JPH06504507A

JPH06504507A - 石油の輸送

Info

Publication number: JPH06504507A
Application number: JP4503311A
Authority: JP
Inventors: ワセニウス，ライダル
Original assignee: デン・ノシュケ・スタッツ・オリェセルスカプ・アクティーゼルスカブ
Priority date: 1991-01-17
Filing date: 1992-01-17
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: BR9205561A; DK0571409T3; ES2081095T3; NO932589D0; EP0571409A1; KR930703179A; AU1188092A; NO179784B; RU2103197C1; DE69205823T2; GR3017976T3; FI104809B; EP0571409B1; AU658393B2; ATE129678T1; JP2769646B2; NO179784C; DE69205823D1; NO932589L; US5398629A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】石油の輸送発明の分野本発明は、以下において単に石油と呼ぶ原油や石油製品の輸送のためにタンカーに荷積み及びタンカーから荷降ろしする方法、タンカーによる石油の輸送方法、前記方法を利用するためのタンカーに設けられている管及び弁の配置に関する。

従来の技術タンカーによる石油の輸送は、主に４つの操作から成る。すなわち貨物タンクへの石油の荷積み、供給地から目的地への石油の輸送、目的地でのタンカーの貨物タンクからの石油の荷降ろし、そして、バラスト航海、すなわちタンカーが目的地から供給地へ石油を輸送せずに行う航海である。

現在の石油の荷積み及び荷降ろし方法では、石油の損失が発生し、石油の一部がガスに変化して、大気中に押出されることにより環境を汚染する。タンカーの貨物タンクへ石油を積み込みが開始されると、高圧下の石油が低圧のタンクに供給される。これれらのタンクは、荷積みの前に通常は、低圧、低濃度の炭化水素（以下においてＨＣと呼ぶ）のガスが入っている。従って、石油はガスを発生し、これにより石油のその時の温度での圧力とＨＣとの組合せによる飽和状態に達する。

貨物タンクから石油を荷降ろしする際には、タンクからポンプにより、タンク底面の管を介して、石油が取出される。これにより石油が攪拌され、アレージ空間が増加し、石油の上の圧力が減少する。従って石油は、ＨＣガスを放出する。放出は、飽和圧力に達するまで行われる。圧力がある特定の値より低下すると、タンクの上部の弁が開放し、不活性ガス又は空気が供給される。この供給の後には、石油の上に低圧ガス混合気が存在する。圧力低下と、石油のガス放出と、不活性ガス又は空気の導入とのこの相互作用は、石油荷降ろしが行われている間はずっと続く。荷降ろしが完了すると、比較的大量のＨＣガスがタンク中の雰囲気に放出されている。実際のその量は、石油の蒸発特性と、その時の温度における石油ガスの飽和圧力とに依存する。

輸送航海の中の石油のガス放出も、問題となりうる。

輸送中に石油は膨張することがあるので、貨物タンクい。輸送中にはタンカーの運動が石油に伝わる。石油表面の連続的運動と、ガスが充満しているアレージスペース内の圧力変動とが共働することにより、石油はばガス圧は、通常はタンクの上部に取付けられている圧力／真空弁の設定圧力より高いからである。

タンカーが座礁して大量の石油が放出される可能性があることも、輸送航海中の１つの問題である。満載タンカーでは、座礁の前には、タンク底面の内部圧力は、外部圧力より高い。従って静圧の差が存在する。

座礁によりタンカー底面に亀裂が発生すると、石油はタンカーから漏出する。この漏出は、タンカー底面の内部圧力が外部圧力に等しくなり、最終的に静圧の平衡状態に達するまで続く。この平衡状態は、石油の表面が、座礁前のタンカー底面における静圧差の値と、石油が貨物タンクから漏出するとタンカーの喫水が減少することにより発生する外部圧力の減少分との和に相当するレベルまで減少すると到達する。ガスが充満しているアレージスペースが大気につながっている場合、タンカー底面で静圧平衡状態に達すると、貨物油表面の上に近似的な平衡状態が存在し、石油の最大の吐出量が得られる。しかし石油の吐出量は、石油表面とタンク天井との間に負圧を実現するようにタンク内の石油レベルの低下を利用すると、減少する。このようにして実現される負圧は、タン、りの強度と石油の蒸発特性により制限される。貨物油表面の上の不活性ガスとＨＣガスとの混合気の膨張量は、圧力と体積との積は一定であるという理想ガスの状態式から得られる。

これは、前記のガス混合気において近似的に有効であると仮定されている。

アレージスペース内の体積をＶとし、圧力をｐと１−る。体積変化ΔＶは次式により得られる。

Δ■・ｖ、−ｖ。”　（ｐｏ／ｐ＋）＊Ｖ。−■。・（ｐｏ／ｐ、−１）＊Ｖ。

前記負圧法を利用すると仮定すると、タンカーカ１ら押出される石油の体積ΔＶは、吐出前にタンクの上（こ存在するガス体積Ｖ０か増加すると増加すること力く分力）る。貨物タンク容積が５００００ｍ３であり、充填変力（９８％とすると、体積Ｖ０は相当に太き（１゜発明の概要本発明の課題は、タンカーにおける石油の荷積み、荷降ろし、輸送に関連して前記の問題を解決することにある。

本発明では、石油を荷積み及び荷降ろしする公知の方法に関する前記の欠点は、実質的に飽和状態（こあるＨＣに石油を接触させておきながら、石油の荷積み又は荷降ろしを行うことにより避けること力（できる。これは、荷積み又は荷降ろしの間に放出されるＨＣガスを貯蔵しておき、次いでこのＨＣガスを、さら【こ荷積み又は荷降ろしする際に、本発明に従って使用することにより実現できる。

これは、本発明による管及び弁の配置により実施される。

本発明の１つの実施例では、タンクは完全に充填され、これにより石油が満載されて、タンク上部のハツチ及び上昇管（立ち上がり管）の中に到達する。これにより、座礁する前の貨物油の上のガス体積がほぼ零となり、従って静圧平衡状態を実現するために必要な貨物油の上の負圧が最小限の量の貨物油の漏出により得られる。

