KR101324116B1 - 펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비 - Google Patents

펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비 Download PDF

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Abstract

펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비는 선체를 갖는 부유식 액화천연가스 설비에 있어서, 상기 선체에 설치되는 화물창과, 상기 화물창 내부에 설치되는 펌프타워와, 상기 펌프타워의 상부에 제공되는 리퀴드돔과, 상기 리퀴드돔의 연직 상방으로 유지보수구멍이 마련되고 상기 선체의 상갑판에 지지되도록 설치된 상부모듈을 포함한다.

Description

펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비{FLOATING LNG FACILITY HAVING TOPSIDE MODULE CAPABLE MAINTENANCE OF PUMP TOWER}
본 발명은 펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비에 관한 것이다.
일반적으로, 부유식 액화천연가스 설비는 FPSO(floating production, storage and offloading)로 잘 알려진 바와 같이, 해상에서 부유하면서 생산과 저장과 하역을 할 수 있는 구조물 또는 선박으로 알려져 있다.
여기서, FPSO는 해양 플랜트나 시추선에서 뽑아낸 액화천연가스를 정제하고 이를 저장해서 운반선이나 기타 이송 장소에 하역을 할 수 있는 특수 선박을 의미할 수 있는 것으로서, 천연가스시스템인 부유식 액화천연가스 설비와, 원유시스템인 원유 및 가스 처리설비가 있을 수 있다.
예컨대, 종래 기술에 따른 부유식 액화천연가스 설비 또는 부유식 해상구조물은 저장기능을 하도록 선체구조(Hull)를 포함한 하부설비와, 액화천연가스 또는 원유를 생산하고 처리기능을 하는 상부설비(Topsides)와, 하부설비 및 상부설비를 연결하여 주는 인터페이스설비(Interface)로 구성되어 있을 수 있다.
또한, 상부설비는 복수개의 액화모듈, 발전기모듈, 전기실모듈, 전처리모듈, 수분제거모듈, BOG(Boil-Off Gas)압축기를 갖는 BOG처리모듈과, CMR(Cargo Machinery Room)모듈과, 액화천연가스 하역모듈 등으로 이루어진 상부모듈을 포함할 수 있다.
그 밖에, 부유식 해상구조물은 플레어 타워(flare tower), 터릿(turret), 거주구, 헬리데크 등의 구조물들을 탑 사이드(Top Side)에 더 구비하고 있다.
발명의 배경이 되는 특허문헌을 참조하면, 종래의 부유식 해상구조물(10)에서는 도 1에서 도시한 바와 같이, LNG 저장탱크 내의 LNG를 기화기로 공급하여 기화시키게 되는데, 고압 펌프를 이용하여 LNG 저장탱크 내의 LNG를 기화기로 공급한다.
LNG 저장탱크는 그 크기가 증가함에 따라 고압 펌프의 길이도 증가하고 있으며, 이에 따라 고압 펌프를 지지하기 위한 구조물로 펌프타워(20)가 설치된다.
그런데, 종래의 부유식 해상구조물은 앞서 언급한 각각의 상부모듈에 해당하는 복수개의 상부설비용 운용장비(30)가 펌프타워(20)의 설치 위치와 겹치는 갑판의 상부, 즉 탑 사이드(Top Side)(16)에 설치되어 있음에 따라, 펌프타워(20)의 설치를 위한 공간확보가 매우 어렵다.
이에 따라 펌프타워(20)의 탑재 이후, 탑 사이드(Top Side)(16)의 상부에 각종 운용장비(30)들을 설치하는 시도가 있으나, 펌프타워(20)로 인해 작업이 용이하지 않아 공정을 지연시키는 요인이 되고 있다.
또 다른 시도로서, 종래의 부유식 해상구조물(10)에서는 펌프타워(20)가 각종 운용장비(30)들과 서로 겹치지 않도록 설계하여, 설치위치를 가변적으로 마련한 바 있다.
그러나, 부유식 해상구조물(10)의 설계 변경은 LNG 저장탱크의 구조 형상 변경, 연결 라인 변경, 선체의 갑판 평면적 변경, 선주의 운용장비 배치 변경 요청 등 수많은 변수들에 의해 정해짐에 따라, 단순히 펌프타워(20)가 운용장비(30)와 겹치지 않게 설계하는 것 자체가 매우 어려운 상황이다.
또한, 화재 및 가스누출 시에도 상호 전이될 위험을 최소화시키기 위해서, 운용장비(30) 중 액화천연가스 하역모듈을 복수개의 액화모듈로부터 가능한 멀리 배치하거나, 운용 효율화를 위해 터릿 근처에 발전기모듈, 전기실모듈, 전처리모듈 및 수분제거모듈을 집중 배치하거나, 복수개의 액화모듈을 선체의 좌현쪽에 배열하는 반면, LNG 운반선이 계류하여 연결되는 액화천연가스 하역모듈을 선체의 우현쪽으로 배치시킬 수 있다.
이와 같은 모듈 배치 구조는 선주의 요구에 의해 필연적으로 정해지거나, 안전과 효율 및 모듈 사이즈에 따라 정해지기 때문에, 단순히 펌프타워(20)가 운용장비(30)와 겹치지 않게 하는 것 자체가 불가능할 수 있다.
또한, 모듈 배치 구조가 비교적 자유로울 경우, 펌프타워(20)와 운용장비(30)가 서로 겹치지 않게 설치할 경우, 선체의 크기가 증가되어 공간 활용도가 떨어지고 선박 건조 비용이 증가되는 문제가 있다.
공개특허공보 제10-2010-0132770호
