JPH09203500A

JPH09203500A - 貯槽内液の層状化解消装置

Info

Publication number: JPH09203500A
Application number: JP8013006A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Ogata; 克之尾形
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1996-01-29
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】小さな容量の循環ポンプで、ランニングコス
トも押えつつ貯槽内液の層状化を効果的に解消できるよ
うにする。【解決手段】受入れ液の物理的性状が変わることによ
り貯槽内に液の層状化を生じる貯槽に備えられる貯槽内
液の層状化解消装置であって、側壁４の貯槽底部３に近
い位置に貯槽内部上方に向けて液１１を噴出する下部ミ
キシングノズル２２を配設すると共に、側壁の上下方向
中間位置に貯槽内部上方に向けて液１１を噴出する中間
部ミキシングノズル２３を配設し、貯槽内の液１１を貯
槽外部に取り出して下部ミキシングノズル２２と中間部
ミキシングノズル２３に循環供給する循環ポンプ２６を
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＮＧ等のよう
に、産出地等によって物理的性状が異なる液を受入れて
貯蔵する貯槽において発生する液の層状化を防止し、ロ
ールオーバー現象の発生を防止するようにした貯槽内液
の層状化解消装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、ＬＮＧを受入れて貯蔵するよう
にしている従来の貯槽の一例を示したもので、貯槽は、
内槽１と外槽２とからなる二重殻構造を有しており、貯
槽底部３と、側壁４と、屋根５とによって構成されてい
る。また、前記内槽１と外槽２との間には保冷層６が設
けられている。

【０００３】貯槽の下部には、側壁４を貫通して受入管
７及び排出管８が設置されており、更に該受入管７及び
排出管８の貫通部には、受入管７及び排出管８の熱伸縮
を吸収する伸縮手段（ベローズ等）７’，８’が備えら
れている。図中９は受入弁、１０は排出弁を示す。

【０００４】貯槽の屋根５には、貯槽内に貯蔵されたＬ
ＮＧの液１１が気化した気化ガス（ＢＯＧ）１２を取り
出して気化ガスコンプレッサー１３により加圧し、加圧
した気化ガス１２を発電所或いは天然ガス供給施設等に
供給する気化ガス輸送管１４が接続されている。１５は
気化ガス輸送管１４に備えた気化ガス調節弁、１６は取
出弁、１７はタンク安全弁を示す。

【０００５】ＬＮＧは、一般に密度が小さくて沸点が低
いメタンがその殆んど（７５％〜９９％）を占めてお
り、一部として密度が大きくて沸点が高いエタン、プロ
パン、ブタン等を含有しており、これらのガスの含有割
合（物理的性状、特にメタンの純度）はＬＮＧが産出さ
れた国や場所等によってかなりの違いを有している。

【０００６】このため、受入管７から貯槽に受入れて貯
蔵されるＬＮＧの液１１は、図４にハッチングで示すよ
うに質量が大きい即ちエタン、プロパン、ブタン等の含
有率が大きい液が下層部Ｂに、また質量が小さい即ちエ
タン、プロパン、ブタン等の含有率が小さい液が上層部
Ａになるように層状化を生じ易い。

【０００７】このように層状化を起こした場合、タンク
入熱Ｑに対して上層部Ａは気化して気化ガス１２を発生
するためにタンク入熱Ｑが蓄積されることはないが、下
層部Ｂは上層部Ａによって気化ガス１２の発生を押え込
まれるためにタンク入熱Ｑが蓄積されることになる。

【０００８】このように下層部Ｂにタンク入熱Ｑが蓄積
された場合に、下層部Ｂのエンタルピが一挙に開放され
て上層部Ａと下層部Ｂが反転する現象を生じる場合があ
り、この上下層の反転現象をロールオーバー現象と呼ん
でおり、このロールオーバー現象が発生すると、多量の
気化ガス１２を発生し、貯槽内圧が急激に上昇してタン
ク安全弁１７を開作動させるに至る問題を生じる。

【０００９】このロールオーバー現象を防止するため、
従来は、図４に示すように、貯槽底部３の周壁に近い位
置に、貯槽内部上方に向けて液１１を噴出するようにし
た１個のミキシングノズル１８を設け、前記貯槽底部３
に近い下層部Ｂの液１１の一部を液取出管１９により取
出して循環ポンプ２０に導き、更に循環ポンプ２０から
の液１１を液供給管２１により前記ミキシングノズル１
８に供給して噴出させ、貯槽内の液１１を強制的に循環
させて混合することにより液１１の層状化を防止するよ
うにしたものが考えられている。また、図４では液取出
管１９及び液供給管２１が貯槽の側壁４を貫通するよう
に設けられた場合を示しているが、液取出管１９及び液
供給管２１が屋根５を貫通するように設けられているも
のもある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記図４に示
したような装置において、ミキシングノズル１８から噴
出される噴流は、回りの液１１を巻き込んで拡散して行
き、このために流速が急激に低下するようになる。即
ち、本来上層部Ａの比重が軽い液１１を巻き込んでミキ
シングを行う必要があるのに対し、軽い液１１を巻き込
む前に下層部Ｂのミキシングノズル１８周辺の重い液１
１を巻き込むことによって噴出液１１の流速が著しく低
下され、よって上層部Ａと下層部Ｂの充分なミキシング
が得られなかったり、或いはミキシングに長時間を要す
るという問題がある。特に近年ではＬＮＧの貯槽が大型
化しており、貯槽の径が７０ｍ以上、液深が３０ｍ程度
のものも珍しくなく、このような大型の貯槽における液
１１のミキシングは更に大変である。

