KR20210000374A - Liquefied gas storage tank structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액화가스 저장탱크 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a liquefied gas storage tank structure.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG), 액화석유가스 (Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.According to recent technological developments, liquefied gas such as liquefied natural gas (LNG) and liquefied petroleum gas (LPG) has been widely used in place of gasoline or diesel.
액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액 체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석 유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.Liquefied natural gas is liquefied by cooling methane obtained by refining natural gas collected from a gas field. It is a colorless and transparent liquid that contains almost no pollutants and has a high calorific value. Liquefied petroleum gas, on the other hand, is a fuel made into a liquid by compressing gas containing propane (C3H8) and butane (C4H10) as main components from oil fields together with oil at room temperature. Liquefied petroleum gas, like liquefied natural gas, is colorless and odorless, and is widely used as fuel for home, business, industrial, and automobiles.
이와 같은 액화가스는 액화가스 저장탱크에 저장되어 보관되거나 운반된다.Such liquefied gas is stored and stored or transported in a liquefied gas storage tank.
액화가스를 해상에서 생산하거나 해상을 통해 운반할 때, 해양구조물 또는 액화가스 운반선이 사용된다. 해양구조물 및 액화가스 운반선에는 액화가스를 저장하기 위한 저장탱크가 탑재된다.When liquefied gas is produced or transported by sea, offshore structures or liquefied gas carriers are used. Offshore structures and liquefied gas carriers are equipped with storage tanks for storing liquefied gas.
그런데 해양구조물 및 액화가스 운반선에 액화가스가 부분적으로 채워지면 해양구조물 또는 액화가스 운반선의 요동으로 인해 저장탱크 내에서 슬로싱이 발생한다. 슬로싱이란, 선박이나 부유식 구조물이 다양한 해상 상태에서 운동할 때 저장탱크 내에 수용된 액 체 상태의 물질, 즉 LNG가 유동하는 현상을 말한다.However, when the offshore structure and the liquefied gas carrier are partially filled with liquefied gas, sloshing occurs in the storage tank due to the fluctuation of the offshore structure or the liquefied gas carrier. Sloshing refers to a phenomenon in which a liquid substance contained in a storage tank, that is, LNG, flows when a ship or a floating structure moves in various sea conditions.
슬로싱이 심해지면, 저장탱크의 벽면과 천장에는 슬로싱에 의한 심한 충격이 가해진다. When sloshing becomes severe, severe impacts from sloshing are applied to the walls and ceiling of the storage tank.
만약, LNG나 LPG 등의 액화가스가 저장탱크의 내부에 가득 차 있는 상태에서는 해양구조물 또는 액화가스 운반선이 요동하더라도, 저장탱크 내에 슬로싱(sloshing)이 발생하지 않는다.If liquefied gas such as LNG or LPG is filled in the storage tank, sloshing does not occur in the storage tank even if the offshore structure or the liquefied gas carrier fluctuates.
그러나 현실적으로 만재 시에도 저장탱크의 구조적 안전을 위해 저장탱크 내에서 발생된 증발가스가 모일 수 있는 빈 공간이 형성되도록 저장탱크를 부분적으로 채운다. 달리 표현하면, 만재 시 저장탱크의 내부에 자유수면이 존재하도록 저장탱크를 채운다.However, in reality, even when full, the storage tank is partially filled to form an empty space in which boil-off gas generated in the storage tank can be collected for structural safety of the storage tank. In other words, when full, the storage tank is filled so that there is a free water surface inside the storage tank.
위와 같이 만재 시에도 저장탱크를 부분적으로 채우면, 필연적으로 저장탱크의 내부에는 슬로싱이 발생하고, 슬로싱에 의한 내부 손상이 발생할 수 있다.As described above, if the storage tank is partially filled even when it is full, inevitably, sloshing occurs inside the storage tank, and internal damage due to sloshing may occur.
이를 해결하기 위해 종래에는 만재 시 저장탱크 내에 형성된 자유표면을 줄이기 위해 상부로 갈수록 좁아지는 구조를 가지는 저장탱크가 제안되고 있다.To solve this problem, conventionally, a storage tank having a structure that becomes narrower toward the top has been proposed to reduce the free surface formed in the storage tank when it is full.
