KR100781868B1 - 해상 lng 재기화 시스템 및 그것의 운전 정지 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, LNG 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LNG(Liquefied Natural Gas) 재기화 장치와 이와 연결되는 배관 연결장치를 포함하는 LNG 선박에 관한 것이며, 보다 더 상세하게는, 위 재기화 장치와 배관 장치를 포함하는 LNG 선박의 해상 LNG 재기화 시스템의 일반 또는 비상시의 운전 정지 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은, LNG 재기화 운전 중 상기 배관 연결장치 또는 해상 부유 구조물에 비상상황이 발생했는지를 판단하는 단계와, 비상상황이 발생한 경우, 해당 차단밸브들을 닫아 상기 배관 연결장치와 상기 LNG 재기화 장치 사이의 NG 배관을 자동 차단하고 상기 NG 배관 내의 NG를 대기 중으로 자동 배기시키는 단계를 포함하여, 해상의 선박 등에서 LNG를 재기화하여 재기화된 NG를 육상 소요처로 송출하는 과정에서 생길 수 있는 다양한 비상상황에 대해 신속하게 대처하고, 이를 통해, 그 비상상황이 지속되는 것에 따른 여러가지 위험성을 조기에 막아줄 수 있다.

Description

해상 LNG 재기화 시스템 및 그것의 운전 정지 방법{MARINE LNG REGASIFICATION SYSTEM AND METHOD FOR INTERRUPTING ITS OPERATION}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상 LNG 재기화 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 해상 LNG 재기화 시스템 일부를 보다 구체적으로 도시한 도면.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 해상 LNG 재기화 시스템의 운전을 자동 제어하기 위한 구성을 설명하기 위한 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예 따른 해상 LNG 재기화 시스템의 재기화 운전 후 정지 절차를 보여주는 순서도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 LNG 재기화 시스템의 재기화 운전 중의 자동 정지 절차를 보여주는 순서도.
도 6은 발명의 또 따른 실시예에 따른 해상 LNG 재기화 시스템의 재기화 운전 중의 자동 정지 절차를 보여주는 순서도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10: LNG 재기화 장치 12: 석션드럼
13: 고압펌프 14: 기화기
20: 배관 연결장치 21: 부이
22: 제 1 라이저 24: 제 2 라이저
40: 바이패스 유닛 42: 제 1 바이패스 유로
44: 제 2 바이패스 유로 60: 가스주입유닛
70: 자동제어유닛 80: 감지부
본 발명은, LNG 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LNG(Liquefied Natural Gas) 재기화 장치와 이와 연결되는 배관 연결장치를 포함하는 LNG 선박에 관한 것이며, 보다 더 상세하게는, 위 재기화 장치와 배관 장치를 포함하는 LNG 선박의 해상 LNG 재기화 시스템의 일반 또는 비상시의 운전 정지 방법에 관한 것이다.
근래, 천연가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는, 액화된 액화천연가스의 상태로 LNG 캐리어(특히, LNG 수송선)에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG 수송선은, 액화천연가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 액화천연가스를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있 는 LNG 화물창을 포함한다. 통상, 이러한 LNG 수송선은 LNG 화물창 내의 액화천연가스를 액화된 상태 그대로 육상에 하역하며, 하역된 LNG는 육상에 설치된 LNG 재기화 설비에 의해 재기화된 후 천연가스의 소비처로 가스배관을 통해 운반된다.
이러한 육상의 LNG 재기화 설비는 천연가스 시장이 잘 형성되어 있어 안정적으로 천연가스의 수요가 있는 곳에 설치하는 경우에는 경제적으로 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나, 천연가스의 수요가 계절적, 단기적 또는 주기적으로 있는 천연가스 소요처의 경우에는, 높은 설치비와 관리비로 인해, 육상에 LNG 재기화 설비를 설치하는 것이 경제적으로 매우 불리하다.
특히, 자연재해 등에 의해 육상의 LNG 재기화 설비가 파괴될 경우, LNG 수송선이 소요처에 LNG를 싣고 도달한다 하더라도, 그 LNG를 재기화할 수 없다는 점에서 기존 LNG 수송선을 이용한 천연가스 운반은 한계성을 안고 있다.
