KR102033705B1 - Heating apparatus for storage container and manufacturing method of the same - Google Patents

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KR102033705B1
KR102033705B1 KR1020180051330A KR20180051330A KR102033705B1 KR 102033705 B1 KR102033705 B1 KR 102033705B1 KR 1020180051330 A KR1020180051330 A KR 1020180051330A KR 20180051330 A KR20180051330 A KR 20180051330A KR 102033705 B1 KR102033705 B1 KR 102033705B1
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storage container
cover
heating
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storage
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최진복
류정현
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한국원자력연구원
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G4/00—Radioactive sources
    • G21G4/02—Neutron sources

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a storage container heating device comprises: a storage container; two or more grooves provided in an outer surface of the storage container; a heating wire located in the groove; a thermal grease filling an empty space in the groove and covering the heating wire; and a cover covering the outer surface of the storage container.

Description

저장 용기 가열 장치 및 그 제조방법{HEATING APPARATUS FOR STORAGE CONTAINER AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}Storage vessel heating device and manufacturing method therefor {HEATING APPARATUS FOR STORAGE CONTAINER AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

저장 용기 가열 장치 및 그 제조방법이 제공된다.A storage vessel heating device and a method of manufacturing the same are provided.

냉중성자원(Cold Neutron Source)은 연구용 원자로에서 냉중성자를 생산하기 위한 시설의 가장 중요한 기기 중의 하나로써, 냉중성자의 생산 효율을 높이기 위해 원자로의 노심에 근접하게 설치된다. 냉중성자원은 내부에 약 -250 ℃ 온도의 극저온 액체 수소를 저장하는 용기를 포함한다. 원자로의 정상 운전시, 액체 수소 저장 용기는 핵 연료의 핵 분열에 의한 감마선 및 중성자의 조사에 의해 발열하게 된다. 따라서, 원자로에 미치는 안전성 및 극한 운전 조건에서의 신뢰성을 확인하기 위하여 냉중성자원에 대한 사전 목업 시험(mock-up test)이 필수적으로 요구된다. Cold Neutron Source is one of the facility's most important devices for producing cold neutrons in research reactors, and is located close to the core of the reactor to increase the production efficiency of cold neutrons. The cold neutral resource includes a container for storing cryogenic liquid hydrogen at a temperature of about -250 ° C. In normal operation of the reactor, the liquid hydrogen storage vessel generates heat by irradiation of gamma rays and neutrons due to nuclear fission of nuclear fuel. Therefore, preliminary mock-up tests on cold neutral resources are essential to confirm the safety of reactors and reliability under extreme operating conditions.

원자로 외부에서 목업 시험이 수행되기 위해서는, 냉중성자원을 원자로 내부에 설치했을 때와 유사한 조건을 형성하기 위해, 냉중성자원의 액체 수소 저장 용기의 발열을 모사하기 위한 가열 장치의 설계가 필요하다.In order to perform the mock-up test outside the reactor, it is necessary to design a heating device to simulate the heat generation of the liquid hydrogen storage vessel of the cold neutral resource in order to create a condition similar to that when the cold neutral resource is installed inside the reactor.

냉중성자원의 액체 수소 저장 용기의 특수한 형상과 약 -250 ℃ 에 달하는 극저온의 운전 조건으로 인해, 액체 수소 저장 용기 가열에 적합한 특수한 가열 장치 및 방식이 고안되어야 한다.Due to the special shape of the cold hydrogen storage liquid hydrogen storage vessel and the cryogenic operating conditions of about -250 ° C, special heating devices and methods suitable for heating the liquid hydrogen storage vessel have to be devised.

한국등록특허 1,217,711Korean Registered Patent 1,217,711 한국등록특허 1,594,526Korea Patent 1,594,526 한국등록실용신안 395,434Korea Utility Model 395,434

본 발명의 한 실시예는 저장 용기 가열 장치의 가열선이 들뜨는 것을 최소화하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to minimize the lifting of the heating wire of the reservoir heating device.

본 발명의 한 실시예는 저장 용기 가열 장치의 가열선이 과열 또는 단락되는 것을 최소화하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to minimize overheating or short-circuit of the heating wire of the storage vessel heating device.

본 발명의 한 실시예는 저장 용기 가열 장치의 가열선에서 발생하는 열을 저장 용기로 효율적으로 전달시키기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to efficiently transfer heat generated from a heating line of a storage vessel heating device to a storage vessel.

본 발명의 한 실시예는 저장 용기 가열 장치의 가열선을 신속하게 냉각시키기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is for rapidly cooling a heating line of a storage vessel heating device.

