(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低温の液体が貯蔵され、底版コンクリート上に保温部材を介して支持された内槽と、前記底版コンクリートの外周に一体的に構築され、前記内槽からの液体の外部漏洩を防止する防液堤とを備え、前記内槽の外周面に配設されたアンカーストラップの下端を定着支持するアンカー部が、前記内槽の外周に沿って前記底版コンクリートに配設され、前記液体から前記アンカー部を介して伝わる冷熱の拡散を、前記底版コンクリート内に配管された第１のヒータ管で遮断し保温するようにした地上式低温タンクのアンカー部の保温構造であって、
前記第１のヒータ管に加え、第２のヒータ管を前記アンカー部底部より下方の底版コンクリート内に配管し、さらに第３のヒータ管を前記第１のヒータ管と第２のヒータ管との高さ方向の中間位置の、前記アンカー部を囲むように配管したことを特徴とする地上式低温タンクのアンカー部の保温構造。
【請求項２】
前記第２のヒータ管は、前記アンカー部の外形輪郭線の内側に位置する前記底版コンクリート内を通過するように配管された請求項１に記載の地上式低温タンクのアンカー部の保温構造。
【請求項３】
前記第３のヒータ管は、前記アンカー部の内周側と外周側とに配管された配管とが、隣接するアンカー部間で内外が入れ替わるように蛇行して連続する管路である請求項１に記載の地上式低温タンクのアンカー部の保温構造。
【請求項４】
前記第３のヒータ管は、前記アンカー部の内周側と外周側とに周状をなして設けられた配管と、これら内周側及び外周側の配管とを、各隣接したアンカー部間で連通する繋ぎ管とからなる管路である請求項１に記載の地上式低温タンクのアンカー部の保温構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地上式低温タンクのアンカー部の保温構造に係り、ＬＮＧタンク等の極低温液体を貯蔵するタンクの漏液時に底版コンクリートの温度低下に防止することを目的としたアンカー部の保温構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
液化天然ガス（以下、ＬＮＧと記す。）等の極低温の液化ガス（内容液）を貯蔵する地上式低温タンクにおいては、従来、内槽と外槽とから構成された二重殻式の低温タンクが一般に用いられてきた。しかし、近年、外槽とプレストレストコンクリート（以下、ＰＣと記す。）製の防液堤が一体となり、万一の液体の液漏洩を最小限に食い止めるＰＣ構造ＬＮＧタンクが主流になりつつある。
【０００３】
この種のＰＣ構造ＬＮＧタンクでは、防液堤となる周壁は、高さ方向に所定間隔をあけてほぼ全高さにわたりＰＣ鋼線を配線し、プレストレスを加えたＰＣ構造からなり、基礎円版は、平面積が大きいため、外周縁部のみにＰＣ鋼線を配線し、プレストレスを加えたＰＣ鉄筋コンクリート構造等で設計されたりしている。
【０００４】
また、内部の冷熱を遮断し保温する構造としては、内槽と外槽との間に気泡コンクリート、泡ガラス、パーライトコンクリート等の断熱性の高い非構造材料が用いられ、特に底版コンクリートには、底版全面にわたり、ヒータ管が所定の円周形状や平面渦巻き形状をなして埋設され、底版コンクリート内の鉄筋の低温脆性強度の低下を防止する対策がとられている。
【０００５】
図７は、従来の地下式ＬＮＧタンクの内部構造の概略構成の示した断面図である。また、図８は、図７中の断面線VIII−VIIIで、ヒータ管の配管例を示した平断面図である。図７では、内槽と周壁との間に満たされる保冷材の図示を省略してある。図７に示したように、一般にステンレス鋼等からなる内槽５１には、地震時等の浮き上がり防止のために、下端外周縁に引張抵抗材としてのアンカー構造５０が設けられている。アンカー構造５０としては、特許文献１，特許文献２に開示されたような形状のステンレス鋼棒からなるアンカーストラップが内槽の外周面に取り付けられている。このアンカーストラップおよびアンカー構造５０は、底版コンクリート５５内において、図８の平断面図に示したように、多重の円周形状に配管されたヒータ管６０の配管間に位置するように、内槽（図示せず）の外周面に沿って所定間隔をあけて配置されている。
【０００６】
