JP7561574B2 - 浮体、液化二酸化炭素の積込方法、液化二酸化炭素の揚荷方法 - Google Patents
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Description
<第一実施形態>
(船舶の構成)
図1に示すように、本開示の実施形態において、浮体である船舶1は、液化二酸化炭素を運搬する。この船舶1は、浮体本体としての船体2と、タンク設備10Aと、を少なくとも備えている。
船体2は、その外殻をなす、一対の舷側3A,3Bと、船底(図示無し)と、上甲板5と、を有している。舷側3A,3Bは、左右舷側をそれぞれ形成する一対の舷側外板を有する。船底(図示無し)は、これら舷側3A,3Bを接続する船底外板を有する。これら一対の舷側3A,3B及び船底(図示無し)により、船体2の外殻は、船首尾方向Daに直交する断面において、U字状を成している。この実施形態で例示する上甲板5は、外部に露出する全通甲板である。船体2には、船尾2b側の上甲板5上に、居住区を有する上部構造7が形成されている。
タンク設備10Aは、貨物搭載区画8内に、船首尾方向Daに沿って、複数が配置されている。本開示の実施形態において、タンク設備10Aは、船首尾方向Daに間隔を空けて二個配置されている。
この実施形態において、タンク11は、船体2に配置されている。タンク11は、例えば、水平方向に延びる円筒状をなす。タンク11は、その内部に液化二酸化炭素Lを収容する。タンク本体は、筒状部12と、端部球状部13と、を備えている。筒状部12は、水平方向を長手方向Dxとして延びている。この実施形態において、筒状部12は、長手方向Dxに直交する断面形状が円形の、円筒状に形成されている。端部球状部13は、筒状部12の長手方向Dxの両端部にそれぞれ配置されている。各端部球状部13は、半球状で、筒状部12の長手方向Dx両端の開口を閉塞している。なお、タンク11は、円筒状に限られるものではなく、タンク11は球形、方形等であってもよい。
上述したような船舶1では、液化二酸化炭素Lが、第一積込配管21から第二積込配管22を通してタンク11内に積み込まれる。第二積込配管22の第二の内径D2は、第一積込配管21の第一の内径D1よりも小さい。そのため、第二積込配管22では、第一積込配管21よりも、圧力損失ΔPが大きくなる。
PL=PT-ρg(h2-h1)/1000+ΔP ・・・(1)
ただし、
PL:積込配管20Aの配管頂部における液化二酸化炭素Lの圧力(kPaG)
PT:タンク11の上部における液化二酸化炭素Lの圧力(kPaG)
ρ:液化二酸化炭素Lの液密度(kg/m3)
g:重力加速度(m/s2)
h2:タンク11の最下部から積込配管20Aの配管頂部までの高さ(m)
h1:タンク11の最下部から液化二酸化炭素Lの液面までの高さ(m)
次に、本開示に係る浮体、液化二酸化炭素の積込方法の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と第三積込配管23を備える構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
積込配管20Bは、陸上の液化二酸化炭素供給施設等、船外から供給される液化二酸化炭素Lをタンク11内に積み込む。積込配管20Bは、第一積込配管21と、第二積込配管22と、第三積込配管23と、を備えている。
図4に示すように、本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の積込方法S1は、第二積込配管22を通して液化二酸化炭素Lを積み込む工程S2と、第三積込配管23を通して液化二酸化炭素Lを積み込む工程S3と、を含んでいる。
上述した第二実施形態の船舶1、液化二酸化炭素Lの積込方法S1では、タンク11内の液化二酸化炭素Lの液位が低いときには、液化二酸化炭素Lを、第一積込配管21から第二積込配管22を通してタンク11内に積み込むようにしている。そして、第二積込配管22の第二の内径D2は、第一積込配管21の第一の内径D1よりも小さいため、第二積込配管22で生じる圧力損失ΔPにより、積込配管20Bの配管頂部における液化二酸化炭素Lの圧力が高められる。これにより、積込配管20B内で液化二酸化炭素Lが凝固してドライアイスが生成されることを抑えられる。その結果、タンク11内に液化二酸化炭素Lを収容する場合において、積込配管20B内のドライアイス生成を抑え、積込作業を円滑に行うことが可能となる。
