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JP6928486B2 - Outgassing system - Google Patents
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Description

本発明は、液体水素を貯留するタンク内で発生した水素ガスを大気に放出させるガス放出システムに関する。 The present invention relates to an outgassing system that releases hydrogen gas generated in a tank that stores liquid hydrogen to the atmosphere.

液体水素を貯留するタンクでは、外部からの入熱により、貯留された液体水素が気化して水素ガス(以下、「蒸発ガス」とも称する。)が発生する。蒸発ガスがタンク上部に溜まっていくと、タンク内部の圧力が上昇することになるため、適宜にタンクから蒸発ガスを排出する必要がある。 In the tank for storing liquid hydrogen, the stored liquid hydrogen is vaporized by heat input from the outside to generate hydrogen gas (hereinafter, also referred to as "evaporative gas"). When the evaporative gas accumulates in the upper part of the tank, the pressure inside the tank rises, so it is necessary to appropriately discharge the evaporative gas from the tank.

例えば特許文献1には、液化水素を供給するための水素ステーションとしても用いられる液体水素貯蔵装置が開示されている。この液体水素貯蔵装置は、液体水素貯蔵タンクと、それに接続された排出管と、排出管に設けられた安全弁とを備えている。タンク内に溜まった蒸発ガスによってタンク内の圧力が所定の圧力を超えると、安全弁が開いて蒸発ガスが排出管を通って外に排出される。特許文献1には、蒸発ガスが水にされてから排出されることが記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a liquid hydrogen storage device that is also used as a hydrogen station for supplying liquefied hydrogen. This liquid hydrogen storage device includes a liquid hydrogen storage tank, a discharge pipe connected to the liquid hydrogen storage tank, and a safety valve provided in the discharge pipe. When the pressure in the tank exceeds a predetermined pressure due to the evaporative gas accumulated in the tank, the safety valve opens and the evaporative gas is discharged to the outside through the discharge pipe. Patent Document 1 describes that the evaporative gas is converted into water and then discharged.

特開2009−127632号公報JP-A-2009-127632

タンク内の蒸発ガスを水にして排出する代わりに、タンクより高い位置で蒸発ガスをそのまま大気放出させる放出塔を設置しておくことが考えられる。しかし、タンク内で発生した蒸発ガスの温度は極めて低いため、放出塔が一般的な配管である場合に、放出塔の周りでは、空気が冷却されて液体空気が生成される虞がある。極低温の液体空気が生じると、放出塔を耐低温性にするなどの対策が必要になるため、液体空気の生成は抑制されることが望ましい。 Instead of discharging the evaporative gas in the tank as water, it is conceivable to install a discharge tower that releases the evaporative gas to the atmosphere as it is at a position higher than the tank. However, since the temperature of the evaporative gas generated in the tank is extremely low, when the discharge tower is a general pipe, the air may be cooled and liquid air may be generated around the discharge tower. When extremely low temperature liquid air is generated, it is desirable to suppress the generation of liquid air because it is necessary to take measures such as making the discharge tower low temperature resistant.

そこで、本発明は、タンク内で発生した蒸発ガスを放出する放出塔の周りで液体空気が生成されるのを抑制することができるガス放出システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an outgassing system capable of suppressing the generation of liquid air around a discharge tower that discharges evaporative gas generated in a tank.

上記の課題を解決するために、本発明に係るガス放出システムは、液体水素を貯留するタンクと、上方へと延びる放出塔であって、その少なくとも上端部に、大気に開口した放出口が設けられた内管、及び前記内管との間に隙間をあけて前記内管の周りを覆う外管からなる二重管構造を有する放出塔と、前記タンク内で前記液体水素が気化した蒸発ガスを前記内管内に導く放出ラインと、前記内管と前記外管の間の前記隙間に、酸素の沸点より高い温度の水素ガス又はヘリウムガスである媒介ガスを供給するガス供給装置と、を備える。 In order to solve the above problems, the gas discharge system according to the present invention is provided with a tank for storing liquid hydrogen and a discharge tower extending upward, at least at the upper end thereof, provided with a discharge port open to the atmosphere. A discharge tower having a double-tube structure consisting of an inner pipe and an outer pipe that covers the inner pipe with a gap between the inner pipe and the evaporative gas vaporized by the liquid hydrogen in the tank. Is provided with a discharge line that guides the gas into the inner pipe, and a gas supply device that supplies a mediator gas that is hydrogen gas or helium gas having a temperature higher than the boiling point of oxygen in the gap between the inner pipe and the outer pipe. ..

上記の構成によれば、内管と外管の間の隙間に酸素の沸点より高い温度のガスが供給されるため、放出塔における二重管構造の部分の周りでは、液体空気が生成されるのを抑制することができる。更に、内管と外管の間の隙間には、水素ガス又はヘリウムガスである媒介ガスが供給されるため、当該隙間での液体空気の生成も抑制することができる。 According to the above configuration, a gas having a temperature higher than the boiling point of oxygen is supplied to the gap between the inner pipe and the outer pipe, so that liquid air is generated around the portion of the double pipe structure in the discharge tower. Can be suppressed. Further, since the intermediary gas such as hydrogen gas or helium gas is supplied to the gap between the inner pipe and the outer pipe, it is possible to suppress the generation of liquid air in the gap.

