特開 2024-44538 液化ガスタンクおよびタンク内ポンプの取出方法

(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】P2024044538

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】液化ガスタンクおよびタンク内ポンプの取出方法

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/00 20060101AFI20240326BHJP

   B65D 88/06 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

F17C13/00 302Z

B65D88/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022150117

(22)【出願日】2022-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100127797

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 晴洋

(72)【発明者】

【氏名】池崎 明博

【テーマコード（参考）】

3E170

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E170AA03

3E170AB29

3E170BA03

3E170CA01

3E170CB10

3E170EA07

3E170RA01

3E170RA02

3E170VA20

3E172AA03

3E172AA06

3E172AB01

3E172AB04

3E172AB05

3E172AB11

3E172AB15

3E172AB20

3E172BA06

3E172BB04

3E172BB12

3E172BB17

3E172CA03

3E172DA90

3E172KA02

3E172KA03

(57)【要約】

【課題】タンク本体内に設置されたポンプを、ポンプバレルを通して外部に取り出す際に当該ポンプバレル内に空気が進入しても、その空気を排除することを可能とする。
【解決手段】液化ガスタンク１は、液化水素ＬＨを貯留するタンク本体１０と、タンク本体１０を垂直方向に貫通するポンプバレル２と、タンク本体１０内に設置され、ポンプバレル２を通して液化水素ＬＨを外部へ払い出すポンプ３と、タンク本体１０内のポンプ３を、ポンプバレル２内およびバレル開口２Ａを通して外部に取り出す吊り上げ装置５と、ポンプバレル２の内壁面２Ｂを加熱するヒーター４１と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化ガスを貯留するタンク本体と、
前記タンク本体を垂直方向に貫通するポンプバレルと、
前記タンク本体内に設置され、前記ポンプバレルを通して前記液化ガスを外部へ払い出すポンプと、
前記タンク本体内の前記ポンプを、前記ポンプバレル内を通して外部に取り出す吊り上げ装置と、
前記ポンプバレルの内壁面を加熱するヒーターと、を備える液化ガスタンク。

【請求項2】

請求項１に記載の液化ガスタンクにおいて、
前記ポンプバレルは多重管構造を有し、
前記ヒーターは、多重管の層間に配設されている、液化ガスタンク。

【請求項3】

請求項１または２に記載の液化ガスタンクにおいて、
前記ポンプバレルの内壁面の温度を計測する温度センサをさらに備える、液化ガスタンク。

【請求項4】

請求項３に記載の液化ガスタンクにおいて、
前記ヒーターは線状ヒーターからなり、前記温度センサは線状の分布型温度センサからなり、前記ヒーターおよび前記温度センサは前記ポンプバレルの周囲に巻回されている、液化ガスタンク。

【請求項5】

請求項１に記載の液化ガスタンクにおいて、
前記ポンプバレルは上端開口を有し、
前記上端開口を開閉するヘッドプレートと、
前記ヘッドプレートを開放しての前記ポンプの吊り上げの前に、前記上端開口が前記ヘッドプレートで閉止された状態で、前記ポンプバレル内を減圧する減圧装置と、
をさらに備える液化ガスタンク。

【請求項6】

請求項１に記載の液化ガスタンクにおいて、
前記ヒーターの動作時に、前記ポンプバレル内で発生するガスを排気する排気装置をさらに備える、液化ガスタンク。

【請求項7】

タンク本体内に貯留した液化ガスを、前記タンク本体を上下方向に貫通するポンプバレルと、前記タンク本体内に設置したポンプとを用いて払い出す構造を備えた液化ガスタンクにおける、前記ポンプの取出方法であって、
前記ポンプバレルの内部空間を加圧して当該ポンプバレル内に存在する液化ガスをタンク本体内へ押し出す工程と、
前記ポンプバレルを開放して、前記ポンプバレル内を通して前記ポンプを外部に取り出す工程と、
前記ポンプバレルの開放後に、前記ポンプバレルの内壁面を加熱する工程と、
を含むタンク内ポンプの取出方法。

