KR101884756B1 - 배관 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고가의 압력조절밸브 대신에 압력조절수단을 두어 배관의 압력을 일정하게 조절할 수 있도록 한 배관 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 유동하는 유체의 압력이 서로 상이한 복수의 배관과, 상기 복수의 배관을 연결하는 혼합 헤더와, 상기 혼합 헤더의 상류측에서 상기 복수의 배관에 각각 연결되어 상기 복수의 배관 내의 압력을 일정하게 유지시키기 위한 압력조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 시스템이 제공된다.

Description

배관 시스템{PIPE SYSTEM}
본 발명은 배관 시스템에 관한 것으로, 특히 고가의 전용 압력조절밸브 대신에 압력조절수단을 두어 복수의 배관내의 압력을 일정하게 조절할 수 있도록 한 배관 시스템에 관한 것이다.
동일한 압력범위를 가지고 있는 다양한 유체의 유입 흐름들이 하나로 합쳐져야 하는 경우가 발생하게 되는데, 이러한 경우 혼합 헤더(Mixed Suction Header)에서 동일한 압력 범위를 갖는 다양한 유체를 혼합한다.
다양한 압력 범위를 가지는 유체 흐름들이 혼합 헤더에서 합쳐지는 경우 압력 불균형으로 인해 혼합 헤더에서 압력파동현상이 일어나 균일하게 압력을 조절하기가 어렵다.
따라서 종래의 배관 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 배관들(L1~L3)마다 전용의 압력조절밸브(B1~B2)와 컨트롤러(C1~C3)를 각각 설치한다. 전용의 압력조절밸브 및 컨트롤러에 의해, 사용처에서 원하는 압력으로 각 배관의 압력을 조절하여 조절된 압력이 혼합 헤더(5)에 공급된다. 혼합 헤더(5)는 복수의 배관(L1~L3)에서 공급된 압력을 혼합하여 사용처에 제공한다.
그러나, 종래의 배관 시스템은 사용처에서 원하는 압력, 예를 들면, 1,6barg를 제공하기 위하여 사용처와 연결된 복수의 배관(L1~L3)에 고가의 압력조절밸브(B1~B3) 및 컨트롤러(C1~C3)를 각각 설치해야 함에 따라, 경제적인 측면에서 불리하다. 또한 종래의 배관 시스템은 복수의 배관에 각각 설치된 압력 조절 밸브 중 하나의 압력 조절 밸브라도 고장이 발생한 경우, 운전을 정지할 가능성도 배제할 수 없는 상황이다.
본 발명의 목적은, 고가의 전용 압력조절밸브 대신에 압력조절수단을 두어 복수의 배관내의 압력을 일정하게 조절할 수 있도록 한 배관 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유동하는 유체의 압력이 서로 상이한 복수의 배관과, 상기 복수의 배관을 연결하는 혼합 헤더와, 상기 혼합 헤더의 상류측에서 상기 복수의 배관에 각각 연결되어 상기 복수의 배관 내의 압력을 일정하게 유지시키기 위한 압력조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 시스템이 제공된다.
상기 압력조절수단은 유체를 저장할 수 있는 탱크인 것이 바람직하다.
상기 탱크의 높이는 상기 혼합 헤더의 압력과 비례하여 높아지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수개의 배관들이 각각 연결되는 압력조절수단을 포함한 배관 시스템의 압력 조절 방법으로, 상기 배관의 상기 압력조절수단이 연결된 지점의 하류측 압력을 일정하게 조절하는 것을 특징으로 하는 배관 시스템의 압력 조절 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면 고가의 전용 압력조절밸브 대신에 압력조절수단을 두어 복수의 배관내의 압력을 일정하게 조절할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 각 배관들의 불균일한 압력 손실을 보상할 수 있고, 고가의 압력조절밸브 대신에 유체를 저장할 수 있는 탱크를 압력조절수단으로 이용함으로써 경제적인 측면에서 유리하고, 종래 전용의 압력조절밸브의 고장으로 인한 운전정지도 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 배관 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 배관 시스템을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배관 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
도 2를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 배관 시스템은 배관의 압력을 일정하게 조절하기 위한 압력조절수단(10)을 포함한다.
압력조절수단(10)은 유동하는 유체의 압력이 서로 상이한 복수의 배관(L1~L3)이 연결된다. 본 실시예에서는 3개의 배관(L1~L3)이 압력조절수단(10)에 연결된 것을 도시하고 있지만, 그 이상의 배관 또는 그 이하의 배관도 압력조절수단(10)에 연결될 수 있다.
