KR102682897B1 - System for storage and transport of cryogenic material - Google Patents

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박성호
이창형
류주열
황성현
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고등기술연구원연구조합
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Abstract

본 발명은 극저온 물질 저장 및 운송 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 극저온 물질 저장 및 운송 시스템은 기체 상태의 극저온 물질을 공급받아 액체/고체 기반 슬러시 상태로 저장하고, 액체/고체 기반 슬러시 상태의 극저온 물질을 수요처까지 운송할 수 있는 저장 용기; 저장 용기의 내부에 구비되고, 냉매를 이용하여 저장 용기로 공급된 기체 상태의 극저온 물질이 액체/고체 기반 슬러시 상태의 극저온 물질로 상변화되도록 유도하는 상변화 유도부; 및 상변화 유도부와 연결되는 냉각 모듈을 포함하고, 냉각 모듈은, 저장 용기에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 상태의 극저온 물질이 수요처까지 운송되는 동안 상변화 유도부에서 배출되는 냉매를 공급받아 냉각시키는 냉각 모드 및 운송이 완료되면, 저장 용기에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 상태의 극저온 물질을 공급받아 기화시켜서 수요처로 배출하는 기화 모드를 가질 수 있다.The present invention relates to cryogenic material storage and transportation systems. The cryogenic material storage and transportation system according to an embodiment of the present invention is a storage container capable of receiving cryogenic materials in a gaseous state, storing them in a liquid/solid-based slush state, and transporting the cryogenic materials in a liquid/solid-based slush state to the point of demand. ; A phase change inducing unit provided inside the storage container and inducing a phase change of the gaseous cryogenic material supplied to the storage container using a refrigerant into a liquid/solid-based slush state cryogenic material; and a cooling module connected to the phase change inducing part, wherein the cooling module cools the liquid/solid-based slush-state cryogenic material stored in the storage container by receiving the refrigerant discharged from the phase change inducing part while it is being transported to the place of demand. And when transportation is completed, it can have a vaporization mode in which cryogenic materials in a liquid/solid-based slush state stored in a storage container are supplied, vaporized, and discharged to the consumer.

Description

극저온 물질 저장 및 운송 시스템{SYSTEM FOR STORAGE AND TRANSPORT OF CRYOGENIC MATERIAL}Cryogenic material storage and transportation system {SYSTEM FOR STORAGE AND TRANSPORT OF CRYOGENIC MATERIAL}

본 발명은 극저온 물질 저장 및 운송 시스템에 대한 것이다.The present invention relates to cryogenic material storage and transportation systems.

일반적으로, 기상의 물질을 저장 및 운송하기 위해서는 기상의 물질을 액상의 물질로 상변화시켜서 저장밀도를 높이기 위한 액화 설비 및 액상의 물질을 운송용 탱크에 공급하기 전 저장할 수 있는 저장 용기가 요구된다.Generally, in order to store and transport gaseous substances, liquefaction equipment is required to phase change the gaseous substances into liquid substances to increase storage density, and a storage container that can store the liquid substances before supplying them to a transport tank.

저장 용기에 저장된 액상의 물질은 운송용 탱크에 저장된다. 운송용 탱크에 저장된 액상의 물질은 선박이나 트럭과 같은 대형 운송 수단을 통해 다른 지역으로 운송된 후, 다른 지역에서 다른 운송용 탱크에 저장되어 수요처로 전달된다. 그런데 운송 과정에서 운송용 탱크에 저장된 액상의 물질이 상대적으로 높은 온도의 운송용 탱크의 벽면과 접촉하면서 보일오프 가스가 발생한다. 특히, 액상의 물질의 끓는점이 상온에 비해 낮을수록 이러한 보일오프 가스의 발생량은 커지게 된다. 운송용 탱크의 내부에서 발생하는 보일오프 가스는 운송용 탱크의 내압을 지속적으로 증가시키게 됨에 따라, 안전성 문제가 발생한다.Liquid substances stored in storage containers are stored in transport tanks. Liquid substances stored in transport tanks are transported to other regions through large transport vehicles such as ships or trucks, and then stored in other transport tanks in other regions and delivered to the point of demand. However, during the transport process, boil-off gas is generated when the liquid material stored in the transport tank comes into contact with the wall of the transport tank at a relatively high temperature. In particular, the lower the boiling point of the liquid substance compared to room temperature, the greater the amount of boil-off gas generated. Boil-off gas generated inside the transport tank continuously increases the internal pressure of the transport tank, resulting in safety issues.

한편, 기상의 물질이 지속적으로 배출되는 것이 아니라 간헐적으로 배출되는 곳이라 할지라도 기상의 물질을 액상의 물질로 상변화시켜서 저장밀도를 높이기 위한 액화 설비 및 액상의 물질을 운송용 탱크에 공급하기 전 저장할 수 있는 저장 용기가 구비되어야 한다.Meanwhile, even in places where gaseous substances are discharged intermittently rather than continuously, liquefaction facilities are installed to increase storage density by changing the phase of gaseous substances into liquid substances, and storage of liquid substances before supplying them to transport tanks is provided. A storage container must be provided.

하지만, 간헐적으로 배출되는 기상의 물질로 인해 액화 설비의 가동률이 저하되고, 간헐성으로 인해 액상의 물질이 장기간 저장된 저장 용기에서 발생하는 보일오프 가스로 인해 경제성이 결여되는 문제가 있다.However, there is a problem that the operation rate of the liquefaction facility is reduced due to intermittently discharged gaseous substances, and economic feasibility is lacking due to boil-off gas generated in storage containers where liquid substances are stored for a long period of time due to intermittency.

따라서, 기상의 물질이 지속적으로 배출되거나, 간헐적으로 배출되는 곳에서 별도의 액화 설비 및 운송용 탱크 없이 기상의 물질을 저장 용기의 내부에서 액화 및 고밀도화시켜서 저장 및 운송할 뿐만 아니라, 운송 과정에서 보일오프 가스의 발생을 저감할 수 있는 극저온 물질 저장 및 운송 시스템이 필요한 실정이다.Therefore, in places where gaseous substances are continuously or intermittently discharged, not only are the gaseous substances liquefied and densified inside the storage container to be stored and transported without separate liquefaction facilities and transport tanks, but also boil-off during the transport process. There is a need for a cryogenic material storage and transportation system that can reduce the generation of gas.

본 발명의 실시예들은 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 기상의 물질이 지속적으로 배출되거나, 간헐적으로 배출되는 곳에서 별도의 액화 설비 및 운송용 탱크 없이 기상의 물질을 저장 용기의 내부에서 액화 및 고밀도화시켜서 저장 및 운송할 뿐만 아니라, 운송 과정에서 보일오프 가스의 발생을 저감할 수 있는 극저온 물질 저장 및 운송 시스템을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention were devised to solve the above-described conventional problems. In places where gaseous substances are continuously or intermittently discharged, gaseous substances are stored inside a storage container without a separate liquefaction facility and transport tank. The goal is to provide a cryogenic material storage and transportation system that can not only store and transport liquefied and densified materials, but also reduce the generation of boil-off gas during the transportation process.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기체 상태의 극저온 물질을 공급받아 액체/고체 기반 슬러시 상태로 저장하고, 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질을 수요처까지 운송할 수 있는 저장 용기; 상기 저장 용기의 내부에 구비되고, 냉매를 이용하여 상기 저장 용기로 공급된 기체 상태의 상기 극저온 물질이 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질로 상변화되도록 유도하는 상변화 유도부; 및 상기 상변화 유도부와 연결되는 냉각 모듈을 포함하고, 상기 냉각 모듈은, 상기 저장 용기에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질이 상기 수요처까지 운송되는 동안 상기 상변화 유도부에서 배출되는 상기 냉매를 공급받아 냉각시키는 냉각 모드 및 운송이 완료되면, 상기 저장 용기에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질을 공급받아 기화시켜서 상기 수요처로 배출하는 기화 모드를 갖는, 극저온 물질 저장 및 운송 시스템이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a storage container capable of receiving cryogenic materials in a gaseous state, storing them in a liquid/solid-based slush state, and transporting the cryogenic materials in a liquid/solid-based slush state to a place of demand; a phase change inducing unit provided inside the storage container and inducing a phase change of the cryogenic material in a gaseous state supplied to the storage container using a refrigerant into the cryogenic material in a liquid/solid-based slush state; And a cooling module connected to the phase change inducing part, wherein the cooling module is configured to cool the refrigerant discharged from the phase change inducing part while the cryogenic material in a liquid/solid-based slush state stored in the storage container is transported to the demand destination. A cryogenic material storage and transport system having a cooling mode for receiving and cooling the cryogenic material and a vaporization mode for receiving the cryogenic material in a liquid/solid-based slush state stored in the storage container, vaporizing it, and discharging it to the consumer when transportation is completed. can be provided.

