KR100938169B1

KR100938169B1 - Ｌｎｇ용 초저온 고압 펌프 구조

Info

Publication number: KR100938169B1
Application number: KR1020080039034A
Authority: KR
Inventors: 박종현
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2010-01-21
Also published as: KR20090113121A

Abstract

본 발명은 LNG용 초저온 고압 펌프 구조에 관한 것으로, LNG용 초저온 고압 펌프에서 모터의 발열로 인해 하우징 내에 발생된 증발가스를 처리하기 위한 별도의 설비를 설치하지 않고 LNG용 초저온 고압 펌프 자체 내에서 증발가스를 처리할 수 있게 하는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 LNG를 펌핑하도록 구성된 LNG용 초저온 고압 펌프 구조로서, 상기 LNG용 초저온 고압 펌프 내에서 모터의 발열에 의해 발생된 증발가스를, 상기 LNG용 초저온 고압 펌프의 펌핑 작용부의 도중에서 빼낸 고압의 LNG를 이용해서 상기 LNG용 초저온 고압 펌프 내의 LNG와 혼합되게 유도하여 상기 증발가스를 응축시킨 후 상기 펌핑 작용부의 입구로 유입시키도록 구성된다.

LNG용 초저온 고압 펌프, 증발가스 재순환관, 고압 LNG 바이패스관

Description

ＬＮＧ용 초저온 고압 펌프 구조{STRUCTURE OF CRYOGENIC HIGH-PRESSURE PUMP FOR LNG}

본 발명은 LNG용 초저온 고압 펌프 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, LNG 운반선, LNG 재기화 선박, 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비 또는 육상 터미널에 설치된 LNG 재기화 설비 등에서 초저온의 LNG를 펌핑하는 데에 사용되는 LNG용 초저온 고압 펌프 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 운반된다. LNG는 천연가스를 상압에서 약 -163℃의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로서 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG 운반선은, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, LNG의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크를 포함하고 있다. 통상, 이러한 LNG 운반선은 LNG 저장탱크 내의 LNG를 액화된 상태 그대로 육상 터미널에 하역하며, 하역된 LNG는 육상 터미널에 설치된 LNG 재기화 설비에 의해 재기화된 후, 소비처로 공급된다.

한편, 자연재해 등에 의해 육상 터미널의 LNG 재기화 설비가 파괴될 경우, LNG 운반선이 소요처에 LNG를 싣고 도달한다고 하더라도, 이 LNG를 재기화할 수 없으므로, 해상에서 LNG를 재기화하여 천연가스를 육상터미널로 공급할 수 있도록 하기 위해, LNG 운반선에 LNG 재기화 시스템을 설치한 LNG 재기화 선박(LNG RV; LNG Regasification Vessel) 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비(FSRU, Floating Storage and Regasification Unit)가 개발되었다.

LNG 운반선, LNG 재기화 선박, 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비 또는 육상 터미널의 LNG 재기화 설비 등에서는 LNG 저장탱크 내의 LNG를 기화기 등으로 공급하기 위해, LNG용 초저온 고압 펌프를 이용하여 LNG를 펌핑한다.

LNG용 초저온 고압 펌프는 원통형의 하우징을 포함한다. 하우징의 하측에는 LNG 흡입라인이 연결되고 하우징의 상부에는 LNG 토출라인이 연결된다. 하우징 내에는 LNG를 고압으로 승압하여 펌핑하기 위한 펌핑실이 설치되며, 펌핑실 내에는 모터, 임펠러 등의 구성요소들이 설치된다. 모터는 그 회전축이 펌핑실의 하방으로 향하며, 모터의 회전축의 하측에는 임펠러가 일체로 마련되어 있다. 임펠러는 LNG 저장탱크로부터 LNG 흡입라인을 통해 하우징 내로 흡입된 LNG를 고압으로 펌핑하는 작용을 한다. 임펠러에 의해 고압으로 펌핑된 LNG는 하우징의 상부에서 LNG 토출라인을 통해 기화기 등으로 토출된다.

그런데, 이러한 구성의 LNG용 초저온 고압 펌프에서는 모터의 발열로 인해 하우징 내에서 LNG가 기화하여 증발가스가 발생된다. 이렇게 LNG용 초저온 고압 펌프 내에서 발생된 증발가스를 처리하기 위해, 종래에는 LNG용 초저온 고압 펌프의 하우징의 상측에 증발가스 배출라인을 연결하고 이 증발가스 배출라인에 기액 분리기를 설치하였으며, 기액 분리기를 통과한 증발가스는 증발가스 복귀라인을 통해 LNG 저장탱크로 복귀시켰다.

따라서, 종래에는 LNG용 초저온 고압 펌프에서 모터의 발열로 인해 하우징 내에 발생된 증발가스를 처리하기 위한 별도의 설비가 필요한 문제점이 있다.

