(57)【要約】【課題】岩盤等の中に構築される高圧気体貯蔵施設において、貯槽内に貯蔵されている高圧気体の漏洩を確実に検知するとともに、排水体の中にわずかな気体が存在する場合や地下水が存在しない場合にも、貯槽内に貯蔵されている高圧気体の漏洩を検知する。【解決手段】貯槽７の外周を排水体８で被覆し、この排水体８を接続パイプ１１を介してガス量測定器９及びガス検知管１０に接続させる。ガス検知管１０には、図示せぬ接続管によってガス検知器１２が接続されている。ガス検知器１２は、空洞部１の上方に設けられた頂部トンネル内、若しく地表上、或いは貯槽７から地表に接続されたアクセストンネル内２に設ける。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤内または地盤内に形成されている空洞部の内壁をライニング材により被覆するとともに、前記内壁と前記ライニング材の間に裏込め材を介在させ、前記ライニング材の内方の空間を高圧気体を貯蔵するための貯槽として使用する高圧気体貯蔵施設であって、
前記内壁と前記裏込め材の間に配列されるとともに外周面に複数の孔を有する排水管により成形されてなる排水体と、該排水体に接続パイプを介して接続され、前記排水体により収集されるガスの成分分析を行うガス検知器とを備えて成ることを特徴とする高圧気体貯蔵施設。
【請求項２】
請求項１記載の高圧気体貯蔵施設において、
前記ガス検知器は、前記空洞部の上方に設けられ、該空洞部と接続される頂部トンネル内部に設けられていることを特徴とする高圧気体貯蔵施設。
【請求項３】
請求項１記載の高圧気体貯蔵施設において、
前記ガス検知器は、前記空洞部から地表に達するまで設けられたボーリング孔の上方に設けられていることを特徴とする高圧気体貯蔵施設。
【請求項４】
請求項１記載の高圧気体貯蔵施設において、
前記ガス検知器は、前記空洞部と接続されて斜め上方に伸びて地表に達するアクセストンネルの内部に設けられていることを特徴とする高圧気体貯蔵施設。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の高圧気体貯蔵施設において、
前記ガス検知器に加えて、前記排水体により収集されるガス量を測定するガス量測定器を備えていることを特徴とする高圧気体貯蔵施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、岩盤内または地盤内に設置された貯槽に高圧気体を貯蔵する高圧気体貯蔵施設に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知にように、岩盤内または地盤内に形成された空洞内を天然ガス等の高圧気体を貯蔵する貯槽として利用する高圧気体貯蔵施設が近年実現している。この高圧気体貯蔵施設は、岩盤内または地盤内に形成されている空洞部の内壁をライニング材により被覆するとともに、内壁とライニング材の間に裏込め材を介在させ、ライニング材の内方の空間を高圧気体を貯蔵するための貯槽として使用する施設である。このような施設は、高圧気体を大量且つ安全に保管することができるとともに、地上の景観を損なわないという点で有効である。
【０００３】
ところで、上記したような高圧気体貯蔵施設においては、長期間にわたって安全に高圧気体を保管するために、貯槽内に貯蔵されている高圧気体の外部への漏洩を検知する必要がある。そこで、従来では、貯槽周囲を全体に複数の孔が開けられた排水パイプで被覆し、それら複数の排水パイプを貯槽の上部外周に設けたガス集気パイプに接続している。さらに、このガス集気パイプを、貯槽の上方に形成された頂部トンネル部の内部に設けたガス排出パイプに接続している。このように排水パイプとガス集気パイプとガス排出パイプとで構成された排水システムの内部の圧力測定により高圧気体の漏洩を検知している。すなわち、この排水システムが設けられた高圧気体貯蔵施設では、排水パイプ内が通常地下水で満たされており、仮に貯槽から高圧気体が漏洩すると、その高圧気体は排水パイプ内に浸入し、そこからガス集気を経て、ガス排気パイプまで至り外部へ排出される。このときの排水パイプ内の圧力の変化を把握して、貯槽内に貯蔵されている高圧気体の外部への漏洩を検知している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の方法では、以下のような問題が存在する。