KR101390304B1

KR101390304B1 - 재기화 장치

Info

Publication number: KR101390304B1
Application number: KR1020110066644A
Authority: KR
Inventors: 안보경
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2014-04-29
Also published as: KR20130005326A

Abstract

재기화 장치가 개시된다. 본 발명의 재기화 장치는, 액화천연가스를 기화시키는 재기화 장치본체; 및 기 재기화 장치본체의 하측에 마련되어 상기 재기화 장치본체에서 누설되는 상기 액화천연가스가 상기 선체에 접촉되는 것을 방지하는 코밍 본체를 포함한다.

Description

재기화 장치{REGASIFICATION APPARATUS}

본 발명은, 재기화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 재기화 장치에서 누설되는 액화천연가스에 의해서 선체가 취성 파괴되는 것을 방지할 수 있는 재기화 장치에 관한 것이다.

전 세계에 분포된 천연가스 생산지에서는 많은 양의 천연가스(주로 메탄)가 생산된다. 이렇게 생산된 천연가스는 생산지가 소비지와 인접해 있는 경우에는 근거리의 수중 또는 지상 파이프 라인을 통하여 이송되나, 반면 원격지에서 생산된 천연가스는 선박을 이용하여 이송하는 것이 일반적이다.

원격지의 가스전(田)에서 채취한 천연가스는 운반에 앞서 천연가스를 먼저 액화시켜 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)의 형태로 만든 다음, 이를 선박의 저장탱크에 실어서 소비지까지 운송한다.

액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG 수송선은 액화천연가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소비지에 액화천연가스를 하역하기 위한 운송수단으로 이용되며, LNG 수송선은 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크(흔히, '화물창'이라 함)를 포함한다.

통상, 이러한 LNG 수송선은 LNG 저장탱크 내의 액화천연가스를 액화된 상태 그대로 육상에 하역하며, 하역된 LNG는 육상에 설치된 LNG 재기화 설비에 의해 재기화된 후 천연가스의 소비처로 가스배관을 통해 운반된다.

이러한 육상의 LNG 재기화 설비는 천연가스 시장이 잘 형성되어 있어 안정적으로 천연가스의 수요가 있는 곳에 설치하는 경우에는 경제적으로 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나, 천연가스의 수요가 계절적, 단기적 또는 주기적으로 있는 천연가스 소비지의 경우에는, 높은 설치비와 관리비로 인해 육상에 LNG 재기화 설비를 설치하는 것이 경제적으로 매우 불리하다.

특히, 자연 재해 등에 의해 육상의 LNG 재기화 설비가 파괴될 경우 LNG 수송선이 소비지에 LNG를 싣고 도달한다 하더라도, 그 LNG를 재기화할 수 없는 점에서 기존 LNG 수송선을 이용한 천연가스 운반은 한계성을 안고 있었다.

이를 해결하기 위해, LNG 수송선에 LNG 재기화 설비를 마련하여 해상에서 액화천연가스를 재기화하고, 그 재기화를 통해 얻어진 천연가스를 육상으로 공급하는 해상 LNG 재기화 시스템이 개발되었다. 이에 관련된 선행기술이 한국특허등록공보 제10-0967817호(2010.06.28) "선박용 LNG 재기화 시스템"에 개시되어 있다.

전술한 선행기술을 포함한 종래의 LNG 재기화 선박은, LNG 저장탱크에 저장된 액화천연가스의 재기화를 위해 기화기, 고압펌프 등의 설비를 선박에 구비하며, 재기화된 천연가스를 육상 소요처로 공급하기 위해 시스템 내 배관과 육상 소비지의 가스배관을 연결시키는 연결장치, 천연가스의 하역이 이루어지는 동안 선박의 위치를 유지시키는 선박위치 유지장치 등을 구비한다.

