JP2006234137A - 地上式ｌｎｇタンク - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の９％Ｎｉ鋼に替わる強度と靭性と保冷性を備え、かつ、施工が容易な材料から構成される地上式ＬＮＧタンクを提供することを目的とする。
【解決手段】 少なくとも内槽２と外槽３とを備え、該内槽２と該外槽３との間隙に断熱材を充填してなる地上式ＬＮＧタンクであって、前記内槽２と前記外槽３との間に、二次バリア層４をさらに備え、該二次バリア層４が、樹脂系バリア材から構成され、前記二次バリア層４の上端部５２を上記外槽３に設けたアンカー部６で支持し、前記二次バリア層４が、少なくとも底板パネル６１と側板パネル５１とで構成される隅角部を備え、該隅角部で、前記底板パネル６１と前記側板パネル５１とが接合部を有し、該接合部で一般構造用鋼６２によって前記底板パネル６１と前記側板パネル５１とを接合してなることとした。
【選択図】 図５

Description

本発明は、地上式ＬＮＧタンクに関する。特には、本発明は、軽量、安価で施工が容易な地上式ＬＮＧタンクに関する。

近年、地球環境問題から、クリーンなエネルギーとして天然ガスが注目され、その需要は益々高まる傾向にある。液化天然ガス（liquid natural gas：ＬＮＧ）は、メタンを主成分とする天然ガスを水分、硫黄化合物、二酸化炭素などの不純物を除去した後、超低温に冷却、液化したものである。ＬＮＧタンクは、液化天然ガスを−１６３℃以下に保持して貯蔵するための装置であって、地上式ＬＮＧタンクや地下式ＬＮＧタンクが知られている。

このうち、特に、地上式のＬＮＧタンクにおいては、内槽と外槽とから構成される二重殻式のＬＮＧタンクが一般に用いられている。二重殻式のＬＮＧタンクにおいては、ＬＮＧに接触する内槽の材料として、通常、９％Ｎｉ鋼が使用されてきた。９％Ｎｉ鋼は、線膨張係数が低く、ＬＮＧを液体状態に保持ことができる−１６３℃以下の低温においても脆性破壊を起こすことがなく、優れた強度と靭性を有する部材である。

しかし、９％Ｎｉ鋼は、比重が大きく、溶接などの施工が困難である。また、９％Ｎｉ鋼には地球規模で不足しているＮｉが用いられており、今後も需要が増加していくＬＮＧタンク用の材料としては好ましくない。また、上記のような十分な強度と靭性を有する９％Ｎｉ鋼は、その製造に特殊な熱処理技術を必要とするため、製造自体が困難である。そのため、９％Ｎｉ鋼は価格が高く、さらに高性能の９％Ｎｉ鋼が十分に供給される状況にはない。９％Ｎｉ鋼に替わってＬＮＧタンク内槽として使用できる新たな材料が求められている。

非特許文献１には、繊維強化プラスチックをＬＮＧ接触面に適用した、地下式のＬＮＧタンクが記載されている。かかる地下式ＬＮＧタンクは、ＬＮＧ接触面となる内槽が繊維強化プラスチックのパネルであり、その周囲にアルミ箔付きのグラスウールを巻き、さらに外側に硬質ポリウレタンフォームを巻き、その外側を鉄筋コンクリートで囲んで、鉄筋コンクリートの外側は土で荷重を支える構造となっている。

しかし、上記構造は、水深が３０〜４０ｍ、直径が６０〜１００ｍにもなるＬＮＧの液荷重を土圧で支えることができる地下式のＬＮＧタンクには適用できるが、鋼材の液圧保持強度が十分でないため、鋼材でＬＮＧの液荷重を支える必要のある地上式のＬＮＧタンクには適用することができない。
日経産業新聞、１３面、昭和５３年１１月３０日

本発明は、強度と靭性と保冷性を備え、かつ、軽量で施工が容易な材料から構成される地上式ＬＮＧタンクであって、その二次バリア層に特徴を備えた地上式ＬＮＧタンクを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明に係る地上式ＬＮＧタンクは、上記目的を達成するために、少なくとも内槽と外槽とを備え、該内槽と該外槽との間隙に断熱材を充填してなる地上式ＬＮＧタンクであって、前記内槽と前記外槽との間に、二次バリア層をさらに備え、該二次バリア層が、樹脂系バリア材から構成され、前記二次バリア層の上端部を上記外槽に設けたアンカー部で支持してなることを特徴とする。
本発明に係る地上式ＬＮＧタンクは、前記二次バリア層と前記アンカー部との接合部において、前記二次バリア層と前記アンカー部とが接着層を介して接合されていることが好ましい。また、前記接着層が、低温用接着剤の接着層と、弾性接着剤の接着層とを含むことが好ましい。

