KR100868856B1

KR100868856B1 - Ｌｎｇ 운반선용 ｌｎｇ 저장탱크의 유지보수 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100868856B1
Application number: KR1020070050554A
Authority: KR
Inventors: 권순빈; 김남수; 조익규
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2008-11-14

Abstract

본 발명은, LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치 및 방법에 관한 것으로, LNG 운반선에 별도의 진공 펌프를 설치하지 않고서도 LNG 운반선에 기존하는 장치를 이용하여 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간을 진공 상태로 만들 수 있도록 구성된 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명의 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치는, 복수의 단열층들과 밀봉벽들을 구비한 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치로서, 상기 LNG 저장탱크로부터 카고 매니폴드 또는 메인 추진 장치까지 연결된 증발가스 공급라인의 도중에 설치되되 흡입 압력이 200 밀리바(진공, 절대압) 내지 1.7 바(절대압)의 범위로 되게 설계되는 압축기와, 일단이 상기 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간에 연결되고 타단이 상기 압축기의 상류의 상기 증발가스 공급라인에 연결된 제1 비활성가스 배출라인과, 일단이 벤트 마스트에 연결되고 타단이 상기 압축기의 하류의 상기 증발가스 공급라인에 연결된 제2 비활성가스 배출라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

LNG 저장탱크, 단열층, 밀봉벽, 카고 매니폴드, 메인 추진 장치, 압축기

Description

ＬＮＧ 운반선용 ＬＮＧ 저장탱크의 유지보수 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MAINTAINING LNG CARGO TANK OF LNG CARRIER}

도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 다른 하나의 바람직한 실시예에 따른 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 압축기 3, 5 : 증발가스 차단밸브

7, 9 : 비활성가스 차단밸브 11, 13 : 라인 블라인드 밸브

15 : 역지밸브 L1 : 증발가스 공급라인

L2 : 비활성가스 배출라인

본 발명은, LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, LNG 운반선에서 천연가스를 액체 상태로 저장하는 LNG 저장탱크를 유지보수하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스(Natural Gas, 이하 NG라 함)는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 LNG라 함)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 수송된 후, LNG 부유식 저장 및 재기화 장치(FSRU, Floating Storage and Regasification Unit) 또는 육상의 하역 터미널을 거치면서 재기화되어 소비처로 공급된다.

이러한 LNG 운반선에는 LNG 재기화선(RV, Regasification Vessel)도 포함된다. LNG 재기화선에 의해 LNG가 수송되는 경우에는, LNG가 LNG 부유식 저장 및 재기화 장치 또는 육상의 하역 터미널을 거치지 않고도 LNG 재기화선 자체에서 재기화되어 소비처로 직접 공급된다.

천연가스의 액화온도는 상압에서 약 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압에서 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. 따라서, LNG 운반선의 LNG 저장탱크는 외부의 열이 LNG 저장탱크 내에 수용된 LNG에 전달되는 것을 방지하기 위해 단열처리된다.

일반적으로 LNG 운반선의 LNG 저장탱크에 대하여 약 2.5년 ~ 5년을 주기로 유지보수를 하는데, 복수의 단열층들과 밀봉벽들을 구비한 LNG 저장탱크의 경우, LNG 저장탱크의 개방 검사를 수행한 다음, 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간을 진공 상태로 만들어서 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간을 진공으로 만든 후 비활성 가스를 주입하는데, 전술한 바와 같이 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간이 진공 상태로 유지된 상태에서 비활성 가스를 충전하게 되면 가스 충전 시간이 절감된다.

