KR20170000146U

KR20170000146U - 액화천연가스의 이송 파이프라인

Info

Publication number: KR20170000146U
Application number: KR2020150004451U
Authority: KR
Inventors: 이근섭
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-01-11

Abstract

본 발명은 액화천연가스의 이송 파이프라인에 관한 것으로, 액화천연가스를 이송하는 제1 파이프; 상기 제1 파이프를 내부에 수용하며, 상기 제1 파이프와의 사이에서 제1공간을 형성하는 제2 파이프; 상기 제2 파이프를 내부에 수용하며, 상기 제2 파이프와의 사이에서 제2공간을 형성하는 제3 파이프; 상기 제3 파이프 상에 마련되며, 상기 제1 파이프를 유동하는 액화천연가스의 누출을 감지하는 누출감지부;를 포함한다.

Description

액화천연가스의 이송 파이프라인{PIPELINE FOR TRANSFERRING LIQUEFIED NATURAL GAS}

본 발명은 액화천연가스를 이송하는 파이프라인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 누출감지부의 설치개수를 줄이고, 진공에서의 작업을 대기압 상태에서의 작업으로 전환할 수 있는 액화천연가스를 이송하는 파이프라인에 관한 것이다.

일반적으로 생산지에서 생산된 천연가스는 고압 및 극저온(대략 -190˚C)의 상태로 액화되어 액화천연가스(liquefied natural gas:LNG) 상태로 액화천연가스 탱크에 저장된다.

그리고, 액화천연가스 탱크에 저장된 액화천연가스는 선박의 추진이나 발전을 위한 연료로 사용되며, 이때, 액화천연가스를 기화시켜 기체상태로 선박의 추진엔진이나 발전엔진으로 공급한다.

한편, 이러한 액화천연가스의 이송 파이프라인은 대체적으로 내부 배관과 외부 배관을 구비하는 이중관으로 마련되어 액화천연가스가 이송과정 중에 기화되는 것을 방지한다.

여기서, 내부 배관과 외부 배관 사이의 공간은 액화천연가스의 기화를 방지하도록 열전도도가 낮은 진공으로 마련될 수 있고, 이러한 공간에 액화천연가스의 누출을 감지할 수 있는 압력센서가 마련된다.

결국, 액화천연가스의 누출을 감지하기 위해서는 진공으로 유지되는 내부 배관과 외부 배관 사이의 공간에 압력센서를 설치해야 하는 어려움이 존재하며, 제작비용이 과다하게 소요된다는 문제점이 발생한다.

공개특허공보 제10-2014-0059620호

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 대기압 상태에서 누출감지부를 설치할 수 있어 제작비용을 절감할 수 있는 액화천연가스의 이송 파이프라인을 제공함에 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 이송하는 제1 파이프; 상기 제1 파이프를 내부에 수용하며, 상기 제1 파이프와의 사이에서 제1공간을 형성하는 제2 파이프; 상기 제2 파이프를 내부에 수용하며, 상기 제2 파이프와의 사이에서 제2공간을 형성하는 제3 파이프;상기 제2공간 상에 마련되며, 상기 제1 파이프를 유동하는 액화천연가스의 누출을 감지하는 누출감지부;를 포함하는 액화천연가스의 이송 파이프라인이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1공간은 진공으로 마련되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제3 파이프는 단면이 다각형 또는 원형으로 마련되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제2공간은 대기압 상태로 마련되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 누출감지부는 상기 제3 파이프를 관통하게 마련되어 상기 제2공간의 온도변화를 감지함으로써 액화천연가스의 누출을 감지하는 온도센서로 마련되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 액화천연가스의 이송 파이프라인을 저렴하게 제작할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인을 개략적으로 도시한 절개사시도이고,
도 2는 도 1에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 3은 도 1에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인에서 액화천연가스의 누출이 발생하지 않은 경우의 온도변화를 개략적으로 도시한 그래프이고,
도 4는 도 1에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인에서 액화천연가스의 누출이 발생한 경우의 온도변화를 개략적으로 도시한 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인에 대하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인을 개략적으로 도시한 절개사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1 또는 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인(100)은 대기압하에서 액화천연가스의 누설 확인을 수행할 수 있는 것으로, 제1 파이프(110)와 제2 파이프(120)와 제3 파이프(130)와 누출감지부(140)를 포함한다.

상기 제1 파이프(110)는 본 발명의 일실시예에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인(100)의 가장 내측에 배치된 파이프로서, 내부에 액화천연가스가 유동한다.

여기서, 액화천연가스는 고압, 저온의 액체 상태로 유동하며, 대략 -190˚C의 온도를 유지한다.

상기 제2 파이프(120)는 상술한 제1 파이프(110)를 내부에 수용하며, 제1 파이프(110)와의 사이에서 제1공간(S1)을 형성하는 부재이다. 여기서, 제2 파이프(120)는 내면이 제1 파이프(110)의 외면으로부터 이격되게 배치됨으로써 제1 파이프(110)와 제2 파이프(120) 사이에 소정의 공간, 즉 제1공간(S1)이 형성되도록 마련된다.