本発明のその他の特徴は添付の請求の範囲から明かである。

図面の簡単な説明第１ａ図及び第１ｂ図は、それぞれタンカーの縦断面図及び横断面図、第２図は、本発明のタンカーの管及び弁の配置の概略図、第３図は、タンク洗浄後のタンカーの一部の中の内容物の概略図、第４ａ図及び第４ｂ図は、本発明の１つの実施例における石油荷降ろしの２つの異なる段階におけるタンカーの一部の中の内容物の概略図、第５ａ図及び第５ｂ図は、本発明の１つの実施例における石油荷降ろしの２つの異なる段階におけるタンカーの一部の中の内容物の概略図、第６図ａ及び第６図すは、本発明の１つの実施例における石油荷降ろしの２つの異なる段階におけるタンカーの一部の内容物の概略図、第７ａ図及び第７ｂ図及び第７ｃ図は、本発明の１つの実施例における石油荷降ろしの２つの異なる段階におけるタンカーの一部の中の内容物の概略図、第８図は、第１ｂ図の１−１切断線に沿って切断して示す本発明の管及び弁を有するタンカーの縦断面図、第９ａ図及び第９ｂ図は、管及び弁の配置の１つの代替的な実施例の一部の縦断面図である。

実施例第１ｂ図は、貨物タンク２、バラストタンク３、スロップ／貨物タンク（Ｓ／Ｃタンク）４を有するタンカー１の横断面である。バラストタンク３は、バラスト航海の間にバラストを積込まれ、輸送航海の間は、空である。Ｓ／Ｃタンク４は、輸送航海の間は貨物を運び、石油荷降ろし後に水によるタンクの洗浄が行われる場合には、バラスト航海の間、Ｓ／Ｃタンク４は、石油と水の混合物を含んでいる。長さ５は、貨物区間の全長を示す。

第２図は、タンカー１の甲板２５の」二部に設けられている本発明の管及び弁の配置の一部の区間を示す。

管及び弁の配置はヘッダ６を有する。ヘッダ６は、弁１５を有する管１６を介しての不活性ガスのための従来の標準管装置８に接続されている。弁１５のプリセットに応じて、ガスはヘッダ６と不活性ガスのための管装置８との間を制限されずに流れる。ヘッダ６は貨物タンク２ａ、２ｂ及びスロップタンク４に、弁１４を有する管７を介して連通ずる。弁１４が開放位置にある場合には、ヘッダ６と管７は、貨物タンク２　ａ。

２ｂとスロップタンク４との間の開放接続を形成することが理解できよう。

貨物タンク２ａ、２ｂ及びスロップタンク４のそれぞれは、自身のタンクハツチ１０を有する。それらのタンクハツチ１０は、ヘッダ６及び不活性ガスのための管装置８に、それぞれ対応する圧力／真空弁１２Ｐ。

１２Ｖ及び弁１３を有する上昇管１１を介して連通ずる。弁１２Ｐ、１２Ｖは、開放又は閉成位置に強制的に制御されるか、又は、それらがガスをタンク２　ａ。

２ｂ、４の中に弁１２Ｖを介しである特定の負圧において流入させ、タンク２ａ、２ｂ、４から弁１２Ｐを介しである特定の正圧において流出させるように調整されている。前記の強制制御は、手動でも自動でもよい。

前記負圧及び正圧の強さは、甲板２５がどれだけの負荷に耐えられるように設計されているかにより制限されている。弁１３は、強制制御されて開放又は閉成されるか、又はプリセットによりタンク２ａ、２ｂ。

４の中の圧力と、タンクの中のＨＣガスの濃度を監視するセンサとの共働により制御されて、開放又は閉成される。圧力とセンサとの共働により制御される場合、弁は、タンクの中の圧力がプリセット値を越えると開放する。有利にはプリセット値は、弁１２Ｐの開放圧力と同一の値である。ただしＨＣガスの濃度は、ある特定のレベルより低いことを前提とする。ＨＣガスの濃度がこのレベルを越えると、弁１３は閉成する。弁１４、　１５．　１７．　１９は、強制制御されて、開放位置又は閉成位置をとる。必要な場合には、ＨＣガスは、タンク２ａ、　２ｂ、　４から弁及び管２１を介して図示されていない回収装置へ搬送される。

弁１９及び２０は、強制制御されて開放位置又は閉成位置をとり、これにより弁１９及び２０は、管及び弁の配置からバラストタンク２への流れ及び管及び弁の配置から大気への流れをそれぞれ制御する。Ｓ／Ｃタンク４の中に到達して延在する管装置９への接続を形成する付加的な弁２３は、タンクの上部に取付けられている。、管装置９は、Ｓ／Ｃタンク４から貨物タンク２ａ、２ｂへの石油の搬送のためのＳ／Ｃタンク４の中のポンプ２２に接続されている。

第３図〜第７図は、石油荷降ろし及び荷積みの異なる段階における第２図の管及び弁の配置及びタンク２ａ、２ｂ、７の中の内容物を示す。簡単のためにこれらの図には参照番号が記入されていない。従って以降のこれらの図を用いての説明を理解するには、第２図の参照番号を参照する必要がある。

゛　第８図は第１図のＩ−Ｉ切断線に沿って切断して示すタンカーの縦断面図である。簡単のために管及び弁の配置の一部のみを示す。同様の理由から圧力／真空弁１２　Ｐ、１２　Ｖ　ハ、ただ１つの弁１２　Ｐ／Ｖとして示されている。

図示の貨物タンク２は、それらの上部に自身のハツチ１０を有する。第８図はまた、本発明の管及び弁の配置の１つの実施例をも示す。この実施例では、ヘッダは、接続管を介して横方向で接続されている３本の平行な管を有する。上昇管１１は、ヘッダ６の中に到達して、延在する。上昇管１１とヘッダ６との間の連通は、弁１２Ｐ、１２Ｖにより制御される。タンカーの喫水２８、公知の方法による充填レベル２９、タンク高さ３０、本発明の充填レベル、中央・貨物タンク２の幅３２が、本発明の１つの実施例により達成される放出量の減少に関連する利点を示す後記の計算の中で、考慮される。