이에 따라, 예를 들면, LNG 수송선에 LNG 재기화 장치를 마련하여, 해상에서 액화천연가스(이하, 'LNG'라 함)를 재기화하고, 그 재기화를 통해 얻어진 천연가스(이하, 'NG'라 함)를 육상으로 공급하는 해상 LNG 재기화 시스템이 개발되었다. 그리고, 이러한 해상 LNG 재기화 시스템과 관련된 선행기술로는 한국 특허 제 0569621 호(엑손모빌 오일 코포레이션, 수송선 상에서 액화천연가스를 가스화하는 방법 및 시스템), 미국 특허 제 6,546,739 호(Exmar Offshore Company, Method and apparatus for offshore LNG regasification), 미국 특허 제 6,578,366 호(Moss Maritime AS, Device for evaporation of liquefied natural gas), 미국 특허 제 6,688,114 호(El Paso Corporation LNG CARRIER, 미국 특허 제 6,598,408 호(El Paso Corporation, Method and apparatus for transporting LNG), 한국 특허 제 0467963 호(강도욱, 앨앤지 알브이의 가스화 장치 운전 방법), 미국 특허 제 6,945,049 호(Hamworthy KSE a.s., Regasification system and method), 한국 특허 제 0504237 호(대우조선해양 주식회사, 선저 개구부를 막을 수 있는 차폐수단이 구비된 선박), 한국 특허 제 0474522 호(대우조선해양 주식회사, 해수 가열 시스템), 한국 특허공개 제 2003 -0090686 호(라이프 호에그 운트 코. 에이에스에이, 선박 및 하역 시스템), 미국 특허공개 제 2005-0061002A 호(Shipboard regasification for LNG carriers with alternate propulsion plants), 한국 특허공개 제 2004-0105801 호(엑셀레이트 에너지 리미티드 파트너쉽, 개량된 LNG 운반선), 한국 실용등록 제 0410836 호(삼성중공업 주식회사, 액화 천연가스선의 액화천연가스 재기화 시스템) 등이 있다.
이러한 종래의 LNG 재기화 선박은, LNG 화물창에 저장된 LNG의 재기화를 위해 기화기를 포함하는 LNG 재기화 장치를 선박에 구비하며, 또한, 재기화된 NG를 육상 소요처로 공급하기 위해, LNG 재기화 장치의 배관과 육상 소요처의 가스배관을 연결시키는 배관 연결장치, 그리고, NG의 하역이 이루어지는 동안 선박의 위치를 유지시키는 선박위치 유지장치 등을 구비한다.
해상의 선박 또는 그와 유사한 해상 부유 구조물에서 LNG를 재기화하여, 재기화된 NG를 육상으로 공급하기 위해, 전술한 바와 같이, 해상의 LNG 재기화 장치 를 육상의 배관에 연결하기 위한 배관 연결장치가 요구되며, 그 배관 연결장치와 LNG 재기화 장치를 분리하는데 있어서 가스 누설 등의 위험성이 항상 존재하고 있다. 또한, 배관 연결장치와 LNG 재기화 장치를 연결하여 LNG 재기화 운전을 하는 중에는, 선박 등의 해상 부유 구조물 또는 배관 연결장치에서 화재, 폭발, 이상 압력 발생, 장치의 작동 오류 등 다양한 비상상황이 발생할 수 있다. 따라서, 재기화 운전이 종료된 후의 배관 연결장치 분리시 또는 재기화 운전이 이루어지는 동안의 여러 비상상황 발생시에, 시스템의 운전을 정지하는 서로 다른 다양한 절차가 요구되고 있음을 본 발명자는 발견하였다.
