극저온 탱크는 어떻게 작동할까요? 단계별 작동 과정

가스 저장 -150°C 극저온 유지는 LNG, 수소 또는 의료용 가스 산업에 매우 중요한 문제입니다. 이는 효율적이고 안전한 극저온 탱크를 사용하여 달성할 수 있습니다. 제조업체, 공급업체 및 화학 가공업체는 정보에 입각한 결정을 내리기 위해 극저온 탱크의 작동 원리를 이해하는 것이 중요합니다. 이 글에서는 극저온 탱크의 작동 원리를 단계별로 설명하여 산업 현장에서 실제로 적용할 수 있도록 돕겠습니다.

극저온 탱크란 무엇인가요?

극저온 탱크는 압력 용기 진공 단열되어 있고 액화 가스를 포함하는 용기 극저온에서 작동합니다. 액체 산소, 질소, 아르곤, 수소 및 LNG와 같은 기체가 액체 상태이며, 이 액체들은 극저온 이하에서 존재합니다. -150°C. 탱크가 빠르게 가열되지 않도록 이중벽 구조와 단열재를 사용하여 증발이 급격하게 일어나지 않도록 설계되었습니다.

극저온 탱크의 주요 구성 요소

그만큼 극저온 탱크 i이 장치는 액체 가스를 저장하고 운송할 때 안전을 보장하는 네 가지 주요 부분으로 구성되어 있습니다.

·내맥

이것은 극저온 액체를 운반하는 주요 용기입니다. 일반적으로 저온 취성에 강한 재료, 예를 들어 스테인리스강(예: LN2, LO2, LAr용 304L)이나 LNG용 9% 니켈강과 같은 특수 합금으로 제작됩니다. 내부 압력이 매우 높아 구조를 유지합니다.

· 외부/외부 용기

이것은 내부 용기를 감싸는 외부 용기로, 기계적 강도를 제공합니다. 일반적으로 탄소강이나 스테인리스강으로 만들어집니다. 또한 외부 하중과 진공 단열층을 보강하는 역할도 합니다.

· 진공 절연층

이는 열 전달을 최소화하기 위해 내부 용기와 외부 용기 사이에 배치됩니다. 진공 환경과 펄라이트 또는 다층 반사 커버와 같은 단열재를 사용하여 증발을 최소화하고 극저온을 유지합니다.

· 압력 제어 및 안전 장치

이 장치들은 내부 압력을 제어하고 과압이 발생하지 않도록 합니다. 안전한 작동을 위해 압력 방출, 진공 방출, 파열판 및 압력 상승 장치를 포함하고 있습니다.

요소	주요 차이점
내맥	극저온에 직접 노출됨
외부 용기	외부 하중을 처리하고 보호합니다.
진공 절연층	증발 및 온도 상승을 방지합니다.
압력 제어 및 안전 장치	과압 현상으로부터 보호합니다.

극저온 탱크 작동 원리: 단계별 과정

1단계: 사전 준비 작업

탱크의 벽, 밸브, 게이지 및 배관을 점검하여 손상, 누출 또는 부식이 있는지 확인하십시오. 모든 안전 장치가 제대로 작동하고 공급 장치에 연결되어 있는지 확인하십시오. 냉각 및 충전 공정을 시작하기 전에 불활성 가스로 공기와 습기를 제거하십시오.

2단계: 탱크 예냉

탱크 온도를 약간 낮추기 위해 냉증기 또는 소량의 극저온 액체를 첨가하십시오. 이는 열 응력과 재료 손상을 방지합니다. 본 충전 전에 온도가 균일한지 확인하십시오.

3단계: 연료 탱크 채우기

급격한 냉각 충격을 방지하기 위해 극저온 액체를 탱크에 천천히 부으십시오. 주입하는 동안 압력과 액체 수위를 지속적으로 측정하십시오.

4단계: 내부 초저온 유지

진공 단열재와 반사 차단막을 사용하여 열 전달을 최소화하십시오. 이렇게 하면 액체가 얼어붙는 것을 방지하고 설계 온도를 유지할 수 있습니다. 진공 상태와 단열재의 무결성을 점검하십시오.

5단계: 증발 및 가스 관리

열의 유입으로 인해 증발 가스의 양이 적어집니다. 증발가스(BOG)는 벤트 라인, 재액화 시스템 또는 압력 상승 회로를 통해 관리되어 안전하게 배출, 회수 또는 연료/제품으로 사용됩니다..