また、タンク11内の液化二酸化炭素Lの液位が上がり、規定液位に達した後は、第三積込配管23を通して液化二酸化炭素Lをタンク11に積み込む。これにより、液化二酸化炭素Lの積込を短時間で行うことが可能となる。
次に、本開示に係る浮体、液化二酸化炭素の積込方法の第三実施形態について説明する。以下に説明する第三実施形態においては、上述した第一、第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図7に示すように、タンク設備10Cは、複数のタンク11と、積込配管20Cと、揚荷配管30と、移送配管40Cと、を少なくとも備えている。
積込配管20Cは、陸上の液化二酸化炭素供給施設等、船外から供給される液化二酸化炭素Lをタンク11内に積み込む。この第三実施形態の積込配管20Cは、複数のタンク11のそれぞれに一つずつ設けられている。
各タンク11(第一のタンク11P、第二のタンク11Q)において、タンク11内の液化二酸化炭素Lを揚荷する場合は、各タンク11内で、揚荷配管30に設けられたポンプ31を作動させる。すると、ポンプ31によって、タンク11内の液化二酸化炭素Lが吸い込まれ、揚荷配管30を通して船外に送出される。
上述したような船舶1では、液化二酸化炭素Lが、第一移送配管41から第二移送配管42を通して第一のタンク11Pから第二のタンク11Qに移送される。第二のタンク11Qに移送された液化二酸化炭素Lは、第二のタンク11Qの揚荷配管30を通して外部に送り出される。このようにして、第一のタンク11Pの揚荷配管30で揚荷作業が行えない場合であっても、第一のタンク11P内の液化二酸化炭素Lを、第二のタンク11Qを介して外部に揚荷することができる。
そして、第二移送配管42の第二の内径D12が、第一移送配管41の第一の内径D11よりも小さいため、第二移送配管42では、第一移送配管41よりも、圧力損失ΔPが大きくなり、移送配管40Cを流通する液化二酸化炭素Lの圧力を圧力損失ΔPの分だけ高めることができる。そのため、移送配管40Cの配管頂部における液化二酸化炭素Lの圧力が高められ、液化二酸化炭素Lの圧力が三重点圧力に近づくことを抑えることができる。これにより、移送配管40C内で液化二酸化炭素Lが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。その結果、移送配管40Cにより第一のタンク11Pから第二のタンク11Qに液化二酸化炭素Lを移送する場合においても、移送配管40C内のドライアイス生成を抑え、移送作業及び揚荷作業を円滑に行うことが可能となる。
次に、本開示に係る浮体、液化二酸化炭素の揚荷方法の第四の実施形態について説明する。以下に説明する第四の実施形態においては、第三実施形態に対し、第三移送配管43を備える構成のみが異なるので、第三実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
各タンク(第一のタンク11P、第二のタンク11Q)において、タンク11内の液化二酸化炭素Lを揚荷する場合は、各タンク11内で、揚荷配管30に設けられたポンプ31を作動させる。すると、ポンプ31によって、タンク11内の液化二酸化炭素Lが吸い込まれ、揚荷配管30を通して船外に送出される。
第一のタンク11Pのポンプ31が、故障等によって所要の機能を発揮できない状態となった場合、以下の液化二酸化炭素の揚荷方法S11を実行する。
図9に示すように、本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の揚荷方法S11は、第二移送配管42を通して液化二酸化炭素Lを移送する工程S12と、第三移送配管43を通して液化二酸化炭素Lを移送する工程S13と、液化二酸化炭素Lを外部に送り出す工程S14と、を含んでいる。
上記のようにタンク11内の液化二酸化炭素Lの液位が上がり、規定液位に達すると、第二のタンク11Q内の液化二酸化炭素Lと移送配管40Dの配管頂部との差圧が小さくなる。これにより、移送配管40Dの配管頂部で液化二酸化炭素Lが凝固しにくい状態となる。
