KR20100102885A - Pressure and temperature control-monitoring system for tightness test for lng tank - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 대용량의 기밀용기 및 저장탱크의 누설여부를 검사하는 비파괴검사의 누설검사에 사용되는 장치에 관한 것으로, LNG선 또는 LNG인수기지의 LNG저장탱크의 단열구역에 가압과 진공압을 형성하여 단열막(Membrane)과 단열재의 변형 및 설치상태를 점검하며 추적가스(헬륨, 암모니아, 할로겐 등)를 이용하여 단열구역의 기밀 여부를 검사하는 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a device used for the leakage inspection of the non-destructive inspection to check the leakage of the large-capacity airtight container and storage tank, by forming a pressure and a vacuum pressure in the insulation zone of the LNG storage tank of LNG carrier or LNG takeover base Pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of LNG storage tank that checks the insulation and deformation of insulation and insulation materials and checks the insulation of insulation area using trace gas (helium, ammonia, halogen, etc.) It is about.
일반적으로, LNG선과 LNG인수기지의 LNG저장탱크는 초저온(-162℃)의 액화천연가스를 운반하거나 저장하기 위해 [도 2]처럼 외벽(50)을 구성하고 내부에 1차, 2차 단열막(Membrane)(20)(30)을 두며, 1차, 2차 단열구역(60)(70)에는 단열재(40)가 포함되어 있는 구조로 되어 있다.In general, LNG storage tanks of LNG carriers and LNG take-up bases are designed to carry or store liquefied natural gas at cryogenic temperatures (-162 ° C.) as shown in FIG. The
여기서, 단열막은 스테인레스, 인바(Invar - 철과 니켈이 주성분인 열팽창률이 아주 작은 합금) 등의 얇은 박판을 일정 크기로 조립하고 용접하여 제작한다. 단열재(40)는 유리섬유, 퍼라이트, 우레탄폼 등을 일정 크기로 제작하여 조립되며 LNG저장탱크 외벽(50)과 2차 단열막(30), 2차 단열막(30)과 1차 단열막(20) 사이를 단열하는 역할을 한다.Here, the insulating film is manufactured by assembling and welding thin sheets of stainless steel, Invar (Invar-an alloy having a very small thermal expansion coefficient composed mainly of iron and nickel) to a predetermined size.
따라서 LNG저장탱크의 단열막을 기밀하기 위해서는, [도 2]의 LNG저장탱크 단열구역의 단면도에서 볼 때, 2차 단열구역(70) 기밀검사 단계는 LNG저장탱크의 외벽(50)을 제작하고 외벽(50)의 내부 둘레로 단열재(40)를 시공한 후 2차 단열막(30)을 조립 용접한 후 2차 단열막(30)의 검사단계마다의 공정을 시행하게 된다. 이때, LNG저장탱크 외벽(50)과 2차 단열막(30) 사이의 구간을 2차 단열구역(70)이라 한다.Therefore, in order to hermetically seal the insulation film of the LNG storage tank, as seen in the cross-sectional view of the LNG storage tank insulation zone of [FIG. 2], the
2차 단열구역(70)에 누설이 없는 것이 검증되면 2차 단열막(30) 위에 단열재(40)를 다시 시공하고 1차 단열막(20)을 조립 용접한 후 1차 단열막(20)의 검사단계마다의 공정을 시행한다. 이때, 2차 단열막(30)과 1차 단열막(20)사이의 구간을 1차 단열구역(60)이라 한다.When it is verified that there is no leakage in the
그리고 상기의 검사단계는 아래와 같이 나누어지는데, 검사단계의 각 공정마다 규정압력이 있으므로 규정압력에 맞게 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템을 이용하여 건조공기(또는 질소)와 추적가스(헬륨, 암모니아, 할로겐)를 사용하여 가압과 배출을 하는 공정이 이루어져야 한다. 여기서, 검사단계는 스트렝스 테스트(Strength Test), 베어링 테스트(Bearing Test), 메카니컬 스트레싱 테스트(Mechanical Stressing Test), 헬륨누설검사(Helium Leak Test), 글로벌 테스트(Global Test) 등으로 이루어진다.In addition, the inspection step is divided into the following, because each process of the inspection step has a specified pressure, the pressure and temperature control monitoring system for the airtight inspection of the LNG storage tank according to the specified pressure Pressurization and release using dry air (or nitrogen) and tracer gases (helium, ammonia, halogen). Here, the inspection step consists of a strength test, a bearing test, a mechanical stressing test, a helium leak test, a global test, and the like.
(1) 스트렝스 테스트(Strength Test) : 단열구역에 대해 진공(약 -800mbar)을 형성한 상태에서 LNG선 카고탱크 내부에서 2차 또는 1차 단열막에 대해 육안검사를 시행한다.(1) Strength Test: Visual inspection of the secondary or primary insulation membranes in the LNG Cargo Tank with vacuum (approximately -800 mbar) formed in the insulation area.
(2) 베어링 테스트(Bearing Test) : 단열구역의 압력을 약 -200mbar의 진공으로 형성한 상태에서 육안검사를 시행한다.(2) Bearing test: Visual inspection is to be carried out with a pressure of approximately -200 mbar in the insulation zone.
(3) 메카니컬 스트레싱 테스트(Mechanical Stressing Test) : 단열구역에 대해 대기압에서 +20mbar까지 주입(가압)하고 정해진 시간 동안 유지시킨 후 다시 +20mbar에서 대기압까지 환원시키는 과정을 3회 반복하여 시행한다.(3) Mechanical Stressing Test: The mechanical stressing test is carried out three times, injecting (pressurizing) the adiabatic zone from atmospheric pressure to +20 mbar, maintaining it for a specified time, and then reducing it back to atmospheric pressure from +20 mbar.
(4) 헬륨누설검사(Helium Leak Test) : 단열구역을 약 -600mbar까지 진공으로 형성한 뒤 [도 3]의 혼합가스 주입호스(220) 또는 PB1라인(391)과 SB1라인(390)을 이용하여 헬륨가스를 +20mbar까지 주입(가압)한 후 규정된 헬륨농도(최소 10%)를 충족시킨 뒤 단열구역과 관련된 단열막 용접부 및 밀봉부에 대해 헬륨누설검출기를 이용하여 헬륨누설검사를 시행한다.(4) Helium Leak Test (Helium Leak Test): After forming the adiabatic section by vacuum to about -600mbar, using the mixed
(5) 글로벌 테스트(Global Test) : 헬륨누설검사 후 단열막에 대한 전체적인 기밀성을 검증하기 위해 압력변화시험의 분야인 글로벌 테스트를 실시한다. LNG저장탱크의 내부와 외부에 온도센서를 설치하여 기록계(181)[도 1]에 연결한 후 단열구역을 약 -800mbar까지 진공으로 형성한 뒤 단열구역 내부의 기체흐름과 누설탐지장비와의 균일한 압력을 유지하기 위해 약 12시간 정도의 안정화 시간을 갖는다. 이후 약 24시간 동안 단열구역 및 대기의 압력과 LNG저장탱크 내부 및 외부의 온도 를 측정하여 모니터링 한다. 모니터링 된 압력 및 온도 값을 분석하여 압력변화 값이 규정된 허용기준을 만족하는지 검증한다. 규정된 값을 초과할 때는 원인을 파악하여 조치한 후 글로벌 테스트를 다시 시행한다. 규정된 압력변화 값의 허용기준은 측정된 24시간 동안 중에서 온도 값이 안정된 10시간의 구간에 대해 압력변화 값이 아래의 공식을 만족하여야 한다.(5) Global test: After helium leakage test, global test, a field of pressure change test, is conducted to verify the overall tightness of the insulation film. The temperature sensor is installed inside and outside of the LNG storage tank and connected to the recorder 181 (Fig. 1), and the insulation zone is vacuumed up to about -800 mbar, and then the gas flow and leakage detection equipment inside the insulation zone is uniform. It has a stabilization time of about 12 hours to maintain the pressure. After that, the pressure in the insulation zone and the atmosphere and the temperature inside and outside the LNG storage tank are measured and monitored for about 24 hours. Analyze the monitored pressure and temperature values to verify that the pressure change values meet the specified limits. If the specified value is exceeded, identify the cause and take corrective action, then re-run the global test. The limits of the specified pressure change value shall satisfy the following formula for the pressure change value for the 10-hour period during which the temperature value is stable among the measured 24 hours.
