(57)【要約】【課題】貯槽内への熱の侵入を抑制すると共に、防熱工事費を抑制する。【解決手段】ペレット状のガスハイドレートを貯蔵するガスハイドレート貯槽の断熱方法である。前記ガスハイドレート貯槽１０を、外殻１２と内殻１３からなる２重殻構造に形成する。この外殻１２と内殻１３との間に設けたガス通路１５に、所定温度に冷却された不活性ガスｂを流し、この不活性ガスｂによって外殻１２から侵入する侵入熱を系外に排除する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペレット状のガスハイドレートを貯蔵するガスハイドレート貯槽の断熱方法であって、前記ガスハイドレート貯槽を、外殻と内殻からなる２重殻構造に形成すると共に、この外殻と内殻との間に設けたガス通路に、所定温度に冷却された不活性ガスを流し、この不活性ガスによって外殻から侵入する侵入熱を系外に排除することを特徴とするガスハイドレート貯槽の断熱方法。
【請求項２】
不活性ガスを、液化天然ガスの冷熱を利用して所定温度に冷却することを特徴とする請求項１記載のガスハイドレート貯槽の断熱方法。
【請求項３】
ペレット状のガスハイドレートを貯蔵するガスハイドレート貯槽の断熱装置であって、前記ガスハイドレート貯槽を、外殻と内殻からなる２重殻構造に形成すると共に、前記外殻と内殻との間にガス通路を形成し、該ガス通路に不活性ガスを流すと共に、前記ガス通路に連通する外部循環路を前記ガスハイドレート貯槽の外側に設け、且つ、前記外部循環路に不活性ガス冷却装置及び循環ブロワを設けて前記外殻から侵入する侵入熱を系外に排除することを特徴とするガスハイドレート貯槽の断熱装置。
【請求項４】
外殻の外側に断熱材を設け、内殻との隙間を不活性ガス通路とすることを特徴とする請求項３記載のガスハイドレート貯槽の断熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスハイドレート貯槽の断熱方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電プラントに供するガス価格について検討すると、ＬＮＧ（液化天然ガス）よりもＮＧＨ（ガスハイドレート）の方が低価格となる可能性があるため、燃料コスト低減の観点から、ＬＮＧを燃料に使用している既存の火力発電プラントの敷地内にＮＧＨを貯蔵するＮＧＨ貯槽を新設し、ＬＮＧとＮＧＨとを混焼することが検討されている。
【０００３】
ここで、ＬＮＧとＮＧＨとの混焼とは、ＮＧＨを、直接、ＬＮＧに混入するのではなく、両者を、それぞれ、ガス化した後、双方のガスを混合させて燃焼させることをいう。
【０００４】
また、開発途上国などにおけるエネルギー消費量の増大によるＬＮＧの需要逼迫の対策、或いは、燃料調達先の分散などのエネルギー安定供給確保の観点から、ＬＮＧと併用してＮＧＨを使用する可能性が高い。
【０００５】
上記の視点から既存の火力発電プラントの敷地内にＮＧＨを貯蔵するＮＧＨ貯槽を新設し、外国から輸入した安価なＮＧＨを貯蔵することが考えられる。
【０００６】
ＮＧＨは、常圧下において、ＬＮＧに比べ高い温度レベルで安定的に貯蔵できる特徴を持つが（−２０℃の自己保存効果の特異性）、ＮＧＨ貯槽への浸入熱を除去することが必要である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
ＮＧＨは、常圧の下で、−２０℃付近、すなわち、−３０℃〜−１５℃で安定的に貯蔵可能である。このため、ＮＧＨは、天然ガスの長時間保存手段として、ＬＮＧやＣＮＧ（圧縮天然ガス）に比べて経済的である。また、ＮＧＨは、保安面においても優れているので、防災的観点からも、今後、天然ガスの普及と相まってＮＧＨの利用拡大が期待される。
【０００８】
上記のように、ＮＧＨは、長時間安定的に保存可能とは言え、ガスハイドレートの非平衡領域での保存であり、若干の分解を余儀なくされると共に、保存温度が−２０℃であり、外部から侵入する熱による分解もある。
【０００９】
従って、ガス貯蔵の観点から、系外へのガス排出は、極力、抑制されるべきである。そのため、防熱が大切である。防熱方法としては、断熱材を強固にする方法、或いは、真空断熱等による最小限度のガス排出抑制方法などがあるが、防熱工事費が嵩む、或いは、工事期間の短縮が困難であるなどの問題があった。
