特許 6339743 タンク状態推定方法およびタンク状態推定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6339743

(24)【登録日】2018年5月18日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】タンク状態推定方法およびタンク状態推定プログラム

(51)【国際特許分類】

   B63B 25/16 20060101AFI20180528BHJP

   B63B 9/00 20060101ALI20180528BHJP

   F17C 13/02 20060101ALI20180528BHJP

   B63B 49/00 20060101ALI20180528BHJP

【ＦＩ】

   B63B25/16 Z

   B63B9/00 Z

   F17C13/02 302

   B63B49/00 Z

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-529850(P2017-529850)

(86)(22)【出願日】2017年4月10日

(86)【国際出願番号】JP2017014706

【審査請求日】2017年6月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232818

【氏名又は名称】日本郵船株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】特許業務法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安藤 英幸

(72)【発明者】

【氏名】須藤 康広

(72)【発明者】

【氏名】小嶋 達也

(72)【発明者】

【氏名】木村 文陽

【審査官】 畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１２４８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−９２１６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｂ ２５／１６

Ｂ６３Ｂ ９／００

Ｂ６３Ｂ ４９／００

Ｆ１７Ｃ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タンクに収容されたＬＮＧを貨物とするＬＮＧ船の航路上の所定の時点における前記タンク内の状態を推定するタンク状態推定方法であって、
前記タンクの諸元に係る情報を取得する第１工程と、
前記航路上の対象の区間の始点における前記タンク内の状態に係る情報を取得する第２工程と、
前記区間の気象予報値、および前記気象予報値の情報に基づいて求められた、前記区間における前記タンク内のＬＮＧの液体動揺予測値の情報を取得する第３工程と、
前記第１〜第３工程で取得した情報に基づいて、熱力学に基づく伝熱計算によって、前記区間における前記タンクへの入熱が前記タンク内のＬＮＧの気化に用いられたものとして、前記区間の終点における前記タンク内の状態を計算する第４工程と、を実行する、タンク状態推定方法。

【請求項2】

請求項１に記載のタンク状態推定方法において、
前記第２工程において取得する前記タンク内の状態に係る情報は、前記区間の始点における実測値、もしくは前記航路上における前記区間の前区間に対して前記第４工程において計算された、前記前区間の終点における計算値である、タンク状態推定方法。

【請求項3】

請求項１に記載のタンク状態推定方法において、
前記タンクの諸元に係る情報には、前記タンクの形状、寸法、および物性の情報の少なくとも１つ以上を含む、タンク状態推定方法。

【請求項4】

請求項１に記載のタンク状態推定方法において、
前記タンク内の状態に係る情報には、前記タンク内のＬＮＧの組成に係る情報、前記タンク内の温度、および圧力の少なくとも１つ以上を含む、タンク状態推定方法。

【請求項5】

請求項１に記載のタンク状態推定方法において、
さらに、前記タンク内にＬＮＧをスプレーして冷却するクールダウンの計画に係る情報を取得する第５工程を有し、
前記第４工程では、前記第１〜第３工程で取得した情報に加えて、前記第５工程で取得した情報に基づいて前記タンク内の状態を計算する、タンク状態推定方法。

【請求項6】

請求項１に記載のタンク状態推定方法において、
前記第３工程では、前記区間における前記気象予報値の情報に基づいて、前記区間における前記ＬＮＧ船の船体動揺予測値を計算し、前記船体動揺予測値の情報に基づいて、前記区間における前記液体動揺予測値を計算する、タンク状態推定方法。