또한, 상기 냉각 모듈은, 상기 냉매를 압축하는 냉매 압축기; 상기 냉매 압축기의 후단에 구비되고, 상기 냉매 압축기에서 압축된 상기 냉매를 냉각하는 냉매 냉각기; 상기 냉매 냉각기 및 상기 상변화 유도부 사이에 구비되고, 상기 냉각 모드시 상기 냉매 냉각기로부터 배출되는 상기 냉매와 상기 상변화 유도부로부터 배출되는 상기 냉매를 열교환시키는 냉매 열교환기; 및 상기 냉매 열교환기 및 상기 상변화 유도부 사이에 구비되는 냉매 팽창기를 포함하고, 상기 냉매 팽창기는, 상기 냉각 모드시 상기 냉매 열교환기로부터 배출되는 상기 냉매를 팽창시키고, 상기 기화 모드시 상기 냉매 압축기로부터 배출되는 상기 냉매를 팽창시킬 수 있다.Additionally, the cooling module includes a refrigerant compressor that compresses the refrigerant; a refrigerant cooler provided at a rear end of the refrigerant compressor and cooling the refrigerant compressed in the refrigerant compressor; a refrigerant heat exchanger provided between the refrigerant cooler and the phase change inducing part, and heat-exchanging the refrigerant discharged from the refrigerant cooler and the refrigerant discharged from the phase change inducing part in the cooling mode; and a refrigerant expander provided between the refrigerant heat exchanger and the phase change inducing part, wherein the refrigerant expander expands the refrigerant discharged from the refrigerant heat exchanger in the cooling mode, and from the refrigerant compressor in the vaporization mode. The discharged refrigerant can be expanded.

또한, 상기 냉매 팽창기에서 팽창된 상기 냉매는 상기 상변화 유도부로 공급되고, 상기 냉매 팽창기로부터 상기 상변화 유도부로 공급된 상기 냉매의 냉열은 상기 저장 용기에서 상기 기상 극저온 물질 및 상기 액상 극저온 물질 중 적어도 하나에 전달될 수 있다.In addition, the refrigerant expanded in the refrigerant expander is supplied to the phase change inducing part, and the cold heat of the refrigerant supplied to the phase change inducing part from the refrigerant expander is at least one of the gaseous cryogenic material and the liquid cryogenic material in the storage container. It can be passed on to one.

또한, 상기 냉각 모듈은, 상기 냉매 압축기 및 상기 상변화 유도부 사이에 구비되고, 대기열을 흡수할 수 있는 히터를 더 포함하고, 상기 상변화 유도부로부터 배출되는 상기 냉매는 상기 냉각 모드시 상기 냉매 열교환기로 공급되고, 상기 기화 모드시 상기 히터로 공급될 수 있다.In addition, the cooling module further includes a heater provided between the refrigerant compressor and the phase change inducing part and capable of absorbing atmospheric heat, and the refrigerant discharged from the phase change inducing part is transferred to the refrigerant heat exchanger in the cooling mode. and may be supplied to the heater in the vaporization mode.

또한, 상기 냉각 모듈은, 상기 냉매 압축기 및 상기 상변화 유도부 사이에 구비되고, 대기열을 흡수할 수 있는 히터를 더 포함하고, 상기 상변화 유도부로부터 배출되는 상기 냉매는 상기 기화 모드시 상기 냉매 압축기의 압축열 및 상기 히터를 통해 흡수된 대기열 중 적어도 하나에 의해 승온될 수 있다.In addition, the cooling module further includes a heater provided between the refrigerant compressor and the phase change inducing part and capable of absorbing atmospheric heat, and the refrigerant discharged from the phase change inducing part is of the refrigerant compressor in the vaporization mode. The temperature may be raised by at least one of compression heat and atmospheric heat absorbed through the heater.

또한, 상기 상변화 유도부는, 상기 저장 용기의 내부 일측에 구비되는 제1 상변화용 열교환기; 및 상기 저장 용기의 내부 타측에 구비되고, 상기 제1 상변화용 열교환기와 연결되는 제2 상변화용 열교환기를 포함하고, 상기 제1 상변화용 열교환기 및 상기 제2 상변화용 열교환기 중 적어도 하나는 외부로부터 상기 저장 용기로 침투된 열을 제거할 수 있다.In addition, the phase change inducing part may include a first phase change heat exchanger provided on one side of the interior of the storage container; and a second phase change heat exchanger provided on the other side of the storage container and connected to the first phase change heat exchanger, at least one of the first phase change heat exchanger and the second phase change heat exchanger. One can remove heat penetrating into the storage container from the outside.

또한, 상기 저장 용기에 상기 기상 극저온 물질을 공급하는 극저온 물질 공급부; 상기 상변화 유도부로 상기 냉매를 공급하는 냉매 공급부; 및 상기 저장 용기, 상기 상변화 유도부, 상기 냉각 모듈, 상기 극저온 물질 공급부 및 상기 냉매 공급부 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.Additionally, a cryogenic material supply unit that supplies the vapor phase cryogenic material to the storage container; a refrigerant supply unit supplying the refrigerant to the phase change inducing unit; And it may further include a control unit that controls at least one of the storage container, the phase change inducing unit, the cooling module, the cryogenic material supply unit, and the refrigerant supply unit.

또한, 상기 저장 용기에 구비되고, 상기 저장 용기의 내부에서 상기 액상 극저온 물질이 차지하는 양을 감지하는 제1 감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 감지부의 감지 값을 기초로 하여 상기 극저온 물질 공급부의 구동을 제어할 수 있다.In addition, it is provided in the storage container and further includes a first detection unit that detects the amount of the liquid cryogenic material occupied inside the storage container, and the control unit detects the cryogenic temperature based on the detection value of the first detection unit. The operation of the material supply unit can be controlled.

또한, 상기 저장 용기에 구비되고, 외부로부터 상기 저장 용기로 침투된 열원의 양을 감지하는 제2 감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2 감지부의 감지 값을 기초로 하여 상기 냉매 공급부로부터 상기 상변화 유도부로 공급되는 상기 냉매의 공급량을 결정할 수 있다.In addition, it further includes a second detection unit provided in the storage container and detecting the amount of heat source penetrating into the storage container from the outside, wherein the control unit detects the amount of heat from the refrigerant supply unit based on the detection value of the second detection unit. The supply amount of the refrigerant supplied to the phase change inducing part can be determined.

본 발명의 실시예들에 따르면, 기상의 극저온 물질을 저장 용기의 내부에서 액화 및 고밀도화시켜서 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질로 저장하고, 저장 용기의 내부에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질을 별도의 운송용 탱크에 다시 공급한 후 운송하는 것이 아니라, 저장 용기 자체를 수요처까지 운송함에 따라, 별도의 액화 설비 및 운송용 탱크를 구비하지 않더라도 기상의 극저온 물질을 대량 저장 및 운송할 수 있으므로, 기상의 극저온 물질이 지속적으로 배출되거나 간헐적으로 배출되는 곳에서 경제성을 확보할 수 있다는 효과가 있다.According to embodiments of the present invention, the gaseous cryogenic material is liquefied and densified inside the storage container to store it as a liquid/solid-based slush cryogenic material, and the liquid/solid-based slush cryogenic material stored inside the storage container is stored in a separate storage container. By transporting the storage container itself to the point of demand rather than supplying it back to the transport tank and transporting it, large quantities of vapor-phase cryogenic substances can be stored and transported even without separate liquefaction facilities and transport tanks. This has the effect of securing economic feasibility in places where discharge is continuous or intermittent.

또한, 저장 용기의 내부에서 기상 극저온 물질이 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질로 상변화될 때 저장 용기의 내부에 기상 극저온 물질이 모두 응축되기 때문에, 저장 용기를 운송하는 과정에서 저장 용기의 내부에서 보일오프 가스의 발생을 저감할 수 있으므로, 향상된 안정성을 갖는다는 효과가 있다.In addition, when the vapor phase cryogenic material changes phase into a liquid/solid-based slush cryogenic material inside the storage container, all of the vapor phase cryogenic material is condensed inside the storage container, so it may not be visible from the inside of the storage container during the transport of the storage container. Since the generation of off gas can be reduced, there is an effect of having improved stability.

뿐만 아니라, 별도의 기화 설비 없이 저장 용기의 내부에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질을 기화시켜서 수요처로 배출할 수 있다는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the liquid/solid-based slush cryogenic material stored inside the storage container can be vaporized and discharged to the consumer without a separate vaporization facility.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 물질 저장 및 운송 시스템을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 극저온 물질 저장 및 운송 시스템을 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 1의 극저온 물질 저장 및 운송 시스템의 냉각 모듈을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 극저온 물질 저장 및 운송 시스템이 저장 및 운송 모드로 운용될 때, 냉각 모듈의 냉각 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 극저온 물질 저장 및 운송 시스템이 배출 모드로 운용될 때, 냉각 모듈의 기화 모드를 설명하기 위한 도면이다.1 is a plan view showing a cryogenic material storage and transportation system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side view showing the cryogenic material storage and transport system of Figure 1.
FIG. 3 is a diagram showing a cooling module of the cryogenic material storage and transportation system of FIG. 1.
FIG. 4 is a diagram for explaining the cooling mode of the cooling module when the cryogenic material storage and transportation system of FIG. 1 is operated in storage and transportation mode.
FIG. 5 is a diagram for explaining the vaporization mode of the cooling module when the cryogenic material storage and transportation system of FIG. 1 is operated in discharge mode.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments for implementing the spirit of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Additionally, when a component is mentioned as being 'connected' to another component, it should be understood that it may be directly connected to the other component, but that other components may exist in between.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.The terms used in this specification are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

또한, 본 명세서에서 일측, 타측, 상측, 하측 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.In addition, it should be noted in advance that in this specification, expressions such as one side, the other side, upper side, lower side, etc. are explained based on the illustrations in the drawings, and may be expressed differently if the direction of the object in question is changed. For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically shown, and the size of each component does not entirely reflect the actual size.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Additionally, terms including ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another.

명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.As used in the specification, the meaning of 'comprising' is to specify a specific characteristic, area, integer, step, operation, element and/or component, and to specify another specific property, area, integer, step, operation, element, component and/or group. It does not exclude the existence or addition of .

