KR20220073928A

KR20220073928A - Lng 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛 및 이를 포함하는 lng 저장 시스템

Info

Publication number: KR20220073928A
Application number: KR1020200161864A
Authority: KR
Inventors: 정명하; 임상형; 최강춘; 손상훈; 전성근
Original assignee: 한국가스공사; 주식회사 스펙스
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2022-06-03
Also published as: KR102482451B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛은 액위전송기에 설치되어 액위전송기의 센서의 위치를 육안으로 확인이 가능하다는 장점이 있습니다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG 저장 시스템의 LNG 저장탱크 액위전송기는 LNG 저장탱크에 설치된 차단밸브에 점검창 유닛을 통해 연결되는데, 액위전송기 고장시 LNG 점검창 유닛의 기체유입관으로 질소를 주입하여 초저온 상태인 센서의 웜업시간을 1시간에서 약 10분으로 단축시킬 수 있습니다. 반대로 수리한 액위전송기를 설치할 경우 점검창 유닛의 기체유입관을 통해 질소를 주입하여 센서에 부착된 수분 등을 제거하여 수분 등에 의해 센서가 이상동작하는 문제를 방지할 수 있습니다.

Description

LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛 및 이를 포함하는 LNG 저장 시스템{LNG STORAGE TANK LEVEL TRANSMITTER INSPECTION WINDOW UNIT AND LNG STORAGE SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛 및 이를 포함하는 LNG 저장 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas)는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스(NG : Natural Gas)를 영하 162 ℃의 초저온 상태로 냉각하여 그 부피를 대략 1/600 정도로 감소시킨 것이다.

이와 같은 LNG가 저장되는 LNG 저장탱크는 내부가 초저온 상태가 유지되어야 하므로 저장되어 있는 LNG의 양을 액위전송기(Level transmitter)를 이용하여 확인하게 된다.

LNG 저장탱크에서 이용되는 액위전송기는 LNG 저장탱크의 생부에 연결관에 의해 설치되며, 액위전송기의 본체로부터 연결관을 통해 케이블에 설치된 센서가 LNG 저장탱크 내에 위치하여 LNG의 양을 측정하는 것이다.

이와 같은 액위전송기가 고장날 경우 케이블을 감아서 센서를 저장탱크에서 이탈시킨 다음에 액위전송기와 LNG 저장탱크 사이의 차단 밸브를 닫은 상태로 수리가 진행된다. 종래의 액위전송기의 경우에는 센서의 위치를 확인할 수 있는 방법이 없기 때문에 고장난 액위전송기가 제대로 케이블을 감지 못한 상태에서 차단 밸브가 닫히면서 케이블이 끊어져 센서가 초저온인 LNG에 떨어지는 문제가 있었다. 또한, 액위전송기를 수리하기 위해서는 영하 162 ℃에 위치하던 센서의 온도를 올려주는 과정이 필요하여, 차단밸브를 닫고나서도 약 1시간 정도 웜업(warm-up)시간이 필요했다. 더욱이 액위전송기를 수리한 후에 센서를 다시 LNG로 넣는 과정에서 함께 유입된 수분 등에 의해 센서가 제대로 동작하지 못하는 문제도 있다.

따라서 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 방안이 필요하다.

본 발명의 일 목적은 액위전송기의 센서의 높이를 육안으로 확인할 수 있는 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛과 이를 포함하는 LNG 저장 시스템을 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

