KR101744426B1 - 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법 - Google Patents

초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 석탄가스화 복합발전설비를 구성하는 산소플랜트의 대용량 기자재인 증류탑과 연결배관을 효율적이며 안전하게 조립할 수 있는 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법에 관한 것이다.
일례로, 증류탑의 길이방향이 지표면과 평행하도록 지상에 눕혀놓고, 상기 증류탑에 연결배관을 조립하는 배관 지상 조립 단계; 복수개의 단으로 이루어진 외함의 각 단을 지상에서 조립하는 외함 지상 조립 단계; 상기 외함의 일부 단을 상기 증류탑이 설치된 장소에 설치하여 제1차 외함을 형성하는 제1차 외함 설치 단계; 상기 제1차 외함의 내부에 상기 연결배관이 조립된 증류탑을 설치하는 증류탑 설치 단계; 및 상기 제1차 외함의 상부에 외함의 일부 단을 더 설치하여 제2차 외함을 형성하는 제2차 외함 설치 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법을 개시한다.

Description

초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법{Installation method of massive air-separation distillation column with piping}
본 발명은 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법에 관한 것이다.
초대형 공기분리 증류탑은 석탄가스화 복합발전설비를 구성하는 산소플랜트의 대용량 기자재 중 하나이다. 또한, 상기 초대형 공기분리 증류탑은 산소플랜트의 핵심설비이며, 초저온에서 기체를 액화하여 이것을 각 성분으로 증류 분리한다. 이러한 증류탑의 초저온 유지를 위해 증류탑은 보냉재에 의해 보온되며, 보냉재의 밀봉과 지지를 위해 별도의 외함이 설치된다.
이러한 증류탑의 설치 방법을 살펴보면, 먼저 증류탑을 설치하고 상기 증류탑에 연결되는 배관을 설치한다. 그리고 나서, 상기 증류탑을 감싸는 외함을 설치한다. 그러나, 증류탑의 높이가 상대적으로 높기 때문에 배관자재를 상부까지 옮기기가 어렵고 옮기는 도중 배관자재의 충돌이나 낙하의 위험이 존재한다.
본 발명은 석탄가스화 복합발전설비를 구성하는 산소플랜트의 대용량 기자재인 증류탑과 연결배관을 효율적이며 안전하게 조립할 수 있는 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법은 증류탑의 길이방향이 지표면과 평행하도록 지상에 눕혀놓고, 상기 증류탑에 연결배관을 조립하는 배관 지상 조립 단계; 복수개의 단으로 이루어진 외함의 각 단을 지상에서 조립하는 외함 지상 조립 단계; 상기 외함의 일부 단을 상기 증류탑이 설치된 장소에 설치하여 제1차 외함을 형성하는 제1차 외함 설치 단계; 상기 제1차 외함의 내부에 상기 연결배관이 조립된 증류탑을 설치하는 증류탑 설치 단계; 및 상기 제1차 외함의 상부에 외함의 일부 단을 더 설치하여 제2차 외함을 형성하는 제2차 외함 설치 단계;를 포함한다.
상기 외함은 제1단, 제2단, 제3단 및 제4단을 포함하고, 상기 제1창 외함 설치 단계에서는 상기 제1단 및 제2단을 설치하여 상기 제1차 외함을 형성할 수 있다.
상기 제2차 외함 설치 단계에서는 상기 제1차 외함의 상부에 상기 제3단을 설치하여 상기 제2차 외함을 형성할 수 있다.
상기 제2차 외함 설치 단계 후에는 상기 제2차 외함의 내부에 비계를 설치하는 비계 설치 단계를 더 포함하고, 상기 비계는 상기 증류탑과 상기 제2차 외함 사이에 형성되며, 상기 제2차 외함에 의해 지지될 수 있다.
상기 비계 설치 단계 후에는 상기 증류탑에 설치된 연결배관의 마감작업을 하는 배관 마감작업 단계; 상기 제2차 외함의 상부에 상기 제4단을 더 형성하는 제3차 외함 설치 단계; 및 상기 비계를 해체하는 비계 해체 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 증류탑은 제1증류탑 및 제2증류탑을 포함하고, 상기 제1증류탑은 고압/저압 증류탑(HP/LP Column)이고, 상기 제2증류탑은 중간압 증류탑(MP Column)일 수 있다.