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 물질 저장 및 운송 시스템의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the specific configuration of a cryogenic material storage and transportation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 물질 저장 및 운송 시스템을 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1의 극저온 물질 저장 및 운송 시스템을 나타내는 측면도이며, 도 3은 도 1의 극저온 물질 저장 및 운송 시스템의 냉각 모듈을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a plan view showing a cryogenic material storage and transportation system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view showing the cryogenic material storage and transportation system of FIG. 1, and FIG. 3 is a cryogenic material storage and transportation system of FIG. 1. This is a diagram showing the cooling module of the system.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 물질 저장 및 운송 시스템(1)은 기상의 극저온 물질(이하, 기상 극저온 물질이라 함.)이 지속적으로 배출되거나, 간헐적으로 배출되는 곳에서 기상 극저온 물질을 액화 및 고밀도화시켜서 액체/고체 기반 슬러시 상태의 극저온 물질(이하, 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질이라 함.)을 생성 및 저장한 다음, 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질을 수요처로 운송하는 '저장 및 운송 모드' 및 수요처로 운송이 완료된 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질을 기화시켜서 수요처로 배출하는 '배출 모드'로 운용될 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, the cryogenic material storage and transportation system 1 according to an embodiment of the present invention continuously discharges gaseous cryogenic materials (hereinafter referred to as gaseous cryogenic materials) or intermittently discharges them. Liquid/solid-based slush cryogenic material (hereinafter referred to as liquid/solid-based slush cryogenic material) is created and stored by liquefying and densifying the gaseous cryogenic material in a location where the liquid/solid-based slush cryogenic material is supplied to the consumer. It can be operated in 'storage and transport mode', which transports to the point of demand, and 'discharge mode', which vaporizes the liquid/solid-based slush cryogenic material that has been transported to the point of demand and discharges it to the point of demand.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 물질 저장 및 운송 시스템(1)은 저장 용기(10), 상변화 유도부(20) 및 냉각 모듈(30)을 포함할 수 있다.To this end, the cryogenic material storage and transportation system 1 according to an embodiment of the present invention may include a storage container 10, a phase change inducing part 20, and a cooling module 30.

저장 용기(10)는 극저온 물질 저장용 용기로 활용될 뿐만 아니라, 극저온 물질 운송용 용기로도 활용될 수 있다. 구체적으로, 저장 용기(10)는 기체 상태의 극저온 물질을 공급받아 액체/고체 기반 슬러시 상태로 저장하고, 액체/고체 기반 슬러시 상태의 극저온 물질을 수요처까지 운송할 수 있다. 여기서, 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질은 액상 극저온 물질과 고상 극저온 물질이 혼재하는 물질로서, 이러한 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질은 고체 입자에 의한 고밀도화가 가능하기 때문에, 저장 용기(10)는 종래에 비해 높은 저장 밀도로 극저온 물질을 대량 저장 및 운송할 수 있다. 또한, 운송 과정에서 보일오프 가스가 발생하지 않기 때문에 안정적이고 장시간 운송이 가능하다.The storage container 10 can be used not only as a container for storing cryogenic materials, but also as a container for transporting cryogenic materials. Specifically, the storage container 10 can receive cryogenic materials in a gaseous state, store them in a liquid/solid-based slush state, and transport the cryogenic materials in a liquid/solid-based slush state to a place of demand. Here, the liquid/solid-based slush cryogenic material is a mixture of liquid cryogenic material and solid cryogenic material. Since this liquid/solid-based slush cryogenic material can be densified by solid particles, the storage container 10 is conventionally used. Cryogenic materials can be stored and transported in large quantities with a relatively high storage density. Additionally, since boil-off gas is not generated during the transportation process, stable and long-term transportation is possible.

저장 용기(10)의 내부에는 기상의 극저온 물질의 상변화가 수행될 수 있는 공간(11)이 구비될 수 있다. 이러한 저장 용기(10)의 외측에는 고정 프레임(12)이 배치될 수 있으며, 저장 용기(10)는 고정 프레임(12)에 의해 보호 및 고정될 수 있다. 예를 들어, 저장 용기(10)는 컨테이너 타입으로 구비될 수 있다. 이렇게 저장 용기(10)가 컨테이너 타입으로 구비됨에 따라, 극저온 물질의 운송을 위한 별도의 운송용 탱크나 선박, 트럭 등과 같은 운송 수단이 별도로 요구되지 않을 수 있다. 달리 말하면, 종래처럼 여러 단계의 벙커링 과정이 필요하지 않기 때문에, 벙커링 과정에서 발생할 수 있는 보일오프 가스를 원천적으로 차단할 수 있다.Inside the storage container 10, a space 11 may be provided in which a phase change of a vapor phase cryogenic material can be performed. A fixing frame 12 may be placed outside the storage container 10, and the storage container 10 can be protected and fixed by the fixing frame 12. For example, the storage container 10 may be provided as a container type. As the storage container 10 is provided as a container type, a separate transportation tank, ship, or truck for transporting cryogenic materials may not be required. In other words, since a multi-step bunkering process is not required as in the past, boil-off gas that may be generated during the bunkering process can be fundamentally blocked.

극저온 물질 저장 및 운송 시스템(1)의 '저장 및 운송 모드'시 저장 용기(10)의 내부에는 기상 극저온 물질이 공급될 수 있다. 저장 용기(10)의 내부에 공급되는 기상 극저온 물질은 상변화 유도부(20)를 통해 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질로 상변화될 수 있다. 저장 용기(10)의 내부에 고상 극저온 물질이 존재하게 되면, 고상 극저온 물질이 갖는 융해열로 보일오프 가스의 발생이 억제될 수 있다.During the 'storage and transport mode' of the cryogenic material storage and transport system 1, gaseous cryogenic material may be supplied to the inside of the storage container 10. The vapor phase cryogenic material supplied into the storage container 10 may be phase changed into a liquid/solid-based slush cryogenic material through the phase change inducing part 20. When a solid cryogenic material is present inside the storage container 10, the generation of boil-off gas can be suppressed due to the heat of fusion of the solid cryogenic material.

한편, 저장 용기(10)에서 기상 극저온 물질이 상변화될 때, 저장 용기(10)의 내부에서 액상 극저온 물질이 차지하는 양이 제1 감지부(60)에 의해 감지될 수 있다. 이를 위해, 제1 감지부(60)는 저장 용기(10)에 구비될 수 있으며, 제1 감지부(60)의 감지 값은 제어부(90)로 전송될 수 있다. 제어부(90)는 제1 감지부(60)의 감지 값을 기초로 하여 극저온 물질 공급부(40)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(90)는 제1 감지부(60)의 감지 값이 기 설정된 값을 초과하면, 극저온 물질 공급부(40)의 구동이 중지되도록 극저온 물질 공급부(40)를 제어할 수 있다.Meanwhile, when the vapor phase cryogenic material undergoes a phase change in the storage container 10, the amount occupied by the liquid cryogenic material inside the storage container 10 may be detected by the first detection unit 60. To this end, the first detection unit 60 may be provided in the storage container 10, and the detection value of the first detection unit 60 may be transmitted to the control unit 90. The control unit 90 may control the cryogenic material supply unit 40 based on the detection value of the first detection unit 60. For example, when the detection value of the first detection unit 60 exceeds a preset value, the control unit 90 may control the cryogenic material supply unit 40 so that the operation of the cryogenic material supply unit 40 is stopped.

또한, 저장 용기(10)에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질이 운송되는 과정에서 외부로부터 저장 용기(10)로 침투된 열원의 양이 제2 감지부(70)에 의해 감지될 수 있다. 이를 위해, 제2 감지부(70)는 저장 용기(10)에 구비될 수 있으며, 제2 감지부(70)의 감지 값은 제어부(90)로 전송될 수 있다. 제어부(90)는 제2 감지부(70)의 감지 값을 바탕으로 냉매 공급부(50)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(90)는 제2 감지부(70)의 감지 값을 기초로 하여 상변화 유도부(20)에 공급되어야 할 냉매의 공급량을 산출할 수 있으며, 산출된 값을 기준으로 냉매 공급부(50)를 제어하여 냉매 공급부(50)로부터 상변화 유도부(20)로 공급되는 냉매의 공급량을 결정할 수 있다. 정리하면, 외부로부터 저장 용기(10)에 침투된 열원의 양에 따라 상변화 유도부(20)로 공급되는 냉매의 유량이 제어됨에 따라, 종래에 비해 적은 에너지로도 보일오프 가스의 발생이 억제될 수 있다.Additionally, during the transport of the liquid/solid-based slush cryogenic material stored in the storage container 10, the amount of heat source penetrating into the storage container 10 from the outside may be detected by the second detection unit 70. To this end, the second detection unit 70 may be provided in the storage container 10, and the detection value of the second detection unit 70 may be transmitted to the control unit 90. The control unit 90 may control the refrigerant supply unit 50 based on the detection value of the second detection unit 70. For example, the control unit 90 may calculate the supply amount of refrigerant to be supplied to the phase change inducing unit 20 based on the detection value of the second detection unit 70, and the refrigerant supply unit based on the calculated value. By controlling (50), the supply amount of refrigerant supplied from the refrigerant supply unit 50 to the phase change inducing unit 20 can be determined. In summary, as the flow rate of the refrigerant supplied to the phase change inducing part 20 is controlled according to the amount of heat source penetrating into the storage container 10 from the outside, the generation of boil-off gas can be suppressed even with less energy than before. You can.

