(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクに貯蔵されたＬＮＧを母管まで送出するＬＮＧ貯蔵装置であって、
前記タンクに貯蔵されたＬＮＧを送出するポンプと、
前記ポンプを収容するポンプバレルと、
前記ポンプバレルと前記母管とを接続する第１の配管と、
一端が前記第１の配管に接続し、他端が前記タンクに接続して、前記タンクから送出されたＬＮＧの一部を前記タンクに還流させるための第２の配管と、
一端が前記第２の配管と前記第１の配管との接続箇所よりも前記ポンプバレル側で当該第１の配管に接続し、他端が前記タンクに接続する第３の配管と、
を備え、
前記第１の配管の前記第２の配管との接合部と前記ポンプバレルとの間に液ポケットが生じ得る領域が形成され、前記第３の配管の前記一端が当該領域と前記ポンプバレルとの間で前記第１の配管と接続している、
ことを特徴とする、ＬＮＧ貯蔵装置。
【請求項２】
前記第１の配管の前記ポンプバレル側に屈曲部が形成され、当該屈曲部にＬＮＧが滞留することにより前記液ポケットが生じる、
ことを特徴とする、請求項１に記載のＬＮＧ貯蔵装置。
【請求項３】
前記第３の配管は、前記ポンプバレル内で気化したＬＮＧを前記第１の配管を介して前記タンクにまで排出する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のＬＮＧ貯蔵装置。
【請求項４】
前記第２の配管に第１のバルブが設けられ、
前記第３の配管に第２のバルブが設けられ、
前記ポンプが停止しているときに、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを開放し、
前記第３の配管は、前記ポンプバレル内で気化したＬＮＧ及び前記第１の配管内で気化したＬＮＧを前記第１の配管を介して前記タンクにまで排出し、
前記第２の配管は、前記第１の配管内で気化したＬＮＧを前記タンクに排出する
ことを特徴とする、請求項１に記載のＬＮＧ貯蔵装置。
【請求項５】
タンクに貯蔵されたＬＮＧを母管まで送出するＬＮＧ貯蔵装置におけるポンプバレルのガス抜き方法であって、
前記ポンプバレルに収容されるポンプが前記タンクに貯蔵されたＬＮＧを、前記ポンプバレルと前記母管とを接続する第１の配管に送出し、
一端が前記第１の配管に接続され、他端が前記タンクに接続された第２の配管が、前記タンクから送出されたＬＮＧの一部を前記タンクに還流し、
一端が前記第２の配管と前記第１の配管との接続箇所及び前記第１の配管の液ポケット領域よりも前記ポンプバレル側で前記第１の配管に接続され、他端が前記タンクに接続された第３の配管が、前記第１の配管を介して前記ポンプバレル内で気化したＬＮＧを前記タンクにまで排出する
ことを特徴とする、ＬＮＧ貯蔵装置におけるポンプバレルのガス抜き方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ:Liquefied Natural Gas）貯蔵装置及びＬＮＧ貯蔵装置におけるポンプバレルのガス抜き方法に関し、詳しくは、ＬＮＧを吐出するためのポンプのバレル（ポンプバレル）内で発生するＢＯＧ（Boil Off Gas）を抜気するのに好適なＬＮＧ貯蔵装置及びバレルのガス抜き方法に適用して好適なるものである。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスは、液化設備において液化され、その後、ＬＮＧ船等によって消費地に向けて輸送される。ＬＮＧ受入基地では、基地近郊に接岸されたＬＮＧ船のタンクから、地上側の貯蔵タンクにＬＮＧが送り出される。貯蔵タンクのＬＮＧは、払出配管を介して払出母管に送出される。ＬＮＧの消費者である、発電所等には、払出母管を介してＬＮＧが送られる。
【０００３】
貯蔵タンクからポンプバレル内に格納されたポンプによってＬＮＧが吐出される際、ポンプが所定の出力になるまで、払出管に吐出されたＬＮＧの一部が還流配管を経て貯蔵タンク迄還流されるようになっている。
【０００４】
貯蔵タンクの内部では、ＬＮＧの気化によってＢＯＧが常に発生して、貯蔵タンクの内部環境の圧力を増加させてしまう傾向となり、その結果、貯蔵タンクからのＬＮＧの送出に影響が出てしまうおそれがある。そこで、ＬＮＧの貯蔵タンクの内圧を一定の範囲に収めておくため、貯蔵タンク内のＢＯＧを圧縮によって昇圧し、ＬＮＧの消費地に送り出すことが行われている。
【０００５】
