KR100875063B1

KR100875063B1 - Ｌｎｇ 저장 터미널의 ｌｎｇ 저장탱크의 압력 유지 방법및 장치

Info

Publication number: KR100875063B1
Application number: KR1020070058607A
Authority: KR
Inventors: 이정한; 최동규; 문영식; 유진열
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2027-06-14
Also published as: KR100834272B1; KR20080085619A; KR100834273B1; KR20080085644A; KR100834274B1; KR101276119B1; KR20080085620A; KR100814604B1

Abstract

본 발명은, LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법 및 장치에 관한 것으로, LNG 운반선으로부터 LNG 저장 터미널로의 LNG의 하역시, 플래시 가스의 발생을 대폭 줄이거나 전혀 없게 하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명의 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법은, LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 수용하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용하는 것을 특징으로 한다.

LNG 저장 터미널, LNG 저장탱크, LNG 운반선, 압력

Description

ＬＮＧ 저장 터미널의 ＬＮＧ 저장탱크의 압력 유지 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MAINTAINING PRESSURE OF LNG CARGO TANK OF LNG STORAGE TERMINAL}

본 발명은, LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 수용하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법 및 장치에 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 장치(FSU, Floating Storage Unit), LNG 부유식 저장 및 재기화 장치(FSRU, Floating Storage and Regasification Unit), LNG 재기화선(RV, Regasification Vessel), 육상의 하역 터미널 등의 LNG 저장 터미널로 하역된다.

본 명세서에서는 LNG 부유식 저장 장치(FSU), LNG 부유식 저장 및 재기화 장치(FSRU), LNG 재기화선(RV, Regasification Vessel), 육상의 하역 터미널 등의, LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 수용하기 위한 설비를 LNG 저장 터미널이라고 하기로 한다.

LNG 운반선으로부터 LNG 저장 터미널로 LNG를 하역할 때, 종래에는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력이 0.25바(게이지압) 이하로서 LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력과 같거나 낮아 대량의 플래시 가스가 발생한다. LNG의 하역시, 하역 관로의 열 유입, LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 열 유입, 펌핑 파워(pumping power) 등의 영향으로 인해 하역되는 LNG에 대량의 에너지가 유입되어 대량의 플래시 가스가 발생하며, LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력이 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력보다 높은 경우에는, 하역되는 LNG의 팽창에 의해 추가의 플래시 가스가 발생한다. 따라서, 종래에는 LNG의 하역시 이와 같은 대량의 플래시 가스를 처리해주어야 하므로 하역 시간이 대폭 증가하는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 LNG 운반선의 저장탱크 압력이 높을 경우에, LNG의 하역시 플래시 가스가 대량 발생하므로 LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력에 대한 제약이 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNG 운반선으로부터 LNG 저장 터미널로의 LNG의 하역시, 플래시 가스의 발생을 대폭 줄이거나 전혀 없게 하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법은, LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 수용하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 장치는, LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 수용하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 유지하는 장치로서, 상기 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 배출하는 배출 밸브와, 상기 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용하도록 상기 배출 밸브의 배출 압력을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 LNG 부유식 저장 장치(FSU), LNG 부유식 저장 및 재기화 장치(FSRU), LNG 재기화선(RV), 육상의 하역 터미널 등의 LNG 저장 터미널에 적용된다.

본 발명에서는 LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 수용하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용한다.

여기에서, LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.4 초과 내지 1.5 바(게이지압) 까지 상승을 허용하는 것이 바람직하다.

이렇게 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용하면, LNG 운반선의 LNG 저장탱크로부터 LNG 저장 터미널로 LNG를 하역할 때, 플래시 가스의 발생을 대폭 줄이거나 전혀 없게 할 수 있다.

예를 들어, 플래시 가스의 처리 용량이 10 ton/hr로 추정되고, LNG 저장탱크의 압력이 108 kPa인 150,000 CBM급의 LNG 운반선으로부터 LNG 저장 터미널인 LNG FSRU로 LNG를 하역할 때, LNG 저장 터미널인 LNG FSRU의 압력을 130 kPa로 유지하는 본 발명의 경우와, LNG FSRU의 압력을 각각 106 kPa 및 108 kPa로 유지한 종래의 경우의 LNG 하역 시간, 열 유입에 의한 플래시 가스 발생률, 압력 차이에 의한 플래시 가스 발생량, 압력 차이에 의한 플래시 가스 발생률, 및 전체 플래시 가스 발생률을 비교하면 다음과 같다.

구분	종래1	종래2	본 발명
LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력(kPa)	108	108	108
LNG FSRU의 LNG 저장탱크의 압력(kPa)	106	108	130
하역 시간(hrs)	27.3	17.4	10.6
열 유입에 의한 플래시 가스 발생률(ton/hr)	6	9.93	-
압력 차이에 의한 플래시 가스 발생량(ton)	109	-	-
압력 차이에 의한 플래시 가스 발생률(ton/hr)	3.99	-	-
전체 플래시 가스 발생률(ton/hr)	9.99	9.93	-

[표 1]로부터 알 수 있는 바와 같이, LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력이 LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력보다 충분히 크게 되면, 플래시 가스가 전혀 발생하지 않는다.

