KR102084995B1 - Cargo for liquefied gas - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 액화가스 화물창은 액화가스의 누설을 방지하는 1차 방벽; 액화가스의 누설을 예비적으로 방지하는 2차 방벽; 상기 1차 방벽과 2차 방벽 사이에 마련되는 상부 단열벽체; 상기 2차 방벽과 지지벽 사이에 마련되는 하부 단열벽체; 및 상기 2차 방벽과 상기 하부 단열벽체 사이에 설치되고, 액화가스가 누출되는 경우 극저온 상태에서 누설 신호를 발생시키는 신호발생기;를 포함한다.Liquefied gas cargo hold according to the present invention is a primary barrier for preventing the leakage of liquefied gas; A secondary barrier for preliminarily preventing leakage of liquefied gas; An upper insulating wall provided between the primary barrier and the secondary barrier; A lower insulating wall provided between the secondary barrier and the support wall; And a signal generator installed between the secondary barrier and the lower insulating wall and generating a leakage signal in a cryogenic state when liquefied gas leaks.
Description
본 발명은 선박 내부에서 액화가스를 저장하기 위하여 마련되는 액화가스 화물창에 관한 것이다.The present invention relates to a liquefied gas cargo hold provided for storing liquefied gas inside a vessel.
액화가스(Liquefied Gas)는 기체를 냉각 또는 압축하여 액체로 만든 것으로, LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 또는 액화수소 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다.Liquefied gas (Liquefied Gas) is a liquid made by cooling or compressing the gas, the consumption of liquefied gas, such as LNG (Liquefied Natural Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas) or liquefied hydrogen is increasing worldwide.
오늘날에는, 천연가스 등과 같은 물질을 대량으로 수송하기 위하여 저온액화 방법이 주로 사용되고 있다. 특히, 액화 수소와 같은 극저온의 액화가스를 수송하기 위해서는, 단열용기의 단열성능이 매우 중요한 역할을 한다.Today, low temperature liquefaction methods are mainly used to transport large quantities of substances such as natural gas. In particular, in order to transport cryogenic liquefied gas, such as liquefied hydrogen, the thermal insulation performance of the thermal insulation container plays a very important role.
단열용기의 설계에 있어서, 외부로부터의 열 전달에 의한 액화가스의 비등을 방지하는 단열기술과 액화가스의 누출을 방지하는 누출방지기술은 매우 중요하다. 특히, 액화 수소는 대기압 보다 높은 증기압을 가지며 대략 -253℃? 정도의 비등 온도를 갖기 때문에, 이러한 액화 수소를 안전하게 보관하고 저장하는 화물창은 초저온에 견딜 수 있는 재료, 예를 들면 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등으로 제작되며, 기타 열응력 및 열수축에 강하고 열침입을 막을 수 있는 단열구조로 설계되어야 했다. In the design of the heat insulation container, a heat insulation technique for preventing the liquefied gas from boiling due to heat transfer from the outside and a leak prevention technique for preventing the leakage of the liquefied gas are very important. In particular, liquefied hydrogen has a vapor pressure higher than atmospheric pressure and is approximately -253 deg. Due to its boiling temperature, the cargo hold for storing and storing these liquefied hydrogens is made of materials that can withstand extremely low temperatures, such as aluminum, stainless steel, 35% nickel steel, etc. It had to be designed with thermal insulation to prevent thermal intrusion.
단열용기의 설계에 있어서, 액화가스의 누출을 방지하는 누출방지기술은 매우 중요하다. 이를 고려하여 극저온 유체를 운반하는 선박 화물창의 방벽구조는, 1차방벽, 상부 단열재, 2차방벽 및 하부 단열재가 순차적으로 결합된다. 1차방벽에 소량의 극저온 유체의 누출이 있을 경우, 2차방벽에서 해당 유체의 추가적인 누출을 방지할 수 있기 때문이다.In the design of thermal insulation containers, leak prevention techniques for preventing the leakage of liquefied gas are very important. In consideration of this, the barrier structure of the cargo hold for transporting cryogenic fluid is sequentially combined with a primary barrier, an upper insulation, a secondary barrier and a lower insulation. If a small amount of cryogenic fluid leaks in the primary barrier, it can prevent further leakage of the fluid in the secondary barrier.
