WO2023219159A1 - 浮体、液化二酸化炭素の積込方法 - Google Patents

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俊夫 小形
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    • F17C2270/0105—Ships

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for loading a floating body and liquefied carbon dioxide.
  • the fuel tank disclosed in Patent Document 1 is configured to include a loading pipe (pipeline) for loading liquefied natural gas (LNG) into the fuel tank.
  • a loading pipe pipeline
  • LNG liquefied natural gas
  • the pressure of the liquefied carbon dioxide at the lower ends of the loading piping and unloading piping that open in the tank corresponds to the tank operating pressure.
  • the top of the loading pipe or the unloading pipe, which is the highest position, is located above the highest liquid level in the tank.
  • the pressure of the liquefied carbon dioxide at the top of the pipe is lower than the pressure of the liquefied carbon dioxide at the lower end of the pipe by an amount corresponding to the head pressure due to the height difference between the liquid level of the liquefied carbon dioxide in the tank and the top of the pipe. That is, in the loading piping and unloading piping, the pressure of liquefied carbon dioxide at the top of the piping is lower than the pressure of liquefied carbon dioxide in the tank.
  • Liquefied carbon dioxide has a triple point pressure (triple point pressure) where the gas phase, liquid phase, and solid phase coexist, which is higher than that of LNG or LPG, and there is a difference from the tank operating pressure during operation. small.
  • the pressure of liquefied carbon dioxide may drop below the triple point pressure at the top of the pipe where the pressure of liquefied carbon dioxide is lowest, causing flash evaporation of liquefied carbon dioxide. be.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and includes a floating body capable of suppressing the generation of dry ice in piping and smoothly carrying out loading and unloading operations of liquefied carbon dioxide.
  • the purpose is to provide a loading method.
  • a floating body includes a floating body main body, a tank, a loading piping section, a bypass piping section, and a switching section.
  • the tank is arranged on the floating body.
  • the tank can store liquefied carbon dioxide.
  • the loading piping section penetrates the inside and outside of the tank from above to below.
  • the loading piping section discharges liquefied carbon dioxide supplied from the outside into the tank.
  • the bypass piping section is outside the tank, and one end is connected to the loading piping section, and the other end is connected to the loading piping section downstream of the one end.
  • the bypass piping section has an inner diameter smaller than the loading piping section.
  • the switching section is capable of switching the distribution route of the liquefied carbon dioxide between the loading piping section and the bypass piping section.
  • the method of loading liquefied carbon dioxide is a method of loading liquefied carbon dioxide in a floating body as described above.
  • the method for loading liquefied carbon dioxide includes the steps of loading liquefied carbon dioxide into the tank through the bypass piping section, and when the liquid level of liquefied carbon dioxide in the tank reaches a predetermined liquid level, loading the liquefied carbon dioxide into the tank through the bypass piping section. loading liquefied carbon dioxide into the tank through only the piping section.
  • the method of loading a floating body and liquefied carbon dioxide of the present disclosure it is possible to suppress the generation of dry ice in piping and to smoothly perform loading and unloading operations of liquefied carbon dioxide.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a ship as a floating body according to an embodiment of the present disclosure.
  • 2 is a diagram illustrating a tank, loading piping, and unloading piping provided in a ship according to an embodiment of the present disclosure, and is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which liquefied carbon dioxide is being loaded through a bypass piping section in a liquefied carbon dioxide loading method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which liquefied carbon dioxide is being loaded only through a loading piping section in a liquefied carbon dioxide loading method according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a flowchart showing a procedure of a method for loading liquefied carbon dioxide according to an embodiment of the present disclosure.
  • a ship 1 which is a floating body, transports liquefied carbon dioxide.
  • This ship 1 includes at least a hull 2 as a floating body body and tank equipment 10.
  • the hull 2 has a pair of sides 3A and 3B forming its outer shell, a bottom (not shown), and an upper deck 5.
  • the sides 3A and 3B have a pair of side skins forming port and starboard sides, respectively.
  • the bottom (not shown) has a bottom skin that connects these sides 3A, 3B.
  • the outer shell of the hull 2 has a U-shape in a cross section perpendicular to the bow and stern direction Da due to the pair of sides 3A, 3B and the bottom (not shown).
  • the upper deck 5 illustrated in this embodiment is a full deck exposed to the outside.
  • an upper structure 7 having a living area is formed on an upper deck 5 on the stern 2b side.
  • a cargo loading compartment (hold) 8 is formed in the hull 2 closer to the bow 2a than the superstructure 7.
  • the cargo loading compartment 8 is recessed from the upper deck 5 toward the bottom of the ship and opens upward.
  • a plurality of tank facilities 10 are arranged in the cargo loading compartment 8 along the bow and aft direction Da.
  • two tank facilities 10 are arranged at intervals in the bow and aft direction Da.
  • the tank equipment 10 includes at least a tank 11, a loading pipe 20, and an unloading pipe 30.
  • the tank 11 is arranged in the hull 2.
  • the tank 11 has, for example, a cylindrical shape extending in the horizontal direction.
  • the tank 11 can store liquefied carbon dioxide L therein.
  • the tank 11 includes a cylindrical portion 12 and a spherical end portion 13.
  • the cylindrical portion 12 extends in the horizontal direction as a longitudinal direction Dx.
  • the cylindrical portion 12 is formed into a cylindrical shape with a circular cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction Dx.
  • the end spherical portions 13 are arranged at both ends of the cylindrical portion 12 in the longitudinal direction Dx.
  • Each end spherical portion 13 has a hemispherical shape and closes openings at both ends of the cylindrical portion 12 in the longitudinal direction Dx.
