KR101420930B1 - Drain tower apparatus for NGH regasification - Google Patents
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Abstract
본 발명은 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치에 관한 것으로서 더욱 자세하게는 NGH를 해리하기 위해 분사된 열수(Hot water)와 해리 수용액이 지속적으로 배출될 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치는 천연 가스 하이드레이트가 적재된 화물창의 배수 장치에 있어서, 원통의 형상을 가지며 상기 화물창 내부 바닥에 설치되는 베이스부; 및 주입구와 배출구를 가지며 길고 가는 U자 형상의 히팅 튜브로 형성되어 상기 U자 형상의 히팅 튜브는 복수 개로 이루어지며 각각의 U자 형상의 히팅 튜브는 인접한 U자 형상의 히팅 튜브와 소정의 간격을 가지고 상기 베이스부의 상부에 소정 지름을 갖는 원주와 수직 방향으로 결합되는 히팅 튜브부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 의한 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치에 의하면, NGH를 해리하기 위해 직접 열 공급을 위한 온수 분사에 있어서 분사 노즐이 얼어서 작동되지 않는 것을 방지할 수 있다.The present invention relates to a drain tower device for regasification of natural gas hydrates, and more particularly, to a device for continuously discharging hot water and dissociation water sprayed to dissociate NGH.
A drain tower apparatus for regasifying natural gas hydrates according to the present invention is a drain apparatus for a cargo hold having a natural gas hydrate loaded therein, the drain tower apparatus comprising: a base portion having a cylindrical shape and installed at a bottom of the cargo hold; And a plurality of U-shaped heating tubes each having an inlet and an outlet, the U-shaped heating tubes being spaced from the adjacent U-shaped heating tubes by a predetermined distance And a heating tube portion coupled to the upper portion of the base portion in a direction perpendicular to a circumference having a predetermined diameter.
According to the drain tower apparatus for regasifying natural gas hydrates according to the present invention, it is possible to prevent the injection nozzle from being frozen and not operated in hot water injection for direct heat supply in order to dissociate NGH.
Description
본 발명은 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치에 관한 것으로서 더욱 자세하게는 NGH를 해리하기 위해 분사된 열수(Hot water)와 해리 수용액이 지속적으로 배출될 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a drain tower device for regasification of natural gas hydrates, and more particularly, to a device for continuously discharging hot water and dissociation water sprayed to dissociate NGH.
천연 가스 수화물(NGH:Natural gas hydrate 또는 가스 수화물 또는 수화물)은 기체 상태의 천연 가스가 높은 압력과 저온에서 물이 고형화되는 과정에서 물분자들 사이에 천연 가스 분자가 들어가 고형화된 물질을 말한다.Natural gas hydrate (NGH) is a substance in which natural gas molecules are solidified between water molecules in the course of solidification of water at high pressure and low temperature in a gaseous state.
형성된 수화물(천연 가스 수화물)은 저온 조건(-20℃)하에서 상압으로 저장되어지며 이러한 성질을 이용하여 천연 가스 운송 수단으로써 연구되고 있다.The formed hydrate (natural gas hydrate) is stored under normal pressure at low temperature (-20 ℃) and is being studied as natural gas transportation means by taking advantage of this property.
천연 가스 운송 수단으로써 수화물이 가진 단점은 적재 또는 하역시 대기와 차단이 필요하며 이때 적재 또는 하역 이송 경로를 -20℃로 유지해야 한다.The disadvantage of luggage as a means of transporting natural gas is that it needs to be shut off and shut off during loading or unloading, at which time the loading or unloading path should be kept at -20 ° C.
이때 수화물의 성상은 고체 상태이기 때문에 펌프와 같은 이송 방식을 사용하지 못하여 단 시간내에 대량의 적재 또는 하역이 필요한 수송선의 경우 적하역(적재 또는 하역) 방법에 대해 문제가 되고 있다.In this case, since the characteristic of the baggage is a solid state, it can not use a transfer method such as a pump, and therefore, there is a problem about a method of unloading (loading or unloading) a transportation line requiring a large amount of loading or unloading in a short time.
이러한 문제를 해결하고자 수송선내에 적재된 수화물을 직접 해리하여 가스와 물 형태로 배출하는 방식에 대한 기술이 일본공개 특허공보 제 2005-255076호(가스 하이드레이트 수송선 및 상기 가스 하이드레이트 수송선의 하역 방법) 및 대한민국 공개특허 공보 제 2011-0003616호(천연 가스 하이드레이트 운송선)에 개시된다.In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-255076 (a method of unloading a gas hydrate transportation line and the gas hydrate transportation line) and a technique of discharging a gas hydrate transportation line Laid-Open Patent Publication No. 2011-0003616 (natural gas hydrate transportation line).
