KR101053516B1 - 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단에 관한 것으로, 더욱 상세히는 액화천연가스 운반선 내에 복수개로 구비된 저장탱크의 코퍼댐에 장착되는 가열코일을 포함하는 가열 수단에 있어서, 상기 가열코일을 상호 연결하며 일측에 외부로부터 열을 받는 수열부가 구비된 연결관; BOG(Boil Off Gas) 또는 질소가스를다단으로 압축하는 압축기 토출측에 각각 장착되어 청수가 순환하는 중간 냉각기의 일측에 상기 연결관측으로 열을 전달하는 전열부가 구비된 순환배관; 및 상기 수열부 및 전열부 상호간의 열교환이 이루어지는 열교환기;를 포함하는 것을 기술적 요지로 하여 불필요한 에너지 소모를 최소화할 수 있음은 물론, 폐열을 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단에 관한 것이다.
액화천연가스 운반선, 가열코일, 코퍼댐, 수열부, 연결관, 전열부, 순환배관, 열교환기

Description

액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단{DEVICE FOR HEATING THE COFFERDAM OF LIQUEFIED NATURAL GAS CARRIER}
본 발명은 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단에 관한 것으로, BOG 또는 질소가스 압축기의 중간 냉각기를 순환하는 청수를 코퍼댐에 장착된 가열코일의 부동액과 열교환기에서 상호 열교환하도록 하는 구조를 채택하여, 불필요한 에너지 소모를 최소화할 수 있음은 물론, 폐열의 효율적인 활용이 가능한 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스 운반선의 저장탱크는 누설방지 및 단열에 완벽을 기해야 함은 물론, 저장탱크의 온도 변화에 따른 안정성 유지 등에 각별한 주의를 기울여야 한다.
특히, 액화 천연가스는 대기압 보다 약간 높은 증기압과, -260℉(-160℃)의 비등 온도 상태에서 수송되어야 하므로, 이러한 저장탱크를 포함한 다양한 형태의 격납 구조는 극저온에도 견딜 수 있는 물질로 구성되어야 하며, 광범위한 온도 변화에도 순응해야 하므로, 열 유입은 방지하면서도 선박의 기본적인 선체 구조물이 냉각되어 취성이 발생하는 것 또한 방지하는 효과적인 온도 절연물로 설계되어야 하는 것이다.
상기와 같은 관점에서 본 출원인이 기출원한 대한민국 등록특허 제10-0655877호의 '액화천연가스 운반선의 코퍼댐 히팅 수단'과 같은 것을 들 수 있으며, 도 1은 이러한 상기 선행기술의 실시예를 나타낸 사시도이다.
상기 선행기술은 코퍼댐을 세로 판(112)과 가로 판(114)이 격자로 구분된 구조로 하고 도 1(a)와 같은 직선 형태의 히팅코일(10), 또는 도 1(b)와 같은 히팅 코일(122)과 연결 코일(124)의 구조로 되어있다.
참고로, 116은 상기 연결 코일(124)에 의한 열이 코퍼댐 내부의 공기를 매개체로, 작업자의 이동 통로, 파이프의 통행로 등으로 사용되기 위한 홀을 나타낸다.
그러나, 상기 선행기술은 상기 히팅코일(10, 122) 및 연결코일(124)에 별도의 열 공급원, 즉 가열 증기를 공급하는 보일러 등을 마련하여야 하므로, 열 공급원의 가동을 위하여 추가적인 에너지의 소모가 불가피한 문제점이 있었다.
또한, 상기 선행기술은 보일러와 같은 열 공급원의 가동을 위한 에너지 소모에 소요되는 연료로 인한 추가적인 환경 오염의 문제 또한 내포하고 있었던 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 불필요한 에너지 소모를 최소화할 수 있음은 물론, 폐열을 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 대폭적인 구조 개선이나 변경에 의하지 않고도 기존의 설비를 활용하여 코퍼댐의 온도를 유지하여 코퍼댐의 내구성을 유지할 수 있도록 한 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단을 제공하고자 하는데 에도 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 액화천연가스 운반선 내에 복수개로 구비된 저장탱크의 코퍼댐에 장착되는 가열코일을 포함하는 가열 수단에 있어서, 상기 가열코일을 상호 연결하며 일측에 외부로부터 열을 받는 수열부가 구비된 연결관; 중간 냉각기는 BOG(Boil Off Gas)를 다단으로 압축하는 압축기의 토출측에 각각 장착되어 청수가 순환하는 중간 냉각기의 일측에 상기 연결관측으로 열을 전달하는 전열부가 구비된 순환배관; 및 상기 수열부 및 전열부 상호간의 열교환이 이루어지는 열교환기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 중간 냉각기는 질소가스를 다단으로 압축하는 압축기의 토출측 에 각각 장착될 수 있다.