  • the tank 11 is not limited to a cylindrical shape, and the tank 11 may be spherical, rectangular, or the like.
  • the loading pipe 20 loads liquefied carbon dioxide L supplied from outside the ship, such as from a land-based liquefied carbon dioxide supply facility, into the tank 11.
  • the loading piping 20 includes a loading piping section 50, a bypass piping section 53, and a switching section 55.
  • the loading piping section 50 includes a first loading piping section 51 and a second loading piping section 52.
  • the loading piping section 50 releases liquefied carbon dioxide L supplied from the outside into the tank 11.
  • the first loading piping section 51 is removably connected to a supply pipe (not shown) through which liquefied carbon dioxide is supplied from an external liquefied carbon dioxide supply facility or the like.
  • the first loading piping section 51 is arranged outside the tank 11.
  • the first loading piping section 51 in this embodiment extends in the horizontal direction above the vertical direction Dv of the tank 11.
  • the first loading piping section 51 has an inner diameter D1.
  • a base end 52p (in other words, an upper end in the vertical direction Dv) of the second loading piping section 52 is connected to the first loading piping section 51.
  • the second loading piping section 52 penetrates the top of the tank 11 and extends inside and outside the tank 11 from above to below in the vertical direction Dv.
  • a tip 52g (in other words, a lower end in the up-down direction Dv) of the second loading piping portion 52 opens downward in the lower part of the tank 11.
  • the second loading piping section 52 has an inner diameter D1.
  • the second loading piping section 52 includes a second loading piping upstream section 52a located upstream from the other end 53b of the bypass piping section 53, which will be described later, and a second loading piping upstream section 52a located downstream from the other end 53b. It has a piping downstream section 52b.
  • the bypass piping section 53 is arranged outside the tank 11.
  • One end 53a (in other words, the upper end in the vertical direction Dv) of the bypass piping portion 53 is connected to the first loading piping portion 51 at the piping top portion 50t of the loading piping portion 50.
  • One end 53a of the bypass piping section 53 may be connected to the second loading piping section 52.
  • the bypass piping section 53 extends in the vertical direction Dv between one end 53a and the other end 53b, parallel to the second loading piping upstream section 52a.
  • the other end 53b of the bypass piping section 53 (in other words, the lower end in the vertical direction Dv) is connected to the second loading piping section 52 on the downstream side of the one end 53a.
  • the other end 53b of the bypass piping section 53 is connected to the second loading piping section 52 outside the tank 11.
  • the bypass piping portion 53 has an inner diameter D2 smaller than the inner diameter D1.
  • the switching section 55 allows the flow path of the liquefied carbon dioxide L to be switched between the loading piping section 50 and the bypass piping section 53.
  • the switching section 55 includes on-off valves 56 and 57.
  • the on-off valve 56 is provided in the second loading piping section 52. This on-off valve 56 opens and closes the second loading piping section 52 .
  • the on-off valve 57 is provided in the bypass piping section 53. The on-off valve 57 opens and closes the bypass piping section 53.
  • the switching part 55 opens the on-off valve 56 and closes the on-off valve 57
  • the liquefied carbon dioxide L is transferred to the loading piping part 50 (the first loading piping part 51 and the second loading piping section 52) are the only distribution routes.
  • the liquefied carbon dioxide L is transferred from the first loading piping section 51 to the second loading piping upstream section 52a of the second loading piping section 52, and the second loading piping downstream section 52a of the second loading piping section 52, without passing through the bypass piping section 53. It passes through the section 52b and is discharged into the tank 11.
  • the switching section 55 when the on-off valve 56 is closed and the on-off valve 57 is opened, the flow path of the liquefied carbon dioxide L is switched to the bypass piping section 53.
  • the liquefied carbon dioxide L is discharged from the first loading piping section 51 into the tank 11 via the bypass piping section 53 and the second loading piping downstream section 52b of the second loading piping section 52.
  • the unloading pipe 30 sends out the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 to a land-based liquefied carbon dioxide supply facility or the like outside the ship.
  • the unloading pipe 30 penetrates the top of the tank 11 from the outside of the tank 11 and extends into the inside of the tank 11 .
  • the distal end of the unloading pipe 30 is located at the lower part of the tank 11 .
  • a pump 31 is provided at the tip of the unloading pipe 30. The pump 31 sucks the liquefied carbon dioxide L in the tank 11.
  • the unloading pipe 30 sends out the liquefied carbon dioxide L sucked in by the pump 31 to the outside of the tank 11 (outboard).
  • the liquefied carbon dioxide loading method S10 includes a step S11 of loading the liquefied carbon dioxide L through the bypass piping section 53, and a step S11 of loading the liquefied carbon dioxide L through the loading piping section 50 only. This includes a step S12 of loading.
  • step S11 of loading liquefied carbon dioxide L through the bypass piping section 53 in the switching section 55, the on-off valve 56 is closed and the on-off valve 57 is opened. Thereby, the flow path of the liquefied carbon dioxide L is switched to the bypass piping section 53.
  • the liquefied carbon dioxide L supplied from outside the ship bypasses the second loading piping upstream section 52a from the first loading piping section 51, and passes through the bypass piping section 53 to the second loading piping. It flows into the second loading pipe downstream section 52b of the section 52.
  • the liquefied carbon dioxide L is sent into the tank 11 from the opening at the tip 52g of the second loading pipe downstream section 52b.
  • the inner diameter D2 of the bypass piping section 53 is larger than the inner diameter D1 of the second loading piping upstream section 52a of the second loading piping section 52, which is lined up with the bypass piping section 53 between one end 53a and the other end 53b. small. Therefore, in step S11, by switching the flow path of the liquefied carbon dioxide L to the bypass piping section 53, the pressure loss ⁇ P in the bypass piping section 53 increases.
