(57)【要約】【課題】  既存のガス供給システムから新たな大口需要家にガスを供給する場合において、既存の中圧導管から新たな中圧導管を分岐・敷設する従来のガス供給方法とは異なった新たなガス供給方法を提供する。【解決手段】  高圧活管分岐工法にて、高圧導管を遮断することなく、高圧導管の分岐を行い、高圧導管にて大口需要家までガスを輸送し、減圧設備にて高圧ガスを整圧して大口需要家に供給する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧導管から大口需要家にガスを供給するガス供給方法であって、
高圧活管分岐工法にて、高圧導管を遮断することなく、高圧導管の分岐を行い、
高圧導管にて大口需要家までガスを輸送し、
減圧設備にて高圧ガスを整圧して大口需要家に供給することを特徴とするガス供給方法。
【請求項２】
高圧導管から大口需要家にガスを供給するガス供給システムであって、
高圧活管分岐工法にて、高圧導管を遮断することなく、高圧導管から分岐された分岐部と、
前記分岐部に接続され、大口需要家までガスを輸送する高圧導管と、
高圧導管の途中に設けられるバルブと、
大口需要家敷地内に設置され、高圧ガスを整圧する減圧設備と、を備えることを特徴とするガス供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、広くガス事業に関し、特に天然ガス、都市ガスの大口需要化への供給方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガス、都市ガスを大口需要家に供給する場合、例えば１ＭＰａ〜７ＭＰａの高圧から例えば１ＭＰａ未満の中圧にガスを減圧し、減圧したガスを大口需要家に供給する。また、中圧に減圧されたガスは、中圧導管によって市内まで輸送され、各地区のガバナにより低圧に減圧された後、各家庭に供給される。
【０００３】
図４は既存のガス供給システムを示す。天然ガス、都市ガスの受入・製造工場からは、高圧幹線として高圧導管４１が伸びている。高圧導管４１には、高圧から中圧にガスを減圧する整圧所４２が設けられる。減圧したガスは、整圧所４２から伸びる中圧導管４５にて大口需要家に輸送される。このような既存のガス供給システムから、新たな大口需要家にガスを供給する場合、既存の整圧所４３または中圧導管４６から新たな中圧導管４７を分岐・敷設するか、または、高圧導管４１中に新たな整圧所４４を建設し、新たな中圧導管４９を分岐・敷設する必要があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
中圧導管はネットワークのように網目状になっている場合が多く、その場合は、分岐工事のために中圧導管を遮断しても、既存の需要家にガスを供給することができるが、一方、高圧導管は代替供給経路を持たない場合が多く、分岐工事のために高圧導管の該当部分を遮断し、ガスをパージすると、既存の多くの需要家にガスを供給することができなくなる。ガスを供給したまま分岐する活管分岐工法は、圧力の低い中圧以下の導管に実用化されていたが、高圧導管（１ＭＰａ以上）に実用化されたことはなかった。このため、高圧導管から分岐することは現実的に行われておらず、専ら中圧導管から新たな中圧導管を分岐・敷設していた。
【０００５】
しかし、中圧導管は高圧導管に比べて圧力が低いので、同じ量のガスを輸送するのに、敷設する中圧導管の口径を大きくする必要ある。また、高圧導管からは近いが中圧導管からは遠い大口需要家に、中圧導管から分岐して新たに中圧導管を敷設するのは設備投資金額上好ましくない。
【０００６】
そこで本発明は、既存のガス供給システムから新たな大口需要家にガスを供給する場合において、既存の整圧所または中圧導管から新たな中圧導管を分岐・敷設する等の従来のガス供給方法とは異なった新たなガス供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明者は、高圧導管を遮断せず活管分岐工法にて分岐し、大口需要家まで高圧導管でガスを輸送し、減圧設備にて整圧してガスを供給するガス供給方法を考案した。
