特許 6887071 天然ガスプラント用モジュール

(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】6887071

(24)【登録日】2021年5月19日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】天然ガスプラント用モジュール

(51)【国際特許分類】

   F25J 1/00 20060101AFI20210603BHJP

   C10L 3/10 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   F25J1/00 B

   C10L3/10

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2021-506010(P2021-506010)

(86)(22)【出願日】2019年8月6日

(86)【国際出願番号】JP2019030876

【審査請求日】2021年2月3日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】519355493

【氏名又は名称】日揮グローバル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002756

【氏名又は名称】特許業務法人弥生特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】廣谷 佳範

(72)【発明者】

【氏名】岡島 尚康

(72)【発明者】

【氏名】山本 泰祐

【審査官】 山崎 直也

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１６／００１９５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１８−５３１３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１８／１９８５７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１９／００８７２５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｊ １／００− ５／００

Ｃ１０Ｌ ３／００− ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

天然ガスプラント用モジュールにおいて、
前記天然ガスプラントの一部を構成する機器群を収容した架構と、
前記架構内に設けられ、前記機器群に含まれる電力消費機器に対して電力を供給する電力供給機器、または、前記機器群に含まれ、制御信号を用いて被制御機器の動作制御を行うコントローラに対して、前記動作制御に係る情報を出力する制御情報出力機器の少なくとも一方を収容した建屋と、を備え、
前記建屋の配置の上方の領域は、前記天然ガスプラント内で取り扱われる流体が流れる配管群を前記架構に保持するパイプラックとなっていることを特徴とする天然ガスプラント用モジュール。

【請求項2】

前記架構が複数階層に構成されている場合に、前記建屋は、最下層に配置されることを特徴とする請求項１に記載の天然ガスプラント用モジュール。

【請求項3】

前記建屋に前記電力供給機器が収容されている場合に、当該電力供給機器は、前記架構内に収容された電力消費機器と接続された状態となっていることを特徴とする請求項１に記載の天然ガスプラント用モジュール。

【請求項4】

前記建屋には、電圧レベルが異なる複数種の前記電力供給機器が収容されている場合に、電圧レベルが１０００Ｖ以上の前記電力消費機器は、当該電圧レベルに対応する前記電力供給機器と未接続の状態であり、電圧レベルが１０００Ｖ未満の前記電力消費機器について、当該電圧レベルに対応する電力供給機器と接続された状態となっていることを特徴とする請求項３に記載の天然ガスプラント用モジュール。

【請求項5】

前記建屋に前記制御情報出力機器が収容されている場合に、当該制御情報出力機器は、前記架構内に収容された被制御機器と接続された状態となっていることを特徴とする請求項１に記載の天然ガスプラント用モジュール。

【請求項6】

前記建屋には、当該建屋の内圧を大気圧よりも高い圧力に保つための空気の取り込み配管が接続され、前記取り込み配管の末端部の空気の取り込み部は、前記架構内に配置されている可燃物の取り扱い機器よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の天然ガスプラント用モジュール。

【請求項7】

前記建屋には、前記架構の側面に向けて開口するように出入口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の天然ガスプラント用モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、天然ガスプラントを建設する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

天然ガスの処理を行う天然ガス（ＮＧ）プラントには、天然ガスの液化を行う液化天然ガス（ＬＮＧ: Liquefied Natural Gas）プラントや、天然ガスからＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）や重質分の分離・回収などを行う天然ガス処理プラントなどがある。
近年、ＮＧプラントを建設するにあたり、ＮＧプラントを構成する多数の機器をブロック分けし、各ブロックの機器群を共通の架構内に組み込むモジュール化の取り組みがなされている（例えばＬＮＧプラントにつき特許文献１）。以下、天然ガスプラントを建設するためのモジュールを天然ガス（ＮＧ）プラント用モジュールと呼ぶ。

【0003】

例えばＮＧプラント用モジュールは、ＮＧプラントの建設敷地とは異なる場所で建造され、建設敷地へと輸送された後、その敷地内に設置される。そして、複数のＮＧプラント用モジュールを組み合わせることにより、ＮＧプラントが構成される。

【0004】

ＮＧプラント用モジュールを構成する架構内には、外部から駆動用の電力の供給を受ける機器（電力消費機器）や、制御信号に基づいて動作制御が行われる機器（被制御機器）が多数台、設置される。
電力消費機器に対する電力の供給について、ＮＧプラント用モジュールには、電圧変換を行う変電器や、各電力消費機器への給電制御を行う給電制御設備、遮断機や断路器などの電力供給機器を備えた変電室が併設される場合がある。

