KR102616684B1 - 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치 - Google Patents

초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초저온용 밸브에 헬륨가스를 주입하여 테스트를 수행하고, 상기 테스트 이후에 상기 초저온용 밸브로부터 배출되는 상기 헬륨가스를 회수하기 위한 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치에 있어서, 헬륨가스가 저장된 헬륨가스저장부; 상기 헬륨가스저장부와 연결되어 상기 헬륨가스를 공급하는 헬륨가스공급라인; 상기 헬륨가스공급라인과 연결되어 상기 헬륨가스를 공급받아 압축시키는 헬륨가스압축부; 상기 헬륨가스압축부를 통해 압축된 상기 헬륨가스를 공급하는 헬륨가스압축라인; 상기 헬륨가스압축라인을 통해 압축된 상기 헬륨가스가 주입됨에 의해 테스트가 이루어지는 상기 초저온용 밸브가 내부에 구비되도록 밀폐하는 시험탱크와, 상기 시험탱크의 내부가 초저온을 유지하도록 상기 시험탱크의 내부로 액체질소를 공급하는 액체질소공급부를 포함하는 작동시험부; 상기 작동시험부 내에 구비된 상기 초저온용 밸브에 연결되어 테스트에 사용된 상기 헬륨가스를 배출하는 헬륨가스배출라인; 상기 헬륨가스배출라인과 연결되며 테스트에 사용되어 초저온 상태인 상기 헬륨가스를 공급받아 상기 헬륨가스의 온도를 상승시키는 헬륨가스승온부; 상기 헬륨가스승온부를 통해 온도가 상승된 상기 헬륨가스가 상기 헬륨가스압축부를 통해 압축되도록 상기 헬륨가스공급라인으로부터 분지되어 상기 헬륨가스승온부와 연결된 헬륨가스승온라인; 상기 헬륨가스승온라인, 상기 헬륨가스공급라인 및 상기 헬륨가스압축부를 순차적으로 거치면서 압축된 상기 헬륨가스가 회수되도록 상기 헬륨가스압축라인으로부터 분지된 헬륨가스회수라인; 및 상기 헬륨가스회수라인과 연결되며 승온 및 압축이 이루어진 상기 헬륨가스를 회수 및 저장하는 헬륨가스회수부;를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 헬륨가스저장부를 통해 공급되는 헬륨가스를 이용하여 초저온용 밸브의 테스트를 수행하고, 테스트에 이용된 헬륨가스를 헬륨가스승온부 및 헬륨가스압축부를 거쳐 헬륨가스회수부에 저장가능한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 초저온용 밸브의 테스트에 사용된 헬륨가스는 초저온 상태로 배출되어 회수장치를 고장낼 우려가 있기 때문에, 헬륨가스승온부를 통해 헬륨가스를 상온까지 승온시킨 후 배출하여 회수장치의 고장을 최소화할 수 있다.

Description

초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치{Helium gas recovery device used for cryogenic valve test}
본 발명은 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스를 폐기하지 않고 재사용하여 테스트의 비용을 절감시킬 수 있으며, 환경 오염을 방지할 수 있는 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치에 관한 것이다.
액화질소, 액화천연가스 등의 고압기체를 통한 초저온 환경에서 드레인밸브와 같은 밸브를 검사하기 위해서는 액화질소 등의 냉매에 밸브를 침지하는 방법으로 밸브의 냉각 절차를 거치고, 그 상태에서 밸브 내에 기체를 주입하여 밸브의 테스트가 이루어지게 된다. 상세하게는 냉각 절차를 통해 -196℃까지 온도가 하강하는 액화질소 내에서 수행하는 초저온 밸브의 테스트는 안정된 검사를 위해 해당온도에서 기체상태를 유지하는 헬륨가스를 밸브 내부로 주입하여 밸브가 정상작동이 이루어지는지 검사를 진행하게 된다. 이는 초저온용 밸브를 제조하거나 취급하는 산업분야에서 국제규격에서 규정한 필수적인 공정이나 검사 메뉴얼에 의존하여 테스트가 이루어지고 있다.
