漏れガス検知装置及び方法
【課題】低温タンクの工期短縮及び低温タンクの内槽リークテスト終了後のアンモニアパージに要するコスト削減を目的とする。
【解決手段】低温タンクから漏れ出した漏れガスを特定成分に反応するガスセンサで検知する漏れガス検知装置であって、漏れガスに含まれるアンモニアガスを水に溶解させてトラップするアンモニアトラップをガスセンサの前段に備える。
【解決手段】低温タンクから漏れ出した漏れガスを特定成分に反応するガスセンサで検知する漏れガス検知装置であって、漏れガスに含まれるアンモニアガスを水に溶解させてトラップするアンモニアトラップをガスセンサの前段に備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏れガス検知装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ（液化天然ガス）を貯蔵するＬＮＧタンクには、メンブレンからなる内槽とコンクリート製の外槽との二重殻構造を採るものがある。また、ＬＮＧタンクでは、内槽と外槽との間には保冷材が充填され、内槽に貯留されると共に極低温液体であるＬＮＧを保冷するようになっている。このような構成のＬＮＧタンクでは、内槽内にＬＮＧを貯留する前に、アンモニアガスを用いたリークテストを内槽に対して実施し、内槽の気密性を確認することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２４０１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記リークテストは、内槽の外周部（内槽と外槽との間）にアンモニアガスを封入し、円筒桶状の内槽の内底部及び内側部つまりＬＮＧが直接接触する部位にアンモニアガスに反応して変色する検出剤を塗布することによって実施される。例えば、内槽の側部に溶接欠陥等の気密不良部位が存在する場合、当該気密不良部位からアンモニアガスが内槽内に漏れ出すので検出剤が変色し、気密不良部位を発見することができる。このようなリークテストが終了すると、アンモニアガスは、ＬＮＧの充填前に濃度が例えば１％以下となるように窒素ガスによってパージされる。このようなアンモニアガスのパージは、別途設置されると共に内槽の漏れガスを検出する漏れガスセンサをアンモニアガスが劣化させるためである。
【０００５】
しかしながら、リークテスト終了後のアンモニアパージは、ＬＮＧタンクの大きさにもよるが多大な時間（例えば１ヶ月）がかかるので、ＬＮＧタンクの建設工事の工期を長引かせる要因になっている。また、アンモニアパージをするためには、膨大な量の窒素ガスを用意しなければならないため、その調達費用が大きな負担である。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、低温タンクの工期短縮及び低温タンクの内槽リークテスト終了後のアンモニアパージに要するコスト削減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、漏れガス検知装置に係る第１の解決手段として、低温タンクから漏れ出した漏れガスをガスセンサで検知するガス検知装置であって、漏れガスに含まれるアンモニアガスを水に溶解させてトラップするアンモニアトラップをガスセンサの前段に備える、という手段を採用する。
【０００８】
また、漏れガス検知装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、アンモニアトラップは、漏れガスに含まれる水分を分離するミストセパレータを備え、該ミストセパレータは、漏れガスから分離した水分をアンモニアガスの溶解に供する、という手段を採用する。
【０００９】
漏れガス検知装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記水は不凍液を含む、という手段を採用する。
【００１０】
漏れガス検知装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３いずれかの解決手段において、低温タンクは液化天然ガスタンクあるいは液化石油ガスタンクであり、漏れガスは液化天然ガスあるいは液化石油ガスが気化して発生した天然ガスあるいは石油ガスである、という手段を採用する。
【００１１】
また、本発明では、漏れガス検知方法に係る第１の解決手段として、低温タンクから漏れ出した漏れガスをガスセンサで検知する方法であって、漏れガスに含まれるアンモニアガスを水に溶解させてトラップした後に漏れガスをガスセンサで評価する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ガスセンサの前段で漏れガスに含まれるアンモニアガスをトラップするので、ガスセンサがアンモニアガスによって劣化することを防止することができる。したがって、本発明をＬＮＧタンク等の低温タンクの漏れガス検知に適用することにより、低温タンクの施工時に行われる内槽リークテスト終了後のアンモニアパージを少なくとも簡略化することができるので、低温タンクの工期短縮及び低温タンクのコスト削減を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態におけるＬＮＧ貯蔵システムＳの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る漏れガス検知装置２の模式図である。
【図３】本発明の実施形態における水フィルタ３０の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