上記のガス放出システムにおいて、前記放出塔は、前記放出口から前記蒸発ガスが放出される方向と同方向に前記媒介ガスを放出するように、前記放出口の周りで前記内管と前記外管の間の前記隙間を大気に開口するように構成されてもよい。この構成によれば、放出口から放出される蒸発ガスが、放出口の周りで蒸発ガスが放出される方向と同方向に放出される媒介ガスによりシールドされる。このため、放出口の近傍で液体空気が生成されるのを抑制することができる。 In the outgassing system, the outgassing tower discharges the mediator gas in the same direction as the evaporative gas is discharged from the outgassing port, so that the inner pipe and the outer pipe are discharged around the outgassing port. It may be configured to open the gap between the spaces to the atmosphere. According to this configuration, the evaporative gas discharged from the discharge port is shielded by the intermediary gas discharged around the discharge port in the same direction as the evaporative gas is discharged. Therefore, it is possible to suppress the generation of liquid air in the vicinity of the discharge port.

上記のガス放出システムにおいて、前記ガス供給装置は、加熱器と、前記タンクから前記加熱器に前記蒸発ガス又は前記液体水素を供給する第1供給ラインと、前記加熱器から前記内管と前記外管の間の前記隙間に前記媒介ガスを供給する第2供給ラインと、を備えてもよい。この構成によれば、内管と外管の隙間に供給する媒介ガスとして、タンク内の蒸発ガス又はタンクに貯留された液体水素を利用するため、ガス供給装置を簡易な構成で実現できる。 In the outgassing system, the gas supply device includes a heater, a first supply line that supplies the vaporized gas or the liquid hydrogen from the tank to the heater, and the inner tube and the outside from the heater. A second supply line that supplies the intermediary gas to the gap between the pipes may be provided. According to this configuration, since the evaporated gas in the tank or the liquid hydrogen stored in the tank is used as the intermediary gas to be supplied to the gap between the inner pipe and the outer pipe, the gas supply device can be realized with a simple configuration.

上記のガス放出システムは、前記放出ラインに設けられた開閉弁を備え、前記ガス供給装置は、前記タンク内の圧力が第1設定圧を超えた場合に、前記媒介ガスの供給を開始し、前記開閉弁は、前記タンク内の圧力が、前記第1設定圧より高い第2設定圧以下である場合に閉じており、前記タンク内の圧力が前記第2設定圧を超えた場合に開いてもよい。この構成によれば、内管内に蒸発ガスを導く前に、内管と外管の間の隙間に媒介ガスを供給し始めるため、内管内に蒸発ガスを導き始める際にも、確実に液体空気の生成を抑制することができる。 The gas release system includes an on-off valve provided in the release line, and the gas supply device starts supplying the intermediary gas when the pressure in the tank exceeds the first set pressure. The on-off valve is closed when the pressure in the tank is equal to or lower than the second set pressure higher than the first set pressure, and opens when the pressure in the tank exceeds the second set pressure. May be good. According to this configuration, the mediator gas is started to be supplied to the gap between the inner pipe and the outer pipe before the evaporative gas is guided into the inner pipe. Therefore, even when the evaporative gas is started to be guided into the inner pipe, liquid air is surely applied. Can be suppressed.

本発明によれば、タンク内で発生した蒸発ガスを放出する放出塔の周りで液体空気が生成されるのを抑制することができるガス放出システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an outgassing system capable of suppressing the generation of liquid air around a discharge tower that discharges evaporative gas generated in a tank.

(A)は、本発明の一実施形態に係るガス放出システムを備えた液体水素運搬船の概略側面図であり、(B)は、(A)に示す液体水素運搬船の概略平面図である。(A) is a schematic side view of a liquid hydrogen carrier provided with an outgassing system according to an embodiment of the present invention, and (B) is a schematic plan view of the liquid hydrogen carrier shown in (A). 図1に示す液体水素運搬船が備えるガス放出システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the gas release system included in the liquid hydrogen carrier shown in FIG. (A)は、変形例に係る液体水素運搬船の概略側面図であり、(B)は、(A)に示す液体水素運搬船の概略側面図である。(A) is a schematic side view of the liquid hydrogen carrier according to the modified example, and (B) is a schematic side view of the liquid hydrogen carrier shown in (A).

以下、本発明の一実施形態に係るガス放出システムを図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an outgassing system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(A)は、一実施形態に係るガス放出システムを備えた液体水素運搬船1の概略側面図であり、図1(B)は、液体水素運搬船1の概略平面図である。液体水素運搬船1の船体2には、図1に破線で示すように、水素ガスを液化した液体水素を貯留するタンク3が設けられている。 FIG. 1 (A) is a schematic side view of a liquid hydrogen carrier 1 provided with an outgassing system according to an embodiment, and FIG. 1 (B) is a schematic plan view of the liquid hydrogen carrier 1. As shown by the broken line in FIG. 1, the hull 2 of the liquid hydrogen carrier 1 is provided with a tank 3 for storing liquid hydrogen in which hydrogen gas is liquefied.

