CN110709684B - 气体泄漏检测***以及气体泄漏检测方法 - Google Patents

气体泄漏检测***以及气体泄漏检测方法 Download PDF

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Abstract

气体泄漏检测***具备：密闭室，其构成为具备进气口以及排气口，能够进行换气；配管，其供液化气或该液化气气化后的蒸发气体流动，具有散布在密闭室内的多个泄漏假定部位；第1气体检测器，其设置于排气口；以及至少两个第2气体检测器，它们的气体检测灵敏度比第1气体检测器低，并且分别设置在多个泄漏假定部位中的至少两个泄漏假定部位的附近。

Description

气体泄漏检测***以及气体泄漏检测方法
技术领域
本发明涉及检测密闭室内的液化气或该液化气气化后得到的蒸发气体的泄漏的气体泄漏检测***以及气体泄漏检测方法。
背景技术
以往，已知有将液化天然气(LNG)或液态氢等液化气供给至罐或燃气内燃机等的***。
例如，在专利文献1中公开了液化气运输船，其具备从液舱向内燃机供给蒸发气体作为燃料气体的***。该液化气运输船的气体供给***具备第1燃料气体供给通道和第2燃料气体供给通道。在第1燃料气体供给通道上设有对在液舱内产生的蒸发气体进行压缩的高压气体压缩机，在第2燃料气体供给通道上设有对从液舱汲取的液化气进行加压的高压泵、以及使被加压的液化气气化的加热器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-25736号公报
发明内容
发明要解决的课题
气体供给***中的如上所述的设备通常配备在构成为能够换气的密闭室中。为了应对从与这些设备连接的配管泄漏的情况，在密闭室中设置用于检测气体的泄漏的气体检测器。在气体检测器检测出气体的泄漏的情况下，要求迅速对泄漏部位进行处理。但是，在密闭室内存在多个假定的泄漏部位的情况下，确定泄漏部位要花费时间。
因此，本发明的目的在于提供能够迅速地进行泄漏部位的确定的气体泄漏检测***以及气体泄漏检测方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的气体泄漏检测***具备：密闭室，其被构成为具备进气口以及排气口，能够进行换气；配管，其供液化气或该液化气气化后的蒸发气体流动，具有在所述密闭室内散布的多个泄漏假定部位；第1气体检测器，其设置于所述排气口；以及至少两个第2气体检测器，它们的气体检测灵敏度比所述第1气体检测器低，并且分别设置在所述多个泄漏假定部位中的至少两个泄漏假定部位的附近。
在上述气体泄漏检测***中，例如，所述多个泄漏假定部位分别是设置于所述配管的阀、接头或设备的密封部。
根据上述结构，在密闭室内液化气或蒸发气体从配管泄漏的情况下，能够利用设置于排气口的第1气体检测器可靠地检测出泄漏的液化气气化后的气体或泄漏的蒸发气体。此外，由于各第2气体检测器的气体检测灵敏度比第1气体检测器低，因此，能够配置成，在液化气或蒸发气体从密闭室内的某个泄漏假定部位泄漏的情况下，设置在气体泄漏的部位附近的第2气体检测器对气体进行检测，而除此以外的第2气体检测器不对泄漏的气体进行检测。因此，能够迅速地确定从多个泄漏假定部位中的哪一个发生了气体泄漏。
此外，在本发明的气体泄漏检测方法中，在气体从散布于密闭室中的多个泄漏假定部位中的一个泄漏假定部位泄漏的情况下，利用在所述密闭室的排气口设置的第1气体检测器检测气体，并且，利用设置于所述密闭室内的一个第2气体检测器来检测气体，该一个第2气体检测器是气体检测灵敏度比所述第1气体检测器低的多个第2气体检测器中的一个，设置在气体发生泄漏的所述泄漏假定部位的附近。
