WO2022092234A1 - 浮体 - Google Patents

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liquefied carbon
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和也 安部
晋介 森本
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    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/011—Barges
    • F17C2270/0113—Barges floating

Definitions

  • the fuel tank disclosed in Patent Document 1 includes a loading pipe (pipeline) for loading liquefied gas (LNG: Liquid Natural Gas) into the fuel tank and a unloading pipe for taking liquefied gas from the fuel tank (LNG). It has a pipeline).
  • the loading pipe and the unloading pipe are guided in the tank from the vicinity of the top to the vicinity of the bottom of the tank.
  • the pressure of liquefied carbon dioxide at the lower end of the loading pipe and the unloading pipe that opens in the tank corresponds to the tank operating pressure.
  • the pipe top which is the highest position in the loading pipe and the unloading pipe, is located above the top of the tank.
  • the pressure of liquefied carbon dioxide at the top of the pipe is lower than the pressure of liquefied carbon dioxide at the lower end of the pipe by the amount corresponding to the head pressure due to the height difference between the liquid level of the liquefied carbon dioxide in the tank and the top of the pipe. That is, in the loading pipe and the unloading pipe, the pressure of the liquefied carbon dioxide at the top of the pipe is lower than the pressure of the liquefied carbon dioxide in the tank.
  • the triple point pressure (triple point pressure) where the gas phase, liquid phase, and solid phase coexist is higher than the triple point pressure of LNG and LPG, and there is a difference from the tank operating pressure during operation. small.
  • the pressure of the liquefied carbon dioxide becomes less than the triple point pressure at the top of the pipe where the pressure of the liquefied carbon dioxide is the lowest, and flash evaporation of the liquefied carbon dioxide may occur. be.
  • the latent heat of vaporization of the flash evaporation of the liquefied carbon dioxide causes the temperature of the liquefied carbon dioxide remaining without evaporating to drop, and the liquefied carbon dioxide solidifies in the top of the pipe to generate dry ice.
  • dry ice is generated in the loading pipe or the unloading pipe, the flow of liquefied carbon dioxide in the pipe is obstructed, which may affect the loading / unloading work of the liquefied carbon dioxide.
  • a dome structure is arranged at the top of the tank so as to cover the loading pipe penetrating the tank and the joint portion between the unloading pipe and the tank.
  • the dome structure contains a pipe (pipeline) for taking in and out carbon dioxide gas, an instrumentation pipe, and other equipment.
  • the tank operating pressure is increased according to the triple point pressure of liquefied carbon dioxide, the pressure acting on the dome structure also increases.
  • a support structure for holding the pipe at a position away from the inner wall surface of the tank is required.
  • a pump deep well pump
  • the pump is placed in a position where it is submerged in the liquid of liquefied carbon dioxide. Therefore, when performing maintenance of the pump, it is necessary to take out all the liquid in the tank, then adjust the temperature and supply oxygen to build an environment in which the pump can be accessed, which is troublesome.
  • This disclosure is made to solve the above-mentioned problems, and suppresses the generation of dry ice in the loading pipe, downsizes the dome structure, simplifies the pipe structure, and facilitates maintenance.
  • the purpose is to provide a floating body that can be used.
  • the floating body includes a floating body main body, a tank, a loading pipe, a unloading pipe, and a pump.
  • the tank is arranged in the floating body body.
  • the tank can store liquefied carbon dioxide.
  • the loading pipe is connected to the lower part of the tank.
  • the loading pipe loads liquefied carbon dioxide supplied from the outside of the floating body body into the tank.
  • the unloading pipe is connected to the lower part of the tank.
  • the pump is located in the unloading pipe outside the tank. The pump sends the liquefied carbon dioxide in the tank to the outside of the floating body body.
  • the floating body of the present disclosure it is possible to suppress the generation of dry ice in the loading pipe and the unloading pipe, and to reduce the size of the dome structure, simplify the pipe structure, and facilitate maintenance.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the schematic structure of the ship as a floating body which concerns on embodiment of this disclosure. It is a figure which shows the tank, the loading pipe, and the unloading pipe provided in the ship which concerns on embodiment of this disclosure, and is the cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. It is sectional drawing which shows the state which the liquefied carbon dioxide is loaded into the tank from the loading pipe in the ship which concerns on embodiment of this disclosure. It is sectional drawing which shows the state which the liquefied carbon dioxide in a tank is discharged by the unloading pipe in the ship which concerns on embodiment of this disclosure. It is sectional drawing which shows the tank, the loading pipe, and the unloading pipe which concerns on the modification of embodiment of this disclosure.
  • the floating vessel 1 carries liquefied carbon dioxide.
  • the ship 1 includes at least a hull 2 as a floating body and a tank facility 10.
  • the hull 2 has a pair of side sides 3A and 3B forming its outer shell, a ship bottom (not shown), and an upper deck 5.
  • the side 3A and 3B have a pair of side outer plates forming the left and right side respectively.
