(57)【要約】      （修正有）【課題】低温流体用継手の分断の際、低温流体用継手やその周辺部に熱入力可能にした液化水素移送システムを提供する。【解決手段】陸側の第１タンク2と、液化水素輸送船側の第２タンク3との間で液化水素を移送する液化水素移送システム1は、大部分が真空断熱二重管で構成される液化水素移送系統4と、液化水素移送系統4に装備される低温流体用継手4bと、液化水素移送系統4のうち低温流体用継手4bの両側の少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管に入熱可能な熱入力手段7とを備え、熱入力手段7は、内管の外周面に巻き付けた螺旋状チューブ7a,7bと、螺旋状チューブ7a,7bに組み込んだ電気ヒータと、螺旋状チューブ7a,7bに封入した熱媒体と、螺旋状チューブ7a,7bに通電する第１，第２通電手段7c,7dを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化水素を貯留可能な陸側の第１タンクと、液化水素を貯留可能な液化水素輸送船側の第２タンクとの間で液化水素を移送する液化水素移送システムにおいて、
前記第１タンクと第２タンクとの間でローディングアームを介して液化水素を移送可能で、大部分が真空断熱二重管で構成される液化水素移送系統と、
前記液化水素移送系統に装備される低温流体用継手と、
前記液化水素移送系統のうち前記低温流体用継手の陸側と船側の少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管に入熱可能な熱入力手段と、
を備えたことを特徴とする液化水素移送システム。
【請求項２】
前記熱入力手段は、前記少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管の外周面に巻き付けた螺旋状チューブと、前記螺旋状チューブに加熱した熱媒体を供給する熱媒体供給手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の液化水素移送システム。
【請求項３】
前記熱入力手段は、前記少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管の外周面に巻き付けた螺旋状チューブと、前記螺旋状チューブに組み込んだ電気ヒータとを有することを特徴とする請求項１に記載の液化水素移送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化水素を貯留可能な陸側の第１タンクと、液化水素を貯留可能な液化水素輸送船側の第２タンクとの間で液化水素を移送する液化水素移送システムに関し、特にローディングアームの低温流体用継手の分離前に低温流体用継手の昇温を促進可能にしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ等の液化ガスを海上輸送する液化ガス輸送船と、陸上の液化ガス貯蔵タンクとの間で、液化ガスを移送する液化ガス移送システムは実用に供されている。
特許文献１に記載のＬＮＧ受入れ装置においては、陸側に地下タンクと地上タンクとが設けられ、ＬＮＧ輸送船が桟橋に接岸した状態で、船側ＬＮＧタンクから陸側タンクに
ＬＮＧを移送するローディングアームを含むＬＮＧ移送系統が接続状態とされ、ＬＮＧの気化ガス（天然ガス）を移送するガス移送系統が接続状態とされ、ＬＮＧをアンローディングする際には、気化器でＬＮＧから生成した気化ガスを船側ＬＮＧタンクへ供給しながら、船側ＬＮＧタンクからＬＮＧを陸側タンクにアンローディングする。
【０００３】
液化水素を陸側の第１タンクと船側の第２タンクとの間でローディングアームを介して移送する液化水素移送系統は上記の液化ガス移送システムと類似するものになるが、液化水素を移送する液化水素移送系統の大部分は、高い断熱性を有する真空断熱二重管で構成され。ローディングアームの先端部を船側のマニホールドに接続する継手としては、例えばバイヨネット継手など高い断熱性を有する低温流体用継手が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１０９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ローディング/アンローディングが終了すると、まずは船側と陸側の接続部（継手部とその周辺部）をパージする。その後、作業者の低温火傷を防止するために継手部やその周辺の配管が十分に昇温したことを確認してからローディングアームを切り離す。
