KR100921507B1 - Nonfreezing water pumping system for preventing lng sloshing in the cargo container of lng ship - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LNG의 슬로싱을 방지하는 구조를 가지는 화물창 및 이를 구비한 LNG선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬로싱 현상 및 LNG소모 현상을 해소하기 위하여 일반 물 또는 바닷물을 LNG 화물창내로 투입시켜 얼음으로 변환 후, 비중이 높은 얼음이 화물창내에 가라앉으면 LNG를 최저점 이상으로 유지시켜 출렁거림 현상을 방지시키는 LNG의 슬로싱을 방지하는 구조를 가지는 화물창 및 이를 구비한 LNG선에 대한 것이다.The present invention relates to a cargo hold having a structure that prevents sloshing of LNG and an LNG carrier having the same. More specifically, in order to solve the sloshing phenomenon and the LNG consumption phenomenon, the general water or sea water is introduced into the LNG cargo hold and iced. After the conversion, if the ice with a high specific gravity sinks in the cargo hold for the cargo hold having a structure to prevent the sloshing of the LNG to maintain the LNG above the minimum to prevent a slump phenomenon and LNG carriers having the same.
본 발명에 따른 LNG선박의 화물창내 LNG의 슬로싱을 방지하기 위한 물부동펌핑장치는 LNG선박의 LNG 화물창(100)으로부터 외부 상측으로 연통된 통(103); 상기 통(103)에 설치되어 상기 LNG 화물창(100)내에서 기화되는 가스의 임의 설정 압력에 따라 개폐되는 제1밸브(201); 상기 통(103)에 설치되어 LNG 수면의 최고점 신호 및 최저점 신호를 감지하는 센서(130); 및 상기 센서(130)로부터 발생된 신호에 따라 물을 상기 통(103)내로 유입시키는 물부동펌핑수단을 포함하여 통(103)내로 유입되는 물을 얼음으로 변환시켜 LNG보다 비중이 높은 얼음이 LNG 화물창(100)내에 가라앉아 LNG 수면이 통(103)내에 위치하도록 유지시켜 슬로싱 현상을 방지하는 것을 특징으로 한다. Water floating pumping device for preventing the sloshing of LNG in the cargo hold of the LNG vessel according to the present invention is a tank 103 communicated to the outside from the LNG cargo hold 100 of the LNG vessel; A first valve 201 installed in the barrel 103 and opened / closed according to an arbitrary set pressure of gas vaporized in the LNG cargo hold 100; A sensor (130) installed in the barrel (103) for detecting a peak signal and a lowest signal of the surface of LNG; And water floating pumping means for introducing water into the barrel 103 according to the signal generated from the sensor 130 to convert the water introduced into the barrel 103 into ice to convert the water into ice into LNG. It is characterized by sinking in the cargo hold 100 to maintain the LNG surface to be located in the barrel 103 to prevent sloshing phenomenon.
LNG, 슬로싱, 화물창, LNG선 LNG, sloshing, cargo hold, LNG carrier
Description
본 발명은 액화천연가스(LNG)의 슬로싱을 방지하기 위한 물부동펌핑장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬로싱 현상 및 LNG소모 현상을 해소하기 위하여 일반 물 또는 바닷물을 LNG 화물창내로 투입시켜 얼음으로 변환 후, 비중이 높은 얼음이 화물창내에 가라앉으면 LNG를 최저점 이상으로 유지시켜 출렁거림 현상을 방지시키는 LNG선박의 화물창내 LNG의 슬로싱을 방지하기 위한 물부동펌핑장치에 대한 것이다.The present invention relates to a water floating pumping device for preventing sloshing of liquefied natural gas (LNG), and more particularly, in order to solve the sloshing phenomenon and the LNG consumption phenomenon by putting general water or sea water into the LNG cargo hold ice After the conversion, the high specific gravity ice sinks in the cargo hold and the water float pumping device for preventing the sloshing of LNG in the cargo hold of the LNG ship to keep the LNG above the lowest point to prevent a slump.
