KR102058204B1 - 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관 - Google Patents

선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관 Download PDF

Info

Publication number
KR102058204B1
KR102058204B1 KR1020190060861A KR20190060861A KR102058204B1 KR 102058204 B1 KR102058204 B1 KR 102058204B1 KR 1020190060861 A KR1020190060861 A KR 1020190060861A KR 20190060861 A KR20190060861 A KR 20190060861A KR 102058204 B1 KR102058204 B1 KR 102058204B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circumferential surface
pipe
insulation
outer circumferential
unit
Prior art date
Application number
KR1020190060861A
Other languages
English (en)
Inventor
이재홍
박승선
Original Assignee
(유)성문
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (유)성문 filed Critical (유)성문
Priority to KR1020190060861A priority Critical patent/KR102058204B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102058204B1 publication Critical patent/KR102058204B1/ko
Priority to PCT/KR2020/006717 priority patent/WO2020235970A1/ko
Priority to JP2021543313A priority patent/JP7232342B2/ja
Priority to CN202080010056.9A priority patent/CN113329939A/zh

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/147—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems the insulation being located inwardly of the outer surface of the pipe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
    • F16L59/029—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials layered
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/07—Arrangements using an air layer or vacuum the air layer being enclosed by one or more layers of insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/12—Arrangements for supporting insulation from the wall or body insulated, e.g. by means of spacers between pipe and heat-insulating material; Arrangements specially adapted for supporting insulated bodies
    • F16L59/123—Anchoring devices; Fixing arrangements for preventing the relative longitudinal displacement of an inner pipe with respect to an outer pipe, e.g. stress cones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/145—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems providing fire-resistance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

본 발명은 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관을 게시한다.
이 이송관은 액화천연가스가 이동되는 유로를 형성하는 이너파이프와; 상기 이너파이프의 외주면을 감싸도록 형성되는 단열부와; 상기 단열부의 외주면과 그 내주면이 소정간격 이격되어 에어갭 형성될 수 있도록 단열부를 감싸는 아웃터파이프와; 상기 단열부와, 상기 아웃터파이프에 설치되어 상기 단열부의 외주면과 아웃터파이프의 내주면을 이격시키킴과 아울러 간격을 유지하는 간격유지수단을 구비하며, 상기 단열부는 이너파이프의 외주면을 중공부를 가지는 독립된 단위단열부재가 반경방향으로 적층되며 이너파이프의 길이 방향으로 적층되며, 동일한 직경의 단위단열부재들이 연속하여 접합됨으로써 적층된 단위단열부재들의 사이에 독립된 밀착에어갭이 형성되고, 각각의 단위단열부재의 재료는 크이로젤로 이루어지며,
상기 간격유지수단은 단열재의 외주면을 감싸는 감사는 것으로 제1,2고정부재가 결합되어 이루어진 고정프레임과, 상기 고정프레임의 외주면에 소정의 간격으로 설치되어 상기 이어파이프를 감싸는 단열재의 외주면과 아웃터파이프의 외주면 사이의 간격을 일정하게 유지하는 지지부를 구비한다.