상기 증류탑 설치 단계에서는 상기 제1증류탑을 설치하고 나서 상기 제2증류탑을 설치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법은 지상에서 증류탑을 수평방향으로 눕혀놓은 상태에서 연결배관의 대부분을 설치하므로, 고소작업물량을 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명은 효율성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법은 지상에서 증류탑에 연결배관을 미리 설치하고 이를 외함에 설치함으로써, 배관자재의 충돌 및 낙하의 위험을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2h본 발명의 일 실시예에 따른 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법을 도시한 순서도이다. 도 2a 내지 도 2h본 발명의 일 실시예에 따른 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법은 배관 지상 조립 단계(S1), 외함 지상 조립 단계(S2), 제1차 외함 설치 단계(S3), 증류탑 설치 단계(S4), 제2차 외함 설치 단계(S5), 비계 설치 단계(S6), 배관 마감작업 단계(S7), 제3차 외함 설치 단계(S8) 및 비계 해체 단계(S9)를 포함한다. 이하에서는 도 1의 각 단계들을 도 2a 내지 도 2h를 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법을 설명하기에 앞서, 초대형 공기분리 증류탑은 석탄가스화 복합발전설비를 구성하는 산소플랜트의 대용량 기자재 중 하나이다. 또한, 상기 초대형 공기분리 증류탑은 산소플랜트의 핵심설비이며, 초저온에서 기체를 액화하여 이것을 각 성분으로 증류 분리한다. 따라서, 상기 공기분리 증류탑은 초저온 증류탑으로 불리기도 한다. 본 발명에서는 공기분리 증류탑 또는 초저온 증류탑을 증류탑이라고 부르기로 한다. 상기 증류탑의 초저온 유지를 위해 증류탑은 보냉재에 의해 보온되며, 보냉재의 밀봉과 지지를 위해 별도의 외함이 설치된다. 본 발명에서는 이러한 증류탑을 설치하는 방법에 대해서 보다 자세히 설명하기로 한다.
상기 배관 지상 조립 단계(S1)는 증류탑(110)에 연결되는 연결배관(120)을 지상에서 조립하는 단계이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 배관 지상 조립 단계(S1)에서는 상기 증류탑(110)을 지상과 수평하게 눕혀놓고, 상기 증류탑(110)에 연결되는 연결배관(120)을 지상에서 선 조립(Horizontal Dress-up)한다. 즉, 상기 배관 지상 조립 단계(S1)에서는 상기 증류탑(110)의 길이방향이 지표면과 평행하도록 눕혀놓고 연결배관(120)을 설치한다. 상기 증류탑(110)은 제1증류탑(111) 및 제2증류탑(112)을 포함한다. 상기 제1증류탑(111)은 고압/저압 증류탑(HP/LP Column)이고, 제2증류탑(112)은 중간압 증류탑(MP Column)일 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 이러한 증류탑(110)은 모두 대용량의 육중한 기기이다. 예를 들어, 상기 제1증류탑(111)은 크기가 49.8m(H)x4.2m(OD)이고 무게가 약 120톤이며, 상기 제2증류탑(112)은 크기가 49.1m(H)x3.0m(OD)이고 무게가 약 90톤으로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 연결배관(120)은 상기 제1증류탑(111) 및 제2증류탑(112) 모두에 설치된다. 한편, 상기 연결배관(120)의 대부분은 제1증류탑(111)에 설치될 수 있다.
일반적으로, 증류탑을 기조 구조물에 고정시키고 (즉, 증류탑을 수직방향으로 세우고) 연결배관을 설치하는데, 이 경우 증류탑의 높이가 높기 때문에 연결배관을 상부로 옮기기 어렵고, 옮기는 도중 연결배관의 충돌이나 낙하의 위험이 존재하였다. 그러나, 본 발명은 증류탑(110)을 수평방향으로 눕힌 상태로 지상에서 연결배관(120)을 선 조립함으로써, 연결배관(120)의 충돌이나 낙하의 위험을 줄일 수 있다.
상기 외함 지상 조립 단계(S2)는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 증류탑(110)을 수용하는 외함(130)을 각 단별로 지상에서 조립하는 단계이다. 상기 증류탑(110)의 높이가 높으므로, 증류탑(110)을 수용하는 외함(130)은 복수개의 단으로 나눠서 이를 조립하는 것이 효율적이다. 따라서, 상기 외함 지상 조립 단계(S2)에서는 상기 외함(130)을 이루는 각각의 단을 미리 지상에서 선 조립한다. 예를 들어, 상기 외함(130)은 총 4단으로 이루어질 수 있으며, 밑에서부터 제1단(131), 제2단(132), 제3단(133) 및 제4단(134)이라고 정의할 수 있다. 이와 같이, 외함(130)을 이루를 각 단을 미리 조립해두면, 추후에는 각 단을 쌓기만 하면 되므로 비교적 간단하고 효율적으로 외함을 조립할 수 있다.
상기 제1차 외함 설치 단계(S3)는 상기 외함(130)의 일부 단을 설치하는 단계이다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 제1차 외함 설치 단계(S3)에서는 증류탑(110)이 설치될 장소에 상기 외함 지상 조립 단계(S2)에서 조립된 제1단(131)과 제2단(132)을 차례로 설치한다. 이에 따라, 제1단(131)과 제2단(132)으로 이루어진 외함(130')이 완성되며, 이를 제1차 외함(130')이라고 정의한다.