【請求項7】

タンクに収容されたＬＮＧを貨物とするＬＮＧ船の航路上の所定の時点における前記タンク内の状態を推定する処理をコンピュータに実行させるタンク状態推定プログラムであって、
前記タンクの諸元に係る情報を取得する第１処理と、
前記航路上の対象の区間の始点における前記タンク内の状態に係る情報を取得する第２処理と、
前記区間の気象予報値、および前記気象予報値の情報に基づいて求められた、前記区間における前記タンク内のＬＮＧの液体動揺予測値の情報を取得する第３処理と、
前記第１〜第３処理で取得した情報に基づいて、熱力学に基づく伝熱計算によって、前記区間における前記タンクへの入熱が前記タンク内のＬＮＧの気化に用いられたものとして、前記区間の終点における前記タンク内の状態を計算する第４処理と、をコンピュータに実行させる、タンク状態推定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas：液化天然ガス）を貯蔵するタンク内の状態を推定する技術に関し、特に、ＬＮＧを貨物として輸送するＬＮＧ船のタンクに適用されるタンク状態推定プログラムおよびタンク状態推定方法に適用して有効な技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ＬＮＧを貨物とするＬＮＧ船では、貨物であるＬＮＧの特性から、航海計画の作成に固有の考慮要素を有する。ＬＮＧは−１６０℃程度で気化することから、例えば、外部からの入熱等によりタンク内の貨物であるＬＮＧが徐々に気化することが避けられないという特性を有する。

【0003】

これに伴い、例えば、ＬＮＧ船が積地でタンクにＬＮＧを積む際に、タンクの温度が高いとＬＮＧが大量に気化してしまうため、タンク内の温度が所定の温度以下でなければ積み込めないという制約がある。このため、ＬＮＧ船が積地に到着したときにタンクが所定の温度以下となっているように冷却しなければならない。このとき、急激に温度を下げるとタンクが破損する可能性もあるため、徐々に冷却する必要がある。そこで、積地に向かう運航中にタンクを計画的に冷却しておくクールダウン（Ｃ／Ｄ）のオペレーションが行われる。

【0004】

Ｃ／Ｄでは、タンク内に残しておいたＬＮＧ（ヒール）をタンク内にスプレーすることで、その気化熱でタンクを冷却する。したがって、ＬＮＧ船が揚地でＬＮＧを下ろす際に、全て下ろすのではなく、次に積地に向かう際のＣ／Ｄに用いるヒールを残した状態で下ろす。このとき、ヒールを多く残せば、Ｃ／Ｄのオペレーションは容易になるが、顧客としては貨物であるＬＮＧの量を減らさないよう、ヒールは極力少なくするのが望ましい。このようなＣ／Ｄのオペレーションに係る計画も航海計画に含まれる。

【0005】

ＬＮＧタンカー等におけるＬＮＧの受入、運搬、貯蔵、払出に係る貯蔵タンクの運用計画の作成に関連する技術として、例えば、特開２０１３−９２１６２号公報（特許文献１）には、混合整数非線形計画問題で表されるＬＮＧの貯蔵タンクの運用計画問題を、制約条件中の非線形式を線形近似することによって非線形制約を捨象した混合整数線形計画問題と、制約条件中に離散変数を含む整数制約および混合整数制約を捨象した連続非線形計画問題の２種類の計画問題に緩和する旨が記載されている。そして、制約条件を段階的に精緻化しながらそれぞれの緩和された計画問題を交互に繰り返し求解することで、局所的最適解であっても大域的最適解に近い実行可能解を取得することができるとされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３−９２１６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

例えば、上述したようなＣ／Ｄのオペレーションに係る計画（いつどの程度のＬＮＧをスプレーするか）等を含むＬＮＧ船の航海計画を自動的に作成したり調整したりするためには、その前提として、航路上の各時点におけるタンク内の状態（温度や圧力等）を計算により推定することが必要となる。しかし、これを精緻に計算しようとすると、特許文献１にも記載されているように、非常に複雑で高負荷な計算処理が必要となる。したがって、従来は、主に、計算によるのではなく、船長や航海士等の経験やスキルに基づいて属人的に行われる場合が多かった。