また、ポンプバレルの内圧が上昇すると、ポンプの起動に影響を与えてしまい、ＬＮＧを効率よく吐出できないおそれがある。そこで、既述の還流配管を利用して、ポンプバレル内のＢＯＧを、払出配管と還流配管を経由させて貯蔵タンクに送り出すことが行われていた。
【０００６】
ポンプバレル内のＢＯＧを効果的に抜気するために、例えば、特許文献１では、低温液化ガス貯蔵タンク揚液装置のポンプバレル頂部に設けられたガス抜き構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平３−１２９７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＬＮＧ受入基地において、諸設備の配置状況次第で、払出配管を屈曲させたレイアウトを取らざるを得ないことがある。例えば、タンクのポンプバレルの近傍ではこの傾向が大きくなる。一旦、このようなレイアウトが発生すると、配管の途中でＬＮＧが滞留し易く、ＬＮＧが送出されていない間、滞留したＬＮＧによって配管が封止されたままとなってしまう。払出管に滞留したＬＮＧが存在する領域（液ポケット）があると、ポンプバレル内のＢＯＧが液ポケットから先の還流配管を介して貯蔵タンクまで抜けていくことが出来ない。その結果、ポンプバレル内の圧力がＢＯＧによって大きく上昇し、貯蔵タンクからＬＮＧを送出するために、ポンプを起動させようとしても、ポンプの起動に悪影響が生じるという課題があった。なお、従来から、液ポケットに係るこの種の課題について対処したガス抜き構造は存在していなかった。
そこで、本発明は、係る課題を解決するために、管路の途中に液ポケットが発生しても、ポンプバレル内のガスを効果的に抜気するのに適したＬＮＧ貯蔵装置及びＬＮＧ貯蔵装置におけるポンプバレルのガス抜き方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するために本発明においては、タンクに貯蔵されたＬＮＧを母管まで送出するＬＮＧ貯蔵装置であって、前記タンクに貯蔵されたＬＮＧを送出するポンプと、前記ポンプを収容するポンプバレルと、前記ポンプバレルと前記母管とを接続する第１の配管と、一端が前記第１の配管に接続し、他端が前記タンクに接続して、前記タンクから送出されたＬＮＧの一部を前記タンクに還流させるための第２の配管と、一端が前記第２の配管と前記第１の配管との接続箇所よりも前記ポンプバレル側で当該第１の配管に接続し、他端が前記タンクに接続する第３の配管と、を備え、前記第１の配管の前記第２の配管との接合部と前記ポンプバレルとの間に液ポケットが生じ得る領域が形成され、前記第３の配管の前記一端が当該領域と前記ポンプバレルとの間で前記第１の配管と接続している、ことを特徴とする、ＬＮＧ貯蔵装置が提供される。
【００１０】
かかる課題を解決するために本発明においては、タンクに貯蔵されたＬＮＧを母管まで送出するＬＮＧ貯蔵装置におけるポンプバレルのガス抜き方法であって、前記ポンプバレルに収容されるポンプが前記タンクに貯蔵されたＬＮＧを、前記ポンプバレルと前記母管とを接続する第１の配管に送出し、一端が前記第１の配管に接続され、他端が前記タンクに接続された第２の配管が、前記タンクから送出されたＬＮＧの一部を前記タンクに還流し、一端が前記第２の配管と前記第１の配管との接続箇所及び前記第１の配管の液ポケット領域よりも前記ポンプバレル側で前記第１の配管に接続され、他端が前記タンクに接続された第３の配管が、前記第１の配管を介して吐出された前記ポンプバレル内で気化したＬＮＧを前記タンクにまで排出することを特徴とする、ＬＮＧ貯蔵装置におけるポンプバレルのガス抜き方法が提供される。
【００１１】
かかる構成によれば、第２の配管（還流配管１５）と第１の配管（払出配管１４）との接続箇所よりもポンプバレル側で第１の配管（払出配管１４）に接続された第３の配管（ガス抜き配管３０）を介して、ポンプバレル内の気化ガスを前記ＬＮＧタンクに戻すことができる。これにより、第３の配管（ガス抜き配管３０）を介して、ポンプバレルで発生したＢＯＧ及び第１の配管（払出配管１４）で発生したＢＯＧの両方を効果的にガス抜きすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、管路の途中に液ポケットが発生しても、ポンプバレル内のガスを効果的に抜気することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＬＮＧ貯蔵装置の基本構成を示す概念図である。
【図２】ＬＮＧ貯蔵装置の払出配管の液ポケット領域を示す概念図である。