  • the pressure P L of the liquefied carbon dioxide L at the pipe top 50t of the loading pipe 20 is expressed by the following formula (1).
  • PL PT - ⁇ g (h 2 - h 1 )/1000+ ⁇ P (1) however, P L : Pressure of liquefied carbon dioxide L at the top 50t of the loading pipe 20 (kPaG)
  • P T Pressure of liquefied carbon dioxide L at the upper part of tank 11 (kPaG)
  • ⁇ Liquid density of liquefied carbon dioxide L (kg/m 3 )
  • g Gravitational acceleration (m/s 2 )
  • h2 Height from the bottom of the tank 11 to the top 50t of the loading pipe 20 (m)
  • h 1 Height from the bottom of the tank 11 to the liquid level of liquefied carbon dioxide L (m)
  • the pressure ( PL ) of the liquefied carbon dioxide L at the top 50t of the loading pipe 20 is increased by the pressure loss ⁇ P.
  • the pressure of the liquefied carbon dioxide L at the pipe top 50t of the loading pipe 20 is prevented from approaching the triple point pressure. This prevents the liquefied carbon dioxide L from solidifying within the loading pipe 20 and producing dry ice.
  • step S12 of loading the liquefied carbon dioxide L only through the loading piping section 50 to move to.
  • step S12 in the switching unit 55, the on-off valve 56 is opened and the on-off valve 57 is closed.
  • the bypass piping section 53 is closed, and the first loading piping section 51 and the second loading piping section 52 are placed in communication with each other.
  • the liquefied carbon dioxide L supplied from outside the ship does not pass through the bypass piping section 53 from the first loading piping section 51, but passes through the second loading piping upstream section 52a of the second loading piping section 52. , and into the tank 11 through the second loading pipe downstream section 52b. That is, the liquefied carbon dioxide L passes only through the loading piping section 50.
  • the predetermined liquid level is a liquid level that can maintain the pressure at the top 50t of the loading piping 20 at a pressure that does not cause flash evaporation of liquefied carbon dioxide even when the loading piping section 50 is used.
  • the inner diameter D1 of the second loading pipe upstream section 52a of the second loading pipe section 52 is larger than the inner diameter D2 of the bypass piping section 53. Therefore, compared to step S11, the flow rate of the liquefied carbon dioxide L supplied into the tank 11 through the second loading piping section 52 can be increased.
  • the liquefied carbon dioxide L can be loaded into the tank 11 via the bypass piping section 53.
  • the inner diameter D2 of the bypass piping section 53 is smaller than the inner diameter D1 of the second loading piping upstream section 52a of the second loading piping section 52. Therefore, the pressure loss ⁇ P is larger in the bypass piping section 53 than in the second loading piping upstream section 52a of the second loading piping 52.
  • one end 53a and the other end 53b of the bypass piping section 53 are connected to the loading piping section 50 outside the tank 11.
  • the bypass piping section 53 is arranged outside the tank 11. Therefore, only the loading piping section 50 penetrates the inside and outside of the tank 11. Thereby, there is no need to penetrate the bypass piping section 53 into and out of the tank 11 during manufacturing, and there is no need to route the bypass piping section 53 within the tank 11. Therefore, the floating body 1 can be manufactured easily. Further, the total length of the piping including the loading piping section 50 and the bypass piping section 53 can be suppressed, and an increase in material costs can be suppressed.
  • the one end 53a of the bypass piping section 53 is connected to the piping top section 50t of the loading piping section 50, the influence of the pressure loss ⁇ P due to the bypass piping section 53 has an effect on the piping top section 50t of the loading piping section 50. target. Thereby, it is possible to more effectively prevent the liquefied carbon dioxide L from solidifying within the loading piping section 50 and producing dry ice.
  • the loading pipe 20 loads the liquefied carbon dioxide L supplied from outside the ship, such as a land-based liquefied carbon dioxide supply facility, into the tank 11.
  • the loading pipe 20 is not limited to loading the liquefied carbon dioxide L supplied from outside the ship into the tank 11.
  • the loading pipe 20 may load the liquefied carbon dioxide L supplied from a predetermined tank 11 into other tanks 11.
  • the ship 1 is illustrated as the floating body, but the floating body is not limited to this.
  • the floating body may be an offshore floating facility without a propulsion mechanism.
  • the loading method S10 of the floating body 1 and liquefied carbon dioxide L described in the embodiment can be understood, for example, as follows.
  • the floating body 1 includes a floating body body 2, a tank 11 disposed in the floating body body 2 and capable of storing liquefied carbon dioxide L, and the inside and outside of the tank 11 from above to below.
  • a loading piping section 50 that penetrates through the tank 11 and discharges liquefied carbon dioxide L supplied from the outside into the tank 11;
  • the end 53b is connected to the loading piping section 50 on the downstream side of the one end 53a, and the bypass piping section 53 has an inner diameter D2 smaller than the loading piping section 50, and the flow path of the liquefied carbon dioxide L is connected to the loading piping section 53.
  • a switching section 55 that can switch between the included piping section 50 and the bypass piping section 53 is provided.
  • Examples of the floating body 1 include a ship 1 and offshore floating equipment.
  • Examples of the floating body body 2 include a ship body 2 and a floating body body of an offshore floating facility.