△P (허용기준 압력변화 값, mbar) ≤ 0.8 (상수) / 단열재 두께(meter)△ P (allowable pressure change value, mbar) ≤ 0.8 (constant) / insulation thickness (meter)
* 2차 단열구역 내 단열재 두께 = 0.30 meter* Insulation thickness in secondary insulation zone = 0.30 meter
* 1차 단열구역 내 단열재 두께 = 0.27 meter* Insulation thickness in primary insulation zone = 0.27 meter
또한, 상기 검사단계의 공정작업 중 헬륨누설검사는 건조공기와 추적가스(헬륨, 암모니아, 할로겐)를 단열구역 내에 주입하고 단열막 외부표면에 추적가스 검출 장비를 이용하여 누설의 위치와 양을 검출하는 방법으로 비파괴검사의 추적가스를 이용한 누설검사 방법이다.In addition, the helium leakage test during the process of the inspection step is to inject dry air and tracer gas (helium, ammonia, halogen) into the insulation zone and to detect the location and amount of leakage using the tracer gas detection equipment on the outer surface of the insulation film It is a method of leak test using trace gas of nondestructive test.
한편, 누설검사방법에 따라 추적가스(110)로 암모니아가스를 이용하는 경우에는 누설시험은 질소가스와 추적가스(암모니아)(110)를 단열공간에 주입하고 단열막 외부표면 용접부에 시약을 적용한 뒤, 누설이 있는 곳을 통해 새어나오는 추적가스(암모니아)(110)와 적용한 시약의 화학반응으로 시약의 변색 유무에 의해 누설의 위치를 찾아내는 방법도 있으며 추적가스(110)의 성분에 따른 검출방법을 적용하여 누설검사를 수행한다.On the other hand, in the case of using ammonia gas as the
또한, 상기의 글로벌 테스트는 단열공간의 온도에 대한 압력을 보정하여 누 설 여부를 측정하는 비파괴검사의 압력변화를 이용한 누설검사방법이다.In addition, the global test is a leak test method using the pressure change of the non-destructive test to measure the leakage by adjusting the pressure to the temperature of the insulation space.
[도 1]은 종래 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템을 나타내고 있다.Figure 1 shows a pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of a conventional LNG storage tank.
[도 1]에 기초하여 종래의 건조공기(100) 주입방법을 설명하면 다음과 같다. 건조공기(100)는 공급배관을 통하여 MV1밸브(101)(여기서 ‘MV’는 수동밸브(Manual Valve)를 의미함, 이하 동일)를 조정하여 건조공기유량계(102)를 통해서 혼합기능의 감압탱크(130)에 도달하며, 가스주입/배기라인(150)을 통하여 [도 2]의 1차, 2차 단열구역(60)(70)에 주입된다.Referring to the conventional
또한, [도 1]에 기초하여 종래의 추적가스(110) 주입방법을 설명하면 다음과 같다. 추적가스(110)는 공급배관을 통하여 MV2밸브(111)를 조정하여 추적가스유량계(112)를 통하여 혼합기능의 감압탱크(130)에 도달하며, 혼합가스주입라인(140) 또는 가스주입/배기라인(150)을 통하여 [도 2]의 1차, 2차 단열구역(60)(70)에 주입된다.In addition, the
또한, [도 1]에 기초하여 종래의 혼합가스 주입방법을 설명하면 다음과 같다. 혼합가스 주입방법은 상기 건조공기(100) 주입방법과 추적가스(110) 주입방법을 병행하여 이루어지는데, 혼합기능의 감압탱크(130)에서 혼합되어진 혼합가스는 혼합가스주입라인(140) 또는 가스주입/배기라인(150)을 통하여 [도 2]의 1차, 2차 단열구역(60)(70)에 주입된다.In addition, the conventional mixed gas injection method will be described with reference to FIG. 1 as follows. The mixed gas injection method is performed in parallel with the
또한, [도 1]에 기초하여 종래의 진공형성 방법을 설명하면 다음과 같다. [도 2]의 1차, 2차 단열구역(60)(70)의 가스를 가스주입/배기라인(150)을 통하여 펌프AV1(160)(여기서 ‘AV’는 자동밸브(Auto Valve)를 의미함, 이하 동일)자동밸브와 펌프AV2(161)자동밸브, 펌프AV3(162)자동밸브의 조작 및 진공펌프1(170)과 진공펌프2(171)의 동작으로 강제 배출시킨다.In addition, a conventional vacuum forming method will be described based on [FIG. 1]. The gas of the primary and
또한, 종래 단열구역의 압력측정 방법을 설명하면 다음과 같다. [도 2]의 1차, 2차 단열구역(60)(70)의 압력은 [도 3]의 1차, 2차 압력측정위치(340)(350)를 통하여 압력센서에 전달되며, 압력센서는 디스플레이(180)와 기록계(181)에 연결하여 사용하고 기록한다.In addition, the pressure measuring method of the conventional insulation zone is as follows. The pressure of the primary and
또한, 종래 단열구역의 온도측정 방법을 설명하면 다음과 같다. LNG저장탱크의 내부와 외벽(50)에 온도센서를 설치하여 [도 2]의 1차, 2차 단열구역(60)(70) 주변의 온도를 측정하며, 디스플레이(180)와 기록계(181)에 연결하여 사용하고 기록한다.In addition, the temperature measurement method of the conventional insulation zone is as follows. The temperature sensor is installed on the inner and
그러나, 상기의 검사단계에 따라 단열구역의 배기와 건조공기(100)의 주입을 반복하여 누설검사를 수행함에 있어 [도 1]과 같은 종래 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템은 다음과 같은 문제를 발생시킨다.However, the pressure and temperature control monitoring system for the airtight inspection of the conventional LNG storage tank as shown in [1] in performing the leakage test by repeating the exhaust of the insulation zone and the injection of the dry air according to the above inspection step Causes the following problem:
종래 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템은 규정압력 조정 작업 시 주입되어지는 건조공기(100) 또는 추적가스(110)의 공급압력이 일정하지 않아 공급압력의 변화에 따라 단열구역에 주입되어지는 유량도 함께 변동하게 되어 작업자가 유량조정을 하는 데 어려움이 발생하게 된다.The pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of the LNG storage tank is a heat insulation zone according to the change of the supply pressure because the supply pressure of the
또한, 단열구역의 유량조정 범위는 다음과 같은데, LNG저장탱크의 설계압력에 따른 건조공기(100) 또는 추적가스(110)를 주입하는 경우 -800mbar ~ -100mbar 이내에서는 가스주입량의 압력범위 800m3/h 또는 9mbar/min 이상으로 가스주입을 수행하지 말아야 하며, 단열구역의 압력이 -100mbar부터 대기압 또는 +20mbar 까지인 경우에는 가스주입유량을 300m3/h의 이하로 하여 주입하여야 단열막의 변형 또는 파손을 방지하고 단열구역의 단열재(40) 또한 파손되지 않게 할 수 있다. 따라서 작업자의 가스주입으로 인한 실수로 단열막 및 단열재(40)의 변형이나 파손이 발생할 경우 엄청난 교체 비용과 복구 작업시간이 발생하므로 물적, 인적 자원이 낭비되어진다.In addition, the flow rate adjustment range of the adiabatic zone is as follows. In the case of injecting the
그리고, 혼합가스를 주입하는 중 건조공기(100) 또는 추적가스(110) 둘 중 어느 하나라도 제대로 공급되지 않는다면 압력이 높은 가스가 압력이 낯은 가스의 공급라인으로 역류하게 되는데, 이 경우 추적가스(110)에 독성이나 폭발성이 있다면 화재사고 또는 인명사고가 발생할 수도 있다.In addition, if either of the
또한, 건조공기(100)와 추적가스(110)의 혼합비율을 용이하게 조절할 수가 없어서 고가의 추적가스(110)를 과다하게 주입하게 되어 추적가스(110)를 낭비하는 문제가 발생할 수도 있다.In addition, since the mixing ratio of the
그리고, 건조공기(100)와 추적가스(110)를 혼합하여 주입한 후 헬륨누설검사 중에는 단열구간의 압력을 +10mbar에서 +20mbar로 유지하여야 하는데, 이때 혼합가스는 시간이 경과함에 따라 건조공기(100)와 추적가스(110)의 비중에 의하여 서로 분리되어지므로 이 문제를 해결하기 위하여 추적가스(110)를 추가로 주입하게 되는 데 그 결과 추적가스(110)의 소모량도 많아지게 된다.Then, after mixing and injecting the
