KR100808777B1 - 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비상시 설비 내의 압력이 설계 압력에 도달하지 않도록 하기 위해서 종래에 대기 중으로 배출되던 고압의 천연가스를 일차적으로 카고 탱크 내에 저장하여 재사용할 수 있도록 하여 천연가스의 불필요한 소모를 방지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 카고 탱크가 받아들이지 못하는 천연가스는 연소되도록 하여 안전사고의 원인을 미연에 방지할 수 있도록 하는 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치에 관한 것이다. 상기 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치는 액화천연가스가 저장되는 카고 탱크; 상기 카고 탱크 내에 설치된 액화천연가스 펌프; 상기 액화천연가스 펌프와 연결된 중간저장탱크; 상기 중간 저장 탱크와 연결된 질소 발생기; 상기 중간저장 탱크 및 카고 탱크와 연결된 제 2 가스 제어밸브; 상기 중간저장 탱크와 연결된 고압 액화천연가스 펌프; 상기 고압 액화천연가스 펌프와 연결된 기화기; 상기 기화기 및 중간저장 탱크와 연결되는 제 1 가스 제어밸브; 상기 기화기와 연결되는 공급 제어밸브를 포함하여 구성된 액화천연가스 재 기화 설비에 있어서, 상기 기화기와 공급 제어밸브 사이에 제 1 비상 배출배관에 의해 연결되는 제 1 비상 배출 제어밸브; 상기 제 1 비상 배출 제어밸브와 연결되는 오리피스; 상기 오리피스와 제 2 비상 배출배관에 의해 연결되는 가스 연소기; 상기 가스 연소기와 오리피스 사이에 위치하도록 상기 제 2 비상 배출배관 상에 설치되는 제 2 비상 배출 제어밸브; 상기 제 2 비상 배출 제어밸브와 오리피스 사이에 위치한 제 2 비상 배출배관에 일측 끝단이 연결되며, 타측 끝단은 중간 저 장탱크와 제 2 가스 제어밸브 사이에 연결되는 귀환배관; 및 상기 귀환배관 상에 설치되는 귀환 제어밸브;로 구성된 고압 천연가스 처리장치를 더 포함하여 구성된다.

액화천연가스, 재 기화장치, 배출 가스, 카고 탱크, 기화기, 가스 연소기

Description

액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치{Vent Gas Treatment System for Liquefied Natural Gas Regasification Facility}

도 1은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치의 블록도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 카고 탱크 (2) : 액화천연가스 펌프

(3) : 중간 저장탱크 (4) : 고압 액화천연가스 펌프

(5) : 기화기 (6) : 전열매체

(7) : 수요처 (8) : 공급 제어밸브

(9) : 제 1 가스 제어밸브 (10) : 질소 발생기

(11) : 질소 제어밸브 (12) : 제 2 가스 제어밸브

(13) : 고압 천연가스 처리 장치 (130) : 제 1 비상 배출배관

(131) : 제 1 비상 배출 제어밸브 (132) : 오리피스

(133) : 제 2 비상 배출배관 (134) : 제 2 비상 배출 제어밸브

(135) : 가스 연소기 (136) : 귀환 배관

(137) : 귀환 제어밸브

본 발명은 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비상시 장치 내의 압력이 설계 압력에 도달하지 않도록 하기 위해서 배출되는 고압 천연가스의 최대 통과 가능한 유량을 오리피스를 통해 제한한 후 제한된 유량의 배출 천연가스를 일차적으로 카고 탱크 내에 저장하여 재사용할 수 있도록 하여 천연가스의 불필요한 소모를 방지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 카고 탱크가 받아들이지 못하는 천연가스는 연소되도록 하여 안전사고의 원인을 미연에 방지할 수 있도록 하는 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 부유식 또는 고정식 해상 액화천연가스 터미널 또는 천연가스운반선에는 액화천연가스 재 기화 설비를 장착하고 있으며, 상기 액화천연가스 재 기화 설비는 가연성 가스 누출이나 화재 등과 같은 비상시에는 비상정지 명령에 의해 설비 전체가 급작스럽게 정지하게 되어 외부로 송출되는 천연가스 배관을 폐쇄시키게 됨으로써 설비 내의 압력이 급격히 상승하게 되며, 상승된 압력이 설계 압력에 도달하기 전에 고압의 천연가스를 배출해야만 한다.