화물창의 방벽은 통상적으로 화물창 내벽에 동일한 두께를 가지는 복수의 하부 단열재를 고정시키고, 하부 단열재 상부에 2차방벽을 설치하고, 2차방벽 상부에 상부 단열재 및 1차방벽을 설치하여 이루어진다. 이들 하부 단열재, 2차방벽 및 상부 단열재가 일체로 형성된 단열재를 서로 이웃하여 화물창 내벽에 결합시킨 상태에서, 하부 단열재 상부의 주 2차방벽 상부와 상부 단열재 사이의 공간에 보조 2차방벽 및 보강패널을 설치하고, 상부단열재 상부에 1차방벽을 설치할 수 있다.The barrier of the cargo hold is usually formed by fixing a plurality of lower insulating materials having the same thickness on the inner wall of the cargo hold, installing a secondary barrier on the lower insulation, and installing an upper insulation and a primary barrier on the upper portion of the secondary barrier. The secondary secondary barrier and the reinforcement panel are formed in the space between the upper part of the upper secondary insulating material and the upper secondary insulating material in the state where the lower insulating material, the secondary barrier and the upper insulating material are integrally bonded to each other and adjacent to the cargo hold inner wall. It can be installed, the primary barrier can be installed on top of the upper insulation.
본 발명은 방벽 결함으로 인한 액화가스의 균열 누수 여부를 모니터링할 수 있는 액화가스 화물창을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a liquefied gas cargo hold capable of monitoring the leakage of cracks of liquefied gas due to barrier defects.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스의 누설을 방지하는 1차 방벽; 액화가스의 누설을 예비적으로 방지하는 2차 방벽; 상기 1차 방벽과 2차 방벽 사이에 마련되는 상부 단열벽체; 상기 2차 방벽과 지지벽 사이에 마련되는 하부 단열벽체; 및 상기 2차 방벽과 상기 하부 단열벽체 사이에 설치되고, 액화가스가 누출되는 경우 극저온 상태에서 누설 신호를 발생시키는 신호발생기;를 포함하는 액화가스 화물창이 제공될 수 있다.According to one aspect of the invention, the primary barrier for preventing the leakage of liquefied gas; A secondary barrier for preliminarily preventing leakage of liquefied gas; An upper insulating wall provided between the primary barrier and the secondary barrier; A lower insulating wall provided between the secondary barrier and the support wall; And a signal generator installed between the secondary barrier and the lower insulating wall and generating a leakage signal in a cryogenic state when the liquefied gas is leaked.
상기 지지벽과 상기 하부 단열벽체 사이에 설치되는 발신기;를 더 포함하고, 상기 신호발생기는 상기 발신기로부터 전자기유도에 의해 발생하는 기전력으로 경보신호를 발생시킬 수 있다.And a transmitter installed between the support wall and the lower insulating wall. The signal generator may generate an alarm signal with electromotive force generated by electromagnetic induction from the transmitter.
상기 발신기는 상기 지지벽과 직접 또는 간접적으로 접하고 수용된 액화가스의 하중에 의해 전기를 발생시키는 압전 소자, 및 상기 압전 소자와 전기적으로 연결되는 제1 코일조립체를 포함하고, 상기 신호발생기는 극저온 상태에서 초전도체로 변환되는 제2 코일조립체, 및 상기 제1 코일조립체를 통해 상기 제2 코일조립체에 유도전류 발생시 그와 전기적으로 연결되어 작동되는 경보장치를 포함할 수 있다.The transmitter includes a piezoelectric element that directly or indirectly contacts the support wall and generates electricity by a load of the received liquefied gas, and a first coil assembly electrically connected to the piezoelectric element, wherein the signal generator is in a cryogenic state. A second coil assembly that is converted to a superconductor, and may include an alarm device that is electrically connected to the second coil assembly when the induced current is generated through the first coil assembly.
상기 하부 단열벽체는 하부 단열패널과, 상기 하부 단열패널 상하면에 각각 부착되는 하부 제1보강패널과 하부 제2보강패널을 포함하고, 상기 상부 단열벽체는 상부 단열패널과, 상기 상부 단열패널 상하면에 각각 부착되는 상부 제1보강패널과 상부 제2보강패널을 포함할 수 있다. The lower insulating wall includes a lower insulating panel, a lower first reinforcing panel and a lower second reinforcing panel respectively attached to upper and lower surfaces of the lower insulating panel, and the upper insulating wall is provided on the upper insulating panel and the upper and lower insulating panels. It may include an upper first reinforcing panel and an upper second reinforcing panel respectively attached.
상기 제2 코일조립체는 복수개가 상기 하부 제2보강패널과 상기 2차 방벽 사이에 격자형으로 배치되어 연결망을 형성하고, 상기 경보장치는 상기 연결망과 연결되어 어느 하나의 상기 제2 코일조립체에 유도전류 발생시 작동될 수 있다.A plurality of the second coil assembly is arranged in a grid between the lower second reinforcing panel and the secondary barrier to form a network, the alarm device is connected to the network and guided to any one of the second coil assembly Can be activated when current is generated.
