KR100980269B1 - Safety system and method for cryogenic liquid leakage - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화물창 방벽의 손상으로 인하여 극저온 액체의 누설 감지시, 고체화가스를 퍼징(purging)함에 따라 얼음을 형성시켜 누설부위를 막음으로써, 신속하게 누설 사고에 대응하여 화물 및 선체를 보호할 수 있는 극저온 액체 누출 방지 시스템 및 방법을 제공한다.The present invention, when detecting the leakage of cryogenic liquid due to damage to the cargo hold barrier, by forming ice according to the purging of the solidified gas to prevent the leakage site, it is possible to quickly protect the cargo and hull in response to leakage accident Cryogenic Liquid Leakage Prevention System and Method
본 발명의 극저온 액체 누출 방지 시스템은 통합제어시스템(130)에 의해 모니터링이 수행되는 극저온 액체(10) 저장용 화물창의 1차 방벽(50)과 2차 방벽(67) 사이의 빈 공간(C1) 내지 2차 방벽(67)과 선체 내벽(1) 사이의 빈 공간(C2) 쪽으로 불활성가스 라인(112, 113)이 연장되어 있는 선박에 설치되는 것으로서, 불활성가스 라인(112, 113)에 배관된 전자변 방식의 절환밸브(V1)와, 불활성가스 라인(112, 113) 쪽으로 고체화가스를 공급하도록 절환밸브(V1)에 배관된 고체화가스 라인(122)과, 이런 고체화가스 라인(122)에 연결되고 고체화가스가 저장된 고체화가스 저장수단(120)과, 절환밸브(V1)에 접속되고 극저온 액체(10)의 누설 감지에 대응하여 절환밸브(V1)의 라인 절환제어를 수행하는 누출방지제어기(140)를 포함한다.Cryogenic liquid leak prevention system of the present invention is the empty space (C1) between the primary barrier 50 and the secondary barrier 67 of the cargo hold for cryogenic liquid 10 storage is monitored by the integrated control system 130 To be installed in a vessel in which the inert gas lines 112 and 113 extend toward the empty space C2 between the secondary barrier 67 and the hull inner wall 1, and are connected to the inert gas lines 112 and 113. It is connected to the solenoid type switching valve (V1), the solidified gas line 122 piped to the switching valve (V1) to supply the solidified gas toward the inert gas line (112, 113), and the solidified gas line 122 Leak prevention controller 140 connected to the solidification gas storage means 120 and the switching valve V1 storing the solidified gas and performing line switching control of the switching valve V1 in response to detection of leakage of the cryogenic liquid 10. It includes.
선박, 통합자동화시스템(IAS), 극저온 액체, 불활성가스, 고체화가스 Vessel, Integrated Automation System (IAS), Cryogenic Liquid, Inert Gas, Solidified Gas
Description
본 발명은 극저온 액체 누출 방지 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to cryogenic liquid leakage prevention systems and methods.
일반적으로 엘엔지 선박은 일종의 저온 유체 운반선으로서, 메탄 성분이 90% 이상을 차지하며 비등점이 -162℃인 액체 화물, 즉 극저온 액체를 화물창에 저장하여 운반하는 것으로서, 화물창 주위를 두꺼운 방열구조로 보호하고 있다.In general, LNG vessels are a kind of low temperature fluid carriers, which contain 90% or more of methane and store liquid cargoes having a boiling point of -162 ℃, that is, cryogenic liquids stored in cargo holds. have.
이런 저온 유체 운반선은 선박 통합제어시스템(Integrated Control System, ICS) 또는 통합자동화시스템(Integrated Automation System, IAS)을 구비하여, 선박의 엔진, 가스, 오일제어 및 모니터링을 자동화하고 있고, 선박에서 발생 가능한 위험 요소를 제거하려는 노력을 기울이고 있다.These low temperature fluid carriers have an Integrated Control System (ICS) or Integrated Automation System (IAS) to automate the vessel's engine, gas and oil control and monitoring, and Efforts are being made to eliminate the risk.