【0008】

特許文献１に記載された技術によれば、ＬＮＧを貯蔵するタンクの運用に係る非線形計画問題の複雑さを緩和し、実用的な計算時間で解を得ることが可能であるとされる。しかし、特許文献１に記載された技術では、航行中の船体（およびタンク内のＬＮＧ）の動揺によるＬＮＧの状態の変化についてまでは考慮されていない。この点を考慮した場合、非線形計画問題はより複雑となり、解を得るための演算処理もより負荷が高いものとなる。

【0009】

そこで本発明の目的は、航行中のＬＮＧ船の船体動揺の影響も含む各種の要素を考慮して、ＬＮＧを収容するタンクの状態を推定するタンク状態推定方法およびタンク状態推定プログラムを提供することにある。

【0010】

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

【0012】

本発明の代表的な実施の形態によるタンク状態推定方法は、タンクに収容されたＬＮＧを貨物とするＬＮＧ船の航路上の所定の時点における前記タンク内の状態を推定するタンク状態推定方法であって、前記タンクの諸元に係る情報を取得する第１工程と、前記航路上の対象の区間の始点における前記タンク内の状態に係る情報を取得する第２工程と、前記区間の気象予報値、および前記気象予報値の情報に基づいて求められた、前記区間における前記タンク内のＬＮＧの液体動揺予測値の情報を取得する第３工程と、前記第１〜第３工程で取得した情報に基づいて、熱力学に基づく伝熱計算によって、前記区間における前記タンクへの入熱が前記タンク内のＬＮＧの気化に用いられたものとして、前記区間の終点における前記タンク内の状態を計算する第４工程と、を実行するものである。

【0013】

また、本発明は、上述のタンク状態推定方法をコンピュータに実行させるタンク状態推定プログラムにも適用することができる。

【発明の効果】

【0014】

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

【0015】

すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、航行中のＬＮＧ船の船体動揺の影響も含む各種の要素を考慮して、ＬＮＧを収容するタンクの状態を推定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態１であるタンク状態を推定する処理の流れの例について概要を示したフロー図である。

【図2】本発明の実施の形態２であるタンク状態を推定する処理の流れの例について概要を示したフロー図である。

【図3】本発明の実施の形態２における熱力学に基づく伝熱と二相流の計算モデルの概念の例を模式的に示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。一方で、ある図において符号を付して説明した部位について、他の図の説明の際に再度の図示はしないが同一の符号を付して言及する場合がある。

【0018】

＜概要＞
上述したように、ＬＮＧ船における貨物であるＬＮＧは、−１６０℃程度で気化することから、例えば、外部からの入熱等によりタンク内のＬＮＧが徐々に気化することが避けられないという特性を有する。したがって、ＬＮＧの積地に向かう航行中に予めタンクを所定の温度以下となるように冷却しておくＣ／Ｄのオペレーションのように、航海計画の作成において各種の固有の考慮要素を有する。

【0019】

Ｃ／Ｄ以外にも、例えば、タンク内でＬＮＧが気化したガス（Boil Off Gas：ＢＯＧ）を燃焼させることでタービンを回して動力源とすることが行われる。また、主燃料である重油を燃焼させるのに代えて、強制的にタンク内のＬＮＧを気化させて燃料として用いる場合もある。このような制御により、馬力配分や燃費等の航海計画に影響し得る要素が変化する一方で、貨物であるＬＮＧの量も変化し得る。顧客（荷主）としては、ＬＮＧは極力減らさないで、定時性を維持しつつ最経済な航海計画により輸送されるのが望ましい。

【0020】

また、ＢＯＧを燃焼させることを考慮要素とする場合にも、例えば、貨物のＬＮＧ毎にその成分であるメタンやエタン等の組成比率が相違することから、ＢＯＧにおける組成比率も同じではないものと考えられる。また、同じＬＮＧでも、成分であるメタンやエタン等の気化のし易さがそれぞれ異なると考えられることから、時間経過とともにＬＮＧの組成比率も変化し、その結果ＢＯＧにおける組成比率も変化するものと考えられる。したがって、これらのＢＯＧを燃焼させたときに得られる熱量もそれぞれ異なるものと考えられ、これを考慮要素とすることで、燃費等の航海計画に影響し得る要素が変化する。

