KR100758394B1

KR100758394B1 - 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템용 재액화 가스저장시스템

Info

Publication number: KR100758394B1
Application number: KR1020060014131A
Authority: KR
Inventors: 유진열; 박봉운; 김현진; 박현기
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2007-09-14
Also published as: KR20070081882A

Abstract

본 발명은 액화천연가스(LNG) 운반선의 재액화 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전체 화물창의 부피의 98.5%까지 화물을 실은 액화천연가스 운반선의 탱크에서 자연 증발되는 증발가스(BOG;Boil Off Gas)를 재액화시켜 저장 탱크(화물창)으로 저장시킬 때 저장 탱크에 용량 및 저장량에 맞춰 자동적으로 재액화 가스를 순차 저장시켜 저장 탱크에서 액화천연가스가 넘치는 것을 방지할 수 있는 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템용 재액화 가스 저장시스템에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 재액화되는 천연가스가 다수의 저장탱크 용량 및 현재 저장탱크에 충진된 액화천연가스의 양에 따라 자동적으로 재액화된 액화 천연가스가 비어있는 상태인 저장탱크로 충진되도록 함으로써 재액화 작업 전체의 효율이 극대화될 수 있는 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템용 재액화 가스 저장시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 액화천연가스 저장탱크(50)에서 발생된 증발가스를 압축하여 재액화 장치(A)로 공급하도록 재액화 압축기(52) 및 재액화된 가스를 기존에 설치되어 있는 스트리핑/스프레이 메인 헤더 (Stripping/Spray Main Header)를 통하여 다수의 저장탱크(50)로 공급하는 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템에 있어서,

상기한 스트리핑/스프레이 메인 헤더 (Stripping/Spray Main Header)에서 다수의 저장탱크(50) 각각으로 연결되도록 분할 파이프(1)가 다수 설치된 공급 파이 프(2)와, 상기한 공급파이프(2)에 다수가 설치됨과 아울러 각각의 저장탱크(50)에 재액화 천연가스의 공급을 제어하도록 설치된 제1밸브(3)와, 상기한 제1밸브(3)를 통과한 재액화 천연가스를 각각의 저장탱크(50)로 공급/차단하도록 분할 파이프(1)에 설치된 다수의 제2밸브(4)와, 상기한 다수의 저장탱크(50)의 현재 충진 가능량을 검출하여 순차적으로 저장탱크(50)에 재액화 천연가스를 공급하도록 제1, 2밸브(3, 4)를 제어하는 제어부(5)를 포함함을 특징으로 한다.

LNG 운반선용 재액화 시스템, BOG, 재액화 가스의 화물창 저장시스템

Description

액화천연가스 운반선의 재액화 시스템용 재액화 가스 저장시스템{Reliquefaction gas storage system for reliquefaction system of LNG carrier}

도1은 본 발명에 따른 액화천연가스(LNG) 운반선의 재액화 시스템용 재액화 가스 저장시스템을 도시한 개략도,

도2는 본 발명에 따른 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템용 재액화 가스 저장 순서를 도시한 플로우차트,

도3은 일반적인 액화천연가스 운반선용 재액화 시스템을 도시한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 분할 파이프 2: 공급파이프

3: 제1밸브 4: 제2밸브

5: 제어부 6: 센서

7: 연산부 8: 마이컴

9: 제1제어부 10: 제2제어부

11: 타이머 52: 재액화 압축기

A: 재액화장치

본 발명은 액화천연가스(LNG) 운반선의 재액화 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액화천연가스 운반선의 탱크에서 자연 증발되는 증발가스(BOG;Boil Off Gas)를 재액화시켜 저장 탱크(화물창)으로 저장시킬 때 저장 탱크에 용량 및 저장량에 맞춰 자동적으로 재액화 가스를 순차 저장시켜 저장 탱크에서 액화천연가스가 넘치는 것을 방지할 수 있는 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템용 재액화 가스 저장시스템에 관한 것이다.

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

상기한 액화천연가스를 에너지원으로 사용하기 위해서는 액화천연가스(LNG)의 생산기지로부터 수요자까지 대량 이송하는 것이 필요하게 되는 바, 이를 위해 액화천연가스 운반선이 필요하게 된다.