본 발명의 실시예는 앞서 언급한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 선박의 상부모듈을 리퀴드돔의 연직 상부에 겹치게 설치한 구조와, 리퀴드돔의 연직 상방으로 관통되게 형성한 유지보수구멍을 상부모듈에 제공함으로써, 리퀴드돔의 하부로 연결된 펌프타워의 설치 및 유지보수가 용이하고, 리퀴드돔 및 펌프타워의 설치 및 유지보수를 위해 배치 구조를 변경할 필요가 없는 펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체를 갖는 부유식 액화천연가스 설비에 있어서, 상기 선체에 설치되는 화물창과, 상기 화물창 내부에 설치되는 펌프타워와, 상기 펌프타워의 상부에 제공되는 리퀴드돔과, 상기 리퀴드돔의 연직 상방으로 유지보수구멍이 마련되고 상기 선체의 상갑판에 지지되도록 설치된 상부모듈을 포함하는 펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비가 제공될 수 있다.
또한, 상기 상부모듈은, 부유식 액화천연가스 설비용 모듈 형식에 대응한 운용장비와, 상기 운용장비를 탑재시키기 위한 모듈프레임과, 상기 모듈프레임에 지지되도록 연결된 통로 구조의 벽체로 이루어진 유지보수구멍과, 상기 모듈프레임 상부와 상기 유지보수구멍의 벽체 상부 사이에 연결된 접근로 구조물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부모듈은, 상기 상부모듈의 저면과 상기 선체의 상갑판 사이에 개재된 모듈 지지용 스툴(stool)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 접근로 구조물은, 상기 접근로 구조물을 상기 모듈프레임에 지지시키기 위한 보강대 또는 지지대를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 유지보수구멍의 벽체의 내표면에는 방현재 재질의 패널 또는 선박용 펜더(fender) 재질의 부재로 이루어진 충격 완충부가 더 설치되어 있을 수 있다.
또한, 상기 유지보수구멍의 벽체의 내표면에는 상기 충격 완충부의 외부로 돌출되어 양하역 가이드레일의 설치시 지지력을 제공하기 위한 복수개의 레일지지부가 더 설치되어 있을 수 있다.
또한, 상기 상부모듈의 외부 또는 유지보수구멍의 내부에는 상하 방향을 따라 상기 선체의 상갑판 또는 상기 리퀴드돔의 위치로부터 상기 상부모듈의 상부까지 연장된 사다리가 더 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시예는 발상의 전환을 통해 선박의 상부모듈을 리퀴드돔의 연직 상부에 겹치게 설치한 구조를 제공함으로써, 리퀴드돔 및 펌프타워의 설치 및 유지보수를 위해 배치 구조를 변경할 필요가 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 리퀴드돔의 연직 상방을 기준으로 관통된 유지보수구멍을 갖는 상부모듈을 제공함에 따라, 리퀴드돔의 하부로 연결된 펌프타워의 설치 및 유지보수가 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 유지보수구멍의 벽체의 내표면에 충격 완충부를 더 구비하여, 펌프타워용 화물창 스트리핑(cargo stripping)을 위한 화물창 펌프 등의 화물창 내부장비가 유지보수구멍을 통해 양하역되는 과정에서 상부모듈의 구조물에 부딪쳐 변형 또는 파손이 되는 것을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 유지보수구멍의 벽체에 지지되고 충격 완충부의 외부로 돌출된 양하역 가이드레일 설치용 레일지지부를 더 구비하여, 안전하게 화물창 내부장비의 양하역을 가이딩할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 상부모듈의 외곽으로부터 유지보수구멍의 상부 사이에 작업자의 접근을 위한 접근로 구조물(access way structure)을 상부모듈의 모듈프레임 상부와 유지보수구멍의 벽체 상부 사이에 더 구비하여, 펌프타워 관련 유지보수와 안전점검을 원활하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 부유식 해상구조물의 펌프타워가 설치된 상태를 상부에서 본 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 상부모듈의 부분 절개된 부위를 보인 사시도이다.
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 펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 상부모듈의 부분 절개된 부위를 보인 사시도이다.
도 2를 참조하면, 부유식 액화천연가스 설비는 LNG-FPSO(Floating Production Storage Offloading)와 같은 선박일 수 있고, 이와 유사한 기술적 사상을 갖는 어떠한 형태의 부유식 해상구조물일 수 있다.
본 실시예는 선체(100), 화물창(200), 화물창(200) 내부에 설치되는 펌프타워(300), 펌프타워(300)의 상부에 제공되는 리퀴드돔(400), 리퀴드돔(400)의 연직 상방으로 유지보수구멍(550)이 마련되어 있고 선체(100)의 상갑판(90)에 지지되도록 설치된 상부모듈(500)을 포함할 수 있다.
선체(100)는 터릿(turret)과 거주구(accommodation) 및 플레어 타워(flare tower), 헬리데크(helideck)와 같은 선체 탑재용 구조물을 구비하고 있을 수 있다. 여기서, 선체 탑재용 구조물은 갑판 위에 설치되는 어떠한 구조물이 될 수 있으므로, 터릿, 거주구, 플레어타워, 헬리데크 등으로 한정되지 않을 수 있다.