【0005】

また、被制御機器の動作制御に関して、ＮＧプラント用モジュールには、ＮＧプラント全体の統括制御を行う中央制御室にて、オペレータまたは自動制御装置から受け付けた流量設定値や圧力設定値、温度設定値など、被制御機器の動作制御に係る情報を、被制御機器の動作制御を行うコントローラに対して出力したり、被制御機器を用いて制御される流量、圧力、温度などの情報を中央制御室に向けて出力したりする制御情報出力機器を備えた機器制御室が併設される場合もある。

【0006】

特許文献２に記載のように、出願人は、ＮＧプラント用モジュールの外部に上述の変電室や機器制御室を構成する建屋を併設するにあたり、当該モジュールの建造地にてモジュールの架構に建屋を連結し、これらモジュールと建屋とを一緒にＮＧプラントの建設敷地へと輸送する技術を開発した（特許文献２）。ＮＧプラントの建設敷地では、ＮＧプラント用モジュールと建屋とを連結する連結部材を取り外すことにより、これらモジュールと建屋とが分離され、ＮＧプラント用モジュールに隣接する位置に建屋が併設された状態となる。

【0007】

特許文献２に記載の技術においては、建屋をＮＧプラント用モジュールの外部に配置することにより、耐爆構造が要求される範囲を局所限定している。この結果、耐爆構造の建屋をＮＧプラント用モジュール内に設ける場合と比較して、前記モジュールの架構自体の耐爆化や、耐爆構造に伴う高荷重の建屋を支えることに伴う架構を構成する鉄骨材料の大径化を抑制している。
一方で、ＮＧプラントの敷地面積の制約などから、変電室や機器制御室である建屋の併設用の敷地を確保できない場合もある。このような場合に、いかなる構成の建屋をどこに設けるかについては、特許文献１、２には記載されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】国際公開第２０１４／０２８９６１号

【特許文献2】国際公開第２０１９／００８７２５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、機器の集積度が高く、リスクに応じた強度を有する天然ガスプラント用モジュールを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の天然ガスプラント用モジュールは、
前記天然ガスプラントの一部を構成する機器群を収容した架構と、
前記架構内に設けられ、前記機器群に含まれる電力消費機器に対して電力を供給する電力供給機器、または、前記機器群に含まれ、制御信号を用いて被制御機器の動作制御を行うコントローラに対して、前記動作制御に係る情報を出力する制御情報出力機器の少なくとも一方を収容した建屋と、を備え、
前記建屋の配置の上方の領域は、前記天然ガスプラント内で取り扱われる流体が流れる配管群を前記架構に保持するパイプラックとなっていることを特徴とする。

【0011】

前記天然ガスプラント用モジュールは以下の特徴を備えてもよい。
（ａ）前記架構が複数階層に構成されている場合に、前記建屋は、最下層に配置されること。
（ｂ）前記建屋に前記電力供給機器が収容されている場合に、当該電力供給機器は、前記架構内に収容された電力消費機器と接続された状態となっていること。さらに前記建屋には、電圧レベルが異なる複数種の前記電力供給機器が収容されている場合に、電圧レベルが１０００Ｖ以上の前記電力消費機器は、当該電圧レベルに対応する前記電力供給機器と未接続の状態であり、電圧レベルが１０００Ｖ未満の前記電力消費機器について、当該電圧レベルに対応する電力供給機器と接続された状態となっていること。
（ｃ）前記建屋に前記制御情報出力機器が収容されている場合に、当該制御情報出力機器は、前記架構内に収容された被制御機器と接続された状態となっていること。
（ｄ）前記建屋には、当該建屋の内圧を大気圧よりも高い圧力に保つための空気の取り込み配管が接続され、前記取り込み配管の末端部の空気の取り込み部は、前記架構内に配置されている可燃物の取り扱い機器よりも高い位置に配置されていること。
（ｅ）前記建屋には、前記架構の側面に向けて開口するように出入口が設けられていること。

【発明の効果】

【0012】

本天然ガスプラント用モジュールは、架構内に設けられ、電力供給機器または制御情報出力機器が収容された建屋をパイプラックの下方領域に配置している。パイプラック下方の空間を利用して前記建屋を配置することにより、天然ガスプラント用モジュールの設置面積の低減に資することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】液化天然ガス（ＬＮＧ）プラントに含まれる各処理部の構成例である。

