KR102443559B1 - Expanding joint of liquid hydrogen transfer vacuum insulated pipe - Google Patents

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액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트에 관한 것으로,
액화수소 이송용 진공단열배관의 외부관의 내부에 설치되는 한 쌍의 내부관을 길이방향으로 연결하는 것으로, 진공단열배관의 일측 내부관에 설치되는 제1슬리브; 진공단열배관의 타측 내부관에 설치되는 제2슬리브; 제2슬리브의 외부 둘레에 설치되고, 일측단이 제1슬리브에 고정되는 동시에 타측단이 제2슬리브에 고정되어 일측 내부관 및 타측 내부관의 열팽창 또는 열수축에 따른 제1슬리브 또는 제2슬리브의 좌우이동을 지지하고, 양 내부관을 통과하는 유체의 누설을 방지하는 벨로우즈:를 포함하는 기술 구성을 통하여
내부관의 열팽창 또는 열수축 과정에서 내부관 및 그에 고정된 슬리브가 보다 안정적으로 좌우길이방향의 신축을 할 수 있게 되고, 양 슬리브의 신축과정을 지지하는 벨로우즈의 이상변형 또는 파손이 방지될 수 있게 되는 것이다.It relates to an expansion joint of a vacuum insulated pipe for transporting liquid hydrogen,
A first sleeve for connecting a pair of inner tubes installed inside the outer tube of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen in the longitudinal direction, the first sleeve being installed on one inner tube of the vacuum insulation pipe; a second sleeve installed on the inner tube of the other side of the vacuum insulation pipe; It is installed on the outer periphery of the second sleeve, one end is fixed to the first sleeve, and the other end is fixed to the second sleeve, so that the first sleeve or the second sleeve according to thermal expansion or thermal contraction of one inner tube and the other inner tube. Bellows that support left and right movement and prevent leakage of fluid passing through both inner tubes: Through the technical configuration including:
In the process of thermal expansion or contraction of the inner tube, the inner tube and the sleeve fixed thereto can more stably expand and contract in the left and right longitudinal directions, and abnormal deformation or damage of the bellows supporting the expansion and contraction process of both sleeves can be prevented. will be.

Figure R1020200166269
Figure R1020200166269

Description

액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트 {EXPANDING JOINT OF LIQUID HYDROGEN TRANSFER VACUUM INSULATED PIPE}{EXPANDING JOINT OF LIQUID HYDROGEN TRANSFER VACUUM INSULATED PIPE}

본 발명은 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트에 관한 것으로, 더 자세하게는 적은 수의 소요부품으로 진공단열배관의 외부관의 내부에 설치되는 한 쌍의 내부관을 길이방향으로 연결하여 내부관의 열팽창 또는 열수축에 따른 좌우이동을 안정적으로 지지하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to an expansion and contraction joint of a vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen, and more particularly, by connecting a pair of inner tubes installed inside the outer tube of the vacuum insulation tube in the longitudinal direction with a small number of required parts, the inner tube It relates to stably supporting left and right movement according to thermal expansion or thermal contraction of

액화수소 플랜트(H2 Liquefaction Plant)는 유엔기후협약(UNFCCC, United Nations Framework Convention on Climate Change, 1992) 제21차 당사국 총회 (COP 21, 2015)에서 2도 내 상승 억제(2DS)를 위한 온실가스 감축과 기후변화 적응에 의무를 부여하여, 이산화탄소(CO2) 감축방안 중 저공해 대체에너지로써 수소에너지에 대한 요구가 증대하고 있어, 수소의 생산, 이용, 저장 시에 발생하는 사고 위험에 대응하기 위한 안전/신뢰성 기술개발이 요구되고 있는 실정이다.The liquefaction hydrogen plant (H 2 Liquefaction Plant) was introduced at the 21st COP 21 (COP 21, 2015) of the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) as a greenhouse gas for suppression of rise within 2 degrees (2DS). As the demand for hydrogen energy as a low-pollution alternative energy among carbon dioxide (CO 2 ) reduction measures is increasing by obliging them to reduce and adapt to climate change, the Safety/reliability technology development is required.

도 1은 액화수소 플랜트의 공정회로도이다.1 is a process circuit diagram of a liquid hydrogen plant.

일반적으로 액화수소를 생산하기 위한 액화수소 플랜트는 도 1과 같이 압축기 유닛, PSA(Pressure Swing Adsorption) 정제기, 액화기, 그리고 액화수소 저장탱크로 구성되며, 액화기를 통하여 액화수소 저장탱크에 저장된 액화수소는 이송배관을 통하여 이송된다.In general, a liquefied hydrogen plant for producing liquefied hydrogen is composed of a compressor unit, a PSA (Pressure Swing Adsorption) purifier, a liquefier, and a liquefied hydrogen storage tank as shown in FIG. 1 , and liquid hydrogen stored in the liquid hydrogen storage tank through the liquefier is transferred through the transfer pipe.

한편, 상기 액화수소 플랜트에서 액화수소를 이송하는 데에 사용되는 이송배관은 외부관과 내부관의 이중배관으로 구성된 진공단열배관이 사용된다.On the other hand, the transfer pipe used to transport the liquefied hydrogen in the liquefied hydrogen plant is a vacuum insulated pipe composed of a double pipe of an outer pipe and an inner pipe.

