KR20240045272A - 승강 장치, 펌프 반입 방법, 펌프 인상 방법 - Google Patents

승강 장치, 펌프 반입 방법, 펌프 인상 방법 Download PDF

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KR20240045272A
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슈이치로 혼다
데츠지 가사타니
하야토 이케다
미츠타카 이와미
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

상설된 대형의 권상기를 불필요로 할 수 있는 승강 장치가 제공된다. 승강 장치(12)는, 액화 가스를 이송하기 위해 사용되는 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3) 내에서 상승 및 하강시키기 위해 사용된다. 승강 장치(12)는, 케이블(13)과, 케이블(13)에 연결된 권상기(14)를 구비한다. 케이블(13)은, 복수의 분할 케이블(13B)과, 복수의 분할 케이블(13B)을 분리 가능하게 연결하는 복수의 연결 링크(16)를 구비하고 있다.

Description

승강 장치, 펌프 반입 방법, 펌프 인상 방법
본 발명은, 액화 암모니아나 액화 천연가스(LNG)나 액체 수소 등의 액화 가스를 승압하기 위한 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에서 승강시키기 위한 승강 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그와 같은 승강 장치를 사용하여, 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 방법, 및 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는 방법에 관한 것이다.
천연가스는, 화력 발전이나 화학 원료로서 널리 이용되고 있다. 또한, 암모니아나 수소는, 지구 온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 발생시키지 않는 에너지로서 기대되고 있다. 에너지로서의 수소의 용도에는, 연료 전지 및 터빈 발전 등을 들 수 있다. 천연가스, 암모니아 및 수소는, 상온에서는 기체의 상태이기 때문에, 이들의 저장 및 운반을 위해, 천연가스, 암모니아 및 수소는 냉각되어, 액화된다. 액화 천연가스(LNG)나 액화 암모니아나 액체 수소 등의 액화 가스는, 일단 액화 가스 저류조에 저장된 후, 펌프에 의해 발전소나 공장 등으로 이송된다.
도 30은 액화 가스가 저장된 액화 가스 저류조와, 액화 가스를 퍼 올리기 위한 펌프의 종래예를 도시하는 모식도이다. 펌프(500)는, 액화 가스 저류조(501)에 설치된 종형 펌프 컬럼(505) 내에 설치된다. 펌프 컬럼(505) 내는 액화 가스로 채워지고, 펌프(500)의 전체는 액화 가스 중에 침지된다. 따라서, 펌프(500)는, 액화 가스 중에서 운전 가능한 잠몰식 펌프이다. 펌프(500)가 운전되면, 액화 가스 저류조(501) 내의 액화 가스는 펌프 컬럼(505) 내에 흡입되어, 펌프 컬럼(505)에서 상승하고, 그리고 펌프 컬럼(505)으로부터 액화 가스 배출 포트(509)를 통해 배출된다.
펌프(500)는, 그 상부에 케이블(508)이 접속된 상태에서, 펌프 컬럼(505) 내에 수용되어 있다. 케이블(508)의 상부는, 상부 덮개(510)로부터 펌프 컬럼(505) 내로 연장되는 케이블 보유 지지부(511)에 감겨 있어, 케이블 보유 지지부(511)에 보유 지지되고 있다. 케이블(508)의 하단은 펌프(500)에 접속되어 있다. 따라서, 케이블(508)도, 펌프(500)와 마찬가지로, 펌프 컬럼(505) 내에 수용된다.
케이블(508)은, 펌프(500)를 펌프 컬럼(505) 내에 반입할 때, 및 펌프(500)를 펌프 컬럼(505)으로부터 끌어올릴 때 사용된다. 케이블(508)을 펌프(500)에 접속된 채로 해 둠으로써, 펌프(500)를 끌어올릴 때 케이블(508)을 펌프(500)에 연결하는 작업을 생략할 수 있다. 펌프(500)의 운전 중에는, 케이블(508)은, 펌프(500)와 함께 펌프 컬럼(505) 내에서, 액화 가스 중에 침지된다.
도 31은 펌프(500)를 펌프 컬럼(505) 내에 반입하는 작업, 및 펌프(500)를 펌프 컬럼(505)으로부터 끌어올리는 작업을 설명하는 도면이다. 펌프(500)를 펌프 컬럼(505) 내에 설치할 때, 및 메인터넌스 등의 목적으로 펌프(500)를 펌프 컬럼(505)으로부터 끌어올릴 때, 케이블(508)의 상단은 권상기(512)에 접속된다. 펌프(500)는 케이블(508)에 현수되며, 권상기(512)에 의해 펌프 컬럼(505) 내에서 상승 및 하강된다.
특허 제3197645호 공보 특허 제3198248호 공보 특허 제3472379호 공보
그러나, 액화 가스용의 펌프 컬럼(505)는, 일반적으로, 연직 방향으로 매우 길어, 수십미터에나 달하는 경우가 있다. 이와 같은 펌프 컬럼(505)의 저부에 설치된 펌프(500)에 접속된 케이블(508)도 필연적으로 길어진다. 결과적으로, 케이블(508)을 권취하기 위한 권상기(512)에는, 펌프 컬럼(505)의 상방에 상설된 대형의 권상기를 사용할 필요가 있다. 대형의 권상기(512)를 상설하기 위해서는, 그 중량을 지지할 수 있는 큰 가대도 필요하다. 또한, 시설에 따라서는, 이와 같은 대형의 권상기(512)을 설치하는 데 충분히 넓은 스페이스가 없는 경우도 있다.
펌프(500)의 펌프 컬럼(505)으로의 거치, 인출 시에는 펌프 컬럼(505)으로부터의 가스 방출이나 펌프 컬럼(505) 내로의 공기 등의 침입이 수반된다. 따라서, 펌프 컬럼(505) 상부의 개구부의 면적은 가능한 한 제한하는 것이 바람직하다. 그러나, 케이블(508)이 펌프 컬럼(505) 상부를 관통하고 있기 때문에, 개구부의 제한은 곤란하다.
또한, 펌프(500)의 펌프 컬럼(505)으로의 설치의 최종 단계에서는 이 케이블(508)은 대형의 권상기로부터 풀어지고, 풀어진 여분 길이 부분은 상부 덮개(510)의 하면의 케이블 보유 지지부(511)에 감겨져, 펌프 컬럼(505) 내에 수납된다. 이들 작업 중에는, 펌프 컬럼(505)의 상부 개구부는 크게 개방되기 때문에, 펌프 컬럼(505)으로부터는 가스가 방출되고, 펌프 컬럼(505) 내로의 공기가 침입한다. 펌프(500)의 펌프 컬럼(50)으로부터의 인출의 최초의 단계에서도, 마찬가지의 것이 일어난다. 이와 같은 가스 방출, 공기 침입을 방지하기 위해 불활성 가스 등의 퍼지 가스를 펌프 컬럼(505) 내에 공급하는 경우도 있지만, 개구부가 크기 때문에, 대량의 퍼지 가스가 필요로 된다.
따라서, 본 발명은, 상설된 대형의 권상기를 불필요로 할 수 있는 승강 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은, 그와 같은 승강 장치를 사용하여, 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 방법, 및 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는 방법을 제공한다. 본 발명은, 펌프 거치 인출 시에 발생하는 펌프 컬럼 상부의 개구부로부터의 가스 방출이나 펌프 컬럼 내로의 공기 침입을 방지하기 위해 필요한 퍼지 가스의 사용량을 삭감할 수 있는 승강 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은, 그와 같은 승강 장치를 사용하여, 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 방법, 및 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는 방법을 제공한다.
일 양태에서는, 액화 가스를 이송하기 위해 사용되는 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에서 상승 및 하강시키는 승강 장치이며, 케이블과, 상기 케이블에 연결된 권상기를 구비하고, 상기 케이블은, 복수의 분할 케이블과, 상기 복수의 분할 케이블을 분리 가능하게 연결하는 복수의 연결 링크를 구비하고 있는, 승강 장치가 제공된다.
일 양태에서는, 상기 복수의 분할 케이블의 각각의 길이는, 상기 펌프 컬럼의, 그 길이 방향을 따른 높이보다도 짧다.
일 양태에서는, 상기 승강 장치는, 상기 복수의 연결 링크의 각각에 걸림 결합하는 형상을 갖고, 상기 복수의 분할 케이블 중 적어도 1개가 상기 펌프 컬럼 내에 낙하하는 것을 방지하는 스토퍼를 더 구비하고 있다.
일 양태에서는, 상기 스토퍼는, 상기 펌프 컬럼에 연결된 퍼지 용기의 상부 개구를 덮는 상부 덮개에 형성되어 있는 구멍보다도 크다.
일 양태에서는, 상기 승강 장치는, 상기 펌프 컬럼의 상단에 놓이는 서포트 플레이트를 더 구비하고 있고, 상기 서포트 플레이트는, 상기 복수의 분할 케이블 및 상기 복수의 연결 링크의 통과를 허용하면서, 상기 스토퍼의 통과를 허용하지 않는 형상의 개구를 갖고 있다.
일 양태에서는, 상기 승강 장치는, 상기 펌프 컬럼의 상단에 놓이는 헤드 플레이트를 더 구비하고 있고, 상기 헤드 플레이트는, 상기 펌프 컬럼의 상부 개구를 덮는 형상을 갖는 폐색 부재와, 상기 폐색 부재에 지지된 가동 로드를 갖고 있고, 상기 가동 로드는, 상기 폐색 부재에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동 가능하고, 상기 가동 로드의 하단은, 상기 복수의 분할 케이블 중 1개와 연결 가능하게 구성되어 있다.
일 양태에서는, 액화 가스를 이송하기 위해 사용되는 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 방법이며, 권상기에 연결된 케이블을 상기 잠몰식 펌프에 연결하고, 상기 케이블은, 미리 준비된 복수의 분할 케이블 중 적어도 1개를 포함하고 있고, 상기 케이블에, 상기 복수의 분할 케이블의 나머지를 1개씩 추가하면서, 상기 권상기에 의해 상기 잠몰식 펌프를 상기 펌프 컬럼 내에서 하강시키는 방법이 제공된다.
일 양태에서는, 상기 복수의 분할 케이블은, 복수의 연결 링크에 의해 분리 가능하게 연결되어 있다.
일 양태에서는, 상기 방법은, 상기 잠몰식 펌프를 퍼지 용기 내에 수용하고, 상기 퍼지 용기 내에 퍼지 가스를 주입하여 상기 잠몰식 펌프를 상기 퍼지 가스에 노출시키는 공정을 더 포함한다.
일 양태에서는, 상기 방법은, 새롭게 추가된 분할 케이블을 상기 퍼지 용기 내에 수용하고, 상기 퍼지 용기 내에 퍼지 가스를 주입하여 상기 새롭게 추가된 분할 케이블을 상기 퍼지 가스에 노출시키는 공정을 더 포함한다.
일 양태에서는, 상기 복수의 분할 케이블 중 적어도 1개와, 상기 잠몰식 펌프를 상기 퍼지 용기 내에 수용하고, 상기 퍼지 용기 내에 퍼지 가스를 주입하여, 상기 적어도 1개의 분할 케이블 및 상기 잠몰식 펌프를 상기 퍼지 가스에 노출시킨다.
일 양태에서는, 상기 액화 가스는 액체 수소이며, 상기 퍼지 가스의 적어도 일부는 수소의 비점 이하의 비점을 갖는 성분으로 이루어지는 가스이다.
일 양태에서는, 상기 퍼지 가스는 수소 가스를 포함한다.
일 양태에서는, 상기 방법은, 상기 펌프 컬럼 내의 상기 복수의 분할 케이블을 헤드 플레이트에 연결하는 공정을 더 포함하고, 상기 헤드 플레이트는, 상기 펌프 컬럼의 상부 개구를 덮는 형상을 갖는 폐색 부재와, 상기 폐색 부재에 지지된 가동 로드를 갖고 있고, 상기 가동 로드는, 상기 폐색 부재에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동 가능하고, 상기 가동 로드의 하단은, 상기 복수의 분할 케이블 중 1개와 연결되어 있다.
일 양태에서는, 액화 가스를 이송하기 위해 사용되는 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는 방법이며, 권상기에 연결된 케이블을 상기 잠몰식 펌프에 연결하고, 상기 케이블은 복수의 분할 케이블을 포함하고 있고, 상기 케이블로부터, 상기 복수의 분할 케이블을 1개씩 떼어내면서, 상기 권상기에 의해 상기 잠몰식 펌프를 상기 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는 방법이 제공된다.
일 양태에서는, 상기 복수의 분할 케이블은, 복수의 연결 링크에 의해 분리 가능하게 연결되어 있다.
일 양태에서는, 상기 복수의 분할 케이블 중 1개를 떼어내기 전에, 상기 1개의 분할 케이블을 퍼지 용기 내에 수용하고, 상기 퍼지 용기 내에 퍼지 가스를 주입하여 상기 1개 분할 케이블을 상기 퍼지 가스에 노출시키는 공정을 더 포함한다.
