JP7569683B2 - 液体水素用の可搬型荷役設備 - Google Patents

Description

本発明は、船側低温タンクと陸側低温タンクとの間で液体水素を移送するための液体水素用の可搬型荷役設備および緊急離脱方法に関する。

船側低温タンクと陸側低温タンクとの間で低温流体を荷役する設備として、特許文献１は、低温流体の荷役の際の地理的制約に係る自由度を向上すべく、陸側低温タンクと船側低温タンクとの間においてＬＮＧを通流する流体通流管を有する移動体を開示している。

この移動体は、流体通流管において船と荷役設備との間の流体の通流を遮断する緊急遮断弁と、緊急時に船と荷役設備とを切り離す緊急離脱装置とを備える。低温流体の荷役中に急な突風等に伴い船が移動する場合などに、緊急離脱装置を離脱させ、船と荷役設備とを分離する。

特開２０２０－１０４８３０号公報

通常、緊急離脱装置は、離脱時に流体の漏洩を防止する遮断機能を備えている。特許文献１の移動体における緊急離脱装置が遮断機能を備えている場合、緊急離脱装置の離脱後にはＬＮＧの漏洩を防止することができるものの、緊急離脱装置の動作中は僅かにＬＮＧの漏洩が発生する。しかも、そのＬＮＧの漏洩量は、流体通流管内のＬＮＧの圧力が高いほど多くなる。

ところで、ＬＮＧの沸点が窒素の沸点（約－１９６℃）や酸素の沸点（約－１８３℃）より高い約－１６１℃であるのに対して、液体水素の沸点は、窒素や酸素の沸点より低い約－２５３℃である。このため、ＬＮＧではなく液体水素を荷役する設備の場合には、緊急離脱装置の離脱時に液体水素が漏洩すると、緊急離脱装置近傍の空気が冷却されて、液体空気が生成される。

そこで本発明は、緊急離脱装置の離脱時の液体水素の漏洩量を抑制することができる、液体水素用の可搬型荷役設備および緊急離脱方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る液体水素用の可搬型荷役設備は、船側低温タンクと陸側低温タンクとの間に介在する液体水素用の可搬型荷役設備であって、前記船側低温タンクから延びる船側液管の端部と接続可能な第１継手、および、前記陸側低温タンクから延びる陸側液管の端部と接続可能な第２継手を有する液体水素配管と、前記液体水素配管に設けられた緊急離脱装置と、前記液体水素配管における前記緊急離脱装置と前記第２継手との間の部分に設けられた遮断弁と、一端が前記液体水素配管における前記第１継手と前記遮断弁との間の部分と連通し、他端が大気に開放された大気開放流路と、前記大気開放流路を開閉する開閉弁と、前記大気開放流路に設けられた加温部と、を有する大気開放装置と、を備える。

この構成によれば、緊急離脱装置の離脱前に開閉弁を開くことで、液体水素配管における緊急離脱装置と遮断弁との間に残留した液体水素の圧力を低減することができる。これにより、残留した液体水素と大気圧との圧力差を低減でき、緊急離脱装置の離脱時に液体水素の漏洩量を抑制することができる。さらに、大気開放流路に設けられた加温部により液体水素またはそれが気化した水素ガスを加温することができる。これにより、大気開放流路を通じて液体水素が大気に流出することを防ぐことができ、また、大気開放流路を通じて大気に放出される水素ガスによって、液体空気が生成されることを抑制することができる。

また、本発明の一態様に係る緊急離脱方法は、船側低温タンクおよび陸側低温タンクのうちの一方から他方に向かって液体水素を導く液管と、前記液管に設けられた緊急離脱装置と、前記液管における前記緊急離脱装置と前記陸側低温タンクとの間の部分に設けられた第１遮断弁と、前記液管における前記緊急離脱装置と前記船側低温タンクとの間の部分に設けられた第２遮断弁と、前記液管における前記第１遮断弁と前記第２遮断弁との間の部分を大気開放可能な開閉弁と、を備える液体水素移送システムを、緊急時に船側と陸側とに分離する緊急離脱方法であって、前記第１遮断弁と前記第２遮断弁とを閉じる第１工程と、前記開閉弁を開く第２工程と、前記第１および第２工程の後に、前記緊急離脱装置の離脱を開始する第３工程と、を有する。

この方法によれば、緊急離脱装置の離脱前に開閉弁を開くことで、液管における第１遮断弁と第２遮断弁との間に残留した液体水素の圧力を低減することができる。これにより、残留した液体水素と大気圧との圧力差を低減でき、緊急離脱装置の離脱時に液体水素の漏洩量を抑制することができる。

本発明によれば、緊急離脱装置の離脱時の液体水素の漏洩量を抑制することができる。

実施形態に係る可搬型荷役設備が陸側低温タンクと船側低温タンクとに接続された状態を示す図である。 図１に示す液体水素移送システムの配管系統図である。 変形例に係る可搬型荷役設備を備える液体水素移送システムの配管系統の一部を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、実施形態に係る可搬型荷役設備３が陸側低温タンク１０と船側低温タンク２０とに接続された状態を示す図である。本実施形態において、陸側低温タンク１０は、タンクローリー１の一部を構成するタンクである。ただし、陸側低温タンク１０は、走行車両などにより可搬されるタンクコンテナの一部を構成するタンクであってもよい。船側低温タンク２０は、例えば船舶２に搭載された燃料タンクまたはカーゴタンクである。タンクローリー１、船舶２および可搬型荷役設備３により、陸側低温タンクと船側低温タンクのうちの一方のタンクから他方のタンクへ液体水素を移送する液体水素移送システムが構成されている。