진공단열배관은 초저온 저장기기로부터 초저온 액화가스를 사용하는 장비 또는 다른 저장기기로 초저온 액화가스를 공급하기 위해 산업현장 및 연구소 등에 많이 사용되고 있다.The vacuum insulated pipe is widely used in industrial sites and laboratories to supply cryogenic liquefied gas from cryogenic storage devices to equipment using cryogenic liquefied gas or other storage devices.

즉, 진공단열배관은 반도체 제족송장, 식품동결장치 및 포장용 액화질소 주입장비, 우주항공 산업의 장거리 추진용 액체 산화제 및 연료제 등의 이송, 의료용 초저온 이송라인 등에 주로 사용되며, 유체의 이송과정에서 액화가스의 증발로 인해 발생되는 손실을 방지함으로써 장비 및 프로세스의 효율성을 향상시킨다.That is, the vacuum insulated pipe is mainly used for semiconductor family invoices, food freezing equipment and liquid nitrogen injection equipment for packaging, transporting liquid oxidizers and fuels for long-distance propulsion in the aerospace industry, and cryogenic transport lines for medical purposes, etc. It improves the efficiency of equipment and processes by preventing losses caused by evaporation of liquefied gas.

특히 초저온 진공단열배관은 초저온 액화가스를 저장하거나 이송하는 곳에 주로 사용되며, 고 진공(5×10-3 torr 이하 ~ 5×10-6 torr이하)과 단열재로 구성된다.In particular, cryogenic vacuum insulated piping is mainly used to store or transport cryogenic liquefied gas, and is composed of high vacuum (5×10 -3 torr or less ~ 5×10 -6 torr or less) and insulation.

초저온 진공단열배관의 전체 배관 시스템은 외부로부터의 열 침입을 방지하는 동시에 내부의 초저온 액화가스의 증발을 방지하기 위하여 다층 단열법으로 초절연(superinsulation; MLI-Multi-Layer Insulation)과 고 진공을 이용하여 구성한다.The entire piping system of cryogenic vacuum insulated piping uses superinsulation (MLI-Multi-Layer Insulation) and high vacuum as a multi-layer insulation method to prevent heat intrusion from outside and at the same time prevent evaporation of cryogenic liquefied gas inside. to configure

이러한 진공단열배관 시스템은 초저온 액화수소의 이송 및 저장에 사용되는 배관 시스템으로 가장 적합하다.This vacuum insulated piping system is most suitable as a piping system used for transport and storage of cryogenic liquid hydrogen.

한편, 초저온 액화수소 이송용 배관 시스템의 경우 일반적으로 상온에 비해 매우 낮은 온도의 유체가 이송되는 관계로 사용 유체가 배관 내에 흐를 시에 배관의 수축이 발생하게 되며, 이에 배관의 수축을 대비하여 루프나 익스펜션 조인트 등을 사용하는 것이 보통이다.On the other hand, in the case of a piping system for transporting cryogenic liquid hydrogen, in general, a fluid with a very low temperature compared to room temperature is transported, so when the fluid flows in the pipe, the pipe shrinks. It is common to use an expansion joint or the like.

배관의 길이들을 고려할 때 짧은 길이의 경우 배관의 설계 및 해석을 통해 해결이 가능하나, 길이가 길어지게 될 경우 배관의 수축으로 인한 파손이 발생할 수 있다. Considering the length of the pipe, the short length can be solved through design and analysis of the pipe, but if the length is increased, damage due to the contraction of the pipe may occur.

내부의 유체가 흐르는 배관의 경우 간극을 만들 수 없고, 대신 열팽창/수축이 발생하면 늘어난 길이를 흡수할 수 있는 루프를 두어 변형을 예측하는 설계가 필요하다.In the case of a pipe through which the internal fluid flows, a gap cannot be created. Instead, a design that predicts deformation is required by placing a loop that can absorb the increased length when thermal expansion/contraction occurs.

도 2는 열배관 루프의 예시도이다.2 is an exemplary view of a heat pipe loop.

만약 루프가 없다면 배관이 어디서 찌그러질지 예측할 수 없이 마구잡이로 찌그러질 것이고, 도 2와 같이 앵커 서포트(Anchor Support)에서의 변형은 발생하지 않고 앵커 서포트에서 멀어질수록 변형이 커진다 If there is no loop, the pipe will be crushed randomly without predicting where it will be crushed, and as shown in FIG.

도 3은 벨로즈 타입 익스팬션 조인트의 사시도이다.3 is a perspective view of a bellows type expansion joint.

도 3과 같은 익스팬션 조인트의 경우 벨로즈(Bellows)의 성향에 따라 재질을 모널 SUS, 인코넬 등의 재질을 성형하며, 고압의 경우 다겹으로 제작하며, 루프에 비해 설치 공간이 적고, 용이하다는 장점이 있다.In the case of the expansion joint as shown in Fig. 3, materials such as Monal SUS and Inconel are molded according to the tendency of the bellows, and in the case of high pressure, it is manufactured in multiple layers, and the installation space is small compared to the roof, and the advantages of being easy. have.

도 4는 슬라이딩 서포트의 예시도이다.4 is an exemplary view of a sliding support.

일반적으로 진공단열배관의 경우 내부관과 외부관의 이중 구조로 되어 있고, 배관의 수축 등에 의한 내외부 접촉 등이 발생하면, 제품으로서의 능력을 상실하게 되므로 기본적인 내, 외부지지 서포트의 경우 앵커 형태가 아닌 슬라이딩 형태의 서포트를 사용한다.In general, in the case of vacuum insulated piping, it has a double structure of an inner tube and an outer tube, and if internal and external contact occurs due to contraction of the pipe, etc., it loses its ability as a product. Sliding type supports are used.