또한, 상기 헬륨누설검사 시 헬륨검사절차서에 표기되어진 압력은 +25mbar를 넘지 못하게 되어 있으므로, 압력을 유지하기 위하여 그 동안은 물의 비중을 이용한 방법을 사용하였지만 이렇게 하면 진공 형성 시 물이 단열구간으로 흡입되어 단열재(40)가 손실되는 문제가 발생하게 된다.In addition, since the pressure indicated in the helium test procedure does not exceed +25 mbar during the helium leak test, a method using a specific gravity of water was used to maintain the pressure, but in this case, water is sucked into the adiabatic section during vacuum formation. This causes a problem that the
또한, 압력 및 온도 측정데이터는 압력조정 작업을 하는 담당자만 알고 있기 때문에 용접사 및 기타 작업자들은 단열구역에 진공이 형성되어 있는지 여부를 인식하지 못하고 외벽(50)에 용접 및 가우징 작업이나 단열막에 용접작업을 하는 바람에 단열재에 화재가 발생하게 되며 이로 인하여 엄청난 피해액과 재제작에 따른 추가비용과 납기지연이 발생하게 된다.In addition, since the pressure and temperature measurement data are only known to the person in charge of the pressure adjustment, the welder and other workers may not recognize whether a vacuum is formed in the insulation zone, and the welding and gouging operation on the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 기존의 시스템을 개선하여 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도를 자동으로 제어하고 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라 유무선네트워크와 결합하여 원격 및 일시다발적 작업이 가능하도록 하는 한편 작업 관리자의 안전성 및 편의성을 증진시킬 수 있는 다양한 기능을 장착한 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by improving the existing system can not only automatically control and monitor the pressure and temperature for airtight inspection of LNG storage tanks, but also remote and combined with wired and wireless networks It is an object of the present invention to provide a pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of LNG storage tanks equipped with various functions to enable temporary work and to enhance the safety and convenience of the work manager.
본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.Other objects and advantages of the present invention will be described below, which are not limited to the matters set forth in the claims and the disclosure of the embodiments thereof, but also to the broader ranges by means and combinations within the range readily recited therefrom. Add that it will be included.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, LNG저장탱크의 단열구역에 가압과 진공압을 형성하여 단열막과 단열재의 변형 및 설치상태를 점검하며 추적가스를 이용하여 단열구역의 기밀여부를 검사하는 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템으로서, 관내를 유동하는 건조공기, 추적가스 또는 혼합가스의 흐름을 자동으로 개폐하는 자동밸브; 밸브의 열리는 각도를 미세하게 조절함으로써 관내를 유동하는 건조공기, 추적가스 또는 혼합가스의 유량을 자동으로 조절하는 자동유량조절밸브; 건조공기와 추적가스를 혼합하는 감압탱크; LNG저장탱 크의 단열구역의 건조공기, 추적가스 또는 혼합가스를 강제 배출하는 진공펌프; LNG저장탱크의 단열구역에 건조공기와 추적가스를 혼합하여 넣을 때 어느 한쪽의 압력이 감소하거나 공급라인이 파손됨으로 인하여 발생하는 가스의 역류를 방지하는 체크밸브; LNG저장탱크의 단열구역의 혼합가스를 순환시켜 건조공기와 추적가스의 분리현상을 방지하여 일정한 농도를 유지하는 가스순환펌프; 관내를 유동하는 건조공기, 추적가스 또는 혼합가스의 압력을 측정하는 압력센서, 온도를 측정하는 온도센서, 가스농도를 측정하는 가스농도 측정기, 유량을 측정하는 디지털유량계의 아날로그신호를 수집하여 디지털신호로 전환해 주는 데이터 수집부; 및 내장된 프로그램에 따라 작동하며 데이터 수집부에서 디지털신호로 전환된 압력, 온도, 가스농도 및 유량 데이터에 기초하여 자동밸브, 자동유량조절밸브, 진공펌프 또는 가스순환펌프의 작동을 제어하여 관내를 유동하는 혼합가스의 비율 및 유량을 자동으로 정확하게 조절하는 로컬컴퓨터를 포함하는 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템을 제시한다.In order to achieve the above object, the present invention, by forming a pressure and vacuum pressure in the insulation zone of the LNG storage tank to check the deformation and installation state of the insulation film and insulation and to check the airtightness of the insulation zone using the tracer gas. A pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of an LNG storage tank, comprising: an automatic valve for automatically opening and closing a flow of dry air, a tracking gas, or a mixed gas flowing in a pipe; Automatic flow control valve for automatically adjusting the flow rate of the drying air, the tracking gas or the mixed gas flowing in the pipe by finely adjusting the opening angle of the valve; A pressure reduction tank for mixing dry air and tracer gas; A vacuum pump forcibly discharging dry air, a tracer gas, or a mixed gas in an insulated zone of the LNG storage tank; A check valve for preventing backflow of gas generated due to a decrease in pressure on one side or breakage of a supply line when mixing dry air and a tracer gas into an adiabatic section of an LNG storage tank; A gas circulation pump which maintains a constant concentration by circulating the mixed gas in the insulation zone of the LNG storage tank to prevent separation of dry air and tracer gas; Digital signal by collecting analog signals of dry air flowing in the pipe, pressure sensor to measure the pressure of gas or mixed gas, temperature sensor to measure temperature, gas concentration to measure gas concentration, digital flow meter to measure flow rate Data collection unit for switching to; It operates according to the built-in program and controls the operation of the automatic valve, automatic flow control valve, vacuum pump or gas circulation pump based on the pressure, temperature, gas concentration and flow rate data converted into digital signals by the data collection unit. We present a pressure and temperature control monitoring system for the tightness inspection of LNG storage tanks, including a local computer, which automatically adjusts the proportion and flow rate of the flowing gas mixture.