상기와 같은 고압의 천연가스는 종래에는 일반적으로 배출 연돌(Vent Stack)을 통해 단순히 대기 중으로 배출됨으로써 천연가스의 불필요한 소모를 유발한다는 문제점이 있을 뿐만 아니라 방출된 천연가스가 설비 주위에 남아 있게 됨으로써 폭발사고 또는 화재사고가 발생될 수 있으며, 이로 인하여 설비의 파손뿐만 아니라 인명사고를 불러일으킬 수 있다는 매우 큰 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 비상시 설비 내의 압력이 설계 압력에 도달하지 않도록 하기 위해서 배출되는 고압의 천연가스의 최대 통과 가능한 유량을 오리피스를 통해 제한한 후 제한된 유량의 배출 천연가스를 일차적으로 카고 탱크 내에 저장하여 재사용할 수 있도록 하여 천연가스의 불필요한 소모를 방지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 카고 탱크가 받아들이지 못하는 천연가스는 가스 연소기에서 연소되도록 하여 안전사고의 원인을 미연에 방지할 수 있도록 하는 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 액화천연가스가 저장되는 카고 탱크; 상기 카고 탱크 내에 설치된 액화천연가스 펌프; 상기 액화천연가스 펌프와 연결된 중간저장탱크; 상기 중간 저장 탱크와 연결된 질소 발생기; 상기 중간저장 탱크 및 카고 탱크와 연결된 제 2 가스 제어밸브; 상기 중간저장 탱크와 연결된 고압 액화천연가스 펌프; 상기 고압 액화천연가스 펌프와 연결된 기화기; 상기 기화기 및 중간저장 탱크와 연결되는 제 1 가스 제어밸브; 상기 기화기와 연결되는 공급 제어밸브를 포함하여 구성된 액화천연가스 재 기화 설비에 있어서, 상기 기화기와 공급 제어밸브 사이에 제 1 비상 배출배관에 의해 연결되는 제 1 비상 배출 제어밸브; 상기 제 1 비상 배출 제어밸브와 연결되는 오리피스; 상기 오리피스와 제 2 비상 배출배관에 의해 연결되는 가스 연소기; 상기 가스 연소기와 오리피스 사이에 위치하도록 상기 제 2 비상 배출배관 상에 설치되는 제 2 비상 배출 제어밸브; 상기 제 2 비상 배출 제어밸브와 오리피스 사이에 위치한 제 2 비상 배출배관에 일측 끝단이 연결되며, 타측 끝단은 중간 저장탱크와 제 2 가스 제어밸브 사이에 연결되는 귀환배관; 및 상기 귀환배관 상에 설치되는 귀환 제어밸브;로 구성된 고압 천연가스 처리장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치의 블록 구성도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치는 카고 탱크(1), 액화천연가스 펌프(2), 중간 저장 탱크(3), 질소 발생기(10), 질소 제어밸브(11), 제 2 가스 제어밸브(12), 고압 액화천연가스 펌프(4), 기화기(5), 제 1 가스 제어밸브(9), 공급 제어밸브(8) 및 고압 천연가스 처리장치(13)를 포함하여 구성된다.

상기 고압 천연가스 처리장치(13)는 제 1 비상 배출배관(130), 제 1 비상 배출 제어밸브(131), 오리피스(132), 가스 연소기(135), 제 2 비상 배출 제어밸 브(134), 제 2 비상 배출배관(133), 귀환배관(136), 귀환 제어밸브(137)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치의 카고 탱크(1)는 그 내부에 액화천연가스가 냉동 저장되며, 상기 액화천연가스 펌프(2)는 상기 카고 탱크(1) 내에 침수된 형태로 설치되고, 상기 중간 저장탱크(3)는 상기 액화천연가스 펌프(2)와 연결되며, 상기 질소 발생기(10)는 상기 중간 저장탱크(3)와 연결되며 상기 질소 발생기(10)와 중간 저장탱크(3) 사이에는 질소 제어밸브(11)가 설치되고, 상기 제 2 가스 제어밸브(12)는 상기 중간 저장탱크(3) 및 카고 탱크(1)와 연결되고, 상기 고압 액화천연가스 펌프(4)는 상기 중간 저장탱크(3)와 연결되며, 상기 기화기(5)는 고압 액화천연가스 펌프(4)와 연결되고, 상기 제 1 가스 제어밸브(9)는 상기 기화기(5) 및 중간저장 탱크(3)와 연결되며, 상기 공급 제어밸브(8)는 기화기(5)와 연결된다.