슬라이딩 서포트는 상하좌우의 배관 직진도 및 수축의 의한 이송에 영향을 최소화하는 역할을 하지만 전후방 수축에 의한 배관 변형을 방지하는 역할에는 적은 영향만 미치게 되며, 서포트 자체의 이동으로 인한 영향이 발생할 수 있다.The sliding support plays a role of minimizing the influence on the pipe straightness of up, down, left and right and the transport due to the contraction, but has only a small effect on the role of preventing the pipe deformation due to the forward and backward contraction, and the movement of the support itself may be affected. .

일반적인 단일 배관의 경우 위의 방법을 통해 배관의 열팽창/수축에 대한 설계가 가능하나 외부관과 내부관을 구비하는 진공단열배관의 경우 이중으로 구성되어 루프 등의 구성 시에 이중 구조상의 접촉이나 그밖의 문제가 발생할 수 있다.In the case of a general single pipe, it is possible to design for thermal expansion/contraction of the pipe through the above method, but in the case of a vacuum insulated pipe having an external pipe and an internal pipe, it is composed of a double so that the contact or the External problems may arise.

이에 진공단열배관의 수축 저감을 위해서는 플랜트에서 사용하는 밸로우즈를 사용하는 예가 많으며, 이때 벨로우즈는 각 배관 피스별로 적용하여 배관의 별도의 루프 등을 적용하지 않아도 배관의 수축에 의한 파손을 방지한다.Accordingly, there are many examples of using bellows used in plants to reduce the shrinkage of vacuum insulated pipes.

벨로우즈를 사용할 때는 배관 수축으로 인한 접촉 및 변형되는 구간을 고려하여 전반적인 배관 지지에는 슬라이딩 서포트(Sliding Support)를 설치하며, 이외 배관의 수축은 밸로우즈에서 충분히 잡아줄 수 있다.When using bellows, a sliding support is installed to support the overall pipe in consideration of the contact and deformation section due to pipe shrinkage, and the shrinkage of other pipes can be sufficiently captured by the bellows.

하기의 특허문헌 1에는 초저온의 가스를 이송하는 진공단열배관의 구성에 있어서, 초저온의 가스가 흐르는 내관(inner pipe)과; 내관의 외부에서 둘러싸며, 소정의 단열을 제공하도록 구비되는 외관(outer pipe)과; 내관의 외주면과 외관(20)의 내주면 사이에 소정의 이격공간을 형성시키는 서포터; 내관과 외관 사이에 개재되어 구비되고, 상기 내관과 외관 사이에 진공공간을 형성시키는 히트브레이크(heat break)와; 히트브레이크의 일측에 구비되고, 상기 내관의 수축 또는 팽창으로 인한 히트리크(heat leak)를 방지하기 위해 구비되는 벨로우즈(bellows);를 포함하여 구성되고, 배관의 연결시에 내관의 연결후, 한 쌍의 히트브레이크를 결합후 외관을 밀폐시키는 슬리브 파이프(sleeve pipe)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 진공단열배관 연결구조가 개시되어 있다.In Patent Document 1 below, in the configuration of a vacuum insulated pipe for transporting ultra-low temperature gas, an inner pipe through which ultra-low temperature gas flows; an outer pipe surrounding the inner tube and provided to provide a predetermined heat insulation; a supporter for forming a predetermined separation space between the outer circumferential surface of the inner tube and the inner circumferential surface of the outer tube 20; a heat break provided between the inner tube and the outer tube and forming a vacuum space between the inner tube and the outer tube; It is provided on one side of the heat brake, and is provided to prevent a heat leak due to contraction or expansion of the inner tube. A vacuum insulation pipe connection structure is disclosed, characterized in that a sleeve pipe for sealing the exterior after coupling a pair of heat brakes is further provided.

하기의 특허문헌 2에는 내부에 유체가 유동하는 내관, 내관을 둘러싸며 내관과의 사이에 단열 공간을 형성하고, 양측 단부에 관통공이 형성된 벨로우즈가 구비되는 외관 및 상호 연결되는 내관 간의 연결부와 연결부의 양측에 대향하게 배치되는 외관의 단부를 둘러싸며, 내측에 관통공과 연통하는 단열 공간을 형성하는 연결 슬리브를 포함하고, 벨로우즈의 끝단 내주면은 상기 내관의 외주면에 접합되는 진공단열배관이 개시되어 있다.In Patent Document 2 below, there is an inner tube through which a fluid flows, an outer tube that surrounds the inner tube and forms an insulating space between the inner tube, and a bellows having through-holes formed at both ends, and a connecting portion and a connecting portion between the inner tube and interconnected A vacuum insulated pipe is disclosed, which surrounds the ends of the exterior disposed opposite to each other, and includes a connection sleeve for forming a thermal insulation space communicating with the through-hole on the inside, wherein the inner peripheral surface of the end of the bellows is joined to the outer peripheral surface of the inner tube.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0075657호(2019년 07월 01일 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0075657 (published on July 01, 2019) 대한민국 등록특허공보 제10-2111473호(2020년 05월 11일 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2111473 (registered on May 11, 2020)

도 5는 종래 기술에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트의 장착상태의 절제 사시도이고, 도 6은 종래 기술에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트의 장착상태의 종단면도이다.5 is a cut-away perspective view of the mounting state of the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for liquid hydrogen transfer according to the prior art, and FIG.