그러나 이와 같이 상부로 갈수록 좁아지는 구조는 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크의 용량을 감소시키고, 저장탱크가 선체의 상갑판위로 심하게 드러나게 되어 공기의 마찰 저항이 증가할 수 있다.However, such a structure that becomes narrower toward the top reduces the capacity of the storage tank for storing liquefied gas, and the storage tank is severely exposed on the upper deck of the hull, thereby increasing the frictional resistance of air.
본 발명의 실시예는, 슬로싱을 방지하면서 저장탱크의 용량 감소가 발생하지 않도록 구성된 액화가스 저장탱크 구조체를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a liquefied gas storage tank structure configured so as not to reduce the capacity of the storage tank while preventing sloshing.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 주 공간이 형성된 저장탱크; 및 상기 저장 탱크의 상측부에 형성되고, 상기 주 공간과 연결된 보조 공간이 형성된 부가 구조물을 포함하고, 만재(滿載) 시 액화가스는 상기 주 공간을 가득 채워지고, 상기 보조 공간에 자유표면이 형성되도록 상기 보조 공간에 부분적으로 채워지는, 액화가스 저장탱크 구조체가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a storage tank having a main space for storing liquefied gas is formed; And an additional structure formed on the upper side of the storage tank and having an auxiliary space connected to the main space, wherein liquefied gas fills the main space when full, and a free surface is formed in the auxiliary space. A liquefied gas storage tank structure may be provided that is partially filled in the auxiliary space so as to be.
상기 부가 구조물은 위로 갈수록 단면적이 작아지는 콘 형상을 가질 수 있다.The additional structure may have a cone shape whose cross-sectional area decreases as it goes upward.
상기 부가 구조물의 횡단면은 원형 또는 다각형 형상을 가질 수 있다.The cross section of the additional structure may have a circular or polygonal shape.
만재 시 상기 주 공간에서 발생된 증발 가스(BOG)가 상기 보조 공간으로 이동하도록 상기 주 공간 상측 영역과 상기 보조 공간을 상호 연결하는 연결 라인이 형성될 수 있다.A connection line may be formed to interconnect the upper area of the main space and the auxiliary space so that the boil-off gas (BOG) generated in the main space moves to the auxiliary space when full.
상기 연결 라인은 상기 주 공간의 상측 영역의 다수의 지점과 연결되도록 분기될 수 있다.The connection line may be branched to be connected to a plurality of points in the upper region of the main space.
상기 보조 공간에 모인 증발 가스는 외부로 배출되어 재액화되거나 엔진의 연료로 사용될 수 있다.The boil-off gas collected in the auxiliary space may be discharged to the outside to be reliquefied or used as fuel for an engine.
상기 저장탱크의 상면은 경사지게 형성되고, 상기 부가 구조물은 상기 저장탱크의 경사진 상면 중 상대적으로 높은 영역에 위치할 수 있다.The upper surface of the storage tank is formed to be inclined, and the additional structure may be located in a relatively high area of the inclined upper surface of the storage tank.
본 발명의 실시예에 따르면, 만재 시 액화가스는 주 공간을 가득 채워지고, 동시에 보조 공간에 자유표면이 형성되도록 보조 공간에 부분적으로 채워짐으로써, 공간의 낭비없이 저장탱크의 주 공간을 액화가스로 가득 채울 수 있어 별도의 구조 변경 없이 저장탱크의 용량을 최대로 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when full, the liquefied gas fills the main space and at the same time partially fills the auxiliary space so that a free surface is formed in the auxiliary space, so that the main space of the storage tank is converted to liquefied gas without wasting space. As it can be filled up, the capacity of the storage tank can be used to the maximum without any separate structural changes.
또한, 종래 많은 액화가스를 채우기 위해 상부로 갈수록 좁아지는 구조를 가지는 저장탱크와 달리 본 실시예에 따른 저장탱크는 선체의 상갑판 위로 심하게 드러나지 않아 구조 변경으로 인한 공기의 마찰 저항 증가가 방지된다.In addition, unlike a storage tank having a structure that narrows upward to fill a lot of liquefied gas in the related art, the storage tank according to the present embodiment is not severely exposed above the upper deck of the hull, thereby preventing an increase in frictional resistance of air due to a structural change.