タンク3の上部は、船体2の上甲板2aより上方に突出しており、上甲板2aに設けられたタンクカバー2bに覆われている。図面では、船体2に設けられたタンク3を1つだけ示すが、船体2には複数個のタンク3が例えば船長方向に並ぶように設けられていてもよい。図1に示すように、上甲板2aの船長方向後部には、航海中に操船を行うための船橋4が設けられている。 The upper portion of the tank 3 projects upward from the upper deck 2a of the hull 2 and is covered with the tank cover 2b provided on the upper deck 2a. In the drawing, only one tank 3 provided on the hull 2 is shown, but a plurality of tanks 3 may be provided on the hull 2 so as to be arranged in the direction of the captain, for example. As shown in FIG. 1, a bridge 4 for maneuvering the ship during the voyage is provided at the rear part of the upper deck 2a in the captain direction.

また、上甲板2aの船長方向中央部には、上甲板2aから上方へと延びる放出塔5が設けられている。放出塔5は、タンク3内で液体水素が気化した蒸発ガスを大気に放出する。本実施形態では、放出塔5は、鉛直方向に延びる略I字状であり、放出塔5の上端部には、上向きに大気に開口した放出口6が設けられている。タンク3から放出塔5の下端部に導かれた蒸発ガスは、放出塔5内を上昇し、放出口6から放出される。 Further, at the central portion of the upper deck 2a in the captain direction, a discharge tower 5 extending upward from the upper deck 2a is provided. The discharge tower 5 releases the evaporated gas vaporized by liquid hydrogen in the tank 3 to the atmosphere. In the present embodiment, the discharge tower 5 has a substantially I-shape extending in the vertical direction, and a discharge port 6 open to the atmosphere upward is provided at the upper end of the discharge tower 5. The evaporative gas guided from the tank 3 to the lower end of the discharge tower 5 rises in the discharge tower 5 and is discharged from the discharge port 6.

図2は、液体水素運搬船1が備えるガス放出システム10の概略構成図である。ガス放出システム10は、タンク3内で発生した蒸発ガスによってタンク3内の圧力が予め設定した許容圧Pa(本発明の「第2設定圧」)を超えるような万一の場合に、タンク3内の余分な蒸発ガスを放出塔5を通じて大気に放出するシステムである。なお、図2では、図の簡略化のため、放出塔5全体を示さず、放出塔5の上端部のみ示す。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an outgassing system 10 included in the liquid hydrogen carrier 1. In the unlikely event that the pressure in the tank 3 exceeds the preset allowable pressure Pa (“second set pressure” of the present invention) due to the evaporative gas generated in the tank 3, the outgassing system 10 is the tank 3 It is a system that releases the excess evaporative gas inside to the atmosphere through the discharge tower 5. In FIG. 2, for the sake of simplification of the figure, the entire discharge tower 5 is not shown, and only the upper end portion of the discharge tower 5 is shown.

ガス放出システム10は、上述したタンク3及び放出塔5を備える他、液体水素が気化した蒸発ガスをタンク3から放出塔5に導く放出ライン11と、放出ライン11に設けられた第1開閉弁12と、タンク3内の圧力Pを計測する圧力計13と、第1開閉弁12を制御する制御装置14とを備える。 The gas discharge system 10 includes the tank 3 and the discharge tower 5 described above, a discharge line 11 for guiding the vaporized gas vaporized by liquid hydrogen from the tank 3 to the discharge tower 5, and a first on-off valve provided in the discharge line 11. A pressure gauge 13 for measuring the pressure P in the tank 3 and a control device 14 for controlling the first on-off valve 12 are provided.

圧力計13により計測された圧力値は、制御装置14に送られる。制御装置14は、圧力計13から受け取った圧力値に応じて、第1開閉弁12の開閉を行う。具体的には、圧力計13により計測された圧力Pが許容圧Pa以下である場合、第1開閉弁12は閉じた状態にある。圧力計13により計測された圧力Pが許容圧Paを超えると、制御装置14は、第1開閉弁12を開く。これにより、タンク3内の蒸発ガスが放出ライン11を通じて放出塔5に導かれ、タンク3内の圧力は下がる。 The pressure value measured by the pressure gauge 13 is sent to the control device 14. The control device 14 opens and closes the first on-off valve 12 according to the pressure value received from the pressure gauge 13. Specifically, when the pressure P measured by the pressure gauge 13 is equal to or less than the allowable pressure Pa, the first on-off valve 12 is in a closed state. When the pressure P measured by the pressure gauge 13 exceeds the allowable pressure Pa, the control device 14 opens the first on-off valve 12. As a result, the evaporative gas in the tank 3 is guided to the discharge tower 5 through the discharge line 11, and the pressure in the tank 3 is lowered.

第1開閉弁12が開かれた結果、圧力計13により計測された圧力Pが許容圧Pa又はそれより低い所定の圧力を下回ると、制御装置14は第1開閉弁12を閉じる。 As a result of opening the first on-off valve 12, when the pressure P measured by the pressure gauge 13 falls below a predetermined pressure of the allowable pressure Pa or lower, the control device 14 closes the first on-off valve 12.