6단계: 액체 또는 기체 배출

제품 공정 시스템에 지정된 액체 또는 기체 배출구를 개방하십시오. 기화기 또는 압력 상승기를 사용하여 액체를 최종 사용에 필요한 기체 상태로 변환하십시오. 유량 제어가 이루어지도록 하십시오.

7단계: 종료 및 유지보수

공급 및 배출 밸브를 모두 여십시오. 잔류 가스를 신호로 알리고 배출하십시오. 다음 작업 시작 전에 진공 재킷 점검, 밸브 점검 및 예정된 예방 정비를 실시하십시오.

안전 수칙 및 모범 사례

· 개인 및 현장 안전 수칙

절연 장갑과 안면 보호대, 그리고 방한복과 같은 개인 보호 장비(PPE)는 작업자가 착용해야 하는 극저온 등급 장비여야 합니다. 질식 위험을 방지하기 위해 작업 공간은 환기가 잘 되어야 합니다. 산소 치환을 준수해야 합니다. LNG나 수소와 같은 극저온 가연성 물질 주변에는 점화원을 두어서는 안 됩니다. 극저온 위험 및 비상 상황에 대한 필수 안전 교육을 실시해야 합니다.

· 비상 압력 완화 시스템

모든 극저온 구역에 다양한 크기의 파열판 및 압력 릴리프 밸브를 설치하십시오. 시험 압력 릴리프 장비를 정기적으로 교정하고 교정 기록을 보관하십시오. 릴리프 장비를 비활성화하거나 변경해서는 안 됩니다. 비상 유출 경로와 포획된 액체가 모일 수 있는 저장조를 설치하십시오.

·누수 감지 및 완화

가스 또는 액체 누출은 고정식 또는 이동식 센서를 사용하여 조기에 감지할 수 있습니다. 밸브, 플랜지 및 연결부는 미량 가스 검출 장비와 육안으로 점검해야 합니다. 누출 부위는 즉시 차단하고 극저온용 밀봉재 또는 교체 부품을 사용하여 밀봉해야 합니다. 설계에는 누출을 감지하고 안전한 장소로 배출하는 배출 배관이 포함되어 있습니다.

· 정기 유지보수

절연 재킷, 진공 상태, 밸브 및 센서에 대한 정기적인 점검을 실시해야 합니다. 레벨 및 압력 눈금은 정해진 간격으로 교정해야 합니다. 모든 유지보수 과정과 고장 발생 내역을 기록하여 규정을 준수하고 추세를 파악해야 합니다. 부식이나 기계적 마모는 고장을 방지하기 위해 적시에 조치해야 합니다.

자주 묻는 질문

극저온 탱크에 일반적으로 저장되는 기체는 무엇입니까?

가장 일반적인 저장 물질로는 액체 산소, 질소, 아르곤, 수소, 헬륨 및 LNG가 있습니다.

극저온 탱크는 어떻게 과도한 압력 축적을 방지합니까?

압력 방출 밸브, 파열판 및 압력 상승 시스템을 통해 안전한 내부 압력이 확보됩니다.

극저온 탱크에서 상온으로 액체가 새어 나올 수 있나요?

아니요, 진공 단열은 급격한 온도 상승을 막지만, 밀봉이 제대로 되지 않으면 국부적인 누출이 발생할 수 있습니다.

극저온 탱크는 지속적인 모니터링이 필요한가요?

네, 수위, 압력 및 온도 센서가 안전한 작동을 보장하고 끓어 넘침으로 인한 위험을 방지합니다.

극저온 탱크는 위험 물질을 안전하게 보관할 수 있습니까?

네, 탱크의 재질, 단열 및 압력 방출 방식이 호환된다면 가능합니다.

극저온 탱크는 듀어 플라스크와 같은 것인가요?

아니요, 듀어 플라스크는 작고 휴대하기 편리하지만 용량이 작습니다. 산업용 극저온 탱크는 용량이 크고 단열 처리가 되어 있습니다.

탱크 내부에서 극저온 액체를 인위적으로 기체로 변환할 수 있습니까?

네, 압력 발생 장치와 기화기를 이용하면 액체를 의도적으로 기체로 변환할 수 있습니다.

고정식 극저온 탱크와 이동식 극저온 탱크의 차이점은 무엇입니까?

고정식 탱크는 움직이지 않고 고정되어 있어 용량이 더 큰 반면, 수송용 탱크는 이동이 가능하고 프레임이 강화되어 있습니다.

극저온 탱크를 자동화할 수 있을까요?

네, 센서, 밸브 및 제어 시스템을 이용하여 자동으로 채우고, 배출하고, 압력을 관리할 수 있습니다.

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