WO2023189948A1 - 機器のメンテナンス方法 - Google Patents

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hydrogen gas
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卓 山田
厚史 前田
恭平 竹下
誠二 山下
恭信 野本
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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    • F17C2270/0171—Trucks

Definitions

  • the present disclosure relates to a maintenance method for equipment that handles liquefied hydrogen.
  • Patent Document 1 discloses a method for shipping LNG from an LNG receiving base tank and an apparatus therefor.
  • a lorry is connected to an LNG receiving terminal via a flexible hose.
  • the LNG remaining in the flexible hose is purged by flowing nitrogen gas from the nitrogen gas supply equipment into the flexible hose, and the lorry is transferred to the LNG receiving terminal.
  • nitrogen gas is used to purge the lorry when it is separated from the LNG receiving terminal, but if such a purge technology is applied to equipment that handles liquefied hydrogen, Nitrogen may solidify due to the cold heat of hydrogen.
  • An object of the present disclosure is to provide a method for maintaining equipment that can prevent nitrogen gas from solidifying when separating the equipment from a liquefied hydrogen flow path.
  • a method for maintaining equipment includes a first valve, a second valve, an equipment, a third valve, and a fourth valve, which are arranged in order along the direction in which liquefied hydrogen flows.
  • a method for maintaining equipment in a flow path comprising: filling hydrogen gas between the first valve and the fourth valve in the flow path; and filling the space between the first valve and the fourth valve in the flow path.
  • FIG. 1 is an overall schematic diagram of a liquefied hydrogen system that is the subject of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic diagram of a liquefied hydrogen system according to an embodiment of the present disclosure, showing how liquefied hydrogen flows through a flow path.
  • FIG. 3 is a flowchart of a method for maintaining equipment according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is an enlarged schematic diagram of a liquefied hydrogen system according to an embodiment of the present disclosure, showing a state in which a part of the flow path is replaced with hydrogen gas.
  • FIG. 5 is an enlarged schematic diagram of a liquefied hydrogen system according to an embodiment of the present disclosure, showing a state in which a part of the flow path is further replaced with nitrogen gas.
  • FIG. 1 is an overall schematic diagram of a liquefied hydrogen system that is the subject of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic diagram of a liquefied hydrogen system according to an embodiment of the present disclosure, showing how lique
  • FIG. 6 is an enlarged schematic diagram of a liquefied hydrogen system according to an embodiment of the present disclosure, showing a state in which equipment is separated from a flow path.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic diagram of the liquefied hydrogen system according to the first modified embodiment of the present disclosure, showing a state in which a part of the flow path is replaced with hydrogen gas and nitrogen gas.
  • FIG. 8 is an enlarged schematic diagram of a liquefied hydrogen system according to a second modified embodiment of the present disclosure, showing a state in which a part of the flow path is replaced with hydrogen gas and nitrogen gas.
  • the equipment according to the present disclosure is a member or device that handles liquefied hydrogen.
  • the following embodiment will be described based on an example in which a pump is used as the device.
  • FIG. 1 is an overall schematic diagram of a liquefied hydrogen system 1S that is the subject of the present disclosure.
  • the liquefied hydrogen system 1S includes a liquefied hydrogen tank 100, hydrogen usage equipment 101, and a plurality of pumps 50.
  • the liquefied hydrogen tank 100, the hydrogen usage equipment 101, and the plurality of pumps 50 are connected by a flow path LS.
  • the liquefied hydrogen tank 100 is a tank that can store liquefied hydrogen, and is located on land.
  • the liquefied hydrogen tank 100 is a ground-mounted flat bottom tank.
  • the hydrogen usage equipment 101 is equipment that uses liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen tank 100.
  • the hydrogen usage equipment 101 includes a lorry that transports liquefied hydrogen.
  • the plurality of pumps 50 have a function of sending out liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen tank 100 to the hydrogen usage equipment 101. Note that, as shown in FIG. 1, in this embodiment, a plurality of pumps 50 are arranged in parallel.
  • the liquefied hydrogen system 1S further includes two attachment/detachment mechanisms 1. Each attachment/detachment mechanism 1 separates a portion including the pump 50 from the flow path LS during maintenance of the pump 50.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic diagram of the liquefied hydrogen system 1S according to the present embodiment, and is a diagram showing how liquefied hydrogen flows through the flow path LS.
  • the attachment/detachment mechanism 1 includes a first valve 91, a second valve 92, a third valve 93, and a fourth valve 94.
  • the first valve 91, the second valve 92, the third valve 93, and the fourth valve 94 are arranged in this order from the liquefied hydrogen tank 100 side. Each valve opens and closes a part of the flow path LS.
  • the pump 50 described above is arranged between the second valve 92 and the third valve 93.
  • the part between the first valve 91 and the second valve 92 is called a first part LS1
  • the part between the second valve 92 and the pump 50 is called a second part LS2
  • the part between the pump 50 and the third valve 93 is called a third part LS3
  • the part between the third valve 93 and the fourth valve 94 is called a fourth part LS4.
  • the attachment/detachment mechanism 1 further includes a hydrogen supply/discharge section 70 , a hydrogen supply/discharge section 71 , a nitrogen supply section 80 , and a nitrogen discharge section 81 .
  • Each supply/discharge unit supplies gas to the flow path LS and discharges gas from the flow path LS.
  • the hydrogen supply/discharge unit 70 communicates with the first portion LS1 and supplies hydrogen gas to the flow path LS. Further, the hydrogen supply/discharge unit 70 discharges hydrogen gas from the first portion LS1.
  • the hydrogen supply/discharge unit 70 includes a hydrogen gas tank 70A, a flow path 70B, and a hydrogen valve 70C.
  • the hydrogen gas tank 70A stores hydrogen gas.
  • the flow path 70B communicates the hydrogen gas tank 70A and the first portion LS1.
  • the hydrogen valve 70C opens and closes the flow path 70B.
  • the hydrogen supply/discharge unit 71 communicates with the fourth portion LS4 and supplies hydrogen gas to the flow path LS. Further, the hydrogen supply/discharge unit 71 discharges hydrogen gas from the fourth portion LS4.
  • the hydrogen supply/discharge unit 71 includes a hydrogen gas tank 71A, a flow path 71B, and a hydrogen valve 71C. The structure and function of these members are similar to each member of the hydrogen supply/discharge section 70.
  • the nitrogen supply section 80 communicates with the second portion LS2 of the flow path LS.
  • the nitrogen supply unit 80 directly communicates with the second portion LS2 without passing through the first portion LS1, and supplies nitrogen gas to the flow path LS.
  • the nitrogen supply unit 80 includes a nitrogen gas tank 80A, a flow path 80B, and a nitrogen valve 80C.
  • the nitrogen gas tank 80A stores nitrogen gas.
  • the flow path 80B communicates the nitrogen gas tank 80A and the second portion LS2.
  • the nitrogen valve 80C opens and closes the flow path 80B.
  • the nitrogen discharge part 81 communicates with the third portion LS3 of the flow path LS and discharges nitrogen gas from the flow path LS.
  • the nitrogen discharge section 81 includes a nitrogen gas tank 81A, a flow path 81B, and a nitrogen valve 81C.
  • the nitrogen gas tank 81A stores nitrogen gas.
  • the flow path 81B communicates the nitrogen gas tank 81A and the third portion LS3.
  • the nitrogen valve 81C opens and closes the flow path 81B.
  • the attachment/detachment mechanism 1 further includes a pressure gauge 61, a thermometer 62, a pressure gauge 63, and a thermometer 64.