【0021】

上述したように、これらの諸要素を考慮して航海計画を作成・調整等する場合、その前提として、航路上の各時点におけるタンク内の状態（以下では「タンク状態」と記載する場合がある）を計算により推定することが必要となる。ここで、「タンク状態」とは原則としてタンク内の温度を指すものとするが、圧力を推定することでボイル・シャルルの法則から温度を容易に得ることができるため、温度に代えて、もしくはこれに加えて圧力を指すものとしてもよい。さらに、タンク内のＬＮＧの組成（メタン、エタン、…の比率等）の情報を含んでいてもよい。

【0022】

航路上においてタンク状態に影響を与える要素としては、気象、およびＣ／Ｄの際のＬＮＧのスプレーが考えられる。気象の情報には、例えば、タンクへの定常的な入熱に影響を与える気温や日照、海水温等の情報に加えて、船体（およびタンク内のＬＮＧ）の動揺に影響を与える風や波等の情報が含まれる。ＬＮＧのスプレーの情報には、スプレーするＬＮＧの質量流量の情報が含まれる。

【0023】

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１であるタンク状態を推定する処理の流れの例について概要を示したフロー図である。当該フローに係る一連の処理は、全部もしくは一部をＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリを備える専用もしくは汎用のコンピュータに実行させるプログラムとして実装してもよいし、集積回路等により構成された装置等のハードウェアとして実装してもよい。

【0024】

本実施の形態では、タンク状態の推定にあたり、図示するように、所定の入力情報に基づいて、タンク状態計算１（ステップＳ０１）とタンク状態計算２（ステップＳ０２）の二段階の計算処理を行うことによって、ある時点におけるタンク状態４２を推定する。ここでは、例えば、航海計画における航路上の基準点におけるタンク状態であるタンク初期状態２１を入力とし、当該基準点を始点としたある区間の終点におけるタンク状態４２を計算する。そして、このタンク状態４２を次の（後続の）区間の始点における入力として、当該次の区間の終点におけるタンク状態４２を計算する、という処理を、目的地に到達するまで繰り返すことで、目的地におけるタンク状態４２を推定する。

【0025】

なお、基準点から目的地までの区間は、一定の時間毎もしくは距離毎に分割して設定してもよいし、任意の地点で分割してもよい。区間の分割を細かく設定することで、目的地におけるタンク状態４２をより精度良く推定することができるが、その分計算負荷が高くなることから、必要な精度が得られる程度の細かさとするのが望ましい。基準点におけるタンク初期状態２１は、基本的にはタンクや船体の各所に設置されたセンサ等により測定された実測値を用いる。

【0026】

タンク状態計算１（ステップＳ０１）では、熱力学に基づく所定の平衡計算（熱力学気液平衡モデル１１）によって、対象区間の終点におけるタンク状態４１を推定する。例えば、入力となる対象区間の始点におけるタンク状態（すなわち、タンク初期状態２１もしくは対象区間の前区間の終点におけるタンク状態４２）に対して、気温や日照、海水温等の定常的な入熱の情報を含む気象予報３１を入力として、熱力学気液平衡モデル１１によって、平衡後のタンク状態４１を計算する。なお、気象予報３１は、例えば、外部の気象情報サービスから自動もしくは手動で取得することができる。

【0027】

熱力学気液平衡モデル１１は、タンク内の状態を、液体のＬＮＧと気体のＢＯＧとの気液平衡状態であるとして、一般的な熱力学の状態方程式やラウールの法則等を用いた所定の計算式によりモデル化したものである。熱力学気液平衡モデル１１による計算は比較的容易に行うことができる。