본 발명에 따르면, LNG저장탱크의 기밀검사를 수행함에 있어서 압력 및 온도를 자동으로 제어하고 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라 유무선네트워크와 결합하여 원격 및 일시다발적 작업을 수행할 수 있으며 작업 관리자의 안전성 및 편의성을 증진시킬 수 있다.According to the present invention, in performing the airtight inspection of the LNG storage tank, not only can automatically control and monitor the pressure and temperature, but also can be combined with the wired and wireless network to perform remote and multiple tasks, and the safety and safety of the work manager. Convenience can be enhanced.
본 발명의 다른 효과는, 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.Other effects of the present invention, as well as those described in the above-described embodiments and claims of the present invention, as well as potential effects that may occur within the range that can be easily estimated therefrom and potential advantages that contribute to industrial development It will be added that it will be covered by a wider scope.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.
1. 전제 : 영문약어의 의미1. Premise: meaning of English abbreviation
본 발명의 설명을 위하여 편의상 사용하고 있는 영문약어의 의미는 다음과 같다. The meaning of the English abbreviation used for convenience of explanation of the present invention is as follows.
AVG : 자동유량조절밸브(Auto Valve Gauge)AVG: Auto Valve Gauge
AV : 자동밸브(Auto Valve)AV: Auto Valve
MV : 수동밸브(Manual Valve)MV: Manual Valve
SB : 2차 단열구역(Secondary Barrier)SB: Secondary Barrier
PB : 1차 단열구역(Primary Barrier)PB: Primary Barrier
HV : 헬륨 밸브(Helium Valve)HV: Helium Valve
2. 본 발명에 따른 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템의 구성2. Configuration of pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of LNG storage tank according to the present invention
본 발명은 LNG저장탱크의 단열구역에 가압과 진공압을 형성하여 단열막과 단열재의 변형 및 설치상태를 점검하며 추적가스를 이용하여 단열구역의 기밀여부를 검사하는 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템으로서, 데이터 수집부 및 로컬컴퓨터의 상호작용으로 압력 및 온도를 자동으로 제어하고 모니터링할 수 있도록 창작되었다.The present invention forms a pressurization and vacuum pressure in the insulation zone of the LNG storage tank to check the deformation and installation state of the insulation film and insulation, and to check the air tightness of the LNG storage tank to check the tightness of the insulation zone using the tracer gas. A pressure and temperature control monitoring system designed to automatically control and monitor pressure and temperature through the interaction of data collection and local computers.
본 발명은 자동밸브, 자동유량조절밸브, 감압탱크, 진공펌프, 체크밸브, 가스순환펌프, 데이터 수집부 및 로컬컴퓨터를 포함하여 이루어진다. 이하에서는 이들 구성요소의 기능 및 작용에 대하여 설명한다.The present invention includes an automatic valve, an automatic flow control valve, a pressure reducing tank, a vacuum pump, a check valve, a gas circulation pump, a data collection unit and a local computer. Hereinafter, the functions and operations of these components will be described.
자동밸브는 본 발명에 따른 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템의 관내(혼합가스주입라인(140) 또는 가스주입/배기라인(150) 등)를 유동하는 건조공기, 추적가스 또는 혼합가스의 흐름을 자동으로 개폐하는 역할을 하며, 자동유량조절밸브는 밸브의 열리는 각도를 미세하게 조절함으로써 관내를 유동하는 건조공기, 추적가스 또는 혼합가스의 유량을 자동으로 조절하는 역할 을 한다. 감압탱크는 건조공기와 추적가스를 혼합하는 역할을 한다.Automatic valve is a dry air, tracer gas flowing in the pipe (mixed
이때, 자동밸브는 On/Off 기능에 따라 관을 완전히 열거나 닫는 역할을 함에 반하여, 자동유량조절밸브는 밸브의 열리는 각도를 다양하게 조절함으로써 건조공기, 추적가스 또는 혼합가스의 유량을 미세하게 조절할 수 있다. 이러한 자동밸브 및 자동유량조절밸브는 모두 로컬컴퓨터의 제어에 따라 자동으로 작동하게 된다.At this time, the automatic valve plays a role of completely opening or closing the tube according to the on / off function, whereas the automatic flow rate control valve finely controls the flow rate of dry air, tracer gas or mixed gas by varying the opening angle of the valve. Can be. Both the automatic valve and the automatic flow control valve are automatically operated under the control of the local computer.
진공펌프는 LNG저장탱크의 단열구역의 건조공기, 추적가스 또는 혼합가스를 강제 배출하는 역할을 하며, 가스순환펌프는 LNG저장탱크의 단열구역의 혼합가스를 순환시켜 건조공기와 추적가스의 분리현상을 방지하여 일정한 농도를 유지하는 역할을 한다. 이러한 진공펌프 및 가스순환펌프 역시 로컬컴퓨터의 제어에 따라 자동으로 작동하게 된다.The vacuum pump plays a role of forcibly discharging dry air, tracer gas or mixed gas in the adiabatic section of LNG storage tank, and gas circulation pump circulates mixed gas in the adiabatic section of LNG storage tank to separate dry air and tracer gas. Prevents the role of maintaining a constant concentration. These vacuum pumps and gas circulation pumps also operate automatically under the control of the local computer.
체크밸브는 LNG저장탱크의 단열구역에 건조공기와 추적가스를 혼합하여 넣을 때 2개의 공급라인 중 어느 한쪽의 압력이 감소하거나 공급라인이 파손됨으로 인하여 발생하는 가스의 역류를 방지하는 역할을 한다. 체크밸브는 이러한 역류방지 역할과 함께 설정압력 이상 또는 이하가 되면 설정값에 따라 스스로 개방되거나 차단되는 기능을 수행한다.The check valve serves to prevent backflow of gas generated due to a decrease in pressure on either of the two supply lines or breakage of the supply line when mixing dry air and tracer gas into the adiabatic section of the LNG storage tank. In addition to the non-return valve, the check valve functions to open or shut off itself depending on the set value when the pressure exceeds or falls below the set pressure.
