KR20150003953A

KR20150003953A - Ｌｎｇ 탱크 누설 검지 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20150003953A
Application number: KR1020130076415A
Authority: KR
Inventors: 박진규; 허만주; 주승채; 문을석; 이현호
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2015-01-12
Also published as: KR101809534B1

Abstract

본 발명은 LNG 탱크 누설 검지 시스템에 관한 것으로서, 제1 단열막(11), 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제1 단열재(12), 제2 단열막(13), 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제2 단열재(14) 및 외벽(15)이 순차 적층되어 이루어진 LNG 탱크(10)의 누설을 검지하기 위한 시스템(100)으로서, 상기 제1 단열재(12)와 제2 단열막(13)의 사이에 제1 단열재(12)를 이루는 각각의 단위블록을 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 배열되는 제1 누설 검지 밴드(110)와; 상기 제1 누설 검지 밴드(110)의 장력변화 또는 끊김을 검지하는 제1 누설 검지 센서(120)와; 상기 제2 단열재(14)와 외벽(15)의 사이에 제2 단열재(14)를 이루는 각각의 단위블록을 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 배열되는 제2 누설 검지 밴드(130)와; 상기 제2 누설 검지 밴드(130)의 장력변화 또는 끊김을 검지하는 제2 누설 검지 센서(140)와; 상기 제1,2 누설 검지 센서(140,150)에서의 밴드 장력변화 또는 끊김 검지 시 검지된 위치 정보를 출력하는 누설 검지 패널(150)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 수리 조선소로 이동하여 탱크를 비운 상태에서 LNG 탱크에 트레이서 가스를 주입하여 가스 디텍터로 누설 위치를 찾아내지 않고서도 LNG 탱크 단열막의 어느 위치에서 LNG가 누설되는지를 정확하게 검지할 수 있으므로 누설 위치를 찾기 위한 시간과 비용을 크게 절감할 수 있다.

Description

ＬＮＧ 탱크 누설 검지 시스템 및 방법{LEAK DETECTION SYSTEM AND METHOD OF LNG TANK}

본 발명은 LNG 탱크 누설 검지 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 LNG 탱크 단열막의 결함 또는 손상으로 인한 LNG 누설을 검지할 수 있는 LNG 탱크 누설 검지 시스템 및 방법에 관한 것이다.

천연가스의 주요성분은 80∼85%가 메탄(CH₄) 가스로 되어 있고 공해물질의 함량이 지극히 적다는 이점 때문에 에너지원으로서 이용가치를 높이 평가받고 있다. 또한 천연가스를 액화하는 과정에서 먼지제거, 탈유, 탈탄산, 탈수 등의 전처리를 하기 때문에 연소시에 아류산 가스가 발생하지 않고 질소탄화물의 발생이 적고 또한 CO₂ 발생량이 다른 화석연료에 비해 훨씬 적어서 청정 에너지라고 한다.

이와 같이, 천연가스가 에너지 자원으로 등장함에 따라 국내에서도 LNG 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 그런데, 천연가스를 에너지로 이용하기 위해서는 생산기지로부터 수요지와 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송수단이 필요하다.

LNG의 운송 수단으로는 크게 파이프 라인을 이용하는 방법과 LNG 운반선을 이용하는 방법을 들 수 있다. LNG 운반선의 경우, 고압용기 즉, LNG 탱크내에 -163℃ 이하의 초저온 상태로 LNG를 저장 운반하도록 설계된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 멤브레인(Membrane) 타입의 LNG 탱크(10)는 통상적으로 제1 단열막(11), 제1 단열재(12), 제2 단열막(13), 제2 단열재(14) 및 외벽(15)이 순차 적층되어 이루어지는데, 수시로 제1,2 단열막(11,13)에서의 누설 여부를 검지해야 한다.