본 발명에 따른 액화가스 화물창은, 방벽 결함으로 인해 액화가스가 누출되는 경우 발신기의 압전 소자에서 발생하는 전자기유도 현상과, 신호발생기의 제2 코일조립체가 극저온 상태가 되었을 때 발생하는 초전도 현상을 이용하여, 액화가스의 균열 누수 여부를 상시 모니터링할 수 있다.The liquefied gas cargo hold according to the present invention uses an electromagnetic induction phenomenon generated in the piezoelectric element of the transmitter when the liquefied gas leaks due to a barrier defect, and a superconducting phenomenon generated when the second coil assembly of the signal generator is in a cryogenic state. Thus, it is possible to constantly monitor whether or not the leakage of the liquefied gas.
또한, 압전 소자는 액화가스의 하중변화에 의해 전압을 발생시키므로, 별도의 동력을 필요치 않는다.In addition, the piezoelectric element generates a voltage by the change in the load of the liquefied gas, and therefore, no separate power is required.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 화물창의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발신기와 신호발생기의 상세도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 신호발생기의 설치 배치도이다.1 is a side cross-sectional view of a liquefied gas cargo hold according to a first embodiment of the present invention.
2 is a detailed view of a transmitter and a signal generator according to the first embodiment of the present invention.
3 is a layout view of a signal generator according to a second embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. The invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. Parts not related to the description are omitted in the drawings in order to clearly describe the present invention, in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 화물창의 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발신기와 신호발생기의 상세도를 도시한다.1 is a side cross-sectional view of a liquefied gas cargo hold according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a detailed view of a transmitter and a signal generator according to the first embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 화물창은 초저온의 액화가스(Liquefied gas)를 저장 및/또는 운반하는 데 사용된다. 액화가스는 기체를 냉각 또는 압축하여 액체로 만든 것으로, 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas)와, 액화석유가스(LPG: Liquefied Petroleum Gas)와, 디메틸에테르(DME: Dimethyl Ether) 등을 포함한다.The liquefied gas cargo hold according to the first embodiment of the present invention is used for storing and / or transporting cryogenic liquefied gas. Liquefied gas is made of liquid by cooling or compressing gas, and includes liquefied natural gas (LNG), liquefied petroleum gas (LPG), dimethyl ether (DME), and the like. .
액화가스 화물창은 LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel) 운반선, LPG 운반선, 또는 에틸렌(Ethylene) 운반선 등 액화가스 화물을 운송하는 운반선과, FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FPSO(Floating Production Storage Offloading), 또는 BMPP(Barge Mounted Power Plant) 등 액화가스 화물을 저장 또는 생산하거나 혹은 기화설비를 갖춘 해상 부유설비에 적용된다. 또한, 액화가스 화물창은 해상에 설치되는 설비뿐만 아니라 육지에 설치되어 액화가스를 저장 또는 생산하기 위한 설비에 사용되는 것을 포함한다. 이하에서는 액화가스 화물창 중 멤브레인 타입의 화물창을 일례로 하여 설명하도록 한다.LNG carriers, LNG carriers, LNG Regasification Vessel carriers, LPG carriers, or ethylene carriers are used to transport liquefied gas cargoes, Floating Storage Regasification Units (FSRUs), Floating Production Storage Offloading (FPSO), It is also applied to offshore floating facilities that store or produce liquefied gas cargoes such as BMPP (Barge Mounted Power Plant) or have vaporization facilities. In addition, the liquefied gas cargo hold includes those installed on land as well as those used for installation for storing or producing liquefied gas. Hereinafter, the membrane-type cargo hold of the liquefied gas cargo hold will be described as an example.