ＬＮＧ貯蔵システムＳは、ＬＮＧ（液化天然ガス）の貯蔵設備であり、図１に示すように、ＬＮＧを貯蔵するＬＮＧタンク１（低温タンク）と、ＬＮＧタンク１から漏れた天然ガスを検知する漏れガス検知装置２とから構成されている。
【００１５】
ＬＮＧタンク１は、地上に設置される地上式タンクであり、ＬＮＧを貯蔵する内槽１１、内槽１１を収容する外槽１２、内槽１１と外槽１２との間に設けられた保冷層１３及び内槽１１の底部を支持する底部保冷材１４等から構成されている。
【００１６】
内槽１１は、円形の底部１１ａと、底部１１ａの外周縁から起立する円筒状の外周部１１ｂと、外周部１１ｂの上縁に連なるコーン形状の天井部１１ｃとを備え、その内部にＬＮＧを収容する。内槽１１の大きさは、一例を挙げると、底部１１ａの直径が約７０ｍ、外周部１１ｂの高さが約４０ｍ、天井部１１ｃの高さが約１３ｍである。なお、内槽１１の大きさはこれに限るものではない。内槽１１は、超低温に耐え得るステンレス製の薄板（例えば厚さ２ｍｍ）を多数溶接してなるメンブレン構造を有しており、外槽１２内に収容されている。
【００１７】
外槽１２は、コンクリート製であり、円形の底部１２ａ、底部１２ａの外周縁から起立する円筒状の外周部１２ｂ及び外周部１２ｂの上縁に連なるコーン形状の天井部１２ｃを備え、その内部に内槽１１を収容する。上記内槽１１は、このような外槽１２の底部１２ａ上に設けられた底部保冷材１４の上に設置されている。保冷層１３は、このような外槽１２の内面と内槽１１の外周部１１ｂ及び天井部１１ｃとの間に設けられ、内槽１１と外槽１２との間を断熱し、内槽１１に貯蔵されたマイナス１６２゜ＣのＬＮＧを保冷するものである。このような保冷層１３は、外槽１２と内槽１１との間に充填された粒状のパーライトで形成されている。
【００１８】
漏れガス検知装置２は、このように構成されたＬＮＧタンク１内でＬＮＧが気化して内槽１１外に漏れた天然ガス（漏れガス）を検知するものであり、本ＬＮＧ貯蔵システムＳにおいて最も特徴的な構成要件である。この漏れガス検知装置２は、図２に示すように、ガス吸入ライン２１、ガス吸入口２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、ガス吸入バルブ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、空気吸入口２４、ガス導入ライン２５，２５ａ，２５ｂ、空気導入ライン２６，２６ａ，２６ｂ、ミストセパレータ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ、ガス用流量計２８、空気用流量計２９、水フィルタ３０（アンモニアトラップ）、バランサー３１、ガスセンサ３２、吸引ポンプ３３、スイッチ３４、ガス排出口３５、ガスバイパス用バルブ３６及び空気バイパス用バルブ３７から構成されている。
【００１９】
ガス吸入ライン２１は、内槽１１の外周部１１ｂと外槽１２の外周部１２ｂとの間の保冷層１３に垂直状態で埋め込まれている。なお、図１では１本のガス吸入ライン２１が描かれているが、ガス吸入ライン２１は、実際には内槽１１の外周部１１ｂの周方向に所定角度おきに複数設けられている。ガス吸入口２２ａ〜２２ｄは、このようなガス吸入ライン２１の高さ方向に所定間隔で設けられ、ＬＮＧタンク１の内槽１１から保冷層１３に漏れた漏れガスの吸入口である。なお、ガス吸入口２２ａ〜２２ｄは、漏れガスとともに保冷層１３内の気体も一緒に検査対象ガスとして取り込む。
【００２０】
ガス吸入バルブ２３ａ〜２３ｄは、ガス吸入口２２ａ〜２２ｄの各々について設けられ、ガス吸入口２２ａ〜２２ｄと後段のガス導入ライン２５との接続を開閉する制御バルブである。複数のガス吸入口２２ａ〜２２ｄのいずれかに対応するガス吸入バルブ２３ａ〜２３ｄが開状態とされることにより、上記検査対象ガスがガス導入ライン２５に導入される。空気吸入口２４は、外部から空気を取り入れる吸入口である。
【００２１】
ガス導入ライン２５は、ガス吸入口２２ａ〜２２ｄから取り入れられた検査対象ガスをミストセパレータ２７ａ，２７ｂに導入するための配管であり、分岐点ＪＣ１においてガス導入ライン２５ａとガス導入ライン２５ｂとに分岐する。一方のガス導入ライン２５ａは、ミストセパレータ２７ａに接続され、他方のガス導入ライン２５ｂは、ミストセパレータ２７ｂに接続されている。
【００２２】
空気導入ライン２６は、空気吸入口２４から取り入れた空気をミストセパレータ２７ｃ，２７ｄに導入するための配管であり、分岐点ＪＣ２において空気導入ライン２６ａと空気導入ライン２６ｂとに分岐する。一方の空気導入ライン２６ａは、ミストセパレータ２７ｃに接続され、他方の空気導入ライン２６ｂは、ミストセパレータ２７ｄに接続されている。
【００２３】
ミストセパレータ２７ａ〜２７ｄは、導入された気体に含まれる液体成分（つまり水分）を除去するものである。４つのミストセパレータ２７ａ〜２７ｄのうち、ミストセパレータ２７ａは、ガス導入ライン２５ｂに接続され、液体成分を除去した検査対象ガスをガス用流量計２８に出力する。ミストセパレータ２７ｂは、ガス導入ライン２５ａに接続され、液体成分を除去した検査対象ガスをガスバイパス用バルブ３６に出力する。ミストセパレータ２７ｃは、空気導入ライン２６ａに接続され、空気に含まれる液体成分を除去して空気用流量計２９に出力する。ミストセパレータ２７ｄは、空気導入ライン２６ｂに接続され、空気に含まれる液体成分を除去して空気バイパス用バルブ３７に出力する。
【００２４】