화물창(200)은 예시적으로 하나 이상의 2열 배치 저장탱크로서 도시되어 있으나, 멤브레인 방식(예: Mark III type)의 저장탱크, 독립탱크 방식 등 액화천연가스를 생산 저장 이송하는 부유식 설비의 기술규격을 만족하도록 건조되어 있을 수 있고, 이에 따라, 펌프타워(300)의 설치 위치 회피를 위해 설계 변경될 필요가 없는 범용 방식의 저장탱크로 구성될 수 있다.
펌프타워(300)는 화물창(200) 내부 규격에 대응하게 설치되는 것으로서, 일반적인 LNG 양하역을 위한 복수개의 배출파이프(Discharge Pipe), 충전파이프 또는 비상시에 사용할 수 있는 응급파이프(Emergency Pipe) 등으로 이루어져 있을 수 있다.
리퀴드돔(400)은 펌프타워(300)를 비롯하여 저장탱크(200) 내부로 연결되는 모든 파이프들이 연결되는 구역으로서, 각종 밸브 및 계측 장비 등을 포함한 리퀴드 돔 장비를 구비하고 있을 수 있다.
리퀴드돔(400)은 상갑판(90)의 상부로 돌출된 타입이거나, 상갑판(90)과 내부갑판 사이에 매립된 구조로 형성된 매립형 타입일 수 있다.
상부모듈(500)은 리퀴드돔(400)의 상부에 비접촉 상태로 겹쳐지도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 상부모듈(500)은 모듈 지지용 스툴(600)(stool)을 상부모듈(500)의 저면과 선체(100)의 상갑판(90) 사이에 개재하여, 상갑판(90)으로부터 이격되게 설치되어 있을 수 있다. 여기서, 스툴의 높이는 리퀴드돔(400)의 높이보다 상대적으로 크게 형성되어 있을 수 있다.
상부모듈(500)은 복수개의 액화모듈, 발전기모듈, 전기실모듈, 전처리모듈, 수분제거모듈, BOG(Boil-Off Gas)압축기를 갖는 BOG처리모듈과, CMR(Cargo Machinery Room)모듈과, 액화천연가스 하역모듈 중 어느 하나로 지칭되거나, 이들을 통칭하는 의미로 사용될 수 있고, 액화천연가스를 생산 저장 이송하는 부유식 설비의 기술규격을 만족하는 어떠한 모듈형 운용장비가 될 수 있으므로, 앞서 나열된 각종모듈로 한정되지 않을 수 있다.
특히, 상부모듈(500)은 리퀴드돔(400)의 연직 상부에 겹치도록 선체(100)의 상갑판(90)에 설치되어 있을 수 있다.
또한, 상부모듈(500)은 리퀴드돔(400)의 연직 상방에 배치되어 상하 방향으로 관통한 유지보수구멍(550)을 마련하고 있을 수 있다.
도 3을 참조하면, 상부모듈(500)은 부유식 액화천연가스 설비용 모듈 형식에 대응한 운용장비와, 운용장비를 탑재시키기 위한 모듈프레임(501)과, 모듈프레임(501)에 지지되도록 연결된 통로 구조의 벽체로 이루어진 유지보수구멍(550)과, 모듈프레임(501) 상부와 유지보수구멍(550)의 벽체 상부 사이에 연결된 접근로 구조물(570)(access way structure)을 포함할 수 있다.
접근로 구조물(570)은 접근로 구조물(570)을 모듈프레임(501)에 지지시키기 위한 보강대 또는 지지대(575)를 더 구비할 수 있다.
유지보수구멍(550)의 벽체는 기둥, 빔을 이용하여 구성되거나, 기둥 및 빔에 지지되는 패널로 구성될 수 있다.
유지보수구멍(550)의 단면적은 리퀴드돔(400)의 평면적에 비해 같거나 크게 형성될 수 있다.
유지보수구멍(550)의 벽체의 내표면에는 충격 완충부(555)를 더 구비하여, 펌프타워(300)용 화물창 스트리핑(cargo stripping)을 위한 화물창 펌프 등의 화물창 내부장비가 리퀴드돔(400)의 커버를 제거한 후, 유지보수구멍(550)을 통해 양하역되는 과정에서 상부모듈의 구조물에 부딪쳐 변형 또는 파손이 되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
충격 완충부(555)는 방현재 재질의 패널, 선박용 펜더(fender) 재질의 부재로 이루어질 수 있다.
유지보수구멍(550)의 벽체의 내표면에는 충격 완충부(555)의 외부로 돌출되어 양하역 가이드레일(565)의 설치시 지지력을 제공하기 위한 복수개의 레일지지부(560)가 더 설치되어 있을 수 있다.
레일지지부(560)는 유지보수구멍(550)을 이루는 벽체에 지지될 수 있고, 아이피스(eye piece) 형상으로 형성되어 볼트 및 너트에 의해 가이드레일(565)을 취부시킬 수 있게 구성될 수 있다.
즉, 레일지지부(560)에는 양하역 가이드레일(565)이 더 부가되어, 안전하게 화물창 내부장비 또는 펌프타워(300) 유지보수용 구성품의 양하역을 가이딩할 수 있다.
또한, 상부모듈(500)의 외부 또는 유지보수구멍(550)의 내부에는 상하 방향으로 사다리(580, 581)가 더 설치되어 있을 수 있다.
예컨대, 사다리(580, 581)는 선체의 상갑판 또는 리퀴드돔(400)의 위치로부터 상부모듈의 상부까지 연장되어 있을 수 있다.
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, 기실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
100 : 선체 200 : 화물창
300 : 펌프타워 400 : 리퀴드돔
500 : 상부모듈 501 : 모듈프레임
550 : 유지보수구멍 560 : 레일지지부
565 : 가이드레일 570 : 접근로 구조물
580, 581 : 사다리 600 : 스툴