이상에서 설명한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛은 LNG 저장탱크 액위전송기에 설치된다. 일 예에 따른 점검창 유닛은 일 방향으로 길게 형성되는 연결관; 상기 연결관의 일측에 설치되는 게이지 관; 및 상기 게이지 관에 상기 연결관의 내측을 관측할 수 있도록 설치된 점검창;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 예에 있어서, 상기 게이지 관의 일단에는 제1홈이 형성되며, 상기 점검창의 일측이 상기 제1홈에 끼워지며, 상기 점검창은 중앙부분이 개구된 고정부재에 의해 제1홈에 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 예에 있어서, 상기 고정부재에는 제2홈이 형성되며, 상기 제2홈에 상기 점검창의 타측이 끼워지는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 예에 있어서, 상기 점검창의 일측과 상기 제1홈 사이에는 씰링 게스킷이 설치되어 점검창 유닛의 내측을 밀폐시키며, 상기 점검창의 타측과 상기 제2홈 사이에는 쿠션 게스킷이 설치되어 점검창 유닛 내의 압력 변화에 의해 상기 점검창으로 전달되는 충격을 저감하는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 예에 있어서, 상기 연결관에 설치되는 기체주입관을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상에서 설명한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 시스템은 내부에 LNG가 수용되는 LNG 저장탱크; 상기 LNG 저장탱크의 상부에 설치되는 차단밸브; 및 본체와, 상기 본체에 연결되며 감기거나 풀리는 케이블과, 상기 케이블의 일단에 설치되어 상기 LNG 저장탱크에 수용된 LNG의 액위를 측정하는 센서를 포함하는 LNG 저장탱크 액위전송기;를 포함하고, 상기 차단밸브와 상기 액위전송기는 점검창 유닛에 의해 연결되며, 상기 점검창 유닛은, 일 방향으로 길게 형성되어, 상기 차단밸브와 상기 액위전송기에 연결되는 연결관; 상기 연결관의 일측에 설치되는 게이지 관; 및 상기 게이지 관에 상기 연결관의 내측을 관측할 수 있도록 설치된 점검창;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 예에 있어서, 상기 점검창을 통해 상기 케이블 또는 상기 센서의 위치 확인이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 예에 있어서, 상기 케이블에는 상기 센서의 위치를 확인할 수 있는 마크가 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 예에 있어서, 상기 게이지 관의 일단에는 제1홈이 형성되며, 상기 점검창의 일측이 상기 제1홈에 끼워지며, 상기 점검창은 중앙부분이 개구된 고정부재에 의해 제1홈에 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 예에 있어서, 상기 고정부재에는 제2홈이 형성되며, 상기 제2홈에 상기 점검창의 타측이 끼워지는 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 예에 있어서, 상기 점검창의 일측과 상기 제1홈 사이에는 씰링 게스킷이 설치되어 점검창 유닛의 내측을 밀폐시키며, 상기 점검창의 타측과 상기 제2홈 사이에는 쿠션 게스킷이 설치되어 점검창 유닛 내의 압력 변화에 의해 상기 점검창으로 전달되는 충격을 저감하는 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 예에 있어서, 상기 본체에는 벤트홀이 형성되어, 상기 기체주입관으로 기체가 주입될 경우 상기 점검창 유닛 내부의 기체가 상기 벤트홀로 빠져나가는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛은 액위전송기에 설치되어 액위전송기의 센서의 위치를 육안으로 확인이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG 저장 시스템의 LNG 저장탱크 액위전송기는 LNG 저장탱크에 설치된 차단밸브에 점검창 유닛을 통해 연결된다. 액위전송기 고장시 LNG 점검창 유닛의 기체유입관으로 질소를 주입하여 초저온 상태인 센서의 웜업시간을 1시간에서 약 10분으로 단축시킬 수 있다. 반대로 수리한 액위전송기를 설치할 경우 점검창 유닛의 기체유입관을 통해 질소를 주입하여 센서에 부착된 수분 등을 제거하여 수분 등에 의해 센서가 이상동작하는 문제를 방지할 수 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛을 통해 LNG 저장탱크 액위전송기가 LNG 저장탱크에 설치된 것을 도시한 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛의 개략적 정면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'에 따른 개략적 단면도이다.
도 4는 도 2의 II-II'에 따른 개략적 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛을 통해 액위전송기의 케이블이 보이는 것을 도시한 개략적 참고도이다.
도 6은 종래 LNG 저장탱크 액위전송기가 설치된 것을 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛을 통해 액위전송기가 설치된 것을 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛을 통해 내부를 확인하는 것을 촬영한 사진이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛을 통해 LNG 저장탱크 액위전송기가 LNG 저장탱크에 설치된 것을 도시한 개략적 단면도이다.