데이터 수집부(DAQ, Data Acquisition System)는 신호를 수집하여 저장하는 데이터로거(Data Logger)와 PC를 토대로 한 데이터 획득 시스템의 일종으로서 센서 에서 측정된 각종 데이터를 획득하여 정량화하고 저장하는 작업을 수행하게 된다. 즉, 데이터 수집부는 관내를 유동하는 건조공기, 추적가스 또는 혼합가스의 압력을 측정하는 압력센서, 온도를 측정하는 온도센서, 가스농도를 측정하는 가스농도 측정기, 유량을 측정하는 디지털유량계의 아날로그신호를 수집하여 디지털신호로 전환한다.Data Acquisition System (DAQ) is a data logger that collects and stores signals and a PC-based data acquisition system that acquires, quantifies and stores various data measured by sensors. Done. That is, the data collection unit is a pressure sensor for measuring the pressure of dry air, tracer gas or mixed gas flowing in the pipe, a temperature sensor for measuring the temperature, a gas concentration measuring device for measuring the gas concentration, the analog signal of the digital flowmeter for measuring the flow rate Collect and convert to digital signal.
로컬컴퓨터는 내장된 프로그램에 따라 작동하며 데이터 수집부에서 디지털신호로 전환된 압력, 온도, 가스농도 및 유량 데이터에 기초하여 자동밸브, 자동유량조절밸브, 진공펌프 또는 가스순환펌프의 작동을 제어하여 관내를 유동하는 혼합가스의 비율 및 유량을 자동으로 정확하게 조절하는 역할을 한다.The local computer operates according to the built-in program and controls the operation of the automatic valve, automatic flow control valve, vacuum pump or gas circulation pump based on the pressure, temperature, gas concentration and flow rate data converted into digital signals by the data collection unit. It automatically and accurately controls the ratio and flow rate of the mixed gas flowing in the pipe.
이러한 로컬컴퓨터는 자동밸브, 자동유량조절밸브, 진공펌프 또는 가스순환펌프의 이상작동 유무를 점검하여 이상작동 발견시 경보음을 울림과 동시에 로컬컴퓨터와 연결된 SMS발송서버를 이용하여 작업 관리자에게 SMS를 발송하여 24시간 긴급대처가 가능하도록 한다. 또한 검사단계의 각 공정 완료시점마다 프린터를 통하여 보고서를 출력한다. 또한 수집되어지는 데이터를 설정된 저장주기로 저장하는 한편 실시간으로 모니터 화면에 나타내며, 실시간 데이터와 저장되어진 데이터를 유무선네트워크를 이용하여 서버로 보내어 저장되도록 함과 동시에 네트워크로 접속하는 사용자들의 컴퓨터에 데이터를 제공하여 누구라도 접속권한이 있는 사용자는 데이터를 확인할 수 있도록 한다.This local computer checks the automatic valve, automatic flow control valve, vacuum pump, or gas circulation pump for abnormal operation and sounds an alarm when it detects abnormal operation and sends SMS to the job manager using the SMS sending server connected to the local computer. It is possible to send 24 hours emergency response by sending out. In addition, a report is output through the printer for each process completion point of the inspection step. In addition, the collected data is stored in a set storage cycle and displayed on the monitor screen in real time, and real-time data and stored data are sent to the server using wired / wireless networks to be stored and provided to the computers of users connected to the network. Anyone who has access can check the data.
3. 본 발명에 따른 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템의 개선사항3. Improvement of pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of LNG storage tank according to the present invention
본 발명은 기존의 시스템을 개선하여 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도를 자동으로 제어하고 모니터링 할 수 있도록 하였을 뿐만 아니라 유무선네트워크와 결합하여 원격 및 일시다발적 작업이 가능하도록 하였다. 또한 작업 관리자의 안전성 및 편의성을 증진시킬 수 있는 다양한 기능을 장착하였다. 이하 본 발명에 따른 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템의 개선사항 중 특징적인 것을 설명한다.The present invention improves the existing system to automatically control and monitor the pressure and temperature for the airtight inspection of LNG storage tanks, as well as remote and temporary work in combination with wired and wireless networks. It is also equipped with various functions to enhance the safety and convenience of the task manager. It will be described below the characteristics of the improvement of the pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of LNG storage tank according to the present invention.
[도 1]에 도시된 종래의 개선 전 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템에서는 압력, 온도센서와 가스농도 측정기에서 출력되는 신호데이터를 디스플레이(180)와 기록계(181)로 얻어 기록물로만 사용하였다.In the pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of a conventional LNG storage tank shown in FIG. 1, the signal data output from a pressure, a temperature sensor and a gas concentration meter are displayed on the
그러나 본 발명에 따른 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템의 경우 [도 5]의 데이터 수집부(520)에서는 압력센서, 온도센서와 가스농도 측정기(480), 디지털유량계에서 출력되는 아날로그신호를 수집하여 디지털신호로 전환하고 이를 로컬컴퓨터(501)로 전송한다. 그러면 로컬컴퓨터(501)는 수집되어진 데이터를 저장하고 PLC(510)와의 통신으로 밸브류, 진공펌프1,2(170)(171) 및 가스순환펌프(172)를 자동으로 제어하며, 장비의 이상유무를 점검하여 이상작동 발견 시 경보음(음성, 경고등)을 울림과 동시에 SMS발송서버(550) 를 이용하여 작업 관리자에게 SMS를 발송하여 24시간 긴급대처가 가능하도록 한다.However, in the case of the pressure and temperature control monitoring system for the airtight inspection of the LNG storage tank according to the present invention, the