第９ａ図及び第９ｂ図は、管及び弁の配置の１つの代替的な実施例の一部を示す。この場合、貨物タンク２は、公知のタイプの中間甲板を有し、これにより貨物タンク２は、分割されて２つのタンクを形成する。

従って貨物タンク２のそれぞれは２つの上昇管１１を有し、上昇管１１は、対応する圧力／真空弁１２Ｐ。

１２Ｖを有し、一方の上昇管１１は、ハツチ１０から出発し、ヘッダ６の中に到達して延在し、他方の上昇管１１は、タンク２の下部から出発しヘッダ６の中に到達して延在する。タンク２の下部と上部との間の連通は、弁３３により制御される。簡単のために、第２図の実施例と異なる部分のみが第９ａ図及び第９ｂ図には示されている。同様の理由から圧力／真空弁１２Ｐ、１２Ｖがただ１つの弁１２　Ｐ／Ｖとして示されている。

本明細書中、以下において、ａ、ｂ、ｃがいくつかの参照番号に添付されている。これらの文字はそれぞれタンク２ａ、２ｂ、４を示す。

貨物タンクが原油を輸送する場合の石油荷降ろし方法は、通常は、清浄剤として輸送された石油を用いることによりタンク洗浄を初めに行う段階を含む。原油洗浄とも呼ばれるこの種のタンク洗浄は、例えば石油荷降ろしのための２つの貨物タンクから成る一部のタンクに対して行われる。このタンク洗浄は、次のようにして行われる。

まず初めに、石油により洗浄するこれらのＳ／Ｃタンク４及び貨物タンク２ａの石油荷降ろしを開始する。

貨物タンクの中の貨物油の一部を排出し、これにより、これらのタンクの上部からタンク洗浄を開始する。Ｓ／Ｃタンク４には、図示されていない石油加熱手段がある。加熱石油は、Ｓ／Ｃタンク４から、貨物タンク２の中の図示されていないフラッシング装置を介して排出される。石油を加熱することにより洗浄効果が強まる。タンク洗浄の間に貨物タンク２の中の雰囲気は、ＨＣガスにより飽和する。これと同時に、Ｓ／Ｃタンク４の中の石油の温度が十分に高温に維持される。従ってこれらのタンクの中のガスは、外部大気に比して正圧を有する。タンク２ａ、　４の中の貨物油表面の上の体積が増加すると同時に、このプロセス全体にゎたりＨＣガスが、石油によりタンクを洗浄することにより発生する。タンク洗浄が完了し、貨物タンク２ａが洗浄され、Ｓ／Ｃタンク４はもはや石油がまったく空になると、これらのタンクとヘッダ６とは、僅がな不活性ガスが混合している飽和ＨＣガスにより満たされる。これは第３図に示されている。

タンクを洗浄した後のタンクの状態が第３図に示されている。本発明では、第２群のタンク２ｂの石油荷降ろしが行われると同時に、飽和ＨＣガスがこれらのタンクの中の貨物油の上に搬送される。弁１４ａは開放されている。従って、弁１２ｂＰを開放すると、貨物タンク２ａと貨物タンク２ｂとの間に開放接続がヘッダ６を介して実現される。弁１３ａを開放し、タンク２ｂから石油を取出すと、管装置８と開放弁１３ａとハツチ１０ａとを介してタンカーの（図示されていない）不活性ガス装置から貨物タンク２ａへ供給される不活性ガスが、飽和ＨＣガスを、管７ａ及びヘッダ６を経て、貨物タンク２ｂの中の増大するアレージスペースへど、押す。第４ａ図及び第４ｂ図は、タンク２ｂからの石油荷降ろしを開始したばかりの状態及び完了したばかりの状態を示す。次いで残余のタンク群の石油荷降ろしが、貨物タンク２ｂからの石油荷降ろしの際に使用された方法により順次に行われる。すべてのタンクの石油荷降ろしが終了すると、この処理過程の最後に石油荷降ろしが行われたタンク群２と、Ｓ／Ｃタンク４が、不活性ガスが僅かに混合している飽和ＨＣガスにより充満され、貨物タンク２のその他の群のタンクは、ＨＣガスが僅かに混合している不活性ガスにより充満される。

タンクの洗浄後のタンク状態か第３図に示されている。本発明の別の１つの有利な実施例を説明する。貨物タンクが、タンク高さの１００％より僅かに小さいレベルまで、有利には９８％まで、荷積みされていると仮定する。これは第３図に示唆されている。この場合、その他の貨物タンクの石油荷降ろしを行う前には、貨物油のすぐ上に純粋飽和ＨＣガスがら成る層が存在し、この層の上にはＨＣガスと不活性ガスとの不燃性混合気が存在する。貨物タンク２ｂの石油荷降ろしと同時に、不活性ガスがタンカーの不活性ガス装置（図示されていない）から貨物油表面の上の空間の中に制御されながら供給される。この供給は、不活性ガスのための管装置８と、開放位置になるように強制制御されている弁１３ｂと、ハツチ１０ｂとを介して行われる。この供給不活性ガスより、石油がタンク２ｂがら導出されると純粋ＨＣガスから成る層が貨物油表面の直接」二に位置する。従って、貨物油の荷降ろしが行われている間にわたり、貨物油はＨＣガスを発生しないか又はわずかじか発生しない。何故ならば石油表面は、全操作の間にわたりＨＣガスに接触しているからである。その他の群の貨物タンクの石油荷降ろしは、タンク２ｂの場合と同様に行われ、荷降ろしが完了すると、初めに洗浄されていない貨物タンクの底面には飽和ＨＣガスから成る層が存在し、これらのタンク２ｂの中の容積の残りは、主に不活性ガスから成る。第４ａ図及び第４ｂ図は、第２ｂ図の石油荷降ろし開始直後の状態及び完了直後の状態をそれぞれ示す。本発明の石油荷積み方法に関する後記の説明から分かるように、タンク２を弁１２Ｐ、１２Ｖまで荷積みする、すなわちタンク２を約１００％の充填度で荷積みするこをか適切であるかもしれない。しかし荷降ろし方法と同一の方法をこの荷積みの場合に使用することも可能である。ただ１つの相違点は、弁が初めは閉成状態に保持され、この閉成状態は、貨物油の一部が取出されるまですなわち石油がこれらの弁より低いレベルに減少するまで維持されることである。この場合、石油のガス放出は、弁１２ａＶが開放される前に管１１ｂとハツチ１０ｂの中で行われる。また、飽和ＨＣガスから成る層が貨物油の上に形成される。この後に弁１３ｂか開放され、残りの石油荷降ろしが、前述のように行われる。