상변화 유도부(20)는 냉매를 이용하여 저장 용기(10)로 공급된 기상 극저온 물질이 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질로 상변화되도록 유도할 수 있다.The phase change inducing unit 20 may induce a phase change of the gaseous cryogenic material supplied to the storage container 10 into a liquid/solid-based slush cryogenic material using a refrigerant.

또한, 극저온 물질 저장 및 운송 시스템(1)의 '저장 및 운송 모드'로 구동되는 동안 상변화 유도부(20)는 외부로부터 저장 용기(10)로 침투하는 열을 제거할 수 있다. 외부로부터 저장 용기(10)로 침투된 열이 제거되면, 저장 용기(10)의 내부에서 보일오프 가스의 발생이 저감될 수 있다.In addition, while the cryogenic material storage and transport system 1 is operated in the 'storage and transport mode', the phase change inducing part 20 can remove heat penetrating into the storage container 10 from the outside. When heat penetrating into the storage container 10 from the outside is removed, the generation of boil-off gas inside the storage container 10 can be reduced.

이를 위해, 상변화 유도부(20)는 저장 용기(10)의 내부에 구비될 수 있으며, 제1 상변화 열교환기(21) 및 제2 상변화 열교환기(22)를 포함할 수 있다. 제1 상변화 열교환기(21) 및 제2 상변화 열교환기(22)는 일 예로 나선형 또는 격자형 열교환기로 구비될 수 있다.To this end, the phase change inducing part 20 may be provided inside the storage container 10 and may include a first phase change heat exchanger 21 and a second phase change heat exchanger 22. The first phase change heat exchanger 21 and the second phase change heat exchanger 22 may be, for example, a spiral or grid type heat exchanger.

제1 상변화 열교환기(21)는 저장 용기(10)의 내부 일측에 배치될 수 있으며, 제2 상변화 열교환기(22)는 저장 용기(10)의 내부 타측에 배치될 수 있다. 제1 상변화 열교환기(21)와 제2 상변화 열교환기(22)는 제1 배관(23) 및 제2 배관(24)에 의해 상호 연결될 수 있다.The first phase change heat exchanger 21 may be placed on one side of the storage container 10, and the second phase change heat exchanger 22 may be placed on the other side of the storage container 10. The first phase change heat exchanger 21 and the second phase change heat exchanger 22 may be connected to each other by a first pipe 23 and a second pipe 24.

냉매 공급부(50)로부터 제공되는 냉매는 제1 배관(23)을 따라 유동하여 제1 상변화 열교환기(21)로 공급되고, 제1 상변화 열교환기(21)를 따라 유동하는 냉매는 제2 배관(24)으로 배출될 수 있다. 제2 배관(24)을 통해 배출된 냉매는 제3 배관(25)을 통해 제2 상변화 열교환기(22)로 공급될 수 있다. 제2 상변화 열교환기(22)를 따라 유동하는 냉매는 제4 배관(26)을 통해 배출될 수 있다.The refrigerant provided from the refrigerant supply unit 50 flows along the first pipe 23 and is supplied to the first phase change heat exchanger 21, and the refrigerant flowing along the first phase change heat exchanger 21 is supplied to the second phase change heat exchanger 21. It can be discharged into the pipe (24). The refrigerant discharged through the second pipe 24 may be supplied to the second phase change heat exchanger 22 through the third pipe 25. The refrigerant flowing along the second phase change heat exchanger 22 may be discharged through the fourth pipe 26.

제1 상변화 열교환기(21) 및 제2 상변화 열교환기(22)를 유동하는 냉매에 의해 저장 용기(10)의 내부에 공급된 기상의 극저온 물질이 냉각 응축됨으로써, 액화될 수 있다. 이렇게 제1 상변화 열교환기(21) 및 제2 상변화 열교환기(22)에 냉매가 지속적으로 공급되면, 제1 상변화 열교환기(21) 및 제2 상변화 열교환기(22)가 배치된 저장 용기(10)의 내부 온도가 저장 용기(10)의 내부에 저장된 기상 극저온 물질의 끓는점과 유사한 분위기에 도달하게 된다. 저장 용기(10)의 내부 온도가 저장 용기(10)의 내부에 저장된 기상 극저온 물질의 끓는점과 유사한 분위기에 도달하면, 기상 극저온 물질이 액상 극저온 물질로 상변화될 수 있다.The vapor phase cryogenic material supplied to the inside of the storage container 10 is cooled and condensed by the refrigerant flowing through the first phase change heat exchanger 21 and the second phase change heat exchanger 22, thereby liquefying it. When the refrigerant is continuously supplied to the first phase change heat exchanger 21 and the second phase change heat exchanger 22, the first phase change heat exchanger 21 and the second phase change heat exchanger 22 are disposed. The internal temperature of the storage container 10 reaches an atmosphere similar to the boiling point of the vapor phase cryogenic material stored inside the storage container 10. When the internal temperature of the storage container 10 reaches an atmosphere similar to the boiling point of the vapor phase cryogenic material stored inside the storage container 10, the vapor phase cryogenic material may be phase changed into a liquid cryogenic material.

저장 용기(10)의 내부에서 기상 극저온 물질이 액상 극저온 물질로 상변화되고, 기상 극저온 물질에 대한 액상 극저온 물질의 비율이 소정 비율을 초과하면, 저장 용기(10)에 대한 기상 극저온 물질의 공급이 중단될 수 있다. 저장 용기(10)에 기상 극저온 물질의 공급을 중단한 상태에서 제1 상변화 열교환기(21) 및 제2 상변화 열교환기(22)에 냉매를 지속적으로 공급하면, 저장 용기(10)의 내부의 액상 극저온 물질의 현열이 제거될 수 있다. 이에 따라, 액상 극저온 물질은 고상 극저온 물질로 상변화됨에 따라, 액상과 고상이 혼재하는 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질이 생성될 수 있다. 이 경우, 저장 용기(10)의 내부에는 기상 극저온 물질이 모두 응축되어 존재하지 않기 때문에, 보일오프 가스가 발생하지 않을 수 있다.Inside the storage container 10, the gaseous cryogenic material changes into a liquid cryogenic material, and when the ratio of the liquid cryogenic material to the gaseous cryogenic material exceeds a predetermined ratio, the supply of the gaseous cryogenic material to the storage container 10 is stopped. may be interrupted. If the refrigerant is continuously supplied to the first phase change heat exchanger 21 and the second phase change heat exchanger 22 while the supply of gaseous cryogenic material to the storage container 10 is stopped, the inside of the storage container 10 The sensible heat of the liquid cryogenic material can be removed. Accordingly, as the liquid cryogenic material undergoes a phase change into the solid cryogenic material, a liquid/solid-based slush cryogenic material containing a mixture of liquid and solid phases may be generated. In this case, since all the vapor phase cryogenic substances are not condensed inside the storage container 10, boil-off gas may not be generated.

냉각 모듈(30)은 저장 용기(10)에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질이 수요처까지 운송되는 동안 상변화 유도부(20)에서 배출되는 냉매를 공급받아 냉각시키는 '냉각 모드' 및 운송이 완료되면, 저장 용기(10)에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질을 공급받아 기화시켜서 수요처로 배출하는 '기화 모드'를 가질 수 있다.The cooling module 30 operates in a 'cooling mode' in which the liquid/solid-based slush cryogenic material stored in the storage container 10 is cooled by receiving the refrigerant discharged from the phase change induction unit 20 while it is being transported to the place of demand. , it may have a 'vaporization mode' in which the liquid/solid based slush cryogenic material stored in the storage container 10 is supplied, vaporized, and discharged to the consumer.

극저온 물질 저장 및 운송 시스템(1)이 '저장 및 운송 모드'로 구동될 때, 냉각 모듈(30)은 '냉각 모드'로 구동되고, 극저온 물질 저장 및 운송 시스템(1)이 '배출 모드'로 구동되면, 냉각 모듈(30)은 '기화 모드'로 구동될 수 있다. 이렇게 냉각 모듈(30)이 필요에 따라 '냉각 모드' 또는 '기화 모드'로 운용됨에 따라, 별도의 액화 설비가 구비되지 않더라도 기상 극저온 물질이 액화될 뿐만 아니라, 고밀도화까지 될 수 있고, 별도의 기화 설비 없이도 액화 및 고밀도화된 극저온 물질이 기화되어 기상 극저온 물질이 수요처에 다시 사용될 수 있다.When the cryogenic material storage and transport system (1) is driven in 'storage and transport mode', the cooling module 30 is driven in 'cooling mode', and the cryogenic material storage and transport system (1) is driven in 'discharge mode'. When driven, the cooling module 30 may be driven in 'vaporization mode'. As the cooling module 30 is operated in 'cooling mode' or 'vaporization mode' as needed, not only can gaseous cryogenic materials be liquefied, but they can also be made dense, even if a separate liquefaction facility is not provided, and separate vaporization The liquefied and densified cryogenic material can be vaporized without equipment, allowing the gaseous cryogenic material to be reused where it is needed.

이를 위해, 냉각 모듈(30)은 상변화 유도부(20)와 연결될 수 있으며, 별도의 하우징(301)의 내부에 배치될 수 있다. 냉각 모듈(30)의 유지보수를 위해 하우징(301)에는 유지보수용 맨홀(302)이 마련될 수 있다.To this end, the cooling module 30 may be connected to the phase change inducing part 20 and may be placed inside a separate housing 301. For maintenance of the cooling module 30, a maintenance manhole 302 may be provided in the housing 301.

