KR20130140770A - 액화가스 전달용 파이프라인 - Google Patents

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Abstract

액화가스 전달용 파이프라인은, 저온 절연 수단에 의해 에워싸이고 하위 표면(1)에 대해 지지되는 파이프(2)를 구비한다. 이 파이프(2)는 진동 파이프(4)에 의해 간격을 두고 둘러싸인다. 이 진동기(21)는 각각의 진동 파이프(4)에 부착된다.

Description

액화가스 전달용 파이프라인{Pipeline for conveying liquefied gas}
본 발명은 액화가스 전달용 파이프라인에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 LNG 탱커(tanker), 즉 액화 천연가스를 운송하기 위한 탱커에 관한 것이다.
이전 타입의 LNG 탱커는 온도가 0℃ 이상이거나 서리가 낀 바다에서만 이동되었다. 향후에는 액화가스 운송이 북극해에서도 이루어질 수 있을 것이다. 이러한 경우, 영하 50℃까지 내려가는 저온에서는 대기 습도가 높고 물안개도 발생하는데 그 결과 두꺼운 얼음층이 선박 갑판에 위치한 시스템에서 생긴다. 특히 이 점이 LNG 파이프라인의 단점이다. 파이프라인 상의 얼음층의 두께는 피팅(fitting)의 기능과 파이프라인의 내구력이 더 이상 얼음의 무게로 인해 보장되지 않는 결과를 야기한다.
미 육군 공병단 엔지니어 연구 및 개발 센터의 보고서 "해양 석유 작업 안전에 적용된 선루 얼음 방지 평가(Assessment of Superstructure Ice Protection as Applied to Offshore Oil Operation Safety)", 2008년 9월호 ERDC/CRREL TR-08-14 에는, 일반적으로 망치를 사용하여 파이프라인과 피팅 위에 있는 얼음을 제거한다고 기재되어있다. 이것은 상기 경우에 발생하는 손상을 피하기 위해 제안되었으며, 또 선박의 갑판 위에 위치한 부품을 플라스틱 판으로 둘러싸고 어떠한 형태의 진동을 이용하여 얼음을 제거하기 위해서는 상당한 노력이 필요하다. 이 기술은 불충분한 상태로 간주 된다.
따라서 본 발명의 목적은 파이프 상에서의 얼음의 형성을 방지하고 얼음제거를 용이하게 하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제 1항에 따라 이루어질 수 있다. 진동 파이프는 저온 절연 수단이 공급되고 액화가스를 운송하는데 사용되는 파이프를 간격을 두고 둘러싸고, 그 결과 공동(cavitiy)이 형성된다. 진동 파이프 자체는 얼음으로 뒤덮일 수 있으나, 진동을 이용하여 얼음을 제거할 수 있다. 진동 파이프는 청구항 제 1항에 따른 슬라이드 연결수단에 의해 서로 연결되는 부분에서만 구성되는데, 청구항 제 3항에 따르면 진동 파이프는 진동 파이프 연결 쉘로 구성될 수 있다. 청구항 제 4항에 따르면, 진동 파이프는 베어링수단에 의해 슬라이드 연결부분의 표면 아래에 지지 된다.
진동기에서 진동파이프로의 신뢰가능한 진동 전송은 청구항 제 5항에 따른 방법에 의해 보장된다. 진동의 생산과 전송의 장점은 청구항 제6항 내지 제 10항에 각각 나타난다.
따라서 이상에서 설명한 본 발명의 특징에 따르면, 파이프 상에서의 얼음의 형성을 방지하고 얼음을 용이하게 제거할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 다른 상세점 및 이점들은 도면을 참조하는 본 발명의 실시 형태에 대한 상세한 설명으로부터 잘 알 수 있을 것이다.
도 1은 진동 외피를 갖는 LNG 파이프라인을 나타낸 측면 종단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II 단면선에 따른 베어링 부분에 있는 파이프라인의 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 2의 III-III 단면선에 따른 베어링 부분에 있는 파이프라인의 종단면을 나타낸다.
도 4는 도 3의 IV-IV 단면선에 따른 베어링에 인접해 있는 파이프의 단면도를 나타낸다.
도 5는 도 4의 V 부분의 상세 도면이다.
도 6은 도 1의 VI-VI 단면선에 따른 진동링을 갖는 진동기 부분에 있는 파이프의 단면도를 나타낸다.
도 7은 도 6의 VII 부분의 상세 도면이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII 단면선에 따른 도 7의 VII 부분에 대한 상세 도면이다.
도 9는 파이프밴드를 갖는 파이프라인을 나타낸 평면도이다.
도 10은 파이프 분기선을 갖는 파이프라인을 나타낸 평면도이다.
도 11은 피팅을 갖는 파이프라인을 나타낸 측면종단면도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 선박 갑판(1) 위나 다른 표면 위에 놓여 있는 LNG 파이프라인은 절연재로 만들어진 저온 절연 수단(3)을 갖는 LNG 파이프(2)를 구비하며, 이는 외부에서 파이프(2) 내로 유입되는 열 유동(thermal flow)을 방지한다. 아래에서, 액화 천연가스를 전달하는 파이프에 대해 약어 LNG 파이프(2)가 사용될 것이다. LNG는 액화 천연 가스(Liquid Natural Gas)를 의미한다. 저온 절연 수단(3)에 의해 에워싸여진 LNG 파이프(2)는 진동 파이프(4)로 구성된 보호 파이프나 외피로 둘러싸이며, 예를 들어, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 파이프(4)는 저온 절연 수단(3)으로부터 반경 방향 간격을 두고 있어 공기로만 채워지는 실질적으로 고리 모양의 원통형 공동부(5)가 형성된다. 진동 파이프(4)와 LNG 파이프(2) 사이에는 물리적인 연결이 존재하지 않는다. 진동 파이프(4)는 도 4에 도시된 바와 같이 금속판으로 구성된 하프 쉘(6,7)로 형성되며, 이들 하프 쉘은 플랜지 연결부(8)에 의해 서로 연결된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하프 쉘(6,7)은 유한한 길이를 갖기 때문에 이들 하프 쉘은 각각의 경우 파이프 섹션 형상의 진동 파이프 연결 쉘(9)에 의해 서로 연결되며, 서로 연결되는 하프 쉘(6,7)로 형성되는 진동 파이프(4)의 각각의 부분은 시일링되어 슬라이딩 베어링 방식으로 안내된다. 