第４ｂ図又は第５ｂ図に示されている、Ｓ／Ｃタンク４及び貨物タンク２の前述の石油荷降ろし方法のうちの１つの実施が完了した後のタンクの状態に関連して、タンカー１に石油を荷積みする方法を次に詳しく説明する。石油荷積みは、上記の荷降ろし操作の終わりに石油荷降ろしが行われたタンクの中に、まず石油を荷積みすることから開始される。次に第４ｂ図を参照する。この場合、タンク２ｂは上記石油荷降ろし過程の最後に石油荷降ろしが行われたと仮定する。この場合、石油の荷積みは、タンク２ｂの底面で並列して開始される。第６ａ図に示されているように流入する石油は、飽和ＨＣガスに出会い、石油のガス放出が阻止／制限される。タンク２ｂの中で、石油は、ＨＣガスを上方へ押し、さらに石油は、流入貨物油の上の圧ノＪが弁１２ｂＰのその時の開放圧力を越えている場合には、ヘッダ６の中へハツチ１０ｂ及び弁１２ｂＰを介して、ＨＣガスを押す。

第６ａ図から分かるように飽和ＨＣガスは、タンク２ａの中にヘッダ６から開放弁１４ａ及び管７ａを介して流入し、さらにタンク２ａの底へ流入し、ＨＣガスは、タンク２ａから、ヘッダ１０ａと、この時点で開放位置に保持されている弁Ｌ２ａとを介して、不活性ガスを押出し、そこからさらに不活性ガスのための管装置８の中に不活性ガスを押込む。第６ｂ図は、タンク群２ｂの石油荷積みの完了後の状態を示す。タンク２ａは、不活性ガスが僅かに混合している飽和ＨＣガスにより充満される。これらのタンクは、次に石油が荷積みされるタンク群を形成する。この場合に貨物タンク２ｂは、タンクの全荷積み容量の１００％より幾分小さい充填度まで、有利には９８％まで、荷積みされる。これにより、輸送航海中の石油体積の膨張が保証される。これらのタンク及びその他のタンクの石油荷積みは、タンク２ｂにおける方法と同一の方法で行われる。

最後のタンク群２の石油荷積みの完了と同時に、飽和ＨＣガスは、所望ならばこれらのタンクから管装置２１を介してＨＣガス回収装置（図示されていない）に案内される。このＨＣガス回収装置は、タンカー１自身の上に取付けられているか、又は沿岸に取付けられている。ＨＣ回収装置が沿岸に取付けられている場合には、飽和ＨＣガスは、回収のために処理される前に一時的に貯蔵される。タンカー１自身の上に取付けられている場合には、ＨＣガスは、タンクから押出されるにつれて、連続的に処理されなければならない。

経済的な見地からは石油の荷積みはできるだけ迅速に行われならい。しかしこれは、ＨＣガス回収回収装置の能力に過度の負担をかける。

タンカー１の代替的な石油荷積み方法を次に詳しく説明する。この方法の目的は、石油荷降ろし後にタンクの中に存在するＨ　Ｃガスの処理のために利用可能な時間を、大幅に増加することにある。何故ならば、この処理がタンカーに取付けられている回収装置で行われるのと同時に、主に石油荷降ろしの全時間が、前述の石油荷積み方法における荷降ろし期間と同一の短さに保持されるからである。

最初に説明した石油荷降ろし方法による石油荷降ろし完了後のタンクの状態が、第４ｂ図に示されている。

石油の荷積みは、石油をＳ／Ｃタンク４の中に荷積みすることにより開始される。Ｓ／Ｃタンク４の中のＨＣガスの圧力は、上昇する。弁１２ｃＰは開放され、これによりＨＣガスは、ヘッダ６の中に流入する。弁１８及び１４ａは、開放位置保持され、これによりヘッダ６の中のＨＣガスは、貨物タンク２ａの中に弁７ａを介して案内される。ＨＣガスは、貨物タンクの中に底面から流入する。ＨＣガスは、不活性ガスより大幅に重いので、ＨＣガスは層の形で貨物タンク２ａの底面に安定して位置する。第７ａ図を参照。石油荷積みにおける次の段階は、貨物タンク２ａに石油を荷積みすることである。石油は通常のようにタンク２ａの中にそれらの底面から案内され、飽和ＨＣガス雰囲気に出会う。第７ｂ図参照。

タンク２ａの中の貨物油が上昇すると、貨物油の上のガスは圧縮される。石油荷積みが開始される時点では、ハツチ１０ａにおけるＨＣガスの濃度は、非常に低い。不活性ガス弁１３ａは、有利には＋２．５ｍｗｃといった、ある設定圧力値で開放され、不活性ガスは、不活性ガスのための管装置８の中に案内される。第７Ｃ図に示されているように、ＨＣガス層がハツチに接近すると、ＨＣガスの濃度は上昇し、濃度かある特定の値を越えると弁１３ａが閉成され、その時までは強制的に閉成されていた弁１２ａＰが開放される。これによりＨＣガスは、ヘッダ６の中に案内され、さらに次に石油を荷積みするタンク（図示されていない）の中に弁１４及び管７（第７Ｃ図参照）を介して案内される。このようにしてＨＣガスは、タンク２ａの場合と同様にこれらのタンクの底面に安定して位置する。次いで、その他のタンクは、タンクの洗浄後に飽和ＨＣガスを充填されたタンク２ｂを除いて、タンク２ａに石油を荷積みする際に使用された方法と同様の方法により石油を荷積みされる。