【図2】前記ＬＮＧプラント内に配置される天然ガスＬＮＧプラント用モジュールのレイアウト例を示す平面図である。

【図3】実施の形態に係る前記モジュールの側面図である。

【図4A】建造中の前記モジュールの第１の側面図である。

【図4B】建造中の前記モジュールの第２の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施の形態に係る天然ガスプラント用モジュールにより、液化天然ガス（ＬＮＧ）プラントを構成する例について説明する。以下、ＬＮＧプラントを構成する前記モジュールを単に「モジュール」ともいう。
図１は、本例のＬＮＧプラントの概略構成の一例である。ＬＮＧプラントは、ＮＧから液体を分離する気液分離部１１と、ＮＧ中の水銀の除去を行う水銀除去部１２と、ＮＧから二酸化炭素や硫化水素などの酸性ガスを除去する酸性ガス除去部１３と、ＮＧに含まれる微量の水分を除去する水分除去部１４と、これらの不純物が除去されたＮＧを冷却、液化してＬＮを得る液化処理部１５と、液化されたＬＮＧを貯蔵する貯蔵タンク１７とを備える。

【0015】

気液分離部１１は、パイプラインなどにより輸送されてきたＮＧから、常温で液体のコンデンセートを分離する。例えば気液分離部１１は、比重差を利用してＮＧから液体を分離するための傾斜配置された細長いパイプやドラム、輸送の過程におけるパイプラインの閉塞を防止する目的で必要に応じて添加される不凍液の加熱再生を行う不凍液の再生塔やリボイラー、及びこれらの付帯設備などの機器群を備えている。

【0016】

水銀除去部１２は、液体が分離された後のＮＧに含まれる微量の水銀を除去する。例えば水銀除去部１２は、吸着塔内に水銀除去剤を充填した水銀吸着塔やその付帯設備などの機器群を備えている。

【0017】

酸性ガス除去部１３は、液化の際にＬＮＧ中で固化するおそれのある二酸化炭素や、硫化水素などの酸性ガスを除去する。酸性ガスの除去法としては、アミン化合物などを含むガス吸収液を用いる手法や、ＮＧ中の酸性ガスを透過させるガス分離膜を用いる手法が挙げられる。

【0018】

ガス吸収液が採用されている場合、酸性ガス除去部１３は、ＮＧとガス吸収液とを向流接触させる吸収塔や、酸性ガスを吸収したガス吸収液を再生するための再生塔、再生塔内のガス吸収液を加熱するためのリボイラー、及びこれらの付帯設備などの機器群を備える。
また、ガス分離膜が採用されている場合、酸性ガス除去部１３は、本体内に多数本の中空糸膜を収容したガス分離ユニットやその付帯設備などの機器群を備える。

【0019】

水分除去部１４は、ＮＧ中に含まれる微量の水分を除去する。例えば水分除去部１４は、モレキュラーシーブやシリカゲルなどの吸着剤が充填され、ＮＧの水分除去操作と、水分を吸着した吸着剤の再生操作とが交互に切り替えて実施される複数の吸着塔、再生操作が行われている吸着塔に供給される吸着剤の再生用ガス（例えば水分除去後のＮＧ）の加熱を行うヒーター、及びこれらの付帯設備などの機器群を備える。

【0020】

以上に説明した各処理部１１〜１４にて不純物が除去された後のＮＧは、液化処理部１５に供給されて液化される。例えば液化処理部１５は、プロパンを主成分とする予冷用冷媒によってＮＧの予冷を行う予冷熱交換器、予冷後のＮＧから重質分を除去するスクラブカラム、窒素、メタン、エタン、プロパンなどの複数種類の冷媒原料を含む混合冷媒（Mixed Refrigerant）によりＮＧを冷却して液化、過冷却する極低温熱交換器（ＭＣＨＥ：Main Cryogenic Heat Exchanger）、熱交換により気化した予冷用冷媒や混合冷媒のガスを圧縮する冷媒圧縮機２１、及びこれらの付帯設備などの機器群を備える。

【0021】

なお図１においては、予冷用冷媒や混合冷媒の個別の冷媒圧縮機（混合冷媒用の低圧ＭＲ圧縮機、高圧ＭＲ圧縮機、予冷用冷媒用のＣ３圧縮機）を１つにまとめて記載した他は、上述の各機器の個別の記載は省略してある。
また図１には、冷媒圧縮機２１を駆動する動力源としてガスタービン２２を用いた例を示してあるが、冷媒圧縮機２１の規模などに応じてモーターなどを用いてもよい。