또한, 상기 고압 천연가스 처리장치(13)의 제 1 비상 배출 제어밸브(131)는 기화기(5)와 공급 제어밸브(8) 사이에 제 1 비상 배출배관(130)에 의해 연결되며, 상기 오리피스(132)는 제 1 비상 배출 제어밸브(131)와 연결되고, 가스 연소기(135)는 오리피스(132)와 제 2 비상 배출배관(133)에 의해 연결되며, 상기 제 2 비상 배출 제어밸브(133)는 가스 연소기(135)와 오리피스(132) 사이에 위치하도록 제 2 비상 배출배관(133) 상에 설치되고, 귀환배관(136)은 제 2 비상 배출 제어밸브(134)와 오리피스(132) 사이에 위치한 제 2 비상 배출배관(133)에 일측 끝단이 연결되며 타측 끝단은 중간 저장탱크(3)와 제 2 가스 제어밸브(12) 사이에 연결되 며, 상기 귀환 제어밸브(137)는 상기 귀환배관(136) 상에 설치된다.

다시, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예에 의한 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이 카고 탱크(1)는 그 내부에 액화천연가스가 냉동 저장되어 있으며, 상기 카고 탱크(1)의 내부에는 액화천연가스 펌프(2)가 침수된 형태로 설치되어 액화천연가스를 펌핑해 주는 기능을 한다.

상기와 같이 액화천연가스 펌프(2)에 의해 액화천연가스가 펌핑되어 중간 저장탱크(3) 내로 유입된다.

또한, 상기 중간저장 탱크(3)는 액화천연가스 펌프(2)에 의해 펌핑되는 액화천연가스와 질소 발생기(10)로부터 발생되어 질소 제어밸브(11)를 통해 전달되는 질소 및 제 1 가스 제어밸브(9)를 통해 전달되는 천연가스를 저장하였다가 고압 액화천연가스 펌프(4)와 제 2 가스 제어밸브(12) 측으로 전달하게 되는데, 이때 상기 중간 저장탱크(3) 내의 압력은 필요에 따라 증강 또는 하강시켜 줄 필요가 있다.

따라서 본 발명에서는 상기 중간 저장탱크(3)와 질소 발생기(10) 사이에 상기 중간 저장탱크(3) 내에 큰 압력을 갖는 질소를 제공하여 압력을 증가시켜 주기 위한 질소 제어밸브(11)를 설치하고, 또한 상기 중간 저장탱크(3)와 카고 탱크(1) 사이에는 상기 중간 저장탱크(3) 내의 가스를 상대적으로 압력이 작은 카고 탱크(1) 측으로 전달하여 중간 저장탱크(3) 내의 압력을 감소시켜 주기 위한 제 2 가스 제어밸브(12)를 설치하였다.

물론, 상기 질소 제어밸브(11)나 제 2 가스 제어밸브(12)는 제어부(도시되지 않음)에서 출력되는 구동신호에 부응하여 개폐되며 상기 중간 저장탱크(3) 내의 질소를 주입시키는 작동으로 압력이 상승되도록 하거나, 중간 저장탱크(3) 내의 가스 일부를 카고 탱크(1) 측으로 배출시켜 압력이 저감되도록 한다.

또한, 상기 고압 액화천연가스 펌프(4)는 상기 중간 저장탱크(3)를 통해 3bar로 감압되어 배출되는 액화천연가스를 고압으로 압축하여 기화기(5) 측으로 펌핑시켜 주게 되는데, 이때 상기 고압 액화천연가스 펌프(4)에 의해 압축된 후 기화기(5) 측으로 전달되는 액화천연가스의 압력은 대략 50bar의 압력을 갖게 된다.

또한, 상기 기화기(5)는 고압 액화천연가스 펌프(4)를 통해 압축된 후 전달되어오는 액화천연가스를 외부의 전열매체(6)에서 제공하는 열을 통해 기화시켜 다시 전열매체(6)로 전달하고, 필요에 따라서는 상기 제 1 가스 제어밸브(9)를 통해 중간 저장탱크(3)로도 전달함과 동시에 나머지 액화천연가스는 공급 제어밸브(8)를 통해 수요처로 제공된다.