ＬＮＧ移送系統では、継手部やその周辺の配管の断熱性能はそれほど高くないため、当該部分の昇温に時間を要さない。しかし、液化水素移送系統では、液体水素は−２５３°Ｃ程度の極低温状態であり継手部やその周辺の配管も同程度の温度まで冷却されている上に継手部やその周辺の配管の断熱性能が高いため、当該部分の昇温に長時間かかり、ローディングアームの切り離し作業の遅延を招く。
【０００６】
本発明の目的は、ローディング/アンローディングが終了したあとに短時間でローディングアームの切り離しを行うことが可能な液化水素移送システム
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の液化水素移送システムは、液化水素を貯留可能な陸側の第１タンクと、液化水素を貯留可能な液化水素輸送船側の第２タンクとの間で液化水素を移送する液化水素移送システムにおいて、前記第１タンクと第２タンクとの間でローディングアームを介して液化水素を移送可能で、大部分が真空断熱二重管で構成される液化水素移送系統と、前記液化水素移送系統に装備される低温流体用低温流体用継手と、前記液化水素移送系統のうち前記低温流体用継手の両側の少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管に入熱可能な熱入力手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２の液化水素移送システムは、前記熱入力手段は、前記少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管の外周面に巻き付けた螺旋状チューブと、前記螺旋状チューブに加熱した熱媒体を供給する熱媒体供給手段とを有することを特徴としている。
【０００９】
請求項３の液化水素移送システムは、請求項１の発明において、前記熱入力手段は、前記少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管の外周面に巻き付けた螺旋状チューブと、前記螺旋状チューブに組み込んだ電気ヒータとを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、陸側の第１タンクと液化水素輸送船側の第２タンクとの間でローディングアームを介して液化水素を移送可能で、大部分が真空断熱二重管で構成される液化水素移送系統と、前記液化水素移送系統に装備される低温流体用継手と、前記液化水素移送系統のうち前記低温流体用継手の両側の少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管に入熱可能な熱入力手段とを備えたため、熱入力手段から真空断熱二重管の内管に入熱することで低温流体用継手が分断可能状態になるまでの時間を著しく短縮することができる。そのため、短時間でローディングアームの切り離しを行うことが可能になる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、前記熱入力手段は、前記少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管の外周面に巻き付けた螺旋状チューブと、前記螺旋状チューブに加熱した熱媒体を供給する熱媒体供給手段とを有するため、熱媒体供給手段により螺旋状チューブに加熱した熱媒体を供給することで、螺旋状チューブを介して内管に入熱して昇温させることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、前記熱入力手段は、前記少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管の外周面に巻き付けた螺旋状チューブと、前記螺旋状チューブに組み込んだ電気ヒータとを有するため、螺旋状チューブに組み込んだ電気ヒータで内管に入熱して昇温させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係る液化水素移送システムの概略構成図である。
【図２】電気ヒータ内蔵の螺旋チューブを巻き付けた内管を有する真空断熱二重管の断面図である。
【図３】実施例２に係る液化水素移送システムの概略構成図である。
【図４】不活性ガスを流す二重螺旋チューブを巻き付けた内管を有する真空断熱二重管の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１に係る液化水素移送システム１を示すものであり、この液化水素移送システム１は、液化水素を貯留可能な陸側の第１タンク２と、液化水素を貯留可能な液化水素輸送船側の第２タンク３との間で液化水素を移送する液化水素移送システムである。