  • the bottom of the ship (not shown) has a bottom outer plate connecting these side 3A and 3B. Due to these pair of sideways 3A and 3B and the bottom of the ship (not shown), the outer shell of the hull 2 has a U-shape in a cross section orthogonal to Da in the stern direction.
  • the upper deck 5 exemplified in this embodiment is a whole deck exposed to the outside.
  • an upper structure 7 having a living area is formed on the upper deck 5 on the stern 2b side.
  • a cargo loading section (hold) 8 is formed on the bow 2a side of the upper structure 7.
  • the cargo loading section 8 is recessed toward the bottom of the ship below the upper deck 5 and opens upward.
  • a plurality of tank facilities 10 are arranged in the cargo loading section 8 along the stern direction Da.
  • two tank equipment 10s are arranged at intervals in the ship's tail direction Da.
  • the tank equipment 10 includes at least a tank 11 and a lower piping portion 20 connected to a lower portion 11b of the tank 11.
  • the tank 11 is arranged on the hull 2.
  • the tank 11 has, for example, a cylindrical shape extending in the horizontal direction.
  • the tank 11 contains the liquefied carbon dioxide L inside.
  • the tank body includes a tubular portion 12 and an end spherical portion 13.
  • the tubular portion 12 extends in the horizontal direction as the longitudinal direction Dx.
  • the tubular portion 12 is formed in a cylindrical shape having a circular cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction Dx.
  • the end spherical portions 13 are arranged at both ends of the tubular portion 12 in the longitudinal direction Dx.
  • Each end spherical portion 13 is hemispherical and closes the openings at both ends of the longitudinal Dx of the tubular portion 12.
  • the tank 11 is not limited to a cylindrical shape, and the tank 11 may be spherical, square, or the like.
  • the lower piping section 20 includes a connecting piping 21, a loading piping 22, a unloading piping 23, a pump 24, and switching valves 25A, 25B, 25C.
  • connection pipe 21 connects the tank 11, the loading pipe 22, and the unloading pipe 23.
  • One end 21a of the connection pipe 21 is connected to the lower portion 11b of the tank 11.
  • the lower portion 11b of the tank 11 means a lower side than the intermediate position 11m of the vertical Dv of the tank 11.
  • one end 21a of the connecting pipe 21 is connected to a bottom portion 11d including the bottom of the tank 11.
  • One end 21a of the connection pipe 21 is connected to the bottom portion 11d of the tank 11 from below, which is the outside of the tank 11.
  • One end 21a of the connecting pipe 21 is open in the tank 11 upward in the vertical direction Dv.
  • the connection pipe 21 extends downward from one end 21a connected to the bottom 11d of the tank 11.
  • the position where one end 21a of the connection pipe 21 is connected to the tank 11 is preferably set at the lower portion 11b of the tank 11 and within a range that satisfies the following formula (1).
  • Pt Normal minimum pressure (kPaG) of tank 11
  • TP Triple point pressure (kPaG) of liquefied carbon dioxide L contained in tank 11.
  • ⁇ Liquid density of liquefied carbon dioxide L (kg / m 3 )
  • g Gravity acceleration (m / s 2 )
  • h 0, which satisfies the above equation (1).
  • the other end 21b of the connecting pipe 21 is branched and connected to the loading pipe 22 and the unloading pipe 23.
  • the loading pipe 22 is connected to the bottom portion 11d (lower portion 11b) of the tank 11 via the connecting pipe 21.
  • the loading pipe 22 loads the liquefied carbon dioxide L supplied from the outside of the hull 2 into the tank 11.
  • the unloading pipe 23 is connected to the bottom portion 11d (lower portion 11b) of the tank 11 via the connecting pipe 21.
  • the unloading pipe 23 unloads the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 by sending the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 to the outside of the hull 2.
  • the pump 24 is arranged in the unloading pipe 23 outside the tank 11. The pump 24 sucks out the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 through the unloading pipe 23 and the connecting pipe 21 and sends it out to the outside of the hull 2.
  • the piping layout of the connecting pipe 21, the loading pipe 22, and the unloading pipe 23 constituting the lower piping portion 20 is not limited in any way, but the connecting pipe 21, the loading pipe 22, and the unloading pipe 23 are not limited.
  • the pipe top which is the highest position in the middle of the pipe, is arranged at a high position in the vertical direction Dv, the pressure of the liquefied carbon dioxide L at the pipe top becomes lower than the pressure of the liquefied carbon dioxide in the tank 11. Therefore, it is preferable to lay out the connecting pipe 21, the loading pipe 22, and the unloading pipe 23 as a whole at a position lower than the bottom 11d of the tank 11.
  • the switching valve 25A is arranged in the connecting pipe 21.
  • the switching valve 25B is arranged in the loading pipe 22.
  • the switching valve 25C is arranged in the unloading pipe 23.
  • the switching valves 25A, 25B, and 25C selectively switch the connection destination of the connecting pipe 21 to either the loading pipe 22 or the unloading pipe 23.
  • the loading pipe 22 is connected to the connecting pipe 21 by opening the switching valve 25A and the switching valve 25B and closing the switching valve 25C.
