KR101407720B1

KR101407720B1 - Lng용 이중 배관의 성능평가 장치

Info

Publication number: KR101407720B1
Application number: KR1020130041581A
Authority: KR
Inventors: 강종민
Original assignee: (주) 한창엔지니어링
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2014-06-13

Abstract

본 발명은 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치는 LNG 저장 탱크와, 상기 LNG 저장 탱크로부터 유입되는 LNG를 기화시키는 기화부와, 상기 기화부로부터 유입되는 LNG 가스를 이중 배관을 통해서 이동시키면서 상기 이중 배관의 성능을 평가하는 성능 평가부와, 상기 LNG 저장 탱크, 기화부 및 성능 평가부를 제어하는 제어부를 포함하는 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치에 있어서, 상기 성능 평가부는 상기 기화부와 연결되는 내관과 상기 내관을 감싸는 외관을 포함하는 이중 배관과, 상기 기화부로부터 유입되는 LNG 가스의 압력을 측정하는 압력 센서와, 상기 기화부로부터 유입되는 LNG 가스의 온도를 측정하는 온도 센서와, 상기 내관의 가스 유출 여부를 측정하는 가스 센서와, 상기 이중 배관으로부터 배출되는 LNG 가스의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하되, 상기 외관에는 LNG가스의 누설을 감지하기 위한 N₂가스주입구와 N₂가스배출구가 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

LNG용 이중 배관의 성능평가 장치{ a testing apparatus for double pipe}

본 발명은 이중 배관의 성능평가 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LNG 연료 공급 라인에 사용되는 이중 배관의 성능을 시험하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)는 대기압의 조건에서 비등점이 섭씨 -162도 정도인 초저온 액체로서 가격에 비해 열량이 우수하고 연소 후 배출되는 유해 성분의 측면에서도 유리하기 때문에 석유를 대체할 수 있는 새로운 에너지 자원으로 각광받고 있다.

이러한 액화천연가스를 운반하는 선박은 해상에 위치한 채굴설비로부터 채굴된 액화천연가스를 선적하고 다시 선적된 액화천연가스를 육상의 처리시설로 제공하기 위한 목적으로 각종 배관 부재가 필요하게 된다.

이러한 배관을 테스트하는 장치에는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2012-0097003호, 제10-2011-0036070호 등이 있다.

이러한 배관 부재는 고압을 견디고 누설을 방지할 수 있는 구조를 채택하고 이러한 배관 중에서 내관와 외관의 이중 구조를 채택하고 내관과 외관 사이에 질소 가스(N₂)를 충진한 이중 배관을 많이 사용되고 있다.

그러나, 이러한 이중 배관의 안정성을 검사할 수 있는 테스트 장치가 없어 설계상의 문제가 있고, 실제 LNG 연료 시스템을 구성하기도 어렵기 때문에 다양한 조건에서 성능 시험을 행하기 힘들다는 문제점이 있었다.

본 발명에 따른 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치는 실제 LNG 연료 공급 시스템과 유사한 조건으로 이중 배관의 성능을 실험할 수 있는 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치는 LNG 저장 탱크와, 상기 LNG 저장 탱크로부터 유입되는 LNG를 기화시키는 기화부와, 상기 기화부로부터 유입되는 LNG 가스를 이중 배관을 통해서 이동시키면서 상기 이중 배관의 성능을 평가하는 성능 평가부와, 상기 LNG 저장 탱크, 기화부 및 성능 평가부를 제어하는 제어부를 포함하는 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치에 있어서, 상기 성능 평가부는 상기 기화부와 연결되는 내관과 상기 내관을 감싸는 외관을 포함하는 이중 배관과, 상기 기화부로부터 유입되는 LNG 가스의 압력을 측정하는 압력 센서와, 상기 기화부로부터 유입되는 LNG 가스의 온도를 측정하는 온도 센서와, 상기 내관의 가스 유출 여부를 측정하는 가스 센서와, 상기 이중 배관으로부터 배출되는 LNG 가스의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하되, 상기 외관에는 LNG가스의 누설을 감지하기 위한 N₂가스주입구와 N₂가스배출구가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기화부는 상기 LNG 저장 탱크에 연결된 고압 펌프와, 고압 펌프를 통해서 유입되는 LNG를 기화시키는 전열식 기화기와, 기화된 LNG 가스를 저장하는 고압 버퍼 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치는 실제와 유사한 조건에서 다양한 압력과 온도 조건 하에서 이중 배관의 성능을 평가할 수 있으므로 이중 배관의 설계와 설치 과정에서 혼란을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치의 개념도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치의 성능 평가부를 도시하는 개념도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치의 이중 배관을 도시하는 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치의 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치는 LNG 저장 탱크(4)와, 상기 LNG 저장 탱크(4)로부터 유입되는 LNG를 기화시키는 기화부(2)와, 상기 기화부(1)로부터 유입되는 LNG 가스를 이중 배관을 통해서 이동시키면서 상기 이중 배관의 성능을 평가하는 성능 평가부(1)와, 상기 LNG 저장 탱크(4), 기화부(2) 및 성능 평가부(1)를 제어하는 제어부(3)를 포함한다.

본 발명은 LNG 연료 시스템의 연료공급 라인에 적용되는 초고압 이중배관의 성능시험을 평가하기 위한 장치이며, 이러한 초고압 이중 배관의 성능시험 장치에 있어서는 실제 LNG 연료 공급 시스템을 구성하기 어렵기 때문에 동일한 성능시험조건을 가질 수 있도록 축소하여 구성한 것이다.

먼저, LNG 저장 탱크(4)의 액화상태의 LNG를 기화부(2)를 통하여 상온의 초고압(300bar이상) 기체상태로 만든다.