ガス用流量計２８は、ミストセパレータ２７ａの後段に設けられ、ミストセパレータ２７ａから導入された検査対象ガスの流量を計測すると共に、当該検査対象ガスを水フィルタ３０に出力する。空気用流量計２９は、ミストセパレータ２７ｃの後段に設けられ、ミストセパレータ２７ｃから導入された空気の流量を計測すると共に、空気をバランサー３１に出力する。
【００２５】
水フィルタ３０は、上記ガス用流量計２８から導入された検査対象ガスからアンモニアガスを除去するものである。この水フィルタ３０は、図３に示すように、水槽４０、給水口４１、ガス導入ライン４２、サンプリングライン４３、ミストセパレータ４４、ドレンライン４５及びセパレータ４６から構成されている。なお、上記アンモニアガスは、後述するリークテストによってＬＮＧタンク１の内槽１１と外槽１２との間に残留するものである。
【００２６】
水槽４０は、検査対象ガスからアンモニアを除去する水Ｗを貯留する。この水Ｗとしては、不凍液を含むものが好ましい。給水口４１は、水槽４０に水Ｗを供給する供給口であり、水道等に接続される。ガス導入ライン４２は、先端が水槽４０内の水Ｗ中に浸漬されており、上述したガス用流量計２８から導入された検査対象ガスを水槽４０内の水Ｗ中に導入する配管である。サンプリングライン４３は、一端が水槽４０内において水Ｗの水面の上方に位置し、水槽４０内の水Ｗを通過した検査対象ガスをミストセパレータ４４に導入する配管である。ここで、アンモニアガスは水Ｗに溶解し易いガスであり、よって水Ｗを通過した検査対象ガスは、アンモニアガスが除去されたものとなる。
【００２７】
ミストセパレータ４４は、サンプリングライン４３から導入された検査対象ガスに含まれる液体成分（水分）を除去し、バランサー３１に排出する。ドレンライン４５は、ミストセパレータ４４により取り除かれた水分を水槽４０に戻す配管である。セパレータ４６は、水槽４０内の水Ｗを２つの領域に区画するための板材であり、図示するように下端が水Ｗの途中深さまで浸漬されている。すなわち、このセパレータ４６は、水槽４０内の水Ｗをガス導入ライン４２によって検査対象ガスが供給される領域と、ドレンライン４５によって液体成分（水分）が供給される領域とに区画する。
【００２８】
図２に戻って、バランサー３１は、このような水フィルタ３０から導入された検査対象ガスを空気用流量計２９から導入された空気と所定の比率で混合し、ガスセンサ３２に出力する。ガスセンサ３２は、バランサー３１から導入された検査対象ガスと空気との混合ガスに含まれる特定成分（天然ガス成分）を検出するセンサであり、検出後の混合ガスを吸引ポンプ３３に排気する。吸引ポンプ３３は、このガスセンサ３２から混合ガスを吸引してガス排出口３５に排気することにより、ガス吸入口２２ａ〜２２ｄから検査対象ガスをガスセンサ３２に向けて吸引させると共に、空気吸入口２４から空気をガスセンサ３２に向けて吸引させる。スイッチ３４は、吸引ポンプ３３の作動スイッチである。
【００２９】
ガス排出口３５は、ガスセンサ３２による検出処理が終了した混合ガスの排出口である。ガスバイパス用バルブ３６は、検査対象ガスについてガスセンサ３２をバイパスさせるための制御バルブである。ガスバイパス用バルブ３６が開状態の場合には、検査対象ガスがガス導入ライン２５ｂ及びミストセパレータ２７ｂを経由して吸引ポンプ３３に吸引される。この吸引経路は、吸引ポンプ３３の動作の調整に利用される。空気バイパス用バルブ３７は、空気についてガスセンサ３２をバイパスさせるための制御バルブである。空気バイパス用バルブ３７が開状態の場合には、空気が空気導入ライン２６ｂ及びミストセパレータ２７ｄを経由して吸引ポンプ３３に吸引される。この吸引経路も、吸引ポンプ３３の動作の調整に利用される。
【００３０】
次に、このように構成されたＬＮＧ貯蔵システムＳの動作、特に漏れガス検知装置２による天然ガス成分の検知動作について詳しく説明する。
【００３１】
ＬＮＧタンク１では、内槽１１の施工が完了すると、当該内槽１１の機密性能を確認するためのテスト（一般にリークテストという。）が行われる。このリークテストでは、アンモニアガスを内槽１１と外槽１２との間に供給し、内槽１１と外槽１２との間におけるアンモニアガス濃度が規定濃度に達すると、アンモニアガスの供給を停止する。そして、アンモニアガスと反応すると変色する検出剤を内槽１１の内側に塗布し、検出剤が変色する箇所が存在するか否かを目視により観察する。検出剤が変色した箇所は、機密性能に問題がありアンモニアガスが内槽１１の内側に漏れ出している部位である。
【００３２】
このようなリークテストが終了すると、一般には、窒素ガス等を用いることにより内槽１１と外槽１２との間及び内槽１１の内側のアンモニアガスをパージする作業が行われる。このアンモニアパージは、天然ガス成分を検出するガスセンサ３２がアンモニアガスによって劣化するので、これを防ぐことを主な目的として行われる。しかしながら、このようなアンモニアパージは、多大な時間と費用とを要するものである。
【００３３】
これに対して、本ＬＮＧ貯蔵システムＳにおける漏れガス検知装置２は、上述したようにガスセンサ３２の前段にアンモニアを除去する水フィルタ３０（アンモニアトラップ）を備えているので、ガスセンサ３２がアンモニアガスによって劣化することがない。すなわち、ガスセンサ３２は、水フィルタ３０によってアンモニアが除去された混合ガスを検出対象とするので、アンモニアガスによる性能劣化を受けない。
【００３４】
より詳細には、漏れガス検知装置２では、吸引ポンプ３３の作動によってガス吸入口２２ａ〜２２ｄを経由して取り込まれガス用流量計２８を通過した検査対象ガスは、水フィルタ３０に導入される。そして、この検査対象ガスは、ガス導入ライン４２を介して水槽４０内の水Ｗ中に導入されることにより、検査対象ガス中のアンモニアガスが水Ｗに溶けて検査対象ガスから分離される。