그런데, 종래의 LNG 누설 검지 시스템의 경우, 일정한 주기로 제1,2 단열막(11,13)의 누설 여부를 검지하는 가스 샘플링 시스템으로서 제1,2 단열막(11,13)에서의 가스 누설 여부만 판단이 가능하고, 구체적으로 어느 위치에서 LNG 누설이 발생되는지를 확인할 수 없다. 따라서, LNG 운반선의 LNG 탱크(10)에서 LNG 누설이 발생되는 경우, 수리 조선소로 이동하여 LNG 탱크(10)를 다 비워내고 여러 절차를 거쳐 LNG 탱크(10)에 트레이서 가스를 주입하여 가스 디텍터로 누설 위치를 찾아내서 수리하게 되는데. LNG 누설 위치를 완벽히 찾는데 상당한 어려움이 따름에 따라 많은 시간과 비용이 요구되어 경제적인 손해가 크게 발생한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNG 탱크내의 LNG가 단열막의 결함 또는 손상으로 누설되는 경우 단열막의 어느 위치에서 LNG가 누설되는지를 정확하게 검지할 수 있는 LNG 탱크 누설 검지 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 LNG 탱크 누설 검지 시스템은, 제1 단열막, 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제1 단열재, 제2 단열막, 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제2 단열재 및 외벽이 순차 적층되어 이루어진 LNG 탱크의 누설을 검지하기 위한 시스템으로서, 상기 제1 단열재와 제2 단열막의 사이에 제1 단열재를 이루는 각각의 단위블록을 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 배열되는 제1 누설 검지 밴드와; 상기 제1 누설 검지 밴드의 장력변화 또는 끊김을 검지하는 제1 누설 검지 센서와; 상기 제2 단열재와 외벽의 사이에 제2 단열재를 이루는 각각의 단위블록을 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 배열되는 제2 누설 검지 밴드와; 상기 제2 누설 검지 밴드의 장력변화 또는 끊김을 검지하는 제2 누설 검지 센서와; 상기 제1,2 누설 검지 센서에서의 밴드 장력변화 또는 끊김 검지 시 LNG 누설과 검지된 해당 위치 정보를 출력하는 누설 검지 패널을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 제1,2 누설 검지 밴드는 온도 변화에 따라 수축 팽창하는 합성 고무, 실리콘 테프론 또는 특수 합금으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1,2 누설 검지 센서는 와이어 스트레인 게이지로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1,2 누설 검지 센서는 상기 제1 누설 검지 밴드의 양 끝단에 연결되어 일정 장력 이상이 가해지면 끊어지는 스프링 형태의 코일이나 텐션 로프의 고정체로 구성될 수 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 LNG 탱크 누설 검지 방법은, 제1 단열막, 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제1 단열재, 제2 단열막, 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제2 단열재 및 외벽이 순차 적층되어 이루어진 LNG 탱크의 누설을 검지하기 위한 방법으로서, 제1 단열재와 제2 단열막, 제2 단열재와 외벽의 사이에 각각 제1,2 단열재를 이루는 각각의 단위블록을 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 온도 변화에 따라 수축 팽창하는 합성 고무, 실리콘 테프론 또는 특수 합금으로 구성된 누설 검지 밴드를 배열한 후, LNG 탱크에 저장된 LNG가 제1,2 단열막의 결함 또는 손상으로 누설되어 누설 검지 밴드와의 접촉으로 밴드의 장력 변화 또는 끊김 발생 시 이를 검지하여 LNG 누설과 검지된 해당 위치 정보를 출력함으로써 LNG 탱크의 누설을 검지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, LNG 운반선을 수리 조선소로 이동하여 LNG 탱크를 비운 상태에서 LNG 탱크에 트레이서 가스를 주입하여 가스 디텍터로 LNG 누설 위치를 찾아내는 종래와 달리, LNG 운반선의 이동없이 LNG 탱크 단열막의 어느 위치에서 LNG가 누설되는지를 정확하게 검지할 수 있으므로 LNG 누설 위치를 찾기 위한 시간과 비용을 크게 절감할 수 있다. 따라서, LNG 운반선의 운항중에도 효율적으로 LNG 탱크 관리가 가능하다.

도 1은 LNG 운반선의 LNG 탱크 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 LNG 탱크 누설 검지 시스템의 설치 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 기계식 누설 검지 센서의 사용 상태도.
도 4는 본 발명에 따른 누설 검지 밴드의 배열을 나타내는 개념도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 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.

도 2는 본 발명에 따른 LNG 탱크 누설 검지 시스템의 설치 개념도, 도 3은 본 발명에 따른 기계식 누설 검지 센서의 사용 상태도, 도 4는 본 발명에 따른 누설 검지 밴드의 배열을 나타내는 개념도이다.

본 발명에 따른 LNG 탱크 누설 검지 시스템은 LNG 탱크내의 -163℃ 이하의 극저온 LNG가 단열막의 결함 또는 손상으로 누설되는 경우, 단열막의 어느 위치에서 LNG가 누설되는지를 정확하게 검지할 수 있도록 된 것을 그 기술적 요지로 한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 LNG 탱크 누설 검지 시스템(100)은, 제1 단열막(11), 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제1 단열재(12), 제2 단열막(13), 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제2 단열재(14) 및 외벽(15)이 순차 적층되어 이루어진 LNG 탱크(10)의 누설을 검지하기 위한 시스템으로서, 크게 제1 누설 검지 밴드(110), 제1 누설 검지 센서(120), 제2 누설 검지 밴드(130), 제2 누설 검지 센서(140) 및 누설 검지 패널(150)을 포함하여 이루어진다. 이때, 각 부품들은 방폭형인 것이 바람직하다.