따라서, 본 발명의 목적은, 비상상황 또는 일반 상황에서 안전한 상태로 시스템 운전을 정지할 수 있도록 구성된 해상 LNG 재기화 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 비상상황 발생시 시스템의 운전을 자동으로 정지하면서 그 비상상황에 따른 여러 위험성에 신속하게 대처할 수 있도록 구성된 해상 LNG 재기화 시스템 및 그 시스템의 운전 정지 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 비상상황 발생시 재기화 장치와 배관 연결장치 사이의 NG 배관을 차단하고 그 차단된 NG 배관 내의 가스를 외부로 배기시키는 방식으로 폭발, 화재 등의 위험성에 신속하게 대처할 수 있도록 구성된 해상 LNG 재기화 시스템 및 그 시스템의 운전 정지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따라, 고압펌프 및 기화기를 갖는 해상 부유 구조물 상의 LNG 재기화 장치 및 상기 LNG 재기화 장치를 육상의 배관에 연결하는 배관 연결장치를 포함하는 해상 LNG 재기화 시스템으로서, 상기 배관 연결장치와 상기 LNG 재기화 장치 사이의 NG 배관을 차단하도록 상기 재기화 장치와 상기 배관 연결장치에 제공되는 차단밸브들과, 상기 차단밸브들에 의해 차단된 NG를 상기 NG 배관 외측으로 바이패스시키도록 구성된 NG 바이패스 유닛을 포함하는 해상 LNG 재기화 시스템이 제공된다. 본 시스템은 재기화 종료 후 또는 재기화 운전 중의 비상 발생시에 상기 배관 연결장치의 NG 배관을 차단하고 그 차단된 NG 배관으로부터 NG를 제거하여, 재기화 종료 후의 안전한 배관 연결장치의 분리와 비상상황 발생시 위험 요소의 확대를 막는데 크게 기여할 수 있다.
상기 NG 바이패스 유닛은 상기 바이패스되는 NG를 LNG/NG 저장공간으로 회수하도록 제공된 제 1 바이패스 유로를 포함하는 것이 바람직하며, 이 제 1 바이패스 유로는 재기화 종료후 안전한 배관 연결장치의 분리를 돕는다. 또한, 상기 NG 바이패스 유닛은 상기 바이패스되는 NG를 대기 중으로 배기시키도록 제공된 제 2 바이패스 유로를 포함하는 것이 바람직하며, 이 제 2 바이패스 유로는 배관 연결장치에서의 비상상황 발생(특히, 화재 또는 폭발 발생)시 그 비상상황이 해상 부유 구조물(또는, 선박)로 번지는 것을 막아줄 수 있다. 또한, 본 발명의 해상 LNG 재기화 시스템은, 상기 차단밸브들에 의해 차단되고 NG가 배관 외측으로 바이패스된 NG 배관 내에 불황성 가스를 불어넣도록 제공되는 가스주입유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 해상 LNG 재기화 시스템은, 상기 해상 부유 구조물 또는 상기 배관 연결장치에서의 비상상황 발생 여부를 감지하여, 적어도 상기 차단밸브들의 개폐를 자동 제어하는 자동제어유닛을 더 포함한다. 또한, 상기 자동제어유닛은 상기 바이패스 유닛을 제어하여 NG 배관 내의 NG를 대기 중으로 자동 배기킬 수 있도록 구성된 것이 바람직하다. 또한, 상기 자동제어유닛은 상기 비상상황 발생 여부에 따라 배관 연결장치를 상기 재기화 장치로부터 자동 분리하도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 고압펌프 및 기화기를 갖는 해상 부유 구조물 상의 LNG 재기화 장치 및 상기 LNG 재기화 장치를 육상의 배관에 연결하는 배관 연결장치를 포함하는 해상 LNG 재기화 시스템의 운전 정지방법이 제공되며, 이러한 운전 정지방법은, LNG 재기화 운전이 종료된 후 상기 배관 연결장치와 상기 LNG 재기화 장치 사이의 NG 배관을 차단밸브들에 의해 차단하는 단계와, 상기 차단밸브들에 의해 차단된 NG를 상기 NG 배관 외측의 LNG/NG 저장공간으로 바이패스하는 단계와, 상기 차단밸브들에 의해 NG 배관이 차단되어 있는 상기 배관 연결장치를 상기 LNG 재기화 장치로부터 분리시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 고압펌프 및 기화기를 갖는 해상 부유 구조물 상의 LNG 재기화 장치 및 상기 LNG 재기화 장치를 육상의 배관에 연결하는 배관 연결장치를 포함하는 해상 LNG 재기화 시스템의 운전 정지방법이 제공된다. 