상기 증류탑 설치 단계(S4)는 상기 제1차 외함(130')의 내부에 증류탑(110)을 설치하는 단계이다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 증류탑 설치 단계(S4)에서는 상기 배관 지상 조립 단계(S1)에서 미리 연결배관(120)이 조립된 증류탑(110)을 크레인(10) 등과 같은 기계를 사용하여 제1차 외함(130')의 내부에 설치한다. 즉, 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 증류탑 설치 단계(S4)에서는 제1증류탑(111)과 제2증류탑(112)이 모두 상기 제1차 외함(130')의 내부에 설치된다. 이때, 지상에서 수평방향으로 눕혀져 있던 증류탑(110)은 수직방향으로 세워진 채로 제1차 외함(130')에 설치된다. 또한, 상기 증류탑(110)은 제1증류탑(111)이 먼저 설치되고 난 후에 제2증류탑(112)이 설치될 수 있다. 더불어, 상기 제1차 외함(130')은 2단으로 이루어져 있으므로, 상기 증류탑(110)을 상기 제1차 외함(130')에 설치하기가 용이하다. 만약, 외함을 미리 4단까지 다 설치하고 증류탑을 설치하려면 외함의 높이와 증류탑의 높이를 합한 것보다 더 큰 크레인이 필요하다 그러나, 본 발명에서는 외함의 일부만 조립하고 그 안에 증류탑(110)을 설치하므로, 대용량의 크레인이 불필요하며 단일 크레인을 전 공종에 활용할 수 있다.
상기 제2차 외함 설치 단계(S5)는 상기 제1차 외함(130')에 일부 단을 더 설치하는 단계이다. 도 2f에 도시된 바와 같이, 상기 제2차 외함 설치 단계(S5)에서는 상기 제1차 외함(130')의 상부에 제3단(133)을 더 설치한다. 이에 따라, 제1단(131), 제2단(132) 및 제3단(133)으로 이루어진 외함(130'')이 완성되며, 이를 제2차 외함(130'')이라고 정의한다. 이때, 상기 증류탑(110)은 제2차 외함(130'')의 상부로 돌출되어 있다.
상기 비계 설치 단계(S6)는, 도 2g에 도시된 바와 같이, 상기 제2차 외함(130'')의 내부에 비계(140)를 설치하는 단계이다. 여기서, 비계(140)는 건축공사 때 높은 곳에서 일할 수 있도록 설치하는 임시가설물로, 재료운반이나 작업원의 통로 및 작업을 위한 발판이 된다. 상기 비계(140)는 뼈대(141)와 발판(142)을 포함하며, 증류탑(110)과 제2차 외함(130'') 사이에 설치된다. 또한, 상기 비계(140)는 주로 파이프로 이루어진 강관비계를 사용하나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 상기 비계(140)는 제2차 외함(130'')에 의해 강하게 지지되므로, 안전사고의 위험이 줄어들게 된다.
상기 배관 마감작업 단계(S7)는 상기 증류탑(110)에 설치된 연결배관(120)의 마감작업을 하는 단계이다. 상기 배관 마감작업 단계(S7)에서는 상기 배관 지상 조립 단계(S1)에서 이미 많은 부분의 배관 작업이 이루어져 있으므로, 최소한의 배관 작업만 하면 된다. 또한, 상기 배관 마감작업 단계(S7)는 상기 증류탑(110)이 수직방향으로 세워진 상태에서 이루어지므로, Vertical Dress-up이라고 불리기도 한다.
상기 제3차 외함 설치 단계(S8)는 상기 제2차 외함(130'')에 일부 단을 더 설치하여, 상기 제2차 외함(130'')의 상부를 덮는 단계이다. 도 2h에 도시된 바와 같이, 상기 제3차 외함 설치 단계(S8)에서는 상기 제2차 외함(130'')의 상부에 제4단(134)을 더 설치한다. 상기 제4단(134)은 상기 외함(130)의 최상단에 위치하므로, 루프(roof)라도 불리기도 한다. 이에 따라, 제1단(131), 제2단(132), 제3단(133) 및 제4단(134)으로 이루어진 최종적인 외함(130)이 완성되며, 이를 제3차 외함 또는 최종 외함이라고 정의한다.
상기 비계 해체 단계(S9)는 외함(130)의 내부에 설치된 비계(140)를 해체하는 단계이다. 상기 비계(140)를 해체함으로써, 증류탑(110)의 설치가 완료된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법은 지상에서 증류탑을 수평방향으로 눕혀놓은 상태에서 연결배관의 대부분을 설치하므로, 고소작업물량을 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명은 효율성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법은 지상에서 증류탑에 연결배관을 미리 설치하고 이를 외함에 설치함으로써, 배관자재의 충돌 및 낙하의 위험을 줄일 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
110: 증류탑 120: 연결배관
130: 외함 140: 비계