통합자동화시스템은 선박내의 각종 설비의 이상 유무를 근거리통신망(LAN)을 통하여 모니터링 및 제어할 수 있는 것으로서, 각종 모니터링을 통해 검출한 정보를 데이터베이스로 축적하여 더욱 정밀하고 민감하게 이상 유무를 검별할 수 있고, 더 나아가 인공위성을 통해 본사와의 정보교환도 가능하게 설계되어서 항해중의 각종 우발 상황에 대처할 수 있는 첨단 시스템이다.The integrated automation system can monitor and control the abnormality of various facilities in the vessel through local area network (LAN), and can accumulate information detected through various monitoring into a database to detect abnormality more precisely and sensitively. In addition, it is a high-tech system that can cope with various contingencies while sailing because it is designed to exchange information with the head office via satellite.
종래 기술에 따른 저온 유체 운반선의 화물창의 방열구조는 멤브레인(membrane)형 저온 유체 운반선의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 선체 외벽(도시 안됨)과 선체 내벽(1)(inner hull)으로 이루어진 2중 선체 구조 내에 설치된다.The heat dissipation structure of the cargo hold of the low temperature fluid carrier according to the prior art is a membrane type low temperature fluid carrier, which is composed of a hull outer wall (not shown) and an inner hull 1 (inner hull), as shown in FIG. 1. It is installed in the double hull structure.
선체 내벽(1)에는 복수개의 단열패널(2)(Insulation Panel, IP)이 스터드볼트와 수지성 접착제(3)(epoxy mastic)에 의해 탑재 및 부착된다.A plurality of insulation panels 2 (Insulation Panel, IP) are mounted and attached to the hull inner wall (1) by stud bolts and resin adhesive (epoxy mastic).
단열패널(2)은 미리 정한 규격으로서 극저온 보냉재인 강화폴리우레탄폼(Reinforced Polyurethane Foam, R-PUF)과 합판(plywood)을 이용하여 제작된 것이다.Insulation panel 2 is a predetermined standard is made of reinforced polyurethane foam (Reinforced Polyurethane Foam, R-PUF) and plywood (plywood) as a cryogenic insulation.
단열패널(2)은 그의 볼트구멍을 폼플러그(4a)로 마감하고 있다. 이런 단열패널(2)간 유격공간에는 유리섬유재질의 플랫조인트(4b) 또는 조인트필렛 등이 충진 시공된다.The heat insulation panel 2 has closed the bolt hole with the
단열패널(2)은 상대적으로 넓은 면적의 하부패드(2a)(bottom pad)와, 그 위에 적층된 상대적으로 좁은 면적의 탑패드(2b)(top pad)와, 그 탑패드(2b) 사이에 배열되는 탑브릿지패드(2c)(top bridge pad)를 갖는다.The insulation panel 2 is provided between a relatively large area of the
1차 방벽은 코러게이션(corrugation) 형상의 멤브레인(5)이다. 이는 극저온 액체와 직접 접촉하는 것으로서, 탑패드(2b) 및 탑패드(2b)의 합판 상에 고정된다.The primary barrier is a corrugation shaped
2차 방벽은 리지드 트리플렉스(6)(rigid triplex)와 서플 트리플렉스(7)(supple triplex)이다. 리지드 트리플렉스(6)는 하부패드(2a)의 상면에 선 행되어 설치된다. 서플 트리플렉스(7)는 각 단열패널(2) 사이의 접경된 상부를 기준으로 리지드 트리플렉스(6)와 탑브릿지패드(2c) 사이에서 에폭시 글루(8)(Epoxy Glue) 등의 접착제에 의해 후행되어 설치된다.Secondary barriers are rigid triplex (6) and supple triplex (7). The
이후, 1차 방벽과 2차 방벽 사이에 존재하는 빈 공간(C1)과, 2차 방벽과 선체 내벽 사이에 존재하는 빈 공간(C2)에는 폭발 방지를 위한 불활성가스, 예컨대 질소가스가 충진되어 있고, 미리 계획된 설정 값에 의한 압력 조절이 앞서 언급한 통합자동화시스템에 의해 세밀하게 실시간으로 조절 및 모니터링 관리되고 있다.Thereafter, the empty space C1 existing between the primary barrier and the secondary barrier and the empty space C2 existing between the secondary barrier and the inner wall of the hull are filled with an inert gas such as nitrogen gas for preventing explosion. In addition, the pressure control based on the pre-planned setpoint is controlled and monitored in real time by the aforementioned integrated automation system.