  • the pressure gauge 61 detects the pressure of the first portion LS1
  • the thermometer 62 detects the temperature of the first portion LS1.
  • the pressure gauge 63 detects the pressure of the fourth portion LS4, and the thermometer 64 detects the temperature of the fourth portion LS4.
  • the attachment/detachment mechanism 1 further includes a first joint part LT1 and a second joint part LT.
  • the pump 50 can be attached to and detached from the flow path LS by the first joint part LT1 and the second joint part LT2.
  • the first joint part LT1 and the second joint part LT2 have a bayonet joint structure. Note that any joint structure such as a flange joint can be adopted as the first joint part LT1 and the second joint part LT2.
  • FIG. 3 is a flowchart of a method for maintaining the pump 50.
  • FIG. 4 is an enlarged schematic diagram of the liquefied hydrogen system 1S according to the present embodiment, showing a state in which a part of the flow path LS has been replaced with hydrogen gas.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which a part of the flow path LS is further replaced with nitrogen gas.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state in which the pump 50 is separated from the flow path LS. In each figure, a state where a valve is painted white means that the valve is open, and a state where the valve is painted black means that the valve is closed.
  • step S01 of FIGS. 2 and 3 when the pump 50 is in an operable state, the first valve 91, the second valve 92, the third valve 93, and the fourth valve 94 are all open, and the hydrogen Valve 70C, nitrogen valve 80C, nitrogen valve 81C, and hydrogen valve 71C are all closed. In this state, the pump 50 is operated, so that liquefied hydrogen flows through the channel LS.
  • step S03 of FIG. 3 and FIG. 92 and third valve 93 are respectively closed.
  • the first portion LS1 and the fourth portion LS4 are each filled with hydrogen gas at room temperature.
  • the operator opens the nitrogen valve 80C and the nitrogen valve 81C, respectively.
  • nitrogen gas flows into the second portion LS2 and third portion LS3 from the nitrogen supply portion 80, and hydrogen gas is discharged from the second portion LS2 and third portion LS3 to the nitrogen discharge portion 81. That is, the hydrogen gas in the second portion LS2 and the third portion LS3 is replaced with nitrogen gas.
  • the operator closes the nitrogen valve 80C and the nitrogen valve 81C.
  • the operator opens the first joint part LT1 and the second joint part LT2. and remove the pump 50 from the flow path LS.
  • the second portion LS2 and the third portion LS3 are sealed in a state filled with nitrogen gas.
  • an operator can perform maintenance on the pump 50.
  • the operator reconnects the pump 50 to the flow path LS at the first joint part LT1 and the second joint part LT2. Thereafter, the operator performs the reverse process to the above-mentioned removal process. Specifically, the operator replaces the pump 50, the second valve 92, and the third valve 93 with nitrogen gas so that air and hydrogen gas do not mix. Specifically, the operator closes the second valve 92 and the third valve 93, opens the nitrogen valve 80C and the nitrogen valve 81C, and supplies nitrogen gas to the pump 50, the second part LS2, and the third part LS3. The air is replaced with nitrogen gas.
  • the operator opens the second valve 92 and the third valve 93 to cause hydrogen gas to flow into the second portion LS2 and the third portion LS3 again.
  • the operator opens the first valve 91 and the fourth valve 94 to cause liquefied hydrogen to flow into the first portion LS1, second portion LS2, third portion LS3, and fourth portion LS4.
  • the pump 50 can be restarted. Note that the opening and closing of each valve during the removal and installation of the pump 50 described above may be performed automatically.
  • the first valve 91, the second valve 92, the first joint part LT1, the pump 50, the second joint part LT2, the third valve 93, and the fourth valve 94 are arranged in this order.
  • the operator places hydrogen into the first portion LS1, second portion LS2, third portion LS3, and fourth portion LS4 while the flow path LS is filled with liquefied hydrogen. Gas is introduced and liquefied hydrogen is discharged.
  • the operator causes nitrogen gas to flow into the second part LS2 and third part LS3 while hydrogen gas flows into the first part LS1, second part LS2, third part LS3, and fourth part LS4. , emit hydrogen gas.
  • the operator divides and seals the flow path LS with the first joint portion LT1 and the second joint portion LT2, and separates the pump 50. do.
  • the pump 50 can be safely removed from the flow path LS while the pump 50 is replaced with nitrogen gas. Since the melting point of nitrogen gas is -210°C, it tends to solidify when exposed to the cold heat of liquefied hydrogen at -253°C. However, in the present embodiment, even when liquefied hydrogen is filled on the liquefied hydrogen tank 100 side from the first valve 91 and on the hydrogen usage equipment 101 side from the fourth valve 94, the first portion LS1 and the fourth portion LS4 Since each is filled with hydrogen gas, it is possible to prevent the cold heat of the liquefied hydrogen at about -253° C. from being transmitted to the nitrogen gas in the second portion LS2 and the third portion LS3.
  • the first portion LS1 and the fourth portion LS4 can each function as a temperature buffer.
  • the pump 50 can be removed from the flow path LS for the purpose of maintenance or the like by using nitrogen gas, which is cheaper than helium, which is generally used as an inert gas. Therefore, maintenance of the pump 50 can be performed without being affected by the amount of helium gas supplied. As a result, maintenance costs for the liquefied hydrogen system 1S can also be reduced. Further, after maintenance, the operation of the pump 50 can be promptly restarted by flowing liquefied hydrogen again into a limited area from the first valve 91 to the fourth valve 94.
  • the operator when the operator fills the space between the first valve 91 and the fourth valve 94 of the flow path LS with hydrogen gas, the operator closes the first valve 91 and the fourth valve 94, respectively.
  • the operator by introducing hydrogen gas between the first valve 91 and the fourth valve 94, liquefied hydrogen is discharged. Therefore, filling the hydrogen gas and discharging the liquefied hydrogen can be efficiently performed while pushing out the liquefied hydrogen using the hydrogen gas.
  • the operator when filling nitrogen gas between the second valve 92 and the third valve 93 of the flow path LS, the operator closes the second valve 92 and the third valve 93, respectively, and then closes the second valve 92 and the third valve 93.
  • nitrogen gas between 92 and third valve 93 hydrogen gas is discharged. In this case as well, filling the nitrogen gas and discharging the hydrogen gas can be performed efficiently while pushing out the hydrogen gas with the nitrogen gas.
  • the nitrogen supply unit 80 for supplying nitrogen gas to the second portion LS2 and the third portion LS3 is directly connected to the second portion LS2 of the flow path LS. Therefore, compared to the case where nitrogen gas is supplied to the second part LS2 and third part LS3 via the first part LS1 and fourth part LS4, nitrogen gas is supplied to the first part LS1 and fourth part LS4. There is no residual nitrogen gas, and solidification of the residual nitrogen gas can be prevented. Further, with such a configuration, it is possible to prevent hydrogen gas from leaking into the atmosphere from the first portion LS1 and the fourth portion LS4 serving as the temperature buffer, and to prevent air from entering the temperature buffer.
  • the operator adjusts the opening and closing of the hydrogen valve 70C according to the detection results of the pressure gauge 61 and the thermometer 62, The filling amount of hydrogen gas in the first portion LS1 can be adjusted.
  • the operator adjusts the opening/closing of the hydrogen valve 70C according to the detection results of the pressure gauge 63 and the thermometer 64, and controls the hydrogen gas in the fourth portion LS4. Gas filling amount can be adjusted. In each of the above adjustment operations, the operator may adjust the filling amount of hydrogen gas according to the detection result of one of temperature and pressure.