【請求項8】

請求項７に記載のタンク内ポンプの取出方法において、
前記ポンプバレルの開放前に、前記ポンプバレル内を減圧する工程をさらに含む、タンク内ポンプの取出方法。

【請求項9】

請求項７に記載のタンク内ポンプの取出方法において、
前記ポンプの取り出し後に、前記ポンプバレルを封止して、前記ポンプバレル内を排気する工程をさらに含む、タンク内ポンプの取出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液化ガスを貯留するタンク、および前記タンク内に設置されたポンプの取出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液化水素や液化天然ガスなどの低温の液化ガスを貯留するタンクとして、多重殻構造を備えた平底タンクが知られている。この種のタンクは、タンク本体を垂直方向に貫通するポンプバレルと、前記タンク本体内に設置されるポンプとを備える。タンク本体内に貯留されている液化ガスは、前記ポンプの稼働により、前記ポンプバレルを通して外部へ払い出される。前記ポンプのメンテナンス時には、前記タンク本体内のポンプが前記ポンプバレルを通して吊り上げられる（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－６９４６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記ポンプを吊り上げてポンプバレルから取り出すとき、当該ポンプバレルの上端開口を封止しているヘッドプレートが取り外される。この際、前記上端開口から空気がポンプバレル内に進入し得る。ポンプバレル内に進入した空気は、タンク本体に貯留されている液化ガスにより冷却される。前記液化ガスが液化水素である場合、進入した空気は凝縮する。前記凝縮の結果、空気中の水分、窒素および酸素が凝固物となって、ポンプバレルの内壁に付着する不具合が生じる。

【0005】

本開示の目的は、タンク本体内に設置されたポンプを、ポンプバレルを通して外部に取り出す際に当該ポンプバレル内に空気が進入しても、その空気を排除することが可能な液化ガスタンク、およびタンク内ポンプの取出方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一局面に係る液化ガスタンクは、液化ガスを貯留するタンク本体と、前記タンク本体を垂直方向に貫通するポンプバレルと、前記タンク本体内に設置され、前記ポンプバレルを通して前記液化ガスを外部へ払い出すポンプと、前記タンク本体内の前記ポンプを、前記ポンプバレル内を通して外部に取り出す吊り上げ装置と、前記ポンプバレルの内壁面を加熱するヒーターと、を備える。

【0007】

本開示の他の局面に係るタンク内ポンプの取出方法は、タンク本体内に貯留した液化ガスを、前記タンク本体を上下方向に貫通するポンプバレルと、前記タンク本体内に設置したポンプとを用いて払い出す構造を備えた液化ガスタンクにおける、前記ポンプの取出方法であって、前記ポンプバレルの内部空間を加圧して当該ポンプバレル内に存在する液化ガスをタンク本体内へ押し出す工程と、前記ポンプバレルを開放して、前記ポンプバレル内を通して前記ポンプを外部に取り出す工程と、前記ポンプバレルの開放後に、前記ポンプバレルの内壁面を加熱する工程と、を含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、タンク本体内に設置されたポンプを、ポンプバレルを通して外部に取り出す際に当該ポンプバレル内に空気が進入しても、その空気を排除することが可能な液化ガスタンク、およびタンク内ポンプの取出方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の一実施形態に係る液化ガスタンクを概略的に示す断面図である。

【図2】図２は、本開示の一実施形態に係るタンク内ポンプの取出方法の工程フローチャートである。

【図3】図３は、タンク内ポンプの取出方法の工程の一つを示す断面図である。

【図4】図４は、タンク内ポンプの取出方法の工程の一つを示す断面図である。

【図5】図５は、タンク内ポンプの取出方法の工程の一つを示す断面図である。

【図6】図６は、タンク内ポンプの取出方法の工程の一つを示す断面図である。

【図7】図７は、タンク内ポンプの取出方法の工程の一つを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本開示に係る液化ガスタンク並びにタンク内ポンプの取出方法の実施形態を詳細に説明する。本開示の液化ガスタンクは、低温の液化ガスを貯留する平底タンクである。貯留される液化ガスは、例えば液化水素、液体ヘリウム、液体窒素、液化天然ガス、液化石油ガスまたは液化アンモニア等である。

