前記設計壁厚を適と判定し、前記き裂進展量が前記設計壁厚の半分を超えて進展する場合に前記設計壁厚を不適と判定し、
適と判断された前記設計壁厚以上となるように前記漏洩防止タンクの壁厚を決定することを特徴としている。
　本開示によれば、船舶に搭載される液化水素タンクにおいて、当該液化水素タンクの規模に関わらず液体又は気体の水素の漏洩防止を実現可能な構造及び設計方法を提案できる。
図１は、本開示の一実施形態に係る液化水素タンクを搭載した船舶の概略構成図である。 図２は、液化水素運搬船の横断面図である。 図３は、漏洩防止タンクの設計装置の構成を示す図である。 図４は、漏洩防止タンクの設計装置の機能ブロック図である。
　次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
　図１は、本開示の一実施形態に係る液化水素タンク３を搭載した船舶１の概略構成図である。図１に示す船舶１は、船体２と、船体２に搭載された４つの液化水素タンク３とを備える。本実施形態に係る液化水素タンク３は、液化水素輸送用の貨物タンクであって、船舶１は液化水素運搬船である。液化水素タンク３は、本実施形態では船長方向に並んでいるが、船幅が広い場合は船幅方向に並んでもよい。また、船体２に搭載される液化水素タンク３の数は１つであってもよいし、２つ以上の複数であってもよい。
　本実施形態において、４つの液化水素タンク３は、実質的に同じ構造を有する。本実施形態では、液化水素タンク３は多層タンクとして構成されている。但し、船舶１に複数の液化水素タンク３が搭載されている場合、複数の液化水素タンク３はそれぞれ異なる構造を有していてもよい。
　図２は、船舶１の横断面図である。図１及び図２に示すように、液化水素タンク３は、液化水素を収容する内槽４と、内槽４を包囲する外槽５とを備える。内槽４の容積は２００００ｍ3を超えて５００００ｍ3以下であり、液化水素タンク３は比較的大型のタンクに分類される。
　内槽４は、略球形の内槽本体４１を備える。内槽４には、内槽本体４１から上向きに突出する内槽ドームが設けられていてもよい。外槽５は、略球形の外槽本体５１を備える。外槽５には、外槽本体５１から上向きに突出する外槽ドームが設けられていてもよい。但し、内槽本体４１及び外槽本体５１は、必ずしも球形である必要はなく、水平方向に長い円筒形状や鉛直方向に長い円筒形状であってもよい。或いは、内槽本体４１及び外槽本体５１は、立方体状や直方体状であってもよい。
　内槽４と外槽５は、槽の厚さ方向に離間している。内槽４と外槽５との槽間を「第１領域３１」と称する。第１領域３１には、第１断熱層が形成されている。第１断熱層は、第１領域３１に充填された第１ガスと断熱材とにより構成されている。
　第１ガスが充填された第１領域３１は、実質的に大気圧又は低真空状態となっている。第１ガスは、水素ガス、又は、ヘリウムガスである。大気圧とは約１０５Ｐａを示すが、第１領域３１は温度や船体２の動揺等によって圧力が変動することがあるから、本明細書及び特許請求の範囲において「実質的に大気圧」には約１０５Ｐａと、約１０５Ｐａよりも圧力変動の範囲で高い気圧とが含まれ得る。また、低真空状態とは、大気圧よりも低圧であって、１０５Ｐａから１０２Ｐａまでの間の気圧を示す。第１ガスが水素ガスである場合には、内槽４で発生した気化ガスが第１領域３１へ流入するように、内槽４の気相部と第１領域３１とが連通されていてもよい。なお、上記の通り本実施形態に係る液化水素タンク３は真空断熱方式ではないが、第１領域３１に断熱層が配置されたうえ当該第１領域３１が真空とされることにより内槽４と外槽５の間に真空断熱層が設けられていてもよい。
　船体２は、上向きに開口する複数のホールド２１を有する。複数のホールド２１は船長方向に並んでおり、ホールド２１同士は壁２２によって仕切られている。そして、各ホールド２１の内部に、内槽４及び外槽５の下部が収容されている。外槽５の上部はタンクカバー６で覆われている。外槽５は、ホールド２１を形作る船体２の構成要素である壁２２とタンクカバー６とによって包囲されている。外槽５とタンクカバー６及びホールド２１の壁２２との間を「第２領域３２」と称する。第２領域３２には、第２断熱層が形成されている。第２断熱層は、外槽５の外壁の周囲に配置された断熱材と第２領域３２に充填された第２ガスとにより構成されている。