이로써 본 발명은 종래 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템에서 작업자가 직접 압력 및 온도를 제어하고 모니터링 함으로 인하여 발생하였던 여러 가지 문제들, 즉 규정압력 조정 작업 시 주입되어지는 건조공기(100) 또는 추적가스(110)의 공급압력이 일정하지 않아 공급압력의 변화에 따라 단열구역에 주입되어지는 유량도 함께 변동하게 되어 작업자가 유량조정을 하는 데 어려움이 발생하였던 문제, 단열구역의 유량조정과 관련하여 LNG저장탱크의 설계압력에 따른 건조공기(100) 또는 추적가스(110)를 주입함에 있어서 작업자의 가스주입으로 인한 실수로 단열막 및 단열재(40)의 변형이나 파손이 발생하여 엄청난 교체 비용과 복구 작업시간을 소요하는 등 물적, 인적 자원을 낭비하는 문제 등을 해결할 수 있게 되었다. 또한 종래의 경우에는 압력 및 온도 측정데이터는 압력조정 작업을 하는 담당자만 알고 있기 때문에 용접사 및 기타 작업자들은 단열구역에 진공이 형성되어 있는지 여부를 인식하지 못하고 외벽(50)에 용접 및 가우징 작업이나 단열막에 용접작업을 하는 바람에 단열재에 화재가 발생하게 되며 이로 인하여 엄청난 피해액과 재제작에 따른 추가비용과 납기지연이 발생하곤 했는데, 본 발명의 경우에는 로컬컴퓨터(501)의 알람 및 출력기능을 통하여 이러한 문제를 해결하였다.Thus, the present invention is a dry air that is injected during the various pressures, that is, the regulation pressure adjustment work that occurred by the operator directly controls and monitors the pressure and temperature in the pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of the LNG storage tank Since the supply pressure of the 100 or the
한편, 본 발명은 종래의 경우와는 달리 LNG저장탱크의 단열구역에 건조공기와 추적가스를 혼합하여 넣을 때 어느 한쪽의 압력이 감소하거나 공급라인이 파손 됨으로 인하여 발생하는 가스의 역류를 방지하는 역할을 하는 체크밸브(450)를 구비하고 있다.On the other hand, the present invention is to prevent the reverse flow of the gas generated by the pressure of either one is reduced or the supply line is broken when mixing the dry air and the tracer gas into the insulating zone of the LNG storage tank, unlike the conventional case
이로써 본 발명은 종래 혼합가스를 주입하는 중 건조공기(100) 또는 추적가스(110) 둘 중 어느 하나가 제대로 공급되지 않아 압력이 높은 가스가 압력이 낯은 가스의 공급라인으로 역류하게 됨으로 인하여 화재사고 또는 인명사고가 발생하게 되는 문제를 해결하였다.As a result, the present invention does not properly supply any one of the
또한 본 발명은 종래의 경우와는 달리 LNG저장탱크의 단열구역의 혼합가스를 순환시켜 건조공기와 추적가스의 분리현상을 방지하는 가스순환펌프(172)를 구비하고 있다.In addition, the present invention is provided with a
이로써 본 발명은 종래 건조공기(100)와 추적가스(110)의 혼합비율을 용이하게 조절할 수가 없어서 고가의 추적가스(110)를 과다하게 주입하게 되어 추적가스(110)를 낭비하는 문제, 혼합가스가 시간이 경과함에 따라 건조공기(100)와 추적가스(110)의 비중에 의하여 서로 분리되어지는 것을 해결하기 위하여 추적가스(110)를 추가로 주입하고 그 결과 추적가스(110)의 소모량이 증가하여 상당한 비용이 소요되어 오던 문제를 해결하였다.As a result, the present invention can not easily adjust the mixing ratio of the conventional
또한, [도 5]의 로컬컴퓨터(501)에서는 수집되어지는 데이터를 설정된 저장주기로 저장하고 실시간으로 화면에 나타내어 주며 실시간 데이터와 저장되어진 데이터를 유무선네트워크(530)를 이용하여 서버(540)로 보내는데, 서버(540)에서는 데이터 저장과 동시에 네트워크로 접속하는 사용자들의 컴퓨터에 데이터를 제공하여 누구라도 접속권한이 있는 사용자는 데이터를 확인할 수 있도록 한다. 이 경우, [도 5]의 서버(540)에서는 로컬컴퓨터(501)와의 통신상태를 항시 점검하여 통신상태가 불량한 경우 SMS발송서버(550)를 이용하여 관리자에게 네트워크의 이상여부를 알린다. 이로써 본 발명은 종래의 경우와는 달리 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도를 원격으로 제어하고 모니터링 할 수 있도록 하였다.In addition, the
그리고, 접속권한을 가진 사용자는 [도 5]의 유무선네트워크(530)로 로컬컴퓨터(501)에 접속하여 필요한 모든 작업을 원격지에서 수행할 수 있으며, 본 발명에 따른 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템의 로컬컴퓨터(501)로 또 다른 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템의 로컬컴퓨터(501)의 원격조정이 가능해 한명의 작업자가 여러 장비의 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템을 동시 다발적으로 조정하여 작업할 수 있으므로 작업인원을 줄일 수가 있다.And, a user with access authority can perform all necessary operations remotely by accessing the
4. 구체적인 실시예4. Specific Examples
이하에서는 본 발명에 따른 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템의 구체적인 작동원리에 대하여 설명한다. [도 4]는 본 발명에 따른 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템을 나타내 고 있다. 본 발명에 따른 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템에서는 로컬컴퓨터(501)가 데이터 수집부(520)와 연계하여 [도 6]에 도시된 건조공기 및 추적가스 주입 로직, [도 7]에 도시된 혼합가스 주입 로직 및 [도 8]에 도시된 진공형성 작업 로직에 따라 압력 및 온도 제어 모니터링을 자동으로 수행하게 된다.Hereinafter will be described the specific operating principle of the pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of the LNG storage tank according to the present invention. 4 shows a pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of the LNG storage tank according to the present invention. In the pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of the LNG storage tank according to the present invention, the
(1) 자동 제어 및 모니터링 방식에 따른 건조공기(100) 주입방법(1) Dry air injection method according to the automatic control and monitoring method