また、本発明に係る地上式ＬＮＧタンクは、前記接合部が、保冷層で覆われ、該保冷層がガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシートでさらに覆われていることが好ましい。
さらに、前記アンカー部が、水平部と下垂部とから成る断面Ｌ字形の吊りアンカーで構成され、前記水平部の延長端が前記外槽の壁面に埋め込まれて片持ち梁的に支持され、前記下垂部の外周に沿って上記二次バリア層の側板パネルの上端部が位置するようにして成ることが好適である。

本発明に係る地上式ＬＮＧタンクは、別の形態で、少なくとも内槽と外槽とを備え、該内槽と該外槽との間隙に断熱材を充填してなる地上式ＬＮＧタンクであって、前記内槽と前記外槽との間に、二次バリア層をさらに備え、該二次バリア層が、樹脂系バリア材から構成され、前記二次バリア層が、少なくとも底板パネルと側板パネルとで構成される隅角部を備え、該隅角部で、前記底板パネルと前記側板パネルとが接合部を有し、該接合部で炭素鋼によって前記底板パネルと前記側板パネルとを接合してなることを特徴とする。
この形態では、前記底板パネルと前記側板パネルとの接合部で、前記底板パネルの下側に前記炭素鋼が接着層を介して接合し、前記側板パネルの内側に前記炭素鋼が接着層を介して接合されていることが好ましい。
また、この形態では、前記接合部が、保冷層で覆われ、該保冷層がガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシートでさらに覆われていることが好ましい。

さらに、本発明に係る地上式ＬＮＧタンクは、別の形態で、少なくとも内槽と外槽とを備え、該内槽と該外槽との間隙に断熱材を充填してなる地上式ＬＮＧタンクであって、前記内槽と前記外槽との間に、二次バリア層をさらに備え、該二次バリア層が、樹脂系バリア材から構成され、前記二次バリア層の上端部を上記外槽に設けたアンカー部で支持し、前記二次バリア層が、少なくとも底板パネルと側板パネルとで構成される隅角部を備え、該隅角部で、前記底板パネルと前記側板パネルとが接合部を有し、該接合部で炭素鋼によって前記底板パネルと前記側板パネルとを接合してなることを特徴とする。

本発明によれば、二次バリア層に、ガラス繊維強化プラスチック材を適用した樹脂系バリア材を用い、該二次バリア層が、ＬＮＧ漏洩時の非常用バリアとして機能し、かつ、該二次バリア層の側板パネルを支持するアンカー部の新規な特徴、および該二次バリア層の隅角部の新規な特徴よって、ＬＮＧ漏洩時の冷熱収縮に対応でき、ＬＮＧ漏洩時における液圧保持強度、ガスバリア性、液密性に十分に優れた地上式ＬＮＧタンクが提供される。さらに、樹脂系バリア材は従来用いられてきた９％Ｎｉ鋼と比較して安価、軽量で、施工が容易なため、コスト的に有利な地上式ＬＮＧタンクを得ることができる。

以下に、本発明を、図面を参照して詳細に説明する。同じ部材には同じ符号を付して表した。なお、本発明は以下に説明する形態に制限されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る地上式二重殻ＬＮＧタンクを示す概念図である。地上式二重殻ＬＮＧタンク１は、内槽２と、外槽３と、二次バリア層４と、粉末保冷材５と、一次保冷材６と、二次保冷材７と、アンカー部９と、支持材１０とから構成される。内槽２には、ＬＮＧ８が収容される。
本発明は、本実施の形態の全体構造を明らかにすることによってより鮮明となるので、本実施の形態に係る地上式二重殻ＬＮＧタンク１の主だった部分から説明する。

本実施形態にかかる地上式二重殻ＬＮＧタンク１において、外槽３は、円形の平底を有する円筒形状である。外槽３の内壁には、間隙を介して、同じく円形の平底を有する円筒形の二次バリア層４が設けられている。二次バリア層４は、その側壁高さが外槽３の側壁高さよりも低く、外槽３の側壁内側にアンカー部９により取り付けられている。間隙は、外槽３底部と二次バリア層４底部との間、外槽３内側壁部と二次バリア層４の外側壁部との間に設けられる。そして、外槽３と二次バリア層４との間隙には二次保冷材７が充填されている。また、外槽３底部と二次バリア層４底部との間隙であって、内槽２の側壁の直下部に位置する箇所には、支持材１０が設けられている。支持材１０は、外槽の底面下の土中に設置される杭（図示せず）に荷重を伝えるようになっている。

二次バリア層４の底部には二次保冷材７が敷き詰められている。内槽２は、二次保冷材７を介して、二次バリア層４の内側に設置される。内槽２は、平底を有する円筒形の容器である。内槽２はその内部にＬＮＧを収容することができる。内槽２と二次バリア層４の間隙、および内槽２と外槽３との間隙には、粉末状保冷材５が充填される。