【０００８】
すなわち請求項１の発明は、高圧導管から大口需要家にガスを直接供給するガス供給方法であって、高圧活管分岐工法にて、高圧導管を遮断することなく、高圧導管の分岐工事を行い、高圧導管にて大口需要家までガスを輸送し、減圧設備にて高圧ガスを整圧して大口需要家に供給することを特徴とするガス供給方法により、上述した課題を解決する。
【０００９】
また、請求項２の発明は、高圧導管から大口需要家にガスを直接供給するガス供給システムであって、高圧活管分岐工法にて、高圧導管を遮断することなく、高圧導管から分岐された分岐部と、前記分岐部に接続され、大口需要家までガスを輸送する高圧導管と、高圧導管の途中に設けられるメンテナンス用のバルブと、大口需要家敷地内に設置され、高圧ガスを整圧する減圧設備と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、既存の需要家にガスを供給したまま、新たな大口需要家にガスを供給することができ、また敷設する分岐導管は口径の小さなものですむ。
【００１１】
さらに、例えば大口需要家がボイラーやガスタービン・ガスエンジンでガスを使用する場合、用途に応じて供給圧力が限定される場合がある。網目状になっている中圧導管からの分岐では、他の需要者の使用状況に応じて、ガス圧力が変動するのは避けられず、ある範囲の圧力のガスを常に一定にして特定の大口需要家に供給するのは困難である。しかし、本発明のように大口需要家まで高圧導管でガスを輸送し、専用の減圧設備にて整圧することで、他の需要家の使用状況の影響を受けることなく、特定の大口需要家に必要な圧力で安定的に供給することが可能となる。
【００１２】
以下添付図面に基づいて本発明のガス供給システムの一実施形態を説明する。本発明は、既存のガス供給システムを利用して、新たな大口需要家にガスを供給するものである。本発明のガス供給システムは、図１に示されるように、高圧活管分岐工法にて、高圧導管１を遮断することなく、高圧導管１から分岐された分岐部１ａと、分岐部１ａに接続され、大口需要家までガスを輸送する高圧導管２と、大口需要家敷地内に設置され、高圧ガスを整圧する減圧設備としてのマイクロ減圧設備３（詳しくは後述する）と、を備える。高圧導管１及び２には、例えば１ＭＰａ〜７ＭＰａの高圧のガスが流れる。マイクロ減圧設備３は、大口需要家の要求に応じて、高圧から中圧にガス圧を減圧する。
【００１３】
まず、高圧導管１の活管分岐工法について説明する。活管分岐工法とは、導管を遮断することなく、管内にガスを流したまま導管分岐を行う工法である。活管分岐工法には様々な種類があるが、以下その一例として、高圧導管１内を減圧せずに分岐するホットタップ工法による活管分岐工法について説明する。
【００１４】
図２は活管分岐工法の概略フローを示す。高圧導管１内には高圧ガスが流れているので、ドリル等で高圧導管に孔を空けるとガスが漏れてしまう。これを防止するため、活管分岐工法は以下の工程を有する。
【００１５】
最初にサドル１１を有する分岐部１ａを高圧導管１に溶接する（図２中１で示す工程）。溶接後、溶接部分をＸ線検査し（図２中２で示す工程）、分岐部１ａ内の気密が保たれているかどうかを気密テストする（図２中３で示す工程）。次に、サドル１１のフランジにゲートバルブ１２を取り付け、ゲートバルブ１２に穿孔機１３を取り付ける。穿孔機１３は外側から回転駆動できる回転軸１３ａを有し、回転軸１３ａの先端にカッター１４を有する。そして、カッター１４を回転させたまま、カッター１４を高圧導管１側に送り、高圧導管１を穿孔する（図２中４で示す工程）。この穿孔作業中、高圧導管１内のガスは分岐部１ａ、ゲートバルブ１２及び穿孔機１３に流れ込む。