또한, 천연 가스 수화물에 포함된 천연 가스를 분리하기 위해서는 수화물에 열원을 공급하여 생성 온도 이상으로 가열하여 천연 가스 수화물을 해리함으로써 이루어진다.Further, in order to separate the natural gas contained in the natural gas hydrate, a heat source is supplied to the hydrate, and the natural gas hydrate is dissociated by heating to a temperature above the generation temperature.
상기 가스 하이드레이트 수송선 및 상기 가스 하이드레이트 수송선의 하역 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 선창 내에 가스 하이드레이트(p)를 탑재하여 운반하는 가스 하이드레이트 수송선에 있어서, 상기 선창(5) 내에 주수관(7)을 설치하고 가스 하이드레이트(p)의 하양(하역) 시에 상기 주수관(5)에 의해 선창(5) 내에 온수(a)를 주입하고, 상기 온수(a)와 가스 하이드레이트(p)를 직접 접촉하여 가스 하이드레이트(p)를 열분해 한다.As shown in Fig. 1, the gas hydrate transportation line and the gas hydrate transportation line are carried by a main water pipe 7 in the
또한 상기 천연 가스 하이드레이트 운송선(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 천연 가스 하이드레이트의 운송선(100)에 있어서, 선체에 천연 가스 하이드레이트가 저장되도록 설치되는 저장 탱크(110)와, 상기 저장 탱크(110)에 천연 가스 하이드레이트로부터 해리된 물이 집수되도록 마련되는 집수부(120)와, 상기 집수부(120)에 집수된 물을 가열하도록 마련되는 제1 히팅부(130)와, 상기 제1 히팅부(130)에 의해 가열된 물을 상기 저장 탱크(110)의 내측으로 분사하는 구성을 제공한다.As shown in FIG. 2, the natural gas
지금까지 제시된 천연 가스 수화물 해리 방법은 천연 가스 수화물에 열원을 공급하기 위해 온수를 직접 접촉시키거나 히팅 코일(Heating coil)을 사용하여 열량을 공급하는 방법을 사용하고 있다.To dissociate the natural gas hydrate, the natural gas hydrate dissociation method has been used so that the hot water is directly contacted to supply the heat source to the natural gas hydrate, or the heat quantity is supplied using the heating coil.
이러한 방법들은 천연 가스 수화물을 해리하기 위하여 열원의 공급 방법과 그에 대한 시스템에 관하여 나타내고 있지만 천연 가스 수화물이 수송선 또는 저장 탱크 내에 적하된 상태를 고려하지 못하고 있다.These methods refer to a method of supplying a heat source and a system therefor to dissociate the natural gas hydrate, but do not consider the state in which the natural gas hydrate is dripped into the transport line or the storage tank.
화물창 내의 천연 가스 하이드레이트 저장 온도는 -20℃ 부근이기 때문에 직접적으로 물을 분사할 경우 노즐이 얼어 있어 막히지 않도록 노즐 관리를 해 주어야한다.Since the storage temperature of natural gas hydrate in the cargo holds is around -20 ℃, the nozzle should be managed so that the nozzle will freeze when the water is sprayed directly.
또한 노즐을 통해 열원인 열수(Hot water)가 분사되어 해리가 될 경우 해리되어 발생된 가스와 물을 처리할 수 있는 이동 통로가 확보되어야한다.In addition, when the hot water, which is a heat source, is sprayed through the nozzle and dissociated, a movement path for disposing the generated gas and water should be secured.
실제 천연 가스 하이드레이트를 저장할 화물창의 높이가 10미터 이상이 될 경우 먼저 적재된 천연 가스 하이드레이트 펠렛(NGH Pellet)은 화물창 하부에서 많은 하중을 받게 되어 펠렛(Pellet) 형상이 파손되고 펠렛 끼리 한 덩어리가 되어 가스 및 물의 이동 경로를 막아버리는 현상을 가져 온다.When the actual height of the natural gas hydrate storage tanks is more than 10 meters, the first loaded natural gas hydrate pellets (NGH pellets) are subjected to a large load at the bottom of the cargo hold, resulting in breakage of the pellet shape and becoming a lump of pellets Thereby obstructing the movement path of gas and water.
특히 온수 분사 방식에서는 이러한 현상으로 상부에서 온수를 분사할 경우 분사된 온수가 배수되지 않고, 하부에서 온수를 분사할 경우 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에서 해리된 가스가 상부로 배출되기 어려워 하부에 내압이 증가하여 위험한 상태가 된다.Particularly, in the hot water spraying method, when the hot water is sprayed from the upper part due to such phenomenon, the hot water sprayed is not drained. When the hot water is sprayed from the lower part, as shown in FIG. 3, The internal pressure is increased to become a dangerous state.