  • the unloading pipe 23 is connected to the connecting pipe 21 by opening the switching valve 25A and the switching valve 25C and closing the switching valve 25B.
  • a dome structure 18 is arranged at the top 11t of the tank 11.
  • a pipe pipe for taking in and out carbon dioxide gas
  • a connection portion of an instrumentation pipe (not shown) to the tank 11, and other equipment are arranged. Examples of various instrumentations include a gas component detection sensor in the tank 11.
  • the loading pipe and unloading pipe are at the top of the tank according to the IGC Code (International Gas Carrier Code: International Regulations on Ship Structure and Equipment for Bulk Transport of Liquefied Gas). Is required to connect to.
  • the connection position of the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 is not limited to the top 11t of the tank 11. Therefore, the above configuration is feasible.
  • the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are connected to the lower portion 11b of the tank 11.
  • the height of the highest position of the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 can be suppressed as compared with the case where the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are connected to the top 11t of the tank 11.
  • the pressure of the liquefied carbon dioxide L at the highest position of the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 is higher than the pressure of the liquefied carbon dioxide L stored in the tank 11. Therefore, the pressure drop of the liquefied carbon dioxide L at the highest position of the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 is suppressed.
  • the pressure of the liquefied carbon dioxide L at the highest position of the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 is suppressed from approaching the triple point pressure.
  • the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are connected to the lower portion 11b of the tank 11, it is necessary to connect the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 to the dome structure 18 arranged at the top 11t of the tank 11. There is no. This makes it possible to reduce the size of the dome structure 18 and increase the strength of the tank 11 structure in order to increase the operating pressure of the tank 11. Further, it is not necessary to arrange the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 in the tank 11 from the top portion 11t to the bottom portion 11d. Therefore, it is not necessary to provide a support structure for supporting the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 in the tank 11. Further, the pump 24 can be provided in the middle of the pipe arranged outside the tank 11.
  • the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are connected to the lower portion 11b of the tank 11 via the connecting pipe 21. Therefore, compared to a configuration in which both the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are directly connected to the lower portion 11b of the tank 11, only one connecting pipe 21 needs to be connected to the lower portion 11b of the tank 11.
  • the connection work can be easily performed.
  • the work of connecting the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 to the connecting pipe 21 can be performed outside the tank 11. Also in this respect, the pipe connection work can be easily performed.
  • one end 21a of the connecting pipe 21 is connected to the bottom portion 11d of the tank 11 from the outside of the tank 11 and opens upward in the tank 11.
  • the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 flows into the unloading pipe 23 from the opening of one end 21a of the connecting pipe 21 via the connecting pipe 21 due to its own weight. Therefore, the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 can be efficiently discharged.
  • connection pipe 21 is connected to the bottom 11d of the tank 11, but the present invention is not limited to this. If the lower portion 11b of the tank 11 is used, the one end 21a of the connecting pipe 21 may be arranged above the bottom portion 11d. Also in this case, it is preferable to set the connection position of the connection pipe 21 so that the above formula (1) is satisfied.
  • connection position of the connection pipe 21B to the tank 11 may be the lower portion 11b of the tank 11 and above the bottom portion 11d.
  • the height h of the connection position of the connection pipe 21B to the tank 11 satisfies the above equation (1).
  • the connection pipe 21B may be extended downward in the tank 11 and the tip portion 21s may be arranged in the tank 11 in the vicinity of the bottom portion 11d.
  • the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are connected to the lower portion 11b (bottom portion 11d) of the tank 11 via the connecting pipe 21, but the present invention is not limited to this.
  • the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 may be directly connected to the tank 11, respectively.
  • FIG. 2 for convenience of illustration, the case where the loading pipe 22 is arranged above the unloading pipe 23 is shown in FIG. 2, but the vertical direction between the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 is shown.
  • the positional relationship in is not limited to such a positional relationship.
  • the loading pipe 22 may be arranged below the unloading pipe 23, or the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 may be viewed from the horizontal direction. May be arranged so as to overlap.
  • the number and arrangement of the tank equipment 10 is not limited to the number and arrangement exemplified in the above embodiment.
  • only one tank facility 10 may be provided, or three or more tank facilities 10 may be provided.
  • the case where a plurality of tank equipment 10s are arranged side by side in the stern direction Da is illustrated, but the tank equipments 10 may be arranged side by side in the ship width direction (in other words, the port side direction). ..
  • the ship 1 is exemplified as a floating body, but the present invention is not limited to this.
  • the floating body may be an offshore floating body facility without a propulsion mechanism.
  • the floating body 1 is connected to a floating body main body 2, a tank 11 arranged in the floating body main body 2 and capable of storing liquefied carbon dioxide L, and a lower portion 11b of the tank 11, and the floating body.
  • Examples of the floating body 1 include ships and offshore floating body equipment.
  • Examples of the floating body 2 include a hull and a floating body of offshore floating equipment.
  • the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are connected to the lower portion 11b of the tank 11.