【００３５】
そして、このようにしてアンモニアガスが除去された検査対象ガスは、サンプリングライン４３を介してミストセパレータ４４に導入され、ミストセパレータ４４において液体成分（水）が除去される。そして、液体成分（水）が除去された検査対象ガスは、ミストセパレータ４４からバランサー３１に出力される。この一方、ミストセパレータ４４によって分離された液体成分（水）は、ドレンライン４５を介して水槽４０に戻される。そして、このようにしてアンモニアガスが除去された検査対象ガスは、バランサー３１によって空気と混合された後にガスセンサ３２によって天然ガス成分が検出される。
【００３６】
このような本実施形態によれば、漏れガス検知装置２がガスセンサ３２の前段においてアンモニアガスを除去する機能を有するので、検査対象ガスがアンモニアガスを含んでいる場合であってもガスセンサ３２の劣化が促進することがない。したがって、本実施形態によれば、水フィルタ３０のアンモニアガスの除去性能にも依るが、ＬＮＧタンク１のリークテスト後におけるアンモニアパージ作業において、残留アンモニア濃度の限界値を従来よりも高めに設定することが可能であり、この結果としてアンモニアパージ作業に要する時間を従来よりも短縮することが可能であり、またアンモニアパージ作業に必要な窒素量を削減してコスト削減を図ることが可能となる。
【００３７】
また、漏れガス検知装置２の水フィルタ３０は、アンモニアガスが水に溶け易い性質を利用し、入手が容易な水にアンモニアガスを溶解させるものなので、安価かつメンテナンスが容易である。また、ミストセパレータ４４で回収した水分を水槽４０に戻す構成を採用しているので、水槽４０への水の補充を簡略化することができる。また、水槽４０内の水Ｗが不凍液を含む場合には、水Ｗの凍結が抑制されるので、水フィルタ３０が冷気によって機能不全を起こすことを抑制することが可能である。
【００３８】
さらには、水槽４０内にセパレータ４６が設けられているので、ドレンライン４５から戻された水分によってガス導入ライン４２によって水槽４０内に供給された検査対象ガスにおけるアンモニアガスの水Ｗへの溶解性能が低下することが抑制される。すなわち、本実施形態における水フィルタ３０では、セパレータ４６を設けることによって、安定したアンモニア除去性能を実現することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、低温タンクとしてＬＮＧタンク２に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。ガス漏れの虞がある低温タンクには、ＬＮＧタンク２の他に、例えば液化石油ガス（ＬＰＧ）を貯留するＬＰＧタンクがあるので、本発明は、これらタンクにも適用可能である。
【００４０】
（２）上記実施形態では、水フィルタ３０にミストセパレータ４４を設けたが、ミストセパレータ４４は必須ではない。すなわち、上記実施形態では、ミストセパレータ４４を設けることによって水分を回収して水槽４０に補充するようにしたが、このような水の補充機能を省略しても良い。
【符号の説明】
【００４１】
Ｓ…ＬＮＧ貯蔵システム、１…ＬＮＧタンク（低温タンク）、２…漏れガス検知装置、１１…内槽、１１ａ…底部、１１ｂ…外周部、１１ｃ…天井部、１２…外槽、１２ａ…底部、１２ｂ…外周部、１２ｃ…天井部、１３…保冷層、１４…底部保冷材、２１…ガス吸入ライン、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…ガス吸入口、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…ガス吸入バルブ、２４…空気吸入口、２５，２５ａ，２５ｂ…ガス導入ライン、２６，２６ａ，２６ｂ…空気導入ライン、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ…ミストセパレータ、２８…ガス用流量計，２９…空気用流量計、３０…水フィルタ（アンモニアトラップ）、３１…バランサー、３２…ガスセンサ、３３…吸引ポンプ、３４…スイッチ、３５…ガス排出口、３６…ガスバイパス用バルブ、３７…空気バイパス用バルブ、４０…水槽、４１…給水口、４２…ガス導入ライン、４３…サンプリングライン、４４…ミストセパレータ、４５…ドレンライン、４６…セパレータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏れガス検知装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ（液化天然ガス）を貯蔵するＬＮＧタンクには、メンブレンからなる内槽とコンクリート製の外槽との二重殻構造を採るものがある。また、ＬＮＧタンクでは、内槽と外槽との間には保冷材が充填され、内槽に貯留されると共に極低温液体であるＬＮＧを保冷するようになっている。このような構成のＬＮＧタンクでは、内槽内にＬＮＧを貯留する前に、アンモニアガスを用いたリークテストを内槽に対して実施し、内槽の気密性を確認することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２４０１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記リークテストは、内槽の外周部（内槽と外槽との間）にアンモニアガスを封入し、円筒桶状の内槽の内底部及び内側部つまりＬＮＧが直接接触する部位にアンモニアガスに反応して変色する検出剤を塗布することによって実施される。例えば、内槽の側部に溶接欠陥等の気密不良部位が存在する場合、当該気密不良部位からアンモニアガスが内槽内に漏れ出すので検出剤が変色し、気密不良部位を発見することができる。このようなリークテストが終了すると、アンモニアガスは、ＬＮＧの充填前に濃度が例えば１％以下となるように窒素ガスによってパージされる。このようなアンモニアガスのパージは、別途設置されると共に内槽の漏れガスを検出する漏れガスセンサをアンモニアガスが劣化させるためである。