일반적으로 선박이 고체 또는 액체 화물을 이송할 경우 고체 화물은 무게 중심이 안정되어 화물로 인한 선박의 요동이 없고 비교적 처리하기가 쉬워 안전한 운항을 할 수 있으나, 액체 화물인 경우 어려운 점이 많이 발생했다.
특히, 액체 화물 중 -162도를 유지해야하는 LNG와 같은 특이 화물은 외부온도의 영향을 상당히 받으므로 인해 운항 시간이 길어질수록 LNG 화물창 내에 20~30%의 증발가스 공간이 생겨 액상의 LNG를 화물창 내에서 움직이지 못하도록 고정시키기는 어려운 것이 현실이다.
도1은 종래 LNG 화물창을 구비하는 LNG 선박의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도1에 나타낸 바와 같이, 종래의 LNG 선박은 운항중에 외부 온도 변화로 인하여 LNG 화물창내에 LNG 기화가스가 발생되어 가스의 압력이 높아지면 가스를 외부로 배출시키고, 가스의 압력이 낮아지면 내부에 가둬두는 작업을 반복하는 구조를 갖는데, LNG 화물창은 LNG 액체층과 LNG 가스층으로 구분이 되어 슬로싱 현상이 발생되는 공간을 허용하면서 LNG의 기화 현상 및 슬로싱 현상이 심화되는 문제점이 있다.In general, when a ship transports a solid or liquid cargo, the solid cargo is stable in the center of gravity and there is no fluctuation of the vessel due to the cargo, and it is relatively easy to handle, and thus the safe operation can be made.
In particular, special cargos such as LNG, which have to maintain -162 degrees among liquid cargos, are significantly affected by the external temperature, so that the longer the flight time, the more 20 to 30% of the boil-off gas space is created in the LNG cargo hold. The reality is that it's hard to fix it on the ground.
1 is a view showing a schematic structure of a LNG vessel having a conventional LNG cargo hold.
As shown in FIG. 1, a conventional LNG vessel generates LNG vaporized gas in an LNG cargo hold due to a change in external temperature during operation, and discharges the gas to the outside when the pressure of the gas increases, and traps the inside of the gas when the pressure of the gas decreases. It has a structure that repeats the operation, the LNG cargo hold is divided into the LNG liquid layer and the LNG gas layer, there is a problem that the vaporization phenomenon and the sloshing phenomenon of LNG is intensified while allowing a space in which a sloshing phenomenon occurs.
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즉, LNG 선박이 바람이나 파도에 의해 주기적으로 진동할 경우 선박 화물창 내에 유탄성이 발생되어 화물창의 강도가 약해질 수 있고 특히 주기적인 진동과 선박 화물창 내부의 슬로싱(sloshing)의 진동이 같아졌을 경우 공진현상이 발생하여 화물창이 파손될 수도 있다.In other words, if the LNG vessel is periodically vibrated by wind or waves, the elasticity of the cargo hold may be weakened in the cargo hold, and in particular, the periodic vibration and the sloshing of the inside of the cargo hold may be the same. In this case, resonance may occur and the cargo hold may be damaged.
따라서, LNG 선박과 같이 안정성과 신뢰성이 요구되는 환경에서의 슬로싱 등을 방지할 수 있는 구조를 가진 선박의 개발이 해당 업무 종사자들의 큰 관심사가 되고 있다.Therefore, development of a vessel having a structure capable of preventing sloshing in an environment such as an LNG vessel, which requires stability and reliability, has become a great concern for those in charge.