액화가스 화물창은 액화가스를 수용할 수 있는 공간을 둘러싸며 액화가스와 직접 접촉하는 1차 방벽(400)과, 1차 방벽(400)을 둘러싸며 액화가스를 외부로부터 단열하는 단열벽체(100,300)와, 이층구조의 단열벽체(100,300) 사이에 마련되는 2차 방벽(200)을 포함한다. 나아가, 액화가스 화물창은 수소 화물창으로써 3층 구조를 가지게 될 수 있다.The liquefied gas cargo hold surrounds a space capable of accommodating liquefied gas and insulates the
1차 방벽(400)은 저장유체가 수용되는 저장공간을 밀봉하기 위한 것으로, 기밀성(또는 수밀성)이 요구된다. 액화가스는 비등점 이하의 초저온으로 유지될 수 있기 때문에 액체 상태로 저장되는 것이 보통이다. 그러나 온도 또는 압력의 변화에 따라 일부 액화가스의 기화가 발생할 수 있으며, 이 경우 화물창 내부의 압력은 크게 증가한다. 이같은 압력의 증가 등으로 1차 방벽(400)이 침투되는 경우에는 액체 또는 기체 상태의 액화가스가 단열벽체(100,300)에 유입될 수 있다. 유입된 액화가스는 온도가 상승함에 따라 부피가 급격하게 팽창하고, 단열벽체를 손상시키게 된다. 화물창의 손상은 수선에 막대한 시간과 비용을 지출케 하므로 방벽의 기밀성은 매우 중요하게 취급된다.The
1차 방벽(400)은 초저온 상태에서도 물리적 및 화학적 상태를 유지할 수 있도록, 인바 합금(INVAR), 스테인리스강(SUS), 또는 알루미늄 합금 등의 금속재료를 이용할 수 있다. 1차 방벽(400)은 다수의 1차 방벽(400) 시트(sheet)가 연결되어 형성될 수 있으며, 기밀성을 유지하기 위하여 서로 간에 용접 결합될 수 있다.The
1차 방벽(400)을 용접하는 방법으로는 관련 기술분야에서 사용되는 다양한 용접방법이 사용될 수 있으며, 겹치기용접 또는 맞대기용접을 포함한다. 또한, 용접 품질을 향상시키면서도 작업편차를 줄여 균일한 품질을 얻기 위하여 레이저용접 또는 플라즈마 용접 등의 방법을 사용하는 자동용접장치를 이용할 수도 있다. 이상의 겹치기용접, 맞대기용접, 레이저용접, 또는 플라즈마 용접 등은 관련 기술분야에서 널리 알려진 기술이므로 자세한 설명을 생략하도록 한다.As the method for welding the
1차 방벽(400)은 초저온의 저장유체와 직접 접촉하기 때문에 급격한 수축 및 팽창에 노출되어 있다. 1차 방벽(400)은 열수축과 열팽창이 반복되면서 피로가 누적되어 파괴되거나 열수축 발생 시 용접 부위가 파손되어 기밀성이 훼손될 수 있다. 이러한 문제 때문에, 1차 방벽(400)은 낮은 면강성(In-plane stiffness)을 갖기 위한 1차 방벽 주름부(410)(corrugation)를 포함한다. 1차 방벽 주름부(410)는 열응력에 대응하여 형상이 탄력적으로 변형됨으로써 용접 부위에서의 열응력을 줄여준다.The
1차 방벽(400)은 서로 평행하게 연속하여 배치되는 제1 주름부(411) 및 제2 주름부(412)를 포함한다. 1차 방벽(400)의 면내 방향으로 작용하는 열응력은 이런 1차 방벽 주름부(410)에 의해 해소될 수 있다. The
단열벽체(100,300)는 평면부에 설치되는 단열벽체(100,300)와 코너부에 설치되는 단열벽체(미도시)를 포함한다. 코너부는 서로 다른 각으로 배치되는 평면부를 연결하며, 서로 다른 두 방향의 단열벽체가 연결되는 모서리부와, 서로 다른 세 방향의 단열벽체가 연결되는 꼭지점부를 포함한다. 이하에서는 평면부에 설치되는 단열벽체(100,300)를 기준으로 설명하도록 한다. The
단열패널(110, 310)은 일반적으로 폴리우레탄폼(PUF, Polyurethane Form) 또는 강화 폴리우레탄폼(R-PUF, Reinforced PUF) 등과 같이 단열성능이 우수하면서도 경량인 재료를 이용할 수 있으며, 저장유체를 외부와 단열시켜 초저온 상태로 유지할 수 있다. 이때, 단열벽체는 단열성능의 향상 및 수선의 용이성 등의 목적으로 상부 단열패널(310)과 하부 단열패널(110)을 포함하는 이중 단열구조로 이루어지는 것이 일반적이다.