Description

선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관{liquefied natural gas pipe}
본 발명은 액화천연가스 이송관에 관한 것으로, 더 상세하게는 액화천연가스의 누설, 온도에 다른 압력변화, 외부로부터 가하여지는 충격 의한 파손 등을 줄일 수 있는 액화천연가스 이송관에 관한 것이다.
산업의 고도화에 따라 석탄, 석유등의 사용이 줄고 청정연료라는 LPG, 액화천연가스(LNG:liquefied natural gas)의 사용이 급격하게 늘고 있다. 이러한 LNG 가스의 공급은 가스 도입항에서부터 가스 공급관과, 가스공급관을 통하여 공급되는 가스를 통제하기 위한 통제시스템을 이용하여 각 산업단지 및 지역으로 공급되고 있다.
이와 연계하여 액화천연가스가 에너지 자원으로 사용이 증가됨에 따라 이 액화천연가스를 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 모색되고 있으며, 해상으로 수송할 수 있는 액화천연가스 운반선의 수요도 증가하고 있다.
특히, 액화천연가스 운반선은 액화천연가스를 극저온 상태로 저장탱크(일반적으로 카고탱크라 함) 내에 저장하여 운반하게 되는데, 운반 과정에서 외부에서의 열침입에 의해 액화천연가스의 기화현상이 발생하게 되고, 많은 양의 가스가 기화된다.
이러한 기화가스를 BOG(boil-off gas)라 하고, 기화가스의 압력이 높아지면, 탱크가 파손될 위험이 높아지게 되므로, 이러한 기화가스를 이용하여 선박을 추진하기 위한 연료로 사용하게 된다.
상기 BOG을 사용하는 엔진은 BOG을 고압으로 압축하여(일반적으로 150~300BAR) 주기관에서 연소시키는 ME-GI엔진이 주로 이용된다. 상기 ME-GI엔진은 연료 가스를 공급하는 관이 고압이므로 누설 등의 사고에 대비한 안전장치가 필수적으로 요구된다.
BOG는 카고 기계실(Cargo machinery room)내에 설치된 고압 연료가스공급장치로부터 연료가스제어를 위한 가스 제어장치(Gas valve unit room)로 이송되어 선박의 기관실 내에 설치된 선박엔진으로 공급하게 되며, 이 때 고압 연료가스공급장치로부터 가스 제어장치 사이에 실외에 설치되는 가스공급관에는 누설을 감지하기 위한 장치가 설치된다.
상술한 바와 같이, 액화 천연가스의 운반선의 BOG 가스를 압축하여 이송하거나 또는 각종 산업시설에서의 고압의 가스를 이송시키기 위한 액화가스이송관은 통상적으로 이중관이 이용된다.
대한민국 실용신안 공개 제 1998-066598호에는 이중구조의 가스공급관이 게시되어 있으며, 대한민국 특허공개 제 2010-0060764호에는 LNG 선박의 고압연료공급관이 게시되어 있다.
게시된 연료공급관은 고압 연료가 지나가는 내부관과; 상기 내부관의 외면을 감싸는 외부관과; 선박의 질소 공급 장치에 연결되어 상기 내부관과 외부관 사이의 중공부에 질소가스를 공급하는 질소 공급관;을 포함한다.
게시된 연료공급관은 내부관과 외부관의 사이에 질소가 공급되나 이들의 간격을 유지할 수 있는 수단을 가지고 있지 않으므로 밴딩 시 간격의 유지가 어렵고, 외부로부터 가하여지는 충격에 의한 외부관의 변형 시 그 충격력이 내부관에 그대로 전달되는 문제점이 있다.
또한 내부관이 외부관에 의해 감싸여져 있는 경우, 하절기에 외부로 노출된 외부관이 가열되어 내부관의 온도가 급격히 상승하게 되고, 나아가서는 액화천연가스가 이송되는 내부관의 압력이 급격히 상승하게 되는 문제점이 있다.
대한민국 특허등록 제10-0850833호에는 연료가스공급관을 구비한 연료공급장치(FGSS:fuel gas supplying system)가 게시되어 있으며, 대한민국 특허공개 제 2016-0026413호에는 이중 연료엔진의 이중관 구조의 가스공급관로가 게시되어 있다.
그리고 일본공개 공개특허 제 2004-169741호에는 단열이중관에 있어서 내관유지장치가 게시되어 있다. 게시된 내관유지장치는 단열재가 내관의 외면에 얇은 두께로 피복되어 있으며, 단열재를 감싸는 내관서포와 이의 외주면에 설치되며 스테인레스재로 이루어진 복수의 탄성날개편을 구비한다. 내관유지장치는 열팽창 또는 열수축으로 인하여 내관이 반경방향으로 변형을 탄성적으로 지지하는 구조를 가진다.
상술한 종래의 내광유지장치는 탄성날개편이 스테인레스 금속으로 이루어져 있고, 내관과 내관을 흐르는 가스의 하중이 일방향으로만 지속적으로 작용하게 되므로 하중이 작용하는 측의 변형상태가 지속됨으로써 내관을 외관의 중심에 위치시키기 어렵다.
그리고 대한민국 등록 실용신안 제 20-0291614호에는 단열피복 이중보온관이 게시되어 있다. 내관의 외주면에 형성된 단열피복층과, 상기 단열피복층을 단열재가 적층되고 단열재를 외주면을 감싸는 클램프부재와, 클램프부재의 외주면에 소정의 간격으로 설치되는 롤러지지대를 구비하며, 단열재의 외주면과 외관의 사이에 보충층이 설치된 구성을 가진다. 이러한 구조는 상대적으로 얇은 단열층에 클램프부재가 설치되어 있으므로 내관에 액화천연가스와 같이 초저온(영하 162도)의 유체가 흐르는 경우, 냉기가 롤러지지대를 통하여 보온층의 외부로 전달되어 단열이 파괴되는 문제점이 있다.
1)대한민국 특허등록 제10-0850833호 2)대한민국 실용신안 공개 제 1998-066598호 3)대한민국 특허공개 제 2010-0060764호 일본공개 공개특허 제 2004-169741호