일반적으로 천연 가스 수화물을 해리하기 위하여 500 kJ/kg의 열량이 필요한데, 천연 가스 수화물 수송선의 경우 한 개의 화물창 내에 10,000 톤의 천연 가스 수화물을 저장할 경우 해리에 필요한 전체 열량은 5,000 GJ이며 해리하는데 필요한 시간을 7일로 가정한다면 시간당 29.86 GJ/h 가 필요하다.Generally, to dissociate natural gas hydrates, 500 kJ / kg of heat is required. In the case of a natural gas cargo carrier, when 10,000 tons of natural gas hydrate is stored in one cargo hold, the total heat required for dissociation is 5,000 GJ, Is assumed to be 7 days, it needs 29.86 GJ / h per hour.
이러한 열량을 공급하기 위하여 히팅 코일(Heating coil)을 사용할 경우에 코일이 많은 전열 면적이 필요하기 때문에 선가를 상승시키는 직접적인 요인이 되며 또한 열에너지를 발생시키기 위한 전력 소모량도 많기 때문에 경제성이 떨어진다. When a heating coil is used to supply such a heat quantity, a coil requires a large heat transfer area, which is a direct factor for raising the price and also a lot of power consumption for generating heat energy.
해리에 필요한 많은 열에너지원을 발전소 폐열과 같은 곳에서 얻어 직접 해리 할 수 있는 노즐 분사식의 경우 제한된 시간에 열에너지를 전달하기 위해서는 단위 시간에 많은 유량이 필요하다.In the case of a nozzle injection type in which a large number of heat energy sources required for dissociation can be directly dissociated from the waste heat of a power plant, a large amount of flow is required per unit time in order to transfer heat energy within a limited time.
천연 가스 수화물을 해리하기 위해서 화물창 내에 공급해주어야 할 열량과 물의 유량은 아래 표1 및 표2와 같다.Table 1 and Table 2 show the calorific value and the water flow rate to be supplied in the cargo hold to dissociate the natural gas hydrate.
(kJ/h)Calories per hour
(kJ / h)
(℃)Injection temperature
(° C)
(℃)Drainage temperature
(° C)
(℃)Δt
(° C)
(kJ/kg ℃)Specific heat of water
(kJ / kg DEG C)
(Ton/h)flux
(Ton / h)
10,000 톤의 천연 가스 수화물을 7일 동안 해리하기 위해서 시간당 102 톤의 온수가 공급되어야하며, 열원 공급을 위해 주입되는 물과 천연 가스 수화물(NGH)이 해리되면서 발생되는 수용액까지 처리해주어야 화물창 내 수위가 유지될 수 있다.In order to dissolve 10,000 tons of natural gas hydrate for 7 days, 102 tons of hot water should be supplied per hour. It is necessary to treat the water generated by dissociation of water and natural gas hydrate (NGH) to supply heat source. Can be maintained.
따라서 화물창 내에 공급해야 할 열수의 유량은 102 Ton/h 이지만 배수해주어야 할 유량은 102 Ton/h + 10,000 Ton/(7일*24h)=160 Ton/h 이다.Therefore, the flow rate of hot water to be supplied in the cargo hold is 102 Ton / h, but the flow rate to be drained is 102 Ton / h + 10,000 Ton / (7 days * 24h) = 160 Ton / h.
하지만 적재된 천연 가스 수화물은 -20 ℃로 저장 되어지기 때문에 배수 라인과 밸브들이 얼어서 작동 불능 상태에 빠지기 쉽고, 화물창 바닥에서는 적재되어진 천연 가스 수화물 펠렛(NGH Pellet)은 자중과 운항 기간 동안의 시간으로 한 덩어리가 되어 상부에서 분사된 물이 화물창 하부로 배출되는 통로를 모두 막게 되어 공급된 물의 배출을 어렵게 한다.However, since the loaded natural gas hydrate is stored at -20 ° C, it is easy for the drain lines and valves to freeze and become inoperable, and the NGH pellet loaded at the bottom of the cargo holds the time As a lump, the water sprayed from the top blocks all the passages that are discharged to the bottom of the hold, making it difficult to discharge the supplied water.