그리고 이러한 단열패널(110,310) 사이에는 틈새단열재(111)가 삽입될 수 있다. 이는 하부 단열패널(110) 사이의 간극을 충진할 수 있는 단열재일 수 있다. 그리고 틈새단열재(111)는 하부 단열벽체(100)가 선체 지지벽(10)에 설치된 후에 그들 사이에 마련될 수 있다. 이때 지지벽(10)은 이너 헐(inner hull)일 수 있으며 저장유체의 하중을 지지하는데, 이러한 지지벽(10)에는 단열벽체(100)가 고정될 수 있다.The
하부 단열패널(110)은 지지벽(10)에 견고하게 고정될 수 있도록 저면에 하부 제1 보강패널(120)이 결합될 수 있다. 하부 제1 보강패널(120)은 플라이우드(plywood) 등이 사용될 수 있으며, 에폭시 글루(epoxy glue) 등과 같은 접착제를 사용하여 하부 단열패널(110)의 저면에 부착될 수 있다. 즉, 하부 제1 보강패널(120)은 하부 단열패널(110)이 지지벽(10)에 고정될 수 있게 하는데, 이때 지지벽(10)에는 하부 단열패널(110)을 결합하기 위한 스터드 볼트(미도시)가 용접될 수 있다. The
또한, 하부 제1 보강패널(120)과 지지벽(10) 사이에는 접착력을 가지는 매스틱(mastic, 11) 및/또는 단차를 조절하기 위한 레벨패드(12) 등이 개재될 수 있다. 특히 매스틱(11)은 접착력과 탄성을 동시에 가지기 때문에, 지지벽(10)과 하부 단열패널(110)을 결합함과 동시에 상호간에 전달되는 충격을 완화할 수 있다.In addition, between the lower
복수의 하부 단열패널(110)들은 서로 인접하여 배치될 수 있고, 일례로 격자형으로 배치될 수 있다. 격자형으로 배치된다는 것은 하부 단열패널(110)들이 제1 방향으로 인접하여 배치되는 것뿐만 아니라 제1 방향에 수직인 제2 방향으로도 인접하여 배치되는 것을 의미한다.The plurality of lower insulating
하부 단열패널(110)은 2차 방벽(200)을 고정할 수 있도록 상부에 하부 제2 보강패널(130)이 결합될 수 있다. 하부 제2 보강패널(130)은 플라이우드 등이 사용될 수 있으며, 에폭시 글루 등과 같은 접착제를 사용하여 하부 단열패널(110)의 상면에 부착될 수 있다. 그리고 2차 방벽(200)은 하부 제2 보강패널(130)에 마련된 2차 방벽 고정부재(160)와 용접 등의 방법으로 결합되어 하부 제2 보강패널(130)에 고정될 수 있다.The
단열벽체(100,300)는 상부 단열패널(310)과 하부 단열패널(110) 사이에 개재되는 2차 방벽(200)을 포함할 수 있다. 2차 방벽(200)은 1차 방벽(400)이 침투되었을 경우 하부 단열패널(110)을 보호하여 수선에 요구되는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있다.The
2차 방벽(200)은 1차 방벽(400)과 동일하게 인바 합금(INVAR), 스테인리스강(SUS), 또는 알루미늄 합금 등의 금속재료를 이용하거나, 리지드 트리플렉스(rigid triplex)와 서플 트리플렉스(supple triplex)가 이용될 수 있다.The
2차 방벽(200)을 하부 단열패널(110)에 결합하는 방법의 차이에 따라 접착식 제작방법과 용접식 제작방법이 사용된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 접착식 제작방법은 하부 단열패널(110) 상에 에폭시 글루 등의 접착제를 사용하여 리지드 트리플렉스를 부착하고, 인접하는 리지드 트리플렉스 사이를 서플 트리플렉스로 연결하여 마감함으로써 밀봉상태를 완성할 수 있다. 이때 셔플 트리플렉스 역시 접착제에 의해 리지드 트리플렉스 상에 부착될 수 있다.Adhesive manufacturing method and welded manufacturing method are used according to the difference in the method of coupling the
2차 방벽(200)은 낮은 면강성(In-plane stiffness)을 갖기 위해 2차 방벽 주름부(210)(corrugation)를 포함할 수 있다. 2차 방벽 주름부(210)는 열응력에 대응하여 형상이 탄력적으로 변형됨으로써 용접 부위에서의 열응력을 줄여준다. 그리고 2차 방벽 주름부(210)는 프레스 공법 등에 의해 형성될 수 있다.The
2차 방벽(200)에는 주름부(210)가 마련되어, 2차 방벽(200)의 면내 방향으로 작용되는 열응력이 해소될 수 있다. 그리고 2차 방벽(200)에 마련되는 2차 방벽 주름부(210)는 하부 단열패널(110)을 향해 아래로 볼록할 수 있다. 이 때, 하부 제2 보강패널(130)에는 2차 방벽(200)의 2차 방벽 주름부(210)를 수용할 수 있는 홈이 형성되어 2차 방벽 주름부(210)와의 간섭을 피할 수 있다. 홈은 하부 제2 보강패널(130)의 상부면에 형성될 수도 있고, 하부 제2 보강패널(130)을 관통하게 마련될 수도 있다.The
2차 방벽(200)은 하부 단열패널(110)의 상부에 마련되는 2차 방벽 고정부재(160)에 고정될 수 있다. 특히, 하부 제2 보강패널(130)이 마련되는 경우 2차 방벽 고정부재(160)는 하부 제2 보강패널(130)에 결합될 수 있다. 2차 방벽 고정부재(160)는 리벳 등에 의하여 하부 제2 보강패널(130)과 기계적으로 결합할 수 있고, SUS 등의 금속재질로 마련되어 2차 방벽(200)과 용접 결합될 수 있다.The
또한, 2차 방벽 고정부재(160)는 스트립(strip) 형상으로 마련될 수 있으며, 서로 다른 방향으로 배열되어 교차부를 형성할 수 있다. 일례로, 서로 직교하는 두 방향의 스트립 형상으로 마련될 수 있다. 2차 방벽 고정부재(160)는 하부 단열패널(110)의 모서리에 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 2차 방벽 고정부재(160)는 하나의 스트립으로 마련되거나 여러 개의 스트립이 연속적으로 연결되도록 마련될 수 있다.In addition, the secondary