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 해결하기 위한 것으로, 액화천연가스의 이송 시 외부온도의 영향을 최소화 할 수 있으며, 외부로부터 가하여지는 충격을 흡수할 수 있는 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 선박엔진의 연료공급장치에 고압의 액화천연가스를 이송시킬 수 있으며, 액화천연가스의 누설을 효과적으로 감지할 수 있는 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이너파이프를 단열하기 위한 단열부가 이너파이프를 감싸는 단위단열부재들이 적층된 구조를 가지고 있으며, 이들이 상대이동 가능하게 설치됨으로써 이너파이프와 단위 단열부재들의 사이에 독립되며 구획된 차단공간을 형성하여 가스의 누설을 방지할 수 있으며, 열팽창량의 차이에 의해 단열이 파괴되는 것을 방지할 수 있는 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관은, 액화천연가스가 이동되는 유로를 형성하는 이너파이프와; 상기 이너파이프의 외주면을 감싸도록 형성되는 단열부와; 상기 단열부의 외주면과 그 내주면이 소정간격 이격되어 에어갭 형성될 수 있도록 단열부를 감싸는 아웃터파이프와; 상기 단열부와, 상기 아웃터파이프에 설치되어 상기 단열부의 외주면과 아웃터파이프의 내주면을 이격시키킴과 아울러 간격을 유지하는 간격유지수단을 구비한다.
삭제
상기 단열부는 이너파이프의 외주면을 중공부를 가지는 독립된 단위단열부재가 반경방향으로 적층되며 이너파이프의 길이 방향으로 적층되며, 단위단열부재들이 연속하여 접합됨으로써 적층된 단위단열부재들의 사이에 독립된 밀착에어갭이 형성되고, 각각의 단위단열부재의 재료는 크이로젤로 이루어진다.
상기 간격유지수단은 단열재의 외주면을 감싸는 것으로 제1,2고정부재가 결합되어 이루어진 고정프레임과, 상기 고정프레임의 외주면에 소정의 간격으로 설치되어 상기 이너파이프를 감싸는 단열재의 외주면과 아웃터파이프의 외주면 사이의 간격을 일정하게 유지하는 지지부를 구비한다.
본 발명에 있어서, 상기 지지부는 고정프레임을 이루는 제 1,2고정부재의 외주면에 설치되며 이너파이프에 반경방향으로 삽입홀이 형성된 립부재들과 상기 립부재에 슬라이딩 가능하게 지지되어 아웃터파이프의 내주면과 접촉되는 가이드지지부재를 구비한다.
또한 상기 립부재의 삽입홀에 지지되어 상기 아웃터파이프의 외주면과 접촉되는 상기 가이드지지부재의 단부는 아웃터파이프의 내주면에 점 접촉될 수 있도록 곡면으로 형성되어 상대이동 시 마찰력을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액화천연가스 이송관은 단열재에 의해 감싸여진 이너파이프와 아웃터파이프로 이루어진 이중 구조의 관을 이용하여 고압의 액화천연가스를 이동시킬 수 있는 것으로, 외부충격을 완화시켜 이송관의 파손을 효과적으로 막을 수 있다.
또한, 액화천연가스 이송관은 고압의 액화천연가스가 이동하는 이너파이프의 바깥을 아웃터파이프로 감싸고 있으므로 이너파이프에서 액화천연가스가 누설되더라도 아웃터파이프의 외부로 액화천연가스가 배출되는 것을 방지할 수 있으며, 에어갭에 불활성가스가 충진되어 있으므로 액화천연가스의 누출로 인한 폭발 및 화재 발생을 방지할 수 있다.
상기 단열부는 독립된 중공를 가지는 튜브상의 단위단열부재들이 적층된 구조로 이루어지고 적층된 단위단열부재들의 사이에 구획된 밀착에어갭부를 가지고 있으므로 단열효과를 극대화시킬 수 있으며, 누설된 가스가 다단으로 차단된다.
도 1은 본 발명의 선박엔진의 LNG 연료공급용 액화천연가스 이송관을 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 선박엔진의 LNG 연료공급용 액화천연가스 이송관을 발췌하여 도시한 일부절제 분리사시도,
도 3는 도 2에 도시된 간격유지수단에 의해 단열부에 의해 감싸여진 이너파이프가 아웃터파이프에 의해 지지된 상태를 나타내 보인 단면도,
도 4는 이너파이프의 외주면에 설치된 단열부를 이루는 단위단열부재와 이너파이프의 신축관계를 나타내 보인단면도,
본 발명에 따른 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관은 액화천연가스를 연료로 하는 LNG 액화천연가스 운반용 선박의 저장탱크에서 선박엔진까지 액화천연가스가 이동되는 모든 경로 또는 일부의 경로에 적용될 수 있으며, 각종 산업시설, 위험지역에서의 액화천연가스의 이송에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관의 실시예를 도 1 내지 3에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관(10)은 LNG 연료운반용 선박의 선박엔진의 LNG 연료저장탱크로부터 선박의 엔진으로 액화천연가스를 이송시키기 위한 것으로, 액화천연가스가 이동되는 유로를 형성하는 이너파이프(11)와, 이너파이프(11)의 외주면을 감싸도록 형성되는 단열부(20)와, 단열부(20)의 외주면과 소정간격 이격되어 단열부(20)를 감싸는 아웃터파이프(15)와, 단열부(20)와 아웃터파이프(15) 사이에 에어갭(14)을 형성하도록 아웃터파이프(15)에 대해 이너파이프(11)가 설치된 단열부(20)를 이격시키는 간격유지수단(30)을 구비한다.
이너파이프(11)는 내부에 유로가 형성되어 유로를 따라 액화천연가스가 이동된다. 이러한 이너파이프(11)로 통상적인 LNG용 파이프가 이용될 수 있다. 상기 이너파이프(11)의 일측 단부측에는 이너파이프(11)를 흐르는 액화천연가스를 단속하기 위한 제1제어밸브(13)가 설치된다. 그리고 상기 이너파이프(11)는 금속관으로 이루어질 수 있는데, 이너파이프(11)는 스테인레스 재로 이루어짐이 바람직하다.
상기 단열부(20)는 중공부를 가지는 독립된 단위단열부재(21~ 24)들이 이너파이프(11)의 외주면을 복수겹으로 감싸여진 구조로 이루어진다. 이를 위하여 각 단위단열부재(21 내지 24)의 중공부의 직경은 서로 다르게 형성될 수 있다. 이를 위하여 각 단위단열부재(21~24)들의 중공부직경은 이너파이프(11)의 외주면으로부터 반경방향으로 외측에 위치될수록 커지게 되는데, 상기 단위단열부재(21~24)의 두께는 균일하게 함이 바람직하다.