이러한 운전 정지 방법은, LNG 재기화 운전 중 상기 배관 연결장치 또는 해상 부유 구조물에 비상상황이 발생했는지를 판단하는 단계와, 비상상황이 발생한 경우, 해당 차단밸브들을 닫도록 제어하여, 그 차단밸브들에 의해, 상기 배관 연결장치와 상기 LNG 재기화 장치 사이의 NG 배관을 자동 차단하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 방법은, 상기 차단밸브들에 의해 차단된 NG를 상기 NG 배관 외측의 대기로 수동 배기시 키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 방법은 NG가 배기되어 제거된 상기 NG 배관 내로 불활성 가스를 주입하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, LNG 재기화 운전 중 배관 연결장치 또는 해상 부유 구조물에 비상상황이 발생했는지를 판단하는 단계와, 비상상황이 발생한 경우, 해당 차단밸브들을 닫아 상기 배관 연결장치와 상기 LNG 재기화 장치 사이의 NG 배관을 자동 차단하고 상기 NG 배관 내의 NG를 대기 중으로 자동 배기시키는 단계를 포함하는 해상 LNG 재기화 시스템의 비상시 운전 정지방법이 제공된다. 또한, 상기 방법은, NG가 상기 NG 배관으로부터 배기된 후, 상기 배관 연결장치를 상기 LNG 재기화 장치로부터 자동으로 분리시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
실시예
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 해상 LNG 재기화 시스템이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 시스템은 선박(2)에 설치된 재기화 장치(10)와 그 재기화 장치(10)를 육상의 배관으로 연결하기 위한 배관 연결장치(20)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 선박(2)은 LNG 화물창(2a)을 선체 아래쪽에 구비하고 또한 자체 추진 능력을 갖는 것이지만, 상기 선박(2) 대신에 자체 추진 능력이 없는 다른 해상 부유 구조물(예컨대, 바지선 등)이 이용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 배관 연결장치(20)는 해상 일 정 깊이의 해저에 계류된 채 해저 터미널(6)에 배관 연결된 부이(21)를 포함하는 해상 계류식 배관 연결장치로 되어 있다. 그러나, 상기 배관 연결장치(20) 대신에 해상에 계류됨 없이 재기화 장치(10)와 육상의 배관을 바로 연결하는 다른 구조의 배관 연결장치가 이용될 수 있다.
상기 재기화 장치(10)는 LNG 화물창(2a)로부터 끌어 올려진 LNG 일시적으로 저장하는 석션드럼(12)과, 상기 석션드럼(12)으로부터 공급되는 LNG를 고압으로 가압하는 복수의 고압펌프(13)(도 1에는 하나만이 도시됨)와, 이 복수의 고압펌프(13)들 각각에서 승압되어 공급된 LNG를 열교환 매체를 이용하여 재기화시키는 복수의 기화기(14)를 포함한다. 상기 열교환 매체로는 해수 또는 청수(또는, 담수)를 이용하거나, 중간 열교환 매체(예컨대, 프로판, 에탄, 암모니아 등)를 함께 이용할 수 있다(미국 특허 제 6,945,049 호 참조).
또한, 상기 배관 연결장치(20)는, 선박(2) 선저에 제공된 터릿(2b)에 결합되는 전술한 부이(21)와, 상기 부이(21)의 상, 하에 각각 연결된 채 상기 재기화 장치(10) 및 해저 터미널(6)에 연결되는 플렉시블한 배관들, 즉, 제 1 및 제 2 라이저(22, 24)를 포함한다. 해저 터미널(6)은 육상으로부터 해저로 이어진 배관(7)과 직접 연결되므로, 그 위치에 상관 없이 육상 배관의 일부인 것으로 간주한다. 또한, 상기 제 2 라이저(24)가 부이(21)에 항상 연결되어 있는 배관인 것과는 달리, 제 1 라이저(22)는 터릿(2b)과 부이가(21)이 결합된 후 선상의 작업자에 의해 설치될 수 있는 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 해상 LNG 재기화 시스템의 일부를 생략하고 주요 부분 은 보다 구체적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 시스템은 재기화 유량을 조절하기 위한 밸브(14a)와 미터링 유닛(또는, 유량계; 14b)를 재기화 장치(10)의 LNG 배관 및 NG 배관 상에 각각 구비한다. 그리고, 상기 시스템은, 재기화 장치(10)의 NG 배관 및 배관 연결장치(20)의 NG 배관에 각각 제 1 및 제 2 차단밸브(31, 32)를 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 차단밸브(31, 32)는 배관 연결장치(20)와 재기화 장치(10) 사이의 NG 배관을 자동 또는 수동 방식으로 차단하는 기능을 한다.
