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JP6036605B2 - 地上式低温タンク - Google Patents

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Description

本発明は、地上式低温タンクに関する。
従来、例えばＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）等の低温の液化ガスを貯留する低温タンクとして、低温液化ガスを貯留する金属製の内槽と、この内槽を囲うコンクリート製の外壁を有した外槽と、を備えるフルコンテイメント（full containment）形式の二重殻タンクが用いられている。このような低温タンクでは、貯留した液化ガスを外部に払い出すために、液払出用のポンプをタンク内のポンプバレル内に設置している。
液払出用のポンプは、前記の二重殻タンクでは屋根を貫通するバレルの下端に収納され、バレルの下端から液化ガスを吸い込むように構成されている。
このポンプは、例えば液面が吸込口より１〜３ｍほどの高さにないと、渦や泡を吸い込むことによって液の払い出しが不能となる。
したがって、このような高さに底面から吸込口までの高さを加えた高さに相当する分の液が、タンクから払い出すことができなくなり、タンクの有効貯留量を大きく減少させる結果となっている。
これに対処するため、例えばタンク用のポンプピットを形成することが考えられる。タンク用のポンプピットとしては、地下式でメンブレン式の低温タンクにおいて提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
ところで、地下式のタンクでは地上に突出する部分が少ないため、タンクの高さ（深さ）の制約が少なく、タンクを埋設する穴の深さを十分に深くすることにより、基礎版と内槽との間に配設する保冷層についても十分な厚さに施工することができる。これに対して地上式のタンクでは、景観上の理由などからタンクの高さに制約があり、そのためタンクの有効貯留量を十分に確保しようとすると、その分、基礎版と内槽との間に配設する保冷層の厚さが制限されてしまう。
特許第３９７８８９２号公報 特許第４０１４７４３号公報 特開２００３−２７８９９８号公報
したがって、地上式のタンクでは特に基礎版と内槽との間に配設する保冷層の厚さが制限されることから、タンク用のポンプピットを設けるのが難しかった。
すなわち、地上式のタンクにおいてポンプピットを設けようとした場合、タンクの底面に穴部を形成し、この穴部内に金属製で有底筒状のピット本体を設けることになるが、ピット本体では特に底部のコーナー部において線荷重が集中的にかかり易く、したがってこれを受ける部位では線荷重が伝わることで大きなストレスを生じる。すると、保冷層は泡ガラスなどによって形成されているため、このストレスによって割れなどが起こり、保冷性能が低下してしまう。
地下式のタンクであれば、前述したように基礎版と内槽との間に配設する保冷層を十分な厚さに施工することができ、したがって前記の線荷重に起因するストレスによる保冷性能の低下はほとんど問題にならない。しかし、地上式のタンクでは保冷層の厚さが制限されているため、前記のストレスによる保冷性能の低下は低温タンク自体の性能を大きく損なうことになってしまう。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、保冷性能の低下を防止しつつポンプピットを設けるようにした、地上式低温タンクを提供することにある。
本発明の地上式低温タンクは、低温液化ガスを貯留する金属製の内槽と、該内槽を囲うコンクリート製の外壁を有する外槽と、を備える地上式の低温タンクにおいて、前記内槽の底部には、該内槽の底面から予め設定された深さの穴部が形成され、該穴部内に収容された状態で金属製で有底筒状のピット本体が設けられ、前記穴部内には、前記ピット本体の底面側に、少なくとも該ピット本体の底面の外周縁部を支持するコンクリート製の補強体が設けられ、前記補強体の下側に保冷材が設けられていることを特徴とする。
また、前記地上式低温タンクにおいて、前記穴部内には、前記ピット本体の側周面の外側に、グラスウールが圧縮した状態で配置されていることが好ましい。