본 발명에 따른 LNG의 슬로싱을 방지하는 물부동펌핑장치는, 일반 물 또는 바닷물을 LNG 화물창내로 투입시켜 LNG 화물창을 슬로싱 현상이 발생될 수 없는 공간 조건으로 만들어 슬로싱 현상 등을 억제함으로써, 화물창 내의 유탄성과 공진현상을 방지하고자 하는 목적이 있다.The water floating pumping apparatus for preventing the sloshing of LNG according to the present invention, by putting general water or seawater into the LNG cargo hold to make the LNG cargo hold to a space condition where the sloshing phenomenon cannot occur, thereby suppressing the sloshing phenomenon, The purpose is to prevent the elasticity and resonance phenomenon in the cargo hold.
본 발명에 따른 LNG의 슬로싱을 방지하는 물부동펌핑장치는 다수개의 체크 밸브와 센서의 구조로서 슬로싱 현상과 유탄성과 공진현상을 억제하고자하는 목적이 있다.Water floating pumping device for preventing the sloshing of LNG according to the present invention has the purpose of suppressing the sloshing phenomenon and the elasticity and resonance phenomenon as a structure of a plurality of check valves and sensors.
본 발명에 따른 LNG선박의 화물창내 LNG의 슬로싱을 방지하기 위한 물부동펌핑장치는 LNG선박의 LNG 화물창으로부터 외부 상측으로 연통된 통; 상기 통에 설치되어 상기 LNG 화물창내에서 기화되는 가스의 임의 설정 압력에 따라 개폐되는 제1밸브; 상기 통에 설치되어 LNG 수면의 최고점 신호 및 최저점 신호를 감지하는 센서; 및 상기 센서부터 발생된 신호에 따라 물을 상기 통로 유입시키는 물부동펌핑수단을 포함하여 통내로 유입되는 물을 얼음으로 변환시켜 LNG보다 비중이 높은 얼음이 LNG 화물창내에 가라앉아 LNG 수면이 통내에 위치하도록 유지시켜 슬로싱 현상을 방지하는 것이 바람직하다. Water floating pumping device for preventing the sloshing of LNG in the cargo hold of the LNG vessel according to the present invention is a barrel communicated to the outside from the LNG cargo hold of the LNG vessel; A first valve installed in the barrel and opened / closed according to an arbitrary set pressure of the gas vaporized in the LNG cargo hold; A sensor installed in the barrel to detect a peak signal and a lowest signal of the surface of LNG; And a water floating pumping means for introducing water into the passage according to the signal generated from the sensor, thereby converting the water flowing into the barrel into ice so that ice having a higher specific gravity than the LNG sinks in the LNG cargo hold so that the LNG surface is located in the barrel. It is desirable to keep the mold to prevent sloshing.
본 발명에 따른 LNG의 슬로싱을 방지하는 구조를 가지는 화물창은 슬로싱 현상 등이 완전히 억제되어 화물창 내의 유탄성과 공진현상을 방지할 수 있고, 특히 종래 LNG 선박 보다 화물창의 LNG를 20~30% 절약할 수 있는 효과가 있다.Cargo hold having a structure to prevent the sloshing of LNG according to the present invention can prevent the sloshing phenomenon and the like completely to prevent the elasticity and resonance phenomenon in the cargo hold, in particular 20 to 30% of LNG in the cargo hold than conventional LNG ships It can work.