상기와 같은 단위단열부재(21-24)들에 의해 이너파이프(11)을 단열하기 위한 시공은 이너파이프(11)의 외주면에 하나의 단위단열부재(21)을 시공하는데, 길이 방향으로 절단된 양단부를 이너파이프(11)의 외주면을 감싼 상태에서 접합하여 시공할 수 있다. 그리고 이너파이프(11)가 감싸여진 단위단열부재(21)의 외주면에 또 다른 단위단열부재(22)를 같은 방법으로 반복하여 시공한다. 이때에 상기 이너파이프(11)을 감싸는 단위단열부재(21~24)들의 접합부(21a~24a)는 상호 중첩되지 않고 원주방향으로 엊갈리게 위치될 수 있도록 함이 바람직하며, 각 단위단열부재(21~24)들의 길이 방향의 접합부(미도시) 또한 서로 다른 위치에 위치될 수 있도록 함이 바람직하다.
이러한 구조의 단열부(20)는 이너파이프(11)의 반경방향으로 단위단열부재(21~24)들의 사이에 독립된 밀착에어갭부(26)들이 형성된다. 이 밀착에어갭부(26)은 이너파이프(11)들의 길이 방향으로 형성되어 있으므로 이너파이프(11)로부터 누출된 가스를 독립적으로 차단할 수 있는 공간을 이루게 된다.
한편, 상기 단열부(20)는 이너파이프(11)의 외주면을 중공부를 가지는 독립된 단위단열부재가 반경방향으로 적층되며 이너파이프(11)의 길이 방향으로 적층된 단위단열부재들이 연속하여 연결되어 적층된 단위단열부재들의 사이에 단열부재의 원주방향으로 독립된 밀착에어갭부(26)이 형성된다. 여기에서 단열부의 단위길이당 열팽창계수는 상기 이너파이프(11)의 열팽창계수보다 상대적으로 작은 재질을 사용함이 바람직하다.
상기 단열부(20)을 이루는 단위단열부재는 실리카 에어로겔( silica aerogel)를 사용함이 바람직하다. 더 상세하게는 상기 단위단열부재는 메틸실레이티드실리카 40 내지 50%, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET 또는 폴리에스테르) 10 내재 20%, 유리섬유(직물등급) 10 내지 20%, 수산화 마그네슘 1 내지 5%, 알루미늄 0 내지 5%로 이루어질 수 있다.
상술한 단위단열부재(21~24)는 아스펜 에어로젤스 주식회사(Aspen Aerogels. Inc,)에서 생산한 제품명, 크이로젤(cryogel) 또는 피이로젤(pyrogel)을 사용함이 바람직하다.
상기 아웃터파이프(15)는 이너파이프(11)를 감싸는 단열부의 외주면과 소정간격 이격될 수 있도록 감싸는 것으로, 금속관 즉, 스레인레스 재 또는 스테인레스 합금으로 이루어질 수 있으며, 이너파이프(11)의 궤적을 따라 소정의 각도를 가지는 엘보과 직관부로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 아웃터파이프(15)에는 상기 단열부(20)의 외주면과 아웃터파이프(15)의 내주면과 이격된 공간 내의 가스의 배출을 단속하기 위한 제2제어밸브(16)가 설치된다. 상기 아웃터파이프(15)에는 단열부(20)가 설치된 이너파이프(11)의 삽입 시 이너파이프(11)의 연결부위와 대응되는 측에 개구부(18)가 형성되고, 이 이너파이프(11)의 연결이 이루어진 후 상기 개구부(18)를 밀폐하는 밀폐부재(17)를 구비한다. 상기 아웃터파이프(15)의 상기 개구부(18)를 차단하는 밀폐부재(17)와 아웃터파이프(15)의 결합(접합)은 용접에 의해 이루어짐이 바람직하다.
상기 아웃터파이프(15)의 직경은 단열부(20)의 외경보다 더 크게 형성된다. 이로서 아웃터파이프(15)의 내주면과 단열부(20)의 사이에 빈 공간, 즉 에어갭(14)이 형성된다. 에어갭(14)은 외부의 충격으로부터 이너파이프(11)를 보호하는 역할을 하게 되며 이너파이프(11)의 손상 시 누설된 가스가 외부로 누출되지 못하도록 차단하게 된다. 에어갭(14)에는 질소, 아르곤과 같은 불활성 가스가 충진될 수 있다. 그리고 아웃터파이프(15)에는 가스의 누설을 감지하기 위하여 압력센서, 광파이버를 이용한 센서 등이 설치될 수 있으며, 특히, 광섬유격자센서를 설치하여 아웃터파이프에 작용하는 응력을 측정할 수 있다.
그리고 상기 간격유지수단(30)들은 단열부(20)의 외주면에 결합되어 단열부(20)의 외주면과 아웃터파이프(15)의 내주면 사이에 일정한 간격을 유지한다. 이러한 간격유지수단(30)은 단열부의 외주면에 고정될 수 있도록 반원형의 제 1,2고정부재(31)(32)가 상호 결합부재(33)에 의해 결합되는 고정프레임(34)을 포함한다. 그리고 상기 고정프레임을 이루는 제 1,2고정부재(31)(32)의 외주면에는 소정의 간격으로 단열부(20)의 외주면과 아웃터파이프(15)의 외주면 사이의 간격을 유지하며, 아웃터파이프(15)의 중공부를 따라 단열부(20)가 마련된 이너파이프(15)의 삽입 시 아웃터파이프(15)의 내주면과의 마찰을 줄이기 위한 지지부(36)들이 설치된다.
상기 지지부(36)는 제1,2고정프레임(31)(32)의 외주면에 중심으로부터 소정의 간격으로 설치된다. 상기 지지부(36)들은 결합된 제 1,2고정프레임(31)(32)의 중심에 대해 120도 간격으로 3개를 설치함이 바람직하다.
상기 지지부(36)은 고정프레임(34)을 이루는 제 1,2고정부재(31)(32)의 외주면에 설치되며 이너파이프(11)의 반경방향으로 삽입홀(36a)이 형성된 립부재(36b)가 설치되고, 이 립부재(36b)에는 아웃터파이프(15)의 내주면과 접촉되는 가이드지지부재(36c)가 반경방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다.