또한 화물창의 해리를 목적으로 주입된 열수는 분사 노즐 주위에서는 물의 열량에 의해 NGH Pellet을 직접 해리시키지만 이때 발생된 해리수와 주입된 물은 NGH 화물창의 아래로 내려갈수록 해리 반응으로 열량을 잃게 되어 NGH Pellet사이에서 다시 얼어붙게 된다.In addition, the hot water injected for the purpose of dissociation of the cargo hold dissociates the NGH pellet directly by the amount of water around the injection nozzle. However, as the dissociated water and injected water fall down below the NGH hold, Frozen again between the pellets.
주입된 물과 해리로 인해 발생된 물이 펠렛 사이에서 얼어버릴 경우 NGH 화물창 내 배수가 이루어지지 않기 때문에 화물창 내로 열원 공급원인 열수 분사를 더 이상 할 수 없게 되고 이것은 발생된 물을 제거해주기 위한 별도의 설비를 요구한다.
If the water generated by the injected water and the dissociation freezes between the pellets, it is no longer possible to carry out hot water injection into the cargo hold due to the lack of drainage in the NGH hold, Requires facilities.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서 NGH를 저장하는 화물창 내에서 직접 해리하기 위해 공급한 온수(또는 열수)와 공급된 열에 해리된 NGH 수용액이 화물창 내에 정체하지 않고 지속적으로 외부로 배출될 수 있는 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a method for recovering NGH, which comprises supplying hot water (or hot water) to dissociate directly in a cargo hold storing NGH, And to provide a drain tower device for regasification of natural gas hydrate which can be used for natural gas hydrate regeneration.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치는 천연 가스 하이드레이트가 적재된 화물창의 배수 장치의 드레인 타워 장치에 있어서, 원통의 형상을 가지며 상기 화물창 내부 바닥에 설치되는 베이스부; 및 주입구와 배출구를 가지며 직경 보다 길이가 긴 세장형의 U자 형상의 히팅 튜브로 형성되어 다수 개의 U자 형상의 히팅 튜브는 각각의 U자 형상의 히팅 튜브가 인접한 U자 형상의 히팅 튜브와 소정의 간격을 가지고 상기 베이스부의 상부에 물펌프를 구비하도록 지름을 갖는 베이스부 상에 원을 형성하여 베이스부와 수직으로 배치되는 히팅 튜브부를 포함한다.To solve the above problems, a drain tower apparatus for regasifying natural gas hydrates according to the present invention is a drain tower apparatus for a drainage apparatus for a cargo hold having a natural gas hydrate loaded therein. The drain tower apparatus includes a cylindrical body, part; And a plurality of U-shaped heating tubes each having a U-shaped heating tube and a U-shaped heating tube each having an inlet and an outlet, And a heating tube portion which is disposed perpendicularly to the base portion by forming a circle on a base portion having a diameter so as to have a water pump at an upper portion of the base portion.
여기서, 상기 베이스부는 복수 개의 관통공이 형성되어 U자 형상의 히팅 튜브가 인입 또는 인출되는 유로를 상기 베이스부에 지지 및 고정하기 위한 상부와 빈 공간으로 형성되어 상기 상부로부터 인입 또는 인출되는 유로를 통과시키는 하부를 포함한다.The base portion is formed as an upper portion and an empty space for supporting and fixing a flow path through which a U-shaped heating tube is drawn or drawn to the base portion, and a flow path through which the U- .
또한, 상기 히팅 튜브부는 물펌프와 연결된 복수 개의 주입구 및 상기 복수 개의 주입구와 일체화된 복수 개의 유출구와 연결된 부동액 저장 탱크로 이루어진 구조로 히팅 튜브 가열을 효율적으로 한다.The heating tube unit may include a plurality of injection ports connected to the water pump and an antifreeze storage tank connected to a plurality of outflow ports integrated with the plurality of injection ports to efficiently heat the heating tube.
또한, 상기 히팅 튜브부는 U자 형상의 히팅 튜브에 매개체를 순환시키며 U자 형상의 히팅 튜브의 인입 유로와 인출 유로의 거리는 각각의 U자 형상의 히팅 튜브 사이의 거리와 같다.The heating tube portion circulates the medium in a U-shaped heating tube, and the distance between the inlet and outlet flow paths of the U-shaped heating tube is the same as the distance between the U-shaped heating tubes.
또한, 상기 매개체는 천연 가스 하이드레이트의 해리 및 외부로부터 공급된 물이 얼지 않도록 가열된 에씰렌 글리콜(Ethylene glycol)이다.In addition, the medium is ethylene glycol which is heated so that dissociation of natural gas hydrate and water supplied from the outside do not freeze.