또 2차 방벽(200)이 고정부재(160)에 용접되는데 있어서, 용접이 완료되면 기밀성이 확보되는지 여부를 검사하는 과정이 수행될 수 있다. 검사과정으로는 2차 방벽(200)과 하부 단열패널(110) 사이에 검사 가스를 주입하고 검사가스가 외부로 누출되는지 여부를 확인하는 방법이 사용될 수 있다. 검사 결과 외부에서 검사 가스가 검출된다면 그 부분의 용접 상태가 불량인 것으로 판단하여 재용접을 실시한다. 검사 결과 기밀성이 확보되는 것으로 판단된다면 상부 단열벽체(300)를 설치하는 과정으로 진행된다.In addition, when the
발신기(500)는 지지벽(10)과 직접 또는 간접적으로 접하고 수용된 액화가스의 하중에 의해 전기를 발생시키는 압전 소자(520), 압전 소자(520)와 전기적으로 연결되는 제1 코일조립체(510)를 포함할 수 있다. 이러한 발신기(500)는 액화가스의 슬로싱 등에 의해 발생하는 기전력을 이용하여 자체적으로 전력을 발생시키므로, 별도의 전원을 필요로 하지 않는 이점이 있다.The
압전 소자(520)(壓電素子, piezoelectric effect element)는 기계적 응력을 걸면 전압이 발생하고 반대로 전압을 걸면 일그러짐이 발생하는 수정이나 압전 세라믹스 등을 사용한 소자로, 슬로싱 등에 의해 압력이 가해지면 전압이 변화하고(압전 효과), 반대로 전압을 가하면 팽창되거나 수축되는 성질을 가진 소자일 수 있다. 이러한 압전 소자(520)는 판 형상으로 지지벽(10)에 마련되는 매스틱(11)과 하부 단열벽체(100) 사이에 마련되어 액화가스의 하중 변화에 의해 전압을 발생시킬 수 있다.Piezoelectric element 520 (piezoelectric effect element) is a device using a crystal, piezoelectric ceramics, etc., which generates voltage when subjected to mechanical stress, and distortion occurs when applied to a voltage. This change (piezoelectric effect), on the contrary, may be a device having the property of expanding or contracting when a voltage is applied. The
제1 코일조립체(520)는 압전 소자(520)에 발생한 전압으로 작동하는 코일이 내장된 원판형 부재일 수 있다. 이러한 제1 코일조립체(520)는 후술할 제2 코일조립체(620)와 높이 방향으로 동일선 상에 위치함으로써 제2 코일조립체(620)에 유도전류를 발생시킬 수 있다. 제1 코일조립체(520)와 제2 코일조립체(620) 간의 에너지 전달은 전자기 유도 법칙에 의할 수 있다.The
신호발생기(600)는 극저온 상태에서 초전도체로 변환되는 제2 코일조립체(610), 제2 코일조립체(610)에 유도전류 발생시 그와 전기적으로 연결되어 작동되는 경보장치(620)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 코일조립체(620)가 극저온 상태에서 초전도체로 변환된다는 것은 매우 낮은 온도에서 전기저항이 0에 가까워지는 초전도현상이 나타나는 초전도체에 의할 수 있다.The
발신기(500)와 신호발생기(600)의 작동방식을 상세히 설명하면 다음과 같다. 발신기(500)와 신호발생기(600)는 액화가스의 균열 누수를 검출하기 위하여 마련된다. 예를 들어, 발신기(500)에서 발생되는 기전력을 전자기 유도법칙을 이용해 신호발생기(600)에 전달하고, 신호발생기(600)는 이를 이용하여 경보장치(620)를 작동시켜 액화수소가 누출되는지 여부를 모니터링하는 방식이다.Referring to the operation of the
상세히 설명하면, 먼저 액화가스가 저장된 선박 운항 시 발신기(500)에서는 압전 소자(520)를 이용해 제1 코일조립체(510)에 전류를 흘려 자기장의 변화를 발생시킨다. 운항 중에 화물창 내부의 액화가스는 끊임없이 유동하여 하중을 발생시키게 되고, 매스틱(11)에는 액화가스의 하중에 의한 응력이 집중되며 압전 소자(520)에서 발생한 전기는 제1 코일조립체(510)에 전달된다.In detail, first, when the
제1 코일조립체(510)에의 전류 흐름은 멀리 떨어진 제2 코일조립체(610)에 전자기유도 현상에 의해 전달되고, 제2 코일조립체(610)에서 발생한 전기는 경보장치(620), 예를 들어 고주파 장치를 작동시킨다. 여기서 원격에 떨어진 제2 코일조립체(610)는 평소에는 작동되지 않다가 액화 수소가 누출되어 극저온 상태가 되었을 때 초전도 현상이 발생하여 전자기유도 현상에 의해 충분한 전류가 흘러 경보장치(620)가 동작하는 형태가 된다.The current flow to the
다시 말해, 1차 방벽(400)에 누수가 발생하면 액화수소는 누출되어 2차 방벽(200)에 도달하게 된다. 누수된 액화수소와 인접한 2차 방벽(200) 주변은 -253도씨의 초극저온이 되며 그 이면에 존재하는 제2 코일조립체(610)은 초전도체가 된다. 저항이 없어지기 때문에 유도전류가 발생하기 용이하고 그에 의해 경보장치(720), 즉 고주파 발생장치가 작동하여 방벽에 균열이 발생한 것을 알리게 된다.In other words, when water leaks in the