但し、第1開閉弁12は、電気式の弁でなくてもよく、機械式の弁でもよい。例えば、第1開閉弁12は、タンク3内の圧力Pが許容圧Paを超えた場合に流通を許可するばね式安全弁であってもよい。 However, the first on-off valve 12 does not have to be an electric valve, and may be a mechanical valve. For example, the first on-off valve 12 may be a spring-type safety valve that permits distribution when the pressure P in the tank 3 exceeds the allowable pressure Pa.

本実施形態では、放出塔5は、その上端から下端にかけて、内管7とその周りを覆う外管8とからなる二重管構造を有する。上述の放出口6は内管7の上端部に設けられている。放出ライン11を通じてタンク3から内管7の下端部に導かれた蒸発ガスは、内管7内を上昇して放出口6から放出される。外管8は、内管7との間に隙間Cをあけて設けられる。また、放出塔5の上端部には、外管8の上端部と内管7の上端部とにより形成された環状の開口部9が設けられている。当該開口部9は、放出口6と同じ方向に大気に開口している。 In the present embodiment, the discharge tower 5 has a double pipe structure including an inner pipe 7 and an outer pipe 8 surrounding the inner pipe 7 from the upper end to the lower end. The above-mentioned discharge port 6 is provided at the upper end of the inner pipe 7. The evaporative gas guided from the tank 3 to the lower end of the inner pipe 7 through the discharge line 11 rises in the inner pipe 7 and is discharged from the discharge port 6. The outer pipe 8 is provided with a gap C between the outer pipe 8 and the inner pipe 7. Further, the upper end portion of the discharge tower 5 is provided with an annular opening 9 formed by the upper end portion of the outer pipe 8 and the upper end portion of the inner pipe 7. The opening 9 opens to the atmosphere in the same direction as the discharge port 6.

また、ガス放出システム10は、内管7と外管8の間の隙間Cに、常温の水素ガスを供給するガス供給装置20を備える。ガス供給装置20は、外管8の周りで酸素や窒素が液化するのを抑制するための装置である。 Further, the gas discharge system 10 includes a gas supply device 20 that supplies hydrogen gas at room temperature to the gap C between the inner pipe 7 and the outer pipe 8. The gas supply device 20 is a device for suppressing liquefaction of oxygen and nitrogen around the outer pipe 8.

即ち、水素の沸点は約−253℃であるため、放出ライン11を通じて放出塔5に導かれる蒸発ガスの温度は、窒素の沸点(約−196℃)や酸素の沸点(約−183℃)などより低い場合がある。この場合、極低温の蒸発ガスが放出塔を流れる又は放出塔から放出されることによって、放出塔の周りでは、空気が冷却されて、液体空気が生成される虞がある。しかし、本実施形態では、ガス供給装置20によって、蒸発ガスを導く大気に放出する内管7の周りに、酸素の沸点より温度である常温の水素ガスが供給されるため、放出塔5の周りで液体空気が生成されるのが抑制される。 That is, since the boiling point of hydrogen is about -253 ° C, the temperature of the evaporative gas guided to the discharge tower 5 through the discharge line 11 is the boiling point of nitrogen (about -196 ° C), the boiling point of oxygen (about -183 ° C), and the like. May be lower. In this case, the cryogenic evaporative gas may flow through the discharge tower or be discharged from the discharge tower, so that the air may be cooled and liquid air may be generated around the discharge tower. However, in the present embodiment, the gas supply device 20 supplies hydrogen gas at room temperature, which is a temperature higher than the boiling point of oxygen, around the inner pipe 7 that discharges the evaporative gas into the atmosphere. The generation of liquid air is suppressed.

本実施形態では、ガス供給装置20は、加熱器21と、タンク3から加熱器21に蒸発ガスを供給する第1供給ライン22と、加熱器21から内管7と外管8の間の隙間Cに水素ガスを供給する第2供給ライン23とを備える。 In the present embodiment, the gas supply device 20 includes a heater 21, a first supply line 22 that supplies evaporation gas from the tank 3 to the heater 21, and a gap between the heater 21 and the inner pipe 7 and the outer pipe 8. A second supply line 23 for supplying hydrogen gas to C is provided.

ガス供給装置20の加熱器21としては、例えばタンク3が空載時に当該タンク3を加温するためのウォームアップ用加熱器が用いられることが、システム全体を簡素化する観点からは望ましい。 As the heater 21 of the gas supply device 20, for example, it is desirable to use a warm-up heater for heating the tank 3 when the tank 3 is empty, from the viewpoint of simplifying the entire system.

本実施形態では、第1供給ライン22の一端が、タンク3の上部に接続され、第1供給ライン22の他端が、加熱器21の入口に接続される。また、第2供給ライン23の一端が、加熱器21の出口に接続され、第2供給ライン23の他端が、放出塔5の下端部、具体的には内管7の下端部と外管8の下端部の間に接続される。 In the present embodiment, one end of the first supply line 22 is connected to the upper part of the tank 3, and the other end of the first supply line 22 is connected to the inlet of the heater 21. Further, one end of the second supply line 23 is connected to the outlet of the heater 21, and the other end of the second supply line 23 is the lower end of the discharge tower 5, specifically, the lower end of the inner pipe 7 and the outer pipe. It is connected between the lower ends of 8.