상기 제1 누설 검지 밴드(110)는 상기 제1 단열재(12)와 제2 단열막(13)의 사이에 제1 단열재(12)를 이루는 각각의 단위블록을 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 배열된다. 즉, 제1 단열막(11)의 어느 위치에서 LNG가 누설되는지를 검지할 수 있도록 격자형으로 배열되는 것이다.

상기 제1 누설 검지 센서(120)는 상기 제1 누설 검지 밴드(110)의 장력변화 또는 끊김을 검지할 수 있도록 설치된다.

상기 제2 누설 검지 밴드(130)는 상기 제1 누설 검지 밴드(110)와 마찬가지로 상기 제2 단열재(14)와 외벽(15)의 사이에 제2 단열재(14)를 이루는 각각의 단위블록을 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 배열된다. 즉, 제2 단열막(13)의 어느 위치에서 LNG가 누설되는지를 검지할 수 있도록 격자형으로 배열되는 것이다.

상기 제2 누설 검지 센서(140)는 상기 제1 누설 검지 센서(120)와 마찬가지로 제2 누설 검지 밴드(130)의 장력변화 또는 끊김을 검지할 수 있도록 설치된다.

상기 누설 검지 패널(150)은 Local이나 CCR(Cargo Control Room)에 설치될 수 있는데, 상기 제1,2 누설 검지 센서(140,150)에서의 밴드 장력변화 또는 끊김이 검지되면 LNG 누설과 검지된 해당 위치 정보를 출력한다. 즉, 해당 위치에서 LNG가 누설되고 있다는 것을 음성으로 알리거나 영상으로 표시한다.

한편, 상기 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)는 구체적으로 LNG 가스 누설에 따른 온도 변화에 따라 용이하게 수축 팽창하는 합성 고무, 실리콘 테프론(Teflon) 또는 알루미늄 합금을 비롯한 특수 합금 등의 금속으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제1,2 누설 검지 센서(120,140)는 구체적으로 와이어 스트레인 게이지(wire strain gauge)로 구성되어, 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)가 누설되는 LNG와 접촉 시 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)의 장력 변화나 끊어짐을 감지하여 LNG 누설 신호를 발생시킬 수 있다.

또는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2 누설 검지 센서(120,140)는 구체적으로 상기 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)의 양 끝단에 연결되어 일정 장력 이상이 가해질 경우에 끊어지는 스프링 형태의 코일이나 텐션 로프 등의 고정체로 구성되어, 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)가 누설되는 LNG와 접촉 시 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)의 장력 변화로 고정체가 끊어지면서 고정체에 연결된 접점이 붙어 LNG 누설 신호를 발생시킬 수 있다.

이하, 도 4를 참조하면서 본 발명에 따른 LNG 탱크 누설 검지 시스템(100)의 작용을 설명하기로 한다. 제1,2 단열재(12,14)는 일정 크기의 단위블록 형태로 조립되며 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)는 제1,2 단열재(12,14)의 하부에 위치하여 단위블록 형태인 제1,2 단열재(12,14)를 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 배열된다. 이때, 가로로 위치한 각각의 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)는 설명의 편의를 위해 영어 알파벳 가로열 NO.를 가지며 세로로 위치한 각각의 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)는 숫자 세로열 NO.를 가질 수 있다.

따라서, 가로 세로의 위치 NO.가 부여된 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)가 일정크기의 제1,2 단열재(12,14) 하부에 위치하여 각각의 제1,2 단열재(12,14) 크기만큼의 누설 검지 영역을 갖게 되어 LNG가 제1,2 단열막(11,13)의 손상으로 누설 시 제1,2 단열재(12,14)를 통하여 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)와 접촉되어 제1,2 단열막(11,13)의 어느 위치에서 누설이 발생하는지 쉽게 알 수 있다.