しかし、分岐部１ａ、ゲートバルブ１２及び穿孔機１３の内部は気密が保たれているので、ガスが外部に漏れ出ることはない。穿孔作業が終了すると、穿孔機１３の回転軸１３ａ及びカッター１４を引き上げ、ゲートバルブ１２を閉じる。次に、穿孔機１３を取り外し、新たにゲートバルブ１２にコンプリッションマシン１５（プラグ装着具）を取り付ける。そして、コンプリッションマシン１５を作動させ、サドル１１のフランジをプラグ１６で締める（図２中５で示す工程）。次にゲートバルブ１２を取り外し、プラグ１６からコンプリッションマシン１５の操作棒を取り外し、サドル１１のフランジにフランジ平板１７を取り付ける（図２中６で示す工程）。シールテスト後、キャップ１８をフランジ平板１７に溶接して再度シールテストする（図２中７で示す工程）。以上により、高圧導管１を活かしたまま分岐する活管分岐工法が終了する。
【００１６】
図１に示されるように、分岐部１ａには分岐管として新たな高圧導管２が接続される。新たな高圧導管２は分岐部１ａから新たな大口需要家まで敷設される。高圧導管２の途中には、供給システムのメンテナンス用のバルブ４が設けられる。
【００１７】
高圧導管２内のガス圧力は、中圧導管５内のガス圧力よりも例えば１０倍程度圧力が高い。このため、同じ流量を流すことを考慮すると、高圧導管２の口径は中圧導管５の口径の半分以下で済む。例えば中圧導管５には、３００ｍｍとか４００ｍｍの口径が必要なところ、高圧導管２の場合、１００ｍｍとか１５０ｍｍの口径で済む。高圧導管２は道路の下に埋設されるのが通常であるので、口径を小さくすることで、工事期間・工事費用を削減することができ、また道路を占有する面積を小さくすることができる。
【００１８】
大口需要家の敷地内には、高圧ガスを整圧する設備として、マイクロ減圧設備３が設けられる。図３はマイクロ減圧設備３の一例を示す。図３中左側の太い線が高圧導管１であり、そこから右側に高圧導管２を分岐している。マイクロ減圧設備３は、大口需要家のすぐ近くに設けられ、大口需要家が要望するレベルまで圧力を低減する。
【００１９】
この例では、大口需要家が都市ガスを利用して発電を行うマイクロガスタービン３７を保有する。図３において、１が高圧導管、３が供給された高圧の都市ガスを所定の一定圧力に減圧してマイクロガスタービンに供給するためのマイクロ減圧設備、３７が減圧された都市ガスを燃料として発電・給湯を行うマイクロガスタービンである。
【００２０】
そして、マイクロ減圧設備３は、上流側の高圧導管２から供給される都市ガスを下流側のマイクロガスタービン３７に供給する経路２１を有しており、その経路２１上に、上流側から下流側に向かって、電熱ヒータ３２、熱交換器３３、第１ガバナ３４、第２ガバナ３５を備えている。
【００２１】
マイクロ減圧設備３は、マイクロガスタービン３７から取り出した温水を熱交換器３３に導く経路２２と、熱交換器３３で熱交換した低温水をマイクロガスタービン３７に戻す経路２３を有している。
【００２２】
さらにマイクロ減圧設備３は、マイクロガスタービン３７が発電した電力の一部を取り込むための経路２４を有しており、取り込まれた電力を蓄えるバッテリ３１を備えている。なお、電熱ヒータ３２には、このバッテリ３１から電力が供給されるようになっている。大口需要家より温水、電力が供給されない場合は、給湯器を設け、一般電力線を引き込むことにより対応可能である。
【００２３】
上記の装置に加えて、経路２１上には、高圧導管１側に電動の緊急遮断弁２５ａと炭酸ガス駆動の高速緊急遮断弁２６、電熱ヒータ３２と熱交換器３３の間に仕切弁２７ａ、第２ガバナ３５の下流側にリリーフ弁２８と仕切弁２７ｂといった弁類が設けられている。また、経路２２上には電動の緊急遮断弁２５ｂ、経路２３上には逆止弁２９、仕切弁２７ｃといった弁類が設けられている。緊急遮断弁２５ａ，２５ｂと高速緊急遮断弁２６は、バッテリ３１から供給される電力によって作動するようになっている。
【００２４】
