KR101873544B1 - 극저온 누출액 제거 장치 - Google Patents

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Abstract

극저온 누출액 제거 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 누출액 제거 장치는, 극저온 누출액을 수집하는 다이크, 다이크 상에 구비되어 극저온 누출액과의 접촉에 따른 변위를 통해 극저온 누출액의 누출 여부를 감지하는 감지부, 다이크 상에 기화제를 공급하여 극저온 누출액의 기화를 촉진하는 기화부, 감지부에서 제공하는 정보에 따라 기화부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

극저온 누출액 제거 장치{CRYOGENIC LIQUID REMOVAL DEVICE}
본 발명은 극저온 누출액 제거 장치에 관한 것이다.
천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃이하)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
액화천연가스 운반선에는 천연가스를 냉각하여 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(저장탱크라고도 함) 및 이를 이송할 수 있는 이송배관이 구비된다. 액화천연가스의 끓는점은 대기압에서 약 -162℃ 정도이므로, 액화천연가스의 화물창이나 이송배관은 액화천연가스를 안전하게 보관하고 이송하기 위해 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등과 같은 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작되며, 열응력 및 열수축에 강인하고, 열침입을 막을 수 있는 구조로 설계된다.
이러한 화물창이나 이송배관의 몸체가 손상되어 액화가스의 누출이 발생하면, 누출된 저온의 액화가스가 주변의 구조물과 접촉하면서 선체에 손상을 줄 수 있다. 이를 방지하기 위해 화물창이나 이송배관의 하부에는 액화가스의 누출시 누출액을 수집하기 위한 수집용기가 설치된다.
관련한 기술로는 한국 공개특허공보 제10-2015-0076639호(2015.07.07, 열선을 사용한 독립형 저장탱크의 누출액 저장설비)가 있다.
본 발명의 실시예들은, 액화천연가스와 같은 극저온의 액화물이 누출될 경우 이러한 누출사고로 인한 피해를 최소화시킬 수 있는 극저온 누출액 제거 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 극저온 누출액을 수집하는 다이크(dike); 다이크 상에 구비되어 극저온 누출액과의 접촉에 따른 변위를 통해 극저온 누출액의 누출 여부를 감지하는 감지부; 다이크 상에 기화제를 공급하여 극저온 누출액의 기화를 촉진하는 기화부; 및 감지부에서 제공하는 정보에 따라 기화부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 극저온 누출액 제거 장치가 제공된다.
감지부는, 극저온 누출액과의 접촉시 형태가 변형되는 성질을 갖는 멤브레인과, 멤브레인에서의 변위를 감지하는 변위센서를 포함할 수 있다.
기화부는, 외부로부터 기화제를 공급받는 튜브관과, 튜브관에 구비되어 기화제를 다이크 상에 공급하는 노즐공을 포함할 수 있다.
기화제는 물 또는 스팀을 포함하며, 튜브관은 해양구조물에 기설치된 워터라인 또는 스팀라인에 연결되어 물 또는 스팀을 공급받을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 누출액과 접촉시 변위가 발생하는 부재를 이용하여 액화천연가스와 같은 극저온 액화물의 누출 여부를 조기에 확인할 수 있으며, 이와 동시에 해양에서 확보가 용이한 물이나 스팀을 활용하여 누출액의 기화를 촉진함으로써 극저온 액화물 누출사고로 인한 피해를 최소화시킬 수 있는 극저온 누출액 제거 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 누출액 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 누출액 제거 장치가 작동하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 누출액 제거 장치를 절단하여 도시한 단면도이다.
도 4는 극저온 액화물의 누출로 인해 감지부의 멤브레인이 파괴되고 기화부가 작용하여 누출액을 기화시키는 과정을 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 극저온 누출액 제거 장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
액화천연가스와 같은 극저온의 액화물이 누출될 경우 이러한 누출사고로 인한 피해를 최소화하기 위해서 종래에는 탱크 몸체의 하부에 드립 트레이와 같은 누출액 수집 장치를 두어 안전사고에 대비하였다. 그러나, 이러한 누출액 수집 장치는 IGC code(International code for the construction and equipment of ships carring liquefied gases in bulk}의 규정에 따라 15일 동안 누출되는 양을 추정하여 수집용기의 크기를 설계하는데, 과거 누출된 실적이 없어 누출량은 이론적으로 예측하여 설계하고 있다. 이에 따라 누출량을 예측하기도 까다롭고, 예측된 누출량에 안전 계수를 고려하여 수집장치를 보수적으로 설계하므로, 수집장치의 크기도 크고 저장된 누출액이 출렁이다가 흘러 넘치는 것을 막기 위한 조치도 필요하다.
따라서, 액화천연가스와 같은 극저온의 액화물이 누출될 경우 이러한 누출사고로 인한 피해를 최소화시킴과 동시에, 종래의 누출액 수집 장치와 비교하여 사이즈를 대폭 축소시킬 수 있는 새로운 형태의 극저온 누출액 제거 장치가 요구된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 누출액 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 누출액 제거 장치가 작동하는 과정을 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 누출액 제거 장치를 절단하여 도시한 단면도이다. 도 4는 극저온 액화물의 누출로 인해 감지부의 멤브레인이 파괴되고 기화부가 작용하여 누출액을 기화시키는 과정을 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 누출액 제거 장치(100)는 다이크(110), 감지부(120), 기화부(130), 제어부(미도시)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 극저온 누출액 제거 장치(100)는 극저온의 액화물과 접촉시 변위가 발생하는 부재를 이용하여 이러한 액화물의 누출 여부를 조기에 감지할 수 있는 시스템이다. 또한, 극저온 누출액 제거 장치(100)는 극저온 액화물의 누출사고가 발생시 액체 상태의 누출액을 신속하게 기화시켜 제거함으로써 누출사고로 인한 화재나 폭발 등 2차 재앙이 발생하는 것을 조기에 방지할 수 있다.
즉, 종래의 누출액 수집 장치가 극저온 액체 저장 시설물 하측에 수집용기 형태로 구비하여 주변시설물을 보호하는 방식이라면, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 누출액 제거 장치(100)는 누출액과 접촉시 변위가 발생하는 부재를 이용하여 액화천연가스와 같은 극저온 액화물의 누출 여부를 조기에 확인할 수 있으며, 이와 동시에 해양에서 확보가 용이한 물이나 스팀을 활용하여 누출액의 기화를 촉진함으로써 극저온 액화물 누출사고로 인한 피해를 최소화시킬 수 있는 새로운 시스템을 구현할 수 있다.
도 1을 참조하면, 다이크(110)는 액화천연가스와 같은 극저온 액체의 누출사고가 발생시 이를 수집하기 위한 것으로 용기 형태의 구조물일 수 있다. 다이크(110)는 도면에 도시된 바와 같이 극저온 액체를 저장, 보관 또는 이송하기 위한 탱크 또는 액화물 이송 파이프(10)의 하측에 설치될 수 있다.
다이크(110)는 초저온에 견딜 수 있는 고가의 재료로 제작되는데, 본 실시예의 경우 후술할 기화부(130)를 통해 누출액(30)의 발생량을 줄임으로써 다이크(110)의 용량을 최소화시킬 수 있는 이점이 있다.
감지부(120)는 다이크(110) 상에 구비되어 극저온 누출액(30)과의 접촉에 따른 변위를 통해 극저온 누출액의 누출 여부를 감지할 수 있다. 이를 위해, 감지부(120)는 극저온 누출액(30)과의 접촉시 형태가 변형되는 성질을 갖는 멤브레인(121)과 상기 멤브레인(121)에서의 변위를 감지하는 변위센서(122)를 포함할 수 있다.
멤브레인(121)은 얇은 막 형태의 부재로, 초저온의 액체와 접촉시 변위가 발생 가능한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 멤브레인(121)은 극저온에 쉽게 변형되는 필름 형태의 수지로 제작될 수 있다. 그러나 본 발명은 반드시 이러한 수지 재질에 한정되는 것은 아니며, 멤브레인(121)이 극저온 누출액(30)과의 접촉에 의해 변형될 수 있다면, 다양한 재질 또는 형상이 멤브레인(121)으로 활용될 수 있음은 물론이다.
변위센서(122)는 이러한 멤브레인(121)의 변위를 감지하기 위한 것으로, 도면에 도시된 바와 같이 멤브레인(121) 상에 설치될 수 있다. 도면에는 접촉식 변위센서가 변위센서(122)로 이용되고 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 레이저 변위센서가 변위센서(122)로 이용될 수 있다.
기화부(130)는 다이크(110) 상에 기화제를 공급하여 극저온 누출액(30)의 기화를 촉진하기 위한 것으로, 발생하는 누출액(30)을 신속히 대기 중으로 기화시켜 제거할 수 있다. 즉, 종래처럼 공간적 제약이 따르는 다이크(110)를 대용량으로 제작하는 것이 아니라, 기화부(130)를 이용하여 누출액(30)을 신속히 대기 중으로 기화시켜 제거함으로써 기존 다이크(110)의 적재 용량을 대폭 축소할 수 있다.
이를 위해, 기화부(130)는 외부로부터 기화제를 공급받는 튜브관(131)과 상기 튜브관(131)에 구비되어 상기 기화제를 다이크(110) 상에 분사할 수 있는 노즐공(132)을 포함할 수 있다.
도면을 참조하면, 튜브관(131)은 내부에 통로가 구비된 파이프 형태의 부재일 수 있으며, 노즐공(132)은 이러한 튜브관(131)의 길이방향을 따라 다수개가 구비될 수 있다.
제어부(미도시)는 감지부(120)에서 제공하는 정보에 따라 기화부(130)의 작동을 제어할 수 있다.
기화제는 누출액(30)의 기화를 촉진하기 위한 것으로, 본 실시예의 경우 물 또는 스팀이 기화제로 사용될 수 있다. 물이나 스팀은 선박과 같은 해양구조물에서 비교적 용이하게 확보할 수 있는 물질이다. 따라서, 선박에 이미 기설치된 설비를 활용하여 물이나 스팀을 다량으로 다이크(110)에 공급함으로써, 다이크(110)에 수집되는 누출액(30)의 기화를 촉진시켜 폭발 화재 등의 사고를 예방할 수 있다.
이를 위해, 튜브관(131)은 선체에 구비된 스팀라인(미도시) 또는 워터라인(미도시)으로부터 분기되어 다이크(110)로 스팀 또는 물(해수)을 공급할 수 있다. 이 경우, 튜브관(131)은 스팀라인 또는 워터라인 내의 스팀 또는 물이 다이크(110)를 경유하여 스팀라인 또는 워터라인으로 다시 순환되도록 순환 시스템으로 구성될 수 있다. 따라서, 튜브관(131)을 통해 다이크(110)를 순환한 스팀 또는 물은 선체의 스팀라인 또는 워터라인으로 회수되어 재활용될 수 있다.
비록 구체적으로 도시되지는 않았으나, 튜브관(131) 상에는 밸브가 추가로 구비될 수 있으며, 제어부는 상기 밸브의 개폐를 제어할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 감지부(120)는 다이크(110) 주변의 온도 변화를 감지하는 온도센서(123)를 더 포함할 수 있다. 온도센서(123)는 누출사고가 발생시 다이크(110)에 수집되는 누출액으로 인한 다이크(110)의 온도변화를 감지하여 제어부로 전송할 수 있고, 제어부는 잠금 상태의 밸브를 개방시켜 스팀라인 또는 워터라인의 스팀이나 물을 튜브관(131)으로 유동시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 액화물 이송 파이프 30: 누출액
100: 극저온 누출액 제거 장치 10: 다이크(dike)
120: 감지부 121: 멤브레인
122: 변위센서 123: 온도센서
130: 기화부 131: 튜브관
132: 노즐공

Claims (4)

  1. 상부가 개방된 구조로 극저온 누출액을 수집하는 다이크(dike);
    상기 다이크 상에 구비되어 극저온 누출액과의 접촉에 따른 변위를 통해 극저온 누출액의 누출 여부를 감지하는 감지부;
    상기 다이크 상에 기화제를 공급하여 극저온 누출액의 기화를 촉진하는 기화부; 및
    상기 감지부에서 제공하는 정보에 따라 상기 기화부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 감지부는,
    얇은 막 형태의 부재로 상기 다이크의 개방된 상부를 커버하도록 설치되고, 상기 다이크의 개방된 상부로 낙하하는 극저온 누출액과의 접촉시 형태가 변형 또는 파괴되는 성질을 갖는 멤브레인; 및
    상기 멤브레인에서의 변위를 감지하는 변위센서를 포함하는 극저온 누출액 제거 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기화부는,
    외부로부터 상기 기화제를 공급받는 튜브관; 및
    상기 튜브관에 구비되어 상기 기화제를 상기 다이크 상에 공급하는 노즐공을 포함하는 극저온 누출액 제거 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기화제는 물 또는 스팀을 포함하며,
    상기 튜브관은 해양구조물에 기설치된 워터라인 또는 스팀라인에 연결되어 물 또는 스팀을 공급받는 극저온 누출액 제거 장치.
KR1020160075994A 2016-06-17 2016-06-17 극저온 누출액 제거 장치 KR101873544B1 (ko)

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