그러나, 종래 기술에 따른 저온 유체 운반선의 화물창의 방열구조는 화물창 완성 후 장기간 선박 운항에 따라 선체 강도의 저하 또는 외부 하중으로 인해 선체 손상이 발생되거나 혹은 운항 도중 슬러싱(Sloshing) 현상 등에 의해 방벽 손상이 발생될 수 있고, 이때 보관 및 운반 중인 극저온 액체의 누설 또는 누출을 막을 수 있는 수단이 부재되어 있는 단점을 갖는다.However, the heat dissipation structure of the cargo hold of the low temperature fluid carrier according to the prior art damages the barrier due to the hull damage or the sloshing phenomenon during the operation. This can occur, in which case there is a lack of means for preventing the leakage or leakage of cryogenic liquid during storage and transport.
예컨대, 1차 방벽인 멤브레인에서 누설부위가 존재할 경우, 이를 통해 누설된 극저온 액체가 1차 방벽과 2차 방벽 사이의 빈 공간을 채우게 되며, 2차 방벽인 서플 또는 리지드 트리플렉스에서 누설부위가 존재할 경우, 역시 2차 방벽과 선체 내벽 사이의 빈 공간에도 극저온 액체가 채워져 선체 강도를 저하시킬 수 있고, 취성 파괴가 발생될 수 있다.For example, if there is a leak in the membrane, which is the primary barrier, the cryogenic liquid leaked through it fills the empty space between the primary and secondary barriers, and there is a leak in the secondary barrier, the supplement or rigid triplex. In this case, the cryogenic liquid is also filled in the empty space between the secondary barrier and the inner wall of the hull, thereby lowering the hull strength and brittle fracture may occur.
또한, 종래 기술에 따른 저온 유체 운반선의 화물창의 방열구조는 비록 압력계를 이용한 누설여부 판별수단 또는 음향센서를 이용한 카고탱크 누설위치 검출수단 등을 이용하여 누설부위를 검출할 수 있다 하더라도, 그 누설부위에 대해서 해 상 운항중인 선박 내에서 즉각 수리할 수 없어서, 누설 상태를 방치한 상태로 빠른 시일 내에 선체 수리 가능한 항구까지 도착하여야 하기 때문에, 누설부위 발생에 따라 신속하게 대처할 수 없고, 선체 안전성을 보장할 수 없는 상황이다.In addition, the heat dissipation structure of the cargo hold of the low temperature fluid carrier according to the prior art, even if the leaked portion can be detected by using a leak detection means using a pressure gauge or a cargo tank leak position detection means using an acoustic sensor, the leaked portion Since it cannot be repaired immediately in a ship in operation at sea, it must arrive at a port capable of repairing the hull as soon as possible without leaving a leak, so that it is not possible to respond promptly due to the occurrence of leakage and to ensure hull safety. This is not possible.
따라서, 누설 사고 발생 직후 이를 즉각 저지시켜 누출까지 확산되는 것을 방지할 수 있는 새로운 기술이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a new technology that can immediately prevent a leak and prevent it from spreading.
따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 화물창 방벽의 손상으로 인하여 극저온 액체의 누설 감지시, 고체화가스를 퍼징(purging)함에 따라 얼음을 형성시켜 누설부위를 막음으로써, 신속하게 누설 사고에 대응하여 화물 및 선체를 보호할 수 있는 극저온 액체 누출 방지 시스템 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼는다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, when detecting the leakage of cryogenic liquid due to damage to the cargo hold barrier, by forming the ice by purging the solidified gas to reduce the leakage site It is a technical challenge to provide cryogenic liquid leakage prevention systems and methods that can protect cargo and hulls quickly in response to leakage accidents.
앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는, 하기에 상세히 설명할 바와 같이, 통합제어시스템에 의해 모니터링이 수행되는 극저온 액체 저장용 화물창의 1차 방벽과 2차 방벽 사이의 빈 공간 내지 2차 방벽과 선체 내벽 사이의 빈 공간 쪽으로 불활성가스 라인이 연장되어 있는 선박에 설치되는 극저온 액체 누출 방지 시스템에 있어서, 상기 불활성가스 라인에 결합된 전자변 방식의 절환밸브; 상기 불활성가스 라인 쪽으로 고체화가스를 공급하도록 상기 절환밸브에 배관된 고체화가스 라인; 상기 고체화가스 라인에 배관되고 상기 고체화가스가 저장된 고체화가스 저장수단; 상기 절환밸브에 접속되고 상기 극저온 액체의 누설 감지에 대응하여 절환밸브의 라인 절환제어를 수행하는 누출방지제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 액체 누출 방지 시스템에 의해 달성된다.The technical problem of the present invention as described above, as described in detail below, the empty space or secondary barrier between the primary barrier and the secondary barrier of the cargo storage for cryogenic liquid storage is performed by the integrated control system and A cryogenic liquid leakage prevention system installed in a vessel in which an inert gas line extends toward an empty space between inner walls of the hull, the cryogenic liquid leakage prevention system comprising: an electromagnetic valve switching valve coupled to the inert gas line; A solidification gas line piped to the switching valve to supply a solidification gas toward the inert gas line; Solidified gas storage means piped to the solidified gas line and the solidified gas is stored; And a leakage preventing controller connected to the switching valve and configured to perform line switching control of the switching valve in response to leakage detection of the cryogenic liquid.
또한, 본 발명에서 제공되는 극저온 액체 누출 방지 방법은 통합제어시스템 으로 모니터링이 수행되는 극저온 액체 저장용 화물창의 1차 방벽과 2차 방벽 사이의 빈 공간과, 2차 방벽과 선체 내벽 사이의 빈 공간 쪽으로 불활성가스 라인이 연장되어 있는 선박에서 이루어지되, 상기 통합제어시스템과 연동하여 극저온 액체가 저장된 화물창을 모니터링하는 모니터링단계; 극저온 액체의 누설 감지시, 고체화가스 저장수단의 고체화가스 공급밸브를 개방시키는 고체화가스 공급 준비단계; 상기 불활성가스 라인과 고체화가스 라인이 연통하도록 밸브를 제어하는 밸브제어단계; 고체화가스가 누설부위에 도달하여 얼음을 형성하여 누설부위를 막는 고체화가스의 퍼징단계를 포함한다.In addition, the cryogenic liquid leakage prevention method provided in the present invention is an empty space between the primary barrier and the secondary barrier of the cryogenic liquid storage cargo hold is monitored by the integrated control system, and the empty space between the secondary barrier and the hull inner wall A monitoring step in which the inert gas line extends toward the vessel, monitoring the cargo hold in which cryogenic liquid is stored in association with the integrated control system; A solidification gas supply preparation step of opening the solidification gas supply valve of the solidification gas storage means when detecting the leakage of the cryogenic liquid; A valve control step of controlling the valve to communicate the inert gas line with the solidified gas line; And a purging step of the solidified gas reaching the leaked site to form ice to block the leaked site.
본 발명에 따른 극저온 액체 누출 방지 시스템은 저온 유체 운반선에 기 설치되어 있는 통합자동화시스템(IAS)과 연동하는 것으로서, 극저온 액체의 누설 사고와 같은 유사시에 불활성가스 대신 고체화가스를 공급하여 드라이아이스화를 통해 누설부위를 직접 막아서 화물창 외부로 극저온 액체가 누출되는 것을 신속하고 안전하게 방지할 수 있는 이점이 있다.The cryogenic liquid leakage prevention system according to the present invention is interlocked with an integrated automation system (IAS), which is pre-installed in a low temperature fluid carrier, and provides dry ice by supplying a solidification gas instead of an inert gas in case of an accident such as cryogenic liquid leakage. Through the direct blocking of the leak through the cryogenic liquid leaks out of the cargo hold can be quickly and safely prevented.