【００１６】
この液化水素移送システム１は、液化水素移送系統４と、水素ガス移送系統５と、接続通路６と、バルブ類と、液化水素移送系統４のうち低温流体用継手４ｂの両側の少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管に入熱可能な熱入力手段７等を備えている。
【００１７】
液化水素移送系統４は、第１タンク２と第２タンク３との間でローディングアーム４ａを介して液化水素を移送可能なものであり、その大部分が真空断熱二重管で構成され、一端が第１タンク２に接続され、他端が第２タンク３に接続されている。液化水素移送系統４の途中部にはローディングアーム４ａが介装され、液化水素移送系統４の陸側と船側の境界部は例えばバヨネット継手などの低温流体用継手４ｂで接続される。
【００１８】
陸側において、液化水素移送系統４には、逆止弁８とエアモータ弁９とが介装され、これらをバイパスするバイパス通路１０と、バイパス通路１０に介装された開閉弁１１と、バイパス通路１０から分岐したドレンコック１２と、ローディングアーム４ａの基端部付近から分岐したドレンコック１３とが設けられている。船側において、液化水素移送系統４には、遠隔操作緊急遮断兼高液面自動閉鎖弁１４が介装され、自動閉鎖弁１４をバイパスするバイパス通路１５と、バイパス通路１５に介装された開閉弁１６が設けられている。
【００１９】
水素ガス移送系統５は、第１タンク２と第２タンク３との間でローディングアーム５ａを介して水素ガスを移送可能なものであり、その大部分が例えばステンレス製の一重管で構成され、一端が第１タンク２に接続され、他端が第２タンク３に接続されている。水素ガス移送系統５の途中部にはローディングアーム５ａが介装されている。
【００２０】
陸側において、水素ガス移送系統５には、逆止弁１７とエアモータ弁１８とが介装され、これらをバイパスするバイパス通路１９と、バイパス通路１９に介装された開閉弁２０と、バイパス通路１９から分岐したドレンコック２１と、ローディングアーム５ａの基端部付近から分岐したドレンコック２２とが設けられている。船側において、水素ガス移送系統５には、遠隔操作緊急遮断弁２３が介装されている。水素ガス移送系統５の陸側と船側の境界部はフランジ継手５ｂで接続される。
【００２１】
接続通路６は、液化水素輸送船側において液化水素移送系統４と水素ガス移送系統５を接続するもので、開閉弁６ａが介装されている。接続通路６の一端は液化水素移送系統４のうちの低温流体用継手４ｂと前記自動閉鎖弁１４の間の部位に接続され、接続通路６の他端は水素ガス移送系統５のうちのフランジ継手５ｂと緊急遮断弁２３の間の部位に接続されている。
【００２２】
次に、前記熱入力手段７について説明する。
図１、図２に示すように、前記熱入力手段７は、真空断熱二重管３０の内管３１に巻き付けた陸側螺旋チューブ７ａと、この陸側螺旋チューブ７ａに内蔵した電気ヒータ３１ａに通電する第１通電手段７ｃと、真空断熱二重管３０の内管３１に巻き付けた船側螺旋チューブ７ｂと、この船側螺旋チューブ７ｂに内蔵した電気ヒータ３１ａに通電する第２通電手段７ｄとを備えている。
【００２３】
陸側螺旋状チューブ７ａは、エアモータ弁９から低温流体用継手４ｂまでの範囲の真空断熱二重管３０の内管３１に巻き付けられ、船側螺旋状チューブ７ｂは低温流体用継手４ｂから前記自動閉鎖弁１４までの範囲の真空断熱二重管３０の内管３１に巻き付けられている。陸側螺旋状チューブ７ａには、電気ヒータ３１ａが組み込まれると共に熱媒体（図示略）が封入されている。船側螺旋状チューブ７ｂには、電気ヒータ３１ａが組み込まれると共に熱媒体（図示略）が封入されている。
【００２４】
図２は、電気ヒータ内蔵の陸側又は船側の螺旋状チューブ７ａ，７ｂを巻き付けた内管３１を有する真空断熱二重管３０の要部断面図である。この真空断熱二重管３０は、ステンレス又はアルミ合金製の内管３１と、この内管３１の外周面に巻き付けた例えばアルミ合金製の小径の螺旋状チューブ７ａ，７ｂであって電気ヒータ３１ａと熱媒体とを内蔵した螺旋状チューブ７ａ，７ｂと、この内管３１と螺旋状チューブ７ａ，７ｂの外周側に巻き付けた輻射熱遮断用のスーパーインシュレーション３２と、このスーパーインシュレーション３２との間に筒状の真空層３３を空けて外嵌された外管３４とを有する。
【００２５】
前記熱媒体は電気ヒータ３１ａから出る熱を螺旋状チューブ７ａ，７ｂに伝達するためのもので、本実施例の場合、熱媒体としてヘリウムガス又は窒素ガスが採用され、この熱媒体は螺旋状チューブ７ａ，７ｂに封入されている。尚、熱媒体は不活性ガスに限定されるものでなく、水素ガスやその他のガスも採用可能である。