종래에는, LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 단열 공간에 N₂ 등의 비활성 가스를 넣을 때 효율을 좋게 하기 위해, 즉, LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간을 진공 상태로 만들기 위해, LNG 운반선에 고가의 진공 펌프를 별도로 설치하여 사용하였다. 그러나, 이렇게 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간을 진공 상태로 만들기 위한 고가의 진공 펌프를 별도로 설치하게 되면 그만큼 제작 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNG 운반선에 고가의 진공 펌프를 별도로 설치하지 않고서도 LNG 운반선에 기존하는 장치를 이용하여 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간을 진공 상태로 만들 수 있도록 구성된 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치는, 복수의 단열층들과 밀봉벽들을 구비한 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치로서, 상기 LNG 저장탱크로부터 카고 매니폴드 또는 메인 추진 장치까지 연결된 증발가스 공급라인의 도중에 설치되되 흡입 압력이 200 밀리바(진공, 절대압) 내지 1.7 바(절대압)의 범위로 되게 설계되는 압축기와, 일단이 상기 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간에 연결되고 타단이 상기 압축기의 상류의 상기 증발가스 공급라인에 연결된 제1 비활성가스 배출라인과, 일단이 벤트 마스트에 연결되고 타단이 상기 압축기의 하류의 상기 증발가스 공급라인에 연결된 제2 비활성가스 배출라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 방법은, 복수의 단열층들과 밀봉벽들을 구비한 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 방법으로서, 상기 LNG 저장탱크로부터 카고 매니폴드 또는 메인 추진 장치까지 연결된 증발가스 공급라인의 도중에 설치된 압축기를 그 흡입 압력이 200 밀리바(절대압) 내지 1.7 바(절대압)의 범위로 되게 설계하고, 상기 압축기의 상류 및 하류의 증발가스 공급라인에 각각 일단이 상기 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간에 연결된 비활성가스 배출라인 및 벤트 마스트에 연결된 비활성가스 배출라인의 타단을 연결하여 상기 압축기가 상기 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간으로부터 비활성가스를 흡입하여 외부로 배출하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치는 복수의 단열층들과 밀봉벽들을 구비한 LNG 운반선용 LNG 저장탱크를 유지보수하기 위한 것이다.

LNG 운반선에는, LNG의 선적 또는 하역 작업시에 LNG 저장탱크의 내부에서 발생하는 증발가스로 인해 LNG 저장탱크의 압력이 상승하는 것을 방지하고 또는 LNG 저장탱크에 대한 유지보수 작업시에 내부의 증발 가스를 육상 터미널로 순환시키기 위해 LNG 저장탱크 내의 증발가스를 육상터미널로 보내거나, 특히 스팀 터빈 에 의해 추진되는 방식의 LNG 운반선의 경우, 메인 추진 장치에 연료를 공급하기 위해 LNG 저장탱크의 증발가스를 압축하여 메인 추진 장치로 보내는 압축기가 기본적으로 설치된다.

본 발명은, LNG 운반선에 고가의 진공 펌프를 설치하지 않고, LNG 운반선에 기본적으로 설치되는 압축기를 그 흡입 압력 범위가 확장되게 설계함과 동시에 압축기에 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간을 연결하여, 압축기가 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간으로부터 비활성가스를 흡입하여 외부로 배출하게 함으로써 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간을 진공 상태로 만들게 하는 진공 펌프의 기능을 동시에 하도록 한 것이다.

도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 압축기(1)는 LNG 저장탱크로부터 카고 매니폴드(cargo manifold) 또는 메인 추진 장치까지 연결된 증발가스 공급라인(L1)의 도중에 설치된 것이다. 여기에서, 카고 매니폴드는 LNG의 선적 및 하역을 위해 LNG 운반선에 마련된 육상 연결부를 일컫는다. 특히, LNG 저장탱크로부터 메인 추진 장치까지 연료인 증발가스를 공급하는 압축기(1)는 일반적인 경우에는 그 흡입 압력이 증발가스에만 대하여 약 1.06 내지 1.7 바(절대압)의 범위로 설계되어 있지만, 본 발명의 경우에는 그 흡입 압력이 증발가스에 대하여 1.06 내지 1.7 바(절대압)의 범위로, 비활성가스에 대하여 200 밀리바(진공, 절대압)까지 가능하게 설계되어 있다.

또한, 증발가스 공급라인(L1)에는 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간 내의 비활성가스를 배출하는 비활성가스 배출라인(L2)이 연결된다.

압축기(1)의 상류의 증발가스 공급라인(L1a)에는, 일단이 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간에 연결된 제1 비활성가스 배출라인(L2a)의 타단이 연결되어 있다.

또한, 압축기(1)의 하류의 증발가스 공급라인(L1b)에는, 일단이 벤트 마스트(vent mast)에 연결된 제2 비활성가스 배출라인(L2b)의 타단이 연결되어 있다.