このような状態で工程S13が実施される。この工程S13では、上記と同様に加圧用ガスGpを用い、第一移送配管41から第三移送配管43を通して、第一のタンク11P内の液化二酸化炭素Lを第二のタンク11Q内に移送する。このとき、第三移送配管43の第三の内径D3は、第二移送配管42の第二の内径D2よりも大きい。そのため、工程S12に比較し、第三移送配管43を通して第二のタンク11Q内に供給する液化二酸化炭素Lの流量を増大させることができる。
上述したような船舶1、液化二酸化炭素Lの揚荷方法S11では、タンク11内の液化二酸化炭素Lの液位が低いときには、第二移送配管42を通して液化二酸化炭素Lを第一のタンク11Pから第二のタンク11Qに移送することで、移送配管40D内で液化二酸化炭素Lが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。また、第二のタンク11Q内の液化二酸化炭素Lの液位が上がり、第二のタンク11Q内の液化二酸化炭素Lと移送配管40Dの配管頂部との差圧が小さくなり、配管頂部で液化二酸化炭素Lが凝固しにくい状態となった場合には、第三移送配管43を通して液化二酸化炭素Lを第一のタンク11Pから第二のタンク11Qに移送する。これにより、液化二酸化炭素Lの移送を短時間で行うことができる。その結果、移送配管40Dにより第一のタンク11Pから第二のタンク11Qに液化二酸化炭素Lを移送する場合においても、移送配管40D内のドライアイス生成を抑え、移送作業及び揚荷作業を円滑に行うことが可能となる。
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記各実施形態では、二つのタンク11を備える構成としたが、タンク11の個数や配置はこれに限られない。三つ以上のタンク11を備えていてもよい。また、上記各実施形態では、複数のタンク11を船首尾方向Daに並べて配置する場合を例示したが、タンク11は、船幅方向(言い換えれば、左右舷方向)に並べて配置してもよい。
各実施形態に記載の浮体1、液化二酸化炭素Lの積込方法、液化二酸化炭素Lの揚荷方法は、例えば以下のように把握される。
浮体1の例としては、船舶や洋上浮体設備が挙げられる。浮体本体2の例としては、船体や洋上浮体設備の浮体本体2が挙げられる。
第二移送配管42の第二の内径D12は、第一移送配管41の第一の内径D11よりも小さい。そのため、第二移送配管42では、第一移送配管41よりも、圧力損失ΔPが大きくなる。これにより、移送配管40C、40Dを流通する液化二酸化炭素Lの圧力が圧力損失ΔPの分だけ高められる。移送配管40C、40Dの配管頂部における液化二酸化炭素Lの圧力が高められることで、液化二酸化炭素Lの圧力が三重点圧力に近づくことが抑えられる。これにより、移送配管40C、40D内で液化二酸化炭素Lが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。その結果、タンク11内に液化二酸化炭素Lを収容する場合において、移送配管40C、40D内のドライアイス生成を抑え、移送作業及び揚荷作業を円滑に行うことが可能となる。
2…船体(浮体本体)
2a…船首
2b…船尾
3A、3B…舷側
5…上甲板
7…上部構造
8…貨物搭載区画
10A~10D…タンク設備
11…タンク
11P…第一のタンク
11Q…第二のタンク
12…筒状部
13…端部球状部
20A~20C…積込配管
21…第一積込配管
22…第二積込配管
22a…一端
22b…他端
23…第三積込配管
23a…基端
23b…先端
24、25…開閉弁
30…揚荷配管
31…ポンプ
40C,40D…移送配管
41…第一移送配管
41a…第一端
41b…中間部
42…第二移送配管
42a…一端
42b…他端
43…第三移送配管
43a…基端
43b…先端
45~47…開閉弁
Gp…加圧用ガス
L…液化二酸化炭素
Claims (8)
- 浮体本体と、
前記浮体本体に配置され、液化二酸化炭素を貯留可能なタンクと、
外部から供給される液化二酸化炭素を前記タンク内に放出する積込配管と、を備え、
前記積込配管は、
前記タンクの外部に配置されて前記タンクの上方で水平方向に延び、第一の内径を有した第一積込配管と、