그리고 상기 립부재(36b)의 삽입홀(36a)에 지지되어 상기 아웃터파이프(15)의 외주면과 접촉되는 가이드지지부재(36c)의 단부는 아웃터파이프(15)의 내주면에 점 접촉될 수 있도록 곡면 또는 가능한 한 단면적이 작게 형성된다. 이는 가이드지지부재(36c)의 단부가 아웃터파이프(15)의 내주면을 따라 이동 시 마찰력을 최소화시키기 위한 것이다. 상기 가이드지지부재(36c)는 테프론(teflon)과 같은 연질의 금속재, 합성수지 또는 고무재로 이루어질 수 있다. 상기 지지부(36)의 립부재(36b)는 고정프레임(34)과 일체로 형성될 수도 있다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않으나 상기 립부재(36b)의 내부에는 가이드지지부재(36c)을 외측 방향으로 탄성바이어스 시키기 위한 탄성스프링이 설치될 수도 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관은 LNG 운반선에 설치된 액화천연가스 저장탱크로부터 액화천연가스를 운반선의 선박엔진에 공급하게 되는데, 이 액화천연가스 이송관은 단열부(20)에 의해 감싸여진 이너파이프(11)가 아웃터파이프(15)에 의해 감싸여져 있으므로 외부의 충격에 의해 이너파이프(11)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 이너파이프(11)로부터 가스가 누설되는 경우, 이너파이프(11)를 아웃터파이프(15)가 감싸고 있으므로 외부로 누출되지 않게 된다. 이는 화재 또는 폭발의 위험을 배제할 수 있으며, 선체의 바닥으로 유출되어 선체의 바닥면이 급냉됨으로써 응력이 집중되어 선체가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 극저온의 액화천연가스를 이송하는 이송관은 단열부(20)를 이루는 단위단열부재(21~24)들이 반경방향으로 적층되도록 설치되어 이너파이프(11)의 단열이 이루어질 수 있도록 설치되어 있으므로 콜드 스폿(cold spot, 냉점)의 발생을 근본적으로 방지할 수 있다. 특정부위의 절연이 파괴되어 콜드 스폿이 발생되는 경우, 이 부위로부터 성에가 지속적으로 성장되는 것을 방지할 수 있으며, 콜드 스폿부에 응력이 집중됨으로써 외부충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
특히 이너파이프(11)를 감싸는 단열부(20)는 이너파이프(11)의 외주면에 독립된 중공부를 가지는 단위단열부재(21~24)들에 의해 중첩되어 있으므로 단위단열부재(21~24)들의 사이에는 밀착에어갭(26)이 형성된다. 따라서 이너파이프(11)로부터 액화천연가스의 누출 시 단위단열부재(21~24)들에 의해 단계적으로 차단된다.
도 4에 도시된 바와 같이 이너파이프(11)의 내부를 흐르는 액화천연가스의 온도는 영하 150도 이상이 되는데, 이 경우 이너파이프(11)은 냉각되어 수축되게 된다. 그러나 스테인레스재로 이루어진 이너파이프(11)의 팽창계수가 크리로젤로 이루어진 단열부재의 열팽창계수보다 상대적으로 크므로 단열부(20)를 이루는 단위단열부재(21~24)가 전체적으로 급격히 수축되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 종래와 같이 이너파이프(11)를 감싸는 단열부에 크랙이 발생됨으로써 콜드 스폿이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 이너파이프(11)을 단열하는 단위단열부재(21~24)들은 독립된 중공부를 가지며 이너파이프(11)의 외주면에 적층되어 있으므로 이너파이프(11)의 냉기에 냉각되는 온도가 서로 다르게 된다. 따라서 이너파이프(11)과 접촉되는 단위단열부재(21)와 단위단열부재(21)를 감싸는 단위단열부재(22)의 열팽창량이 다르게 되고, 이들의 사이에서 슬립이 발생되어 열팽창량의 차이에 의해 단열부(20)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이너파이프(11)에 단열이 이루어진 상태에서 이너파이프(11)의 냉각으로 크이로젤로 이루어진 단열부가 냉각됨에 따라 수축되는 수축량이 크지 않으므로 종래와 같이 단열부에 별도의 수축량의 흡수 또는 온도의 상승으로 인한 팽창량의 흡수를 위한 수축팽창을 위한 죠인트의 설치가 불필요하다. 이너파이프와 근접된 측의 단위단열부재(21)가 수축된다하여도 외측에 위치되는 단위단열부재(24)는 온도변화가 최소화 되어 수축은 이루어지지 않게 된다.
본 발명인의 실험에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이 스테인레스재로 이루어진 이너파이프(11) 경우, 영하 150와 영상 50도의 범위내에서 수축량(A)이 3.3mm/m 임을 알 수 있었으며, 크리로젤로 이루어지며 이너파이프(11)와 접촉되는 단위단열부재(21)의 수축량(B)는 은 2.4mm/m 인 것을 알 수 있었다. 따라서 이너파이프(11)가 신축된다하여도 단위단열부재들의 신축량이 상대적으로 작으므로 단위단열부재의 신축에 의해 단열부가 손상되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.
그리고 상기 간격유지수단(30)들은 단열부(20)의 외주면을 감싸고 있으며,이너파이프(11)와 물리적인 접촉이 전혀 이루어지지 않으므로 단열재의 손상을 최소화시킬 수 있다.
또한 상기 간격유지수단(30)은 단열부(20)의 외주면에 소정의 간격으로 설치되는 지지부(36)들은 고정프레임(34)에 설치된 립부재(36b)에 슬라이딩 가능하게 가이드지지부재(36c)가 설치되어 있으므로 가이드지지부재(36c)가 아웃터파이프(15)의 내주면을 따라 이동 시 길이 방향으로의 이동이 원활하게 이루이게되며, 아웃터파이프의 중심에 단열부(20)에 의해 단열이 이루어진 이너파이프(11)를 지지할 수 있게 된다. 특히 간격유지수단(30)에 의해 단열부의 외주면과 아웃터파이프의 내주면 사이에 일정한 에어갭을 유지하고 있으므로 외부로부터 전달되는 열이 특정부위에 집중되는 것을 방지할 수 있으며, 누설된 가스를 차단함과 아울러 누설된 가스의 배출을 위한 유동로를 형성할 수 있다.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
11: 이너파이프 14: 에어갭
15: 아웃터파이프
20: 단열부 21~24: 단위단열부재
30: 간격유지수단