Claims (7)

  1. 선체를 갖는 부유식 액화천연가스 설비에 있어서,
    상기 선체에 설치되는 화물창과,
    상기 화물창 내부에 설치되는 펌프타워와,
    상기 펌프타워의 상부에 제공되는 리퀴드돔과,
    상기 리퀴드돔의 연직 상방으로 유지보수구멍이 마련되고 상기 선체의 상갑판에 지지되도록 설치된 상부모듈을 포함하고,
    상기 상부모듈은,
    부유식 액화천연가스 설비용 모듈 형식에 대응한 운용장비와,
    상기 운용장비를 탑재시키기 위한 모듈프레임과,
    상기 모듈프레임에 지지되도록 연결된 통로 구조의 벽체로 이루어진 유지보수구멍과,
    상기 모듈프레임 상부와 상기 유지보수구멍의 벽체 상부 사이에 연결된 접근로 구조물, 및
    상기 상부모듈의 저면과 상기 선체의 상갑판 사이에 개재된 모듈 지지용 스툴(stool)을 포함하는
    펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 접근로 구조물은,
    상기 접근로 구조물을 상기 모듈프레임에 지지시키기 위한 지지대를 더 포함하는
    펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지보수구멍의 벽체의 내표면에는 방현재 재질의 패널 또는 선박용 펜더(fender) 재질의 부재로 이루어진 충격 완충부가 더 설치되어 있는
    펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유지보수구멍의 벽체의 내표면에는 상기 충격 완충부의 외부로 돌출되어 양하역 가이드레일의 설치시 지지력을 제공하기 위한 복수개의 레일지지부가 더 설치되어 있는
    펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부모듈의 외부 또는 유지보수구멍의 내부에는 상하 방향을 따라 상기 선체의 상갑판 또는 상기 리퀴드돔의 위치로부터 상기 상부모듈의 상부까지 연장된 사다리가 더 설치되어 있는
    펌프타워 유지보수가 가능한 상부모듈을 갖는 부유식 액화천연가스 설비.
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