이와 같이 초저온용 밸브 테스트에 사용되는 헬륨가스는 고가에 해당하기 때문에 밸브의 테스트에 일회용으로 사용하고 버려질 경우 밸브 테스트를 수행하는 데 많은 비용이 사용될 뿐 아니라 환경오염을 야기한다는 문제점이 있다. 따라서 이러한 헬륨가스를 밸브 테스트에 재사용할 수 있도록 회수가능한 기술이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스를 폐기하지 않고 재사용하여 테스트의 비용을 절감시킬 수 있으며, 환경 오염을 방지할 수 있는 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적은, 초저온용 밸브에 헬륨가스를 주입하여 테스트를 수행하고, 상기 테스트 이후에 상기 초저온용 밸브로부터 배출되는 상기 헬륨가스를 회수하기 위한 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치에 있어서, 헬륨가스가 저장된 헬륨가스저장부; 상기 헬륨가스저장부와 연결되어 상기 헬륨가스를 공급하는 헬륨가스공급라인; 상기 헬륨가스공급라인과 연결되어 상기 헬륨가스를 공급받아 압축시키는 헬륨가스압축부; 상기 헬륨가스압축부를 통해 압축된 상기 헬륨가스를 공급하는 헬륨가스압축라인; 상기 헬륨가스압축라인을 통해 압축된 상기 헬륨가스가 주입됨에 의해 테스트가 이루어지는 상기 초저온용 밸브가 내부에 구비되도록 밀폐하는 시험탱크와, 상기 시험탱크의 내부가 초저온을 유지하도록 상기 시험탱크의 내부로 액체질소를 공급하는 액체질소공급부를 포함하는 작동시험부; 상기 작동시험부 내에 구비된 상기 초저온용 밸브에 연결되어 테스트에 사용된 상기 헬륨가스를 배출하는 헬륨가스배출라인; 상기 헬륨가스배출라인과 연결되며 테스트에 사용되어 초저온 상태인 상기 헬륨가스를 공급받아 상기 헬륨가스의 온도를 상승시키는 헬륨가스승온부; 상기 헬륨가스승온부를 통해 온도가 상승된 상기 헬륨가스가 상기 헬륨가스압축부를 통해 압축되도록 상기 헬륨가스공급라인으로부터 분지되어 상기 헬륨가스승온부와 연결된 헬륨가스승온라인; 상기 헬륨가스승온라인, 상기 헬륨가스공급라인 및 상기 헬륨가스압축부를 순차적으로 거치면서 압축된 상기 헬륨가스가 회수되도록 상기 헬륨가스압축라인으로부터 분지된 헬륨가스회수라인; 및 상기 헬륨가스회수라인과 연결되며 승온 및 압축이 이루어진 상기 헬륨가스를 회수 및 저장하는 헬륨가스회수부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 헬륨가스회수부와 연결되어 상기 헬륨가스회수부로부터 공급되는 상기 헬륨가스를 상기 초저온용 밸브에 재공급하는 헬륨가스재공급라인;을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 헬륨가스승온부는, 상기 헬륨가스배출라인 및 상기 헬륨가스승온라인과 연결된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 구비된 다수 개의 관 형상의 본체와, 상기 본체 내부에 온수를 연속적으로 공급하는 온수공급부와, 상기 본체로부터 상기 온수를 연속적으로 배출하는 온수배출부를 포함하며, 상기 헬륨가스배출라인을 통해 상기 하우징 내로 유입되는 상기 헬륨가스는 본체와 접촉함에 의해 온도가 상승된 후 상기 헬륨가스승온라인을 통해 배출되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 헬륨가스저장부를 통해 공급되는 헬륨가스를 이용하여 초저온용 밸브의 테스트를 수행하고, 테스트에 이용된 헬륨가스를 헬륨가스승온부 및 헬륨가스압축부를 거쳐 헬륨가스회수부에 저장가능한 효과를 얻을 수 있다.
특히, 초저온용 밸브의 테스트에 사용된 헬륨가스는 초저온 상태로 배출되어 회수장치를 고장낼 우려가 있기 때문에, 헬륨가스승온부를 통해 헬륨가스를 상온까지 승온시킨 후 배출하여 회수장치의 고장을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치의 구성도이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치의 구성도이다.
초저온용 밸브의 경우 일반적인 상온에서 사용하는 밸브보다 극한 환경에서 사용하는 것이기 때문에 상온에서보다 밸브의 변형 또는 파괴가 높은 빈도로 발생하게 되며, 이에 맞춰 초저온용 밸브는 상온에서 사용되는 밸브보다 우수한 내구성을 지녀야 한다. 이에 내구성을 확인하기 위해 극한 환경에서 초저온용 밸브가 정상작동하는 지 및 초저온용 밸브 내에서 헬륨가스의 누설이 일어나 않는지 등과 같은 테스트가 필요하다.