또한, 상기 중간 냉각기는 BOG(Boil Off Gas) 및 질소가스를 각각 다단으로 압축하는 압축기의 토출측에 각각 장착될 수도 있음은 물론이다.
본 발명은 BOG 또는 질소가스 압축기의 중간 냉각기를 순환하는 청수와 코퍼댐 가열코일을 상호 연결하는 연결관 내의 부동액이 상호 열교환하는 구조를 채택함으로써 추가적인 에너지를 소모하는 별도의 열 공급원이 필요없이 순환하는 청수에 의한 폐열을 활용함으로써 에너지 효율의 대폭적인 향상과 함께 에너지 소모에 따른 불필요한 비용 발생을 최소화하고, 환경 오염의 발생 또한 최소화할 수 있다.
그리고, 본 발명은 간단한 배관의 배치 변경 만으로도 선박 내부의 대폭적인 구조 개선이나 변경에 의하지 않고도 기존의 설비를 활용하여 코퍼댐 온도를 적정선에서 유지할 수 있으므로, 취성으로 인한 균열 및 파괴 등의 치명적인 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 기존의 코퍼댐 가열 수단에 비하여 별도의 열 공급원이 불필요하기 때문에 선박 내부 공간의 활용을 극대화할 수도 있게 되는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 액화천연가스(이하 '엘엔지') 운반선의 코퍼댐 가열 수단의 전체적인 구성을 나타낸 배관 계통도이며, 본 발명은 도시된 바와 같이 크 게 연결관(100), 순환배관(200) 및 열교환기(300)로 이루어진 구성임을 파악할 수 있다.
본 발명의 연결관(100)은 엘엔지 운반선 내에 복수개로 구획된 저장탱크(500) 외면을 지지하는 코퍼댐(510)에 장착되어 내부에 부동액이 순환하는 가열코일(400)을 상호 연결하게 된다.
상기 연결관(100)은 후술할 열교환기(300)측으로 부동액이 유입되는 유입 연결관(101)과, 다시 상기 코퍼댐(510)측으로 부동액이 배출되는 배출 연결관(102)으로 나뉠 수 있고, 상기 유입 및 배출 연결관(101, 102)이 전열면적과 각 연결관(101, 102) 내 부동액의 지체시간을 최대화하여 열교환기(300)에 내장되며 외부로부터 열을 받기 위한 수열부(110)가 일측에 구비된 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 순환배관(200)은 도 2에서는 특별히 도시되지는 않았으나, BOG(Boil Off Gas) 또는 질소가스를 다단으로 압축하는 압축기의 토출측에 각각 장착되어 청수(淸水; 선박내 주방용 또는 위생용의 담수)가 순환하는 중간 냉각기의 일측에 상기 연결관(100)측으로 열을 전달하는 전열부(210)를 구비한 것이다.
여기서, 상기 수열부(110) 및 전열부(210)의 형상은 전술한 바와 같이 전열면적 및 부동액의 지체시간을 최대화하여 열교환 효율을 높일 수 있도록 코일 스프링 형상 또는 사행(蛇行) 형상 등 다양한 형상으로 제작할 수 있다.
이때, 상기 수열부(110) 및 전열부(210)에는 전열면적의 극대화를 위한 다양한 형상의 핀을 더 구비할 수도 있음은 물론이다.
한편, 본 발명에 따른 열교환기(300)는 상기 수열부(110) 및 전열부(210) 상호간의 열교환이 이루어지는 공간을 제공하는 것으로, 상기 열교환기(300) 외면에는 외부로의 열손실 발생을 방지하기 위하여 단열 피복을 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 주요부를 도 2 내지 도 4를 참고로 설명하고자 하며, 도 2 내지 도 4에 표기되지 않은 도면 부호는 도 1을 참고하면 될 것이며, 도 3 및 도 4에 표기되지 않은 도면 부호는 나머지 도면을 통하여 참고하면 될 것이다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단은 연결관(100)의 수열부(110)와, 순환배관(200)의 전열부(210)가 열교환기(300)에서 상호 열교환하는 구조이다.