  • one end 53a and the other end 53b of the bypass piping section 53 are connected to the loading piping section 50 outside the tank 11. That is, the bypass piping section 53 is arranged outside the tank 11. Therefore, only the loading piping section 50 penetrates the inside and outside of the tank 11. Accordingly, there is no need to penetrate the bypass piping section 53 into and out of the tank 11 during manufacturing, and there is no need to route the bypass piping section 53 within the tank 11. Therefore, the floating body 1 can be manufactured easily. Further, the total length of the piping including the loading piping section 50 and the bypass piping section 53 can be suppressed, and an increase in material costs can be suppressed.
  • the floating body 1 according to the second aspect is the floating body 1 of (1), in which the one end 53a of the bypass piping portion 53 is connected to the piping top portion 50t of the loading piping portion 50.
  • one end 53a of the bypass piping section 53 is connected to the piping top section 50t of the loading piping section 50, so that the influence of pressure loss ⁇ P due to the bypass piping section 53 is reduced to the piping top section 50t of the loading piping section 50. reach effectively. Thereby, it is possible to more effectively prevent the liquefied carbon dioxide L from solidifying within the loading piping section 50 and producing dry ice.
  • the method S10 for loading liquefied carbon dioxide L is the method S10 for loading liquefied carbon dioxide L in the floating body 1 of (1) or (2), in which the bypass piping section 53 Step S11 of loading the liquefied carbon dioxide L into the tank 11 through the tank 11, and when the liquid level of the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 reaches a predetermined level, the loading pipe 50 is loaded into the tank 11 only through the loading piping section 50. step S12 of loading liquefied carbon dioxide L into the container.
  • the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 when the liquid level of the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 is low, by loading the liquefied carbon dioxide L into the tank 11 through the bypass piping section 53, the liquefied carbon dioxide L is solidified within the loading piping section 50. Generation of dry ice is suppressed.
  • the liquid level of the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 rises, and the pressure difference between the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 and the pipe top 50t of the loading pipe section 50 becomes small, and the liquefied carbon dioxide L rises at the top 50t of the pipe.
  • the liquefied carbon dioxide L When the carbon dioxide becomes difficult to solidify, the liquefied carbon dioxide L is loaded into the tank 11 only through the loading piping section 50. Thereby, the liquefied carbon dioxide L can be loaded in a short time.
  • the method of loading a floating body and liquefied carbon dioxide of the present disclosure it is possible to suppress the generation of dry ice in piping and to smoothly perform loading and unloading operations of liquefied carbon dioxide.