Claims (3)

  1. 액화천연가스가 이동되는 유로를 형성하는 이너파이프(11)와; 상기 이너파이프(11)의 외주면을 감싸도록 형성되는 단열부(20)와; 상기 단열부(20)의 외주면과 그 내주면이 소정간격 이격되어 에어갭(14)이 형성될 수 있도록 상기 단열부(20)를 감싸는 아웃터파이프(15)와; 상기 단열부(20)의 외주면과 상기 아웃터파이프(15)의 내주면을 이격시킴과 아울러 간격을 유지하는 간격유지수단(30)을 구비하며,
    상기 단열부(20)는 상기 이너파이프(11)의 외주면을 중공부를 가지는 독립된 단위단열부재(21~24)가 반경방향으로 적층되어 구성되고, 상기 각 단위단열부재(21~24)의 중공부의 직경은 상기 이너파이프(11)의 외주면으로부터 반경방향으로 외측에 위치될수록 커지게 됨으로써, 이너파이프(11)의 냉각에 의하여 각 단위단열부재(21-24)의 열팽창량이 다르게 되어 이들 사이에서 슬립이 발생되도록 하고,
    상기 각각의 단위단열부재(21~24)의 재료는 실리카 에어로겔로 이루어지며,
    상기 간격유지수단(30)은 단열부(20)의 외주면을 감싸는 것으로, 제1,2고정부재(31)(32)가 결합되어 이루어진 고정프레임(34)과, 상기 고정프레임(34)의 외주면에 소정의 간격으로 설치되어 상기 이너파이프(11)를 감싸는 단열부(20)의 외주면과 상기 아웃터파이프(15)의 내주면 사이의 간격을 일정하게 유지하는 지지부(36)를 구비하고,
    상기 지지부(36)는 상기 고정프레임(34)을 이루는 제 1,2고정부재(31)(32)의 외주면에 설치되며 상기 이너파이프(11)의 반경방향으로 삽입홀(36a)이 형성된 립부재(36b)들과, 상기 립부재(36b)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 상기 아웃터파이프(15)의 내주면과 접촉되는 가이드지지부재(36c)를 구비한 것을 특징으로 하는 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 립부재(36b)의 삽입홀(36a)에 지지되어 상기 아웃터파이프(15)의 내주면과 접촉되는 상기 가이드지지부재(36c)의 단부는 상기 아웃터파이프(15)의 내주면에 점 접촉될 수 있도록 곡면으로 형성되어 상대이동시 마찰력을 줄일 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관.









