KR100834271B1

KR100834271B1 - Ｌｎｇ 저장탱크의 압력 제어 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100834271B1
Application number: KR1020070044710A
Authority: KR
Inventors: 권순빈; 김남수; 이성주; 안영주
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2007-05-08
Publication date: 2008-05-30

Abstract

본 발명은 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템에 관한 것으로, LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템은, LNG 저장탱크 내에서 발생된 증발가스를 LNG 저장탱크로부터 증발가스 사용장치로 이송하여 LNG 저장탱크의 압력을 제어하는 시스템으로서, 증발가스를 LNG 저장탱크로부터 증발가스 사용장치로 자유 유동으로 이송하는 증발가스 자유 유동 경로의 도중에 블로워가 병렬로 설치된 것을 특징으로 한다.

증발가스, 자유 유동, 블로워

Description

ＬＮＧ 저장탱크의 압력 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING PRESSURE OF LNG CARGO TANK}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템의 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1 : LNG 저장탱크 2 : 증발가스 사용장치

3 : 블로워 4 : 가스 히터

11, 12, 13, 14, 15 : 증발가스 차단밸브

L1 : 증발가스 자유 유동 경로 L2 : 증발가스 강제 유동 경로

L3 : 증발가스 가열 경로

본 발명은 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LNG 운반선에서 LNG 저장탱크의 압력을 효율적으로 제어할 수 있도록 구성된 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가 스(Liquefied Natural Gas, 이하 LNG라 함)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 수송된다.

천연가스의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의해 LNG를 수송하는 도중에 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas)가 발생한다.

LNG 운반선에서는, LNG 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 LNG 저장탱크 내의 압력이 과도하게 상승하므로, LNG 저장탱크 내에서 발생되는 증발가스를 처리하기 위해 증발가스를 선박 추진 장치의 연료로 사용하거나 가스 연소기에서 소각한다.

LNG 저장탱크에서 발생된 증발가스를 LNG 저장탱크로부터 보일러, 엔진, 가스 연소기 등의 증발가스 사용장치로 공급할 때, 증발가스 사용장치의 요구 조건에 맞추어서 공급해야 하는데, 종래에는 LNG 저장탱크와 증발가스 사용장치 간의 차압을 이용하여 자유 유동만으로 증발가스를 이송하거나 저 유량 압축기만을 이용하여 증발가스를 이송하였다.

그런데, 자유 유동으로 이송할 수 있는 최대 유량과 저 유량 압축기를 이용하여 이송할 수 있는 최소 유량 사이의 유량이 증발가스 사용장치의 요구 유량인 경우, 종래에는 이 구간의 유량을 증발가스 사용장치의 요구 유량에 맞추어서 이송할 수 없기 때문에, LNG 저장탱크의 압력을 효율적으로 제어할 수가 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNG 운반선에서 LNG 저장탱크로부터 증발가스를 증발가스 사용장치에 공급함에 있어 자유 유동으로 이송할 수 있는 최대 유량과 저 유량 압축기를 이용하여 이송할 수 있는 최소 유량 사이의 유량이 증발가스 사용장치의 요구 조건인 경우에도 이 구간의 유량을 증발가스 사용장치의 요구 조건에 맞추어서 이송할 수 있도록 구성된 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템은, LNG 저장탱크 내에서 발생된 증발가스를 LNG 저장탱크로부터 증발가스 사용장치로 이송하여 LNG 저장탱크의 압력을 제어하는 시스템으로서, 증발가스를 LNG 저장탱크로부터 증발가스 사용장치로 자유 유동으로 이송하는 증발가스 자유 유동 경로의 도중에 블로워가 병렬로 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 LNG 저장탱크의 압력 제어 방법은, LNG 저장탱크 내에서 발생된 증발가스를 LNG 저장탱크로부터 증발가스 사용장치로 이송하여 LNG 저장탱크의 압력을 제어하는 방법으로서, 상기 증발가스 사용장치의 요구 유량이 자유 유동으로 이송할 수 있는 최대 유량 내에 있을 경우에는 증발가스를 자유 유동으로 이송하고, 상기 증발가스 사용장치의 요구 유량이 자유 유동으로 이송할 수 있는 최대 유량 범위를 초과하는 경우에는 증발가스를 블로워를 통해 이송하는 것을 특징 으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템의 개략적인 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템은 LNG 저장탱크(1) 내에서 발생된 증발가스를 LNG 저장탱크(1)로부터 증발가스 사용장치(2)로 이송하여 LNG 저장탱크(1)의 압력을 제어하는 것이다.

증발가스 사용장치(2)에는 보일러, 엔진, 가스 연소기 등이 있다.