  • the height of the highest position of the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 can be suppressed as compared with the case where the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are connected from the upper part of the tank 11 into the tank 11. .. Therefore, it is possible to prevent the pressure of the liquefied carbon dioxide L at the highest position of the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 from approaching the triple point pressure. As a result, it is possible to prevent the liquefied carbon dioxide L from solidifying in the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 to generate dry ice.
  • the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are connected to the lower portion 11b of the tank 11, it is necessary to arrange the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 in the dome structure 18 arranged at the top 11t of the tank 11. There is no. This makes it possible to reduce the size of the dome structure 18 and increase the strength of the tank 11 structure in order to increase the operating pressure of the tank 11. Further, it is not necessary to arrange the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 in the tank 11 from the top portion 11t to the bottom portion 11d. Therefore, it is possible to suppress the need to provide a support member or the like for supporting the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 in the tank 11. Further, the pump 24 is arranged outside the tank 11. Therefore, maintenance of the pump 24 can be performed outside the tank 11.
  • the maintainability of the pump 24 is improved.
  • a pump generally applied in liquefied carbon dioxide equipment on land such as a centrifugal pump or a reciprocating pump, which is cheaper than the deep well pump installed in the tank 11, can be used. Therefore, there is an advantage that the choice of the type of pump is increased and the degree of freedom in design can be improved.
  • the floating body 1 according to the second aspect is the floating body 1 of (1), one end 21a is connected to the lower portion 11b of the tank 11, and the other end 21b is the loading pipe 22 and the unloading pipe. Further provided are a connection pipe 21 connected to 23, and switching valves 25A, 25B, 25C for selectively switching the connection destination of the connection pipe 21 to either the loading pipe 22 or the unloading pipe 23.
  • the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are connected to the lower portion 11b of the tank 11 via the connecting pipe 21.
  • the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are connected to the lower portion 11b of the tank 11 via the connecting pipe 21. Therefore, compared with the configuration in which both the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 are directly connected to the lower portion 11b of the tank 11, only the connecting pipe 21 needs to be connected to the lower portion 11b of the tank 11, and the pipe connection work can be performed. It can be done easily.
