KR20130022836A

KR20130022836A - 액화천연가스 배관용 온도 측정장치

Info

Publication number: KR20130022836A
Application number: KR1020110085791A
Authority: KR
Inventors: 이상원
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2013-03-07

Abstract

본 발명은 액화천연가스를 운반하는 배관부재의 외부 표면에 내부 온도를 계측할 수 있는 온도 센서를 설치함으로써 배관부재의 내부에서 발생되는 액화천연가스의 열 응력과 유체 진동으로부터 기인하는 계측장비의 파손을 방지하고, 특히 온도 계측장비의 파손으로부터 기인하는 화물 수송을 불가능하게 하는 문제를 해소할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 액화천연가스를 운반하는 배관부재(10)에 설치되어 내부의 온도를 측정하는 장치로서, 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 설치되어 내부 온도를 계측하는 온도 센서(12), 상기 온도 센서(12)를 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 고정시키는 부착 수단(14)을 구비한다.

Description

액화천연가스 배관용 온도 측정장치{Temperature measuring device for LNG pipe}

본 발명은 액화천연가스 배관용 온도 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도 계측을 위한 센서를 배관부재의 외부에 설치하여 배관 내에서 액화천연가스에 의한 열 응력 및 유체 진동으로 인한 온도 계측설비의 파손을 방지함과 더불어 설비의 파손에 따른 화물 수송을 불가능하게 하는 문제를 해소할 수 있도록 하는 액화천연가스 배관용 온도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)는 대기압의 조건에서 비등점이 섭씨 -162도 정도인 초저온 액체로서 가격에 비해 열량이 우수하고 연소 후 배출되는 유해 성분의 측면에서도 유리하기 때문에 석유를 대체할 수 있는 새로운 에너지 자원으로 각광받고 있는 실정이다.

이러한 액화천연가스를 운반하는 선박은 해상에 위치한 채굴설비로부터 채굴된 액화천연가스를 선적하고 다시 선적된 액화천연가스를 육상의 처리시설로 제공하기 위한 목적으로 각종 배관부재를 구비한다. 또한, 액화천연가스의 기화에 따른 문제 발생을 사전에 차단하기 위해 배관부재 내의 온도를 계측하기 위한 온도 측정장치를 별도로 구비한다.

이와 같은 기능을 수행하는 종래 액화천연가스 배관용 온도 측정장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 액화천연가스의 운반을 위한 배관부재(51)를 외부에서 내부를 향해 관통하도록 설치되어 고정되는 보스(Boss; 53), 상기 보스(53)를 통해 상기 배관부재(51)의 내부로 삽입되어 배관부재(51)의 내부에서 유동하는 액화천연가스와 직접 접촉하도록 설치되는 써머웰(Thermowell; 55), 및 상기 써머웰(55)의 내부 공간으로 삽입되도록 설치되어 상기 배관부재(51)의 내부 온도를 간접적으로 측정하는 온도 센서(도시안됨)를 구비한다. 즉, 상기 써머웰(55)은 배관부재(51)의 외부에서 내부를 향해 삽입되는 중공형상의 부재로서 내부에 위치하는 온도 센서를 보호하기 위한 일종의 센서 보호관에 해당하는 것이다. 이러한 구조의 종래 배관용 온도 측정장치는 대한민국 실용신안등록출원 20-2002-0010357호로 개시된 바와 유사하다.

그런데, 상기와 같은 구성의 종래 액화천연가스 배관용 온도 측정장치에서는 배관부재(51)의 내부로 삽입되는 형태의 보스(53)를 배관부재(51)의 외부에 별도로 설치해야 하고, 특히 상기 보스(53)를 배관부재(51)의 내부로 삽입되는 써머웰(55)을 매개로 온도 센서를 설치해야 한다.

이에 따라, 종래에는 상기 배관부재(51)의 내부로 설치되는 써머웰(55)이 액화천연가스에 의한 열 응력 및 유체 진동에 의해 파손되어 온도의 계측을 불가능하게 하는 문제를 빈번하게 초래할 뿐만 아니라, 파손된 써머웰(55)의 파편들은 탱크 내에 구비된 카고 펌프의 임펠러로 유입되어 임펠러를 손상시키고, 특히 탱크의 내부로 유입된 파편의 일부는 탱크 내부의 손상을 초래하기도 한다. 즉, 파손된 써머웰(55)의 파편중 탱크의 내부로 유입된 일부는 극저온 상태의 액화천연가스를 단열처리로서 열손실을 차단시킨 상태로 저장하기 위해 탱크의 내부 구조물을 형성하는 멤브레인 금속패널에 대한 손상을 유발할 수도 있다.