【0011】

［液化ガスタンクの全体構造］
図１は、本開示の一実施形態に係る液化ガスタンク１を概略的に示す断面図である。液化ガスタンク１は、極低温の液化水素ＬＨを貯留するタンクであって地上据え置き式の多重殻構造を備えた平底タンクである。液化ガスタンク１は、液化水素ＬＨを貯留するタンク本体１０と、液化水素ＬＨをタンク本体１０から払い出すための構造体であるポンプバレル２と、タンク本体１０内において液化水素ＬＨに浸漬された状態で設置される潜没式のポンプ３と、ポンプバレル２の内壁面２Ｂを加熱するヒーター４１と、ポンプバレル２内を通してポンプ３を外部に取り出す吊り上げ装置５とを備える。

【0012】

タンク本体１０は、液化水素ＬＨを貯留する貯留空間を有する。図１では簡略化して単殻構造を示しているが、実際のタンク本体１０は、二重殻構造または三重殻構造 などの多重殻構造を備えている。二重殻構造の場合、タンク本体１０は、基礎の上に立設される外槽と、この外槽に内包される内槽と、外槽と内槽との間の保冷層とで構成される。液化水素ＬＨは、前記内槽の内部に貯留される。前記保冷層には、例えば粒状パーライトのような粉体断熱材と低沸点ガスとが充填される。三重殻構造の場合、タンク本体１０は、前記外槽と前記内槽との間にさらに中間槽を備える構造となる。この他、タンク本体１０は、平底以外の形状を備えるタンク、あるいは地中埋め込み式のタンク等であっても良い。

【0013】

ポンプバレル２は、タンク本体１０を垂直方向に貫通するように設置された円筒体であり、タンク本体１０内の液化水素ＬＨを外部へ払い出す際の導出管である。ポンプバレル２は、液化水素ＬＨが流通する内部空間であるバレル内空間２０を有する。ポンプバレル２は、タンク本体１０内に収容される内側部分と、タンク本体１０から上方へ延び出す突出部分とを含む。ポンプバレル２の下端部２１は、タンク本体１０の底板付近に配置され液化水素ＬＨ内に没入されている。ポンプバレル２の上端部２２は、タンク屋根１１を貫通して所定高さ位置に配置されている。バレル内空間２０は、下端部２１と上端部２２との間において鉛直方向に延び、ポンプ３を通過させ得る内径を有している。

【0014】

ポンプ３は、下端部２１付近のバレル内空間２０に収容されている。ポンプバレル２の下端部２１の取り入れ開口には、フート弁２３が取り付けられている。ポンプ３はフート弁２３の上に載置された状態で配置されている。ポンプ３の自重によってフート弁２３が垂下することで、下端部２１の前記取り入れ開口が開放された状態となる。ポンプ３は、図１に矢印ａ１で示すように、タンク本体１０内の液化水素ＬＨを取り込み、圧力を上げてバレル内空間２０へ液化水素ＬＨを送り出す。

【0015】

ポンプバレル２の上端部２２付近の側面には、第１バルブＶ１を備えた払い出し配管２４が突設されている。ポンプバレル２の上端には、バレル内空間２０と外部空間とを連通させるバレル開口２Ａ（上端開口）が設けられている。液化ガスタンク１の運用時、バレル開口２Ａにはヘッドプレート２５が取り付けられ、当該バレル開口２Ａが封止される。第１バルブＶ１は、液化水素ＬＨの払い出し時に「開」とされる。ポンプ３の稼働により、バレル内空間２０から払い出し配管２４を通して、液化水素ＬＨが払い出される。

【0016】

払い出し配管２４には、供給管２４１および排気管２４２が分岐接続されている。供給管２４１には第２バルブＶ２が、排気管２４２には第３バルブＶ３が、各々配置されている。供給管２４１および排気管２４２は、払い出し配管２４を通してバレル内空間２０と連通している。供給管２４１は、所要のガスをバレル内空間２０へ供給するための配管である。本実施形態では、水素ガスを供給するガス供給装置３２が、供給管２４１に接続されている。排気管２４２は、バレル内空間２０に存在する気体を外部へ排出するための配管である。本実施形態では、バレル内空間２０を真空引きする減圧装置３３が、排気管２４２に接続されている。減圧装置３３に代えて、バレル内空間２０に存在する気体を排気して水素ガスに置換するガス置換装置を用いても良い。