KR1020190060861A 2019-05-23 2019-05-23 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관 KR102058204B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190060861A KR102058204B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관
PCT/KR2020/006717 WO2020235970A1 (ko) 2019-05-23 2020-05-22 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관
JP2021543313A JP7232342B2 (ja) 2019-05-23 2020-05-22 船舶エンジンの燃料供給用液化天然ガス輸送管
CN202080010056.9A CN113329939A (zh) 2019-05-23 2020-05-22 船舶发动机燃料供给用液化天然气输送管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190060861A KR102058204B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102058204B1 true KR102058204B1 (ko) 2020-01-22

Family

ID=69368550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190060861A KR102058204B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7232342B2 (ko)
KR (1) KR102058204B1 (ko)
CN (1) CN113329939A (ko)
WO (1) WO2020235970A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020235970A1 (ko) * 2019-05-23 2020-11-26 (유)성문 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관
KR102290918B1 (ko) * 2020-11-16 2021-08-20 주식회사 크레용 진공 단열배관 서포터
KR20220012684A (ko) * 2020-07-23 2022-02-04 (유)성문 Lng저장탱크의 이송관
KR102510033B1 (ko) * 2021-12-07 2023-03-14 박혜미 Lng 추진 선박용 이중배관 서포트

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113898788A (zh) * 2021-09-01 2022-01-07 亚达管道系统股份有限公司 面接触型双壁管滑动支撑

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1054492A (ja) * 1996-06-06 1998-02-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 断熱パイプカバー
KR19980066598A (ko) 1997-01-27 1998-10-15 구자홍 디지털 범용 카운터
JP2004169741A (ja) 2002-11-18 2004-06-17 Kubota Corp 断熱二重管における内管保持装置
KR100850833B1 (ko) 2007-05-08 2008-08-06 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ 운반선의 연료가스 공급 시스템 및 방법
KR20100060764A (ko) 2008-11-28 2010-06-07 삼성중공업 주식회사 엘엔지 선박의 고압 연료 공급관
KR101299347B1 (ko) * 2004-06-29 2013-08-22 아스펜 에어로겔, 인코포레이티드 에너지 효율적이고 절연된 건물 외피들
KR20160015687A (ko) * 2014-07-31 2016-02-15 정우이앤이 주식회사 선박용 연료가스 이중배관
KR101936382B1 (ko) * 2016-09-30 2019-04-03 (주)대창솔루션 이중 배관의 지지체