まず、排水パイプの中にわずかでも気体が存在する場合には、正確に排水パイプ内の圧力の変化を把握できないため、漏洩検知の精度が低下する。また、特に地下水が存在しない場合には、排水パイプ内が水で満たされておらず、圧力測定による貯槽内に貯蔵されている高圧気体の漏洩検知の精度が極端に低下するので、実質的なガス検知は不可能であった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題が考慮されたものであり、貯槽内に貯蔵されている高圧気体の漏洩を確実に検知するとともに、排水パイプの中にわずかな気体が存在する場合や地下水が存在しない場合にも、貯槽内に貯蔵されている高圧気体の漏洩を検知することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の高圧気体貯蔵施設は、岩盤内または地盤内に形成されている空洞部の内壁をライニング材により被覆するとともに、前記内壁と前記ライニング材の間に裏込め材を介在させ、前記ライニング材の内方の空間を高圧気体を貯蔵するための貯槽として使用する高圧気体貯蔵施設であって、
前記内壁と前記裏込め材の間に配列されるとともに外周面に複数の孔を有する排水管により成形されてなる排水体と、該排水体に接続パイプを介して接続され、前記排水体により収集されるガスの成分分析を行うガス検知器とを備えて成ることを特徴としている。
【０００７】
このような特徴により、貯槽内に貯蔵されている高圧気体の漏洩が生じた場合、漏洩ガスは、排水管から排水体内に入り、接続パイプを経由してガス検知器に至る。このガス検知器によって、排水体内のガス成分が直接的に測定される。
【０００８】
請求項２記載の高圧気体貯蔵施設は、請求項１記載の高圧気体貯蔵施設であって、前記ガス検知器は、前記空洞部の上方に設けられ、該空洞部と接続される頂部トンネル内部に設けられていることを特徴としている。
【０００９】
このような特徴により、排水体内が水で満たされている場合は、漏洩ガスは、浮力によって排水体内を上昇し、接続パイプを経由してガス検知器に至る。また、排水体内が水で満たされていない場合は、漏洩ガスは、排水体内を上昇し、接続パイプを経由してガス検知器に至る。
【００１０】
請求項３記載の高圧気体貯蔵施設は、請求項１記載の高圧気体貯蔵施設であって、前記ガス検知器は、前記空洞部から地表に達するまで設けられたボーリング孔の上方に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
このような特徴により、頂部トンネルがない場合においても、ガス検知器によって直接的に測定される。また、排水体内が水で満たされている場合は、漏洩ガスは、浮力によって排水体内を上昇して接続パイプを経由してガス検知器に至る。さらに、排水体内が水で満たされていない場合にも、漏洩ガスは、排水体内を上昇して接続パイプを経由してガス検知器に至る。
【００１２】
請求項４記載の高圧気体貯蔵施設は、請求項１記載の高圧気体貯蔵施設であって、前記ガス検知器は、前記空洞部と接続されて斜め上方に伸びて地表に達するアクセストンネルの内部に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
このような特徴により、排水体内が水で満たされていない場合、頂部トンネルやボーリング孔がなくても、ガス検知手段によって直接的に測定される。また、排水体内が水で満たされていない場合、漏洩ガスは、排水体内を流動して接続パイプを経由してガス検知器に至る。
【００１４】
請求項５記載の高圧気体貯蔵施設は、請求項１〜４いずれかに記載の高圧気体貯蔵施設であって、前記ガス検知器に加えて、前記排水体により収集されるガス量を測定するガス量測定器を備えていることを特徴としている。
【００１５】
このような特徴により、貯槽に貯蔵されている高圧気体が漏洩した場合、排水体により収集される漏洩ガスの成分分析に加えて流量が測定される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る高圧気体貯蔵施設の第１、第２、第３の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１７】
