特許 7412625 極低温液化ガスの荷役方法、極低温液化ガスの荷役設備および極低温液化ガスの荷役設備における温度確認方法

(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】

(24)【登録日】2023-12-28

(45)【発行日】2024-01-12

(54)【発明の名称】極低温液化ガスの荷役方法、極低温液化ガスの荷役設備および極低温液化ガスの荷役設備における温度確認方法

(51)【国際特許分類】

   F17C 6/00 20060101AFI20240104BHJP

   F17C 13/00 20060101ALI20240104BHJP

【ＦＩ】

F17C6/00

F17C13/00 302F

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023099097

(22)【出願日】2023-06-16

【審査請求日】2023-06-20

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000158312

【氏名又は名称】岩谷産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136098

【弁理士】

【氏名又は名称】北野 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100137246

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勝也

(72)【発明者】

【氏名】新井 祐介

(72)【発明者】

【氏名】横山 清英

【審査官】佐藤 正宗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０６５９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４７３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７０３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－０４５２９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】登録実用新案第３０６９３９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０２－０８１９９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－０１４１９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１７Ｃ １／００－１３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

極低温液化ガスを収容するタンクから移送設備を介して極低温液化ガスを移送する極低温液化ガスの荷役方法において、
前記移送設備が有するメインラインを冷却する冷却工程を含み、
前記冷却工程は、
前記タンクから液体である極低温液化ガスを取り出し、前記メインラインに流通させる第１ステップと、
前記第１ステップの後、前記タンクから液体である極低温液化ガスを取り出し、前記メインラインに流通させて、前記メインラインをさらに冷却する第２ステップと、を含み、
前記第１ステップにおいて流通される液体である極低温液化ガスは、前記メインラインから分岐し、前記メインラインに対して１／４以下の径である枝管からガスとして排出され、
前記第２ステップにおいて流通される液体である極低温液化ガスは、前記枝管から排出されず、前記メインラインと前記枝管との分岐部よりも下流まで流通される、
極低温液化ガスの荷役方法。

【請求項2】

前記第１ステップにおいて、前記枝管に設けられる弁の開閉が繰り返され、
前記枝管から排出される前記ガスの量に応じて、前記タンクから前記メインライン内に極低温液化ガスが呼び込まれる、
請求項１に記載の極低温液化ガスの荷役方法。

【請求項3】

前記第１ステップと同時または前記第１ステップの後に、温度確認ステップを含み、
前記温度確認ステップにおいて前記メインラインの温度が所定温度以下であることが確認された場合に前記第２ステップが開始される、
請求項１または２に記載の極低温液化ガスの荷役方法。

【請求項4】

前記極低温液化ガスは液化水素であり、前記所定温度は空気の液化点温度以下である、
請求項３に記載の極低温液化ガスの荷役方法。

【請求項5】

前記温度確認ステップは、前記枝管の温度を確認することによって行われる、
請求項３に記載の極低温液化ガスの荷役方法。

【請求項6】

前記温度確認ステップは、
前記枝管における真空断熱構造を有さない部分の温度を確認することによって行われる、
請求項５に記載の極低温液化ガスの荷役方法。

【請求項7】

極低温液化ガスを収容するタンクと、
前記タンクに接続する第１端を有する第１配管と、
前記第１配管よりも鉛直方向における下方において前記タンクに接続する第２端を有する第２配管と、
前記第１配管の前記第１端と逆側の端部である第３端と、前記第２配管の前記第２端と逆側の端部である第４端と、に接続する第３配管と、
前記第３配管の中途から分岐し、前記第３配管よりも小径である第４配管と、
を備え、
前記第１配管の前記第１端と前記第３端との間には、前記第１配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第１開閉機構が備えられ、
前記第２配管の前記第２端と前記第４端との間には、前記第２配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第２開閉機構が備えられ、
前記第３配管における、前記第１配管との接続部および前記第２配管との接続部より下流には、前記第３配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第３開閉機構が備えられ、
前記第４配管には、前記第４配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第４開閉機構が備えられ、
前記第４配管は、前記第３配管における前記第３開閉機構よりも上流において、前記第３配管から分岐しており、
前記第１配管、前記第２配管、前記第３配管は、真空断熱二重管で構成され、
前記第４配管の少なくとも一部は真空断熱構造を有さない、
極低温液化ガスの荷役設備。