본 발명에서 제안하는 LNG 저장 시스템은 내부에 LNG가 수용되는 LNG 저장탱크(1), LNG 저장탱크(1) 상부에 설치되는 차단밸브(10) 및 LNG 저장탱크 액위전송기(20, 이하 "액위전송기"라 함)을 포함한다. 액위전송기(20)는 본체(21)와, 본체(21)에 연결되어 감기거나 풀리는 케이블(22)과, 케이블(22)의 일단에 설치되는 센서(23)를 구비한다. 액위전송기(20)는 케이블(22)을 풀거나 감아서 가이드(2) 내에서 센서(23)의 높이를 조절하며, 센서(23)가 LNG 저장탱크(1)에 수용된 LNG를 감지하여 액위를 측정하게 된다.

액위전송기(20)가 고장나거나 검사가 필요한 경우 케이블(22)을 감아 센서(23)를 차단밸브(10) 위까지 올린다. 그 뒤 차단밸브(10)를 잠궈 LNG 저장탱크(1)를 밀폐시킨 후에 액위전송기(20)를 분리하여 점검 및 수리를 실시하게 된다.

그런데 종래 LNG 저장 시스템은 도 6에서 보는 바와 같이 차단밸브(10)에 액위전송기(20)가 바로 연결되었다. 따라서 센서(23)를 차단밸브(10) 위로 올리려고 시도할 때 센서(23)의 위치를 확인할 방법이 없다. 액위전송기(20)가 고장나서 센서(23)가 제대로 올라오지 않았는데도 불구하고 차단밸브(10)를 잠그게 되면 케이블(22)이 절단되면서 센서(23)가 LNG 저장탱크(1)로 낙하하는 심각한 문제가 발생된다. 무엇보다 케이블(22)이 차단밸브(10)에 끼워져 BOG(Boil Off Gas, 증발가스)가 누출되는 심각한 문제가 있다.

또한 LNG 저장탱크(1)에서 LNG는 영하 162 ℃의 초저온 상태로 냉각되므로, 액위전송기(20)의 점검 또는 수리를 하기 위해서는 센서(23)를 상온에 노출하기 적절한 온도로 웜업(Warm-up)하는 과정이 필요하다. 그렇지 않다면 센서가 급격한 온도 변화로 파손된다. 종래 이러한 웝업 과정은 센서(23)를 차단밸브(10) 위로 올려놓고, 차단밸브(10)를 잠근 후에 약 1시간 정도 대기하여 수행하였다. 즉, 웜업 과정으로 액위전송기(20)의 점검 및 수리 작업이 지연된다.

뿐만 아니라 점검 및 수리가 끝난 액위전송기(20)를 설치할 때에도 문제가 있다. 점검 및 수리가 끝난 액위전송기(20)의 센서(23)를 다시 영하 162

의 초저온 상태의 LNG 저장탱크(1) 내로 넣어주어야 하는데, 센서(23) 표면에 위치하는 수분 등이 LNG 저장탱크(1) 내에서 응결되면서 센서(23)의 오작동을 야기한다.

본 발명에서는 상술한 종래 LNG 시스템의 문제를 해결하기 위해 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛(30, 이하 "점검창 유닛"이라 함)을 제안한다.

즉, 본 발명의 LNG 저장시스템은 도 7과 같이 차단밸브(10)와 액위전송기(20)가 제안하는 점검창 유닛(30)에 의해 연결되도록 구성하여 상술한 문제를 해결하였다.

아래에서 도 2 내지 4를 참조하여, 본 발명의 점검창 유닛(30)에 대해서 살펴보도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛의 개략적 정면도이며, 도 3은 도 2의 I-I'에 따른 개략적 단면도이고, 도 4는 도 2의 II-II'에 따른 개략적 단면도이다.

