KR101551789B1 - 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 독립형 저장탱크로부터 액화가스가 누출될 경우에 헬륨 가스를 활용하여 신속하게 정확한 누출위치를 확인할 수 있도록 하는 누출위치 확인방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 액화가스를 저장하기 위해 설치되는 독립형 저장탱크의 파손여부 및 파손위치를 확인하기 위한 누출위치 확인장치로서, 상기 독립형 저장탱크의 탱크 몸체와 상기 탱크 몸체의 외부에 부착되는 단열 패널과의 사이에 형성되는 간극 내에 검사용 가스를 주입하기 위한 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치 및 이 확인장치를 사용한 확인방법이 제공된다.

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Description

독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치{APPARATUS FOR DETERMINING LEAKAGE LOCATION IN AN INDEPENDENCE TYPE STORAGE TANK}

본 발명은 LNG나 LPG 등을 저장하기 위해 설치되는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 독립형 저장탱크로부터 액화가스가 누출될 경우에 헬륨 가스를 활용하여 신속하게 정확한 누출위치를 확인할 수 있도록 하는 누출위치 확인방법 및 장치에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 액화천연가스(LNG) 또는 액화석유가스(LPG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라고 함)를 포함한 다.

최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.

LNG FPSO는, 채굴된 천연가스를 해상에서 정제한 후 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급함으로써 육상의 저장 및 생산설비를 생략할 수 있게 하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV 등의 선박이나, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.

이 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있으며, 통상 멤브레인형 저장탱크는 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지고, 독립형 저장탱크는 MOSS형과 SPB형으로 나눠진다. MOSS형의 독립형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제 10-15063 호 등에 기재되어 있고, SPB형의 독립형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제 10-305513 호 등에 기재되어 있다.

일반적으로 독립형 저장탱크는 알루미늄 합금으로 제조된 탱크 몸체에 폴리우레탄과 같은 비교적 단단한 단열 패널을 부착시켜 만들어지며, 선체의 내부 바닥에 배열되는 복수의 탱크 지지체 상에 놓여진다.

종래, 액체화물, 즉 액화가스의 누설여부는 가스 검출기를 이용하여 확인하고 있다. 도 1에는 종래 기술에 따른 독립형 저장탱크의 일부 구조가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 독립형 탱크의 탱크 몸체(11) 외부에는 단열 패널(12)이 부착되는데, 탱크 몸체(11)와 단열 패널(12) 사이는 완전히 밀착되지 않고 간극(13)이 형성되도록 서로 이격되어 있다. 이 간극(13)은 액화가스의 누출시 누출액을 드립 트레이(도시 생략)까지 이송하기 위한 통로로서 활용될 수 있다.

또한, 단열 패널(12)들의 사이에는 밀봉 테이프(14)가 부착되어 누출액이 단열 패널(12)을 통과하여 선체 내벽(16)까지 흘러내려가는 것을 방지한다. 밀봉 테이프(14)는 이중으로 부착되며, 이들 밀봉 테이프(14)들 사이에는 단열재(15)가 설치될 수 있다.

드립 트레이에 수집된 누출액은 증발하고, 증발된 가스는 주변의 가스 검출기에 의해 검출됨으로써 액화가스의 누출이 확인될 수 있다.

그런데, 종래에는 가스 검출기를 통해 액화가스의 누출을 확인한 후, 저장탱크의 보수를 위해서 정확한 누출위치를 확인하는 작업을 육안에 의해 수행하였기 때문에, 미세한 누출위치를 확인하기 어렵다는 문제가 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 독립형 저장탱크로부터 액화가스가 누출될 경우에 탱크 몸체와 단열 패널 사이의 간극에 소정 압력 및 농도의 검사용 가스를 주입하고 탱크 몸체의 내부에서 이 검사용 가스를 검출해 냄으로써, 신속하게 정확한 누출위치를 확인할 수 있도록 하는 누출위치 확인방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 액화가스를 저장하기 위해 설치되는 독립형 저장탱크의 파손여부 및 파손위치를 확인하기 위한 누출위치 확인장치로서, 상기 독립형 저장탱크의 탱크 몸체와 상기 탱크 몸체의 외부에 부착되는 단열 패널과의 사이에 형성되는 간극 내에 검사용 가스를 주입하기 위한 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치가 제공된다.