また、前記地上式低温タンクにおいて、前記補強体は、前記ピット本体の底面の外周縁部を支持するように環状に形成されており、該環状の補強体の内側には、保冷材が設けられていてもよい。
本発明の地上式低温タンクによれば、ピット本体の底面側に、少なくとも該ピット本体の底面の外周縁部を支持するコンクリート製の補強体を設け、前記補強体の下側に保冷材を設けているので、特にピット本体の底部のコーナー部（外周縁部）に集中的にかかる線荷重を補強体で受けることができ、したがってその下側に設けられた保冷材に線荷重が伝わることを防止することができる。これにより、線荷重が伝わることに起因するストレスによって保冷層に割れなどが起こり、保冷性能が低下するのを防止することができる。すなわち、保冷性能の低下を防止しつつポンプピットを設けることができる。
本発明に係る地上式低温タンクの一実施形態の概略構成を示す側断面図である。 基礎版および槽底部を拡大した側断面図である。
以下、図面を参照して本発明の地上式低温タンクを詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明に係る地上式低温タンクの一実施形態の概略構成を示す側断面図であり、図１中符号１は地上式低温タンク（以下、低温タンクと記す。）である。この低温タンク１は、ＬＮＧやＬＰＧ、液化エチレンなどの低温液化ガスを貯留する地上式低温タンクである。なお、本実施形態では、ＬＮＧを貯留する低温タンクとする。
この低温タンク１は、グランド２上に設けられたもので、低温液化ガス（ＬＮＧ）を貯留する金属製の内槽３と、この内槽３の周囲を囲ってこれを覆う外槽４と、を備えて構成された二重殻構造のものである。すなわち、グランド２上にコンクリート製の基礎版（基礎）５が据え付けられ、該基礎版５上に、円筒状の外槽（槽）４が設置されている。また、基礎版５上には槽底部６が形成され、この槽底部６上に円筒状の内槽３が設置されている。
内槽３は、底板３ａと円筒状の側壁３ｂとを有し、鋼板等によって形成されたもので、前記槽底部６上に配置され、かつ、保冷層７を介して外槽４内に設置されている。外槽４は、側壁部４ａと屋根部４ｂとからなっており、側壁部４ａは、内槽３の側壁３ｂを囲うコンクリート製の外壁４ｃと、その内周面に貼設された鋼板からなる外槽本体４ｄとによって形成されている。このような構成によって低温タンク１は、フルコンテイメント（full containment）形式の二重殻タンクとなっている。
また、内槽３には、その上部開口を覆って蓋体８が被着されており、したがってこの蓋体８は、内槽３の屋根部となっている。ただし、この蓋体８は、例えば薄いアルミニウム板によって形成されており、内槽３の上部開口を気密に封止することなく、単にこれを覆って設けられている。内槽３を覆う蓋体８、および外槽４の屋根部４ｂには、内槽３内から外部に低温液化ガスを払い出すためのポンプバレル９が、これらを貫通して設けられ、さらに、外部から内槽３内に低温液化ガスを供給するための供給管（図示せず）も、これらを貫通して設けられている。
内槽３の側壁３ｂと外槽４の側壁部４ａとの間には隙間が形成されており、この隙間には前述したように保冷層７が設けられている。この保冷層７としては、例えばポリウレタンフォーム（ＰＵＦ）や粒状のパーライトなどによって形成されている。
蓋体８の上にはサスペンデッドデッキ１０が配置されており、このサスペンデッドデッキ１０上には例えばグラスウールからなる保冷層１１が敷設されている。
内槽３の底板３ａの下側は、図２の拡大側断面図に示すように、基礎版５およびこれの上に形成された槽底部６によって構成されている。基礎版５には、後述するポンプピットを形成する位置に対応して、基礎版穴部５ａが形成されている。基礎版穴部５ａは、予め設定された深さに形成されている。また、この基礎版５の下方には、前記基礎版穴部５ａの下方となる位置に補強基礎版５ｂが設けられている。補強基礎版５ｂは、基礎版穴部５ａを形成したことで基礎版５の厚さが薄くなった分を補強するためのもので、平面視して、基礎版穴部５ａより一回り以上大きく形成されている。
槽底部６は、内槽３の側壁３ｂを支持する部位、すなわちアニュラー部では、保冷機能を有するパーライトコンクリート１２と、構造用の軽量コンクリート１３とがこの順に積層されて形成されている。そして、軽量コンクリート１３上にアニュラープレート１４が配置され、このアニュラープレート１４上に内槽３の側壁３ｂが設置されている。