　第２ガスが充填された第２領域３２は、実質的に大気圧となっている。特に限定されないが、第２領域３２は第１領域３１よりも高圧であってよい。第２ガスは、窒素などの不活性ガス、及び、乾燥空気の少なくとも一方を含む。例えば、第２領域３２に乾燥空気が充填され、第２断熱層に不活性ガスが保持されていてもよい。
　各ホールド２１の内部には、船長方向に互いに離間する一対のスカート２５が設けられている。スカート２５は、外槽５を支持する。また、内槽４と外槽５との間には、内槽本体４１を支持する一対の支持部材３５が設けられている。本実施形態では、支持部材３５の延長線上にスカート２５が配置されているが、支持部材３５及びスカート２５の配置は本実施形態に限定されない。
〔液化水素タンク３のタンク形式〕
　ここで、液化水素タンク３のタンク形式について詳細に説明する。
　外槽５は船体２から独立した独立型タンクとして構成されており、液化水素タンク３は全体として独立型タンクとなっている。独立型タンクとは、自己支持型のタンクで、船体構造の一部を構成せず、且つ、船体強度上は不可欠ではないものをいう。
　内槽４及び外槽５の少なくとも一方は、漏洩防止タンクである。漏洩防止タンクは、タンク寿命中に初期欠陥が壁の厚さの半分を超えて伝播しない壁厚を有する。このような漏洩防止タンクは、想定される初期欠陥の進展が壁厚（肉厚）に対して十分に小さいことから、漏洩防止タンクに収容されている液体又は気体の漏洩は想定されない。このように規定される漏洩防止タンクは、収容されている液体又は気体の漏洩は想定されないという観点において、ＩＧＣ　Ｃｏｄｅに規定されるタイプＣタンクに相当する。
　本実施形態では、内槽４及び外槽５の双方が漏洩防止タンクである。本実施形態に係る液化水素タンク３では、内槽４に液化水素が収容され、且つ、内槽４と外槽５との第１領域３１に水素ガスが充填されることから、第１領域３１の水素ガスが内槽４からの漏洩によるものか予め第１領域３１に充填されていたものであるかの区別が難しい。このように、内槽４から液化水素の漏洩を検知することが難しいことから、内槽４には液体水素の漏洩が生じないような構成が特に要求される。よって、少なくとも内槽４は漏洩防止タンクであることが望ましい。内槽４が漏洩防止タンクであり、外槽５が漏洩防止タンクではない場合、外槽５に対する破壊強度の要求レベルが下がり外槽５の板厚を薄くすることができるため物量コスト削減に繋がる。また、本実施形態において、第１領域３１の可燃性の水素ガスを外槽５から漏洩させないために、外槽５は漏洩防止タンクであることが望ましい。また、外槽５が漏洩防止タンクであり、且つ、第１領域３１に水素ガス以外の第１ガスが充填されている又は第１領域３１が真空である場合には、内槽４は漏洩防止タンクでなくてもよい。
〔液化水素タンク３の漏洩防止タンクの設計方法〕
　ここで、液化水素タンク３を構成する内槽４及び外槽５のうち漏洩防止タンクの設計方法について詳細に説明する。
　図３は、漏洩防止タンクの設計装置８の概略構成図である。漏洩防止タンクの設計方法は、設計装置８を用いて実施される。設計装置８は、少なくとも１台のコンピュータ８０で構成される。各コンピュータ８０は、プロセッサ８１と、プロセッサ８１で実行されるプログラムや情報などが記憶されたメモリ８２とを備える。メモリ８２は、プロセッサ８１に情報の読み出し及び書き込みが可能に接続されている。また、プロセッサ８１には、入力装置、出力装置、補助記憶装置、及び通信インターフェースなどが接続されていてよい。本明細書で開示する設計装置８の機能は、開示された機能を実行するように構成又はプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、及び／又は、それらの組み合わせを含む回路、又は、処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路又は回路と見做される。本開示において、回路、ユニット、又は手段は、列挙された機能を実行するハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、或いは、列挙された機能を実行するようにプログラム又は構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェア及び／又はプロセッサの構成に使用される。