  • the hydrogen gas contracts due to the propagation of the cold heat of the liquefied hydrogen, and the pressure tends to decrease. If the pressure in the first part LS1 is left as it is, the pressure difference between the first part LS1 and the second part LS2 causes nitrogen gas to flow into the first part LS1 through the second valve 92 and liquefy. There is a possibility that it will solidify within the first portion LS1 due to the cold heat of hydrogen. In this embodiment, in order to prevent such a problem, when the pressure in the first portion LS1 decreases, the operator supplies hydrogen gas from the hydrogen supply/discharge unit 70 to maintain the pressure in the first portion LS1. Can be done.
  • the temperature of the first portion LS1 drops significantly, there is a possibility that nitrogen will liquefy and solidify between the second valve 92 and the first joint portion LT1.
  • nitrogen gas is liquefied in this way, hydrogen gas may leak from the first portion LS1 to the second portion LS2 due to the generation of negative pressure.
  • the hydrogen gas leaking into the second portion LS2 is re-vaporized by heat input from the atmosphere, its pressure increases, and there is a possibility that the hydrogen gas may further leak into the atmosphere.
  • the operator when the temperature of the first portion LS1 decreases, the operator repeatedly supplies and discharges hydrogen gas by operating the hydrogen supply/discharge unit 70 to raise the temperature of the first portion LS1. can be done.
  • the operator increases the temperature of the first part LS1 by increasing the amount of hydrogen gas supplied to the first part LS1, and when the pressure increases accordingly, the operator removes the hydrogen gas from the first part LS1.
  • the pressure in the first portion LS1 can be adjusted by slightly discharging it. Note that each measuring device such as the pressure gauge 61 and the thermometer 62 is not essential in the present disclosure. Further, the above adjustment work may be performed automatically.
  • the pump 50 when the pump 50 is separated from the flow path LS as a device that handles liquefied hydrogen as in this embodiment, maintenance thereof may require several days. Even in such a case, in this embodiment, as shown in FIG. 1, since the pumps 50 are arranged in parallel, the transfer of liquefied hydrogen can be continued by operating the other pump during maintenance of one pump. be able to. Further, as described above, even if the pump 50 is separated from the flow path LS for a long period of time, the operator can adjust the amount of hydrogen gas filled in the first part LS1 and the fourth part LS4. Therefore, even during long-term maintenance, it is possible to stably prevent cold heat from being transferred to the nitrogen gas in the second portion LS2 and the third portion LS3.
  • the valves and the like are arranged in order along the direction in which the liquefied hydrogen flows from the liquefied hydrogen tank 100 toward the hydrogen usage equipment 101.
  • the direction in which the liquefied hydrogen flows is The direction may be from the equipment 101 in use to the liquefied hydrogen tank 100.
  • the first valve 91, the second valve 92, the first joint part LT1, the pump 50, the second joint part LT2, the third valve 93, and the fourth valve 94 may be arranged in order.
  • hydrogen gas and nitrogen gas are respectively flowed from the second valve 92 side to the third valve 93 side through the pump 50, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the attachment/detachment mechanism 1 may have its own hydrogen gas and nitrogen gas supply and discharge passages on both sides of the pump 50.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic diagram of the liquefied hydrogen system according to the first modified embodiment of the present disclosure, and is a diagram showing a state in which a portion of the flow path LS is replaced with hydrogen gas and nitrogen gas, respectively. .
  • This modified embodiment is different from the previous embodiment in the supply route of nitrogen gas to the flow path LS, and therefore, the description will focus on this difference.
  • the liquefied hydrogen system 1S includes a seal gas flow path 51 and a valve 52 instead of the nitrogen supply section 80 and nitrogen discharge section 81 according to the previous embodiment.
  • the seal gas passage 51 supplies a seal gas made of nitrogen to a gap within the pump 50 in order to prevent liquefied hydrogen from leaking within the pump 50 .
  • the operator can supply the above nitrogen gas to the flow path LS by switching the opening and closing of the valve 52.
  • the operator closes the second valve 92 and the third valve 93 with hydrogen gas filled between the first valve 91 and the fourth valve 94.
  • nitrogen gas flows from the pump 50 into the flow path between the second valve 92 and the third valve 93.
  • hydrogen gas is discharged from a discharge passage (not shown).
  • the operator can separate the flow path LS at the first joint part LT1 and the second joint part LT2 and remove the pump 50. Even in such a configuration, the pump 50 can be safely removed from the flow path LS while preventing the nitrogen gas from solidifying.
  • the nitrogen gas supply source in the present disclosure may be the pump 50.
  • FIG. 8 is an enlarged schematic diagram of a liquefied hydrogen system according to a second modified embodiment of the present disclosure, showing a state in which a part of the flow path LS is replaced with hydrogen gas and nitrogen gas.
  • the hydrogen supply/discharge part 70 communicating with the first part LS1 and the hydrogen supply/discharge part 71 communicating with the fourth part LS4 each supply and discharge hydrogen gas through one passage.
  • the hydrogen gas supply passage and the discharge passage may be provided independently.
  • the attachment/detachment mechanism 1 includes a hydrogen supply section 75 and an adjustment hydrogen discharge section 76.
  • the hydrogen supply unit 75 has a function of supplying hydrogen gas to a portion between the first valve 91 and the fourth valve 94. Further, the hydrogen supply unit 75 has a function of adjusting the amount of hydrogen gas filled in the first portion LS1 by supplying hydrogen gas to the first portion LS1 after the second valve 92 is closed. Further, the adjusting hydrogen discharge section 76 has a function of adjusting the amount of hydrogen gas filled in the first portion LS1 by discharging hydrogen gas from the first portion LS1 after the second valve 92 is closed.
  • the attachment/detachment mechanism 1 includes an adjustment hydrogen supply section 85 and a hydrogen discharge section 86.
  • the hydrogen discharge section 86 has a function of receiving liquefied hydrogen and hydrogen gas from a portion between the first valve 91 and the fourth valve 94. Further, the hydrogen discharge section 86 has a function of adjusting the amount of hydrogen filled in the fourth portion LS4 by receiving hydrogen gas from the fourth portion LS4 after the third valve 93 is closed. Further, the adjustment hydrogen supply unit 85 has a function of adjusting the amount of hydrogen gas filled in the fourth portion LS4 by supplying hydrogen gas to the fourth portion LS4 after the third valve 93 is closed.
  • the operator can determine the amount of hydrogen gas supplied from the hydrogen supply section 75 and the amount of hydrogen gas discharged from the adjustment hydrogen discharge section 76 according to the detection results of the pressure gauge 61 and the thermometer 62.
  • the amount of hydrogen gas discharged can be adjusted.
  • the amount of hydrogen gas supplied from the adjustment hydrogen supply section 85 and the amount of hydrogen gas discharged from the hydrogen discharge section 86 can be adjusted according to the detection results of the pressure gauge 63 and the thermometer 64. can.
  • a device maintenance method includes a first valve, a second valve, a device, a third valve, and a fourth valve, which are arranged in order along the direction in which liquefied hydrogen flows.
  • a method for maintaining equipment in a flow path comprising: filling hydrogen gas between the first valve and the fourth valve of the flow path; filling a space between the second valve and the third valve of the flow path with nitrogen gas from a state in which the hydrogen gas is filled between the valve and the second valve of the flow path; The flow paths between the second valve and the device and between the third valve and the device are separated and sealed, respectively, with the nitrogen gas filled between the third valve and the third valve. , separating the device from the flow path.