본 발명의 일실시예에 따르면 제1 파이프(110)의 중심축과 제2 파이프(120)의 중심축을 실질적으로 일치하도록 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 제1 공간(S1)은 질소와 같은 소정의 유체로 충진될 수 있으나, 진공 상태로 유지되는 것이 바람직하다.

이는, 제1 파이프(110) 내부를 유동하는 액화천연가스의 온도가 저온 상태로 유지되어야 하기 때문이다. 즉, 제1공간(S1)이 진공 상태로 유지되는 것이 제1 파이프(110)에서 외측으로 열전달을 줄일 수 있는 효과적인 방법이기 때문에 본 발명의 일실시예에서는 제1공간(S1)을 진공 상태로 유지한다.

상기 제3 파이프(130)는 제2 파이프(120)를 내부에 수용하며, 제2 파이프(120)와의 사이에서 제2공간(S2)을 형성하는 것이다.

여기서, 제2 공간(S2)은 후술할 누출감지부(140)에 의하여 온도 변화가 감지되는 공간으로서, 대기압(atmosphere)으로 유지된다. 다시 설명하면, 제2 공간(S2)은 제3 파이프(130)에 의해 외부와 차단되나 외부와 같이 대기압으로 유지된다. 이에 대해서는 후술한다.

한편, 제3 파이프(130)는 필요에 따라 단면이 다각형 또는 원형으로 마련될 수 있다.

또한, 제3 파이프(130)의 중심축은 제1 파이프(110)의 중심축과 동일하게 마련될 수 있다.

상기 누출감지부(140)는 제3 파이프(130)의 외면상에 장착되어 제1 파이프(110)에서 액화천연가스가 누출하는지 여부를 감지하는 것이다.

본 발명의 일실시예에서 누출감지부(140)는 제3 파이프(130)의 벽면을 관통하여 부착되며, 제2 공간(S2)에서의 온도 변화를 감지하는 온도 센서로 마련된다.

더 자세히 설명하면, 제1공간(S1)은 진공으로 마련되므로, 제1 파이프(110)로부터 액화천연가스가 누출되면, 저온의 액화천연가스가 제1공간(S1)으로 유입되어 제1공간(S1)의 내부온도를 떨어뜨린다. 이러한 제1공간(S1)에서의 온도 변화는 제2 파이프(120) 및 제2 공간(S2)에도 영향을 미친다. 특히, 제2 공간(S2)의 경우, 상온으로 유지되므로, 저온의 액화천연가스가 제1 공간(S1) 측으로 누설되면, 제2 공간(S2)의 온도는 급격히 감소한다.

결과적으로, 이러한 온도 변화는 누출감지부(140)에 의해 감지되며, 이러한 방식으로 제2 공간(S2)에서 온도의 급격한 변화가 감지되면, 제1 파이프(110)에서 액화천연가스의 누출이 발생하는 것으로 볼 수 있다.

도 3은 도 1에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인에서 액화천연가스의 누출이 발생하지 않은 경우의 온도변화를 개략적으로 도시한 그래프이고, 도 4는 도 1에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인에서 액화천연가스의 누출이 발생한 경우의 온도변화를 개략적으로 도시한 그래프이다.

도 3 또는 도 4를 참조하면, 액화천연가스의 누출이 없는 경우, 제1 파이프(110)의 중심으로부터 방사방향을 따라 멀어질 때, 제1 파이프(110)의 반경에 대응되는 d₁ 지점부터 제2 파이프(120)의 반경에 대응되는 d₂지점에 근접할 때까지 온도가 크게 증가한다.

여기서, 제1 공간(S1)의 온도는 액화천연가스의 온도와 실질적으로 동일이므로 d₁ 지점의 온도도 액화천연가스의 온도와 실질적으로 동일하며, 제2 공간(S2)의 온도는 상온이므로 d₂지점의 온도는 상온과 실질적으로 동일하다.

다만, 액화천연가스의 누출이 발생하면, 제1 공간(S1)의 온도도 액화천연가스의 온도와 실질적으로 동일해진다. 따라서, 제1 파이프(110)의 중심으로부터 d₁지점을 넘어 d₂ 지점에 근접할 때까지 온도가 크게 변하지 않는다. 다만, d₂ 지점을 넘어 제2 공간(S2)에서 온도가 급격히 변화한다.

다시 설명하면, 액화천연가스의 누출이 없으면, d₁ 지점을 기준으로 온도가 급격히 변화하며, 액화천연가스의 누출이 발생하면 d₂지점을 경계로 온도가 급격히 변화한다.

종래에는 제2 파이프(120)를 관통하여 제1 공간(S1) 내부의 압력을 측정함으로써 액화천연가스의 누출을 감지하였다. 이는, 결국, 작업자는 누출감지부를 설치한 이후에 다시 제1 공간(S1)을 진공으로 유지하는 작업을 수행해야 하므로 작업이 매우 복잡하고 번거로왔다.