石油荷積みの前には飽和ＨＣガスが充満されていないこれらの貨物タンク２への石油の荷積みが行われている全期間にわたり、石油は、石油荷積みの前に飽和ＨＣガスが充満している貨物タンク２ｂ及びＳ／Ｃタンク４の中に緩慢に荷積みされる。このようにして飽和ＨＣガスは、タンク２ｂ及び４から緩慢に追出され、さらに、回収装置が設けられている場合には回収装置（図示されていない）の中に管及び弁２１を介して案内される。これらの貨物タンク２ｂのうちの２つの貨物タンクの荷積み容量は、従来のタンカー１の場合には、タンカーの全荷積み容量の約１０％である。石油荷降ろしの全期間は、Ｔにより示されている。従って、最初に説明した石油荷降ろし方法において、回収装置は、ＨＣガスをＴ／１０の期間の間に処理しなければならず、この処理期間は、後に説明した方法では増加してＴになる。

後に説明したタンカー１に石油を荷積みする方法の説明において、タンクの状態は、最初に説明した石油荷降ろし方法による石油荷降ろしの後の状態と同一であると仮定した（第４ｂ図参照）。従って最初に説明した石油荷降ろし方法は、後に説明した石油荷降ろし方法が使用される場合に、同様に使用可能であり、有利である。第５ｂ図参照。この場合、前もってＨＣガスが充満しているタンク２への石油の荷積みは、前述の方法により直接に開始できる。何故ならば、これらのタンクの底面には、ＨＣガスの層がすでに存在するからである。第５ｂ図参照。

本発明の石油荷積み方法の１つの代替的な実施例では、貨物タンクは約１００％荷積みされている。すなわち石油は、上昇管１１の中の最上レベルまで荷積みされている。第８図参照。Ｓ／Ｃタンク４は、必要な場合には、拡張タンクとして使用可能である。つまり、Ｓ／Ｃタンク４は、ヘッダ６と共働して、貨物タンクの中の石油の膨張が輸送航海中に発生することかある場合には、排出装置として機能し、収縮が輸送航海中に発生することがある場合には、石油溜めとして機能する。１つ又はいくつかの貨物タンクの容積が、例えば石油の加熱により航海の途中に膨張すると、石油は、貨物タンクタンク２から弁１２Ｐを介して流出し、さらにヘッダ６と弁１４ｃと管７Ｃとを介してＳ／Ｃタンク４へ案内される。貨物タンク２の中の石油の体積が、例えば石油の冷却により航海の途中で収縮すると、石油がＳ／Ｃタンク４からポンプ２２を介して管装置９及び弁２３を介して貨物タンク２へ供給される。このことから、Ｓ／Ｃタンク４の充填度が、貨物油及び輸送航路に依存して、例えば５０％の部分的充填から、１００％まで変動しうろことが分かる。

貨物タンク２を１００％充填することの主な目的は、輸送航海の間に発生する可能性がある座礁により発生するタンカー底面の中の損傷により通常生じる石油の大量の漏出を、排除するか又は大幅に制限することにある。次にこれを、１つの例をとって詳細に説明する。

この例では座礁により底面２４に亀裂が発生し、亀裂はタンカー１の中央区間全体に沿って延在すると仮定されている。石油及びタンカーの特性に関して次のことが仮定される。

貨油密度（３０℃）　ｕ　１＝　０．９００ｔｏｎｓ／ｍ３海水密度　μｖ　＝　１．０２５ｔｏｎｓ／ｍ３実際の蒸気圧（３０’Ｃ）　ｐｔｖ　＝　４．８ｍｗｃ上昇管１１の直径　ｄ、＝０．２ｍ上昇管１１の甲板の上の高さ　１１．＝１．５ｍ貨物タンク２の高さ３０　ｈＬ＝　１７．８ｍ中央貨物タンク２の幅３０　ｂ　＝１６．４ｍ貨物区間の長さ５　１　＝１４３ｍ喫水２８　ｈｏ　＝　１２．９ｍ大気圧　ｐａｔｍ”　１０．３ｍｗｃ弁１２Ｖの開放圧力　ｐＩ２Ｖ＝　１）ａｔｍ　−４，５０ｍｗｃ貨物タンクは公知の方法により例えば０．９８の充填度で荷積みされる。貨物タンク２の中の石油レベル２９の値り。９８は、次のようになる。

ｈｏ、８＝　０．９８　＊　ｈＬ　＝　１７．４４　（Ｌ、１）従って、座礁前の静圧差は、石油が第１の例と同一と仮定すると、次式により与えられる。

ｐｄｌｆｆ＝（ｐａｔ、、、＋ｐｎ十μ＋＊ｈｏ、ｑａ）　−（＋）−ｔ、、＋ μＶ＊ｈＤ）　（Ｌ、２）ｐ、、、、　＝　２．９７ｍｗｃ　（Ｌ、３）式中、ｐｎ　＋　０．　５　ｍ　ｗ　ｃは、空気が不活性ガスの中の流入し混合しないことを保証するために必要な貨物油表面の上の不活性ガスの中の所要正圧である。

従来の石油輸送方法では、ハツチ上部の圧力／真空弁は、大気圧に比して０．７ｍｗｃの負圧で開放されるように調整されている。従って、タンカーの底面２４における静圧平衡状態を実現するためには、次の条件を満足しなければならない。

ｐｌ＋＋＋＋ｌｄｅ　”　ＰｏｕｔＲｌｄｓ　（Ｌ、４）−０，７０ＩＷＣ＋　ｈＬｎ＊０．９　＝　１２．９＊１．０２５　（Ｌ、５）ｈＬｎ　＝　１５．４７　（Ｌ、６）荷積みレベルの低下ｈｒは、次のようになる。

ｂｒ＝　ｈｏ９８−　ｈＬ、　＝　１７．４４−１５．４７　＝　１．９７ｍ、（Ｌ、７）放出された石油の全量Ｍ。ｕｔは、次のようになる。

Ｍｃｌｕｔ　＝ｂ　＊　ｌ　＊　ｈｒ　＊　Ｉｔ　、＝４１５８　ｔｏｎｓ　（Ｌ、８）放出石油の実際の量は、前記の計算結果より大幅に大きい。何故ならばこれらの計算は、石油が海中に漏出する際に発生するタンカーの喫水の減少を考慮していないからである。この喫水の減少を考慮して計算すると放出量は、約７３００１−ンとなる。