  • the method when filling the hydrogen gas between the first valve and the fourth valve of the flow path, the first valve and the fourth valve are respectively closed, and the first valve and the fourth valve are respectively closed.
  • the method may further include discharging the liquefied hydrogen by introducing the hydrogen gas between the valve and the fourth valve.
  • the hydrogen gas filling operation and the liquefied hydrogen discharging operation can be performed efficiently.
  • the method when filling the space between the second valve and the third valve of the flow path with the nitrogen gas, the second valve and the third valve are respectively closed, and the second valve and the third valve are respectively closed.
  • the method may further include discharging the hydrogen gas by introducing the nitrogen gas between the valve and the third valve.
  • the nitrogen gas filling operation and the hydrogen gas discharging operation can be performed efficiently.
  • the hydrogen gas when filling the hydrogen gas between the first valve and the fourth valve of the flow path, the hydrogen gas is introduced between the first valve and the second valve.
  • the method may further include discharging the liquefied hydrogen from between the third valve and the fourth valve.
  • the part between the first valve and the fourth valve can be efficiently filled with hydrogen gas by using the device as a flow path for hydrogen gas.
  • the method when filling the space between the second valve and the third valve of the flow path with the nitrogen gas, introducing the nitrogen gas between the second valve and the device, The method may further include discharging the hydrogen gas from between the device and the third valve.
  • the part between the second valve and the third valve can be efficiently filled with nitrogen gas by using the device as a flow path for nitrogen gas. Additionally, since the inside of the device can be replaced with nitrogen gas through this operation, the device can be removed safely.
  • temperature and pressure are detected between the first valve and the second valve or between the third valve and the fourth valve while the device is separated from the flow path.
  • the method may further include adjusting the filling amount of the hydrogen gas according to the detection result of at least one of the temperature and pressure.
  • the filling amount of the hydrogen gas is increased. It may also be something that allows you to do so.

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Abstract

液化水素の流路から機器を分離する際に、窒素ガスが固化することを防止することが可能な機器のメンテナンス方法を提供する。機器のメンテナンス方法では、作業者が、第１部分（ＬＳ１）、第２部分（ＬＳ２）、第３部分（ＬＳ３）、第４部分（ＬＳ４）に水素ガスを流入させ、液化水素を排出させる。その後、作業者は、第２部分（ＬＳ２）および第３部分（ＬＳ３）に窒素ガスを流入させ、水素ガスを排出させる。第２部分（ＬＳ２）および第３部分（ＬＳ３）に窒素ガスが充填された状態で、作業者は、第１継手部（ＬＴ１）および第２継手部（ＬＴ２）において流路（ＬＳ）を分断し、ポンプ（５０）を取り外す。

Description

機器のメンテナンス方法
　本開示は、液化水素を取り扱う機器のメンテナンス方法に関する。
　低温の液化ガスを取り扱う技術として、特許文献１には、ＬＮＧ受入基地タンクからのＬＮＧ出荷方法及びそのための装置が開示されている。
　当該技術では、ローリー車がフレキシブルホースを介してＬＮＧ受入基地に接続される。ＬＮＧ受入基地からローリー車へのＬＮＧの積載作業が終了すると、窒素ガス供給設備からフレキシブルホース内に窒素ガスを流すことで、前記フレキシブルホース内に残留したＬＮＧがパージされ、ローリー車がＬＮＧ受入基地から切り離される。
特許第５４９５７１３号公報
　特許文献１に記載された技術では、ローリー車をＬＮＧ受入基地から切り離す際に、窒素ガスを用いてパージしているが、液化水素を取り扱う機器にこのようなパージ技術を適用しようとすると、液化水素の冷熱を受けて窒素が固化する恐れがある。
　本開示の目的は、液化水素の流路から機器を分離する際に、窒素ガスが固化することを防止することが可能な機器のメンテナンス方法を提供することにある。