따라서 본 발명에 따른 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치는, 테스트대상에 해당하는 초저온용 밸브에 헬륨가스를 주입하여 테스트를 수행하고, 테스트 이후에 초저온용 밸브로부터 배출되는 헬륨가스를 회수하기 위한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 크게 시험유닛(100), 라인유닛(200), 밸브유닛(300) 및 제어유닛(미도시)을 포함한다.
여기서 시험유닛(100)은 헬륨가스저장부(110), 헬륨가스압축부(120), 테스트부(130), 헬륨가스승온부(140) 및 헬륨가스회수부(150)를 포함하며, 라인유닛(200)은 헬륨가스공급라인(210), 헬륨가스압축라인(220), 헬륨가스배출라인(230), 헬륨가스승온라인(240), 헬륨가스회수라인(250) 및 헬륨가스재공급라인(260)을 포함한다. 이러한 시험유닛(100) 및 라인유닛(200)은 헬륨가스가 이동하는 경로를 따라 순차적으로 설명한다.
먼저 헬륨가스저장부(110)는, 헬륨가스가 저장되어 있으며 헬륨가스를 공급하기 위한 구성으로, 이는 회수한 헬륨가스가 아닌 기존의 초저온용 밸브(1)의 테스트를 위해 공급하는 헬륨가스를 의미한다. 이러한 헬륨가스저장부(110)는 헬륨가스가 100 내지 120bar의 압력으로 저장되는 것이 바람직하다.
헬륨가스공급라인(210)은, 헬륨가스저장부(110)와 연결되어 헬륨가스를 공급하는 구성으로, 헬륨가스저장부(110)로부터 공급되는 헬륨가스를 후술할 헬륨가스압축부(120)까지 전달하는 통로 역할을 한다.
헬륨가스압축부(120)는, 헬륨가스공급라인(210)과 연결되어 헬륨가스공급라인(210)으로부터 헬륨가스를 공급받아 압축시키는 역할을 한다. 헬륨가스저장부(110)의 경우 헬륨가스가 100 내지 120bar로 저장되어 있으나, 헬륨가스공급라인(210)을 이동하는 동안 헬륨가스의 압력이 낮아지거나 또는 100 내지 120bar보다 높은 압력의 헬륨가스를 이용하여 테스트가 필요한 경우가 있다. 이 경우 헬륨가스압축부(120)를 통해 헬륨가스의 압력을 높여 고압의 헬륨가스를 공급할 수 있도록 한다. 이러한 헬륨가스압축부(120)는 헬륨가스를 120 내지 700bar의 압력범위로 헬륨가스를 압축하게 된다. 여기서 120 내지 700bar의 압력범위는 테스트가 이루어지는 초저온용 밸브(1)의 종류에 따라 상이하게 설정하여 헬륨가스를 공급하게 되는 압력 범위에 해당한다.
헬륨가스압축라인(220)은, 헬륨가스압축부(120)를 통해 압축된 헬륨가스를 공급하는 구성으로, 헬륨가스공급라인(210)과 마찬가지로 헬륨가스를 전달하는 통로 역할을 하지만 헬륨가스공급라인(210)보다는 더 높은 압력을 가지는 헬륨가스를 공급하기 때문에 내구성이 더 우수한 것을 적용하는 것이 바람직하다.
작동시험부(130)는, 액체질소 내에 초저온용 밸브(1)를 침지시키고 초저온용 밸브(1)에 헬륨가스를 주입하여 테스트를 수행하기 위한 구성으로, 시험탱크(131), 액체질소공급부(132), 온도감지센서(미도시) 및 누설감지센서(미도시)를 포함한다.
시험탱크(131)는, 헬륨가스압축라인(220)을 통해 압축된 헬륨가스가 주입됨에 의해 테스트가 이루어지는 초저온용 밸브(1)가 내부에 구비되도록 밀폐하는 구성으로, 내부에 테스트 대상에 해당하는 초저온용 밸브(1)를 배치한 후 액체질소를 공급하여 초저온용 밸브(1)의 주변 환경을 극한 환경으로 형성하도록 한다. 즉, -196℃에 해당하는 액체질소를 시험탱크(131)에 저장한 후 밀폐하여 초저온용 밸브(1)가 극한 환경에서도 파손 또는 변형되지 않고 정상적으로 작동하는지 확인하게 되며, 이를 위해 초저온용 밸브(1)에 헬륨가스를 지속적으로 공급하여 헬륨가스가 누설되는지 확인하도록 한다.
