浮体的制作方法

1.本发明涉及一种浮体。
2.本技术主张基于2020年10月28日于日本技术的专利申请2020-180558号的优先权，并将其内容援用于此。


背景技术：

3.例如，在专利文献1中所公开的燃料罐具备用于将液化气体(lng:liquefied natural gas：液化天然气)装载到燃料罐内的装载配管(管道)和用于从燃料罐内获取液化气体的卸载配管(管道)。装载配管及卸载配管在罐内从罐的顶部附近导入设置到底部附近。
4.以往技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特表2018-528119号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的技术课题
8.在罐内容纳液化二氧化碳的情况下，由于如下理由，液化二氧化碳有可能凝固而生成干冰。即，在罐内开口的装载配管和卸载配管的配管下端的液化二氧化碳的压力与罐运用压力对应。在如专利文献1中所公开的结构中，在装载配管和卸载配管中成为最高位置的配管顶部位于比罐的顶部更靠上方的位置。配管顶部的液化二氧化碳的压力相对于配管下端的液化二氧化碳的压力，仅低与由罐内的液化二氧化碳的液面与配管顶部的高低差引起的水头压力对应的量。即，在装载配管和卸载配管中，配管顶部的液化二氧化碳的压力低于罐内的液化二氧化碳的压力。
9.液化二氧化碳的气相、液相、固相共存的三相点的压力(三相点压力)高于lng或lpg的三相点压力，并且与运用时的罐运用压力的差异小。其结果，根据罐运用压力(罐的设计压力)，在液化二氧化碳的压力最低的配管顶部，液化二氧化碳的压力成为三相点压力以下，有时产生液化二氧化碳的闪蒸。于是，由于液化二氧化碳的闪蒸的蒸发潜热，产生未蒸发而残留的液化二氧化碳的温度降低，在配管顶部内液化二氧化碳凝固而生成干冰。若在装载配管和卸载配管内生成干冰，则配管内的液化二氧化碳的流动受到阻碍，有时对液化二氧化碳的装载/卸载作业造成影响。
10.并且，在如专利文献1中所公开的结构中，在罐的顶部以覆盖贯穿罐的装载配管和卸载配管与罐的接合部分的方式配置有圆顶结构(dome structure)。在圆顶结构中，除了装载配管及卸载配管以外，还容纳有用于取出放入二氧化碳气体的配管(管道)、仪表配管、其他设备等。若根据液化二氧化碳的三相点压力提高罐运用压力，则作用于圆顶结构的压力也提高。为了与此相应地确保圆顶结构的强度，希望尽可能使圆顶结构小型化。
11.并且，在将配管在罐内从罐的顶部导入设置到底部的情况下，需要用于保持位于
远离罐的内壁面的位置上的配管的支撑结构物。
12.而且，在如专利文献1中所公开的结构中，在卸载用配管上配置有泵(深井泵：deep well pump)。泵配置于浸没在液化二氧化碳的液体中的位置上。因此，在进行泵的维护等时，必需将罐内的液体全部抽取之后，进行温度调节及供氧以构建能够接近泵的环境，花费工时。
13.本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制在装载配管内生成干冰且能够实现圆顶结构的小型化、配管结构的简化、维护的容易化的浮体。
14.用于解决技术课题的手段
15.为了解决上述课题，本发明所涉及的浮体具备浮体主体、罐、装载配管、卸载配管及泵。所述罐配置于所述浮体主体上。所述罐能够储存液化二氧化碳。所述装载配管与所述罐的下部连接。所述装载配管将从所述浮体主体的外部供给的液化二氧化碳装载到所述罐内。所述卸载配管与所述罐的下部连接。所述泵在所述罐的外部配置于所述卸载配管上。所述泵将所述罐内的液化二氧化碳向所述浮体主体的外部送出。
16.发明效果
17.根据本发明的浮体，能够抑制在装载配管、卸载配管内生成干冰且能够实现圆顶结构的小型化、配管结构的简化、维护的容易化。
附图说明
18.图1是表示作为本发明的实施方式所涉及的浮体的船舶的概略结构的平面图。
19.图2是表示设置于本发明的实施方式所涉及的船舶上的罐、装载配管、卸载配管的图，并且是沿图1的ii-ii箭头剖切的剖视图。