可搬型荷役設備３は、陸側低温タンク１０と船側低温タンク２０のうちの一方のタンクから他方のタンクへ液体水素を移送する荷役設備である。本実施形態では、可搬型荷役設備３は、陸側低温タンク１０から船側低温タンク２０へ液体水素を移送する。また、本実施形態では、可搬型荷役設備３は、フレーム３１と、フレーム３１を支持する車体３２と、車体３２に支持され、車体３２を支持する複数の車輪を駆動する走行駆動源を備える走行車両である。フレーム３１には、可搬型荷役設備３が備える各種機器が支持される。フレーム３１は、例えばコンテナフレームである。

図２は、図１に示す液体水素移送システムの配管系統図である。なお、以下の説明では、便宜上、配管系統における陸側低温タンク１０に近い側を「陸側」、配管系統における船側低温タンク２０に近い側を「船側」と称することとする。なお、図２では、低温流体用の配管系統と区別するために、後述の制御システム１００におけるエア供給用の配管系統を破線で示す。

タンクローリー１は、陸側低温タンク１０と、陸側低温タンク１０から延びる陸側液管１１と、陸側低温タンク１０から延びる陸側ガス管１２とを備える。

陸側液管１１は、陸側低温タンク１０の下部に接続されている。本実施形態では、液体水素を貯留した状態の陸側低温タンク１０の液相部に接続されている。陸側液管１１には、遮断弁１１ａが設けられている。また、陸側低温タンク１０とは反対側の陸側液管１１の端部には、継手１１ｂが設けられている。

陸側ガス管１２は、陸側低温タンク１０の上部に接続されている。本実施形態では、液体水素を貯留した状態の陸側低温タンク１０の気相部に接続されている。陸側ガス管１２には、ボイルオフガス閉止弁１２ａが設けられている。また、陸側低温タンク１０とは反対側の陸側ガス管１２の端部には、継手１２ｂが設けられている。

また、陸側液管１１における遮断弁１１ａと継手１１ｂとの間の部分と、陸側ガス管１２におけるボイルオフガス閉止弁１２ａと継手１２ｂとの間の部分とは、陸側接続配管１３により接続されている。陸側接続配管１３には、開閉弁１３ａが設けられている。陸側接続配管１３は、後述のパージガス供給装置７０によりパージガスを通すための流路を構成する。

船舶２は、船側低温タンク２０の他、船側低温タンク２０から延びる船側液管２１と、船側低温タンク２０から延びる船側ガス管２２とを備える。

船側液管２１は、船側低温タンク２０の下部に接続されている。本実施形態では、液体水素を貯留した状態の船側低温タンク２０の液相部に接続されている。船側液管２１には、遮断弁２１ａが設けられている。遮断弁２１ａは、本発明の第２遮断弁の一例である。遮断弁２１ａは、エアが供給されるエアシリンダ付きエア駆動弁である。本実施形態では、遮断弁２１ａは、エアが供給されないときに閉状態であり、エアが供給されることにより閉状態から開状態に切り換わる、いわゆるノーマルクローズ型の弁である。船舶２は、遮断弁２１ａにエアを導く船側エア配管２４を有しており、遮断弁２１ａには船側エア配管２４を通じてエアが供給される。また、船側低温タンク２０とは反対側の船側液管２１の端部には、継手２１ｂが設けられている。

船側ガス管２２は、船側低温タンク２０の上部に接続されている。本実施形態では、液体水素を貯留した状態の船側低温タンク２０の気相部に接続されている。船側ガス管２２には、ボイルオフガス閉止弁２２ａが設けられている。また、船側低温タンク２０とは反対側の船側ガス管２２の端部には、継手２２ｂが設けられている。

また、船側液管２１における遮断弁２１ａと継手２１ｂとの間の部分と、船側ガス管２２におけるボイルオフガス閉止弁２２ａと継手２２ｂとの間の部分とは、船側接続配管２３により接続されている。船側接続配管２３には、開閉弁２３ａが設けられている。船側接続配管２３は、後述のパージガス供給装置７０によりパージガスを通すための流路を構成する。

可搬型荷役設備３は、液体水素配管４０と水素ガス配管５０とを備える。液体水素配管４０および水素ガス配管５０は、例えば周知の二重管構造であってもよいし、防熱材が巻かれた一重管構造であってもよい。液体水素配管４０の一端は、陸側液管１１の船側の端部と接続され、液体水素配管４０の他端は、船側液管２１の陸側の端部と接続されるように構成されている。また、水素ガス配管５０の一端は、陸側ガス管１２の船側の端部と接続され、水素ガス配管５０の他端は、船側ガス管２２の陸側の端部と接続されるように構成されている。

具体的には、液体水素配管４０は、固定液管４１と、固定液管４１の一端に接続される第１ホース４２と、固定液管４１の他端に接続される第２ホース４３とを有する。

固定液管４１は、フレーム３１に固定部材により固定されている。固定液管４１は、後述のフレキシブルホース部４２ｃ，４３ｃに比べて剛性が高い配管である。固定液管４１の両端には、それぞれ継手４１ａ，４１ｂが設けられている。

第１ホース４２の少なくとも一部がフレキシブルホース部４２ｃで構成されている。第１ホース４２の一端には、固定液管４１の継手４１ａに接続可能な継手４２ａが設けられており、第１ホース４２の他端には、船側液管２１の継手２１ｂに接続可能な継手４２ｂが設けられている。継手４２ｂは、本発明の第１継手の一例である。