第1供給ライン22には、第2開閉弁24が設けられている。第2開閉弁24が開いている場合、第1供給ライン22を通じて、タンク3から加熱器21に蒸発ガスが導かれる。加熱器21は、導かれた蒸発ガスを加熱して、蒸発ガスの温度を上昇させる。温度が上昇した蒸発ガスは、第2供給ライン23を通じて放出塔5の隙間Cに導かれる。以下、放出ライン11を通じて内管7内に導かれる蒸発ガスと区別するために、ガス供給装置20により内管7と外管8の間の隙間Cに導かれる蒸発ガスを「媒介ガス」と称する。 The first supply line 22 is provided with a second on-off valve 24. When the second on-off valve 24 is open, evaporative gas is guided from the tank 3 to the heater 21 through the first supply line 22. The heater 21 heats the guided evaporative gas to raise the temperature of the evaporative gas. The evaporative gas whose temperature has risen is guided to the gap C of the discharge tower 5 through the second supply line 23. Hereinafter, the evaporative gas guided to the gap C between the inner pipe 7 and the outer pipe 8 by the gas supply device 20 is referred to as a “mediator gas” in order to distinguish it from the evaporative gas guided into the inner pipe 7 through the discharge line 11. ..

ガス供給装置20は、制御装置14により制御される。即ち、制御装置14は、ガス供給装置20における第2開閉弁24の開閉や加熱器21の稼働の開始又は停止を制御する。但し、第2開閉弁24は、制御装置14により制御される電気式の弁でなくてもよく、機械式の弁でもよい。 The gas supply device 20 is controlled by the control device 14. That is, the control device 14 controls the opening / closing of the second on-off valve 24 in the gas supply device 20 and the start / stop of the operation of the heater 21. However, the second on-off valve 24 does not have to be an electric valve controlled by the control device 14, but may be a mechanical valve.

次に、タンク3内のガス圧力が上昇した際のガス放出システム10の動作について説明する。 Next, the operation of the gas release system 10 when the gas pressure in the tank 3 rises will be described.

制御装置14には、許容圧Paより低い設定圧(本発明の「第1設定圧」)Psが予め記憶されている。制御装置14は、圧力計13により計測された圧力Pが設定圧Psを超えた場合に、ガス供給装置20に媒介ガスの供給を開始させる。 The control device 14 stores in advance set pressures (“first set pressure”) Ps lower than the permissible pressure Pa. The control device 14 causes the gas supply device 20 to start supplying the intermediary gas when the pressure P measured by the pressure gauge 13 exceeds the set pressure Ps.

具体的には、制御装置14は、圧力計13により計測された圧力が設定圧Psを超えた場合に、加熱器21の稼働を開始させるとともに、第2開閉弁24を開く。これにより、内管7と外管8の間の隙間Cには、加熱器21で加熱された媒介ガスが供給される。内管7と外管8の間の隙間Cに供給された媒介ガスは、放出塔5の下端部から上昇し、放出塔5の上端部の開口部9から大気に放出される。 Specifically, when the pressure measured by the pressure gauge 13 exceeds the set pressure Ps, the control device 14 starts the operation of the heater 21 and opens the second on-off valve 24. As a result, the intermediary gas heated by the heater 21 is supplied to the gap C between the inner pipe 7 and the outer pipe 8. The intermediary gas supplied to the gap C between the inner pipe 7 and the outer pipe 8 rises from the lower end of the discharge tower 5, and is discharged to the atmosphere through the opening 9 at the upper end of the discharge tower 5.

タンク3内の圧力が更に上昇した結果、圧力計13により計測された圧力Pが許容圧Paを超えた場合に、制御装置14は、第1開閉弁12を開く。これにより、内管7内には、放出ライン11を通じてタンク3から蒸発ガスが供給される。内管7内に供給された蒸発ガスは、放出塔5の下端部から上昇し、放出塔5の上端部の放出口6から大気に放出される。 When the pressure P measured by the pressure gauge 13 exceeds the permissible pressure Pa as a result of the pressure in the tank 3 further increasing, the control device 14 opens the first on-off valve 12. As a result, the evaporative gas is supplied from the tank 3 into the inner pipe 7 through the discharge line 11. The evaporative gas supplied into the inner pipe 7 rises from the lower end of the discharge tower 5, and is discharged to the atmosphere from the discharge port 6 at the upper end of the discharge tower 5.

このように、本実施形態では、タンク3内の圧力が許容圧Paを超える前に、言い換えれば放出ライン11を通じて内管7内に蒸発ガスを導く前に、ガス供給装置20が内管7と外管8の間の隙間Cに媒介ガスを供給し始める。このため、内管7内に蒸発ガスを導き始める際にも確実に液体空気の生成を抑制することができる。 As described above, in the present embodiment, the gas supply device 20 is referred to the inner pipe 7 before the pressure in the tank 3 exceeds the permissible pressure Pa, in other words, before the evaporative gas is guided into the inner pipe 7 through the discharge line 11. The intermediary gas is started to be supplied to the gap C between the outer pipes 8. Therefore, the generation of liquid air can be reliably suppressed even when the evaporative gas is started to be guided into the inner pipe 7.

