액체질소 이송용 진공 단열 배관 시스템의 제조 및 설계는 공급업체의 책임입니다. 본 프로젝트의 경우, 공급업체가 현장 측정을 위한 조건을 갖추지 못한 경우, 당사에서 배관 방향 도면을 제공해야 합니다. 이후 공급업체는 액체질소 이송 시나리오에 맞는 진공 단열 배관 시스템을 설계합니다.

공급업체는 수요자가 제공한 도면, 장비 매개변수, 현장 조건, 액체 질소 특성 및 기타 요소에 따라 경험이 풍부한 설계자를 통해 파이프라인 시스템의 전반적인 설계를 완료해야 합니다.

설계 내용에는 시스템 부속품의 종류, 내외부 파이프의 재질 및 사양 결정, 단열 계획의 설계, 조립식 구획 계획, 파이프 구획 간의 연결 형태, 내부 파이프 브래킷, 진공 밸브의 개수 및 위치, 가스 씰 제거, 단말 장비의 극저온 액체 요구 사항 등이 포함됩니다. 이 계획은 제조 전에 수요자의 전문 인력이 검증해야 합니다.

진공 단열 배관 시스템 설계의 내용은 광범위하며, 여기서는 HASS 애플리케이션과 MBE 장비에서 흔히 발생하는 몇 가지 문제에 대해 간단히 설명합니다.

VI 파이핑

액체질소 저장 탱크는 일반적으로 HASS Application 또는 MBE 장비보다 길이가 깁니다. 진공 단열 파이프가 건물 내부로 유입되는 경우, 건물 내 공간 배치와 현장 파이프 및 공기 덕트의 위치를 ​​고려하여 적절한 피해야 합니다. 따라서 액체질소를 장비까지 운반하려면 최소 수백 미터의 파이프가 필요합니다.

압축 액체 질소 자체에는 다량의 기체가 포함되어 있고, 운송 거리와 더불어 진공 단열 파이프를 사용하더라도 운송 과정에서 다량의 질소가 발생합니다. 질소가 배출되지 않거나 배출량이 기준치에 미치지 못하면 기체 저항이 발생하여 액체 질소의 흐름이 원활하지 않아 유량이 크게 감소합니다.

유량이 부족하면 장비의 액체질소실 내 온도를 제어할 수 없어 결국 장비가 손상되거나 제품 품질이 저하될 수 있습니다.

따라서 단말 장비(HASS Application 또는 MBE 장비)에서 사용되는 액체질소의 양을 계산해야 합니다. 동시에 파이프라인의 길이와 방향에 따라 파이프라인 사양이 결정됩니다.

액체질소 저장 탱크를 기준으로, 진공 단열 배관/호스의 주 배관이 DN50(내경 φ50mm)이고, 분기관 VI 배관/호스가 DN25(내경 φ25mm)이며, 분기관과 단말 장치 사이의 호스가 DN15(내경 φ15mm)라고 가정합니다. VI 배관 시스템에는 상 분리기, 탈기기, 자동 가스 배출기, VI/초저온(공압) 차단 밸브, VI 공압 유량 조절 밸브, VI/초저온 체크 밸브, VI 필터, 안전 릴리프 밸브, 퍼지 시스템, 진공 펌프 등 다양한 부속품이 포함됩니다.

MBE 특수 상 분리기

각 MBE 특수 상압 상분리기는 다음과 같은 기능을 가지고 있습니다.

1. 액체 레벨 센서 및 자동 액체 레벨 제어 시스템을 갖추고 있으며, 전기 제어 상자를 통해 즉시 표시됩니다.

2. 감압 기능: 분리기 액체 입구에는 분리 보조 시스템이 장착되어 있어 메인 파이프 내 액체 질소 압력을 3~4bar로 유지합니다. 상 분리기 입구에서는 압력을 ≤ 1Bar로 서서히 낮춥니다.

3. 액체 유입 유량 조절: 상 분리기 내부에 부력 조절 시스템이 설치되어 있습니다. 이 시스템은 액체 질소 소비량이 증가하거나 감소할 때 액체 유입량을 자동으로 조절합니다. 이는 유입 공압 밸브가 열릴 때 다량의 액체 질소 유입으로 인한 급격한 압력 변동을 줄이고 과압을 방지하는 장점이 있습니다.

4. 버퍼 기능, 분리기 내부의 유효 용량은 장치의 최대 순간 흐름을 보장합니다.