一端が前記第一積込配管に接続されて前記タンクの外部から内部に延びるとともに、前記タンク内で上下方向に延び、上下方向における下側端である他端が前記タンク内で開口し、前記第一の内径よりも小さい第二の内径を有した第二積込配管と、
を備える浮体。 - 前記積込配管は、
基端が前記第一積込配管に接続され、先端が前記タンク内で開口し、前記第二の内径よりも大きい第三の内径を有した第三積込配管、を更に備える
請求項1に記載の浮体。 - 浮体本体と、
前記浮体本体に配置され、液化二酸化炭素を貯留可能な複数のタンクと、
複数の前記タンクのそれぞれに設けられて、前記タンク内の液化二酸化炭素を前記浮体本体の外部に送り出す揚荷配管と、
前記複数のタンクをなす第一のタンクと第二のタンクとの間に跨がるように配置され、前記第一のタンク内と前記第二のタンク内とを連通させる移送配管と、を備え、
前記移送配管は、
前記第一のタンク側に配置され、第一の内径を有した第一移送配管と、
一端が前記第一移送配管に接続されるとともに、他端が前記第二のタンク内で開口し、前記第一の内径よりも小さい第二の内径を有した第二移送配管と、
を備え、
前記第一移送配管は、前記第一のタンクと前記第二のタンクとの双方の外部に配置されて、前記第一のタンク及び前記第二のタンクの上方で水平方向に延びる中間部を備え、
前記第二移送配管は、前記第二のタンクの外部から内部に延びるとともに、前記第二のタンク内で上下方向に延びて、前記第二移送配管の下側端が前記他端として前記第二のタンク内で開口している
浮体。 - 前記移送配管は、
基端が前記第一移送配管に接続され、先端が前記第二のタンク内で開口し、前記第二の内径よりも大きい第三の内径を有した第三移送配管、を更に備える
請求項3に記載の浮体。 - 請求項2に記載の浮体における、液化二酸化炭素の積込方法であって、
前記第一積込配管から前記第二積込配管を通して前記タンク内に液化二酸化炭素を積み込む工程と、
前記タンク内の液化二酸化炭素の液位が定められた液位に到達したら、前記第一積込配管から前記第三積込配管を通して前記タンク内に液化二酸化炭素を積み込む工程と、を含む
液化二酸化炭素の積込方法。 - 請求項4に記載の浮体における、液化二酸化炭素の揚荷方法であって、
前記第一のタンク内を加圧することで、前記第一のタンク内の液化二酸化炭素を、前記第一移送配管から前記第二移送配管を通して前記第二のタンク内に移送する工程と、
前記第二のタンク内の液化二酸化炭素の液位が定められた液位に到達したら、前記第一のタンク内の液化二酸化炭素を、前記第一移送配管から前記第三移送配管を通して前記第二のタンク内に移送する工程と、
前記第二のタンク内の前記液化二酸化炭素を、前記揚荷配管により前記第二のタンクの外部に送り出す工程と、を含む
液化二酸化炭素の揚荷方法。 - 浮体本体と、
前記浮体本体に配置され、液化二酸化炭素を貯留可能なタンクと、
外部から供給される液化二酸化炭素を前記タンク内に放出する積込配管と、を備え、
前記積込配管は、
前記タンクの外部に配置され、第一の内径を有した第一積込配管と、
一端が前記第一積込配管に接続されるとともに、他端が前記タンク内で開口し、前記第一の内径よりも小さい第二の内径を有した第二積込配管と、
を備え、
前記積込配管は、
基端が前記第一積込配管に接続され、先端が前記タンク内で開口し、前記第二の内径よりも大きい第三の内径を有した第三積込配管、を更に備える
浮体。 - 浮体本体と、
前記浮体本体に配置され、液化二酸化炭素を貯留可能な複数のタンクと、
複数の前記タンクのそれぞれに設けられて、前記タンク内の液化二酸化炭素を前記浮体本体の外部に送り出す揚荷配管と、
前記複数のタンクをなす第一のタンクと第二のタンクとの間に跨がるように配置され、前記第一のタンク内と前記第二のタンク内とを連通させる移送配管と、を備え、
前記移送配管は、
前記第一のタンク側に配置され、第一の内径を有した第一移送配管と、
一端が前記第一移送配管に接続されるとともに、他端が前記第二のタンク内で開口し、前記第一の内径よりも小さい第二の内径を有した第二移送配管と、
を備え、
前記移送配管は、
基端が前記第一移送配管に接続され、先端が前記第二のタンク内で開口し、前記第二の内径よりも大きい第三の内径を有した第三移送配管、を更に備える
浮体。
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