但し、第2開閉弁24が開かれるタイミングは、第1開閉弁12が開かれるタイミングと同じであってもよい。また、第1開閉弁12を開く基準となるタンク3内の圧力は、許容圧Paでなくてもよく、例えば許容圧Paより低い圧力であってもよい。なお、本明細書において、許容圧Paとは、タンク3内のガス圧として許容される上限の圧力又はその近傍の圧力を意味する。 However, the timing at which the second on-off valve 24 is opened may be the same as the timing at which the first on-off valve 12 is opened. Further, the pressure in the tank 3 as a reference for opening the first on-off valve 12 does not have to be the permissible pressure Pa, and may be lower than the permissible pressure Pa, for example. In the present specification, the allowable pressure Pa means the upper limit pressure allowed as the gas pressure in the tank 3 or the pressure in the vicinity thereof.

極低温の蒸発ガスが流れる内管7は、ガス供給装置20により供給された媒介ガスに覆われるため、放出塔5の周りの空気が内管7に触れて冷やされるのが抑制される。また、放出口6を取り囲む開口部9が、放出口6と同じ方向に大気に開口しているため、開口部9からは、放出口6から放出される蒸発ガスと同方向に媒介ガスが放出される。このため、放出口6から放出される蒸発ガスが開口部9から放出される媒介ガスによりシールドされる。このため、放出口6の近傍で液体空気が生成されるのを抑制することができる。 Since the inner pipe 7 through which the cryogenic evaporative gas flows is covered with the intermediary gas supplied by the gas supply device 20, it is suppressed that the air around the discharge tower 5 touches the inner pipe 7 and is cooled. Further, since the opening 9 surrounding the discharge port 6 opens to the atmosphere in the same direction as the discharge port 6, the intermediary gas is discharged from the opening 9 in the same direction as the evaporative gas discharged from the discharge port 6. Will be done. Therefore, the evaporative gas discharged from the discharge port 6 is shielded by the intermediary gas discharged from the opening 9. Therefore, it is possible to suppress the generation of liquid air in the vicinity of the discharge port 6.

なお、媒介ガスは、放出塔5を上昇するにつれて内管7内を上昇する蒸発ガスに冷やされて温度が低下する。本実施形態では、加熱器21の出口から出る媒介ガスの温度は、放出塔5内を上昇して開口部9に到達する際(隙間Cから放出される際)の媒介ガスの温度が酸素の沸点より低くならないように設定される。 The temperature of the intermediary gas is lowered by being cooled by the evaporative gas rising in the inner pipe 7 as the discharge tower 5 is raised. In the present embodiment, the temperature of the intermediary gas emitted from the outlet of the heater 21 is such that the temperature of the intermediary gas when rising in the discharge tower 5 and reaching the opening 9 (when being discharged from the gap C) is oxygen. It is set so that it does not fall below the boiling point.

以上説明したように、本実施形態のガス放出システム10では、内管7と外管8の間の隙間Cに酸素の沸点より高い温度のガスが供給されるため、放出塔5の周りでは、液体空気が生成されるのを抑制することができる。 As described above, in the gas discharge system 10 of the present embodiment, the gas having a temperature higher than the boiling point of oxygen is supplied to the gap C between the inner pipe 7 and the outer pipe 8, so that the gas having a temperature higher than the boiling point of oxygen is supplied around the discharge tower 5. It is possible to suppress the generation of liquid air.

更に、内管7と外管8の間の隙間Cには媒介ガスとしての水素ガスが供給されるため、当該隙間Cでの液体空気の生成も抑制することができる。 Further, since hydrogen gas as an intermediary gas is supplied to the gap C between the inner pipe 7 and the outer pipe 8, the generation of liquid air in the gap C can also be suppressed.

また、本実施形態では、内管7と外管8の隙間に供給する媒介ガスとして、タンク内の蒸発ガスを利用するため、ガス供給装置20を簡易な構成で実現できる。 Further, in the present embodiment, since the evaporative gas in the tank is used as the intermediary gas to be supplied to the gap between the inner pipe 7 and the outer pipe 8, the gas supply device 20 can be realized with a simple configuration.