5. 퍼지 시스템: 액체질소 통로 전 분리기에서 공기와 수증기를 흐르게 하고, 액체질소 통로 후 분리기에서 액체질소를 배출합니다.

6. 과압 자동 배출 기능: 장비가 액체 질소를 처음 통과할 때 또는 특수한 상황에서 액체 질소 기화 현상이 증가하여 전체 시스템의 순간적인 과압을 유발합니다. 당사의 상 분리기에는 안전 배출 밸브와 안전 배출 밸브 그룹이 장착되어 있어 분리기 내부의 압력 안정성을 더욱 효과적으로 보장하고 과도한 압력으로 인한 MBE 장비 손상을 방지합니다.

7. 전기 제어 박스는 액체 수위 및 압력 값을 실시간으로 표시하여 분리기 내부의 액체 수위와 액체 질소의 양을 제어 관계로 설정할 수 있습니다. 또한, 비상 시에는 기체 액체 분리기를 액체 제어 밸브로 수동 제동하여 현장 인력과 장비의 안전을 보장합니다.

HASS 애플리케이션을 위한 다중 코어 탈기 장치

옥외 액체질소 저장탱크는 가압 상태에서 저장 및 운송되기 때문에 다량의 질소를 함유하고 있습니다. 이 시스템에서는 파이프라인 운송 거리가 길고, 엘보가 많으며, 저항이 커져 액체질소가 부분적으로 기화됩니다. 현재로서는 진공 단열 튜브가 액체질소 운송에 가장 적합하지만, 열 누출이 불가피하며, 이로 인해 액체질소가 부분적으로 기화됩니다. 결론적으로, 액체질소는 다량의 질소를 함유하고 있어 가스 저항이 발생하고, 이로 인해 액체질소의 흐름이 원활하지 않습니다.

진공 단열 파이프에 배기 장치를 설치할 경우, 배기 장치가 없거나 배기량이 부족하면 가스 저항이 발생합니다. 가스 저항이 발생하면 액체 질소 이송 용량이 크게 감소합니다.

당사에서 독점적으로 설계한 멀티코어 탈기기는 주 액체질소 배관에서 질소 배출을 최대한 보장하고 가스 저항 발생을 방지합니다. 또한, 충분한 내부 용량을 갖추고 있어 완충 저장 탱크 역할을 수행하여 용액 파이프라인의 최대 순간 유량 요구를 효과적으로 충족할 수 있습니다.

독특한 특허받은 다중 코어 구조로 다른 유형의 분리기보다 배기 용량 효율성이 더 높습니다.

이전 기사에 이어서, 칩 산업의 극저온 응용 분야를 위한 진공 단열 파이프 시스템에 대한 솔루션을 설계할 때 고려해야 할 몇 가지 문제가 있습니다.

두 가지 유형의 진공 단열 배관 시스템

진공 단열 배관 시스템에는 정적 VI 시스템과 동적 진공 펌핑 시스템의 두 가지 유형이 있습니다.

정적 VI 시스템은 각 파이프가 공장에서 제작된 후 펌핑 장치에서 지정된 진공도까지 진공 처리되고 밀봉되는 것을 의미합니다. 현장 설치 및 사용 시 일정 기간 동안 현장으로 재진공할 필요가 없습니다.

정적 VI 시스템의 장점은 유지 보수 비용이 낮다는 것입니다. 배관 시스템을 가동하면 몇 년 후 유지 보수가 필요합니다. 이 진공 시스템은 높은 냉각 요구 사항이 없고 현장 유지 보수가 필요한 개방형 공간에 적합합니다.

정적 VI 시스템의 단점은 시간이 지남에 따라 진공도가 감소한다는 것입니다. 모든 재료는 항상 미량 기체를 방출하며, 이는 재료의 물리적 특성에 따라 결정됩니다. VI 파이프 재킷의 재질은 공정에서 방출되는 기체의 양을 줄일 수 있지만, 완전히 분리할 수는 없습니다. 이로 인해 밀폐된 진공 환경의 진공도가 점점 낮아지고, 진공 단열 튜브의 냉각 능력이 점차 약화됩니다.