또한, 상기 베이스부는 상부에 물펌프를 구비하여 해리 반응에 따라 공급된 열수와 해리수의 혼합 용액을 물펌프와 연결된 파이프를 통하여 화물창의 외부로 배수한다.In addition, the base portion has a water pump at an upper portion thereof, and drains the mixed solution of hot water and dissociated water supplied through the dissociation reaction to the outside of the cargo hold through a pipe connected to the water pump.
또한, 상기 베이스부는 상기 U자 형상의 히팅 튜브 각각이 일정한 간격으로 수직하게 설치되도록 띠 형상의 지지 수단으로 상기 히팅 튜브부를 묶는다.In addition, the base part binds the heating tube part with a belt-shaped supporting means such that the U-shaped heating tubes are vertically installed at regular intervals.
또한, 상기 화물창은 내부에 복수 개의 드레인 타워 장치를 구비하여 외부로부터 공급된 열수와 해리수의 혼합 용액을 상기 화물창의 외부로 배수시킨다.
In addition, the cargo hold has a plurality of drain tower units therein to drain mixed solution of hot water and dissociated water supplied from the outside to the outside of the cargo hold.
본 발명의 의한 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치에 의하면, NGH를 해리하기 위해 직접 열 공급을 위한 열수 분사에 있어서 분사 노즐이 얼어서 작동되지 않는 것을 방지할 수 있다.According to the drain tower apparatus for regeneration of natural gas hydrates according to the present invention, it is possible to prevent the injection nozzle from being frozen and not operated in hot water injection for direct heat supply in order to dissociate NGH.
또한, 본 발명의 의한 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치에 의하면, 노즐을 통해 분사된 열수와 NGH가 해리되어 나온 수용액을 원활히 배수할 수 있도록 배수로를 확보할 수 있다.
In addition, according to the drain tower apparatus for regasifying natural gas hydrates according to the present invention, it is possible to secure a drainage path to smoothly drain the hot water sprayed through the nozzle and the aqueous solution discharged from the NGH.
도 1은 종래에 따른 선창 및 제어계의 개략 구성도;
도 2는 종래에 따른 NGH 운송선을 도시한 구성도;
도 3은 종래에 따른 NGH 화물창 적재 단면을 도시한 개념도;
도 4는 본 발명에 따른 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치의 사시도;
도 5는 도 4에 따른 드레인 타워 장치의 부분 단면을 도시한 개념도;
도 6는 도 4에 따른 드레인 타워 장치의 상세 구성도;
도 7은 본 발명에 따른 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치가 설치된 화물창의 단면도;
도 8은 본 발명에 따른 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치를 포함한 천연 가스 수화물 재기화 시스템의 구성도;BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a conventional hold and control system; FIG.
FIG. 2 is a view showing a conventional NGH transportation line; FIG.
3 is a conceptual view showing a conventional NGH cargo hold mounting section;
4 is a perspective view of a drain tower device for regasification of natural gas hydrates according to the present invention;
5 is a conceptual view showing a partial cross-sectional view of the drain tower apparatus according to FIG. 4;
FIG. 6 is a detailed configuration diagram of the drain tower device according to FIG. 4; FIG.
7 is a sectional view of a cargo hold having a drain tower device for regasification of natural gas hydrate according to the present invention;
8 is a schematic view of a natural gas hydrate regeneration system including a drain tower device for regasification of natural gas hydrates according to the present invention;
