吹扫装置及吹扫方法与流程

本发明涉及用于将潜入式泵(submersible pump)曝于吹扫气体中的吹扫装置及吹扫方法，该潜入式泵用于使液氨、液化天然气(lng)、液态氢等的液化气体升压。

背景技术：

1、天然气被广泛用作火力发电或化学原料。另外，氨、氢作为不产生导致地球暖化的二氧化碳的能量而受到期待。作为能量的氢的用途例如有燃料电池及涡轮发电等。天然气、氨及氢在常温下为气体状态，因此为了进行储存及运输，将天然气、氨及氢冷却来液化。液化天然气(lng)、液氨、液态氢等的液化气体临时存储于液化气体贮存槽，之后通过泵向发电厂、工厂等移送。

2、图16是示出储存有液化气体的液化气体贮存槽和用于汲取液化气体的泵的现有例的示意图。泵500设置于在液化气体贮存槽501中设置的纵型泵柱505内。泵柱505内由液化气体充满，泵500整体浸渍在液化气体中。因此，泵500是能够在液化气体中运转的潜入式泵。当泵500运转时，液化气体贮存槽501内的液化气体被吸入泵柱505内，在泵柱505中上升，然后从泵柱505经由液化气体排出口509排出。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本专利3197645号公报

6、专利文献2：日本专利3198248号公报

7、专利文献3：日本专利3472379号公报

技术实现思路

1、泵500是包含消耗部件的机械，因此需要定期维护。在将泵500最初设置在泵柱505内时及在使实施了维护后的泵500返回至泵柱505时，需要防止空气伴随泵500而侵入泵柱505内。若空气与泵500一起侵入泵柱505内，则空气中的水分被超低温的液化气体冷却而凝固，妨碍泵500的旋转动作。特别是在液化气体是液态氢的情况下，空气中的氮及氧可能会液化或固化而混入到液化气体中。若氮、氧固化，则有时会对设备造成损伤，此外，若液化氧混入液态氢中，则存在发生爆炸的危险。

2、在出于维护等的目的而将泵500从泵柱505取出时，需要防止附着于泵500的液化气体及来自泵柱505的液化气体蒸气释放到大气中。例如，由于天然气是可燃性的，并具有促进温室效应的性质，因此应防止天然气释放到大气中。另外，氢有与大气中的氧发生化学反应而发生爆炸的危险，因此氢也不应被释放到大气中。

3、因而，本发明提供吹扫装置及吹扫方法，以能够防止在将潜入式泵放入泵柱内时伴有空气，且能够在将潜入式泵从泵柱取出时对潜入式泵进行加热以防止空气中的成分液化，能够防止液化气体被释放到大气中。

4、在一个方式中，提供一种吹扫装置，其用于将为了移送液化气体而使用的潜入式泵曝于吹扫气体中，所述吹扫装置包括：密闭型吹扫容器，其用于收容所述潜入式泵；真空管线，其与所述密闭型吹扫容器连接，且与真空源连接；吹扫气体供给管线，其与所述密闭型吹扫容器连接，且与吹扫气体供给源连接；以及吹扫气体供给阀，其安装于所述吹扫气体供给管线。

5、在一个方式中，所述密闭型吹扫容器包括：容器主体，其具有用于收容所述潜入式泵的内部空间；上侧密闭盖，其关闭所述容器主体的上侧开口；上侧密封部，其密封所述容器主体与所述上侧密闭盖的间隙；下侧密闭盖，其关闭所述容器主体的下侧开口；以及下侧密封部，其密封所述容器主体与所述下侧密闭盖的间隙。

6、在一个方式中，所述吹扫气体供给源是多个吹扫气体供给源。

7、在一个方式中，所述多个吹扫气体供给源至少包含氮气供给源和氦气供给源。

8、在一个方式中，所述吹扫装置还具备安装于所述真空管线的止回阀。

9、在一个方式中，提供一种吹扫装置，其用于将为了移送液化气体而使用的潜入式泵曝于吹扫气体中，所述吹扫装置包括：吹扫容器，其用于收容所述潜入式泵；泵罩，其用于关闭所述潜入式泵的开口；泵侧排气管线，其与所述泵罩连结；真空管线，其与真空源连接；吹扫气体供给管线，其与吹扫气体供给源连接；以及切换装置，其使所述泵侧排气管线选择性地与所述真空管线及所述吹扫气体供给管线中的某一方连通。

10、在一个方式中，所述吹扫气体供给管线与所述吹扫容器连接。

11、在一个方式中，所述真空管线与所述吹扫容器连接。

12、在一个方式中，提供一种吹扫方法，其用于将为了移送液化气体而使用的潜入式泵曝于吹扫气体中，在所述吹扫方法中，将所述潜入式泵收容在密闭型吹扫容器的内部空间内，对收容有所述潜入式泵的所述内部空间进行抽真空，向抽真空后的所述内部空间内供给吹扫气体，之后，使所述潜入式泵从所述密闭型吹扫容器移动至泵柱内。