그런데, LNG 재기화를 위해서 선박 상에 설치된 LNG 재기화 시스템을 운전하는 도중 예기치 못한 상황이 발생하여 고압펌프나 배관 등의 부품으로부터 액화천연가스가 누출될 경우, 극저온 상태의 액화천연가스로 인하여 주변에서 작업중인 작업자는 물론, 선체 및 부품에 대해 심각한 피해를 줄 우려가 있으므로 이에 대한 대비책이 요구된다.

한국특허등록공보 제10-0967817호 (대우조선해양 주식회사) 2010. 06. 28

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 종래의 재기화 장치의 가장 큰 문제점인 재기화 장치에서 유출되는 액화천연가스에 의해서 선체의 손상 및 인명 피해가 발생되는 문제를 해결할 수 있는 재기화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 기화시키는 재기화 장치본체; 및 상기 재기화 장치본체의 하측에 마련되어 상기 재기화 장치본체에서 누설되는 상기 액화천연가스가 상기 선체에 접촉되는 것을 방지하는 코밍 본체를 포함하는 재기화 장치가 제공될 수 있다.

상기 코밍 본체에 수용되어 상기 재기화 장치본체에서 누설되는 액화천연가스를 희석시키는 액화천연가스 희석재를 더 포함할 수 있다.

상기 코밍 본체는, 상기 재기화 장치본체의 하부에 마련되어 상기 재기화 장치본체를 지지하는 베이스 프레임; 및 상기 베이스 프레임에 의해 형성되는 관통 공간을 차단하도록 상기 베이스 프레임에 결합되는 바닥부재를 포함할 수 있다.

상기 베이스 프레임은, 상호 이격 배치되는 복수의 제1 베이스 프레임; 및 상기 제1 베이스 프레임을 연결하는 복수의 제2 베이스 프레임을 포함하며, 상기 바닥부재는, 상기 제1 베이스 프레임 및 상기 제2 베이스 프레임에 의해 형성되는 상기 관통 공간을 차단하여 상기 액화천연가스 희석재가 채워지는 공간부를 형성할 수 있다.

상기 액화천연가스 희석재는 유동성이 있는 액체이며, 상기 제2 베이스 프레임에는, 상기 선체의 슬로싱(sloshing)시 상기 액화천연가스 희석재가 인접한 상기 공간부로 이동 가능하도록 적어도 하나의 홀이 형성될 수 있다.

상기 바닥부재에는, 상기 액화천연가스 희석재가 하방으로 배출될 수 있도록 하방으로 경사진 드레인 경사부가 마련될 수 있다.

상기 바닥부재에는, 상기 액화천연가스 희석재가 배출되는 적어도 하나의 배출구와, 상기 배출구를 개폐하는 적어도 하나의 드레인 밸브가 더 마련될 수 있다.

상기 코밍 본체는, 상기 재기화 장치본체에서 누설되는 액화천연가스에 의한 취성 파괴가 방지되도록 스테인레스 스틸 재질로 제작될 수 있다.

상기 재기화 장치본체는, 프레임; 상기 프레임에 마련되며 공급되는 액화천연가스를 고압으로 가압하는 적어도 하나의 LNG 펌프; 및 상기 프레임에 마련되어 LNG 펌프에서 공급되는 액화천연가스를 재기화시키는 재기화부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 종래의 재기화 장치의 가장 큰 문제점인 재기화 장치에서 누설되는 액화천연가스에 의해서 선체가 파괴되거나 작업자가 피해를 입는 문제를 해결함으로써 선체의 내구성 향상 및 작업자가 안전하게 작업할 수 있는 재기화 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재기화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 재기화 장치에서 코밍 본체를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 III-III선에 따른 단면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재기화 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 재기화 장치에서 코밍 본체를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 III-III선에 따른 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 재기화 장치(1)는, 액화천연가스를 기화시키는 재기화 장치본체(100)와, 재기화 장치본체(100)의 하측에 마련되어 재기화 장치본체(100)에서 누설되는 액화천연가스가 선체에 접촉되는 것을 방지하는 코밍 본체(200)를 구비한다.