Claims (7)

  1. 증류탑의 길이방향이 지표면과 평행하도록 지상에 눕혀놓고, 상기 증류탑에 연결배관을 조립하는 배관 지상 조립 단계;
    복수개의 단으로 이루어진 외함의 각 단을 지상에서 조립하는 외함 지상 조립 단계;
    상기 외함의 일부 단을 상기 증류탑이 설치된 장소에 설치하여 제1차 외함을 형성하는 제1차 외함 설치 단계;
    상기 제1차 외함의 내부에 상기 연결배관이 조립된 증류탑을 설치하는 증류탑 설치 단계; 및
    상기 제1차 외함의 상부에 외함의 일부 단을 더 설치하여 제2차 외함을 형성하는 제2차 외함 설치 단계;를 포함하고,
    상기 배관 지상 조립 단계에서 상기 증류탑과 연결배관은 선 조립되어 완성된 상태인 것을 특징으로 하는 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외함은 제1단, 제2단, 제3단 및 제4단을 포함하고,
    상기 제1차 외함 설치 단계에서는 상기 제1단 및 제2단을 설치하여 상기 제1차 외함을 형성하는 것을 특징으로 하는 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2차 외함 설치 단계에서는 상기 제1차 외함의 상부에 상기 제3단을 설치하여 상기 제2차 외함을 형성하는 것을 특징으로 하는 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2차 외함 설치 단계 후에는 상기 제2차 외함의 내부에 비계를 설치하는 비계 설치 단계를 더 포함하고,
    상기 비계는 상기 증류탑과 상기 제2차 외함 사이에 형성되며, 상기 제2차 외함에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 비계 설치 단계 후에는
    상기 증류탑에 설치된 연결배관의 마감작업을 하는 배관 마감작업 단계;
    상기 제2차 외함의 상부에 상기 제4단을 더 형성하는 제3차 외함 설치 단계; 및
    상기 비계를 해체하는 비계 해체 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 증류탑은 제1증류탑 및 제2증류탑을 포함하고,
    상기 제1증류탑은 고압/저압 증류탑(HP/LP Column)이고, 상기 제2증류탑은 중간압 증류탑(MP Column)인 것을 특징으로 하는 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 증류탑 설치 단계에서는 상기 제1증류탑을 설치하고 나서 상기 제2증류탑을 설치하는 것을 특징으로 하는 초대형 공기분리 증류탑과 연결배관의 조립 방법.
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JP2012110825A (ja) 2010-11-24 2012-06-14 Matsui Machine Ltd 蒸留塔及びその組立方法

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JP2012110825A (ja) 2010-11-24 2012-06-14 Matsui Machine Ltd 蒸留塔及びその組立方法

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