상기 제 1 차단밸브(31)는 상기 재기화 장치(10)의 NG 배관 말단 부근에 마련되며, 상기 제 2 차단밸브(32)는 상기 배관 연결장치(20)의 부이(21) 내 관로에 마련된다. 이에 따라, 상기 배관 연결장치(20)의 NG 배관, 특히, 제 1 라이저(22) 내부가 차단된다. 이에 더하여, 상기 제 2 라이저(24)의 말단과 연결된 해저 터미널(6)에는 제 3 차단밸브(33)이 마련되어 육상으로 이어지는 배관과 상기 배관 연결장치(20) 사이의 NG 배관을 차단할 수 있다.
위의 제 1, 제 2, 제 3 차단밸브(31, 32, 33)는 이하 설명되는 재기화 종료 후 또는 비상상황 발생시 NG 배관을 차단하도록 자동 또는 수동으로 폐쇄된다.
한편, 본 실시예의 시스템은 상기 제 1 차단밸브(31)와 제 2 차단밸브(32)에 의해 한정(즉, 차단)되어 있는 NG 배관으로부터 NG를 외측으로 바이패스시키는 바이패스 유닛(40)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라, 상기 바이패스 유닛(40)은, 차단된 NG를 LNG/NG 저장공간인 화물창(2a; 도 1 참조) 또는 석션드럼(12) 내로 회수하기 위한 제 1 바이패스 유로(42)와, 차단된 NG를 대기 중으로 배기시키기 위한 제 2 바이패스 유로(44)를 포함한다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 차단밸브(31, 32)에 사이에 차단되어 있는 NG는 그 바이패스 유로들(42, 44)에 제공된 바이패스 밸브들(45, 46, 47)에 의해 제 1 바이패스 유로(42)를 통해 LNG/NG 저장공간으로 회수되거나 또는 제 2 바이패스 유로(44)를 통해 대기중으로 배기된다. 그리고, 상기 밸브들(45, 46, 47)은 이하 설명되는 자동제어유닛(70)에 의해 자동으로 온/오프될 수 있다.
또한, 본 실시예의 시스템은 NG가 바이패스되어 없는 NG 배관 내로 불황성 가스를 불어넣기 위한 가스주입유닛(60)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 가스주입유닛(60)은 불활성 가스로써 질소(N2)를 저장하는 질소원(62)와 그 질소원(62)으로부터 상기 차단된 NG 배관으로 이어진 질소 공급관로(66)과 그 질소 공급관로(66)를 개폐하기 위해 마련된 밸브(67 또는 68)을 포함한다. 따라서, 본 실시예의 시스템은 밸브(67 또는 68)를 통해서 배관 연결장치(20)의 NG 배관, 특히, 제 1 라이저(22) 내로 불활성 가스를 주입하는 것이 가능하다.
도 4는 전술한 LNG 재기화 시스템의 재기화 종료 후의 수동 정지 절차를 도시한 순서도이다. 도 2 및 도 4를 참조하여 본 시스템의 수동 정지 절차를 차례로 설명하면 다음과 같다.
재기화 종료 후, 배관 연결장치(20)와 상기 LNG 재기화 장치(10) 사이의 NG 배관은 제 1, 제 2, 제 3 차단밸브(31, 32, 33)에 의해 차단된다(S101).
그 다음, 상기 차단된 NG 배관 내의 NG가 외측으로 바이패스되어 LNG/NG 저 장공간인 석셕드럼(12; 도 1 참조) 또는 화물창(2a; 도 1 참조) 내로 회수된다(S102). 이때, 상기 NG의 바이패스는 밸브들(45, 46)의 수동 개방에 의해 이루어지며, 밸브(47)는 닫혀진 상태로 계속 유지된다.