  • the work of connecting the loading pipe 22 and the unloading pipe 23 to the connecting pipe 21 can be performed outside the tank 11. Also in this respect, the pipe connection work can be easily performed.
  • the floating body 1 according to the third aspect is the floating body 1 of (2), and one end 21a of the connecting pipe 21 is connected to the bottom portion 11d of the tank 11 from the outside of the tank 11 and is connected to the bottom portion 11d of the tank 11. It opens upward in 11.
  • the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 flows into the unloading pipe 23 from the opening of one end 21a of the connecting pipe 21 via the connecting pipe 21 due to its own weight. As a result, the liquefied carbon dioxide L in the tank 11 can be efficiently discharged.
  • the floating body of the present disclosure it is possible to suppress the generation of dry ice in the loading pipe and the unloading pipe, and to reduce the size of the dome structure, simplify the pipe structure, and facilitate maintenance.

Landscapes

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Abstract

浮体は、浮体本体と、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、タンクの下部に接続され、浮体本体の外部から供給される液化二酸化炭素をタンク内に積み込む積込配管と、タンクの下部に接続された揚荷配管と、タンクの外部で揚荷配管に配置され、タンク内の液化二酸化炭素を浮体本体の外部に送り出すポンプと、を備える。

Description

浮体
　本開示は、浮体に関する。
　本願は、２０２０年１０月２８日に、日本に出願された特願２０２０－１８０５５８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば特許文献１に開示された燃料タンクは、液化ガス（ＬＮＧ:Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ）を燃料タンクに積み込むための積込配管（パイプライン）と、燃料タンクから液化ガスを取るための揚荷配管（パイプライン）とを備えている。積込配管、及び揚荷配管は、タンク内で、タンクの頂部付近から底部付近まで導設されている。
特表２０１８－５２８１１９号公報
　ところで、タンク内に液化二酸化炭素を収容する場合、以下のような理由により、液化二酸化炭素が凝固してドライアイスが生成される可能性がある。すなわち、タンク内で開口する積込配管や揚荷配管の配管下端における液化二酸化炭素の圧力は、タンク運用圧に応じたものとなる。特許文献１に開示されたような構成では、積込配管や揚荷配管において最も高い位置となる配管頂部は、タンクの頂部よりも上方に位置する。配管頂部における液化二酸化炭素の圧力は、配管下端における液化二酸化炭素の圧力に対し、タンク内の液化二酸化炭素の液面と配管頂部との高低差によるヘッド圧に応じた分だけ低くなる。つまり、積込配管や揚荷配管においては、配管頂部における液化二酸化炭素の圧力が、タンク内における液化二酸化炭素の圧力よりも低くなる。
　液化二酸化炭素は、気相、液相、固相が共存する三重点の圧力（三重点圧力）が、ＬＮＧやＬＰＧの三重点圧力に比較して高く、運用時におけるタンク運用圧との差異が小さい。その結果、タンク運用圧（タンクの設計圧力）によっては、液化二酸化炭素の圧力が最も低くなる配管頂部において、液化二酸化炭素の圧力が三重点圧力以下となり、液化二酸化炭素のフラッシュ蒸発が生じることがある。すると、液化二酸化炭素のフラッシュ蒸発の蒸発潜熱により、蒸発せずに残った液化二酸化炭素の温度低下が生じ、配管頂部内で液化二酸化炭素が凝固してドライアイスが生成される。積込配管や揚荷配管内でドライアイスが生成されると、配管内における液化二酸化炭素の流れが阻害され、液化二酸化炭素の積込・揚荷作業に影響を及ぼすことがある。
　また、特許文献１に開示されたような構成では、タンクの頂部には、タンクを貫通する積込配管や揚荷配管とタンクとの接合部分を覆うようにドーム構造が配置されている。ドーム構造には、積込配管、及び揚荷配管に加えて、二酸化炭素ガスを出し入れするための配管（パイプライン）や、計装配管、その他の機器等が収められている。液化二酸化炭素の三重点圧力に応じてタンク運用圧を高くすると、ドーム構造に作用する圧力も高くなる。これに応じてドーム構造の強度を確保するには、ドーム構造をなるべく小型化することが望まれる。
　また、配管をタンク内でタンクの頂部から底部まで導設する場合、タンクの内壁面から離れた位置にある配管を保持するためのサポート構造物が必要となる。
　さらに、特許文献１に開示されたような構成では、揚荷用の配管に、ポンプ（ディープウェルポンプ）が配置されている。ポンプは、液化二酸化炭素の液中に没する位置に配置される。そのため、ポンプのメンテナンス等を行う際には、タンク内の液をすべて取り出した後、温度調節および酸素供給を行い、ポンプへアクセスできる環境を構築しなければならず、手間が掛かる。
　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、積込配管内でドライアイスが生成されることを抑えるとともに、ドーム構造の小型化、配管構造の簡素化、メンテナンスの容易化を図ることができる浮体を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示に係る浮体は、浮体本体と、タンクと、積込配管と、揚荷配管と、ポンプと、を備える。前記タンクは、前記浮体本体に配置されている。前記タンクは、液化二酸化炭素を貯留可能である。前記積込配管は、前記タンクの下部に接続されている。前記積込配管は、前記浮体本体の外部から供給される液化二酸化炭素を前記タンク内に積み込む。前記揚荷配管は、前記タンクの下部に接続されている。前記ポンプは、前記タンクの外部で前記揚荷配管に配置されている。前記ポンプは、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。