また、このアニュラー部と外槽４との間は、泡ガラス等からなる保冷材１５が設けられている。
さらに、アニュラー部より内槽３の中央側にも、泡ガラス等からなる保冷材１６が設けられている。この保冷材１６は、設定された保冷性能を得るべく、例えば二層に積層されて形成されている。また、この保冷材１６は、前記基礎版穴部５ａ内にも設けられている。
そして、このような保冷材１６上に内槽の底板３ａが敷設され、該底板３ａと前記アニュラープレート１４とが溶接等によって接続されることにより、内槽３が形成されている。ただし、本実施形態では、このような構成からなる内槽３の底部に、円筒状の穴部１７が形成されている。穴部１７は、ポンプピットを形成するためのもので、前記基礎版穴部５ａ上に位置する保冷材１６に、予め設定された深さに形成されている。
この穴部１７内には、該穴部１７内に収容された状態で、金属製のピット本体１８が設けられている。このピット本体１８は、内槽３の底板３ａと同じ材質の鋼板によって形成されたもので、有底円筒状の収容部１８ａと、この収容部１８ａの上部開口部に形成されたフランジ部１８ｂとによって形成されている。収容部１８ａは、その高さが穴部１７の深さより十分に浅く（低く）なるように形成されており、また、その外径が穴部１７の内径より十分に小さく形成されている。さらに、フランジ部１８ｂは、穴部１７の内径より大径に形成されている。
このような構成のもとにピット本体１８は、フランジ部１８ｂが穴部１７の開口の周辺部に懸架されることにより、収容部１８ａが穴部１７内に吊された状態に収容されている。すなわち、ピット本体１８の収容部１８ａは、穴部１７を形成する保冷材１６との間に隙間をあけて収容されている。
このような収容部１８ａと保冷材１６との間の隙間には、この隙間を埋めるべく、保冷材が設けられている。すなわち、穴部１７を形成した保冷材１６の上で、かつ、収容部１８ａの下方に、泡ガラスやポリウレタンフォーム（ＰＵＦ）からなる保冷層（保冷材）１９が配設されている。
そして、この保冷層１９と収容部１８ａの底面との間には、すなわち穴部１７における、収容部１８ａの底面側には、該収容部１８ａの底面に接してコンクリート製の補強体２０が配設されている。この補強体２０は、例えば厚さが１０ｃｍ〜２０ｃｍ程度に形成された円板状または正方形板状のもので、平面視した状態で収容部１８ａの底面より一回り以上大きく形成されている。
これにより、補強体２０は収容部１８ａを支持し、特に該収容部１８ａの底面の外周縁部を支持することにより、収容部１８ａの底板と側板との間のコーナー部に集中的にかかる線荷重を受けることができるようになっている。したがって、収容部１８ａのコーナー部に集中的にかかった線荷重が保冷層１９に伝わることが防止され、これによって保冷層１９やその下の保冷材１６では、前記線荷重に起因するストレスが生じることが防止されている。
ここで、補強体２０としては、前記線荷重を受けてこの線荷重がその下の保冷層１９に伝わらないように、鉄筋で補強したＲＣコンクリート（鉄筋コンクリート）が好適に用いられる。このような高強度のＲＣコンクリートを用いることにより、比較的薄い厚さ（例えば１０ｃｍ〜２０ｃｍ程度）でも前記線荷重に十分に耐え得るようになっている。なお、このようなＲＣコンクリートには断熱性能がほとんどなく、したがって保冷材としての機能は望めない。よって、この補強体２０としては、その厚さが例えば１０ｃｍ〜２０ｃｍ程度の薄い厚さに制限され、その下に保冷層１９を形成している。すなわち、保冷層１９を形成配置することで、補強体２０を配置することによる断熱性（保冷性）の低下を補っている。ただし、設計上保冷層１９の厚さを十分にとれない場合などでは、断熱性（保冷性）の低下を抑えるべく、補強体２０として断熱性コンクリートなどを用いることもできる。
また、穴部１７を形成した保冷材１６の内周面上で、かつ、収容部１８ａの側方には、泡ガラスやポリウレタンフォーム（ＰＵＦ）からなる保冷層２１が配設されている。この保冷層２１については、前記保冷層１９と同じ処理工程で形成することができる。そして、この保冷層２１と収容部１８ａの側周面との間、すなわちピット本体１８の側周面の外側には、保冷材としてのグラスウール２２が圧縮された状態で配置されている。これにより、このグラスウール２２は、内槽３の底板３ａの熱収縮によるピット本体１８の変位を吸収し、ピット本体１８の側周面と保冷材１６との間を常に隙間無く埋めて保冷機能を良好に発揮するようになっている。
