KR20070061430A - 심온 냉동 매체 수송용 라인 파이프 - Google Patents

심온 냉동 매체 수송용 라인 파이프 Download PDF

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Abstract

기술하는 내용은 동심으로 배열되고 서로 떨어져 있는 적어도 두 개의 골이 있는 금속 파이프(2, 4)로 구성되고, 절연층(3)이 상기 두 금속 파이프(2, 4) 사이의 환형 간극 내에 배열되어 있고, 외부 금속 파이프(4)에 제공되는 차단 밸브는 진공 펌프에 연결될 수 있고, 상기 차단 밸브는 상기 금속 파이프(4)의 외부에 진공-밀폐 상태로 용접된 매끈한 벽이 형성된 금속 파이프(9) 내로 진공상태로 용접되는, 심온 냉동 매체 수송용 라인 파이프이다. 차단 밸브의 밸브 본체(10)는 매끈한 벽이 형성된 금속 파이프(9)의 내부로 돌출하고 매끈한 벽이 형성된 금속 파이프(9)의 외부 표면 영역과 수평면을 이룬다.
금속 파이프, 절연층, 밸브 본체, 펌프

Description

심온 냉동 매체 수송용 라인 파이프{LINE PIPE FOR THE TRANSPORT OF DEEP-FROZEN MEDIA}
도 1은 초전도체 케이블 코어와 냉각 덮개로 구성된 초전도체 케이블의 측면 단면도.
도 2 및 도 3은 라인 파이프의 외부 파이프가 제거되어 있는 영역의 단면도.
도 4 및 도 5는 어댑터와 가스잠금장치가 설치된 라인 파이프의 단면도.
본 발명은 청구항 1의 전문에 따른 심온 냉동 매체(deep-frozen media)의 수송용 라인 파이프에 관한 것이다.
유럽특허공보 EP 1 363 062 A1은 심온 냉동 매체의 수송용 라인 파이프를 개시하고 있으며, 이는 동심으로 서로 일정거리 떨어진 적어도 두 개의 금속 파이프로 구성되어 있고, 절연층이 상기 금속 파이프 사이의 환형 간극에 배열되어 있고, 상기 환형 간극은 비워져 있다. 바람직한 실시예에 의하면, 상기 금속 파이프는 길 이방향으로 용접되어 있고 골이 형성되어 있는 고급 강철 파이프이다. 골이 형성되어 있으므로, 이러한 형태의 라인 파이프는 매우 길게 생산될 수 있다. 절연층은 교대로 한 층이 다른 층 위에 있는 방식으로 배열되어 있고 절연 재료와 반사 표면을 갖는 재료를 포함하는 층을 형성한다. 유리 섬유와 알루미늄 호일이 바람직하다. 높은 진공 상태와 결합된 이러한 재료로 형성된 절연체는 냉동기술에서 초절연체로 불린다. 공지의 라인 파이프는 응축된 가스용 전송 라인으로서 사용될 뿐만 아니라 초전도체 케이블용 냉각장치로도 사용된다.
공지의 라인 파이프는 생성될 수 있는 길이가 크기 때문에 매끄러운 파이프로 구성된 라인과 비교할 때 다수의 접합 연결이 불필요하고, 따라서 경제적 효율이 좋다고 잘 알려져 있다. 유연성 때문에, 라인은 좁은 반경으로 놓일 수도 있다.
공지의 라인에 있어서 단점은 길이가 길기 때문에 단부로부터 비우는 작업에 시간이 많이 소모된다는 점이다.
유럽특허공보 EP 1 363 062는 따라서 금속 파이프의 외부를 정해진 간격으로 분리하는 것을 제시하고 있으며, 또한 진공-밀폐 상태로 각 오리피스에서 외부 금속 파이프에 펌프 연결 부품을 용접하는 것을 제시하고 있다. 이를 위해, 반쪽 금속-고리들이 오리피스 영역에서 외부 금속 파이프의 두 단부에 위치되고, 외부 금속 파이프의 단부에 용접된다. 매끄러운 벽으로 된 금속 파이프로 구성된 반쪽 쉘이 반쪽 금속-고리에 위치되어 반쪽 금속-고리에 길이방향으로 용접된다. 반쪽 쉘 중 하나는 진공 펌프용 연결 부품을 갖는다. 이러한 구조는 반쪽 금속-고리와 연결 부품이 외부 금속 파이프의 원주면 밖으로 튀어나오는 단점을 갖고 있다. 따라서 라인 파이프를 좁은 덕트 내로 끌어당기는 것이 불가능하다.
비슷한 단점을 갖고 있는 돌출 펌프 연결 부품을 갖는 구조는 독일특허공보 DE 31 42 702 A, 미국특허공보 US 6 257 282 B1, 국제공개공보 WO 01/27514 A1, 및 미국특허공보 US 4 046 407에 개시되어 있다.