　本開示の浮体によれば、積込配管、揚荷配管内でドライアイスが生成されるのを抑えるとともに、ドーム構造の小型化、配管構造の簡素化、メンテナンスの容易化を図ることができる。
本開示の実施形態に係る浮体としての船舶の概略構成を示す平面図である。 本開示の実施形態に係る船舶に設けられたタンク、積込配管、揚荷配管を示す図であり、図１のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。 本開示の実施形態に係る船舶において、積込配管から液化二酸化炭素をタンク内に積み込んでいる状態を示す断面図である。 本開示の実施形態に係る船舶において、タンク内の液化二酸化炭素を揚荷配管で払い出している状態を示す断面図である。 本開示の実施形態の変形例に係る、タンク、積込配管、揚荷配管を示す断面図である。
　以下、本開示の実施形態に係るタンク、船舶について、図１～図５を参照して説明する。
（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１０と、を少なくとも備えている。
（船体の構成）
　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。
　船体２内には、上部構造７よりも船首２ａ側に、貨物搭載区画（ホールド）８が形成されている。貨物搭載区画８は、上甲板５に対して下方の船底に向けて凹み、上方に開口している。
（タンク設備の構成）
　タンク設備１０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１０は、船首尾方向Ｄａに間隔を空けて二個配置されている。
　図２に示すように、タンク設備１０は、タンク１１と、タンク１１の下部１１ｂに接続された下部配管部２０と、を少なくとも備えている。
　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。
　下部配管部２０は、接続配管２１と、積込配管２２と、揚荷配管２３と、ポンプ２４と、切換弁２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃと、を備えている。
　接続配管２１は、タンク１１と、積込配管２２及び揚荷配管２３と、を接続している。接続配管２１の一端２１ａは、タンク１１の下部１１ｂに接続されている。ここで、タンク１１の下部１１ｂとは、タンク１１の上下方向Ｄｖの中間位置１１ｍよりも下側を意味する。この実施形態では、接続配管２１の一端２１ａは、タンク１１の最下部を含む底部１１ｄに接続されている。接続配管２１の一端２１ａは、タンク１１の外部である下方からタンク１１の底部１１ｄに接続されている。接続配管２１の一端２１ａは、タンク１１内で上下方向Ｄｖの上方に向けて開口している。接続配管２１は、タンク１１の底部１１ｄに接続された一端２１ａから下方に延びている。
　接続配管２１の一端２１ａをタンク１１に接続する位置は、タンク１１の下部１１ｂであって、かつ、下記の式（１）を満足する範囲内に設定するのが好ましい。
　　ｈ＜（Ｐｔ－ＴＰ）・１０００／ρｇ　　・・・（１）
　ただし、
　　ｈ：タンク１１の最下部から接続配管２１の接続位置までの高さ（ｍ）
　　Ｐｔ：タンク１１の常用最低圧力（ｋＰａＧ）
　　ＴＰ：タンク１１に収容される液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力（ｋＰａＧ）
　　ρ：液化二酸化炭素Ｌの液密度（ｋｇ／ｍ３）
　　ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ２）
　なお、図２では、接続配管２１の一端２１ａがタンク１１の底部１１ｄ（最下部）に接続されているので、ｈ＝０であり、上式（１）を満足している。
　接続配管２１の他端２１ｂは、積込配管２２及び揚荷配管２３に分岐して接続されている。
　積込配管２２は、接続配管２１を介してタンク１１の底部１１ｄ（下部１１ｂ）に接続されている。積込配管２２は、船体２の外部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。
　揚荷配管２３は、接続配管２１を介してタンク１１の底部１１ｄ（下部１１ｂ）に接続されている。揚荷配管２３は、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを船体２の外部に送出することで、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを揚荷する。
　ポンプ２４は、タンク１１の外部で揚荷配管２３に配置されている。ポンプ２４は、揚荷配管２３、接続配管２１を通してタンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを吸い出し、船体２の外部に送り出す。
　上記の下部配管部２０を構成する接続配管２１、積込配管２２、及び揚荷配管２３の配管レイアウトについては何ら限定するものではないが、接続配管２１、積込配管２２、及び揚荷配管２３の途中において最も高い位置となる配管頂部が上下方向Ｄｖで高い位置に配置されると、配管頂部における液化二酸化炭素Ｌの圧力が、タンク１１内における液化二酸化炭素の圧力よりも低くなる。そのため、接続配管２１、積込配管２２、及び揚荷配管２３は、なるべく、その全体をタンク１１の底部１１ｄよりも低い位置にレイアウトするのが好ましい。
　切換弁２５Ａは、接続配管２１に配置されている。切換弁２５Ｂは、積込配管２２に配置されている。切換弁２５Ｃは、揚荷配管２３に配置されている。切換弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、接続配管２１の接続先を積込配管２２および揚荷配管２３のいずれか一方に選択的に切り換える。具体的には、図３に示すように、切換弁２５Ａ及び切換弁２５Ｂを開とし、切換弁２５Ｃを閉とすることで、積込配管２２が接続配管２１に接続される。図４に示すように、切換弁２５Ａ及び切換弁２５Ｃを開とし、切換弁２５Ｂを閉とすることで、揚荷配管２３が、接続配管２１に接続される。
　また、タンク１１の頂部１１ｔには、ドーム構造１８が配置されている。ドーム構造１８は、二酸化炭素ガスを出し入れするための配管（パイプライン）や、計装配管（図示無し）のタンク１１への接続部や、その他の機器等が配置されている。各種計装類としては、例えば、タンク１１内のガス成分検出センサ等が挙げられる。