냉각 모듈(30)은 냉매 압축기(31), 냉매 냉각기(32), 냉매 열교환기(33), 냉매 팽창기(34) 및 히터(35)를 포함할 수 있다.The cooling module 30 may include a refrigerant compressor 31, a refrigerant cooler 32, a refrigerant heat exchanger 33, a refrigerant expander 34, and a heater 35.

냉매 압축기(31)는 냉매를 압축할 수 있다. 냉매 압축기(31)는 제1 냉매 유로(L1)를 통해 냉매 냉각기(32)와 연결될 수 있다. 냉매 압축기(31)와 냉매 냉각기(32)를 연결하는 제1 냉매 유로(L1)에는 제1 밸브(V1)가 구비될 수 있다. 제1 밸브(V1)는 냉매 냉각기(32)의 전단에 배치될 수 있다. 예를 들어, '냉각 모드'시 제1 밸브(V1)는 개방되고, '기화 모드'시 제1 밸브(V1)는 폐쇄될 수 있다.The refrigerant compressor 31 can compress the refrigerant. The refrigerant compressor 31 may be connected to the refrigerant cooler 32 through the first refrigerant flow path L1. A first valve V1 may be provided in the first refrigerant passage L1 connecting the refrigerant compressor 31 and the refrigerant cooler 32. The first valve V1 may be disposed at the front of the refrigerant cooler 32. For example, in 'cooling mode', the first valve (V1) may be open, and in 'vaporization mode', the first valve (V1) may be closed.

'냉각 모드'시 냉매 압축기(31)에서 압축된 냉매는 제1 냉매 유로(L1)를 통해 냉매 냉각기(32)로 공급될 수 있고, '기화 모드'시 냉매 압축기(31)에서 압축된 냉매는 제2 냉매 유로(L2)를 통해 냉매 팽창기(34)로 공급될 수 있다. '냉각 모드'시 냉매 압축기(31)의 압축열은 냉매 냉각기(32)에서 제거될 수 있으며, '기화 모드'시 냉매 압축기(31)의 압축열은 냉매를 승온시켜서 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질을 기화시키는데 활용될 수 있다.In 'cooling mode', the refrigerant compressed in the refrigerant compressor 31 can be supplied to the refrigerant cooler 32 through the first refrigerant passage L1, and in the 'vaporization mode', the refrigerant compressed in the refrigerant compressor 31 can be supplied to the refrigerant cooler 32. It may be supplied to the refrigerant expander 34 through the second refrigerant flow path (L2). In 'cooling mode', the compression heat of the refrigerant compressor (31) can be removed from the refrigerant cooler (32), and in 'vaporization mode', the compression heat of the refrigerant compressor (31) raises the temperature of the refrigerant to form a liquid/solid-based slush cryogenic material. It can be used to vaporize.

냉매 냉각기(32)는 냉매 압축기(31)의 후단에 구비될 수 있으며, 냉매 압축기(31)에서 압축된 냉매를 냉각시킬 수 있다.The refrigerant cooler 32 may be provided at the rear of the refrigerant compressor 31 and can cool the refrigerant compressed in the refrigerant compressor 31.

냉매 열교환기(33)는 '냉각 모드'시 냉매 냉각기(32)로부터 배출되는 냉매와 상변화 유도부(20)로부터 배출되는 냉매를 열교환시킬 수 있다. 이를 위해, 냉매 열교환기(33)는 냉매 냉각기(32)와 상변화 유도부(20) 사이에 구비될 수 있으며, 고온부(331) 및 저온부(332)를 포함할 수 있다.The refrigerant heat exchanger 33 can heat exchange the refrigerant discharged from the refrigerant cooler 32 and the refrigerant discharged from the phase change inducing unit 20 in 'cooling mode'. To this end, the refrigerant heat exchanger 33 may be provided between the refrigerant cooler 32 and the phase change inducing part 20, and may include a high temperature part 331 and a low temperature part 332.

'냉각 모드'시 냉매 열교환기(33)의 고온부(331)에는 냉각 냉각기(32)로부터 배출되는 냉매가 공급될 수 있으며, 냉매 열교환기(33)의 저온부(332)에는 상변화 유도부(20)로부터 배출되는 냉매가 공급될 수 있다. 상변화 유도부(20)로부터 배출되어 냉매 열교환기(33)의 저온부(332)로 공급되는 냉매는 극저온 물질의 반응열을 흡수하여 배출되는 냉매로서, 냉매 열교환기(33)의 고온부(331)로 공급된 냉매의 열을 흡수한 후, 다시 냉매 압축기(31)를 통해 재순환할 수 있다. 이에 대해서는 후술하겠다.In 'cooling mode', the refrigerant discharged from the cooling cooler 32 may be supplied to the high temperature part 331 of the refrigerant heat exchanger 33, and the low temperature part 332 of the refrigerant heat exchanger 33 may be supplied to the phase change inducing part 20. The refrigerant discharged from can be supplied. The refrigerant discharged from the phase change inducing part 20 and supplied to the low temperature part 332 of the refrigerant heat exchanger 33 is a refrigerant that absorbs the reaction heat of the cryogenic material and is discharged, and is supplied to the high temperature part 331 of the refrigerant heat exchanger 33. After absorbing the heat of the refrigerant, it can be recirculated again through the refrigerant compressor (31). This will be explained later.

냉매 열교환기(33)는 제2 냉매 유로(L2)를 통해 냉매 팽창기(34)와 연결될 수 있다. 냉매 열교환기(33)와 냉매 팽창기(34)를 연결하는 제2 냉매 유로(L2)에는 제2 밸브(V2)가 구비될 수 있다. 제2 밸브(V2)는 냉매 팽창기(34)의 전단에 배치될 수 있다. 예를 들어, '냉각 모드'시 제2 밸브(V2)는 개방되고, '기화 모드'시 제2 밸브(V2)는 폐쇄될 수 있다.The refrigerant heat exchanger 33 may be connected to the refrigerant expander 34 through the second refrigerant flow path L2. A second valve V2 may be provided in the second refrigerant flow path L2 connecting the refrigerant heat exchanger 33 and the refrigerant expander 34. The second valve V2 may be disposed at the front of the refrigerant expander 34. For example, in 'cooling mode', the second valve (V2) may be open, and in 'vaporization mode', the second valve (V2) may be closed.

냉매 팽창기(34)는 냉매 열교환기(33)와 상변화 유도부(20) 사이에 구비되어 '냉각 모드'시 냉매 열교환기(33)로부터 배출되는 냉매를 팽창시키고, '기화 모드'시 냉매 압축기(31)로부터 배출되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.The refrigerant expander 34 is provided between the refrigerant heat exchanger 33 and the phase change inducing part 20 to expand the refrigerant discharged from the refrigerant heat exchanger 33 in 'cooling mode', and in 'vaporization mode' the refrigerant compressor ( The refrigerant discharged from 31) can be expanded.

'냉각 모드'시 냉매 팽창기(34)의 동작에 대하여 설명하면, 냉매 팽창기(34)는 제2 냉매 유로(L2)를 통해 냉매 열교환기(33)로부터 배출되는 냉매를 공급받아 팽창시킬 수 있다. 냉매 팽창기(34)에서 팽창된 냉매는 제3 냉매 유로(L3)를 통해 상변화 유도부(20)로 공급될 수 있으며, 냉매 팽창기(34)로부터 상변화 유도부(20)로 공급된 냉매의 냉열은 저장 용기(10)에서 기상 극저온 물질 및 액상 극저온 물질 중 적어도 하나에 전달될 수 있다.When explaining the operation of the refrigerant expander 34 in 'cooling mode', the refrigerant expander 34 can receive refrigerant discharged from the refrigerant heat exchanger 33 through the second refrigerant passage L2 and expand it. The refrigerant expanded in the refrigerant expander 34 can be supplied to the phase change inducing part 20 through the third refrigerant passage L3, and the cold heat of the refrigerant supplied from the refrigerant expander 34 to the phase change inducing part 20 is It may be delivered to at least one of a vapor phase cryogenic material and a liquid cryogenic material in the storage container 10.

다음으로, '기화 모드'시 냉매 팽창기(34)의 동작에 대하여 설명하면, 냉매 팽창기(34)는 제1 냉매 유로(L1)와 제2 냉매 유로(L2)에 연결되는 제6 냉매 유로(L6)를 통해 냉매 압축기(31)에서 압축된 냉매를 공급받아 팽창시킬 수 있다.Next, when describing the operation of the refrigerant expander 34 in 'vaporization mode', the refrigerant expander 34 is a sixth refrigerant flow path (L6) connected to the first refrigerant flow path (L1) and the second refrigerant flow path (L2). ), the refrigerant compressed from the refrigerant compressor 31 can be supplied and expanded.

'냉각 모드'시 냉매 팽창기(34)에서 팽창된 냉매는 제3 냉매 유로(L3)를 통해 상변화 유도부(20)로 공급되고, 상변화 유도부(20)로 공급된 냉매는 제4 냉매 유로(L4)를 통해 다시 냉매 열교환기(33)의 저온부(332)로 공급될 수 있다. 제4 냉매 유로(L4)에는 제4 밸브(V4)가 구비될 수 있다. 제4 밸브(V4)는 냉매 열교환기(33)의 전단에 배치될 수 있다. 예를 들어, '냉각 모드'시 제4 밸브(V4)는 개방되고, '기화 모드'시 제4 밸브(V4)는 폐쇄될 수 있다.In 'cooling mode', the refrigerant expanded in the refrigerant expander 34 is supplied to the phase change inducing part 20 through the third refrigerant flow path (L3), and the refrigerant supplied to the phase change inducing part 20 is supplied to the fourth refrigerant flow path ( The refrigerant can be supplied back to the low temperature section 332 of the heat exchanger 33 through L4). A fourth valve V4 may be provided in the fourth refrigerant passage L4. The fourth valve (V4) may be disposed at the front of the refrigerant heat exchanger (33). For example, in 'cooling mode', the fourth valve (V4) may be open, and in 'vaporization mode', the fourth valve (V4) may be closed.