상기 파이프는, 일단이 상기 탱크 몸체와 상기 단열 패널 사이의 간극 내에 위치되고, 타단이 상기 탱크 몸체가 설치되는 선체 내벽과 상기 단열 패널 사이의 공간 내에 위치될 수 있도록, 상기 단열 패널을 관통하여 설치되는 것이 바람직하다.

상기 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치는, 상기 탱크 몸체의 내부에서 작업자에 의해 상기 검사용 가스를 검출하기 위하여 사용되는 가스 검출기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 파이프는, 상기 검사용 가스를 상기 간극에 주입하기 위한 하나 이상의 주입용 파이프와, 상기 간극에 주입된 검사용 가스를 배출시키기 위한 하나 이상의 배출용 파이프를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 검사용 가스의 자유로운 유동을 위해 상기 파이프의 상단에는 하나 이상의 개구가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 파이프는 사용하지 않을 때에는 마개에 의해 폐쇄되어 있는 것이 바람직하다.

상기 검사용 가스는 헬륨 가스인 것이 바람직하다.

상기 간극에 주입되는 헬륨 가스의 압력은 4 내지 6 mbar 인 것이 바람직하다.

상기 간극에 주입되는 헬륨 가스의 농도는 30 내지 40% 인 것이 바람직하다.

상기 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치는, 누출여부 확인 및 누출위치 확인시 상기 간극 내부의 압력이 설정압력 이상으로 증가할 경우 개방되는 안전 밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화가스를 저장하기 위해 설치되는 독립형 저장탱크의 파손여부 및 파손위치를 확인하기 위한 누출위치 확인방법으로서, 작업자의 출입이 가능하도록 확인할 저장탱크 내부에 수용된 액화가스를 배출시키는 단계; 상기 저장탱크의 탱크 몸체와 상기 탱크 몸체에 부착되는 단열 패널 사이의 간극에 검사용 가스를 주입하는 단계; 그리고 상기 탱크 몸체 내부에서 가스 검출기를 사용하여 상기 검사용 가스의 검출여부 및 검출농도를 측정하는 단 계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인방법이 제공된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 독립형 저장탱크로부터 액화가스가 누출될 경우에 탱크 몸체와 단열 패널 사이의 간극에 소정 압력 및 농도의 검사용 가스를 주입하고 탱크 몸체의 내부에서 이 검사용 가스를 검출해 냄으로써, 누출여부를 확인할 수 있음은 물론, 신속하고 정확하게 누출위치까지 확인할 수 있도록 하는 누출위치 확인방법 및 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 누출위치 확인방법 및 장치에 의하면, 누출위치를 확인하기 위하여 소요되는 시간이 단축될 수 있어, 선박 보수작업에 소요되는 시간 및 비용 등이 절감될 수 있다.

또한, 탱크 몸체와 단열 패널 사이의 좁은 간극 내에 검사용 가스를 충전하기 때문에 검사용 가스의 사용량이 적어, 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 누출위치 확인방법 및 장치를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 누출위치 확인장치가 설치된 독립형 저장탱크의 주요부 단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 누출위치 확인장치에 포함된 파이프의 일부 사시도가 도시되어 있다. 그리고 도 4에는 본 발 명의 바람직한 실시형태에 따른 누출위치 확인장치가 설치된 독립형 저장탱크 일부 단면도가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 누출위치 확인장치가 설치되는 독립형 저장탱크는, 알루미늄 합금 등으로 제조된 탱크 몸체(11)에 폴리우레탄과 같은 비교적 단단한 단열 패널(12)을 부착시켜 만들어진다.

독립형 탱크의 탱크 몸체(11) 외부에는 단열 패널(12)이 부착되는데, 탱크 몸체(11)와 단열 패널(12) 사이는 완전히 밀착되지 않고 간극(13)이 형성되도록 서로 이격되어 있다. 이 간극(13)은 액화가스의 누출시 누출액을 드립 트레이(도시 생략)까지 이송하기 위한 통로로서 활용될 수 있다.