第２ホース４３の少なくとも一部がフレキシブルホース部４３ｃで構成されている。第２ホース４３の一端には、固定液管４１の継手４１ｂに接続可能な継手４３ａが設けられており、第２ホース４３の他端には、陸側液管１１の継手１１ｂに接続可能な継手４３ｂが設けられている。継手４３ｂは、本発明の第２継手の一例である。

また、水素ガス配管５０は、固定ガス管５１と、固定ガス管５１の一端に接続された第３ホース５２と、固定ガス管５１の他端に接続された第４ホース５３とを有する。

固定ガス管５１は、フレーム３１に固定部材により固定されている。固定ガス管５１は、後述のフレキシブルホース部５２ｃ，５３ｃに比べて剛性が高い配管である。固定ガス管５１の両端には、それぞれ継手５１ａ，５１ｂが設けられている。

第３ホース５２の少なくとも一部がフレキシブルホース部５２ｃで構成されている。第３ホース５２の一端には、固定ガス管５１の継手５１ａに接続可能な継手５２ａが設けられており、第３ホース５２の他端には、船側ガス管２２の継手２２ｂに接続可能な継手５２ｂが設けられている。継手５２ｂは、本発明の第３継手の一例である。

第４ホース５３の少なくとも一部がフレキシブルホース部５３ｃで構成されている。第４ホース５３の一端には、固定ガス管５１の継手５１ｂに接続可能な継手５３ａが設けられており、第４ホース５３の他端には、陸側ガス管１２の継手１２ｂに接続可能な継手５３ｂが設けられている。

なお、これら第１ホース４２、第２ホース４３、第３ホース５２および第４ホース５３は、例えば、荷役現場に移動するときなど、可搬型荷役設備３の移動中には、固定液管４１および固定ガス管５１との接続が解除された状態となっている。例えば第１ホース４２、第２ホース４３、第３ホース５２および第４ホース５３は、可搬型荷役設備３の移動中には、フレーム３１に支持されている。

液体水素配管４０には、第１緊急離脱装置６１が設けられている。本実施形態では、第１緊急離脱装置６１は、液体水素配管４０における第１ホース４２に配置されている。より詳しくは、第１緊急離脱装置６１は、第１ホース４２における継手４２ｂとフレキシブルホース部４２ｃとの間の部分に配置されている。

水素ガス配管５０には、第２緊急離脱装置６２が設けられている。本実施形態では、第２緊急離脱装置６２は、水素ガス配管５０における第３ホース５２に配置されている。より詳しくは、第２緊急離脱装置６２は、第３ホース５２における継手５２ｂとフレキシブルホース部５２ｃとの間の部分に配置されている。

第１緊急離脱装置６１は、離脱時に流体の漏洩を防止する遮断機能を備えている。具体的には、第１緊急離脱装置６１は、陸側の第１ユニット６１ａと、第１ユニット６１ａに連結手段により分離可能に接続された船側の第２ユニット６１ｂとを有する。第１ユニット６１ａと第２ユニット６１ｂとは、それぞれ内部に緊急遮断弁を有している。これら緊急遮断弁は、第１緊急離脱装置６１に離脱動作させる場合に閉弁状態に切り換えられる。

第２緊急離脱装置６２は、離脱時に流体の漏洩を防止する遮断機能を備えている。具体的には、陸側の第１ユニット６２ａと、第１ユニット６２ａに分離可能に接続された船側の第２ユニット６２ｂとを有する。第１ユニット６２ａと第２ユニット６２ｂとは、それぞれ内部に緊急遮断弁を有している。これら緊急遮断弁は、第２緊急離脱装置６２に離脱動作させる場合に閉弁状態に切り換えられる。

また、本実施形態では、第１緊急離脱装置６１および第２緊急離脱装置６２は、いずれもエアが供給されることによって離脱動作するように構成となっている。さらに、第１緊急離脱装置６１および第２緊急離脱装置６２は、オペレータの判断に応じて離脱させることができるよう、手動操作も可能となっている。

液体水素配管４０における第１緊急離脱装置６１と継手４３ｂとの間の部分には、遮断弁４４が設けられている。遮断弁４４は、本発明の第１遮断弁の一例である。具体的には、遮断弁４４は、固定液管４１に設けられている。遮断弁４４はエアが供給されるエアシリンダ付きエア駆動弁である。本実施形態では、遮断弁４４は、エアが供給されないときに閉状態であり、エアが供給されることにより閉状態から開状態に切り換わる、いわゆるノーマルクローズ型の弁である。

また、液体水素配管４０における遮断弁４４より陸側部分には、パージガス閉止弁４５が設けられている。具体的には、パージガス閉止弁４５は、固定液管４１における遮断弁４４と継手４１ｂとの間の部分に設けられている。また、水素ガス配管５０における固定ガス管５１には、パージガス閉止弁５４が設けられており、固定ガス管５１におけるパージガス閉止弁５４と継手５１ｂとの間の部分には、パージガス閉止弁５５が設けられている。