도 5 및 도 6과 같이 종래 기술에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트(300)는 한 쌍의 지지플레이트(310)의 내측 중앙에 각각 접속관(320)이 마련되고, 양 접속관(320)의 사이에 벨로우즈(330)가 설치되고, 양 지지플레이트(310)의 내측 상단과 내측 하단에 가이드부재(340)가 설치되고, 양 지지플레이트(310)의 가이드부재(340)에 이송부재(350)가 설치된 형태의 것이 사용되었다.5 and 6, the expansion and contraction joint 300 of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the prior art is provided with a connection pipe 320 in the inner center of a pair of support plates 310, respectively, and both connection pipes A bellows 330 is installed between the 320, the guide member 340 is installed at the inner upper end and the inner lower end of both support plates 310, and transferred to the guide member 340 of the both support plates 310. A type in which the member 350 is installed was used.

상기 종래 기술에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트(300)는 진공단열배관(200)의 내부관(211)(212)에 열팽창 또는 열수축이 발생한 경우 벨로우즈(330)가 신축하면서 열팽창 또는 열수축에 대응하게 되고, 열팽창 또는 열수축 대응과정에서 가이드부재(340) 및 이송부재(350)를 통해 벨로우즈(330)의 이상변형이나 파손이 방지되도록 한다.The expansion joint 300 of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the prior art is thermal expansion or contraction while the bellows 330 is expanded or contracted when thermal expansion or contraction occurs in the inner pipe 211, 212 of the vacuum insulation pipe 200. Corresponds to thermal contraction, and prevents abnormal deformation or damage of the bellows 330 through the guide member 340 and the transfer member 350 in the process of responding to thermal expansion or thermal contraction.

그러나 종래 기술에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트(300)는 소요부품이 많아 제작 및 설치가 매우 번거로울 뿐 아니라 직경이 큰 지지플레이트(310) 및 가이드부재(340) 및 이송부재(350)를 포함하기 때문에 전체 부피가 크게 되어 액화수소 이송용 진공단열배관(200)의 외부관(220)의 내부에 설치하기 위해서는 외부관(220)에 큰 직경의 조인트 설치공간부(230)를 별도로 마련하여야 하는 등 액화수소 이송용 진공단열배관(200)의 설계조건을 나쁘게 하는 문제가 있었다.However, the expansion and contraction joint 300 of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the prior art is very cumbersome to manufacture and install because there are many required parts, and the support plate 310 and the guide member 340 and the transport member 350 with a large diameter. ), so that the overall volume is large, and in order to install it inside the outer tube 220 of the vacuum insulation pipe 200 for transporting liquid hydrogen, a joint installation space 230 of a large diameter is separately installed in the outer tube 220. There was a problem in that the design conditions of the vacuum insulated pipe 200 for liquid hydrogen transport, such as to be provided, deteriorated.

본 발명은 상기 종래 기술에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 적은 수의 부품으로 간편하게 제작할 수 있도록 하면서도 초저온의 유체가 이송되는 액화수소 이송용 진공단열배관의 내부관의 열팽창 또는 열수축에 따른 신축에 대하여 안정적으로 대응할 수 있도록 하는 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트를 제공하는 데에 있는 것이다.The present invention is to solve the problem of the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the prior art, and the purpose of the present invention is to make it easy to manufacture with a small number of parts and to transport a vacuum for liquid hydrogen transport in which a cryogenic fluid is transported An object of the present invention is to provide an expansion and contraction joint of a vacuum insulated pipe for transporting liquid hydrogen that can stably respond to expansion and contraction according to thermal expansion or thermal contraction of the inner pipe of the insulating pipe.

본 발명은 그 다른 목적이 이송용 진공단열배관의 내부관의 열팽창 또는 열수축에 따른 신축에 대하여 대응하는 과정에서 벨로우즈의 이상변형이나 파손을 방지할 수 있도록 하는 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트를 제공하는 데에 있는 것이다.Another object of the present invention is an expansion joint of a vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen to prevent abnormal deformation or damage of the bellows in the process of responding to expansion and contraction due to thermal expansion or thermal contraction of the inner pipe of the vacuum insulating pipe for transport. is to provide

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트는 액화수소 이송용 진공단열배관의 외부관의 내부에 설치되는 한 쌍의 내부관을 길이방향으로 연결하는 것으로, 진공단열배관의 일측 내부관에 설치되는 제1슬리브; 진공단열배관의 타측 내부관에 설치되는 제2슬리브; 제2슬리브의 외부 둘레에 설치되고, 일측단이 제1슬리브에 고정되는 동시에 타측단이 제2슬리브에 고정되어 일측 내부관 및 타측 내부관의 열팽창 또는 열수축에 따른 제1슬리브 또는 제2슬리브의 좌우이동을 지지하고, 양 내부관을 통과하는 유체의 누설을 방지하는 벨로우즈:를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for liquid hydrogen transfer according to the present invention connects a pair of inner tubes installed inside the outer tube of the vacuum insulation pipe for liquid hydrogen transfer in the longitudinal direction To do, the first sleeve is installed on one side of the inner tube of the vacuum insulation pipe; a second sleeve installed on the inner tube of the other side of the vacuum insulation pipe; It is installed on the outer periphery of the second sleeve, one end is fixed to the first sleeve, and the other end is fixed to the second sleeve, so that the first sleeve or the second sleeve according to thermal expansion or thermal contraction of one inner tube and the other inner tube. Bellows to support the left and right movement and prevent leakage of fluid passing through both inner tubes: characterized in that it includes.