【0017】

ポンプバレル２には、多重管構造部２Ｗが備えられている。多重管構造部２Ｗは、ポンプバレル２の一部と、当該ポンプバレル２に外嵌された外皮管２７とで構成されている。外皮管２７は、ポンプバレル２の下端部２１付近からタンク屋根１１のやや上方まで、上下方向に延びている。ポンプバレル２の外周面と外皮管２７の内壁面との間には、所定間隔の層間が形成されている。当該層間に、所要の断熱性能を具備させるべく、断熱材やシールガスを封入しても良い。あるいは、前記層間を真空する真空断熱構造を採用しても良い。

【0018】

多重管構造部２Ｗの前記層間には、ヒーター４１および光ファイバー温度計４２（温度センサ）が配設されている。ヒーター４１は、電気的に発熱する線状ヒーターからなり、ポンプバレル２の周囲に螺旋状に巻回されている。ヒーター４１は、多重管構造部２Ｗにおいてポンプバレル２の内壁面２Ｂを加熱する。線状ヒーターからなるヒーター４１に代えて、例えば面状発熱体からなるヒーターでポンプバレル２の周囲を包皮しても良いし、前記層間に温風を供給するヒーターを用いても良い。

【0019】

光ファイバー温度計４２は、ポンプバレル２の内壁面２Ｂの温度を計測する、線状の分布型温度センサである。光ファイバー温度計４２は、ヒーター４１の巻回ターン間に収まる態様で、ポンプバレル２の周囲に螺旋状に巻回されている。光ファイバー温度計４２に代えて、例えば熱電対方式の温度センサを用いるようにしても良い。

【0020】

ヒーター４１の加熱動作は、コントローラ４３によって制御される。コントローラ４３は、ヒーター４１に供給する電力を制御することで、ヒーター４１の発熱量を調整する。前記制御に当たり、コントローラ４３は光ファイバー温度計４２の温度計測結果を参照する。コントローラ４３は、光ファイバー温度計４２に検査光を入射し、そのラマン散乱光を検出することで、内壁面２Ｂの温度分布を求める。線状のヒーター４１を用いることで、内壁面２Ｂを均一温度に加熱し易くなる。また、線状の分布型温度センサからなる光ファイバー温度計４２を用いることで、内壁面２Ｂ全体の温度分布を正確に計測できる。従って、コントローラ４３は、内壁面２Ｂの加熱状態を精度良くコントロールできる。

【0021】

吊り上げ装置５は、ポンプ３のメンテナンス時等に、タンク本体１０内に設置されたポンプ３を、ポンプバレル２内およびバレル開口２Ａを通して外部に取り出す。また、吊り上げ装置５は、メンテナンス後のポンプ３や新たなポンプ３の設置のため、ポンプバレル２を通してポンプ３を吊り下げる。バレル内空間２０には、ポンプ３の吊り上げ用のリフティングワイヤ３１が垂下されている。吊り上げ装置５は、リフティングワイヤ３１の巻き取りおよび繰り出しを行うドラムと、当該ドラムを回転駆動するモーターを含む。

【0022】

ポンプ３には、リフティングワイヤ３１の下端が取り付けられる。リフティングワイヤ３１の上端側は、ヘッドプレート２５に取り付けられたシールヘッド２６を通して外部に引き出される。シールヘッド２６は、昇降するリフティングワイヤ３１が、バレル内空間２０の気密性を損なうことなくヘッドプレート２５を貫通するようシールするシール構造部を有している。

【0023】

［ポンプの取出方法のフロー］
図２は、タンク本体１０内のポンプ３を取り出すポンプ取り出し工法の一例を示す工程フローチャートである。ポンプ取り出し工法は、大別して、図２に示す工程Ｓ１～Ｓ５からなる。ポンプ３のメンテナンス時、あるいは新たなポンプ３への交換時などに、工程Ｓ１～Ｓ５が実行される。

【0024】

工程Ｓ１は、ポンプバレル２の下端部２１に設置されているフート弁２３が「開」から「閉」となるまで、ポンプ３を少しの高さだけ吊り上げる、第１次のポンプ吊り上げ工程である。続く工程Ｓ２は、ポンプバレル２の内部空間であるバレル内空間２０を加圧して、バレル内空間２０内に存在する液化水素ＬＨをタンク本体１０内へ押し出す工程である。工程Ｓ３は、ポンプ３の取り出しのためにポンプバレル２を開放する前に、水素ガスがバレル開口２Ａから流出しないよう、ポンプバレル２内を減圧する工程である。