본 발명은, LNG용 초저온 고압 펌프에서 모터의 발열로 인해 하우징 내에 발생된 증발가스를 처리하기 위한 별도의 설비를 설치하지 않고 LNG용 초저온 고압 펌프 자체 내에서 증발가스를 처리할 수 있게 하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, LNG를 펌핑하도록 구성된 LNG용 초저온 고압 펌프 구조로서, 상기 LNG용 초저온 고압 펌프 내에서 모터의 발열에 의해 발생된 증발가스를, 상기 LNG용 초저온 고압 펌프의 펌핑 작용부의 도중에서 빼낸 고압의 LNG를 이용해서 상기 LNG용 초저온 고압 펌프 내의 LNG와 혼합되게 유도하여 상기 증발가스를 응축시킨 후 상기 펌핑 작용부의 입구로 유입시키도록 구성된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 LNG용 초저온 고압 펌프 구조에 의하면, LNG용 초저온 고압 펌프 내에서 모터의 발열에 의해 발생된 증발가스를 상기 LNG용 초저온 고압 펌프의 펌핑 작용부의 도중에서 빼낸 고압의 LNG와 혼합시킨 후 상기 펌핑 작용부의 입구로 유입시켜서 펌핑실 내의 LNG의 현열로 흡수하여 응축시키므로, 증발가스를 처리하기 위한 별도의 설비를 설치하지 않고 LNG용 초저온 고압 펌프 자체 내에서 증발가스를 처리할 수 있게 되어, 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에서 종래 기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LNG용 초저온 고압 펌프 구조의 개략도이다. 본 발명의 실시예에 따른 LNG용 초저온 고압 펌프는 LNG 운반선, LNG 재기화 선박(LNG RV), 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비(FSRU) 또는 육상 터미널에 설치된 LNG 재기화 설비 등에서 초저온의 LNG를 펌핑하는 데에 사용된다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LNG용 초저온 고압 펌프(10)는 전술한 선박 또는 설비에서 LNG 저장탱크로부터 LNG를 흡입하여 LNG를 고압으로 승압시킨 후 기화기 등의 장치로 토출하도록 구성되어 있다. 즉, LNG용 초저온 고압 펌프(10)는 LNG를 하나의 개소로부터 다른 하나의 개소로 펌핑하도록 구성된 것이다.

LNG용 초저온 고압 펌프(10)는 원통형의 하우징(10a)을 포함한다. 하우 징(10a)의 하측에는 LNG 저장탱크로부터 LNG를 흡입하기 위한 LNG 흡입라인(L1)이 연결되어 있다. 또한, 하우징(10a)의 상부에는 그 내부에서 고압으로 승압된 LNG를 기화기 등의 장치로 토출하기 위한 LNG 토출라인(L2)이 연결되어 있다. 도면에서는 도시의 편의상 LNG 저장탱크와 기화기의 구성을 생략하였다.

하우징(10a) 내에는 LNG를 고압으로 승압하여 펌핑하기 위한 원통형의 펌핑실(11)이 설치되어 있다. 또한, 펌핑실(11) 내에는 모터(13), 임펠러(15) 등의 구성요소들이 설치되어 있다. 모터(13)는 그 회전축(13a)이 펌핑실(11)의 하방으로 향한다. 모터(13)의 회전축(13a)의 하측에는 임펠러(15)가 일체로 마련되어 있다. 임펠러(15)는 LNG 저장탱크로부터 LNG 흡입라인(L1)을 통해 하우징 내로 흡입된 LNG를 고압으로 펌핑하는 작용을 한다. 임펠러(15)에 의해 고압으로 펌핑된 LNG는 하우징(10a)의 상부에서 LNG 토출라인(L2)을 통해 기화기로 토출된다. 도면에서는 도시의 편의상 펌핑실(11)에서 LNG를 LNG 토출라인(L2)까지 보내는 경로에 대한 도시를 생략하였다.

LNG용 초저온 고압 펌프(10)의 모터(13)의 발열로 인해 하우징(10a) 내의 LNG가 기화하여 발생되어 하우징(10a)와 펌핑실(11) 사이의 상단 부근에 존재하는 증발가스를 처리하기 위해, 하우징(10a)과 펌핑실(11) 사이에는 증발가스 재순환관(17)이 설치된다. 이 증발가스 재순환관(17)은 하우징(10a)의 상단 부근으로부터 펌핑실(11)의 하단 입구까지 이어지도록 구성되어 있다.

또한, 펌핑실(11)의 측면에는 고압 LNG 바이패스관(19)이 설치되는데, 이 고압 LNG 바이패스관(19)은 증발가스 재순환관(17)의 측면을 관통하여 이어진다. 특 히, 고압 LNG 바이패스관(19)은 그 말단이 펌핑실(11)의 하단 입구 쪽으로 향하도록 설치되어 있다.