【００１１】また、受入管７による物理的性状が異なる
液１１の受入によって、上層部Ａと下層部Ｂとの境界部
Ｘの高さが変化するが、このように境界部Ｘの高さが変
っても充分なミキシングを行えるようにする必要があ
る。

【００１２】このような貯槽において液１１のミキシン
グ効果を高めるには、高い圧力によって噴流の流速を高
めて噴流高さを高くすること、及び流量を多くすること
であるが、従来装置では、ミキシングノズル１８を底部
に１個備えているのみであるため、液１１の最大液深に
おいても、また上層部Ａ、下層部Ｂの最大密度差におい
ても、更に境界部Ｘの高さが変化しても充分なミキシン
グが行えるように、非常に大きな容量を有した循環ポン
プ２０と、高い圧力に耐え得る構成とを必要として、設
備費が嵩み、ランニングコストも高いものになってしま
うという問題を有していた。

【００１３】本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもの
で、小さな容量の循環ポンプで、ランニングコストも押
えつつ貯槽内液の層状化を効果的に解消できる貯槽内液
の層状化解消装置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の貯槽内液の層状
化解消装置は、受入れ液の物理的性状が変わることによ
り貯槽内に液の層状化を生じる貯槽に備えられる貯槽内
液の層状化解消装置であって、側壁の貯槽底部に近い位
置に貯槽内部上方に向けて液を噴出する下部ミキシング
ノズルを配設すると共に、側壁の上下方向中間位置に貯
槽内部上方に向けて液を噴出する中間部ミキシングノズ
ルを配設し、前記貯槽内の液を貯槽外部に取り出して前
記下部ミキシングノズルと中間部ミキシングノズルに循
環供給する循環ポンプを備えたことを特徴とするもので
ある。

【００１５】また、下部ミキシングノズルの上向き角度
を大きくし、中間部ミキシングノズルの上向き角度を小
さくしている。

【００１６】本発明では、貯槽内部に下部ミキシングノ
ズルと中間部ミキシングノズルとを設けて、貯槽内液の
レベル及び境界部の高さに応じて下部ミキシングノズル
と中間部ミキシングノズルからの液の噴出を切換えて使
用するようにしたので、循環ポンプの容量を小さくした
り、圧力を低くした構成にて、貯槽内の液のミキシング
を効果的に行って、液の層状化の問題を解消することが
できる。

【００１７】また、下部ミキシングノズルの上向き角度
を大きくし、中間部ミキシングノズルの上向き角度を小
さくすると、ミキシング効果を更に高めることができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００１９】図１は、前記図４の従来の貯槽に適用した
本発明を実施する形態の一例を示したもので、図中同一
の符号を付したものは同一物を表わしている。

【００２０】図１に示すように、貯槽の側壁４近傍の貯
槽底部３に近い位置に、貯槽内部上方に向けて液１１を
噴出する下部ミキシングノズル２２を配設すると共に、
前記側壁４の上下方向中間位置における前記下部ミキシ
ングノズル２２の上部位置に、貯槽内部上方に向けて液
１１を噴出する中間部ミキシングノズル２３を配設す
る。

【００２１】また、貯槽内の液１１を、貯槽底部３近傍
から取出弁２４を備えた液取出管２５により側壁４を貫
通して貯槽外部に取り出して循環ポンプ２６に導くよう
になっており、且つ該循環ポンプ２６にて加圧された液
１１を前記下部ミキシングノズル２２と中間部ミキシン
グノズル２３とに供給する液供給管２７，２８を側壁４
を貫通させて設けている。液供給管２７，２８には液供
給弁２９，３０が備えられていて、前記下部ミキシング
ノズル２２と中間部ミキシングノズル２３による液１１
の噴出を切換えることができるようにしている。

【００２２】また、図２に示すように、下部ミキシング
ノズル２２の上向き角度αを大きくし、中間部ミキシン
グノズル２３の上向き角度βを小さくしている。図２の
例ではα＝６０゜、β＝３５゜とした場合を示してい
る。

【００２３】上記した構成にて、受入管７から受入れる
液１１の物理的性状が変わることによって貯槽内に上層
部Ａと下層部Ｂが形成される層状化が生じるような場合
には、循環ポンプ２６を駆動し、貯槽内の液１１を下部
ミキシングノズル２２または中間部ミキシングノズル２
３に循環させて貯槽内に噴出させる。

【００２４】この時、通常のＬＮＧ貯槽には密度計、温
度計が鉛直方向に配設されているので、密度分布、温度
分布から上層部Ａと下層部Ｂの境界部Ｘの高さ位置を推
定することができる。