【0025】

工程Ｓ４は、ポンプバレル２を開放して、ポンプバレル２内のバレル内空間２０を通してポンプ３を外部に取り出すようにポンプ３を吊り上げる、第２次のポンプ吊り上げ工程である。工程Ｓ５は、ポンプバレル２の内壁面２Ｂを加熱すると共に、当該加熱により生じる気体を排気するために、ポンプバレル２を封止してバレル内空間２０を真空引きする工程である。以下、上記工程Ｓ１～Ｓ５を、図３～図７を参照して具体的に説明する。

【0026】

＜工程Ｓ１＞
図３は、タンク内ポンプの取出方法の工程Ｓ１の実施状況を示す断面図である。リフティングワイヤ３１が、シールヘッド２６を通して上方へ引き出されている。第１、第２、第３バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３は、全て「閉」とされている。リフティングワイヤ３１がヘッドプレート２５を貫通しているが、シールヘッド２６によりバレル内空間２０の気密性は保たれている。

【0027】

シールヘッド２６から引き出されたリフティングワイヤ３１の始端が、吊り上げ装置５に巻き掛けられている。吊り上げ装置５によりリフティングワイヤ３１が少量だけ巻き取られ、これによりポンプ３が少しだけ吊り上げられた状態とされる。工程Ｓ１でのポンプ３の吊り上げ高さは、フート弁２３を「閉」とするのに足りる高さである。既述の通り、フート弁２３は、ポンプ３の重量が加わることによって液化水素ＬＨの取り入れ開口が「開」となる弁である。ポンプ３の重量が解放されると、復帰スプリングの作用によりフート弁２３は「閉」の状態となる。なお、工程Ｓ１の段階では、バレル内空間２０に液化水素ＬＨが入り込んでいる状態である。

【0028】

＜工程Ｓ２＞
図４は、上記工程Ｓ２の実施状況を示す断面図である。工程Ｓ２では、供給管２４１から水素ガスが圧送され、バレル内空間２０内に取り入れられている液化水素ＬＨをタンク本体１０内へ戻す作業が行われる。第１～第３バルブＶ１～Ｖ３のうち、第２バルブＶ２だけが「開」とされる。供給管２４１には、図１に示したガス供給装置３２から水素ガスが加圧ガスとして供給される。加圧ガスが、タンク本体１０に貯留されている液化水素ＬＨの気化ガスであるので、当該気化ガスに凝縮が生じても支障はない。

【0029】

供給管２４１から供給された水素ガスは、払い出し配管２４を経てバレル内空間２０内へ入る。水素ガスの供給が継続されると、バレル内空間２０が加圧される。水素ガスの加圧力によって、バレル内空間２０内の液化水素ＬＨの液面には押圧力が加わる。この押圧力が、フート弁２３の前記復帰スプリングの付勢力を上回ると、フート弁２３は「開」の状態となる。そして、バレル内空間２０の液化水素ＬＨが、図４で矢印ａ２にて示すように、フート弁２３の前記取り入れ開口からタンク本体１０内へ押し出される。これにより、バレル内空間２０は水素ガスで加圧された状態となる。

【0030】

＜工程Ｓ３＞
図５は、上記工程Ｓ３の実施状況を示す断面図である。工程Ｓ３では、ポンプバレル２のバレル内空間２０の真空引きが行われる。第１～第３バルブＶ１～Ｖ３のうち、第３バルブＶ３だけが「開」とされる。ヘッドプレート２５でバレル開口２Ａはまだ閉止された状態であり、バレル内空間２０は密閉状態である。図１に示した減圧装置３３により、バレル内空間２０のガスが吸引され、排気管２４２から排出される。先の工程Ｓ２の実行によって、バレル内空間２０には水素ガスが存在していることから、当該水素ガスが排気管２４２を通して抜き出され、例えば放散処理などの所定の処理が実行される。