본 발명의 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템은, 증발가스를 LNG 저장탱크(1)로부터 증발가스 사용장치(2)로 자유 유동으로 이송하는 증발가스 자유 유동 경로(L1)의 도중에 블로워(3)가 병렬로 설치되어 있다. 여기에서, 증발가스 자유 유동 경로(L1)의 도중에 블로워(3)가 병렬로 설치되었다는 것은, 블로워(3)가 증발가스 자유 유동 경로(L1)에 대하여 택일적으로 연통가능하게 설치되어 있는 것을 의미한다. 또한, 자유 유동이란 전술한 바와 같이 LNG 저장탱크(1)와 증발가스 사용장치(2) 간의 차압을 이용하여 LNG 저장탱크(1)로부터 증발가스 사용장치(2)로 증발가스를 이송하는 것을 의미한다.

블로워(3)는 증발가스 자유 유동 경로(L1)의 도중에 병렬로 중첩되게 설치된 증발가스 강제 유동 경로(L2) 상에 설치되어 있다.

LNG 저장탱크(1)에서 발생된 증발가스는 증발가스 사용장치(2)의 요구 조건에 맞추어서 공급된다. 증발가스 사용장치(2)의 요구 유량이 자유 유동으로 이송 할 수 있는 최대 유량 내에 있을 경우에는 증발가스를 자유 유동으로 이송하여 LNG 저장탱크(1)의 압력을 제어한다. 또한, 증발가스 사용장치(2)의 요구 유량이 자유 유동으로 이송할 수 있는 최대 유량 범위를 초과하는 경우에는 증발가스를 블로워(3)를 통해 압축하여 이송함으로써 증발가스 사용장치(2)로 이송되는 증발가스의 유량을 증가시켜서 LNG 저장탱크(1)의 압력을 제어한다.

또한, 증발가스 사용장치(2)의 요구 유량이 블로워(3)를 통해 이송할 수 있는 최대 유량 범위를 초과하는 경우에는 도시하지는 않았지만 종래기술에서 기술한 저 유량 압축기를 통해 증발가스를 이송한다. 여기에서, 블로워(3)의 용량이 저 유량 압축기의 용량보다 적음을 알 수 있을 것이다.

증발가스 강제 유동 경로(L2)는 증발가스 자유 유동 경로(L1)에 대하여 택일적으로 연통가능하게 설치되어 있다. 즉, 증발가스 자유 유동 경로(L1)의 도중에서 증발가스 강제 유동 경로(L2)와 병렬로 중첩되는 부분에는 제1 증발가스 차단밸브(11)가 설치되고, 블로워(3)의 상류의 증발가스 강제 유동 경로(L2)의 도중에는 제2 증발가스 차단밸브(12)가 설치되어 있다.

따라서, 증발가스를 자유 유동으로 이송하고자 할 때에는 제1 증발가스 차단밸브(11)를 개방하여 증발가스 자유 유동 경로(L1)를 개방함과 동시에 제2 증발가스 차단밸브(12)를 폐쇄하여 증발가스 강제 유동 경로(L2)를 폐쇄한다. 또한, 증발가스를 블로워(3)를 통해 이송하고자 할 때에는 제1 증발가스 차단밸브(11)를 폐쇄하여 증발가스 자유 유동 경로(L1)를 폐쇄함과 동시에 제2 증발가스 차단밸브(12)를 개방하여 증발가스 강제 유동 경로(L2)를 개방한다.

또한, 증발가스 자유 유동 경로(L1)의 도중에서 증발가스 강제 유동 경로가 병렬로 중첩되는 부분의 상류에는 가스 히터(4)가 병렬로 설치되어 있다.

가스 히터(4)는 증발가스 자유 유동 경로(L1)의 도중에 병렬로 중첩되게 설치된 증발가스 가열 경로(L3) 상에 설치되어 있다.

증발가스 가열 경로(L3)는 증발가스 자유 유동 경로(L1)에 대하여 택일적으로 연통가능하게 설치되어 있다. 즉, 증발가스 자유 유동 경로(L1)의 도중에서 증발가스 가열 경로(L3)와 병렬로 중첩되는 부분에는 제3 증발가스 차단밸브(13)가 설치되고, 가스 히터(4)의 상류의 증발가스 가열 경로(L3)의 도중에는 제4 증발가스 차단밸브(14)가 설치되어 있다.

따라서, 증발가스를 가열하고자 할 때에는 제3 증발가스 차단밸브(13)를 폐쇄하여 증발가스 자유 유동 경로(L1)를 폐쇄함과 동시에 제4 증발가스 차단밸브(14)를 개방하여 증발가스 가열 경로(L3)를 개방한다. 또한, 증발가스를 가열하지 않고자 할 때에는 제3 증발가스 차단밸브(13)를 개방하여 증발가스 자유 유동 경로(L1)를 개방함과 동시에 제4 증발가스 차단밸브(14)를 폐쇄하여 증발가스 가열 경로(L3)를 폐쇄한다.