본 발명의 한 실시예는 극저온 상태에서 저장 용기 가열 장치의 신뢰성 및 안정성을 향상시키기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to improve the reliability and stability of the storage vessel heating device in cryogenic conditions.

본 발명의 한 실시예는 저장 용기를 균일하게 가열시키기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is for uniformly heating a storage vessel.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.In addition to the above object, embodiments according to the present invention can be used to achieve other objects not specifically mentioned.

본 발명의 한 실시예에 따른 저장 용기 가열 장치는, 저장 용기, 저장 용기 외면에 구비되는 둘 이상의 그루브, 그루브 내에 위치하는 가열선, 그루브 내의 빈 공간을 채우고, 가열선을 덮는 써멀 그리스, 그리고 저장 용기의 외면을 감싸는 커버를 포함한다.Storage container heating apparatus according to an embodiment of the present invention, the storage container, two or more grooves provided on the outer surface of the storage container, heating wires located in the grooves, thermal grease to fill the empty space in the groove, covering the heating wire, and storage And a cover surrounding the outer surface of the container.

본 발명의 한 실시예에 따른 저장 용기 가열 장치의 제조방법은, 저장 용기 표면에 둘 이상의 그루브를 형성하는 단계, 저온용 접착제를 사용하여 그루브 내에 가열선을 부착시키는 단계, 그루브 내에 써멀 그리스를 충진시키는 단계, 그리고 저장 용기의 외면을 감싸도록 커버를 위치시킨 후 커버와 저장 용기를 플랜지 결합시키는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a storage container heating apparatus includes: forming at least two grooves on a surface of a storage container, attaching a heating wire to the groove using a low temperature adhesive, and filling thermal grease in the groove. And flange-fitting the cover and the storage container after positioning the cover to surround the outer surface of the storage container.

본 발명의 한 실시예에 따른 저장 용기 가열 장치의 가열선이 들뜨는 것을 최소화할 수 있고, 가열선이 과열 또는 단락되는 것을 최소화할 수 있으며, 가열선에서 발생하는 열이 저장 용기로 효율적으로 전달되는 효율을 향상시킬 수 있고, 가열선을 신속하게 냉각시킬 수 있으며, 극저온 상태에서 저장 용기 가열 장치의 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있고, 저장 용기를 균일하게 가열시킬 수 있다.The heating wire of the storage container heating apparatus according to an embodiment of the present invention can be minimized, the heating wire can be minimized from being overheated or shorted, and the heat generated from the heating wire can be efficiently transferred to the storage container. The efficiency can be improved, the heating wire can be quickly cooled, the reliability and stability of the storage vessel heating device in the cryogenic state can be improved, and the storage vessel can be uniformly heated.

도 1a는 실시예에 따른 저장 용기 가열 장치의 분해 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 저장 용기 가열 장치의 구성 요소들이 결합된 경우를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1a의 사각형 점선으로 표시된 영역을 A-A' 로 자른 단면을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1b의 사각형 점선으로 표시된 영역을 B-B' 로 자른 단면의 예시들을 나타내는 도면들이다.1A is an exploded perspective view of a storage vessel heating device according to an embodiment.
FIG. 1B is a perspective view illustrating a case in which the components of the storage vessel heating apparatus of FIG. 1A are combined. FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the rectangular dotted line of FIG. 1A.
3A and 3B are diagrams illustrating examples of a cross section taken along line BB ′ of the region indicated by the dotted dotted line in FIG. 1B.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다. DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily practice the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. The drawings and description are to be regarded as illustrative in nature and not restrictive. Like reference numerals designate like elements throughout the specification. In addition, in the case of well-known technology, a detailed description thereof will be omitted.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the other hand, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle. Conversely, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is "below" another part, this includes not only the other part "below" but also another part in the middle. On the other hand, when a part is "just below" another part, it means that there is no other part in the middle.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

도 1a는 실시예에 따른 저장 용기 가열 장치의 분해 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 저장 용기 가열 장치의 구성 요소들이 결합된 경우를 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1a의 사각형 점선으로 표시된 영역을 A-A' 로 자른 단면을 나타내는 도면이고, 도 3a 및 도 3b는 도 1b의 사각형 점선으로 표시된 영역을 B-B' 로 자른 단면의 예시들을 나타내는 도면들이다.FIG. 1A is an exploded perspective view of a storage vessel heating apparatus according to an embodiment, and FIG. 1B is a perspective view illustrating a case in which the components of the storage vessel heating apparatus of FIG. 1A are coupled, and FIG. 3A and 3B are diagrams illustrating examples of a cross section taken along the line BB ′ of the region indicated by the dotted dotted line in FIG. 1B.