본 발명에서 건조공기(100) 주입방법은 다음과 같다. [도 5]의 로컬컴퓨터(501)로 [도 6]의 압력 설정 값(610)을 입력하면 PLC(510)의 제어로 [도 4]의 AGV1밸브(400), 디지털유량계D1(410) 및 AGV2밸브(167), AV6밸브(165)가 조정되어 가스주입/배기라인(150)을 통해서 LNG저장탱크의 단열구역에 건조공기(100)가 주입된다.In the present invention, the method for injecting
[도 3]의 1차, 2차 압력측정 위치(340)(350)에서는 단열구역의 현재압력이 실시간으로 확인된다. [도 6]의 설정값(610)에 이를 때까지 단열구역으로 주입되어지는 건조공기(100)의 유량은 [도 6]의 유량제어범위(630)에 따라 작동하는 [도 4]의 디지털유량계D1(410)에 의하여 결정된다. 이처럼 디지털유량계D1(410)에 의하여 결정된 유량을 주입하기 위해서 로컬컴퓨터(501)는 [도 4]의 AGV1밸브(400), AGV2밸브(167)와 같은 자동유량조절밸브의 각도를 조정한다.In the first and second
여기서, [도 2]의 1차 단열구역과(60) 2차 단열구역(70) 중 [도 6]의 단열구역설정(620)에서 선택되어지는 단열구역의 압력조정 작업은 [도 3]의 1차, 2차 압 력측정 위치(340)(350)에서 측정되어지는 압력값이 [도 6]의 단열구역 압력비교 조건(640)을 만족하는 경우에 한하여 이루어진다. 한편, 건조공기(100)가 단열구역으로 주입되는 경우에는 [도 6]의 단열막 파손보호 조건(650)에 의하여 2차 단열구역(70)이 1차 단열구역(60)의 압력보다 높으면 안된다. 단 1차, 2차 단열구역이(60)(70) 대기압에서 +20mbar에 있는 구간은 단열막 파손보호 조건(650)의 예외가 되고 +25mbar가 되면 작업은 무조건 중단된다.Here, the pressure adjusting operation of the thermal insulation zone selected from the thermal insulation zone setting 620 of [FIG. 6] of the primary
[도 3]의 1차, 2차 압력측정 위치(340)(350)에서 압력센서로 전달된 신호를 [도 5]의 데이터 수집부(520)가 실시간으로 수집하면 이렇게 수집된 압력값을 로컬컴퓨터(501)가 감시제어하게 되는데, 단열구역의 압력이 [도 6]의 압력설정값(610)에 도달하면 로컬컴퓨터(501)로부터 PLC(510)의 동작으로 [도 4]의 AGV1밸브(400), AGV2밸브(167)와 같은 자동유량조절밸브와 AV6밸브(165)와 같은 자동밸브가 닫히고, 검사단계의 완료되어진 공정작업 내용이 SMS발송서버(550)로 보내져 작업 관리자들에게 휴대폰으로 SMS가 발송되며 검사결과에 따른 보고서가 프린터(540)를 통하여 출력된다.When the
(2) 자동 제어 및 모니터링 방식에 따른 추적가스(110) 주입방법(2)
본 발명에서 추적가스(110) 주입방법은 다음과 같다. [도 5]의 로컬컴퓨터(501)로 [도 7]의 압력설정 및 농도설정(710) 값을 입력하면 PLC(510)의 제어로 [도 4]의 AGV3밸브(430), 디지털유량계D2(440) 및 AGV4밸브(166), AV6밸브(165)가 조정되어 가스주입/배기라인(150)을 통해서 단열구역에 추적가스(110)가 주입된다.In the present invention, the tracking
[도 3]의 1차, 2차 압력측정 위치(340)(350)에서는 단열구역의 현재압력이 실시간으로 확인된다. 본 단계에서는 추적가스(110)만을 주입하므로, [도 7]의 압력설정 및 농도설정(710)에서는 농도를 100%로 설정하면 된다. [도 7]의 압력설정 및 농도설정(710)에 이를 때까지 단열구역으로 주입되어지는 추적가스(110)의 유량은 [도 7]의 추적가스 유량제어범의(720)에 따라 작동하는 [도 4]의 디지털유량계D2(440)에 의하여 결정된다. 이처럼 디지털유량계D2(440)에 의하여 결정된 유량을 주입하기 위해서 로컬컴퓨터(501)는 [도 4]의 AGV3밸브(430), AGV4밸브(166)와 같은 자동유량조절밸브의 각도를 조정한다.In the first and second
[도 3]의 1차, 2차 압력측정 위치(340)(350)에서 압력센서로 전달된 신호를 [도 5]의 데이터 수집부(520)가 실시간 수집하면 이렇게 수집된 압력값을 로컬컴퓨터(501)가 감시 제어하게 되는데, 단열구역의 압력이 [도 6]의 압력설정 및 농도설정(710)의 압력에 도달하면 로컬컴퓨터(501)로부터 PLC(510)의 동작으로 [도 4]의 AGV3밸브(430), AGV2밸브(166)와 같은 자동유량조절밸브와 AV6밸브(165)와 같은 자동밸브가 닫히고, 검사단계의 완료되어진 공정작업 내용이 SMS발송서버(550)로 보내져 작업 관리자들에게 휴대폰으로 SMS가 발송되며 검사결과에 따른 보고서가 프린터(540)를 통하여 출력된다.When the
(3) 자동 제어 및 모니터링 방식에 따른 혼합가스 주입방법(3) Mixed gas injection method by automatic control and monitoring method
LNG저장탱크의 단열구역에 혼합가스를 주입하기 위해서는 상기의 건조공기(100) 주입방법과 추적가스(110) 주입방법을 병행하게 되며, 혼합기능의 감압탱 크(130)에서 혼합되어진 혼합가스를 혼합가스주입라인(140) 또는 가스주입/배기라인(150)을 통하여 [도 2]의 1차, 2차 단열구역(60)(70)에 주입하게 된다.In order to inject the mixed gas into the adiabatic zone of the LNG storage tank, the drying
[도 5]의 로컬컴퓨터(501)로 [도 7]의 압력설정 및 농도설정값(710)과 단열공간의 압력작업영역설정(711)이 이루어지면 [도 4]의 건조공기(100) 주입라인의 AGV1밸브(400), AGV2밸브(167)에 의하여 디지털유량계D1(410)의 유량이 조정되어지며, 추적가스(110) 주입라인의 AGV3밸브(430), AGV4밸브(166)가 조정되어 추적가스 유량제어범의(720)에 맞추어 혼합가스의 농도가 조정된다. 이때, 이러한 혼합가스의 농도는 1차적으로 디지털유량계D2(440)를 중심유량으로 하여 디지털유량계D1(410)과의 유량비율로 밸브를 조정하여 농도를 맞추고 2차적으로는 [도 4]의 가스농도측정기(480)에서 측정되어지는 농도값을 이용하여 디지털유량계D1(410)의 유량을 조정하여 농도를 높이고 낮출 수 있다.When the pressure setting and
여기서, 이러한 혼합가스의 주입 시에는 상기의 혼합가스주입라인(140)과 [도 3]의 HV1밸브(200)를 통해 가스분배기(210)에서 여러 라인으로 분리되는 혼합가스주입호스(220)를 이용하여 혼합가스를 LNG저장탱크 내 바닥부에 주입하는 방식, 또는 가스주입/배기라인(150)을 이용하여 2차 단열구역(70)은 SB1라인(390)을 이용하고 1차 단열구역(60)은 PB1라인(391)을 이용하는 방식을 사용할 수 있다.Here, when the mixed gas is injected, the mixed
한편, 혼합가스를 주입하는 과정에서 건조공기(100) 또는 추적가스(110) 둘 중 어느 하나라도 제대로 공급되지 않으면 공급압력이 높은 가스가 공급압력이 낯은 가스의 공급라인으로 역류하는 현상이 발생되는데, 이를 방지하기 위해 본 발명 은 [도 4]의 체크밸브(450)를 설치하여 이러한 역류현상을 방지하였다. 여기서, [도 4]의 체크밸브(450)는 배관의 기체를 한쪽 방향으로만 흐르게 해 주는 장비이다.On the other hand, if either of the
그리고 혼합가스를 주입한 후 헬륨누설검사 단계에서 단열구간의 압력을 +10mbar에서 +20mbar로 유지하는 경우 혼합가스는 시간이 경과함에 따라 가스원소의 비중차에 의하여 건조공기(100)와 추적가스(110)로 분리되는 현상이 나타난다. 이 문제를 해결하기 위하여 종래에는 추적가스(110)를 추가로 주입하였으므로 추적가스의 소모량이 많았었는데, 본 발명의 경우에는 [도 4]의 가스순환펌프(172)를 추가로 장착하여 단열구역의 가스를 계속적으로 순환시키므로 단열구역의 혼합가스의 농도가 전체적으로 고르게 분포될 수 있으며 또 그 상태가 계속적으로 유지될 수 있다.When the mixed gas is injected and the pressure of the insulation section is maintained at +10 mbar to +20 mbar during the helium leak inspection step, the mixed gas is dried