액체질소공급부(132)는, 시험탱크(131)의 내부가 초저온을 유지하도록 시험탱크(131)의 내부로 액체질소를 공급하기 위한 구성으로, 시험탱크(131)와 연결되어 -196℃에 해당하는 액체질소를 시험탱크(131)의 내부로 주기적으로 공급하도록 한다.
온도감지센서(미도시)는, 시험탱크(131)의 내부에 설치되어 시험탱크(131)의 내부 온도를 감지하는 센서로, 시험탱크(131) 내부의 온도가 초저온 상태에 해당하는 -196℃를 벗어날 경우 이를 감지하여 액체질소공급부(132)에 신호를 보내고 신호를 받은 액체질소공급부(132)는 시험탱크(131) 내로 액체질소를 추가로 공급하게 된다.
누설감지센서(미도시)는, 시험탱크(131)의 내부에 설치되어 헬륨가스를 감지하는 센서에 해당하는 것으로, 시험탱크(131)의 내부에 액체질소만 존재하는 상태에서 헬륨가스가 감지될 경우 이는 초저온용 밸브(1)로부터 헬륨가스가 누설된 것으로 판단하는 역할을 한다.
헬륨가스배출라인(230)은, 작동시험부(130) 내에 구비된 초저온용 밸브(1)에 연결되어 테스트에 사용된 헬륨가스를 배출하는 역할을 한다. 즉, 초저온용 밸브(1)의 일단은 헬륨가스압축라인(220)과 연결되어 압축된 헬륨가스를 공급받으며, 초저온용 밸브(1)의 타단은 헬륨가스배출라인(230)과 연결되어 테스트에 사용된 헬륨가스를 배출하도록 한다. 이와 같은 헬륨가스배출라인(230)을 통해 배출되는 헬륨가스는 액체질소에 의해 -196℃에 근접한 초저온 상태로 배출된다.
헬륨가스승온부(140)는, 헬륨가스배출라인(230)과 연결되며 테스트에 사용되어 초저온 상태인 헬륨가스를 공급받아 헬륨가스의 온도를 상승시키는 구성에 해당한다. 헬륨가스가 -196℃에 근접한 초저온 상태로 회수 및 저장될 경우, 회수되는 과정이나 회수 후 헬륨가스를 재사용하는 과정에서 초저온 상태의 헬륨가스가 이송됨에 의해 설비의 고장 또는 손상이 일어날 우려가 있다. 따라서 초저온 상태의 헬륨가스를 실온까지 승온시켜 헬륨가스가 이송되더라도 설비에 고장을 일으키지 않도록 초저온 상태의 헬륨가스는 헬륨가스승온부(140)를 필수적으로 거쳐야 한다. 이러한 헬륨가스승온부(140)는 하우징(141), 본체(142), 온수공급부(143) 및 온수배출부(144)를 포함한다.
하우징(141)은, 헬륨가스배출라인(230) 및 헬륨가스승온라인(240)과 연결된 구성으로, 헬륨가스배출라인(230)을 통해 초저온 상태의 헬륨가스가 하우징(141)의 내부로 유입되고, 상온으로 승온된 헬륨가스가 헬륨가스승온라인(240)을 통해 하우징(141)의 외부로 배출된다. 즉, 하우징(141)은 초저온 상태의 헬륨가스가 상온으로 승온하기 위한 공간을 제공한다.
본체(142)는, 하우징(141)의 내부에 구비된 다수 개의 관 형상으로, 본체(142)의 내부에 온수가 지속적으로 유입 및 유출되도록 이루어져 있다. 즉, 본체(142)의 내부에 존재하는 온수가 지속적으로 물갈이됨에 의해 온수의 온도가 떨어지지 않고 제 온도를 유지할 수 있게 된다.
온수공급부(143)는 본체(142)의 내부에 온수를 연속적으로 공급하는 구성이고, 온수배출부(144)는 본체로부터 온수를 연속적으로 배출하는 구성에 해당한다. 여기서 온수는 80 내지 100℃의 물을 의미하며, 이러한 온수는 초저온 상태의 헬륨가스와 직접적으로 접촉하지 않고 본체(142)를 사이에 두고 열교환을 통해 헬륨가스를 승온시키는 역할을 한다. 만약 온수가 80℃ 미만일 경우 초저온 상태의 헬륨가스를 상온까지 충분히 승온시킬 수 없으며, 온수가 100℃를 초과할 경우 온수가 기화됨에 의해 본체(142) 내로 온수의 유입과 배출 과정에 영향을 끼칠 우려가 있다.