ピット本体１８のフランジ部１８ｂは、前記したように穴部１７の開口の周辺部に懸架され、その状態で内槽３の底板３ａに溶接されて液密に接続されている。これにより、ピット本体１８も実質的に内槽３の底面を構成するようになっている。そして、ピット本体１８の収容部１８ａによって形成される凹部（穴部）により、ポンプピット２３が形成されている。
ポンプピット２３には、ポンプバレル９の下端部が差し込まれている。そして、このポンプバレル９の下端部には、ポンプ２４が配置されている。このポンプ２４は、駆動部２４ａを動作させることにより開閉して液吸引口を形成する蓋部２４ｂを備え、蓋部２４ｂを開けて矢印で示すように液体を吸い込むことにより、ポンプバレル９内を通って該液体をタンク外に払い出すようになっている。
このような構成の低温タンク１によれば、ピット本体１８の底面側に該底面を支持するコンクリート製の補強体２０を設け、この補強体２０の下側に保冷層１９（保冷材）を設けているので、特にピット本体１８の底部のコーナー部（外周縁部）に集中的にかかる線荷重を補強体２０で受けることができ、したがってその下側に設けられた保冷層１９に線荷重が伝わることを防止することができる。これにより、線荷重が伝わることに起因するストレスによって保冷層１９に割れなどが起こり、保冷性能が低下するのを防止することができる。すなわち、この低温タンク１にあっては、保冷性能の低下を防止しつつポンプピット２３を設け、これによってタンクの有効貯留量を十分に確保することができる。
また、穴部１７内において、ピット本体１８の側周面の外側にグラスウール２２を圧縮した状態で配置しているので、内槽３内に低温液化ガスを入れた際などに底板３ａの熱収縮によってピット本体１８が変位しても、グラスウール２２がこの変位を吸収し、ピット本体１８の側周面と保冷材１６との間を常に隙間無く埋めて保冷機能を良好に発揮する。したがって、ポンプピット２３の形成に伴う低温タンク１の保冷性能の低下を防止することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では補強体２０として円板状または正方形板状のものを用いたが、本発明における補強体２０としては、少なくともピット本体１８の底面の外周縁部を支持できればよく、したがって、例えばピット本体１８の底面の外周縁部を支持するように円環状などに形成されていてもよい。その場合に、円環状の補強体の内側（内部孔内）には、保冷材を設けることが望ましい。このように構成することにより、補強体によってピット本体１８の底部のコーナー部（外周縁部）に集中的にかかる線荷重を受けるとともに、断熱性のない補強体の配置による保冷性能の低下を抑制し、低温タンク１の保冷性能を高めることができる。
１…低温タンク、３…内槽、４…外槽、４ｃ…外壁、５…基礎版、６…槽底部、９…ポンプバレル、１７…穴部、１８…ピット本体、１９…保冷層（保冷材）、２０…補強体、２２…グラスウール、２３…ポンプピット

Claims (3)

  1. 低温液化ガスを貯留する金属製の内槽と、該内槽を囲うコンクリート製の外壁を有する外槽と、を備える地上式の低温タンクにおいて、
    前記内槽の底部には、該内槽の底面から予め設定された深さの穴部が形成され、該穴部内に収容された状態で金属製で有底筒状のピット本体が設けられ、
    前記穴部内には、前記ピット本体の底面側に、少なくとも該ピット本体の底面の外周縁部を支持するコンクリート製の補強体が設けられ、
    前記補強体の下側に保冷材が設けられていることを特徴とする地上式低温タンク。
  2. 前記穴部内には、前記ピット本体の側周面の外側に、グラスウールが圧縮した状態で配置されていることを特徴とする請求項１記載の地上式低温タンク。
  3. 前記補強体は、前記ピット本体の底面の外周縁部を支持するように環状に形成されており、該環状の補強体の内側には、保冷材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の地上式低温タンク。

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