이 결과, 종래에는 상기 써머웰(55)의 파손에 따른 잦은 정비로 인한 번거러움이 수반되는 문제와 함께, 파손된 써머웰(55)의 파편에 의한 단열 탱크의 손상시에는 멤브레인 금속패널에 대한 보수를 위해 반드시 액화천연가스 운반선을 육상의 정비 시설물로 재 입고시켜 수리해야 하므로 많은 비용과 정비 시수의 소요를 초래하는 문제를 유발하게 된다.

대한민국 실용신안등록출원 20-2002-0010357호, 온도 센서 하우징

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 액화천연가스를 운반하는 배관부재의 외부 표면에 내부 온도를 계측할 수 있는 온도 센서를 설치함으로써 배관부재의 내부에서 발생되는 액화천연가스의 열 응력과 유체 진동으로부터 기인하는 계측장비의 파손을 방지하고, 특히 온도 계측장비의 파손으로부터 기인하는 화물 수송을 불가능하게 하는 문제를 해소할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 액화천연가스를 운반하는 배관부재에 설치되어 내부의 온도를 측정하는 장치로서, 상기 배관부재의 외부 표면에 설치되어 내부 온도를 계측하는 온도 센서, 상기 온도 센서를 상기 배관부재의 외부 표면에 고정시키는 부착 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 배관용 온도 측정장치를 제시한다.

본 발명에 있어, 상기 부착 수단은 상기 배관부재의 외부 표면에 대해 상기 온도 센서를 고정시키기 위해 상기 온도 센서의 배면과 상기 배관부재의 외부 표면 사이에 도포되는 접착제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 부착 수단은 상기 배관부재의 외부 표면에 대해 상기 온도 센서를 고정시키기 위해 상기 배관부재의 외부 표면의 전 둘레를 감싸도록 설치되어 상기 온도 센서를 상기 배관부재의 외부 표면에 고정하는 밴드 클램프로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 온도 센서로부터 측정된 온도 정보를 외부로 출력하기 위한 릴레이 터미널을 더 포함하고, 상기 릴레이 터미널은 상기 배관부재의 외부 표면에 고정되는 피팅부재에 설치되며, 상기 릴레이 터미널은 상기 온도 센서와 신호 출력용 케이블을 매개로 연결되어 온도 정보를 외부로 전송하고, 상기 신호 출력용 케이블은 상기 피팅부재에 대해 결속부재를 매개로 고정되어 지지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 액화천연가스의 하역을 위한 배관부재의 외부 표면에 내부 온도의 계측을 위한 외장형 온도 센서를 설치함으로써 배관부재의 내부에서 발생되는 액화천연가스의 열 응력과 유체 진동으로부터 기인하는 써머웰의 파손 및 써머웰의 파손으로부터 기인하는 탱크 내 카고 펌프의 임펠러 손상과 함께 단열 탱크의 손상에 따른 화물 수송을 불가능하게 하는 문제의 발생을 원천적으로 배제할 수 있게 된다.

도 1은 종래 액화천연가스 배관용 온도 측정장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 액화천연가스 배관용 온도 측정장치의 구성을 도시한 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2를 참조로 하면, 본 발명의 온도 측정장치는 액화천연가스의 운반을 위한 배관부재(10)의 외부에 설치되는 온도 센서(12)와, 상기 온도 센서(12)를 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 대해 고정시키기 위한 부착 수단(14)으로 구성된다.

상기 온도 센서(12)는 배관부재(10)의 외부 표면에 패치 타입으로 부착되어 온도의 변화에 따라 변화하는 배관부재(10)에 대한 전기 저항의 검출을 통해 내부의 온도를 센싱하는 측온 저항체와 같은 공지의 온도측정용 소자로 이루어진다.

상기 부착 수단(14)은 상기 온도 센서(12)의 배면과 상기 배관부재(10)의 외부 표면 사이에 도포되어 상기 온도 센서(12)를 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 대해 견고하게 고정시키는 접착제(14a)로 구현할 수 있다. 또한, 상기 부착 수단(14)은 상기 배관부재(10)의 외부 표면의 전 둘레에 걸쳐 이를 감싸도록 설치되어 상기 온도 센서(12)를 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 대해 견고하게 고정시키는 링형상의 밴드 클램프(14b)로 구현할 수도 있다.

한편, 본 발명의 액화천연가스 배관용 온도 측정장치는 상기 온도 센서(12)로부터 측정된 온도 정보를 외부로 출력함으로써 선박의 조종실 내부에 위치한 중앙 콘솔에서 상기 배관부재(10)의 내부 온도변화를 실시간으로 감시 또는 계측할 수 있게 해 주는 릴레이 터미널(16)을 구비한다. 이 경우, 상기 릴레이 터미널(16)은 상기 온도 센서(12)와 신호 출력용 케이블(18)을 매개로 연결되어 온도 정보를 외부로 출력하게 된다.