〈第１の実施の形態〉
本発明に係る高圧気体貯蔵施設の第１の実施の形態を説明する。尚、本実施の形態は、地下水が存在する岩盤Ａ内に高圧気体貯蔵施設を構築するものである。
【００１８】
図１で示すように、岩盤Ａを掘削することにより空洞部１が形成されている。空洞部１はアクセストンネル２を介して地表と接続されている。アクセストンネル２は、空洞部１の上部に接続されている上部アクセストンネル２ａと空洞部１の下部に接続されている下部アクセストンネル２ｂとが途中で合流して構成されている。空洞部１の上方には、頂部トンネル３が岩盤Ａ内に形成されており、空洞部１と頂部トンネル３は立坑４を介して接続されている。頂部トンネル３は、アクセストンネル２と接続されている。
【００１９】
岩盤Ａ内の空洞部１の内壁１ａは、ライニング材５により被覆されている。ライニング材５と空洞部１の内壁１ａの間には、コンクリート製の裏込め材６が介在されている。また、ライニング材５の内方の空間は、天然ガスなどの高圧気体を貯蔵するための貯槽７として使用される。
【００２０】
空洞部１の内壁１ａと裏込め材６の間には、排水体８が配列されている。この排水体８は、図３で示すように、裏込め材６の外周面全体に亘って、網目状に張り巡らされている。排水体８は、図２（ａ）に示すように、複数の排水管８ａと第１の集水管８ｂ及び第２の集水管８ｃと接続用ソケット８ｄとから構成されている。排水管８ａは、その形状がモジュール化された長さの短い中空管よりなり、外周面には地下水を取り入れるための孔が複数設けられた構成となっている。本実施の形態では、排水管８ａに排水設備等に一般に用いられている周面がメッシュ状に成形された網状管を用いているが、これにこだわるものではなく、図２（ｂ）に示すような螺旋状に成形された芯材の内周面に網材を固着して管状に成形した網状管や、図２（ｃ）に示すような並列配置された複数のリングを連結するように直線上の芯材を編み込むことによって管状に一体成形された耐圧性能の高い管体等、周面に複数の孔を有する構成の管体であれば、何れを用いても良い。また、第１の集水管８ｂ及び第２の集水管８ｃは、排水管８ａから接続パイプ１１に連通された鋼管もしくは塩化ビニル管等の中空管よりなる。第１の集水管８ｂは、貯槽７の頂部近傍及び底部近傍を連結するように、鉛直方向の空洞部１の内壁１ａに沿って配置され、貯槽７の頂部から見て、一定の角度を設けて複数が離間配置されている。第２の集水管８ｃは、第１の集水管８ｂと直交するように、水平方向の空洞部１の内壁１ａに沿って配置されており、鉛直方向に所定の間隔をもって、複数が離間配置されている。接続用ソケット８ｄは、複数の排水管８ａどうし、もしくは排水管８ａと第１の集水管８ｂ及び第２の集水管８ｃを連通した状態で連結することを目的に用いられる。このような構成からなる排水体８は、図３で示すように、裏込め材６の外周面全体に亘って、網目状に張り巡らされている。
【００２１】
図１で示すように、排水体８の上部と頂部トンネル３内に設置されたガス量測定器９及びガス検知管１０とは、頂部トンネル３内で水平方向と鉛直方向に分岐されている接続パイプ１１を介してそれぞれ接続されている。ガス量測定器９は水平方向に分岐されている接続パイプ１１の末端部に接続され、ガス検知管１０は鉛直方向に分岐されている接続パイプ１１の上端部に起立状態で接続されている。ガス検知管１０は、側部にガス量を測定するための目盛りが付されるとともに上端が密閉された筒状の部材であり、ガス検知器１２と図示せぬ接続管を介して接続されている。ガス検知器１２は、頂部トンネル３内に設置されており、ガスの成分分析を行う機能を有する。また、水平方向に分岐されている接続パイプ１１には、圧力計１３が接続されている。
【００２２】
ガス量測定器９には、ガス排出パイプ１４が接続されている。ガス排出パイプ１４は、頂部トンネル３内からアクセストンネル２内を経由し、地表に至るまで配管されている。また、ガス排出パイプ１４のガス量測定器９側の端部には、ガス排出弁１５が介装されている。このガス排出弁１５は、通常時は閉状態になっている。
【００２３】
排水体８の下部は、下部アクセストンネル２ｂ内に配管された集水パイプ１６に接続されている。集水パイプ１６には排水弁１７が介装されており、集水パイプ１６の先端は、下部アクセストンネル２ｂ内に設置された集水ピット１８に向けられて配管されている。また、排水パイプ１９が、集水ピット１８からアクセストンネル２内を経由し、地表に至るまで配管されている。排水パイプ１９には、排水ポンプ２０が介装されている。