本発明は上記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。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、タンク3や放出塔5の形状や配置等は、上記実施形態で示されたものに限定されない。例えば、上記実施形態では放出塔5が鉛直方向に延びる略I字状であったが、図3に示すように、放出塔5は、上甲板2aから上方に延びる途中で分岐した略Y字状に形成されてもよい。具体的には、図3に示す放出塔5は、上甲板2aから上方に延びる延伸部5aと、延伸部5aの上端から船幅方向両側に分岐してそれぞれ斜め上方に延びる2つの分岐部5bを有する。各分岐部5bの上端部には、それぞれ大気に開口した放出口6が設けられており、放出塔5における内管7内を上昇した蒸発ガスは、各放出口6から大気に放出される。 For example, the shape and arrangement of the tank 3 and the discharge tower 5 are not limited to those shown in the above embodiment. For example, in the above embodiment, the discharge tower 5 has a substantially I-shape extending in the vertical direction, but as shown in FIG. 3, the discharge tower 5 has a substantially Y-shape branched in the middle extending upward from the upper deck 2a. May be formed in. Specifically, the discharge tower 5 shown in FIG. 3 has an extension portion 5a extending upward from the upper deck 2a and two branch portions 5b branching from the upper end of the extension portion 5a to both sides in the ship width direction and extending diagonally upward. Has. A discharge port 6 opened to the atmosphere is provided at the upper end of each branch portion 5b, and the evaporated gas rising in the inner pipe 7 of the discharge tower 5 is discharged to the atmosphere from each discharge port 6.

また、上記実施形態では、内管7と外管8の間の隙間Cに媒介ガスとして常温の水素ガスが供給されたが、隙間Cに供給される媒介ガスの温度は、常温でなくてもよく、酸素の沸点より高い温度であればよい。また、媒介ガスは、水素ガスでなくてもよく、沸点が酸素のそれより低いヘリウムガスであってもよい。 Further, in the above embodiment, hydrogen gas at room temperature is supplied as a mediator gas to the gap C between the inner pipe 7 and the outer pipe 8, but the temperature of the mediator gas supplied to the gap C does not have to be normal temperature. Well, the temperature may be higher than the boiling point of oxygen. Further, the intermediary gas does not have to be hydrogen gas, and may be helium gas having a boiling point lower than that of oxygen.

また、上記実施形態では、放出塔5がその下端から上端にかけて二重管構造を有する構成であったが、放出塔5がその上端部のみ二重管構造を有する構成であってもよい。この場合、放出塔5における二重管構造の部分の周りでは、液体空気が生成されるのを抑制することができる。 Further, in the above embodiment, the discharge tower 5 has a double pipe structure from the lower end to the upper end thereof, but the discharge tower 5 may have a double pipe structure only at the upper end portion thereof. In this case, it is possible to suppress the generation of liquid air around the portion of the double pipe structure in the discharge tower 5.

また、上記実施形態では、放出塔5は、放出口6から蒸発ガスが放出される方向と同方向に隙間Cから媒介ガスを放出するように構成されていたが、放出塔5は、放出口6から蒸発ガスが放出される方向と異なる方向(例えば放出塔5の径方向内方又は外方)に隙間Cから媒介ガスを放出するように構成されてもよい。 Further, in the above embodiment, the discharge tower 5 is configured to discharge the intermediary gas from the gap C in the same direction as the evaporative gas is discharged from the discharge port 6, but the discharge tower 5 is the discharge port. It may be configured to discharge the intermediary gas from the gap C in a direction different from the direction in which the evaporative gas is discharged from 6 (for example, inward or outward in the radial direction of the discharge tower 5).

また、上記実施形態では、放出塔5は、放出口6の周りに内管7と外管8の間の隙間Cを大気に開口する開口部9を有していたが、放出塔5は、隙間Cを大気に開口する開口部を有していなくてもよい。この場合、放出塔5の上端部まで上昇した媒介ガスを、放出塔5に別途設けられた配管を通じてガス供給装置20に戻してもよい。 Further, in the above embodiment, the discharge tower 5 has an opening 9 around the discharge port 6 that opens a gap C between the inner pipe 7 and the outer pipe 8 to the atmosphere. It does not have to have an opening that opens the gap C to the atmosphere. In this case, the intermediary gas that has risen to the upper end of the discharge tower 5 may be returned to the gas supply device 20 through a pipe separately provided in the discharge tower 5.

また、上記実施形態では、第1供給ライン22がタンク3から加熱器21に蒸発ガスを供給したが、第1供給ライン22は、タンク3から加熱器21に液体水素を供給してもよい。この場合、加熱器21は、液体水素を気化させる気化器と、当該気化器で生成されたガスの温度を上昇させるための加温器を含む。 Further, in the above embodiment, the first supply line 22 supplies the evaporative gas from the tank 3 to the heater 21, but the first supply line 22 may supply liquid hydrogen from the tank 3 to the heater 21. In this case, the heater 21 includes a vaporizer for vaporizing liquid hydrogen and a heater for raising the temperature of the gas generated by the vaporizer.

また、ガス供給装置20は、放出塔5の隙間Cに供給する媒介ガスとして、タンク3内の蒸発ガスを加熱して利用したが、液体水素運搬船1に設けられた別のタンク又は装置から媒介ガスを放出塔5の隙間Cに供給してもよい。 Further, the gas supply device 20 used the evaporative gas in the tank 3 by heating it as the mediation gas to be supplied to the gap C of the discharge tower 5, but the gas supply device 20 mediates from another tank or device provided in the liquid hydrogen carrier 1. Gas may be supplied to the gap C of the discharge tower 5.