'기화 모드'시 냉매 팽창기(34)에서 팽창된 냉매는 제3 냉매 유로(L3)를 통해 상변화 유도부(20)로 공급되고, 상변화 유도부(20)로 공급된 냉매는 제7 냉매 유로(L7)를 통해 히터(35)로 공급될 수 있다. 이에 대해서는 후술하겠다.In 'vaporization mode', the refrigerant expanded in the refrigerant expander 34 is supplied to the phase change inducing part 20 through the third refrigerant flow path (L3), and the refrigerant supplied to the phase change inducing part 20 is the seventh refrigerant flow path ( It can be supplied to the heater 35 through L7). This will be explained later.

냉매 열교환기(33)의 저온부(332)와 냉매 압축기(31) 사이에는 제5 냉매 유로(L5)가 연결될 수 있으며, 제5 냉매 유로(L5)에는 제5 밸브(V5)가 구비될 수 있다. 제5 밸브(V5)는 냉매 압축기(31)의 전단에 배치될 수 있다. 예를 들어, '냉각 모드'시 제5 밸브(V5)는 개방되고, '기화 모드'시 제5 밸브(V5)는 폐쇄될 수 있다.A fifth refrigerant flow path (L5) may be connected between the low temperature portion 332 of the refrigerant heat exchanger 33 and the refrigerant compressor 31, and a fifth valve (V5) may be provided in the fifth refrigerant flow path (L5). . The fifth valve V5 may be disposed at the front of the refrigerant compressor 31. For example, in 'cooling mode', the fifth valve (V5) may be open, and in 'vaporization mode', the fifth valve (V5) may be closed.

한편, 제6 냉매 유로(L6)의 일 단부는 제1 냉매 유로(L1)에 연결될 수 있으며, 제6 냉매 유로(L6)의 타 단부는 제2 냉매 유로(L2)에 연결될 수 있다. 제6 냉매 유로(L6)의 일 단부 측에는 제6 밸브(V6)가 구비될 수 있으며, 제6 냉매 유로(L6)의 타 단부 측에는 제7 밸브(V7)가 구비될 수 있다. 예를 들어, '냉각 모드'시 제6 밸브(V6) 및 제7 밸브(V7)는 폐쇄되고, '기화 모드'시 제6 밸브(V6) 및 제7 밸브(V7)는 개방될 수 있다.Meanwhile, one end of the sixth refrigerant passage L6 may be connected to the first refrigerant passage L1, and the other end of the sixth refrigerant passage L6 may be connected to the second refrigerant passage L2. A sixth valve V6 may be provided at one end of the sixth refrigerant passage L6, and a seventh valve V7 may be provided at the other end of the sixth refrigerant passage L6. For example, in the 'cooling mode', the sixth valve (V6) and the seventh valve (V7) may be closed, and in the 'vaporization mode', the sixth valve (V6) and the seventh valve (V7) may be open.

히터(35)는 냉매 압축기(31) 및 상변화 유도부(20) 사이에 구비될 수 있으며, 대기열을 흡수할 수 있다. '기화 모드'시 히터(35)에는 상변화 유도부(20)로부터 배출되는 냉매가 공급될 수 있다. 이렇게 히터(35)로 공급된 냉매는 히터(35)가 흡수한 대기열에 의해 승온될 수 있다. 히터(35)의 대기열에 의해 승온된 냉매는 '기화 모드'시 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질을 기화시키는데 활용될 수 있다.The heater 35 may be provided between the refrigerant compressor 31 and the phase change inducing part 20, and may absorb atmospheric heat. In 'vaporization mode', the refrigerant discharged from the phase change inducing part 20 may be supplied to the heater 35. The refrigerant supplied to the heater 35 in this way can be heated by the atmospheric heat absorbed by the heater 35. The refrigerant heated by the queue of the heater 35 can be used to vaporize liquid/solid based slush cryogenic material in 'vaporization mode'.

히터(35)는 제7 냉매 유로(L7)에 구비될 수 있다. 제7 냉매 유로(L7)는 제4 냉매 유로(L4)와 제5 냉매 유로(L5)를 연결하는 유로로서, 제7 냉매 유로(L7)의 일 단부는 제4 냉매 유로(L4)에 연결될 수 있으며, 제7 냉매 유로(L7)의 타 단부는 제5 냉매 유로(L5)에 연결될 수 있다. 제7 냉매 유로(L7)에는 제8 밸브(V8)가 구비될 수 있다. 제8 밸브(V8)는 히터(35)의 전단에 배치될 수 있다. 예를 들어, '냉각 모드'시 제8 밸브(V8)는 폐쇄되고, '기화 모드'시 제8 밸브(V8)는 개방될 수 있다.The heater 35 may be provided in the seventh refrigerant passage L7. The seventh refrigerant passage L7 is a passage connecting the fourth refrigerant passage L4 and the fifth refrigerant passage L5, and one end of the seventh refrigerant passage L7 may be connected to the fourth refrigerant passage L4. And, the other end of the seventh refrigerant flow path (L7) may be connected to the fifth refrigerant flow path (L5). An eighth valve V8 may be provided in the seventh refrigerant passage L7. The eighth valve V8 may be disposed at the front of the heater 35. For example, in 'cooling mode', the eighth valve (V8) may be closed, and in 'vaporization mode', the eighth valve (V8) may be opened.

이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 상술한 바와 같은 구성을 갖는 극저온 물질 저장 및 운송 시스템(1)의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the cryogenic material storage and transport system 1 having the configuration described above with reference to FIGS. 4 and 5 will be described.

도 4는 도 1의 극저온 물질 저장 및 운송 시스템이 저장 및 운송 모드로 운용될 때, 냉각 모듈의 냉각 모드를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 1의 극저온 물질 저장 및 운송 시스템이 배출 모드로 운용될 때, 냉각 모듈의 기화 모드를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for explaining the cooling mode of the cooling module when the cryogenic material storage and transportation system of FIG. 1 is operated in storage and transportation mode, and FIG. 5 is a diagram illustrating the cooling mode of the cooling module when the cryogenic material storage and transportation system of FIG. 1 is operated in discharge mode. This diagram is intended to explain the vaporization mode of the cooling module when in operation.

도 4를 참조하면, 극저온 물질 저장 및 운송 시스템(1)의 '저장 및 운송 모드'시 냉각 모듈(30)은 '냉각 모드'로 운용된다.Referring to FIG. 4, in the 'storage and transport mode' of the cryogenic material storage and transport system 1, the cooling module 30 is operated in 'cooling mode'.

먼저, 극저온 물질 공급부(40)를 통해 저장 용기(10)의 내부에 기상 극저온 물질이 공급된다. 저장 용기(10)의 내부에 기상 극저온 물질이 공급되면, 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)를 개방하고, 제6 밸브(V6) 및 제7 밸브(V7)를 폐쇄한다.First, gaseous cryogenic material is supplied into the storage container 10 through the cryogenic material supply unit 40. When the vapor phase cryogenic material is supplied into the storage container 10, the first valve (V1) and the second valve (V2) are opened, and the sixth valve (V6) and the seventh valve (V7) are closed.

제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)를 개방하고, 제6 밸브(V6) 및 제7 밸브(V7)를 폐쇄하면, 전력 공급부(80, 도 1 참조)를 통해 냉각 모듈(30)의 냉매 압축기(31)에 전력이 공급되고, 냉매 압축기(31)가 구동되어 냉매가 순환한다.When the first valve (V1) and the second valve (V2) are opened and the sixth valve (V6) and the seventh valve (V7) are closed, the cooling module 30 is supplied through the power supply unit 80 (see FIG. 1). Power is supplied to the refrigerant compressor 31, and the refrigerant compressor 31 is driven to circulate the refrigerant.

냉매 압축기(31)에서 압축된 냉매는 제1 냉매 유로(L1)를 통해 냉매 냉각기(32)로 공급되고, 냉매 압축기(31)에서 압축된 냉매의 압축열은 냉매 냉각기(32)에서 제거된다. 냉매 냉각기(32)를 통해 압축열이 제거된 냉매는 냉매 열교환기(33)의 고온부(331)로 공급된다.The refrigerant compressed in the refrigerant compressor 31 is supplied to the refrigerant cooler 32 through the first refrigerant flow path L1, and the compression heat of the refrigerant compressed in the refrigerant compressor 31 is removed in the refrigerant cooler 32. The refrigerant from which the compression heat has been removed through the refrigerant cooler 32 is supplied to the high temperature section 331 of the refrigerant heat exchanger 33.

냉매 열교환기(33)의 고온부(331)로 공급된 냉매는 상변화 유도부(20)로부터 배출되어 냉매 열교환기(33)의 저온부(332)로 공급된 냉매와 열교환된 후, 제2 냉매 유로(L2)를 통해 냉매 팽창기(34)로 공급된다.The refrigerant supplied to the high temperature part 331 of the refrigerant heat exchanger 33 is discharged from the phase change inducing part 20 and exchanges heat with the refrigerant supplied to the low temperature part 332 of the refrigerant heat exchanger 33, and then the second refrigerant flow path ( It is supplied to the refrigerant expander (34) through L2).

냉매 열교환기(33)에서 배출된 냉매는 냉매 팽창기(34)에서 팽창된다. 냉매 팽창기(34)에서 냉매가 팽창하면서 냉매의 온도는 더욱 낮아지고, 이렇게 온도가 더욱 낮아진 냉매는 제3 냉매 유로(L3)를 통해 상변화 유도부(20)로 공급된다.The refrigerant discharged from the refrigerant heat exchanger (33) is expanded in the refrigerant expander (34). As the refrigerant expands in the refrigerant expander 34, the temperature of the refrigerant further decreases, and the refrigerant whose temperature is further lowered is supplied to the phase change induction unit 20 through the third refrigerant passage L3.

다음으로, 제4 밸브(V4) 및 제5 밸브(V5)를 개방하고, 제8 밸브(V8)를 폐쇄한다. 제4 밸브(V4) 및 제5 밸브(V5)를 개방하고, 제8 밸브(V8)를 폐쇄하면, 상변화 유도부(20)로 공급된 냉매는 기상 극저온 물질의 반응열을 흡수한 후 제4 냉매 유로(L4)를 통해 냉매 열교환기(33)의 저온부(332)로 공급된다. 냉매 열교환기(33)의 저온부(332)로 공급된 냉매는 냉매 열교환기(33)의 고온부(331) 측 열을 흡수한 후, 제5 냉매 유로(L5)를 통해 다시 냉매 압축기(31)로 공급되어 재순환한다.Next, the fourth valve (V4) and the fifth valve (V5) are opened, and the eighth valve (V8) is closed. When the fourth valve (V4) and the fifth valve (V5) are opened and the eighth valve (V8) is closed, the refrigerant supplied to the phase change inducing part 20 absorbs the reaction heat of the gaseous cryogenic material and then is converted to the fourth refrigerant. It is supplied to the low temperature section 332 of the refrigerant heat exchanger 33 through the flow path L4. The refrigerant supplied to the low-temperature part 332 of the refrigerant heat exchanger 33 absorbs heat from the high-temperature part 331 of the refrigerant heat exchanger 33, and then flows back to the refrigerant compressor 31 through the fifth refrigerant passage L5. supplied and recirculated.

도 5를 참조하면, 극저온 물질 저장 및 운송 시스템(1)의 '배출 모드'시 냉각 모듈(30)은 '기화 모드'로 운용된다.Referring to FIG. 5, when the cryogenic material storage and transport system 1 is in 'discharge mode', the cooling module 30 is operated in 'vaporization mode'.

먼저, 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)를 폐쇄하고, 제6 밸브(V6) 및 제7 밸브(V7)를 개방한다. 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)를 폐쇄하고, 제6 밸브(V6) 및 제7 밸브(V7)를 개방하면, 냉매 압축기(31)에서 압축된 냉매가 제6 냉매 유로(L6)를 따라 냉매 팽창기(34)로 공급된다.First, the first valve (V1) and the second valve (V2) are closed, and the sixth valve (V6) and the seventh valve (V7) are opened. When the first valve (V1) and the second valve (V2) are closed and the sixth valve (V6) and the seventh valve (V7) are opened, the refrigerant compressed in the refrigerant compressor (31) flows into the sixth refrigerant passage (L6). ) is supplied to the refrigerant expander (34).

냉매 팽창기(34)로 공급된 냉매는 팽창된 후, 제3 냉매 유로(L3)를 따라 상변화 유도부(20)로 공급된다.The refrigerant supplied to the refrigerant expander 34 is expanded and then supplied to the phase change inducing part 20 along the third refrigerant passage L3.

다음으로, 제4 밸브(V4) 및 제5 밸브(V5)를 폐쇄하고, 제8 밸브(V8)를 개방한다. 제4 밸브(V4) 및 제5 밸브(V5)를 폐쇄하고, 제8 밸브(V8)를 개방하면, 상변화 유도부(20)로부터 배출되는 냉매가 제7 냉매 유로(L7)를 따라 히터(35)로 공급된다. 히터(35)의 대기열을 흡수한 냉매는 제5 냉매 유로(L5)를 따라 냉매 압축기(31)로 공급되어 재순환한다.Next, the fourth valve (V4) and the fifth valve (V5) are closed, and the eighth valve (V8) is opened. When the fourth valve (V4) and the fifth valve (V5) are closed and the eighth valve (V8) is opened, the refrigerant discharged from the phase change inducing part 20 flows through the heater 35 along the seventh refrigerant passage L7. ) is supplied. The refrigerant that has absorbed the atmospheric heat of the heater 35 is supplied to the refrigerant compressor 31 along the fifth refrigerant flow path L5 and is recirculated.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 극저온 물질 저장 및 운송 시스템(1)은 기상의 극저온 물질을 저장 용기(10)의 내부에서 액화 및 고밀도화시켜서 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질로 저장하고, 저장 용기(10)의 내부에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질을 별도의 운송용 탱크에 다시 공급한 후 운송하는 것이 아니라, 저장 용기(10) 자체를 수요처까지 운송할 수 있다. 이로써, 별도의 액화 설비 및 운송용 탱크를 구비하지 않더라도 기상의 극저온 물질을 대량 저장 및 운송할 수 있으므로, 기상의 물질이 지속적으로 배출되거나 간헐적으로 배출되는 곳에서 경제성을 확보할 수 있다는 효과가 있다.The cryogenic material storage and transport system 1 having the above-described configuration liquefies and densifies the gaseous cryogenic material inside the storage container 10 to store it as a liquid/solid-based slush cryogenic material, and stores the cryogenic material in the storage container 10. Rather than supplying the liquid/solid-based slush cryogenic material stored inside to a separate transport tank and then transporting it, the storage container 10 itself can be transported to the place of demand. As a result, it is possible to store and transport large quantities of cryogenic gaseous substances even without separate liquefaction facilities and transport tanks, which has the effect of securing economic feasibility in places where gaseous substances are continuously or intermittently discharged.

또한, 저장 용기(10)의 내부에서 기상 극저온 물질이 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질로 상변화될 때 저장 용기(10)의 내부에 기상 극저온 물질이 모두 응축되기 때문에, 저장 용기(10)를 운송하는 과정에서 저장 용기(10)의 내부에서 보일오프 가스의 발생을 저감할 수 있으므로, 향상된 안정성을 갖는다는 효과가 있다.In addition, since all of the vapor phase cryogenic material is condensed inside the storage container 10 when the vapor phase cryogenic material changes into a liquid/solid-based slush cryogenic material inside the storage container 10, the storage container 10 must be transported. In the process, the generation of boil-off gas inside the storage container 10 can be reduced, thereby providing improved stability.

뿐만 아니라, 별도의 기화 설비 없이 저장 용기(10)의 내부에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 극저온 물질을 기화시켜서 수요처로 배출할 수 있다는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the liquid/solid-based slush cryogenic material stored inside the storage container 10 can be vaporized and discharged to the consumer without a separate vaporization facility.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.Although embodiments of the present invention have been described above as specific embodiments, this is merely an example, and the present invention is not limited thereto, and should be construed as having the widest scope following the basic ideas disclosed in this specification. A person skilled in the art may implement a pattern of a shape not specified by combining/substituting the disclosed embodiments, but this also does not depart from the scope of the present invention. In addition, a person skilled in the art can easily change or modify the embodiments disclosed based on the present specification, and it is clear that such changes or modifications also fall within the scope of the present invention.

1: 극저온 물질 저장 및 운송 시스템 10: 저장 용기
11: 저장 용기의 내부 공간 12: 고정 프레임
20: 상변화 유도부 21: 제1 상변화 열교환기
22: 제2 상변화 열교환기 23: 제1 배관
24: 제2 배관 25: 제3 배관
26: 제4 배관 30: 냉각 모듈
31: 냉매 압축기 32: 냉매 냉각기
33: 냉매 열교환기 34: 냉매 팽창기
35: 히터 40: 극저온 물질 공급부
50: 냉매 공급부 60: 제1 감지부
70: 제2 감지부 80: 전력 공급부
90: 제어부 301: 하우징
302: 유지보수용 맨홀 331: 고온부
332: 저온부1: Cryogenic material storage and transportation system 10: Storage container
11: Internal space of storage container 12: Fixed frame
20: Phase change induction unit 21: First phase change heat exchanger
22: second phase change heat exchanger 23: first pipe
24: 2nd pipe 25: 3rd pipe
26: fourth pipe 30: cooling module
31: refrigerant compressor 32: refrigerant cooler
33: refrigerant heat exchanger 34: refrigerant expander
35: Heater 40: Cryogenic material supply unit
50: refrigerant supply unit 60: first detection unit
70: second detection unit 80: power supply unit
90: control unit 301: housing
302: maintenance manhole 331: high temperature section
332: low temperature section

Claims (9)