可搬型荷役設備３は、液体水素配管４０に窒素ガスと水素ガスとを選択的にパージガスとして供給可能に構成されたパージガス供給装置７０を更に備える。具体的には、パージガス供給装置７０は、窒素ガス供給源７１と水素ガス供給源７２とを含む。窒素ガス供給源７１は、例えば窒素ガスボンベであり、窒素ガス供給源７１から液体水素配管４０に窒素ガスを供給する流路にはボンベ開閉弁７１ａが設けられている。水素ガス供給源７２は、例えば水素ガスボンベであり、水素ガス供給源７２から液体水素配管４０に水素ガスを供給する流路にはボンベ開閉弁７２ａが設けられている。パージガス供給装置７０は、液体水素配管４０における遮断弁４４とパージガス閉止弁４５との間の部分に、パージガスとして窒素ガスおよび水素ガスのいずれかを供給する。

可搬型荷役設備３は、ベント配管８０を更に備える。ベント配管８０は、船側低温タンク２０から導かれた水素ガスを大気へ放出する。また、ベント配管８０は、パージガス供給装置７０から液体水素配管４０に供給されたパージガスを大気へ放出する。ベント配管８０は、例えば周知の二重管構造であってもよいし、防熱材が巻かれた一重管構造であってもよい。ベント配管８０は、例えばフレーム３１に固定部材により固定されている。ベント配管８０の一端は、水素ガス配管５０に接続されている。より詳しくは、ベント配管８０の一端は、固定ガス管５１におけるパージガス閉止弁５４とパージガス閉止弁５５との間の部分に接続されている。また、ベント配管８０の他端は、大気開放されている。

ベント配管８０には、ベント弁８１が設けられている。ベント弁８１は、ベント配管８０が形成する流路を開閉する。また、ベント配管８０における固定ガス管５１との接続箇所とベント弁８１との間の部分には、加温部８２が設けられている。加温部８２は、導かれた液体水素またはそれが気化した水素ガスを加温するように構成されている。本実施形態では、加温部８２は、外部の空気と内部の低温流体との間で熱交換することによって、内部の低温流体を加温するように蛇腹状に形成された管体として構成されている。なお、加温部８２の構成はこれに限定されない。例えば、加温部８２は、内部の低温流体と熱交換する冷媒として、例えば温水など空気以外の冷媒を用いてもよい。

液体水素配管４０における継手４２ｂと遮断弁４４との間の部分と水素ガス配管５０とは、接続配管９０により接続されている。より詳しくは、接続配管９０の一端は、固定液管４１における継手４１ａと遮断弁４４との間の部分に接続されており、接続配管９０の他端は、固定ガス管５１に接続されている。接続配管９０は、例えば周知の二重管構造であってもよいし、防熱材が巻かれた一重管構造であってもよい。接続配管９０の口径は、液体水素配管４０の口径以上である。また、接続配管９０の口径は、パージガス用の船側接続配管２３の口径より大きい。

接続配管９０には、開閉弁９１に設けられている。本実施形態では、開閉弁９１はエアが供給されるエアシリンダ付きエア駆動弁である。本実施形態では、開閉弁９１は、エアが供給されないときに閉状態であり、エアが供給されることにより閉状態から開状態に切り換わる、いわゆるノーマルクローズ型の弁である。

接続配管９０と、ベント配管８０と、水素ガス配管５０における接続配管９０との接続箇所９０ａとベント配管８０との接続箇所８０ａと間の部分は、大気開放流路を形成する。すなわち、大気開放流路は、一端が液体水素配管４０における継手４２ｂと遮断弁４４との間の部分と連通し、他端が大気に開放されている。大気開放流路と、開閉弁９１と、加温部８２とは大気開放装置を構成する。

可搬型荷役設備３は、開閉弁９１の開閉、遮断弁２１ａの開閉、遮断弁４４の開閉、並びに、第１緊急離脱装置６１および第２緊急離脱装置６２の離脱を制御する制御システム１００を備える。制御システム１００は、エア供給源１０１と、複数のエア配管１１０と、複数の電磁開閉弁１２０と、制御装置１０２とを備える。

エア供給源１０１は、複数のエア配管１１０を通じて、開閉弁９１、遮断弁２１ａ、遮断弁４４、第１緊急離脱装置６１および第２緊急離脱装置６２にエアを供給する。エア供給源１０１としては、例えば、コンプレッサや、空気を充填したボンベなどが採用される。

複数のエア配管１１０は、第１エア配管１１１と、第２エア配管１１２と、第３エア配管１１３と、第４エア配管１１４と、第５エア配管１１５を含む。第１エア配管１１１は、エア供給源１０１から遮断弁４４へエアを導く。第２エア配管１１２の一端は、船側エア配管２４の一端に接続される。第２エア配管１１２と船側エア配管２４とは、エア供給源１０１から遮断弁２１ａへエアを導く。第３エア配管１１３は、エア供給源１０１から開閉弁９１へエアを導く。第４エア配管１１４は、エア供給源１０１から第１緊急離脱装置６１へエアを導く。第５エア配管１１５は、エア供給源１０１から第２緊急離脱装置６２へエアを導く。なお、複数のエア配管１１０の一部または全部の配管は、互いに共通の配管を備えていてもよい。

第２エア配管１１２の少なくとも一部は、液体水素配管４０および水素ガス配管５０に比べて強度が低いチューブ１１２ａで構成されている。緊急時などに船舶２が岸辺から離れたときには、チューブ１１２ａが引きちぎられることによって船側エア配管２４を可搬型荷役設備３とは互いに分離可能となっている。