그 다음, 상기 차단된 NG 배관 내부, 즉, 제 1 라이저(22) 내부가 불활성화된다(S103). 상기 불활성화를 위해 도 2의 밸브(67 또는 68)가 수동으로 개방되며, 이에 의해, 질소 공급원(62) 내의 질소 가스가 NG 배관 내부로 불어 넣어진다. 이때, 전술한 바이패스 유닛(40)의 바이패스 유로들(42, 44)은 닫힌 상태로 유지된다.
그 다음, 배관 연결장치(20)는 재기화 장치(10)로부터 분리된다(S104). 이에 따라, 배관 연결장치(20)의 부이(21)는 제 2 라이저(23)에 연결된 채 해상에 다시 부유된 상태로 유지된다.
전술한 재기화 종료 후의 운전 정지 절차를 통해, NG의 누출 및 NG의 배관 내 잔류 없이, 안전하게 배관 연결장치(20)를 재기화 장치(10)로부터 분리하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 해상 LNG 재기화 시스템은, 재기화 운전 중에 비상상황이 있는 경우, 그 재기화 운전을 자동으로 정지하도록 구성되며, 이러한 자동 정지를 구현하기 위한 추가의 구성요소들이 도 3에 블록구성도로써 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 시스템은 전술한 바 있는 고압펌프(13), 바이패스 유닛(40)을 자동으로 제어하는 자동제어유닛(70)을 포함한다. 상기 자동제어유닛(70)은 또한 전술한 배관 연결장치(20)를 재기화 장치(10)로부터 분리하도록 그들(10, 20) 사이의 잠금부(22)를 자동으로 제어하도록 구성된다
상기 자동제어유닛(70)은 선박(2)의 재기화 장치(10) 및/또는 배관 연결장치(20) 부근에 배치된 감지부(80)로부터 비상신호를 수신하도록 구성된다. 상기 감지부(80)는 재기화 운전 중 일어날 수 있는 다양한 비상상황을 감지할 수 있도록, 폭발, 화재, 비정상 운전 압력 등을 감지할 수 있는 다수의 센서들로 구성되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 LNG 재기화 시스템의 자동 정지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 5를 참조하여 설명하면, 해상 LNG 재기화 시스템의 재기화 운전 이루어지며(S201), 그 재기화 운전이 이루어지는 동안, 재기화 시스템, 즉, 선박의 재기화 장치(10) 및 배관 연결장치(20)에 있을 수 있는 비상상황이 도 2에 도시된 감지부(80)에 의해 연속적으로 감시된다(S202). 자동제어유닛(70)은 상기 감지부(80)로부터 배관 자동 차단이 요구되는 ASD(Automatic Shut Down) 신호 또는 ESD(Emergency Shut Down) 신호가 수신되는지를 판단하게 된다(S203). 만일, ASD 비상신호가 있다면, 상기 자동제어유닛(70)은 고압펌프(13)의 작동을 멈추고(S204), 제 1, 제 2, 제 3 차단밸브(31, 32, 33)를 닫아 배관 연결장치(20)의 NG 배관을 차단한다(S205). 이때, 고압펌프(13)의 작동 중지 단계(S204)와 배관 연결장치의 NG 배관 차단 단계(S205)가 동시에 이루어지는 것도 가능하지만, 타이머 또는 고압펌프의 작동 중지를 제어하는 센서를 이용하여, 고압펌프(13)의 작동 중지 단계(S204) 후에, 배관 연결장치의 NG 배관 차단 단계(S205)가 이루어지는 것이 바 람직하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 LNG 재기화 시스템의 자동 정지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 6를 참조하여 설명하면, 해상 LNG 재기화 시스템의 재기화 운전 이루어지며(S301), 그 재기화 운전이 이루어지는 동안, 재기화 시스템, 즉, 선박의 재기화 장치(10) 및 배관 연결장치(20)에 있을 수 있는 비상상황이 도 2에 도시된 감지부(80)에 의해 연속적으로 감시된다(S302). 자동제어유닛(70)은 상기 감지부(80)로부터 배관 자동 차단과 배관 연결장치의 분리(또는, 부이의 분리가)가 요구되는 EBD(Emergency Buoy Disconnection) 비상신호가 수신되는지를 판단한다(S303). 만일, EBD 비상신호가 있다면, 상기 자동제어유닛(70)은 고압펌프(13)의 작동을 멈추고(S304), 제 1, 제 2, 제 3 차단밸브(31, 32, 33)를 닫아 배관 연결장치(20)의 NG 배관을 차단한다(S305). 