고압 LNG 바이패스관(19)로부터 펌핑실(11)의 하단 입구 쪽으로 배출되는 고압의 LNG의 흡인력에 의해 하우징(10a)와 펌핑실(11) 사이의 상단 부근에 존재하는 증발가스가 증발가스 재순환관(17)으로 빨려 들어가 증발가스 재순환관(17) 내에서 고압의 LNG와 혼합되어 펌핑실(11)의 하단 입구로 유입된다.

펌핑실(11)의 하단 입구로 유입된 증발가스는 펌핑실(11) 내의 LNG의 현열로 흡수되어 응축된다.

고압 LNG 바이패스관(19)은 펌핑실(11)에서 임펠러(15)와 대면하는 부분에 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 LNG용 초저온 고압 펌프 내에서 모터의 발열에 의해 발생된 증발가스를 상기 LNG용 초저온 고압 펌프의 펌핑 작용부의 도중에서 빼낸 고압의 LNG와 혼합시킨 후 상기 펌핑 작용부의 입구로 유입시켜서 펌핑실 내의 LNG의 현열로 흡수하여 응축시키므로, 증발가스를 처리하기 위한 별도의 설비를 설치하지 않고 LNG용 초저온 고압 펌프 자체 내에서 증발가스를 처리할 수 있다.

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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LNG용 초저온 고압 펌프 구조의 개략도이다.

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<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

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10 : LNG용 초저온 고압 펌프

10a : 하우징 11 : 펌핑실

13 : 모터 15 : 임펠러

13a : 회전축

L1 : LNG 흡입라인 L2 : LNG 토출라인

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Claims

LNG를 펌핑하도록 구성된 LNG용 초저온 고압 펌프 구조로서,

상기 LNG용 초저온 고압 펌프 내에서 모터의 발열에 의해 발생된 증발가스를, 상기 LNG용 초저온 고압 펌프의 펌핑 작용부의 도중에서 빼낸 고압의 LNG의 흡인력을 이용해서 상기 LNG용 초저온 고압 펌프 내의 LNG와 혼합되게 유도하여 상기 증발가스를 응축시킨 후 상기 펌핑 작용부의 입구로 유입시키도록 구성되며, 상기 LNG용 초저온 고압 펌프는 하우징을 포함하고, 상기 하우징 내에는 LNG를 고압으로 승압하여 펌핑하기 위한 펌핑실이 설치되고, 상기 펌핑실 내에는 모터와 임펠러가 설치되며, 상기 하우징과 상기 펌핑실 사이에는 상기 하우징의 상단 부근으로부터 상기 펌핑실의 입구까지 이어지는 증발가스 재순환관이 설치되고, 상기 펌핑실의 측면으로부터 상기 증발가스 재순환관의 측면을 관통하여 이어지는 고압 LNG 바이패스관이 설치되되, 상기 고압 LNG 바이패스관의 말단이 상기 펌핑실의 입구 쪽으로 향하도록 설치된 것을 특징으로 하는 LNG용 초저온 고압 펌프 구조.
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청구항 1에 있어서,

상기 모터는 그 회전축이 상기 펌핑실의 하방으로 향하게 설치되고,

상기 임펠러는 모터의 회전축의 하측에는 일체로 마련된 것을 특징으로 하는 LNG용 초저온 고압 펌프 구조.
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청구항 1에 있어서,

상기 고압 LNG 바이패스관은 상기 펌핑실에서 상기 임펠러와 대면하는 부분에 설치된 것을 특징으로 하는 LNG용 초저온 고압 펌프 구조.
LNG를 펌핑하도록 구성된 LNG용 초저온 고압 펌프 구조로서,

상기 LNG용 초저온 고압 펌프 내에서 모터의 발열에 의해 발생된 증발가스를, 상기 LNG용 초저온 고압 펌프의 펌핑 작용부의 도중에서 빼낸 고압의 LNG의 흡인력을 이용해서 상기 LNG용 초저온 고압 펌프 내의 LNG와 혼합되게 유도하여 상기 증발가스를 응축시킨 후 상기 펌핑 작용부의 입구로 유입시키도록 구성되며, 상기 LNG용 초저온 고압 펌프는 하우징을 포함하고, 상기 하우징 내에는 LNG를 고압으로 승압하여 펌핑하기 위한 펌핑실이 설치되고, 상기 펌핑실 내에는 모터와 임펠러가 설치되며, 상기 하우징의 하측에는 LNG 저장탱크로부터 LNG를 흡입하기 위한 LNG 흡입라인이 연결되고 하우징의 상부에는 그 내부에서 고압으로 승압된 LNG를 기화기로 토출하기 위한 LNG 토출라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 LNG용 초저온 고압 펌프 구조.
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