【0028】

一方、タンク状態計算２（ステップＳ０２）では、ＬＮＧ船における特殊な要因、すなわち、船体（およびタンク）の動揺に伴うタンク内のＬＮＧの動揺・撹拌がＬＮＧの気化に与える化学的な影響、およびＣ／Ｄのオペレーション計画に従った、人為的なＬＮＧのスプレーの影響を考慮した非線形モデル（非線形化学プロセスモデル１２）によってタンク状態を推定する。ここでは、ステップＳ０１の計算結果であるタンク状態４１に対して、さらに、船体およびタンクの挙動・運動の情報を含む船体動揺３２、およびＣ／Ｄのオペレーション計画であるＣ／Ｄ計画３３を入力として、非線形化学プロセスモデル１２によって、タンク内のＬＮＧの動揺やＣ／ＤによるＬＮＧのスプレーの影響を考慮したタンク状態４２を計算する。

【0029】

船体動揺３２の情報は、例えば、ストリップ法等の公知のシミュレーション技術を利用して得ることができる。図１の例では、気象予報３１や、図示しない船体やタンクの諸元の情報等を入力として、当該処理フロー中の船体動揺計算（ステップＳ１１）によりシミュレーションを行って予測するものとしているが、外部で行われたシミュレーション結果を取得して入力する構成としてもよい。

【0030】

Ｃ／Ｄ計画３３の情報、すなわち、いつどの程度のＬＮＧをスプレーするかの情報は、船長や航海士等から直接入力を受け付ける、もしくは予めファイル等に記録された情報を読み込んで取得する。船体およびタンクの挙動・運動がＣ／Ｄのオペレーションに影響を及ぼす場合があることから、Ｃ／Ｄ計画３３の作成の際に、船体動揺３２の情報を参照するようにしてもよい。

【0031】

以上に説明したように、本発明の実施の形態１であるタンク状態推定方法によれば、図１に示した処理フローにより、ＬＮＧ船において、比較的単純な熱力学気液平衡モデル１１に基づいた計算によりタンク状態４１を推定することができる。さらに、船体動揺３２やＣ／Ｄ計画３３等の情報を考慮した非線形化学プロセスモデル１２に基づいた計算により、より精緻なタンク状態４２を推定することができる。

【0032】

なお、非線形化学プロセスモデル１２は、タンク内のＬＮＧの揺れ・撹拌に伴うＬＮＧの化学反応レベルでの挙動の変化や、定常的ではなく間欠的に行われるＣ／Ｄの際のＬＮＧのスプレーによる影響を計算式によりモデル化したものである。したがって、非線形化学プロセスモデル１２は、タンク状態４２を精緻に推測できる非線形の非常に複雑な計算モデルとなり、計算処理の負荷は比較的高くなるものと考えられる。

【0033】

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２であるタンク状態推定方法では、船体動揺やＣ／Ｄの際のＬＮＧのスプレーによる影響を、熱力学に基づく伝熱と気液二相流の計算モデルによってモデル化することで、線形計算によりタンク状態を取得可能とする。これにより、船体動揺やＣ／Ｄの際のＬＮＧのスプレーによる影響を考慮しつつ、短時間・低負荷で必要十分な精度のタンク状態を計算することが可能となる。

【0034】

＜処理フロー＞
図２は、本発明の実施の形態２であるタンク状態を推定する処理の流れの例について概要を示したフロー図である。当該フローに係る処理についても、上述の実施の形態１の図１に示した処理フローの場合と同様に、全部もしくは一部をＣＰＵとメモリを備える専用もしくは汎用のコンピュータに実行させるプログラムとして実装してもよいし、集積回路等により構成された装置等のハードウェアとして実装してもよい。

【0035】

本実施の形態では、タンク状態の推定にあたり、図１の例と異なり、所定の入力情報に基づいて、タンク状態計算（ステップＳ２１）の一段階の計算処理を行うことによって、ある時点におけるタンク状態４３を推定する。そして、図１の例と同様に、例えば、航海計画における航路上の基準点におけるタンク初期状態２１を入力とし、当該基準点を始点としたある区間の終点におけるタンク状態４３を計算する。そして、このタンク状態４３を次の（後続の）区間の始点における入力として、当該次の区間の終点におけるタンク状態４３を計算する、という処理を、目的地に到達するまで繰り返すことで、目的地におけるタンク状態４３を推定する。