제1 비활성가스 배출라인(L2a)은 압축기(1)의 상류의 증발가스 공급라인(L1a)에 대하여 차단가능하게 연결되어 있다.

본 실시예에서는, 압축기(1)의 상류의 증발가스 공급라인(L1a)의 도중에서 제1 비활성가스 배출라인(L2a)과의 교차점의 상류에는, LNG 저장탱크로부터의 증발가스의 공급을 선택적으로 제어하기 위한 제1 증발가스 차단밸브(3)가 설치되고, 제1 비활성가스 배출라인(L2a)의 도중에는, LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간으로부터의 비활성가스의 배출을 선택적으로 제어하기 위한 제1 비활성가스 차단밸브(7)가 설치되어 있는 것으로 예시하였다.

한편, 도면에 예시하지는 않았지만, 압축기(1)의 상류의 증발가스 공급라인(L1a)의 도중에서 제1 비활성가스 배출라인(L2a)과의 교차점에 3방 밸브를 설치할 수도 있다.

또한, 제2 비활성가스 배출라인(L2b)은 압축기(1)의 하류의 증발가스 공급라인(L1b)에 대하여 차단가능하게 연결되어 있다.

본 실시예에서는, 압축기(1)의 하류의 증발가스 공급라인(L1b)의 도중에서 제2 비활성가스 배출라인(L2b)과의 교차점의 하류에는, 메인 추진 장치로의 증발가 스의 공급을 선택적으로 제어하기 위한 제2 증발가스 차단밸브(5)가 설치되고, 제2 비활성가스 배출라인(L2b)의 도중에는, 벤트 마스트로의 비활성가스의 배출을 선택적으로 제어하기 위한 제2 비활성가스 차단밸브(9)가 설치되어 있는 것으로 예시하였다.

한편, 도면에 예시하지는 않았지만, 압축기(1)의 하류의 증발가스 공급라인(L1b)의 도중에서 제2 비활성가스 배출라인(L2b)과의 교차점에 3방 밸브를 설치할 수도 있다.

제1 비활성가스 차단밸브(7)의 상류의 제1 비활성가스 배출라인(L2a)에는, 시스템의 안전성을 증가시키기 위해 제1 라인 블라인드 밸브(11)가 추가로 설치될 수 있다.

또한, 제2 비활성가스 차단밸브(9)의 하류의 제2 비활성가스 배출라인(L2b)에도, 시스템의 안전성을 증가시키기 위해 제2 라인 블라인드 밸브(13)가 추가로 설치될 수 있다.

압축기(1)의 하류의 증발가스 공급라인(L1b)의 도중에서 제2 비활성가스 배출라인(L2b)과의 교차점의 상류에는, 유체의 역류를 방지하기 위한 역지밸브(15)가 설치되어 있다.

이렇게 구성된 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치의 작동에 대하여 설명하면 다음과 같다.

LNG 운반선의 항해 중에는, 증발가스 공급라인(L1)에 설치된 제1 및 제2 증발가스 차단밸브(3, 5)를 개방함과 동시에 비활성가스 배출라인(L2)에 설치된 제1 및 제2 비활성가스 차단밸브(7, 9)와 제1 및 제2 라인 블라인드 밸브(11, 13)를 폐쇄함으로써 메인 추진 장치에 연료를 공급한다.

또한, LNG 운반선용 LNG 저장탱크를 유지보수하고자 할 때에는, 증발가스 공급라인(L1)에 설치된 제1 및 제2 증발가스 차단밸브(3, 5)를 폐쇄함과 동시에 비활성가스 배출라인(L2)에 설치된 제1 및 제2 비활성가스 차단밸브(7, 9)와 제1 및 제2 라인 블라인드 밸브(11, 13)를 개방함으로써 메인 추진 장치에 연료가 공급되지 않게 함과 동시에 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간 내의 비활성가스를 배출한다.

그리고, LNG 저장탱크로부터 메인 추진 장치로 공급되는 증발가스는, LNG 저장탱크 내의 LNG가 자연 기화되거나 LNG 저장탱크의 하류에 설치된 기화기에 의해 강제 기화된 것이다.