【０００５】
しかしながら、リークテスト終了後のアンモニアパージは、ＬＮＧタンクの大きさにもよるが多大な時間（例えば１ヶ月）がかかるので、ＬＮＧタンクの建設工事の工期を長引かせる要因になっている。また、アンモニアパージをするためには、膨大な量の窒素ガスを用意しなければならないため、その調達費用が大きな負担である。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、低温タンクの工期短縮及び低温タンクの内槽リークテスト終了後のアンモニアパージに要するコスト削減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、漏れガス検知装置に係る第１の解決手段として、低温タンクから漏れ出した漏れガスをガスセンサで検知するガス検知装置であって、漏れガスに含まれるアンモニアガスを水に溶解させてトラップするアンモニアトラップをガスセンサの前段に備える、という手段を採用する。
【０００８】
また、漏れガス検知装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、アンモニアトラップは、漏れガスに含まれる水分を分離するミストセパレータを備え、該ミストセパレータは、漏れガスから分離した水分をアンモニアガスの溶解に供する、という手段を採用する。
【０００９】
漏れガス検知装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記水は不凍液を含む、という手段を採用する。
【００１０】
漏れガス検知装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３いずれかの解決手段において、低温タンクは液化天然ガスタンクあるいは液化石油ガスタンクであり、漏れガスは液化天然ガスあるいは液化石油ガスが気化して発生した天然ガスあるいは石油ガスである、という手段を採用する。
【００１１】
また、本発明では、漏れガス検知方法に係る第１の解決手段として、低温タンクから漏れ出した漏れガスをガスセンサで検知する方法であって、漏れガスに含まれるアンモニアガスを水に溶解させてトラップした後に漏れガスをガスセンサで評価する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ガスセンサの前段で漏れガスに含まれるアンモニアガスをトラップするので、ガスセンサがアンモニアガスによって劣化することを防止することができる。したがって、本発明をＬＮＧタンク等の低温タンクの漏れガス検知に適用することにより、低温タンクの施工時に行われる内槽リークテスト終了後のアンモニアパージを少なくとも簡略化することができるので、低温タンクの工期短縮及び低温タンクのコスト削減を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態におけるＬＮＧ貯蔵システムＳの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る漏れガス検知装置２の模式図である。
【図３】本発明の実施形態における水フィルタ３０の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
ＬＮＧ貯蔵システムＳは、ＬＮＧ（液化天然ガス）の貯蔵設備であり、図１に示すように、ＬＮＧを貯蔵するＬＮＧタンク１（低温タンク）と、ＬＮＧタンク１から漏れた天然ガスを検知する漏れガス検知装置２とから構成されている。
【００１５】
ＬＮＧタンク１は、地上に設置される地上式タンクであり、ＬＮＧを貯蔵する内槽１１、内槽１１を収容する外槽１２、内槽１１と外槽１２との間に設けられた保冷層１３及び内槽１１の底部を支持する底部保冷材１４等から構成されている。
【００１６】
内槽１１は、円形の底部１１ａと、底部１１ａの外周縁から起立する円筒状の外周部１１ｂと、外周部１１ｂの上縁に連なるコーン形状の天井部１１ｃとを備え、その内部にＬＮＧを収容する。内槽１１の大きさは、一例を挙げると、底部１１ａの直径が約７０ｍ、外周部１１ｂの高さが約４０ｍ、天井部１１ｃの高さが約１３ｍである。なお、内槽１１の大きさはこれに限るものではない。内槽１１は、超低温に耐え得るステンレス製の薄板（例えば厚さ２ｍｍ）を多数溶接してなるメンブレン構造を有しており、外槽１２内に収容されている。
【００１７】
外槽１２は、コンクリート製であり、円形の底部１２ａ、底部１２ａの外周縁から起立する円筒状の外周部１２ｂ及び外周部１２ｂの上縁に連なるコーン形状の天井部１２ｃを備え、その内部に内槽１１を収容する。上記内槽１１は、このような外槽１２の底部１２ａ上に設けられた底部保冷材１４の上に設置されている。保冷層１３は、このような外槽１２の内面と内槽１１の外周部１１ｂ及び天井部１１ｃとの間に設けられ、内槽１１と外槽１２との間を断熱し、内槽１１に貯蔵されたマイナス１６２゜ＣのＬＮＧを保冷するものである。このような保冷層１３は、外槽１２と内槽１１との間に充填された粒状のパーライトで形成されている。
【００１８】