일 양태에서는, 상기 방법은, 상기 잠몰식 펌프를 상기 퍼지 용기 내에 수용하고, 상기 퍼지 용기 내에 퍼지 가스를 주입하여 상기 잠몰식 펌프를 상기 퍼지 가스에 노출시키는 공정을 더 포함한다.
일 양태에서는, 상기 액화 가스는 액체 수소이며, 상기 퍼지 가스의 적어도 일부는 수소의 비점 이하의 비점을 갖는 성분으로 이루어지는 가스이다.
일 양태에서는, 상기 퍼지 가스는 수소 가스를 포함한다.
본 발명에 따르면, 복수의 분할 케이블이 사용되므로, 이들 분할 케이블을 1개씩 추가하면서, 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입할 수 있다. 또한, 복수의 분할 케이블을 1개씩 떼어내면서, 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 끌어올릴 수 있다. 이들 분할 케이블 자체는, 권상기에 권취할 필요가 없으므로, 가반형의 호이스트나 체인 블록 등의 소형의 권상기를 사용할 수 있다. 따라서, 상설된 대형의 권상기를 불필요로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 도 30에 도시한 바와 같은, 케이블(508)을 케이블 보유 지지부(511)에 권취하는 작업 및 케이블(508)을 케이블 보유 지지부(511)로부터 푸는 작업이 불필요하게 되어, 펌프 컬럼의 상부가 크게 개구되어 있는 시간을 단축할 수 있다. 결과적으로, 펌프 컬럼으로부터의 가스 방출이나 펌프 컬럼 내로의 공기 침입을 방지하기 위해 필요한 퍼지 가스의 사용량을 대폭 삭감할 수 있다.
도 1은 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 작업을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 서포트 플레이트 및 스토퍼를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 서포트 플레이트의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시한 서포트 플레이트의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 5는 헤드 플레이트를 도시하는 측면도이다.
도 6은 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 7은 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 8은 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 9는 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 10은 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 11은 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼에 반입하는 방법의 다른 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 12는 퍼지 용기의 일 실시 형태의 단면도이다.
도 13은 펌프 컬럼의 상부에 연결된 퍼지 용기를 도시하는 모식도이다.
도 14는 배플 플레이트를 도시하는 사시도이다.
도 15는 퍼지 용기를 사용하여 잠몰식 펌프의 드라이 업을 실행하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 16은 퍼지 용기를 사용하여 잠몰식 펌프의 드라이 업을 실행하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 17은 퍼지 용기를 사용하여 잠몰식 펌프의 드라이 업을 실행하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 18은 퍼지 용기를 사용하여 잠몰식 펌프의 드라이 업을 실행하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 19는 퍼지 용기를 사용하여 잠몰식 펌프의 드라이 업을 실행하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 20은 퍼지 용기를 사용하여 잠몰식 펌프의 핫 업을 실행하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 21은 퍼지 용기를 사용하여 잠몰식 펌프의 핫 업을 실행하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 22는 퍼지 용기를 사용하여 잠몰식 펌프의 핫 업을 실행하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 23은 퍼지 용기를 사용하여 잠몰식 펌프의 핫 업을 실행하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 24는 퍼지 용기를 사용하여 잠몰식 펌프의 핫 업을 실행하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 25는 퍼지 용기의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 26은 펌프 컬럼의 상부에 연결된 퍼지 용기를 도시하는 모식도이다.
도 27a는 잠몰식 펌프와 1개 또는 복수의 분할 케이블을 동시에 드라이 업하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 27b는 잠몰식 펌프와 1개 또는 복수의 분할 케이블을 동시에 드라이 업하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 28a는 잠몰식 펌프와 1개 또는 복수의 분할 케이블을 동시에 드라이 업하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 28b는 잠몰식 펌프와 1개 또는 복수의 분할 케이블을 동시에 드라이 업하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 29는 퍼지 용기의 또 다른 실시 형태를 도시하는 사시도이다.
도 30은 액화 가스가 저장된 액화 가스 저류조와, 액화 가스를 퍼 올리기 위한 펌프의 종래예를 도시하는 모식도이다.
도 31은 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 종래의 작업, 및 펌프를 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는 종래의 작업을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 작업을 설명하기 위한 모식도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 펌프 컬럼(3)은, 액화 가스가 저류되는 액화 가스 저류조(5) 내에 설치되어 있다. 액화 가스의 예로서는, 액화 암모니아, 액체 수소, 액체 질소, 액화 천연가스, 액화 에틸렌 가스, 액화 석유 가스 등을 들 수 있다. 펌프 컬럼(3)은, 연직 방향으로 연장된 중공형의 용기이며, 그 상부는 액화 가스 저류조(5)로부터 상방으로 돌출되어 있다. 펌프 컬럼(3)의 저부에는 흡입 밸브(6)가 마련되어 있다. 잠몰식 펌프(2)는 펌프 컬럼(3)의 저부에 설치된다. 흡입 밸브(6)의 구성은, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 흡입 밸브(6)는 잠몰식 펌프(2)의 자체 중량으로 흡입 밸브(6)가 개방되는 타입이어도 되고, 혹은 액추에이터 구동형 밸브(예를 들어 전동 밸브)여도 된다.
승강 장치(12)는, 펌프 컬럼(3)의 상방에 설치되어 있다. 이 승강 장치(12)는, 도시하지 않은 프레임에 떼어내기 가능하게 연결되어 있다. 잠몰식 펌프(2)는, 크레인 등의 반송 장치(도시하지 않음)에 의해 펌프 컬럼(3)의 상방 위치로 반송된다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 잠몰식 펌프(2)는, 승강 장치(12)의 케이블(13)에 연결된다. 잠몰식 펌프(2)는 승강 장치(12)에 의해 상승 및 하강된다. 승강 장치(12)는, 케이블(13)을 감아 올리는 호이스트, 윈치, 체인 블록 등의 가반형의 권상기(14)를 갖고 있다.
승강 장치(12)의 케이블(13)은, 권상기(14)에 접속되어 있는 간선(13A)과, 복수의 분할 케이블(13B)을 포함한다. 도 1에서는, 미리 준비된 복수의 분할 케이블(13B) 중 1개가 도시되어 있다. 케이블(13)은, 복수의 연결 링크(16)를 더 포함한다. 분할 케이블(13B)은 연결 링크(16)에 의해 간선(13A)에 분리 가능하게 접속되어 있다. 또한, 복수의 분할 케이블(13B)도 복수의 연결 링크(16)에 의해 분리 가능하게 연결되어 있다. 도 1에서는, 1개의 연결 링크(16)만이 도시되어 있다. 각 연결 링크(16)는, 가로 방향으로 돌출된 돌출부(16a)를 갖고 있다. 연결 링크(16)의 구조는, 그 의도한 기능을 발휘할 수 있는 한, 특별히 한정되지는 않는다. 연결 링크(16)는, 섀클과 같은 금속 부재여도 된다.
복수의 분할 케이블(13B)의 각각의 길이는, 펌프 컬럼(3)의, 그 길이 방향을 따른 높이보다도 짧다. 후술하는 바와 같이, 케이블(13)에, 복수의 분할 케이블(13B)을 1개씩 추가하면서, 승강 장치(12)의 권상기(14)에 의해 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3) 내에서 하강시킨다.
잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3) 내에 반입하기 전에, 액화 가스는, 펌프 컬럼(3)으로부터 배출된다. 구체적으로는, 펌프 컬럼(3)의 상부 개구가 폐쇄된 상태에서, 퍼지 가스를 퍼지 가스 도입 포트(8)로부터 펌프 컬럼(3) 내에 공급하고, 액화 가스를 퍼지 가스의 압력에 의해 펌프 컬럼(3)으로부터 흡입 밸브(6)를 통해 배출한다.
액화 가스의 배출이 완료되면, 잠몰식 펌프(2)는, 승강 장치(12)에 의해 펌프 컬럼(3) 내로 하강(이동)되어, 펌프 컬럼(3)의 저부에 설치된다. 흡입 밸브(6)가 개방되면, 액화 가스 저류조(5) 내의 액화 가스가 펌프 컬럼(3)에 유입된다. 잠몰식 펌프(2)의 전체가 액화 가스 중에 침지된 상태에서, 잠몰식 펌프(2)는 운전하여, 액화 가스를 퍼 올린다. 잠몰식 펌프(2)는, 액체 중에서 운전 가능하게 구성된 펌프이다. 펌프 컬럼(3)의 상부에는, 퍼지 가스 도입 포트(8)와, 액화 가스 배출 포트(9)가 마련되어 있다. 잠몰식 펌프(2)에 의해 퍼 올려진 액화 가스는, 액화 가스 배출 포트(9)를 통해 배출된다.
다음으로, 승강 장치(12)를 사용하여 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3) 내에 반입하는 작업의 일 실시 형태를 설명한다. 이하에 설명하는 실시 형태는, 도 2에 도시한 서포트 플레이트(25) 및 스토퍼(26)와, 도 5에 도시한 헤드 플레이트(30)를 사용한다. 서포트 플레이트(25) 및 헤드 플레이트(30)는, 어느 쪽도 펌프 컬럼(3)의 상단에 놓이는 것이다.
도 2는 서포트 플레이트(25) 및 스토퍼(26)를 도시하는 사시도이다. 스토퍼(26)는 서포트 플레이트(25) 상에 놓인다. 서포트 플레이트(25)는, 펌프 컬럼(3)의 상부 개구를 덮는 형상을 갖고 있다. 서포트 플레이트(25)는, 승강 장치(12)의 분할 케이블(13B)의 통과를 허용하는 개구(25a)를 갖고 있다. 이 개구(25a)의 크기는, 승강 장치(12)의 분할 케이블(13B) 및 연결 링크(16)의 통과를 허용하지만, 스토퍼(26)의 통과를 허용하지 않는 크기이다. 즉, 스토퍼(26)의 폭은, 개구(25a)의 폭보다도 크다.
스토퍼(26)는, 연결 링크(16)(도 1 참조)에 걸림 결합하는 형상을 갖는다. 본 실시 형태의 스토퍼(26)는, 그 중앙에 개구(27)를 갖고 있고, 복수의 부재(26A, 26A)로 분할되어 있다. 개구(27)는, 분할 케이블(13B)이 통과하는 것은 허용하지만, 연결 링크(16)의 통과는 허용하지 않는다. 분할 케이블(13B)이 서포트 플레이트(25)의 개구(25a)를 통해 하방으로 이동하면, 분할 케이블(13B)에 연결된 연결 링크(16)의 돌출부(16a)(도 1 참조)는, 서포트 플레이트(25) 상에 놓인 스토퍼(26)에 걸림 결합한다. 따라서, 스토퍼(26)는, 분할 케이블(13B)이 펌프 컬럼(3) 내에 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 스토퍼(26)는, 복수의(전형적으로는 2개의) 부재로 이루어지는 분할 링(예를 들어 2개 분할 링)이다. 그러나, 연결 링크(16) 및 스토퍼(26)의 구성은, 그것들의 의도한 기능을 발휘할 수 있는 한, 본 실시 형태에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 스토퍼(26)는, 그 중심으로부터 외측으로 연장되는 노치를 가진 단일의 부재(예를 들어, U자형 부재)여도 된다. 또한, 연결 링크(16)는, 섀클과 같은 구조체여도 된다. 다른 예에서는, 연결 링크(16)는, 돌출부(16a)를 갖는 대신에 수평 방향으로 연장되는 관통 구멍을 갖고, 스토퍼(26)는 관통 구멍에 삽입되는 막대형의 부재여도 된다. 이 경우에도, 막대형의 부재는 서포트 플레이트(25)의 개구(25a)를 통과하지 않아, 연결 링크(16) 및 분할 케이블(13B)이 펌프 컬럼(3) 내에 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
도 2에 도시한 실시 형태에서는, 개구(25a)는 서포트 플레이트(25)의 중심으로부터 외측으로 연장되는 노치로 구성되어 있지만, 개구(25a)의 형상은 도 2에 도시한 실시 형태에 한정되지는 않는다. 서포트 플레이트(25) 및 스토퍼(26)는, 이하에 설명하는 잠몰식 펌프(2)의 반입 및 인상에 있어서, 잠몰식 펌프(2)의 하중을 일시적으로 지지하기 위해 사용된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 서포트 플레이트(25)는, 그 상면에 2개의 손잡이(25b)를 가져도 된다. 작업원은, 이들 손잡이(25b)를 파지하여 서포트 플레이트(25)를 운반할 수 있다. 일 실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 서포트 플레이트(25)는, 펌프 컬럼(3)의 상단에 고정된 슬라이드 레일(28)에 장착 가능하게 구성되어도 된다. 도 4에 도시한 서포트 플레이트(25)는, 사각형을 갖고 있지만, 슬라이드 레일(28)에 장착할 수 있는 한에 있어서 다른 형상을 가져도 된다. 또한, 도시하지 않지만, 서포트 플레이트(25)는, 그 중앙에 개구(25a)를 갖는 2개 분할 구조여도 된다.