본 발명은 5개의 체크 밸브와 센서의 구조로서 슬로싱 현상과 유탄성과 공진현상을 억제할 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of suppressing sloshing, elasticity and resonance as a structure of five check valves and sensors.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 자세히 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 액화천연가스의 슬로싱을 방지하기 위한 물부동펌핑장치(20)를 가지는 화물창의 LNG 선박의 평면도이고, 도3은 도2의 가-나 선에 따른 LNG 선박의 화물창의 단면도이고, 도4는 본 발명에 따른 액화천연가스의 슬로싱을 방지하기 위한 물부동펌핑장치의 상세도이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 2 is a plan view of an LNG ship of a cargo hold having a water floating
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본 발명에 따른 LNG의 슬로싱을 방지하는 구조를 가지는 화물창(貨物艙)은 크게 LNG 화물창(10)과 파이프 부분이 선박에 연결되어 있으며, 도2의 선박을 보면 갑판위에 본 장치의 파이프가 올라온 부분이 하나의 LNG 화물창(10)당 가로로 3개씩 위치하게 되며, 도3의 LNG 화물창(100)에서 갑판위로 뻗어나온 통(103) 부분의 올라온 형상이 설치되고, 도4는 도2의 가-나 선에 따른 물부동펌핑장치의 절단 상세도로서 LNG 화물창(10) 위로 뻗어나온 통 부분에 최고점과 최저점상으로 LNG 수면이 위치하는 것을 보여준다.Cargo hold (구조 物 艙) having a structure for preventing the sloshing of LNG according to the present invention is largely connected to the LNG cargo hold 10 and the pipe portion, and when looking at the vessel of Figure 2 the pipe of the device is raised on the deck The portion is located three horizontally per one LNG cargo hold 10, the raised shape of the
본 발명은 LNG선박의 LNG 화물창(100)으로부터 외부 상측으로 연통된 통(103); 상기 통(103)에 설치되어 상기 LNG 화물창(100)내에서 기화되는 가스의 임의 설정 압력에 따라 개폐되는 제1밸브(201); 상기 통(103)에 설치되어 LNG 수면의 최고점 신호 및 최저점 신호를 감지하는 센서(130); 및 상기 센서(130)로부터 발생된 신호에 따라 물(일반 물 또는 바닷물, 이하 '송수물'이라 함) 을 상기 통(103)내로 유입시키는 물부동펌핑수단을 포함한다. The present invention is a
상기 물부동펌핑수단은 상기 통(103)과 연통되고, 상기 물이 얼지 않도록 진공파이프관(120)으로 이루어진 제1파이프관(120a) 및 상기 제1파이프관(102a)과 연통되어 상기 통(103)내로 유입되는 제2파이프관(120b)을 포함하는 이중송수관(110); 상기 이중송수관(110)의 일측에 설치되어 상기 센서(130)의 최저점 신호에 의해 작동되고 상기 최고점 신호에 의해 정지하는 펌프(105); 상기 이중송수관(110)상에 설치되고, 상기 펌프(105)와 통(103) 사이에 설치되어 상기 펌프(105)가 작동되면 폐쇄되고, 정지하면 개방되는 제2밸브(202); 상기 제2밸브(202)가 개방되고 배수 완료되면 상기 제1파이프관(120a)을 폐쇄하는 제3밸브(203); 상기 제3밸브(203) 작동 후 제2파이프관(120b)을 폐쇄하는 제4밸브(204); 상기 제1파이프관(120a) 내부에 물로 인해 얼음이 생길 경우 이를 배출시키기 위한 제5밸브(205);를 포함한다. The water floating pumping means communicates with the
