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公開番号2024095091
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-10
出願番号2022212104
出願日2022-12-28
発明の名称液化水素設備
出願人川崎重工業株式会社
代理人個人,個人
主分類F17C 13/00 20060101AFI20240703BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】クールダウン対象を効率よく冷却する。
【解決手段】液化水素設備1は、水素ガスを冷却、液化する液化機3と、液化機3により液化された液化水素を貯蔵する貯蔵タンク4と、液化機3と貯蔵タンク4とを接続する液化水素供給ライン12と、貯蔵タンク4の気相部4aの圧力よりも高い圧力で水素ガスを溜めることが可能なサブタンク5と、液化機3とサブタンク5とを接続する分岐ライン15と、液化水素を流す前に行われる予備冷却の対象であるクールダウン対象(13)とサブタンク5とを接続する冷却ライン16とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素ガスを冷却、液化する液化機と、
前記液化機により液化された液化水素を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記液化機と前記貯蔵タンクとを接続する液化水素供給ラインと、
前記貯蔵タンクの気相部の圧力よりも高い圧力で水素ガスを溜めることが可能なサブタンクと、
前記液化機と前記サブタンクとを接続する分岐ラインと、
液化水素を流す前に行われる予備冷却の対象であるクールダウン対象と前記サブタンクとを接続する冷却ラインとを備えた、液化水素設備。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
請求項１に記載の液化水素設備において、
前記液化機は、原料水素ガスを冷却する冷却器と、当該冷却器で冷却された水素ガスを膨張させて液化する膨張弁とを含み、
前記分岐ラインは、前記膨張弁の出口と前記サブタンクとを接続する、液化水素設備。
【請求項３】
請求項１に記載の液化水素設備において、
前記液化機は、原料水素ガスを冷却する冷却器と、当該冷却器で冷却された水素ガスを膨張させて液化する膨張弁とを含み、
前記分岐ラインは、前記冷却器と前記膨張弁との間の中継部と前記サブタンクとを接続する、液化水素設備。
【請求項４】
請求項３に記載の液化水素設備において、
前記分岐ラインの途中に設けられた減圧弁をさらに備えた、液化水素設備。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか１項に記載の液化水素設備において、
前記冷却ラインから分岐して前記液化機の上流側につながる還流ラインをさらに備えた、液化水素設備。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、液化水素を扱う液化水素設備に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
水素ガスの液化、貯蔵、荷役を行う液化水素設備が知られている。例えば、下記特許文献１には、原料水素供給源から供給された原料水素ガスを液化する液化機（液化水素製造装置）と、液化機で液化された液化水素を貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵タンクから運搬船（液化水素輸送船）に液化水素を荷役する荷役ラインとを備えた液化水素設備が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－２４２０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した液化水素設備において、貯蔵タンクから運搬船に液化水素を荷役する際に、仮に荷役ラインが常温のままだと、液化水素と荷役ラインの温度差が大きすぎて様々な支障が起きる可能性がある。そこで、液化水素を運搬船に荷役する前に、荷役ラインを事前に冷却する予備冷却を行う必要がある。このような予備冷却は、荷役ラインに限らず、荷役時に液化水素が流れる種々の配管や機器（以下、これをクールダウン対象という）に対し行われ得る。
【０００５】
ここで、前記クールダウン対象を冷却する媒体として、貯蔵タンクの気相部に存在するボイルオフガス、つまり貯蔵タンク内の液化水素が蒸発することで生じる低温の水素ガスを用いることが提案される。しかしながら、貯蔵タンク内のボイルオフガスは、クールダウン対象を冷却するのに適した十分な圧力を有していない可能性がある。すなわち、ボイルオフガスの圧力が十分でないために、クールダウン対象の全体にボイルオフガスを行き渡らせることができないか、またはクールダウン対象を十分に冷却するまでに要する時間が長期化する可能性がある。
【０００６】
本開示は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、クールダウン対象を効率よく冷却することが可能な液化水素設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するためのものとして、本開示の一局面に係る液化水素設備は、水素ガスを冷却、液化する液化機と、前記液化機により液化された液化水素を貯蔵する貯蔵タンクと、前記液化機と前記貯蔵タンクとを接続する液化水素供給ラインと、前記貯蔵タンクの気相部の圧力よりも高い圧力で水素ガスを溜めることが可能なサブタンクと、前記液化機と前記サブタンクとを接続する分岐ラインと、液化水素を流す前に行われる予備冷却の対象であるクールダウン対象と前記サブタンクとを接続する冷却ラインとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の液化水素設備によれば、クールダウン対象を効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の第１実施形態に係る液化水素設備の全体構成を示すシステム図である。
前記液化水素設備の運用フェーズが起動フェーズであるときの動作を説明するための図１相当図である。
前記液化水素設備の運用フェーズが貯蔵フェーズであるときの動作を説明するための図１相当図である。
前記液化水素設備の運用フェーズが荷役フェーズであるときの動作を説明するための図１相当図である。
前記液化水素設備の運用フェーズが荷役準備フェーズであるときの動作を説明するための図１相当図である。
本開示の第２実施形態に係る液化水素設備の全体構成を示すシステム図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（１）第１実施形態
［液化水素設備の構成］
図１は、本開示の第１実施形態に係る液化水素設備１の全体構成を示すシステム図である。本図に示される液化水素設備１は、水素ガスを液化して貯蔵し、貯蔵した液化水素を運搬船１００（キャリア）に荷役するための設備である。具体的に、液化水素設備１は、原料供給源２と、液化機３と、貯蔵タンク４と、サブタンク５と、ポンプ６とを備える。原料供給源２は、液化される前の原料水素ガスを液化機３に供給する供給源である。液化機３は、原料供給源２から供給された原料水素ガスを液化する装置である。貯蔵タンク４は、液化機３で生成された液化水素を貯蔵するタンクである。サブタンク５は、水素ガスを蓄圧状態で溜めるタンクである。ポンプ６は、貯蔵タンク４から運搬船１００に液化水素を払い出すポンプである。
（【００１１】以降は省略されています）

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