石油の放出量は、最初に述べた負圧法により大幅に減少できる。この方法では弁１２Ｖは、大幅に大きい負圧で開放されるように調整されている。しかしこの設定圧力値は、設計の上でタンカーが耐えられるとされる最大圧力負荷により制限されている。典型的には、この値は、２．５　ｍｗ　ｃである。この場合にもかなりの石油が放出されることが計算により分かった。喫水の減少を考慮して、放出量は約４１１トンとなる。

貨物タンクは、弁１２Ｐ、１２Ｖまで石油を荷積みされていると仮定する。従ってアレージ空間の容積はほぼ零である。さらに、アレージ空間の中のガスが理想ガスとほぼ同様の特性を有すると仮定する。すなわち圧力変化の際に、次の関係が成り立つ。

ｐｏＶｏ　”　ｐ＋Ｖ＋　（Ｌ、９）式中、ｐ及びＶは、それぞれアレージ空間の中の圧力及びアレージ空間の容積である。添付数字０及び１はそれぞれ圧力変化の前及び後の状態を指す。

座礁か発生する前に、貨物油の」二の圧力は大気圧にほぼ等しい。タンカー２の底面２４の静圧差ｐ□ｆｆは、次のようになる。

ｐｄｘｔ　＝　ｐ＋ｎｇ＋ｄｅ　−Ｐｏｕｔｓ＋ａｓ　（Ｌ、１０）ｐｄｌｆｆ　＝　（ｐａｔｍ十μ　＋＊（ｈＬ＋ｈｊ）　−（ｐａ、ｔｍ＋μ　Ｖ＊ｈ、）　（Ｌ、１１）ｐ、、ｉ、　＝　４．１５ｍｗｃ　（Ｌ、１２）これは、上昇管１１の中の貨物油の上の圧力は、貨物タンク３の底面３４におい静圧の平衡状態を実現するためには、４．１５ｍ、ｗｃだけ減少しなければならないことを意味する。タンカーエが座礁すると突然の圧力変化が記録され、弁１２Ｖはただちに閉成される。

これにより上昇管１１の中の貨物油の上の密閉容積は消滅する。すなわち密閉容積Ｖ０は、はぼ零と仮定できる。従って前記の圧力差が発生するとこれに対応して発生する体積膨張は、実際上無視できるほど小さい。

従ってこれに対応して貨物タンク２からの石油放出量も無視できるほど小さい。

これは式り、９から得られる。すなわち式り、９は、次のように変形できる。

Ｌ　＝　（ｐｏ／ｐ、）　＊　Ｖｏ　（Ｌ、１３）Ｖ、　＝　（Ｌｏ、３ｍｗｃ／（１０，３ｍｗｃ−４，１５ｍｗｃ））　＊　Ｖｏ　（Ｌ、１４）ｖ、　＝　１．６７　＊　Ｖ。　（Ｌ、１５）式り、　１５から、静圧の平衡状態が実現されると石油の上の容積ｖ１がほぼ零となることが分かる。

弁１２Ｐ、１２Ｖにおける貨物油の上の圧力は、次のようになる。

ｐ＋　＝　１０．３ｍｗｃ　−４，１５ｍｗｃ　＝　６．１５ＩＩ１ｗｃ　（Ｌ、１７）タンカーの甲板における圧力は、次のようになる。

これから、石油がガス放出を開始することがある領域、すなわち弁１２Ｐ、１２Ｖが位置する領域及びタンカーの甲板２５の下の領域の中の石油の圧力が、実際の蒸気圧より大幅に大きく、従って貨物油表面からのガス放出がさらに継続することはなく、ひいてはこれに対応して圧力が増加することもない。石油の実際の蒸気圧は、石油の密度が減少すると、増加する。本発明の別の実施例は、いかにしてこれが本発明において考慮されるかを示す。

貨物油密度　μ、＝　０．８６０ｔｏｎｓ／ｍ３実際の蒸気圧　ｐ、ｖ＝　７．９ｍｗｃ前述の方法と同様の方法により、次の結果か得られる。

ｐａｚｆ　＝　３．３４ｍｗｃｐ、＝　６．９６０１ＷＣｐｔｄ　＝　８．２５ｍｗｃこれから、弁１２Ｐ、１２Ｖにおける圧力か実際の蒸気圧より低く、石油は上昇管１１の上部でガス放出を開始することが分かる。このガス放出は、飽和圧力ｐｔｖに到達するまで継続する。このガス放出により石油の一部が押出される。本発明では、このような場合に備えて、弁は、石油の飽和圧力Ｔ）　ｔｖｚ　すなわち７゜９ｍｗｃに達すると、開放されて流入するガスを通し、これによりガス放出が阻止されるように調整されている。しかし、この調整に起因して、貨物油の上の圧力り＋は、静圧の平衡状態を実現するために十分なほど低下せず、従って小量の石油か、石油の上のこの圧力増加を補償するために流出しなければならない。上昇管１１の中の減少ｈｒは、次のように計算される。

従って貨物油レベルの低下は、タンクハツチ１０及び上昇管１１の全長より小さく、従って放出量は無視できるほどに小さい。

前述のように計算されたほど石油漏出量が小さいための重要な前提条件は、座礁した時点及びそれに続いて圧力が減少する時点で、石油の上のガス体積がほぼ零に等しいとの仮定である。前述の中で、いかにＳＺＣタンク４の中の石油が、その充填レベルを低下することにより貨物タンク２を補給して満載にするために用いられるかが説明された。従って、タンカー１か座礁した時点で、貨物タンクが弁１２Ｐ、１２Ｖまで荷積みされていると仮定することは理にかなう。その上、座礁すると、底面２４か内方へ押される、これにより石油は、さらに上方へ押される。従って、圧力低下が発生した時点で、石油は、弁１２Ｐ、１２Ｖ及びタンク甲板におけるその境界表面の極めて近くに位置する。