根据上述方法，在密闭室内液化气或蒸发气体从配管泄漏的情况下，能够利用设置于排气口的第1气体检测器，可靠地检测出泄漏的液化气气化后的气体或泄漏的蒸发气体。此外，由于各第2气体检测器的气体检测灵敏度比第1气体检测器低，因此，能够配置成，在液化气或蒸发气体从机房内的某个泄漏假定部位泄漏的情况下，设置在气体泄漏部位附近的第2气体检测器对泄漏的气体进行检测，而除此以外的第2气体检测器不对泄漏的气体进行检测。因此，能够迅速地确定从多个泄漏假定部位中的哪一个发生了气体泄漏。
发明效果
根据本发明，能够提供能够迅速地确定泄漏部位的气体泄漏检测***以及气体泄漏检测方法。
附图说明
图1是具备本发明的一个实施方式的气体泄漏检测***的液化气运输船的概要结构图。
图2是示意性地示出图1所示的机房的俯视图。
图3是示意性地示出变形例的机房的俯视图。
具体实施方式
(实施方式)
以下，根据附图对本发明的一个实施方式的气体泄漏检测***进行说明。
图1是具备一个实施方式的气体泄漏检测***10的液化气运输船1的概要结构图。液化气运输船1的船体2上设有贮存液化气的罐3。贮存在罐3中的液化气例如是液化天然气、液态氢等。
在船体2上设有分别由配管构成的第1排出通道4以及第2排出通道5，该配管是供液化气或该液化气气化后得到的蒸发气体流动的配管。第1排出通道4以及第2排出通道5在船体2中被配设成，分别从罐3延伸并通过配备有各种设备的机房20的内部。本实施方式中的气体泄漏检测***10检测机房20中的液化气或蒸发气体的泄漏。
在机房20内，在第1排出通道4以及第2排出通道5上设有各种设备。在本实施方式中，在第1排出通道4上设有机房20内的压缩机11。压缩机11对通过第1排出通道4而从罐3被导入的蒸发气体进行压缩，以有效利用罐3内剩余的蒸发气体。即，在罐3中，液化气通过来自外部的热而气化，产生蒸发气体(boil-off gas)。由压缩机11压缩后的蒸发气体被输送至与第1排出通道4上的比压缩机11靠下游侧的部分连接的省略图示的船用主机、船用辅机或再液化装置等而被使用。
此外，在本实施方式中，在第2排出通道5上，从靠近罐3的一侧起依次设有机房20内的蒸发器12和加热器13。第2排出通道5的一端与配设在罐3内的底部的泵6连接，从该泵6排出的液化气被输送至蒸发器12。液化气在蒸发器12中气化后得到的蒸发气体被输送至加热器13进行加热之后，被输送至与第2排出通道5上的比加热器13靠下游侧的部分连接的省略图示的船用主机或船用辅机等而被使用。
图2是示意性地示出机房20的俯视图。机房20是形成密闭空间的密闭室。机房20构成为能够换气，在机房20的适当部位设有进气口21以及排气口22。即，利用省略图示的换气装置将机房20内的空气从排气口22强制性地排出，从进气口21向机房20内输送空气。
第1排出通道4以及第2排出通道5具有散布在机房20内的多个泄漏假定部位30。这里，泄漏假定部位是指在配管中流动的液化气或蒸发气体泄漏的可能性比较高的部位。在本实施方式中，多个泄漏假定部位30中的各个泄漏假定部位是在构成第1排出通道4以及第2排出通道5的配管上设置的阀、接头或设备的密封部。密封部例如是在压缩机或泵等旋转机械或往复机械等的滑动面间对液化气或蒸发气体的泄漏进行密封的部件。
具体而言，在第1排出通道4上，作为泄漏假定部位30，设有压缩机11的密封部30c，位于比压缩机11靠上游侧管部4a上的凸缘接头30a以及截止阀30b、以及位于比压缩机11靠下游侧的管部4b上的凸缘接头30d。此外，在第2排出通道5上，作为泄漏假定部位30，设有位于比蒸发器12靠上游侧的管部5a上的凸缘接头30e以及截止阀30f、位于蒸发器12与加热器13之间的管部5b上的凸缘接头30g、凸缘接头30h以及截止阀30i、以及位于比加热器13靠下游侧的管部5c上的凸缘接头30j。另外，在以下说明中，“凸缘接头”、“截止阀”以及“密封部”均称为“泄漏假定部位”，在表示泄漏假定部位30a～30j中的任意的泄漏假定部位的情况下，称之为“泄漏假定部位30”。