【請求項8】

前記極低温液化ガスが、液化水素または液化ヘリウムである、
請求項７に記載の極低温液化ガスの荷役設備。

【請求項9】

前記第４配管の径は、前記第３配管の径に対して、１／４以下である、
請求項７に記載の極低温液化ガスの荷役設備。

【請求項10】

請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の極低温液化ガスの荷役設備において、
前記第４配管における真空断熱構造を有さない部分における配管温度を測定する、
または
前記第４配管における真空断熱構造を有さない部分を視認することによって温度を確認する、
極低温液化ガス荷役設備における温度確認方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、極低温液化ガスの荷役方法、極低温液化ガスの荷役設備および極低温液化ガスの荷役設備における温度確認方法に関する。

【背景技術】

【0002】

極低温液化ガスの一種である液化水素の荷役のための方法および設備が知られている。この種の技術が例えば特許文献１に記載されている。

【0003】

特許文献１には、液化水素のローディングまたはアンローディングに先立って、液化水素移送系統を予冷するための設備および方法が開示されている。特許文献１は、船陸間の移送設備における陸側設備であるローディングアームの末端部において、アーム末端の閉止フランジとアウトボードアームとの間に、２箇所の開閉弁を設けることを開示している。特許文献１の設備によれば、液化水素を流通させることによってローディングアームの予冷を実施する際、ローディングアームの末端部に充填された窒素ガスと液化水素とが、開閉弁を介して接することがない。このため、液化水素に冷却された窒素が開閉弁の内部で凍結し、開閉弁が固着することが防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許６４１８６８０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された設備においてローディングアームの予冷を実施する際には、ローディングアームの配管最末端の区画に窒素ガスが充填され、隣接する区画には水素ガスが充填され、水素ガスが充填された区画に隣接する区画に液化水素が充填される。ただし、特許文献１には、液化水素を配管内に導入し、充填を行う具体的な方法については開示されていない。

【0006】

液化水素の移送に先立って移送設備の配管の予冷を行うとき、予冷開始時の配管の温度は常温付近であることが多い。このような配管に極低温流体である液化水素を流通させると、急激な温度変化に起因する熱収縮等によって配管に損傷が生じるおそれがある。一方で、荷役作業の効率向上やエネルギー低減の観点から、予冷に要する時間を短縮し、また、予冷のために使用する液化水素の量を低減することが望まれる。

【0007】

このような現状に鑑み、本開示の目的の一つは、極低温液化ガスの荷役において、荷役設備の冷却工程のために消費される極低温液化ガスの量を低減するとともに、設備への負荷を抑制し、効率よく安定的に冷却を実施可能である極低温液化ガスの荷役方法を提供することである。また、本開示の目的の一つは、極低温液化ガスの荷役において、荷役設備の冷却工程のために消費される極低温液化ガスの量を低減するとともに、設備への負荷を抑制し、効率よく安定的に冷却を実施可能である極低温液化ガスの荷役設備を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示に従う極低温液化ガスの荷役方法は、極低温液化ガスを収容するタンクから移送設備を介して極低温液化ガスを移送する極低温液化ガスの荷役方法において、前記移送設備が有する配管を冷却する冷却工程を含む。前記冷却工程は、前記タンクから液体である極低温液化ガスを取り出し、前記配管に流通させる第１ステップと、前記第１ステップの後、前記タンクから液体である極低温液化ガスを取り出し、前記配管に流通させる第２ステップと、を含む。前記第１ステップにおいて流通される液体である極低温液化ガスは、前記配管のうち、メインラインから分岐し、前記メインラインよりも小径である枝管からガスとして排出される。前記第２ステップにおいて流通される極低温液化ガスは、前記枝管から排出されない。