【0036】

タンク状態計算（ステップＳ２１）では、熱力学に基づく所定の伝熱計算（伝熱・二相流計算モデル１３）によってタンク状態４３を推定する。例えば、入力となる対象区間の始点におけるタンク状態（すなわち、タンク初期状態２１もしくは対象区間の前区間の終点におけるタンク状態４３）、およびタンクの形状や鋼材寸法、タンク物性等の静的な情報を含むタンク諸元２２の情報に対して、気象予報３１、液体動揺３４、およびＣ／Ｄ計画３３の各情報を入力として、伝熱・二相流計算モデル１３によってタンク状態４３を計算する。なお、タンク諸元２２の情報は、例えば、予め設定ファイル等に記録された情報を最初に一度読み込んで取得すれば、繰り返しの都度取得する必要はない。

【0037】

液体動揺３４の情報は、例えば、船体動揺３２等の情報に基づいて、有限差分法等の公知のシミュレーション技術を利用して得ることができる。図２の例では、船体動揺３２等の情報を入力として、当該処理フロー中の液体動揺計算（ステップＳ１２）によりシミュレーションを行って予測するものとしているが、外部で行われたシミュレーション結果を取得して入力する構成としてもよい。船体動揺３２の情報についても、実施の形態１の図１の例と同様に、当該処理フロー中の船体動揺計算（ステップＳ１１）により予測するのに代えて、外部で行われたシミュレーション結果を取得する構成としてもよい。

【0038】

＜伝熱・二相流計算モデル＞
本実施の形態では、上述したように、船体動揺やＣ／Ｄの際のＬＮＧのスプレーによる影響についても、熱力学に基づく伝熱計算により熱量の収支として取扱い、気象予報３１から得られる定常的な入熱の情報と併せて、統一的にモデル化する。

【0039】

図３は、本実施の形態における熱力学に基づく伝熱と二相流の計算モデル（伝熱・二相流計算モデル１３）の概念の例を模式的に示した図である。図中では、ＬＮＧ船においてＬＮＧを収納するタンク６０（図３の例では球形タンクとしている）の部分を、船首と船尾を結ぶ線に垂直な面での断面図により示している。

【0040】

タンク６０は、ＬＮＧ６５の極低温にも耐えられるアルミ合金や鋼材等により形成されたタンク本体６１を有する。タンク本体６１は、頂上に配管や出入口のためのタンクドーム６２を有し、また、球形全体が断熱材としてのポリウレタンフォーム６３により覆われている。そして、船体５０の上部に露出した部分は金属等により形成されたタンクカバー６４により覆われている。タンク本体６１内は、ヒールとしてのＬＮＧ６５と、ＬＮＧ６５が気化したＢＯＧ６６および空気により満たされている。

【0041】

船体５０から独立した構造の球形のタンク本体６１は、熱の侵入を少なくするため、船体５０に対してスカート５２等の構造によりタンク本体６１の赤道付近のみが接する形で支持されており、船体５０とタンク本体６１との間の空間はカーゴホールド５１となっている。Ｃ／Ｄのオペレーションが行われるのは、基本的には積地に向かうときの航海においてであり、図３の例では、タンク６０内にはＣ／Ｄのために残しておいたヒールとしてのＬＮＧ６５が収容されている一方、カーゴホールド５１は空間であることを示している。

【0042】

本実施の形態では、タンク６０に与えられた入熱が、ＬＮＧ６５がＢＯＧ６６に気化する際の潜熱として全て用いられるものと仮定する。すなわち、図３の例では、タンク６０に与えられた入熱をＱ_ｉｎ、気化に使われた熱量をＱ_ｅｖとすると、
Ｑ_ｉｎ＝Ｑ_ｅｖ
であると仮定する。

【0043】

ここで、Ｑ_ｉｎを構成すると考えられる熱量としては、例えば、日照による熱量（Ｑ_ｉｎ１）、タンク６０の各層の構造（タンク本体６１やポリウレタンフォーム６３、タンクカバー６４等）から与えられる熱量（Ｑ_ｉｎ２やＱ_ｉｎ３等）、ＬＮＧ６５から与えられる熱量（Ｑ_{ｃｏｎｖ１}）、船体動揺に伴うＬＮＧ６５の液体動揺・撹拌により与えられる熱量（Ｑ_ｍｏｔｉ）、およびＣ／Ｄの際のスプレーにより与えられる（奪われる）熱量（Ｑ_{ｓｐｒａｙ}）等がある。

【0044】

これらのうち、例えば、Ｑ_ｉｎ１、Ｑ_ｉｎ２、Ｑ_ｉｎ３、Ｑ_{ｃｏｎｖ１}等については、タンク６０や付近の各場所において実際に測定された温度（例えば、Ｔ_ａｉｒ、Ｔ_ＬＮＧ、Ｔ_ｖａｐ、Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３等）の差に基づいて計算することができる。さらに、本実施の形態では、液体動揺に伴うＱ_ｍｏｔｉについても、温度差（例えば、Ｔ_３とＴ_ＬＮＧ）に基づいて計算するものとする。これにより、船体動揺（液体動揺）に伴うＬＮＧ６５の相や組成等の変化を、熱量の移動量から求めることができる。

【0045】

スプレーに伴うＱ_{ｓｐｒａｙ}については、例えば、スプレーしたＬＮＧ６５の質量流量に基づいて計算することができる。Ｑ_ｅｖについても同様に、例えば、ＢＯＧ６６の資料流量に基づいて計算することができる。

【0046】

以上のような計算において、未知のパラメータはタンク本体６１内の温度変化ΔＴのみであることから、複雑な計算処理を要さずにこれを求めることができることが分かる。

【0047】

以上に説明したように、本発明の実施の形態２であるタンク状態推定方法によれば、船体動揺やＣ／Ｄの際のＬＮＧのスプレーによる影響を、熱力学に基づく伝熱計算によってモデル化することで、線形計算によりタンク状態４３を計算することができる。これにより、船体動揺やＣ／Ｄの際のＬＮＧのスプレーによる影響を考慮しつつ、短時間・低負荷で必要十分な精度でタンク状態４３を推定することが可能である。

【0048】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0049】

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、またはＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明は、ＬＮＧを貨物として輸送するＬＮＧ船のタンクに適用されるタンク状態推定プログラムおよびタンク状態推定方法に利用可能である。

【符号の説明】

【0051】

１１…熱力学気液平衡モデル、１２…非線形化学プロセスモデル、１３…伝熱・二相流計算モデル、
２１…タンク初期状態、２２…タンク諸元、
３１…気象予報、３２…船体動揺、３３…Ｃ／Ｄ計画、
４１、４２、４３…タンク状態、
５０…船体、５１…カーゴホールド、５２…スカート、
６０…タンク、６１…タンク本体、６２…タンクドーム、６３…ポリウレタンフォーム、６４…タンクカバー、６５…ＬＮＧ、６６…ＢＯＧ

【要約】

タンクに収容されたＬＮＧを貨物とするＬＮＧ船の航路上の所定の時点における前記タンク内の状態を推定するタンク状態推定方法である。前記タンクの諸元に係る情報を取得する第１工程と、前記航路上の対象の区間の始点における前記タンク内の状態に係る情報を取得する第２工程と、前記区間の気象予報値、および前記気象予報値の情報に基づいて求められた、前記区間における前記タンク内のＬＮＧの液体動揺予測値の情報を取得する第３工程と、前記第１〜第３工程で取得した情報に基づいて、熱力学に基づく伝熱計算によって、前記区間における前記タンクへの入熱が前記タンク内のＬＮＧの気化に用いられたものとして、前記区間の終点における前記タンク内の状態を計算する第４工程と、を実行する。

【図1】

【図2】

【図3】