　ここで、ＬＮＧ等を搭載するタンクの場合、ＩＧＣコード(International Gas Carrier Code：液化ガスのばら積み輸送のための船舶の構造及び設備に関する国際規則）により、積込配管や揚荷配管はタンクの頂部に接続することが求められている。これに対し、液化二酸化炭素Ｌを収容するタンク１１においては、積込配管２２及び揚荷配管２３の接続位置は、タンク１１の頂部１１ｔに限定されていない。そのため、上記のような構成が実現可能となっている。
　このようなタンク設備１０は、タンク１１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込む際、図３に示すように、切換弁２５Ａ及び切換弁２５Ｂを開とし、切換弁２５Ｃを閉とする。これにより、積込配管２２が、接続配管２１を介してタンク１１内に連通する。この状態で、船外から積込配管２２及び接続配管２１を通して、タンク１１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込む。
　また、タンク設備１０は、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを揚げ荷する際、図４に示すように、切換弁２５Ａ及び切換弁２５Ｃを開とし、切換弁２５Ｂを閉とする。これにより、揚荷配管２３が、接続配管２１を介してタンク１１内に連通する。この状態で、ポンプ２４を作動させ、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを吸い出し、船外に送出する。
（作用効果）
　上述したような船舶１によれば、積込配管２２及び揚荷配管２３がタンク１１の下部１１ｂに接続されている。これにより、タンク１１の頂部１１ｔに積込配管２２及び揚荷配管２３を接続する場合に比較し、積込配管２２及び揚荷配管２３の最も高い位置の高さを抑えることができる。積込配管２２及び揚荷配管２３の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力は、タンク１１内に貯留される液化二酸化炭素Ｌの圧力よりも高くなる。したがって、積込配管２２及び揚荷配管２３の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下が抑えられる。その結果、積込配管２２及び揚荷配管２３の最も高い位置における液化二酸化炭素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、積込配管２２及び揚荷配管２３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、積込配管２２及び揚荷配管２３がタンク１１の下部１１ｂに接続されているので、タンク１１の頂部１１ｔに配置するドーム構造１８に積込配管２２及び揚荷配管２３を接続する必要が無い。これにより、タンク１１の運用圧を高めるために、ドーム構造１８を小型化してタンク１１構造の強度を高めることが可能となる。また、タンク１１内で頂部１１ｔから底部１１ｄに亘って積込配管２２及び揚荷配管２３を配置する必要が無い。そのため、タンク１１内で積込配管２２及び揚荷配管２３を支持するためのサポート構造物を設ける必要性が無い。また、ポンプ２４をタンク１１の外部に配置されている配管の途中に設けることができる。そのため、タンク１１の外部でポンプ２４のメンテナンスを行うことが可能となる。したがって、ポンプ２４のメンテナンス性が向上する。
　その結果、積込配管２２内でドライアイスが生成されるのを抑えるとともに、ドーム構造１８の小型化、配管構造の簡素化、メンテナンスの容易化を図ることができる。
　また、積込配管２２及び揚荷配管２３は、接続配管２１を介してタンク１１の下部１１ｂに接続されている。そのため、積込配管２２及び揚荷配管２３の双方をタンク１１の下部１１ｂに直接接続する構成に比較し、タンク１１の下部１１ｂには、一本の接続配管２１のみを接続すればよく、配管接続作業を容易に行うことができる。接続配管２１に対する積込配管２２及び揚荷配管２３の接続作業は、タンク１１外で行うことができる。この点においても、配管接続作業を容易に行うことができる。
　また、接続配管２１の一端２１ａは、タンク１１の外部からタンク１１の底部１１ｄに接続され、タンク１１内で上方に向けて開口している。これにより、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌは、自重により、接続配管２１の一端２１ａの開口から接続配管２１を介して揚荷配管２３に流れ込む。したがって、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの払い出しを効率良く行うことができる。
（その他の実施形態）
　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、上記実施形態では、接続配管２１の一端２１ａを、タンク１１の底部１１ｄに接続するようにしたが、これに限られない。接続配管２１の一端２１ａは、タンク１１の下部１１ｂであれば、底部１１ｄよりも上方位置に配置するようにしてもよい。この場合も、上記式（１）は満足するよう、接続配管２１の接続位置を設定するのが好ましい。
　また、図５に示すように、接続配管２１Ｂのタンク１１への接続位置を、タンク１１の下部１１ｂであって、底部１１ｄよりも上方としてもよい。この場合、接続配管２１Ｂのタンク１１への接続位置の高さｈは、上式（１）を満足するものとする。このような構成では、接続配管２１Ｂをタンク１１内で下方に延ばし、先端部２１ｓを、タンク１１内で底部１１ｄ付近に配置してもよい。これにより、揚荷配管２３を通してタンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを揚荷する際、揚荷完了後に、タンク１１内に残留する液化二酸化炭素Ｌの量が抑えられる。
　また、上記実施形態では、接続配管２１を介して、積込配管２２及び揚荷配管２３をタンク１１の下部１１ｂ（底部１１ｄ）に接続するようにしたが、これに限られない。積込配管２２、揚荷配管２３は、それぞれ、タンク１１に直接接続されるようにしてもよい。　さらに、上記実施形態では、図示都合上、図２において積込配管２２が揚荷配管２３よりも上方に配置されている場合を示したが、積込配管２２と揚荷配管２３との上下方向における位置関係は、このような位置関係に限られない。積込配管２２と揚荷配管２３との位置関係としては、例えば、積込配管２２を揚荷配管２３よりも下方に配置したり、水平方向から見て積込配管２２と揚荷配管２３とが重なるように配置したりしてもよい。