도 5는 헤드 플레이트(30)를 도시하는 측면도이다. 헤드 플레이트(30)는, 펌프 컬럼(3)의 상부 개구를 덮는 형상을 갖는 폐색 부재(31)와, 폐색 부재(31)에 지지된 가동 로드(32)를 갖고 있다. 가동 로드(32)는, 폐색 부재(31)에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동 가능하다. 가동 로드(32)의 상단(32a)은, 분할 케이블(13B)의 단부와 연결 가능하게 구성되고, 가동 로드(32)의 하단(32b)은, 연결 링크(16)와 연결 가능하게 구성되어 있다. 이 헤드 플레이트(30)는, 잠몰식 펌프(2)가 펌프 컬럼(3) 내에서 운전 중에, 액화 가스가 펌프 컬럼(3)의 상부 개구로부터 유출되지 않도록 펌프 컬럼(3)의 상부 개구를 폐색하기 위해 마련된다. 헤드 플레이트(30)는, 가동 로드(32)와 폐색 부재(31) 사이의 간극을 밀봉하는 시일(도시하지 않음)을 구비하고 있어, 헤드 플레이트(30)를 통한 액화 가스의 누설을 방지하고 있다.
도 6 내지 도 8은 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3) 내에 반입하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다. 도 6 내지 도 8에 도시한 일련의 동작은, 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3) 내에서 하강시키는 동작과, 복수의 분할 케이블(13B)을 1개씩 케이블(13)에 이어 붙이는 동작을 포함한다. 이하에 설명하는 동작 전에, 펌프 컬럼(3)으로부터 액화 가스가 배출된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 스텝 1-1에서는, 미리 준비된 복수의 분할 케이블(13B) 중 1개를, 권상기(14)에 접속되어 있는 간선(13A)에 연결 링크(16)를 통해 연결하고, 분할 케이블(13B)의 하단을 잠몰식 펌프(2)에 연결한다. 그리고, 권상기(14)에 의해, 잠몰식 펌프(2)를 하강시켜, 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3) 내로 이동시킨다. 주위의 공기가 펌프 컬럼(3) 내에 침입하는 것을 방지하기 위해, 퍼지 가스 도입 포트(8)를 통해 펌프 컬럼(3) 내에 퍼지 가스(예를 들어, 불활성 가스, 및/또는 액화 가스의 성분과 동일한 성분으로 이루어지는 가스를 포함함)가 공급된다. 펌프 컬럼(3) 내로의 퍼지 가스의 공급은, 이하의 스텝에서도 기본적으로 계속된다.
스텝 1-2에서는, 연결 링크(16)가 펌프 컬럼(3)의 상방에 위치하고 있을 때, 서포트 플레이트(25)가 펌프 컬럼(3)의 상부에 놓이고, 또한 스토퍼(26)가 서포트 플레이트(25) 상에 놓인다. 연결 링크(16)가 스토퍼(26)에 걸림 결합할 때까지(접촉할 때까지), 케이블(13) 및 잠몰식 펌프(2)를 권상기(14)에 의해 하강시킨다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 분할 케이블(13B) 및 연결 링크(16)를 경유하여 스토퍼(26) 및 서포트 플레이트(25)에 의해 지지된다.
스텝 1-3에서는, 미리 준비된 복수의 분할 케이블(13B) 중 다른 1개를, 케이블(13)에 추가한다. 보다 구체적으로는, 새롭게 추가된 분할 케이블(13B)의 상단을, 권상기(14)에 접속되어 있는 케이블(13)의 간선(13A)에 연결 링크(16)를 통해 연결하고, 새롭게 추가된 분할 케이블(13B)의 하단을, 먼저 추가된 분할 케이블(13B)의 상단에 연결 링크(16)를 통해 연결한다. 이 시점에서는, 잠몰식 펌프(2)의 하중은 스토퍼(26) 및 서포트 플레이트(25)에 의해 지지되어 있다.
스텝 1-4에서는, 권상기(14)에 의해 케이블(13) 및 잠몰식 펌프(2)를 조금만 끌어올리고, 그 후 스토퍼(26)를 서포트 플레이트(25)로부터 뗀다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은 승강 장치(12)에 의해 지지된다.
스텝 1-5에서는, 권상기(14)에 의해 케이블(13) 및 잠몰식 펌프(2)를 다시 하강시킨다. 가장 위에 있는 연결 링크(16)가 펌프 컬럼(3) 내에 들어가기 전에, 스토퍼(26)를 서포트 플레이트(25) 상에 다시 놓는다.
스텝 1-6에서는, 가장 위에 있는 분할 케이블(13B)의 상단에 연결되어 있는 연결 링크(16)가 스토퍼(26)에 걸림 결합할 때까지(접촉할 때까지), 케이블(13) 및 잠몰식 펌프(2)를 권상기(14)에 의해 하강시킨다. 연결 링크(16)에 스토퍼(26)가 걸림 결합하면, 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 스토퍼(26) 및 서포트 플레이트(25)에 의해 지지된다.
그리고, 잠몰식 펌프(2)가 펌프 컬럼(3)의 저부 근방에 위치할 때까지, 상기 스텝 1-3 내지 상기 스텝 1-6과 마찬가지의 스텝을, 복수의 분할 케이블(13B)의 나머지를 1개씩 추가하면서, 반복한다.
스텝 1-7에서는, 잠몰식 펌프(2)가 펌프 컬럼(3)의 저부 근방에 위치하고 있을 때, 케이블(13)의 간선(13A)을 헤드 플레이트(30)의 가동 로드(32)의 상단에 연결하고, 가동 로드(32)의 하단을, 스토퍼(26)에 걸림 결합하고 있는 연결 링크(16)에 연결한다.
스텝 1-8에서는, 헤드 플레이트(30), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를 권상기(14)에 의해 조금만 상승시켜, 스토퍼(26) 및 서포트 플레이트(25)를 펌프 컬럼(3)으로부터 떼어낸다.
스텝 1-9에서는, 헤드 플레이트(30)가 펌프 컬럼(3)의 상단에 접촉할 때까지, 헤드 플레이트(30), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 하강시킨다. 그리고, 도시하지 않은 헤드 플레이트 고정 장치(예를 들어 볼트 및 너트)에 의해 헤드 플레이트(30)를 펌프 컬럼(3)의 상단에 고정하여, 펌프 컬럼(3)의 상부 개구를 헤드 플레이트(30)로 밀폐한다. 이 시점에서는, 펌프 컬럼(3) 내의 잠몰식 펌프(2)는, 펌프 컬럼(3)의 저부에 배치된 흡입 밸브(6)에는 접촉하고 있지 않지만, 흡입 밸브(6)의 바로 위에 위치하고 있다.
스텝 1-10에서는, 잠몰식 펌프(2)가 흡입 밸브(6) 상에 놓일 때까지, 헤드 플레이트(30)의 가동 로드(32), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 하강시킨다. 흡입 밸브(6)는, 잠몰식 펌프(2)의 자체 중량에 의해 개방되고, 이에 의해 액화 가스 저류조(5)(도 1 참조) 내의 액화 가스가 펌프 컬럼(3) 내에 유입된다. 흡입 밸브(6)는, 펌프 컬럼(3)의 하단 개구를 덮는 밸브체(6A)와, 밸브체(6A)를 상방으로 가압하는 복수의 스프링(6B)을 갖고 있다. 잠몰식 펌프(2)가 밸브체(6A) 상에 놓여 있지 않을 때는, 밸브체(6A)는 복수의 스프링(6B)에 의해 펌프 컬럼(3)의 하단에 압박되어, 펌프 컬럼(3)의 하단 개구를 폐쇄한다. 잠몰식 펌프(2)가 밸브체(6A) 상에 놓이면, 잠몰식 펌프(2)의 자체 중량에 의해 밸브체(6A)는 스프링(6B)의 힘에 저항하여 하방으로 이동하고, 이에 의해 흡입 밸브(6)가 개방된다. 흡입 밸브(6)는, 액추에이터 구동형 밸브(예를 들어 전동 밸브)여도 된다.
스텝 1-11에서는, 케이블(13)의 간선(13A)은, 헤드 플레이트(30)의 가동 로드(32)로부터 분리된다.
이와 같이 하여, 잠몰식 펌프(2)의 펌프 컬럼(3) 내로의 설치가 행해진다.
본 실시 형태에 따르면, 도 30에 도시한 바와 같은, 케이블(508)을 케이블 보유 지지부(511)에 권취하는 작업이 불필요해져, 펌프 컬럼(3)의 상부가 크게 개구되어 있는 시간을 단축할 수 있다. 결과적으로, 펌프 컬럼(3)으로부터의 가스 방출이나 펌프 컬럼(3) 내로의 공기 침입을 방지하기 위해 필요한 퍼지 가스의 사용량을 대폭 삭감할 수 있다.
다음으로, 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3)으로부터 끌어올리는 작업의 일 실시 형태에 대하여 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 후술하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 케이블(13)로부터, 복수의 분할 케이블(13B)을 1개씩 떼어내면서, 권상기(14)에 의해 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3)으로부터 끌어올린다.
도 9에 도시한 바와 같이, 스텝 2-1에서는, 케이블(13)의 간선(13A)을 헤드 플레이트(30)의 가동 로드(32)에 연결하고, 가동 로드(32), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 승강 장치(12)의 권상기(14)에 의해 조금만 상승시켜, 잠몰식 펌프(2)를 흡입 밸브(6)로부터 떼어 놓는다. 또한, 퍼지 가스 도입 포트(8)로부터 퍼지 가스를 펌프 컬럼(3) 내에 공급하고, 액화 가스를 퍼지 가스의 압력에 의해 펌프 컬럼(3)으로부터 흡입 밸브(6)를 통해 배출한다. 흡입 밸브(6)는, 액추에이터 구동형 밸브(예를 들어 전동 밸브)여도 된다.
스텝 2-2에서는, 액화 가스가 펌프 컬럼(3) 내로부터 배제된 후, 도시하지 않은 헤드 플레이트 고정 장치(예를 들어 볼트 및 너트)를 떼어낸다. 이어서, 헤드 플레이트(30), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 조금만 상승시켜, 헤드 플레이트(30)를 펌프 컬럼(3)으로부터 분리한다. 또한, 서포트 플레이트(25)를 펌프 컬럼(3)의 상단에 놓고, 스토퍼(26)를 서포트 플레이트(25) 상에 놓는다. 그 후, 스토퍼(26)의 바로 위에 있는 연결 링크(16)가 스토퍼(26)에 걸림 결합할 때까지(접촉할 때까지), 헤드 플레이트(30), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 하강시킨다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 복수의 분할 케이블(13B)을 통해 스토퍼(26) 및 서포트 플레이트(25)에 의해 지지된다.
주위의 공기가 펌프 컬럼(3) 내에 침입하는 것을 방지하기 위해, 퍼지 가스 도입 포트(8)를 통해 펌프 컬럼(3) 내로 퍼지 가스(예를 들어, 불활성 가스, 및/또는 액화 가스의 성분과 동일한 성분으로 이루어지는 가스를 포함함)가 공급된다. 펌프 컬럼(3) 내로의 퍼지 가스의 공급은, 이하의 스텝에서도 기본적으로 계속된다.
스텝 2-3에서는, 헤드 플레이트(30)를 케이블(13)로부터 때어내고, 케이블(13)의 간선(13A)을, 스토퍼(26) 상의 연결 링크(16)에 연결한다.
스텝 2-4에서는, 가장 위의 분할 케이블(13B)이 펌프 컬럼(3)의 상방에 위치할 때까지, 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 끌어올린다. 복수의 분할 케이블(13B) 및 잠몰식 펌프(2)의 인상 개시 직후에, 스토퍼(26)는, 서포트 플레이트(25)로부터 떼어낸다.
스텝 2-5에서는, 스토퍼(26)를 다시 서포트 플레이트(25)의 상부에 놓는다. 또한, 스토퍼(26)의 바로 위에 있는 연결 링크(16)가 스토퍼(26)에 걸림 결합할 때까지, 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 조금만 하강시킨다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 복수의 분할 케이블(13B)을 경유하여 스토퍼(26) 및 서포트 플레이트(25)에 의해 지지된다.
스텝 2-6에서는, 펌프 컬럼(3)의 외부에 있는 가장 위의 분할 케이블(13B)을 케이블(13)로부터 떼어낸다.
스텝 2-7에서는, 권상기(14)로부터 연장되는 케이블(13)의 간선(13A)을 스토퍼(26)에 걸림 결합하고 있는 연결 링크(16)에 연결한다. 이에 의해, 케이블(13)의 간선(13A)은, 분할 케이블(13B)을 통해 잠몰식 펌프(2)에 연결된다.
그리고, 잠몰식 펌프(2)가 권상기(14)에 의해 펌프 컬럼(3)의 외부로 끌어올려질 때까지, 상기 스텝 2-4 내지 상기 스텝 2-7과 마찬가지의 스텝을, 복수의 분할 케이블(13B)을 1개씩 떼어내면서, 반복한다.