이때, 고압펌프(13)의 작동 중지 단계(S304)와 배관 연결장치의 NG 배관 차단 단계(S305)가 동시에 이루어지는 것도 가능하지만, 타이머 또는 고압펌프의 작동 중지를 제어하는 센서를 이용하여, 고압펌프(13)의 작동 중지 단계(S304) 후에, 배관 연결장치의 NG 배관 차단 단계(S305)가 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 NG 배관이 차단된 후, 그 차단된 NG 배관 내의 NG가 대기중으로 배기된다(S305). 마지막으로 상기 차단된 NG 배관 내의 NG가 대기중으로 모두 배기되면, 배기된 NG 배관을 포함하는 배관 연결장치(20)가 재기화 장치(10)으로부터 분리된다. 상기 배관 연결장치(20)와 재기화 장치(10)의 분리는 다양한 방식으로 이루어질 수 있으며, 예컨대, 상기 배관 연결장치(20)이 선박 의 터릿(2a)에 결합되는 부이(21)와 이에 연결된 제 1 라이저(22)를 포함하는 경우, 도 3에 도시된 잠금부(27)의 잠금 해제를 통해 부이(21)와 터릿(2a) 사이의 결합이 해제될 때 부이(21)의 자중에 의해 제 1 라이저(22)의 배관 연결이 분리되는 방식으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 범위 내에는 위에서 설명되지 않은 LNG 재기화 시스템의 정지 절차가 포함된다. 아래의 [표 1]는 본 발명의 범위 내에 있는 다양한 LNG 재기화 시스템의 일반 정지 절차 및 비상시 정지 절차를 예로써 보여준다.
Figure 112006056508666-pat00001
이상에서는 본 발명이 특정 실시예들을 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 재기화 운전 중 NG가 송출되던 NG 배관 내 NG를 용이하게 제거하여 NG 배관 내의 NG 잔류에 의한 여러 위험성을 미연에 막아줄 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 해상의 선박 등에서 LNG를 재기화하여 재기화된 NG를 육상 소요처로 송출하는 과정에서 생길 수 있는 다양한 비상상황에 대해 신속하게 대처함으로써 그 비상상황이 지속되는 것에 따른 여러가지 위험성을 조기에 막아줄 수 있다.

Claims (17)

  1. 고압펌프 및 기화기를 갖는 해상 부유 구조물 상의 LNG 재기화 장치 및 상기 LNG 재기화 장치를 육상의 배관에 연결하는 배관 연결장치를 포함하는 해상 LNG 재기화 시스템에 있어서,
    상기 배관 연결장치와 상기 LNG 재기화 장치 사이의 NG 배관을 차단하도록, 상기 LNG 재기화 장치의 상기 기화기 하류와 상기 배관 연결장치에 제공되는 차단밸브들과;
    상기 기화기 하류 측에서 상기 차단밸브들에 의해 차단된 NG를 상기 NG 배관 외측으로 바이패스시키도록 구성된 NG 바이패스 유닛을;
    포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 NG 바이패스 유닛은 상기 바이패스되는 NG를 LNG/NG 저장공간으로 회수하도록 제공된 바이패스 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 NG 바이패스 유닛은 상기 바이패스되는 NG를 대기 중으로 배기시키도록 제공된 바이패스 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 NG 바이패스 유닛은,
    상기 바이패스되는 NG를 LNG/NG 저장공간으로 회수하도록 제공된 제 1 바이패스 유로와,
    상기 바이패스되는 NG를 대기 중으로 배기시키도록 제공된 제 2 바이패스 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 차단밸브들에 의해 차단되고 NG가 배관 외측으로 바이패스된 NG 배관 내에 불황성 가스를 불어넣도록 제공되는 가스주입유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 해상 부유 구조물 또는 상기 배관 연결장치에서의 비상상황 발생 여부를 감지하여, 적어도 상기 차단밸브들의 개폐를 자동 제어하는 자동제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 자동제어유닛은 상기 바이패스 유닛을 제어하여 NG 배관 내의 NG를 대기 중으로 자동 배기킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 자동제어유닛은 상기 비상상황 발생 여부에 따라 상기 배관 연결장치를 LNG 재기화 장치로부터 자동 분리하도록 제어하는 것을 특징 으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템.