　図４は、設計装置８の機能ブロック図である。設計装置８は、応力解析部８４と、き裂進展量を求める疲労き裂進展解析部８５と、応力拡大係数を求める応力拡大係数解析部８６と、判定部８７と、壁厚決定部８８との各機能部を備える。複数の機能部が単一のコンピュータ８０に構成されていてもよいし、複数の機能部が複数のコンピュータ８０に分散して構成されていてもよい。
　漏洩防止タンクの設計方法を実施するにあたり、設計壁厚が設計装置８に設定される。設計壁厚は任意の値であるが、漏洩防止タンクの壁板として実施可能な値の範囲内で設定される。例えば、漏洩防止タンクの壁板が鋼板であれば設計壁厚は６０ｍｍ以下の範囲で設定され、漏洩防止タンクの壁板が非鉄鋼板であれば設計壁厚は８０ｍｍ以下の範囲で設定されてよい。
　漏洩防止タンクの設計方法は、（１）応力解析ステップ、（２）応力拡大係数解析ステップ、（３）き裂進展解析ステップ、（４）判定ステップ、及び、（５）壁厚決定ステップ、を含む。但し、壁厚決定ステップは壁厚決定部８８に代えて設計者によって行われてもよい。
（１）応力解析ステップ
　船舶１は、海洋の波浪中を航行するため、船体２の表面には波浪による変動圧力が作用する。この変動圧力により船体２が動揺し、動揺の加速度により貨物である液体水素の慣性力に起因する変動荷重が漏洩防止タンクに作用する。この変動荷重によって、漏洩防止タンクに変動する応力、即ち、動的応力が発生する。応力解析部８４は、このように船体２の動揺によって漏洩防止タンク、特に、漏洩防止タンクの溶接部に発生する応力を求める。
　応力解析部８４による応力解析の手法は特に限定されないが、有限要素法などの数値解析手法のほか、シミュレーションなどが例示される。例えば、応力解析部８４は、就航中の波による船体２の動揺や船体２が受ける波浪などに起因する変動荷重を取得し、この変動荷重を船殻構造、漏洩防止タンク構造、及びタンク支持構造を含む船舶１全体の数値解析モデルに負荷して、数値解析を行うことにより推定される発生応力（漏洩防止タンクの発生応力分布）を求めることができる。漏洩防止タンク構造には、設定壁厚がパラメータとして組み込まれている。変動荷重や数値解析モデルは、予め応力解析部８４に与えられていてよい。変動荷重は、船舶１の航路の状況に基づいてシミュレーションで求めたり、実験的に求めたりすることができる。
（２）応力拡大係数解析ステップ
　応力拡大係数解析部８６は、き裂の応力拡大係数（漏洩防止タンクの応力拡大係数分布）を求める。種々の応力拡大係数の解析手法が公知である。応力拡大係数解析部８６による応力拡大係数解析手法は特に限定されないが、有限要素法などの数値解析手法が例示される。応力拡大係数解析部８６は、例えば、応力解析部８４で求めた発生応力と、溶接部形状を含めた漏洩防止タンク構造と、漏洩防止タンクの初期欠陥の大きさと、き裂形状を含む数値解析モデルを用いて、有限要素法による弾性応力解析でき裂の応力拡大係数を求める。応力拡大係数解析部８６は、漏洩防止タンクの解析部位に応じて解析方法を変えてもよい。
（３）き裂進展解析ステップ
　疲労き裂進展解析部８５は、疲労き裂進展解析により漏洩防止タンクの初期欠陥のき裂進展量を求める。疲労き裂進展解析部８５による疲労き裂進展解析の手法は特に限定されないが、有限要素法などの数値解析手法のほか、シミュレーションなどが例示される。例えば、疲労き裂進展解析部８５は、漏洩防止タンクのタンク寿命、漏洩防止タンクの材料の破壊靭性、解析部位の応力拡大係数、及び、解析部位の発生応力を取得し、これらを疲労き裂進展解析モデルに負荷して数値解析を行うことにより、タンク寿命における初期欠陥のき裂進展量を求めることができる。タンク寿命、初期欠陥の大きさ、漏洩防止タンクの温度、漏洩防止タンクの材料の破壊靭性などのタンク構造に関する情報は予め疲労き裂進展解析部８５へ与えられる。初期欠陥の大きさは、実際に存在し得る初期欠陥の大きさに相当する任意の値であってよい。タンク寿命は、船舶１の寿命に相当する任意の値であってよい。タンク寿命に基づいて、タンク寿命中の発生応力の繰り返し数を推定することができる。漏洩防止タンクの温度は、内槽４に液化水素が収容されているときの漏洩防止タンクの温度である。破壊靭性は、内槽４に液化水素が収容されているときの漏洩防止タンクの温度の材料の破壊靭性が用いられてよい。解析部位の応力拡大係数は、応力拡大係数解析部８６で算出されたものが用いられてよい。解析部位の発生応力は、応力解析部８４で算出されたものが用いられてよい。