재기화 장치본체(100)는, 화물창(미도시)에 수용된 액화천연가스를 기화시킨 후 기화된 상태의 천연가스를 육상의 소비처로 공급할 수 있도록 하는 것으로서, 액화천연가스가 저장된 화물창(미도시)과 인접한 선체(베이스)에 마련되는 프레임(110)과, 프레임(110)에 마련되며 액화천연가스가 저장된 화물창에서 공급되는 액화천연가스를 고압으로 가압하는 적어도 하나의 LNG 펌프(120)와, 프레임(110)에 마련되어 LNG 펌프(120)에서 공급되는 가압된 액화천연가스를 재기화시키는 재기화부(130)를 포함한다.

재기화 장치본체(100)의 프레임(110)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 가로 H빔 및 세로 H빔을 연결하여 마련될 수 있고, 누설되는 액화천연가스에 의한 취성 파괴가 방지되도록 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 제작될 수 있다.

재기화 장치본체(100)의 재기화부(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이, LNG 펌프(120)에서 공급되는 액화천연가스를 해수와 같은 열교환수로 가열하여 가스 상태의 천연가스(NG)로 기화시키는 열교환기(131)와, 열교환기(131)로 열교환수가 순환되도록 하는 순환펌프(132)를 포함한다.

코밍 본체(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 재기화 장치본체(100)의 하측에 마련되어 재기화 장치본체(100)에서 누설되는 액화천연가스가 선체에 직접 접촉되는 것을 방지하는 것으로서, 재기화 장치본체(100)의 하부에 마련되는 베이스 프레임(210)과, 베이스 프레임(210)에 의해 형성되는 관통 공간을 차단하도록 베이스 프레임(210)의 하측에 결합되어 적어도 하나의 공간부(S)를 형성하는 바닥부재(220)를 포함한다.

코밍 본체(200)의 베이스 프레임(210)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상호 이격 배치되는 복수의 제1 베이스 프레임(211)과, 제1 베이스 프레임(211)을 연결하여 구획된 공간을 형성하는 적어도 하나의 제2 베이스 프레임(212)을 포함한다.

본 실시 예에서 베이스 프레임(210)은 재기화 장치본체(100)의 하측에 제1 베이스 프레임(211) 및 제2 베이스 프레임(212)과 같은 프레임이 미리 마련되어 있는 경우 이를 그대로 채택하여 베이스 프레임(210)으로 사용할 수 있고, 그렇지 않은 경우에는 제1 베이스 프레임(211) 및 제2 베이스 프레임(212)을 재기화 장치본체(100)의 하측에 결합시킴으로써 베이스 프레임(210)으로 사용할 수도 있다.

즉, 본 실시 예에서 베이스 프레임(210)은 기 설치된 베이스 프레임과 같은 프레임을 이용할 수도 있고, 이러한 프레임이 없는 경우에는 베이스 프레임을 새롭게 설치하여 사용할 수도 있다.

한편, 제2 베이스 프레임(212)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 홀(212a)이 형성된다. 이 홀(212a)은 선체의 슬로싱(sloshing) 시 공간부(S)에 수용되는 후술할 액화천연가스 희석재(300)가 인접한 공간부(S)로 이동 가능하도록 하는 역할을 한다.

그리고, 본 실시 예에서 제1 베이스 프레임(211) 및 제2 베이스 프레임(212)은 금속 재질의 H빔일 수 있고, 재기화 장치본체(100)에서 누설되는 액화천연가스에 의한 취성 파괴가 방지되도록 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 제작될 수 있다.

또한, 본 실시 예에서 제1 베이스 프레임(211) 및 제2 베이스 프레임(212)은 상호 결합 후 수용되는 액화천연가스 희석재(300)의 누설을 방지하기 위해서 서로 용접 결합될 수 있다.

코밍 본체(200)의 바닥부재(220)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임(210)의 하측에 결합되어 액화천연가스 희석재(300)가 채워지는 공간부(S)를 형성한다.