본 발명에 따른 물부동펌핑장치(20)를 가지는 화물창(100)은, 일반 물 또는 바닷물을 LNG 화물창(100)내로 투입시키면 얼음으로 변환돼 비중이 높은 얼음이 화물창내에 가라앉아 LNG를 최저점 이상으로 유지시켜 출렁거림 현상을 방지하는 원리를 이용하여, LNG 화물창(100) 및 상기 LNG 화물창(100)으로부터 상측으로 연장되고 직경이 상기 LNG 화물창(100)보다 직경이 훨씬 작아진 통(103)이 설치되고, LNG 화물창(100)내부에서 가스의 압력이 설정해 놓은 내부 압력에 도달하면 상기 통(103)의 센서(130)를 통해 LNG 수면의 최고점 및 최저점을 감지하고 기화된 가스 압력에 의해 상기 통(103)에 설치된 제1밸브(201)가 개방되어 임의 설정 압력보다 낮아지면 제1밸브(201)가 폐쇄되며, 송수물이 얼지 않도록 그 주위를 둘러싼 진공파이프관(120)을 포함하는 이중송수관(110)이 설치되고, 센서(130)는 기준 수치 범위 내에서 최고점 이상 신호와 최저점 이하 신호를 발생시키며, 펌프(105)는 상기 이중송수관(110)에 설치되어 상기 센서(130)의 최저점 이하 신호에 의해 작동되며 상기 최고점 이상 신호에 의해 정지되고, 제2밸브(202)는 상기 펌프(105)가 작동되면 닫히며, 정지하면 열리고, 제3밸브(203)는 상기 제2밸브(202)가 열리고 송수물이 배수 완료되면 제1파이프관(120a)을 폐쇄하며, 제4밸브(204)는 상기 제3밸브(203) 작동 후 제2파이프관(120b)을 폐쇄하고, 상기 제1파이프관(120a) 내부에 물로 인해 얼음이 생길 경우 제5밸브(205)를 개방하여 고온 스팀 작업 등으로 얼음을 제거하고, 제3밸브(203)가 정상 작동하도록 유지시키는 구조를 갖는다.The cargo hold 100 having the water floating
상술한 본 발명에 따른 LNG의 슬로싱을 방지하는 물부동펌핑장치(20)의 작동 방법을 도4에 나타낸 바와 같이 자세히 설명하면, 먼저 LNG 선박 운항 중 기화된 LNG 가스의 압력에 의해 상기 제1밸브(201)가 열리고 닫는 것을 반복한 후 LNG 수면이 최저점에 도달하면 먼저 제2밸브(202)는 폐쇄되고, 제3밸브(203) 및 제4밸브(204)가 개방되고, 제5밸브(205)는 폐쇄된 상태에서 상기 펌프(105)의 작동에 의해 상기 이중송수관(110)으로 송수물을 투입하면, 상기 유입된 송수물은 LNG보다 비중이 높은 얼음으로 바뀌어 LNG 화물창(100)내부 바닥으로 가라앉고 LNG수면은 상기 최저점에서 최고점으로 올라가서 센서(130)의 최고점 신호에 의해 상기 펌프(105)가 정지하며, 상기 펌프(105)의 정지에 따라 상기 제2밸브(202)가 먼저 개방된 후 이중송수관(110)내의 남아있는 물을 외부로 유출시키고, 상기 제3밸브(203)가 폐쇄되며, 상기 제4밸브(204)가 다음에 패쇄된 후, 제5밸브(205)가 개방되어 제1파이프관(120a)내의 물 및 얼음을 별도 고온 스팀 작업 등으로 제거하며, 이러한 작동의 반복으로 LNG의 수면을 최저점 이상으로 유지시킨다.When the water floating
이때, 어떠한 일이 있어도 제4밸브(204)가 얼어 작동이 안되는 일이 없도록 제3밸브(203)가 제4밸브(204) 보다 먼저 닫힌다.At this time, in any case, the
상술한 단계를 반복해가면서, 본 발명에 따른 LNG의 슬로싱을 방지하는 구조를 가지는 화물창의 LNG 수면을 화물창 위로 최저점과 최고점 사이에 유지시켜 슬로싱으로 인한 LNG 기화현상을 최대한 막을 수 있는 것이다.By repeating the above steps, the LNG surface of the cargo hold having a structure that prevents the sloshing of the LNG according to the present invention is maintained between the lowest point and the highest point over the cargo hold to prevent the LNG vaporization phenomenon due to the sloshing to the maximum.
또한 상기 제1밸브(201) 내지 제5밸브(205)는 일방향성을 가진 체크밸브인 것이 바람직하며, 상기 센서(130)는 최고점 및 최저점을 감지하는 자동화된 유량센서일 수 있으며, 육안으로 확인 가능한 투명 수량계 센서일 수도 있다.In addition, the
그리고 본 발명에 따른 LNG 선박은 목적지에 도착 후, LNG를 빼낸 후에 화물창 안에 있는 얼음은 별도 고온 세척에 의해 녹여 청소가 가능해 용이하게 관리가 가능하다.After the LNG ship according to the present invention arrives at the destination, after removing the LNG, the ice in the cargo hold can be easily melted and cleaned by high temperature washing, and thus can be easily managed.