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Abstract

浮体は、浮体本体と、浮体本体に配置され、液化二酸化炭素を貯留可能なタンクと、タンクの内外を上方から下方に向かって貫通し、外部から供給される液化二酸化炭素をタンク内に放出する積込配管部と、タンクの外部で、一端が積込配管部に接続されるとともに、他端が一端よりも下流側で積込配管部に接続され、内径が積込配管部よりも小さいバイパス配管部と、液化二酸化炭素の流通経路を積込配管部とバイパス配管部とを切替可能な切替部と、を備える。

Description

浮体、液化二酸化炭素の積込方法
　本開示は、浮体、液化二酸化炭素の積込方法に関する。
　本願は、２０２２年５月１３日に日本に出願された特願２０２２－０７９２２４号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば特許文献１に開示された燃料タンクは、液化ガス（ＬＮＧ:Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ）を燃料タンクに積み込むための積込配管（パイプライン）を備える構成が開示されている。
特表２０１８－５２８１１９号公報
　ところで、タンク内に液化二酸化炭素を収容する場合、以下のような理由により、液化二酸化炭素が凝固してドライアイスが生成される可能性がある。すなわち、タンク内で開口する積込配管や揚荷配管の配管下端における液化二酸化炭素の圧力は、タンク運用圧に応じたものとなる。特許文献１に開示されたような構成では、積込配管や揚荷配管において最も高い位置となる配管頂部は、タンク内の最高液位よりも上方に位置する。配管頂部における液化二酸化炭素の圧力は、配管下端における液化二酸化炭素の圧力に対し、タンク内の液化二酸化炭素の液面と配管頂部との高低差によるヘッド圧に応じた分だけ低くなる。つまり、積込配管や揚荷配管においては、配管頂部における液化二酸化炭素の圧力が、タンク内における液化二酸化炭素の圧力よりも低くなる。
　液化二酸化炭素は、気相、液相、固相が共存する三重点の圧力（三重点圧力）が、ＬＮＧやＬＰＧの三重点圧力に比較して高く、運用時におけるタンク運用圧との差異が小さい。その結果、タンク運用圧（タンクの設計圧力）によっては、液化二酸化炭素の圧力が最も低くなる配管頂部において、液化二酸化炭素の圧力が三重点圧力以下となり、液化二酸化炭素のフラッシュ蒸発が生じることがある。すると、液化二酸化炭素のフラッシュ蒸発の蒸発潜熱により、蒸発せずに残った液化二酸化炭素の温度低下が生じ、配管頂部内で液化二酸化炭素が凝固してドライアイスが生成される。積込配管や揚荷配管内でドライアイスが生成されると、配管内における液化二酸化炭素の流れが阻害され、液化二酸化炭素の積込・揚荷作業に影響を及ぼすことがある。
　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、配管内のドライアイス生成を抑え、液化二酸化炭素の積込・揚荷作業を円滑に行うことができる浮体、液化二酸化炭素の積込方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示に係る浮体は、浮体本体と、タンクと、積込配管部と、バイパス配管部と、切替部と、を備える。前記タンクは、前記浮体本体に配置されている。前記タンクは、液化二酸化炭素を貯留可能である。前記積込配管部は、前記タンクの内外を上方から下方に向かって貫通している。前記積込配管部は、外部から供給される液化二酸化炭素を前記タンク内に放出する。前記バイパス配管部は、前記タンクの外部で、一端が前記積込配管部に接続されるとともに、他端が前記一端よりも下流側で前記積込配管部に接続されている。前記バイパス配管部は、内径が前記積込配管部よりも小さい。前記切替部は、前記液化二酸化炭素の流通経路を前記積込配管部と前記バイパス配管部とを切替可能である。
　本開示に係る液化二酸化炭素の積込方法は、上記したような浮体における、液化二酸化炭素の積込方法である。液化二酸化炭素の積込方法は、前記バイパス配管部を通して前記タンク内に液化二酸化炭素を積み込む工程と、前記タンク内の液化二酸化炭素の液位が予め定められた液位に到達したら、前記積込配管部のみを通して前記タンク内に液化二酸化炭素を積み込む工程と、を含む。
　本開示の浮体、液化二酸化炭素の積込方法によれば、配管内のドライアイス生成を抑え、液化二酸化炭素の積込・揚荷作業を円滑に行うことができる。
本開示の実施形態に係る浮体としての船舶の概略構成を示す平面図である。 本開示の実施形態に係る船舶に設けられたタンク、積込配管、揚荷配管を示す図であり、図１のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。 本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の積込方法で、バイパス配管部を通して液化二酸化炭素を積み込んでいる状態を示す断面図である。 本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の積込方法で、積込配管部のみを通して液化二酸化炭素を積み込んでいる状態を示す断面図である。 本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の積込方法の手順を示すフローチャートである。
　以下、本開示の実施形態に係る浮体、液化二酸化炭素の積込方法について、図１～図５を参照して説明する。
（船舶の構成）
　図１に示すように、本開示の実施形態において、浮体である船舶１は、液化二酸化炭素を運搬する。この船舶１は、浮体本体としての船体２と、タンク設備１０と、を少なくとも備えている。
（船体の構成）
　船体２は、その外殻をなす、一対の舷側３Ａ，３Ｂと、船底（図示せず）と、上甲板５と、を有している。舷側３Ａ，３Ｂは、左右舷側をそれぞれ形成する一対の舷側外板を有する。船底（図示せず）は、これら舷側３Ａ，３Ｂを接続する船底外板を有する。これら一対の舷側３Ａ，３Ｂ及び船底（図示せず）により、船体２の外殻は、船首尾方向Ｄａに直交する断面において、Ｕ字状を成している。この実施形態で例示する上甲板５は、外部に露出する全通甲板である。船体２には、船尾２ｂ側の上甲板５上に、居住区を有する上部構造７が形成されている。
　船体２内には、上部構造７よりも船首２ａ側に、貨物搭載区画（ホールド）８が形成されている。貨物搭載区画８は、上甲板５に対して下方の船底に向けて凹み、上方に開口している。
（タンク設備の構成）
　タンク設備１０は、貨物搭載区画８内に、船首尾方向Ｄａに沿って、複数が配置されている。本開示の実施形態において、タンク設備１０は、船首尾方向Ｄａに間隔を空けて二個配置されている。
　図２に示すように、タンク設備１０は、タンク１１と、積込配管２０と、揚荷配管３０と、を少なくとも備えている。