【００２５】従って、前記境界部Ｘの高さが低い場合、
或いは貯槽内の液１１のレベルが中間部ミキシングノズ
ル２３より低い場合には、図１に示すように、液供給弁
３０を閉じ、液供給弁２９を開けて下部ミキシングノズ
ル２２にのみ液１１を供給して噴出させることにより、
上層部Ａと下層部Ｂのミキシングを行って液１１の層状
化を解消させる。この時、境界部Ｘの高さが低かった
り、或いは貯槽内の液１１のレベルが中間部ミキシング
ノズル２３より低い場合であるので、下部ミキシングノ
ズル２２は小さな吐出力でも貯槽内の液１１を効果的に
ミキシングさせて液１１の層状化の問題を解消すること
ができる。従って循環ポンプ２６の容量を小さく（例え
ば従来の略半分の容量）したり、或いは比較的圧力が低
い構成にても、良好なミキシングが行えるようになる。

【００２６】また、下部ミキシングノズル２２の上向き
角度αを大きくしておくと、図１に示すように下層部Ｂ
の比重が大きな液１１を押上げるように作用させて、ミ
キシングの効果を更に高めることができる。

【００２７】また、図３に示すように、貯槽内の液１１
のレベルが高く、前記境界部Ｘの高さが中間部ミキシン
グノズル２３より高いような場合には、液供給弁３９を
閉じ、液供給弁３０を開けて中間部ミキシングノズル２
３にのみ液１１を供給して噴出させることにより、上層
部Ａと下層部Ｂのミキシングを行って液１１の層状化を
解消させる。この時、中間部ミキシングノズル２３から
噴出される液１１は、境界部Ｘの近傍に噴出されるよう
になるので、中間部ミキシングノズル２３から噴出する
液１１は小さな吐出力でもミキシングを効果的に行わせ
て液１１の層状化の問題を解消することができる。従っ
て循環ポンプ２６の容量を小さく（例えば従来の略半分
の容量）したり、或いは比較的圧力が低い構成にても、
良好なミキシングが行えるようになる。

【００２８】また、図３に示すように、中間部ミキシン
グノズル２３の上向き角度αを小さくしておくと、下層
部Ｂの上層に近い液１１と、上層部Ａの比重が小さい液
１１とを横方向に大きく移動させるように作用させて、
ミキシングの効果を更に高めることができる。

【００２９】上記したように、貯槽内部に下部ミキシン
グノズル２２と中間部ミキシングノズル２３とを設け
て、貯槽内液１１のレベル及び境界部Ｘの高さに応じて
下部ミキシングノズル２２と中間部ミキシングノズル２
３からの液１１の噴出を切換えて使用するようにしたの
で、循環ポンプ２６の容量を小さくしたり、圧力を低く
した構成としても、貯槽内のミキシングを効果的に行っ
て液の層状化の問題を解消することができ、よって設備
費、及びランニングコストを低減させることができる。

【００３０】尚、本発明は上記実施の形態にのみ限定さ
れるものではなく、下部と中間部のミキシングノズル２
２，２３の夫々に循環ポンプを備えるようにしても良い
こと、上向き角度α，βは任意に選定し得ること、その
他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を
加え得ること、等は勿論である。

【００３１】

【発明の効果】本発明の貯槽内液の層状化解消装置によ
れば、貯槽内部に下部ミキシングノズルと中間部ミキシ
ングノズルとを設けて、貯槽内液のレベル及び境界部の
高さに応じて下部ミキシングノズルと中間部ミキシング
ノズルからの液の噴出を切換えて使用するようにしたの
で、循環ポンプの容量を小さくしたり、圧力を低くした
構成において、貯槽内の液のミキシングを効果的に行っ
て液の層状化の問題を解消することができ、よって設備
費、ランニングコストを低減できる優れた効果を奏し得
る。

【００３２】また、下部ミキシングノズルの上向き角度
を大きくし、中間部ミキシングノズルの上向き角度を小
さくすると、ミキシング効果を更に高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す切断側面図
である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】液レベルが高い場合の本発明の作用を示す切断
側面図である。

【図４】従来の貯槽内液の層状化解消装置を備えた貯槽
の一例を示す切断側面図である。

【符号の説明】

３貯槽底部４側壁１１液２２下部ミキシングノズル２３中間部ミキシングノズル２６循環ポンプ α 上向き角度 β 上向き角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受入れ液の物理的性状が変わることによ
り貯槽内に液の層状化を生じる貯槽に備えられる貯槽内
液の層状化解消装置であって、側壁の貯槽底部に近い位
置に貯槽内部上方に向けて液を噴出する下部ミキシング
ノズルを配設すると共に、側壁の上下方向中間位置に貯
槽内部上方に向けて液を噴出する中間部ミキシングノズ
ルを配設し、前記貯槽内の液を貯槽外部に取り出して前
記下部ミキシングノズルと中間部ミキシングノズルに循
環供給する循環ポンプを備えたことを特徴とする貯槽内
液の層状化解消装置。
【請求項２】下部ミキシングノズルの上向き角度を大
きくし、中間部ミキシングノズルの上向き角度を小さく
していることを特徴とする請求項１に記載の貯槽内液の
層状化解消装置。