【特許文献１】特開昭５４−１３５７０８号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ペレット状のガスハイドレート（以下、ＮＧＨペレットと称する。）を充填したタンクに侵入した侵入熱によるＮＧＨペレットの分解は、専ら、タンク側壁に接するガスの温度上昇であると仮定すると、図５に示すように、タンク１内のガスをブロワ２で誘引して系外の熱交換器３によって除熱すれば、タンク内方のＮＧＨペレットへの熱の侵入を防止できると想定できる。
【００１１】
しかし、ＮＧＨペレットｐを充填したタンク１内で、図５の如く、タンク内壁に沿ったガス通路ａの形成は、事実上、困難である。寧ろ、タンクを、内外、２つの殻体によって形成すると共に、内殻と外殻との間にガスの流れを作って侵入する侵入熱の温度を下げる方が得策である。
【００１２】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、貯槽内への熱の侵入を抑制すると共に、防熱工事費を抑制することができるガスハイドレート貯槽の断熱方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明は、次のように構成されている。
【００１４】
請求項１に記載の発明に係るガスハイドレート貯槽の断熱方法は、ペレット状のガスハイドレートを貯蔵するガスハイドレート貯槽の断熱方法であって、前記ガスハイドレート貯槽を、外殻と内殻からなる２重殻構造に形成すると共に、この外殻と内殻との間に設けたガス通路に、所定温度に冷却された不活性ガスを流し、この不活性ガスによって外殻から侵入する侵入熱を系外に排除することを特徴とするガスハイドレート貯槽の断熱方法である。
【００１５】
請求項２に記載の発明に係るガスハイドレート貯槽の断熱方法は、不活性ガスを、液化天然ガスの冷熱を利用して所定温度に冷却することを特徴とする請求項１記載のガスハイドレート貯槽の断熱方法である。
【００１６】
請求項３に記載の発明に係るガスハイドレート貯槽の断熱装置は、ペレット状のガスハイドレートを貯蔵するガスハイドレート貯槽の断熱装置であって、前記ガスハイドレート貯槽を、外殻と内殻からなる２重殻構造に形成すると共に、前記外殻と内殻との間にガス通路を形成し、該ガス通路に不活性ガスを流すと共に、前記ガス通路に連通する外部循環路を前記ガスハイドレート貯槽の外側に設け、且つ、前記外部循環路に不活性ガス冷却装置及び循環ブロワを設けて前記外殻から侵入する侵入熱を系外に排除することを特徴とするガスハイドレート貯槽の断熱装置である。
【００１７】
請求項４に記載の発明に係るガスハイドレート貯槽の断熱装置は、外殻の外側に断熱材を設け、内殻との隙間を不活性ガス通路とすることを特徴とする請求項３記載のガスハイドレート貯槽の断熱装置である。
【発明の効果】
【００１８】
上記のように、請求項１に記載の発明に係るガスハイドレート貯槽の断熱方法は、ペレット状のガスハイドレートを貯蔵するガスハイドレート貯槽の断熱方法であって、前記ガスハイドレート貯槽を、外殻と内殻からなる２重殻構造に形成すると共に、この外殻と内殻との間に設けたガス通路に、所定温度に冷却された不活性ガスを流し、この不活性ガスによって外殻から侵入する侵入熱を系外に排除するので、ガスハイドレート貯槽内への熱の侵入を未然に抑制することができる。このため、ガスハイドレートを長期にわたって安定して貯蔵することが可能である。
【００１９】
また、この発明によれば、断熱材を使った防熱工事を完全防熱にする必要がないため、断熱材を使った防熱工事費を低減することが可能となる。
【００２０】
請求項２に記載の発明に係るガスハイドレート貯槽の断熱方法は、不活性ガスを、液化天然ガスの冷熱を利用して所定温度に冷却するので、侵入熱に見合う分の冷凍動力が不要になるという利点がある。また、ＬＮＧの冷熱を利用することにより、省エネルギーなガス貯蔵が可能となる。
【００２１】