도 1에서는 압축기가 1개만 설치된 것으로 예시하였지만, 도 2에 예시된 바와 같이, 압축기를 병렬로 2개 설치할 수도 있다. 이 경우, 증발가스 공급라인과 비활성가스 배출라인과 증발가스 차단밸브와 비활성가스 차단밸브와 역지밸브 등도 2개 설치된다. 시스템에서 요구하는 용량에 따라 또는 비상시에 대비하여 압축기의 개수를 임의로 구성할 수 있음은 당업자라면 알 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, LNG 운반선에 고가의 진공 펌프를 별도로 설치하지 않고서도 LNG 운반선에 기존하는 장치를 이용하여 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간을 진공 상태로 만들 수 있도록 구성되어 있으므로, LNG 운반선의 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 증발가스를 공급하는 라인과 비활성가스를 배출하는 라인이 일부분 공유되므로 설치비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

복수의 단열층들과 밀봉벽들을 구비한 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치로서,

상기 LNG 저장탱크로부터 카고 매니폴드 또는 메인 추진 장치까지 연결된 증발가스 공급라인의 도중에 설치되되 흡입 압력이 200 밀리바(진공, 절대압) 내지 1.7 바(절대압)의 범위로 되게 설계되는 압축기와,

일단이 상기 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간에 연결되고 타단이 상기 압축기의 상류의 상기 증발가스 공급라인에 연결된 제1 비활성가스 배출라인과,

일단이 벤트 마스트에 연결되고 타단이 상기 압축기의 하류의 상기 증발가스 공급라인에 연결된 제2 비활성가스 배출라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 비활성가스 배출라인은 상기 압축기의 상류의 상기 증발가스 공급라인에 대하여 차단가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 압축기의 상류의 상기 증발가스 공급라인의 도중에서 상기 제1 비활성가스 배출라인과의 교차점의 상류에는 제1 증발가스 차단밸브가 설치되고,

상기 제1 비활성가스 배출라인의 도중에는 제1 비활성가스 차단밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제2 비활성가스 배출라인은 상기 압축기의 하류의 상기 증발가스 공급라인에 대하여 차단가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 압축기의 하류의 상기 증발가스 공급라인의 도중에서 상기 제2 비활성가스 배출라인과의 교차점의 하류에는 제2 증발가스 차단밸브가 설치되고,

상기 제2 비활성가스 배출라인의 도중에는 제2 비활성가스 차단밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 제1 비활성가스 차단밸브의 상류의 상기 제1 비활성가스 배출라인에는 제1 라인 블라인드 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 제2 비활성가스 차단밸브의 하류의 상기 제2 비활성가스 배출라인에는 제2 라인 블라인드 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 압축기의 하류의 상기 증발가스 공급라인의 도중에서 상기 제2 비활성가스 배출라인과의 교차점의 상류에는 역지밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 LNG 저장탱크로부터 공급되는 증발가스는 상기 LNG 저장탱크 내의 LNG가 자연 기화되거나 기화기에 의해 강제 기화된 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 장치.
복수의 단열층들과 밀봉벽들을 구비한 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 방법으로서,

상기 LNG 저장탱크로부터 카고 매니폴드 또는 메인 추진 장치까지 연결된 증발가스 공급라인의 도중에 설치된 압축기를 그 흡입 압력이 200 밀리바(절대압) 내 지 1.7 바(절대압)의 범위로 되게 설계하고,

상기 압축기의 상류 및 하류의 증발가스 공급라인에 각각 일단이 상기 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간에 연결된 비활성가스 배출라인 및 벤트 마스트에 연결된 비활성가스 배출라인의 타단을 연결하여 상기 압축기가 상기 LNG 저장탱크의 밀봉벽들 사이의 밀폐 공간으로부터 비활성가스를 흡입하여 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 방법.
청구항 10에 있어서,

LNG 운반선의 항해 중에는 상기 증발가스 공급라인을 개방함과 동시에 상기 비활성가스 배출라인을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 방법.
청구항 10에 있어서,

LNG 운반선용 LNG 저장탱크를 유지보수하고자 할 때에는 상기 증발가스 공급라인 중 상기 비활성가스 배출라인과 병렬로 연결되는 부분을 폐쇄함과 동시에 상기 비활성가스 배출라인을 개방하는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크의 유지보수 방법.