【0009】

本開示に従う極低温液化ガスの荷役設備は、極低温液化ガスを収容するタンクと、前記タンクに接続する第１端を有する第１配管と、前記第１配管よりも鉛直方向における下方において前記タンクに接続する第２端を有する第２配管と、前記第１配管の前記第１端と逆側の端部である第３端と、前記第２配管の前記第２端と逆側の端部である第４端と、に接続する第３配管と、前記第３配管の中途から分岐し、前記第３配管よりも小径である第４配管と、を備える。前記第１配管の前記第１端と前記第３端との間には、前記第１配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第１開閉機構が備えられる。前記第２配管の前記第２端と前記第４端との間には、前記第２配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第２開閉機構が備えられる。前記第３配管における、前記第１配管との接続部および前記第２配管との接続部より下流には、前記第３配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第３開閉機構が備えられる。前記第４配管には、前記第４配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第４開閉機構が備えられる。前記第４配管は、前記第３配管における前記第３開閉機構よりも上流において、前記第３配管から分岐している。前記第１配管、前記第２配管、前記第３配管は、真空断熱二重管で構成される。前記第４配管の少なくとも一部は真空断熱構造を有さない。

【0010】

本開示にかかる極低温液化ガスの荷役設備における温度確認方法は、前記極低温液化ガスの荷役設備において、
前記第４配管における真空断熱構造を有さない部分における配管温度を測定する、
または
前記第４配管における真空断熱構造を有さない部分を視認することによって温度を確認する、温度確認方法である。

【発明の効果】

【0011】

荷役設備の冷却工程において消費される極低温液化ガスの量を低減するとともに、設備への負荷を抑制し、効率よく安定的に冷却を実施可能である極低温液化ガスの荷役方法が提供される。本開示によれば、荷役設備の冷却工程において消費する極低温液化ガス量を低減するとともに、設備への負荷を抑制し、効率よく安定的に冷却を実施可能である極低温液化ガスの荷役設備、当該荷役設備における温度確認方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本開示にかかる実施の形態である荷役設備の模式図である。

【図2】図２は、本開示にかかる実施の形態である荷役方法の概要を示すフローチャートである。

【図3】図３は、本開示にかかる極低温液化ガスの荷役方法における冷却工程を実施した場合の実績データを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［実施の形態の概要］
初めに、本開示にかかる荷役方法および荷役設備の概要を列挙して説明する。
本開示に従う極低温液化ガスの荷役方法は、極低温液化ガスを収容するタンクから移送設備を介して極低温液化ガスを移送する極低温液化ガスの荷役方法において、前記移送設備が有する配管を冷却する冷却工程を含む。前記冷却工程は、前記タンクから液体である極低温液化ガスを取り出し、前記配管に流通させる第１ステップと、前記第１ステップの後、前記タンクから液体である極低温液化ガスを取り出し、前記配管に流通させる第２ステップと、を含む。前記第１ステップにおいて流通される液体である極低温液化ガスは、前記配管のうち、メインラインから分岐し、前記メインラインよりも小径である枝管からガスとして排出される。前記第２ステップにおいて流通される極低温液化ガスは、前記枝管から排出されない。

【0014】

従来、低温流体の移送に先立って、移送設備の配管を予め冷却することが知られている。液化天然ガス（ＬＮＧ）の荷役においては、船や陸に据え付けられたＬＮＧタンクから発生する低温の蒸発ガス（ＢＯＧ）を配管に流通させ、ＢＯＧの冷熱によって配管を冷却することが知られている。しかしながら、液化水素の荷役においては、液化水素のＢＯＧを利用して配管の冷却を行うことが難しいことが明らかになった。そこで、液化水素の荷役において、液体である液化水素を用いて配管の冷却を行う方法が検討された。しかしながら、大口径の配管に極低温の液化水素を流通させると、急激な部分冷却が生じやすく、適切に冷却を行うことが困難であることが判明した。この状況を踏まえてさらに検討が重ねられた。

【0015】

本開示にかかる荷役方法は、液体である極低温液化ガスを用いて、配管の冷却を２ステップで行う。なかでも、第１ステップとして、極低温液化ガスを収容するタンクから取り出した液化ガスを配管に流通させ、この液化ガスを、メインラインから分岐し、メインラインよりも小径である枝管からガスとして排出する。この構成によれば、メインラインよりも小径である枝管からガスを排出するため、メインラインに流通する極低温液化ガスの量を制御することが容易になる。このため、メインラインの温度制御が容易になり、配管の急激な冷却を回避できる。また、液体である極低温液化ガスを配管に流通させる場合、液体が直接触れる配管下部と液体が触れない配管上部との温度差（配管天地温度差）が過大になることがあったが、本開示にかかる荷役方法によれば、配管天地温度差が過大になることも防止しつつ、冷却を進めることができる。

【0016】

前記荷役方法は、前記第１ステップと同時または前記第１ステップの後に、温度確認ステップを含み、前記温度確認ステップにおいて、前記配管の温度が所定温度以下であることが確認された場合に前記第２ステップが開始されてよい。この構成によれば、より効率的に配管の冷却を行うことが可能で、冷却のために消費する液化水素の量を低減し、冷却に要する時間を短縮する効果が大きい。これらにより、より効率的に液化水素の荷役を実施できる。

【0017】

前記荷役方法において、前記極低温液化ガスは液化水素であり、前記所定温度は空気の液化点温度以下であってよい。本開示にかかる荷役方法は、特に液化水素の荷役において有効である。また、空気の液化点温度以下の温度を指標として第１ステップから第２ステップへの移行を行うことによって、より効率的に配管の冷却を行うことができる。

【0018】

前記荷役方法において、前記温度確認ステップは、前記枝管の温度を確認することによって行われてよい。枝管の温度は、メインラインの温度よりも容易に測定できる。枝管の温度からメインラインの温度を推測することによれば、よりシンプルな設備構成によって極低温液化ガスの荷役を行うことが可能となる。

【0019】

前記荷役方法において、前記温度確認ステップは、前記枝管における真空断熱構造を有さない部分の温度を確認することによって行われてよい。極低温液化ガスの移送設備における配管は、その大部分が真空断熱配管で構成される。これに対して、枝管は、真空断熱構造を有さない部分を有してもよい。真空断熱構造を有さない部分は、真空断熱配管よりも配管の温度の確認が容易である。枝管の真空断熱構造部分以外の部分の温度を確認することによって、より容易かつ迅速に温度確認が可能で、シンプルな設備構成によって極低温液化ガスの荷役を行うことが可能となる。

【0020】

本開示に従う極低温液化ガスの荷役設備は、極低温液化ガスを収容するタンクと、前記タンクに接続する第１端を有する第１配管と、前記第１配管よりも鉛直方向における下方において前記タンクに接続する第２端を有する第２配管と、前記第１配管の前記第１端と逆側の端部である第３端と、前記第２配管の前記第２端と逆側の端部である第４端と、に接続する第３配管と、前記第３配管の中途から分岐し、前記第３配管よりも小径である第４配管と、を備える。前記第１配管の前記第１端と前記第３端との間には、前記第１配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第１開閉機構が備えられる。前記第２配管の前記第２端と前記第４端との間には、前記第２配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第２開閉機構が備えられる。前記第３配管における、前記第１配管との接続部および前記第２配管との接続部より下流には、前記第３配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第３開閉機構が備えられる。前記第４配管には、前記第４配管の連通状態と閉止状態とを切換可能である第４開閉機構が備えられる。前記第４配管は、前記第３配管における前記第３開閉機構よりも上流において、前記第３配管から分岐している。前記第１配管、前記第２配管、前記第３配管は、真空断熱二重管で構成される。前記第４配管の少なくとも一部は真空断熱構造を有さない。

【0021】

本開示にかかる荷役設備によれば、前述した荷役方法を実施できる。また、既存の設備構成の組み合わせによって荷役設備を構成することが可能で、特別な設備を必要とすることなく、合理的なコストで信頼性の高い荷役設備を構成できる。

【0022】

本開示にかかる荷役設備において、前記極低温液化ガスは、液化水素または液化ヘリウムであってよい。本開示にかかる荷役設備は、液化水素または液化ヘリウムを収容し、移送する設備として好適である。

【0023】

本開示にかかる荷役設備において、前記第４配管の径は、前記第３配管の径に対して、１／４以下であってよい。第４配管の径をこの範囲とすることによって、メインラインである第３配管に流通する液化水素の量をより確実に制御できる。

【0024】

本開示にかかる温度確認方法は、前記極低温液化ガスの荷役設備において、前記第４配管における真空断熱構造を有さない部分における配管温度を測定する、または、前記第４配管における真空断熱構造を有さない部分を視認することによって温度を確認する、極低温液化ガス荷役設備における温度確認方法である。この温度方法によれば、迅速かつ簡単に配管温度を確認できる。また、第４配管の温度と第３配管の温度の相関を予め確認しておけば、第４配管の温度を測定することで第３配管の温度を推測し、液化水素の荷役をより迅速かつ容易に行うことができる。

【0025】

［実施の形態の具体例］
次に、本開示にかかる極低温液化ガスの荷役方法および荷役設備の具体的な実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。なお、本明細書において「極低温」とは、１００Ｋ（－１７３℃）以下の温度範囲を意味する。また、本明細書では、極低温液化ガスの移送元側を「上流側」、極低温液化ガスの移送先側を「下流側」と称する。以下の例ではタンクに近い側を「上流側」、船に近い側を「下流側」と称するが、実際の運用において流体の流通方向はこれに制限されない。

【0026】

本開示にかかる極低温液化ガスの荷役方法および荷役設備で取り扱われる液化ガスは、液化水素、液化ヘリウム、液化重水素を含む。本開示にかかる荷役方法および荷役設備は、液化水素の荷役において好適である。

【0027】

図１は、本開示にかかる荷役設備の模式図である。図１を参照して、荷役設備１は、極低温液化ガスとしての液化水素Ｌ０を収容するタンク１０と、移送設備３０と、を含む荷役ターミナルである。移送設備３０は、タンク１０に収容される液化水素Ｌ０を外部設備の一例である船２０に移送するための設備である。外部設備は船に限定されず、タンクローリ等の車両であってもよく、別の固定設備であってもよい。移送設備３０は、ローディングアームを含んで構成されうる。

【0028】

移送設備３０は、タンク１０に接続する第１配管３１と、第１配管３１よりも鉛直方向における下方においてタンク１０に接続する第２配管３２と、を含む。第１配管３１の第１端Ｐ１は、タンク１０内の液化水素Ｌ０の液面よりも上に接続される。第１配管３１は、液化水素Ｌ０が蒸発した気体である水素ガスを流通させるためのラインである。第２配管３２の第２端Ｐ２は、タンク１０内の液化水素Ｌ０の液面よりも下に接続される。第２配管３２は、液体である液化水素ガスを流通させるためのラインである。

【0029】

移送設備３０はまた、第３配管としてのメインライン３３と、メインライン３３から分岐する第４配管としての枝管３４と、を含む。第１配管３１における第１端Ｐ１と逆側の端部である第３端Ｐ３は、メインライン３３に接続している。また、第２配管３２における第２端Ｐ２と逆側の端部である第４端Ｐ４も、メインライン３３に接続している。メインライン３３は、大口径の配管であってよい。大口径の配管とは、典型的には、口径が４インチ（内径約１００ｍｍ）以上である配管である。メインライン３３が大口径の配管である場合に、本開示にかかる設備や方法が特に好適である。メインライン３３の口径の上限は、本開示にかかる効果を有する限り特に制限されないが、例えば３２インチ（内径約８００ｍｍ）である。枝管３４は、メインライン３３よりも小径である。枝管３４は例えば、メインライン３３の径に対して概ね１／４以下の径であってよい。枝管３４の径の下限は特に制限されないが、例えば、１／８インチ（内径約６．５ｍｍ）以上の配管を用いることができる。具体的には例えば、メインライン３３として口径１６インチ（内径約４００ｍｍ）、枝管３４として口径１インチ（内径約２７ｍｍ）の配管を用いて、設備を構成できる。

【0030】

メインライン３３は、直接にまたは別の配管を介して、液化水素の移送先である外部設備に接続するラインである。一方、枝管３４は排出系統である。枝管３４の末端は開放されていてもよいし、各種の水素ガス利用設備に接続していてもよい。水素ガス利用設備としては例えば、燃料電池、発電設備等が挙げられる。また、枝管３４は別の目的を備える配管を兼ねるものであってもよい。例えば、枝管３４は、本開示にかかる荷役方法においては排気ラインとして使用されるが、タンク１０から小型の収容設備に液化水素を移送する場合等には、液化水素移送用配管として用いられうるものであってよい。

【0031】

タンク１０、第１配管３１、第２配管３２、メインライン３３は高断熱構造である真空断熱構造Ｓを有する。具体的に、タンク１０は真空断熱構造のタンクである。また、第１配管３１、第２配管３２、メインライン３３は真空断熱二重管で構成される。枝管３４は、メインライン３３からの分岐部から少なくとも一部が真空断熱二重管で構成されることが好ましい。枝管３４は、真空断熱二重管で構成される部分と、真空断熱構造を有さず、単管で構成される部分とを有することが好ましい。枝管３４が真空断熱構造を有さない部分を有することによって、後述する温度確認が容易にできる。

【0032】

第１配管３１には、第１配管３１の連通状態（ライン開）と閉止状態（ライン閉）とを切換可能である第１開閉機構としての弁４１が備えられる。第２配管３２には、第２配管３２の連通状態（ライン開）と閉止状態（ライン閉）とを切換可能である第２開閉機構としての弁４２が備えられる。メインライン３３には、メインライン３３の連通状態（ライン開）と閉止状態（ライン閉）とを切換可能である第３開閉機構としての弁４３が備えられる。メインライン３３にはまた、メインライン３３の配管表面の温度を測定する温度計５１が備えられる。温度計５１は、配管上部の温度を測定する温度計５１ａと、配管下部の温度を測定する温度計５１ｂとを含む。弁４１，４２，４３は、真空断熱二重管のカバー内に設けられることが好ましい。枝管３４は、メインライン３３の弁４３よりも上流から分岐している。枝管３４には、枝管３４の連通状態（ライン開）と閉止状態（ライン閉）とを切換可能である第４開閉機構としての弁４４が備えられる。弁４４は、弁４２，４３よりも容量の小さいバルブである。弁４４は、枝管３４における真空断熱構造を有さない部分に設けられても、真空断熱構造を有する部分に設けられてもよい。

【0033】

枝管３４における真空断熱構造を有さない部分の鉛直下方にはトレー７１が備えられる。枝管３４に液化水素を流通させると、枝管３４に流通する液化水素によって枝管３４の外周表面が冷却され、配管表面において空気の液化が生じることがある。この場合、トレー７１で液化空気を受けることによって、作業者や周囲設備に対する安全性を向上できる。

【0034】

図１は本開示にかかる構成を主として示すものであり、移送設備を簡略化して示している。移送設備３０は、図示していない構成を多数含む。例えば、枝管３４は１箇所ではなく、メインラインの複数個所から複数の枝管が分岐してもよい。メインラインを複数の弁によって区画し、各区画に枝管を設けることによって、区画ごとに配管の冷却を実施できる。また、枝管３４の出口付近には、枝管３４から排出される気体を加温するための加温機構が設けられてよい。

【0035】

次に、本開示にかかる荷役方法について説明する。本開示にかかる荷役方法を実施する設備は特に制限されないが、例えば上述した荷役設備１において好適に実施される。本開示にかかる荷役方法は、極低温液化ガスである液化水素Ｌ０を収容するタンク１０から、移送設備３０を介して液化水素Ｌ０を移送する荷役方法において実施される冷却方法に特徴を有する。本開示にかかる荷役方法は、移送設備３０が有する配管、特にメインライン３３を冷却する冷却工程を含む。この冷却工程は典型的に、液化水素のローディングやアンローディングに先立つ予冷工程として実施される。

【0036】

図２は、本開示にかかる荷役方法の概要を示すフローチャートである。図２は、上述した荷役設備１において荷役を行う場合を説明し、図２における弁４１～４４は、図１に示された弁４１～４４に対応する。

【0037】

図２を参照して、本開示にかかる荷役方法に含まれる冷却工程は、第１冷却ステップＳ１と、第１冷却ステップＳ１に次いで実施される第２冷却ステップＳ２とを含む。

【0038】

冷却工程が開始される（Ｓ０）。冷却工程が開始される時、移送設備３０の配管は冷却されていない状態（常温域）であってよい。また、第１冷却ステップＳ１の前に予備冷却ステップないしガス置換ステップが実施されてもよい。例えば、予備冷却ステップとして、タンク１０から第１配管３１を通じて水素ガスが取り出され、配管内に充填された状態であってもよい。

【0039】

第１冷却ステップＳ１の開始時、タンク１０からのガス取り出しラインである第１配管３１の弁４１およびメインライン３３の弁４３は全閉とする。タンク１０からの液体である液化水素ガス取り出しラインである第２配管３２の弁４２は全開とする（Ｓ１０）。このようにして、タンクから、液体である液化水素を取り出し、移送設備の配管に流通させる。次いで、枝管３４に設けられる弁４４の全開と全閉を繰り返す（Ｓ２０）。配管内に供給された液化水素は、枝管３４を通じてガスＧ１として排出される。また、枝管３４から排出されるガスＧ１の量に応じて、液化水素がタンク１０から配管内に呼び込まれる。ここで、枝管３４はメインライン３３に対して小径であり、弁４４からの排気量も少量となる。このため、メインライン３３内に流入する液化水素の量を容易に調整できる。このことによって、メインライン３３が大口径であっても、メインライン３３の冷却スピードが過大にならず、また、メインライン３３の配管の天地温度差が過大になることを抑制できる。なお、図２に示したフローチャートでは、弁４２を全開としているが、第１冷却ステップＳ１の途中で弁４２の開度を変更してもよい。例えば、第１冷却ステップＳ１の開始時から中盤までは弁４２を一部開とし、一定程度冷却が進んだことを確認した後に、弁４２を全開としてもよい。第１冷却ステップＳ１の途中で弁４２の開度を変更することによって、より精密に冷却スピードを制御できる。また、図２に示したフローチャートでは弁４４の全開と全閉を繰り返しているが、弁４４の一部開と閉を繰り返してもよい。

【0040】

弁４４の全開と全閉を１回または複数回行うごとに、弁４２，４３間の温度を確認する（Ｓ３０）。温度確認の具体的な形態は特に制限されないが、典型的には、メインライン３３の配管温度を確認する。温度の確認には温度計５１を利用してもよく、枝管３４の温度からメインライン３３の温度を推測してもよい。弁４２，４３間の温度が－２２０℃以上である場合（Ｓ３０でＮＯ）は、Ｓ２０を繰り返す。弁４２，４３間の温度が－２２０℃未満である場合（Ｓ３０でＹＥＳ）は、枝管３４の弁４４を全閉とする（Ｓ４０）。メインライン３３よりも小径の配管である枝管３４に設けられた弁４４を開閉することによって、冷却スピードが過大になることを抑制しつつ、冷却を行える。また、大口径の配管であるメインライン３３における配管天地での温度差が過大になることを抑制しつつ、冷却を行える。

【0041】

なお、図２に示す例では、Ｓ３０において弁４２，４３間の温度が－２２０℃未満であることが確認されるが、この温度は－２２０℃に限定されず、設備の構成や配管の径等に応じて所定の温度を設定できる。所定の温度としては、空気の液化点温度（約－１９０℃）以下とすることが好ましい。第１冷却ステップＳ１においてメインライン３３の温度が空気の液化点温度以下になるまで冷却を進めることによって、続く第２冷却ステップＳ２において冷却スピードが過大となることを防止できる。

【0042】

次いで、第２冷却ステップＳ２に進む。第２冷却ステップＳ２よりも前に枝管３４に設けられた弁４４は閉とされており（Ｓ４０）、第２冷却ステップＳ２では、枝管３４から液化水素ガスは排出されない。第２冷却ステップＳ２では、メインライン３３の弁４３が調整開とされる（Ｓ５０）。なお、調整開とは、必要に応じて全閉から全開までの範囲で弁の開度を調整した状態とすることをいう。これによって、メインライン３３における弁４３よりも下流まで液化水素が供給され、また、メインライン３３は引き続き冷却される。このとき、メインライン３３はすでに－２２０℃未満まで冷却されているため、弁４３の調整により液化水素の流量が多くなっても冷却スピードが過大になることがない。

【0043】

弁４３を調整開とした後、弁４２，４３間の温度を確認する（Ｓ６０）。温度確認の具体的な形態は特に制限されないが、典型的には、メインライン３３の配管温度を確認する。温度の確認には温度計５１を利用できる。弁４２，４３間の温度が液化水素の温度以上である場合（Ｓ６０でＮＯ）は、弁４３の開度を増し（Ｓ６５）、液化水素の流通量を多くする。弁４２，４３間の温度が液化水素の温度近傍である場合（Ｓ６０でＹＥＳ）、冷却が終了される（Ｓ７０）。液化水素の温度は約－２５３℃（２０Ｋ）である。

【0044】

次に、本開示にかかる温度確認方法について説明する。本開示にかかる温度確認方法を実施する設備は特に制限されないが、例えば上述した荷役設備１において好適に実施される。本開示にかかる温度確認方法は、真空断熱構造を有するメインラインの温度を、枝管の温度を確認することによって推測する方法である。上述のとおり、荷役設備１において、メインライン３３は真空断熱構造Ｓを有するのに対して、枝管３４の少なくとも一部は真空断熱構造Ｓを有さず単管で構成される。この部分の温度は、より汎用的な温度測定方法によって測定できる。あらかじめ枝管３４における単管部分の温度と冷却対象であるメインライン３３の温度との相関を確認しておくことによって、枝管温度からメインラインの温度を推定できる。

【0045】

枝管３４における温度の測定は、温度計を用いて温度を測定してもよく、その他の方法でもよい。例えば、枝管３４の単管が空気液化点よりも低温まで冷却された場合、配管出口や配管表面に液体空気が発生する。液化空気の発生を視認することによって、温度を確認することも好ましい。

【0046】

（実施例）
図３は、図１に模式的に示す移送設備３０において本開示にかかる極低温液化ガスの荷役方法における冷却工程を実施した場合の実績データを示す。図３は、冷却工程のうち第１冷却ステップにあたる部分を示している。図３中、弁４２および弁４３の弁開度（％）の経時推移がそれぞれ示される。また、メインライン３３の配管上下それぞれに配置された温度計５１ａ、５１ｂの温度（℃）の経時推移がそれぞれ示される。さらに、温度計５１ａ、５１ｂの温度変化速度（クールダウンレート、℃／ｈ）の経時推移がそれぞれ示される（右軸）。クールダウンレートは、－５０℃／ｈ以上５０℃／ｈ以下の範囲が適正範囲とされた。

【0047】

図３を参照して、０分から３００分まで、弁４２の開度を１０％に維持しながら弁４４の開閉を繰り返した。３００分に弁４２の開度を１００％とした。３００分から９００分まで、弁４２の開度を１００％に維持しながら弁４４の開閉を繰り返した。弁４３は、０分から９００分まで全閉に維持した。

【0048】

配管温度は冷却開始時（０分）には約１０℃であった。冷却開始後９００分において、－２００℃以下まで冷却された。この間のクールダウンレートはほぼ適正範囲内であった。より詳しく説明すると、配管上部の温度（温度計５１ａ）のクールダウンレートは、０分から９００分までの間、ごくわずかな逸脱を除いて適正範囲内に維持された。クールダウンレートの最低値は－５９．４℃／ｈ（１０３分時）であった。配管下部の温度（温度計５１ｂ）のクールダウンレートは、０分から３００分までの間、大部分が適正範囲内に維持された。大口径の配管から液化水素の抜き出しを実施した場合にはこの段階でのクールダウンレートの制御が困難であったのに対して大幅な改善が見られた。また、３００分から９００分までの間、ごくわずかな逸脱を除いてクールダウンレートは適正範囲内に維持された。クールダウンレートの最低値は－１０９．８℃／ｈ（２０４分時）であった。

【0049】

配管温度の天地差は、配管上部の温度（温度計５１ａ）と配管下部の温度（温度計５１ｂ）との差分である。０分から９００分まで、配管温度天地差は７０℃以内に抑えられ、管理値内に維持できた。９００分において、弁４３を１００％開とした。弁４３を開とし、メインラインに液化水素を流通させることによって、メインラインのさらなる冷却を行った。

【0050】

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0051】

１ 荷役設備、１０ タンク、２０ 船、３０ 移送設備、３１ 第１配管、３２ 第２配管、３３ メインライン、３４ 枝管、４１、４２、４３、４４ 弁、５１ 温度計、７１ トレー。

【要約】

【課題】液化水素の荷役において、荷役設備の冷却工程のために消費される液化水素の量を低減するとともに、設備への負荷を抑制し、効率よく安定的に冷却を実施可能である液化水素の荷役方法を提供すること。
【解決手段】本開示に従う極低温液化ガスの荷役方法は、移送設備が有する配管を冷却する冷却工程を含む。前記冷却工程は、前記タンクから液体である極低温液化ガスを取り出し、前記配管に流通させる第１ステップと、前記第１ステップの後、前記タンクから液体である極低温液化ガスを取り出し、前記配管に流通させる第２ステップと、を含む。前記第１ステップにおいて流通される液体である極低温液化ガスは、前記配管のうち、メインラインから分岐し、前記メインラインよりも小径である枝管からガスとして排出される。
前記第２ステップにおいて流通される極低温液化ガスは、前記枝管から排出されない。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】