ＬＮＧ受入構造
【課題】密度の異なる複数種類のＬＮＧを同一のＬＮＧタンクに貯蔵する場合において、ロールオーバの発生リスクを最小限にする。
【解決手段】ＬＮＧ受入構造として、ＬＮＧタンクの屋根を貫通する受入管の下方に設置され、前記ＬＮＧタンクの底部まで延びるリード管と、前記リード管の上端に設けられ、前記受入管から吐出されるＬＮＧを受けるホッパーと、前記受入管から吐出されるＬＮＧが前記リード管の中心部を減速しながら落下し且つ前記ＬＮＧから分離したガスが前記リード管の内壁に沿って上昇するように、前記リード管内に配置された気液分離構造と、前記ホッパーに設けられ、前記リード管から上昇してきたガスを前記ホッパー外へ排出するガス排出口とを具備する構造を採用する。
【解決手段】ＬＮＧ受入構造として、ＬＮＧタンクの屋根を貫通する受入管の下方に設置され、前記ＬＮＧタンクの底部まで延びるリード管と、前記リード管の上端に設けられ、前記受入管から吐出されるＬＮＧを受けるホッパーと、前記受入管から吐出されるＬＮＧが前記リード管の中心部を減速しながら落下し且つ前記ＬＮＧから分離したガスが前記リード管の内壁に沿って上昇するように、前記リード管内に配置された気液分離構造と、前記ホッパーに設けられ、前記リード管から上昇してきたガスを前記ホッパー外へ排出するガス排出口とを具備する構造を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）受入構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧの組成、密度（重さ）等は、産地によって異なる。近年では、ＬＮＧ需要の増大に伴い、密度の異なる複数種類のＬＮＧを同一のＬＮＧタンクに貯蔵する異種ＬＮＧ混合貯蔵技術の開発が進められている。この異種ＬＮＧ混合貯蔵技術は、ＬＮＧの取引及び流通を促進すると共に設備コストを削減できるなどの大きな経済的メリットがある一方で、ＬＮＧタンク内での層状化に起因して発生するロールオーバの対策を講じる必要がある。
【０００３】
層状化とは、ＬＮＧタンクに密度の異なる複数種類のＬＮＧを導入した際に、密度の大きい（重い）ＬＮＧが下方に溜まり、密度の小さい（軽い）ＬＮＧが上方に溜まることで密度の異なる複数の液層が形成されることを指す。ロールオーバとは、上記のように層状化したＬＮＧタンク内において、外部からの入熱により上下層間の密度差が減少して層境界が消滅する際に、それまで下層に蓄積されていた熱エネルギーが液面からの膨大なＢＯＧ（Boil Off Gas）発生という形で短時間に開放される現象を指す。
【０００４】
このロールオーバによってＢＯＧ圧縮機の処理能力を越えるＢＯＧが発生した場合、タンク内圧力の上昇を抑制するために、安全弁を作動させて余剰ＢＯＧをタンク外へ排出する必要があるが、この安全弁による余剰ＢＯＧの排出能力をも越えるＢＯＧが発生すると、タンク内圧力の上昇を抑制できずにタンク自体の破損を招く可能性がある。ロールオーバの発生を回避するためには、ＬＮＧタンク内での層状化を可能な限り抑制する必要がある。
【０００５】
従来では、ＬＮＧタンクの屋根を貫通する２本の受入管を設けると共に、一方の受入管の下方に、ＬＮＧタンクの底部まで延びるリード管を設けておき、重いＬＮＧは受入管を通じてタンク上部から受け入れる一方、軽いＬＮＧは受入管及びリード管を通じてタンク下部から受け入れることにより、異種ＬＮＧの混合を促進させて層状化を抑制している（下記特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１３５６９８号公報
【特許文献２】特開２０００−２８１１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リード管の上端には、受入管の下端から吐出されるＬＮＧを受けるホッパーが設けられている。ＬＮＧタンク内に重いＬＮＧが溜まっている状態で、リード管を通じて軽いＬＮＧを導入する場合、両ＬＮＧの密度差によってリード管の下端から軽いＬＮＧが吐出されにくくなり、ホッパーから軽いＬＮＧが溢れ出す可能性がある。
【０００８】
このようにホッパーから軽いＬＮＧが溢れ出すと、予め溜まっていた重いＬＮＧの上に軽いＬＮＧが溜まるため、ロールオーバの原因となる層状化が引き起こされることになる。つまり、従来のＬＮＧ受入構造では、未だロールオーバの発生リスクが残っており、早急に解決策を講じる必要があった。
【０００９】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、密度の異なる複数種類のＬＮＧを同一のＬＮＧタンクに貯蔵する場合において、ロールオーバの発生リスクを最小限に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、ＬＮＧ受入構造に係る第１の解決手段として、ＬＮＧタンクの屋根を貫通する受入管の下方に設置され、前記ＬＮＧタンクの底部まで延びるリード管と、前記リード管の上端に設けられ、前記受入管から吐出されるＬＮＧを受けるホッパーと、前記受入管から吐出されるＬＮＧが前記リード管の中心部を減速しながら落下し且つ前記ＬＮＧから分離したガスが前記リード管の内壁に沿って上昇するように、前記リード管内に配置された気液分離構造と、前記ホッパーに設けられ、前記リード管から上昇してきたガスを前記ホッパー外へ排出するガス排出口と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、ＬＮＧ受入構造に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記気液分離構造は、下方に向かって徐々に縮径する筒状部材を、前記リード管の中心軸線上に複数配置して構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るＬＮＧ受入構造によれば、ＬＮＧタンク内に重いＬＮＧが溜まっている状態で、リード管を通じて軽いＬＮＧを導入しても、ホッパーから軽いＬＮＧが溢れにくくなる、つまりロールオーバの発生原因となる層状化が起こりにくくなるため、ロールオーバの発生リスクを最小限に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態におけるＬＮＧ受入構造の斜視図（ａ）と、ＬＮＧ受入構造のＡ−Ａ矢視断面図（ｂ）である。
【図２】本実施形態におけるＬＮＧ受入構造の作用効果に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本実施形態におけるＬＮＧ受入構造の斜視図であり、図１（ｂ）は、ＬＮＧ受入構造のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１５】
これらの図において、符号１は、ＬＮＧタンクの屋根を貫通する受入管１０２の下方に設置され、ＬＮＧタンクの底部まで延びるリード管である。符号２は、リード管１の上端に設けられ、受入管１０２から吐出されるＬＮＧを受けるホッパーである。符号３は、受入管１０２から吐出されるＬＮＧがリード管１の中心部を減速しながら落下するように且つＬＮＧから分離したガスがリード管１の内壁に沿って上昇するように、リード管１内に配置された気液分離構造である。符号４は、ホッパー２に設けられ、リード管１から上昇してきたガスをホッパー２外へ排出するガス排出口である。
【００１６】
気液分離構造３は、下方に向かって徐々に縮径する筒状部材３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄを、リード管１の中心軸線１ａ上に配置して構成されている。なお、図１では、リード管１内に４つの筒状部材３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄが配置されている状態を図示しているが、筒状部材の配置数は４つに限定されず、必要に応じて適宜変更可能である。
【００１７】
次に、上記のように構成されたＬＮＧ受入構造の作用効果について説明する。
ＬＮＧタンカーから陸揚げされた軽いＬＮＧは、受入管１０２を通じてＬＮＧタンクに移送される。この軽いＬＮＧは、フラッシュガス（以下、ガスと略す）を含む気液混合流体である。図２に示すように、受入管１０２からホッパー２へ吐出された軽いＬＮＧは、まず、筒状部材３ａの上部開口から筒状部材３ａの内部へ落下する。上述したように、筒状部材３ａは下方に向かって徐々に縮径しているため、軽いＬＮＧの流速は筒状部材３ａ内で減速する。
【００１８】
筒状部材３ａの下部開口から吐出された軽いＬＮＧは、下方の筒状部材３ｂの上部開口から筒状部材３ｂの内部へ落下し、筒状部材３ｂ内で減速する。筒状部材３ｂの下部開口から吐出された軽いＬＮＧは、下方の筒状部材３ｃの上部開口から筒状部材３ｃの内部へ落下し、筒状部材３ｃ内で減速する。筒状部材３ｃの下部開口から吐出された軽いＬＮＧは、下方の筒状部材３ｄの上部開口から筒状部材３ｄの内部へ落下し、筒状部材３ｄ内で減速する。
【００１９】
このように軽いＬＮＧがリード管１の中心部を減速しながら落下する過程で、軽いＬＮＧの気液分離が促進され、軽いＬＮＧからガスが分離する。分離したガスはリード管１の内壁に沿って上昇し、ホッパー２に設けられたガス排出口４から外部へ排出される。
【００２０】
上記のように、軽いＬＮＧがリード管１の中心部を減速しながら落下する過程で気液分離が促進されると、落下距離が長くなる程、軽いＬＮＧの密度は大きくなる。つまり、ＬＮＧタンク内に重いＬＮＧが溜まっている状態で、リード管１を通じて軽いＬＮＧを導入すれば、両ＬＮＧの密度差を小さくできるため、リード管１の下端から軽いＬＮＧが吐出されやすくなり、ホッパー２から軽いＬＮＧが溢れにくくなる。従って、本実施形態によれば、ロールオーバの発生原因となる層状化が起こりにくくなり、ロールオーバの発生リスクを最小限に抑えることが可能となる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、下方に向かって徐々に縮径する筒状部材３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄを、リード管１の中心軸線１ａ上に配置して構成された気液分離構造３を例示したが、この気液分離構造３は、受入管１０２から吐出されるＬＮＧがリード管１の中心部を減速しながら落下し、且つＬＮＧから分離したガスがリード管１の内壁に沿って上昇する構造であれば、どのような構造でも良い。
【符号の説明】
【００２２】
１…リード管、２…ホッパー、３…気液分離構造、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ…筒状部材、４…ガス排出口、１０２…受入管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）受入構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧの組成、密度（重さ）等は、産地によって異なる。近年では、ＬＮＧ需要の増大に伴い、密度の異なる複数種類のＬＮＧを同一のＬＮＧタンクに貯蔵する異種ＬＮＧ混合貯蔵技術の開発が進められている。この異種ＬＮＧ混合貯蔵技術は、ＬＮＧの取引及び流通を促進すると共に設備コストを削減できるなどの大きな経済的メリットがある一方で、ＬＮＧタンク内での層状化に起因して発生するロールオーバの対策を講じる必要がある。
【０００３】
層状化とは、ＬＮＧタンクに密度の異なる複数種類のＬＮＧを導入した際に、密度の大きい（重い）ＬＮＧが下方に溜まり、密度の小さい（軽い）ＬＮＧが上方に溜まることで密度の異なる複数の液層が形成されることを指す。ロールオーバとは、上記のように層状化したＬＮＧタンク内において、外部からの入熱により上下層間の密度差が減少して層境界が消滅する際に、それまで下層に蓄積されていた熱エネルギーが液面からの膨大なＢＯＧ（Boil Off Gas）発生という形で短時間に開放される現象を指す。
【０００４】
このロールオーバによってＢＯＧ圧縮機の処理能力を越えるＢＯＧが発生した場合、タンク内圧力の上昇を抑制するために、安全弁を作動させて余剰ＢＯＧをタンク外へ排出する必要があるが、この安全弁による余剰ＢＯＧの排出能力をも越えるＢＯＧが発生すると、タンク内圧力の上昇を抑制できずにタンク自体の破損を招く可能性がある。ロールオーバの発生を回避するためには、ＬＮＧタンク内での層状化を可能な限り抑制する必要がある。
【０００５】
従来では、ＬＮＧタンクの屋根を貫通する２本の受入管を設けると共に、一方の受入管の下方に、ＬＮＧタンクの底部まで延びるリード管を設けておき、重いＬＮＧは受入管を通じてタンク上部から受け入れる一方、軽いＬＮＧは受入管及びリード管を通じてタンク下部から受け入れることにより、異種ＬＮＧの混合を促進させて層状化を抑制している（下記特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１３５６９８号公報
【特許文献２】特開２０００−２８１１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リード管の上端には、受入管の下端から吐出されるＬＮＧを受けるホッパーが設けられている。ＬＮＧタンク内に重いＬＮＧが溜まっている状態で、リード管を通じて軽いＬＮＧを導入する場合、両ＬＮＧの密度差によってリード管の下端から軽いＬＮＧが吐出されにくくなり、ホッパーから軽いＬＮＧが溢れ出す可能性がある。
【０００８】
このようにホッパーから軽いＬＮＧが溢れ出すと、予め溜まっていた重いＬＮＧの上に軽いＬＮＧが溜まるため、ロールオーバの原因となる層状化が引き起こされることになる。つまり、従来のＬＮＧ受入構造では、未だロールオーバの発生リスクが残っており、早急に解決策を講じる必要があった。
【０００９】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、密度の異なる複数種類のＬＮＧを同一のＬＮＧタンクに貯蔵する場合において、ロールオーバの発生リスクを最小限に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、ＬＮＧ受入構造に係る第１の解決手段として、ＬＮＧタンクの屋根を貫通する受入管の下方に設置され、前記ＬＮＧタンクの底部まで延びるリード管と、前記リード管の上端に設けられ、前記受入管から吐出されるＬＮＧを受けるホッパーと、前記受入管から吐出されるＬＮＧが前記リード管の中心部を減速しながら落下し且つ前記ＬＮＧから分離したガスが前記リード管の内壁に沿って上昇するように、前記リード管内に配置された気液分離構造と、前記ホッパーに設けられ、前記リード管から上昇してきたガスを前記ホッパー外へ排出するガス排出口と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、ＬＮＧ受入構造に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記気液分離構造は、下方に向かって徐々に縮径する筒状部材を、前記リード管の中心軸線上に複数配置して構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るＬＮＧ受入構造によれば、ＬＮＧタンク内に重いＬＮＧが溜まっている状態で、リード管を通じて軽いＬＮＧを導入しても、ホッパーから軽いＬＮＧが溢れにくくなる、つまりロールオーバの発生原因となる層状化が起こりにくくなるため、ロールオーバの発生リスクを最小限に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態におけるＬＮＧ受入構造の斜視図（ａ）と、ＬＮＧ受入構造のＡ−Ａ矢視断面図（ｂ）である。
【図２】本実施形態におけるＬＮＧ受入構造の作用効果に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本実施形態におけるＬＮＧ受入構造の斜視図であり、図１（ｂ）は、ＬＮＧ受入構造のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１５】
これらの図において、符号１は、ＬＮＧタンクの屋根を貫通する受入管１０２の下方に設置され、ＬＮＧタンクの底部まで延びるリード管である。符号２は、リード管１の上端に設けられ、受入管１０２から吐出されるＬＮＧを受けるホッパーである。符号３は、受入管１０２から吐出されるＬＮＧがリード管１の中心部を減速しながら落下するように且つＬＮＧから分離したガスがリード管１の内壁に沿って上昇するように、リード管１内に配置された気液分離構造である。符号４は、ホッパー２に設けられ、リード管１から上昇してきたガスをホッパー２外へ排出するガス排出口である。
【００１６】
気液分離構造３は、下方に向かって徐々に縮径する筒状部材３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄを、リード管１の中心軸線１ａ上に配置して構成されている。なお、図１では、リード管１内に４つの筒状部材３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄが配置されている状態を図示しているが、筒状部材の配置数は４つに限定されず、必要に応じて適宜変更可能である。
【００１７】
次に、上記のように構成されたＬＮＧ受入構造の作用効果について説明する。
ＬＮＧタンカーから陸揚げされた軽いＬＮＧは、受入管１０２を通じてＬＮＧタンクに移送される。この軽いＬＮＧは、フラッシュガス（以下、ガスと略す）を含む気液混合流体である。図２に示すように、受入管１０２からホッパー２へ吐出された軽いＬＮＧは、まず、筒状部材３ａの上部開口から筒状部材３ａの内部へ落下する。上述したように、筒状部材３ａは下方に向かって徐々に縮径しているため、軽いＬＮＧの流速は筒状部材３ａ内で減速する。
【００１８】
筒状部材３ａの下部開口から吐出された軽いＬＮＧは、下方の筒状部材３ｂの上部開口から筒状部材３ｂの内部へ落下し、筒状部材３ｂ内で減速する。筒状部材３ｂの下部開口から吐出された軽いＬＮＧは、下方の筒状部材３ｃの上部開口から筒状部材３ｃの内部へ落下し、筒状部材３ｃ内で減速する。筒状部材３ｃの下部開口から吐出された軽いＬＮＧは、下方の筒状部材３ｄの上部開口から筒状部材３ｄの内部へ落下し、筒状部材３ｄ内で減速する。
【００１９】
このように軽いＬＮＧがリード管１の中心部を減速しながら落下する過程で、軽いＬＮＧの気液分離が促進され、軽いＬＮＧからガスが分離する。分離したガスはリード管１の内壁に沿って上昇し、ホッパー２に設けられたガス排出口４から外部へ排出される。
【００２０】
上記のように、軽いＬＮＧがリード管１の中心部を減速しながら落下する過程で気液分離が促進されると、落下距離が長くなる程、軽いＬＮＧの密度は大きくなる。つまり、ＬＮＧタンク内に重いＬＮＧが溜まっている状態で、リード管１を通じて軽いＬＮＧを導入すれば、両ＬＮＧの密度差を小さくできるため、リード管１の下端から軽いＬＮＧが吐出されやすくなり、ホッパー２から軽いＬＮＧが溢れにくくなる。従って、本実施形態によれば、ロールオーバの発生原因となる層状化が起こりにくくなり、ロールオーバの発生リスクを最小限に抑えることが可能となる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、下方に向かって徐々に縮径する筒状部材３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄを、リード管１の中心軸線１ａ上に配置して構成された気液分離構造３を例示したが、この気液分離構造３は、受入管１０２から吐出されるＬＮＧがリード管１の中心部を減速しながら落下し、且つＬＮＧから分離したガスがリード管１の内壁に沿って上昇する構造であれば、どのような構造でも良い。
【符号の説明】
【００２２】
１…リード管、２…ホッパー、３…気液分離構造、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ…筒状部材、４…ガス排出口、１０２…受入管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＮＧタンクの屋根を貫通する受入管の下方に設置され、前記ＬＮＧタンクの底部まで延びるリード管と、
前記リード管の上端に設けられ、前記受入管から吐出されるＬＮＧを受けるホッパーと、
前記受入管から吐出されるＬＮＧが前記リード管の中心部を減速しながら落下し且つ前記ＬＮＧから分離したガスが前記リード管の内壁に沿って上昇するように、前記リード管内に配置された気液分離構造と、
前記ホッパーに設けられ、前記リード管から上昇してきたガスを前記ホッパー外へ排出するガス排出口と、
を具備することを特徴とするＬＮＧ受入構造。
【請求項２】
前記気液分離構造は、下方に向かって徐々に縮径する筒状部材を、前記リード管の中心軸線上に複数配置して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＮＧ受入構造。
【請求項１】
ＬＮＧタンクの屋根を貫通する受入管の下方に設置され、前記ＬＮＧタンクの底部まで延びるリード管と、
前記リード管の上端に設けられ、前記受入管から吐出されるＬＮＧを受けるホッパーと、
前記受入管から吐出されるＬＮＧが前記リード管の中心部を減速しながら落下し且つ前記ＬＮＧから分離したガスが前記リード管の内壁に沿って上昇するように、前記リード管内に配置された気液分離構造と、
前記ホッパーに設けられ、前記リード管から上昇してきたガスを前記ホッパー外へ排出するガス排出口と、
を具備することを特徴とするＬＮＧ受入構造。
【請求項２】
前記気液分離構造は、下方に向かって徐々に縮径する筒状部材を、前記リード管の中心軸線上に複数配置して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＮＧ受入構造。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１０２８５０（Ｐ２０１２−１０２８５０Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５４０２０（Ｐ２０１０−２５４０２０）
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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