石油とタンク甲板との間のいかなるガスポケットも管２６及び弁２７を介して押出されて、ヘッダ６の中に流入する。第２図を参照。

輸送航海の間に上昇管１１の中に到達する貨物油レベルを維持する原理は、タンカー１が従来の技術により荷積みされる状況においても利用できる。

第９ａ図及び第９ｂ図は、２つの異なる断面図で、管及び弁の配置の１゛つの代替的な実施例の一部を示す。

貨物タンク２は、公知のように中間甲板３４により２つの部分に分割され、貨物タンク２の上部と下部との間の連通は、開放位置又は閉成位置に強制することができる弁３３により実現される。石油を荷積みする間、弁２３は、開放されていなくてはならないが、輸送航海の間は、閉成されていなくてはならない。本発明の管及び弁配の配置は、このタイプのタンク配置に整合されている。すなわち各貨物タンクは、イ」属の弁１２Ｐ、１２Ｖを有する２本の上昇管１１を有する。

上昇管１１のうちの一方は、タンク／”％ブチ１０から出発しヘッダ６の中に到達して延在し、他方の上昇管１１は、タンク２の下部から出発しヘッダ６の中に到達して延在する。

本発明の石油荷積み方法は、第９ａ図及び第９ｂ図に示されているような貨物タンクの配置に対しても実施できることが理解できよう。上部タンク及び下部タンクにおいて、例えば９８％又は上昇管１１の上部の弁１２Ｐ、１２Ｖ等までといった、ある特定の充填度に石油が到達するまで、弁３０を開放位置に保持することにより、この石油充填方法は、一般的に前述の石油荷積み方法と同一になる。

第９ａ図及び第９ｂ図に示されている貨物タンクの配置では、中間甲板３４が設けられ、これにより底面２４に対する外部圧力は、下部貨物タンク２の中の石油からの内部圧力より大きい。これにより、座礁した際に、石油は漏出せず、外部の海水が石油を上方へ向かってタンク２の中に押込む。下部タンク２を１００％より小さい充填度まで荷積みする場合、中間甲板３４は、上部タンク２の中の貨物油の重量を支えなければならず、従って中間甲板３４には大きな負荷がかかり、特に全部及び後部の貨物タンクの中では負荷が大きい。荒れた海においては、加速および減速の力は、特にストレスとなる。約１００％まで荷積みすると、中間甲板３４の両側にそれぞれ印加されるひずみ圧力は、静圧的に平衡状態となり、これによりひずみ圧力は、はぼ除去される。

中間甲板３４に亀裂が発生するか、あるいは、１つ以上の弁３３が故障するか又は不注意に開放されたままであっても、本発明に従って、石油が上昇管１１の中に到達し、弁１２Ｐ、Ｌ２Ｖに向かって荷積みされている場合には、前述のように、石油の漏出は、排除されるか又はかなり減じられる。このよ・うにして、約１００％の充填度まで荷積みすることは、座礁状態での石油漏出に対する予防措置となる。

前述の貨物油の上の負圧効果は、船舶の側面に穴を空けるような衝突の際にも有益である。貨物油の上に瞬時に負圧が発生することにより石油の放出速度及び放出量が減じられる。