【0022】

また上述の液化処理部１５の各冷媒圧縮機２１の後段には、圧縮された冷媒を冷却するための各種クーラーやコンデンサーが設けられている場合がある。この他、酸性ガス除去部１３がガス吸収液を用いている場合に、再生塔にて再生されたガス吸収液や塔頂液を冷却するためのクーラーが設けられている場合もある。ＬＮＧプラントには、これらクーラーやコンデンサーを構成し、当該ＬＮＧプラント内で取り扱われる流体の冷却を行うための多数の空冷式熱交換器（ＡＣＨＥ：Air-Cooled Heat Exchanger）４１が設けられている。

【0023】

さらに液化処理部１５には、冷却されたＮＧから分離された液体（液体重質分）から、エタンを分離するデエタナイザと、エタン分離後の液体からプロパンを分離するデプロパナイザと、プロパン分離後の液体からブタンを分離し、常温で液体のコンデンセートを得るデブタナイザとを含む精留部１６が併設されている。デエタナイザ、デプロパナイザ、デブタナイザは、それぞれ各成分の精留を行う精留塔、各精留塔内の液体を加熱するリボイラー、及びこれらの付帯設備などの機器群を備えている。精留部１６は、本実施の形態の重質分除去部に相当する。

【0024】

貯蔵タンク１７には、液化処理部１５にて液化、過冷却された後の液化天然ガス（ＬＮＧ）が送液され、貯蔵される。貯蔵タンク１７に貯蔵されたＬＮＧは、不図示のＬＮＧポンプによって送液され、ＬＮＧタンカーやパイプラインへと出荷される。

【0025】

このほか、ＬＮＧプラント内には、上述の各処理部１１〜１６にて実施される種々の加熱操作や貯蔵タンク１７の底面に設けられた地面の凍結防止用のヒーターなどに供給される熱媒（例えばホットオイルや蒸気など）の加熱を行うオイルヒーターやボイラーなどとその付帯設備、ＬＮＧプラント内で消費される電力を供給するガスタービン発電機やガスエンジン発電機とその付帯設備といった機器群も設置されている。

【0026】

図２は、上述のＬＮＧプラントのレイアウトの一例を示している。本例のＬＮＧプラントは、共通の架構３０に、各処理部１１〜１６を構成する機器群（架構内機器６やＡＣＨＥ４１など）を収容した複数のモジュールＭを組み合わせて構成されている。
後述する変電室や機器制御室を構成する建屋の配置位置を示す図示の便宜上、図２に示す各モジュールＭは、複数階層の架構３０の最下層における架構内機器６の配置位置を示している。但し、ＡＣＨＥ４１が設けられているモジュールＭについては、架構３０の上面に設けられたＡＣＨＥ群４を併記し、一部の架構内機器６が隠れている場合もある。

【0027】

図２に示す例において、液化処理部１５を構成する機器群は、さらに複数のグループに分けられ、各々のグループの機器群を架構３０内に収容した複数のモジュールＭが設けられている。また、他の処理部１１、１２、１３、１４、１６や、オイルヒーター、ボイラーなどを構成する各機器群（架構内機器６やＡＣＨＥ４１）についても、処理部１１、１２、１３、１４、１６毎などにグループ分けされ、各グループの機器群を架構３０に収容した複数のモジュールＭが設けられている。

【0028】

また図２に示すように、液化処理部１５側の複数のモジュールＭを横方向に並べ、また、他の処理部１１、１２、１３、１４、１６などに係るモジュールＭを横方向に並べ、これら２列のモジュールＭにより、ＬＮＧプラントが構成されている。また、液化処理部１５のモジュールＭの列の両脇には、ＭＲ圧縮機やＣ３圧縮機である冷媒圧縮機２１が配置されている。
以下の説明では、図２中に実線で示した座標軸はＬＮＧプラント全体についての向きを示している。また、図２〜４中に破線で示した副座標軸は、各モジュールＭに着目した方向を示し、副座標軸のＹ’軸の基点側を後端側、矢印方向側を先端側と呼ぶ。

【0029】

以下、モジュールＭの具体的な構成例について説明するが、図２に示すように、本例のＬＮＧプラントは、その上面側に複数台のＡＣＨＥ４１が設けられたモジュールＭ１と、ＡＣＨＥ４１が設けられていないモジュールＭ２との２種類のモジュールＭによって構成されている。
これらのモジュールＭ１、Ｍ２は、ＡＣＨＥ４１の有無を除いて基本的な構成は共通している。以下のモジュールＭの説明においては、ＡＣＨＥ４１に関する説明以外は、モジュールＭ１、Ｍ２に共通する構成である。

【0030】

図２、３に示すように、各モジュールＭを構成する架構３０は、平面形状が概略矩形に形成されると共に、各処理部１１〜１６の機器群に含まれる機器を上下方向に多層に配置することが可能な鉄骨製の骨組み構造体である。

【0031】

架構３０の上面には、先端側から後端側へ向くＹ軸方向に沿ってＡＣＨＥ４１を複数台並べた列が設けられている。さらに架構３０の幅方向に向けてＡＣＨＥ４１の列を複数列（図示の便宜上、図２には３列の例を示してある）設けることにより、多数のＡＣＨＥ群４が配置されている。これらＡＣＨＥ４１は、各処理部１１〜１６の機器群の一部を構成している。

【0032】

図３に示すように、ＡＣＨＥ群４が配置されている領域の下方側の空間は、各処理部１１〜１６間で受け渡される流体が流れる多数の配管４２を配置したパイプラックとなっている。これらの配管４２についても、各処理部１１〜１６の機器群の一部を構成している。
なお、ＡＣＨＥ群４が配置されていないモジュールＭ２においても、他のモジュールＭ１のＡＣＨＥ群４の配置領域と横並びとなる、後端側の領域に、パイプラックが設けられている。

【0033】

また、パイプラックに配置された配管４２の下方側や、パイプラックよりも先端側の空間には、既述のＡＣＨＥ４１と共に、各処理部１１〜１６の機器群の一部を構成する架構内機器６が配置されている。架構内機器６には、塔槽や熱交換器などの静機器、ポンプ６ａなどの動機器、各静機器、動機器間やパイプラック側の配管４２との間を接続する接続配管（不図示）などが含まれる。

【0034】

上述の構成を備えたモジュールＭにおいて、架構３０に収容された機器のうち、ＡＣＨＥ４１やポンプ６ａなど、駆動用の電力を消費する電力消費機器に対しては、各電力消費機器の定格電圧に応じて変圧された電力が給電線を介して供給される。
そこで、これらの電力消費機器を収容した架構３０には、周囲から区画された外郭構造物からなる建屋内に、電圧変換を行う変電器や、各電力消費機器への給電制御を行う給電制御設備、遮断機や断路器などの電力供給機器を収容した変電室（Substation、ＳＳ）が併設される。

【0035】

さらに、架構３０に収容された各種の機器には、流体の流量を調整する流量調整弁や塔槽内の圧力を調整する圧力調整弁、温度調整の対象となる流体の熱交換器出口を調整するために、熱媒や冷媒の流量を増減する流量調整弁などのコントロール弁や、塔槽内の液位などに応じて、開閉動作が実行される開閉弁などの各種の被制御機器が含まれる。

【0036】

これらの被制御機器にはコントローラが併設され、流体の流量、圧力、温度や液位などを検出部にて検出した結果に基づいて、コントローラから被制御機器に制御信号を出力し、各被制御機器の動作制御を行う制御ループが構築されている。

【0037】

このとき、これら制御ループに係る機器を収容した架構３０には、建屋内に、ＦＣＳ（Field Control Station）などと呼ばれる制御情報出力機器を収容した機器制御室（Instrument Control Room、ＣＲ）が併設される場合もある。制御情報出力機器は、ＬＮＧプラント全体の統括制御を行う中央制御室にて、オペレータまたは自動制御装置から受け付けた流量設定値や圧力設定値、温度設定値など、被制御機器の動作制御に係る情報を、被制御機器の動作制御を行うコントローラに対して出力したり、検出部にて検出された流体の流量、圧力、温度や液位などの情報を中央制御室に向けて出力したりする。
制御情報出力機器と、各被制御機器のコントローラや検出部とは、信号線を介して接続されている。また以下の説明では、上述の変電室や機器制御室を構成する建屋をＳＳ／ＣＲ５０と記す。

【0038】

本実施の形態において、各モジュールＭに併設されているＳＳ／ＣＲ５０は、他の架構内機器６群と共に、モジュールＭを構成する架構３０によって囲まれた領域の内側に設けられ、モジュールＭと一体に輸送可能となっている。
架構３０の骨組みを構成する多数の柱と梁のうち、同じ高さ位置に横架された複数の梁によって形成される面を架構３０の各階層としたとき、図３に示すように、架構３０は複数階層（同図の例では４階層）に構成されている。