【図３】本実施形態にかかるガス抜き配管が設けられたＬＮＧ貯蔵装置を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のＬＮＧ貯蔵装置は、ＬＮＧ受入基地を構成する一部であって、ＬＮＧ受入基地は、その他、ＬＮＧ船と貯蔵タンクとを接続する機器を含む受入装置や、発電所等のＬＮＧ消費先にＬＮＧに払い出す払出母管を含む払出装置とを備えている。以下に、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るＬＮＧ貯蔵装置ついて説明する。先ず、図１を参照して、ＬＮＧ貯蔵装置の基本構成について説明する。
【００１５】
図１に示すように、ポンプ１１は、タンク１０内のポンプバレル１２内に収容されている。ポンプバレル１２はタンク１０の上端から突出して払出配管１４の一端と接続し、払出配管１４の他端は払出母管２０に接続している。タンク１０に貯蔵されたＬＮＧは、ポンプ１１によって、吸入され、そして、払出配管１４、払出母管２０に吐出される。
【００１６】
既述のように、還流配管（「ミニフロー配管」とも称される。）１５が、払出配管１４とＬＮＧタンク１０とに接続するように設けられている。タンク１０からＬＮＧをポンプ１１によって払出配管１４に吐出しようとする際に、ＬＮＧの吐出量が所定以上の値になるまで、タンク１０から払い出されたＬＮＧの一部が還流配管１５を介してタンク１２に還流される。これにより、払出母管２０への吐出量を一定に保つことができる。
【００１７】
ポンプ１１はポンプバレル１２の区画内に収容されているために、ポンプ１１の停止中は、ポンプ１１及びポンプバレル１２の入熱により発生したＢＯＧがポンプバレル内に溜まり、ポンプバレル１２の内圧が上昇するおそれがある、そこで、ポンプ１１の起動への影響が無いようにするために、ポンプ１１が起動される前に、ポンプバレル１２内のＢＯＧを外へガス抜きする必要がある。ポンプバレル１２のＢＯＧは、バルブ１６の開度が調整されることによって、払出配管１４から還流配管１５を経て、タンク１０内に排気されるようになっている。
【００１８】
タンク１０から払出配管１４にＬＮＧが送出されていない「非稼働」の期間では、既述のとおり、ポンプバレル内のＢＯＧを排気する必要があるばかりでなく、払出配管１４、還流配管１５を冷却しておく必要がある。非稼働の期間、配管の状態をそのまま放置すると、配管の温度が常温付近まで上昇してしまい、いざ、ＬＮＧを配管に送り出そうとすると、極低温のＬＮＧから大量のＢＯＧが発生するおそれがある。そこで、非稼働の期間であっても、払出配管１４、還流配管１５に払出母管２０から少量のＬＮＧを送出して、これら配管を冷却して配管の温度上昇を防ぐようにしている。図１の点線矢印が、配管１４、１５への払出母管２０からの冷却用ＬＮＧの流れを示したものである。後述の図２、図３でも同様である。
【００１９】
払出母管２０からのＬＮＧの送出は、逆止弁バイパス配管１８の制限オリフィス（図中ＲＯと表記）を介して行われる。払出配管１４の口径は、例えば１５０ｍｍであり、制限オリフィスの口径は２〜３ｍｍ程度である。払出配管１４に注入される冷却用のＬＮＧは、制限オリフィスにより注入量を絞られて、ＬＮＧの液面は払出配管１４の底面に常に維持される。このため、払出配管１４内にもＢＯＧが発生し、払出配管１４内で発生したＢＯＧは、還流配管１５を介してＬＮＧタンク１０へ排気される。
【００２０】
このように、還流配管１５を介して、ポンプバレル１２内のＢＯＧや、払出配管１４の冷却時に発生するＢＯＧをタンク１２に円滑に抜く必要がある。そこで、払出配管１４は、図１に示すような折れ曲がりが無く直線状になるように設置されることが望まれる。
【００２１】
しかしながら、タンク及びポンプバレルの周囲での諸設備の混み具合、タンク、ポンプバレルと配管との位置関係に伴う配管レイアウト上の要請、配管の長さを調整する必要等から、配管の途中に屈曲した部分が生じてしまうことがあった。特に、タンク１０やポンプバレル１２の近傍ではレイアウトの自由度が厳しく制限され、屈曲部が発生し易い。図２は、払出配管１４のポンプバレル１２の近傍で下方に向かった屈曲部１３が形成されている状態を示している。
【００２２】