즉, 본 발명의 극저온 액체 누출 방지 시스템은 극저온 액체에 의해 선체가 취성 파괴 또는 약화되는 것을 미연에 방지할 수 있고, 선박 운항 중에도 극저온 액체의 누출을 방지할 수 있는 장점이 있다.That is, the cryogenic liquid leakage prevention system of the present invention can prevent the hull from being brittle or broken by the cryogenic liquid in advance, and has the advantage of preventing the cryogenic liquid from leaking even during ship operation.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 극저온 액체 누출 방지 시스템 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 실시예의 동작 방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 극저온 액체 누출 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a block diagram of a cryogenic liquid leakage prevention system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a block diagram illustrating a method of operation of the embodiment shown in Figure 2, Figure 4 is a cryogenic temperature of the present invention It is a flowchart for explaining a liquid leakage prevention method.
먼저, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 액체화물에 해당하는 극저온 액체(10)(예 : LNG 등)를 저장하고 있는 화물창의 1차 방벽(50) 또는 2차 방벽(67) 손상에 의한 누출 사고를 대비하기 위해 저온 유체 운반선과 같은 선박에 설치되는 시스템 및 방법에 관한 것이다.First, as shown in Figs. 2 and 3, the present invention is the
저온 유체 운반선과 같은 선박은 통합제어시스템(130)을 구비하여 화물창을 모니터링하고 있다.Vessels, such as low temperature fluid carriers, have an integrated
이런 화물창의 1차 방벽(50)과 2차 방벽(67) 사이에 존재하는 빈 공간(C1)과, 2차 방벽(67)과 선체 내벽(1) 사이에 존재하는 빈 공간(C2)에는 불활성가스(예 : 질소가스)가 충진되어 있다.Inert to the empty space C1 existing between the
불활성가스는 폭발 방지 용도로서 좋은 재료이나 방벽(50, 67) 손상에 따른 극저온 액체(10)의 누설 또는 누출에 적극적인 대응수단으로서 작용하지 못한다.The inert gas does not act as an active countermeasure against leakage or leakage of the
이런 점에 착안하여, 본 발명은 방벽(50, 67) 손상으로 인한 극저온 액체(10)의 누설이 감지될 때, 기존 불활성가스의 공급을 차단하는 대신 고체화가스(예 : CO2)를 공급 및 퍼징(purging)하여 얼음(예 : 드라이아이스)을 형성시킴으 로써 누설부위(L)(도 3참조)를 막게 된다.With this in mind, the present invention provides a solidified gas (eg, CO 2 ) instead of blocking the supply of existing inert gas when leakage of the
극저온 액체(10)는 액화천연가스(LNG)이다. 액화천연가스는 무색, 무취, 무미의 특성을 갖고, 분자량 16.04, 분자식 CH4, 비등점(끓는점) -162℃, 어는점 -183 ℃를 갖는다.The
불활성가스는 극저온 액체(10)의 폭발 방지를 위한 질소가스이다. 질소가스는 무색, 무취, 무미의 특성을 갖고, 분자량 28.0134, 분자식 N2, 끓는점 -196℃, 어는점 -210℃, 휘발성 100%를 갖는다.Inert gas is nitrogen gas for explosion protection of the cryogenic liquid (10). Nitrogen gas has colorless, odorless and tasteless characteristics, molecular weight 28.0134, molecular formula N 2 , boiling point -196 ℃, freezing point -210 ℃, volatile 100%.
불활성가스는 불활성가스 발생기(110)에서 관리된다. 불활성가스 발생기(110)에는 불활성가스 공급밸브(111)가 설치되어 있다.Inert gas is managed in the inert gas generator (110). An inert
고체화가스는 액화천연가스의 어는점에 비교할 때, 상기 액화천연가스에 노출 또는 그의 영향권 내에 접근하여 고체화 또는 드라이아이스화되는 가스를 의미한다. 예컨대, 고체화가스는 이산화탄소가스이거나, 또는 상대적으로 높은 승화온도 또는 어는점 -40℃ ~ -60℃을 갖는 것이 바람직하다.The solidified gas refers to a gas which is solidified or dry iced by exposure to the liquefied natural gas or approaching within the area of influence thereof when compared with the freezing point of the liquefied natural gas. For example, the solidified gas is preferably carbon dioxide gas or has a relatively high sublimation temperature or freezing point -40 ° C to -60 ° C.