도 1a 내지 도 3b를 참조하면, 실시예에 따른 저장 용기 가열 장치(100)는, 저장 용기(110), 저장 용기(110) 외면에 구비되는 둘 이상의 그루브(groove)(120), 그루브(120) 내에 위치하는 가열선(heating wire)(130), 그루브(120) 내의 빈 공간을 채우고, 가열선을 덮는 써멀 그리스(thermal grease)(140), 그리고 저장 용기(110)의 외면을 감싸는 커버(cover)(170)를 포함한다.1A to 3B, the storage container heating apparatus 100 according to an embodiment includes a storage container 110, two or more grooves 120 and grooves 120 provided on an outer surface of the storage container 110. ) Is a heating wire (130) located in the inside, a thermal grease (140) filling the empty space in the groove 120, covering the heating wire, and a cover surrounding the outer surface of the storage container (110) cover 170).

저장 용기(110)는 연구용 원자로에서 냉중성자를 생산하는 냉중성자원(Cold Neutron Source)에 포함되는 액체 수소 저장 용기(110)일 수 있고, 약 -250 ℃ 온도의 극저온 액체 수소를 내부에 저장할 수 있다. The storage container 110 may be a liquid hydrogen storage container 110 included in a cold neutron source for producing cold neutrons in a research reactor, and may store therein cryogenic liquid hydrogen at a temperature of about -250 ° C. have.

저장 용기(110)는, 예를 들어, 저장 용기 가열 장치(100)가 운전되는 경우에 극저온의 수축을 견뎌낼 수 있는 Al6061-T6 등의 알루미늄 합금, 또는 스테인리스 계열의 금속일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The storage container 110 may be, for example, an aluminum alloy such as Al6061-T6, or a stainless steel-based metal that may withstand cryogenic shrinkage when the storage container heating device 100 is operated, but is not limited thereto. Do not.

도면들에서는 저장 용기(110)의 형태가 원통형인 경우만이 도시되었으나, 실시예들에 따른 저장 용기(110)는 다양한 형태를 가질 수 있다.Although only the case where the shape of the storage container 110 is cylindrical in the drawings is shown, the storage container 110 according to the embodiments may have a variety of forms.

원자로가 정상적으로 운전되는 경우, 액체 수소 저장 용기는 핵 연료의 핵 분열에 의한 감마선 및 중성자의 조사에 의해 발열하게 되고, 원자로에 미치는 안전성 및 극한 운전 조건에서의 신뢰성을 확인하기 위하여 냉중성자원에 대한 사전 목업 시험(mock-up test)이 필수적으로 요구된다. 이러한 목업 시험이 수행되기 위해서는, 냉중성자원의 액체 수소 저장 용기의 발열을 모사하기 위한 가열 장치의 설계가 필요하다.When the reactor is operated normally, the liquid hydrogen storage container generates heat by irradiation of gamma rays and neutrons due to nuclear fission of nuclear fuel, and the liquid hydrogen storage container is subjected to cold neutral resources to verify the safety of the reactor and reliability under extreme operating conditions. A mock-up test is mandatory. In order for this mock-up test to be carried out, the design of a heating device to simulate the heat generation of the liquid hydrogen storage container of cold neutral resources is necessary.

냉중성자원의 액체 수소 저장 용기의 발열을 모사하기 위해, 저장 용기 가열 장치(100)는, 저장 용기(110) 외면의 복수의 그루브(120), 그루브(120) 내에 위치하는 가열선(130), 그루브(120) 내에서 가열선이 차지하는 공간을 제외한 빈 공간을 채우는 써멀 그리스(140), 그리고 커버(170)를 포함한다.In order to simulate the heat generation of the liquid hydrogen storage container of the cold neutral resource, the storage container heating device 100 includes a plurality of grooves 120 and a heating line 130 located in the groove 120 on the outer surface of the storage container 110. , The thermal grease 140 filling the empty space excluding the space occupied by the heating wire in the groove 120, and the cover 170.

복수의 그루브(120)는 동일한 간격으로 배치될 수 있고, 이러한 경우 저장 용기(110)가 모든 균일하게 가열될 수 있다. 도면들에서는 복수의 그루브(120)가 반구 형태의 저장 용기(110)에서 길이 방향으로 형성된 경우만이 도시되었으나, 그루브(120)는 원주를 따라 형성될 수도 있고, 저장 용기(110)를 균일하게 가열할 수 있는 다양한 방향과 간격으로 형성될 수 있다.The plurality of grooves 120 may be arranged at equal intervals, in which case the storage container 110 may be heated to all uniformly. Although only a plurality of grooves 120 are formed in the hemisphere-shaped storage container 110 in the longitudinal direction, the groove 120 may be formed along a circumference, and the storage container 110 is uniformly heated. It can be formed in various directions and intervals as possible.