상술한 바와 같이 작동되는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치는 가연성 가스 누출이나 화재 등과 같은 비상시에는 비상정지가 되며, 비상정지가 될 경우에는 수요처(7)로 액화천연가스를 공급하지 못하도록 공급 제어밸브(8)가 폐쇄됨으로써 이에 따라 설비 전체의 압력이 급격하게 상승하게 되며, 상승된 압력이 설계 압력에 도달하기 전에 고압의 천연가스를 배출하여야만 한다.

따라서 본 발명에서는 상술한 바와 같은 비상시에 공급 제어밸브(8)가 폐쇄 되어 설비 전체의 압력이 급격하게 상승하게 되면 제 1 비상 배출 제어밸브(131)가 열리게 됨으로써 제 1 비상 배출배관(130)을 통해 고압의 천연가스가 배출되게 된다.

이때, 제 1 비상 배출 제어밸브(131)를 통해 오리피스(132)로 전달되는 고압의 천연가스는 오리피스(132)에 의해 최대 통과 가능한 유량이 제한되어 배출되며, 상기와 같이 제한된 유량으로 배출되는 천연가스는 귀환 제어밸브(137)가 열리게 됨으로써 일차적으로 제 2 비상 배출배관(133) 및 귀환 배관(136)을 통해 카고 탱크(1)에 유입되어 저장되고, 더 이상 카고 탱크(1)가 배출 천연가스를 받아들이지 못하게 될 경우에는 귀환 제어밸브(137)가 폐쇄됨과 동시에 제 2 비상 배출 제어밸브(134)가 열리게 되므로 잉여 배출 천연가스는 제 2 비상 배출 제어밸브(134)를 통해 가스 연소기(135)로 유입되어 연소된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치는 비상시 천연가스 방출량을 최소화할 수 있도록 하여 자원의 낭비를 방지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 이와 동시에 방출된 천연가스가 액화천연가스 재 기화 설비 주위에 남아 있지 않도록 하여 안전을 확보할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치는 비상시 공급 제어밸브가 폐쇄되어 장치 내의 압력이 상승하게 되면 장치 내의 압력이 설계 압력에 도달하기 전에 제 1 비상 배출 제어밸브가 열리게 되어 고압의 천연가스가 배출되도록 하되, 상기와 같이 배출되는 고압의 천연가스는 오리피스에 의해 최대 통과 가능한 유량이 제한되며, 제한된 유량의 배출 천연가스는 귀환 제어밸브가 열리게 됨으로써 일차적으로 카고 탱크 내에 저장하여 재사용할 수 있도록 하여 천연가스의 불필요한 소모를 방지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 카고 탱크가 받아들이지 못할 경우에는 귀환 제어밸브가 폐쇄됨과 동시에 제 2 비상 배출 제어밸브가 열리게 됨으로써 가스 연소기로 유입되어 연소되도록 하여 안전사고의 원인을 미연에 방지할 수 있도록 하여 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 액화천연가스가 저장되는 카고 탱크; 상기 카고 탱크 내에 설치된 액화천연가스 펌프; 상기 액화천연가스 펌프와 연결된 중간저장탱크; 상기 중간 저장 탱크와 연결된 질소 발생기; 상기 중간저장 탱크 및 카고 탱크와 연결된 제 2 가스 제어밸브; 상기 중간저장 탱크와 연결된 고압 액화천연가스 펌프; 상기 고압 액화천연가스 펌프와 연결된 기화기; 상기 기화기 및 중간저장 탱크와 연결되는 제 1 가스 제어밸브; 상기 기화기와 연결되는 공급 제어밸브를 포함하여 구성된 액화천연가스 재 기화 설비에 있어서,

   상기 기화기와 공급 제어밸브 사이에 제 1 비상 배출배관에 의해 연결되는 제 1 비상 배출 제어밸브;

   상기 제 1 비상 배출 제어밸브와 연결되는 오리피스;

   상기 오리피스와 제 2 비상 배출배관에 의해 연결되는 가스 연소기;

   상기 가스 연소기와 오리피스 사이에 위치하도록 상기 제 2 비상 배출배관 상에 설치되는 제 2 비상 배출 제어밸브;

   상기 제 2 비상 배출 제어밸브와 오리피스 사이에 위치한 제 2 비상 배출배관에 일측 끝단이 연결되며, 타측 끝단은 중간 저장탱크와 제 2 가스 제어밸브 사이에 연결되는 귀환배관; 및

   상기 귀환배관 상에 설치되는 귀환 제어밸브;로 구성된 고압 천연가스 처리장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액화천연가스 재 기화 설비의 배출 가스 처리 장치.

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