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 신호발생기의 설치 배치도이다. 도면은 하부 단열벽체가 격자형으로 배치되고, 제2 방벽이 제거된 상태에서 제2 코일조립체(711, 712, 713)가 하부 제2보강패널(130) 상측에 마련될 수 있음을 나타내는 평면도이다.3 is a layout view of a signal generator according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a plan view illustrating that the lower insulation walls may be disposed in a lattice shape, and the
도면을 참조하면, 제2 코일조립체(711, 712, 713)는 복수개가 하부 제2보강패널(130)과 2차 방벽(200) 사이에 격자형으로 배치되어 연결망을 형성하고, 경보장치(720)는 연결망과 연결되어 어느 하나의 제2 코일조립체(711, 712, 713)에 유도전류 발생시 작동될 수 있다. 즉, 제2 코일조립체가 경보장치와 일대일로 마련되지 않고, 격자형으로 배치된 복수개의 제2 코일조립체를 하나의 경보장치와 연결함으로써, 넓은 면적의 화물창 전면을 동시에 모니터링할 수 있다.Referring to the drawings, a plurality of
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art may realize various modifications and other equivalent embodiments therefrom. I can understand. Therefore, the true scope of the invention should be defined only by the appended claims.
10: 지지벽 11: 매스틱
12: 레벨패드 100: 하부 단열벽체
110: 하부 단열패널 111: 틈새단열재
120: 하부 제1보강패널 130: 하부 제2보강패널
160: 2차 방벽 고정부재 200: 2차 방벽
210: 2차 방벽주름부 300: 상부 단열벽체
310: 상부 단열패널 320: 상부 제1보강패널
330: 상부 제2보강패널 400: 1차 방벽
410: 1차 방벽 주름부 411: 제1 주름부
412: 제2 주름부 500: 발신기
520: 압전 소자 510: 제1 코일조립체
600: 신호발생기 610: 제2 코일조립체
620: 경보장치 700: 신호발생기
711, 712, 713: 제2 코일조립체 720: 경보장치10: support wall 11: mastic
12: level pad 100: lower insulation wall
110: lower insulation panel 111: crevice insulation
120: lower first reinforcement panel 130: lower second reinforcement panel
160: secondary barrier fixing member 200: secondary barrier
210: secondary barrier wrinkle portion 300: upper insulation wall
310: upper insulation panel 320: upper first reinforcement panel
330: upper second reinforcement panel 400: primary barrier
410: primary barrier wrinkle portion 411: first wrinkle portion
412: second wrinkle portion 500: transmitter
520: piezoelectric element 510: first coil assembly
600: signal generator 610: second coil assembly
620: alarm device 700: signal generator
711, 712, 713: second coil assembly 720: alarm device
Claims (5)
액화가스의 누설을 예비적으로 방지하는 2차 방벽;
상기 1차 방벽과 2차 방벽 사이에 마련되는 상부 단열벽체;
상기 2차 방벽과 지지벽 사이에 마련되는 하부 단열벽체;
상기 지지벽과 상기 하부 단열벽체 사이에 설치되는 발신기; 및
상기 2차 방벽과 상기 하부 단열벽체 사이에 설치되고, 액화가스가 누출되는 경우 극저온 상태에서 누설 신호를 발생시키는 신호발생기;를 포함하고,
상기 발신기는 상기 지지벽과 직접 또는 간접적으로 접하고 수용된 액화가스의 하중에 의해 전기를 발생시키는 압전 소자, 및 상기 압전 소자와 전기적으로 연결되는 제1 코일조립체를 포함하고,
상기 신호발생기는 극저온 상태에서 초전도체로 변환되는 제2 코일조립체, 및 상기 제1 코일조립체를 통해 상기 제2 코일조립체에 유도전류 발생시 그와 전기적으로 연결되어 작동되는 경보장치를 포함하고, 상기 발신기로부터 전자기유도에 의해 발생하는 기전력으로 경보신호를 발생시키는 액화가스 화물창.A primary barrier to prevent leakage of liquefied gas;
A secondary barrier for preliminarily preventing leakage of liquefied gas;
An upper insulating wall provided between the primary barrier and the secondary barrier;
A lower insulating wall provided between the secondary barrier and the support wall;
A transmitter installed between the support wall and the lower insulation wall; And
And a signal generator installed between the secondary barrier and the lower insulating wall and generating a leakage signal in a cryogenic state when liquefied gas leaks.