一般的なアンカーストラップの内槽への取付態様については、特許文献１，２に、それぞれアンカーストラップを側面から見た構成が開示されている。特許文献１に開示されたアンカー１２の下端定着部は、底版コンクリートの一部に形成されたアンカーボックス１６内に収容され、定着されている。特許文献２に開示されたアンカーストラップ３０の底部は、セカンダリーバリヤ８の下面に溶接された形鋼からなる固定部材３３の位置でセカンダリーバリア８に溶接されている。
【特許文献１】特開２００３−２４０１９６号公報
【特許文献２】特開２００３−２４７６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、極低温のＬＮＧ（内部液）が内槽から漏洩した場合、底版コンクリートに設けられたアンカーボックスを介しての熱伝導のため、アンカーボックス周囲のコンクリートに冷熱領域が拡大する。冷熱領域の拡大による温度低下を抑制するためにアンカーボックス周りにもヒータ管が配置されている。図９は、
(1)底版コンクリート５５に形成されたアンカーボックス５１と底版コンクリート５５に配管されたヒータ管６０との位置関係
(2)ヒータ管６０内に所定温度のブラインを循環させて供用時に冷熱の影響を受ける底版コンクリート５５を、適正温度に保持する（以下、単に「底版コンクリートの保温」と表現する。）際に生じるアンカーボックス５１回りの底版コンクリート５５の挙動
を示した模式平面図である。図９に示したように、通常、図７に示したような底版コンクリート５５に形成されたアンカーボックス５１の設置レベルと同程度の深さにヒータ管６０が配管され、その内部にたとえば１０℃程度に設定されたブラインを循環させている。このとき、液体の漏洩等が発生した箇所があると、極低温の液体は、底版の保冷槽（図示せず）からアンカーボックス５１内に流入し、アンカーボックス５１に極低温の冷熱部が形成される。この状態ではアンカーボックス近傍に配管された、温熱部としてのヒータ管６０からの放熱により、管周辺のコンクリート温度とアンカーボックス５１の周辺の極低温化したコンクリートとの間の温度差による熱膨張変形が生じ、さらにアンカーボックス５１，５１間の中間位置のコンクリートと、管周囲のコンクリートにも温度差が生じ、それぞれの温度差に応じた引張力が生じる。コンクリートの引張強度を越えた範囲では、温度ひび割れが生じるおそれがある。なお、図９は、説明のために、発生しうるひび割れの位置、大きさを想定して図示したものである。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、低温タンクのアンカーボックス周辺のコンクリートの温度ひび割れの発生を有効に防止するようにした地上式低温タンクのアンカー部の保温構造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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、極低温の液体が貯蔵され、底版コンクリート上に保温部材を介して支持された内槽と、前記底版コンクリートの外周に一体的に構築され、前記内槽からの液体の外部漏洩を防止する防液堤とを備え、前記内槽の外周面に配設されたアンカーストラップの下端を定着支持するアンカー部が、前記内槽の外周に沿って前記底版コンクリートに配設され、前記液体から前記アンカー部を介して伝わる冷熱の拡散を、前記底版コンクリート内に配管された第１のヒータ管で遮断し保温するようにした地上式低温タンクのアンカー部の保温構造であって、前記第１のヒータ管に加え、第２のヒータ管を前記アンカー部底部より下方の底版コンクリート内に配管し、さらに第３のヒータ管を前記第１のヒータ管と第２のヒータ管との高さ方向の中間位置の、前記アンカー部を囲むように配管したことを特徴とする。
【００１０】
前記第２のヒータ管は、前記アンカー部の外形輪郭線の内側に位置する前記底版コンクリート内を通過するように配管することが好ましい。
【００１２】
このとき前記第３のヒータ管は、前記アンカー部の内周側と外周側とに配管された配管とが、隣接するアンカー部間で内外が入れ替わるように蛇行して連続する管路としたり、あるいは前記アンカー部の内周側と外周側とに周状をなして設けられた配管と、これら内周側及び外周側の配管とを、各隣接したアンカー部間で連通する繋ぎ管とからなる管路とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によれば、低温タンクの底版コンクリート内に形成されたアンカー部の周囲に、冷熱を遮断し、温熱領域を確保してコンクリートを保温するのに有効なヒータ管を配管することにより、底版コンクリートの温度ひび割れの発生を有効に防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る地上式低温タンクのアンカー部の保温構造を実施するための最良の形態の実施例について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、図７に示した、従来の、地上式低温タンク１０の一例としてのプレストレストコンクリート製の地上式ＬＮＧタンクの底版と側壁（ＰＣ防液堤）との接合部を示した部分拡大図である。同図に示した底版コンクリート３０内にアンカーボックス５１とその周辺コンクリートに配管されたヒータ管３５，３６が示されている。本実施例の内槽１１は９％ニッケル鋼を加工して製作され、極低温下においても脆性破壊を起こさない十分な靭性と強度を有する。内槽１１の外側には外槽を兼ねたＰＣ防液堤１２が構築されている。ＰＣ防液堤１２は、内槽１１に何らかのトラブルが生じ、内容液としての極低温の液体が内槽１１外に漏洩した際に被害を最小限に抑えるため、およびタンク本体の外部構造体として構築されている。その構造形式としては、鉛直方向および円周方向に所定間隔でＰＣテンドン１４が配線され、各ＰＣテンドンに所定の緊張力（プレストレス）が導入され、コンクリート引張強度の向上が図られている。なお、図の簡単化のために、図１には防液堤の壁体および底版コンクリートの外周縁に配置された円周方向ＰＣテンドン１４の断面のみが図示されている。内槽１１とＰＣ防液堤１２の内面側には断熱材層１３が設けられ、内槽１１からの液漏れにより、コンクリートの急激の温度低下を防ぐようになっている。断熱材層１３としては、ポリウレタンフォーム（以下、ＰＵＦと略記する）等からなる冷熱抵抗緩和材が用いられている。さらに内槽１１側面とＰＣ防液槽１２の内面との間には、パーライトコンクリートブロック等から構成された保冷材層（図１では図示略）が形成されている。
【００１６】
内槽１１の底部には、保温の機能に加え、内槽１１の自重及びＬＮＧ（液体）の重量を受け持つため、十分な支圧性能を持つ材料・構造が要求される。そのため、気泡コンクリート、泡ガラス、パーライトコンクリート等の保温と支持とを兼ねた材料１５で内槽１１を底版コンクリート３０上に支持する構造になっている。底版コンクリート３０は鉄筋コンクリート製で、下面に配設された支持杭（図示せず）に支持され低温タンク１０全体が支持されている。
【００１７】
この底版コンクリート３０には、図８に示したように、円周状をなすヒータ管３５が所定深さにほぼ水平をなして全面にわたり埋設されている。ヒータ管３５の系統としては、図８には送り戻りの１系統のみが図示されているが、複数系統にして配管することで各ヒータ管３５の延長を短くして管路抵抗を低減することも行われている。
【００１８】
ここで、アンカー構造の構成について、図１を参照して簡単に説明する。液体であるＬＮＧは液温−１６２℃の極低温液体であり、ＬＮＧ（液体）の貯蔵時と空虚時とでは内槽１１の温度は大きく異なる。そのため、貯蔵状況に応じて底版上に設置された内槽１１全体に大きな熱膨張と熱収縮が発生する。これらに起因する熱応力を内槽１１に発生させないために内槽１１の底面は固定されないのが一般的である。しかし、地震時には内槽１１の滑動と転倒を防止しなければならない。そこで、熱膨張と熱収縮とによる内槽１１の径方向及び高さ方向の熱変形は許容しつつ、地震による内槽１１の滑動や転倒を防止する内槽１１のアンカー構造５０が採用されている。
【００１９】
図１に示したアンカー構造５０は、上端４０ａが内槽１１の外面に固着され、下端４０ｂが底版コンクリート３０に定着された形成されたアンカーストラップ４０と、アンカーストラップ４０の下端を底版コンクリート３０に定着する、筒状のアンカーボックス５１とからなる。アンカーストラップ４０のアンカーボックス５１内に位置する部分は、グラスウール４１で被覆され、下端４０ｂはアンカーボックス５１の下面から突出するように、アンカーボックス５１内に保持されている。
【００２０】
以下、このアンカーストラップ４０のアンカーボックス５１内での定着構造について説明する。アンカーボックス５１の底版コンクリート内に埋設される部分は鋼製筒状スリーブからなる。さらにアンカーボックス５１の底部には層厚５０mm程度の成形ＰＵＦ４３が収容され、ボックス下面から突出するアンカーストラップ下端４０ｂの定着が図られている。上端部４２には栓状の成形ＰＵＦ４５が嵌め込まれ、アンカーボックス内の空間はアンカーストラップ４０を被覆したグラスウール４１が発泡ＰＵＦ４４で充填固化された状態にある。