따라서, 본 발명에 따른 LNG의 슬로싱을 방지하는 구조를 가지는 화물창은 종래발명과 달리 슬로싱 현상 등이 완전히 억제되어 화물창 내의 유탄성과 공진현 상을 방지할 수 있는 것이다.Therefore, the cargo hold having a structure for preventing the sloshing of LNG according to the present invention, unlike the present invention, the sloshing phenomenon is completely suppressed to prevent the elasticity and resonance phenomenon in the cargo hold.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 특히 상기 물부동펌핑수단은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변경 및 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, in particular, the water floating pump means that various substitutions, changes and modifications can be made within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.
종래의 LNG 선박의 화물창은 도 1과 같이, 화물창내에 슬로싱이 발생될 공간을 갖고, 선박이 운항되어 유탄성이나 슬로싱과 외부 바람이나 파도의 고유 주기가 합쳐졌을 때, 선박에 공진현상이 발생되어 선박이 파손될 수도 있는 위험을 가지고 운항하였으나, 본 발명은 슬로싱 현상을 완전히 해결하여 유탄성이나 공진현상을 해결하고, 슬로싱을 방지함으로써 운항 중에 LNG의 슬로싱 현상으로 인해 가속 발생되는 LNG 기화가스를 억제시킬 수 있어 20~30%정도 낭비되는 LNG를 절약함으로써 선주나 화주에게 막대한 이익이 발생되어 본 발명은 산업상 이용가치가 매우 높은 것으로 사료된다.The cargo hold of a conventional LNG ship has a space in which the sloshing occurs in the cargo hold as shown in FIG. 1, and when the vessel is operated and combined with the elastic period, the sloshing, and the intrinsic period of the external wind or the wave, resonance occurs in the vessel. However, the present invention operates with the risk that the ship may be damaged, but the present invention completely solves the sloshing phenomenon, solves the elasticity or resonance phenomenon, and prevents the sloshing. It is considered that the present invention has a very high industrial value because the gas can be suppressed and the LNG and the shipper saves about 20-30% of waste.
도1은 종래 LNG 화물창을 구비하는 LNG 선박의 개략적인 구조를 나타내는 도면.1 is a view showing a schematic structure of a LNG vessel having a conventional LNG cargo hold.
도2는 본 발명에 따른 액화천연가스의 슬로싱을 방지하기 위한 물부동펌핑장치를 가지는 화물창의 LNG 선박의 평면도.2 is a plan view of an LNG ship of a cargo hold having a water floating pumping device for preventing sloshing of liquefied natural gas according to the present invention.
도3은 도2의 가-나 선에 따른 LNG 선박의 화물창의 단면도.3 is a cross-sectional view of the cargo hold of an LNG ship along the line G-line of FIG.
도4는 본 발명에 따른 액화천연가스의 슬로싱을 방지하기 위한 물부동펌핑장치의 상세도.Figure 4 is a detailed view of the water floating pumping device for preventing the sloshing of liquefied natural gas according to the present invention.
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<도면의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing>
10, 100 : LNG 화물창 20 : 물부동펌핑장치10, 100: LNG cargo hold 20: water floating pumping device
103 : 통 105 : 펌프 103: barrel 105: pump
110 : 이중송수관 120 : 진공파이프관110: double water pipe 120: vacuum pipe pipe
130 : 센서 201 : 제1밸브130
202 : 제2밸브 203 : 제3밸브202: second valve 203: third valve
204 : 제4밸브 205 : 제5밸브204: fourth valve 205: fifth valve
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