이산화탄소가스는 탄산가스(CARBON ACID GAS), 무수 탄산(CARBONIC ANHYDRIDE), 탄산 이산화물(CARBON DIOXIDE), 탄산 산화물(CARBON OXIDE), 탄산이산화물 가스(CARBON DIOXIDE GAS)와 같은 관용 명칭을 갖는 것으로서, 무색, 무취, 약한 산성 맛을 갖고, 분자량 44.01, 분자식 CO2, 끊는점 -79℃, 어는점 -57℃을 갖는다. 고체화가스는 극저온 액체(10)와 접촉 또는 그 영향권 내에서 저온 고체화 또는 드라이아이스화되어 얼음을 생성하는 성질을 갖는다.Carbon dioxide gas has common names such as CARBON ACID GAS, CARBONIC ANHYDRIDE, CARBON DIOXIDE, CARBON OXIDE, CARBON DIOXIDE GAS, and is colorless. It has a tasteless, odorless, slightly acidic taste, and has a molecular weight of 44.01, a molecular formula CO 2 , a breaking point of -79 ° C, and a freezing point of -57 ° C. The solidified gas has a property of producing ice by contacting or cryogenically cooling the
고체화가스는 고체화가스 저장수단(120)에서 관리된다.The solidified gas is managed in the solidified gas storage means 120.
고체화가스 라인(122)은 고체화가스 저장수단(120)으로부터 연장되어 불활성가스 라인(112, 113)에 부가 연결 설치된다. 부연 설명하면, 고체화가스 라인(122)은 본 발명을 위해서 고체화가스 저장수단(120)과 전자변 방식의 절환밸브(V1) 사이에 신설 배관된 것이다.The
불활성가스 라인(112, 113)은 선박에 미리 설치되어 있는 것으로서, 화물창의 1차 방벽(50)과 2차 방벽(67) 사이의 빈 공간(C1)과, 2차 방벽(67)과 선체 내벽(1) 사이의 빈 공간(C2) 쪽으로 연장되어 있으며, 이를 본 발명에서 이용한다.The
절환밸브(V1)는 고체화가스 라인(122)과 불활성가스 라인(112, 113)의 연결 설치 지점에 설치되어 있는 것으로서, 라인 절환제어에 의해 라인 절환작동을 실현하는 밸브구조를 갖는다.The switching valve V1 is provided at the connection installation point of the
라인 절환제어는 불활성가스 또는 고체화가스 중 어느 하나를 절환밸브(V1)의 밸브출구쪽 불활성가스 라인(113)을 통해 공급시키는 것을 의미한다. 부연 설명하면, 라인 절환제어는 절환밸브(V1)의 밸브출구쪽으로 불활성가스 라인(112)용 제1입구가 연통됨과 동시에 고체화가스 라인(122)용 제2입구가 폐쇄되도록 밸브내부관로를 일측으로 회동시키거나, 이와 반대로 밸브내부관로를 타측으로 회동시켜 제2입구가 밸브출구에 연통됨과 함께 제1입구가 폐쇄되도록 제어하는 것을 의미한다.The line switching control means supplying one of the inert gas or the solidified gas through the valve outlet side
이런 절환밸브(V1)의 라인 절환제어는 절환밸브(V1)에 설치된 밸브구동장치와 누출방지제어기(140)에 의해 실현된다. 여기서, 밸브구동장치는 누출방지제어 기(140)에 접속되어서, 누출방지제어기(140)의 라인 절환제어신호에 따라 라인 절환작동을 실행한다. 라인 절환제어신호의 운영은 제반적인 전자밸브 제어방법에서 사용하는 방식을 이용한다.The line switching control of the switching valve V1 is realized by the valve driving device and the
전자밸브(V2, V3)는 통합제어시스템(130) 또는 누출방지제어기(140)에 접속된 것으로서 불활성가스 라인(113) 상에 설치되어 있다.The solenoid valves V2 and V3 are connected to the
전자밸브(V2, V3)는 통합제어시스템(130) 또는 누출방지제어기(140)의 밸브 개폐제어에 순응하여 각각 개폐작동을 수행한다.The solenoid valves V2 and V3 perform opening and closing operations in response to valve opening and closing control of the