経路２１上には、電熱ヒータ３２の上流側に圧力計３８ａと温度計３９ａ、電熱ヒータ３２と熱交換器３３の間に温度計３９ｂ、熱交換器３３と第１ガバナ３４の間に温度計３９ｃ、第２ガバナ３５の下流側に圧力計３８ｂと温度計３９ｄといった計測器が取り付けられている。なお図３中の３０はフィルタ、３６はバッファ用タンクである。
【００２５】
上記のような構成のマイクロ減圧設備を用いて、高圧導管２から供給された都市ガスが所定圧力に減圧されてマイクロガスタービンに供給される状況を以下に述べる。
【００２６】
高圧導管２から供給された高圧の都市ガスは、緊急遮断弁２５ａやフィルタ３０等を通過し、電熱ヒータ３２を経由して、熱交換器３３に導かれる。その際、マイクロガスタービン３７から熱交換器３３に十分な温水を供給できない運転開始直後の短期間は、供給された都市ガスは電熱ヒータ３２によって所定の温度に加熱される。
【００２７】
マイクロガスタービン３７から熱交換器３３に充分な運転温度の温水を供給できるようになれば、熱交換器３３に導かれた都市ガスは、マイクロガスタービン３７から供給された温水との熱交換によって所定の温度に加熱される。その場合、供給された都市ガスを電熱ヒータによって予備加熱してから熱交換器３３で所定の温度に加熱するようにしてもよいし、電熱ヒータ３２による予備加熱を行わずに熱交換器３３のみで所定の温度に加熱するようにしてもよい。
【００２８】
電熱ヒータ３２あるいは熱交換器３３によって、その後の減圧による温度低下での悪影響を防止できる温度に加熱された高圧の都市ガスは、第１ガバナ３４及び第２ガバナ３５に導かれ、所定の一定圧力に減圧された後、マイクロガスタービン３７に供給される。なお、減圧幅が小さい場合には、第１ガバナ３４のみで減圧してもよい。
【００２９】
そして、マイクロガスタービン３７は、一定圧力に減圧して供給された都市ガスを燃料にして発電と給湯を行う。その際、得られた温水の一部は、経路２２を経由して熱交換器３３に供給され、熱交換器３３で都市ガスと熱交換後、経路２３を経由してマイクロガスタービン３７に戻される。また、得られた電力の一部は、経路２４を経由してバッテリ３１に蓄えられ、電熱ヒータ３２、緊急遮断弁２５ａ，２５ｂ、高速緊急遮断弁２６の電源として使用される。
【００３０】
このように、大口需要家がガスタービンを回転させる燃料として都市ガスを使用する場合、大口需要家で使用するガス圧力の範囲が限定される。網目状になっている中圧導管からの分岐では、他の大口需要家の使用状況に応じて、ガス圧力が変動するのは避けられず、ある範囲の圧力のガスを常に特定の大口需要家に供給するのは困難である。しかし、大口需要家まで高圧導管でガスを輸送し、大口需要家の敷地内に設けたマイクロ減圧設備にて整圧することで、他の大口需要家の使用状況の影響を受けることなく、特定の大口需要家に必要な圧力のガスを安定的に供給することができる。また、複数の大口需要家に共通の整圧所を設ける必要もないので、コンパクトなマイクロ減圧設備にすることができ、このため大口需要家の敷地の片隅にマイクロ減圧設備を設置することができる。
【００３１】
なお、減圧設備は高圧を元の圧力以下に減圧するものであれば、上記のガスタービン用のマイクロ減圧設備に限定されることはなく、ボイラー用の減圧設備であってもよく、その構造は様々に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態におけるガス供給システムを示す概略図。
【図２】活管分岐工法の概略フローを示す工程図。
【図３】マイクロ減圧設備を示す図。
【図４】既存のガス供給システムを示す概略図。
【符号の説明】
【００３３】
１，２…高圧導管
１ａ…分岐部
３…マイクロ減圧設備（減圧設備）
４…バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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