동적 진공 펌핑 시스템은 파이프 제작 및 성형 후 누출 감지 절차에 따라 공장에서 진공 작업을 진행하지만, 납품 전에는 진공 상태를 밀봉하지 않습니다. 현장 설치가 완료된 후, 모든 파이프의 진공 층은 스테인리스 스틸 호스를 통해 하나 이상의 유닛으로 연결되며, 현장에서는 소형 전용 진공 펌프를 사용하여 파이프를 진공 처리합니다. 특수 진공 펌프는 진공 상태를 상시 모니터링하고 필요에 따라 진공 작업을 수행하는 자동 시스템을 갖추고 있습니다. 이 시스템은 24시간 가동됩니다.

동적 진공 펌핑 시스템의 단점은 진공을 전기로 유지해야 한다는 것입니다.

동적 진공 펌핑 시스템의 장점은 진공도가 매우 안정적이라는 것입니다. 실내 환경 및 진공 성능이 매우 중요한 프로젝트에 우선적으로 사용됩니다.

당사의 동적 진공 펌핑 시스템은 전체 모바일 통합 특수 진공 펌프로 장비의 진공을 보장하고, 편리하고 합리적인 레이아웃으로 진공 효과를 보장하며, 진공 부속품의 품질로 진공 품질을 보장합니다.

MBE 프로젝트의 경우, 장비가 클린룸에 있고 장시간 가동되기 때문에 진공 단열 배관 시스템의 대부분이 클린룸 중간층의 밀폐된 공간에 위치합니다. 따라서 향후 배관 시스템의 진공 유지 관리가 불가능하며, 이는 시스템의 장기적인 운영에 심각한 영향을 미칠 것입니다. 따라서 MBE 프로젝트에서는 거의 모든 시스템에 동적 진공 펌핑 시스템을 적용하고 있습니다.

압력 방출 시스템

메인 라인의 압력 방출 시스템은 안전 릴리프 밸브 그룹을 채택합니다. 안전 릴리프 밸브 그룹은 과압 시 안전 보호 시스템으로 사용되며, 정상 작동 시 VI 배관을 조정할 수 없습니다.

안전 릴리프 밸브는 파이프라인 시스템의 과압 방지 및 안전 작동을 보장하는 핵심 부품이므로 파이프라인 운영에 필수적입니다. 하지만 규정에 따라 안전 밸브는 매년 점검을 받아야 합니다. 하나의 안전 밸브를 사용하고 다른 안전 밸브를 준비하는 경우, 하나의 안전 밸브를 제거하더라도 다른 안전 밸브는 파이프라인 시스템에 그대로 남아 파이프라인의 정상적인 작동을 보장합니다.

안전 릴리프 밸브 그룹에는 DN15 안전 릴리프 밸브 두 개가 포함되어 있으며, 하나는 사용용이고 다른 하나는 대기용입니다. 정상 작동 시에는 안전 릴리프 밸브 하나만 VI 배관 시스템에 연결되어 정상적으로 작동합니다. 다른 안전 릴리프 밸브는 내부 배관에서 분리되어 있으며 언제든지 교체할 수 있습니다. 두 안전 밸브는 측면 밸브 전환 상태를 통해 연결 및 차단됩니다.

안전 릴리프 밸브 그룹에는 언제든지 배관 시스템 압력을 확인할 수 있는 압력 게이지가 장착되어 있습니다.

안전 릴리프 밸브 그룹에는 배출 밸브가 장착되어 있습니다. 퍼지 시 배관 내 공기를 배출하고, 액체질소 시스템 작동 시 질소를 배출하는 데 사용할 수 있습니다.

HL 극저온 장비

1992년에 설립된 HL Cryogenic Equipment는 중국 청두 홀리 크라이오닉 이큅먼트(Chengdu Holy Cryogenic Equipment Company)의 계열사입니다. HL Cryogenic Equipment는 고진공 단열 초저온 배관 시스템 및 관련 지원 장비의 설계 및 제조에 전념하고 있습니다.

오늘날 급변하는 세상에서 고객에게 첨단 기술을 제공하면서 비용 절감을 극대화하는 것은 쉽지 않은 과제입니다. 30년 동안 HL Cryogenic Equipment Company는 거의 모든 극저온 장비 및 산업 분야에서 응용 분야를 심도 있게 연구하고 풍부한 경험과 신뢰를 쌓아 왔습니다. HL Cryogenic Equipment Company는 모든 분야에서 최신 기술을 끊임없이 연구하고 발전시켜 고객에게 새롭고 실용적이며 효율적인 솔루션을 제공하여 고객의 시장 경쟁력을 강화합니다.

For more information, please visit the official website www.hlcryo.com, or email to info@cdholy.com .