또한 도면들에는 그루브(120)의 단면 형태가 반구 형태인 경우만이 도시되었으나, 그루브(120)의 단면 형태는 다양한 형태를 포함할 수 있다.In addition, although only the case where the cross-sectional shape of the groove 120 is a hemisphere shape is shown in the drawings, the cross-sectional shape of the groove 120 may include various shapes.

그루브(120) 내에 위치하는 가열선(130)은, 예를 들어, 니켈(nicker)과 크롬(chromium)의 합금인 니크롬 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 가열선(130)은 복수 그루브(120)의 배치 형태에 따라 다양한 간격으로 배치될 수 있다. 또한 가열선(130)의 단위 길이당 발열량은 미리 정해진 설계 조건에 부합될 수 있다. The heating wire 130 located in the groove 120 may include, for example, a nichrome material that is an alloy of nickel and chromium, but is not limited thereto. The heating line 130 may be arranged at various intervals according to the arrangement of the plurality of grooves 120. In addition, the calorific value per unit length of the heating wire 130 may meet a predetermined design condition.

가열선(130)은 저온용 접착제(varnish)를 통해 그루브(120)에 부착될 수 있다.The heating wire 130 may be attached to the groove 120 through a low temperature adhesive (varnish).

저장 용기(110)가 도체인 경우, 저장 용기(110)와 가열선(130) 간의 단락을 방지하기 위해 가열선(130)을 감싸는(둘러싸는) 절연층(미도시)이 추가로 구비될 수 있다. 절연층(미도시)은 PI(polyimide), Teflon, Formvar(Polyvinyl formal), heavy Formvar 등의 절연 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.When the storage container 110 is a conductor, an insulating layer (not shown) may be further provided to surround (enclose) the heating wire 130 to prevent a short circuit between the storage container 110 and the heating wire 130. have. The insulating layer (not shown) may include an insulating material such as polyimide (PI), Teflon, polyvinyl formal (Formvar), heavy formvar, but is not limited thereto.

써멀 그리스(140)는 기름의 일종으로 유동성을 가지며, 그루브(120) 내에 수용되어 빈 공간을 채운다. 써멀 그리스(140)는 열전도를 촉진시킬 수 있고, 이로 인해 가열선(130)이 발열되는 경우 열이 저장 용기(110)로 신속하게 전달될 수 있고, 열 전달 효율이 향상될 수 있다.The thermal grease 140 is a kind of oil, has fluidity, and is accommodated in the groove 120 to fill an empty space. The thermal grease 140 may promote heat conduction, and thus, when the heating wire 130 generates heat, heat may be rapidly transferred to the storage container 110, and heat transfer efficiency may be improved.

종래의 액체 수소 저장 용기의 목업 시험용 가열 장치는, 액체 수소 저장 용기 표면에 가열선을 감고 극저온용 에폭시 테이프(epoxy tape)로 고정하는 방식에 의해 가열된다. 그러나 액체 수소 저장 용기와 가열선의 열팽창률 차이로 인해 가열선이 액체 수소 저장 용기 표면에서 들뜨는 현상이 발생하거나, 가열선이 과열되어 단락되고, 에폭시 테이프가 연소될 수 있다.The heating apparatus for mock-up test of the conventional liquid hydrogen storage container is heated by the method of winding a heating wire on the surface of a liquid hydrogen storage container, and fixing it with the cryogenic epoxy tape. However, due to the difference in thermal expansion coefficient between the liquid hydrogen storage container and the heating wire, the heating wire may be lifted on the surface of the liquid hydrogen storage container, or the heating wire may be overheated and shorted, and the epoxy tape may be burned.

이에 반해, 실시예에 따른 가열 장치(100)의 저장 용기(110) 표면의 그루브(120)의 깊이(tg)는 가열선(130)의 입경(th)보다 클 수 있다. 또한, 그루브(120)의 빈 공간을 채우는 써멀 그리스(140)가 유동성을 갖는다. 이로 인해, 가열선(130)의 발열로 인해 가열선(130)의 부피가 팽창되더라도 가열선이 들뜨거나, 과열되거나, 단락되는 현상이 최소화될 수 있다. On the contrary, the depth t g of the groove 120 on the surface of the storage container 110 of the heating apparatus 100 according to the embodiment may be larger than the particle size t h of the heating wire 130. In addition, the thermal grease 140 filling the empty space of the groove 120 is fluid. Therefore, even if the volume of the heating wire 130 is expanded due to the heat generation of the heating wire 130, the phenomenon that the heating wire is lifted, overheated, or short-circuited can be minimized.