혼합 헤더(5)는 복수의 배관(L1~L3)을 연결하여 하나의 사용처에 동일한 압력을 갖는 유체를 공급할 수 있다.
압력조절수단(10)은 유체를 저장할 수 있는 탱크를 활용한다. 유체는 물(water) 또는 오일(oil)이 사용될 수 있다. 탱크(10)는 유체를 공급하기 위한 유입구(미도시)와, 유체를 배출하기 위한 배출구(미도시)를 포함하며, 탱크(10)에 저장된 유체의 높이(h)에 따라 탱크(10)의 밑바닥 압력이 가변된다.
이에 따라, 탱크(10)는 배관에 흐르는 압력이 사용처에서 요구하는 압력보다 큰 경우 배관내의 유체는 증가된 압력만큼 탱크 내로 유입되어 배관내의 압력을 낮추게 되며, 배관에 흐르는 압력이 사용처에서 요구하는 압력보다 작은 경우 탱크 내 저장된 유체의 배출을 통해 배관에 흐르는 압력을 증가시킬 수 있다. 이와 같이, 배관에 흐르는 압력을 감소되어 탱크로부터 유체를 공급받으면 탱크(10)에 저장된 유체의 높이가 낮아지고, 배관에 흐르는 압력이 증가된 경우 배관내의 유체가 탱크(10)내로 유입됨으로 유체의 높이가 높아진다.
또한 탱크(10)의 높이는 혼합 헤더(5)의 압력과 비례하게 높아진다.
혼합 헤더(5)는 제 1 내지 제 3 배관(L1~L3)을 통과한 유체를 혼합하여 사용처에 공급한다.
이와 같은 구성을 갖는 배관 시스템의 압력 조절 방법을 설명하기로 한다.
예를 들면, 제 1 시스템(1)으로부터 2barg의 압력이 1 배관(L1)을 통하여 공급되고 제 2 시스템(2)으로부터 1.5barg의 압력이 제 2 배관(L2)을 통하여 공급되고 제 3 시스템(3)으로부터 1.8barg의 압력이 제 3 배관(L3)을 통하여 공급되며, 사용처에서 요구하는 압력은 1.6barg라고 가정하자.
제 1 배관(L1)에 흐르는 압력(2barg)이 사용처에서 요구하는 압력(1.6barg)보다 크므로, 제 1 배관(L1)과 연결된 탱크(10)에서 제 1 배관(L1)내의 유체 일부가 탱크(10)내로 유입됨으로써, 제 1 배관(L1) 내의 압력을 감소시킨다. 이때 탱크(10)에 저장된 유체의 높이가 상승된다.
제 1 배관(L1)의 특성, 즉 배관의 길이, 배관의 높이, 밸브 및 피팅(fitting)류 등으로 인한 압력손실을 고려하여 사용처에서 요구하는 압력을 맞출 수 있도록 탱크(10)의 높이가 결정된다. 결정된 탱크(10)의 높이에 따라 가변된 압력으로 2barg로 흐르는 제 1 배관(L1)의 압력이 탱크(10)가 연결된 지점의 하류측에서 1.6barg로 감소된다. 1.6barg로 압력이 감소되도록, 탱크(10)가 연결된 지점부터 혼합 헤더(5)까지 이어진 제 1 배관(L1)의 길이, 제1 배관(L2)의 높이 등의 값이 경험적으로 결정될 수 있다.
또한 제 2 배관(L2)으로 흐르는 압력(1.5barg)이 사용처에서 요구하는 압력(1.6barg) 보다 작으므로, 탱크(10)에서 유체를 공급받아 제 2 배관(L2)에서 부족한 압력을 보상받을 수 있다.
제 2 배관(L2)도 마찬가지로, 제 2 배관(L2)의 특성을 고려하여 사용처에서 요구하는 압력을 맞출 수 있도록 탱크(10)의 높이가 결정된다. 결정된 탱크(10)의 높이에 따라 가변된 압력으로 1.5barg로 흐르는 제 2 배관(L2)의 압력이 탱크(10)가 연결된 지점의 하류측에서 1.6barg로 증가된다. 1.6barg로 압력이 증가되도록, 탱크(10)가 연결된 지점부터 혼합 헤더(5)까지 이어진 제 2 배관(L2)의 길이, 제 2 배관(L2)의 높이 등의 값이 경험적으로 결정될 수 있다.
또한 제 3 배관(L3)으로 흐르는 압력(1.8barg)이 사용처에서 요구하는 압력(1.6barg)보다 크므로 제 3 배관(L3)과 연결된 탱크(10)에서 제 3 배관(L3)내의 유체 일부를 공급받아, 제 3 배관(L3)의 탱크(10)가 연결된 지점의 하류측에서 1.6barg로 감소된다. 1.6barg로 압력이 감소되도록, 탱크(10)가 연결된 지점부터 혼합 헤더(5)까지 이어진 제 3 배관(L3)의 길이, 제 3 배관(L3)의 높이 등의 값이 경험적으로 결정될 수 있다.
제 1 내지 제 3 배관(L3)의 하류측에 위치한 혼합헤더(5)는 제 1 내지 제 3 배관(L3)을 통해 공급된 동일한 압력(1.6barg)을 갖는 제 1 내지 제 3 유체를 혼합시켜 사용처에 공급한다.
상술된 바와 같이, 복수의 배관(L1~L3)에 흐르는 서로 다른 압력을 탱크(10)를 통해서 보상받음에 따라 종래 고가의 전용 압력조절밸브 및 컨트롤러의 설치에 따른 비용을 줄일 수 있고, 복수의 배관을 하나의 탱크(10)를 통하여 압력을 단속함에 따라 종래 압력조절밸브의 고장으로 발생한 운전정지의 횟수를 현저히 줄일 수 있다. 또한, 동일한 압력을 혼합함에 따라 균일하게 압력을 조절하기가 용이하다.
상술된 배관 시스템이 부유식 해상 구조물에 적용되어, 서로 압력이 상이한 복수의 배관의 압력조절수단이 연결된 지점의 하류측 압력을 일정하게 유지시킬 수 있다.
본 명세서에서 부유식 해상 구조물이란, LNG나 LPG 등의 액화가스를 저장하기 위한 저장탱크와 오일을 저장하기 위한 오일 저장탱크를 함께 구비하면서 해상에서 부유된 채 사용되는 선박 및 각종 구조물을 모두 포함하는 개념으로, 상기한 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)를 비롯하여, OIL FPSO, LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit), LNG 수송선, 유조선이나 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박 및 해상 구조물을 모두 포함하는 것이다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
L1 ~ L3 : 제 1 내지 제 3 배관 5 : 혼합 헤더
10 : 탱크

Claims (4)

  1. 선박 또는 해상 구조물에 적용되는 배관 시스템으로서,
    유동하는 유체의 압력이 서로 상이한 복수의 배관과,
    상기 복수의 배관과 연결되며, 상기 복수의 배관을 통해 공급된 유체를 혼합시켜 사용처에 공급하는 혼합 헤더와,
    상기 혼합 헤더의 상류측에서 상기 복수의 배관에 각각 연결되어 상기 복수의 배관별로 전용 압력조절밸브 없이 상기 복수의 배관 내의 압력을 일정하게 유지시키기 위한 압력조절수단을 포함하되,
    상기 압력조절수단은 유체를 저장하는 탱크를 포함하고, 상기 탱크는 유체를 공급하기 위한 유입구 및 유체를 배출하기 위한 배출구를 포함하여, 상기 복수의 배관 중 적어도 하나의 배관에 흐르는 유체의 압력이 상기 사용처에서 요구하는 압력보다 큰 경우 상기 배관의 유체를 상기 유입구를 통해 상기 탱크에 유입되도록 하여 상기 탱크에 저장된 유체의 높이를 가변시키고, 상기 복수의 배관 중 적어도 하나의 배관에 흐르는 유체의 압력이 상기 사용처에서 요구하는 압력보다 작은 경우 상기 배출구를 통해 상기 탱크에 저장된 유체를 해당 배관으로 배출되도록 하여 상기 탱크에 저장된 유체의 높이를 가변시켜 상기 복수의 배관에 흐르는 서로 다른 압력을 가지는 유체를 상기 사용처에서 요구하는 압력에 맞춰져서 상기 탱크가 연결된 지점의 하류측에 위치한 상기 혼합 헤더에 공급하는 것을 특징으로 하는 배관 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 탱크에 저장된 유체의 높이는 상기 혼합 헤더의 압력과 비례하여 높아지는 것을 특징으로 하는 배관 시스템.
  4. 삭제
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