이와 같은 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법을 실행하기 위해서, 본 발명에 따른 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 장치는, LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용하도록, LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 배출하는 배출 밸브(도시 생략)의 배출 압력을 제어하는 제어부(도시 생략)를 구비한다.

한편, 천연가스의 액화온도는 상압에서 약 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압에서 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. LNG 운반선의 경우를 예를 들어 설명하면, LNG 운반선의 LNG 저장탱크는 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.

이렇게 LNG 저장 탱크 내에 증발가스가 발생하면, LNG 저장탱크의 압력이 상승하여 위험하게 된다.

본 출원인은 LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용하는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크에 대하여 출원한 바 있다.

LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압)인 경우에도, 본 발명에 따르면 LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 수용하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용하므로 LNG의 하역시 플래시 가스의 발생이 대폭 줄어들게 된다.

한편, 단열(방열)벽을 구비하고 있는 종래 기술에 따른 LNG 운반선용 LNG 저장탱크로서는 이하에 기술된 바와 같이 다양하게 알려져 있다.

먼저, LNG 저장탱크는 독립탱크형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 나눌 수 있다. 이는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는 지에 따른 분류이며, 그 구체적 내용은 아래와 같다.

하기 [표 2]에서 일명 GTT NO 96-2형과 GTT Mark Ⅲ형은 1995년 Gaz Transport(GT)사와 Technigaz(TGZ)사가 GTT(Gaztransport & Technigaz)사로 명칭이 변경되면서 각각 GT형은 GTT NO 96-2형으로, TGZ형은 GTT Mark Ⅲ형로 개칭되어 사용되고 있다.

전술된 GT형 및 TGZ형 탱크구조는 미합중국특허 US6,035,795, US6,378,722, US5,586,513, 미합중국특허공개US2003-0000949와, 대한민국특허공개KR2000-0011347호, KR2000-0011346호 등에 기재되어 있다.

한국특허 제499710호 및 제0644217호에는 다른 개념으로서 단열벽이 개시되어 있다.

다양한 형태의 단열벽을 가지는 LNG 저장탱크가 기존에 개시되어 있는데 이들은 가능한 LNG의 기화를 억제하기 위한 것이다.

전술한 바와 같이 다양한 형태의 단열 기능을 갖는 LNG 운반선용 LNG 저장탱크에 대하여 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

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 발명에 의하면, LNG 운반선으로부터 LNG 저장 터미널로의 LNG의 하역시, LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력보다 충분히 높게 하여 플래시 가스의 발생을 전혀 없게 하므로 하역 시간을 대폭 줄일 수 있다.

특히, 본 발명에 의하면, LNG 운반선의 운항 중 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 외부로 전혀 발생하지 않고 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2바(게이지압) 까지 상승시키도록 구성된 LNG 운반선의 LNG 저장탱크로부터 LNG 저장탱크로 LNG를 하역하는 경우에도 플래시 가스의 발생을 대폭 줄여서 하역 시간을 대폭 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, LNG의 하역시 플래시 가스의 발생이 대폭 줄어들므로 LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력에 대한 제약이 없어지게 된다.

본 발명에 의하여 육상의 하역 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 2 바(게이지압)까지 허용하면 BOG 소모없이 LNG를 2달 정도 장기간 보관하는 것이 가능하다.

Claims

LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 수용하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용하되 상기 LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력보다 높게 유지하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.4 바 초과 내지 1.5 바(게이지압) 까지 상승을 허용하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 LNG 저장 터미널은 LNG 부유식 저장 장치(FSU), LNG 부유식 저장 및 재기화 장치(FSRU), LNG 재기화선(RV) 또는 육상의 하역 터미널인 것을 특징으로 하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법.
청구항 1 또는 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크는 멤브레인형 또는 독립탱크형인 것을 특징으로 하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법.
청구항 4에 있어서,

상기 멤브레인형 LNG 저장탱크는 GTT Mark Ⅲ형 또는 GTT NO 96-2형인 것을 특징으로 하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법.
청구항 4에 있어서,

상기 독립탱크형 LNG 저장탱크는 MOSS형 또는 SPB형인 것을 특징으로 하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 방법.
LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 수용하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 유지하는 장치로서,

상기 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 배출하는 배출 밸브와,

상기 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용하되 상기 LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력보다 높게 유지하도록 상기 배출 밸브의 배출 압력을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력 유지 장치.
LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 수용하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용하되 상기 LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력보다 높게 유지하는 것을 특징으로 하는 LNG 하역 방법.
LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 수용하는 LNG 저장 터미널의 LNG 저장탱크의 압력을 0.25 초과 내지 2 바(게이지압) 까지 상승을 허용하되 상기 LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 압력보다 높게 유지하는 것을 특징으로 하는 LNG 하역시의 증발가스 발생 저감 방법.