본 실시 예에서 코밍 본체(200)의 바닥부재(220)에는, 공간부(S)에 수용되는 액화천연가스 희석재(300)가 하방으로 원활히 배출될 수 있도록 하방으로 경사진 드레인 경사부(221)가 적어도 하나 마련된다.

이 드레인 경사부(221)는 액화천연가스 희석재(300)의 원활한 배출을 위해서, 도 2에 도시된 바와 같이, 4개로 분할된 영역을 포함할 수 있고, 4개의 분할된 영역이 만나는 지점에는 액화천연가스 희석재(300)의 배출 통로가 되는 배출구(222)가 형성될 수 있다.

그리고, 바닥부재(220)의 배출구(222)에는 사용되고 남은 액화천연가스 희석재(300)를 배출하기 위해서 배출구(222)를 개폐하는 드레인 밸브(V, 도 3 참조)가 마련된다.

한편 본 실시 예에서 바닥부재(220)는, 적절한 하중으로 베이스 프레임(210)의 관통 공간을 차단하기 위해서 금속 재질의 플레이트로 제작될 수 있고, 재기화 장치본체(100)에서 누설되는 액화천연가스에 의한 취성 파괴가 방지되도록 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 제작될 수 있다.

또한, 바닥부재(220)는 베이스 프레임(210)과 마찬가지로 수용되는 액화천연가스 희석재(300)의 누설을 방지하기 위해서 베이스 프레임(210)에 용접 결합될 수 있다.

본 실시 예는 코밍 본체(200)에 수용되어 재기화 장치본체(100)에서 누설되는 액화천연가스를 희석시키는 액화천연가스 희석재(300)를 더 포함한다.

액화천연가스 희석재(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 코밍 본체(200)의 공간부(S)에 수용되므로, 재기화 장치본체(100)에서 누설되는 극저온의 액화천연가스는 액화천연가스 희석재(300)로 떨어져 액화천연가스와 희석된다.

액화천연가스와 액화천연가스 희석재(300)가 희석되면, 액화천연가스의 희석 과정에서 극저온의 액화천연가스와 액화천연가스 희석재(300) 간에 열전달이 일어나 액화천연가스는 극저온성을 상실하므로, 희석된 후의 액화천연가스는 선체, 작업자는 물론 다른 부품에도 영향을 미치지 아니한다.

한편, 본 실시 예에서 액화천연가스 희석재(300)는 유동성이 있는 액체를 사용할 수 있다. 일 예로, 액화천연가스 희석재(300)는 해수, 청수 등일 수 있다.

또한, 액화천연가스 희석재(300)는 본 실시 예인 재기화 장치(1)가 작동되는 동안에만 코밍 본체(200)에 채워져 사용될 수 있다.

이하, 본 실시 예에 따른 재기화 장치(1)의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

선박이 액화천연가스의 소비지인 해상에 도달하면 액화천연가스가 수용된 화물창(미도시)에 연결된 LNG공급펌프(미도시)를 구동시켜 화물창에 수용된 액화천연가스를 재기화 장치본체(100)의 LNG 펌프(120)로 이송한다.

LNG 펌프(120)로 이송된 액화천연가스는 LNG 펌프(120)에 의해서 고압으로 가압되고, 고압으로 가압된 액화천연가스는 재기화부(130)로 이송되어 가스 상태의 천연가스(NG)로 기화된다.

액화천연가스를 가스 상태의 천연가스로 기화하는 과정에서 액화천연가스가 LNG 펌프(120)나 배관 등으로부터 누설될 경우 선체나 작업자에게 치명적인 영향을 미칠 수 있다.

즉 액화천연가스는 대략 -163℃의 극저온 액체이므로 액체천연가스가 선체에 접촉될 경우 선체에 극저온에 의한 열변형이 일어나 선체가 취성 파괴될 수 있고, 작업자에게 액화천연가스가 떨어지는 경우 치명적인 피해를 줄 수 있다.