漏れガス検知装置２は、このように構成されたＬＮＧタンク１内でＬＮＧが気化して内槽１１外に漏れた天然ガス（漏れガス）を検知するものであり、本ＬＮＧ貯蔵システムＳにおいて最も特徴的な構成要件である。この漏れガス検知装置２は、図２に示すように、ガス吸入ライン２１、ガス吸入口２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、ガス吸入バルブ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、空気吸入口２４、ガス導入ライン２５，２５ａ，２５ｂ、空気導入ライン２６，２６ａ，２６ｂ、ミストセパレータ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ、ガス用流量計２８、空気用流量計２９、水フィルタ３０（アンモニアトラップ）、バランサー３１、ガスセンサ３２、吸引ポンプ３３、スイッチ３４、ガス排出口３５、ガスバイパス用バルブ３６及び空気バイパス用バルブ３７から構成されている。
【００１９】
ガス吸入ライン２１は、内槽１１の外周部１１ｂと外槽１２の外周部１２ｂとの間の保冷層１３に垂直状態で埋め込まれている。なお、図１では１本のガス吸入ライン２１が描かれているが、ガス吸入ライン２１は、実際には内槽１１の外周部１１ｂの周方向に所定角度おきに複数設けられている。ガス吸入口２２ａ〜２２ｄは、このようなガス吸入ライン２１の高さ方向に所定間隔で設けられ、ＬＮＧタンク１の内槽１１から保冷層１３に漏れた漏れガスの吸入口である。なお、ガス吸入口２２ａ〜２２ｄは、漏れガスとともに保冷層１３内の気体も一緒に検査対象ガスとして取り込む。
【００２０】
ガス吸入バルブ２３ａ〜２３ｄは、ガス吸入口２２ａ〜２２ｄの各々について設けられ、ガス吸入口２２ａ〜２２ｄと後段のガス導入ライン２５との接続を開閉する制御バルブである。複数のガス吸入口２２ａ〜２２ｄのいずれかに対応するガス吸入バルブ２３ａ〜２３ｄが開状態とされることにより、上記検査対象ガスがガス導入ライン２５に導入される。空気吸入口２４は、外部から空気を取り入れる吸入口である。
【００２１】
ガス導入ライン２５は、ガス吸入口２２ａ〜２２ｄから取り入れられた検査対象ガスをミストセパレータ２７ａ，２７ｂに導入するための配管であり、分岐点ＪＣ１においてガス導入ライン２５ａとガス導入ライン２５ｂとに分岐する。一方のガス導入ライン２５ａは、ミストセパレータ２７ａに接続され、他方のガス導入ライン２５ｂは、ミストセパレータ２７ｂに接続されている。
【００２２】
空気導入ライン２６は、空気吸入口２４から取り入れた空気をミストセパレータ２７ｃ，２７ｄに導入するための配管であり、分岐点ＪＣ２において空気導入ライン２６ａと空気導入ライン２６ｂとに分岐する。一方の空気導入ライン２６ａは、ミストセパレータ２７ｃに接続され、他方の空気導入ライン２６ｂは、ミストセパレータ２７ｄに接続されている。
【００２３】
ミストセパレータ２７ａ〜２７ｄは、導入された気体に含まれる液体成分（つまり水分）を除去するものである。４つのミストセパレータ２７ａ〜２７ｄのうち、ミストセパレータ２７ａは、ガス導入ライン２５ｂに接続され、液体成分を除去した検査対象ガスをガス用流量計２８に出力する。ミストセパレータ２７ｂは、ガス導入ライン２５ａに接続され、液体成分を除去した検査対象ガスをガスバイパス用バルブ３６に出力する。ミストセパレータ２７ｃは、空気導入ライン２６ａに接続され、空気に含まれる液体成分を除去して空気用流量計２９に出力する。ミストセパレータ２７ｄは、空気導入ライン２６ｂに接続され、空気に含まれる液体成分を除去して空気バイパス用バルブ３７に出力する。
【００２４】
ガス用流量計２８は、ミストセパレータ２７ａの後段に設けられ、ミストセパレータ２７ａから導入された検査対象ガスの流量を計測すると共に、当該検査対象ガスを水フィルタ３０に出力する。空気用流量計２９は、ミストセパレータ２７ｃの後段に設けられ、ミストセパレータ２７ｃから導入された空気の流量を計測すると共に、空気をバランサー３１に出力する。
【００２５】
水フィルタ３０は、上記ガス用流量計２８から導入された検査対象ガスからアンモニアガスを除去するものである。この水フィルタ３０は、図３に示すように、水槽４０、給水口４１、ガス導入ライン４２、サンプリングライン４３、ミストセパレータ４４、ドレンライン４５及びセパレータ４６から構成されている。なお、上記アンモニアガスは、後述するリークテストによってＬＮＧタンク１の内槽１１と外槽１２との間に残留するものである。
【００２６】
水槽４０は、検査対象ガスからアンモニアを除去する水Ｗを貯留する。この水Ｗとしては、不凍液を含むものが好ましい。給水口４１は、水槽４０に水Ｗを供給する供給口であり、水道等に接続される。ガス導入ライン４２は、先端が水槽４０内の水Ｗ中に浸漬されており、上述したガス用流量計２８から導入された検査対象ガスを水槽４０内の水Ｗ中に導入する配管である。サンプリングライン４３は、一端が水槽４０内において水Ｗの水面の上方に位置し、水槽４０内の水Ｗを通過した検査対象ガスをミストセパレータ４４に導入する配管である。ここで、アンモニアガスは水Ｗに溶解し易いガスであり、よって水Ｗを通過した検査対象ガスは、アンモニアガスが除去されたものとなる。
【００２７】
ミストセパレータ４４は、サンプリングライン４３から導入された検査対象ガスに含まれる液体成分（水分）を除去し、バランサー３１に排出する。ドレンライン４５は、ミストセパレータ４４により取り除かれた水分を水槽４０に戻す配管である。セパレータ４６は、水槽４０内の水Ｗを２つの領域に区画するための板材であり、図示するように下端が水Ｗの途中深さまで浸漬されている。すなわち、このセパレータ４６は、水槽４０内の水Ｗをガス導入ライン４２によって検査対象ガスが供給される領域と、ドレンライン４５によって液体成分（水分）が供給される領域とに区画する。