　本開示の一局面に係る機器のメンテナンス方法は、液化水素が流れる方向に沿って順に配置される、第１バルブと、第２バルブと、機器と、第３バルブと、第４バルブとを有する流路における、機器のメンテナンス方法であって、前記流路の前記第１バルブと前記第４バルブとの間に水素ガスを充填することと、前記流路の前記第１バルブと前記第４バルブとの間に前記水素ガスが充填された状態から、前記流路の前記第２バルブと前記第３バルブとの間に窒素ガスを充填することと、前記流路の前記第２バルブと前記第３バルブとの間に前記窒素ガスが充填された状態で、前記第２バルブと前記機器との間、及び前記第３バルブと前記機器との間の前記流路をそれぞれ分断および封止し、前記機器を前記流路から分離することと、を備える。
　本開示によれば、液化水素の流路から機器を分離する際に、窒素ガスが固化することを防止することが可能な機器のメンテナンス方法を提供することができる。
図１は、本開示の対象となる液化水素システムの全体概要図である。 図２は、本開示の一実施形態に係る液化水素システムの拡大概要図であって、流路を液化水素が流れる様子を示す図である。 図３は、本開示の一実施形態に係る機器のメンテナンス方法のフローチャートである。 図４は、本開示の一実施形態に係る液化水素システムの拡大概要図であって、流路の一部が水素ガスで置換された状態を示す図である。 図５は、本開示の一実施形態に係る液化水素システムの拡大概要図であって、流路の一部が更に窒素ガスで置換された状態を示す図である。 図６は、本開示の一実施形態に係る液化水素システムの拡大概要図であって、機器が流路から分離された状態を示す図である。 図７は、本開示の第１変形実施形態に係る液化水素システムの拡大概要図であって、流路の一部が水素ガスおよび窒素ガスで置換された状態を示す図である。 図８は、本開示の第２変形実施形態に係る液化水素システムの拡大概要図であって、流路の一部が水素ガスおよび窒素ガスで置換された状態を示す図である。
　以下、図面を参照して、本開示に係る機器のメンテナンス方法の実施形態を詳細に説明する。本開示に係る機器は、液化水素を取り扱う部材や装置である。以下の実施形態では、機器としてポンプを用いた例に基づいて説明する。
　図１は、本開示の対象となる液化水素システム１Ｓの全体概要図である。当該液化水素システム１Ｓは、液化水素タンク１００と、水素使用設備１０１と、複数のポンプ５０と、を備える。液化水素タンク１００、水素使用設備１０１および複数のポンプ５０は、流路ＬＳによって接続されている。
　液化水素タンク１００は、液化水素を貯留可能なタンクであって、陸上に配置されている。一例として、液化水素タンク１００は、地上据え置き式の平底タンクである。水素使用設備１０１は、液化水素タンク１００に貯留された液化水素を使用する設備である。一例として、水素使用設備１０１は、液化水素を移送するローリーを含む。複数のポンプ５０は、液化水素タンク１００に貯留された液化水素を水素使用設備１０１に送出する機能を有する。なお、図１に示すように、本実施形態では、複数のポンプ５０が並列に配置されている。
　液化水素システム１Ｓは、２つの着脱用機構１を更に備える。各着脱用機構１は、ポンプ５０のメンテナンスに際して、流路ＬＳからポンプ５０を含む部分を分離する。
　次に、図１の一方のポンプ５０の周辺を例に、着脱用機構１の構成、機能について詳述する。図２は、本実施形態に係る液化水素システム１Ｓの拡大概要図であって、流路ＬＳを液化水素が流れる様子を示す図である。
　着脱用機構１は、第１バルブ９１と、第２バルブ９２と、第３バルブ９３と、第４バルブ９４とを有する。
　第１バルブ９１、第２バルブ９２、第３バルブ９３および第４バルブ９４は、液化水素タンク１００側から順に配置される。各バルブは、流路ＬＳの一部を開閉する。前述のポンプ５０は、第２バルブ９２と第３バルブ９３との間に配置される。
　以下では、流路ＬＳにおいて、第１バルブ９１と第２バルブ９２との間の部分を第１部分ＬＳ１と呼び、第２バルブ９２とポンプ５０との間の部分を第２部分ＬＳ２と呼び、ポンプ５０と第３バルブ９３との間の部分を第３部分ＬＳ３と呼び、第３バルブ９３と第４バルブ９４との間の部分を第４部分ＬＳ４と呼ぶ。
　着脱用機構１は、水素給排部７０と、水素給排部７１と、窒素供給部８０と、窒素放出部８１とを更に有する。
　各給排部は、流路ＬＳにガスを供給するとともに、流路ＬＳからガスを排出する。具体的に、水素給排部７０は、第１部分ＬＳ１に連通し、流路ＬＳに水素ガスを供給する。また、水素給排部７０は、第１部分ＬＳ１から水素ガスを排出する。水素給排部７０は、水素ガスタンク７０Ａと、流路７０Ｂと、水素用バルブ７０Ｃとを有する。水素ガスタンク７０Ａは、水素ガスを貯留している。流路７０Ｂは、水素ガスタンク７０Ａと第１部分ＬＳ１とを連通する。水素用バルブ７０Ｃは、流路７０Ｂを開閉する。
　水素給排部７１は、第４部分ＬＳ４に連通し、流路ＬＳに水素ガスを供給する。また、水素給排部７１は、第４部分ＬＳ４から水素ガスを排出する。水素給排部７１は、水素ガスタンク７１Ａと、流路７１Ｂと、水素用バルブ７１Ｃとを有する。これらの部材の構造および機能は、水素給排部７０の各部材と同様である。
　窒素供給部８０は、流路ＬＳの第２部分ＬＳ２に連通している。特に、窒素供給部８０は、第１部分ＬＳ１を経由することなく第２部分ＬＳ２に直接連通しており、流路ＬＳに窒素ガスを供給する。窒素供給部８０は、窒素ガスタンク８０Ａと、流路８０Ｂと、窒素用バルブ８０Ｃとを有する。窒素ガスタンク８０Ａは、窒素ガスを貯留している。流路８０Ｂは、窒素ガスタンク８０Ａと第２部分ＬＳ２とを連通する。窒素用バルブ８０Ｃは、流路８０Ｂを開閉する。
　窒素放出部８１は、流路ＬＳの第３部分ＬＳ３に連通し、流路ＬＳから窒素ガスを排出する。窒素放出部８１は、窒素ガスタンク８１Ａと、流路８１Ｂと、窒素用バルブ８１Ｃとを有する。窒素ガスタンク８１Ａは、窒素ガスを貯留する。流路８１Ｂは、窒素ガスタンク８１Ａと第３部分ＬＳ３とを連通する。窒素用バルブ８１Ｃは、流路８１Ｂを開閉する。
　着脱用機構１は、圧力計６１と、温度計６２と、圧力計６３と、温度計６４とを更に有する。圧力計６１は第１部分ＬＳ１の圧力を検出し、温度計６２は第１部分ＬＳ１の温度を検出する。同様に、圧力計６３は第４部分ＬＳ４の圧力を検出し、温度計６４は第４部分ＬＳ４の温度を検出する。
　着脱用機構１は、第１継手部ＬＴ１と、第２継手部ＬＴとを更に備える。第１継手部ＬＴ１および第２継手部ＬＴ２によって、ポンプ５０が流路ＬＳに対して着脱可能である。本実施形態では、第１継手部ＬＴ１および第２継手部ＬＴ２は、バイヨネット継手構造を有している。なお、第１継手部ＬＴ１および第２継手部ＬＴ２には、フランジ継手等の任意の継手構造を採用できる。
　次に、液化水素システム１Ｓの流路ＬＳからポンプ５０を取り外し、当該ポンプ５０のメンテナンスを行う手順について図２～図６を参照して説明する。図３は、ポンプ５０のメンテナンス方法のフローチャートである。図４は、本実施形態に係る液化水素システム１Ｓの拡大概要図であって、流路ＬＳの一部が水素ガスで置換された状態を示す図である。同様に、図５は、流路ＬＳの一部が更に窒素ガスで置換された状態を示す図である。また、図６は、ポンプ５０が流路ＬＳから分離された状態を示す図である。なお、各図では、バルブが白く塗られた状態は当該バルブが開いた状態を意味し、バルブが黒く塗られた状態は当該バルブが閉じた状態を意味している。
　図２および図３のステップＳ０１に示すように、ポンプ５０が作動可能な状態では、第１バルブ９１、第２バルブ９２、第３バルブ９３および第４バルブ９４がすべて開かれており、水素用バルブ７０Ｃ、窒素用バルブ８０Ｃ、窒素用バルブ８１Ｃおよび水素用バルブ７１Ｃはすべて閉じられている。この状態で、ポンプ５０が作動することで、液化水素が流路ＬＳを流れる。