여기서, 가열선(130)의 입경(th)은, 가열선(130)의 단면 형태가 원형인 경우 직경을 의미할 수도 있고, 단면 형태가 원형이 아닌 경우 단면을 가로지르는 가장 긴 길이를 의미할 수도 있다.Here, the particle diameter t h of the heating wire 130 may mean a diameter when the cross-sectional shape of the heating wire 130 is circular, or the longest length that crosses the cross-section when the cross-sectional shape is not circular. You may.

예를 들어, 그루브(120)의 깊이(tg)는 약 0.5 mm 일 수 있고, 가열선(130)의 입경(th)은 약 0.3 mm 일 수 있다.For example, the depth t g of the groove 120 may be about 0.5 mm, and the particle size t h of the heating line 130 may be about 0.3 mm.

저장 용기(110) 외면을 덮고 있는 커버(170)는 저장 용기(110)와 플랜지(flange) 결합을 통해 결합될 수 있다. 저장 용기(110)는 커버(170)와의 결합을 위해 제1 돌출부(112)를 구비할 수 있고, 제1 돌출부(112)에는 플랜지 결합을 위한 제1 홈(114)이 형성되어 있을 수 있다. 이와 마찬가지로, 커버(170)에는 제2 돌출부(172)가 구비될 수 있고, 제2 돌출부(172)에도 제2 홈(174)이 형성되어 있을 수 있다. 제1 돌출부(112)와 제2 돌출부(172)는 볼트 및 너트에 의해 고정 결합될 수 있고, 저장 용기 가열 장치(100)는 둘 이상의 플랜지 결합부(180)를 포함할 수 있다.The cover 170 covering the outer surface of the storage container 110 may be coupled to the storage container 110 through a flange coupling. The storage container 110 may include a first protrusion 112 to be coupled to the cover 170, and the first protrusion 112 may have a first groove 114 for flange coupling. Similarly, the cover 170 may be provided with a second protrusion 172, and a second groove 174 may be formed in the second protrusion 172. The first protrusion 112 and the second protrusion 172 may be fixedly coupled by bolts and nuts, and the storage vessel heating device 100 may include two or more flange coupling portions 180.

커버(170)는 저장 용기(110)에 결합되어 그루브(120)에 위치하는 가열선(130)을 고정시킬 수 있다.The cover 170 may be coupled to the storage container 110 to fix the heating wire 130 positioned in the groove 120.

커버(170)는 저장 용기(110)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 저장 용기(110)와 커버(170)의 열변형률이 동일할 수 있고, 이로 인해, 큰 온도 변화가 발생하더라도 저장 용기(110)와 커버(170) 사이에 간극이 발생하지 않기 때문에, 가열선(130)이 효율적으로 냉각될 수 있고, 가열선(130)이 과열되거나 단락되는 것이 방지될 수 있다.The cover 170 may be made of the same material as the storage container 110. Therefore, the thermal strain of the storage container 110 and the cover 170 may be the same, and because of this, even if a large temperature change occurs, a gap does not occur between the storage container 110 and the cover 170, so that heating Line 130 can be cooled efficiently, and heating line 130 can be prevented from overheating or shorting.

커버(170)는 저장 용기(110)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 이로 인해, 커버(170)와 저장 용기(110)는 동일한 열 팽창률 또는 열 수축률을 가짐으로써 가열선(130)이 들뜨거나, 과열되거나, 단락되는 현상이 최소화될 수 있다.The cover 170 may be made of the same material as the storage container 110. As a result, the cover 170 and the storage container 110 may have the same thermal expansion rate or thermal shrinkage rate, thereby minimizing the phenomenon that the heating wire 130 is lifted, overheated, or short-circuited.

커버(170)의 두께는 약 1.5 mm 이하일 수 있다. 이러한 범위 내에서, 열 전달이 효과적으로 이루어져 저장 용기(110)의 온도와 동일한 범주의 온도에 신속하게 도달할 수 있고, 가열선(130)을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.The cover 170 may have a thickness of about 1.5 mm or less. Within this range, the heat transfer can be effectively performed to quickly reach a temperature in the same range as the temperature of the storage container 110, it is possible to effectively cool the heating line 130.

한 실시예에 따른 커버(170)의 내면은 저장 용기(110)의 외면과 접촉되어 있을 수 있다(도 3a 참조).The inner surface of the cover 170 according to an embodiment may be in contact with the outer surface of the storage container 110 (see FIG. 3A).