また、本発明に係るガス放出システムは、液体水素運搬船に適用したものに限定されず、陸上設備にも適用可能である。即ち、ガス放出システムが備えるタンク及び放出塔は、陸上に設置されていてもよい。本発明に係るガス放出システムを陸上設備に適用する場合、当該ガス放出システムは、液体水素を貯留するタンクとは別に、媒介ガスを貯留するガスタンクをガス供給装置の一部として備えてもよく、当該ガスタンクから放出塔の内管と外管の間の隙間に供給してもよい。このガスタンクは、例えば液体水素を貯留するタンクで発生した蒸発ガスを貯留するバッファタンクであってもよい。
Further, the outgassing system according to the present invention is not limited to the one applied to the liquid hydrogen carrier, and can be applied to the land equipment. That is, the outgassing system's tanks and outgassing towers may be installed on land. When the gas release system according to the present invention is applied to onshore equipment, the gas release system may include a gas tank for storing an intermediary gas as a part of a gas supply device in addition to a tank for storing liquid hydrogen. It may be supplied from the gas tank to the gap between the inner pipe and the outer pipe of the discharge tower. This gas tank may be, for example, a buffer tank for storing evaporative gas generated in a tank for storing liquid hydrogen.

1 :液体水素運搬船
3 :タンク
5 :放出塔
6 :放出口
7 :内管
8 :外管
10 :ガス放出システム
11 :放出ライン
12 :第1開閉弁(開閉弁)
13 :圧力計
14 :制御装置
20 :ガス供給装置
21 :加熱器
22 :第1供給ライン
23 :第2供給ライン
C :隙間
Pa :許容圧(第2設定圧)
Ps :設定圧(第1設定圧)
1: Liquid hydrogen carrier 3: Tank 5: Discharge tower 6: Discharge port 7: Inner pipe 8: Outer pipe 10: Gas release system 11: Discharge line 12: First on-off valve (on-off valve)
13: Pressure gauge 14: Control device 20: Gas supply device 21: Heater 22: First supply line 23: Second supply line C: Gap Pa: Allowable pressure (second set pressure)
Ps: Set pressure (first set pressure)

Claims (4)

船体又は陸上設備に設けられたガス放出システムであって、
液体水素を貯留するタンクと、
上方へと延びる放出塔であって、その少なくとも上端部に、大気に開口した放出口が設けられた内管、及び前記内管との間に隙間をあけて前記内管の周りを覆う外管からなる二重管構造を有する放出塔と、
前記タンク内で前記液体水素が気化した蒸発ガスを前記内管内に導く放出ラインと、
前記内管と前記外管の間の前記隙間に、酸素の沸点より高い温度の水素ガス又はヘリウムガスである媒介ガスを供給するガス供給装置と、を備える、ガス放出システム。
An outgassing system installed on the hull or land equipment.
A tank for storing liquid hydrogen and
An inner pipe that extends upward and has a discharge port open to the atmosphere at least at the upper end thereof, and an outer pipe that covers the circumference of the inner pipe with a gap between the inner pipe and the inner pipe. A discharge tower with a double-tube structure consisting of
A discharge line that guides the vaporized gas vaporized by the liquid hydrogen into the inner pipe in the tank, and
A gas release system comprising a gas supply device for supplying an intermediary gas such as hydrogen gas or helium gas having a temperature higher than the boiling point of oxygen in the gap between the inner pipe and the outer pipe.
前記放出塔は、前記放出口から前記蒸発ガスが放出される方向と同方向に前記媒介ガスを放出するように、前記放出口の周りで前記内管と前記外管の間の前記隙間を大気に開口するように構成された、請求項1に記載のガス放出システム。 The discharge tower creates the gap between the inner pipe and the outer pipe around the discharge port so as to discharge the mediator gas in the same direction as the evaporative gas is discharged from the discharge port to the atmosphere. The gas release system according to claim 1, which is configured to open to. 前記ガス供給装置は、加熱器と、前記タンクから前記加熱器に前記蒸発ガス又は前記液体水素を供給する第1供給ラインと、前記加熱器から前記内管と前記外管の間の前記隙間に前記媒介ガスを供給する第2供給ラインと、を備える、請求項1又は2に記載のガス放出システム。 The gas supply device is provided in the heater, the first supply line for supplying the evaporative gas or the liquid hydrogen from the tank to the heater, and the gap between the heater and the inner pipe and the outer pipe. The gas release system according to claim 1 or 2, comprising a second supply line for supplying the intermediary gas. 前記放出ラインに設けられた開閉弁を備え、
前記ガス供給装置は、前記タンク内の圧力が第1設定圧を超えた場合に、前記媒介ガスの供給を開始し、前記開閉弁は、前記タンク内の圧力が、前記第1設定圧より高い第2設定圧以下である場合に閉じており、前記タンク内の圧力が前記第2設定圧を超えた場合に開く、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガス放出システム。
The on-off valve provided in the discharge line is provided.
The gas supply device starts supplying the intermediary gas when the pressure in the tank exceeds the first set pressure, and the on-off valve has a pressure in the tank higher than the first set pressure. The gas release system according to any one of claims 1 to 3, which is closed when the pressure is equal to or lower than the second set pressure and opens when the pressure in the tank exceeds the second set pressure.
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