20.图3是表示在本发明的实施方式所涉及的船舶中将液化二氧化碳从装载配管装载到罐内的状态的剖视图。
21.图4是表示在本发明的实施方式所涉及的船舶中将罐内的液化二氧化碳由卸载配管排出的状态的剖视图。
22.图5是表示本发明的实施方式的变形例所涉及的罐、装载配管、卸载配管的剖视图。
具体实施方式
23.以下，参考图1～图5对本发明的实施方式所涉及的罐、船舶进行说明。
24.(船舶的结构)
25.如图1所示，在本发明的实施方式中，作为浮体的船舶1搬运液化二氧化碳。该船舶1至少具备作为浮体主体的船体2和罐设备10。
26.(船体的结构)
27.船体2具有构成其外壳的一对舷侧3a、3b、船底(未图示)及上甲板5。舷侧3a、3b具有分别形成左右舷侧的一对舷侧外板。船底(未图示)具有连接这些舷侧3a、3b的船底外板。通过这些一对舷侧3a、3b及船底(未图示)，船体2的外壳在与船首尾方向da正交的截面上呈u字状。在本实施方式中所例示的上甲板5为暴露在外部的全通甲板。在船体2中，在船尾2b侧的上甲板5上形成有具有居住区的上部结构7。
28.在船体2内，在比上部结构7更靠船首2a侧形成有货物搭载区段(货舱)8。货物搭载区段8相对于上甲板5朝向下方的船底凹陷，并向上方开口。
29.(罐设备的结构)
30.罐设备10在货物搭载区段8内沿船首尾方向da配置有多个。在本发明的实施方式中，罐设备10在船首尾方向da上隔开间隔而配置有两个。
31.如图2所示，罐设备10至少具备罐11和与罐11的下部11b连接的下部配管部20。
32.在本实施方式中，罐11配置于船体2上。罐11例如呈沿水平方向延伸的圆筒状。罐11在其内部容纳液化二氧化碳l。罐主体具备筒状部12和端部球状部13。筒状部12以水平方向为长度方向dx延伸。在本实施方式中，筒状部12形成为与长度方向dx正交的截面形状为圆形的圆筒状。端部球状部13分别配置于筒状部12的长度方向dx上的两端部。各端部球状部13为半球状且封闭筒状部12的长度方向dx上的两端的开口。另外，罐11并不限于圆筒状，罐11也可以为球形、方形等。
33.下部配管部20具备连接配管21、装载配管22、卸载配管23、泵24及切换阀25a、25b、25c。
34.连接配管21连接罐11与装载配管22及卸载配管23。连接配管21的一端21a与罐11的下部11b连接。其中，罐11的下部11b表示罐11的上下方向dv上的比中间位置11m更靠下侧的位置。在本实施方式中，连接配管21的一端21a与包含罐11的最下部的底部11d连接。连接配管21的一端21a从作为罐11的外部的下方与罐11的底部11d连接。连接配管21的一端21a在罐11内朝向上下方向dv上的上方开口。连接配管21从与罐11的底部11d连接的一端21a向下方延伸。
35.连接配管21的一端21a与罐11连接的位置优选为罐11的下部11b且设定在满足下述式(1)的范围内。
36.h＜(pt-tp)
·
1000/ρg
……
(1)
37.其中，
38.h：从罐11的最下部至连接配管21的连接位置为止的高度(m)
39.pt：罐11的常用最低压力(kpag)
40.tp：容纳于罐11内的液化二氧化碳l的三相点压力(kpag)
41.ρ：液化二氧化碳l的液体密度(kg/m3)
42.g：重力加速度(m/s2)
43.另外，在图2中，连接配管21的一端21a与罐11的底部11d(最下部)连接，因此为h＝0，满足上式(1)。
44.连接配管21的另一端21b分支并与成装载配管22及卸载配管23连接。
45.装载配管22经由连接配管21与罐11的底部11d(下部11b)连接。装载配管22将从船体2的外部供给的液化二氧化碳l装载到罐11内。
46.卸载配管23经由连接配管21与罐11的底部11d(下部11b)连接。卸载配管23通过将罐11内的液化二氧化碳l向船体2的外部送出来卸载罐11内的液化二氧化碳l。