상세하게는 헬륨가스배출라인(230)을 통해 하우징(141) 내로 유입되는 초저온 상태의 헬륨가스는 본체(142)와 접촉하게 되고, 본체(142) 내부에 존재하는 온수와 열교환에 의해 헬륨가스의 온도가 상승된다. 그 후, 상온의 헬륨가스는 헬륨가스승온라인(240)을 통해 배출되고, 온수는 열교환에 의해 온도가 하강한 상태로 온수배출부(144)를 통해 배출된다.
헬륨가스승온라인(240)은, 헬륨가스승온부(140)를 통해 온도가 상승된 헬륨가스가 헬륨가스압축부(120)를 통해 압축되도록 헬륨가스공급라인(210)으로부터 분지되어 헬륨가스승온부(140)와 연결된 구성에 해당한다. 헬륨가스승온부(140)를 통해 초저온 상태에서 상온으로 승온된 헬륨가스의 경우 승온 과정에서 압력이 낮아지게 되는데, 압력이 낮아진 헬륨가스를 회수하여 저장하거나 테스트에 재사용하기 위해서는 헬륨가스를 압축하여 고압 상태가 되어야 한다. 따라서 승온된 헬륨가스를 압축하기 위해 헬륨가스승온부(140)와 헬륨가스압축부(120)를 연결해야 하며, 이를 위해 헬륨가스승온라인(240)이 설치된다. 여기서 헬륨가스승온라인(240)은 헬륨가스압축부(120)와 직접적으로 연결되는 것이 아닌, 헬륨가스공급라인(210)으로부터 분지되어 헬륨가스승온부(140)와 연결된다. 이를 통해 승온된 헬륨가스는 헬륨가스승온부(140), 헬륨가스승온라인(240) 및 헬륨가스공급라인(210)을 지나 헬륨가스압축부(120)에 공급되며, 헬륨가스압축부(120)를 통해 120 내지 700bar로 헬륨가스가 압축된다.
헬륨가스회수라인(250)은, 헬륨가스승온라인(240), 헬륨가스공급라인(210) 및 헬륨가스압축부(120)를 순차적으로 거치면서 압축된 헬륨가스가 회수되도록 헬륨가스압축라인(220)으로부터 분지된 라인에 해당한다. 헬륨가스압축부(120)로부터 배출되는 헬륨가스는 헬륨가스압축라인(220)을 통해 초저온용 밸브(1)로 유입되도록 설치되어 있으나, 초저온용 밸브(1)의 테스트 후에 회수되는 헬륨가스를 저장하기 위해서는 헬륨가스압축라인(220)으로부터 분지된 헬륨가스회수라인(250)을 이용하게 된다. 즉, 초저온용 밸브(1)의 테스트가 추가적으로 필요하지 않을 경우 헬륨가스압축부(120)를 통해 압축된 헬륨가스는 헬륨가스압축라인(220)으로부터 분지된 헬륨가스회수라인(250)으로 이동하게 된다.
헬륨가스회수부(150)는, 헬륨가스회수라인(250)과 연결되어 승온 및 압축이 이루어진 헬륨가스를 회수 및 저장하는 역할을 한다. 이러한 헬륨가스회수부(150)는 새 헬륨가스를 저장해놓는 헬륨가스저장부(110)와 달리, 초저온용 밸브(1)의 테스트에 사용된 헬륨가스를 재사용하기 위해 회수 및 저장하는 구성에 해당한다.이때 헬륨가스회수부(150)는 헬륨가스저장부(110)와 마찬가지로 헬륨가스를 100 내지 120bar의 압력으로 저장하는 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.
헬륨가스재공급라인(260)은, 헬륨가스회수부(150)와 연결되어 헬륨가스회수부(150)로부터 공급되는 헬륨가스를 초저온용 밸브(1)에 재공급하는 라인에 해당한다. 이때 핼륨가스재공급라인(260)은 헬륨가스압축부(150)와는 직접적으로 연결되지 않고 헬륨가스압축라인(220)에 직접 연결되어 초저온용 밸브(1)에 헬륨가스를 바로 공급하는 역할을 한다.
밸브유닛(300)은, 헬륨가스의 이송 경로를 변경하기 위해 라인유닛(200)에 설치되어 개폐되는 구성으로, 이러한 밸브유닛(300)은 제1밸브(310), 제2밸브(320), 제3밸브(330), 제4밸브(340) 및 제5밸브(350)를 포함한다.
제1밸브(310)는, 헬륨가스공급라인(210) 중 헬륨가스저장부(110)와 근접한 영역에 설치되어 헬륨가스공급라인(210)을 개폐하는 구성에 해당한다. 이러한 제1밸브(310)를 개방할 경우 헬륨가스저장부(110)를 통해 공급되는 새 헬륨가스가 헬륨가스압축부(120) 내로 유입될 수 있으며, 제1밸브(310)를 폐쇄할 경우 헬륨가스저장부(110)의 헬륨가스 대신 헬륨가스승온라인(240)에서 공급되는 헬륨가스가 헬륨공급라인(210)을 타고 헬륨가스압축부(120)로 유입된다.
제2밸브(320)는, 헬륨가스승온라인(210)에 설치되어 헬륨가스승온라인(210)을 개폐하는 구성에 해당한다. 이러한 제2밸브(320)를 개방할 경우 동시에 제1밸브(310)를 폐쇄시켜 헬륨가스승온부(140)로부터 배출되는 헬륨가스가 헬륨가스압축부(120) 내로 유입될 수 있도록 하며, 제2밸브(320)를 폐쇄할 경우 헬륨가스승온라인(240)의 헬륨가스가 헬륨가스압축부(120)로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 이와 같이 제1밸브(310) 및 제2밸브(320)는 어느 한 쪽이 개방되면 다른 쪽은 폐쇄하는 방식으로 구동되는 것이 바람직하다.
제3밸브(330)는, 헬륨가스회수라인(250)에 설치되어 헬륨가스회수라인(250)을 개폐하는 구성에 해당한다. 만약 제3밸브(330)가 개방될 경우 헬륨가스압축부(120)를 통해 압축된 헬륨가스가 헬륨가스회수라인(250)을 통과해 헬륨가스회수부(150)에 회수 및 저장될 수 있으며, 제3밸브(330)가 폐쇄될 경우 헬륨가스가 헬륨가스압축라인(220)을 지나 초저온용 밸브(1)에 직접적으로 재공급되도록 할 수 있다.
제4밸브(340)는, 헬륨가스압축라인(220)에 설치되어 헬륨가스압축라인(220)을 개폐하는 구성으로, 헬륨가스압축부(120)를 통해 배출되는 헬륨가스를 바로 초저온용 밸브(1)에 공급하고 싶을 경우 제4밸브(340)를 개방하고, 헬륨가스압축부(120)를 통해 배출되는 헬륨가스를 헬륨가스회수부(150) 내에 저장하고 싶을 경우 제4밸브(340)를 폐쇄한 후 제3밸브(330)를 개방하는 형식으로 조작한다.
제5밸브(350)는, 헬륨가스재공급라인(260)에 설치되어 헬륨가스재공급라인(260)을 개폐하는 구성으로, 평소에는 제5밸브(350)를 폐쇄하지만 헬륨가스회수부(150)에 저장된 헬륨가스를 이용하여 초저온용 밸브(1)의 테스트를 실시할 경우 제5밸브(350)를 개방하여 헬륨가스회수부(150) 내의 헬륨가스를 배출시키게 된다.
제어유닛(미도시)은, 헬륨가스압축부(120) 및 액체질소공급부(132)를 제어하는 구성으로, 헬륨가스압축부(120)의 경우 제어유닛이 신호를 보내어 헬륨가스를 압축하는 압력을 조절할 수 있다. 또한, 액체질소공급부(132)의 경우 시험탱크(131) 내의 온도를 감지한 온도감지센서의 신호를 제어유닛이 받아 액체질소공급부(132)의 구동을 제어할 수 있으며, 예를 들어 시험탱크(131) 내부가 기설정된 온도보다 높다고 판단될 경우 액체질소를 추가로 공급하게 되며 시험탱크(131) 내부가 기설정된 온도에 해당할 경우 액체질소의 공급을 중단할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치는, 헬륨가스저장부를 통해 공급되는 헬륨가스를 이용하여 초저온용 밸브의 테스트를 수행하고, 테스트에 이용된 헬륨가스를 헬륨가스승온부 및 헬륨가스압축부를 거쳐 헬륨가스회수부에 저장가능한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 초저온용 밸브의 테스트에 사용된 헬륨가스는 초저온 상태로 배출되어 회수장치를 고장낼 우려가 있기 때문에, 헬륨가스승온부를 통해 헬륨가스를 상온까지 승온시킨 후 배출하여 회수장치의 고장을 최소화할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이다.
1: 초저온용 밸브
10: 헬륨가스 회수장치
100: 시험유닛
110: 헬륨가스저장부
120: 헬륨가스압축부
130: 작동시험부
131: 시험탱크
132: 액체질소공급부
140: 헬륨가스승온부
141: 하우징
142: 본체
143: 온수공급부
144: 온수배출부
150: 헬륨가스회수부
200: 라인유닛
210: 헬륨가스공급라인
220: 헬륨가스압축라인
230: 헬륨가스배출라인
240: 헬륨가스승온라인
250: 헬륨가스회수라인
260: 헬륨가스재공급라인
300: 밸브유닛
310: 제1밸브
320: 제2밸브
330: 제3밸브
340: 제4밸브
350: 제5밸브

Claims (3)

  1. 초저온용 밸브에 헬륨가스를 주입하여 테스트를 수행하고, 상기 테스트 이후에 상기 초저온용 밸브로부터 배출되는 상기 헬륨가스를 회수하기 위한 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치에 있어서,
    헬륨가스가 저장된 헬륨가스저장부;
    상기 헬륨가스저장부와 연결되어 상기 헬륨가스를 공급하는 헬륨가스공급라인;
    상기 헬륨가스공급라인과 연결되어 상기 헬륨가스를 공급받아 압축시키는 헬륨가스압축부;
    상기 헬륨가스압축부를 통해 압축된 상기 헬륨가스를 공급하는 헬륨가스압축라인;
    상기 헬륨가스압축라인을 통해 압축된 상기 헬륨가스가 주입됨에 의해 테스트가 이루어지는 상기 초저온용 밸브가 내부에 구비되도록 밀폐하는 시험탱크와, 상기 시험탱크의 내부가 초저온을 유지하도록 상기 시험탱크의 내부로 액체질소를 공급하는 액체질소공급부를 포함하는 작동시험부;
    상기 작동시험부 내에 구비된 상기 초저온용 밸브에 연결되어 테스트에 사용된 상기 헬륨가스를 배출하는 헬륨가스배출라인;
    상기 헬륨가스배출라인과 연결되며 테스트에 사용되어 초저온 상태인 상기 헬륨가스를 공급받아 상기 헬륨가스의 온도를 상승시키는 헬륨가스승온부;
    상기 헬륨가스승온부를 통해 온도가 상승된 상기 헬륨가스가 상기 헬륨가스압축부를 통해 압축되도록 상기 헬륨가스공급라인으로부터 분지되어 상기 헬륨가스승온부와 연결된 헬륨가스승온라인;
    상기 헬륨가스승온라인, 상기 헬륨가스공급라인 및 상기 헬륨가스압축부를 순차적으로 거치면서 압축된 상기 헬륨가스가 회수되도록 상기 헬륨가스압축라인으로부터 분지된 헬륨가스회수라인; 및
    상기 헬륨가스회수라인과 연결되며 승온 및 압축이 이루어진 상기 헬륨가스를 회수 및 저장하는 헬륨가스회수부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 헬륨가스회수부와 연결되어 상기 헬륨가스회수부로부터 공급되는 상기 헬륨가스를 상기 초저온용 밸브에 재공급하는 헬륨가스재공급라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 헬륨가스승온부는,
    상기 헬륨가스배출라인 및 상기 헬륨가스승온라인과 연결된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 구비된 다수 개의 관 형상의 본체와, 상기 본체 내부에 온수를 연속적으로 공급하는 온수공급부와, 상기 본체로부터 상기 온수를 연속적으로 배출하는 온수배출부를 포함하며,
    상기 헬륨가스배출라인을 통해 상기 하우징 내로 유입되는 상기 헬륨가스는 본체와 접촉함에 의해 온도가 상승된 후 상기 헬륨가스승온라인을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 초저온용 밸브 테스트에 이용된 헬륨가스의 회수장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102260729B1 (ko) 2020-08-21 2021-06-03 이동훈 고효율 헬륨가스 회수시스템

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