또한, 저장탱크의 주 공간이 액화가스로 가득 채워짐으로써, 저장탱크 내에서 슬로싱이 방지되고 슬로싱에 의한 저장탱크의 손상이 방지된다.In addition, since the main space of the storage tank is filled with liquefied gas, sloshing in the storage tank is prevented and damage to the storage tank due to sloshing is prevented.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체를 정면에서 바라본 횡단면도이다.
도 2는 도 1의 AA선에서 화살표 방향으로 바라본 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 저장탱크의 일 변형례를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 저장탱크의 다른 변형예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 저장탱크의 일 변형례를 나타내는 도면이다.1 is a cross-sectional view as viewed from the front of a liquefied gas storage tank structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view viewed in the direction of an arrow from line AA of FIG. 1.
3 is a view showing a modified example of the storage tank shown in FIG.
4 is a view showing another modified example of the storage tank shown in FIG.
5 is a view showing a modified example of the storage tank shown in FIG.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numbers, and redundant descriptions thereof will be omitted. do.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체를 정면에서 바라본 횡단면도이고, 도 2는 도 1의 AA선에서 화살표 방향으로 바라본 도면이다.1 is a cross-sectional view of a liquefied gas storage tank structure according to an embodiment of the present invention as viewed from the front, and FIG. 2 is a view viewed from the line AA of FIG. 1 in the direction of an arrow.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체(100)는 저장탱크(110)와, 부가 구조물(130)을 포함한다.1 and 2, the liquefied gas
저장탱크(110)는 액화가스를 저장한다. 액화가스는 액화천연가스, 액화질소, 액화프로판가스 등 극저온에서 액화되는 통상적인 가스일 수 있다.The
저장탱크(110)에는 액화가스를 저장하는 주 공간(110a)이 형성된다.A
저장탱크(110)는 도 1과 같이 선체(10)와 일체로 제작되는 멤브레인형 탱크일 수 있다. 또는 저장탱크는 도시되지 않았으나 선체(10)에 탑재되는 독립형 탱크일 수 있다.The
저장탱크(110)의 횡단면(ex. YZ평면과 나란한 단면)은 네 개의 모서리부가 경사진 사각형 형상을 가질 수 있다. 달리 표현하면, 저장탱크(110)의 횡단면은 팔각형 형상을 가질 수 있다.The cross-section of the storage tank 110 (eg, a cross-section parallel to the YZ plane) may have a rectangular shape in which four corners are inclined. In other words, the cross-section of the
저장탱크(110)의 상측부에는 부가 구조물(130)이 형성된다. 부가 구조물(130)에는 주 공간(110a)과 연결된 보조 공간(130a)이 형성된다.An
부가 구조물(130)은 위로 갈수록 단면적이 작아지는 콘 형상을 가질 수 있다.The
이때, 부가 구조물(130)의 횡단면은 원형 또는 다각형 형상을 가질 수 있다.In this case, the cross section of the
본 실시예에서, 만재(滿載) 시, 액화가스는 주 공간(110a)을 가득 채워지고, 동시에 보조 공간(130a)에 자유표면이 형성되도록 보조 공간(130a)에 부분적으로 채워진다. 이 경우, 공간의 낭비없이 저장탱크(110)의 주 공간(110a)을 액화가스로 가득 채울 수 있어 별도의 구조 변경 없이 저장탱크(110)의 용량을 최대로 사용할 수 있다.In this embodiment, when full, the liquefied gas fills the
특히, 종래 많은 액화가스를 채우기 위해 상부로 갈수록 좁아지는 구조를 가지는 저장탱크와 달리 본 실시예에 따른 저장탱크(110)는 선체(10)의 상갑판 위로 심하게 드러나지 않아 구조 변경으로 인한 공기의 마찰 저항 증가가 방지된다.In particular, unlike the conventional storage tank having a structure that narrows upward to fill a lot of liquefied gas, the