다른 실시예에 따른 커버(170)의 내면과 저장 용기(110)의 외면 사이에 별도의 써멀 그리스(140')가 위치할 수 있다(도 3b 참조). 커버(170)의 내면과 저장 용기(110)의 외면 사이에 위치하는 써멀 그리스(140')로 인해 열 전도가 더욱 촉진될 수 있고, 이로 인해 가열선(130)이 발열되는 경우 열이 저장 용기(110)로 더 신속하게 전달될 수 있으며, 열 전달 효율이 더욱 향상될 수 있다. A separate thermal grease 140 ′ may be located between the inner surface of the cover 170 and the outer surface of the storage container 110 according to another embodiment (see FIG. 3B). The thermal grease 140 ′ positioned between the inner surface of the cover 170 and the outer surface of the storage container 110 may further promote heat conduction, whereby heat is stored when the heating wire 130 is heated. Delivery to 110 can be faster, and heat transfer efficiency can be further improved.

도 3a와 같이 커버(170)의 내면이 저장 용기(110)의 외면과 접촉(밀착)되어 있는 저장 용기 가열 장치(100)를 제조하는 경우, 기계 가공에 따른 가공 오차가 존재할 수 있어 커버(170)의 내면이 저장 용기(110)의 외면과 완전히 밀착되지 않는 경우가 발생할 수 있다. 다만, 도 3b와 같이 별도의 써멀 그리스(140')가 존재하는 경우에는, 전술한 기계 가공에 따른 가공 오차가 있다고 하더라도 가열선(130)이 들뜨거나, 과열되는 현상을 최소화할 수 있으며, 열 전달 효율도 더욱 향상될 수 있다.When manufacturing the storage container heating apparatus 100 in which the inner surface of the cover 170 contacts (closely) the outer surface of the storage container 110 as shown in FIG. 3A, a machining error may exist due to machining. The inner surface of the) may not be in close contact with the outer surface of the storage container 110 may occur. However, when a separate thermal grease 140 ′ exists as shown in FIG. 3B, even if there is a machining error according to the above-described machining, the heating wire 130 may be lifted or the overheating phenomenon may be minimized. Delivery efficiency can also be further improved.

저장 용기 가열 장치(100)는 전술한 플랜지 결합부(180)에 인접하고, 저장 용기(110)와 커버(170) 사이에 위치하여 저장 용기(110)와 커버(170)를 밀봉시키는 금속 와이어 씰(metal wire seal)(160)을 더 포함할 수 있다.The storage vessel heating device 100 is adjacent to the flange engagement portion 180 described above and is located between the storage vessel 110 and the cover 170 to seal the storage vessel 110 and the cover 170. It may further include a (metal wire seal) (160).

금속 와이어 씰(160)은, 예를 들어, 저장 용기(110)의 제1 돌출부(112)에서 제1 홈(114) 안쪽에 위치할 수 있다. 저장 용기(110)와 커버(170)가 결합되어 있는 경우, 금속 와이어 씰(160)은, 제1 돌출부(112)와 제2 돌출부(172) 사이에 위치하고, 동시에 플랜지 결합부(180)보다 저장 용기(110)의 중심 방향으로 안쪽에 위치할 수 있다. The metal wire seal 160 may be located inside the first groove 114 at the first protrusion 112 of the storage container 110, for example. When the storage container 110 and the cover 170 are coupled, the metal wire seal 160 is located between the first protrusion 112 and the second protrusion 172, and at the same time stored in the flange engaging portion 180. It may be located inward in the center direction of the container (110).

저장 용기(110)가 내부에 극저온의 액체 수소를 저장하는 경우, 저장 용기(110)는 극저온 상태를 유지하기 위해 고진공 상태에 놓이게 되는데, 이 경우 커버(170)와 저장 용기(110)를 완전히 밀봉하지 않으면, 내부의 써멀 그리스(140, 140')가 외부로 누설되어 진공도를 저하시킬 수 있는데, 금속 와이어 씰(160)로 인해 저장 용기(110) 외면의 그루브(120)에 위치하는 써멀 그리스(140), 또는 저장 용기(110) 외면과 커버(170)의 내면 사이에 위치하는 써멀 그리스(140)'가 외부로 유출되는 것이 방지될 수 있다.When the storage container 110 stores the cryogenic liquid hydrogen therein, the storage container 110 is placed in a high vacuum state to maintain the cryogenic state, in which case the cover 170 and the storage container 110 are completely sealed. Otherwise, the internal thermal greases 140 and 140 'may leak to the outside to reduce the degree of vacuum. The thermal grease (140) may be located in the groove 120 of the outer surface of the storage container 110 due to the metal wire seal 160. 140, or the thermal grease 140 ′ positioned between the outer surface of the storage container 110 and the inner surface of the cover 170 may be prevented from leaking to the outside.