이에 비해, 본 발명의 일실시예에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인(100)은 상기 작업을 대기압하에서 수행할 수 있으므로, 작업이 더 편하고, 작업 후, 제2공간(S2)을 진공 상태로 변경할 필요도 없다.

더 나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인(100)은 설치되는 누출감지부(140)의 개수를 크게 줄일 수 있다.

종래에는 제1 파이프(110) 및 제2 파이프(120)가 기제작된 이중관의 형태로 사용되었으며, 한 피스당 대략 2~3m 정도였다. 이에 따라, 한 피스 당 적어도 하나의 누출감지부가 장착되었고, 파이프라인이 길어질수록 사용되는 누출감지부의 개수도 증가하였다.

이에 비해, 본 발명의 일실시예에 따른 액화천연가스의 이송 파이프라인(100)은 제2 파이프(120)의 외측에 누출감지부(140)가 장착되기 때문에 제1 파이프(110) 및 제2 파이프(120)가 기제작된 이중관의 형태인 것과는 독립적으로 누출감지부(140)의 개수를 조절할 수 있다.

이에 따라, 누출감지부(140)는 제1 파이프(110) 및 제2 파이프(120)의 기제작된 이중관과는 독립적으로 설치할 수 있고, 결국, 액화천연가스의 이송 파이프라인(100)의 전체 제조비용을 크게 절감할 수 있다.

지금부터는 상술한 액화천연가스의 이송 파이프라인의 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 시공방법에 대해 설명하면, 제1 파이프(110)와 제2 파이프(120)를 순차적으로 시공할 수 있으나, 본 발명의 일실시예에서는 이중관의 형태로 기제작된 제1 파이프(110) 및 제2 파이프(120)를 준비한다. 여기서, 제1 공간(S1)이 진공 상태인 것은 상술한 것과 같다.

여기서, 기제작된 이중관 형태의 제1 파이프(110) 및 제2 파이프(120)를 순차적으로 연결하여 액화천연가스의 유로를 형성한다. 여기서, 이중관 형태의 제1 파이프(110) 및 제2 파이프(120)는 액화천연가스 탱크로부터 엔진까지 연결될 수 있다.

한편, 이중관 형태의 제1 파이프(110) 및 제2 파이프(120)를 감싸도록 제3 파이프(130)를 설치한다. 제3 파이프(130)는 내면이 제2 파이프(120)의 외면으로부터 이격되게 배치됨으로써 제2 공간(S2)을 형성한다.

여기서, 제2 공간(S2) 내부의 온도를 측정할 수 있도록, 제3 파이프(130)의 외면이 관통되게 누출감지부(140)를 설치한다. 물론, 제3 파이프(130)가 설치되기 이전에 누출감지부(140)를 설치할 수 있음은 당연하며, 상기 순서에 제한되는 것은 아니다.

이러한 방식에 의해 시공된 액화천연가스의 파이프라인(100)은 액화천연가스의 누출을 제2공간(S2) 내의 온도 변화를 감지함으로써 확인할 수 있다. 즉, 작업자는 대기압 상태에서 누출감지부(140)를 확인함으로써 액화천연가스의 누출 여부를 확인할 수 있다.

가령, 작업자는 제3 파이프(130)의 외부에서 누출감지부(140)의 상태를 확인하면 충분하며, 제2공간(S2) 내의 공기를 외부로 배출하는 등의 작업을 통해 제2공간(S2)을 진공으로 변환시킬 필요는 없다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 또는 변형할 수 있고, 그러한 수정례 또는 변형례들도 본 발명의 권리범위에 속한다고 볼 것이다.

100: 액화천연가스의 이송 파이프라인 110: 제1 파이프
120: 제2 파이프 130: 제3 파이프
140: 누출감지부 S1: 제1공간
S2: 제2공간

Claims

액화천연가스를 이송하는 제1 파이프;
상기 제1 파이프를 내부에 수용하며, 상기 제1 파이프와의 사이에서 제1공간을 형성하는 제2 파이프;
상기 제2 파이프를 내부에 수용하며, 상기 제2 파이프와의 사이에서 제2공간을 형성하는 제3 파이프;
상기 제3 파이프 상에 마련되며, 상기 제1 파이프를 유동하는 액화천연가스의 누출을 감지하는 누출감지부;를 포함하는 액화천연가스의 이송 파이프라인.
제1항에 있어서,
상기 제1공간은 진공으로 마련되는 액화천연가스의 이송 파이프라인.
제1항에 있어서,
상기 제3 파이프는 단면이 다각형 또는 원형으로 마련되는 액화천연가스의 이송 파이프라인.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2공간은 대기압 상태로 마련되는 액화천연가스의 이송 파이프라인.
제4항에 있어서,
상기 누출감지부는 상기 제3 파이프를 관통하게 마련되어 상기 제2공간의 온도변화를 감지함으로써 액화천연가스의 누출을 감지하는 온도센서로 마련되는 액화천연가스의 이송 파이프라인.