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 4는 본 발명에 따른 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치의 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 드레인 타워 장치의 부분 단면을 도시한 개념도이고, 도 6는 도 4에 따른 드레인 타워 장치의 상세 구성도이고, 도 7은 본 발명에 따른 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치가 설치된 화물창의 단면도이다.FIG. 4 is a perspective view of a drain tower apparatus for regasifying natural gas hydrates according to the present invention, FIG. 5 is a conceptual view showing a partial cross section of the drain tower apparatus according to FIG. 4, And FIG. 7 is a sectional view of a cargo hold provided with a drain tower device for regasifying natural gas hydrates according to the present invention.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치(200)는 천연 가스 하이드레이트가 적재된 화물창의 배수 장치에 관한 것으로 NGH를 저장하는 화물창 내에서 직접 해리하기 위해 공급한 열수(Hot water)와 공급된 열에 해리된 NGH 수용액(물)이 화물창 내에 정체하지 않고 지속적으로 외부에 배출되도록 하며 NGH를 해리하기 위해 분사된 열수와 NGH 해리 수용액이 지속적으로 배출될 수 있도록 배수로 주위를 가열하여 배수로 주위가 얼지 않도록 가열해주는 기능을 가진다.4 to 7, a
드레인 타워 장치(200)는 NGH 탱크(화물창) 내에 공급될 열원인 열수와 NGH에서 해리된 물이 원활이 배수될 수 있도록 드레인 라인을 확보하기 위한 것이다.The
드레인 타워 장치(200)는 선박 내부 또는 외부에 저장된 에틸렌 글리콜(Ethelene glycol:부동액)을 열교환기를 통해 가열하여 NGH 화물창 내에 설치된 드레인 타워에 공급하여 드레인 타워를 지지하는 히팅 튜브(Heating tube:210c)로 순환시켜 히팅 튜브(210c) 주위를 가열하여 NGH를 해리하고 배수 경로를 얼지 않도록 하는 장치이다.The
이때 복수 개의 히팅 튜브(210c)는 동심원으로 배열하여 화물창(600)내 NGH가 침입하여 배수 펌프(230,또는 물펌프) 주위에 오는 것을 막고 배열된 복수 개의 히팅 튜브(210c) 사이로 NGH 해리수+열공급수가 고일 수 있는 우물 역할을 하여 최하단에 설치된 배수 펌프에 고일 수 있도록 배치된다.In this case, the plurality of
상기 드레인 타워 장치(200)는 히팅 튜브부(210), 물펌프(230) 및 베이스부(250)를 포함하여 구성되며, 상기 베이스부(250)는 원통의 형상으로 이루어지며 화물창 내부 바닥에 고정(설치)된다.The
상기 히팅 튜브부(210)는 부동액이 통과하는 주입구(210a)와 배출구(210b)를 가진 직경 보다 길이가 긴 세장형의 U자 형상의 히팅 튜브(210c)가 복수 개로 이루어지며, 각각의 히팅 튜브(210c)는 인접한 히팅 튜브(210c)와 NGH 해리수(물)가 통과할 정도로 크고 NGH 또는 NGH입자가 통과하지 못할 정도로 작은 소정의 간격을 가지고 베이스부(250)의 상부(250b)에 물펌프(230)를 설치할 수 있는 정도의 소정 지름(D)을 갖는 상부(250b)의 원주와 수직 방향으로 결합한다.The
또한, 베이스부(250)는 하부(250a)와 상부(250b)로 구성되며, 상부(250a)는 복수 개의 관통공(250c)이 형성되어 상기 관통공(250c)으로 인입 및/또는 인출되는 히팅 튜브(210c)를 베이스부(250)에 지지 및 고정한다.The
상기 하부(250a)는 빈 공간으로 형성되어 상부(250b)로부터(또는 에) 인입 및/인출되는 히팅 튜브(210c)를 통과시키는 역할을 한다.The
드레인 타워 장치(200)는 U자 형상의 히팅 튜브(210c)에 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)과 같은 부동액을 매개체로 순환시키며 천연 가스 하이드레이트의 해리 및 외부로부터 공급된 물이 얼지 않도록 상기 히팅 튜브(210c)를 가열한다.The
또한, U자 형상의 히팅 튜브(210c)의 인입 유로 또는 주입구(210a)와 배출 유로 또는 배출구(210b) 사이의 거리(d1)는 각각의 U자 형상의 히팅 튜브(210c) 사이의 거리(d2)와 같도록 하여 히팅 튜브부(210)의 열린 틈은 모두 일정한 간격을 가진다.The distance d1 between the inlet flow path of the
U자 형상의 히팅 튜브(210c)의 가장 아래 부분으로 하부(250a)에 수납된 부분은 곡선 형상(210e)으로 형성되며 가능한 하부(250a)의 바닥부와 접촉하지 않음으로 열효율을 향상시킬 수 있다.The lower portion of the
베이스부(250)는 상부(250b)에 물펌프(230)를 고정시켜 해리 반응에 따라 공급된 열수와 해리수의 혼합 용액을 물펌프(230)와 연결된 파이프를 통하여 화물창의 외부로 배수한다.The
드레인 타워 장치(200)는 U자 형상의 히팅 튜브(210c) 각각이 일정한 간격으로 수직하게 설치되도록 띠 형상의 밴드, 타이와 같은 지지 수단(260)으로 상기 히팅 튜브부(210)를 묶는다.The
또한 화물창(600)은 내부에 복수 개의 드레인 타워 장치(200)를 구비하여 해리 반응에 따라 공급된 열수와 해리수의 혼합 용액을 화물창의 외부로 배수시킨다.In addition, the
히팅 튜브부(210)는 물펌프(230)와 연결된 복수 개의 주입구(210a) 및 상기 복수 개의 주입구(210a)와 일체화된 복수 개의 유출구(210b)와 연결된 부동액 저장 탱크(311)로 이루어진 구조로 히팅 튜브(210c) 가열을 효율적으로 할 수 있다.The
도 8은 본 발명에 따른 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치를 포함한 천연 가스 수화물 재기화 시스템의 구성도이다.8 is a configuration diagram of a natural gas hydrate regeneration system including a drain tower device for regasifying natural gas hydrates according to the present invention.