在本实施方式中，这些泄漏假定部位30a～30j集中配置在机房20内的几个部位。在图2所示的示例中，作为泄漏假定部位30的配置的一例，泄漏假定部位30a～30d集中配置在压缩机11附近，泄漏假定部位30e～30g集中配置在蒸发器12附近，泄漏假定部位30h～30j集中配置在加热器13附近。
气体泄漏检测***10具备第1气体检测器41以及多个(本例中为三个)第2气体检测器42a～42c以检测液化气或蒸发气体从泄漏假定部位30a～30j的泄漏。
第1气体检测器41设置在排气口22。在机房20内液化气或蒸发气体泄漏的情况下，泄漏的液化气气化得到的气体或泄漏的蒸发气体(以下也简称为“泄漏的气体”。)必然要通过排气口22。因此，通过将第1气体检测器41的检测灵敏度预先设定成，在机房20内的任意一个泄漏假定部位30发生了泄漏的情况下，都能够高灵敏度地(即，降低检测浓度)检测到气体，从而能够可靠地检测出泄漏的气体。
第1气体检测器41的检测浓度例如通过实施计算流体力学(CFD:computationalfluid dynamics)解析来确定。具体而言，首先，在泄漏假定部位30a～30j中的各个部位，根据假定的泄漏孔径和操作压力或设计压力等推算泄漏的流体的最低泄漏速度。然后，根据推算出的最低泄漏速度计算出每单位时间的最小泄漏量Q1。接下来，将计算出的最小泄漏量Q1和换气量Q2(例如从排气口22排出的每单位时间的空气量)作为边界条件来实施CFD解析，预测在设置第1气体检测器41的位置处的泄漏的气体的浓度。这样，针对预测的气体浓度设定安全率，从而即使在从机房20内的任意一个泄漏假定部位30发生了泄漏的情况下，也能够利用第1气体检测器41检测出气体的泄漏。
第2气体检测器42a～42c分别设置在多个泄漏假定部位30附近。具体而言，第2气体检测器42a设置在彼此接近的泄漏假定部位30a～30d附近。第2气体检测器42b设置在彼此接近的泄漏假定部位30e～30g附近。第2气体检测器42c设置在彼此接近的泄漏假定部位30h～30j附近。
这里，“泄漏假定部位30附近”意味着能够检测出从泄漏假定部位30泄漏的气体的泄漏的范围。即，第2气体检测器42a设置在如下位置，在该位置，无论蒸发气体从泄漏假定部位30a～30d中的哪一个泄漏，都能够检测到该泄漏。第2气体检测器42b设置在如下位置，在该位置，无论液化气或蒸发气体从泄漏假定部位30e～30g中的哪一个泄漏，都能够检测出该泄漏。第2气体检测器42c设置在如下位置，在该位置，无论蒸发气体从泄漏假定部位30h～30j中的哪一个泄漏，都能够检测出该泄漏。
在本实施方式中，作为第2气体检测器42a～42c，使用气体检测灵敏度比第1气体检测器41低的气体检测器。并且，第2气体检测器42a～42c被配置成，在液化气或蒸发气体从某个泄漏假定部位30泄漏的情况下，第2气体检测器42a～42c中的一个对气体泄漏进行检测，而除此以外的第2气体检测器不对气体泄漏进行检测。