전자밸브(V2, V3)가 개방된 쪽을 기준으로 고체화가스는 1차 방벽(50)과 2차 방벽(67) 사이에 존재하는 빈 공간(C1), 또는 2차 방벽(67)과 선체 내벽(1) 사이에 존재하는 빈 공간(C2)에 유입될 수 있다.Based on the open side of the solenoid valves V2 and V3, the solidified gas is an empty space C1 existing between the
고체화가스 저장수단(120)은 고체화가스 공급밸브(121)를 통해 고체화가스 라인(122)의 시작측에 배관되어 있다.The solidified gas storage means 120 is piped to the start side of the solidified
여기서, 고체화가스 저장수단(120)은 선박에 기 설치된 이산화탄소 가스룸(123)이 될 수 있다. 또한, 고체화가스 저장수단(120)은 선박의 갑판상에 별도 설치한 CO2 저장용 제1 고체화가스 용기(124)이거나, 또는 -40℃ ~ -60℃에서 어는점을 갖는 고체화가스 저장용 제2 고체화가스 용기(125) 중 어느 하나가 될 수 있다.Here, the solidified gas storage means 120 may be a carbon
통합제어시스템(130)에는 압력검별방식, 음향검별방식, 주파수검별방식 또는 기타 방식으로 화물창 내의 극저온 액체 누설을 감지 분석하는 누설분석설비(S1, S2)가 결합되어 있다.The
또한, 통합제어시스템(130)은 본 발명의 누출방지제어기(140)와 연동하도록 계통적으로 결합되어 있다.In addition, the
누출방지제어기(140)는 절환밸브(V1)용 라인 절환제어와, 전자밸브(V2, V3) 또는 각종 공급밸브(111, 121)용 개폐제어와, 모니터링 등의 역할을 담당한다.The
이를 위해서, 누출방지제어기(140)는 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어를 이용한 시스템 연동수단, 제어수단, 모니터링수단을 구비하여서, 통합제어시스템(130)과 연동하여 상기 전자밸브(V2, V3)의 개폐작동 또는 절환밸브(V1)의 라인 절환작동을 제어하는 역할과, 고체화가스 저장수단(120)의 공급상황을 감시하는 역할을 담당한다.To this end, the leak-
평상시, 통합제어시스템(130)은 도 2와 같이, 1차 방벽(50)과 2차 방벽(67) 사이의 빈 공간(C1) 및, 2차 방벽(67)과 선체 내벽(1) 사이의 빈 공간(C2) 쪽으로 질소가스를 공급한다.In general, the
만일, 누설분석설비(S1, S2)를 이용한 통합제어시스템(130)의 모니터링 도중 1차 방벽(50) 또는 2차 방벽(67)에서 누설부위(L)가 감지될 경우, 통합제어시스템(130)과 연동하는 누출방지제어기(140)에 의해 즉각 질소가스의 공급이 중단된다.If, during the monitoring of the
이와 동시에 누출방지제어기(140)는 도 3과 같이, 전자밸브(V2, V3)의 개폐작동에 대응하여 누설부위(L) 쪽 불활성가스 라인(113)을 개방시킨 후, 고체화가스 저장수단(120)으로부터 고체화가스 라인(122), 절환밸브(V1), 불활성가스 라 인(113)을 통해서 1차 방벽(50) 관련 빈 공간(C1) 쪽으로 고체화가스가 공급 및 퍼징되게 제어한다.At the same time, the
고체화가스의 퍼징에 따라, 기 공급된 바 있던 불활성가스는 누설부위(L)를 통해 화물창 외부로 빠져나간다.As the solidified gas is purged, the previously supplied inert gas exits the cargo hold through the leakage portion L.
계속해서 공급 및 퍼징되는 고체화가스는 누설부위(L)에서 극저온 액체인 액화천연가스에 노출되거나 또는 액화천연가스의 영향을 받아 고체화되어서 누설부위(L)를 막게 된다.Subsequently, the solidified gas supplied and purged is exposed to the liquefied natural gas, which is a cryogenic liquid at the leaked portion L, or solidified under the influence of the liquefied natural gas, thereby preventing the leaked portion L.
이하, 도 4를 통해서, 본 발명의 극저온 액체 누출 방법을 설명한다.Hereinafter, the cryogenic liquid leakage method of the present invention will be described with reference to FIG. 4.