【００２６】
液化水素の移送前又は移送後に、液化水素移送系統４と水素ガス移送系統５内のガス（空気又は水素ガス）を不活性ガス（Ｈｅガス又は窒素ガス）で置換する不活性ガスパージの為、陸側には不活性ガス供給タンク３５が設けられ、この活性ガス供給タンク３５がガス供給通路３５ａを介してドレンコック１３に接続されている。また、不活性ガスパージの際に発生する混合ガス（空気と不活性ガスの混合ガス、又は水素ガスと不活性ガスの混合ガス）を処理するガス処理装置３６が設けられ、ガス排出通路３６ａを介してドレンコック２２に接続されている。このガス処理装置３６は上記の混合ガス中の水素ガスを燃焼や吸着により除去するものである。
【００２７】
次に、以上説明した液化水素移送システム１の作用、効果について説明する。
液化水素輸送船が積み出し基地又は受け入れ基地の桟橋に着桟した際、低温流体用継手４ｂとフランジ継手５ｂを接続後に、液化水素移送系統４と水素ガス移送系統５内の空気を不活性ガスで置換する不活性ガスパージを行なう。このとき、ドレンコック１３と開閉弁６ａとドレンコック２２のみを開弁状態に保持し、不活性ガス供給タンク３５からガス供給通路３５ａとドレンコック１３を介して液化水素移送系統４に不活性ガスを供給し、その不活性ガスを接続通路６から水素ガス移送系統５に流し、ドレンコック２２とガス排出通路３６ａを介してガス処理装置３６に排出する。こうして、液化水素移送系統４と水素ガス移送系統５内に不活性ガスを充填することができる。
【００２８】
上記の不活性ガスパージ後に、液化水素移送系統４と水素ガス移送系統５内の不活性ガスを水素ガスで置換する水素ガスパージを行う。このとき、第１タンク２から液化水素移送系統４へ水素ガスを供給し、その水素ガスを接続通路６から水素ガス移送系統５に流し、ドレンコック２２とガス排出通路３６ａを介してガス処理装置３６へ排出する。こうして、液化水素移送系統４と水素ガス移送系統５内に水素ガスを充填することができる。
【００２９】
その後、第１タンク２から第２タンク３へ液化水素をローディングするか、或いは第２タンク３から第１タンク２へ液化水素をアンローディングする。このローディングまたはアンローディングの後に、再度液化水素移送系統４と水素ガス移送系統５内の水素ガスを不活性ガスで置換する不活性ガスパージを行う。このとき、前記の不活性ガスパージと同様に行う。
【００３０】
この不活性ガスパージ実行後、液化水素移送系統４の真空断熱二重管３０の内管３１の温度は−２５３℃に近い極低温状態であるため、低温流体用継手４ｂを分離する際に、人体に凍傷を負う可能性がある。また、極低温の配管にパージ用の不活性ガスが固着することで弁のシール構造が損傷する恐れがある。
そこで、低温流体用継手４ｂを分離する前に、第１，第２通電手段７ｃ，７ｄから、陸側螺旋状チューブ７ａ内の電気ヒータと、船側螺旋状チューブ７ｂ内の電気ヒータに通電することで、内管３１に入熱し、内管３１の昇温を促進し、内管３１を例えば０℃以上の温度まで昇温させる。
【００３１】
この真空断熱二重管３０では内管３１と外管３４との間の真空層３３によりほぼ完全に断熱されているため、電気ヒータで加熱しない場合には内管３１の昇温に多大の時間がかかるが、上記のように電気ヒータで内管３１を加熱することで、内管３１の昇温に要する時間を著しく短縮し、出航時刻を大幅に早めることができる。
【実施例２】
【００３２】
本実施例は、実施例１の熱入力手段７と異なる熱入力手段７Ａを採用している点で、実施例１と相違するのみであるので、実施例１と同様の構成要素に同じ符号を付して説明を省略し、異なる構成について図３、図４に基づいて説明する。
【００３３】
液化水素移送系統４のうち低温流体用継手４ｂの両側の少なくとも所定長さ部分における真空断熱二重管の内管に入熱可能な熱入力手段７Ａについて説明する。
この熱入力手段７Ａは、エアモータ弁９から低温流体用継手４ｂまでの範囲の真空断熱二重管３０Ａの内管３１に巻き付けた陸側二重螺旋状チューブ４０ａと、低温流体用継手４ｂから前記自動閉鎖弁１４までの範囲の真空断熱二重管３０Ａの内管３１に巻き付けた船側二重螺旋状チューブ４０ｂと、第１，第２不活性ガス供給手段４０ｃ，４０ｄを有する。第１，第２不活性ガス供給手段４０ｃ，４０ｄは、夫々、コンプレッサーと、加熱手段（例えば電気ヒータなど）付きの熱交換器とを有し、熱交換器を介して不活性ガスを加熱して二重螺旋状チューブ４０ａ，４０ｂへ送給し、二重螺旋状チューブ４０ａ，４０ｂから戻って来た低温の不活性ガスを再度加熱して循環させる。
【００３４】