또한, 단열 패널(12)들의 사이에는 밀봉 테이프(14)가 부착되어 누출액이 단열 패널(12)을 통과하여 선체 내벽(16)까지 흘러내려가는 것을 방지한다. 밀봉 테이프(14)는 이중으로 부착되며, 이들 밀봉 테이프(14)들 사이에는 단열재(15)가 설치될 수 있다.

한편, 도 2에는 도시되어 있지 않지만, 탱크 몸체(11)와 선체 내벽(16) 사이에는, 선체 내벽(16)에 고정 설치되어 탱크 몸체(11)를 떠받치는 지지대로서의 탱크 지지체가 개재될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치는, 탱크 몸체(11)와 단열 패널(12) 사이의 간극(13)과 단열 패널(12)과 선체 내벽(16) 사이의 공간을 서로 연결하도록 설치되는 연통수단으로서의 파이프를 포함한다.

이 파이프로서는 검사용 가스를 간극(13)에 주입하기 위한 주입용 파이프(20a) 및 간극(13)에 주입된 검사용 가스를 배출시키기 위한 배출용 파이프(20b)가 각각 하나 이상씩 사용되고 있다.

각 파이프(20a, 20b)는 단열 패널(12)을 관통하여 설치되어, 상단은 탱크 몸체(11)의 하부표면과 단열 패널(12)의 상부표면 사이, 즉 간극(13) 내에 위치되고 하단은 단열 패널(12)과 선체 내벽(16) 사이의 공간 내에 위치된다. 각 파이프(20a, 20b)의 상단은 탱크 몸체(11)의 하부표면에 밀착되어도 좋으며, 이때 각 파이프(20a, 20b)의 상단은 탱크 몸체(11)의 하부표면에 용접 등에 의해 고정될 수 있다.

각 파이프(20a, 20b)의 상단이 탱크 몸체(11)에 고정되지 않는 경우에도, 파이프(20a, 20b)는 단열 패널(12)을 관통하고 있기 때문에, 이 단열 패널(12)에 의해 파이프(20a, 20b)가 고정될 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 검사용 가스가 용이하게 간극(13) 또는 배출용 파이프(20b)의 내부로 흘러들어갈 수 있도록 각 파이프(20a, 20b)의 상단에는 하나 이상의 개구(21)가 형성되는 것이 바람직하다. 도 3에는 일정한 간격을 두고 4개의 개구(21)가 파이프(20a, 20b)의 상단에 형성된 것으로 도시되어 있지만, 개구(21)의 개수, 형상 및 위치 등은 변경될 수 있음은 물론이다.

파이프(20a, 20b)의 상단에 형성되는 각각의 개구(21)의 길이는, 설치시 이 개구(21)의 하단이 단열 패널(12)의 상부표면보다 아래쪽에 위치할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

하나 이상의 주입용 파이프(20a)와 하나 이상의 배출용 파이프(20b)는 서로 멀리 이격될 수 있도록 설치된다. 이들 파이프들(20a, 20b)은 사용되지 않을 때에는 도시하지 않은 마개에 의해 폐쇄되어 있는 것이 바람직하며, 이 마개로서는 단열재가 사용될 수 있다.

즉, 평상시 파이프(20a, 20b)를 통하여 탱크 몸체(11)로부터 단열 패널(12)의 외부에 냉기가 전달되거나 단열 패널(12)의 외부로부터 탱크 몸체(11)에 열기가 전달되는 것을 방지할 수 있도록, 필요시에만 제거할 수 있는 마개에 의해 각 파이프(20a, 20b)를 폐쇄시켜 두는 것이 바람직하다.

누출여부 확인 및 누출위치 확인을 위해서 간극(13)에 주입되는 검사용 가스는 헬륨(He) 가스가 사용될 수 있다.

단열 패널(12)의 표면에 부착된 밀봉 테이프가 파손되는 것을 방지하기 위해 간극(13)에 주입되는 헬륨 가스의 압력은 대략 4 내지 6 mbar 정도로 최소화되는 것이 바람직하며, 대략 5 mbar 정도인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 누출여부 확인 및 누출위치 확인시에는 설정압력 이상으로 헬륨 가스의 압력이 증가할 경우 개방되는 안전 밸브(25)가 설치되는 것이 바람직하다.