【００２８】
図２に戻って、バランサー３１は、このような水フィルタ３０から導入された検査対象ガスを空気用流量計２９から導入された空気と所定の比率で混合し、ガスセンサ３２に出力する。ガスセンサ３２は、バランサー３１から導入された検査対象ガスと空気との混合ガスに含まれる特定成分（天然ガス成分）を検出するセンサであり、検出後の混合ガスを吸引ポンプ３３に排気する。吸引ポンプ３３は、このガスセンサ３２から混合ガスを吸引してガス排出口３５に排気することにより、ガス吸入口２２ａ〜２２ｄから検査対象ガスをガスセンサ３２に向けて吸引させると共に、空気吸入口２４から空気をガスセンサ３２に向けて吸引させる。スイッチ３４は、吸引ポンプ３３の作動スイッチである。
【００２９】
ガス排出口３５は、ガスセンサ３２による検出処理が終了した混合ガスの排出口である。ガスバイパス用バルブ３６は、検査対象ガスについてガスセンサ３２をバイパスさせるための制御バルブである。ガスバイパス用バルブ３６が開状態の場合には、検査対象ガスがガス導入ライン２５ｂ及びミストセパレータ２７ｂを経由して吸引ポンプ３３に吸引される。この吸引経路は、吸引ポンプ３３の動作の調整に利用される。空気バイパス用バルブ３７は、空気についてガスセンサ３２をバイパスさせるための制御バルブである。空気バイパス用バルブ３７が開状態の場合には、空気が空気導入ライン２６ｂ及びミストセパレータ２７ｄを経由して吸引ポンプ３３に吸引される。この吸引経路も、吸引ポンプ３３の動作の調整に利用される。
【００３０】
次に、このように構成されたＬＮＧ貯蔵システムＳの動作、特に漏れガス検知装置２による天然ガス成分の検知動作について詳しく説明する。
【００３１】
ＬＮＧタンク１では、内槽１１の施工が完了すると、当該内槽１１の機密性能を確認するためのテスト（一般にリークテストという。）が行われる。このリークテストでは、アンモニアガスを内槽１１と外槽１２との間に供給し、内槽１１と外槽１２との間におけるアンモニアガス濃度が規定濃度に達すると、アンモニアガスの供給を停止する。そして、アンモニアガスと反応すると変色する検出剤を内槽１１の内側に塗布し、検出剤が変色する箇所が存在するか否かを目視により観察する。検出剤が変色した箇所は、機密性能に問題がありアンモニアガスが内槽１１の内側に漏れ出している部位である。
【００３２】
このようなリークテストが終了すると、一般には、窒素ガス等を用いることにより内槽１１と外槽１２との間及び内槽１１の内側のアンモニアガスをパージする作業が行われる。このアンモニアパージは、天然ガス成分を検出するガスセンサ３２がアンモニアガスによって劣化するので、これを防ぐことを主な目的として行われる。しかしながら、このようなアンモニアパージは、多大な時間と費用とを要するものである。
【００３３】
これに対して、本ＬＮＧ貯蔵システムＳにおける漏れガス検知装置２は、上述したようにガスセンサ３２の前段にアンモニアを除去する水フィルタ３０（アンモニアトラップ）を備えているので、ガスセンサ３２がアンモニアガスによって劣化することがない。すなわち、ガスセンサ３２は、水フィルタ３０によってアンモニアが除去された混合ガスを検出対象とするので、アンモニアガスによる性能劣化を受けない。
【００３４】
より詳細には、漏れガス検知装置２では、吸引ポンプ３３の作動によってガス吸入口２２ａ〜２２ｄを経由して取り込まれガス用流量計２８を通過した検査対象ガスは、水フィルタ３０に導入される。そして、この検査対象ガスは、ガス導入ライン４２を介して水槽４０内の水Ｗ中に導入されることにより、検査対象ガス中のアンモニアガスが水Ｗに溶けて検査対象ガスから分離される。
【００３５】
そして、このようにしてアンモニアガスが除去された検査対象ガスは、サンプリングライン４３を介してミストセパレータ４４に導入され、ミストセパレータ４４において液体成分（水）が除去される。そして、液体成分（水）が除去された検査対象ガスは、ミストセパレータ４４からバランサー３１に出力される。この一方、ミストセパレータ４４によって分離された液体成分（水）は、ドレンライン４５を介して水槽４０に戻される。そして、このようにしてアンモニアガスが除去された検査対象ガスは、バランサー３１によって空気と混合された後にガスセンサ３２によって天然ガス成分が検出される。
【００３６】
このような本実施形態によれば、漏れガス検知装置２がガスセンサ３２の前段においてアンモニアガスを除去する機能を有するので、検査対象ガスがアンモニアガスを含んでいる場合であってもガスセンサ３２の劣化が促進することがない。したがって、本実施形態によれば、水フィルタ３０のアンモニアガスの除去性能にも依るが、ＬＮＧタンク１のリークテスト後におけるアンモニアパージ作業において、残留アンモニア濃度の限界値を従来よりも高めに設定することが可能であり、この結果としてアンモニアパージ作業に要する時間を従来よりも短縮することが可能であり、またアンモニアパージ作業に必要な窒素量を削減してコスト削減を図ることが可能となる。
【００３７】
また、漏れガス検知装置２の水フィルタ３０は、アンモニアガスが水に溶け易い性質を利用し、入手が容易な水にアンモニアガスを溶解させるものなので、安価かつメンテナンスが容易である。また、ミストセパレータ４４で回収した水分を水槽４０に戻す構成を採用しているので、水槽４０への水の補充を簡略化することができる。また、水槽４０内の水Ｗが不凍液を含む場合には、水Ｗの凍結が抑制されるので、水フィルタ３０が冷気によって機能不全を起こすことを抑制することが可能である。