陸側二重螺旋状チューブ４０ａには、第１不活性ガス供給手段４０ｃ（熱媒体供給手段）から加熱加圧した不活性ガス（熱媒体）が供給される。船側二重螺旋状チューブ４０ｂには、第２不活性ガス供給手段４０ｄ（熱媒体供給手段）から加熱加圧した不活性ガス（熱媒体）が供給される。
【００３５】
図４は、陸側又は船側の二重螺旋状チューブ４０ａ，４０ｂを巻き付けた内管３１を有する真空断熱二重管３０Ａの要部断面図である。二重螺旋状チューブ４０ａ，４０ｂの先端部はＵ字管４３で接続されている。二重螺旋状チューブ４０ａ，４０ｂは不活性ガスの往動流が流れる螺旋状チューブ４１と不活性ガスの復動流が流れる螺旋状チューブ４２とを有する。
【００３６】
この真空断熱二重管３０Ａは、ステンレス又はアルミ合金製の内管３１と、この内管３１の外周面に巻き付けた例えばアルミ合金製の小径の二重螺旋状チューブ４０ａ，４０ｂと、内管３１と二重螺旋状チューブ４０ａ，４０ｂの外周側に巻き付けた輻射熱遮断用のスーパーインシュレーション３２と、このスーパーインシュレーション３２との間に筒状の真空層３３を空けて外嵌された外管３４とを有する。尚、二重螺旋状チューブ４０ａ，４０ｂは、夫々、２本の螺旋状チューブを接触又は近接状に並設したものである。
【００３７】
前記不活性ガスとしては、Ｈｅガス又は窒素ガスが採用され、第１，第２不活性ガス供給手段４０ｃ，４０ｄは、例えば、約５０〜１００℃程度に加熱した不活性ガスを二重螺旋状チューブの往動流用の螺旋状チューブ４１に供給し、復動流用の螺旋状チューブ４２から戻って来た不活性ガスを再加熱して螺旋状チューブ４１に供給する。
前記熱入力手段７Ａにより内管３１に入熱してその昇温を促進する作用、効果についは実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
特に、二重螺旋状チューブ４０ａ，４０ｂを採用するため、往動流用の螺旋状チューブ４１と、復動流用の螺旋状チューブ４２とをコンパクトに装備することができる。
【００３８】
次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１）実施例１において、低温流体用継手４ｂの付近の内管３１の昇温を促進すればよいので、陸側螺旋状チューブ７ａを設ける範囲を短縮し、ローディングアーム４ａの真空断熱二重管３０のうちの低温流体用継手４ｂから例えば１ｍの範囲の真空断熱二重管３０の内管３１に陸側螺旋状チューブ７ａを設けてもよい。
【００３９】
同様に、船側螺旋状チューブ７ｂを設ける範囲を短縮し、低温流体用継手４ｂと前記自動閉鎖弁１４の間の真空断熱二重管３０のうち低温流体用継手４ｂから例えば１ｍの範囲の真空断熱二重管３０の内管３１に船側螺旋状チューブ７ｂを設けてもよい。尚、以上のことは、実施例２の二重螺旋状チューブ４０ａ，４０ｂについても同様である。
【００４０】
２）実施例１において、第２通電手段７ｄを省略し、第１通電手段７ｃから船側螺旋状チューブ７ｂ内の電気ヒータにコネクタを介して通電するように構成してもよい。
以上のことは、実施例２の第１，第２不活性ガス供給手段４０ｃ，４０ｄについても同様であり、第２不活性ガス供給手段４０ｄを省略し、第１不活性ガス供給手段４０ｃから二重螺旋状チューブ４０ｂにカプラーを介して不活性ガスを供給するように構成してもよい。
【００４１】
３）実施例１，２の熱媒体として耐熱性に優れるオイル等も採用可能である。
４）その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、陸上の第１タンクと、液化水素輸送船側の第２タンクと間で液化水素を移送可能にした液化水素移送システムであって、低温流体用継手の分断前にその付近の真空断熱二重管の内管に入熱して昇温可能にした液化水素移送システムを提供する。
【符号の説明】
【００４３】
１            液化水素移送システム
２            第１タンク
３            第２タンク
４            液化水素移送系統
４ａ          ローディングアーム
７，７Ａ      熱入力手段
７ａ，７ｂ    螺旋状チューブ
７ｃ，７ｄ    第１，第２通電手段
３０，３０Ａ  真空断熱二重管
３１          内管
４０ａ，４０ｂ    二重螺旋状チューブ
４０ｃ，４０ｄ    第１，第２不活性ガス供給手段（熱媒体供給手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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