【0031】

水素ガスを抜き取ってゆくことにより、バレル内空間２０は徐々に減圧されてゆく。なお、工程Ｓ２では「開」状態となっていたフート弁２３は、水素ガスによる加圧が停止された時点で「閉」となっているので、バレル内空間２０への液化水素ＬＨの進入が阻まれる。バレル内空間２０は、少なくとも大気圧よりも低い圧力に減圧される。このような減圧によりバレル内空間２０から水素ガスは除去されるので、ヘッドプレート２５を外してバレル開口２Ａを開放しても、水素ガスの外部への流出を抑制できる。

【0032】

工程Ｓ３の真空引き作業に代えて、バレル内空間２０の水素ガスを他のガスに置換する作業を実行しても良い。用いる置換ガスとしては、窒素ガスのような不活性ガスが好適である。この場合、ポンプバレル２に不活性ガスの供給ポートを設け、当該供給ポートからバレル内空間２０に向けて不活性ガスを供給する。また、例えば排気管２４２から、不活性ガスと共にバレル内空間２０の水素ガスを排出させる。このようなガス置換作業によっても、後にバレル開口２Ａを開放したときの水素ガスの流出を抑制できる。

【0033】

＜工程Ｓ４＞
図６は、上記工程Ｓ４の実施状況を示す断面図である。工程Ｓ４では、先ずポンプバレル２の上端部２２に取り付けられているヘッドプレート２５が外され、バレル開口２Ａが開放される。次いで、吊り上げ装置５によりリフティングワイヤ３１が順次巻き取られ、ポンプ３がバレル内空間２０において吊り上げられてゆく。最終的には、ポンプ３がバレル開口２Ａよりも上方に至るまで、リフティングワイヤ３１の巻き取りが継続される。この作業により、ポンプ３がタンク本体１０内から外部へ取り出される。

【0034】

ヘッドプレート２５の取り外しにより、バレル内空間２０が外気と連通した状態となる。また、先の工程Ｓ３でバレル内空間２０が減圧されている。このため、図６に矢印ａ３で示すように、周囲の空気がバレル開口２Ａからポンプバレル２内へ進入する。ポンプバレル２のタンク本体１０に突入している部分並びにその近傍部分は、タンク本体１０に貯留されている液化水素ＬＨの冷熱の影響を受ける極低温領域である。このため、ポンプバレル２内へ進入した空気は、前記極低温領域において液化水素ＬＨによって極低温に冷却されて凝縮し、液化または固化して凝縮物Ｃとなって内壁面２Ｂに付着する。凝縮物Ｃは、空気中の水分の水滴、液体酸素、液体窒素、もしくは前記水分が凝固した氷、凝固酸素、凝固窒素などである。

【0035】

工程Ｓ４に続いて、吊り上げたポンプ３を地上に降ろす作業が行われる。例えば、吊り上げ装置５を、タンク本体１０の径方向外側まで移動させるホイストレールが、予めタンク屋根１１に設置される。ポンプ３を吊った状態の吊り上げ装置５を、前記ホイストレールに沿って径方向外側へ移動させ、前記ドラムに巻き取られているリフティングワイヤ３１を繰り出すことで、ポンプ３が地上に降ろされる。その後、ポンプ３はメンテナンス作業に供される。

【0036】

＜工程Ｓ５＞
図７は、上記工程Ｓ５の実施状況を示す断面図である。工程Ｓ５は、メンテナンスを終えたポンプ３をタンク本体１０へ再設置する際の前作業として実行される。工程Ｓ５では、内壁面２Ｂの凝縮物Ｃを除去する作業が行われる。具体的には、図１に示したコントローラ４３がヒーター４１を起動させ、多重管構造部２Ｗにおいてポンプバレル２の内壁面２Ｂを加熱させる。内壁面２Ｂの加熱温度は適宜設定できるが、例えば摂氏３０℃程度以上に設定することができる。コントローラ４３は、光ファイバー温度計４２による温度計測に基づいてヒーター４１への通電量を制御することで、内壁面２Ｂの加熱温度を調整する。なお、ヒーター４１の起動は、先の工程Ｓ４の実行中、もしくはヘッドプレート２５の取り外し直前または直後としても良い。