본 실시 형태에 따르면, 복수의 분할 케이블(13B)이 사용되므로, 이들 분할 케이블(13B)을 1개씩 추가하면서, 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3) 내에 반입할 수 있다. 또한, 복수의 분할 케이블(13B)을 1개씩 떼어내면서, 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3)으로부터 끌어올릴 수 있다. 이들 분할 케이블(13B) 자체는, 권상기에 권취할 필요가 없으므로, 가반형의 호이스트나 체인 블록 등의 소형의 권상기를 사용할 수 있다. 따라서, 상설된 대형의 권상기를 불필요로 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 도 30에 도시한 바와 같은, 케이블(508)을 케이블 보유 지지부(511)로부터 푸는 작업이 불필요하게 되어, 펌프 컬럼(3)의 상부가 크게 개구되어 있는 시간을 단축할 수 있다. 결과적으로, 펌프 컬럼(3)으로부터의 가스 방출이나 펌프 컬럼(3) 내로의 공기 침입을 방지하기 위해 필요한 퍼지 가스의 사용량을 대폭 삭감할 수 있다.
다음으로, 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3)에 반입하는 방법의 다른 실시 형태에 대하여, 도 11을 참조하여 설명한다. 이하에 설명하는 실시 형태에서는, 잠몰식 펌프(2)가 펌프 컬럼(3) 내에 반입되기 전에, 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)은, 퍼지 용기(39) 내에서 퍼지 가스에 노출된다. 퍼지 용기(39)는, 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)을 퍼지 가스에 노출시키기 위한 장치이다. 퍼지 용기(39)는, 펌프 컬럼(3)에 착탈 가능하게 연결된다. 퍼지 용기(39)는, 그 내부에 잠몰식 펌프(2)를 수용한 상태에서, 잠몰식 펌프(2)와 일체로 반송할 수 있는 가반형이다. 일 실시 형태에서는, 퍼지 용기(39)는, 펌프 컬럼(3)의 상부에 고정되어도 된다.
퍼지 용기(39)는 잠몰식 펌프(2)와 일체로 크레인 등의 반송 장치(도시하지 않음)에 의해 펌프 컬럼(3)의 상방 위치로 반송된다. 또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 퍼지 용기(39)는, 승강 장치(12)의 케이블(13)에 연결된다. 퍼지 용기(39)는 잠몰식 펌프(2)와 일체로 승강 장치(12)에 의해 상승 및 하강된다.
퍼지 용기(39)의 내부 공간(40)은 퍼지 가스로 채워져 있고, 잠몰식 펌프(2)는 퍼지 가스에 노출되어 있다(접촉하고 있다). 퍼지 용기(39)는, 펌프 컬럼(3)의 상부에 연결되도록 구성되어 있다. 퍼지 용기(39)의 내부 공간(40)은, 퍼지 용기(39)가 펌프 컬럼(3)의 상부에 연결되기 전에, 퍼지 가스로 채워진다. 즉, 잠몰식 펌프(2)가 퍼지 용기(39) 내에 수용된 상태에서, 퍼지 가스는 퍼지 용기(39) 내에 공급된다. 퍼지 용기(39)의 내부 공간(40)이 퍼지 가스로 충전된 상태에서, 퍼지 용기(39)는 잠몰식 펌프(2)와 일체로 승강 장치(12)에 의해 상승 또는 하강된다.
퍼지 가스는, 액화 가스 저류조(5)로부터 이격된 장소에서 퍼지 용기(39) 내에 공급되어도 되고, 혹은 퍼지 용기(39)가 승강 장치(12)의 케이블(13)에 연결된 후이며, 펌프 컬럼(3)의 상부에 연결되기 전에, 퍼지 가스가 퍼지 용기(39) 내에 공급되어도 된다. 또한, 일 실시 형태에서는, 퍼지 용기(39)가 펌프 컬럼(3)의 상부에 연결된 후이며, 잠몰식 펌프(2)가 승강 장치(12)에 의해 펌프 컬럼(3) 내로 이동되기 전에, 퍼지 가스가 퍼지 용기(39) 내에 공급되어도 된다. 어느 경우라도, 잠몰식 펌프(2)는, 퍼지 용기(39) 내에서 퍼지 가스에 노출되고, 이에 의해 잠몰식 펌프(2)의 내부 및 그 표면으로부터 공기 및 수분이 배제된다. 이하의 설명에서는, 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3)에 넣기 전에 퍼지 용기(39) 내에서 잠몰식 펌프(2)를 퍼지 가스에 노출시키는 공정을 드라이 업이라 칭한다.
드라이 업 전에, 액화 가스는, 펌프 컬럼(3)으로부터 배출된다. 구체적으로는, 펌프 컬럼(3)의 상부 개구가 폐쇄된 상태에서, 퍼지 가스를 퍼지 가스 도입 포트(8)로부터 펌프 컬럼(3) 내에 공급하고, 액화 가스를 퍼지 가스의 압력에 의해 펌프 컬럼(3)으로부터 흡입 밸브(6)를 통해 배출한다. 일 실시 형태에서는, 이 액화 가스의 펌프 컬럼(3)으로부터의 배출은, 퍼지 용기(39)가 잠몰식 펌프(2)와 일체로 펌프 컬럼(3)의 상방 위치로 반송되기 전에 행해진다.
잠몰식 펌프(2)의 드라이 업이 완료되면, 잠몰식 펌프(2)는, 승강 장치(12)에 의해 퍼지 용기(39)로부터 펌프 컬럼(3) 내로 하강(이동)되어, 펌프 컬럼(3)의 저부에 설치된다. 흡입 밸브(6)가 개방되면, 액화 가스 저류조(5) 내의 액화 가스가 펌프 컬럼(3)에 유입된다. 잠몰식 펌프(2)의 전체가 액화 가스 중에 침지된 상태에서, 잠몰식 펌프(2)는 운전하여, 액화 가스를 퍼 올린다. 잠몰식 펌프(2)에 의해 퍼 올려진 액화 가스는, 액화 가스 배출 포트(9)를 통해 배출된다.
도 12는 퍼지 용기(39)의 일 실시 형태의 단면도이다. 퍼지 용기(39)는, 잠몰식 펌프(2)를 수용하기 위한 내부 공간(40)을 갖는 용기 본체(41)와, 용기 본체(41)의 상측 개구를 덮는 상부 덮개(43)와, 용기 본체(41)의 하측 개구를 덮는 하부 덮개(44)와, 용기 본체(41)의 내부 공간(40)에 연통하는 퍼지 가스 입구 포트(47) 및 퍼지 가스 출구 포트(48)를 구비하고 있다. 용기 본체(41)는 중공형의 구조체이다. 본 실시 형태에서는, 용기 본체(41)는 원통 형상을 갖지만, 그 형상은 특별히 한정되지는 않는다. 일 실시 형태에서는, 용기 본체(41)는 다각 형상의 중공형의 구조체여도 되고, 혹은 그 밖의 형상을 가져도 된다.
퍼지 용기(39)는, 잠몰식 펌프(2)의 횡 요동을 억제하기 위한 펌프 가이드(50)를 구비하고 있다. 이 펌프 가이드(50)는, 용기 본체(41)의 내면에 고정되어 있다. 펌프 가이드(50)는, 용기 본체(41) 내에 수용된 잠몰식 펌프(2)의 주위에 배치되어 있다. 펌프 가이드(50)는, 잠몰식 펌프(2)가 내부에 수용된 퍼지 용기(39)를 크레인 등의 반송 장치로 반송할 때, 용기 본체(41) 내에서의 잠몰식 펌프(2)의 횡 요동을 억제할(방지할) 목적으로 마련되어 있다. 이와 같은 목적을 달성할 수 있는 한에 있어서, 펌프 가이드(50)는 복수의 부재여도 되고, 혹은 단일의 부재여도 된다. 펌프 가이드(50)는, 금속, 탄성 재료, 또는 이들의 조합으로 구성되어도 된다. 일 실시 형태에서는, 펌프 가이드(50)는, 용기 본체(41)의 내면이 아니라, 잠몰식 펌프(2)의 측면에 고정되어 있어도 된다.
퍼지 용기(39)는, 상부 덮개(43)를 용기 본체(41)에 착탈 가능하게 고정하는 고정구로서의 복수의 볼트(52) 및 복수의 너트(53)를 구비하고 있다. 용기 본체(41)는, 그 상부에 상부 플랜지(54)를 갖고 있다. 복수의 볼트(52)는, 상부 덮개(43) 및 상부 플랜지(54)를 관통하여 연장되고, 복수의 너트(53)가 복수의 볼트(52)에 각각 체결된다. 너트(53)를 볼트(52)로부터 떼어냄으로써, 상부 덮개(43)는 용기 본체(41)로부터 떼어낼 수 있다. 일 실시 형태에서는, 상부 덮개(43)를 용기 본체(41)에 착탈 가능하게 고정하는 고정구는, 볼트(52) 및 너트(53) 대신에, 1개 또는 복수의 클램프여도 된다.
퍼지 가스 입구 포트(47) 및 퍼지 가스 출구 포트(48)는, 용기 본체(41)의 측벽(41a)에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 퍼지 가스 입구 포트(47)는, 용기 본체(41)의 측벽(41a)의 하부에 고정되고, 퍼지 가스 출구 포트(48)는, 용기 본체(41)의 측벽(41a)의 상부에 고정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 퍼지 가스 출구 포트(48)는 퍼지 가스 입구 포트(47)보다도 높은 위치에 있지만, 이들의 배열은 본 실시 형태에 한정되지는 않는다. 일 실시 형태에서는, 퍼지 가스 입구 포트(47)는, 용기 본체(41)의 측벽(41a)의 상부에 고정되고, 퍼지 가스 출구 포트(48)는, 용기 본체(41)의 측벽(41a)의 하부에 고정되어도 되고, 혹은 퍼지 가스 입구 포트(47) 및 퍼지 가스 출구 포트(48)는 동일한 높이에 위치해도 된다. 또한 일 실시 형태에서는, 퍼지 가스 입구 포트(47) 및 퍼지 가스 출구 포트(48) 중 어느 한쪽은, 상부 덮개(43)에 고정되어도 된다.
퍼지 용기(39)는, 퍼지 가스 입구 포트(47)에 접속된 입구 밸브(55)와, 퍼지 가스 출구 포트(48)에 접속된 출구 밸브(56)를 더 구비하고 있다. 퍼지 가스 공급 라인(58)은 입구 밸브(55)에 분리 가능하게 접속되어 있다. 이 퍼지 가스 공급 라인(58)은 퍼지 가스 공급원(60)에 접속되어 있다. 퍼지 가스를 퍼지 용기(39) 내에 공급하려고 할 때는, 퍼지 가스 공급 라인(58)은 입구 밸브(55)에 접속되어, 입구 밸브(55)가 개방된다. 퍼지 가스는, 퍼지 가스 공급원(60)으로부터 퍼지 가스 공급 라인(58), 입구 밸브(55), 및 퍼지 가스 입구 포트(47)를 통해 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내에 공급된다. 퍼지 가스가 내부 공간(40) 내에 공급되고 있는 동안, 출구 밸브(56)는 개방되어 있어, 내부 공간(40) 내의 공기는 퍼지 가스로 치환된다.
사용되는 퍼지 가스는, 잠몰식 펌프(2)가 퍼 올리는 대상의 액화 가스의 비점 이하의 비점을 갖는 성분으로 이루어지는 가스이다. 이것은, 퍼지 가스가 액화 가스 또는 초저온의 잠몰식 펌프(2)에 접촉하였을 때, 퍼지 가스가 액화되지 않도록 하기 위해서이다. 퍼지 가스의 예로서는, 질소 가스, 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 들 수 있다. 예를 들어, 잠몰식 펌프(2)가 퍼 올리는 대상의 액화 가스가 액화 천연가스인 경우, 액화 천연가스의 비점(-162℃)보다도 낮은 비점(-196℃)을 갖는 질소로 이루어지는 가스인 질소 가스가 퍼지 가스로 사용된다. 다른 예에서는, 잠몰식 펌프(2)가 퍼 올리는 대상의 액화 가스가 액체 수소인 경우, 수소의 비점(-253℃)보다도 낮은 비점(-269℃)을 갖는 헬륨으로 이루어지는 가스인 헬륨 가스가 퍼지 가스로 사용된다.
퍼지 가스의 일부에는, 액화 가스의 성분과 동일한 성분으로 이루어지는 가스가 포함되어도 된다. 퍼지 가스 출구 포트(48)가 가스 처리 장치에 연결되어 있는 경우에는, 퍼지 가스 모두는, 액화 가스의 성분과 동일한 성분으로 이루어지는 가스여도 된다. 예를 들어, 액화 가스가 액체 수소인 경우에는, 퍼지 가스의 일부 또는 모두는, 수소 가스여도 된다. 상기 가스 처리 장치의 예로서는, 가스 소각 장치(플레어 링 장치), 화학적 가스 처리 장치, 가스 흡착 장치 등을 들 수 있다.
일 실시 형태에서는, 상술한 퍼지 가스 공급원(60)은, 질소 가스 공급원 또는 헬륨 가스 공급원이다. 또한 일 실시 형태에서는, 퍼지 가스 공급원(60)은, 다른 종류의 복수의 퍼지 가스 공급원, 예를 들어 질소 가스 공급원 및 헬륨 가스 공급원을 포함해도 된다. 이 경우에는, 복수의 퍼지 가스 공급원은, 선택적으로 퍼지 가스 공급 라인(58)에 접속되어도 된다. 또한 일 실시 형태에서는, 퍼지 가스 공급원(60)은, 액화 가스의 성분과 동일한 성분으로 이루어지는 가스의 공급원을 포함해도 된다. 예를 들어, 액화 가스가 액체 수소인 경우에는, 퍼지 가스 공급원(60)은, 수소 가스 공급원을 포함해도 된다.