　ポンプ５０のメンテナンスを行うために当該ポンプ５０を流路ＬＳから分離する場合、流路ＬＳに液化水素が充填された状態で、図３のステップＳ０２および図４に示すように作業者が第１バルブ９１および第４バルブ９４を閉じるとともに、水素用バルブ７０Ｃおよび水素用バルブ７１Ｃをそれぞれ開き、水素ガスタンク７０Ａから常温の水素ガスを流路ＬＳの第１部分ＬＳ１に流入させる。この結果、第１部分ＬＳ１、第２部分ＬＳ２、第３部分ＬＳ３および第４部分ＬＳ４に前記水素ガスが流入し、第１部分ＬＳ１、第２部分ＬＳ２、第３部分ＬＳ３および第４部分ＬＳ４から液体水素が水素給排部７１に排出される。すなわち、第１部分ＬＳ１～第４部分ＬＳ４内の液化水素が常温の水素ガスで置換される。この後、作業者は、水素用バルブ７０Ｃおよび水素用バルブ７１Ｃを閉じる。
　次に、第１部分ＬＳ１、第２部分ＬＳ２、第３部分ＬＳ３および第４部分ＬＳ４に水素ガスが流入した状態で、図３のステップＳ０３および図５に示すように、作業者が第２バルブ９２および第３バルブ９３をそれぞれ閉じる。この結果、第１部分ＬＳ１および第４部分ＬＳ４には、それぞれ常温の水素ガスが充填された状態となる。この状態で、作業者は、窒素用バルブ８０Ｃおよび窒素用バルブ８１Ｃをそれぞれ開く。この結果、第２部分ＬＳ２および第３部分ＬＳ３に窒素供給部８０から窒素ガスが流入し、第２部分ＬＳ２および第３部分ＬＳ３から水素ガスが窒素放出部８１に排出される。すなわち、第２部分ＬＳ２および第３部分ＬＳ３内の水素ガスが窒素ガスで置換される。この後、作業者は、窒素用バルブ８０Ｃおよび窒素用バルブ８１Ｃを閉じる。
　このように第２部分ＬＳ２および第３部分ＬＳ３に窒素ガスが充填された状態で、図３のステップＳ０４および図６に示すように、作業者が第１継手部ＬＴ１および第２継手部ＬＴ２を分離し、ポンプ５０を流路ＬＳから取り外す。この際、各継手部で流路ＬＳが封止されることで、第２部分ＬＳ２および第３部分ＬＳ３は窒素ガスが充填された状態で密閉される。上記のように、ポンプ５０が流路ＬＳから分離されると、作業者はポンプ５０のメンテナンスを行うことができる。
　なお、ポンプ５０のメンテナンスが終了すると、作業者は第１継手部ＬＴ１および第２継手部ＬＴ２においてポンプ５０を流路ＬＳに再接続する。その後、作業者は上記の取り外し時とは逆の工程を実行する。具体的に、作業者は、空気と水素ガスとが混じらないようにポンプ５０、第２バルブ９２および第３バルブ９３を窒素ガスで置換する。詳しくは、作業者は、第２バルブ９２および第３バルブ９３を閉じた状態で、窒素用バルブ８０Ｃおよび窒素用バルブ８１Ｃを開き、ポンプ５０、第２部分ＬＳ２および第３部分ＬＳ３に窒素ガスを流入させ、空気を窒素ガスで置換する。その後、作業者は、第２バルブ９２および第３バルブ９３を開くことで、第２部分ＬＳ２および第３部分ＬＳ３に再び水素ガスを流入させる。次に、作業者は、第１バルブ９１および第４バルブ９４を開くことで、第１部分ＬＳ１、第２部分ＬＳ２、第３部分ＬＳ３および第４部分ＬＳ４に液化水素を流入させる。この結果、ポンプ５０の再作動が可能となる。なお、上記のポンプ５０の取り外しおよび取り付けにおける各バルブの開閉は、自動で行われてもよい。
　以上のように、本実施形態では、流路ＬＳにおいて液化水素が液化水素タンク１００から水素使用設備１０１に流れる方向に沿って、第１バルブ９１、第２バルブ９２、第１継手部ＬＴ１、ポンプ５０、第２継手部ＬＴ２、第３バルブ９３、第４バルブ９４が順に配置されている。この流路ＬＳからポンプ５０を分離する場合、作業者は、流路ＬＳに液化水素が充填された状態で、第１部分ＬＳ１、第２部分ＬＳ２、第３部分ＬＳ３、第４部分ＬＳ４に水素ガスを流入させて、液化水素を排出させる。次に、作業者は、第１部分ＬＳ１、第２部分ＬＳ２、第３部分ＬＳ３、第４部分ＬＳ４に水素ガスが流入した状態で、第２部分ＬＳ２、第３部分ＬＳ３に窒素ガスを流入させ、水素ガスを排出させる。更に、作業者は、第２部分ＬＳ２、第３部分ＬＳ３に窒素ガスが流入した状態で、第１継手部ＬＴ１および第２継手部ＬＴ２によって流路ＬＳを分断および封止し、ポンプ５０を分離する。
　このような方法によれば、ポンプ５０を窒素ガスで置換した状態で、ポンプ５０を流路ＬＳから安全に取り外すことができる。窒素ガスの融点は－２１０℃であるため、－２５３℃の液化水素の冷熱を受けると固化しやすくなる。しかしながら、本実施形態では、第１バルブ９１よりも液化水素タンク１００側ならびに第４バルブ９４よりも水素使用設備１０１側にそれぞれ液化水素が充填された状態でも、第１部分ＬＳ１および第４部分ＬＳ４に水素ガスがそれぞれ充填されているため、約－２５３℃の液化水素の冷熱が第２部分ＬＳ２および第３部分ＬＳ３内の窒素ガスに伝わることを抑止することができる。すなわち、第１部分ＬＳ１および第４部分ＬＳ４が、それぞれ温度バッファとして機能することができる。この結果、液化水素の冷熱が窒素ガスに伝わり各バルブ内や流路内において窒素ガスが固化することに起因して、バルブや流路が損傷することを防止できる。したがって、一般に不活性ガスとして用いられるヘリウムよりも安価な窒素ガスを利用して、メンテナンスなどを目的としてポンプ５０を流路ＬＳから取り外すことができる。このため、ヘリウムガスの供給量に左右されることなく、ポンプ５０のメンテナンスを実施することができる。この結果、液化水素システム１Ｓのメンテナンスコストも低減することができる。また、メンテナンス後には、第１バルブ９１から第４バルブ９４までの限られた領域に液化水素を再び流すことで、ポンプ５０の作動を速やかに再開することができる。
　また、本実施形態では、作業者が流路ＬＳの第１バルブ９１と第４バルブ９４との間に水素ガスを充填する際に、第１バルブ９１と第４バルブ９４とをそれぞれ閉止して、第１バルブ９１と第４バルブ９４との間に水素ガスを導入することで液化水素を排出する。このため、水素ガスによって液化水素を押し出しながら、水素ガスの充填作業と液化水素の排出作業とを効率的に行うことができる。同様に、作業者は流路ＬＳの第２バルブ９２と第３バルブ９３との間に窒素ガスを充填する際に、第２バルブ９２と第３バルブ９３とをそれぞれ閉止して、第２バルブ９２と第３バルブ９３との間に窒素ガスを導入することで水素ガスを排出する。この場合も、窒素ガスによって水素ガスを押し出しながら、窒素ガスの充填作業と水素ガスの排出作業とを効率的に行うことができる。
　更に、本実施形態では、第２部分ＬＳ２および第３部分ＬＳ３に窒素ガスを供給するための窒素供給部８０が、流路ＬＳの第２部分ＬＳ２に直接連通している。このため、窒素ガスが第１部分ＬＳ１や第４部分ＬＳ４を介して第２部分ＬＳ２および第３部分ＬＳ３に供給される場合と比較して、第１部分ＬＳ１および第４部分ＬＳ４に窒素ガスが残留することがなく、当該残留した窒素ガスの固化を防止することができる。また、このような構成によれば、温度バッファとしての第１部分ＬＳ１および第４部分ＬＳ４から大気への水素ガスの漏洩や温度バッファへの空気の進入をも防ぐことができる。
　なお、図５、図６において、第１部分ＬＳ１に水素ガスが充填された状態で、作業者は、圧力計６１、温度計６２の検出結果に応じて水素用バルブ７０Ｃの開閉を調整し、第１部分ＬＳ１における水素ガスの充填量を調整することができる。同様に、作業者は、第４部分ＬＳ４に水素ガスが充填された状態で、圧力計６３、温度計６４の検出結果に応じて水素用バルブ７０Ｃの開閉を調整し、第４部分ＬＳ４における水素ガスの充填量を調整することができる。上記の各調整作業において、作業者は、温度、圧力のうちの一方の検出結果に応じて水素ガスの充填量を調整しても良い。