【0039】

本例のＳＳ／ＣＲ５０は、上記複数階層構造の架構３０の最下層に配置されている。また、当該ＳＳ／ＣＲ５０が配置されている位置の上方の領域は、既述のように、ＬＮＧプラント内で取り扱われる流体が流れる配管４２群が架構によって保持されたパイプラックとなっている。言い替えると、ＳＳ／ＣＲ５０は、パイプラックの下方側の空間に設けられている。

【0040】

以上に説明したように、本例のモジュールＭにおいては、可燃性の流体が流れる配管４２の下方側に密閉構造の建屋であるＳＳ／ＣＲ５０が配置されている。一般に、可燃性流体を取り扱う機器（配管４２を含む）の近傍に建屋を配置する場合には、耐爆構造、防爆構造の検討が行われる。
耐爆構造とは、建屋の周囲で爆発が発生した場合であっても、建屋の損壊を抑制することを可能なように、建屋の構成部材の強度設計が行われていることである。また防爆構造とは、建屋の内部への可燃性物質の進入を抑制し、また可燃性物質が進入した場合であっても着火を抑制する仕組みである。

【0041】

耐爆構造に係る建屋の構成部材の強度や、建屋内に進入した毒性物質の排出能力などを決定する手法（Management System）の１つとして、ＡＰＩ ＲＰ（American Petroleum Institute Recommended Practice）７５２がある（以下、単に「ＡＰＩ７５２」と記載）。
耐爆構造の決定手法に関し、ＡＰＩ７５２には、（１）建屋に影響を及ぼし得る最大の事象を想定して、その結果生じる帰結の定量的、定性的評価を行うこと、（２）当該建屋に対する人員の滞在頻度や避難場所としての建屋の機能を考慮すること、（３）これらの検討結果を踏まえて、建屋の耐爆強度の基準を策定し、当該基準に則って建屋の強度設計を行うことなどが記載されている。

【0042】

ＡＰＩ７５２は、米国の推奨手法であるが、他国におけるＬＮＧプラントの建設においても当該手法に則って建屋の強度設計が行われることがある。
この手法を採用した場合、図３に示すように可燃性の流体が流れる配管４２が配置されたパイプラックの下方の空間にＳＳ／ＣＲ５０を配置する条件下では、ＳＳ／ＣＲ５０を構成する建屋に対しては、極めて高い耐爆性が必要とされる可能性が高い。この結果、ＳＳ／ＣＲ５０の重量も増大し、当該ＳＳ／ＣＲ５０を保持するために、架構３０を構成する鉄骨材料も大径化して、架構３０の材料コスト、輸送コストが上昇する要因となる。

【0043】

一方で、建設敷地内に多数の機器やこれらの機器を支持するラックを順次、設置していく従来のＬＮＧプラントと比較して、本例のモジュールＭは、各架構３０における架構内機器６の集積度が高い。言い替えると、モジュールＭは、限定された領域に可燃性の流体を取り扱う架構内機器６が集中的に配置されているといえる。

【0044】

そして、図２に示すように、各モジュールＭは隣り合う他のモジュールＭとの間に隙間を空けて配置されている。即ち、地上に多数の機器が配置された従来のＬＮＧプラントと異なり、モジュールＭによって構成されるＬＮＧプラントは、モジュールＭの外に出てしまえば、前記隙間を介して退避がしやすい構造となっている。
さらに、ＬＮＧプラントのオペレータが常駐している中央制御室とは異なり、各ＳＳ／ＣＲ５０は、点検時やメンテナンス実施時などを除いて、通常は人員が不在の建屋である。

【0045】

これらのことを考慮すると、ＬＮＧプラントにおける建屋の耐爆構造の設計手法（例えば既述のＡＰＩ７５２）に従い、人員の安全確保を行ったうえで、ＳＳ／ＣＲ５０の強度設計を行うことが本例のモジュールＭにおいては合理的と言える。
人員の安全確保については、火災などが発生した場合にＳＳ／ＣＲ５０内に人員が滞在していた場合には、当該ＳＳ／ＣＲ５０内に留まるのではなく、速やかにモジュールＭ外に退避しやすい構造を採用し、そのうえでＳＳ／ＣＲ５０の保持する安全に関する機能を限定することが合理的である。