　この実施形態において、タンク１１は、船体２に配置されている。タンク１１は、例えば、水平方向に延びる円筒状をなす。タンク１１は、その内部に液化二酸化炭素Ｌを貯留可能である。タンク１１は、筒状部１２と、端部球状部１３と、を備えている。筒状部１２は、水平方向を長手方向Ｄｘとして延びている。この実施形態において、筒状部１２は、長手方向Ｄｘに直交する断面形状が円形の、円筒状に形成されている。端部球状部１３は、筒状部１２の長手方向Ｄｘの両端部にそれぞれ配置されている。各端部球状部１３は、半球状で、筒状部１２の長手方向Ｄｘ両端の開口を閉塞している。なお、タンク１１は、円筒状に限られるものではなく、タンク１１は球形、方形等であってもよい。
　積込配管２０は、陸上の液化二酸化炭素供給施設等、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌをタンク１１内に積み込む。積込配管２０は、積込配管部５０と、バイパス配管部５３と、切替部５５と、を備えている。
　積込配管部５０は、第一積込配管部５１と、第二積込配管部５２と、を備えている。積込配管部５０は、外部から供給される液化二酸化炭素Ｌをタンク１１内に放出する。
　第一積込配管部５１は、船外の液化二酸化炭素供給施設等から液化二酸化炭素が供給される供給管（図示せず）が着脱可能に接続される。第一積込配管部５１は、タンク１１の外部に配置されている。この実施形態における第一積込配管部５１は、タンク１１の上下方向Ｄｖの上方で、水平方向に延びている。第一積込配管部５１は、内径Ｄ１を有している。
　第二積込配管部５２の基端５２ｐ（言い換えれば、上下方向Ｄｖにおける上側端）は、第一積込配管部５１に接続されている。第二積込配管部５２は、タンク１１の頂部を貫通し、タンク１１の内外を上下方向Ｄｖの上方から下方に向かって延びている。第二積込配管部５２の先端５２ｇ（言い換えれば、上下方向Ｄｖにおける下側端）は、タンク１１内の下部で下方を向いて開口している。第二積込配管部５２は、内径Ｄ１を有している。第二積込配管部５２は、後述するバイパス配管部５３の他端５３ｂよりも上流側に位置する第二積込配管上流部５２ａと、他端５３ｂよりも下流側に位置する第二積込配管下流部５２ｂと、を有している。
　バイパス配管部５３は、タンク１１の外部に配置されている。バイパス配管部５３の一端５３ａ（言い換えれば、上下方向Ｄｖにおける上側端）は、積込配管部５０の配管頂部５０ｔにおいて、第一積込配管部５１に接続されている。バイパス配管部５３の一端５３ａは、第二積込配管部５２に接続されていてもよい。バイパス配管部５３は、一端５３ａと他端５３ｂとの間で、第二積込配管上流部５２ａと並行して、上下方向Ｄｖに延びている。バイパス配管部５３の他端５３ｂ（言い換えれば、上下方向Ｄｖにおける下側端）は、一端５３ａよりも下流側で、第二積込配管部５２に接続されている。バイパス配管部５３の他端５３ｂは、タンク１１の外部で、第二積込配管部５２に接続されている。バイパス配管部５３は、内径Ｄ１をよりも小さい内径Ｄ２を有している。
　切替部５５は、液化二酸化炭素Ｌの流通経路を、積込配管部５０とバイパス配管部５３とで切替可能とする。切替部５５は、開閉弁５６、５７を備えている。
　開閉弁５６は、第二積込配管部５２に設けられている。この開閉弁５６は、第二積込配管部５２を開閉する。開閉弁５７は、バイパス配管部５３に設けられている。開閉弁５７は、バイパス配管部５３を開閉する。
　図３に示すように、切替部５５において、開閉弁５６を開状態とするとともに、開閉弁５７を閉状態とした場合、液化二酸化炭素Ｌは、積込配管部５０（第一積込配管部５１、及び第二積込配管部５２）のみを流通経路とする。この場合、液化二酸化炭素Ｌは、第一積込配管部５１から、バイパス配管部５３を通らずに、第二積込配管部５２の第二積込配管上流部５２ａ、第二積込配管下流部５２ｂを通り、タンク１１内に放出される。
　図４に示すように、切替部５５において、開閉弁５６を閉状態とするとともに、開閉弁５７を開状態とした場合、液化二酸化炭素Ｌの流通経路は、バイパス配管部５３に切り替わる。この場合、液化二酸化炭素Ｌは、第一積込配管部５１から、バイパス配管部５３、第二積込配管部５２の第二積込配管下流部５２ｂを経て、タンク１１内に放出される。
　揚荷配管３０は、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを、陸上の液化二酸化炭素供給施設等、船外に送出する。揚荷配管３０は、タンク１１の外部からタンク１１の頂部を貫通し、タンク１１の内部に延びている。揚荷配管３０の先端部は、タンク１１内の下部に配置されている。揚荷配管３０の先端部には、ポンプ３１が設けられている。ポンプ３１は、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを吸い込む。揚荷配管３０は、ポンプ３１で吸い込んだ液化二酸化炭素Ｌを、タンク１１外（船外）に送出する。
（液化二酸化炭素の積込方法の手順）
　図５に示すように、本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の積込方法Ｓ１０は、バイパス配管部５３を通して液化二酸化炭素Ｌを積み込む工程Ｓ１１と、積込配管部５０のみを通して液化二酸化炭素Ｌを積み込む工程Ｓ１２と、を含んでいる。
　バイパス配管部５３を通して液化二酸化炭素Ｌを積み込む工程Ｓ１１では、図４に示すように、切替部５５において、開閉弁５６を閉状態、開閉弁５７を開状態とする。これにより、液化二酸化炭素Ｌの流通経路がバイパス配管部５３に切り替わる。この状態で、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌは、第一積込配管部５１から、第二積込配管上流部５２ａを迂回し、バイパス配管部５３を経由して第二積込配管部５２の第二積込配管下流部５２ｂに流れ込む。液化二酸化炭素Ｌは、第二積込配管下流部５２ｂの先端５２ｇの開口から、タンク１１内に送り込まれる。このとき、バイパス配管部５３の内径Ｄ２は、一端５３ａと他端５３ｂとの間でバイパス配管部５３と並ぶ、第二積込配管部５２の第二積込配管上流部５２ａの内径Ｄ１よりも小さい。そのため、工程Ｓ１１では、液化二酸化炭素Ｌの流通経路をバイパス配管部５３に切り替えることで、バイパス配管部５３における圧力損失ΔＰが大きくなる。
　ここで、積込配管２０の配管頂部５０ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力ＰＬは、下式（１）で表される。
　　ＰＬ＝ＰＴ－ρｇ（ｈ２－ｈ１）／１０００＋ΔＰ　・・・（１）
　ただし、
　　ＰＬ：積込配管２０の配管頂部５０ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力（ｋＰａＧ）
　　ＰＴ：タンク１１の上部における液化二酸化炭素Ｌの圧力（ｋＰａＧ）
　　ρ：液化二酸化炭素Ｌの液密度（ｋｇ／ｍ３）
　　ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ２）
　　ｈ２：タンク１１の最下部から積込配管２０の配管頂部５０ｔまでの高さ（ｍ）