본 발명이 추구하는 목적은, 일어날 가능성이 있는 누출 때문에 진공이 손상된 경우, 길이가 긴 경우에도 좁은 케이블 덕트 내에 놓일 수 있고 신속하게 그리고 간단히 다시 비워질 수 있는 도입부에 언급한 형태의 라인 파이프를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1의 내용에 포함된 것에 의해 달성된다.
본 발명의 또 다른 장점에 대한 구체적인 내용은 종속항에 포함되어 있다.
본 발명의 본질적인 이점은 본 발명이 제시하는 내용에 따른 라인 파이프에서, 라인 파이프가 케이블 덕트 내로 끌어당겨질 때 장애가 되는 튀어나온 부분이 없다는 점에서 찾을 수 있다. 종래 기술에서 제공되는 외부로 튀어나온 펌프 연결 부품은 다시 펌프작용이 수행되어야만 하는 상황에서만 부착되는 어댑터로 대체된다. 어댑터는 진공-밀폐 상태로 밸브 본체에 나사로 결합되고, 공지된 가스잠금장치가 밸브 본체에 나사로 결합된 나사 플러그를 풀고, 따라서 환형 공간에 접속할 수 있게 된다.
본 발명은 도 1 내지 도 5에 그림으로 표현된 초전도체 케이블의 실시예에 의해 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 초전도체 케이블 코어(1)와 초전도체 케이블 코어(1)를 둘러싸는 냉각 덮개로 구성된 초전도체 케이블의 측면 단면도를 나타낸다. 냉각 덮개는 내부 파이프(2)와 초절연체(3) 및 외부 파이프(4)로 구성된 라인 파이프로 만들어진다. 내부 파이프(2)는 오스테나이트 강철로 구성된 길이방향으로 용접된 골이 형성된 파이프이다. 스페이서(5)는 내부 파이프(2)에 나선형으로 감겨있다. 초절연체(3) 층은 내부 파이프(2)와 스페이서(5)에 배열되며, 상기 초절연체층은 알루미늄이 피복된 플라스틱 호일과 같은 반사 금속호일과 유리섬유와 같은 열전도성이 없는 재료로 구성된 호일을 포함하는 교대로 부착된 층들로 이루어져 있다.
유사하게, 외부 파이프(4)는 플라스틱 케이스(6)로 둘러싸일 수 있는 오스테나이트 강철로 구성된 길이방향으로 용접된 골이 형성된 금속 파이프이다. 상기 초전도체 케이블은 케이블 기술분야의 통상적인 방식으로 공장에서 연속적으로 매우 길게 생산될 수 있고, 최대 길이는 이송 수단의 용량에 의해, 예를 들어 케이블 드럼의 크기에 의해 제한된다.
제작 후 직접 그리고 부설 후에, 모든 배출 공정을 가속하거나 가능케하도록, 플라스틱 케이스(6)와 외부 파이프(4)는 예를 들어 100m와 같이 미리 정한 간격으로 한정된 길이부분에 대해 제거된다.
두 개의 반쪽 쉘(7a, 7b) 및 반쪽 쉘(8a, 8b)이 각각 외부 파이프(4)의 단부 에 위치되고, 분할면에서 그리고 외부 파이프(4)의 단부에 대한 상호 마주하는 단부면에서 진공-밀폐 상태로 용접된다. 마찬가지로, 반쪽 쉘(7a, 7b) 및 반쪽 쉘(8a, 8b)은 오스테나이트 강철로 구성되어 있다. 도 1에서 볼 수 있듯이, 반쪽 쉘(7a, 7b) 및 반쪽 쉘(8a, 8b)은 외부 파이프(4)와 마주보는 표면에서 윤곽면을 구비하는데, 이 윤곽면은 외부 파이프(4)의 주름의 모양에 적합하게 되고 또한 형상 맞춤식으로 반쪽 쉘(7a, 7b) 및 반쪽 쉘(8a, 8b)로부터 용접된 반쪽 쉘 또는 고리를 외부 파이프(4)에 연결시키게 되어, 용접 자국이 없어진다. 오스테나이트 강철로 구성된 시트-금속으로부터 생산되는 두 개의 반쪽 쉘(9a, 9b)은 반쪽 쉘(7a, 7b) 및 반쪽 쉘(8a, 8b)로 형성된 고리에 대해 빙 둘러서 놓이게 되고, 분할면에서 반쪽 쉘(7a, 7b) 및 반쪽 쉘(8a, 8b)에 대한 단부면에서 진공-밀폐 상태로 용접된다. 반쪽 쉘(9a)은 밸브 본체(10)를 구비하며, 이 본체에 진공 펌프가 연결된다.
외부 파이프(4)에 위치된 반쪽 쉘(7a, 7b, 8a, 8b) 대신에, 길이방향의 이음매가 서로 용접된 후에 외부 파이프(4)에 나사로 결합되는 반쪽 쉘이 사용될 수 있다.
또한, 보호 슬리브(11)가 반쪽 쉘(9a, 9b) 및 플라스틱 케이스(6)를 빙 둘러쌀 수 있다.