47.泵24在罐11的外部配置于卸载配管23上。泵24通过卸载配管23、连接配管21吸出罐11内的液化二氧化碳l，并向船体2的外部送出。
48.对构成上述下部配管部20的连接配管21、装载配管22及卸载配管23的配管布局没
有任何限定，但是若在连接配管21、装载配管22及卸载配管23的中途成为最高位置的配管顶部配置于在上下方向dv上高的位置上，则配管顶部的液化二氧化碳l的压力低于罐11内的液化二氧化碳的压力。因此，连接配管21、装载配管22及卸载配管23优选尽可能将其整体布局在低于罐11的底部11d的位置上。
49.切换阀25a配置于连接配管21上。切换阀25b配置于装载配管22上。切换阀25c配置于卸载配管23上。切换阀25a、25b、25c将连接配管21的连接目的地选择性地切换为装载配管22及卸载配管23中的任一个。具体而言，如图3所示，通过将切换阀25a及切换阀25b设为打开状态且将切换阀25c设为关闭状态，将装载配管22与连接配管21连接。如图4所示，通过将切换阀25a及切换阀25c设为打开状态且将切换阀25b设为关闭状态，将卸载配管23与连接配管21连接。
50.并且，在罐11的顶部11t配置有圆顶结构18。圆顶结构18配置有用于取出放入二氧化碳气体的配管(管道)、仪表配管(未图示)向罐11的连接部、其他设备等。作为各种仪表类，例如可以举出罐11内的气体成分检测传感器等。
51.其中，在搭载lng等的罐的情况下，要求根据igc code(international gas carrier code(国际液气化运输规则)：与用于液化气体的散装输送的船舶的结构及设备相关的国际规则)，将装载配管和卸载配管与罐的顶部连接。相对于此，在容纳液化二氧化碳l的罐11内，装载配管22及卸载配管23的连接位置并不限定于罐11的顶部11t。因此，能够实现如上所述的结构。
52.在向罐11内装载液化二氧化碳l时，如图3所示，这种罐设备10将切换阀25a及切换阀25b设为打开状态且将切换阀25c设为关闭状态。由此，装载配管22经由连接配管21与罐11内连通。在该状态下，从船外通过装载配管22及连接配管21向罐11内装载液化二氧化碳l。
53.并且，在卸载罐11内的液化二氧化碳l时，如图4所示，罐设备10将切换阀25a及切换阀25c设为打开状态且将切换阀25b设为关闭状态。由此，卸载配管23经由连接配管21与罐11内连通。在该状态下，使泵24工作以吸出罐11内的液化二氧化碳l，并向船外送出。
54.(作用效果)
55.根据如上所述的船舶1，装载配管22及卸载配管23与罐11的下部11b连接。由此，与在罐11的顶部11t连接装载配管22及卸载配管23的情况相比，能够抑制装载配管22及卸载配管23的最高位置的高度。装载配管22及卸载配管23的最高位置中的液化二氧化碳l的压力高于储存于罐11内的液化二氧化碳l的压力。因此，抑制装载配管22及卸载配管23的最高位置中的液化二氧化碳l的压力下降。其结果，抑制装载配管22及卸载配管23的最高位置中的液化二氧化碳l的压力接近三相点压力。由此，抑制在装载配管22及卸载配管23内液化二氧化碳l凝固而生成干冰。
56.并且，装载配管22及卸载配管23与罐11的下部11b连接，因此不需要在配置于罐11的顶部11t的圆顶结构18上连接装载配管22及卸载配管23。由此，为了提高罐11的运用压，能够使圆顶结构18小型化来提高罐11结构的强度。并且，不需要在罐11内从顶部11t至底部11d配置装载配管22及卸载配管23。因此，不需要设置用于在罐11内支撑装载配管22及卸载配管23的支撑结构物。并且，能够将泵24设置在配置于罐11的外部的配管的中途。因此，能够在罐11的外部进行泵24的维护。因此，提高泵24的维护性。
57.其结果，能够抑制在装载配管22内生成干冰且能够实现圆顶结构18的小型化、配管结构的简化、维护的容易化。
58.并且，装载配管22及卸载配管23经由连接配管21与罐11的下部11b连接。因此，与将装载配管22及卸载配管23这两个与罐11的下部11b直接连接的结构相比，只要在罐11的下部11b仅连接一根连接配管21即可，能够容易进行配管连接作业。相对于连接配管21的装载配管22及卸载配管23的连接作业能够在罐11外进行。在这一点上，也能够容易进行配管连接作业。
59.并且，连接配管21的一端21a从罐11的外部与罐11的底部11d连接，并在罐11内朝向上方开口。由此，罐11内的液化二氧化碳l通过自重从连接配管21的一端21a的开口经由连接配管21流入卸载配管23。因此，能够高效地进行罐11内的液化二氧化碳l的排出。
60.(其他实施方式)
61.以上，参考附图对本发明的实施方式进行了详细叙述，但是具体的结构并不限于本实施方式，还包含不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。
62.另外，在上述实施方式中，将连接配管21的一端21a与罐11的底部11d连接，但是并不限于此。只要为罐11的下部11b，则连接配管21的一端21a可以配置于比底部11d更靠上方的位置上。此时，也优选以满足上述式(1)的方式设定连接配管21的连接位置。
63.并且，如图5所示，可以将连接配管21b向罐11的连接位置设为罐11的下部11b且比底部11d更靠上方的位置。此时，连接配管21b向罐11的连接位置的高度h满足上式(1)。在这种结构中，可以将连接配管21b在罐11内向下方延伸，并将末端部21s在罐11内配置于底部11d附近。由此，在通过卸载配管23卸载罐11内的液化二氧化碳l时，抑制卸载结束之后残留在罐11内的液化二氧化碳l的量。
64.并且，在上述实施方式中，将装载配管22及卸载配管23经由连接配管21与罐11的下部11b(底部11d)连接，但是并不限于此。装载配管22、卸载配管23可以分别与罐11直接连接。而且，在上述实施方式中，在图示的情况下，在图2中示出装载配管22配置于比卸载配管23更靠上方的位置上的情况，但是装载配管22与卸载配管23在上下方向上的位置关系并不限于这种位置关系。作为装载配管22与卸载配管23的位置关系，例如可以将装载配管22配置于比卸载配管23更靠下方的位置上，或者可以以在从水平方向观察时装载配管22与卸载配管23重叠的方式配置。
65.而且，罐设备10的个数和配置并不限于上述实施方式中所例示的个数和配置。例如，可以仅设置一个罐设备10，或者可以设置三个以上的罐设备10。而且，在上述实施方式中，例示出将多个罐设备10沿船首尾方向da排列配置的情况，但是罐设备10也可以沿船宽方向(换言之，左右舷方向)排列配置。
66.并且，在上述实施方式中，例示出船舶1作为浮体，但是并不限于此。浮体可以为不具备推进机构的海上浮体设备。
67.＜附记＞
68.实施方式中所记载的浮体1例如如下掌握。
69.(1)第1方式所涉及的浮体1具备：浮体主体2；罐11，配置于所述浮体主体2上，并能够储存液化二氧化碳l；装载配管22，与所述罐11的下部11b连接，并将从所述浮体主体2的外部供给的液化二氧化碳l装载到所述罐11内；卸载配管23，与所述罐11的下部11b连接；及
所述泵24，在所述罐11的外部配置于所述卸载配管23上。
70.作为浮体1的例，可以举出船舶或海上浮体设备。作为浮体主体2的例，可以举出船体或海上浮体设备的浮体主体。
71.在该浮体1中，装载配管22及卸载配管23与罐11的下部11b连接。由此，与从罐11的上部向罐11内连接装载配管22及卸载配管23的情况相比，能够抑制装载配管22及卸载配管23的最高位置的高度。因此，抑制装载配管22及卸载配管23的最高位置中的液化二氧化碳l的压力接近三相点压力。由此，抑制在装载配管22及卸载配管23内液化二氧化碳l凝固而生成干冰。
72.并且，装载配管22及卸载配管23与罐11的下部11b连接，因此不需要在配置于罐11的顶部11t的圆顶结构18内配置装载配管22及卸载配管23。由此，为了提高罐11的运用压，能够使圆顶结构18小型化来提高罐11结构的强度。并且，不需要在罐11内从顶部11t至底部11d配置装载配管22及卸载配管23。因此，抑制设置用于在罐11内支撑装载配管22及卸载配管23的支撑部件等的必要性。并且，泵24配置于罐11的外部。因此，能够在罐11的外部进行泵24的维护。因此，提高泵24的维护性。