【００２４】
次に、上記した構成の高圧気体貯蔵施設において、貯槽６内に貯蔵されている高圧気体が漏洩した場合の検知方法について説明する。
【００２５】
ライニング材５と裏込め材６により気密状態になっている貯槽７内に、高圧気体を貯蔵する。また、岩盤Ａ内に含まれる地下水は、排水管８ａから浸入し、排水体８と接続パイプ１１とガス検知管１０との内部は水で満たされる。
【００２６】
貯槽７内に貯蔵されている高圧気体が漏洩した場合、漏洩した高圧気体（以下、漏洩ガスと記す。）は、排水管８ａから排水体８内に入り、漏洩ガスの浮力により上昇する。この漏洩ガスは、排水体８内から接続パイプ１１内を経由してガス検知管１０内まで上昇する。これにより、通常時水で満たされているガス検知管１０内には、ガス溜まりが生じる。このガス検知管１０内に溜まった漏洩ガスのガス量を、ガス検知管に付されている目盛りによって測定するとともに、ガス検知管１０内に溜まった漏洩ガスの成分を、ガス検知器１２により分析する。これによって、貯槽７内に貯蔵された高圧気体の漏洩の有無を判断することができる。また、このガス検知器１２によるガス成分分析を毎日決まった時間に行うことで日常的に漏洩の有無を把握することができる。
【００２７】
貯槽７内に貯蔵された高圧気体の漏洩がさらに進み漏洩ガスが多量に発生した場合、ガス排出弁１５を開いて、漏洩ガスを接続パイプ１１内からガス量測定器９を経由してガス排出パイプ１４内へ至り、ガス排出口１４ａから外部に放出される。このとき、ガス量測定器９によって、外部へ放出されたガス流量を測定する。これによって、放出された漏洩ガスのガス量を把握することができる。
【００２８】
〈第２の実施の形態〉
本発明に係る高圧気体貯蔵施設の第２の実施の形態を説明する。尚、本実施の形態において、第１の実施の形態で用いた構成要素と同一の構成要素には、同一要素を付してその説明を省略する。
【００２９】
図４で示すように、ボーリング孔２１が、空洞部１の上部から地表に達するまで鉛直に設けられている。ボーリング孔２１の上方には、ガス検知器１２が設置されている。排水体８の上部とガス検知器１２は、ボーリング孔２１内に配管された接続パイプ１１ａを介して接続されている。接続パイプ１１ａの頭部には、ガス排出弁１５が介装されているガス排出パイプ１４が接続されている。
【００３０】
次に、上記した構成の高圧気体貯蔵施設において、貯槽７内に貯蔵されている高圧気体が漏洩した場合の検知方法について説明する。
【００３１】
貯槽７内に貯蔵されている高圧気体が漏洩した場合、漏洩ガスは、排水管８ａから排水体８内に入り、漏洩ガスの浮力により上昇する。この漏洩ガスは、排水体８内から接続パイプ１１ａの中を経由してガス検知器１２まで上昇する。このガス検知器１２により、上昇してきた漏洩ガスのガス成分分析を行う。これによって、貯槽７内に貯蔵された高圧気体の漏洩の有無を判断することができる。
【００３２】
〈第３の実施の形態〉
本発明に係る高圧気体貯蔵施設の第３の実施の形態を説明する。尚、本実施の形態において、第１および第２の実施の形態で用いた構成要素と同一の構成要素には、同一要素を付してその説明を省略する。本実施の形態は、地下水が存在しない岩盤Ｂ内に高圧気体貯蔵施設を構築するものである。
【００３３】
図５に示すように、排水体８の上部と上部アクセストンネル２ａ内に設けられたガス排出弁１５とは、接続パイプ１１ｂを介して接続されている。また、上部アクセストンネル２ａ内に設置されているガス検知器１２は、接続パイプ１１ｂに図示せぬ接続管を介して接続されている。ガス排出弁１５には、ガス排出パイプ１４が接続されており、このガス排出パイプ１４のガス排出口１４ａは上部アクセストンネル２ａ内にある。また、上部アクセストンネル２ａ内及び下部アクセストンネル２ｂ内にはそれぞれガス検知器１２ａが設置されている。
【００３４】