본 발명의 점검창 유닛(30)은 일 방향으로 길게 형성되는 연결관(31)과, 연결관(31)의 일측에 설치되는 게이지 관(32) 및 게이지 관(32)에 도 8과 같이 연결관(31)의 내측을 관측할 수 있도록 설치된 점검창(W₁)을 포함한다.

점검창(W₁)은 초저온에서 견딜 수 있는 재질인 것이 바람직하며, 예컨대 Borosilicate를 이용할 수 있다. 실제로 Borosilicate를 이용한 점검창(W₁)에 대하여 영하 192 ℃에 대한 내성을 확인하였다.

연결관(31)의 일단은 차단밸브(10)와 연결되며, 타단은 액위전송기(20)가 연결된다. 연결관(31)으로는 액위전송기(20)의 케이블(22)과 센서(23)가 지나가게 된다. 따라서 점검창(W₁)을 통해 케이블(22) 또는 센서(23)의 위치 확인이 가능하다. 그러므로 액위전송기(20)의 점검 내지 수리시에 센서(23)가 차단밸브(10) 위에 위치하는 것을 육안으로 확인하고 차단밸브(10)를 잠금으로써, 케이블(22)의 절단을 방지하고 BOG의 누출을 막을 수 있다.

나아가 도 5에 도시된 바와 같이 케이블(22)에 센서(23)의 위치를 확인할 수 있는 눈금 등의 마크(22a)가 형성되어, 육안으로 센서(23)의 위치를 확인함으로써 액위전송기(20)의 정상 여부를 판단하는 것도 가능하다.

게이지 관(32)의 일단에는 제1홈이 설치되며, 점검창(W₁)의 일측이 제1홈에 끼워진다. 제1홈과 점검창(W₁)의 사이에는 씰링 게스킷(36)이 개재되며, 씰링 게스킷(36)에 의해 점검창 유닛(30)의 내측이 밀폐된다. 씰링 게스킷(36)으로는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 게스킷을 이용할 수 있다.

점검창(W₁)은 게이지 관(32)의 일단에 고정부재(33)에 의해 고정된다. 고정부재(33)의 중앙부분은 개구되어 있으며, 개구된 부분에는 보호창(W₂)이 설치될 수 있다. 고정부재(33)는 적어도 하나 이상의 고정나사(35)에 의해 게이지 관(32)에 점검창(W₁)을 가압하면서 결합하게 된다.

한편, 고정부재(33)에는 제2홈이 형성되며, 제2홈에 점검창(W₁)의 타측이 끼워진다. 점검창(W-₁)의 타측과 제2홈 사이에는 쿠션 게스킷(37)이 설치되어 점검창 유닛 내의 압력 변화에 의해 상기 점검창으로 전달되는 충격을 저감한다. 쿠션 게스킷(37)은 비석면 게스킷을 이용할 수 있다.

연결관(31)에는 기체주입관(39)이 설치된다. 기체주입관(39)으로는 질소 등의 불활성 기체를 주입할 수 있다. 기체주입관(39)으로 질소가 주입될 때 본체(21)의 벤트홀로 점검창 유닛(30)내의 기체가 유출된다.

전술한 바와 같이 종래에는 액위전송기(20)기 점검 내지 수리시에 센서(23)의 웜업 과정이 약 1시간정도 소요되는 문제가 있었다. 하지만 본 발명의 점검창 유닛(30)을 이용할 경우 센서(23)를 차단밸브(10) 위까지 올리고, 차단밸브(10)를 주입하고 적절한 온도의 질소를 주입하여 센서(23)에 미치는 열충격을 낮추면서 보다 빠른 시간에 웜업을 수행하는 것이 가능하다. 실제로 본 발명의 점검창 유닛(30)을 이용함으로써 웜업에 걸리는 시간을 약 10분으로 단축할 수 있었다. 따라서 본 발명의 점검창 유닛(30)을 이용할 경우 작업시간을 줄여 BOG가 유출되는 시간을 최소화할 수 있다.