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4612744Y1 (ko) * 1968-02-26 1971-05-07
JPS481258U (ko) * 1971-06-02 1973-01-09
US4233816A (en) * 1979-08-08 1980-11-18 Pennwalt Corporation Cryogenic fluid transfer line
US4315408A (en) * 1980-12-18 1982-02-16 Amtel, Inc. Offshore liquified gas transfer system
KR100261323B1 (ko) * 1998-04-09 2000-08-01 방관수 보온/보냉용 이중강관
JP2004084702A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Jfe Engineering Kk 低温配管の保冷構造
KR101448521B1 (ko) * 2012-04-30 2014-10-14 주식회사 젠트로 관 서포트 장치
KR101406294B1 (ko) * 2012-10-02 2014-06-13 주식회사 아이비엔에스 변형보상장치를 갖는 이중관
CN203656487U (zh) * 2013-11-29 2014-06-18 中投（天津）热能装备发展有限公司 一种低噪声预制直埋蒸汽保温管滚动支架
CN204141151U (zh) * 2014-04-09 2015-02-04 石家庄安瑞科气体机械有限公司 管道支撑及低温液体输送管道
JP6422461B2 (ja) * 2016-03-31 2018-11-14 古河電気工業株式会社 送水用断熱配管、及び送水用断熱配管の施工方法
CN207178951U (zh) * 2017-08-24 2018-04-03 洛阳中润物资装备有限公司 一种深冷管道复合保冷结构
KR102058204B1 (ko) * 2019-05-23 2020-01-22 (유)성문 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1054492A (ja) * 1996-06-06 1998-02-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 断熱パイプカバー
KR19980066598A (ko) 1997-01-27 1998-10-15 구자홍 디지털 범용 카운터
JP2004169741A (ja) 2002-11-18 2004-06-17 Kubota Corp 断熱二重管における内管保持装置
KR101299347B1 (ko) * 2004-06-29 2013-08-22 아스펜 에어로겔, 인코포레이티드 에너지 효율적이고 절연된 건물 외피들
KR100850833B1 (ko) 2007-05-08 2008-08-06 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ 운반선의 연료가스 공급 시스템 및 방법
KR20100060764A (ko) 2008-11-28 2010-06-07 삼성중공업 주식회사 엘엔지 선박의 고압 연료 공급관
KR20160015687A (ko) * 2014-07-31 2016-02-15 정우이앤이 주식회사 선박용 연료가스 이중배관
KR101936382B1 (ko) * 2016-09-30 2019-04-03 (주)대창솔루션 이중 배관의 지지체

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020235970A1 (ko) * 2019-05-23 2020-11-26 (유)성문 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관
KR20220012684A (ko) * 2020-07-23 2022-02-04 (유)성문 Lng저장탱크의 이송관
KR102416780B1 (ko) * 2020-07-23 2022-07-05 (유)성문 Lng저장탱크의 이송관
KR102290918B1 (ko) * 2020-11-16 2021-08-20 주식회사 크레용 진공 단열배관 서포터
KR102510033B1 (ko) * 2021-12-07 2023-03-14 박혜미 Lng 추진 선박용 이중배관 서포트

Also Published As

Publication number Publication date
JP7232342B2 (ja) 2023-03-02
CN113329939A (zh) 2021-08-31
WO2020235970A1 (ko) 2020-11-26
JP2022521370A (ja) 2022-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102058204B1 (ko) 선박엔진의 연료공급용 액화천연가스 이송관
CN100567788C (zh) 绝热管道及其应用和用于运输液化气的海运码头
KR102029862B1 (ko) 파이프를 포함하는 용기 벽
US6012292A (en) System and method for transferring cryogenic fluids
US3388724A (en) Submarine insulated lng pipeline
US20060175828A1 (en) Cryogenic seal for vacuum-insulated pipe expansion bellows
US7418979B2 (en) Method and apparatus for preventing foam disbondment
US6695358B2 (en) Controlled leak cryogenic bayonet pipe spool and system
US6533334B1 (en) Vacuum-jacketed bayonet pipe spool and pipe spool system for cryogenic fluid
KR102399177B1 (ko) 밀봉 및 단열 탱크
US20100313987A1 (en) Liquefied natural gas pipeline with near zero coefficient of thermal expansion
CN112352124B (zh) 低温管道的绝热装置
US7137651B2 (en) Fluid piping systems and pipe spools suitable for sub sea use
KR102030202B1 (ko) 극저온 유체를 이송하기 위한 연결부와 가요성 파이프를 포함하는 조립체
US20050224127A1 (en) Compound pipe
KR102416780B1 (ko) Lng저장탱크의 이송관
KR102310216B1 (ko) 선박용 연료공급 핸들링 시스템
NO309082B1 (no) Lastesystem
CN108061243B (zh) 低温压力容器
CN219692492U (zh) 一种真空绝热双壁管的支撑结构及lng燃料罐用双壁管
KR20230046423A (ko) 액화가스 이송배관
TW202303032A (zh) 用於液化氣體之儲存設備
RU2532476C2 (ru) Криогенный трубопровод
KR20220108254A (ko) 액화가스 저장탱크의 단열구조 및 상기 액화가스 저장탱크의 단열구조 형성방법
KR20240126612A (ko) 극저온용 스위블 조인트 및 이를 구비한 로딩암

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant