KR101239335B1 - 부유식 재기화 설비의 테스트 장치 및 이를 포함한 선박 - Google Patents

Abstract

부유식 재기화 설비의 테스트 장치 및 이를 포함한 선박이 개시된다.
본 발명의 일 실시예는 LNG 재기화 설비에 결합되기 위한 매니폴드 연결장치와, 상기 매니폴드 연결장치를 경유한 천연가스의 압력을 미리 정한 부유식 재기화 설비의 테스트조건에 맞도록 조절하는 감압 밸브와, 상기 감압 밸브를 경유한 천연가스의 온도변화를 조절하는 온도 조절장치와, 상기 온도 조절장치를 경유한 천연가스를 수용부에 공급시키기 위해, 상기 수용부와 결합되는 배관부를 포함한다.

Description

부유식 재기화 설비의 테스트 장치 및 이를 포함한 선박{TEST FACILITY FOR LNG REGASIFICATION UNIT AND VESSEL HAVING THE SAME TEST FACILITY}

본 발명은 부유식 재기화 설비의 테스트 장치 및 이를 포함한 선박에 관한 것이다.

최근에는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; 이하, 'LNG'라 함)를 운반하기 위한 LNG 운반선 또는 선박에 별도의 재기화 시스템을 탑재하여 해상에서 소비처로 천연가스를 직접 공급할 수 있는 선박들이 등장하고 있으며, 선박 형태뿐만 아니라 해양 구조물 또는 부유식 구조물 위에 재기화 시스템을 탑재하여 동일한 역할을 수행하도록 구성되는 구조물도 등장하고 있다.

이러한 선박이나 해양 구조물에 탑재된 재기화 시스템은 LNG를 기화시키는 방법에 따라 해수 또는 다른 열매를 이용하여 LNG를 기화시키는 다양한 설비들이 이용될 수 있다.

이러한 재기화 시스템을 탑재한 선박 또는 구조물들은 선주 측의 입장에서 인도 전 성능 확인을 매우 중요한 요구 사안으로 제시하고 있고, 조선소 측의 입장에서도 선박 또는 해양 구조물 인도 이후 성능 부적합에 대한 엄청난 규모의 보증 금액 요구 또는 계약 파기 등의 계약 조건 등의 위험 부담을 회피하기 위하여 건조된 이후 성능 테스트가 필요하다.

그러나, 재기화 선박 또는 해양 구조물에 탑재된 부유식 재기화 설비의 재기화 성능을 테스트 하기 위해서는, 실제적으로 액화천연가스를 재기화 설비를 이용하여 재기화할 때 재기화 성능을 검증할 수 있으나, 현실적으로 엄청난 양의 고압 가스를 처리하는 방안이 수립되지 않아 통상적으로 고압 가스 처리 설비가 구비된 실제 운용 지역에서 실시하여야 하는 어려움이 있다.

종래 기술에 따른 LNG 재기화 선박용 모의 부이를 이용한 LNG 재기화 선박의 작동 시험 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, LNG 재기화 선박(1)에 연결 가능한 모의 부이(2)를 갖는 모의 부이 장치(3)를 이용하여 수행된다.

종래 기술의 모의 부이(2)를 이용한 LNG 재기화 선박(1)의 작동 시험 방법은 실제로 사용되는 부이와 동일한 형상 및 중량을 가지는 모의 부이(2)를 이용하여 해상 LNG 재기화 시스템이 마련된 LNG 재기화 선박(1)의 작동을 시험하되, 모의 부이(2)가 해수면 아래의 일정 수심에 위치되도록 계류시키는 단계와, 계류된 모의 부이 장치(3)를 끌어올려 LNG 재기화 선박(1)에 마련된 터릿(4)의 하단에 결합시키는 단계와, 상기 모의 부이(2)를 상기 터릿(4)의 하단으로부터 분리시켜 해수면 아래의 일정 수심까지 하강시키는 단계를 포함한다.

이러한 단계의 진행 과정 중, 모의 부이(2)가 터릿(4)에 결합된 후, 실제 상황에서 부이가 LNG 재기화 선박(1)의 터릿(4)에 결합된 상태를 가정하여 LNG 재기화 선박(1)에 탑재된 재기화 시스템(10) 등의 작동 이상 유무를 단순히 체크하여 볼 수 있고, 평상시의 정상 결합 또는 분리작업, 수동 분리작업 및 비상시의 긴급 분리작업 등의 작동 시험이 이루어질 수 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 LNG 재기화 선박용 모의 부이를 이용한 LNG 재기화 선박의 작동 시험 방법은 단순히 모의 부이를 이용하고, 실제 상황과 같이 재기화 양화 및 하역 시험을 할 수 있는 운용 설비의 부재로 인하여, 역시 엄청난 양의 고압 가스를 직접 처리할 수 있는 지에 대한 실제적인 재기화 처리 성능 테스트를 수행하기 어렵다.

또한, 종래 기술에 따른 LNG 재기화 선박용 모의 부이를 이용한 LNG 재기화 선박의 작동 시험 방법은 모의 부이를 해수면 아래의 일정 수심에 계류시키기 위해서, 조선소 인근의 얕은 바다에서는 수행하기 어려움으로써, 선박의 건조와 함께, 선박에 탑재된 부유식 재기화 설비의 재기화 성능 테스트를 조선소 또는 그 주변에서 수행하기 어렵다.

또한, 종래 기술에 따른 LNG 재기화 선박용 모의 부이를 이용한 LNG 재기화 선박의 작동 시험 방법은 LNG 재기화 선박이 모두 완성된 후에야 테스트를 수행할 수 있는 단점이 있다.

본 발명의 실시예는 부유식 재기화 설비에 탈부착 될 수 있는 모듈형의 장치 본체를 제공하여, 선주에게 인도 전에 재기화 설비의 재기화 처리 성능 테스트를 실시할 수 있고, 성능 보증에 따른 건조 조선소 위험 부담 회피를 도모할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, LNG 재기화 설비에 결합되기 위한 매니폴드 연결장치와, 상기 매니폴드 연결장치를 경유한 천연가스의 압력을 미리 정한 부유식 재기화 설비의 테스트조건에 맞도록 조절하는 감압 밸브와, 상기 감압 밸브를 경유한 천연가스의 온도변화를 조절하는 온도 조절장치와, 상기 온도 조절장치를 경유한 천연가스를 수용부에 공급시키기 위해, 상기 수용부와 결합되는 배관부를 포함하는 부유식 재기화 설비의 테스트 장치가 제공될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 매니폴드 연결장치와 감압 밸브와 온도 조절장치와 배관부 사이를 상호 연결하는 내부이송라인을 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 매니폴드 연결장치 또는 감압 밸브 또는 온도 조절장치 또는 상기 배관부 또는 내부이송라인에 설치되어서 압력, 유량, 온도를 검출하는 센서부와, 상기 센서부로부터 수신된 검출신호를 기초로 상기 감압 밸브와 상기 온도조절장치를 조절하고, 상기 센서부를 통해 검출된 검출신호에 대응한 정보를 디스플레이 하거나 저장하는 컨트롤 패널을 포함한 테스트 제어장치를 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 온도 조절장치는 천연가스 가열용 히터(heater) 또는 열교환기 일 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 상기 매니폴드 연결장치와 감압 밸브와 온도 조절장치와 테스트 제어장치와 내부이송라인이 본체 케이싱의 내부 또는 외부에 탑재되고, 상기 본체 케이싱에 러그를 부착하여 포터블형 장치 본체로 구성될 수 있다.

또한, 본 실시예의 다른 측면에 따르면 부유식 재기화 설비의 테스트 장치를 포함한 선박이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예는 LNG 재기화 선박의 완성 전에 부유식 재기화 설비의 성능을 테스트 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 실제 운용 지역이 아닌 해상이나 육상에서 LNG의 재기화 설비의 재기화 처리 성능 테스트를 필요로 하는 장소로 장비 본체를 쉽게 이동시킬 수 있도록, 장비 본체를 이동 가능하게 모듈화 함으로써, 적은 비용으로 장소에 상관없이 LNG의 재기화 처리 성능 테스트를 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 재기화 설비에서 토출되는 고압(100 ~ 120 Bar)의 천연가스를 저압으로 조절하고, 압력 조절시 수발될 수 있는 온도 저하를 방지하면서 경제적이고 안정적으로 재기화된 고압 가스를 처리하면서 재기화 처리 성능 테스트를 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 모의 부이 또는 부이를 이용하지 않기 때문에, 장소 제약이 매우 적고, 화물창을 갖는 부유식 선박 형태로 제작 된 후, 재기화 설비의 테스트가 필요로 하는 다른 선박에 연결되어 사용될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 LNG 재기화 선박용 모의 부이를 이용한 LNG 재기화 선박의 작동 시험 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 재기화 설비의 테스트 장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 부유식 재기화 설비의 테스트 장치의 사용 상태도이다.
도 4는 도 2에 도시된 부유식 재기화 설비의 테스트 장치를 포함한 선박의 사용 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 재기화 설비의 테스트 장치를 도시한 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 장치 본체(100)는 선박 또는 부유식 구조물 또는 해상 구조물에 포함되어 사용되거나, 포터블(portable) 타입으로 별도 제작되어, 취부 가능한 모듈 형태로 사용될 수 있다.

본 실시예에서 "선박"이라는 용어는 수상을 항해하는 구조물을 의미하는 것으로 한정되지 않으며, 수상을 항해하는 구조물뿐만 아니라, 수상에서 부유하며 작업을 수행하는 FLNG와 같은 해상 또는 해양 구조물을 포함하는 것으로 사용된다. 본 실시형태의 선박은 예를 들어, LNGC 또는 LNG RV 또는 FLNG일 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 실시예의 장치 본체(100)는 포터블형으로 제작될 수 있다. 예컨대, 장치 본체(100)는 이동 또는 견인 또는 크레인 등을 이용한 양하역이 가능한 구조로 내부 공간을 갖도록 제작된 본체 케이싱(101)과, 본체 케이싱(101)의 외부(예: 상부 하우징의 외부)에 복수개로 결합된 러그(102)를 포함할 수 있다.

본체 케이싱(101)에서 양하역이 가능한 구조는 하부 팔렛트와 상부 하우징으로 구성될 수 있다.

본 실시예의 장치 본체(100)는 매니폴드 연결장치(110), 감압 밸브(120), 온도 조절장치(130), 배관부(140), 내부이송라인(150), 테스트 제어장치(160)를 포함할 수 있다.

매니폴드 연결장치(110), 감압 밸브(120), 온도 조절장치(130), 배관부(140), 내부이송라인(150), 테스트 제어장치(160)는 본체 케이싱(101) 내부 또는 외부에 탑재되어 포터블형 장치 본체(100)로서 구성 될 수 있다.

내부이송라인(150)은 매니폴드 연결장치(110), 감압 밸브(120), 온도 조절장치(130), 배관부(140) 각각을 상호 연결할 수 있도록 결합되어 있을 수 있다.

내부이송라인(150)의 일측 끝단에 연결된 매니폴드 연결장치(110)는 LNG 재기화 설비(10)에 결합되기 위한 수단일 수 있다.

예컨대, 매니폴드 연결장치(110)는 LNG 재기화 설비(10)의 출구측 고압(100 ~ 120 Bar) 환경에서 다중 연결을 수행하도록 구성될 수 있다.

즉, 매니폴드 연결장치(110)의 커넥팅 부위는 LNG 재기화 설비(10)의 센드 아웃(send-out) 장치 또는 고압 매니폴드 시스템(HP Manifold System)에 탈부착 방식으로 연결될 수 있도록, 센드 아웃(send-out) 장치 또는 고압 매니폴드 시스템(HP Manifold System)의 기술 규격을 만족하도록 구성될 수 있다.

감압 밸브(120)는 내부이송라인(150)을 따라 유동하여 매니폴드 연결장치(110)를 경유한 천연가스의 압력을 미리 정한 부유식 LNG 재기화 설비(10)의 테스트조건에 맞도록 조절하는 역할을 담당할 수 있다.

여기서, 감압 밸브(120)는 전자 제어식 글로브 밸브로 구성될 수 있고, 글로브 밸브 포지션에 따라 압력을 조절할 수 있다.

온도 조절장치(130)는 내부이송라인(150)을 따라 유동하여 감압 밸브(120)를 통과할 때 예상되는 천연가스의 온도변화를 보상 또는 조절하는 역할을 담당할 수 있다.

즉, 온도 조절장치(130)는 감압에 의한 급격히 온도 저하된 천연가스를 가열할 수 있다.

이를 위해, 온도 조절장치(130)는 내부이송라인(150)에 결합되어 감압된 천연가스 가열용 히터(heater) 또는 열교환기 또는 산업용 히터 유닛이 될 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 산업용 히터 유닛에 있어서, 면상발열히터, 히터 유닛, 밴드 히터(bend heater), 핀튜브(fin-tube) 중 하나 또는 이들을 조합한 형태의 유닛이 본 발명에 적용될 수 있다.

배관부(140)는 내부이송라인(150)을 따라 유동하여 온도 조절장치(130)를 경유한 천연가스를 수용부(90)에 공급시키도록, 상기 수용부(90)에 결합되는 배관망으로 이해될 수 있다.

여기서, 수용부(90)는 재기화 설비 테스트 동안 천연가스를 저장하기 위한 LNG 화물창용 저장탱크(91)일 수 있다.

또한, 수용부(90)는 도시되어 있지 않지만, 재기화 설비 테스트 동안 발생되는 천연가스를 이용하기 위한 이용처로서 이중연료 엔진 또는 GCU(Gas Combustion Unit)일 수 있다.

예컨대, 배관부(140)는 내부이송라인(150)의 타측 끝단에 결합된 고압 밸브(141)와 배관부재(142) 및 수용부(90)용 커넥터(143)로 구성될 수 있다.

만일, 수용부(90)가 LNG 화물창의 저장탱크(91)일 경우, 배관부(140)의 커넥터(143)는 저장탱크(91)의 리퀴드 라인(99)에 연결될 수 있는 커넥팅 부재로 구성될 수 있다. 또한, 수용부(90)가 이중연료 엔진 또는 GCU일 경우, 이중연료 엔진 또는 GCU의 유입구에 대응하여 연결될 수 있는 다른 커넥팅 부재로 상기 커넥터(143)로 구성될 수 있으므로, 위와 같이 리퀴드 라인(99)용 커넥팅 부재로만 한정되지 않을 수 있다.

테스트 제어장치(160)는 내부이송라인(150)에 설치되어서 압력, 유량, 온도를 검출하는 센서부(161)와, 이런 센서부(161)로부터 수신된 검출신호를 기초로 감압 밸브(120)와 온도 조절장치(130)의 작동을 조절하고, 센서부(161)를 통해 검출된 정보를 디스플레이 하거나 저장하는 컨트롤 패널(162)을 가질 수 있다.

여기서, 센서부(161)의 설치 위치는 내부이송라인(150)으로만 한정되지 않으며, 매니폴드 연결장치(110) 또는 감압 밸브(120) 또는 온도 조절장치(130) 또는 상기 배관부(140) 중 하나에도 설치될 수 있으므로, 이에 한정되지 않을 수 있다.

이하, 본 발명의 부유식 재기화 설비의 테스트 장치의 작동 방법에 대해서 설명하도록 하겠다.

도 3은 도 2에 도시된 부유식 재기화 설비의 테스트 장치의 사용 상태도이다.

도 3을 참조하면, 장치 본체(100)는 크레인(70) 또는 중량물 운반 수단(도시 안됨)에 의해, 부유식 재기화 설비를 갖고 있으며 육상 또는 안벽 등에 계류되어 건조 중인 선박(80) 쪽으로 운반될 수 있다.

이후, 장치 본체(100)는 선박(80)의 LNG 재기화 설비(10)와 수용부(90)인 저장탱크(91)의 사이에 배치될 수 있다.

이후, 장치 본체(100)의 매니폴드 연결장치(110)는 LNG 재기화 설비(10)에 연결되고, 장치 본체(100)의 커넥터(143)는 저장탱크(91)에 연결될 수 있다.

작업자는 테스트 제어장치(160)의 컨트롤 패널의 전원을 온(ON)시켜서 재기화 처리 성능 테스트의 대기 상태로 장치 본체(100)를 유지시킬 수 있다.