도 8을 참조하면, 우선 베이스부(250)와 히팅 튜브부(210)를 포함하여 이루어진 드레인 타워(314)의 상부에 NGH 해리용 복수 개의 스프레이 노즐(318)을 부착한다.Referring to FIG. 8, first, a plurality of
아래에서 드레인 타워 장치를 구비한 천연 가스 수화물 재기화 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for regenerating natural gas hydrate having a drain tower device will be described in detail.
NGH 저장 탱크(600) 또는 화물창에 적재된 고체 상태의 NGH를 해리하여 기체와 액체로 만들기 위하여 물탱크(315)에 저장된 물을 외부의 스팀 또는 가스와 같은 열원(320)과 열교환기(316)를 이용하여 열수(약 80℃)로 가열한 후 물펌프(317)와 연결된 파이프를 통하여 복수 개의 스프레이 노즐(318)에 공급하여 열수를 NGH에 분사 또는 분무시킨다.The water stored in the
열수에 의해 NGH는 해리되어 열수와 해리수의 혼합수가 NGH 저장 탱크(600)의 하부 또는 바닥에 고이고 또한 드레인 타워(314)의 일종의 벽인 히팅 튜브부(210)의 내부에도 고이게 된다.The NGH is dissociated by the hot water and mixed water of the hot water and the dissociated water becomes high on the bottom or bottom of the
드레인 타워 장치(200)의 물펌프(230)는 연결된 배출 파이프를 통하여 고인 혼합수를 NGH 저장 탱크(600)의 외부로 배출하고 상기 배출 파이프와 직렬연결된 물펌프(319)를 통하여 상기 혼합수는 다시 물탱크(315)에 수집 및 저장된다.The
이때, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)과 같은 부동액 저장 탱크(311)의 부동액은 열원(320)과 열교환기(312)를 통하여 가열(약 80℃)되고 가열된 부동액은 물펌프(313)와 연결된 공급 파이프를 통하여 히팅 튜브부(210)의 복수 개의 주입구(210a)에 공급된다.The antifreeze liquid in the
상기 가열된 부동액은 히팅 튜브(210c)의 유로 및 배출구(210b)를 통하여 냉각된 부동액은 다시 부동액 저장 탱크(311)로 회수 파이프를 통하여 회수하여 저장된다.The heated antifreeze is recovered through a return pipe to the
여기서, 부동액 저장 탱크(311)에 연결된 회수 파이프는 히팅 튜브부(210)의 복수 개의 배출구(210b)에 연결된다.Here, the recovery pipe connected to the
따라서, 가열된 히팅 튜브부(210)에 의하여 드레인 타워 장치(200)에 고인 혼합수는 얼지 않고 재사용 가능하며 또한 드레인 타워(314)의 벽에 근접하게 설치된 스프레이 노즐(318)의 얼어서 막힘을 방지할 수 있다.Therefore, the mixed water that has been accumulated in the
그리고, NGH 해리시 가스가 발생하고 상기 가스는 NGH 저장 탱크(600)에 구비된 가스 송출 파이프 및 밸브(322)를 통하여 물분리기(324)로 입력되며, 물분리기(324)에서 수분이 제거된 가스는 가스 압축기(323)로 전달되어 가스의 압력을 높여 외부의 공급처로 전달한다.Then, NGH dissociation gas is generated and the gas is input to the
상기 밸브(322)는 제어 장치(미도시)에 의해서 온/오프 가능하며 밸브(322)와 상기 가스 송출 파이프에 밸브(322)와 병렬로 안전 밸브(321)를 설치하여 NGH 저장 탱크(600)의 가스 압력이 허용치 이상인 경우에 안전 밸브(321)를 온하여 가스를 외부의 저장 탱크 또는 대기로 배출하고 이때 밸브(322)는 폐쇄되어 동작하지 않는다.The
반대로 가스 압력이 허용치 이내 경우에 안전 밸브(321)는 오프되고 밸브(322)가 제어 장치에 의해 온/오프 제어된다.