　　ｈ１：タンク１１の最下部から液化二酸化炭素Ｌの液面までの高さ（ｍ）
　上式（１）により、積込配管２０の配管頂部５０ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力（ＰＬ）は、圧力損失ΔＰの分だけ高められる。積込配管２０の配管頂部５０ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力が高められることで、液化二酸化炭素Ｌの圧力が三重点圧力に近づくことが抑えられる。これにより、積込配管２０内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。
　その後、図３に示すように、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液位が、予め定められた液位（閾値）に到達したら、積込配管部５０のみを通して液化二酸化炭素Ｌを積み込む工程Ｓ１２に移行する。工程Ｓ１２では、切替部５５において、開閉弁５６を開状態、開閉弁５７を閉状態にする。これにより、バイパス配管部５３が閉塞され、第一積込配管部５１と第二積込配管５２とが連通された状態になる。この状態で、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌは、第一積込配管部５１から、バイパス配管部５３を通らず、第二積込配管部５２の第二積込配管上流部５２ａと、第二積込配管下流部５２ｂとを通してタンク１１内に送り込まれる。つまり、液化二酸化炭素Ｌは、積込配管部５０のみを通る。
　上記のようにタンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液位が上がり、予め定められた液位に達すると、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌと積込配管２０の配管頂部５０ｔとの差圧が小さくなる。これにより、積込配管２０の配管頂部５０ｔで液化二酸化炭素Ｌが凝固しにくい状態となる。上記予め定められた液位は、積込配管部５０を用いた場合であっても、液化二酸化炭素のフラッシュ蒸発が生じない圧力に積込配管２０の配管頂部５０ｔの圧力を維持可能な液位と言い換えることもできる。
　このとき、第二積込配管部５２の第二積込配管上流部５２ａの内径Ｄ１は、バイパス配管部５３の内径Ｄ２よりも大きい。そのため、工程Ｓ１１に比較し、第二積込配管部５２を通してタンク１１内に供給する液化二酸化炭素Ｌの流量を増大させることができる。
（作用効果）
　上述したような船舶１では、液化二酸化炭素Ｌを、バイパス配管部５３を経てタンク１１内に積み込むことができる。バイパス配管部５３の内径Ｄ２は、第二積込配管部５２の第二積込配管上流部５２ａの内径Ｄ１よりも小さい。そのため、バイパス配管部５３では、第二積込配管５２の第二積込配管上流部５２ａよりも、圧力損失ΔＰが大きくなる。その結果、タンク１１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２０内のドライアイス生成を抑え、積込作業を円滑に行うことが可能となる。
　また、バイパス配管部５３の一端５３ａ、及び他端５３ｂは、タンク１１の外部で積込配管部５０に接続されている。つまり、バイパス配管部５３はタンク１１の外部に配置されている。このため、積込配管部５０のみが、タンク１１の内外を貫通することになる。これにより、製造時に、バイパス配管部５３をタンク１１の内外に貫通させる必要、及び、バイパス配管部５３をタンク１１内で取り回す必要が無い。したがって、浮体１の製造を容易に行うことができる。また、積込配管部５０、及びバイパス配管部５３を含む配管の全長を抑え、材料コストの上昇を抑えることができる。
　また、バイパス配管部５３の一端５３ａが、積込配管部５０の配管頂部５０ｔに接続されることで、バイパス配管部５３による圧力損失ΔＰの影響が、積込配管部５０の配管頂部５０ｔに効果的に及ぶ。これにより、積込配管部５０内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることを、より有効に抑えられる。
　上述した液化二酸化炭素Ｌの積込方法Ｓ１０では、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液位が予め定められた液位よりも低いときには、液化二酸化炭素Ｌを、バイパス配管部５３を通してタンク１１内に積み込むようにしている。そして、バイパス配管部５３の内径Ｄ２は、第二積込配管部５２の内径Ｄ１よりも小さいため、バイパス配管部５３で生じる圧力損失ΔＰにより、積込配管２０の配管頂部５０ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力が高められる。これにより、積込配管２０内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることを抑えられる。その結果、タンク１１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２０内のドライアイス生成を抑え、積込作業を円滑に行うことが可能となる。
　また、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液位が上がり、予め定められた液位に達した後は、バイパス配管部５３を通して液化二酸化炭素Ｌをタンク１１に積み込むようにしている。これにより、液化二酸化炭素Ｌの積込を短時間で行うことが可能となる。
（その他の実施形態）
　以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　なお、上記実施形態では、二つのタンク１１を備える構成としたが、タンク１１の個数や配置はこれに限られない。三つ以上のタンク１１を備えていてもよい。また、上記各実施形態では、複数のタンク１１を船首尾方向Ｄａに並べて配置する場合を例示したが、タンク１１は、船幅方向（言い換えれば、左右舷方向）に並べて配置してもよい。
　さらに、上記実施形態では、積込配管２０が陸上の液化二酸化炭素供給施設等、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌをタンク１１内に積み込む場合について説明した。しかし、積込配管２０は、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌをタンク１１内に積み込むものに限られない。例えば、同一の船舶１に複数のタンク１１を備える場合、積込配管２０が、所定のタンク１１から供給される液化二酸化炭素Ｌを他のタンク１１に積込むようにしてもよい。
　また、上記実施形態では、浮体として船舶１を例示したが、これに限られない。浮体は、推進機構を備えない洋上浮体設備であってもよい。
＜付記＞