　上記の調整作業について、図６の第１部分ＬＳ１を例に具体的に説明する。第１部分ＬＳ１では液化水素の冷熱の伝播により水素ガスが収縮して圧力が低下しやすい。このように第１部分ＬＳ１の圧力が低下したままで放置されると、第１部分ＬＳ１と第２部分ＬＳ２との圧力差によって窒素ガスが第２バルブ９２を通じて第１部分ＬＳ１に流入し、液化水素の冷熱を受けて第１部分ＬＳ１内で固化してしまう恐れがある。本実施形態では、このような問題を防ぐため、第１部分ＬＳ１の圧力が低下した場合は、作業者が水素給排部７０から水素ガスを供給して第１部分ＬＳ１の圧力を維持することができる。
　一方、第１部分ＬＳ１の温度が著しく低下した場合は、第２バルブ９２と第１継手部ＬＴ１との間で窒素が液化・固化する可能性がある。このように窒素ガスが液化した場合、負圧の発生によって第１部分ＬＳ１から第２部分ＬＳ２に水素ガスがリークする可能性がある。第２部分ＬＳ２にリークした水素ガスが大気からの入熱で再気化すると、その圧力が高まり、水素ガスが更に大気にリークする恐れがある。本実施形態では、第１部分ＬＳ１の温度が低下した場合には、作業者が水素給排部７０を操作することで水素ガスの供給と放出を繰り返して、第１部分ＬＳ１の温度を昇温させることができる。一例として、作業者は、第１部分ＬＳ１への水素ガスの供給量を増大させることで、第１部分ＬＳ１の温度を上昇させ、これに伴って圧力が上昇すると第１部分ＬＳ１から水素ガスを僅かに放出することで第１部分ＬＳ１の圧力を調整することができる。なお、圧力計６１および温度計６２などの各測定機器は、本開示において必須ではない。また、上記の調整作業は、自動で行われてもよい。
　また、本実施形態では、図４に示すように、第１バルブ９１と第４バルブ９４との間に水素ガスを充填する際に、作業者は、第１バルブ９１と第２バルブ９２との間に水素ガスを導入し、第３バルブ９３と第４バルブ９４との間から液化水素を排出する。このため、ポンプ５０を水素ガスの流路として利用して、第１バルブ９１から第４バルブ９４までの間の部分に水素ガスを効率的に充填することができる。
　同様に、本実施形態では、図５に示すように、第２バルブ９２と第３バルブ９３との間に窒素ガスを充填する際に、作業者は、第２バルブ９２とポンプ５０との間に窒素ガスを導入し、ポンプ５０と第３バルブ９３との間から水素ガスを排出する。このため、ポンプ５０を窒素ガスの流路として利用して、第２バルブ９２から第３バルブ９３までの間の部分に窒素ガスを効率的に充填することができる。また、この作業を通じてポンプ５０を窒素ガスで置換することができるため、ポンプ５０を安全に取り外すことができる。
　なお、本実施形態のように液化水素を取り扱う機器としてポンプ５０が流路ＬＳから分離されると、そのメンテナンスには数日間必要になる場合がある。このような場合でも、本実施形態では図１に示すように、ポンプ５０が並列に配置されているため、一方のポンプのメンテナンス中に他のポンプを機能させることで液化水素の移送を継続することができる。また、上記のように、ポンプ５０が長期間、流路ＬＳから分離されることがあっても、作業者は、第１部分ＬＳ１および第４部分ＬＳ４の水素ガスの充填量を調整することができるため、長期間のメンテナンスに対しても第２部分ＬＳ２および第３部分ＬＳ３の窒素ガスに冷熱が伝わることを安定して抑止することができる。
　［変形実施形態］
　以上、本開示に係る機器のメンテナンス方法について説明したが、本開示は上掲の実施形態に何ら限定されない。例えば、上述の機器のメンテナンス方法について、次のような変形実施形態を取ることができる。
　上記の実施形態では、液化水素タンク１００から水素使用設備１０１に向かって液化水素が流れる方向に沿って、各バルブなどが順に配置される態様にて説明したが、液化水素が流れる方向は、水素使用設備１０１から液化水素タンク１００に向かう方向でもよい。この場合、水素使用設備１０１から液化水素タンク１００に向かって、第１バルブ９１、第２バルブ９２、第１継手部ＬＴ１、ポンプ５０、第２継手部ＬＴ２、第３バルブ９３、第４バルブ９４が順に配置されればよい。
　また、上記の実施形態では、第２バルブ９２側から第３バルブ９３側にポンプ５０を通じて水素ガスおよび窒素ガスをそれぞれ流す態様にて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。着脱用機構１は、ポンプ５０の両側において水素ガスおよび窒素ガスの供給、排出通路を独自に有するものでもよい。
　また、図７は、本開示の第１変形実施形態に係る液化水素システムの拡大概要図であって、流路ＬＳの一部が水素ガスおよび窒素ガスでそれぞれ置換された状態を示す図である。本変形実施形態は、先の実施形態と比較して、流路ＬＳに対する窒素ガスの供給経路において相違するため、当該相違点を中心に説明する。
　液化水素システム１Ｓは、先の実施形態に係る窒素供給部８０および窒素放出部８１の代わりに、シールガス流路５１と、バルブ５２とを備える。シールガス流路５１は、ポンプ５０内において液化水素が漏れることを防止するために、ポンプ５０内の隙間に窒素からなるシールガスを供給する。作業者は、バルブ５２の開閉を切換えることで、上記の窒素ガスを流路ＬＳに供給することができる。
　本変形実施形態では、先の実施形態と同様に、第１バルブ９１と第４バルブ９４との間に水素ガスが充填された状態で、作業者が第２バルブ９２および第３バルブ９３を閉じ、バルブ５２を開くと、ポンプ５０から第２バルブ９２と第３バルブ９３との間の流路に窒素ガスが流入される。この際、不図示の排出流路から水素ガスが排出される。その後、先の実施形態と同様に、作業者は、第１継手部ＬＴ１、第２継手部ＬＴ２において流路ＬＳを分離し、ポンプ５０を取り外すことができる。このような構成においても、窒素ガスの固化を防止しながら、ポンプ５０を流路ＬＳから安全に取り外すことができる。このように、本開示における窒素ガスの供給源は、ポンプ５０でもよい。
　また、図８は、本開示の第２変形実施形態に係る液化水素システムの拡大概要図であって、流路ＬＳの一部が水素ガスおよび窒素ガスで置換された状態を示す図である。先の実施形態では、第１部分ＬＳ１に連通する水素給排部７０および第４部分ＬＳ４に連通する水素給排部７１が、それぞれ、１本の通路を介して水素ガスの供給および排出を行う態様にて説明したが、図８に示すように、水素ガスの供給用通路および排出用通路は独立して設けられてもよい。
　具体的に、着脱用機構１は、水素供給部７５と、調整用水素排出部７６とを有する。水素供給部７５は、第１バルブ９１から第４バルブ９４までの間の部分に水素ガスを供給する機能を有する。また、水素供給部７５は、第２バルブ９２が閉じられた後に、第１部分ＬＳ１に水素ガスを供給することで第１部分ＬＳ１の水素ガス充填量を調整する機能を有する。また、調整用水素排出部７６は、第２バルブ９２が閉じられた後に、第１部分ＬＳ１から水素ガスを排出することで第１部分ＬＳ１の水素ガス充填量を調整する機能を有する。
　同様に、着脱用機構１は、調整用水素供給部８５と、水素排出部８６とを有する。水素排出部８６は、第１バルブ９１から第４バルブ９４までの間の部分から液化水素および水素ガスを受け入れる機能を有する。また、水素排出部８６は、第３バルブ９３が閉じられた後に、第４部分ＬＳ４から水素ガスを受け入れることで第４部分ＬＳ４の水素充填量を調整する機能を有する。また、調整用水素供給部８５は、第３バルブ９３が閉じられた後に、水素ガスを第４部分ＬＳ４に供給することで第４部分ＬＳ４の水素ガス充填量を調整する機能を有する。
　上記のような構成においても、作業者は、圧力計６１、温度計６２の検出結果に応じて、水素供給部７５から供給される水素ガスの供給量および調整用水素排出部７６から排出される水素ガスの排出量を調整することができる。また、圧力計６３、温度計６４の検出結果に応じて、調整用水素供給部８５から供給される水素ガスの供給量および水素排出部８６から排出される水素ガスの排出量を調整することができる。特に、作業者は、水素ガスの圧力または温度が下がったことを圧力計６１または温度計６２が検出すると、水素供給部７５から供給される水素ガスの供給量を増大させることが望ましい。調整用水素供給部８５についても同様である。