On the other hand, when the gas pressure is within the tolerance, the
200 : 드레인 타워 장치 210 : 히팅 튜브부
210a : 주입구 210b : 배출구
210c : 히팅 튜브 230 : 물펌프
250 : 베이스부 250a : 하부
250b : 상부 260 : 지지 수단200: drain tower device 210: heating tube part
210a:
210c: Heating tube 230: Water pump
250:
250b: upper portion 260: support means
Claims (8)
원통의 형상을 가지며 상기 화물창 내부 바닥에 설치되는 베이스부; 및
주입구와 배출구를 가지며 직경 보다 길이가 긴 세장형의 U자 형상의 히팅 튜브로 형성되어 다수 개의 U자 형상의 히팅 튜브는 각각의 U자 형상의 히팅 튜브가 인접한 U자 형상의 히팅 튜브와 물이 통과하도록 간격을 가지고 상기 베이스부의 상부에 물펌프를 구비하도록 지름을 갖는 베이스부 상에 원을 형성하여 베이스부와 수직으로 배치되는 히팅 튜브부를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치.
CLAIMS 1. A drain tower apparatus for a drainage system of a cargo hold having a natural gas hydrate loaded therein,
A base portion having a cylindrical shape and installed at the bottom of the cargo hold; And
Shaped U-shaped heating tube having an inlet port and an outlet port and having a length greater than the diameter of the U-shaped heating tube. Each U-shaped heating tube is connected to a U- And a heating tube portion disposed perpendicularly to the base portion and having a diameter formed on a base portion having a diameter so as to have a water pump at an upper portion of the base portion so as to pass therethrough, Tower device.
상기 베이스부는 복수 개의 관통공이 형성되어 U자 형상의 히팅 튜브가 인입 또는 인출되는 유로를 상기 베이스부에 지지 및 고정하기 위한 상부와 빈 공간으로 형성되어 상기 상부로부터 인입 또는 인출되는 유로를 통과시키는 하부를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치.
The method according to claim 1,
The base portion is formed as an upper portion and a hollow space for supporting and fixing a flow path through which a U-shaped heating tube is drawn or drawn to the base portion, and a through- And a drain tower unit for regasifying the natural gas hydrate.
상기 히팅 튜브부는 물펌프와 연결된 복수 개의 주입구 및 상기 복수 개의 주입구와 일체화된 복수 개의 유출구와 연결된 부동액 저장 탱크로 이루어진 구조로 히팅 튜브 가열을 하는 것을 특징으로 하는 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the heating tube portion is formed by a plurality of inlets connected to the water pump and a plurality of outlets integrated with the plurality of inlets, and the antifreeze storage tank is heated by the heating tube to regenerate the natural gas hydrate. .
상기 히팅 튜브부는 U자 형상의 히팅 튜브에 매개체를 순환시키며 U자 형상의 히팅 튜브의 인입 유로와 인출 유로의 거리는 각각의 U자 형상의 히팅 튜브 사이의 거리와 같은 것을 특징으로 하는 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the heating tube portion circulates the medium in a U-shaped heating tube, and the distance between the inlet flow path of the U-shaped heating tube and the outlet flow path is the same as the distance between each U- Drain tower device for anger.
상기 매개체는 천연 가스 하이드레이트의 해리 및 외부로부터 공급된 물이 얼지 않도록 가열된 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)인 것을 특징으로 하는 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the medium is ethylene glycol heated to dissociate the natural gas hydrate and to prevent water supplied from the outside from being frozen.
상기 베이스부는 상부에 물펌프를 구비하여 해리 반응에 따라 공급된 열수와 해리수의 혼합 용액을 물펌프와 연결된 파이프를 통하여 화물창의 외부로 배수하는 것을 특징으로 하는 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the base portion has a water pump at an upper portion thereof and drains the mixed solution of hot water and dissociated water supplied through the dissociation reaction to the outside of the cargo hold through a pipe connected to the water pump. Device.
상기 베이스부는 상기 U자 형상의 히팅 튜브 각각이 일정한 간격으로 수직하게 설치되도록 띠 형상의 지지 수단으로 상기 히팅 튜브부를 묶는 것을 특징으로 하는 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the base portion binds the heating tube portion with a strip-shaped supporting means so that the U-shaped heating tubes are vertically installed at regular intervals.
상기 화물창은 내부에 복수 개의 드레인 타워 장치를 구비하여 외부로부터 공급된 열수와 해리수의 혼합 용액을 상기 화물창의 외부로 배수시키는 것을 특징으로 하는 천연 가스 수화물 재기화를 위한 드레인 타워 장치.The method according to claim 1,
Wherein the cargo hold has a plurality of drain tower units therein to drain a mixed solution of hot water and dissociated water supplied from the outside to the outside of the cargo hold.
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KR20110075452A (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-06 | 삼성중공업 주식회사 | Regasification apparatus for lng ship |
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