본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트에서 제1슬리브는 진공단열배관의 일측 내부관에 용접 고정되는 고정부의 일측에 제2슬리브가 삽입되는 삽입부가 일체로 마련된 형태이고, 제2슬리브은 좌우방향으로 동일한 내경과 동일한 외경을 가지는 직관의 형태이고, 일단부가 제1슬리브의 삽입부에 좌우방향으로 이동 가능하게 삽입 설치되고, 타단부가 타측 내부관에 용접 고정되는 것을 특징으로 한다.In the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the present invention, the first sleeve is a form in which the insertion part into which the second sleeve is inserted is integrally provided on one side of the fixing part welded and fixed to the inner pipe on one side of the vacuum insulation pipe, The two sleeves are in the form of a straight tube having the same inner diameter and the same outer diameter in the left and right directions, and one end is movably inserted into the insertion part of the first sleeve in the left and right directions, and the other end is welded and fixed to the other inner tube. .

본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트는 제1슬리브의 삽입부의 내경이 고정부의 내경보다 크게 설정되고, 제1슬리브의 고정부의 내경이 일측 내부관의 내경과 동일하게 설정되고, 제1슬리브의 삽입부의 내경이 제2슬리브의 외경과 대응되는 크기로 설정되고, 제2슬리브의 내경이 타측 내부관의 내경 및 제1슬리브의 고정부의 내경과 동일하게 설정된 것을 특징으로 한다.In the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for liquid hydrogen transfer according to the present invention, the inner diameter of the insertion part of the first sleeve is set to be larger than the inner diameter of the fixed part, and the inner diameter of the fixing part of the first sleeve is set to be the same as the inner diameter of one inner tube and the inner diameter of the insertion part of the first sleeve is set to a size corresponding to the outer diameter of the second sleeve, and the inner diameter of the second sleeve is set equal to the inner diameter of the other inner tube and the inner diameter of the fixing part of the first sleeve do.

본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트는 제1슬리브의 고정부의 내부 후단에 마련된 걸림단턱과 제2슬리브의 일측단의 사이에 마련되는 이격거리가 진공단열배관의 일측 내부관과 타측 내부관의 열팽창 또는 열수축 정도를 고려하여 설정되는 것을 특징으로 한다.In the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the present invention, the separation distance provided between the engaging step provided at the inner rear end of the fixing part of the first sleeve and one end of the second sleeve is one side of the inner tube of the vacuum insulation pipe It is characterized in that it is set in consideration of the degree of thermal expansion or thermal contraction of the inner tube and the other side.

본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트에 의하면, 제1슬리브의 내부에 제2슬리브가 길이방향으로 이동가능하게 삽입되어 있기 때문에 내부관의 열팽창 또는 열수축 과정에서 내부관 및 그에 고정된 슬리브가 보다 안정적으로 좌우길이방향의 신축을 할 수 있게 되고, 양 슬리브의 신축과정을 지지하는 벨로우즈의 이상변형 또는 파손이 방지될 수 있게 된다.According to the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the present invention, since the second sleeve is inserted movably in the longitudinal direction inside the first sleeve, the inner tube and the inner tube are fixed in the process of thermal expansion or thermal contraction of the inner tube The sleeve can be stretched in the left and right longitudinal direction more stably, and abnormal deformation or damage of the bellows supporting the expansion and contraction process of both sleeves can be prevented.

본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트에 의하면, 진공단열배관의 외부관에 조인트 설치를 위한 별도의 공간을 확보하지 않아도 되고, 적은 수의 부품으로 간편하게 구성할 수 있게 됨은 물론 액화수소 이송용 진공단열배관의 내부관의 열팽창 및 열수죽에 보다 안정적으로 대응할 수 있게 된다.According to the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the present invention, it is not necessary to secure a separate space for the joint installation on the outer pipe of the vacuum insulation pipe, and it can be easily configured with a small number of parts as well as being liquefied It is possible to more stably respond to the thermal expansion and hot water of the inner tube of the vacuum insulated pipe for hydrogen transport.

도 1은 액화수소 플랜트의 공정회로도,
도 2는 열배관 루프의 예시도,
도 3은 벨로즈 타입 익스팬션 조인트의 사시도,
도 4는 슬라이딩 서포트의 예시도,
도 5는 종래 기술에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트의 장착상태의 절제 사시도,
도 6은 종래 기술에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트의 장착상태의 종단면도,
도 7은 본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트의 분해 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트의 장착상태의 절제 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트의 장착상태의 종단면도.1 is a process circuit diagram of a liquefied hydrogen plant;
2 is an exemplary view of a heat pipe loop;
3 is a perspective view of a bellows type expansion joint;
4 is an exemplary view of a sliding support;
Figure 5 is a cutaway perspective view of the mounting state of the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the prior art;
6 is a longitudinal cross-sectional view of the mounting state of the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the prior art;
7 is an exploded cross-sectional view of the expansion joint of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the present invention;
8 is a cutaway perspective view of the mounting state of the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for liquid hydrogen transport according to the present invention;
Figure 9 is a longitudinal cross-sectional view of the mounting state of the expansion joint of the vacuum insulation pipe for liquid hydrogen transport according to the present invention.