具体而言，第2气体检测器42a不对在泄漏假定部位30d～30j中的任何一个发生的液化气或蒸发气体的泄漏进行检测，第2气体检测器42b不对在泄漏假定部位30a～30d、30h～30j中的任何一个发生的液化气或蒸发气体的泄漏进行检测，第2气体检测器42c不对在泄漏假定部位30a～30g中的任何一个发生的液化气或蒸发气体的泄漏进行检测。但是，在泄漏假定部位30的液化气或蒸发气体的泄漏量超过假定的情况下，则没有上述限制。这样，通过分别适当配置气体检测灵敏度比第1气体检测器41低(检测浓度较高)的第2气体检测器42a～42c，来确定是在泄漏假定部位30a～30d、泄漏假定部位30e～30g以及泄漏假定部位30g～30j中的哪一个发生了气体泄漏。
另外，为了使第2气体检测器42a～42c的各个气体检测器仅检测泄漏假定部位30a～30j中的位于附近的泄漏假定部位30的气体泄漏而不对不位于附近的泄漏假定部位30的气体泄漏进行检测，不仅适当确定第2气体检测器42a～42c的设置位置，还适当确定第2气体检测器42a～42c的检测浓度。在本实施方式中，第2气体检测器42a～42c的检测浓度彼此相同。但是，第2气体检测器42a～42c的检测浓度也可以互不相同。例如，第2气体检测器42a～42c的检测浓度是比***下限(LEL:Lower Explosion Limit)低的浓度，例如为25％LEL、30％LEL、50％LEL等。对于第2气体检测器42a～42c的检测浓度的确定，除了如上所述那样考虑对哪一个泄漏假定部位30的气体泄漏进行检测之外，还取决于第2气体检测器42a～42c的各设置场所的安全基准和第1气体检测器41的检测浓度的确定方法。
接下来，对本实施方式中的检测机房20内的气体泄漏的流程举例进行说明。
例如，在蒸发气体从泄漏假定部位30a～30j中的泄漏假定部位30a泄漏的情况下，通过第1气体检测器41检测泄漏的气体，并且，通过三个第2气体检测器42a～42c中的位于泄漏假定部位30a附近的第2气体检测器42a检测气体。当第1气体检测器41以及第2气体检测器42a检测出气体时，例如利用可视听警报向位于液化气运输船1的驾驶台和内燃机控制室等的船员通知在机房20内发生了气体的泄漏的情况。船员根据第2气体检测器42a进行气体检测的情况，能够确定在包含泄漏假定部位30a～30d在内的第2气体检测器42a附近存在泄漏部位，从而迅速地对泄漏部位进行处理。
例如，即使是万一液化气或蒸发气体从泄漏假定部位30a～30j以外的部位泄漏的情况下，也能够利用设置于排气口22的高灵敏度的第1气体检测器41检测出泄漏的气体。在这样的情况下，即使低灵敏度的第2气体检测器42a～42c中的哪一个都没有检测出泄漏的气体，也能够可靠地检测出在机房20内泄漏的气体。
如以上进行了说明的，在本实施方式的气体泄漏检测***10中，在机房20内液化气或蒸发气体泄漏的情况下，利用设置于排气口22的第1气体检测器41能够可靠地检测出泄漏的气体。此外，由于第2气体检测器42a～42c的气体检测灵敏度比第1气体检测器41低，因此，能够配置成，在液化气或蒸发气体从机房20内的某个泄漏假定部位30泄漏的情况下，设置在气体泄漏的部位附近的第2气体检测器对泄漏的气体进行检测，而除此以外的第2气体检测器不对泄漏的气体进行检测。因此，能够迅速地确定从多个泄漏假定部位30a～30j中的哪一个发生了气体泄漏。
(变形例)
图3是示意性地示出变形例的机房20的俯视图。图3所示的机房20与上述实施方式的为了检测泄漏假定部位30而设置的第2气体检测器的数量以及设置方法有所不同。即，在上述实施方式中，如图2所示，在多个泄漏假定部位附近设置一个第2气体检测器，但是在变形例中，在一个泄漏假定部位附近设置一个第2气体检测器。具体而言，第2气体检测器43a～43j中的各个气体检测器对应着泄漏假定部位30a～30d，分别设置在泄漏假定部位30a～30d的各自的附近。