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Claims

【特許請求の範囲】

１．石油輸送タンカー（１）が貨物タンク（２）とバラストタンク（３）とスロップ／貨物（Ｓ／Ｃ）タンク（４）とを具備し、該タンク（２，３，４）が、該タンク（２，３，４）の上にあって、上昇管（１１）及び圧力／真空弁（１２Ｐ，１２Ｖ）を有するタンクハッチ（１０）を具備し、該タンカー（１）がさらに、弁（１３）を介して該タンク（２，３，４）に連通する不活性ガスのための第１の管系（８）と、第２の管系（９）とを具備し、荷降ろしの前の石油が１つ以上のタンク（２，４）の中に存在し、該石油を、荷降ろしの際に１つ以上のタンク（２，４）からなる一群のタンクから底面（２４）より同時に並列して排出する、石油輸送タンカー（１）から荷降ろしする方法において、少なくとも一群のタンク（２，４）からの荷降ろしが行われている間、全体的または部分的に同時に、このタンク群（２，４）の中の石油表面と、一般的に飽和炭化水素含有ガスからなる雰囲気との接触を維持することを特徴とする石油輸送タンカーからの荷降ろし方法。
２．１つ以上の貨物タンク（２ａ）から成り、１つ以上のＳ／Ｃタンク（４）からも場合によってはさらに成る第１タンク群からの荷降ろしが行われると、第２群のタンク（２ｂ）から荷降ろしを行ない、それと同時に、飽和炭化水素含有ガスを、該第１群のタンク（２ａ、４）の中の１つ以上のタンクから該第２群のタンク（２ｂ）の中の石油の上の空間の中に搬送することを特徴とする請求項９に記載の石油輸送タンカーからの荷降ろし方法。
３．第２群のタンク（２ｂ）からの荷降ろしと同時に、第２のガスが第１群のタンク（２ａ，４）の中の１つ以上のタンクの中の炭化水素含有ガスの上に搬送され、該第２のガスが好ましくは該炭化水素含有ガスより軽いことを特徴とする請求項１に記載の石油輸送タンカーからの荷降ろし方法。
４．上記第２のガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項３に記載の石油輸送タンカーからの荷降ろし方法。
５．タンク（２）の残りの群が、上記第２群のタンクの場合と同様の方法で荷降ろしされることを特徴とする請求項２又は３又は４に記載の石油輸送タンカーからの荷降ろし方法。
６．タンク（２，４）の上記群からの荷降ろしが行われている間に、第２のガスが、飽和炭化水素含有ガスの上の空間の中に搬送され、該第２のガスは、該炭化水素含有ガスより軽いことを特徴とする請求項１に記載の石油輸送タンカーからの荷降ろし方法。
７．第２のガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項６に記載の石油輸送タンカーからの荷降ろし方法。
８．石油輸送タンカー（１）が貨物タンク（２）とバラストタンク（３）とスロップ／貨物（Ｓ／Ｃ）タンク（４）とを具備し、該タンク（２，３，４）が、該タンク（２，３，４）の上にあって、上昇管（１）と圧力／真空弁（１２Ｐ，１２Ｖ）とを有するタンクハッチ（１０）を具備し、該タンカー（１）はさらに、弁（１３）を介して該タンク（２，３，４）に連通する不活性ガスのための第１の管系（８）と、第２の管系（９）とを具備し、荷積みの際に、１つ以上のタンク（２，４）から成る群のタンクへ底面（２４）を通って石油を搬送する、石油輸送タンカー（１）への荷積み方法において、一群のタンク（２，４）への荷積みが行われている間、全体的又は部分的に同時に、該タンク群の中の石油の表面と、一般的に飽和炭化水素含有ガスから成る雰囲気との接触を維持することを特徴とする石油輸送タンカーへの荷積み方法。
９．上記第１群のタンクの中のタンク（２ｂ）の全体又は部分に石油を荷積みし、該荷積みと同時に、該タンク（２ｂ）の上部におけるガスの中の炭化水素の濃度が所定値より低い場合には、該ガスを該タンク（２ｂ）から導出して不活性ガスのための管系（８）の中に導入し、該濃度が所定値を越える場合には、該ガスを該タンク（２ｂ）から導出して第２群のタンク（２ａ）の中に、有利にはその底面（２４）を通って、導入し、次いで該２群のタンク（２ａ）に該第１群のタンク（２ｂ）の場合と同様な方法で石油を荷積みすることを特徴とする請求項８に記載の石油輸送タンカーへの荷積み方法。
１０．上記第１群のタンク（２ｂ）が、荷積みに先だって大きい濃度の炭化水素含有ガスを有する１つ以上のタンク（２）からなることを特徴とする請求項９に記載の石油輸送タンカーへの荷積み方法。
１１．上記群のタンク（２）に石油を荷積みする間、該タンク（２）は、該タンク（２）の中の圧力が所定値を越えるまで閉成状態に保持されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の石油輸送タンカーへの荷積み方法。
１２．荷積みを第１群（２ａ）のタンクと第２群（２ｂ）のタンクとで同時に開始し、該第１群（２ａ）と１つ以上のその他の群のタンクに期間Ｔの間に順次に石油を荷積みし、該第２群（２ｂ）に該期間Ｔの間に荷積みすることを特徴とする請求項８に記載の石油輸送タンカーへの荷積み方法。
１３．上記第２群のタンク（２ｂ）が、濃度がより高い炭化水素含有ガスを有する１つ以上のタンクから成ることを特徴とする請求項１２に記載の石油輸送タンカーへの荷積み方法。
１４．上記タンク（２）に、上昇管（１１）まで、そして上昇管（１１）の中へと、有利には圧力／真空弁（１２Ｐ，１２Ｖ）まで、石油を充填することを特徴とする請求項８ないし１３のうちのいずれか一に記載の石油輸送タンカーへの荷積み方法。
１５．タンカー（１）が、輸送中に石油を貯蔵する貨物タンク（２）を具備し、該貨物タンク（２）がその上部にタンクハッチ（１０）を具備し、該ハッチ（１０）は上昇管（１１）と圧力／真空弁（１２Ｐ，１２Ｖ）とを有する、タンカーによる石油輸送方法において、輸送中の該貨物タンク（２）の中の石油の量を、貨物油が該上昇管（１１）の中まで、そして有利には該圧力／真空弁（１２Ｐ，１２Ｖ）まで荷積みされるように制御することを特徴とするタンカーによる石油輸送方法。
１６．タンカー（１）が貨物タンク（２）とバラストタンク（３）とスロップ／貨物（Ｓ／Ｃ）タンク（４）とを具備し、該タンク（２，３，４）が単一又は２重のタンク底面（２４）とタンク甲板（２５）と、該タンク（２，３，４）の上部に取付けられおり、上昇管（１１）及び圧力／真空弁（１２Ｐ，１２Ｖ）とを有するタンクハッチ（１０）とを具備し、該タンカー（１）が、弁（１３）を介して該タンク（２，３，４）に連通する不活性ガスのための管系（８）と、第２の管系とを具備する、該タンカーのための管及び弁の系において、付加的に１つのヘッダ（６）が設けられ、該ヘッダ（６）を通って管（７）が該タンク（２，３，４）に連通し、弁（１４）が該管（７）に設けられ、弁（１２Ｐ，１２Ｖ）を有する該上昇管（１１）が該ヘッダ（６）の中に延在し、かつ、弁（１５）が該ヘッダ（６）と不活性ガスのための該管系（８）との間の接続を調整するために設けられていることを特徴とするタンカーのための管及び弁の系。
１７．上記タンク（２，４）の上部に検出器が、炭化水素含有ガスの濃度を測定するために設けられていることを特徴とする請求項１６に記載のタンカーのための管及び弁の系。
１８．上記不活性ガス弁（１３）が、上記タンク（２，４）の中の圧力と、上記タンク（２，４）の中の炭化水素含有ガスの濃度とにより制御されることを特徴とする請求項１６又は１７に記載のタンカーのための管及び弁の系。
１９．上記弁（１２Ｐ，１２Ｖ）が、上記タンク（２，４）の中の圧力と、上記不活性ガス弁（１３）の位置とにより制御されることを特徴とする請求項１８に記載のタンカーのための管及び弁の系。
２０．別の管（２６）が、別の弁（２７）を介して上記ヘッダ（６）と上記タンク（２，４）とを接続するために設けられていることを特徴とする請求項１６ないし１９のいずれか一に記載のタンカーのための管及び弁の系。
２１．１つ以上のタンク（２，４）に対して弁（１２Ｐ，１２Ｖ）を有する別の上昇管（１１）が設けられ、該上昇管（１１）が、該ヘッダ（６）の中に延在しかつ下方へ向かって該タンク（２，４）の中へと上記タンクハッチ（１０）とは異なる個所を通って到達していることを特徴とする請求項１６ないし２０のいずれか一に記載のタンカーのための管及び弁の系。