이하 본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.Hereinafter, the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings. For reference, sizes of components, thicknesses of lines, etc. shown in the drawings referenced to describe the present invention may be expressed somewhat exaggeratedly for convenience of understanding.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.In addition, the terms used in the description of the present invention are defined in consideration of functions in the present invention, and thus may vary according to user, operator intention, custom, and the like. Therefore, the definition of this term should be made based on the content throughout the present specification.

그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.And in the present application, terms such as 'comprise' and 'have' refer to the existence of specific numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other It is to be understood that this does not preclude the possibility of addition or presence of features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.In addition, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only this embodiment makes the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art It is provided for complete disclosure.

그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Therefore, the present invention can be made various changes and can have various forms, implementation examples (態樣, aspects) (or embodiments) will be described in detail in the specification. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and it should be understood to include all changes, equivalents or substitutes included in the technical spirit of the present invention, and the expression in the singular used herein is clearly different from the context. Unless otherwise indicated, plural expressions are included.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, detailed descriptions of well-known or well-known functions or configurations will be omitted in order to clarify the gist of the present invention.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.Hereinafter, "upper", "downward", "front" and "rear" and other directional terms are defined based on the state shown in the drawings.

도 7은 본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트의 분해 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트의 장착상태의 절제 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트의 장착상태의 종단면도이다.7 is an exploded cross-sectional view of the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the present invention, and FIG. It is a longitudinal cross-sectional view of the mounting state of the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for liquid hydrogen transport according to the present invention.

본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트(100)는 외부관(220)의 내부에 설치되는 한 쌍의 내부관(211)(212)을 길이방향으로 연결하여 내부관(211)(212)의 열팽창 또는 열수축에 따른 좌우이동을 안정적으로 지지하는 것이다.The expansion joint 100 of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the present invention connects a pair of inner tubes 211 and 212 installed inside the outer tube 220 in the longitudinal direction in the inner tube 211. (212) is to stably support the left and right movement according to the thermal expansion or thermal contraction.

본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트(100)는 제1슬리브(110), 제2슬리브(120), 벨로우즈(130)를 포함한다.The expansion joint 100 of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the present invention includes a first sleeve 110 , a second sleeve 120 , and a bellows 130 .

제1슬리브(110)는 진공단열배관(200)의 일측 내부관(211)에 설치되는 부분이다.The first sleeve 110 is a part installed in the inner tube 211 of one side of the vacuum insulation pipe 200 .

제1슬리브(110)는 원통형으로, 진공단열배관(200)의 일측 내부관(211)에 용접 고정되는 고정부(111)의 일측에 제2슬리브(120)가 삽입되는 삽입부(112)가 일체로 마련된 형태를 가진다.The first sleeve 110 has a cylindrical shape, and the insertion part 112 into which the second sleeve 120 is inserted is provided on one side of the fixing part 111 that is welded and fixed to the inner tube 211 of one side of the vacuum insulation pipe 200 . It has an integrated form.

제1슬리브(110)의 삽입부(112)의 내경은 고정부(111)의 내경보다 크게 설정되고, 그에 따라 고정부(111)의 내부 후단에는 걸림단턱(113)이 마련된다.The inner diameter of the insertion part 112 of the first sleeve 110 is set to be larger than the inner diameter of the fixing part 111 , and accordingly, a locking step 113 is provided at the inner rear end of the fixing part 111 .

제1슬리브(110)의 고정부(111)의 내경은 일측 내부관(211)의 내경과 동일하게 설정되고, 제1슬리브(110)의 삽입부(112)의 내경은 후술한 제2슬리브(120)의 외경과 대응되는 크기로 설정된다.The inner diameter of the fixing part 111 of the first sleeve 110 is set to be the same as the inner diameter of the inner tube 211 on one side, and the inner diameter of the insertion part 112 of the first sleeve 110 is the second sleeve ( 120) is set to a size corresponding to the outer diameter.

제2슬리브(110)는 진공단열배관(200)의 타측 내부관(212)에 설치되는 부분이다.The second sleeve 110 is a part installed in the inner tube 212 of the other side of the vacuum insulation pipe 200 .

제2슬리브(120)은 원통형으로, 좌우방향으로 동일한 내경과 동일한 외경을 가지는 직관의 형태를 가진다.The second sleeve 120 has a cylindrical shape, and has the shape of a straight tube having the same inner diameter and the same outer diameter in the left and right directions.

제2슬리브(120)는 일단부가 제1슬리브(110)의 삽입부(112)에 좌우방향으로 이동 가능하게 삽입 설치되고, 타단부가 타측 내부관(212)에 용접 고정된다.The second sleeve 120 is installed so that one end is movably inserted into the insertion portion 112 of the first sleeve 110 in the left and right direction, and the other end is welded and fixed to the other inner tube 212 .

제2슬리브(120)의 내경은 타측 내부관(212)의 내경 및 제1슬리브(110)의 고정부(111)의 내경과 동일하게 설정된다.The inner diameter of the second sleeve 120 is set equal to the inner diameter of the other inner tube 212 and the inner diameter of the fixing part 111 of the first sleeve 110 .