【００３８】
さらには、水槽４０内にセパレータ４６が設けられているので、ドレンライン４５から戻された水分によってガス導入ライン４２によって水槽４０内に供給された検査対象ガスにおけるアンモニアガスの水Ｗへの溶解性能が低下することが抑制される。すなわち、本実施形態における水フィルタ３０では、セパレータ４６を設けることによって、安定したアンモニア除去性能を実現することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、低温タンクとしてＬＮＧタンク２に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。ガス漏れの虞がある低温タンクには、ＬＮＧタンク２の他に、例えば液化石油ガス（ＬＰＧ）を貯留するＬＰＧタンクがあるので、本発明は、これらタンクにも適用可能である。
【００４０】
（２）上記実施形態では、水フィルタ３０にミストセパレータ４４を設けたが、ミストセパレータ４４は必須ではない。すなわち、上記実施形態では、ミストセパレータ４４を設けることによって水分を回収して水槽４０に補充するようにしたが、このような水の補充機能を省略しても良い。
【符号の説明】
【００４１】
Ｓ…ＬＮＧ貯蔵システム、１…ＬＮＧタンク（低温タンク）、２…漏れガス検知装置、１１…内槽、１１ａ…底部、１１ｂ…外周部、１１ｃ…天井部、１２…外槽、１２ａ…底部、１２ｂ…外周部、１２ｃ…天井部、１３…保冷層、１４…底部保冷材、２１…ガス吸入ライン、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…ガス吸入口、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…ガス吸入バルブ、２４…空気吸入口、２５，２５ａ，２５ｂ…ガス導入ライン、２６，２６ａ，２６ｂ…空気導入ライン、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ…ミストセパレータ、２８…ガス用流量計，２９…空気用流量計、３０…水フィルタ（アンモニアトラップ）、３１…バランサー、３２…ガスセンサ、３３…吸引ポンプ、３４…スイッチ、３５…ガス排出口、３６…ガスバイパス用バルブ、３７…空気バイパス用バルブ、４０…水槽、４１…給水口、４２…ガス導入ライン、４３…サンプリングライン、４４…ミストセパレータ、４５…ドレンライン、４６…セパレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温タンクから漏れ出した漏れガスをガスセンサで検知する漏れガス検知装置であって、
前記ガスセンサの前段に、漏れガスに含まれるアンモニアガスを水に溶解させてトラップするアンモニアトラップを備えることを特徴とする漏れガス検知装置。
【請求項２】
アンモニアトラップは、漏れガスに含まれる水分を分離するミストセパレータを備え、該ミストセパレータは、漏れガスから分離した水分をアンモニアガスの溶解に供することを特徴とする請求項１に記載の漏れガス検知装置。
【請求項３】
前記水は、不凍液を含むことを特徴とする請求項１または２記載の漏れガス検知装置。
【請求項４】
低温タンクは液化天然ガスタンクあるいは液化石油ガスタンクであり、漏れガスは液化天然ガスあるいは液化石油ガスが気化して発生した天然ガスあるいは石油ガスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の漏れガス検知装置。
【請求項５】
低温タンクから漏れ出した漏れガスをガスセンサで検知する方法であって、
漏れガスに含まれるアンモニアガスを水に溶解させてトラップした後に漏れガスをガスセンサで評価することを特徴とする漏れガス検知方法。
【請求項１】
低温タンクから漏れ出した漏れガスをガスセンサで検知する漏れガス検知装置であって、
前記ガスセンサの前段に、漏れガスに含まれるアンモニアガスを水に溶解させてトラップするアンモニアトラップを備えることを特徴とする漏れガス検知装置。
【請求項２】
アンモニアトラップは、漏れガスに含まれる水分を分離するミストセパレータを備え、該ミストセパレータは、漏れガスから分離した水分をアンモニアガスの溶解に供することを特徴とする請求項１に記載の漏れガス検知装置。
【請求項３】
前記水は、不凍液を含むことを特徴とする請求項１または２記載の漏れガス検知装置。
【請求項４】
低温タンクは液化天然ガスタンクあるいは液化石油ガスタンクであり、漏れガスは液化天然ガスあるいは液化石油ガスが気化して発生した天然ガスあるいは石油ガスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の漏れガス検知装置。
【請求項５】
低温タンクから漏れ出した漏れガスをガスセンサで検知する方法であって、
漏れガスに含まれるアンモニアガスを水に溶解させてトラップした後に漏れガスをガスセンサで評価することを特徴とする漏れガス検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−６３２７３（Ｐ２０１２−６３２７３Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８４２５（Ｐ２０１０−２０８４２５）
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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