내부 파이프(2)와 외부 파이프(4) 사이에 있고 부분적으로 초절연체 층으로 채워진 환형 간극이 케이블 길이의 양 단부에서 진공-밀폐 상태로 외부를 향해 구획되어 있다.
이러한 준비 작업이 이루어진 후에, 환형 간극을 비우는 진공 펌프(도시 안 됨)가 밸브 본체(10)에 연결된다.
길이가 대략 500 m인 케이블의 경우, 네 개의 밸브 본체(10)가 각각 100 m의 간격으로 제공된다. 환형 간극이 비워진 후에 환형 간극에 방출되어 있는 잔류 가스를 차단하기 위해, 바람직하게 펌프 접속이 생성되는 동안 게터(getter; 잔류 가스를 제거하기 위해 연소시키는 물질) 물질이 환형 간극에 삽입될 수 있다.
도 2 및 도 3은 라인 파이프의 외부 파이프(4)가 제거되어 있는 영역의 단면을 나타낸다. 밸브 본체(10)는 단부에서 외부 파이프(4)의 단부에 용접되는 매끈한 벽으로 된 금속 파이프(9) 내의 내경에 용접된다. 밸브 본체(10)는 매끈한 벽의 금속 파이프(9)의 내부로 튀어나오며, 외부로 향하는 표면에서 금속 파이프(9)의 라운딩에 적합하게 되어 있고, 따라서 밸브 본체(10)의 외부로 향하는 표면은 금속 파이프(9)의 표면 영역과 동일면을 형성한다.
밸브 본체(10)는 나사산이 형성된 내경(10a)을 구비하며, 이 내경에 나사 플러그(10b)가 진공-밀폐 상태로 나사식으로 결합된다. 밀봉 고리(10c)가 필요한 밀봉을 확실히 보장한다.
도 2에 도시된 예는 라인 파이프의 단부에 부착하기에 적합하다.
도 3은 똑같은 예를 나타내지만, 도 3에서는 매끈한 벽으로 된 금속 파이프(9)가 두 개의 반쪽 쉘(9a, 9b)로 형성되며, 이 쉘들은 길이방향 이음매(9c)에서 서로에 대해 용접된다. 이 예는 라인 파이프의 두 단부 사이에서 사용된다.
도 1 내지 도 3에 나타나 있는 예는 비워진 후의 라인 파이프의 상태를 나타낸다. 외부 직경의 증가가 별로 없기 때문에, 라인 파이프는 길게 뽑혀나와 존재하 는 케이블 덕트 내로 들어갈 수 있다. 외부 파이프(4)가 제거되어 있는 영역이 외부에서 접근할 수 있는 경우에는, 즉 잘 알고 있는 맨홀(manhole) 또는 케이블 갱도가 제공되는 경우에, 매우 이로운 것이다.
비우는 동작 또는 다시 비우는 동작이 이하 도 4 및 도 5를 참고하여 더욱 상세히 설명될 것이다.
우선, 어댑터(12)가 밸브 본체(10)에 놓이고, 진공-밀폐 상태로 나사 볼트(도시 안됨)에 의해 밸브 본체(10)에 연결되며, 이 나사 볼트는 밸브 본체(10) 내에서 대응하는 나사산이 형성된 내경(도시 안됨)에 나사 결합된다. 밀봉 고리(12a)가 요구되는 기밀성을 확실히 보장한다. 가스잠금장치(13)는 인장 고리(14)에 의해 어댑터(12)에 진공-밀폐 상태로 연결된다. 밀봉 고리(13a)는 어댑터(12)와 가스잠금장치(13) 사이의 이음매에 놓여있다.
가스잠금장치(13)의 하우징에 회전식으로 장착된 볼트(13b)는 아래로 내려가서, 밸브 본체(10)와 마주보는 단부에 의해 나사 플러그(10b) 내의 오리피스 안으로 뚫고 들어가서, 회전의 결과로 나사 플러그를 풀어서 해제시킨다.
도 5에 도시된 바와 같이, 나사 플러그(10b)가 풀린 후에, 볼트(13b)는 나사 플러그와 함께 올라가고, 내부 파이프(2)와 외부 파이프(4) 사이의 환형 간극에 대한 또는 매끈한 파이프(9)에 대한 접근이 자유롭게 된다. 가스잠금장치(13)의 플랜지(13c)에 연결되어 있는 진공 펌프(도시 안됨)는 비우기 동작을 작동상태로 설정할 수 있다.
요구되는 진공이 형성된 후에, 볼트(13b)는 나사 플러그(10b)와 함께 아래로 내려가서, 또다시 나사 플러그를 밸브 본체(10)의 나사산이 형성된 내경(10a) 내에 나사 결합시킨다.
다시 비우는 것에 관한 한, 나사 플러그(10b)가 나사 결합으로부터 풀리기 전에 가스잠금장치(13)의 내부를 비우는 것이 필요하다.
비우는 작업이 이미 놓여 있는 라인 파이프에서 수행된 후라면, 어댑터(12)를 제거할 필요가 없을 것이다.
다시 펌프 작용이 수행되어야만 하는 경우에만 부착되는 어댑터를 구비한 본 발명의 라인 파이프에 의해, 라인 파이프는 신속하게 그리고 간단히 다시 비워질 수 있다.