제2슬리브(120)의 일측단과 제1슬리브(110)의 걸림단턱(113)의 사이의 이격거리(S)는 진공단열배관(200)의 일측 내부관(211)과 타측 내부관(212)의 열팽창 또는 열수축 정도를 고려하여 설정된다.The separation distance (S) between one end of the second sleeve 120 and the engaging step 113 of the first sleeve 110 is one inner tube 211 and the other inner tube 212 of the vacuum insulation pipe 200 . It is set in consideration of the degree of thermal expansion or thermal contraction of

예를들어 제2슬리브(120)의 일측단과 제1슬리브(110)의 걸림단턱(113)의 사이의 이격거리(S)는 2mm~10mm 범위에서 설정할 수 있다. For example, the separation distance S between one end of the second sleeve 120 and the engaging step 113 of the first sleeve 110 may be set in the range of 2 mm to 10 mm.

벨로우즈(130)는 일측 내부관(211) 및 타측 내부관(212)의 열팽창 또는 열수축에 따른 제1슬리브(110) 또는 제2슬리브(120)의 좌우이동을 지지하고, 양 내부관(211)(212)을 통과하는 유체의 누설을 방지하는 부분으로, 제2슬리브(120)의 외부 둘레에 설치된다.The bellows 130 supports the left and right movement of the first sleeve 110 or the second sleeve 120 according to thermal expansion or thermal contraction of one inner tube 211 and the other inner tube 212, and both inner tubes 211. As a part to prevent leakage of the fluid passing through (212), it is installed on the outer periphery of the second sleeve (120).

벨로우즈(130)의 일측단은 제1슬리브(110)의 삽입부(112)에 용접 고정되고, 벨로우즈(130)의 타측단은 제2슬리브(120)의 외주에 용접 고정된다.One end of the bellows 130 is welded and fixed to the insertion portion 112 of the first sleeve 110 , and the other end of the bellows 130 is welded and fixed to the outer periphery of the second sleeve 120 .

본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트(100)는 도 8 및 도 9와 같이 액화수소 이송용 진공단열배관(200)의 외부관(220)의 내부에 설치되는 한 쌍의 내부관(211)(212)를 연결하면서 양 내부관(211)(212)의 열팽창 또는 열수축에 따른 길이방향의 신축에 대해 안정적으로 대응할 수 있도록 한다.The expansion and contraction joint 100 of the vacuum insulation pipe for liquid hydrogen transfer according to the present invention is a pair of interiors installed inside the outer tube 220 of the vacuum insulation pipe 200 for liquid hydrogen transfer as shown in FIGS. 8 and 9 . While connecting the tubes 211 and 212, it is possible to stably respond to the expansion and contraction in the longitudinal direction according to thermal expansion or thermal contraction of both inner tubes 211 and 212.

예를 들어 초저온 유체가 유동되는 액화수소 이송용 진공단열배관(200)의 양 내부관(211)(212)의 길이방향으로 열수축되면 일측 내부관(211) 및 그에 고정된 제1슬리브(110)가 제2슬리브(120)의 반대쪽으로 이동하게 되는 동시에 타측 내부관(212) 및 그에 고정된 제2슬리브(120)가 제1슬리브(110)의 반대쪽으로 이동하게 되면서 제2슬리브(120)의 일측단과 제1슬리브(110)의 걸림단턱(113)의 사이의 이격거리(S)가 길어지게 된다.For example, when the heat shrink in the longitudinal direction of both inner tubes 211 and 212 of the vacuum insulation pipe 200 for transporting liquid hydrogen through which the cryogenic fluid flows, one inner tube 211 and the first sleeve 110 fixed thereto is moved to the opposite side of the second sleeve 120 , while the other inner tube 212 and the second sleeve 120 fixed thereto move to the opposite side of the first sleeve 110 . The separation distance S between the one end and the engaging step 113 of the first sleeve 110 is increased.

반대로 초저온 유체가 유동되는 액화수소 이송용 진공단열배관(200)의 양 내부관(211)(212)의 길이방향으로 열팽창되는 경우에는 일측 내부관(211) 및 그에 고정된 제1슬리브(110)가 제2슬리브(120)쪽으로 이동하게 되는 동시에 타측 내부관(212) 및 그에 고정된 제2슬리브(120)가 제1슬리브(110) 쪽으로 이동하게 되면서 제2슬리브(120)의 일측단과 제1슬리브(110)의 걸림단턱(113)의 사이의 이격거리(S)가 짧아지게 된다.Conversely, in the case of thermal expansion in the longitudinal direction of both inner tubes 211 and 212 of the vacuum insulation pipe 200 for transporting liquid hydrogen through which the cryogenic fluid flows, one inner tube 211 and the first sleeve 110 fixed thereto is moved toward the second sleeve 120 , and at the same time the other inner tube 212 and the second sleeve 120 fixed thereto move toward the first sleeve 110 , one end of the second sleeve 120 and the first The separation distance S between the engaging steps 113 of the sleeve 110 is shortened.

본 발명에 따른 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트(100)는 액화수소 이송용 진공단열배관(200)의 내부관(211)(212)이 열팽창 또는 열수축하는 과정에서 제1슬리브(110)의 내부에서 제2슬리브(120)가 좌우방향으로 이동하게 되기 때문에 보다 안정적으로 열팽창 또는 열수축에 대응할 수 있게 되고, 이러한 열팽창 또는 열수축 대응과정에서 슬리브(110)(120)의 좌우이동을 지지하면서 유체의 누설을 방지하는 벨로우즈(130)의 이상변형이나 파손이 없게 된다.The expansion and contraction joint 100 of the vacuum insulation pipe for transporting liquid hydrogen according to the present invention is a first sleeve 110 in the process of thermal expansion or contraction of the inner pipes 211 and 212 of the vacuum insulating pipe 200 for transporting liquid hydrogen according to the present invention. Since the second sleeve 120 moves in the left and right direction inside the There is no abnormal deformation or damage of the bellows 130 to prevent leakage.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.The invention made by the present inventors has been described in detail according to the above embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