岩盤Ｂ内には地下水が存在しないため、排水体８内及び接続パイプ１１ｂ内及び集水パイプ１６はそれぞれ空洞である。貯槽７内に貯蔵されている高圧気体が漏洩した場合、漏洩ガスは排水管８ａより排水体８内に入る。排水体８内に入った漏洩ガスは、排水体８内を流動して、接続パイプ１１ｂを経由してガス排出弁１５に至る。このとき、ガス排出弁１５を閉じておき、ガス検知器１２によって漏洩ガスのガス成分分析を行う。これによって、排水体８内のガス濃度を測定することができる。ガス成分分析を日常的に行い、ガス濃度の変化によって漏洩の有無の判断ができる。また、岩盤Ｂ内には地下水が存在しないため、集水パイプ１６の中を漏洩ガスが流動し、排水弁１７に至る。このとき、排水弁１７は閉じておく。
【００３５】
また、貯槽７内に貯蔵された高圧気体の漏洩がさらに進み漏洩ガスが多量に発生した場合、ガス排出弁１５及び排水弁１７を開いて、漏洩ガスを上部アクセストンネル２ａ内及び下部アクセストンネル２ｂ内へ放出する場合、上部アクセストンネル２ａ内及び下部アクセストンネル２ｂ内のガス成分をガス検知器１２ａによって測定する。これによって、漏洩の有無を把握することができる。
【００３６】
以上において本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれら第１、第２、第３の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。例えば、前の第１、第２、第３の実施の形態では、岩盤内に構築される高圧気体貯蔵施設の場合を記述したが、本発明は、岩盤以外の地盤に構築される高圧気体貯蔵施設の場合も適用可能である。また、前の第１、第２の実施の形態では、地盤内に地下水が存在する場合を記述したが、本発明は、地盤内に地下水が存在しない場合も適用可能である。さらに、前の第２、第３の実施の形態では、ガス量測定器９及びガス検知管１０を設置しなかったが、本発明は、ガス量測定器９及びガス検知管１０を設置する場合でも適用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る高圧気体貯蔵施設によれば、設置されたガス検知器によって日常的にガス成分を測定することにより、常時貯槽内に貯蔵されている高圧気体の漏洩の有無が判断できる。また、貯槽内に貯蔵されている高圧気体の漏洩が生じた場合、漏洩ガスは、排水管から排水体内に入り、接続パイプを経由してガス検知器に至る。このガス検知器によって、漏洩ガスのガス成分は直接的に測定されるため、精度良くガス検知が行うことができ、漏洩ガス検知の確実性を高めることができる。また、ガス量測定器を併用することで漏洩したガス量も把握することができる。
【００３８】
また、地下水が存在しない岩盤や地盤内に本発明に係る高圧気体貯蔵施設を構築する場合にも、貯槽内に貯蔵されている高圧気体の漏洩の有無を判断することができる。さらに、排水体の中に一部気体が入っても、精度を保ったまま貯槽内に貯蔵されている高圧気体の漏洩の有無を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の高圧気体貯蔵施設を説明する断面図である。
【図２】図１に示した高圧気体貯蔵施設に配設された排水体を示す図である。
【図３】図１に示した高圧気体貯蔵施設の外周面の立面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の高圧気体貯蔵施設を説明する断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の高圧気体貯蔵施設を説明する断面図である。
【符号の説明】
１　　空洞部
２　　アクセストンネル
２ａ　上部アクセストンネル
２ｂ　下部アクセストンネル
３　　頂部トンネル
４　　立坑
５　　ライニング材
６　　裏込め材
７　　貯槽
８　　排水体
８ａ　排水管
８ｂ　第１の集水管
８ｃ　第２の集水管
８ｄ　接続用ソケット
９　　ガス量測定器
１０　ガス検知管
１１　接続パイプ
１２　ガス検知管
１３　圧力計
１４　ガス排出パイプ
１５　ガス排出弁
１６　集水パイプ
１７　排水弁
１８　集水ピット
１９　排水パイプ
２０　排水ポンプ
２１　ボーリング孔
Ａ　　地下水が存在する岩盤
Ｂ　　地下水が存在しない岩盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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