일반적으로, 헬륨 가스는, 질소 가스보다도 고가이다. 또한, 질소는 헬륨보다도 원자량이 커서, 건조 효과가 높다. 따라서, 처음에는 질소 가스를 퍼지 가스로서 사용하고, 최종 단계에서 헬륨 가스를 퍼지 가스로서 사용해도 된다. 예를 들어, 질소 가스를 퍼지 용기(39) 내에 공급하여 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내의 공기를 질소 가스로 치환하고, 그 후 헬륨 가스를 퍼지 용기(39) 내에 공급하여 용기 본체(41)의 내부 공간(40)을 헬륨 가스로 채워도 된다.
도 12에 도시한 바와 같이, 퍼지 용기(39)는, 상부 덮개(43)에 착탈 가능하게 설치된 펌프 현수 기구(65)를 더 구비하고 있다. 이 펌프 현수 기구(65)는, 잠몰식 펌프(2)를 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내에 현수하도록 구성되어 있다. 펌프 현수 기구(65)는, 잠몰식 펌프(2)에 연결된 연결 부재(66)와, 연결 부재(66)에 걸림 결합하는 스토퍼(67)를 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 연결 부재(66)는, 연결 링크(70)와, 연결 링크(70)로부터 하방으로 연장되는 현수 케이블(71)을 구비하고 있다. 연결 링크(70)는, 가로 방향으로 돌출된 돌출부(70a)를 갖고 있다. 스토퍼(67)는, 연결 링크(70)의 돌출부(70a)에 걸림 결합하고 있다. 연결 링크(70)는, 앞의 실시 형태에서 설명한 연결 링크(16)와 동일한 형상 및 크기를 갖고 있다. 스토퍼(67)는, 앞의 실시 형태에서 설명한 스토퍼(26)와 동일한 형상 및 크기를 갖고 있다.
상부 덮개(43)는, 스토퍼(67)의 통과를 허용하지 않는 형상의 구멍(43a)을 갖고 있다. 이 구멍(43a)의 폭은, 연결 링크(70)의 폭보다도 커서, 연결 링크(70)가 구멍(43a)을 통과하는 것을 허용하지만, 한편, 구멍(43a)의 폭은 스토퍼(67)의 폭보다도 작아, 스토퍼(67)가 구멍(43a)을 통과하는 것을 허용하지 않는다. 스토퍼(67)는 상부 덮개(43)의 상면에 놓여, 연결 링크(70)가 용기 본체(41) 내에 낙하하는 것을 방지한다. 도 12로부터 알 수 있는 바와 같이, 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 연결 링크(70) 및 스토퍼(67)를 포함하는 펌프 현수 기구(65)를 경유하여 상부 덮개(43)에 가해진다. 바꿔 말하면, 잠몰식 펌프(2)의 하중은 상부 덮개(43)에 의해 지지되고 있다.
스토퍼(67)는, 연결 링크(70)에 착탈 가능하게 걸림 결합하고 있다. 본 실시 형태에서는, 스토퍼(67)는, 복수의(전형적으로는 2개의) 부재로 이루어지는 분할 링(예를 들어 2개 분할 링)이다. 그러나, 연결 링크(70) 및 스토퍼(67)의 구성은 본 실시 형태에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 스토퍼(67)는, 그 중심으로부터 외측으로 연장되는 노치를 가진 단일의 부재(예를 들어, U자형의 부재)여도 된다. 또한, 연결 링크(70)는, 섀클과 같은 구조체여도 된다. 다른 예에서는, 연결 링크(70)는, 돌출부(70a)를 갖는 대신에 수평 방향으로 연장되는 관통 구멍을 갖고, 스토퍼(67)는 관통 구멍에 삽입되는 막대형의 부재여도 된다. 이 경우에도, 막대형의 부재는 상부 덮개(43)의 구멍(43a)을 통과하지 않아, 연결 링크(70)가 용기 본체(41) 내에 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
상부 덮개(43)는, 승강 장치(12)의 케이블(13)이 연결되는 복수의 연결 포트(73)를 갖고 있다. 연결 포트(73)는, 케이블(13)이 삽입 가능한 구멍을 갖는 구조체이며, 그 구체적인 형상은 특별히 한정되지는 않는다. 케이블(13)은 복수로 분기되어 있어, 복수의 선단을 갖고 있다. 이들 선단은, 복수의 연결 포트(73)에 각각 연결된다.
하부 덮개(44)는, 떼어내기 가능하게 용기 본체(41)의 저부에 놓여 있다. 용기 본체(41)는, 그 하부에 하부 플랜지(80)를 갖고 있다. 하부 덮개(44)는, 하부 플랜지(80) 상에 배치되어 있다. 하부 덮개(44)는, 구멍이 뚫려 있지 않은 덮개이며, 용기 본체(41)의 내부 공간(40)을 채우는 퍼지 가스가 하부 덮개(44)를 통해 누설되지 않도록 되어 있다. 일 실시 형태에서는, 하부 덮개(44)는, 복수의 부재로 구성되어도 된다. 예를 들어, 하부 덮개(44)는, 2개 분할 덮개여도 된다. 하부 플랜지(80)는, 복수의 볼트(도시하지 않음)가 각각 삽입되는 복수의 관통 구멍(80a)을 갖고 있다.
퍼지 용기(39)는, 용기 본체(41)의 측벽(41a)에 형성된 개구부(41b)를 폐쇄하는 측면 덮개(78)를 더 구비하고 있다. 측면 덮개(78)는, 도시하지 않은 체결 기구(예를 들어 복수의 나사)에 의해 용기 본체(41)의 측벽(41a)에 떼어내기 가능하게 고정되어 있다. 측면 덮개(78)를 떼어내면, 작업원은 개구부(41b)를 통해 용기 본체(41)의 하부 덮개(44)에 액세스하여, 하부 덮개(44)를 용기 본체(41)로부터 제거할 수 있다. 마찬가지로, 작업원은, 개구부(41b)를 통해 하부 덮개(44)를 용기 본체(41) 내로 들여와, 하부 덮개(44)를 용기 본체(41)의 저부(즉, 하부 플랜지(80)) 상에 놓을 수 있다.
퍼지 용기(39)는, 퍼지 가스 출구 포트(48)에 연통하는 퍼지 지표 측정기(88)를 구비하고 있다. 퍼지 지표 측정기(88)는, 퍼지 가스에 노출된 잠몰식 펌프(2)의 건조 정도를 나타내는 지표값, 및/또는 퍼지 가스에 노출된 잠몰식 펌프(2)의 온도를 나타내는 지표값을 측정하는 장치이다. 퍼지 지표 측정기(88)의 구체예로서는, 노점계, 온도계, 및 이들의 조합을 들 수 있다. 예를 들어, 노점계는, 용기 본체(41)의 내부 공간(40)으로부터 유출된 퍼지 가스 중의 수분량을 측정한다. 퍼지 가스에 노출된 잠몰식 펌프(2)가 충분히 건조되었는지 여부(즉 이하에 설명하는 드라이 업이 충분한지 여부)는, 수분량의 측정값으로부터 판단할 수 있다. 온도계는, 용기 본체(41)의 내부 공간(40)으로부터 유출된 퍼지 가스의 온도를 측정한다. 퍼지 가스에 노출된 잠몰식 펌프(2)가 충분히 가온되었는지 여부(즉 이하에 설명하는 핫 업이 충분한지 여부)는, 잠몰식 펌프(2)에 접촉한 퍼지 가스의 온도의 측정값으로부터 판단할 수 있다. 퍼지 가스 중의 수분량, 및 퍼지 가스의 온도는, 잠몰식 펌프(2)의 드라이 업 및 핫 업의 지표값의 예이다. 잠몰식 펌프(2)의 건조의 정도 및 온도를 나타내는 것이면, 지표값은 다른 물리량이어도 된다. 도 12에서는 퍼지 지표 측정기(88)는 출구 밸브(56)에 접속되어 있지만, 퍼지 지표 측정기(88)의 의도한 기능을 발휘할 수 있는 한에 있어서, 퍼지 지표 측정기(88)의 배치는 도 12에 도시한 실시 형태에 한정되지는 않는다.
도 13은 펌프 컬럼(3)의 상부에 연결된 퍼지 용기(39)를 도시하는 모식도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 잠몰식 펌프(2)가 내부에 수용된 퍼지 용기(39)는, 승강 장치(12)의 케이블(13)에 현수되고, 용기 본체(41)의 하부 플랜지(80)가 펌프 컬럼(3)의 상부 플랜지(3A)에 접촉할 때까지 승강 장치(12)에 의해 하강된다. 용기 본체(41)의 하부 플랜지(80)는, 펌프 컬럼(3)의 상부 플랜지(3A)에 퍼지 용기 연결 기구로서의 볼트(74) 및 너트(75)에 의해 고정된다. 볼트(74)는, 용기 본체(41)의 하부 플랜지(80)의 관통 구멍(80a)을 통해 연장되어 있다. 일 실시 형태에서는, 퍼지 용기 연결 기구는, 1개 또는 복수의 클램프여도 된다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 상부 덮개(43)에 지지되고, 또한 용기 본체(41)를 경유하여 펌프 컬럼(3)에 의해 지지된다.
일 실시 형태에서는, 잠몰식 펌프(2)는, 하부 덮개(44) 상에 놓여도 된다. 이 경우에는, 연결 링크(70) 및 스토퍼(67)를 포함하는 펌프 현수 기구(65)는 사용되지 않고, 하부 덮개(44)는, 잠몰식 펌프(2)를 지지 가능하게 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 하부 덮개(44)는, 잠몰식 펌프(2)의 하중을 지지하는 데 충분히 높은 기계적 강도를 갖고 있다.
다음으로, 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3)에 반입하는 공정의 일 실시 형태에 대하여 설명한다. 이하에 설명하는 실시 형태는, 도 2에 도시한 서포트 플레이트(25) 및 스토퍼(26), 도 5에 도시한 헤드 플레이트(30), 및 도 14에 도시한 배플 플레이트(91)를 사용한다. 이하에 설명하는 배플 플레이트(91)는, 하부 덮개(44) 대신에, 용기 본체(41)의 저부에 놓이는 것이다.
도 14는 배플 플레이트(91)를 도시하는 사시도이다. 배플 플레이트(91)는 하부 덮개(44)(도 12 참조)와 동일한 크기 및 형상을 갖고 있지만, 중앙에 구멍(92)을 갖고 있는 점, 및 복수의 플레이트편(91A)으로 분할되어 있는 점에서 하부 덮개(44)와 다르게 되어 있다. 배플 플레이트(91)의 구멍(92)은, 연결 링크(16)(도 1 참조) 및 연결 링크(70)(도 12 참조)의 통과를 허용하는 크기를 갖는다. 배플 플레이트(91)는, 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내에 공급된 퍼지 가스를 내부 공간(40) 내에 머물게 하기 위해 사용된다.
도 15 내지 도 19는 도 12에 도시한 퍼지 용기를 사용하여 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3)에 반입하는 일 실시 형태를 설명하는 도면이다. 도 15 내지 도 19에 도시한 일련의 동작은, 잠몰식 펌프(2)를 퍼지 가스로 건조시키는 드라이 업, 복수의 분할 케이블(13B)을 1개씩 퍼지 가스로 건조시키는 드라이 업, 및 건조된 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)을 펌프 컬럼(3) 내에 반입하는 동작을 포함한다. 이하에 설명하는 동작 전에, 펌프 컬럼(3)으로부터 액화 가스가 배출된다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 동작은, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 스텝 3-1에서는, 하부 덮개(44)는 퍼지 용기(39)의 용기 본체(41)의 저부에 배치되며, 또한 상부 덮개(43)가 떼어내어진 상태에서, 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내에 잠몰식 펌프(2)를 수용한다. 잠몰식 펌프(2)는, 도시하지 않은 반송 장치(예를 들어 크레인)에 의해 퍼지 용기(39) 내로 이동된다.
스텝 3-2에서는, 잠몰식 펌프(2)가 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내에 위치할 때, 상부 덮개(43)가 용기 본체(41)의 상부에 설치된다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 연결 링크(70) 및 스토퍼(67)(도 12 참조)를 포함하는 펌프 현수 기구(65)를 경유하여 상부 덮개(43)에 의해 지지된다. 상부 덮개(43)는, 고정구로서의 볼트(52) 및 너트(53)(도 12 참조)에 의해 용기 본체(41)에 강고하게 고정된다.