도 4를 참조하면, 본 발명은 누출방지제어기를 통합제어시스템의 제반 시스템 구성요소 내지 누설분석설비와 연동시켜서, 극저온 액체가 저장된 화물창을 모니터링하는 모니터링단계를 수행한다(S10).Referring to FIG. 4, the present invention performs a monitoring step of monitoring a cargo hold in which cryogenic liquid is stored by interlocking a leak prevention controller with all system components or leak analysis equipment of the integrated control system (S10).
이후, 누설분석설비를 이용한 통합제어시스템의 모니터링 가동 중, 통합제어시스템에서 극저온 액체의 누설이 감지될 수 있고, 통합제어시스템이 상기 누설 감지 상황 정보를 누출방지제어기에 통지한다.Thereafter, during the monitoring operation of the integrated control system using the leak analysis facility, leakage of cryogenic liquid may be detected in the integrated control system, and the integrated control system notifies the leak prevention controller of the leak detection status information.
이에 대응하여 누출방지제어기는 불활성가스 발생기의 불활성가스 공급밸브를 폐쇄함과 함께 고체화가스 저장수단의 고체화가스 공급밸브를 개방시키는 고체화가스 공급 준비단계를 수행한다(S20).In response, the leakage prevention controller performs a solidification gas supply preparation step of closing the inert gas supply valve of the inert gas generator and opening the solidification gas supply valve of the solidification gas storage means (S20).
또한, 누설부위가 존재하는 화물창 내 격벽 사이 또는 격벽과 선체 내벽 사이의 빈 공간 쪽으로 고체화가스가 공급되도록, 누출방지제어기는 밸브를 제어하여 고체화가스 라인과 불활성가스 라인을 상호 연결 또는 연통하도록 제어하는 밸브제 어단계를 수행한다(S30).In addition, the leakage prevention controller controls the valve to interconnect or communicate with the solidified gas line and the inert gas line so that the solidified gas is supplied to the empty space between the bulkheads in the cargo hold where the leaking part exists or between the bulkhead and the inner wall of the hull. Perform the valve control step (S30).
이에 따라, 고체화가스가 누설부위에 도달하여 얼음을 형성하여 누설부위를 막는 고체화가스의 퍼징단계가 이루어진다(S40).As a result, the solidified gas reaches the leaked portion to form ice to purge the solidified gas to block the leaked portion (S40).
아울러, 누출방지제어기는 고체화가스의 퍼징단계 도중에 고체화가스 라인, 불활성가스 라인, 절환밸브, 전자밸브 등을 감시하여 고체화가스 퍼징 상황을 감시하는 퍼징 상황 모니터링단계를 더 수행한다(S50).In addition, the leak prevention controller further performs a purging condition monitoring step of monitoring the solidification gas purging state by monitoring the solidification gas line, the inert gas line, the switching valve, the solenoid valve, etc. during the purging step of the solidification gas (S50).
이런 퍼징 상황 모니터링단계를 통해 획득한 각종 정보와 신호들은 누출방지제어기에 축적되고 통합제어시스템에 전달되어 공유됨과 함께, 인공위성을 통해 본사와 정보교환을 수행하여, 수리 대책 마련이 신속하게 이루어지도록 한다.Various information and signals acquired through this purging status monitoring step are accumulated in the leak prevention controller, transferred to the integrated control system, and shared, and information exchange with the headquarters is performed through satellite, so that repair measures can be promptly prepared. .
도 1은 종래 기술에 따른 저온 유체 운반선의 화물창의 방열구조를 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a heat radiation structure of the cargo hold of the low temperature fluid carrier according to the prior art.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 극저온 액체 누출 방지 시스템 블록도이다.2 is a block diagram of a cryogenic liquid leakage prevention system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 실시예의 동작 방법을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating an operating method of the embodiment shown in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 극저온 액체 누출 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 4 is a flow chart for explaining the cryogenic liquid leakage prevention method of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 설명> Description of the main parts of the drawing
10 : 극저온 액체 110 : 불활성가스 발생기10: cryogenic liquid 110: inert gas generator
120 : 고체화가스 저장수단 130 : 통합제어시스템120: solidified gas storage means 130: integrated control system
140 : 누출방지제어기 L : 누설부위140: leak prevention controller L: leakage
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