이후, LNG 재기화 설비(10)에서는 통상의 재기화 프로세스에 따라 고압의 천연가스가 발생되고, 이는 매니폴드 연결장치(110)를 통해 장치 본체(100)의 내부이송라인 쪽으로 공급될 수 있다.

이후, 테스트 제어장치(160)는 감압 밸브(120)의 밸브 포지션을 제어하여 LNG 재기화 설비(10)의 테스트조건에 맞도록 천연가스의 압력을 강하 시킬 수 있다.

또한, 테스트 제어장치(160)는 온도 조절장치(130)의 작동을 제어하여 감압에 의한 천연가스의 급격한 온도 변화를 조절할 수 있다.

또한, 테스트 제어장치(160)는 센서부(161)를 통해 검출된 검출신호에 대응한 정보를 디스플레이 하거나 저장할 수 있다.

작업자는 테스트 제어장치(160) 또는 LNG 재기화 설비(10)용 작동 제어반을 이용하여 LNG 재기화 설비(10)의 작동 성능을 테스트 할 수 있다.

또한, LNG 재기화 설비(10)의 재기화 처리 성능 테스트 과정 중에 발생되는 천연가스는 저장탱크(91)에 저장되거나, 또는 이중연료 엔진 또는 GCU 등과 같은 이용처로 공급될 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 부유식 재기화 설비의 테스트 장치를 포함한 선박의 사용 상태도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 장치 본체(100)가 저장탱크(92)를 갖는 선박 또는 부유체(93)에 포함되어서, 부유체(93)와 일체화된 구성으로 제작될 수 있다.

즉, 장치 본체(100)와 부유체(93)는 견인 수단(60) 또는 부유체(93)에 미리 마련된 추진 장치(도시 안됨)를 이용하여, 부유식 재기화 설비 테스트가 필요한 선박(81) 쪽에 접근할 수 있다.

이런 경우, 선박(81)에 저장탱크가 완벽하게 구비되어 있지 않더라도, 재기화 처리 성능 테스트가 필요한 LNG 재기화 설비(10)를 현장에서 직접 용이하게 테스트할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 기시된 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

100 : 장치 본체 110 : 매니폴드 연결장치
120 : 감압 밸브 130 : 온도 조절장치
140 : 배관부 150 : 내부이송라인
160 : 테스트 제어장치 161 : 센서부

Claims (6)

1. LNG 재기화 설비에 결합되기 위한 매니폴드 연결장치와,
   상기 매니폴드 연결장치를 경유한 천연가스의 압력을 미리 정한 부유식 재기화 설비의 테스트조건에 맞도록 조절하는 감압 밸브와,
   상기 감압 밸브를 경유한 천연가스의 온도변화를 조절하는 온도 조절장치와,
   상기 온도 조절장치를 경유한 천연가스를 수용부에 공급시키기 위해, 상기 수용부와 결합되는 배관부를 포함하는
   부유식 재기화 설비의 테스트 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 매니폴드 연결장치와 감압 밸브와 온도 조절장치와 배관부 사이를 상호 연결하는 내부이송라인을 포함하는
   부유식 재기화 설비의 테스트 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 매니폴드 연결장치 또는 상기 감압 밸브 또는 상기 온도 조절장치 또는 상기 배관부 또는 상기 내부이송라인에 설치되어서 압력, 유량, 온도를 검출하는 센서부와,
   상기 센서부로부터 수신된 검출신호를 기초로 상기 감압 밸브와 상기 온도조절장치를 조절하고, 상기 센서부를 통해 검출된 검출신호에 대응한 정보를 디스플레이 하거나 저장하는 컨트롤 패널을 포함한 테스트 제어장치를 포함하는
   부유식 재기화 설비의 테스트 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 온도 조절장치는 천연가스 가열용 히터(heater) 또는 열교환기인 것을 특징으로 하는
   부유식 재기화 설비의 테스트 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 매니폴드 연결장치와 감압 밸브와 온도 조절장치와 테스트 제어장치와 내부이송라인이 본체 케이싱의 내부 또는 외부에 탑재되고, 상기 본체 케이싱에 러그를 부착하여 포터블형 장치 본체로 구성되는
   부유식 재기화 설비의 테스트 장치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 부유식 재기화 설비의 테스트 장치를 포함한 선박.
   

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