　実施形態に記載の浮体１、液化二酸化炭素Ｌの積込方法Ｓ１０は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る浮体１は、浮体本体２と、前記浮体本体２に配置され、液化二酸化炭素Ｌを貯留可能なタンク１１と、前記タンク１１の内外を上方から下方に向かって貫通し、外部から供給される液化二酸化炭素Ｌを前記タンク１１内に放出する積込配管部５０と、前記タンク１１の外部で、一端５３ａが前記積込配管部５０に接続されるとともに、他端５３ｂが前記一端５３ａよりも下流側で前記積込配管部５０に接続され、内径Ｄ２が前記積込配管部５０よりも小さいバイパス配管部５３と、前記液化二酸化炭素Ｌの流通経路を前記積込配管部５０と前記バイパス配管部５３とを切替可能な切替部５５と、を備える。
　浮体１の例としては、船舶１や洋上浮体設備が挙げられる。浮体本体２の例としては、船体２や洋上浮体設備の浮体本体が挙げられる。
　この浮体１では、切替部５５で、液化二酸化炭素Ｌの流通経路を、積込配管部５０に切り替えた場合、液化二酸化炭素Ｌは、積込配管部５０のみを通ってタンク１１内に積み込まれる。また、切替部５５で、液化二酸化炭素Ｌの流通経路を、バイパス配管部５３に切り替えた場合、液化二酸化炭素Ｌは、バイパス配管部５３を通ってタンク１１内に積み込まれる。バイパス配管部５３の内径Ｄ２は、積込配管部５０の内径Ｄ１よりも小さい。そのため、バイパス配管部５３では、積込配管部５０よりも、圧力損失ΔＰが大きくなる。これにより、液化二酸化炭素Ｌをバイパス配管部５３に通した場合、タンク１１内に積み込まれるまでの間に積込配管部５０を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力が、圧力損失ΔＰの分だけ高められる。積込配管部５０の配管頂部５０ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力が高められることで、液化二酸化炭素Ｌの圧力が三重点圧力に近づくことが抑えられる。これにより、積込配管部５０内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。その結果、タンク１１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管部５０内のドライアイス生成を抑え、積込作業を円滑に行うことが可能となる。
　また、バイパス配管部５３の一端５３ａ、及び他端５３ｂは、タンク１１の外部で積込配管部５０に接続されている。つまり、バイパス配管部５３はタンク１１の外部に配置されている。このため、積込配管部５０のみが、タンク１１の内外を貫通することになる。これにおり、製造時に、バイパス配管部５３をタンク１１の内外に貫通させる必要、及び、バイパス配管部５３をタンク１１内で取り回す必要が無い。したがって、浮体１の製造を容易に行うことができる。また、積込配管部５０、及びバイパス配管部５３を含む配管の全長を抑え、材料コストの上昇を抑えることができる。
（２）第２の態様に係る浮体１は、（１）の浮体１であって、前記バイパス配管部５３の前記一端５３ａは、前記積込配管部５０の配管頂部５０ｔに接続されている。
　これにより、バイパス配管部５３の一端５３ａが、積込配管部５０の配管頂部５０ｔに接続されることで、バイパス配管部５３による圧力損失ΔＰの影響が、積込配管部５０の配管頂部５０ｔに効果的に及ぶ。これにより、積込配管部５０内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが、より有効に抑えられる。
（３）第３の態様に係る液化二酸化炭素Ｌの積込方法Ｓ１０は、（１）又は（２）の浮体１における、液化二酸化炭素Ｌの積込方法Ｓ１０であって、前記バイパス配管部５３を通して前記タンク１１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込む工程Ｓ１１と、前記タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液位が予め定められた液位に到達したら、前記積込配管部５０のみを通して前記タンク１１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込む工程Ｓ１２と、を含む。
　これにより、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液位が低いときには、バイパス配管部５３を通して液化二酸化炭素Ｌをタンク１１に積み込むことで、積込配管部５０内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。また、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液位が上がり、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌと積込配管部５０の配管頂部５０ｔとの差圧が小さくなり、配管頂部５０ｔで液化二酸化炭素Ｌが凝固しにくい状態となった場合には、積込配管部５０のみを通して液化二酸化炭素Ｌをタンク１１に積み込む。これにより、液化二酸化炭素Ｌの積込を短時間で行うことができる。
　本開示の浮体、液化二酸化炭素の積込方法によれば、配管内のドライアイス生成を抑え、液化二酸化炭素の積込・揚荷作業を円滑に行うことができる。
１…船舶（浮体）　２…船体（浮体本体）　２ａ…船首　２ｂ…船尾　３Ａ，３Ｂ…舷側　５…上甲板　７…上部構造　８…貨物搭載区画　１０…タンク設備　１１…タンク　１２…筒状部　１３…端部球状部　２０…積込配管　３０…揚荷配管　３１…ポンプ　５０…積込配管部　５０ｔ…配管頂部　５１…第一積込配管部　５２…第二積込配管部　５２ａ…第二積込配管上流部　５２ｂ…第二積込配管下流部　５２ｐ…基端　５２ｇ…先端　５３…バイパス配管部　５３ａ…一端　５３ｂ…他端　５５…切替部　５６…開閉弁　５７…開閉弁　Ｄ１…内径　Ｄ２…内径　Ｄａ…船首尾方向　Ｄｖ…上下方向　Ｄｘ…長手方向　Ｌ…液化二酸化炭素

Claims (3)

  1. 　浮体本体と、
    　前記浮体本体に配置され、液化二酸化炭素を貯留可能なタンクと、
    　前記タンクの内外を上方から下方に向かって貫通し、外部から供給される液化二酸化炭素を前記タンク内に放出する積込配管部と、
    　前記タンクの外部で、一端が前記積込配管部に接続されるとともに、他端が前記一端よりも下流側で前記積込配管部に接続され、内径が前記積込配管部よりも小さいバイパス配管部と、
    　前記液化二酸化炭素の流通経路を前記積込配管部と前記バイパス配管部とを切替可能な切替部と、
    を備える浮体。
  2. 　前記バイパス配管部の前記一端は、前記積込配管部の配管頂部に接続されている
    請求項１に記載の浮体。
  3. 　請求項１又は２に記載の浮体における、液化二酸化炭素の積込方法であって、
    　前記バイパス配管部を通して前記タンク内に液化二酸化炭素を積み込む工程と、
    　前記タンク内の液化二酸化炭素の液位が予め定められた液位に到達したら、前記積込配管部のみを通して前記タンク内に液化二酸化炭素を積み込む工程と、を含む
    液化二酸化炭素の積込方法。
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