스텝 3-3에서는, 용기 본체(41)의 상측 개구가 상부 덮개(43)로 덮이고, 또한 용기 본체(41)의 하측 개구가 하부 덮개(44)로 덮인 상태에서, 잠몰식 펌프(2)가 수용된 용기 본체(41)의 내부 공간(40)에, 퍼지 가스(예를 들어, 불활성 가스, 및/또는 액화 가스의 성분과 동일한 성분으로 이루어지는 가스를 포함함)를 퍼지 가스 입구 포트(47)로부터 공급하여, 내부 공간(40)을 퍼지 가스로 채운다. 퍼지 가스는 퍼지 가스 출구 포트(48)를 통해 내부 공간(40)으로부터 배출된다. 퍼지 가스는, 잠몰식 펌프(2)로부터 공기 및 수분을 떨쳐 내어, 잠몰식 펌프(2)는 건조된다(드라이 업).
도 16에 도시한 바와 같이, 스텝 3-4에서는, 퍼지 가스가 충전된 퍼지 용기(39)를, 잠몰식 펌프(2)와 일체로, 도시하지 않은 반송 장치(예를 들어 크레인)에 의해 펌프 컬럼(3)의 상방 위치로 반송하고, 승강 장치(12)의 케이블(13)을 상부 덮개(43)에 연결한다. 잠몰식 펌프(2)가 내부에 수용된 퍼지 용기(39)는, 승강 장치(12)에 의해 현수된다. 주위의 공기가 펌프 컬럼(3) 내에 침입하는 것을 방지하기 위해, 퍼지 가스 도입 포트(8)를 통해 펌프 컬럼(3) 내에 퍼지 가스(예를 들어, 불활성 가스, 및/또는 액화 가스의 성분과 동일한 성분으로 이루어지는 가스를 포함함)가 공급된다. 펌프 컬럼(3) 내로의 퍼지 가스의 공급은, 이하의 스텝에서도 기본적으로 계속된다.
스텝 3-5에서는, 승강 장치(12)에 의해, 퍼지 용기(39) 및 잠몰식 펌프(2)를 하강시켜, 퍼지 용기(39)를 펌프 컬럼(3)의 상부에 연결한다. 구체적으로는, 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이, 용기 본체(41)의 하부 플랜지(80)를, 펌프 컬럼(3)의 상부 플랜지(3A)에 퍼지 용기 연결 기구로서의 볼트(74) 및 너트(75)(도 13 참조)에 의해 고정한다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 상부 덮개(43) 및 용기 본체(41)를 경유하여 펌프 컬럼(3)에 의해 지지된다.
스텝 3-6에서는, 퍼지 가스(예를 들어, 불활성 가스, 및/또는 액화 가스의 성분과 동일한 성분으로 이루어지는 가스를 포함함)를 퍼지 가스 입구 포트(47)로부터 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내에 공급하고, 퍼지 가스는 퍼지 가스 출구 포트(48)를 통해 내부 공간(40)으로부터 배출된다. 동시에, 퍼지 용기(39)의 퍼지 가스 출구 포트(48) 이외의 미소한 간극을 통해 퍼지 가스는 유출된다. 이와 같은 퍼지 가스의 흐름은, 주위의 공기가 내부 공간(40) 내에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
퍼지 가스의 공급을 개시하기 전 또는 후에, 케이블(13)을 상부 덮개(43)로부터 분리한다. 또한, 미리 준비된 복수의 분할 케이블(13B) 중 1개를, 케이블(13)에 추가한다. 보다 구체적으로는, 분할 케이블(13B)의 상단을, 권상기(14)에 접속되어 있는 케이블(13)의 간선(13A)에 연결 링크(16)를 통해 연결하고, 분할 케이블(13B)의 하단을, 연결 링크(70)를 포함하는 펌프 현수 기구(65)를 통해 잠몰식 펌프(2)에 연결한다.
도 17에 도시한 바와 같이, 스텝 3-7에서는, 승강 장치(12)에 의해 펌프 현수 기구(65) 및 잠몰식 펌프(2)를 조금만 끌어올리고, 그 후 스토퍼(67)를 상부 덮개(43)로부터 뗀다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은 승강 장치(12)에 의해 지지된다. 또한, 하부 덮개(44)를 용기 본체(41)로부터 떼어낸다.
스텝 3-8에서는, 승강 장치(12)에 의해 잠몰식 펌프(2)를 하강시켜, 잠몰식 펌프(2)를 퍼지 용기(39)로부터 펌프 컬럼(3) 내로 이동시킴과 함께, 분할 케이블(13B)을 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내로 이동시킨다. 가장 위에 있는 연결 링크(16)가 펌프 컬럼(3) 내에 들어가기 전에, 스토퍼(67)를 상부 덮개(43) 상에 다시 놓는다.
스텝 3-9에서는, 분할 케이블(13B)의 상단에 연결되어 있는 연결 링크(16)가 스토퍼(67)에 걸림 결합할 때까지, 잠몰식 펌프(2)를 승강 장치(12)에 의해 하강시킨다. 분할 케이블(13B)의 상단에 연결되어 있는 연결 링크(16)에 스토퍼(67)가 걸림 결합하면, 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 상부 덮개(43)에 의해 지지된다. 또한, 배플 플레이트(91)(상세는 도 14 참조)가 용기 본체(41)의 저부에 놓인다. 배플 플레이트(91)는, 분할 케이블(13B)의 통과를 허용하면서, 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내에 공급된 퍼지 가스를 내부 공간(40) 내에 머물게 하기 위해 마련되어 있다.
분할 케이블(13B)은, 용기 본체(41)의 세로 방향의 길이와 거의 동일한 길이를 갖고 있고, 분할 케이블(13B)은, 실질적으로 용기 본체(41) 내에 위치하고 있다. 용기 본체(41)의 내부 공간(40)은 퍼지 가스로 채워져 있으므로, 분할 케이블(13B)은 퍼지 가스에 노출된다. 결과적으로, 분할 케이블(13B)에 동반된 공기 및 수분은, 퍼지 가스에 의해 분할 케이블(13B)로부터 제거되어, 분할 케이블(13B)이 건조(탈기)된다. 이 공정은, 분할 케이블(13B)의 드라이 업이다.
스텝 3-10에서는, 미리 준비된 복수의 분할 케이블(13B) 중 다른 1개를, 케이블(13)에 추가한다. 보다 구체적으로는, 새롭게 추가된 분할 케이블(13B)의 상단을, 권상기(14)에 접속되어 있는 케이블(13)의 간선(13A)에 연결 링크(16)를 통해 연결하고, 새롭게 추가된 분할 케이블(13B)의 하단을, 먼저 추가된 분할 케이블(13B)의 상단에 연결 링크(16)를 통해 연결한다. 이 시점에서는, 잠몰식 펌프(2)의 하중은 상부 덮개(43)에 의해 지지되고 있다.
그리고, 잠몰식 펌프(2)가 펌프 컬럼(3)의 저부 근방에 위치할 때까지, 상기 스텝 3-7 내지 상기 스텝 3-10과 마찬가지의 스텝을, 배플 플레이트(91)는 용기 본체(41) 내에 놓은 채로, 복수의 분할 케이블(13B)의 나머지를 1개씩 추가하면서, 반복한다.
도 18에 도시한 바와 같이, 스텝 3-11에서는, 잠몰식 펌프(2)가 펌프 컬럼(3)의 저부 근방에 위치하고 있을 때, 스토퍼(67)를 다시 상부 덮개(43)에 놓고, 가장 위의 분할 케이블(13B)의 상단에 연결되어 있는 연결 링크(16)를 스토퍼(67)에 걸림 결합시킨다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 복수의 분할 케이블(13B)을 통해 상부 덮개(43)에 의해 지지된다. 다음으로, 승강 장치(12)의 권상기(14)로부터 수하하는 케이블(13)의 간선(13A)을 상부 덮개(43)에 연결한다. 또한, 용기 본체(41)를 펌프 컬럼(3)에 연결하고 있는 퍼지 용기 연결 기구로서의 볼트(74) 및 너트(75)(도 13 참조)를 떼어낸다.
스텝 3-12에서는, 퍼지 용기(39), 퍼지 용기(39)의 상부 덮개(43)로부터 수하하는 복수의 분할 케이블(13B), 및 가장 아래의 분할 케이블(13B)에 연결된 잠몰식 펌프(2)를, 승강 장치(12)의 권상기(14)에 의해 조금만 상승시켜, 퍼지 용기(39)를 펌프 컬럼(3)으로부터 분리한다.
스텝 3-13에서는, 서포트 플레이트(25)(상세는 도 2 참조)를 펌프 컬럼(3)의 상단에 놓고, 또한 스토퍼(26)(상세는 도 2 참조)를 서포트 플레이트(25) 상에 놓는다. 또한, 퍼지 용기(39)의 바로 아래에 있는 연결 링크(16)가 스토퍼(26)에 걸림 결합할 때까지, 퍼지 용기(39), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 하강시킨다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 복수의 분할 케이블(13B)을 통해 스토퍼(26) 및 서포트 플레이트(25)에 의해 지지된다.
스텝 3-14에서는, 퍼지 용기(39)를 승강 장치(12)의 케이블(13)로부터 떼어내고, 도시하지 않은 반송 장치(예를 들어 크레인)에 의해 다른 장소로 이동시킨다. 다음으로, 헤드 플레이트(30)(상세는 도 5 참조)를 승강 장치(12)의 케이블(13)에 연결한다. 구체적으로는, 헤드 플레이트(30)의 가동 로드(32)의 상단을 승강 장치(12)의 케이블(13)의 간선(13A)에 연결하고, 가동 로드(32)의 하단을, 가장 위의 분할 케이블(13B)의 상단에 연결 링크(16)를 통해 연결한다.
도 19에 도시한 바와 같이, 스텝 3-15에서는, 헤드 플레이트(30), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 조금만 상승시켜, 스토퍼(26) 및 서포트 플레이트(25)를 펌프 컬럼(3)으로부터 떼어낸다.
스텝 3-16에서는, 헤드 플레이트(30)가 펌프 컬럼(3)의 상단에 접촉할 때까지, 헤드 플레이트(30), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 하강시킨다. 그리고, 도시하지 않은 헤드 플레이트 고정 장치(예를 들어 볼트 및 너트)에 의해 헤드 플레이트(30)를 펌프 컬럼(3)의 상단에 고정하여, 펌프 컬럼(3)의 상부 개구를 헤드 플레이트(30)로 밀폐한다. 이 시점에서는, 펌프 컬럼(3) 내의 잠몰식 펌프(2)는, 펌프 컬럼(3)의 저부에 배치된 흡입 밸브(6)에는 접촉하고 있지 않지만, 흡입 밸브(6)의 바로 위에 위치하고 있다.
스텝 3-17에서는, 잠몰식 펌프(2)가 흡입 밸브(6) 상에 놓일 때까지, 헤드 플레이트(30)의 가동 로드(32), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 하강시킨다. 흡입 밸브(6)는, 잠몰식 펌프(2)의 자체 중량에 의해 개방되고, 이에 의해 액화 가스 저류조(5)(도 1 참조) 내의 액화 가스가 펌프 컬럼(3) 내에 유입된다. 흡입 밸브(6)는, 펌프 컬럼(3)의 하단 개구를 덮는 밸브체(6A)와, 밸브체(6A)를 상방으로 가압하는 복수의 스프링(6B)을 갖고 있다. 잠몰식 펌프(2)가 밸브체(6A) 상에 놓여 있지 않을 때는, 밸브체(6A)는 복수의 스프링(6B)에 의해 펌프 컬럼(3)의 하단에 압박 접촉되어, 펌프 컬럼(3)의 하단 개구를 폐쇄한다. 잠몰식 펌프(2)가 밸브체(6A) 상에 놓이면, 잠몰식 펌프(2)의 자체 중량에 의해 밸브체(6A)는 스프링(6B)의 힘에 저항하여 하방으로 이동하고, 이에 의해 흡입 밸브(6)가 개방된다.
스텝 3-18에서는, 승강 장치(12)의 케이블(13)은, 헤드 플레이트(30)의 가동 로드(32)로부터 분리된다.
이와 같이 하여, 잠몰식 펌프(2)의 드라이 업, 분할 케이블(13B)의 드라이 업, 및 잠몰식 펌프(2)의 펌프 컬럼(3) 내로의 설치가 행해진다.
본 실시 형태에 따르면, 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)에 동반된 공기 및 수분은 퍼지 가스에 의해 제거되고, 결과로서 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)이 건조(탈기)된다. 이 드라이 업 후, 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)의 주위에 퍼지 가스가 존재하고 있는 상태에서, 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)을 펌프 컬럼(3) 내로 빠르게 이동시킬 수 있다. 따라서, 공기 및 수분은 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)에 동반되지 않아, 공기 및 수분이 펌프 컬럼(3) 내에 침입해 버리는 것을 방지할 수 있다.
상기 스텝 3-3의 드라이 업은, 펌프 컬럼(3)로부터 이격된 장소에서 실시된다. 일 실시 형태에서는, 잠몰식 펌프(2)를 퍼지 용기(39) 내에 수용한 후, 퍼지 용기(39)를 잠몰식 펌프(2)와 함께 펌프 컬럼(3)으로 반송하고, 퍼지 용기(39)를 펌프 컬럼(3)에 연결한 후에, 퍼지 가스의 퍼지 용기(39) 내로의 공급을 개시해도 된다. 즉, 잠몰식 펌프(2)의 드라이 업은, 퍼지 용기(39)를 펌프 컬럼(3)에 연결한 후에 개시해도 된다. 혹은, 일 실시 형태에서는, 잠몰식 펌프(2)를 퍼지 용기(39) 내에 수용하고, 퍼지 용기(39)를 잠몰식 펌프(2)와 함께 펌프 컬럼(3)의 상방 위치로 반송한 후이며, 퍼지 용기(39)를 펌프 컬럼(3)에 연결하기 전에, 퍼지 가스의 퍼지 용기(39) 내로의 공급을 개시해도 된다.