헬륨 가스의 농도는 대략 30 내지 40% 정도인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 간극(13)에 일정압력 및 농도의 헬륨 가스를 충전시킨 후, 작업자가 탱크 몸체(11)의 내부에서 헬륨 가스 검출기를 사용하여 헬륨 가스의 농도를 측정함으로써 정확한 누출위치를 확인할 수 있다.

이와 같이 누출여부 및 누출위치 확인, 즉 탱크 몸체(11)의 손상여부 및 손 상위치를 확인하기 전에 독립형 저장탱크에 수용된 액화가스는 모두 하역되는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명에 따른 누출위치 확인방법에 따르면, 누출여부를 검사할 필요가 있거나 보수를 위해 누출위치를 확인할 필요가 있을 때, 우선 해당 저장탱크를 비워 작업자의 출입이 가능한 상태로 하고, 그 다음 탱크 몸체(11)와 단열 패널(12) 사이의 간극(13)에 소정압력 및 농도의 검사용 가스, 예컨대 헬륨 가스를 주입한다.

간극(13)에 대한 검사용 가스 주입이 완료되면 작업자는 탱크 몸체(11)의 내부에서 가스 검출기를 사용하여 검사용 가스의 검출여부 및 검출농도를 측정함으로써 탱크 몸체(11)의 파손여부 및 파손위치를 확인한다.

본 발명의 누출위치 확인장치 및 방법은 독립형 저장탱크가 설치되어 있는 어떠한 설비 또는 장치에 모두 적용할 수 있으며, 특히 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는, 액화천연가스(LNG)나 액화석유가스(LPG) 등을 운반하는 액화가스 운반선이나 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상 플랜트 등의 부유식 해상 구조물 중 어디라도 적용될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른, 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치 및 방법을, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에 서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 도 1에는 종래 기술에 따른 독립형 저장탱크의 일부 구조를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 누출위치 확인장치가 설치된 독립형 저장탱크의 주요부 단면도,

도 3은 도 2의 누출위치 확인장치에 포함된 파이프의 일부 사시도, 그리고

도 4는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 누출위치 확인장치가 설치된 독립형 저장탱크 일부 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 탱크 몸체 12 : 단열 패널

13 : 간극 14 : 밀봉 테이프

15 : 단열재 16 : 선체 내벽

20a : 주입용 파이프 20b : 배출용 파이프

21 : 개구

Claims (11)

1. 액화가스를 저장하기 위해 설치되는 독립형 저장탱크의 파손여부 및 파손위치를 확인하기 위한 누출위치 확인장치로서,

   상기 독립형 저장탱크의 탱크 몸체와 상기 탱크 몸체의 외부에 부착되는 단열 패널과의 사이에 형성되는 간극 내에 검사용 가스를 주입하기 위한 파이프를 포함하며,

   상기 파이프는, 일단이 상기 탱크 몸체와 상기 단열 패널 사이의 간극 내에 위치되고, 타단이 상기 탱크 몸체가 설치되는 선체 내벽과 상기 단열 패널 사이의 공간 내에 위치될 수 있도록, 상기 단열 패널을 관통하여 설치되며,

   상기 파이프의 일단은 상기 탱크 몸체에 용접에 의해 고정되며,

   상기 검사용 가스의 자유로운 유동을 위해 상기 파이프의 일단에는 하나 이상의 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 탱크 몸체의 내부에서 작업자에 의해 상기 검사용 가스를 검출하기 위하여 사용되는 가스 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 파이프는, 상기 검사용 가스를 상기 간극에 주입하기 위한 하나 이상의 주입용 파이프와, 상기 간극에 주입된 검사용 가스를 배출시키기 위한 하나 이상의 배출용 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 파이프는 사용하지 않을 때에는 마개에 의해 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 검사용 가스는 헬륨 가스인 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 간극에 주입되는 헬륨 가스의 압력은 4 내지 6 mbar 인 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치.
9. 청구항 7에 있어서,

   상기 간극에 주입되는 헬륨 가스의 농도는 30 내지 40% 인 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치.
10. 청구항 1에 있어서,

    누출여부 확인 및 누출위치 확인시 상기 간극 내부의 압력이 설정압력 이상으로 증가할 경우 개방되는 안전 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치.
11. 삭제

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