본 실시 예에서는 액화천연가스의 재기화 작업 전에 코밍 본체(200)에 액화천연가스 희석재(300)를 채워 액화천연가스의 재기화 작업을 하므로, 액화천연가스가 누설되더라도 선체나 부품 등에 액화천연가스의 접촉이 방지되므로 선체나 부품 등의 손상을 미연에 방지할 수 있다.

또한 누출된 액화천연가스는 액화천연가스 희석재(300)에 의해서 희석되는 과정에서 극저온성을 상실하므로 이후의 접촉에 의한 선체의 손상이나 작업자의 피해가 없으며, 누출된 액화천연가스는 액화천연가스 희석재(300)의 배출시 드레인 밸브(V)를 통해 함께 배출되므로 누출된 액화천연가스의 처리도 용이한 이점이 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 재기화 장치 100 : 재기화 장치본체
110 : 프레임 120 : LNG 펌프
130 : 재기화부 131 : 열교환기
132 : 순환펌프 200 : 코밍 본체
210 : 베이스 프레임 211 : 제1 베이스 프레임
212 : 제2 베이스 프레임 220 : 바닥부재
221 : 드레인 경사부 222 : 배출구
300 : 천연가스 희석재 S : 공간부
V : 드레인 밸브

Claims

액화천연가스를 기화시키는 재기화 장치본체;
상기 재기화 장치본체의 하측에 마련되어 상기 재기화 장치본체에서 누설되는 상기 액화천연가스가 선체에 접촉되는 것을 방지하는 코밍 본체; 및
상기 코밍 본체에 수용되어 상기 재기화 장치본체에서 누설되는 액화천연가스를 희석시키는 액화천연가스 희석재를 포함하며,
상기 코밍 본체는,
상기 재기화 장치본체의 하부에 마련되어 상기 재기화 장치본체를 지지하는 베이스 프레임; 및
상기 베이스 프레임에 의해 형성되는 관통 공간을 차단하도록 상기 베이스 프레임에 결합되는 바닥부재를 포함하며,
상기 베이스 프레임은,
상호 이격 배치되는 복수의 제1 베이스 프레임; 및
상기 제1 베이스 프레임을 연결하는 복수의 제2 베이스 프레임을 포함하며,
상기 바닥부재는, 상기 제1 베이스 프레임 및 상기 제2 베이스 프레임에 의해 형성되는 상기 관통 공간을 차단하여 상기 액화천연가스 희석재가 채워지는 공간부를 형성하는 것을 특징으로 하는 재기화 장치.
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제1항에 있어서,
상기 액화천연가스 희석재는 유동성이 있는 액체이며,
상기 제2 베이스 프레임에는, 상기 선체의 슬로싱(sloshing)시 상기 액화천연가스 희석재가 인접한 상기 공간부로 이동 가능하도록 적어도 하나의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 재기화 장치.
제1항에 있어서,
상기 바닥부재에는, 상기 액화천연가스 희석재가 하방으로 배출될 수 있도록 하방으로 경사진 드레인 경사부가 마련되는 것을 특징으로 하는 재기화 장치.
제6항에 있어서,
상기 바닥부재에는, 상기 액화천연가스 희석재가 배출되는 적어도 하나의 배출구와, 상기 배출구를 개폐하는 적어도 하나의 드레인 밸브가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 재기화 장치.
제1항에 있어서,
상기 코밍 본체는, 상기 재기화 장치본체에서 누설되는 액화천연가스에 의한 취성 파괴가 방지되도록 스테인레스 스틸 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 재기화 장치.
제1항에 있어서,
상기 재기화 장치본체는,
프레임;
상기 프레임에 마련되며 공급되는 액화천연가스를 고압으로 가압하는 적어도 하나의 LNG 펌프; 및
상기 프레임에 마련되어 LNG 펌프에서 공급되는 액화천연가스를 재기화시키는 재기화부를 포함하는 재기화 장치.