该情况下，优选的是，将第2气体检测器的设置位置确定在如下位置，在该位置，当气体从作为第2气体检测器的检测对象的泄漏假定部位以外的泄漏假定部位泄漏时，到达该第2气体检测器的泄漏气体的浓度足够低。此外，优选的是，当气体从作为第2气体检测器的检测对象的泄漏假定部位以外的泄漏假定部位泄漏时，第2气体检测器的检测浓度比到达该第2气体检测器的泄漏气体的浓度低。但是，在来自泄漏假定部位的液化气或蒸发气体的泄漏量超过假定的情况下，则没有该限制。
这样，由于在泄漏假定部位30a～30j的各个泄漏假定部位附近各设置一个第2气体检测器，因此，从多个泄漏假定部位30a～30j中的哪一个发生了气体泄漏的确定变得更迅速。
此外，也可以不对泄漏假定部位30a～30j的全部设置第2气体检测器43a～43j。例如，也可以仅在泄漏假定部位30a～30j中的发生泄漏的可能性特别高的两个泄漏假定部位附近设置第2气体检测器。该情况下，当两个第2气体检测器中的某一个检测出泄漏的气体时，能够迅速地确定从发生泄漏的可能性特别高的两个泄漏假定部位中的哪一个发生了气体泄漏。
(其它实施方式)
本发明不限于上述的实施方式和变形例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形。
例如，图1所示的液化气运输船1是概要地示出的图，罐3以及机房20的形状以及船体2的大小等不限于图1所示。例如，设置在船体2中的罐3的数量也可以是多个，罐3在船体2中也可以配置成其上部从船体2的上甲板向上方突出。此外，例如，机房20也可以设置在船体2的上甲板的上部。
此外，在上述实施方式以及变形例中，第1排出通道4以及第2排出通道5(即，构成它们的两个配管)在船体2中被配设成通过机房20的内部，但是，在机房20中，供液化气或该液化气气化后得到的蒸发气体流动的配管也可以不是两个，也可以是一个或三个以上。例如，通过机房20的配管也可以是构成第1排出通道4以及第2排出通道5中的任意一方的配管。
此外，在上述实施方式以及变形例中，作为散布有多个泄漏假定部位的密闭室，例举了液化气运输船所具备的机房20，但是，本发明也能够应用于机房20以外的构成为能够换气的密闭室，此外，本发明还能够应用于陆上设备所具备的密闭室。
标号说明
1：液化气运输船；
2：船体；
3：罐；
4：第1排出通道；
5：第2排出通道；
10：气体泄漏检测***；
20：机房(密闭室)；
21：进气口；
22：排气口；
30(30a～30j)：泄漏假定部位；
41：第1气体检测器；
42a～42c:第2气体检测器；
43a～42j:第2气体检测器。

Claims (3)

1.一种气体泄漏检测***，其中，具备：
密闭室，其是船体或者陆上设备所具有的密闭室，被构成为具备进气口以及排气口，能够进行换气；
配管，其供液化气或该液化气气化后的蒸发气体流动，具有在所述密闭室内散布的多个泄漏假定部位；
第1气体检测器，其设置于所述排气口；以及
至少两个第2气体检测器，它们的气体检测灵敏度比所述第1气体检测器低，并且分别设置在所述多个泄漏假定部位中的至少两个泄漏假定部位的附近。
2.根据权利要求1所述的气体泄漏检测***，其中，
所述多个泄漏假定部位分别是设置于所述配管的阀、接头或设备的密封部。
3.一种气体泄漏检测方法，其中，
在气体从散布于船体或者陆上设备所具有的密闭室中的多个泄漏假定部位中的一个泄漏假定部位泄漏的情况下，利用在所述密闭室的排气口设置的第1气体检测器检测气体，并且，利用设置于所述密闭室内的一个第2气体检测器来检测气体，该一个第2气体检测器是气体检测灵敏度比所述第1气体检测器低的多个第2气体检测器中的一个，设置在气体发生泄漏的所述泄漏假定部位的附近。
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