즉, 천연가스의 생산지인 로딩(Loading)항구에서 기체 상태인 천연가스를 초저온 상태로 액화시켜 액화천연가스 운반선의 저장탱크에 저장함과 아울러 언로딩(Unloading)항구에 도착한 후에는 초저온의 액화천연가스를 기화시켜 천연가스로 변환시킨 후, 이를 배관등을 통해 수요자에게 공급하게 되는 것이다.

상기한 액화천연가스 운반선은 액화천연가스를 저장하도록 구형 독립탱크 방식 또는 멤브레인 방식의 탱크를 설비하고 있는 바, 멤브레인 방식의 경우에는 운반선의 화물창(저장탱크)에 액화천연가스를 저장하여 운반하게 된다.

여기서, 상기한 액화천연가스의 운반시에는 외부 기온등에 의해 저장 탱크에서 증발가스(Boil-Off Gas)가 발생되는 바, 상기한 증발가스는 재액화 시스템이 없는 선박에서는 대기중으로 방출하거나 보일러에서 태워버리게 되고, 재액화 시스템이 장착된 선박에서는 증발가스를 재액화하여 사용하게 된다.

상기한 재액화 시스템은 도3에 도시된 바와 같이 액화천연가스 저장탱크(50)에서 증발된 증발가스를 냉각시키는 예열기(51)와, 상기한 예열기(51)를 통과한 증발가스를 압축시키는 재액화 압축기(52)와, 상기한 압축기(52)를 통과한 증발가스를 응축시켜 액화시키는 응축기(53)와, 상기한 응축기(53)에서 액화된 증발가스를 기존에 설치되어 있는 스트리핑/스프레이 메인 헤더 (Stripping/Spray Main Header)를 통하여 다수의 저장탱크(50)에 임의적으로 다시 투입 및 상기한 응축기(53)로 공급된 증발가스의 온도를 더욱 하강시키고 압력을 증가시키도록 터빈(55)과 열교환기(56) 및 다수의 냉각기(57)가 설치되어 있다.

여기서, 상기한 다수의 저장탱크(50)로 재액화된 액화천연가스를 저장할 때에는 재액화 천연가스가 공급되는 저장탱크(50)를 작업자가 수작업으로 관찰 및 밸브등을 조절하면서 저장탱크(50)에서 천연가스가 넘치는 것을 방지하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같이 증발가스를 재액화하여 다수의 저장 탱크에 저장할 때 작업자가 다수의 저장 탱크를 관찰하면서 액화천연가스가 넘치는 것을 방지하게 되면, 작업이 매우 복잡하고 불편할 뿐만 아니라 불필요한 작업 인력의 낭비를 초래하고, 또한 작업자의 실수로 액화천연가스가 저장탱크에서 넘치는 경우가 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 재액화되는 천연가스가 다수의 저장탱크 용량 및 현재 저장탱크에 충진된 액화천연가스의 양에 따라 자동적으로 재액화된 액화 천연가스가 비어있는 상태인 저장탱크로 충진되도록 함으로써 재액화 작업 전체의 효율이 극대화될 수 있는 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템용 재액화 가스 저장시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 액화천연가스 저장탱크에서 발생된 증발가스를 압축하여 재액화 장치로 공급하도록 재액화 압축기 및 재액화된 가스를 기존에 설치되어 있는 스트리핑/스프레이 메인 헤더 (Stripping/Spray Main Header)를 통하여 다수의 저장탱크로 공급하는 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템에 있어서,

상기한 스트리핑/스프레이 메인 헤더 (Stripping/Spray Main Header)에서 다수의 저장탱크 각각으로 연결되도록 분할 파이프가 다수 설치된 공급 파이프와, 상기한 공급파이프에 다수가 설치됨과 아울러 각각의 저장탱크에 재액화 천연가스의 공급을 제어하도록 설치된 제1밸브와, 상기한 제1밸브를 통과한 재액화 천연가스를 각각의 저장탱크로 공급/차단하도록 분할 파이프에 설치된 다수의 제2밸브와, 상기한 다수의 저장탱크의 현재 충진 가능량을 검출하여 순차적으로 저장탱크에 재액화 천연가스를 공급하도록 제1, 2밸브를 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템용 재액화 가스 저장시스템을 도시한 개략도로서, 예열기(51) 및 재액화 압축기(52)에서 재액화된 재액화 천연가스 및 액화천연가스가 공급되는 스트리핑/스프레이 메인 헤더 (Stripping/Spray Main Header)와, 상기한 스트리핑/스프레이 메인 헤더 (Stripping/Spray Main Header)에서 다수의 저장탱크(화물창)(50) 각각으로 연결되도록 분할 파이프(1)가 다수 설치된 공급 파이프(2)와, 상기한 공급파이프(2)에 다수가 설치됨과 아울러 각각의 저장탱크(50)에 재액화 천연가스의 공급을 제어하도록 설치된 제1밸브(3)와, 상기한 제1밸브(3)를 통과한 재액화 천연가스를 각각의 저장탱크(50)로 공급/차단하도록 분할 파이프(1)에 설치된 다수의 제2밸브(4)와, 상기한 다수의 저장탱크(50)의 현재 충진 가능량을 검출하여 순차적으로 저장탱크(50)에 재액화 천연가스를 공급하도록 제1, 2밸브(3, 4)를 제어하는 제어부(5)로 이루어져 있다.

상기한 제어부(5)는 각각의 저장탱크(50)에 장착되어 현재 저장탱크(50)에 충진된 액화천연가스의 양을 검출하는 센서(6)와, 상기한 센서(6)로부터의 정보를 전달받아 충전 가능한 액화천연가스의 양을 연산하는 연산부(7) 및 연산부(7)로부터 연산 결과를 입력받는 마이컴(8)과, 상기한 제1, 2밸브(3, 4)를 제어하여 개폐를 조절하도록 설치됨과 아울러 마이컴(8)에 의해 제어되도록 설치된 제1, 2제어부(9, 10)로 이루어져 있다.

또한, 상기한 마이컴(8)에는 타이머(11)가 연결 설치되어 있는 바, 상기한 타이머(11)의 시간 조절에 의해 저장 탱크(50)에 충진되는 양을 결정하게 된다.

상기한 마이컴(8) 및 제1, 2제어부(9, 10)는 일반적으로 밸브의 개폐를 제어하기 위해 사용되는 것을 사용하면 된다.

물론, 상기한 공급 파이프(2)에는 저장탱크(5)) 전체에 재액화 천연가스를 공급/차단하도록 메인밸브(12)가 설치되어 있고, 재액화 장치의 기/액 분리기에서 발생된 가스를 연소하도록 가스연소장치(G)가 연결 설치되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 도2에 따라 설명하면 저장 탱크(50)에서 증발가스(BOG)가 발생되면, 상기한 증발가스는 도3에 도시된 재액화 압축기(52)로 유입된다.

재액화 압축기(52)로 유입된 증발가스는 압축되면서 재액화 장치(A)로 공급됨과 아울러 재액화되어 다시 저장 탱크로 공급된다.

저장 탱크로 공급된 가스는 공급파이프(2)로 공급되는 바, 이때 마이컴(8)은 센서(6)를 통해 현재 가장 충진량이 작은 저장탱크(50)가 어느 것인지를 파악하게 된다.

예를 들어, 저장탱크(50)가 제1, 2, 3, 4, 5 저장탱크(50-1, 50-2, 50-3, 50-4, 50-5)로 이루어진다고 가정하면, 마이컴(8)에 센서(6)의 출력 값을 통해 제1, 2, 3, 4, 5저장탱크(50-1, 50-2, 50-3, 50-4, 50-5)에서 가장 충진량이 작은 저장탱크를 선정하게 되는 바, 예를 들어 제1저장탱크(50-1)의 충진량이 가장 작게 검출되면 마이컴(8)이 제1제어부(9)를 작동시키게 된다.

제1제어부(9)는 첫 번째 제1밸브(30-1)를 개방시킴과 동시에 나머지 제1밸브들(30-2, 30-3, 30-4)를 잠그게 되고, 제2제어부(10)는 첫 번째 제2밸브(40-1)를 개방시키고 나머지 제2밸브(40-2, 40-3, 40-4, 40-5)를 잠그게 된다.

첫 번째 제1, 2밸브(30-1, 40-1)가 개방되면 제1저장탱크(50-1)로 재액화된 가스가 공급되는 바, 상기한 가스의 공급 시 센서(6)가 저장탱크(50-1)의 충진량을 체크하여 마이컴(8)으로 전송하게 된다.

센서(6)가 제1저장탱크(50-1)의 충진량을 체크하다가 제1저장탱크(50-1)의 충진량이 만충 위치까지 도달되면 마이컴(8)이 제1, 2제어부(9, 10)를 제어하여 그 다음으로 충진량이 작은 저장탱크에 가스를 공급하기 위해 제1, 2밸브(3, 4)를 제어하게 된다.

즉, 그 다음으로 제3저장탱크(50-3)에 가스를 공급하여야 한다고 가정하면, 첫 번째, 두 번째, 세 번째 제1밸브(30-1, 30-2, 30-3)를 개방시킴과 아울러 첫 번째 및 두 번째 제2밸브(40-1, 40-2)를 잠그고 세 번째 제2밸브(40-3)만을 개방시키게 된다.

세 번째 제2밸브(40-3)가 개방되면 제3저장탱크(50-3)로 가스가 공급되면서 충진되는 바, 상기한 제3저장탱크(50-3)에 가스가 충진되는 것을 센서(6) 및 마이컴(8)이 체크하면서 제3저장탱크(503)가 가스가 만충되면 또 다른 저장탱크에 순차적으로 재액화된 가스를 충진하게 된다.

상기한 바와 같이 각 저장탱크(50)에 설치되어 가스의 용량을 체크하는 센서(6) 및 상기한 센서(6)의 검출 값으로 제1, 2제어부(9, 10)를 통해 제1, 2밸브(3, 4)를 각각 제어함으로써, 각 저장탱크(50)에 재액화 가스를 공급하여도 저장탱크(50)에서 넘치는 경우가 발생되지 않을 뿐만 아니라 재액화 시스템의 작업 효율을 보다 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 재액화된 가스를 다수의 저장탱크 용량에 맞춰 자동적으로 저장하도록 함으로써, 재액화 가스의 저장 및 재액화 시스템을 운용하는 효율을 극대화시키고, 저장탱크의 가스 넘침 등을 방지할 수 있는 이점이 있는 것이다.

Claims

액화천연가스 저장탱크에서 발생된 증발가스를 압축하여 재액화 장치로 공급하도록 재액화 압축기 및 재액화된 가스를 기존에 설치되어 있는 스트리핑/스프레이 메인 헤더 (Stripping/Spray Main Header)를 통하여 다수의 저장탱크로 공급하는 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템에 있어서,

상기한 스트리핑/스프레이 메인 헤더 (Stripping/Spray Main Header)에서 다수의 저장탱크 각각으로 연결되도록 분할 파이프가 다수 설치된 공급 파이프와, 상기한 공급파이프에 다수가 설치됨과 아울러 각각의 저장탱크에 재액화 천연가스의 공급을 제어하도록 설치된 제1밸브와, 상기한 제1밸브를 통과한 재액화 천연가스를 각각의 저장탱크로 공급/차단하도록 분할 파이프에 설치된 다수의 제2밸브와, 상기한 다수의 저장탱크의 현재 충진 가능량을 검출하여 순차적으로 저장탱크에 재액화 천연가스를 공급하도록 제1, 2밸브를 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템.
제1항에 있어서,

상기한 제어부는 각각의 저장탱크에 장착되어 현재 저장탱크에 충진된 액화천연가스의 양을 검출하는 센서와, 상기한 센서로부터의 정보를 전달받아 충전 가능한 액화천연가스의 양을 연산하는 연산부 및 연산부로부터 연산 결과를 입력받는 마이컴과, 상기한 제1, 2밸브를 제어하여 개폐를 조절하도록 설치됨과 아울러 마이컴에 의해 제어되도록 설치된 제1, 2제어부와, 상기한 마이컴에 연결되어 제1, 2제어부의 작동시간을 제어하도록 하는 타이머로 구성함을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선의 재액화 시스템.