진동 파이프 연결 쉘(9)은 플랜지 연결부(9c)에 의해 서로 연결되는 연결 하프 쉘(9a, 9b)로 이루어진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 연결 쉘(9)에서 안내되는 진동 파이프(4)의 섹션은 서로 간격을 두고 떨어져 있는 단부를 구비한다. 이러한 자유 공간에는 저온 절연 수단(3)에 의해 에워싸여진 LNG 파이프(2)를 위한 베어링(10)이 배치되며, 이 베어링의 하부 베어링 하프 쉘(11) 및 상부 베어링 하프 쉘(12)은, 금속판 자켓(3a)으로 에워싸여진 저온 절연 수단(3)을 둘러싸고 플랜지 연결부(10a)에 의해 서로 연결된다. 하부 베어링 하프 쉘(11)은 갑판(1) 위에서 베어링 슈(shoe)(13)에 의해 변위가능하게 지지된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 베어링 슈(13)는 얼음물 배출부(15)가 또한 제공되어 있는 연결 쉘(9)의 하부 개구(14)를 통과한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 하부 하프 링(16)과 상부 하프 링(17)으로 이루어진 진동기 링(18)은 진동 파이프(4)의 하프 쉘(6,7)에 단단히 연결되고, 각각의 경우 두 개의 베어링(10) 사이의 대략 중앙에 배치된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하프 쉘(6,7)과 하프 링(16,17)은 공통의 플랜지 연결부(19)로 서로 연결된다. 하프 링(16,17)과 하프 쉘(6,7) 사이에는 전체면(full-surface) 물리적 접촉이 생기는데, 이러한 접촉은 예컨대 금속 하프 링(16,17)으로 이루어진 하프 쉘(6,7)의 용접 연결부(20)에 의해 생긴다.(도 8 참고)
진동기 링(18)에는 진동기(21)가 배치되며, 이 진동기는 통상적인 상업용 압축 공기 진동기로 구성되며 지지판(22)에 단단히 부착되고, 이 지지판은 진동기 링(18)의 상부 하프 링(17)에 단단히 진동 연결되어 있다. 그러므로 진동기(21)의 진동이 진동기 링(18)에 전달된다. 진동기(21)는 보호 하우징인 진동기 하우징(23)으로 둘러싸인다. 진동기(21)의 압축공기 공급은, 공동부(5)에 위치하고 전체 파이프라인을 통해 안내되는 압축공기 주 라인(24)에 의해 이루어진다. 압축공기 연결라인(25)은 각각의 진동기(21)까지 이른다. 배기 라인(26)은 진동기(21)로부터 외부 공기 중으로 이어져 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 진동기 링(18) 및 특히 하부 하프 링(16)은 고무버퍼(27)로 이루어진 베어링(28)에 의해 갑판(1)에서 지지되며, 고무 버퍼(27)는 진동기 링(18)의 하부 하프 링(16)에 부착되는 하부 지지판(29)에 지지된다.
각각의 경우 LNG 파이프(2)의 서로 인접하는 베어링(10)들 사이, 다시 말해 두 개의 서로 인접하는 진동 파이프 연결 쉘(9) 사이에는 진동부(30)가 위치하는데, 이 진동부는 실질적으로 전술한 진동 파이프(4)의 상응하는 섹션과 진동기 링(18)을 갖는 진동기(21) 그리고 관련된 세부 요소들을 포함한다. 이러한 종류의 진동부(30)는 그의 중앙에서 진동기 링(18)과 베어링(28)에 의해 지지된다.
파이프 곡부(31)가 파이프라인 도중에 제공되는 경우, LNG 파이프(2)의 베어링(10)이 파이프 곡부(31)의 일 측에 제공된다. 파이프 곡부(31)에 따라 굽은 진동 파이프(32)에 의한 LNG 파이프(10)의 외피는 그의 단부에서 각각의 경우 다시 말해 진동 파이프 연결 쉘(9)의 영역에서 처럼 슬라이딩 베어링(33,34)으로 되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 진동기 링(18)을 갖는 진동기(21)는 휘어진 진동 파이프(32)의 두 단부(35,36)에 바로 인접하여 직선형 파이프라인 섹션에 배치된다.
도 10에 따르면, LNG 파이프라인(1)이 파이프 브랜치(37), 소위 말해 T-피스를 갖고 있는 경우, 대응 파이프 브랜치 진동 파이프(38)는 3개의 모든 단부(39, 40, 41)에서 기본적으로 슬라이딩 베어링(42,43,44) 처럼 구성된다. 진동기(21)와 함께 진동기 링(18)은 진동 파이프(4)와 두 브랜치 진동 파이프(4a,4b)에서 3개의 모든 단부(39,40,41)에 인접해 배치된다. 파이프 브랜치 진동 파이프(38)는 LNG 파이프(2)에 인접한 단부(39)의 일 영역에서 베어링(10)에 의해 지지된다.
도 11에 따르면, 피팅(45), 다시 말해 밸브나 슬라이드가 LNG 파이프(2)에 배치되고, 피팅(45)을 둘러싸는 절연 하우징(46)의 두 단부에는 각각의 경우, 피팅 진동 파이프(47,48)가 제공되고, 이들 피팅 진동 파이프는 인접한 진동 파이프(4)를 슬라이딩 베어링(49,50) 방식으로 수용한다. 두 피팅 진동 파이프(47,48)는 각각의 경우 갑판(1)에서 베어링(10)에 의해 지지된다. 진동기(21)와 함께 진동기 링(18)은 피팅 진동 파이프(47,48) 안으로 열려 있는 진동 파이프(4) 상의 그 피팅 진동 파이프의 단부(51,52)에 인접하여 제공되고, 그래서 중공의 절연 하우징(46)이 진동될 수 있다. 피팅(45)을 작동시키기 위해 절연 하우징(46)은 제거가능한 뚜껑(53)을 구비한다.
진동기(21)를 작동시킴으로써, 진동 파이프(4)와 선택적인 휘어진 진동 파이프(32) 또는 선택적인 파이프 브랜치(37)와 파이프 브랜치 진동 파이프(38)와 선택적인 절연 하우징(46)이 진동되고, 이리하여 그 위에 있는 얼음이 방출되거나 제거된다.
2: 파이프
3 : 저온 절연 수단
4 : 진동 파이프
5 : 공동
6,7 : 하프 쉘
8 : 플랜지 연결부
9a,9b : 연결 하프 쉘
9c,10a : 플랜지 연결부
10, 28, 33, 34 : 베어링
16, 17 : 하프 링
18 : 진동링
19 : 공통 플랜지 연결부
21 : 진동기
23 : 진동기 하우징
25 : 연결 라인
27 : 고무 버퍼
29 : 하부 지지판
30 : 진동부
31 : 파이프 곡부
32 : 진동 파이프
37 : 파이프 브랜치
38 : 진동 파이프
45 : 피팅
46 : 절연 하우징
47, 48 : 피팅 진동 파이프
49, 50 : 슬라이딩 베어링