상기 기화부(2)는 상기 LNG 저장 탱크(4)에 연결된 고압 펌프(5)와, 고압 펌프(5)를 통해서 유입되는 LNG를 기화시키는 전열식 기화기(6)와, 기화된 LNG 가스를 저장하는 고압 버퍼 탱크(7)를 포함한다.

여기서, 상기 고압 버퍼 탱크(7)는 전열식 기화기(6)를 통해서 기화된 LNG 가스를 일정한 압력유지하고 안정적 공급을 위한 것으로 성능 평가부(1)의 이중배관에 공급하게된다.

그리고, 성능 평가부(1)에서 온도센서(8,12), 압력센서(9), 가스센서(11)로부터에 실시간으로 이중 배관의 상태를 제어실(3)에서 모니터링하여 성능 평가를 실시한다.

이중 배관의 성능 평가 방법에 대해서 상세히 살펴보면, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치의 성능 평가부를 도시하는 개념도이다.

먼저, 성능 평가부는 성능시험 조건으로 초고압/초저온 이중배관이 LNG 저장탱크에서는 온도범위가 -196 내지 -158도씨, 사용압력 10bar이내이고, 다른 구역에서는 온도범위가 -145 내지 55도씨, 사용압력은 300bar이상이다.

도 2에 도시된 바와 같이 성능 평가부는 기화부와 연결되는 내관(15)과 상기 내관을 감싸는 외관(16)을 포함하는 이중 배관과, 기화부로부터 유입되는 LNG 가스의 압력을 측정하는 압력 센서(9)와, 기화부로부터 유입되는 LNG 가스의 온도를 측정하는 온도 센서(8)와, 상기 내관(15)의 가스 유출 여부를 측정하는 가스 센서(11)와, 상기 이중 배관으로부터 배출되는 LNG 가스의 온도를 측정하는 온도 센서(12)를 포함하되, 상기 외관(16)에는 LNG가스의 누설을 감지하기 위한 N₂가스주입구(17)와 는 N₂가스배출구(18)가 설치된다.

성능 평가를 위하여 이중배관을 조립 후 기화부로부터 유입되는 LNG 고압기체가스(450bar, 50도씨)를 고압 밸브(14)의 개폐를 통해 이중배관에 공급하게 되고, 이때, 압력센서(9)와 온도센서(8)를 이용하여 실험 조건에 부합되는 압력과 온도인지 실시간 모니터링을 진행한다.

이러한 압력과 온도 상태를 10분간 유지하며, 이중배관의 온도센서(12)를 이용하여 변화를 모니터링 하게 되며, 10분이 지난 후, 고압밸브(22)의 개폐를 통해 LNG 배출하게 된다.

이때, 이중 배관의 외관(16)과 내관(15) 사이에 가스주입구(17)를 통해 N₂ 가스를 충전하여 밀폐하고 좌우측 내관(15)의 연결부(19)에서 LNG 누설이 발생시에는 압력센서(20)에서 압력변화와 가스센서(11)를 이용하여 LNG를 감지하게 되고, 누설이 확인되는 경우에는 LNG 공급을 중단하고 가스배출구(18)을 통해서 누설된 가스를 배출하게 된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치의 이중 배관을 도시하는 단면도이다.

도 3에 도시된 이중 배관은 내관(15)의 일부 구간을 외관(16)이 감싸고 있고, 내관의 유입측에는 온도 센서와 압력 센서가 설치되는 체결부(9a, 8a)가 형성된다.

또한, 내관의 유출측에는 온도센서가 설치되는 체결부(12a)가 설치된다.

이러한 내관(15)은 플랜지(F1,F2,F3,F4)를 통해서 체결되고, 외관에는 가스 주입구와 가스 유출구(17,18)이 형성되고, 가스 센서와 압력 센서가 설치되는 체결부(21a, 20a)도 형성된다.

이상과 같이 본 발명은 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치를 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

1: 성능 평가부
2: 기화부
3: 제어부
4: LNG 저장 탱크
5: 고압 펌프
6: 기화기
7: 고압 버퍼 탱크
8: 온도 센서
9: 압력 센서
11: 가스 센서
12: 온도 센서
14: 밸브
15: 내관
16: 외관
17: N₂ 가스주입구
18: N₂ 가스배출구
14, 22: 고압 밸브

Claims

LNG 저장 탱크와, 상기 LNG 저장 탱크로부터 유입되는 LNG를 기화시키는 기화부와, 상기 기화부로부터 유입되는 LNG 가스를 이중 배관을 통해서 이동시키면서 상기 이중 배관의 성능을 평가하는 성능 평가부와, 상기 LNG 저장 탱크, 기화부 및 성능 평가부를 제어하는 제어부를 포함하는 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치에 있어서,
상기 성능 평가부는,
상기 기화부와 연결되는 내관과 상기 내관을 감싸는 외관을 포함하는 이중 배관과,
상기 기화부로부터 유입되는 LNG 가스의 압력을 측정하는 압력 센서와
상기 기화부로부터 유입되는 LNG 가스의 온도를 측정하는 온도 센서와
상기 내관의 가스 유출 여부를 측정하는 가스 센서와,
상기 이중 배관으로부터 배출되는 LNG 가스의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하되,
상기 외관에는 LNG가스의 누설을 감지하기 위한 N₂가스주입구와 N₂가스배출구가 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 기화부는,
상기 LNG 저장 탱크에 연결된 고압 펌프와, 고압 펌프를 통해서 유입되는 LNG를 기화시키는 전열식 기화기와, 기화된 LNG 가스를 저장하는 고압 버퍼 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG용 이중 배관의 성능평가 장치.