100 : 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트
110 : 제1슬리브
111 : 고정부
112 : 삽입부
113 : 걸림단턱
120 : 제2슬리브
130 : 벨로우즈100: Expansion joint of vacuum insulated pipe for liquid hydrogen transfer
110: first sleeve
111: fixed part
112: insertion part
113: jamming step
120: second sleeve
130: bellows

Claims (4)

삭제delete 액화수소 이송용 진공단열배관(200)의 외부관(220)의 내부에 설치되는 한 쌍의 내부관(211)(212)을 길이방향으로 연결하는 것으로,
진공단열배관(200)의 일측 내부관(211)에 설치되는 제1슬리브(110);
진공단열배관(200)의 타측 내부관(212)에 설치되는 제2슬리브(120);
제2슬리브(120)의 외부 둘레에 설치되고, 일측단이 제1슬리브(110)에 고정되는 동시에 타측단이 제2슬리브(120)에 고정되어 일측 내부관(211) 및 타측 내부관(212)의 열팽창 또는 열수축에 따른 제1슬리브(110) 또는 제2슬리브(120)의 좌우이동을 지지하고, 양 내부관(211)(212)을 통과하는 유체의 누설을 방지하는 벨로우즈(130):를 포함하고,
제1슬리브(110)는 진공단열배관(200)의 일측 내부관(211)에 용접 고정되는 고정부(111)의 일측에 제2슬리브(120)가 삽입되는 삽입부(112)가 일체로 마련된 형태이고,
제2슬리브(120)은 좌우방향으로 동일한 내경과 동일한 외경을 가지는 직관의 형태이고, 일단부가 제1슬리브(110)의 삽입부(112)에 좌우방향으로 이동 가능하게 삽입 설치되고, 타단부가 타측 내부관(212)에 용접 고정되는 것을 특징으로 하는 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트.By connecting a pair of inner tubes 211 and 212 installed inside the outer tube 220 of the vacuum insulation pipe 200 for transporting liquid hydrogen in the longitudinal direction,
a first sleeve 110 installed on one inner tube 211 of the vacuum insulation pipe 200;
a second sleeve 120 installed on the inner tube 212 of the other side of the vacuum insulation pipe 200;
It is installed on the outer periphery of the second sleeve 120 , and one end is fixed to the first sleeve 110 , and the other end is fixed to the second sleeve 120 , so that one inner tube 211 and the other inner tube 212 are fixed. ) to support the left and right movement of the first sleeve 110 or the second sleeve 120 according to the thermal expansion or thermal contraction of the bellows 130 to prevent leakage of fluid passing through both inner tubes 211 and 212: including,
The first sleeve 110 is integrally provided with an insertion part 112 into which the second sleeve 120 is inserted at one side of the fixing part 111 which is welded and fixed to the inner pipe 211 of one side of the vacuum insulation pipe 200. is in the form,
The second sleeve 120 is in the form of a straight tube having the same inner diameter and the same outer diameter in the left and right directions, and one end is installed movably in the insertion portion 112 of the first sleeve 110 in the left and right directions, and the other end is An expansion joint of a vacuum insulation pipe for liquid hydrogen transport, characterized in that it is welded and fixed to the other inner pipe (212). 제2항에 있어서,
제1슬리브(110)의 삽입부(112)의 내경은 고정부(111)의 내경보다 크게 설정되고, 제1슬리브(110)의 고정부(111)의 내경은 일측 내부관(211)의 내경과 동일하게 설정되고, 제1슬리브(110)의 삽입부(112)의 내경은 제2슬리브(120)의 외경과 대응되는 크기로 설정되고, 제2슬리브(120)의 내경은 타측 내부관(212)의 내경 및 제1슬리브(110)의 고정부(111)의 내경과 동일하게 설정된 것을 특징으로 하는 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트.3. The method of claim 2,
The inner diameter of the insertion part 112 of the first sleeve 110 is set to be larger than the inner diameter of the fixing part 111 , and the inner diameter of the fixing part 111 of the first sleeve 110 is the inner diameter of the inner tube 211 on one side. The inner diameter of the insertion part 112 of the first sleeve 110 is set to a size corresponding to the outer diameter of the second sleeve 120, and the inner diameter of the second sleeve 120 is the other inner tube ( 212) and the expansion and contraction joint of the vacuum insulation pipe for liquid hydrogen transfer, characterized in that the same as the inner diameter of the fixing part 111 of the first sleeve 110 is set. 제2항에 있어서,
제1슬리브(110)의 고정부(111)의 내부 후단에 마련된 걸림단턱(113)과 제2슬리브(120)의 일측단의 사이에 마련되는 이격거리(S)는 진공단열배관(200)의 일측 내부관(211)과 타측 내부관(212)의 열팽창 또는 열수축 정도를 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는 액화수소 이송용 진공단열배관의 신축조인트.3. The method of claim 2,
The separation distance S provided between the engaging step 113 provided at the inner rear end of the fixing part 111 of the first sleeve 110 and one end of the second sleeve 120 is the vacuum insulation pipe 200 . An expansion and contraction joint of a vacuum insulation pipe for liquid hydrogen transfer, characterized in that it is set in consideration of the degree of thermal expansion or thermal contraction of one inner tube (211) and the other inner tube (212).
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