一旦、このような屈曲部１３が発生すると、配管の途中でＬＮＧが滞留し易く、ＬＮＧが送出されていない間、滞留したＬＮＧによって配管が封止されたままとなってしまう。払出管に滞留したＬＮＧが存在する領域（液ポケット）があると、ポンプバレル内のＢＯＧが液ポケットから先の還流配管１５を介して貯蔵タンク１０まで抜けていくことが出来ない。特に、配管が下方に向かって屈曲するような形態では、この傾向が大きくなる。その結果、ポンプバレル内の圧力がＢＯＧによって大きく上昇し、貯蔵タンクからＬＮＧを送出するために、ポンプを起動させようとしても、ポンプの起動に悪影響が生じるという課題があった。
【００２３】
そこで、本発明に係るＬＮＧ貯蔵装置では、図３に示すように、還流配管１５とは別に、屈曲部１３のポンプバレル側端部４１とポンプバレルとの接合部４２との間にガス抜き配管３０を接続し、その他端をタンク１０に接合させている。ガス抜き配管３０によって、屈曲部１３にたとえ液ポケットが形成されても、ポンプバレル１２内で発生したＢＯＧは払出配管１４、ガス抜き配管３０を介してタンク１０に移動することによって、ポンプバレル１２内の圧力の上昇が抑えられることになる。図３に示すように、ガス抜き配管３０に付した破線矢印は、ポンプバレル１２内からのＢＯＧの流れを示す。
【００２４】
また、ガス抜き配管３０を設けた場合には、ミニフロー配管１５のみを設ける構成とした場合のミニフロー配管１５の口径よりも、ミニフロー配管１５及びガス抜き配管３０の口径を小さくするようにしてもよい。この場合、配管のレイアウトの工夫次第で、ミニフロー配管１５及びガス抜き配管３０の配管外表面積の合計値を小さくすることができるため、配管内のＢＯＧ発生量を低減させることが可能となる。
【００２５】
還流配管１５及びガス抜き配管３０には、それぞれ、流量を調整するためのバルブ１６及びバルブ３２が設けられている。これらのバルブの開放状態を適宜調整することにより、ポンプバレル１２や払出配管１４で発生したＢＯＧをタンク１０に抜くことができるようになる。
【００２６】
例えば、ポンプ１１が停止しているときには、ガス抜き配管３０のバルブ３２を開放して、ポンプバレル１２内で発生したＢＯＧをガス抜きする。このとき、還流配管１５のバルブ１６も開放することにより、屈曲部１３より払出母管２０側に位置する払出配管１４内で発生するＢＯＧを還流配管１５によってガス抜きする。このように、２つの配管を活用して、ポンプバレル１２で発生するＢＯＧと払出配管１４で発生するＢＯＧをより効果的にガス抜きすることが可能になる。
【００２７】
また、ポンプ１１を起動する際には、ガス抜き配管３０のバルブ３２を閉めて、還流配管１５のバルブ１６を開けておく。そして、ポンプ１１が所定の出力に達した場合に、還流配管１５のバルブ１６を閉鎖する。これにより、ポンプ１１の起動時にガス抜き配管３０にＬＮＧが流れ込むことを防ぎつつ、ポンプ１１が所定の出力になるまでＬＮＧをタンク１０に還流させることができる。
【００２８】
さらに、ポンプ１１が所定の出力となって運転している間は、ガス抜き配管３０のバルブ３２と還流配管１５のバルブ１６を閉めておく。これにより、ガス抜き配管３０にＬＮＧが流れ込むことを防ぎつつ、還流配管１５内に不要なＬＮＧが流入するのを防ぐことができる。図示しない制御システムによって、ポンプ１１の出力が制御され、そして、ポンプの出力に応じて、バルブ１６、バルブ１７、及びバルブ３２の開閉状態が制御されることが好適である。
【００２９】
以上説明したように、ＬＮＧ貯蔵装置に、ガス抜き配管３０を設けることにより、払出配管１４に屈曲部が形成されても、ポンプバレル内のＢＯＧを排出することができるために、配管レイアウト上の自由度を向上させることができる。
【００３０】
なお、図３では、ガス抜き配管３０は、ポンプバレル１２内で発生したＢＯＧをガス抜きすることを目的として設置されているが、かかる例に限定されない。例えば、ガス抜き配管３０を、還流配管１５と同様に還流配管として利用したり、ＬＮＧタンク１０の冷却用配管として利用したり、払出配管１４の冷却用配管として利用したりすることも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１０      タンク
１１      タンク払出ポンプ
１２      ポンプバレル
１３      屈曲部
１４      払出配管
１５      還流配管
１６      バルブ
１７      バルブ
１８      逆止弁バイパス配管
２０      払出母管
３０      ガス抜き配管
３２      バルブ
【図１】
0006447023.tif 000002
【図２】
0006447023.tif 000003
【図３】
0006447023.tif 000004