さらに、地上式二重殻ＬＮＧタンク１には、図示しない蓋と、ＬＮＧの搬出手段、搬入手段となる配管等が設けられ、ＬＮＧ８は内槽２内に密閉された状態で保持されている。

次に、地上式二重殻ＬＮＧタンク１を構成する各構成要素について説明する。

内槽２は、深さが約３０ｍ〜約４０ｍ、直径が約６０ｍ〜約１００ｍであり、約１０〜２０万ｋｌのＬＮＧを収容できることが好ましい。そして、ＬＮＧを−１６３℃の液状で保存しうる保冷機能と、ＬＮＧ及びガス化したＬＮＧを外部に漏らさないための液密性及び気密性、上記容量のＬＮＧの荷重に耐えられるだけの強度を備える。本実施形態においては、内槽２は、従来用いられている９％Ｎｉ鋼ではなく、ＬＮＧ接触面にガラス繊維強化プラスチックを適用した樹脂系バリア材から構成される。

本実施形態による円筒形の内槽２は、側壁部と、底部とから構成される。内槽２を構成する樹脂系バリア材は、複数の層からなる。樹脂系バリア材は、側壁部、底部とも内槽２のＬＮＧ接触面に垂直な方向に積層されている。図２は、樹脂系バリア材の一部を拡大した概念図である。内槽を構成する樹脂系バリア材２は、内槽２のＬＮＧ接触面２０から順に、ガラス繊維強化プラスチック層２１、フォームグラス層２２、樹脂層２３、ポリウレタンフォーム層２４、プライマー層２５、一般構造用鋼２６が積層された部材である。

ＬＮＧと接触するガラス繊維強化プラスチック材２１は、−１６３℃でＬＮＧの搬入、搬出を繰り返してもクラックを生じにくく、液バリア機能を有する材料である。本実施形態におけるガラス繊維強化プラスチック材２１は、ＬＮＧ接触面に、ガラス繊維のステッチ材が設けられ、さらに延性と難燃性とを有する樹脂と、少なくとも収縮の等方性を有するガラス繊維クロスとが交互に複数層にわたって積層された積層体であることが好ましい。このような積層体は、真空含浸法で製造することができる。

具体的には、上記ステッチ材は、ガラス繊維からなるものを用いることが好ましい。ステッチ材とは、複数の縦糸ガラス繊維の上に複数の横糸ガラス繊維を重ね、交差部を適当な接着手段によって留めた材料をいう。ステッチ材は、クロスのように繊維を織って形成されたものとは異なり、うねりがないことを特徴とする。収縮の等方性を有するガラス繊維クロスは、＃４００〜６００（４００〜６００ｇ／ｍ²）のガラス繊維の平織クロスであることが好ましい。かかるガラス繊維クロスは、比較的目が小さく、−１６３℃のＬＮＧと接触した場合にもひずみが生じにくい。上記ステッチ材、ガラス繊維クロスの両方について、ガラス繊維としては、一般的なＥガラス製でも良い。

樹脂は、好ましくは酸素指数が２６以上の難燃性と、−１６３℃におけるひずみが２％以上の延性とを有する難燃化ビニルエステル樹脂である。かかる樹脂は、自己消火性を有し、−１６３℃においても延びやすくクラックが生じにくい。

なお、ガラス繊維強化プラスチック材のＬＮＧ接触面にステッチ材が存在していれば、樹脂とガラス繊維クロス層との繰り返し積層回数は、必要なガラス繊維強化プラスチック材の厚さに応じて適宜決定することができる。このようにして得られたガラス繊維強化プラスチック材は、気泡が少なく繊維含有率が約６５％以上となっているため、気密性が高いものである。また、うねりの少ないステッチ材をＬＮＧ接触面に用いることで、樹脂の割れを防止することができる。

本実施形態において、ＬＮＧ接触面に適用するガラス繊維強化プラスチック材２１は、成型され、完全に硬化されたたパネルであってもよく、プリプレグシートであってもよい。プリプレグシートとする場合は、樹脂に、例えば、ＵＶ硬化剤を含んだ熱硬化性樹脂成分等を含有させ、目的箇所に貼り付けた後に完全に硬化させることができる。ガラス繊維強化プラスチック材のプリプレグシートは、パネル形状のガラス繊維強化プラスチック材接合部などに貼り付けた後で硬化させることにより、接合部を完全に覆うことができる点で特に有用である。

また別の態様によれば、本実施形態に用いるガラス繊維強化プラスチック材は、シート状の部材であって、少なくとも２層の上記ガラス繊維強化プラスチック材のシートで、樹脂層を挟んだ、三層式のシート材であってよい。かかるシート材は、前述のガラス繊維のステッチ材と、延性と難燃性とを有する樹脂と、少なくとも収縮の等方性を有するガラス繊維クロスとを真空含浸法によりＮＳテープ（ノンサンディングテープ）上に積層して第一のガラス繊維強化プラスチック層を成形し、第一のガラス繊維強化プラスチック層のＮＳテープ側に、ガラス繊維強化プラスチック層が硬化する前に樹脂を吹きつけ、樹脂上部に、別途、予め成形・硬化させた第二のガラス繊維強化プラスチック層を貼り合わせることで製造することができる。樹脂層は、接着性とガスバリア性に優れるビニルエステル樹脂で構成することが好ましい。

かかるガラス繊維強化プラスチックの三層式のシート材は、曲面などの自由な形状に成形することができ、接着施工が容易な点で特に有利である。さらに、第一のガラス繊維強化プラスチック層と第二のガラス繊維強化プラスチック層が冷熱緩和材として樹脂層を保護し、樹脂層が冷熱衝撃によって発生するガラス繊維強化プラスチックのマイクロクラックの進展を阻止するため、ガスバリア性が保持される。また、ガラス繊維強化プラスチック層と樹脂層との界面は、樹脂同士であるためにぬれ性がよく、界面剥離に強いという利点もある。

このようなガラス繊維強化プラスチック材は、樹脂系バリア材を構成する部材としてのみならず、単独で液密性を確保するためのバリア材用途に用いることもできる。具体的には、ＬＮＧタンクの内槽の接合箇所の被覆保護用等に用いることができる。

なお、本実施形態において、樹脂系バリア材を構成する部材として用いる場合、ガラス繊維強化プラスチック材２１は、層厚さが２ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。液バリア機能を確保するためである。

フォームグラス層２２は、第一の保冷層であって、ガラス繊維強化プラスチック材２１のＬＮＧ接触面と逆側に位置する。フォームグラスは、保冷性を有し、かつ、ＬＮＧ気化ガスの浸入による冷熱衝撃に耐えうる材料である。フォームグラス２２層は、２０〜６０ｃｍの厚さとすることが好ましい。保冷機能を確保するためである。なお、本実施形態では、ガラス繊維強化プラスチック材２１と接する第一の保冷層としてフォームグラスを用いたが、保冷機能及びＬＮＧの冷熱衝撃に耐えうる特性を有するほかの保冷材料を用いることもできる。

樹脂層２３は、フォームグラス層２２のガラス繊維強化プラスチック材と逆側に位置する。樹脂層２３は、フォームグラス層２２と、樹脂層２３の外側に設けられるポリウレタンフォーム２４層とを接着する機能と、ＬＮＧ気化ガスのポリウレタンフォーム層２４への浸入を防止するガスバリア機能を有する。樹脂としては、ビニルエステル樹脂を含んでなる接着剤を用いることが好ましい。あるいは、接着機能を有するビニルエステルシート材を、樹脂層とすることもできる。樹脂層２３の厚さは、１〜３ｍｍであることが好ましい。

ポリウレタンフォーム層２４は、第二の保冷層であって、保冷機能を有し、その外側に位置する一般構造用鋼２６を冷熱から保護するものである。ポリウレタンフォーム層２４の厚さは、一般構造用鋼２６を十分に保冷できる程度とすることが好ましく、例えば、２５ｃｍ〜４０ｃｍとすることができる。なお、本実施形態では、第二の保冷層としてポリウレタンフォーム層を用いたが、空気層を多量に含んだ層（発泡層など）を有し、低熱伝導率性で、安価なほかの材料を用いることもできる。第二の保冷層は、さらに、発泡させやすく、燃えても有害ガスが出てこないといった施工性が容易なものであることが好ましい。

プライマー層２５は、ポリウレタンフォーム層２４と、その外側に位置する一般構造用鋼とを接着する機能と、ガスバリア機能を有するものである。特に、プライマー材としては、保冷層であるポリウレタンフォーム２４層と、鋼材である一般構造用鋼２６との剪断剥離を防止しうる、低温延性の大きいものを用いることが好ましい。具体的には、ビニルエステル系プライマーを使用することができる。プライマー層２５の厚さは、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度であってよく、通常、１ｍｍ〜３ｍｍ程度とすることができる。

一般構造用鋼２６は、内槽２に収容するＬＮＧの液圧を保持し、ガスバリア機能を有するものである。一般構造用鋼２６はコストの面から好ましく用いられるが、他の炭素鋼も使用可能である。一般構造用鋼２６の層厚さは、内槽２の側壁を構成する樹脂系バリア材においては、頂部が薄く、底部が厚くなるように勾配をもって形成されていることが好ましい。４０ｍ以上の深さになるように収容されるＬＮＧの液圧に適応するためである。具体的には、側壁の頂部の径方向厚さが１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、側壁の底部付近の径方向厚さが６０ｍｍ〜８０ｍｍ程度であることが好ましい。また、内槽２の底部を構成する一般構造用鋼２６は、厚さが５ｍｍ〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。

このように、ガラス繊維強化プラスチック層２１、フォームグラス層２２、樹脂層２３、ポリウレタンフォーム層２４、プライマー層２５、一般構造用鋼２６が積層された樹脂系バリア材は、各層の特性が相まって、液バリア性、ガスバリア性、保冷性、液圧保持強度を備える。そして、各層が十分に接着されており、剥離などによる変形を防止することができる。このため、従来用いられていた９％Ｎｉ鋼に替わる鋼材として十分に内槽２を構成するのに適用することができる。なお、本実施形態においては、樹脂系バリア材を上記層構成として説明したが、上記層構成に限定されるものではない。例えば、フォームグラス層２２、ポリウレタンフォーム層２４は、同様の保冷機能を有する別の材料で構成された第一の保冷層、第二の保冷層であってよく、各保冷層が複数の保冷層から構成されていてもよい。また、本発明の樹脂系バリア材は、各層の機能や接着性を害しない限りにおいて、別の層をさらに備えることもできる。

本実施形態における有底円筒形状の内槽２が、上記樹脂系バリア材で構成されるとき、内槽２の底部、側壁部ともに、最外部に一般構造用鋼２６の層があり、一般構造用鋼２６の内壁にプライマー２５層が位置し、プライマー２５層の内壁にポリウレタンフォーム２４が位置し、ポリウレタンフォーム層２４の内壁に樹脂層２３が位置し、樹脂層２３の内壁にフォームグラス２２が位置し、フォームグラス２２の内壁にガラス繊維強化プラスチック２１が位置する。そして、内槽２のＬＮＧ接触面は、ガラス繊維強化プラスチック２１で覆われた状態となっている。

内槽２の製造においては、最初に、一般構造用鋼２６で、内槽２の側壁および底部を溶接により製造する。一般構造用鋼は、溶接により容易に施工することができ、溶接施工によればガスバリア性を確保することができる。この一般構造用鋼２６の側壁および底部の内側に、プライマー２５、ポリウレタンフォーム層２４、樹脂層２３、フォームグラス２２層、ガラス繊維強化プラスチック層２１を順次形成することができる。

プライマー層２５は、液状のプライマー材を一般構造用鋼２６に直接塗布することができる。ポリウレタンフォーム層２４は、その場で発泡させて、所望の厚さとすることができる。樹脂層２は、液状の樹脂接着剤をポリウレタンフォーム層２４表面に直接塗布することができる。あるいは、接着機能を有するビニルエステルシート材をポリウレタンフォーム層２４表面に張ることもできる。

ガラス繊維強化プラスチック材２１は、フォームグラス層２２の表面に、ガラス繊維強化プラスチック材のプリプレグシートまたはガラス繊維強化プラスチック材のパネルを張り付けることにより形成することができる。図３に、ガラス繊維強化プラスチック材２１のパネルを複数使用する場合の概略的な断面図を示す。このとき、複数のパネル材間の接合部を覆うように、ガラス繊維強化プラスチック材２１のプリプレグシート２１ａを張ることができる。プリプレグシート２１ａを、接合部を覆うように貼り付けることにより、接着面が強固となる。そして、接合部にＬＮＧが進入して、接合部からの液漏れが生じる現象を防ぐことができる。

内槽２が円形の平面底を有する円筒形状の場合、底部と側壁部とが交わる箇所に隅角が形成される。図４は、本実施形態によるＬＮＧタンク内槽２の隅角部の概略的な拡大断面図である。隅角部において、底部に貼り付けられたガラス繊維強化プラスチック材２１と側壁部に貼り付けられたガラス繊維強化プラスチック材２１とのあいだには接合部が生ずる。本実施形態においては、内槽２は、その隅角部の接合部を保護する隅角構造を備えている。

隅角構造において、隅角部のガラス繊維強化プラスチック材２１の接合部は、ポリウレタンフォーム層２７で覆われている。そして、ポリウレタンフォーム層２７の上から、ポリウレタンフォーム層２７、ポリウレタンフォーム層２７と底部に貼り付けられたガラス繊維強化プラスチック材２１との接合部、およびポリウレタンフォーム層２７と側壁に貼り付けられたガラス繊維強化プラスチック材２１との接合部を覆うように、ガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシート２１ａが貼り付けられている。ポリウレタンフォーム層２７が被覆する面積は特に限定されないが、ＬＮＧの隅角部からの液漏れを防止することができる程度であれば良い。なお、ポリウレタンフォーム層２７は、他の同等の機能を有する保冷層で代替することもできる。

このように、内槽２が、隅角部の接合部をポリウレタンフォーム２７とガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシート２１ａとで被覆された隅角構造を備えることで、最も液漏れの危険性が高い隅角部を補強することができる。

本実施形態では、円形状の底を有する円筒形タンク形状の内槽２について隅角部の構造を説明したが、長方形状の底を有する角柱状のタンクにおいても、同様の隅角構造とすることができる。長方形状の底を有する角柱状のタンクの場合は、特に、底部と側壁の間のみならず、側壁と側壁との接合部にも隅角が形成される。このとき、側壁と側壁との接合部の隅角にも同様にポリウレタンフォームおよびガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシートを適用することができる。

このように、ガラス繊維強化プラスチック材２１が適用された樹脂系バリア材で構成され、接合部が被覆補強されている内槽２は、十分な液密性、気密性、保冷性を備え、かつ液荷重にも耐えることができる。

本実施形態に係る地上式二重殻ＬＮＧタンク１において、外槽３は、プレストレストコンクリート材から形成することができる。プレストレストコンクリート材は、あらかじめ鋼材で圧縮力を与えておき引張力に対する抵抗を高めたものであって、鉄筋コンクリート部材よりも、軽量化ができ、耐久性・水密性に優れた性能を有する。外槽３は、側壁高さが約４０ｍ〜５０ｍ、円形状の底の直径が約８０ｍ〜１００ｍとなるように設計することができる。しかし、外槽３の厚さやサイズは、ＬＮＧ収容量などにより変化するため、当業者であれば、所望のＬＮＧ収容量に適合するように外槽３のサイズを設計することができる。また、外槽３の内壁には、一般構造用鋼からなるモイスチャーバリア層（図示せず）を設けることができる。

二次バリア層４は、外槽３の内壁に設けられ、液密性と気密性とを有するものである。二次バリア層４は、内槽２が破損して、ＬＮＧが漏出した場合の非常用バリアである。二次バリア層４は、上記内槽２に用いた樹脂系バリア材により構成することができる。すなわち、二次バリア層４の内壁面である、ＬＮＧ漏出の際にＬＮＧに接触しうる面が、ガラス繊維強化プラスチックを適用したものであってよい。

ここで、二次バリア層４の側板パネルを支持するアンカー部９、および二次バリア層の隅角部の構造について、図５、６を参照して説明する。
二次バリア層４は、側板パネル５１の上端部５２を外槽３に設けた吊りアンカー５３で支持している。吊りアンカー５３は、アンカー部９の主要部を構成する。側板パネル５１は、内槽２の側壁と同じく、円筒状をなしている。
吊りアンカー５３は、図示のように断面Ｌ字形であって、右端が、外槽３の壁面に埋め込まれ、断面的には片持ち梁的に支持されている。ただし、吊りアンカー５３は、外槽３の内壁に沿って周回し、側板パネル５１と一体になって、ＬＮＧ漏洩時におけるガスバリア性、液密性を保つように構成されている。吊りアンカー５３は、図示のように、水平部５３ａと下垂部５３ｂとを備えている。そして、下垂部５３ｂの外周に沿って側板パネル５１の上端部５２が位置している。この実施の形態では、上端部５２は、その最上端で水平部５３ｂに当接している。
吊りアンカー５３は、９％Ｎｉ鋼で構成されている。強度と靭性から係る材質で構成することが好ましい。なお、吊りアンカー５３の部分のみを９％Ｎｉ鋼で構成しても、全体としての大幅なコスト増とはならない。

側板パネル５１と吊りアンカー５３とは、接合部において、下部の低温用接着剤の接着層５４と、上部の弾性接着剤の接着層５５とを介して接着されている。低温用接着剤としては、せん断力に強いビニルエステル系の接着剤が好適である。弾性接着剤としては、剥離に強いシリコン系接着剤が好適である。ＬＮＧ漏洩時には、二次バリア層の円周方向の冷熱収縮が起こる。それによるせん断力に、低温用接着剤の接着層５４が対抗する。これにより、密着性が向上し、ガスバリア性の向上が図れる。

また、上端部５２には、構造上、冷熱収縮により吊りアンカー５３から剥離しようとする力が働く。弾性接着剤の接着層５５は、このような剥離しようとする力に対抗する。すなわち、冷熱収縮時には、吊りアンカー５３の先端を支点として曲げ応力が発生することがあるため、弾性接着剤の接着層５５を設けることで、曲げ剥離応力を接着剤の弾性変形で吸収する。また、円周方向（せん断熱応力）の冷熱収縮変形に対しては、接着剤本来の機能であるせん断変形吸収機能により密着性を維持することができる。なお、後述するようにポリウレタンフォーム層５６により、極低温から保護されるため、接着剤の機能が低下しない。なお、このポリウレタンフォーム層５６は、同等の保冷効果を備えたものであれば他の保冷層で代替することができる。

側板パネル５１と吊りアンカー５３との接合部は、ポリウレタンフォーム層５６で覆われ、ポリウレタンフォーム層５６は、ガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシート５７でさらに覆われている。プリプレグシートとする場合は、樹脂に、例えば、ＵＶ硬化剤を含んだ熱硬化性樹脂成分等を含有させ、目的箇所に貼り付けた後に完全に硬化させることができる。なお、ガラス繊維強化プラスチックに含まれる樹脂は、一般的には、ビニルエステル系の樹脂であるが、テフロン系の樹脂とすることもできる。この接合部の構造は、図４について説明した内槽２の隅角部の構造に類似している。ポリウレタンフォーム層５６は、低い熱伝導率であって、ＬＮＧ漏洩時に上記接合部の冷熱収縮を緩和し、側板パネル５１と吊りアンカー５３との接合を強化するための発泡樹脂層を構成する。ガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシート５７は、ポリウレタンフォームが、冷熱によって硬化し、割れ、ＬＮＧ中に飛散することを防止するための保護層を構成する。
一般的に、ポリウレタンフォームは、接合部に吹き付けられ、その上を覆うようにガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシート５７が接着される。

さらに、二次バリア層４は、図６に示すように、底板パネル６１と側板パネル５１とで構成される隅角部を備える。
該隅角部は、底板パネル６１と側板パネル５１との接合部を有し、該接合部で曲率を付けた一般構造用鋼６２によって、底板パネル６１と側板パネル５１とを接合している。そして、底板パネル６１の下側に一般構造要綱６２を、低温用接着剤の接着層６３を介して接合し、側板パネル５１の内側に一般構造用鋼６２を、低温用接着剤の接着層６４を介して接合している。冷熱衝撃時には、側板パネル５１は、槽中心方向へ収縮するため一般構造用鋼６２に密着する方向に熱応力が作用する。よって、接着剤の弱点である剥離応力を低減することができ、これによって、気密性を確保することができる。なお、底板パネル６１の槽中心方向に対する収縮および側板パネル５１の円周方向に対する収縮に対しては、このように、一般構造用鋼６２と、これらのパネルの重ね合わせ継手構造とすることにより、接着剤本来の機能であるせん断変形で吸収することができ、気密性を確保することができる。なお、本実施の形態では、一般構造用鋼を用いることとしているが、ステンレススチール材で代替することもできる。

ＬＮＧ漏洩時の液圧力及び気化したメタンガスは、一般構造用鋼６２が保持し、過大な冷熱収縮変形に対しては、この一般構造用鋼６２自体が塑性座屈変形を起こすことによってパネル５１、６１の折損を防止する。

さらに、接合部の上部から発泡樹脂としてポリウレタンフォームを吹き付け、ポリウレタンフォーム層６５を構成する。ポリウレタンフォーム層６５は、ガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシート６６でさらに覆われている。プリプレグシートとする場合は、樹脂に、例えば、ＵＶ硬化剤を含んだ熱硬化性樹脂成分等を含有させ、目的箇所に貼り付けた後に完全に硬化させることができる。なお、ガラス繊維強化プラスチックに含まれる樹脂は、一般的には、ビニルエステル系の樹脂であるが、テフロン系の樹脂とすることもできる。この接合部の構造は、図４について説明した内槽２の隅角部の構造に類似している。ポリウレタンフォーム層６５は、低い熱伝導率であって、ＬＮＧ漏洩時に上記接合部の冷熱収縮を緩和し、底板パネル６１と側板パネル５１との接合を強化するための発泡樹脂層を構成する。なお、ポリウレタンフォーム層６５は、同等の機能を有する他の保冷で代替することができる。
ガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシート６６は、ＬＮＧの隅角部方向への侵入を防止し、底板パネル６１と側板パネル５１との結合を強化し、液密性を確保している。また、この隅角構造によれば、一般構造用鋼６２に対する冷熱が緩和され、接着層６３、６４が保護される。なお、この構造を採用するので、９％Ｎｉ鋼ではなく、一般構造用鋼６２を採用することができる。

このように、図６に示す二次バリア層の隅角部の構造では、必要な機能（気密性・液密性・冷熱緩和機能・液圧保持機能）を、一般構造用鋼６２、パネルの接着層６３，６４、ポリウレタンフォーム層６５、ガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシート６６に好適に分担させることにより、接着層の剥離を防止し、接着層の冷熱からの保護を図り、かつ一般構造用鋼の適用を可能にし、施工性を向上させている。

ここで、図１の構成に戻って、粉末保冷材５としては、断熱性を有し、二次バリア層４と内槽２との間隙に充填しやすい粉末状の保冷材であって、ＬＮＧと反応しないものを用いることができる。内槽２に収容されたＬＮＧ８を−１６３℃に保冷し、かつ、ＬＮＧが内槽２から漏出した場合に危険な反応が生ずるのを防ぐためである。具体的には、粉末保冷材５として、パーライトを用いることができる。

一次保冷材６は、内槽２底部と二次バリア層４底部の間隙に充填される。一次保冷材６としては、安価で堅固な保冷材を用いることが好ましい。内槽２底部から大きな面圧を受けるためである。具体的には、グラスウールを使用することができる。二次保冷材７としては、面圧保持機能を有するものを用いることが好ましい。内槽２底部から大きな面圧を受けるためである。具体的には、硬質ポリウレタンフォームを用いることができる。

支持材１０としては、保冷機能と内槽の外壁の荷重保持機能を有するものを用いることができる。特には、パーライトコンクリートが好ましい。

本実施の形態にかかる地上式二重殻ＬＮＧタンク１は、上述のように、安価、軽量で、機能性に優れる樹脂系バリア材により内槽２、二次バリア層４が構成されているため、全体として十分な液密性、気密性、保冷性を備え、コスト的に有利なものとなっている。
なお、本実施形態においては、地上式の二重殻ＬＮＧタンクについて記載したが、本発明は、二重殻型のＬＮＧタンクに限定されるものではない。当業者であれば、必要に応じて、多重殻型のＬＮＧタンクを製造することができる。

本発明の活用例として、天然ガス液化基地におけるＬＮＧ製造と船積みまでの間，及びＬＮＧ受入基地における荷揚げから再ガス化・出荷までの間の調節・貯蔵の役割を果たす、地上式のＬＮＧタンクとして用いることができる。

本発明に係る地上式二重殻ＬＮＧタンクの断面を示す概略図である。 本発明に係る地上式二重殻ＬＮＧタンクの内槽材の断面を示す概略図である。 図３は、本発明に係る地上式二重殻ＬＮＧタンクの内槽材を構成するガラス繊維強化プラスチックの適用の具体例を示す図である。 図４は、本発明に係る地上式二重殻ＬＮＧタンクの内槽の隅角部の構造を示す概略図である。 図５は、本発明に係る地上式二重殻ＬＮＧタンクのアンカー部の構造を示す断面図である。 図６は、本発明に係る地上式二重殻ＬＮＧタンクに採用される二次バリア層の、隅角部の構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 地上式二重殻ＬＮＧタンク
１ａ 地上式二重殻ＬＮＧタンク
２ 内槽
３ 外槽
４ 樹脂系二次バリア層
５ 粉末保冷材
６ 一次保冷材
７ 二次保冷材
８ ＬＮＧ
９ アンカー部
２０ ＬＮＧ接触面
２１ ガラス繊維強化プラスチック層
２１ａ ガラス繊維強化プラスチックプリプレグシート
２２ フォームグラス層
２３ 樹脂層
２４ ポリウレタンフォーム層
２５ プライマー層
２６ 一般構造用鋼
２７ ポリウレタンフォーム
５１ 側板パネル
５２ 上端部
５３ 吊りアンカー
５４ 低温用接着剤の接着層
５５ 弾性接着剤の接着層
５６ ポリウレタンフォーム層
５７ ガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシート
６１ 底板パネル
６２ 一般構造用鋼
６３ 低温用接着剤の接着層
６４ 低温用接着剤の接着層
６５ ポリウレタンフォーム層
６６ ガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシート

Claims (9)

1. 少なくとも内槽と外槽とを備え、該内槽と該外槽との間隙に断熱材を充填してなる地上式ＬＮＧタンクであって、
   前記内槽と前記外槽との間に、二次バリア層をさらに備え、該二次バリア層が、樹脂系バリア材から構成され、
   前記二次バリア層の上端部を上記外槽に設けたアンカー部で支持してなることを特徴とする地上式ＬＮＧタンク。
2. 前記二次バリア層と前記アンカー部との接合部において、前記二次バリア層と前記アンカー部とが接着層を介して接合されていることを特徴とする請求項１に記載の地上式ＬＮＧタンク。
3. 前記接着層が、低温用接着剤の接着層と、弾性接着剤の接着層とを含むことを特徴とする請求項２に記載の地上式ＬＮＧタンク。
4. 前記接合部が、保冷層で覆われ、該保冷層がガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシートでさらに覆われていることを特徴とする請求項２または３に記載の地上式ＬＮＧタンク。
5. 前記アンカー部が、水平部と下垂部とから成る断面Ｌ字形の吊りアンカーで構成され、前記水平部の延長端が前記外槽の壁面に埋め込まれて片持ち梁的に支持され、前記下垂部の外周に沿って上記二次バリア層の側板パネルの上端部が位置するようにして成ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の地上式ＬＮＧタンク。
6. 少なくとも内槽と外槽とを備え、該内槽と該外槽との間隙に断熱材を充填してなる地上式ＬＮＧタンクであって、
   前記内槽と前記外槽との間に、二次バリア層をさらに備え、該二次バリア層が、樹脂系バリア材から構成され、
   前記二次バリア層が、少なくとも底板パネルと側板パネルとで構成される隅角部を備え、
   該隅角部で、前記底板パネルと前記側板パネルとが接合部を有し、該接合部で炭素鋼によって前記底板パネルと前記側板パネルとを接合してなることを特徴とする地上式ＬＮＧタンク。
7. 前記底板パネルと前記側板パネルとの接合部で、前記底板パネルの下側に前記炭素鋼が接着層を介して接合し、前記側板パネルの内側に前記炭素鋼が接着層を介して接合されていることを特徴とする請求項６に記載の地上式ＬＮＧタンク。
8. 前記接合部が、保冷層で覆われ、該保冷層がガラス繊維織物またはガラス繊維強化プラスチックのプリプレグシートでさらに覆われていることを特徴とする請求項６または７に記載の地上式ＬＮＧタンク。
9. 少なくとも内槽と外槽とを備え、該内槽と該外槽との間隙に断熱材を充填してなる地上式ＬＮＧタンクであって、
   前記内槽と前記外槽との間に、二次バリア層をさらに備え、該二次バリア層が、樹脂系バリア材から構成され、
   前記二次バリア層の上端部を上記外槽に設けたアンカー部で支持し、
   前記二次バリア層が、少なくとも底板パネルと側板パネルとで構成される隅角部を備え、
   該隅角部で、前記底板パネルと前記側板パネルとが接合部を有し、該接合部で炭素鋼によって前記底板パネルと前記側板パネルとを接合してなることを特徴とする地上式ＬＮＧタンク。

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