Claims (4)

  1. 동심으로 배열되고 서로 떨어져 있는 골이 형성된 적어도 두 개의 금속 파이프(2, 4)로 구성되고, 절연층(3)이 상기 두 금속 파이프(2, 4) 사이의 환형 간극 내에 배열되어 있고, 외부 금속 파이프(4)에 제공되는 차단 밸브가 진공 펌프에 연결될 수 있고, 상기 차단 밸브는 상기 금속 파이프(4)의 외부에 진공-밀폐 상태로 용접된 매끈한 벽이 형성된 금속 파이프(9) 내로 진공-밀폐 상태로 용접되는, 심온 냉동 매체 수송용 라인 파이프에 있어서,
    상기 차단 밸브의 밸브 본체(10)는 매끈한 벽이 형성된 금속 파이프(9)의 내부로 돌출하고 상기 매끈한 벽이 형성된 금속 파이프(9)의 외부 표면 영역과 수평면을 이루는 것을 특징으로 하는 라인 파이프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매끈한 벽이 형성된 금속 파이프(9)는 상기 라인 파이프의 적어도 하나의 단부에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 라인 파이프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 매끈한 벽이 형성된 금속 파이프(9)는 50 내지 200m의 간격으로 금속 파이프(4)의 외부에 용접되는 것을 특징으로 하는 라인 파이프.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매끈한 벽이 형성된 금속 파이프(9)는 서로에 대해 진공-밀폐 상태로 용접되어 있는 두 개의 반쪽 쉘(9a, 9b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 라인 파이프.
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