【0046】

この観点で図２に示すように、各モジュールＭ内に配置されたＳＳ／ＣＲ５０には、架構３０の側面に向けて開口するように、異なる位置に複数の出入口（図中には出入り口のドア５２を記してある）が設けられている。このように、出入口を配置することにより、ＳＳ／ＣＲ５０内に人員が滞在していた場合であっても、火災などが発生した場合には直ちにモジュールＭの外部へ退避することができる。

【0047】

一方、上述のように、モジュールＭの外部へ退避することが人員の安全確保の前提となっている場合、過剰な耐爆構造のＳＳ／ＣＲ５０を設けることは合理的ではない。

【0048】

架構内機器６の集積度が高く、人員が退避しやすいモジュールＭの構造に着目し、リスクに応じた耐爆強度を採用することで、ＳＳ／ＣＲ５０の過剰な重量化や、ＳＳ／ＣＲ５０を保持する架構３０の鉄骨材料の大径化も抑制することができる。

【0049】

また、図４に示すように、本例のモジュールＭに設けられたＳＳ／ＣＲ５０には、防爆構造の１つとして、ＳＳ／ＣＲ５０の内圧を大気圧よりも高い圧力に保つための空気の取り込み配管５３１が接続されている。例えば取り込み配管５３１は、架構３０の側面に沿って上方側へ向けて伸びるように設けられる。この取り込み配管５３１の末端部の空気の空気取り込み部５３２は、モジュールＭの架構３０内に配置されている可燃物の取り扱い機器よりも高い位置に配置されている。特にＡＣＨＥ４１が設けられたモジュールＭ１においては、空気取り込み部５３２はＡＣＨＥ４１の配置位置よりも高い位置に配置される。

【0050】

以上に説明した、架構３０の内側にＳＳ／ＣＲ５０が設けられたモジュールＭの建造工程について図４を参照しながら説明する。
図４Ａに示すように、モジュールＭは、モジュールヤードと呼ばれる、ＬＮＧプラントの建設敷地とは異なる建造地にて建造される。一方、ＳＳ／ＣＲ５０は、当該モジュールヤードとは異なる場所であって、電力供給機器や制御情報出力機器のメーカーの近くなどに設けられた、ショップと呼ばれる工場で組み立てられる場合がある。

【0051】

モジュールヤードにおいて、建造中モジュールＭ’は、下方側の階層から順に架構３０を組み上げながら、各階層に架構内機器６を配置していく。このとき、架構３０の最下層にＳＳ／ＣＲ５０が配置される場合には、ショップにおけるＳＳ／ＣＲ５０の組み立てが完了しないと、建造中モジュールＭ’の建造に着手できないようにも思える。

【0052】

しかしながら、ＳＳ／ＣＲ５０の組み立ての完了を待っていると、モジュールＭの建造期間が過度に長くなってしまうおそれがある。そこで、図４Ａに示す建造中モジュールＭ’においては、ＳＳ／ＣＲ５０が配置される空間を残して建造中モジュールＭ’の建造を進める。この期間、ショップにおいては、架台５０１上に配置された状態のＳＳ／ＣＲ５０が並行して組み立てられていく。

【0053】

そして図４Ｂに示すように、モジュールＭの建造がほぼ完成すると、ショップにて組み立てられたＳＳ／ＣＲ５０をモジュールヤードへ搬送し、パイプラック下の配置領域にＳＳ／ＣＲ５０を挿入する。しかる後、例えば架台５０１と架構３０とを連結することにより、モジュールＭ内にＳＳ／ＣＲ５０が設置された状態となる（図４Ｂ）。

【0054】

ここで既述のように、ＬＮＧプラントの完成後には、ＳＳ／ＣＲ５０内の電力供給機器と架構３０内の電力消費機器とは給電線を介して接続され、またＳＳ／ＣＲ５０内の制御情報出力機器と架構３０内の被制御機器のコントローラや検出部とは信号線を介して接続された状態となる。
このとき、既にＳＳ／ＣＲ５０が設置された状態のモジュールＭ内において、これら給電線や信号線の繋ぎ込みも完了させておいた方が、モジュールＭを建設敷地に設置した後の工数を大幅に低減できる。

【0055】

そこで架構３０内にＳＳ／ＣＲ５０を設置した後は、ＳＳ／ＣＲ５０内に収容されている不図示の電力供給機器と、同じ架構３０内に配置された電力消費機器とを給電線５１を介して接続し、給電試験を行う。図３中、給電線５１は破線で示してある。