複数の電磁開閉弁１２０は、第１エア配管１１１に設けられた第１電磁開閉弁１２１と、第２エア配管１１２に設けられた第２電磁開閉弁１２２と、第３エア配管１１３に設けられた第３電磁開閉弁１２３と、第４エア配管１１４に設けられた第４電磁開閉弁１２４と、第５エア配管１１５に設けられた第５電磁開閉弁１２５を含む。複数の電磁開閉弁１２０は、いずれも通電時に開状態となり、非通電時に閉状態となる、いわゆるノーマルクローズ型の電磁弁である。

エア供給源１０１、複数のエア配管１１０、および複数の電磁開閉弁１２０は、制御装置１０２により制御されるエア供給装置を構成する。

制御装置１０２は、複数の電磁開閉弁１２０を制御することにより、開閉弁９１の開閉、遮断弁２１ａの開閉、遮断弁４４の開閉、並びに、第１緊急離脱装置６１および第２緊急離脱装置６２の離脱を制御する。制御装置１０２は、ＣＰＵ等の演算処理部およびＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶部を有している。また、複数の電磁開閉弁１２０の制御は、制御装置１０２において、記憶部に格納された所定のプログラムを演算処理部が実行することにより実現される。

（液体水素の移送方法）
次に、可搬型荷役設備３を用いた液体水素の移送方法について説明する。なお、以下に説明する移送方法は、陸側低温タンク１０から船側低温タンク２０に液体水素を移送するためのものである。また、以下の説明において、遮断弁２１ａ、遮断弁４４、開閉弁９１の開閉は、制御装置１０２により制御されて開閉されるものとし、これら以外の弁は、オペレータの手動操作により開閉されることとする。

まず可搬型荷役設備３を陸側低温タンク１０および船側低温タンク２０に連結する。具体的には、船舶２を港に停泊させ、タンクローリー１を船舶２の停泊位置近傍の陸上に配置する。また、可搬型荷役設備３をタンクローリー１近傍の陸上に配置する。そして、図１に示すように、陸側低温タンク１０と船側低温タンク２０との間に可搬型荷役設備３を介在させる。第１ホース４２を固定液管４１および船側液管２１に接続し、第２ホース４３を固定液管４１および陸側液管１１に接続し、第３ホース５２を固定ガス管５１および船側ガス管２２に接続し、第４ホース５３を固定ガス管５１および陸側ガス管１２に接続する。また、第２エア配管１１２と船側エア配管２４とを接続する。なお、図１では、図面の簡略化のため、第１ホース４２、第２ホース４３のみ示し、第３ホース５２、第４ホース５３、第２エア配管１１２、船側エア配管２４は省略している。

次に、配管内の空気を窒素ガスでパージする。具体的には、まず液体水素用の配管系統において、ボンベ開閉弁７１ａ、パージガス閉止弁４５、開閉弁１３ａ、パージガス閉止弁５５、ベント弁８１を開状態とし、エア供給系統における弁を除くこれら以外の弁を閉状態とし、その後、窒素ガス供給源７１より窒素ガスの供給を行う。これにより、液体水素用の配管系統における窒素ガス供給源７１およびベント配管８０より陸側部分の配管内の空気をベント配管８０より排出する。

また、液体水素用の配管系統において、ボンベ開閉弁７１ａ、遮断弁４４、開閉弁２３ａ、パージガス閉止弁５４、ベント弁８１を開状態とし、エア供給系統における弁を除くこれら以外の弁を閉状態とし、その後、窒素ガス供給源７１より窒素ガスの供給を行う。これにより、液体水素用の配管系統における窒素ガス供給源７１およびベント配管８０より船側部分の配管内の空気をベント配管８０より排出する。

次に、配管内の窒素ガスを水素ガスでパージする。具体的には、まず液体水素用の配管系統において、ボンベ開閉弁７２ａ、パージガス閉止弁４５、開閉弁１３ａ、パージガス閉止弁５５、ベント弁８１を開状態とし、エア供給系統における弁を除くこれら以外の弁を閉状態とし、その後、水素ガス供給源７２より水素ガスの供給を行う。これにより、液体水素用の配管系統における水素ガス供給源７２およびベント配管８０より陸側部分の配管内の窒素ガスをベント配管８０より排出する。

また、液体水素用の配管系統において、ボンベ開閉弁７２ａ、遮断弁４４、開閉弁２３ａ、パージガス閉止弁５４、ベント弁８１を開状態とし、エア供給系統における弁を除くこれら以外の弁を閉状態とし、その後、水素ガス供給源７２より水素ガスの供給を行う。これにより、液体水素用の配管系統における水素ガス供給源７２およびベント配管８０より船側部分の配管内の窒素ガスをベント配管８０より排出する。

次に、陸側低温タンク１０から船側低温タンク２０に液体水素を移送する。具体的には、まず液体水素用の配管系統において、遮断弁１１ａ、パージガス閉止弁４５、遮断弁４４、遮断弁２１ａ、ボイルオフガス閉止弁２２ａ、パージガス閉止弁５４、ベント弁８１を開状態とし、エア供給系統における弁を除くこれら以外の弁を閉状態とする。そして、陸側液管１１、液体水素配管４０、船側液管２１を通じて、陸側低温タンク１０から船側低温タンク２０に液体水素を圧送する。液体水素の圧送は、例えばタンクローリー１の自己加圧方式により実現してもよいし、可搬型荷役設備３にポンプを備えつけることにより実現してもよい。

また、船側低温タンク２０に液体水素を供給する間、船側ガス管２２、水素ガス配管５０、ベント配管８０を通じて、船側低温タンク２０内で液体水素が気化した水素ガスを排出できる。これにより、船側低温タンク２０内の気相の圧力が抜けるため、陸側低温タンク１０から船側低温タンク２０へ少ない動力で液体水素を圧送できる。