（４）判定ステップ
　判定部８７は、設計壁厚が「タンク寿命中に初期欠陥が壁の厚さの半分を超えて伝播しない壁厚」という要件を満たす場合に「適」と判定し、それ以外では「不適」と判定する。具体的には、判定部８７は、疲労き裂進展解析部８５で求めたタンク寿命における初期欠陥のき裂進展量を取得し、き裂進展量が設計壁厚の半分を超えない場合（即ち、き裂進展量が設計壁厚の半分以下の場合）に当該設計壁厚を適と判定し、き裂進展量が設計壁厚の半分を超える場合に当該設計壁厚を不適と判定する。
（５）壁厚決定ステップ
　壁厚決定部８８は、判定部８７で適と判断された設計壁厚以上となるように漏洩防止タンクの壁厚を決定する。このようにして決定された壁厚を有する漏洩防止タンクが設計される。
　以上に説明した漏洩防止タンクの設計方法では、き裂進展量に基づく設計壁厚の適否の判定を行っているが、これに加えて、不安定破壊の発生の有無によって設計壁厚の適否を判定してもよい。この場合、応力拡大係数解析部８６は、初期欠陥が疲労き裂進展解析部８５で求めたき裂進展量だけ進展したき裂（即ち、タンク寿命におけるき裂）の応力拡大係数を不安定破壊の判定指標として求める。この判定指標が破壊靭性値以上である場合に、タンク寿命の期間に不安定破壊の発生が予期される。そこで、判定部８７は、判定指標と漏洩防止タンクの材料の破壊靭性値とを取得し、判定指標が破壊靭性値以上である場合に設計壁厚を不適と判定し、判定指標が破壊靭性値未満である場合に設計壁厚を適と判定する。
〔総括〕
　本開示の実施形態に係る液化水素タンク３は、船舶１に搭載される液化水素タンク３であって、液化水素が収容される内槽４と、内槽４を包囲する外槽５とを備え、内槽４及び外槽５のうち少なくとも一方は漏洩防止タンクであり、漏洩防止タンクはタンク寿命中に初期欠陥が壁の厚さの半分を超えて伝播しない壁厚を有することを特徴としている。
　上記液化水素タンク３において、内槽４及び外槽５の双方が漏洩防止タンクであってよい。
　上記液化水素タンク３において、内槽４と外槽５との槽間に水素ガスが充填されており、内槽４が漏洩防止タンクであってよい。
　上記液化水素タンク３において、内槽４と外槽５との槽間に水素ガスが充填されており、外槽５が漏洩防止タンクであってよい。
　上記構成の液化水素タンク３によれば、当該液化水素タンク３が備える漏洩防止タンクに初期欠陥が存在してもタンク寿命中の当該初期欠陥の進展が壁厚に対して十分に小さいことから、漏洩防止タンクに収容されている液体又は気体の漏洩は想定されない。このような漏洩防止タンクは、収容されている液体又は気体の漏洩は想定されないという観点において、ＩＧＣ　Ｃｏｄｅに規定されるタイプＣタンクに相当する。よって、漏洩防止タンク及びそれを備える液化水素タンク３は、二次防壁を省略することができる。
　上記液化水素タンク３において、内槽４の容積は２００００ｍ3を超えて５００００ｍ3以下であってよい。
　このように液化水素タンク３が上記のような比較的大型のタンクであっても、所定の漏洩阻止機能を備えつつ、実際に建造可能な壁厚となり得る。
　また、本実施形態に係る液化水素タンク３の設計方法は、
第１のプロセッサ（疲労き裂進展解析部８５）で、漏洩防止タンクのタンク寿命、漏洩防止タンクの初期欠陥の大きさ、漏洩防止タンクの温度、漏洩防止タンクの応力拡大係数、及び、漏洩防止タンクに生じる応力を取得し、タンク寿命と対応する繰り返し数の応力による初期欠陥のき裂進展量を疲労き裂進展解析により求め、
第２のプロセッサ（判定部８７）で、求めたき裂進展量、及び、漏洩防止タンクの設計壁厚を取得し、き裂進展量が設計壁厚の半分を超えて進展しない場合に設計壁厚を適と判定し、き裂進展量が設計壁厚の半分を超えて進展する場合に設計壁厚を不適と判定し、
適と判断された設計壁厚以上となるように漏洩防止タンクの壁厚を決定することを特徴としている。なお、第１のプロセッサと第２のプロセッサは、物理的に同一のプロセッサであってもよいし、互いに独立したプロセッサであってもよい。
　上記の液化水素タンク３の設計方法によれば、現実的な壁厚の範囲内で、収容されている気体又は液体の漏洩が生じないタンクを設計することができる。
　上記液化水素タンク３の設計方法は、