이러한 가스순환펌프(172)의 작동원리는 다음과 같다. [도 4]의 가스주입/배기라인(150)을 통해 단열구역의 가스를 흡입하고 [도 5]의 로컬컴퓨터(501)로 가스순환모드를 선정하면 [도 4]의 가스순환펌프(172)가 작동되고 AV1,4,5밸브(160)(163)(164)가 열리면서 혼합가스주입라인(140)을 통해 배기가 이루어지므로 혼합가스의 순환이 이루어지게 된다.The operation principle of the
(4) 가스주입시 과압방지장치(4) Overpressure prevention device for gas injection
한편, 상기의 건조공기(100) 또는 추적가스(110)를 주입하는 경우 단열공간 의 최대압력은 +25mbar를 넘지 않게 되어 있다. 이를 위하여 종래에는 물의 비중을 이용한 방법을 사용하였지만 진공 형성시 물이 단열구간으로 흡입되는 문제가 발생하여, 본 발명에서는 [도 3]의 PB2라인(381)과 SB2라인(380)에 체크밸브(451)를 장착함으로써 단열구역의 진공작업 시 과압방지장치(455)로부터 물이 단열구역으로 흡입되는 문제를 방지하였다.On the other hand, when the drying
한편, [도 2]의 1차, 2차 단열구역(60)(70)이 진공 상태에 있을 때 2차 단열구역(70)의 압력이 1차 단열구역(60)의 진공압보다 상승하게 되면 [도 3]의 체크밸브(370)가 개방되어 1차 단열구역(60)과 2차 단열구역(70)의 압력이 같게 되도록 함으로써 [도 2]의 2차 단열막(30)을 보호하게 된다.On the other hand, when the pressure of the
(5) 자동 제어 및 모니터링 방식에 따른 진공형성 방법(5) Vacuum forming method by automatic control and monitoring method
본 발명에서 LNG저장탱크의 단열구역의 진공형성 방법은 다음과 같다. [도 5]의 로컬컴퓨터(501)로 [도 6]의 압력설정값(610)을 입력하고 단열구역설정(620)을 선택하면, 주입/진공작업선택(660) 구간에서 압력설정값(610)과 선택되어진 단열구역설정(620)의 압력을 비교하여 압력설정값(610)이 낮으면 로컬컴퓨터(501)는 [도 8]의 진공형성작업로직에 의해 [도 2]의 1차, 2차 단열구역(60)(70) 중 단열구역설정(620)에서 선택되어진 단열구역에 대하여 진공형성을 수행하게 된다.Vacuum forming method of the insulation zone of the LNG storage tank in the present invention is as follows. When the
즉, [도 5]의 로컬컴퓨터(501)는 PLC(510)를 제어하여 제1,제2 진공펌프(170),(171)를 가동시키게 되며, [도 4]의 진공펌프온도센서(490)가 [도 8]의 진공펌프예열온도(810)에 도달하면 [도 4]의 진공펌프AV2,AV3밸브(161),(162)와 진공 펌프AV1밸브를 열어 가스주입/배기라인(150)을 통하여 단열구역의 가스가 강제배출 되도록 함으로써 진공형성을 시작하게 된다.That is, the
한편, 로컬컴퓨터(501)는 진공형성 작업중인 단열구간의 압력이 [도 6]의 압력설정값(610)과 같아지면 [도 4]의 진공펌프AV2,AV3밸브(161),(162)와 진공펌프AV1밸브를 닫아 배관의 기체흐름을 막으며 제1,제2 진공펌프(170),(171)를 정지시킨다. 그리고 검사단계의 완료되어진 공정작업 내용은 SMS발송서버(550)로 보내져 작업 관리자들에게 휴대폰으로 SMS가 발송되며 검사결과에 따른 보고서가 프린터(540)를 통하여 출력된다.On the other hand, the
(6) 작업 관리자의 안전성 및 편의성 증진(6) Promote safety and convenience of work manager
종래의 경우 압력 및 온도 측정데이터는 압력조정을 작업하는 담당자만 알고 있거나 무전기 또는 전화로써 상대방에게 일일이 연락을 해야만 했었다. 이 때문에 용접사 및 기타 작업자들이 단열구역의 진공 형성 유무를 제대로 인식하지 못하고 외벽(50)의 용접 및 가우징 작업이나 단열막(Membrane)의 용접 작업을 시행하는 바람에 단열재에 화재가 발생하여 그 피해와 재제작에 따른 납기지연이 발생하는 문제가 발생하였다.In the past, pressure and temperature measurement data were known only to the person working on the pressure adjustment or had to contact the other party by radio or telephone. For this reason, the welder and other workers are not aware of the vacuum formation of the insulation zone, and the insulation is fired due to the welding and gouging of the
본 발명은 이를 방지하고자 상기의 검사단계의 공정작업마다 [도 5]의 SMS발송서버(550)를 이용하여 선주 및 선급 등 각 검사단계의 검사를 행하는 사람과 기타 관련자 등 모든 사람에게 자동으로 SMS를 발송하여 이들이 압력 및 온도 측정데이터를 신속하게 습득할 수 있도록 하였다.In order to prevent this, the SMS is automatically sent to all persons including the person who performs the inspection of each inspection step such as the ship owner and the ship owner by using the
한편, [도 5]의 서버(540)에 접속할 수 있는 권한을 가진 자는 서버(540)와 네트워크로 연결된 컴퓨터를 이용하여 서버(540)에 접속함으로써 LNG선의 각 탱크 및 호선별 압력 및 온도 데이터를 실시간으로 확인할 수 있을 뿐만 아니라 그 이력데이터까지도 확인할 수 있으며, 보고서를 확인한 후 곧바로 전자서명을 할 수 있어 종래처럼 보고서를 가지고 서명자를 일일이 찾아가지 않아도 된다.On the other hand, the person who has the authority to access the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
[도 1]은 종래 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템을 나타내고 있다.Figure 1 shows a pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of a conventional LNG storage tank.
[도 2]는 LNG선 저장탱크 단열구역 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the LNG carrier storage tank insulation zone.
[도 3]은 LNG선 저장탱크 내 건조공기 및 혼합가스주입라인을 나타내고 있다.3 shows the dry air and mixed gas injection lines in the LNG carrier storage tank.
[도 4]는 본 발명에 따른 LNG저장탱크의 기밀검사를 위한 압력 및 온도 제어 모니터링시스템을 나타내고 있다.4 shows a pressure and temperature control monitoring system for airtight inspection of the LNG storage tank according to the present invention.
[도 5]는 [도 4]의 ‘압력 및 온도 제어 모니터링부’와 ‘서버 및 네트워크’를 보다 상세하게 도시하고 있다.FIG. 5 illustrates in more detail the 'pressure and temperature control monitoring unit' and 'server and network' of [FIG. 4].
[도 6]은 본 발명에 따른 건조공기 및 추적가스 주입 로직을 나타내고 있다.6 shows the drying air and tracer gas injection logic according to the present invention.
[도 7]은 본 발명에 따른 혼합가스 주입 로직을 나타내고 있다.7 illustrates a mixed gas injection logic in accordance with the present invention.
[도 8]은 본 발명에 따른 진공형성 작업 로직을 나타내고 있다.8 shows the vacuum forming operation logic according to the present invention.
Claims (5)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |