特開 2024-166721 低温地上式液化ガスタンク、低温地上式液化ガスタンクの構築方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024166721

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】低温地上式液化ガスタンク、低温地上式液化ガスタンクの構築方法

(51)【国際特許分類】

   F17C 3/00 20060101AFI20241122BHJP

   F17C 3/04 20060101ALI20241122BHJP

   B65D 88/06 20060101ALI20241122BHJP

   B65D 90/02 20190101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

F17C3/00 A

F17C3/04 A

B65D88/06 B

B65D90/02 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083024

(22)【出願日】2023-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】592009281

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩプラント

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】田附 英幸

(72)【発明者】

【氏名】中村 英晃

(72)【発明者】

【氏名】山田 寿一郎

(72)【発明者】

【氏名】松浦 正典

(72)【発明者】

【氏名】吉原 知佳

【テーマコード（参考）】

3E170

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E170AA03

3E170AB29

3E170DA01

3E170DA05

3E170JA07

3E170KA10

3E170KB04

3E170KC10

3E170SA20

3E172AA03

3E172AA06

3E172AB04

3E172AB05

3E172BA06

3E172BB04

3E172BD05

3E172CA02

3E172CA10

3E172DA90

3E172KA02

(57)【要約】

【課題】側壁と屋根との結合部にかかる大きな負荷に充分に耐え得る低温地上式液化ガスタンク、低温地上式液化ガスタンクの構築方法を提供する。
【解決手段】低温地上式液化ガスタンク１は、円筒状に形成されたコンクリート製の側壁２０と、側壁２０の径方向内側に設けられ、低温液化ガス２の貯蔵空間Ａを形成する金属製のメンブレン３０と、貯蔵空間Ａの上方を覆う金属製の屋根４０と、を備え、側壁２０の上端部２０ａには、径方向内側に突出した肩部２２が設けられ、肩部２２の下面側に、屋根４０が固定されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状に形成されたコンクリート製の側壁と、
前記側壁の径方向内側に設けられ、低温液化ガスの貯蔵空間を形成する金属製のメンブレンと、
前記貯蔵空間の上方を覆う金属製の屋根と、を備え、
前記側壁の上端部には、径方向内側に突出した肩部が設けられ、
前記肩部の下面側に、前記屋根が固定されている、
低温地上式液化ガスタンク。

【請求項2】

前記屋根は、前記肩部の下面側に、スタッドボルトを介して固定されている、
請求項１に記載の低温地上式液化ガスタンク。

【請求項3】

前記肩部は、
前記側壁の内壁に固定された支持プレートと、
前記支持プレートに固定され、前記側壁の径方向内側に向かって斜め上方向に延びる固定プレートと、
前記固定プレートの上面側に設けられた前記スタッドボルトと、
前記固定プレートの上面側に打設され、前記スタッドボルトを埋設するコンクリート体と、を備え、
前記固定プレートに、前記屋根が固定されている、
請求項２に記載の低温地上式液化ガスタンク。

【請求項4】

コンクリート製の側壁を円筒状に形成し、
前記側壁の径方向内側に、低温液化ガスの貯蔵空間を形成する金属製のメンブレンを形成し、
前記側壁の上端部に、径方向内側に突出した肩部を形成し、
前記肩部の下面側に、前記貯蔵空間の上方を覆う金属製の屋根を固定する、
低温地上式液化ガスタンクの構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、低温地上式液化ガスタンク、低温地上式液化ガスタンクの構築方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、ＬＮＧ（液化天然ガス）、ＬＰＧ（液化石油ガス）、液体窒素などの低温液化ガスを貯蔵する地上式低温タンクが開示されている。この低温タンクは、全金属製の球面屋根付きで平底円筒形の内槽とプレストレストコンクリート製の側壁と側壁に固定された金属製球面屋根からなる外槽との二重殻構造となっており、内槽と外槽の間に粒状パーライト等の保冷材や、冷熱抵抗緩和材を充填して構成されている。
また、下記特許文献２には、円筒状のコンクリート躯体の上部内周の全周に亘ってリングプレートを取り付け、屋根板の周縁部をリングプレートに固着した地上式低温タンクが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－２６７０９９号公報

【特許文献2】特開平８－３３８５９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の低温タンクでは、大型化し液頭圧が大きくなるにつれて、液圧に耐えるために金属内槽の側部板厚が厚くなっていくが、強度や溶接性の観点から厚板化には限界がある。これを解決するための方策として、側部をプレストレストコンクリート製の側壁とし、その側壁に金属製球面屋根を固定する構造が採用される場合がある。
従来の低温タンクの外槽でも、金属製球面屋根はプレストレストコンクリート製側壁に固定されているが、その作用内圧は０．５ｋＰａ程度である。この構造の場合、側壁と金属製球面屋根の接続部には、低温液化ガスによる高いガス内圧（例えば２０ｋＰａ程度）が作用する。このため、低温タンクの側壁と屋根との結合部に大きな負荷がかかる、という問題がある。
また、従来の低温液化ガスを貯蔵する地下式低温タンクでは、地下に埋設されたコンクリート製の側壁に、金属製球面屋根を固定する構造が採用される場合がある。この場合、球面屋根の外端部は厚板となっており、特許文献２の図１に示すリングプレートのように、１ｍ程度は側壁に埋め込まれている。しかしこの場合、この埋め込まれた部分はコンクリート製の側壁内の鉄筋と多数の干渉を起こし、組立が非常に煩雑になり、鉄筋の配置も制約を受けるという課題がある。更に、地上式低温タンクでコンクリート製の側壁を採用した場合、側壁は内部からの液頭圧に耐える必要があるため、側壁内には円周ＰＣ鋼材・鉛直ＰＣ鋼材を配置する必要があり、この干渉の解決には更に困難になると想定される。

【0005】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、コンクリート製の側壁と金属製の屋根との結合部にかかる負荷に充分に耐え、かつ金属製の屋根の外端部と側壁内の構造物との干渉を大幅に低減し得る低温地上式液化ガスタンク、低温地上式液化ガスタンクの構築方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様に係る低温地上式液化ガスタンクは、円筒状に形成されたコンクリート製の側壁と、前記側壁の径方向内側に設けられ、低温液化ガスの貯蔵空間を形成する金属製のメンブレンと、前記貯蔵空間の上方を覆う金属製の屋根と、を備え、前記側壁の上端部には、径方向内側に突出した肩部が設けられ、前記肩部の下面側に、前記屋根が固定されている。

【0007】

また、本発明の第２の態様では、第１の態様の低温地上式液化ガスタンクにおいて、前記屋根は、前記肩部の下面側に、スタッドボルトを介して固定されていてもよい。

【0008】

また、本発明の第３の態様では、第２の態様の低温地上式液化ガスタンクにおいて、前記肩部は、前記側壁の内壁に固定された支持プレートと、前記支持プレートに固定され、前記側壁の径方向内側に向かって斜め上方向に延びる固定プレートと、前記固定プレートの上面側に設けられた前記スタッドボルトと、前記固定プレートの上面側に打設され、前記スタッドボルトを埋設するコンクリート体と、を備え、前記固定プレートに、前記屋根が固定されていてもよい。

【0009】

本発明の第４の態様に係る低温地上式液化ガスタンクの構築方法は、コンクリート製の側壁を円筒状に形成し、前記側壁の径方向内側に、低温液化ガスの貯蔵空間を形成する金属製のメンブレンを形成し、前記側壁の上端部に、径方向内側に突出した肩部を形成し、前記肩部の下面側に、前記貯蔵空間の上方を覆う金属製の屋根を固定する。

【発明の効果】

【0010】

上記本発明の一態様によれば、側壁と屋根との結合部にかかる大きな負荷に充分に耐え得る低温地上式液化ガスタンク、低温地上式液化ガスタンクの構築方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態に係る低温地上式液化ガスタンクの構成図である。

【図2】一実施形態に係る側壁と屋根との結合部の拡大図である。

【図3】一実施形態に係る低温地上式液化ガスタンクの構築方法において、側壁の上端部に屋根を結合する工程を示す説明図である。

【図4】一実施形態に係る低温地上式液化ガスタンクの構築方法において、側壁の上端部に屋根を結合する工程を示す説明図である。

【図5】一実施形態に係る低温地上式液化ガスタンクの構築方法において、側壁の上端部に屋根を結合する工程を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0013】

図１は、一実施形態に係る低温地上式液化ガスタンク１の構成図である。
低温地上式液化ガスタンク１は、図１に示すように、基礎版１０と、側壁２０と、メンブレン３０と、屋根４０と、を概略備えている。低温地上式液化ガスタンク１の内部の貯蔵空間Ａには、低温液化ガス２が貯蔵されている。

【0014】

基礎版１０は、コンクリート製であり、円板状に形成されている。基礎版１０の上面には、図示しない底部ライナや、保冷構造体（保冷材、冷熱抵抗緩和材など）が設けられている。

【0015】

側壁２０は、基礎版１０の外周縁に、円筒状に形成されている。側壁２０は、コンクリート製であり、例えば、ＰＣ（プレストレストコンクリート）壁から形成されている。側壁２０の内壁には、図示しない側ライナや、保冷構造体５０（後述する図２参照）が設けられている。側壁２０の外壁には、外階段２１が設けられている。

【0016】

メンブレン３０は、側壁２０の径方向内側に設けられ、低温液化ガス２の貯蔵空間Ａを形成している。メンブレン３０は、側壁２０の内壁及び基礎版１０の上面を覆う有底筒状に形成されている。メンブレン３０は、金属製の複数のステンレス製薄板から形成され、当該メンブレン３０には格子状のコルゲーション（ひだ）が設けられている。

【0017】

屋根４０は、上方に凸のドーム状に形成された金属製球面屋根であって、貯蔵空間Ａの上方を覆っている。屋根４０には、図示しない保冷構造体が設けられている。また、屋根４０には、屋根階段４１が設けられている。屋根４０は、図２に示すように、側壁２０の上端部２０ａに固定されている。

【0018】

図２は、一実施形態に係る側壁２０と屋根４０との結合部の拡大図である。
図２に示すように、側壁２０の上端部２０ａには、径方向内側に突出した肩部２２が設けられている。屋根４０は、肩部２２の下面側に固定されている。肩部２２は、側壁２０の上端部２０ａに沿って、周方向に環状に設けられている。

【0019】

肩部２２の下面は、側壁２０の径方向内側（タンク中心）に向かって斜め上方向に延びている。肩部２２の下面には、厚板の固定プレート２３が設けられ、固定プレート２３を介して、屋根４０の外周縁が固定されている。なお、肩部２２の上面２２ａは、雨水などが溜まらないように、平坦面（水平面）となっている。

【0020】

次に、図３～図５を参照して、上記構成の低温地上式液化ガスタンク１の構築方法について説明する。
図３～図５は、一実施形態に係る低温地上式液化ガスタンク１の構築方法において、側壁２０の上端部２０ａに屋根４０を結合する工程を示す説明図である。図３～図５には、側壁２０内の構造体として、円周ＰＣ鋼材６１と、鉛直ＰＣ鋼材６２と、太径鉛直鉄筋６３とを図示している。なお、太径鉛直鉄筋６３に沿う円周鉄筋は、図示を省略している。

【0021】

本手法では、先ず基礎版１０を形成し、次に基礎版１０の外周縁に、円筒状の側壁２０を形成する。側壁２０の上端部２０ａの内壁には、図３に示すように、支持プレート２４を固定する。支持プレート２４は、金属製の厚板であり、複数のスタッドボルト２５を備えている。

【0022】

次に、支持プレート２４の上端部に、固定プレート２３を溶接などで固定する。固定プレート２３は、側壁２０の径方向内側に向かって斜め上方向に延びる姿勢で、支持プレート２４に支持される。

【0023】

固定プレート２３の上面側には、複数のスタッドボルト２６と、後述するコンクリート体２９Ａ（図４参照）を打設するための枠固定用リブ２７と、が設けられている。固定プレート２３の下面側には、屋根４０の径方向の中心部から放射状に延びる鉄骨部材４２（メインラフターやサブラフターなど）を固定する屋根固定用リブ２８が設けられている。

【0024】

なお、固定プレート２３の径方向外側の端部は、支持プレート２４のスタッドボルト２５と共に、側壁２０の内壁に埋設される。固定プレート２３の径方向外側の端部の埋設長さは、支持プレート２４のスタッドボルト２５の埋設長さよりも短い。固定プレート２３の径方向外側の端部及び支持プレート２４のスタッドボルト２５は、側壁２０にプレストレスを与える円周ＰＣ鋼材６１、鉛直ＰＣ鋼材６２、及び太径鉛直鉄筋６３と干渉しない長さ及び干渉しない周方向配置を備えている。

【0025】

次に、本手法では、図４に示すように、固定プレート２３の枠固定用リブ２７に図示しないコンクリート打設枠を取り付け、固定プレート２３の上面側に、スタッドボルト２６を埋設するコンクリート体２９Ａを打設する。コンクリート体２９Ａは、側壁２０から径方向内側に突出し、肩部２２を形成する。肩部２２を形成したら、基礎版１０上で構築していた屋根４０をエアレイジングなどで浮上させ、屋根４０の外周縁を、固定プレート２３に溶接などで固定する。

【0026】

次に、本手法では、図５に示すように、コンクリート体２９Ａと屋根４０との間の凹部に、コンクリート体２９Ｂを打設し、肩部２２の上面２２ａを、側壁２０の上端部２０ａと連なる平坦面とする。当該平坦面には、図示しない屋根歩廊板を敷設するとよい。そして、コンクリート体２９Ｂと屋根４０との継ぎ目を跨ぐように、傾斜した水切り板４３を溶接などにより固定し、継ぎ目から雨水が浸入しないようにする。

【0027】

低温地上式液化ガスタンク１の内部では、コルゲーション付きのメンブレン３０を形成する。メンブレン３０が完成したら、気密試験を行う。その後、保冷工事、塗装工事、配管工事などを経て、図１に示す低温地上式液化ガスタンク１を構築することができる。

【0028】

上述したように、本実施形態に係る低温地上式液化ガスタンク１は、円筒状に形成されたコンクリート製の側壁２０と、側壁２０の径方向内側に設けられ、低温液化ガス２の貯蔵空間Ａを形成する金属製のメンブレン３０と、貯蔵空間Ａの上方を覆う金属製の屋根４０と、を備え、側壁２０の上端部２０ａには、径方向内側に突出した肩部２２が設けられ、肩部２２の下面側に、屋根４０が固定されている。この構成によれば、低温液化ガス２を貯蔵する際の作用内圧を、肩部２２によって充分に受けることができる。このため、低温地上式液化ガスタンク１は、側壁２０と屋根４０との結合部にかかる大きな負荷に充分に耐え得ることができる。

【0029】

また、本実施形態では、屋根４０は、肩部２２の下面側に、スタッドボルト２６を介して固定されている。この構成によれば、屋根４０の荷重をスタッドボルト２６を介して肩部２２で充分に支えることができる。

【0030】

また、本実施形態では、肩部２２は、側壁２０の内壁に固定された支持プレート２４と、支持プレート２４に固定され、側壁２０の径方向内側に向かって斜め上方向に延びる固定プレート２３と、固定プレート２３の上面側に設けられたスタッドボルト２６と、固定プレート２３の上面側に打設され、スタッドボルト２６を埋設するコンクリート体２９Ａと、を備え、固定プレート２３に、屋根４０が固定されている。この構成によれば、側壁２０がＰＣ壁であっても、側壁２０にプレストレスを与える構造体（円周ＰＣ鋼材６１、鉛直ＰＣ鋼材６２、及び太径鉛直鉄筋６３）と干渉することなく、側壁２０の上端部２０ａに屋根４０を固定できる。

【0031】

また、本実施形態に係る低温地上式液化ガスタンク１の構築方法は、コンクリート製の側壁２０を円筒状に形成し、側壁２０の径方向内側に、低温液化ガス２の貯蔵空間Ａを形成する金属製のメンブレン３０を形成し、側壁２０の上端部２０ａに、径方向内側に突出した肩部２２を形成し、肩部２２の下面側に、貯蔵空間Ａの上方を覆う金属製の屋根４０を固定する。この構成によれば、側壁２０と屋根４０との結合部にかかる大きな負荷に充分に耐え得る低温地上式液化ガスタンク１を構築できる。

【0032】

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

【符号の説明】

【0033】

１…低温地上式液化ガスタンク、２…低温液化ガス、１０…基礎版、２０…側壁、２０ａ…上端部、２１…外階段、２２…肩部、２２ａ…上面、２３…固定プレート、２４…支持プレート、２５…スタッドボルト、２６…スタッドボルト、２７…枠固定用リブ、２８…屋根固定用リブ、２９Ａ…コンクリート体、２９Ｂ…コンクリート体、３０…メンブレン、４０…屋根、４１…屋根階段、４２…鉄骨部材、４３…水切り板、５０…保冷構造体、６１…円周ＰＣ鋼材、６２…鉛直ＰＣ鋼材、６３…太径鉛直鉄筋、Ａ…貯蔵空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】