여기서, 상기 전열부(210)는 저장탱크(500)에서 발생하는 BOG를 다단 압축하는 BOG 가열기(600)의 배관과, 질소가스를 냉각 순환시키는 질소가스 냉각기(700) 배관이 상호 열교환하는 액냉각기(800)를 통하여 임시저장조(900)를 거쳐 재액화된 엘엔지가 각각의 저장탱크(500)로 되돌려지는 구조에서부터 이루어지게 된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전열부(210)는 상기 BOG 가열기(600)의 각 압축기(601, 602, 603)에 구비된 중간 냉각기(610, 620, 630)의 각 순환배관(612, 622, 632) 일측이 전열부(210)의 역할을 수행하게 되는 것이다.
참고로, 도면 상에서 750은 질소가스 팽창기를 나타낸다.
그리고, 본 발명은 상기 BOG 가열기(600)의 중간 냉각기(610, 620, 630)의 각 순환배관(612, 622, 632) 일측이 전열부(210) 역할을 하는 것 외에도, 도 4와 같이 질소가스 냉각기(700)의 구조로부터 전열부(210)를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전열부(210)는 질소가스가 냉각 순환하는 질소가스 냉각기(700) 배관 상에서 질소가스를 다단 압축하는 압축기(701, 702, 703)에 구비된 중간 냉각기(710, 720, 730)의 각 순환배관(712, 722, 732) 일측이 전열부(210)의 역할을 수행하게 된다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 실시예 외에도 도 5와 같이 BOG 가열기(600) 및 질소가스 냉각기(700)로부터 전열부(210)를 형성할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전열부(210)는 상기 BOG 가열기(600)의 각 순환배관(612, 622, 632) 일측 및 상기 질소가스 냉각기(700)의 각 순환배관(712, 722, 732) 일측이 전열부(210) 역할을 수행할 수도 있게 되는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 불필요한 에너지 소모의 최소화가 가능하고, 폐열을 효율적으로 활용할 수 있음은 물론, 대폭적인 구조 개선이나 변경에 의하지 않고도 기존의 설비를 활용하여 코퍼댐의 온도를 유지하여 코퍼댐의 내구성을 유지할 수 있도록 한 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단을 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.
본 발명의 기본적인 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
도 1은 종래 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단의 실시예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단의 전체적인 구성을 나타낸 배관 계통도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단의 다양한 실시예를 나타낸 배관 계통도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 연결관 101 : 유입 연결관
102 : 배출 연결관 110 : 수열부
200 : 순환배관 210 : 전열부
300 : 열교환기 400 : 가열코일
500 : 저장탱크 510 : 코퍼댐
600 : BOG 가열기 700 : 질소가스 냉각기

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 액화천연가스 운반선 내에 복수개로 구비된 저장탱크의 코퍼댐에 장착되는 가열코일을 포함하는 가열 수단에 있어서,
    상기 가열코일을 상호 연결하며 일측에 외부로부터 열을 받는 수열부가 구비된 연결관;
    BOG(Boil Off Gas)를 다단으로 압축하는 압축기의 토출측에 각각 장착되어 청수가 순환하는 중간 냉각기의 일측에 상기 연결관측으로 열을 전달하는 전열부가 구비된 순환배관; 및
    상기 수열부 및 전열부 상호간의 열교환이 이루어지는 열교환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단.
  3. 액화천연가스 운반선 내에 복수개로 구비된 저장탱크의 코퍼댐에 장착되는 가열코일을 포함하는 가열 수단에 있어서,
    상기 가열코일을 상호 연결하며 일측에 외부로부터 열을 받는 수열부가 구비된 연결관;
    질소가스를 다단으로 압축하는 압축기의 토출측에 각각 장착되어 청수가 순환하는 중간 냉각기의 일측에 상기 연결관측으로 열을 전달하는 전열부가 구비된 순환배관; 및
    상기 수열부 및 전열부 상호간의 열교환이 이루어지는 열교환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단.
  4. 액화천연가스 운반선 내에 복수개로 구비된 저장탱크의 코퍼댐에 장착되는 가열코일을 포함하는 가열 수단에 있어서,
    상기 가열코일을 상호 연결하며 일측에 외부로부터 열을 받는 수열부가 구비된 연결관;
    BOG(Boil Off Gas) 및 질소가스를 다단으로 압축하는 압축기의 토출측에 각각 장착되어 청수가 순환하는 중간 냉각기의 일측에 상기 연결관측으로 열을 전달하는 전열부가 구비된 순환배관; 및
    상기 수열부 및 전열부 상호간의 열교환이 이루어지는 열교환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선의 코퍼댐 가열 수단.
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