다음으로, 잠몰식 펌프(2)의 펌프 컬럼(3)으로부터의 빼내기, 잠몰식 펌프(2)의 핫 업, 분할 케이블(13B)의 핫 업을 실시하는 일 실시 형태에 대하여 도 20 내지 도 24를 참조하여 설명한다. 후술하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 케이블(13)로부터, 복수의 분할 케이블(13B)을 1개씩 떼어내면서, 권상기(14)에 의해 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3)으로부터 끌어올린다.
도 20 내지 도 24에 도시한 일련의 동작은, 액화 가스에 접촉하고 있던 초저온의 복수의 분할 케이블(13B)을 1개씩 퍼지 가스로 가온하는 핫 업, 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3)으로부터 끌어올리는 동작, 및 액화 가스에 접촉하고 있던 초저온의 잠몰식 펌프(2)를 퍼지 가스로 가온하는 핫 업을 포함한다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 동작은, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일이므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
도 20에 도시한 바와 같이, 스텝 4-1에서는, 승강 장치(12)의 케이블(13)을 헤드 플레이트(30)의 가동 로드(32)에 연결하고, 가동 로드(32), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 승강 장치(12)의 권상기(14)에 의해 조금만 상승시켜, 잠몰식 펌프(2)를 흡입 밸브(6)로부터 떼어 놓는다. 또한, 퍼지 가스 도입 포트(8)로부터 퍼지 가스를 펌프 컬럼(3) 내에 공급하고, 액화 가스를 퍼지 가스의 압력에 의해 펌프 컬럼(3)으로부터 흡입 밸브(6)를 통해 배출한다.
스텝 4-2에서는, 액화 가스가 펌프 컬럼(3) 내로부터 배제된 후, 도시하지 않은 헤드 플레이트 고정 장치(예를 들어 볼트 및 너트)를 떼어낸다. 이어서, 헤드 플레이트(30), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 조금만 상승시켜, 헤드 플레이트(30)를 펌프 컬럼(3)으로부터 분리한다. 또한, 서포트 플레이트(25)를 펌프 컬럼(3) 상에 놓고, 또한 스토퍼(26)를 서포트 플레이트(25) 상에 놓는다. 그 후, 스토퍼(26)의 바로 위에 있는 연결 링크(16)가 스토퍼(26)에 걸림 결합할 때까지, 헤드 플레이트(30), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 하강시킨다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 복수의 분할 케이블(13B)을 통해 스토퍼(26) 및 서포트 플레이트(25)에 의해 지지된다.
스텝 4-3에서는, 헤드 플레이트(30)가 케이블(13)로부터 떼어내어지고, 그 대신에 퍼지 용기(39)가 승강 장치(12)의 케이블(13)에 연결된다. 퍼지 용기(39)의 용기 본체(41)에는 상부 덮개(43)가 고정되어 있고, 승강 장치(12)의 케이블(13)의 간선(13A)은, 상부 덮개(43)에 연결된다. 배플 플레이트(91)(상세는 도 14 참조)는, 용기 본체(41)의 저부에 놓여 있다. 상부 덮개(43)에는 스토퍼(67)가 놓여 있고, 또한 스토퍼(67)에 걸림 결합한 연결 링크(16)로부터 1개의 분할 케이블(13B)이 용기 본체(41) 내에서 수하되어 있다.
스텝 4-4에서는, 퍼지 용기(39) 및 그 내부의 분할 케이블(13B)을 일체로 권상기(14)에 의해 하강시켜, 퍼지 용기(39) 내의 분할 케이블(13B)을 스토퍼(26)에 걸림 결합하고 있는 연결 링크(16)에 연결한다. 이에 의해, 용기 본체(41) 내에서 수하되는 분할 케이블(13B)의 하단은, 펌프 컬럼(3) 내의 가장 위의 분할 케이블(13B)에 연결된다.
스텝 4-5에서는, 퍼지 용기(39), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 조금만 상승시켜, 스토퍼(26) 및 서포트 플레이트(25)를 펌프 컬럼(3)으로부터 제거한다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 퍼지 용기(39)의 상부 덮개(43)를 통해 승강 장치(12)에 의해 지지된다.
스텝 4-6에서는, 퍼지 용기(39), 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 하강시켜, 퍼지 용기(39)를 펌프 컬럼(3)의 상부에 연결한다. 구체적으로는, 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이, 용기 본체(41)의 하부 플랜지(80)를, 펌프 컬럼(3)의 상부 플랜지(3A)에 퍼지 용기 연결 기구로서의 볼트(74) 및 너트(75)(도 13 참조)에 의해 고정한다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 복수의 분할 케이블(13B)을 통해 퍼지 용기(39)의 상부 덮개(43)에 의해 지지된다.
스텝 4-7에서는, 퍼지 가스(예를 들어, 불활성 가스, 및/또는 액화 가스의 성분과 동일한 성분으로 이루어지는 가스를 포함함)를 퍼지 가스 입구 포트(47)로부터 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내에 공급하고, 퍼지 가스는 퍼지 가스 출구 포트(48)를 통해 내부 공간(40)으로부터 배출된다. 동시에, 퍼지 용기(39)의 퍼지 가스 출구 포트(48) 이외의 미소한 간극을 통해 퍼지 가스는 유출된다. 이와 같은 퍼지 가스의 흐름은, 주위의 공기가 내부 공간(40) 내에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
퍼지 가스의 공급을 개시하기 전 또는 후에, 케이블(13)을 상부 덮개(43)로부터 분리한다. 또한, 권상기(14)에 접속되어 있는 케이블(13)의 간선(13A)을, 용기 본체(41) 내의 분할 케이블(13B)의 상단에 연결 링크(16)를 통해 연결한다. 아직 이 시점에서는, 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 복수의 분할 케이블(13B)을 통해 상부 덮개(43)에 지지되어 있다.
스텝 4-8에서는, 복수의 분할 케이블(13B), 및 잠몰식 펌프(2)를, 권상기(14)에 의해 상승시켜, 스토퍼(67)를 뗀다. 복수의 분할 케이블(13B) 및 잠몰식 펌프(2)는, 복수의 분할 케이블(13B) 중 가장 위에 있는 1개가 퍼지 용기(39)의 상방에 위치할 때까지 상승된다.
스텝 4-9에서는, 스토퍼(67)를 다시 상부 덮개(43)에 놓고, 스토퍼(67)의 바로 위의 연결 링크(16)가 스토퍼(67)에 걸림 결합할 때까지, 잠몰식 펌프(2) 및 복수의 분할 케이블(13B)을 권상기(14)에 의해 하강시킨다. 연결 링크(16)가 스토퍼(67)에 걸림 결합하면, 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 상부 덮개(43)에 의해 지지된다. 펌프 컬럼(3) 내에 있었던 복수의 분할 케이블(13B) 중 1개는, 용기 본체(41) 내에 위치하고 있다. 용기 본체(41)의 내부 공간(40)은 퍼지 가스로 채워져 있으므로, 분할 케이블(13B)은 공기에는 접촉하지 않고, 퍼지 가스에 노출된다. 결과적으로, 분할 케이블(13B)은 퍼지 가스에 의해 가온된다. 이 공정은, 분할 케이블(13B)의 핫 업이다.
스텝 4-10에서는, 퍼지 용기(39)의 상방에 있는 분할 케이블(13B)을 케이블(13)로부터 떼어낸다.
스텝 4-11에서는, 권상기(14)로부터 연장되는 케이블(13)의 간선(13A)을, 스토퍼(67)에 걸림 결합하고 있는 연결 링크(16)에 연결한다. 이에 의해, 케이블(13)의 간선(13A)은 분할 케이블(13B)을 통해 잠몰식 펌프(2)에 연결된다.
그리고, 잠몰식 펌프(2)가 펌프 컬럼(3)의 상단 근방에 위치할 때까지, 상기 스텝 4-8 내지 상기 스텝 4-11과 마찬가지의 스텝을, 복수의 분할 케이블(13B)을 1개씩 떼어내면서, 반복한다.
스텝 4-12에서는, 배플 플레이트(91)를 용기 본체(41)로부터 떼어내고, 잠몰식 펌프(2)가 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내에 위치할 때까지, 잠몰식 펌프(2)를 권상기(14)에 의해 상승시킨다.
스텝 4-13에서는, 하부 덮개(44)가 용기 본체(41)의 저부에 놓이고, 스토퍼(67)는 상부 덮개(43)에 놓인다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 연결 링크(70)를 포함하는 펌프 현수 기구(65)와, 스토퍼(67)를 통해 상부 덮개(43)에 의해 지지된다. 그 후, 최후의 분할 케이블(13B)이 제거된다. 용기 본체(41)의 상측 개구가 상부 덮개(43)로 덮이고, 또한 용기 본체(41)의 하측 개구가 하부 덮개(44)로 덮인 상태에서, 잠몰식 펌프(2)가 수용된 용기 본체(41)의 내부 공간(40)에, 퍼지 가스(예를 들어, 불활성 가스, 및/또는 액화 가스의 성분과 동일한 성분으로 이루어지는 가스를 포함함)를 퍼지 가스 입구 포트(47)로부터 공급하여, 내부 공간(40)을 퍼지 가스로 채운다. 퍼지 가스는 퍼지 가스 출구 포트(48)를 통해 내부 공간(40)으로부터 배출된다. 퍼지 가스는, 잠몰식 펌프(2)를 가온한다(핫 업). 퍼지 가스는 상온이어도 되고, 혹은 히터 등의 가열 장치에 의해 미리 가열되어도 된다.
스텝 4-14에서는, 승강 장치(12)의 권상기(14)로부터 수하하는 케이블(13)의 간선(13A)을 상부 덮개(43)에 연결한다. 또한, 용기 본체(41)를 펌프 컬럼(3)에 연결하고 있는 퍼지 용기 연결 기구로서의 볼트(74) 및 너트(75)(도 13 참조)를 떼어낸다.
스텝 4-15에서는, 잠몰식 펌프(2)가 내부에 수용된 퍼지 용기(39)를 승강 장치(12)에 의해 끌어올려 펌프 컬럼(3)으로부터 분리한다.
스텝 4-16에서는, 잠몰식 펌프(2)가 내부에 수용된 퍼지 용기(39)를, 도시하지 않은 반송 장치(예를 들어 크레인)에 의해 펌프 컬럼(3)으로부터 이격된 장소로 이동시킨다.
스텝 4-17에서는, 상부 덮개(43)를 용기 본체(41)로부터 떼어내고, 도시하지 않은 매달아 올리기 장치(예를 들어 크레인)에 의해, 잠몰식 펌프(2)를 퍼지 용기(39)로부터 빼낸다. 이 시점에서는, 잠몰식 펌프(2)는, 퍼지 가스에 의해 이미 가온되어 있어, 산소의 비점(-183℃) 및 질소의 비점(-196℃)보다도 높은 온도를 갖고 있다. 따라서, 공기가 잠몰식 펌프(2)에 접촉해도, 공기 중의 산소 및 질소는, 액화되지 않는다.
본 실시 형태에 따르면, 초저온의 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)을 펌프 컬럼(3)으로부터 퍼지 용기(39) 내로 끌어올리면서, 잠몰식 펌프(2)를 퍼지 가스로 가온할 수 있다(핫 업). 이 핫 업은, 잠몰식 펌프(2)가 주위의 공기에 접촉하기 전에 실행되므로, 공기 중의 질소 등의 성분이 잠몰식 펌프(2)의 표면 상에서 액화 또는 고화되지 않는다. 특히, 본 실시 형태에 따르면, 액화 가스가 액체 수소인 경우에 효과적이다. 즉, 액체 수소 중에 침지되어 있던 잠몰식 펌프(2)는, 펌프 컬럼(3)으로부터 끌어올려질 때, 액체 수소와 동등한 초저온으로 되어 있다. 수소의 비점(-253℃)은 산소의 비점(-183℃) 및 질소의 비점(-196℃)보다도 낮으므로, 펌프 컬럼(3)으로부터 끌어올려진 직후의 잠몰식 펌프(2)에 공기가 접촉하면, 공기 중의 질소뿐만 아니라, 산소도 액화되어, 펌프 컬럼(3) 내에 적하되어 버린다. 이 점에서, 본 실시 형태에 따르면, 액체 수소 중에 침지되어 있던 잠몰식 펌프(2)는, 공기에 접촉하기 전에 퍼지 가스에 의해 빠르게 가온된다. 따라서, 공기가 잠몰식 펌프(2)에 접촉하였을 때, 공기 중의 산소 및 질소는 액화되지 않아, 액화된 산소나 액화된 질소가 펌프 컬럼(3)에 적하되는 일은 없다. 결과적으로, 잠몰식 펌프(2)의 안전한 빼내기를 달성할 수 있다.