금속 와이어 씰(160)에서 금속은, 예를 들어, 인듐(Indium)을 포함할 수 있고, 인듐 와이어 씰(160)은 약 -250 ℃의 극저온 상태에서도 안정성 및 신뢰성이 우수할 수 있다. 금속 와이어 씰(160)은 인듐 이외에도, 저온에 안정성을 갖는 다양한 금속이나 합금을 포함할 수 있고, 예를 들어, 니켈(Nickel) 및 크롬(chromium)을 포함하는 내열 합금인 인코넬(Inconel), Stainless Steel 304 또는 321, 또는 알루미늄 합금 등을 포함할 수 있다.The metal in the metal wire seal 160 may include, for example, indium, and the indium wire seal 160 may be excellent in stability and reliability even in a cryogenic state of about -250 ° C. In addition to indium, the metal wire seal 160 may include various metals or alloys having stability at low temperatures, and for example, Inconel and Stainless, which are heat-resistant alloys including nickel and chromium. Steel 304 or 321, or an aluminum alloy.

이하에서는, 저장 용기 가열 장치(100)의 제조방법에 대하여 설명한다. 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, the manufacturing method of the storage container heating apparatus 100 is demonstrated. Descriptions overlapping with the above description may be omitted.

실시예에 따른 저장 용기 가열 장치(100)의 제조방법은, 저장 용기(110) 표면에 둘 이상의 그루브(120)를 형성하는 단계, 저온용 접착제(varnish)를 사용하여 그루브(120) 내에 가열선(130)을 부착시키는 단계, 그루브(120) 내에 써멀 그리스(140)를 충진시키는 단계, 그리고 저장 용기(110)의 외면을 감싸도록 커버(170)를 위치시킨 후 커버(170)와 저장 용기(110)를 플랜지 결합시키는 단계를 포함한다.In the manufacturing method of the storage container heating apparatus 100 according to the embodiment, the step of forming at least two grooves 120 on the surface of the storage container 110, the heating wire in the groove 120 using a low-temperature adhesive (varnish) Attaching the 130, filling the thermal grease 140 in the groove 120, and positioning the cover 170 to surround the outer surface of the storage container 110, and then the cover 170 and the storage container ( Flange coupling 110).

이때, 커버(170)와 저장 용기(110)를 플랜지 결합시키는 단계 이전에, 커버(170)의 내면에 써멀 그리스(140')를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다(도 3b 참조).At this time, prior to the flange coupling of the cover 170 and the storage container 110, it may further comprise the step of applying a thermal grease (140 ') on the inner surface of the cover 170 (see Figure 3b).

커버(170)와 저장 용기(110)를 플랜지 결합시키는 단계에서, 금속 와이어 씰(160)을 플랜지 결합부(180)에 인접한 영역에 위치시키고, 커버(170)의 제2 홈(174)에 볼트를 삽입하고, 볼트를 저장 용기(110) 돌출부(112)의 제1 홈(114)에 삽입한 후, 너트를 볼트에 체결함으로써 커버(170)와 저장 용기(110)를 밀봉시킬 수 있고, 금속 와이어 씰(160)을 사용한 밀봉으로 인해 내부의 써멀 그리스(140, 140')의 유출이 방지될 수 있다.In the step of flange-fitting the cover 170 and the storage container 110, the metal wire seal 160 is placed in an area adjacent to the flange coupling portion 180 and bolted to the second groove 174 of the cover 170. Insert the bolt into the first groove 114 of the protrusion 112 of the storage container 110, and then fasten the nut to the bolt to seal the cover 170 and the storage container 110. Sealing using the wire seal 160 may prevent leakage of the internal thermal greases 140 and 140 '.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

100: 저장 용기 가열 장치 110: 저장 용기
112: 제1 돌출부 114: 제1 홈
120: 그루브 130: 가열선
140, 140': 써멀 그리스 160: 금속 와이어 씰
170: 커버 172: 제2 돌출부
174: 제2 홈 180: 플랜지 결합부100: storage vessel heating device 110: storage vessel
112: first protrusion 114: first groove
120: groove 130: heating wire
140, 140 ': Thermal grease 160: Metal wire seal
170: cover 172: second protrusion
174: second groove 180: flange coupling portion

Claims (13)

저장 용기,
상기 저장 용기 외면에 구비되는 둘 이상의 그루브(groove),
상기 그루브 내에 위치하는 가열선(heating wire),
상기 그루브 내의 빈 공간을 채우고, 상기 가열선을 덮는 써멀 그리스(thermal grease), 그리고
상기 저장 용기의 외면을 감싸는 커버(cover)
를 포함하고,
상기 커버는 상기 저장 용기와 동일한 재질로 이루어진
저장 용기 가열 장치.
Storage containers,
Two or more grooves provided on an outer surface of the storage container,
A heating wire located in the groove,
A thermal grease filling the voids in the groove and covering the heating wire, and
A cover surrounding the outer surface of the storage container
Including,
The cover is made of the same material as the storage container
Storage vessel heating device.
제1항에서,
상기 저장 용기와 상기 커버는 플랜지(flange) 결합되어 있고,
상기 플랜지 결합에 인접하고, 상기 저장 용기와 상기 커버 사이에 위치하여 상기 저장 용기와 상기 커버를 밀봉시키는 금속 와이어 씰(metal wire seal)을 더 포함하는 저장 용기 가열 장치.
In claim 1,
The storage container and the cover are flanged,
And a metal wire seal adjacent said flange engagement and positioned between said reservoir and said cover to seal said reservoir and said cover.
제1항에서,
상기 커버의 내면과 상기 저장 용기의 외면이 접촉되어 있는 저장 용기 가열 장치.
In claim 1,
A storage container heating apparatus in which the inner surface of the cover and the outer surface of the storage container are in contact with each other.
제1항에서,
상기 커버의 내면과 상기 저장 용기의 외면 사이에 써멀 그리스가 위치하는 저장 용기 가열 장치.
In claim 1,
A storage vessel heating device, wherein a thermal grease is positioned between an inner surface of the cover and an outer surface of the storage vessel.
제1항에서,
상기 그루브의 깊이는 상기 가열선의 입경보다 큰 저장 용기 가열 장치.
In claim 1,
The depth of the groove is a storage vessel heating device larger than the particle diameter of the heating wire.
제1항에서,
상기 가열선을 둘러싸는 절연층을 더 포함하는 저장 용기 가열 장치.
In claim 1,
Storage container heating apparatus further comprises an insulating layer surrounding the heating wire.
삭제delete 제1항에서,
상기 둘 이상의 그루브는 동일한 간격으로 배치되는 저장 용기 가열 장치.
In claim 1,
And the at least two grooves are arranged at equal intervals.
제2항에서,
상기 금속 와이어 씰은 인듐(indium), 인코넬(Inconel), 스테인리스 스틸(stainless steel), 또는 알루미늄 합금 중 하나 이상을 포함하는 저장 용기 가열 장치.
In claim 2,
And the metal wire seal comprises at least one of indium, inconel, stainless steel, or aluminum alloy.
저장 용기 표면에 둘 이상의 그루브를 형성하는 단계,
저온용 접착제(varnish)를 사용하여 상기 그루브 내에 가열선을 부착시키는 단계,
상기 그루브 내에 써멀 그리스를 충진시키는 단계, 그리고
상기 저장 용기의 외면을 감싸도록 커버를 위치시킨 후 상기 커버와 상기 저장 용기를 플랜지 결합시키는 단계
를 포함하는 저장 용기 가열 장치의 제조방법.
Forming at least two grooves on the storage vessel surface,
Attaching a heating wire to the groove using a low temperature adhesive (varnish),
Filling thermal grease into the groove, and
Positioning the cover to surround the outer surface of the storage container and then flange-fitting the cover and the storage container
Method of manufacturing a storage container heating apparatus comprising a.
제10항에서,
상기 커버와 상기 저장 용기를 플랜지 결합시키는 단계에서,
상기 커버의 내면과 상기 저장 용기의 외면을 접촉시키는 저장 용기 가열 장치의 제조방법.
In claim 10,
Flange coupling the cover and the reservoir,
The manufacturing method of the storage container heating apparatus which contacts the inner surface of the said cover and the outer surface of the said storage container.
제10항에서,
상기 커버와 상기 저장 용기를 플랜지 결합시키는 단계 이전에,
상기 커버의 내면에 써멀 그리스를 도포하는 단계를 더 포함하는 저장 용기 가열 장치의 제조방법.
In claim 10,
Prior to the step of flange-fitting the cover and the reservoir,
And applying thermal grease to the inner surface of the cover.
제10항에서,
상기 커버와 상기 저장 용기를 플랜지 결합시키는 단계에서,
상기 저장 용기와 상기 커버 사이에 금속 와이어 씰을 배치한 이후 상기 커버와 상기 저장 용기를 플랜지 결합시키는 저장 용기 가열 장치의 제조방법.In claim 10,
Flange coupling the cover and the reservoir,
And arranging a metal wire seal between the storage container and the cover to flange-couple the cover and the storage container.
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