　［本開示のまとめ］
　以上説明した具体的実施形態には、以下の構成を有する開示が含まれている。
　本開示の一の局面に係る機器のメンテナンス方法は、液化水素が流れる方向に沿って順に配置される、第１バルブと、第２バルブと、機器と、第３バルブと、第４バルブとを有する流路における、機器のメンテナンス方法であって、前記流路の前記第１バルブと前記第４バルブとの間に水素ガスを充填することと、前記流路の前記第１バルブと前記第４バルブとの間に前記水素ガスが充填された状態から、前記流路の前記第２バルブと前記第３バルブとの間に窒素ガスを充填することと、前記流路の前記第２バルブと前記第３バルブとの間に前記窒素ガスが充填された状態で、前記第２バルブと前記機器との間、及び前記第３バルブと前記機器との間の前記流路をそれぞれ分断および封止し、前記機器を前記流路から分離することと、を備える。
　本方法によれば、流路上に液化水素が充填された状態から、第１バルブと第４バルブとの間に水素ガスを充填した後、第２バルブと第３バルブとの間に窒素ガスを充填した状態で、流路の第２バルブと機器との間、及び第３バルブと機器との間において流路を分断することで、機器のメンテナンスを安全に行うことができる。この結果、メンテナンス後には、上記の第１バルブから第４バルブまでの限られた領域に液化水素を再び流すことで、機器の作動を速やかに再開することができる。また、第１バルブと第２バルブとの間、及び第３バルブと第４バルブとの間に充填された水素ガスが温度バッファとして機能するため、機器のメンテナンスの間、液化水素の冷熱が窒素ガスに伝わり窒素ガスが固化することを防止することができる。
　上記の方法において、前記流路の前記第１バルブと前記第４バルブとの間に前記水素ガスを充填する際に、前記第１バルブと前記第４バルブとをそれぞれ閉止して、前記第１バルブと前記第４バルブとの間に前記水素ガスを導入することで前記液化水素を排出することを更に含むものでもよい。
　本方法によれば、水素ガスの充填作業と液化水素の排出作業とを効率的に行うことができる。
　上記の方法において、前記流路の前記第２バルブと前記第３バルブとの間に前記窒素ガスを充填する際に、前記第２バルブと前記第３バルブとをそれぞれ閉止して、前記第２バルブと前記第３バルブとの間に前記窒素ガスを導入することで前記水素ガスを排出することを更に含むものでもよい。
　本方法によれば、窒素ガスの充填作業と水素ガスの排出作業とを効率的に行うことができる。
　上記の方法において、前記流路の前記第１バルブと前記第４バルブとの間に前記水素ガスを充填する際に、 前記第１バルブと前記第２バルブとの間に前記水素ガスを導入し、前記第３バルブと前記第４バルブとの間から前記液化水素を排出することを更に含むものでもよい。
　本方法によれば、機器を水素ガスの流路として利用して、第１バルブから第４バルブまでの間の部分に水素ガスを効率的に充填することができる。
　上記の方法において、前記流路の前記第２バルブと前記第３バルブとの間に前記窒素ガスを充填する際に、前記第２バルブと前記機器との間に前記窒素ガスを導入し、前記機器と前記第３バルブとの間から前記水素ガスを排出することを更に含むものでもよい。
　本方法によれば、機器を窒素ガスの流路として利用して、第２バルブから第３バルブまでの間の部分に窒素ガスを効率的に充填することができる。また、この作業を通じて機器の内部を窒素ガスで置換することができるため、機器を安全に取り外すことができる。
　上記の方法において、前記機器が前記流路から分離された状態で、前記第１バルブと前記第２バルブとの間または前記第３バルブと前記第４バルブとの間の温度および圧力を検出し、当該温度および圧力のうちの少なくとも一方の検出結果に応じて、前記水素ガスの充填量を調整することを更に備えるものでもよい。
　本方法によれば、充填された水素ガスの温度や圧力が、機器のメンテナンス中に変動することがあっても、水素ガスの充填量を調整することで、液化水素、水素ガスおよび窒素ガスの温度バランスを安定して維持することができる。
　上記の方法において、前記第１バルブと前記第２バルブとの間または前記第３バルブと前記第４バルブとの間における温度または圧力が下がったことを検出すると、前記水素ガスの充填量を増大させるものでもよい。
　本方法によれば、充填された水素ガスの温度や圧力が、機器のメンテナンス中に低下することがあっても、水素ガスの充填量を増大させることで、液化水素、水素ガスおよび窒素ガスの温度バランスを更に安定して維持することができる。

Claims (7)

  1. 　液化水素が流れる方向に沿って順に配置される、第１バルブと、第２バルブと、機器と、第３バルブと、第４バルブとを有する流路における、機器のメンテナンス方法であって、
    　前記流路の前記第１バルブと前記第４バルブとの間に水素ガスを充填することと、
    　前記流路の前記第１バルブと前記第４バルブとの間に前記水素ガスが充填された状態から、前記流路の前記第２バルブと前記第３バルブとの間に窒素ガスを充填することと、
    　前記流路の前記第２バルブと前記第３バルブとの間に前記窒素ガスが充填された状態で、前記第２バルブと前記機器との間、及び前記第３バルブと前記機器との間の前記流路をそれぞれ分断および封止し、前記機器を前記流路から分離することと、
    　を備える、機器のメンテナンス方法。
  2. 　請求項１に記載の機器のメンテナンス方法であって、
    　前記流路の前記第１バルブと前記第４バルブとの間に前記水素ガスを充填する際に、前記第１バルブと前記第４バルブとをそれぞれ閉止して、前記第１バルブと前記第４バルブとの間に前記水素ガスを導入することで前記液化水素を排出することを更に含む、機器のメンテナンス方法。
  3. 　請求項１または２に記載の機器のメンテナンス方法であって、
    　前記流路の前記第２バルブと前記第３バルブとの間に前記窒素ガスを充填する際に、前記第２バルブと前記第３バルブとをそれぞれ閉止して、前記第２バルブと前記第３バルブとの間に前記窒素ガスを導入することで前記水素ガスを排出することを更に含む、機器のメンテナンス方法。
  4. 　請求項２に記載の機器のメンテナンス方法であって、
    　前記流路の前記第１バルブと前記第４バルブとの間に前記水素ガスを充填する際に、前記第１バルブと前記第２バルブとの間に前記水素ガスを導入し、前記第３バルブと前記第４バルブとの間から前記液化水素を排出することを更に含む、機器のメンテナンス方法。
  5. 　請求項３に記載の機器のメンテナンス方法であって、
    　前記流路の前記第２バルブと前記第３バルブとの間に前記窒素ガスを充填する際に、前記第２バルブと前記機器との間に前記窒素ガスを導入し、前記機器と前記第３バルブとの間から前記水素ガスを排出することを更に含む、機器のメンテナンス方法。
  6. 　請求項１乃至５の何れか１項に記載の機器のメンテナンス方法であって、
    　前記機器が前記流路から分離された状態で、前記第１バルブと前記第２バルブとの間または前記第３バルブと前記第４バルブとの間の温度および圧力を検出し、当該温度および圧力のうちの少なくとも一方の検出結果に応じて、前記水素ガスの充填量を調整することを更に備える、機器のメンテナンス方法。
  7. 　請求項６に記載の機器のメンテナンス方法であって、
    　前記第１バルブと前記第２バルブとの間または前記第３バルブと前記第４バルブとの間における温度または圧力が下がったことを検出すると、前記水素ガスの充填量を増大させる、機器のメンテナンス方法。

     
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