부가적으로, 증발가스 강제 유동 경로(L2)의 도중에서 블로워(3)의 하류에는 제5 증발가스 차단밸브(15)가 설치될 수도 있다. 또한, 증발가스 자유 유동 경로(L1)의 도중에서 증발가스 강제 유동 경로(L2)와 중첩되는 부분의 하류에는 제6 증발가스 차단밸브(16)가 설치될 수도 있다. 제5 및 제6 증발가스 차단밸브(15, 16)는 증발가스의 차단을 더욱 확실하게 하는 역할을 함을 알 수 있을 것이다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 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 해석되어져야 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템 및 방법에 의하면, 증발가스 자유 유동 경로의 도중에 블로워를 병렬로 설치하여, 증발가스 사용장치의 요구 유량에 따라 증발가스를 자유 유동으로 이송하거나 블로워를 통해 이송하므로, 증발가스 사용장치의 요구 조건이 자유 유동으로 이송할 수 있는 최대 유량과 저 유량 압축기를 이용하여 이송할 수 있는 최소 유량 사이의 유량인 경우에도 증발가스 사용장치의 요구 유량에 맞추어서 이송할 수가 있어 LNG 저장탱크의 압력을 효율적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims

LNG 저장탱크 내에서 발생된 증발가스를 LNG 저장탱크로부터 증발가스 사용장치로 이송하여 LNG 저장탱크의 압력을 제어하는 시스템으로서,

증발가스를 LNG 저장탱크로부터 증발가스 사용장치로 자유 유동으로 이송하는 증발가스 자유 유동 경로의 도중에는, 증발가스 강제 유동 경로가 상기 증발가스 자유 유동 경로와 병렬로 설치되고,

상기 증발가스 강제 유동 경로 상에 블로워가 설치된 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 증발가스 강제 유동 경로는 상기 증발가스 자유 유동 경로에 대하여 택일적으로 연통가능하게 설치되는 것으로서,

상기 증발가스 자유 유동 경로의 도중에서 상기 증발가스 강제 유동 경로와 병렬로 중첩되는 부분에는 제1 증발가스 차단밸브가 설치되고,

상기 블로워의 상류의 상기 증발가스 강제 유동 경로의 도중에는 제2 증발가스 차단밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 증발가스 자유 유동 경로의 도중에서 상기 증발가스 강제 유동 경로가 병렬로 중첩되는 부분의 상류에는, 증발가스 가열 경로가 상기 증발가스 자유 유동 경로와 병렬로 설치되고,

상기 증발가스 가열 경로 상에 가스 히터가 설치된 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템.
삭제
청구항 5에 있어서,

상기 증발가스 가열 경로는 상기 증발가스 자유 유동 경로에 대하여 택일적으로 연통가능하게 설치되는 것으로서,

상기 증발가스 자유 유동 경로의 도중에서 상기 증발가스 가열 경로와 병렬로 중첩되는 부분에는 제3 증발가스 차단밸브가 설치되고,

상기 가스 히터의 상류의 상기 증발가스 가열 경로의 도중에는 제4 증발가스 차단밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크의 압력 제어 시스템.
삭제
LNG 저장탱크 내에서 발생된 증발가스를 LNG 저장탱크로부터 증발가스 사용장치로 이송하여 LNG 저장탱크의 압력을 제어하는 방법으로서,

상기 증발가스 사용장치의 요구 유량이 자유 유동으로 이송할 수 있는 최대 유량 내에 있을 경우에는 증발가스를 자유 유동으로 이송하고, 상기 증발가스 사용장치의 요구 유량이 자유 유동으로 이송할 수 있는 최대 유량 범위를 초과하는 경우에는 증발가스를 블로워를 통해 이송하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크의 압력 제어 방법.
삭제
청구항 9에 있어서,

증발가스를 LNG 저장탱크로부터 증발가스 사용장치로 자유 유동으로 이송하는 증발가스 자유 유동 경로의 도중에는, 증발가스 강제 유동 경로가 상기 증발가스 자유 유동 경로와 병렬로 설치되고,

상기 증발가스 강제 유동 경로 상에 상기 블로워가 설치되고,

증발가스를 자유 유동으로 이송하고자 할 때에는 상기 증발가스 자유 유동 경로를 개방함과 동시에 상기 증발가스 강제 유동 경로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크의 압력 제어 방법.
청구항 11에 있어서,

증발가스를 상기 블로워를 통해 이송하고자 할 때에는 상기 증발가스 자유 유동 경로를 폐쇄함과 동시에 상기 증발가스 강제 유동 경로를 개방하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크의 압력 제어 방법.