다음으로, 퍼지 용기(39)의 다른 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 25는 퍼지 용기(39)의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일이므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
도 25에 도시한 바와 같이, 잠몰식 펌프(2)는 퍼지 용기(39)의 하부 덮개(44)에 의해 지지되고 있다. 즉, 도 12에 도시한 펌프 현수 기구(65)는 마련되고 있지 않고, 잠몰식 펌프(2)는 하부 덮개(44) 상에 놓여 있다. 따라서, 잠몰식 펌프(2)의 하중은 하부 덮개(44)에 의해 지지된다. 하부 덮개(44)는, 잠몰식 펌프(2)를 지지 가능하게 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 하부 덮개(44)는, 잠몰식 펌프(2)의 하중을 지지하는 데 충분히 높은 기계적 강도를 갖고 있다. 상부 덮개(43)의 중앙에는, 승강 장치(12)의 케이블(13)이 통과 가능한 구멍(43a)이 형성되어 있고, 구멍(43a)은 제2 덮개(85)에 의해 폐색되어 있다. 제2 덮개(85)는 상부 덮개(43)로부터 떼어내기 가능하다.
도 26은 펌프 컬럼(3)의 상부에 연결된 퍼지 용기(39)를 도시하는 모식도이다. 도 26에 도시한 바와 같이, 잠몰식 펌프(2)가 내부에 수용된 퍼지 용기(39)는, 승강 장치(12)의 케이블(13)에 현수되어, 용기 본체(41)의 하부 플랜지(80)가 펌프 컬럼(3)의 상부 플랜지(3A)에 접촉할 때까지 승강 장치(12)에 의해 하강된다. 용기 본체(41)의 하부 플랜지(80)는, 펌프 컬럼(3)의 상부 플랜지(3A)에 퍼지 용기 연결 기구로서의 볼트(74) 및 너트(75)에 의해 고정된다. 잠몰식 펌프(2)의 하중은, 하부 덮개(44)에 지지되고, 또한 하부 덮개(44)를 경유하여 펌프 컬럼(3)에 의해 지지된다.
도 15 내지 도 19를 참조하여 설명한 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)의 드라이 업의 실시 형태와, 도 20 내지 도 24를 참조하여 설명한 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)의 핫 업의 실시 형태는, 도 25 및 도 26에 도시한, 잠몰식 펌프(2)를 하부 덮개(44)로 지지하는 퍼지 용기(39)에도 적용할 수 있다. 즉, 도 25 및 도 26에 도시한 퍼지 용기(39)는 펌프 현수 기구(65)를 갖지 않지만, 분할 케이블(13B)을 1개씩 추가하는 공정, 분할 케이블(13B)을 1개씩 떼어내는 공정, 배플 플레이트(91), 서포트 플레이트(25), 스토퍼(26), 및 헤드 플레이트(30)의 설치는, 도 15 내지 도 24를 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하다. 따라서, 그 중복되는 설명을 생략한다.
잠몰식 펌프(2)의 드라이 업과 동시에, 1개 또는 복수의 분할 케이블(13B)을 동시에 드라이 업해도 된다. 예를 들어, 도 27a 및 도 27b에 도시한 바와 같이, 잠몰식 펌프(2)와 1개 또는 복수의 분할 케이블(13B)을, 도 12에 도시한 퍼지 용기(39)의 용기 본체(41) 내에 수용하고, 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내에 퍼지 가스를 공급하여, 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)을 퍼지 가스에 동시에 노출시켜도 된다. 다른 예에서는, 도 28a 및 도 28b에 도시한 바와 같이, 잠몰식 펌프(2)와 1개 또는 복수의 분할 케이블(13B)을, 도 25에 도시한 퍼지 용기(39)의 용기 본체(41) 내에 수용하고, 용기 본체(41)의 내부 공간(40) 내에 퍼지 가스를 공급하여, 잠몰식 펌프(2) 및 분할 케이블(13B)을 퍼지 가스에 동시에 노출시켜도 된다. 이와 같이 함으로써, 잠몰식 펌프(2)를 펌프 컬럼(3)으로 이동시킬 때의 상기 1개 또는 복수의 분할 케이블(13B)만의 드라이 업을 생략할 수 있어, 작업 공정 및 작업 시간을 삭감할 수 있다.
상술한 각 실시 형태에서는, 펌프 컬럼(3)에 설치되어 있는 흡입 밸브(6)는, 잠몰식 펌프(2)의 자체 중량에 의해 폐쇄하도록 구성되어 있지만, 흡입 밸브(6)는 액추에이터 구동형 밸브(예를 들어 전동 밸브)여도 된다. 액추에이터 구동형 밸브가 사용되는 경우에는, 상술한 헤드 플레이트(30)는 생략해도 된다.
퍼지 용기(39)의 용기 본체(41)는, 원통 형상에 한하지 않고, 다각 형상의 수평 단면을 갖는 다른 형상을 가져도 된다. 예를 들어, 도 29에 도시한 바와 같이, 용기 본체(41)는, 사각형의 수평 단면을 가져도 된다. 또한, 도 29에 도시한 바와 같이, 상부 덮개(43)는, 용기 본체(41)의 상단에 고정된 상측 슬라이드 레일(91)에 장착되도록 구성되고, 하부 덮개(44)는, 용기 본체(41)의 하단에 고정된 하측 슬라이드 레일(92)에 장착되도록 구성되어도 된다.
측면 덮개(78)로 덮이는 개구부(41b)의 형상은, 직사각 형상이지만, 원, 긴 구멍 등의 다른 형상이어도 된다. 또한, 개구부(41b)는, 복수 마련되어도 된다. 측면 덮개(78)는, 나사(도시하지 않음)에 의해 용기 본체(41)에 착탈 가능하게 설치되지만, 다른 실시 형태에서는, 측면 덮개(78)는 힌지에 의해 용기 본체(41)에 연결되어도 된다. 또 다른 실시 형태에서는, 측면 덮개(78)는, 셔터, 슬라이드 커튼, 또는 롤 커튼이어도 된다.
상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 기재된 실시 형태에 한정되지는 않고, 특허 청구 범위에 의해 정의되는 기술적 사상을 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.
본 발명은, 액화 암모니아나 액화 천연가스(LNG)나 액체 수소 등의 액화 가스를 승압하기 위한 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에서 승강시키기 위한 승강 장치에 이용 가능하다. 또한, 본 발명은 그와 같은 승강 장치를 사용하여, 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 방법, 및 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는 방법에 이용 가능하다.
2: 잠몰식 펌프
3: 펌프 컬럼
5: 액화 가스 저류조
6: 흡입 밸브
12: 승강 장치
13: 케이블
13A: 간선
13B: 분할 케이블
14: 권상기
16: 연결 링크
25: 서포트 플레이트
26: 스토퍼
28: 슬라이드 레일
30: 헤드 플레이트
31: 폐색 부재
32: 가동 로드
39: 퍼지 용기
40: 내부 공간
41: 용기 본체
43: 상부 덮개
44: 하부 덮개
47: 퍼지 가스 입구 포트
48: 퍼지 가스 출구 포트
50: 펌프 가이드
52: 볼트
53: 너트
54: 상부 플랜지
55: 입구 밸브
56: 출구 밸브
58: 퍼지 가스 공급 라인
60: 퍼지 가스 공급원
65: 펌프 현수 기구
66: 연결 부재
67: 스토퍼
70: 연결 링크
71: 현수 케이블
73: 연결 포트
74: 볼트
75: 너트
78: 측면 덮개
80: 하부 플랜지
88: 퍼지 지표 측정기
91: 상측 슬라이드 레일
92: 하측 슬라이드 레일

Claims (20)

  1. 액화 가스를 이송하기 위해 사용되는 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에서 상승 및 하강시키는 승강 장치이며,
    케이블과,
    상기 케이블에 연결된 권상기를 구비하고,
    상기 케이블은, 복수의 분할 케이블과, 상기 복수의 분할 케이블을 분리 가능하게 연결하는 복수의 연결 링크를 구비하고 있는, 승강 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 분할 케이블의 각각의 길이는, 상기 펌프 컬럼의, 그 길이 방향을 따른 높이보다도 짧은, 승강 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 연결 링크의 각각에 걸림 결합하는 형상을 갖고, 상기 복수의 분할 케이블 중 적어도 1개가 상기 펌프 컬럼 내에 낙하하는 것을 방지하는 스토퍼를 더 구비하고 있는, 승강 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스토퍼는, 상기 펌프 컬럼에 연결된 퍼지 용기의 상부 개구를 덮는 상부 덮개에 형성되어 있는 구멍보다도 큰, 승강 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 승강 장치는, 상기 펌프 컬럼의 상단에 놓이는 서포트 플레이트를 더 구비하고 있고,
    상기 서포트 플레이트는, 상기 복수의 분할 케이블 및 상기 복수의 연결 링크의 통과를 허용하면서, 상기 스토퍼의 통과를 허용하지 않는 형상의 개구를 갖고 있는, 승강 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 승강 장치는, 상기 펌프 컬럼의 상단에 놓이는 헤드 플레이트를 더 구비하고 있고,
    상기 헤드 플레이트는, 상기 펌프 컬럼의 상부 개구를 덮는 형상을 갖는 폐색 부재와, 상기 폐색 부재에 지지된 가동 로드를 갖고 있고,
    상기 가동 로드는, 상기 폐색 부재에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동 가능하고,
    상기 가동 로드의 하단은, 상기 복수의 분할 케이블 중 1개와 연결 가능하게 구성되어 있는, 승강 장치.
  7. 액화 가스를 이송하기 위해 사용되는 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 방법이며,
    권상기에 연결된 케이블을 상기 잠몰식 펌프에 연결하고, 상기 케이블은, 미리 준비된 복수의 분할 케이블 중 적어도 1개를 포함하고 있고,
    상기 케이블에, 상기 복수의 분할 케이블의 나머지를 1개씩 추가하면서, 상기 권상기에 의해 상기 잠몰식 펌프를 상기 펌프 컬럼 내에서 하강시키는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 분할 케이블은, 복수의 연결 링크에 의해 분리 가능하게 연결되어 있는, 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 잠몰식 펌프를 퍼지 용기 내에 수용하고,
    상기 퍼지 용기 내에 퍼지 가스를 주입하여 상기 잠몰식 펌프를 상기 퍼지 가스에 노출시키는 공정을 더 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    새롭게 추가된 분할 케이블을 상기 퍼지 용기 내에 수용하고,
    상기 퍼지 용기 내에 퍼지 가스를 주입하여 상기 새롭게 추가된 분할 케이블을 상기 퍼지 가스에 노출시키는 공정을 더 포함하는, 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 복수의 분할 케이블 중 적어도 1개와, 상기 잠몰식 펌프를 상기 퍼지 용기 내에 수용하고,
    상기 퍼지 용기 내에 퍼지 가스를 주입하여, 상기 적어도 1개의 분할 케이블 및 상기 잠몰식 펌프를 상기 퍼지 가스에 노출시키는, 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액화 가스는 액체 수소이며, 상기 퍼지 가스의 적어도 일부는 수소의 비점 이하의 비점을 갖는 성분으로 이루어지는 가스인, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 퍼지 가스는 수소 가스를 포함하는, 방법.
  14. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 펌프 컬럼 내의 상기 복수의 분할 케이블을 헤드 플레이트에 연결하는 공정을 더 포함하고,
    상기 헤드 플레이트는, 상기 펌프 컬럼의 상부 개구를 덮는 형상을 갖는 폐색 부재와, 상기 폐색 부재에 지지된 가동 로드를 갖고 있고,
    상기 가동 로드는, 상기 폐색 부재에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동 가능하고,
    상기 가동 로드의 하단은, 상기 복수의 분할 케이블 중 1개와 연결되어 있는, 방법.
  15. 액화 가스를 이송하기 위해 사용되는 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는 방법이며,
    권상기에 연결된 케이블을 상기 잠몰식 펌프에 연결하고, 상기 케이블은 복수의 분할 케이블을 포함하고 있고,
    상기 케이블로부터, 상기 복수의 분할 케이블을 1개씩 떼어내면서, 상기 권상기에 의해 상기 잠몰식 펌프를 상기 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 분할 케이블은, 복수의 연결 링크에 의해 분리 가능하게 연결되어 있는, 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 복수의 분할 케이블 중 1개를 떼어내기 전에, 상기 1개의 분할 케이블을 퍼지 용기 내에 수용하고,
    상기 퍼지 용기 내에 퍼지 가스를 주입하여 상기 1개 분할 케이블을 상기 퍼지 가스에 노출시키는 공정을 더 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 잠몰식 펌프를 상기 퍼지 용기 내에 수용하고,
    상기 퍼지 용기 내에 퍼지 가스를 주입하여 상기 잠몰식 펌프를 상기 퍼지 가스에 노출시키는 공정을 더 포함하는, 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 액화 가스는 액체 수소이며, 상기 퍼지 가스의 적어도 일부는 수소의 비점 이하의 비점을 갖는 성분으로 이루어지는 가스인, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 퍼지 가스는 수소 가스를 포함하는, 방법.
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