나아가 저장탱크(110)의 주 공간(110a)이 액화가스로 가득 채워짐으로써, 저장탱크(110) 내에서 슬로싱이 방지되고 슬로싱에 의한 저장탱크(110)의 손상이 방지된다.Furthermore, since the
한편, 부가 구조물(130)의 보조 공간(130a)에 자유표면이 형성됨으로써, 슬로싱을 최소화하고, 주 공간(110a)에서 발생된 증발 가스(BOG)가 보조 공간(130a)으로 모일 수 있다. 보조 공간(130a)으로 모인 증발 가스는 외부로 배출되어 재액화되거나 엔진(미도시)의 연료로 사용될 수 있다.Meanwhile, since a free surface is formed in the
본 실시예에서 주 공간(110a)의 상측 영역과 보조 공간(130a)은 연결 라인(150)에 의해 상호 연결될 수 있다. 만재 시 주 공간(110a)에서 발생된 증발 가스는 연결 라인(150)을 통해 보조 공간(130a)으로 이동할 수 있다.In this embodiment, the upper region of the
연결 라인(150)은 주 공간(110a)의 상측 영역의 다수의 지점과 연결되도록 분기될 수 있다. 이 경우, 주 공간(110a)에서 발생된 증발 가스가 효과적으로 연결라인을 통해 보조 공간(130a)으로 이동할 수 있다.The
한편, 만재 시 선체(10)가 횡동요 또는 종동요하는 과정에도 보조 공간(130a)에 형성된 자유표면이 계속적으로 보조 공간(130a)에 위치하도록 보조 공간(130a)이 부분적으로 채워지는 것이 바람직하다. 이때, 수치해석 또는 실험을 통해 만재 시 보조 공간(130a)에 형성되는 자유표면의 위치가 결정될 수 있다.On the other hand, it is preferable that the
한편, 도 3은 도 1에 도시된 저장탱크의 일 변형례를 나타내는 도면이다.Meanwhile, FIG. 3 is a view showing a modification of the storage tank shown in FIG. 1.
도 3을 참조하면, 저장탱크(110-1)의 횡단면(ex. YZ평면과 나란한 단면)은 도 1과 달리 아래쪽 두 개의 모서리부는 경사지고, 위쪽 두 개의 모서리부는 직각인 사각형 형상을 가질 수 있다. 달리 표현하면, 저장탱크(110)의 횡단면은 육각형 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 3, unlike FIG. 1, the cross-section of the storage tank 110-1 (ex. a cross section parallel to the YZ plane) may have a rectangular shape with an inclined lower two corners and a right angle. . In other words, the cross-section of the
도 4는 도 1에 도시된 저장탱크의 다른 변형예를 나타내는 도면이다.4 is a view showing another modified example of the storage tank shown in FIG.
도 4를 참조하면, 저장탱크(110-2)의 횡단면(ex. YZ평면과 나란한 단면)은 도 1과 달리 네 개의 모서리부가 모두 직각인 사각형 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4, a cross-section (eg, a cross-section parallel to the YZ plane) of the storage tank 110-2 may have a rectangular shape in which all four corners are at right angles, unlike FIG. 1.
도 3 및 도 4에 도시된 저장탱크(110-1, 110-2)는 만재 시 주 공간(110a)이 액화가스로 가득 채워짐으로써 슬로싱이 방지될 뿐만 아니라 도 1에 비해 많은 양의 액화가스를 저장할 수 있다.The storage tanks 110-1 and 110-2 shown in FIGS. 3 and 4 are not only prevented from sloshing by filling the
한편, 도 5는 도 2에 도시된 저장탱크의 일 변형례를 나타내는 도면이다.Meanwhile, FIG. 5 is a view showing a modification of the storage tank shown in FIG. 2.
도 5를 참조하면, 상기 저장탱크(110-3)의 상면은 경사지게 형성된다. 예컨대, 저장탱크(110-3)의 상면은 도 5와 같이 전방으로 갈수록 높아지도록 경사질 수 있다. 또는 저장탱크는 도 5와 달리 후방으로 갈수록 또는 좌측 방향으로 갈수록 또는 우측 방향으로 갈수록 경사질 수 있다.5, the upper surface of the storage tank 110-3 is formed to be inclined. For example, the upper surface of the storage tank 110-3 may be inclined to increase toward the front as shown in FIG. 5. Alternatively, unlike FIG. 5, the storage tank may be inclined toward the rear or toward the left or toward the right.