【００２１】
［ヒータ管の配置構成］
本発明では、ヒータ管３５として、圧力配管用炭素鋼鋼管（ＪＩＳ  Ｇ  ３４５４）が使用されている。ヒータ管３５は、底版全面を円周状に配管できるように所定の半径ごとに曲げ加工し、現場接合された連続した管路として、図８に示したような平面状をなして配管されている。配管は底版上に組み立てられた図示しない鋼製の配管架台上に配管固定され、最終的に現場打ちされたコンクリート内に埋設され、底版コンクリート３０内で所定の配管系統を構成する。なお、ヒータ管３５を配管架台上に配管する際、鋼製の配管架台上に載置固定されるヒータ管３５の周囲にクロロプレンゴム等の合成ゴムを被覆し、メタルタッチによる架台への熱伝導の防止を図っている。
【００２２】
本発明では、図１，図２に示したように、従来の底版コンクリート３０全体の保温用のヒータ管３５に加えて、アンカー部保温用のヒータ管として、アンカーボックスの下方に図１に断面を示したような２列のヒータ管３６，３６が、円周状に配置されたすべてのアンカーボックス５１下面から距離Ｌだけ下方を通過し、ヒータ管３５の作用に加えて底版コンクリート３０の下側に所定の温熱領域を確保するように配管されている。このとき、アンカーボックス５１から伝わる冷熱を確実に遮断するために、図２に示したように、アンカーボックス５１の外形輪郭線の内側を通過する位置に配管することが好ましい。これにより、アンカーボックス５１底部下方に温熱領域を確保して冷熱を低減することにより、凍結範囲が下部地盤に及ぶのを防止することができる。
【００２３】
このときのヒータ管３の配置位置について、図３各図を参照して説明する。ヒータ管３６の位置は、アンカーボックス５１下方における冷熱領域の温度分布を考慮した場合、アンカーボックス５１からの下方距離（（アンカーストラップ４０をアンカーボックス５１から突出して固定保持する場合は、アンカーストラップ下端４０ｂから）Ｌは、図３（ａ）に示したように、アンカーボックス５１の直径φとの関係で（Ｌ＜２φ）程度とすることが好ましい。また、側方（横）方向に関しては、ヒータ管３６がアンカーボックス５１の外形輪郭線を横切るまでの範囲内に配管されていれば、アンカーボックス５１を下方から保温する効果を期待できる（図３（ｂ）参照）。また、ヒータ管３６の大きさ、ブラインの設定温度によっては、管周囲のコンクリートの保温範囲を十分確保できるので、アンカーボックス５１の下方に配管するヒータ管３６は１本とすることも可能である（図３（ｃ）参照）。図３（ｄ）は、図３（ａ）に示したアンカーボックス５１とヒータ管３６との平面的な位置関係を模式的に示した平面図である。ヒータ管３６は、平面視して図３（ａ）ないし図３（ｂ）に示した範囲内に配管することが好ましい。これらヒータ管３６内に流通させるブラインの温度としては１０〜４０℃程度を想定している。また、液体漏洩等のトラブル発生時にブラインを流通し、比較的高温の温熱領域を設け、アンカーボックス５１側からの冷熱領域の急激な拡大を防止することが好ましい。
【００２４】
図２（ｂ）は、アンカーボックス５１の側部の周辺に温熱領域を確保するためのヒータ管３７を配管した例を示した実施例を示している。同図に示したように、従来の全面にわたって配管されたヒータ管３５（以下、上段ヒータ管３５）と、上述したアンカーボックス５１下方のヒータ管３６（以下、下段ヒータ管３６）との高さ方向の中間高さで、アンカーボックス５１の内外の両側部に中段ヒータ管３７が配管されている。中段ヒータ管３７は図２（ｂ）に示したように、円筒状のアンカーボックス５１の側面からおよそ距離Ｈ（Ｈ＜２φ）程度の離れをとって配管されている。すなわち、この距離Ｈを確保するために、本実施例の中段ヒータ管３７は、図４各図に示したように、隣接するアンカーボックス５１のピッチにあわせて所定の曲率で曲げ加工され、各アンカーボックス５１間との距離Ｈをほぼ確保できるようになっている。図４（ａ）に示した配管では、２系統のヒータ管を、内側に位置する管と、外側に位置する管とが、それぞれ隣接するアンカーボックス５１間で入れ替わるように、連続するアンカーボックス５１間を蛇行するように曲げ加工され、２系統の配管を一組として連続して隣接したアンカーボックス５１の周囲を囲むように配管されている。このように、隣接したアンカーボックス５１間でも温熱領域が確保されるので、図９に図示したような、アンカーボックス５１間に生じる可能性のある温度ひび割れに対してきわめて有効に寄与する。図４（ａ）は、Ｓ字形が連続し、蛇行した連続形状となり、その円弧状の中心に各アンカーボックス５１が位置するように配管を曲げ加工した配管例を示している。その形状の管を、管径程度に配管高さを変えて、交互の向きでアンカーボックス５１を囲むようにすることで、図示したように、各アンカーボックス５１からほぼ等距離の位置にヒータ管３７が配管されたのと同様となる。図４（ｂ）は、配管曲げ加工の簡略化を考慮して、配管を屈曲形状にして各アンカーボックス５１の周囲を配管するようにした変形例である。この配管形状によっても同様の温度管理が行えるが、管内を流通させるブラインの管内抵抗が増すことを考慮する必要がある。なお、図４各図にはアンカーボックス５１下方に配管された下段ヒータ管３６を仮想線で表示している。同図に示したように、アンカーボックス５１の周囲において下段ヒータ管３６、上述の中段ヒータ管３７による保温作用により温熱領域を確実に確保することができる。
【００２５】
図５各図は、図４に示したのと同様に、中段ヒータ管３７を配管することで、アンカーボックス５１回りの温熱領域を確保する他の配管例を示した模式平面図である。図５（ａ）は、アンカーボックス５１の内外の両側にメイン配管３７Ａを配管し、その内外のメイン配管３７Ａ間に連通管３７Ｂを接続した配管例を示している。図５（ａ）では、連通管３７Ｂはメイン配管３７Ａと同径とし、隣接したアンカーボックス５１の中間位置に配管され、所定のゆるい曲率に曲げ加工されたメイン配管３７ＡにＴ字形状に接合されている。図５（ｂ）に示した連通管３７Ｃは、細径の管を各アンカーボックス５１の周囲の近傍に配置したものである。このように細径管による連通管３７Ｃは、隣接するアンカーボックス５１間の距離が大きい場合に有効であり、アンカーボックス５１の周囲における温熱領域を確保することができ、アンカーボックス５１間の中間位置での温度ひび割れを効果的に防止することができる。
【００２６】
図６は、アンカーボックス５１を二重構造とし、その内外筒間の筒状空間に断熱材層４６を形成した実施例を示している。この実施例では、筒状をなす断熱材層４６により、アンカーボックス５１内の冷熱が外部に伝わりにくくすることを目的としている。このときアンカーストラップ４０の周囲には図示しないグラスウール等の断熱材を被覆しても良いし、アンカーストラップ４０が挿入された空間４５内に発泡ＰＵＦを密実充填してもよい。断熱材層４６の充填材料は、ボックスの製作工程で充填されるため、材料としては発泡ポリウレタンや発泡ポリスチレン、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン等の高倍率発泡樹脂を適宜採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の地上式低温タンクのアンカー部の保温構造の一実施例を示したタンク底部の部分断面図。
【図２】図１におけるアンカー部の保温構造（ヒータ管）の配置例に着目した拡大断面図。
【図３】図２に示したヒータ管中の配置例を説明した模式断面図、模式平面図。
【図４】中段ヒータ管の配管例を示した模式平面図。
【図５】中段ヒータ管の他の配管例を示した模式平面図。
【図６】アンカーボックス内の断熱材層の構成例を示した模式断面図。
【図７】従来の地上式低温タンクを、内槽アンカー構造を含めて示した概略全体断面図。
【図８】図７中の断面線VIII-VIIIでヒータ管の配管例とアンカーボックスの配置例を示した模式平断面図。
【図９】アンカーボックスの周囲のコンクリートに発生し得る温度ひび割れ例を模式的に示した説明図。
【符号の説明】
【００２８】
１０  低温タンク
１１  内槽
１２  ＰＣ防液堤
３０  底版コンクリート
３５，３６，３７  ヒータ管
４０  アンカーストラップ
５０  アンカー構造
５１  アンカーボックス
【図１】
0005158643.tif 000002
【図２】
0005158643.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005158643.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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