예로서 도 4에 표시된 a에서 제1,2 단열막(11,13)의 손상으로 LNG가 누설되는 경우, a에 위치한 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)가 누설된 LNG와 접촉하여 장력 변화 또는 끊어지게 되어 제1,2 누설 검지 센서(120,140)에서 이를 감지하여 누설 검지 패널(150)에서 LNG 누설 신호를 발생시킬 뿐만 아니라 누설 위치가 (B,2)처럼 좌표정보로 표시되어 LNG 누설 위치를 용이하게 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제1 단열재(12)와 제2 단열막(13), 제2 단열재(14)와 외벽(15)의 사이에 각각 제1,2 단열재(12,14)를 이루는 각각의 단위블록을 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 온도 변화에 따라 수축 팽창하는 합성 고무, 실리콘 테프론 또는 특수 합금 등으로 구성된 누설 검지 밴드를 적절히 배열한 후, LNG 탱크(10)에 저장된 LNG가 제1,2 단열막(11,13)의 결함 또는 손상으로 누설됨에 따라 누설 검지 밴드와의 접촉으로 밴드의 장력 변화 또는 끊김이 발생하게 되면, 이를 검지하여 LNG 누설과 검지된 해당 위치 정보를 출력하여 LNG 누설을 검지함으로써 LNG 탱크의 누설을 검지할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 LNG 탱크 누설 검지 시스템 및 방법을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

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.

10 : LNG 탱크 11 : 제1 단열막
12 : 제1 단열재 13 : 제2 단열막
14 : 제2 단열재 15 : 외벽
100 : 누설 검지 시스템 110 : 제1 누설 검지 밴드
120 : 제1 누설 검지 센서 130 : 제2 누설 검지 밴드
140 : 제2 누설 검지 센서 150 : 누설 검지 패널

Claims

제1 단열막(11), 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제1 단열재(12), 제2 단열막(13), 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제2 단열재(14) 및 외벽(15)이 순차 적층되어 이루어진 LNG 탱크(10)의 누설을 검지하기 위한 시스템(100)으로서,
상기 제1 단열재(12)와 제2 단열막(13)의 사이에 제1 단열재(12)를 이루는 각각의 단위블록을 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 배열되는 제1 누설 검지 밴드(110)와;
상기 제1 누설 검지 밴드(110)의 장력변화 또는 끊김을 검지하는 제1 누설 검지 센서(120)와;
상기 제2 단열재(14)와 외벽(15)의 사이에 제2 단열재(14)를 이루는 각각의 단위블록을 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 배열되는 제2 누설 검지 밴드(130)와;
상기 제2 누설 검지 밴드(130)의 장력변화 또는 끊김을 검지하는 제2 누설 검지 센서(140)와;
상기 제1,2 누설 검지 센서(140,150)에서의 밴드 장력변화 또는 끊김 검지 시 LNG 누설과 검지된 해당 위치 정보를 출력하는 누설 검지 패널(150)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 LNG 탱크 누설 검지 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2 누설 검지 밴드(110,130)는 온도 변화에 따라 수축 팽창하는 합성 고무, 실리콘 테프론 또는 특수 합금으로 구성된 것을 특징으로 LNG 탱크 누설 검지 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2 누설 검지 센서(120,140)는 와이어 스트레인 게이지로 구성된 것을 특징으로 LNG 탱크 누설 검지 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2 누설 검지 센서(120,140)는 상기 제1 누설 검지 밴드(110,130)의양 끝단에 연결되어 일정 장력 이상이 가해지면 끊어지는 스프링 형태의 코일이나 텐션 로프의 고정체로 구성된 것을 특징으로 LNG 탱크 누설 검지 시스템.
제1 단열막(11), 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제1 단열재(12), 제2 단열막(13), 일정크기의 단위블록 형태로 조립되는 제2 단열재(14) 및 외벽(15)이 순차 적층되어 이루어진 LNG 탱크(10)의 누설을 검지하는 방법으로서,
제1 단열재(12)와 제2 단열막(13), 제2 단열재(14)와 외벽(15)의 사이에 각각 제1,2 단열재(12,14)를 이루는 각각의 단위블록을 가로 세로로 직교하여 감싸는 형태로 온도 변화에 따라 수축 팽창하는 합성 고무, 실리콘 테프론 또는 특수 합금으로 구성된 누설 검지 밴드를 배열한 후, LNG 탱크(10)에 저장된 LNG가 제1,2 단열막(11,13)의 결함 또는 손상으로 누설되어 누설 검지 밴드와의 접촉으로 밴드의 장력 변화 또는 끊김 발생 시 이를 검지하여 LNG 누설과 검지된 해당 위치 정보를 출력함으로써 LNG 탱크의 누설을 검지하는 것을 특징으로 하는 LNG 탱크 누설 검지 방법.