（緊急離脱方法）
次に、液体水素を移送している途中で強風、津波、地震などが発生した場合などの緊急時に、船舶２と可搬型荷役設備３とに分離する緊急離脱方法について説明する。なお、本実施形態で説明される緊急離脱方法は、制御装置１０２によるシーケンス制御により実行される。

まず第１工程として、遮断弁４４と遮断弁２１ａとを閉じる。これにより、陸側低温タンク１０から船側低温タンク２０への液体水素の移送が阻止される。また、陸側液管１１、液体水素配管４０、船側液管２１により構成された、陸側低温タンク１０から船側低温タンク２０に液体水素を導く液管において、閉状態となった遮断弁４４と遮断弁２１ａの間の部分には、液体水素が高圧のまま残留した状態となっている。なお、遮断弁４４および遮断弁２１ａとともに、遮断弁１１ａおよびボイルオフガス閉止弁２２ａも閉じる。

次に、第２工程として、開閉弁９１を開く。ベント弁８１は、液体水素移送中から開状態にあるため、開閉弁９１を開くことで、遮断弁４４と遮断弁２１ａの間に残留した液体水素が脱圧される。

次に、第３工程として、第１緊急離脱装置６１および第２緊急離脱装置６２の離脱を開始する。第１緊急離脱装置６１の動作中は僅かに液体水素が漏洩するが、遮断弁４４と遮断弁２１ａの間に残留した液体水素の圧力が第２工程で抜けているため、液体水素の漏洩量は若干量に抑えられる。

以上に説明したように、本実施形態では、第１緊急離脱装置６１の離脱前に、開閉弁９１を開くことで、液管における遮断弁４４と遮断弁２１ａの間の部分に残留した液体水素の圧力を低減することができる。これにより、残留した液体水素と大気圧との圧力差を低減でき、第１緊急離脱装置６１の離脱時に液体水素の漏洩量を抑制することができる。

さらに、ベント配管８０に設けられた加温部８２により液体水素またはそれが気化した水素ガスを加温することができる。これにより、ベント配管８０を通じて液体水素が大気に流出することを防ぐことができ、また、ベント配管８０の端部で大気に放出される水素ガスによって、液体空気が生成されることを抑制することができる。

また、本実施形態では、陸側低温タンク１０から船側低温タンク２０へ液体水素を供給する間、船側低温タンク２０内で液体水素が気化した水素ガスを、船側ガス管２２、水素ガス配管５０、ベント配管８０を通じて、大気へ放出できる。このため、船側低温タンク２０の圧力上昇を抑制でき、陸側低温タンク１０から船側低温タンク２０内へ液体水素を少ない動力で移送することができる。また、加温部８２を、船側低温タンク２０内で気化した水素ガスを大気中に放出する際の加温と、第１緊急離脱装置６１の離脱時の残留液体水素から気化した水素ガスを大気中に放出する際の加温に兼用できる。

また、本実施形態では、接続配管９０の口径が、液体水素配管４０の口径以上である。このため、第１緊急離脱装置６１の離脱前に、遮断弁４４と遮断弁２１ａの間に残留した液体水素の脱圧を迅速に実行できる。また、接続配管９０の口径は、パージガス用の船側接続配管２３の口径より大きい。このため、上記第２工程において、船側接続配管２３の開閉弁２３ａを開く場合に比べて、接続配管９０の開閉弁９１を開く方が、遮断弁４４と遮断弁２１ａの間に残留した液体水素の脱圧を迅速に実行できる。

ところで、空気および窒素は液体水素により固化するため、液体水素移送前に配管内を水素ガスで満たす必要がある。また、本実施形態では、可搬型荷役設備３が、液体水素配管４０に窒素ガスと水素ガスとを選択的にパージガスとして供給可能に構成されたパージガス供給装置７０を備えるため、可搬型の荷役設備にて、配管内の空気を窒素ガスでパージし、その後、配管内の窒素ガスを水素ガスでパージできる。

また、本実施形態では、遮断弁４４が閉じられた後で且つ第１緊急離脱装置６１の離脱が開始される前に、制御装置１０２が、開閉弁９１を開くよう開閉弁９１の開閉を制御するため、第１緊急離脱装置６１の離脱前に自動的に、遮断弁４４と遮断弁２１ａの間に残留した液体水素の圧力を低減できる。

また、本実施形態では、制御装置１０２は、開閉弁９１の開閉に加え、遮断弁４４の開閉並びに第１緊急離脱装置６１の離脱を制御するため、遮断弁４４を閉じて、開閉弁９１を開き、その後、第１緊急離脱装置６１を離脱させるという一連の手順を制御装置１０２により自動的に実行できる。

また、本実施形態では、制御装置１０２が、遮断弁４４の開閉だけでなく、船側液管２１に設けられた遮断弁２１ａの開閉も制御する。このため、可搬型荷役設備３の制御装置１０２によって、可搬型荷役設備３が備える遮断弁４４と、船側の機器である遮断弁２１ａの双方を作動できる。このため、遮断弁４４と遮断弁２１ａとを容易に同時動作させることができる。

また、本実施形態では、船側の設備である遮断弁２１ａを、エア供給の有無により駆動可能な構成としている。このため、遮断弁２１ａに制御信号を送るための配線を船舶２に設けることなく、可搬型荷役設備３から遮断弁２１ａを制御できる。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、配管系統において、配管の口径や剛性、配管に設けられる機器の位置、配管と配管との接続箇所は、上記実施形態で説明されたものに限定されない。