【0037】

工程Ｓ５の実行態様の一例を示す。先ず、吊り上げ装置５で吊った状態のポンプ３を、バレル開口２Ａからバレル内空間２０内へ降下させてゆく。図７に示すように、ある程度の深さだけバレル内空間２０へポンプ３を進入させたら、直ちにヘッドプレート２５でバレル開口２Ａを封止する。ヒーター４１の動作に伴う内壁面２Ｂの加熱により、当該内壁面２Ｂに付着している空気および含有水分の凝縮物Ｃも加熱されて気化する。すなわち、前記加熱により、バレル内空間２０には水分を含む空気が発生する。空気がバレル内空間２０に残存することは望ましくないので、当該空気を排気する。

【0038】

具体的には、第３バルブＶ３を開放すると共に、減圧装置３３（図１）を動作させて、バレル内空間２０を真空引きする。この真空引き動作により、内壁面２Ｂの加熱により生じたバレル内空間２０の空気は、図７に矢印ａ４で示すように、払い出し配管２４および排気管２４２を経て外部へ排気される。なお、減圧装置３３に代えて、バレル内空間２０の空気を窒素ガスに置換後、さらに水素ガスやヘリウムガス等に置換する機能を有するガス置換装置を適用しても良い。排気を終えたら、ポンプ３を所定の位置まで吊り下げる。これによりフート弁２３が「開」となり、ポンプ３が稼働可能な状態となる。また、フート弁２３が「開」となることで、バレル内空間２０も水素ガスで満たされる。

【0039】

［作用効果］
以上説明した本実施形態に係る液化ガスタンク１およびタンク内ポンプの取出方法によれば、ポンプバレル２を通してポンプ３をタンク本体１０から外部に取り出す際に、ポンプバレル２内への空気の進入を許容する。このため、バレル内空間２０のパージのための設備やパージのための工数を削減できる。一方、ポンプバレル２内に進入した空気は、液化水素ＬＨの冷熱により凝縮され、内壁面２Ｂに凝縮物Ｃとなって付着する。しかし、液化ガスタンク１は内壁面２Ｂを加熱するヒーター４１を備える。ヒーター４１の熱によって凝縮物Ｃは空気に戻され、さらに減圧装置３３の動作によりバレル内空間２０から排出される。従って、ポンプ３の取り出し時に一旦空気が進入しても、ポンプバレル２内に空気が存在しない状態に復帰させることができる。

【0040】

［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。

【0041】

本開示の第１の態様に係る液化ガスタンクは、液化ガスを貯留するタンク本体と、前記タンク本体を垂直方向に貫通するポンプバレルと、前記タンク本体内に設置され、前記ポンプバレルを通して前記液化ガスを外部へ払い出すポンプと、前記タンク本体内の前記ポンプを、前記ポンプバレル内を通して外部に取り出す吊り上げ装置と、前記ポンプバレルの内壁面を加熱するヒーターと、を備える。

【0042】

この液化ガスタンクによれば、ポンプバレルを開放して吊り上げ装置でポンプを外部に取り出す際に、前記ポンプバレル内に空気が進入し得る。前記ポンプバレル内に進入した空気は、タンク本体に貯留されている液化ガスにより冷却されて凝縮し、液滴や凝固物となってポンプバレルの内壁面に付着することがある。しかし、液化ガスタンクは前記ポンプバレルの内壁面を加熱するヒーターを備える。従って、たとえ前記ポンプバレルの内壁面に空気の進入に起因する液滴や凝固物が付着しても、これらをヒーターで加熱して気化させて除去することができる。

【0043】

第２の態様に係る液化ガスタンクは、第１の態様の液化ガスタンクにおいて、前記ポンプバレルは多重管構造を有し、前記ヒーターは、多重管の層間に配設されていても良い。

【0044】

第２の態様によれば、ヒーターが多重管の内部に配設されるので、前記ヒーターとタンク本体内の液化ガスとを直接接触させることなく、ポンプバレルの内壁を加熱できる。また、ヒーターが発生する熱による液化ガスの蒸発を抑制できる。

【0045】

第３の態様に係る液化ガスタンクは、上記の第１または第２の態様の液化ガスタンクにおいて、前記ポンプバレルの内壁面の温度を計測する温度センサをさらに備えていて良い。

【0046】

第３の態様によれば、ヒーターによるポンプバレルの内壁面の加熱状況を把握することができる。従って、前記内壁面の加熱温度を適温に加熱するよう、前記ヒーターをコントロールすることが可能となる。