請求項３に記載の発明に係るガスハイドレート貯槽の断熱装置は、ペレット状のガスハイドレートを貯蔵するガスハイドレート貯槽の断熱装置であって、前記ガスハイドレート貯槽を、外殻と内殻からなる２重殻構造に形成すると共に、前記外殻と内殻との間にガス通路を形成し、該ガス通路に不活性ガスを流すと共に、前記ガス通路に連通する外部循環路を前記ガスハイドレート貯槽の外側に設け、且つ、前記外部循環路に不活性ガス冷却装置及び循環ブロワを設けて前記外殻から侵入する侵入熱を系外に排除するので、ガスハイドレート貯槽内へ侵入する侵入熱を未然に阻止することができる。このため、ガスハイドレートを長期間にわたって安定して貯蔵することができる。
【００２２】
また、この発明によれば、断熱材を使った防熱工事を完全防熱にする必要性がないため、断熱材を使った防熱工事費を低減することが可能となり、経済的である。
【００２３】
請求項４に記載の発明に係るガスハイドレート貯槽の断熱装置は、外殻の外側に断熱材を設け、内殻との隙間を不活性ガス通路とするので、ガスハイドレート貯槽内への侵入熱を未然に阻止することができ、ガスハイドレートを長期間にわたって安定して貯蔵することができる。また、外殻と断熱材とを一体的に取り扱うことが可能となり、外殻の取り扱い性が飛躍的に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２５】
図２において、１０は、外国から輸入したペレット状のガスハイドレート（以下、ＮＧＨペレットと称する。）ｐを貯蔵する貯槽（以下、貯蔵タンクという。）であり、通常、複数基併設されている。しかし、所望により１基だけの場合もある。
【００２６】
この貯蔵タンク１０は、図３に示すように、横長に形成され、その中に貯蔵されたＮＧＨペレット（図示せず）を門型構造の架台１１の下に設けた搬送装置（図示せず）によって次工程（例えば、ガス化器）に送出するようになっている。
【００２７】
更に詳しく説明すると、貯蔵タンク１０は、図１に示すように、外殻１２および内殻１３により構成された２重殻構造になっている。この外殻１２の外側は、断熱材１４によって外部からの熱の浸入を防止するようになっている。また、この外殻１２は、図示しない支持部材によって架台１１（図３参照）に取り付けられている。また、上記内殻１３は、ＮＧＨペレットｐを支えるために強度部材で造られている。
【００２８】
ここで、断熱材としては、例えば、硬質ポリエチレンなどが好ましく使用され、その板厚は、例えば、１００〜１５０ｍｍ程度が好ましい。
【００２９】
また、この貯蔵タンク１０は、外殻１２と内殻１３との間に隙間を設け、この隙間をガス通路１５としている。更に、この貯蔵タンク１０は、その外部にガス通路１５の上端部１５ａと下端部１５ｂとを連通する外部循環路１６を備えると共に、この外部循環路１６に設けた循環ガスブロワ１７を使って前記ガス通路１５及び前記外部循環路１６内の不活性ガスｂを、常時、循環するようにしている。また、この外部循環路１６に不活性ガス冷却装置１８を設け、ＬＮＧの冷熱を利用して不活性ガスｂを間接的に冷却するようにしている。
【００３０】
ここで、不活性ガスとしては、窒素ガスや二酸化炭素などを挙げることができるが、入手し易く、且つ、分子量が大きく、圧縮動力を低減可能である二酸化炭素（ＣＯ2 ）が好ましく使用される。
【００３１】
また、外殻１２と内殻１３の間の間隔Ｌは、１００〜１５０ｍｍの範囲が好ましい。外殻１２と内殻１３の間の間隔Ｌが１００ｍｍ未満の場合は、外殻１２と内殻１３の間の間隔Ｌが小さ過ぎることから、製作が難しくなる。逆に、外殻１２と内殻１３の間の間隔Ｌが１５０ｍｍを超える場合は、外殻１２が巨大化すると共に、不活性ガス量が多くなるという問題がある。
【００３２】
不活性ガス冷却装置１８は、１次及び２次の２つの熱交換器１９，２０と、この２つの熱交換器１９，２０を結ぶ冷媒封入管２１と、この冷媒封入管２１に設けた冷媒ポンプ２２により形成され、前記冷媒封入管２１には、中間冷媒（例えば、アンモニア（ＮＨ3 ））が封入されている。そして、ＬＮＧ（ｄ）の冷熱を利用して不活性ガスｂを間接的に冷却するようになっている。ここで、不活性ガスの冷却温度としては、−２０℃〜−３０℃の範囲が好ましい。
【００３３】
また、この貯蔵タンク１０は、内殻１３に連通するＢＯＧ排出管２３を備え、図示しない低圧ガスコンプレッサーを用いてＢＯＧ（ｅ）を既存のガス消費機器（例えば、火力発電用ボイラなど）に供給するようになっている。また、この貯蔵タンク１０は、その上部にＮＧＨペレットｐを内殻１３内に導入するためのローディング装置２４を備え、その底部に内殻１３内に貯蔵されているＮＧＨペレットｐを払い出すためのアンローディング装置２５を備えている。
【００３４】
続いて、上記ＮＧＨ貯蔵タンクの運転方法について説明する。
【００３５】
今、循環ガスブロワ１７および不活性ガス冷却装置１８を稼働すると、図４に示すように、不活性ガス冷却装置１８によって所定の温度（例えば、−２０℃）に冷却された不活性ガス（ＣＯ2 ）ｂがＮＧＨ貯蔵タンク１０の外殻１２と内殻１３との間に設けられたガス通路１５の下端部１５ａに供給される。
【００３６】
この低温の不活性ガス（ＣＯ2 ）ｂは、ガス通路１５の下端部１５ａから上端部１５ｂに向かって流動する間に外殻１２を通って侵入する侵入熱を吸収するので、内殻１３内のガスの温度上昇を防止することができる。
【００３７】
図２を用いて本発明を更に詳しく説明する。
【実施例】
【００３８】
（実施例）
・タンク基数：３基
・タンク容量：１０万トン／基
・タンク容積：１４万ｍ3 ／基
・包蔵ガス量：１．４万トン／基
・ＢＯＧ量（自己安定領域にあるがその一部が分解する量）：５８３ｋｇ／ｈ／基
ここで、ＢＯＧとは、侵入熱によらない自己分解するガスを指す。
・ＢＯＲ（自己分解によるガス発生量のＮＧＨペレットの包蔵ガス量全体に対する比率）：０．１％  ／日
・空気に接する面積：３１，０００ｍ2 
・タンク下部面積：９，０１９ｍ2 
・タンク外面温度：５０℃（日射による輻射熱を考慮した昼夜平均温度）
・外気温度：２５℃
・タンク内温度：−２０℃
・自己分解潜熱量（ＮＧＨ自身の分解により冷却されるが、ペレットの温度降下は僅少である。）：４３７，５００ｋｃａｌ／ｈ
・平均熱通過率（日射の影響がある面）：０．３５ｋｃａｌ／ｍ2 ｈ℃
・平均熱通過率（影になる面）：０．２５ｋｃａｌ／ｍ2 ｈ℃
・侵入熱量：８６３，４１３ｋｃａｌ／ｈ
・同分解ガス量：３，４５４ｋｇ／ｈ
・同発電出力（概算）：２３，１１２ｋＷ
・合計ガス量：５，２０４ｋｇ／ｈ（侵入熱を除去しない場合のガス量）
・侵入熱相当ＢＯＧガス量：２４，６６９ｋｇ／ｈ  ｝３基分
・侵入熱相当冷凍動力：６１２ｋＷ（ＬＮＧによる冷熱利用により不要となる。）      ・ＢＯＧ量：１，７５０ｋｇ／ｈ
・ＬＮＧ使用量（系外からの侵入熱に見合う量）：５９９６ｋｇ／ｈ（−１５０℃〜−５０℃）
・循環ガス（ＣＯ2 ）量：６９３，５０４ｋｇ／ｈ
・循環ガスブロワ所要動力：２，００３ｋＷ
【００３９】
上記の如く、侵入熱の抑制に要する所要動力は、２００３ｋＷである。他方、侵入熱を抑制しなかった場合の発生ガスによる発電出力（換算）は、２３，１１２ｋＷである。
従って、本発明によれば、侵入熱の抑制に要する所要動力を、約２０，０００ｋＷ（≒２３，１１２（ｋＷ）−２００３（ｋＷ））低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図２の要部拡大断面図である。
【図２】本発明に係るガスハイドレート貯槽の断熱装置の概略構成図である。
【図３】ガスハイドレート貯槽の斜視図である。
【図４】本発明に係るガスハイドレート貯槽の断熱装置の説明図である。
【図５】侵入熱の除熱説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
ｂ  不活性ガス
ｐ  ペレット状のガスハイドレート
１０  ガスハイドレート貯槽
１２  外殻
１３  内殻
１５  ガス通路
【図１】
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【図２】
2005351291.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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