13、在一个方式中，重复进行对所述内部空间进行抽真空的工序和向抽真空后的所述内部空间内供给吹扫气体的工序。

14、在一个方式中，最后向所述内部空间内供给的吹扫气体是氦气。

15、在一个方式中，最初向所述内部空间内供给的吹扫气体是氮气。

16、在一个方式中，在对所述内部空间进行抽真空的工序结束前，开始向抽真空后的所述内部空间内供给吹扫气体的工序。

17、在一个方式中，所述吹扫方法还包含下述工序：在向所述内部空间内供给吹扫气体后、且在使所述潜入式泵从所述密闭型吹扫容器移动至所述泵柱内之前，对收容有所述潜入式泵的所述内部空间再次进行抽真空，以使所述内部空间内的压力降低至目标压力以下。

18、在一个方式中，所述液化气体是液态氢，所述吹扫气体是氮气，所述目标压力由下式表示：

19、pv＝pa·vm/(vc·ρg/ρs)，

20、pv表示所述目标压力，pa表示大气压，vm表示预先设定的常数，vc表示内部空间的体积，ρg表示氮气的密度，ρs表示固态氮的密度。

21、在一个方式中，所述预先设定的常数vm是在所述内部空间内析出冰的条件下所述潜入式泵在所述内部空间内能够执行运转的所述冰的体积的最大值。

22、在一个方式中，提供一种吹扫方法，其用于将为了移送液化气体而使用的潜入式泵曝于吹扫气体中，在所述吹扫方法中，将潜入式泵从泵柱提起，将所述潜入式泵收容在密闭型吹扫容器的内部空间内，对收容有所述潜入式泵的所述内部空间进行抽真空，向抽真空后的所述内部空间内供给吹扫气体。

23、在一个方式中，重复进行对所述内部空间进行抽真空的工序和向抽真空后的所述内部空间内供给吹扫气体的工序。

24、在一个方式中，最初向所述内部空间内供给的吹扫气体是氦气。

25、在一个方式中，最后向所述内部空间内供给的吹扫气体是氮气。

26、在一个方式中，在对所述内部空间进行抽真空的工序结束前，开始向抽真空后的所述内部空间内供给吹扫气体的工序。

27、在一个方式中，一边对所述内部空间进行抽真空，一边将所述内部空间内的气体通过真空管线引导至气体处理装置。

28、在一个方式中，提供一种吹扫方法，其用于将为了移送液化气体而使用的潜入式泵曝于吹扫气体中，在所述吹扫方法中，以泵罩关闭所述潜入式泵的开口，对所述潜入式泵的内部空间进行抽真空，向抽真空后的所述潜入式泵的内部空间内供给吹扫气体。

29、在一个方式中，所述吹扫方法还包含下述工序：在对所述潜入式泵的内部空间进行抽真空前，将所述潜入式泵收容在吹扫容器内，向所述吹扫容器的内部空间供给吹扫气体。

30、在一个方式中，所述吹扫方法还包含下述工序：在向所述潜入式泵的内部空间内供给吹扫气体后，将所述潜入式泵收容在吹扫容器内，向所述吹扫容器的内部空间供给吹扫气体。

31、发明效果

32、根据本发明，收容有潜入式泵的密闭型吹扫容器的内部空间被抽真空。其结果为，密闭型吹扫容器内的压力降低，与潜入式泵相伴的空气被除去。而且，附着于潜入式泵的水分易于干燥。在密闭型吹扫容器的抽真空后，向密闭型吹扫容器的内部空间供给吹扫气体。由此，潜入式泵在密闭型吹扫容器内曝于吹扫气体中。与潜入式泵相伴的空气及水分被吹扫气体从潜入式泵除去，其结果为，潜入式泵被干燥(脱气)(以下将此称为干透)。因此，空气及水分不会伴随潜入式泵，能够防止空气及水分侵入泵柱内。

33、另外，根据本发明，在将与液化气体接触的潜入式泵从泵柱提到密闭型吹扫容器内后，对密闭型吹扫容器的内部空间进行抽真空，由此能够使附着于潜入式泵的液化气体气化并从潜入式泵除去。在抽真空后，能够向密闭型吹扫容器的内部空间供给吹扫气体，并利用吹扫气体对超低温的潜入式泵进行加热(以下将此称为升温)。空气中的氮等的成分在被加热后的潜入式泵的表面上不会液化。

34、特别是，根据本发明，在液化气体为液态氢的情况下是有效的。即，浸渍在液态氢中的潜入式泵在被从泵柱提起时变为与液态氢相同的超低温。由于氢的沸点(-253℃)低于氧的沸点(-183℃)及氮的沸点(-196℃)，因此当空气与刚刚从泵柱提起的潜入式泵接触时，不仅是空气中的氮液化，氧也会液化，并落到泵柱内。对此，根据本发明，浸渍在液态氢中的潜入式泵在与空气接触前由吹扫气体加热。因此，当空气与潜入式泵接触时，空气中的氧及氮不会液化，不会有液化的氧、液化的氮滴落到泵柱中的情况。其结果为，能够达成潜入式泵的安全取出。

35、此外，根据本发明，由于在潜入式泵的内部空间被抽真空后向潜入式泵内供给吹扫气体，因此能够可靠地对潜入式泵的内侧进行干燥。