기체 상태의 극저온 물질을 공급받아 액체/고체 기반 슬러시 상태로 저장하고, 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질을 수요처까지 운송할 수 있는 저장 용기;
상기 저장 용기의 내부에 구비되고, 냉매를 이용하여 상기 저장 용기로 공급된 기체 상태의 상기 극저온 물질이 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질로 상변화되도록 유도하는 상변화 유도부; 및
상기 상변화 유도부와 연결되는 냉각 모듈을 포함하고,
상기 냉각 모듈은,
상기 저장 용기에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질이 상기 수요처까지 운송되는 동안 상기 상변화 유도부에서 배출되는 상기 냉매를 공급받아 냉각시키는 냉각 모드 및 운송이 완료되면, 상기 저장 용기에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질을 공급받아 기화시켜서 상기 수요처로 배출하는 기화 모드를 갖고,
상기 냉각 모듈은,
상기 냉매를 압축하는 냉매 압축기;
상기 냉매 압축기의 후단에 구비되고, 상기 냉매 압축기에서 압축된 상기 냉매를 냉각하는 냉매 냉각기;
상기 냉매 냉각기 및 상기 상변화 유도부 사이에 구비되고, 상기 냉각 모드시 상기 냉매 냉각기로부터 배출되는 상기 냉매와 상기 상변화 유도부로부터 배출되는 상기 냉매를 열교환시키는 냉매 열교환기; 및
상기 냉매 열교환기 및 상기 상변화 유도부 사이에 구비되는 냉매 팽창기를 포함하고,
상기 냉매 팽창기는,
상기 냉각 모드시 상기 냉매 열교환기로부터 배출되는 상기 냉매를 팽창시키고, 상기 기화 모드시 상기 냉매 압축기로부터 배출되는 상기 냉매를 팽창시키고,
상기 냉매 팽창기에서 팽창된 상기 냉매는 상기 상변화 유도부로 공급되고,
상기 냉매 팽창기로부터 상기 상변화 유도부로 공급된 상기 냉매의 냉열은 상기 저장 용기에서 상기 기상 극저온 물질 및 상기 액상 극저온 물질 중 적어도 하나에 전달되고,
상기 냉각 모듈은,
상기 냉매 압축기 및 상기 상변화 유도부 사이에 구비되고, 대기열을 흡수할 수 있는 히터를 더 포함하고,
상기 상변화 유도부로부터 배출되는 상기 냉매는 상기 냉각 모드시 상기 냉매 열교환기로 공급되고, 상기 기화 모드시 상기 히터로 공급되는,
극저온 물질 저장 및 운송 시스템.A storage container capable of receiving cryogenic materials in a gaseous state, storing them in a liquid/solid-based slush state, and transporting the cryogenic materials in a liquid/solid-based slush state to a place of demand;
a phase change inducing unit provided inside the storage container and inducing a phase change of the cryogenic material in a gaseous state supplied to the storage container using a refrigerant into the cryogenic material in a liquid/solid-based slush state; and
It includes a cooling module connected to the phase change inducing part,
The cooling module is,
A cooling mode in which the cryogenic material in the liquid/solid-based slush state stored in the storage container is cooled by receiving the refrigerant discharged from the phase change induction unit while being transported to the destination, and when transportation is completed, the liquid stored in the storage container /Has a vaporization mode that receives the cryogenic material in a solid-based slush state, vaporizes it, and discharges it to the consumer,
The cooling module is,
a refrigerant compressor that compresses the refrigerant;
a refrigerant cooler provided at a rear end of the refrigerant compressor and cooling the refrigerant compressed in the refrigerant compressor;
a refrigerant heat exchanger provided between the refrigerant cooler and the phase change inducing part, and heat-exchanging the refrigerant discharged from the refrigerant cooler and the refrigerant discharged from the phase change inducing part in the cooling mode; and
It includes a refrigerant expander provided between the refrigerant heat exchanger and the phase change inducing part,
The refrigerant expander,
In the cooling mode, the refrigerant discharged from the refrigerant heat exchanger is expanded, and in the vaporization mode, the refrigerant discharged from the refrigerant compressor is expanded,
The refrigerant expanded in the refrigerant expander is supplied to the phase change inducing part,
The cold heat of the refrigerant supplied from the refrigerant expander to the phase change inducing part is transferred to at least one of the gaseous cryogenic material and the liquid cryogenic material in the storage container,
The cooling module is,
It is provided between the refrigerant compressor and the phase change inducing part, and further includes a heater capable of absorbing atmospheric heat,
The refrigerant discharged from the phase change inducing part is supplied to the refrigerant heat exchanger in the cooling mode and to the heater in the vaporization mode,
Cryogenic material storage and transportation system. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 냉각 모듈은,
상기 냉매 압축기 및 상기 상변화 유도부 사이에 구비되고, 대기열을 흡수할 수 있는 히터를 더 포함하고,
상기 상변화 유도부로부터 배출되는 상기 냉매는 상기 기화 모드시 상기 냉매 압축기의 압축열 및 상기 히터를 통해 흡수된 대기열 중 적어도 하나에 의해 승온되는,
극저온 물질 저장 및 운송 시스템.According to claim 1,
The cooling module is,
It is provided between the refrigerant compressor and the phase change inducing part, and further includes a heater capable of absorbing atmospheric heat,
The refrigerant discharged from the phase change inducing unit is heated by at least one of compression heat of the refrigerant compressor and atmospheric heat absorbed through the heater in the vaporization mode,
Cryogenic material storage and transportation system. 제1 항에 있어서,
상기 상변화 유도부는,
상기 저장 용기의 내부 일측에 구비되는 제1 상변화용 열교환기; 및
상기 저장 용기의 내부 타측에 구비되고, 상기 제1 상변화용 열교환기와 연결되는 제2 상변화용 열교환기를 포함하고,
상기 제1 상변화용 열교환기 및 상기 제2 상변화용 열교환기 중 적어도 하나는 외부로부터 상기 저장 용기로 침투된 열을 제거하는,
극저온 물질 저장 및 운송 시스템.According to claim 1,
The phase change inducing part,
A first phase change heat exchanger provided on one side of the storage container; and
A second heat exchanger for phase change is provided on the other side of the storage container and connected to the first heat exchanger for phase change,
At least one of the first heat exchanger for phase change and the second heat exchanger for phase change removes heat penetrating into the storage container from the outside,
Cryogenic material storage and transportation system. 기체 상태의 극저온 물질을 공급받아 액체/고체 기반 슬러시 상태로 저장하고, 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질을 수요처까지 운송할 수 있는 저장 용기;
상기 저장 용기의 내부에 구비되고, 냉매를 이용하여 상기 저장 용기로 공급된 기체 상태의 상기 극저온 물질이 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질로 상변화되도록 유도하는 상변화 유도부; 및
상기 상변화 유도부와 연결되는 냉각 모듈을 포함하고,
상기 냉각 모듈은,
상기 저장 용기에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질이 상기 수요처까지 운송되는 동안 상기 상변화 유도부에서 배출되는 상기 냉매를 공급받아 냉각시키는 냉각 모드 및 운송이 완료되면, 상기 저장 용기에 저장된 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 극저온 물질을 공급받아 기화시켜서 상기 수요처로 배출하는 기화 모드를 갖고,
상기 저장 용기에 상기 기상 극저온 물질을 공급하는 극저온 물질 공급부;
상기 상변화 유도부로 상기 냉매를 공급하는 냉매 공급부; 및
상기 저장 용기, 상기 상변화 유도부, 상기 냉각 모듈, 상기 극저온 물질 공급부 및 상기 냉매 공급부 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 저장 용기에 구비되고, 외부로부터 상기 저장 용기로 침투된 열원의 양을 감지하는 제2 감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제2 감지부의 감지 값을 기초로 하여 상기 냉매 공급부로부터 상기 상변화 유도부로 공급되는 상기 냉매의 공급량을 결정하는,
극저온 물질 저장 및 운송 시스템.A storage container capable of receiving cryogenic materials in a gaseous state, storing them in a liquid/solid-based slush state, and transporting the cryogenic materials in a liquid/solid-based slush state to a place of demand;
a phase change inducing unit provided inside the storage container and inducing a phase change of the cryogenic material in a gaseous state supplied to the storage container using a refrigerant into the cryogenic material in a liquid/solid-based slush state; and
It includes a cooling module connected to the phase change inducing part,
The cooling module is,
A cooling mode in which the cryogenic material in the liquid/solid-based slush state stored in the storage container is cooled by receiving the refrigerant discharged from the phase change induction unit while being transported to the destination, and when transportation is completed, the liquid stored in the storage container /Has a vaporization mode that receives the cryogenic material in a solid-based slush state, vaporizes it, and discharges it to the consumer,
a cryogenic material supply unit that supplies the vapor phase cryogenic material to the storage container;
a refrigerant supply unit supplying the refrigerant to the phase change inducing unit; and
Further comprising a control unit that controls at least one of the storage container, the phase change inducing unit, the cooling module, the cryogenic material supply unit, and the refrigerant supply unit,
It is provided in the storage container and further includes a second detection unit that detects the amount of heat source penetrating into the storage container from the outside,
The control unit,
Determining the supply amount of the refrigerant supplied from the refrigerant supply unit to the phase change inducing unit based on the detection value of the second detection unit,
Cryogenic material storage and transportation system. 제7 항에 있어서,
상기 저장 용기에 구비되고, 상기 저장 용기의 내부에서 상기 액상 극저온 물질이 차지하는 양을 감지하는 제1 감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 감지부의 감지 값을 기초로 하여 상기 극저온 물질 공급부의 구동을 제어하는,
극저온 물질 저장 및 운송 시스템.

According to clause 7,
It is provided in the storage container, and further includes a first detection unit that detects the amount of the liquid cryogenic material occupied inside the storage container,
The control unit,
Controlling the operation of the cryogenic material supply unit based on the detection value of the first detection unit,
Cryogenic material storage and transportation system.

 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019145334A (en) * 2018-02-21 2019-08-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Fuel cell system

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