73.其结果，能够抑制在装载配管22、卸载配管23内生成干冰且能够实现圆顶结构18的小型化、配管结构的简化、维护的容易化。
74.另外，作为上述泵24，能够使用比设置于罐11内的深井泵更便宜的离心泵和往复泵等在陆地上的液化二氧化碳设备中通常适用的泵。因此，还有针对泵的种类的选项增加而能够提高设计自由度等优点。
75.(2)第2方式所涉及的浮体1为(1)的浮体1，其进一步具备：连接配管21，一端21a与所述罐11的下部11b连接且另一端21b与所述装载配管22及所述卸载配管23连接；及切换阀25a、25b、25c，将所述连接配管21的连接目的地选择性地切换为所述装载配管22及所述卸载配管23中的任一个，所述装载配管22及所述卸载配管23经由所述连接配管21与所述罐11的下部11b连接。
76.由此，装载配管22及卸载配管23经由连接配管21与罐11的下部11b连接。因此，与将装载配管22及卸载配管23这两个与罐11的下部11b直接连接的结构相比，只要在罐11的下部11b仅连接连接配管21即可，能够容易进行配管连接作业。相对于连接配管21的装载配管22及卸载配管23的连接作业能够在罐11外进行。在这一点上，也能够容易进行配管连接作业。
77.(3)第3方式所涉及的浮体1为(2)的浮体1，其中，所述连接配管21的一端21a从所述罐11的外部与所述罐11的底部11d连接，并在所述罐11内朝向上方开口。
78.由此，罐11内的液化二氧化碳l通过自重从连接配管21的一端21a的开口经由连接配管21流入卸载配管23。由此，能够高效地进行罐11内的液化二氧化碳l的排出。
79.产业上的可利用性
80.根据本发明的浮体，能够抑制在装载配管、卸载配管内生成干冰且能够实现圆顶结构的小型化、配管结构的简化、维护的容易化。
81.符号说明
82.1-船舶(浮体)，2-船体(浮体主体)，2a-船首，2b-船尾，3a-舷侧，3b-舷侧，4-船底，5-上甲板，7-上部结构，8-货物搭载区段，10-罐设备，11-罐，11b-下部，11d-底部，11m-中间
位置，11t-顶部，18-圆顶结构，20-下部配管部，21、21b-连接配管，21a-一端，21b-另一端，21s-末端部，22-装载配管，23-卸载配管，24-泵，25a、25b、25c-切换阀，da-船首尾方向，dv-上下方向，l-液化二氧化碳。

技术特征：
1.一种浮体，其具备：浮体主体；罐，配置于所述浮体主体上，并能够储存液化二氧化碳；装载配管，与所述罐的下部连接，并将从所述浮体主体的外部供给的液化二氧化碳装载到所述罐内；卸载配管，与所述罐的下部连接；及泵，在所述罐的外部配置于所述卸载配管上，并将所述罐内的液化二氧化碳向所述浮体主体的外部送出。2.根据权利要求1所述的浮体，其进一步具备：连接配管，一端与所述罐的下部连接且另一端与所述装载配管及所述卸载配管连接；及切换阀，将所述连接配管的连接目的地选择性地切换为所述装载配管及所述卸载配管中的任一个，所述装载配管及所述卸载配管经由所述连接配管与所述罐的下部连接。3.根据权利要求2所述的浮体，其中，所述连接配管的一端从所述罐的外部与所述罐的底部连接，并在所述罐内朝向上方开口。

技术总结
浮体具备：浮体主体；罐，配置于浮体主体上，并能够储存液化二氧化碳；装载配管，与罐的下部连接，并将从浮体主体的外部供给的液化二氧化碳装载到罐内；卸载配管，与罐的下部连接；及泵，在罐的外部配置于卸载配管上，并将罐内的液化二氧化碳向浮体主体的外部送出。的液化二氧化碳向浮体主体的外部送出。的液化二氧化碳向浮体主体的外部送出。


技术研发人员：安部和也 森本晋介
受保护的技术使用者：三菱造船株式会社
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2023/5/13