LNG用途向け極低温バルブ：選定・設計ガイド

2.2. 極低温バルブ圧力

冷媒の通常の取り扱いでは、圧力が上昇します。これは、周囲の温度上昇とそれに伴う蒸気発生によるものです。バルブ／配管システムの設計には特別な注意が必要です。これにより圧力が上昇します。

2.3. 極低温バルブ温度

急激な温度変化は、作業員や工場の安全に影響を与える可能性があります。材料組成の違いや冷媒にさらされる時間の長さにより、極低温バルブの各部品の膨張・収縮率は異なります。

冷媒を扱う際のもう一つの大きな問題は、周囲の環境からの熱の上昇です。この熱上昇のため、メーカーはバルブやパイプを隔離します。

高温域に加えて、バルブは相当な難題にも対処しなければなりません。液化ヘリウムの場合、液化ガスの温度は-270℃まで下がります。

2.4. 極低温バルブの機能

逆に、温度が絶対零度まで下がると、バルブの機能は非常に困難になります。極低温バルブは、液体ガスを通したパイプを周囲環境に接続します。この接続は常温で行われますが、その結果、パイプと周囲環境の温度差は最大300℃になる可能性があります。

2.5. 極低温バルブの効率

温度差により、温水側から冷水側への熱流が発生します。これによりバルブの正常な機能が損なわれ、極端な場合にはシステム効率も低下します。特に温水側に氷が形成されると、この問題は深刻化します。

しかし、低温用途では、この受動加熱プロセスも意図的に行われます。このプロセスはバルブステムのシールに用いられます。通常、バルブステムはプラスチックでシールされます。これらの材料は低温に耐えられませんが、反対方向に大きく動く2つの部品に高性能な金属シールを施すことは非常に高価で、ほぼ不可能です。

2.6. 極低温バルブのシール

この問題には非常に簡単な解決策があります！バルブステムのシールに使用されているプラ​​スチックを、比較的常温の場所に持ち込むのです。つまり、バルブステムのシーラントを流体から遠ざける必要があるのです。

2.7. 3オフセットロータリータイト遮断弁

これらのオフセットにより、バルブは開閉できます。動作中の摩擦は極めて少なく、ステムトルクを利用してバルブの密閉性を高めます。LNG貯蔵における課題の一つは、閉じ込められた空洞です。これらの空洞内では、液体が爆発的に600倍以上に膨張する可能性があります。3回転密閉遮断弁は、この課題を解消します。

2.8. シングルバッフルチェックバルブとダブルバッフルチェックバルブ

これらのバルブは、逆流による損傷を防ぐため、液化設備の重要な部品です。極低温バルブは高価なため、材質とサイズは重要な検討事項です。不適切なバルブの使用は、有害な結果をもたらす可能性があります。

 

3. エンジニアは極低温バルブの気密性をどのように確保するのか

ガスを冷媒として製造するコストを考えると、漏れは非常に大きな損失となります。また、危険でもあります。

極低温技術における大きな問題は、バルブシートの漏れの可能性です。購入者は、バルブ本体に対するステムの半径方向および直線方向の伸びを過小評価しがちです。適切なバルブを選択すれば、上記の問題を回避できます。

当社では、ステンレス鋼製の低温用バルブの使用を推奨しています。液化ガスでの運転中、この材質は温度勾配に良好に反応します。極低温バルブ100barまでの気密性を持つ適切なシーリング材を使用する必要があります。さらに、ボンネットの延長はステムシーラントの気密性を左右するため、非常に重要です。