【0056】

ここでモジュールＭ内には、使用電圧が異なる複数種の電圧レベルの電力消費機器が配置されている場合がある。このとき、例えば１０００Ｖ未満の中圧、低圧の電圧レベルの電力消費機器は、電力供給機器との接続作業や通電試験も比較的容易である。このため、モジュールＭが建設敷地に設置される前の事前の接続作業、通電試験作業に適している。
一方で、１０００Ｖ以上の高圧の電圧レベルの電力消費機器は、大型の接続治具や試験機器が必要となるため、モジュールヤード内での接続作業、通電試験作業には適していない場合もある。

【0057】

そこで、本例のモジュールＭは、ＳＳ／ＣＲ５０に電圧レベルが異なる複数種の電力供給機器が収容されている場合に、電圧レベルが１０００Ｖ以上の電力消費機器は、当該電圧レベルに対応する前記電力供給機器と未接続の状態としてもよい。図３に示すモジュールＭの例では、大型のポンプ６ａがこれに相当する。
一方、電圧レベルが１０００Ｖ未満の前記電力消費機器については、当該電圧レベルに対応する電力供給機器と接続された状態となっている。図３に示す例では、各ＡＣＨＥ４１がこれに相当する。

【0058】

さらにモジュールヤードにおいては、ＳＳ／ＣＲ５０に制御情報出力機器が収容されている場合に、これらの制御情報出力機器については、架構３０内に収容された被制御機器と信号線を介して接続する接続作業、制御信号の送受信試験作業を行ってもよい。なお、図３においては、制御情報出力機器、被制御機器、信号線の記載は省略してある。

【0059】

以上に説明した作業が完了した後、ＳＳ／ＣＲ５０が設置されたモジュールＭは、運搬船や輸送車を用いて建設敷地まで輸送される。次いで、前記敷地内に予め設置された基礎に対してモジュールＭを接続し、架構３０の下端部や、ＳＳ／ＣＲ５０の基台部５０１の下端部を基礎に固定する。

【0060】

所定の位置にモジュールＭを設置し、複数のモジュールＭ間やモジュールＭの外部の機器との間での配管の繋ぎ込み、発電設備などから変電室である各ＳＳ／ＣＲ５０への給電線の繋ぎ込みや、中央制御室と機器制御室である各ＳＳ／ＣＲ５０との間の信号線の繋ぎ込みなどを行う。また、各モジュールＭ内において、１０００Ｖ以上の高圧の電力消費機器と、当該電圧レベルに対応する電力供給機器との接続、給電試験が完了していない場合は、これらの作業も実施する。
これらの作業を実施することにより、ＬＮＧプラントを構成することができる。

【0061】

本実施の形態に係るモジュールＭによれば以下の効果がある。本例のモジュールＭは、架構３０内に設けられ、電力供給機器または制御情報出力機器が収容されたＳＳ／ＣＲ５０をパイプラックの下方領域に配置している。パイプラック下方の空間を利用して前記建屋を配置することにより、モジュールＭの設置面積の低減に資することができる。

【0062】

ここで、ＳＳ／ＣＲ５０を配置する位置は、架構３０の最下層に限定されない。架構３０の上面（最上層）を除く架構３０の内側であれば、２階層以上の高さ位置にＳＳ／ＣＲ５０を配置してもよい。

【0063】

また、ＳＳ／ＣＲ５０が設けられた上述のモジュールＭを利用して建設可能なプラントは、ＬＮＧプラントに限定されない。天然ガスからＬＰＧや重質分である天然ガス液の分離・回収処理などを行う天然ガス処理プラントに対しても本技術は適用することができる。

【符号の説明】

【0064】

Ｍ、Ｍ１、Ｍ２
モジュール
３０ 架構
５０ ＳＳ／ＣＲ
５１ 給電線
６ 架構内機器

【要約】

【課題】機器の集積度が高く、リスクに応じた強度を有する天然ガスプラント用モジュールを提供する。
【解決手段】天然ガスプラント用モジュールＭは、前記天然ガスプラントの一部を構成する機器６群を収容した架構３０と、架構３０内に設けられ、電力消費機器に対して電力を供給する電力供給機器、または、制御信号を用いて被制御機器の動作制御を行うコントローラに対して、前記動作制御に係る情報を出力する制御情報出力機器の少なくとも一方を収容した建屋５０と、を備え、前記建屋の配置の上方の領域は、前記天然ガスプラント内で取り扱われる流体が流れる配管群を前記架構に保持するパイプラックとなっている。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】