또한, 액위전송기(20)의 점검 내지 수리가 완료된 후에 점검창 유닛(30)에 액위전송기(20)를 설치하고 기체주입관(39)으로 질소 등의 불활성 기체를 주입하여, 센서(23)의 표면에 위치하는 수분 등을 제거할 수 있다. 즉, 센서(23) 표면에 위치하는 수분 등이 LNG 저장탱크(1) 내에서 응결되면서 센서(23)의 오작동을 야기하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims

LNG 저장탱크 액위전송기에 설치되는 점검창 유닛으로서:
일 방향으로 길게 형성되는 연결관;
상기 연결관의 일측에 설치되는 게이지 관; 및
상기 게이지 관에 상기 연결관의 내측을 관측할 수 있도록 설치된 점검창;을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛.
제1항에 있어서,
상기 게이지 관의 일단에는 제1홈이 형성되며, 상기 점검창의 일측이 상기 제1홈에 끼워지며, 상기 점검창은 중앙부분이 개구된 고정부재에 의해 제1홈에 고정되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛.
제2항에 있어서,
상기 고정부재에는 제2홈이 형성되며, 상기 제2홈에 상기 점검창의 타측이 끼워지는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛.
제3항에 있어서,
상기 점검창의 일측과 상기 제1홈 사이에는 씰링 게스킷이 설치되어 점검창 유닛의 내측을 밀폐시키며, 상기 점검창의 타측과 상기 제2홈 사이에는 쿠션 게스킷이 설치되어 점검창 유닛 내의 압력 변화에 의해 상기 점검창으로 전달되는 충격을 저감하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛.
제1항에 있어서,
상기 연결관에 설치되는 기체주입관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크 액위전송기용 점검창 유닛.
내부에 LNG가 수용되는 LNG 저장탱크;
상기 LNG 저장탱크의 상부에 설치되는 차단밸브; 및
본체와, 상기 본체에 연결되며 감기거나 풀리는 케이블과, 상기 케이블의 일단에 설치되어 상기 LNG 저장탱크에 수용된 LNG의 액위를 측정하는 센서를 포함하는 LNG 저장탱크 액위전송기;를 포함하고,
상기 차단밸브와 상기 액위전송기는 점검창 유닛에 의해 연결되며,
상기 점검창 유닛은,
일 방향으로 길게 형성되어, 상기 차단밸브와 상기 액위전송기에 연결되는 연결관;
상기 연결관의 일측에 설치되는 게이지 관; 및
상기 게이지 관에 상기 연결관의 내측을 관측할 수 있도록 설치된 점검창;을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장 시스템.
제6항에 있어서,
상기 점검창을 통해 상기 케이블 또는 상기 센서의 위치 확인이 가능한 것을 특징으로 하는 LNG 저장 시스템.
제6항에 있어서,
상기 케이블에는 상기 센서의 위치를 확인할 수 있는 마크가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LNG 저장 시스템.
제6항에 있어서,
상기 게이지 관의 일단에는 제1홈이 형성되며, 상기 점검창의 일측이 상기 제1홈에 끼워지며, 상기 점검창은 중앙부분이 개구된 고정부재에 의해 제1홈에 고정되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장 시스템.
제9항에 있어서,
상기 고정부재에는 제2홈이 형성되며, 상기 제2홈에 상기 점검창의 타측이 끼워지는 것을 특징으로 하는 LNG 저장 시스템.
제10항에 있어서,
상기 점검창의 일측과 상기 제1홈 사이에는 씰링 게스킷이 설치되어 점검창 유닛의 내측을 밀폐시키며, 상기 점검창의 타측과 상기 제2홈 사이에는 쿠션 게스킷이 설치되어 점검창 유닛 내의 압력 변화에 의해 상기 점검창으로 전달되는 충격을 저감하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장 시스템.
제6항에 있어서,
상기 연결관에 설치되는 기체주입관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장 시스템.
제12항에 있어서,
상기 본체에는 벤트홀이 형성되어, 상기 기체주입관으로 기체가 주입될 경우 상기 점검창 유닛 내부의 기체가 상기 벤트홀로 빠져나가는 것을 특징으로 하는 LNG 저장 시스템.