Claims (10)

  1. 저온 절연 수단(3)에 의해 에워싸이고 하위 표면에 대해 지지되는 파이프(2)와,
    간격을 두고 상기 파이프(2)를 둘러싸는 진동 파이프(4)와, 및
    상기 각각의 진동 파이프(4)에 부착되는 진동기(21)를 구비하는 액화가스 전달용 파이프라인.
  2. 제 1 항에 있어서,
    서로 인접하는 상기 진동 파이프(4)는 슬라이드 연결부에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 파이프라인.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 슬라이드 연결부는 진동 파이프 연결 쉘(9)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이프라인.
  4. 제 2항 또는 3항에 있어서,
    상기 저온 절연 수단(3)을 갖는 상기 파이프(2)는 슬라이드 연결부의 개구(14)를 통과하는 베어링(10)에 의해 상기 하위 표면에 지지되는 것을 특징으로 하는 파이프라인.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각각의 진동기(21)는 진동기 링(18)에 의해 상기 진동 파이프(4)에 부착되는 것을 특징으로 하는 파이프라인.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 진동기 링(18)은 진동 전달 연결로 상기 진동 파이프(4)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 파이프라인.
  7. 제 1항 내지 6항 중 임의의 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동 파이프(4)는 댐핑 베어링(28)에 의해 하위 표면에 지지되는 것을 특징으로 갖는 파이프라인.
  8. 제 5항 및 7항에 있어서,
    상기 진동기 링(18)은 댐핑 베어링(28)에서 지지되는 것을 특징으로 하는 파이프라인.
  9. 제 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동기(21)는 압축 공기 진동기로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이프라인.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 진동기(21)에 대한 공급을 위한 압축공기 주 라인(24)이 상기 저온 절연 수단(3)을 갖는 파이프(2)와 상기 진동 파이프(4) 사이에 있는 공동부(5)에 배치되는 것을 특징으로 하는 파이프라인.
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