【0047】

第４の態様に係る液化ガスタンクは、第３の態様の液化ガスタンクにおいて、前記ヒーターは線状ヒーターからなり、前記温度センサは線状の分布型温度センサからなり、前記ヒーターおよび前記温度センサは前記ポンプバレルの周囲に巻回されている構成とすることができる。

【0048】

第４の態様によれば、ポンプバレルの内壁面を均一温度に加熱し易くなる。また、前記内壁面の温度分布を計測できる。従って、より詳細に前記内壁面の加熱状態をコントロールできる。

【0049】

第５の態様に係る液化ガスタンクは、第１から第４の態様の液化ガスタンクにおいて、前記ポンプバレルは上端開口を有し、前記上端開口を開閉するヘッドプレートと、前記ヘッドプレートを開放しての前記ポンプの吊り上げの前に、前記上端開口が前記ヘッドプレートで閉止された状態で、前記ポンプバレル内を減圧する減圧装置と、をさらに備えていても良い。

【0050】

第５の態様によれば、ヘッドプレートを開放する前に、ポンプバレル内を減圧状態とすることができる。このため、ヘッドプレートを取り外した際に、タンク内の液化ガスが上端開口から外部へ流出することを抑制できる。

【0051】

第６の態様に係る液化ガスタンクは、第１から第５の態様の液化ガスタンクにおいて、前記ヒーターの動作時に、前記ポンプバレル内で発生するガスを排気する排気装置をさらに備えていても良い。

【0052】

第６の態様によれば、ヒーターの加熱により生じる、ポンプバレルの内壁面に付着した凝縮物の気化ガスを、排気装置でポンプバレル内から排出することができる。

【0053】

本開示の第７の態様に係るタンク内ポンプの取出方法は、タンク本体内に貯留した液化ガスを、前記タンク本体を上下方向に貫通するポンプバレルと、前記タンク本体内に設置したポンプとを用いて払い出す構造を備えた液化ガスタンクにおける、前記ポンプの取出方法であって、前記ポンプバレルの内部空間を加圧して当該ポンプバレル内に存在する液化ガスをタンク本体内へ押し出す工程と、前記ポンプバレルを開放して、前記ポンプバレル内を通して前記ポンプを外部に取り出す工程と、前記ポンプバレルの開放後に、前記ポンプバレルの内壁面を加熱する工程と、を含む。

【0054】

第７の態様の方法によれば、ポンプバレル内を通してポンプを外部に取り出す工程において、前記ポンプバレル内に空気が進入し得る。しかし、ポンプバレルの開放後に、前記ポンプバレルの内壁面を加熱する工程を有するので、前記ポンプバレルの内壁面に空気の進入に起因する液滴や凝固物が付着しても、これらをヒーターで加熱して気化させて除去することができる。

【0055】

第８の態様に係る方法は、第７の態様のタンク内ポンプの取出方法において、前記ポンプバレルの開放前に、前記ポンプバレル内を減圧する工程をさらに含んでいてもよい。

【0056】

第８の態様によれば、減圧によりバレル内の液化ガスが排出されるので、ポンプバレルを開放した際に液化ガスが上端開口から外部へ流出することを抑制できる。

【0057】

第９の態様に係る方法は、第７の態様のタンク内ポンプの取出方法において、前記ポンプの取り出し後に、前記ポンプバレルを封止して、前記ポンプバレル内を排気する工程をさらに含んでいても良い。

【0058】

第９の態様によれば、前記加熱する工程で生じた、ポンプバレルの内壁面に付着した凝縮物の気化ガスを、ポンプバレル内から排出することができる。

【符号の説明】

【0059】

１ 液化ガスタンク
１０ タンク本体
２ ポンプバレル
２０ バレル内空間（内部空間）
２Ａ バレル開口（上端開口）
２Ｂ 内壁面
２Ｗ 多重管構造部
２４ 払い出しポート（パージ機構／パージガス排出ポート）
２５ ヘッドプレート
３ ポンプ
３２ ガス供給装置
３３ 減圧装置（排気装置）
４１ ヒーター（線状ヒーター）
４２ 光ファイバー温度計（温度センサ）
５ 吊り上げ装置
ＬＨ 液化水素（液化ガス）
Ｃ 凝縮物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】