또한, 상기 릴레이 터미널(16)은 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 별도로 고정되는 돌출된 형태의 피팅부재(20)를 매개로 견고하게 지지될 수 있는 바, 이때, 상기 신호 출력용 케이블(18)은 밴드 케이블과 같은 형태의 별도의 결속부재(22)를 매개로 상기 피팅부재(20)의 외주면에 대해 보다 견고하게 고정될 수 있다.

아울러, 상기 배관부재(10)는 상기 온도 센서(12)와 상기 피팅부재(20)의 설치 공간을 제외한 나머지 부위의 외주면에 대해 절연재(24)를 장착함으로써, 외기에 의한 영향을 최소화하게 된다.

따라서 본 발명에 따른 액화천연가스 배관용 온도 측정장치는 액화천연가스의 이송을 위한 배관부재(10)의 외부에 별도의 부착 수단(14)을 매개로 온도 센서(12)를 설치하고, 상기 온도 센서(12)로부터 계측된 온도 정보를 릴레이 터미널(16)과 신호 출력용 케이블(18)을 매개로 선박의 조종실 내부로 실시간으로 전송할 수 있게 된다.

이 경우 본 발명은 액화천연가스용 배관부재(10)에 대한 온도 계측을 위해 종래와 같이 배관부재(10)의 내부로 온도 센서의 설치를 위한 써머웰을 삽입하는 구조를 채택하지 않아도 되므로, 상기 배관부재(10)의 내부에서 발생하는 액화천연가스에 의한 열 응력이나 유체 진동에 의한 써머웰의 파손 문제를 원천적으로 배제할 수 있게 된다.

이 결과, 본 발명은 써머웰의 파손에 따라 수반되는 액화천연가스의 저장을 위한 탱크 내에 구비되는 카고 펌프의 임펠러에 대한 손상 및 탱크의 내부로 유입되어 단열 탱크의 손상으로부터 기인하는 화물의 수송을 불가능하게 하는 문제점을 해소할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명은 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 대해 접착제(14a)나 밴드 클램프(14b) 등의 부착 수단(14)을 통해 온도 센서(12)를 패치타입의 외장형의 형태로 보다 간편하게 설치할 수 있고, 특히 종래 열 응력이나 유체 진동에 의한 써머웰의 파손으로부터 초래되는 온도 계측의 불가와 함께 단열 탱크의 손상으로부터 기인하는 화물의 수송 불가에 대한 문제 해소 및 단열 탱크에 대한 보수를 위해 액화천연가스 운반선을 육상의 유지 및 보수 시설물로 재 입고시켜 수리하는 데 소요되는 많은 시수의 투입을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-배관부재 12-온도 센서
14-부착수단 16-릴레이 터미널
18-케이블 20-피팅부재
22-결속부재 24-절연재

Claims

액화천연가스를 운반하는 배관부재(10)에 설치되어 내부의 온도를 측정하는 장치로서,
상기 배관부재(10)의 외부 표면에 설치되어 내부 온도를 계측하는 온도 센서(12), 상기 온도 센서(12)를 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 고정시키는 부착 수단(14)을 구비하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 배관용 온도 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 부착 수단(14)은 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 대해 상기 온도 센서(12)를 고정시키기 위해 상기 온도 센서(12)의 배면과 상기 배관부재(10)의 외부 표면 사이에 도포되는 접착제(14a)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 배관용 온도 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 부착 수단(14)은 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 대해 상기 온도 센서(12)를 고정시키기 위해 상기 배관부재(10)의 외부 표면의 전 둘레를 감싸도록 설치되어 상기 온도 센서(12)를 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 고정하는 밴드 클램프(14b)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 배관용 온도 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 온도 센서(12)로부터 측정된 온도 정보를 외부로 출력하기 위한 릴레이 터미널(16)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 배관용 온도 측정장치.
청구항 4에 있어서,
상기 릴레이 터미널(16)은 상기 배관부재(10)의 외부 표면에 고정되는 피팅부재(20)에 설치되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 배관용 온도 측정장치.
청구항 5에 있어서,
상기 릴레이 터미널(16)은 상기 온도 센서(12)와 신호 출력용 케이블(18)을 매개로 연결되어 온도 정보를 외부로 전송하고, 상기 신호 출력용 케이블(18)은 상기 피팅부재(20)에 대해 결속부재(22)를 매개로 고정되어 지지되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 배관용 온도 측정장치.