  9. 고압펌프 및 기화기를 갖는 해상 부유 구조물 상의 LNG 재기화 장치 및 상기 LNG 재기화 장치를 육상의 배관에 연결하는 배관 연결장치를 포함하는 해상 LNG 재기화 시스템의 운전 정지방법으로서,
    LNG 재기화 운전이 종료된 후 상기 배관 연결장치와 상기 LNG 재기화 장치 사이의 NG 배관을 차단밸브들에 의해 차단하는 단계와;
    상기 차단밸브들에 의해 차단된 NG를 상기 NG 배관 외측의 LNG/NG 저장공간으로 바이패스하는 단계와;
    상기 차단밸브들에 의해 NG 배관이 차단되어 있는 상기 배관 연결장치를 상기 LNG 재기화 장치로부터 분리시키는 단계를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템의 운전 정지방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 LNG/NG 저장공간으로 NG를 바이패스한 후, 상기 배관 연결장치의 분리 전에 불황성 가스로 상기 NG 배관 내를 불활성화시키는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템의 운전 정지방법.
  11. 고압펌프 및 기화기를 갖는 해상 부유 구조물 상의 LNG 재기화 장치 및 상기 LNG 재기화 장치를 육상의 배관에 연결하는 배관 연결장치를 포함하는 해상 LNG 재기화 시스템의 운전 정지방법으로서,
    LNG 재기화 운전 중 상기 배관 연결장치 또는 해상 부유 구조물에 비상상황이 발생했는지를 판단하는 단계와;
    비상상황이 발생한 경우, 해당 차단밸브들을 닫도록 제어하여, 그 차단밸브들에 의해, 상기 배관 연결장치와 상기 LNG 재기화 장치 사이의 NG 배관을 자동 차단하는 단계를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템의 비상시 운전 정지방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 차단밸브들에 의해 차단된 NG를 상기 NG 배관 외측의 대기로 수동 배기시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템의 비상시 운전 정지방법.
  13. 청구항 12에 있어서, NG가 배기되어 제거된 상기 NG 배관 내로 불활성 가스를 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템의 비상시 운전 정지방법.
  14. 고압펌프 및 기화기를 갖는 해상 부유 구조물 상의 LNG 재기화 장치 및 상기 LNG 재기화 장치를 육상의 배관에 연결하는 배관 연결장치를 포함하는 해상 LNG 재기화 시스템의 운전 정지방법으로서,
    LNG 재기화 운전 중 상기 배관 연결장치 또는 해상 부유 구조물에 비상상황 이 발생했는지를 판단하는 단계와;
    비상상황이 발생한 경우, 해당 차단밸브들을 닫아 상기 배관 연결장치와 상기 LNG 재기화 장치 사이의 NG 배관을 자동 차단하고 상기 NG 배관 내의 NG를 대기 중으로 자동 배기시키는 단계를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템의 비상시 운전 정지방법.
  15. 청구항 14에 있어서, NG가 상기 NG 배관으로부터 배기된 후, 상기 배관 연결장치를 상기 LNG 재기화 장치로부터 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템의 비상시 운전 정지 방법.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 배관 연결장치를 재기화 장치로부터 분리시키는 단계는 상기 NG의 배기 후에 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템의 비상시 운전 정지 방법.
  17. 청구항 11 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비상상황이 발생한 경우 재기화 운전을 자동으로 중지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 해상 LNG 재기화 시스템의 비상시 운전 정지 방법.
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