第１緊急離脱装置６１および第２緊急離脱装置６２の位置は、上記実施形態で説明されたものに限定されない。例えば、第１緊急離脱装置６１は、液体水素配管４０における第１ホース４２でなく、固定液管４１に設けられてもよい。第２緊急離脱装置６２は、水素ガス配管５０における第３ホース５２でなく、固定ガス管５１に設けられてもよい。

また、加温部８２は、ベント配管８０に設けられていなくてもよい。例えば加温部８２は、水素ガス配管５０における接続配管９０との接続箇所９０ａとベント配管８０との接続箇所８０ａと間の部分に設けられていてもよいし、接続配管９０における接続箇所９０ａと開閉弁９１との間の部分に設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、パージガス供給装置７０が、液体水素配管４０に窒素ガスと水素ガスとを選択的にパージガスとして供給可能に構成されていたが、パージガス供給装置７０の構成はこれに限定されない。例えば、パージガス供給装置７０は、空気をパージするパージガスとして、ヘリウムガスを液体水素配管４０に供給可能に構成されていてもよい。

また、制御装置１０２の制御対象は、エア供給装置に限定されない。例えば、制御装置１０２は、パージガス供給装置７０、すなわちボンベ開閉弁７１ａ，７２ａを制御してもよい。また、制御装置１０２は、パージガス閉止弁４５，５４，５５、ベント弁８１の一部または全部を制御してもよい。パージガス閉止弁４５，５４，５５、ベント弁８１、ボンベ開閉弁７１ａ，７２ａの一部または全部もエア駆動弁でもよい。

遮断弁２１ａ、遮断弁４４、開閉弁９１は、エアが供給されなくなることにより閉状態から開状態に切り換わる、いわゆるノーマルオープン型の弁であってもよい。複数の電磁開閉弁１２０は、いずれも通電時に閉状態となり、非通電時に開状態となる、いわゆるノーマルオープン型の電磁弁である。

また、上記実施形態では、制御装置１０２が、開閉弁９１の開閉、遮断弁２１ａの開閉、遮断弁４４の開閉、並びに、第１緊急離脱装置６１および第２緊急離脱装置６２の離脱を制御したが、制御装置１０２は、これらのうちの一部のみ制御してもよく、制御装置１０２に制御されないものは、オペレータによって手動操作されてもよい。

また、上記実施形態では、開閉弁９１の開閉、遮断弁２１ａの開閉、遮断弁４４の開閉、並びに、第１緊急離脱装置６１および第２緊急離脱装置６２の離脱を、エア供給源１０１からのエアの供給により制御したが、本発明はこれに限定されない。例えば、開閉弁９１、遮断弁２１ａ、遮断弁４４、第１緊急離脱装置６１および第２緊急離脱装置６２は、それぞれ、電磁式、電動式、油圧式のいずれかであってもよいし、手動操作可能な構成であってもよい。また、第１緊急離脱装置６１および第２緊急離脱装置６２は、船舶２が強風などを受けて岸から離れる方向に移動することによって、所定値以上の荷重がかかったときに離脱するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、第２工程において、開閉弁９１を開いたが、本発明における緊急離脱方法はこれに限定されない。例えば上記実施形態で説明された配管系統において、開閉弁９１の代わりに、船側の機器である開閉弁２３ａを開いてもよい。この場合でも、遮断弁４４と遮断弁２１ａの間に残留した液体水素と大気圧との圧力差を低減でき、第１緊急離脱装置６１の離脱時に液体水素の漏洩量を抑制することができる。

また、本発明に係る緊急離脱方法は、船側ガス管２２や水素ガス配管５０などを備えない液体水素移送システムにおいても適用可能である。

例えば、図３に、変形例に係る可搬型荷役設備を含む液体水素移送システムの配管系統の一部を示す。図３に示す液体水素移送システムは、船側低温タンクおよび陸側低温タンクのうちの一方から他方に向かって液体水素を導く液管１３１と、液管１３１に設けられた緊急離脱装置１３２と、液管１３１における緊急離脱装置１３２と陸側低温タンクとの間の部分に設けられた第１遮断弁１３３と、液管１３１における緊急離脱装置１３２と船側低温タンクとの間の部分に設けられた第２遮断弁１３４と、一端が液管１３１における緊急離脱装置１３２と第１遮断弁１３３との間の部分に接続され、他端が大気開放された大気開放配管１４０と、大気開放配管１４０に設けられた開閉弁１４１を備える。なお、液管１３１は、陸側低温タンクから延びる陸側液管と、船側低温タンクから延びる船側液管と、陸側液管および船側液管に接続される、可搬型荷役設備が有する液体水素配管とにより構成される。図３において、陸側液管、船側液管および液体水素配管の互いの接続箇所などは省略する。このような液体水素移送システムにおいて、第１遮断弁１３３と第２遮断弁１３４とを閉じ、開閉弁１４１を開き、その後、緊急離脱装置１３２の離脱を開始することによって、上記実施形態と同様の効果が得られる。

なお、図３に示す液体水素移送システムにおいて、大気開放配管１４０における開閉弁１４１と大気開放された端部１４０ａとの間には、加温部１４２が設けられていることが好適である。加温部１４２は、上記実施形態で説明された加温部８２と同様の構造でよい。加温部１４２により、開閉弁１４１を通過した液体水素またはそれが気化した水素ガスを加温することができる。これにより、大気開放配管１４０を通じて液体水素が大気に流出することを防ぐことができ、また、大気開放配管１４０の端部１４０ａで大気に放出される水素ガスによって、液体空気が生成されることを抑制することができる。

また、上記実施形態では、陸側低温タンク１０から船側低温タンク２０に液体水素を移送する方法を説明したが、本発明は、船側低温タンク２０から陸側低温タンク１０に液体水素を移送するものにも適用可能である。

３ ：可搬型荷役設備
１０ ：陸側低温タンク
１１ ：陸側液管
１２ ：陸側ガス管
２０ ：船側低温タンク
２１ ：船側液管
２１ａ ：遮断弁（第２遮断弁）
２２ ：船側ガス管
２３ ：船側接続配管
２３ａ ：開閉弁
２４ ：船側エア配管
４０ ：液体水素配管
４２ｂ ：継手（第１継手）
４３ｂ ：継手（第２継手）
４４ ：遮断弁（第１遮断弁）
５０ ：水素ガス配管
５２ｂ ：継手（第３継手）
６１ ：第１緊急離脱装置（緊急離脱装置）
６２ ：第２緊急離脱装置
７０ ：パージガス供給装置
８０ ：ベント配管
８１ ：ベント弁
８２ ：加温部
９０ ：接続配管
９１ ：開閉弁
１０１ ：エア供給源
１０２ ：制御装置
１１０ ：エア配管
１２０ ：電磁開閉弁

Claims (6)

1. 船側低温タンクと陸側低温タンクとの間に介在する液体水素用の可搬型荷役設備であって、
   前記船側低温タンクから延びる船側液管の端部と接続可能な第１継手、および、前記陸側低温タンクから延びる陸側液管の端部と接続可能な第２継手を有する液体水素配管と、
   前記液体水素配管に設けられた緊急離脱装置と、
   前記液体水素配管における前記緊急離脱装置と前記第２継手との間の部分に設けられた遮断弁と、
   一端が前記液体水素配管における前記第１継手と前記遮断弁との間の部分と連通し、他端が大気に開放された大気開放流路と、前記大気開放流路を開閉する開閉弁と、前記大気開放流路に設けられた加温部と、を有する大気開放装置と、
   前記船側低温タンクから延びる船側ガス管の端部と接続可能な第３継手を有する水素ガス配管と、
   一端が前記水素ガス配管に接続され、他端が大気開放された、前記船側低温タンクから導かれた水素ガスを放出するベント配管と、
   前記緊急離脱装置である第１緊急離脱装置とは異なる、前記水素ガス配管に設けられた第２緊急離脱装置と、
   前記液体水素配管における前記第１継手と前記遮断弁との間の部分と前記水素ガス配管とを接続する接続配管と、を備え、
   前記大気開放流路は、前記接続配管と、前記ベント配管と、前記水素ガス配管における前記接続配管と前記ベント配管との間の部分により形成され、
   前記開閉弁は、前記接続配管に設けられ、
   前記加温部は、前記ベント配管、または、前記水素ガス配管における前記接続配管と前記ベント配管との間の部分に設けられており、
   前記接続配管の口径が、前記液体水素配管の口径以上である、液体水素用の可搬型荷役設備。
2. 前記液体水素配管に窒素ガスと水素ガスとを選択的にパージガスとして供給可能に構成されたパージガス供給装置を更に備える、請求項１に記載の液体水素用の可搬型荷役設備。
3. 前記遮断弁が閉じられた後で且つ前記緊急離脱装置の離脱が開始される前に、前記開閉弁を開くよう前記開閉弁の開閉を制御する制御装置を更に備える、請求項１または２に記載の液体水素用の可搬型荷役設備。
4. 前記制御装置は、前記開閉弁の開閉に加え、前記遮断弁の開閉並びに前記緊急離脱装置の離脱を制御する、請求項３に記載の液体水素用の可搬型荷役設備。
5. 船側低温タンクと陸側低温タンクとの間に介在する液体水素用の可搬型荷役設備であって、
   前記船側低温タンクから延びる船側液管の端部と接続可能な第１継手、および、前記陸側低温タンクから延びる陸側液管の端部と接続可能な第２継手を有する液体水素配管と、
   前記液体水素配管に設けられた緊急離脱装置と、
   前記液体水素配管における前記緊急離脱装置と前記第２継手との間の部分に設けられた遮断弁と、
   一端が前記液体水素配管における前記第１継手と前記遮断弁との間の部分と連通し、他端が大気に開放された大気開放流路と、前記大気開放流路を開閉する開閉弁と、前記大気開放流路に設けられた加温部と、を有する大気開放装置と、を備え、
   前記遮断弁は、第１遮断弁であり、
   前記船側液管には、第２遮断弁が設けられており、
   前記可搬型荷役設備は、前記第１遮断弁および前記第２遮断弁の双方の開閉を制御する制御装置を更に備える、液体水素用の可搬型荷役設備。
6. 前記第１遮断弁および第２遮断弁は、それぞれ、エアが供給されるまたはエアが供給されなくなることにより閉状態と開状態との間で切り換わる第１エア駆動弁および第２エア駆動弁であり、
   前記可搬型荷役設備は、前記制御装置に制御され、前記第１エア駆動弁および前記第２エア駆動弁へエアを供給するエア供給装置を更に備える、請求項５に記載の液体水素用の可搬型荷役設備。
   

Images