　さらに、タンク設備１０の個数や配置は、上記実施形態で例示した個数や配置に限られない。例えば、タンク設備１０を一つだけ設けたり、タンク設備１０を三つ以上設けたりしてもよい。さらに、上記実施形態では、複数のタンク設備１０を船首尾方向Ｄａに並べて配置する場合を例示したが、タンク設備１０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。
　また、上記実施形態では、浮体として船舶１を例示したが、これに限られない。浮体は、推進機構を備えない洋上浮体設備であってもよい。
＜付記＞
　実施形態に記載の浮体１は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る浮体１は、浮体本体２と、前記浮体本体２に配置され、液化二酸化炭素Ｌを貯留可能なタンク１１と、前記タンク１１の下部１１ｂに接続され、前記浮体本体２の外部から供給される液化二酸化炭素Ｌを前記タンク１１内に積み込む積込配管２２と、前記タンク１１の下部１１ｂに接続された揚荷配管２３と、前記タンク１１の外部で前記揚荷配管２３に配置され、前記ポンプ２４と、を備える。
　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が挙げられる。
　この浮体１は、積込配管２２及び揚荷配管２３がタンク１１の下部１１ｂに接続されている。これにより、タンク１１の上部からタンク１１内に積込配管２２及び揚荷配管２３を接続する場合に比較し、積込配管２２及び揚荷配管２３の最も高い位置の高さを抑えることができる。したがって、積込配管２２及び揚荷配管２３の最も高い位置における液化二酸化炭素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、積込配管２２及び揚荷配管２３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、積込配管２２及び揚荷配管２３がタンク１１の下部１１ｂに接続されているので、タンク１１の頂部１１ｔに配置するドーム構造１８内に積込配管２２及び揚荷配管２３を配置する必要が無い。これにより、タンク１１の運用圧を高めるために、ドーム構造１８を小型化してタンク１１構造の強度を高めることが可能となる。また、タンク１１内で頂部１１ｔから底部１１ｄに亘って積込配管２２及び揚荷配管２３を配置する必要が無い。そのため、タンク１１内で積込配管２２及び揚荷配管２３を支持するためのサポート部材等を設ける必要性が抑えられる。また、ポンプ２４がタンク１１の外部に配置されている。そのため、タンク１１の外部でポンプ２４のメンテナンスを行うことが可能となる。したがって、ポンプ２４のメンテナンス性が向上する。
　その結果、積込配管２２、揚荷配管２３内でドライアイスが生成されるのを抑えるとともに、ドーム構造１８の小型化、配管構造の簡素化、メンテナンスの容易化を図ることができる。
　なお、上記ポンプ２４としては、タンク１１内に設置するディープウェルポンプよりも安価な遠心ポンプや往復動ポンプ等、陸上の液化二酸化炭素設備で一般的に適用されているポンプを用いることができる。そのため、ポンプの種類について選択肢が増えて、設計自由度を向上できるという利点もある。
（２）第２の態様に係る浮体１は、（１）の浮体１であって、一端２１ａが前記タンク１１の下部１１ｂに接続され、他端２１ｂが前記積込配管２２及び前記揚荷配管２３に接続された接続配管２１と、前記接続配管２１の接続先を前記積込配管２２および前記揚荷配管２３のいずれか一方に選択的に切り換える切換弁２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃと、を更に備え、前記積込配管２２及び前記揚荷配管２３は、前記接続配管２１を介して前記タンク１１の下部１１ｂに接続されている。
　これにより、積込配管２２及び揚荷配管２３は、接続配管２１を介してタンク１１の下部１１ｂに接続されている。そのため、積込配管２２及び揚荷配管２３の双方をタンク１１の下部１１ｂに直接接続する構成に比較し、タンク１１の下部１１ｂには、接続配管２１のみを接続すればよく、配管接続作業を容易に行うことができる。接続配管２１に対する積込配管２２及び揚荷配管２３の接続作業は、タンク１１外で行うことができる。この点においても、配管接続作業を容易に行うことができる。
（３）第３の態様に係る浮体１は、（２）の浮体１であって、前記接続配管２１の一端２１ａは、前記タンク１１の外部から前記タンク１１の底部１１ｄに接続され、前記タンク１１内で上方に向けて開口している。
　これにより、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌは、自重により、接続配管２１の一端２１ａの開口から接続配管２１を介して揚荷配管２３に流れ込む。これにより、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの払い出しを効率良く行うことができる。
　本開示の浮体によれば、積込配管、揚荷配管内でドライアイスが生成されるのを抑えるとともに、ドーム構造の小型化、配管構造の簡素化、メンテナンスの容易化を図ることができる。
１…船舶（浮体）　２…船体（浮体本体）　２ａ…船首　２ｂ…船尾　３Ａ…舷側　３Ｂ…舷側　４…船底　５…上甲板　７…上部構造　８…貨物搭載区画　１０…タンク設備　１１…タンク　１１ｂ…下部　１１ｄ…底部　１１ｍ…中間位置　１１ｔ…頂部　１８…ドーム構造　２０…下部配管部　２１、２１Ｂ…接続配管　２１ａ…一端　２１ｂ…他端　２１ｓ…先端部　２２…積込配管　２３…揚荷配管　２４…ポンプ　２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ…切換弁　２４…ポンプ　Ｄａ…船首尾方向　Ｄｖ…上下方向　Ｌ…液化二酸化炭素

Claims (3)

  1. 　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、
    　前記タンクの下部に接続され、前記浮体本体の外部から供給される液化二酸化炭素を前記タンク内に積み込む積込配管と、
    　前記タンクの下部に接続された揚荷配管と、
    　前記タンクの外部で前記揚荷配管に配置され、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ポンプと、を備える
    浮体。
  2. 　一端が前記タンクの下部に接続され、他端が前記積込配管及び前記揚荷配管に接続された接続配管と、
    　前記接続配管の接続先を前記積込配管および前記揚荷配管のいずれか一方に選択的に切り換える切換弁と、を更に備え、
    　前記積込配管及び前記揚荷配管は、前記接続配管を介して前記タンクの下部に接続されている
    　請求項１に記載の浮体。
  3. 　前記接続配管の一端は、前記タンクの外部から前記タンクの底部に接続され、前記タンク内で上方に向けて開口している
    　請求項２に記載の浮体。
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