第３のプロセッサ（応力拡大係数解析部８６）で、タンク寿命中に初期欠陥から進展したき裂の応力拡大係数を判定指標として求め、第４のプロセッサ（壁厚決定部８８）で、漏洩防止タンクの材料の破壊靭性値を取得し、判定指標が破壊靭性値以上の場合に、タンク寿命の期間に不安定破壊の発生が予期されることから設計壁厚を不適と判定することを、更に含んでいてもよい。なお、応力拡大係数の計算は、タンク寿命期間経過後の最終のき裂形状に対して行われてもよいし、タンク寿命期間中に進展するき裂形状に対して逐次行われてもよい。また、第１乃至第４のプロセッサは、物理的に同一のプロセッサであってもよいし、互いに独立したプロセッサであってもよい。
　上記の設計方法によれば、設計された壁厚の適否が不安定破壊の発生の有無に基づいて更に判断されるので、より確実に漏洩を防止できるタンクを設計することができる。
　上記実施形態において、内槽４は一般的に大型タンクに分類されるが、内槽４が２００００ｍ3以下の小型に分類されるタンクであって、この内槽４が漏洩防止タンクであってもよい。つまり、本開示に係る液化水素タンク３の構造及び設計方法はタンクの規模に限定されず小型タンクや５００００ｍ3を超える大型タンクに適用されてもよい。
　上記実施形態において、液化水素タンク３は貨物タンクであるが、本開示に係る液化水素タンク３の構造及び設計方法は船舶１に搭載された燃料タンクに適用されてもよい。この場合、船舶１は液化水素運搬船に限定されない。
　本開示の前述の議論は、例示及び説明の目的で提示されたものであり、本開示を本明細書に開示される形態に限定することを意図するものではない。例えば、前述の詳細な説明では、本開示の様々な特徴は、本開示を合理化する目的で１つの実施形態にまとめられている。但し、本開示に含まれる複数の特徴は、上記で論じたもの以外の代替の実施形態、構成、又は態様に組み合わせることができる。

Claims (6)

  1. 　船舶に搭載される液化水素タンクであって、
    　液化水素が収容される内槽と、前記内槽を包囲する外槽とを備え、前記内槽及び前記外槽のうち少なくとも一方は漏洩防止タンクであり、前記漏洩防止タンクはタンク寿命中に初期欠陥が壁の厚さの半分を超えて伝播しない壁厚を有する、
    液化水素タンク。
  2. 　前記内槽及び前記外槽の双方が前記漏洩防止タンクである
    請求項１に記載の液化水素タンク。
  3. 　前記内槽と前記外槽との槽間に水素ガスが充填されており、
    　前記内槽は前記漏洩防止タンクであり、且つ、前記外槽は前記漏洩防止タンクではない、
    請求項１に記載の液化水素タンク。
  4. 　前記内槽の容積は２００００ｍ3を超えて５００００ｍ3以下である、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液化水素タンク。
  5. 　液化水素が収容される内槽と、前記内槽を包囲する外槽とを備え、船舶に搭載される液化水素タンクの設計方法であって、
    　前記内槽及び前記外槽のうち少なくとも一方を漏洩防止タンクとし、
    　第１のプロセッサで、前記漏洩防止タンクのタンク寿命、前記漏洩防止タンクの初期欠陥の大きさ、前記漏洩防止タンクの温度、前記漏洩防止タンクの応力拡大係数、及び、前記漏洩防止タンクに生じる応力を取得し、前記タンク寿命と対応する繰り返し数の前記応力による前記初期欠陥のき裂進展量を疲労き裂進展解析により求め、
    　第２のプロセッサで、求めた前記き裂進展量、及び、前記漏洩防止タンクの設計壁厚を取得し、前記き裂進展量が前記設計壁厚の半分を超えて進展しない場合に前記設計壁厚を適と判定し、前記き裂進展量が前記設計壁厚の半分を超えて進展する場合に前記設計壁厚を不適と判定し、
    　適と判断された前記設計壁厚以上となるように前記漏洩防止タンクの壁厚を決定する、液化水素タンクの設計方法。
  6. 　第３のプロセッサで、タンク寿命期間中に前記初期欠陥から進展したき裂の応力拡大係数を判定指標として求め、
    　第４のプロセッサで、前記漏洩防止タンクの材料の破壊靭性値を取得し、前記判定指標が前記破壊靭性値以上の場合に、前記タンク寿命の期間に不安定破壊の発生が予期されることから前記設計壁厚を不適と判定する、
    請求項５に記載の液化水素タンクの設計方法。
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