부가 구조물(130)은 저장탱크(110-3)의 경사진 상면의 상대적으로 높은 영역에 위치한다. 예컨대, 부가 구조물(130)은 도 5와 같이 저장탱크(110-3)의 경사진 상면의 전방 영역에 위치할 수 있다.The
만재 시 주 공간(110a)에서 발생된 증발 가스는 저장탱크(110-3)의 경사진 상면을 따라 위쪽으로 이동하며 부가 구조물(130)의 보조 공간(130a)으로 유입될 수 있다.When full, the evaporative gas generated in the
이때, 주 공간(110a)에서 발생된 증발 가스는 도 5와 같은 연결 라인(150)을 통해서도 보조 공간(130a)으로 추가적으로 이동할 수 있다.In this case, the evaporation gas generated in the
따라서 주 공간(110a)에서 발생된 증발 가스의 이동이 원활하게 이루어질 수 있다.Accordingly, the evaporation gas generated in the
한편, 앞서 도 1 및 도 2에 도시된 부가 구조물(130)은 위로 갈수록 단면적이 작아지는 콘 형상을 가지는 것으로 도시되고 설명되었다.Meanwhile, the
그러나 도시되지 않았으나 보조 공간이 형성된 부가 구조물은 상하 방향으로 단면적이 동일한 박스 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 부가 구조물은 직육면체 형상을 가질 수 있다.However, although not shown, the additional structure in which the auxiliary space is formed may have a box shape with the same cross-sectional area in the vertical direction. For example, the additional structure may have a rectangular parallelepiped shape.
이 경우, 보조 공간에는 다수의 배플판이 형상될 수 있다. 그리고 배플판에는 다수의 관통구가 형성될 수 있다. 이러한 배플판은 보조 공간에 형성된 자유표면에서 발새되는 슬로싱을 억제할 수 있다.In this case, a plurality of baffle plates may be formed in the auxiliary space. In addition, a plurality of through holes may be formed in the baffle plate. Such a baffle plate can suppress sloshing spreading from the free surface formed in the auxiliary space.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, embodiments of the present invention have been described, but those of ordinary skill in the art will add, change, delete or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims Various modifications and changes can be made to the present invention by means of the like, and it will be said that this is also included within the scope of the present invention.
10 : 선체 100 : 액화가스 저장탱크 구조체
110, 110-1, 110-2, 110-3 : 저장탱크 101a : 주 공간
130 : 부가 구조물 130a : 보조 공간
150 : 연결 라인10: hull 100: liquefied gas storage tank structure
110, 110-1, 110-2, 110-3: storage tank 101a: main space
130:
150: connecting line
Claims (5)
상기 저장 탱크의 상측부에 형성되고, 상기 주 공간과 연결된 보조 공간이 형성된 부가 구조물을 포함하고,
만재(滿載) 시 액화가스는 상기 주 공간을 가득 채워지고, 상기 보조 공간에 자유표면이 형성되도록 상기 보조 공간에 부분적으로 채워지는, 액화가스 저장탱크 구조체.A storage tank having a main space for storing liquefied gas; And
It is formed on the upper side of the storage tank and includes an additional structure having an auxiliary space connected to the main space,
When full (滿載), the liquefied gas fills the main space and partially fills the auxiliary space so that a free surface is formed in the auxiliary space, the liquefied gas storage tank structure.
상기 부가 구조물은 위로 갈수록 단면적이 작아지는 콘 형상을 가지는, 액화가스 저장탱크 구조체.The method of claim 1,
The additional structure is a liquefied gas storage tank structure having a cone shape whose cross-sectional area decreases as it goes upward.
만재 시 상기 주 공간에서 발생된 증발 가스(BOG)가 상기 보조 공간으로 이동하도록 상기 주 공간 상측 영역과 상기 보조 공간을 상호 연결하는 연결 라인이 형성되는, 액화가스 저장탱크 구조체.The method of claim 1,
A liquefied gas storage tank structure in which a connection line interconnecting the upper area of the main space and the auxiliary space is formed so that boil-off gas (BOG) generated in the main space moves to the auxiliary space when full.
상기 보조 공간에 모인 증발 가스는 외부로 배출되어 재액화되거나 엔진의 연료로 사용되는, 액화가스 저장탱크 구조체.The method of claim 1,
The boil-off gas collected in the auxiliary space is discharged to the outside to be re-liquefied or used as fuel for an engine.
상기 저장탱크의 상면은 경사지게 형성되고,
상기 부가 구조물은 상기 저장탱크의 경사진 상면 중 상대적으로 높은 영역에 위치하는, 액화가스 저장탱크 구조체.The method of claim 1,
The upper surface of the storage tank is formed to be inclined,
The additional structure is located in a relatively high area of the inclined upper surface of the storage tank, liquefied gas storage tank structure.
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2019
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