The transmitter includes a piezoelectric element in direct or indirect contact with the support wall and generating electricity by the load of the received liquefied gas, and a first coil assembly electrically connected to the piezoelectric element,
The signal generator includes a second coil assembly that is converted to a superconductor in a cryogenic state, and an alarm device that is electrically connected to and operated when an induced current is generated in the second coil assembly through the first coil assembly. A liquefied gas cargo hold that generates an alarm signal with electromotive force generated by electromagnetic induction.
액화가스의 누설을 예비적으로 방지하는 2차 방벽;
상기 1차 방벽과 2차 방벽 사이에 마련되는 상부 단열벽체;
상기 2차 방벽과 지지벽 사이에 마련되는 하부 단열벽체;
상기 지지벽과 상기 하부 단열벽체 사이에 설치되는 발신기; 및
상기 2차 방벽과 상기 하부 단열벽체 사이에 설치되고, 액화가스가 누출되는 경우 상기 발신기로부터 전자기유도에 의해 발생하는 기전력으로 극저온 상태에서 누설 신호를 발생시키는 신호발생기;를 포함하고,
상기 하부 단열벽체는 하부 단열패널과, 상기 하부 단열패널 상하면에 각각 부착되는 하부 제1보강패널과 하부 제2보강패널을 포함하고,
상기 상부 단열벽체는 상부 단열패널과, 상기 상부 단열패널 상하면에 각각 부착되는 상부 제1보강패널과 상부 제2보강패널을 포함하고,
상기 발신기는 상기 지지벽과 상기 하부 제1보강패널 사이에 설치되고,
상기 신호발생기는 상기 하부 제2보강패널과 상기 2차 방벽 사이에 설치되는 액화가스 화물창.A primary barrier to prevent leakage of liquefied gas;
A secondary barrier for preliminarily preventing leakage of liquefied gas;
An upper insulating wall provided between the primary barrier and the secondary barrier;
A lower insulating wall provided between the secondary barrier and the support wall;
A transmitter installed between the support wall and the lower insulation wall; And
And a signal generator installed between the secondary barrier and the lower insulating wall and generating a leakage signal in a cryogenic state by electromotive force generated by electromagnetic induction from the transmitter when liquefied gas leaks.
The lower insulation wall includes a lower insulation panel, a lower first reinforcement panel and a lower second reinforcement panel respectively attached to upper and lower surfaces of the lower insulation panel.
The upper insulation wall includes an upper insulation panel, an upper first reinforcement panel and an upper second reinforcement panel respectively attached to upper and lower surfaces of the upper insulation panel.
The transmitter is installed between the support wall and the lower first reinforcement panel,
The signal generator is a liquefied gas cargo hold installed between the lower second reinforcement panel and the secondary barrier.
상기 제2 코일조립체는 복수개가 격자형으로 배치되어 연결망을 형성하고,
상기 경보장치는 상기 연결망과 연결되어 어느 하나의 상기 제2 코일조립체에 유도전류 발생시 작동되는 액화가스 화물창.The method of claim 1,
The second coil assembly is arranged in a plurality of lattice shape to form a connecting network,
The alarm device is connected to the connection network is a liquefied gas cargo hold that is operated when an induced current occurs in any one of the second coil assembly.
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