KR101516184B1 - 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치 - Google Patents

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Abstract

액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치는, 액화가스 설비에 대해 질소가스 및 천연가스를 공급하는 해상의 시운전장치로서, 베이스와, 베이스의 일 단부에서 수직으로 일정한 높이를 갖고 결합되는 접안용수직판과, 접안용수직판에 결합되는 완충부재와, 플렉서블 연결라인과 플렉서블 연결라인의 단부에 결합된 강성연결라인과, 플렉서블 연결라인 및 강성연결라인을 인양하는 사다리를 포함한다.

Description

액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치{MARINE TRIAL DEVICE FOR LIQUEFIED GAS EQUIMENT}
본 발명은 액화가스 설비에 대한 해상의 시운전장치에 관한 것이다.
액화 천연 가스(Liquefied Natural Gas, LNG)와 같은 액화가스 운반선은 영하 163℃의 극저온 액체를 저장하여 운반하는 선박이다. 따라서 선박 내부에서 극저온 액체를 다루는 배관 및 장치는 시운전을 하기에 앞서, 저온의 질소 가스 등을 이용하여 콜드 테스트(cold test)를 통해서 열응력(thermal stress)에 의한 저온 취성에 대한 시험을 수행한다. 질소가스는 육상에 구비된 액화질소가스 저장탱크로부터 기화기(regasification unit)를 거쳐서 선박 등으로 이송된다. 도 1은 이와 같이 육상에 위치한 종래의 시운전장치가 콜드 테스트를 수행하는 상태에 대한 도면이다.
또한, LNG FPSO 등은 가스를 극저온으로 액체로 액화시키는 액화 장비를 구비하고 있기 때문에 콜드 테스드(cold test) 뿐만 아니라 액화 장비의 시운전도 필요하다. 이를 위해 액화가스를 재기화 한 후 액화장비로 이송하여 액화 시운전을 수행한다.
도 1을 참조하면, 종래의 시운전장치에서 육상에 위치하는 재기화장치(3)로부터 연결라인(4)을 통해서 액화질소가 선박(1)으로 이송된다. 재기화장치(3)는 액화질소를 받아서 기화하고, 기화된 저온의 질소 가스는 플렉서블(flexible)하게 배치된 연결라인(4)을 통해서 선박(1)으로 이송된다.
선박(1)과 육상의 안벽(9) 사이에는 충격 완화 장치에 해당하는 완충부재(5)가 구비되어 있다. 그리고 선박(1)은 육상에 무어링 라인(7)에 의해 연결되어 있다. 이와 같이, 완충부재(5) 및 무어링 라인(7)에 의해 해상의 조건(파도 등)에 의해서도 선박(1)의 움직임이 적을 뿐만 아니라 충격을 완화할 수 있게 된다.
그러나 상기 도1과 같은 종래의 시운전장치는 육상에 위치하는 것으로, 해상에서 적용하는 경우에는 많은 어려움이 따르게 된다. 즉, 콜드 테스트 또는 가스 액화 시운전의 대상이 되는 선박 또는 LNG FPSO(Floating Production Storage and Offloading, 부유식 생산, 저장 및 하역 설비)는 매우 크기 때문에 접안이 용이하지 않고, 높이 차이도 상당하여 연결라인을 연결하는데 많은 어려움이 따르게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, LNG 운반선 또는 LNG FPSO 등과 같이 해상에 위치하는 액화가스 설비에 대해 해상에서 시운전을 실시할 수 있는 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치는, 액화가스 설비에 대해 질소가스 및 천연가스를 공급하는 해상의 시운전장치로서, 베이스와, 베이스의 일 단부에서 수직으로 일정한 높이를 갖고 결합되는 접안용수직판과, 접안용수직판에 결합되는 완충부재와, 플렉서블 연결라인과 플렉서블 연결라인의 단부에 결합된 강성연결라인과, 플렉서블 연결라인 및 강성연결라인을 인양하는 크레인을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전 장치는, 액화가스 설비에 대해 질소가스 및 천연가스를 공급하는 해상의 시운전장치로서, 베이스와, 베이스의 일 단부에서 수직으로 일정한 높이를 갖고 결합되는 접안용수직판과, 접안용수직판에 결합되는 완충부재와, 플렉서블 연결라인과 플렉서블 연결라인의 단부에 결합된 강성연결라인과, 플렉서블 연결라인 및 강성연결라인을 인양하는 사다리를 포함할 수 있다.
본 발명의 측면들에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치는 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 접안용수직판은 수직판지지부에 의해 베이스에 대해 지지될 수 있다. 그리고 베이스는 바지 구조를 구비할 수 있다.
사다리는 다수 개의 사다리모듈을 포함하고, 사다리모듈은 상호 포개지거나 또는 하나에 대해서 다른 하나가 연장이 가능한 구조일 수 있다.
최상부에 위치한 사다리모듈에는 강성연결라인이 결합할 수 있다.
강성연결라인은 이동이 가능하게 사다리모듈에 결합할 수 있다.
하부에 위치한 사다리모듈에는 각도조절장치가 결합할 수 있다.
최상부에 위치한 사다리모듈에 접안바퀴가 부착될 수 있다.
본 발명은 해상에 위치하는 액화가스 설비에 대해 해상에서 콜드 테스트 및 가스액화 시운전을 수행할 수 있는 해상 시운전장치를 제공할 수 있다.
도 1은 육상에 위치한 종래의 시운전장치가 콜드 테스트를 수행하는 상태에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치가 선박에 접안 한 상태에 대한 도면으로서, 연결라인이 선박에 연결되기 이전의 상태를 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치가 선박에 접안 한 상태에 대한 도면으로서, 연결라인이 선박에 연결된 상태를 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치에 대한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치가 선박에 접안 한 상태에 대한 도면으로서, 연결라인이 선박에 연결되기 이전의 상태를 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치가 선박에 접안 한 상태에 대한 도면으로서, 연결라인이 선박에 연결된 상태를 예시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 설명되는 액화가스 설비는, 액화천연가스(LNG) 등과 같은 액화가스를 처리, 운반 또는 저장을 하는 선박 또는 LNG FPSO 등을 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치(100)가 선박(180)에 접안 한 상태에 대한 도면으로서, 도 2는 연결라인(120)이 선박(180)과 같은 액화가스 설비에 연결되기 이전의 상태를 예시하는 도면이고, 도 3은 연결라인(120)이 액화가스 설비에 연결된 상태를 예시하는 도면이다. 그리고 도 4는 해상 시운전장치(100)에 대한 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 해상 시운전장치(100)는 해상에 위치하는 선박(180) 또는 LNG FPSO 등과 같이 액화가스를 저장, 운반 또는 처리하는 설비 즉 해상의 액화가스 설비에 접근하여, 해상에서 액화가스 설비에 대한 시운전을 하기 위해서 저온의 질소가스 또는 천연가스(Natural Gas, NG) 등을 공급하는 장치에 해당한다.
본 실시예에 따른 해상 시운전장치(100)는, 베이스(110), 연결라인(120), 크레인(130), 완충부재(140), 액화질소 저장탱크(150), 액화가스 저장탱크(152), 재기화모듈(160) 및 유틸리티 모듈(170)을 포함한다.
베이스(110)는 해상 시운전장치(100)를 해상에서 부유하게 하는 것으로 다양한 구조를 가질 수 있다. 도 2 내지 도 4에서 베이스(110)는 바지(barge) 구조를 갖는 것으로 예시되어 있다. 베이스(110) 상에는 연결라인(120), 크레인(130), 액화질소 저장탱크(150), 액화가스 저장탱크(152), 재기화모듈(160) 및 유틸리티 모듈(170)이 구비되어 있다.
베이스(110)의 일 단부에는 접안용수직판(112)이 일정한 높이를 갖고 수직으로 결합되어 있다. 접안용수직판(112)은, 선박(180)에 대한 해상 시운전장치(100)의 접촉 면적을 넓히기 위한 것으로, 그 전면(前面)에는 다수 개의 완충부재(140)가 일정한 간격으로 배치되어 있다. 그리고 접안용수직판(112)은 베이스(110)에 대해 수직판지지부(114)에 의해서 지지된다. 따라서 해상조건에 따라 선박(180) 또는 해상 시운전장치(100)가 상하 좌우로 요동하더라도 접안용수직판(112)을 안정적으로 지지할 수 있게 된다.
완충부재(140)는 접안용수직판(112)의 전면에 다수 개가 일정한 간격을 가지고 배치된다. 완충부재(140)는 에어백(air bag), 탄성력을 갖는 고무 또는 플라스틱 등에 의해 형성될 수 있다. 완충부재(140)는 선박(180)과 접하면서 해상 시운전장치(100)와의 충돌을 완화하는 역할을 한다.
베이스(110) 상에는 선박(180) 또는 LNG FPSO 등에 저온의 질소가스를 공급하기 위한 액화질소 저장탱크(150)와, 선박(180) 또는 LNG FPSO 등으로부터 이송된 액화천연가스를 저장하기 위한 액화가스 저장탱크(152)가 구비되어 있다.
액화질소 저장탱크(150)에서 나온 액화질소는 재기화모듈(160)에 의해 기화되어 선박(180) 또는 LNG FPSO 등에 공급된다. 선박(180) 또는 LNG FPSO 등에 공급된 저온의 기체 질소는 선박(180) 또는 LNG FPSO 등을 다루는 배관 및 장치에 공급되어 열응력에 대한 저온 취성의 콜드 테스트(cold test) 시험을 수행한다.
액화가스 설비의 시운전 시에는, 선박(180) 또는 LNG FPSO와 같은 액화가스 설비로부터 액화가스를 받아 액화가스 저장탱크(152)에 저장한다. 액화가스 저장탱크(152)에 저장된 액화가스는, 유틸리티 모듈(170)에 포함된 고압펌프(도시하지 않음)에 의해 고압으로 가압되고 재기화모듈(160)에 의해 기화되어 선박(180) 또는 LNG FPSO에 구비된 가스 액화 장비(도시하지 않음)로 보내져서 가스 액화 시운전을 수행한다.
도 4에서는 베이스(110)의 좌우 양측으로 동일한 수의 액화질소 저장탱크(150) 및/또는 액화가스 저장탱크(152)가 구비되어 있음을 알 수 있다. 그리고 액화질소 저장탱크(150) 및 액화가스 저장탱크(152)의 수 및 배치 구조는 필요에 따라서 달라질 수 있다.
연결라인(120)은 액화질소 저장탱크(150), 재기화모듈(160) 및 유틸리티 모듈(170)과 연결되어 있다. 액화질소 저장탱크(150)에 저장된 액화질소는 연결라인(120)을 통해 이송되고 재기화모듈(160)에 의해 기화되어 선박(180) 또는 LNG FPSO의 극저온장비(도시하지 않음)에 공급된다.
연결라인(120)은 유연성을 갖는 플렉서블 연결라인(122)과, 플렉서블 연결라인(122)의 단부에 결합되고 강성을 갖는 강성연결라인(124)을 포함한다.
플렉서블 연결라인(122)은 액화질소 저장탱크(150), 재기화모듈(160) 및 유틸리티 모듈(170)과 연결되고, 도 2 내지 도 3에서와 같이 크레인(130)에 의해 인양된다. 도 2를 참조하면, 연결라인(120)이 선박(180)의 배관(182)과 결합되지 않는 경우, 플렉서블 연결라인(122)과 그 단부에 결합된 강성연결라인(124)은 선박(180)의 배관(182)에 비해 낮게 위치한다. 그리고 도 3을 참조하면, 연결라인(120)이 선박(180)의 배관(182)과 결합된 경우, 플렉서블 연결라인(122)과 그 단부에 결합된 강성연결라인(124)은 크레인(130)에 의해 인양되어 선박(180)의 배관(182)에 결합된다.
강성연결라인(124)에는 크레인(130)의 후크(도시하지 않음)가 걸릴 수 있는 연결부(126)가 구비되어 있다.
크레인(130)은 베이스(110) 상에 위치하면서, 연결라인(120)을 선박(180)의 배관(182)의 높이까지 인양한다. 크레인(130)은 수직부(132) 및 수평부(134)를 포함한다.
수직부(132)는 일정한 높이를 갖고 베이스(110) 상에 위치한다. 수직부(132)에 대해 수평부(134)는 그 높이를 조정할 수 있다. 수평부(134)는 수직부(132)에 대해 수직으로 결합되고, 로프(136)를 수평 방향으로 이동할 수 있게 한다. 로프(136)의 단부에는 강성연결라인(124)의 연결부(126)에 걸릴 수 있는 후크(도시하지 않음)가 결합된다.
크레인(130)은 물자 또는 인력을 이송하는 경우에도 사용이 가능하다.
재기화모듈(160)은 액화질소 저장탱크(150)에 저장된 액화질소를 기화시키는 역할을 한다. 또한, 재기화모듈(160)은 액화가스 저장탱크(152)에 저장된 액화천연가스를 기화시켜 천연가스로 변환한다. 재기화모듈(160)은 베이스(110)의 중앙에 배치될 수 있다.
유틸리티모듈(170)은 저압펌프(도시하지 않음) 및 고압펌프(도시하지 않음) 등을 포함한다. 고압펌프는 액화가스 저장탱크(152)에 저장된 액화가스를 고압으로 압축한다.
본 실시예에 따른 해상 시운전장치(100)는 무어링 라인(175)에 의해서 선박(180) 또는 LNG FPSO 등에 연결된다. 무어링 라인(175)은 베이스(110)의 선단부와 선박(180) 또는 LNG FPSO를 연결하여, 파도 또는 바람과 같은 해상 조건에 의해서 해상 시운전장치(100)가 심하게 요동하는 것을 방지할 수 있다.
액화가스를 취급하는 선박(180) 또는 LNG FPSO에 대해 콜드 테스트 또는 가스액화 시운전을 하기 위해서, 해상 시운전장치(100)를 선박(180) 또는 LNG FPSO에 접근시켜 완충부재(140)가 선박(180) 또는 LNG FPSO에 접하도록 한다. 그리고 플렉서블 연결라인(122) 및 강성연결라인(124)을 선박(180)의 배관(182) 높이까지 크레인(130)을 이용하여 인양한다.
플렉서블 연결라인(122)의 단부에 구비된 강성연결라인(124)과 선박(180) 또는 LNG FPSO의 배관(182)을 연결한 후, 재기화모듈(160) 및 유틸리티 모듈(170)의 가동에 의해 저온의 질소가스 또는 천연가스를 극저온장비에 공급한다. 질소가스 또는 천연가스의 공급이 완료된 후, 플렉서블 연결라인(122)을 내려서 도 2와 같이 위치하게 한다.
이하에서는 도 5 내지 도 6을 참조하면서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 시운전장치(200)에 대해서 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치(200)가 선박(180)에 접안 한 상태에 대한 도면으로서, 도 5는 연결라인(120)이 선박(180)에 연결되기 이전의 상태를 예시하는 도면이고, 도 6은 연결라인(120)이 선박(180)에 연결된 상태를 예시하는 도면이다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치(200)는 제1 실시예에 따른 해상 시운전장치(100)의 구성을 모두 포함하고 다만, 크레인(130)을 대신하여 사다리(230)를 구비한다는 차이점이 있다. 이하에서는 제2 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치(200)를 설명함에 있어서 구성상의 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
제2 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치(200)는, 베이스(110), 연결라인(120), 완충부재(140), 액화질소 저장탱크(150), 액화가스 저장탱크(152), 재기화모듈(160) 및 유틸리티 모듈(170)을 포함하는데, 이는 제1 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치(100)와 동일한 구성에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제2 실시예에 따른 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치(200)는, 연결라인(120)에 해당하는 플렉서블 연결라인(122) 및 강성연결라인(124)을 선박(180)의 배관(182)까지 인양하기 위해서 높이 조절이 가능한 사다리(230)를 이용한다. 사다리(230)는 다수 개의 사다리모듈(232), 하부힌지(234), 접안바퀴(236) 및 각도조절장치(238)를 포함한다.
사다리모듈(232)은 일정한 길이를 갖는 것으로, 도 5에서와 같이 다수 개가 상호 포개져 있다가 강성연결라인(124)을 배관(182)에 연결할 때 도 6과 같이 하나의 사다리모듈(232)에 대해 다른 하나의 사다리모듈(232)이 연장된다. 이와 같은 사다리(230)의 구조로 인해, 강성연결라인(124)이 배관(182)에 연결되지 않는 경우는 물론 연결되는 경우 플렉서블 연결라인(122)이 항상 펴져있기 때문에 플렉서블 연결라인(122)의 곡률에 제한을 받는 문제점이 해결될 수 있다.
다수 개의 사다리모듈(232) 중에서 하부에 위치한 사다리모듈(232)은 하부힌지(234)를 구비한다. 하부힌지(234)는 다수 개의 사다리모듈(232)과 베이스(110)의 각도를 조절할 수 있게 한다.
다수 개의 사다리모듈(232) 중에서 최상부에 위치한 사다리모듈(232)은 접안바퀴(236)를 구비한다. 도 6에서와 같이 강성연결라인(124)이 배관(182)에 연결되는 경우, 접안바퀴(236)는 선박(180) 상에 위치하면서 사다리(230)와 선박(180)의 충격 및 마찰을 최소화한다.
강성연결라인(124)은 다수 개의 사다리모듈(232) 중에서 가장 상부에 위치한 사다리모듈(232)에 이동 가능하게 위치한다. 이로 인해, 강성연결라인(124)과 선박(180)의 배관(182)을 연결할 때, 강성연결라인(124)의 미세한 조정이 가능하다.
사다리(230)의 하부에는 각도조절장치(238)가 설치되어 있다. 각도조절장치(238)는 길이 조절을 통해서 사다리(230)의 각도를 조절하는 것으로, 유압 실린더 등에 해당할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 해상 시운전장치 110: 베이스
112: 접안용 수직판 114: 수직판 지지부
120: 연결라인 122: 플렉서블 연결라인
124: 강성연결라인 126: 연결부
130: 크레인 132: 수직부
134: 수평부 140: 완충부재
150: 액화가스 저장탱크 152: 액화가스 저장탱크
160: 재기화모듈 170: 유틸리티모듈
175: 무어링라인 180: 선박
182: 배관 230: 사다리
232: 사다리모듈 234: 하부힌지
236: 접안바퀴 238: 각도조절장치

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 액화가스 설비에 대해 질소가스 및 천연가스를 공급하는 해상의 시운전장치로서,
    베이스와, 상기 베이스의 일 단부에서 수직으로 일정한 높이를 갖고 결합되는 접안용수직판;
    상기 접안용수직판에 결합되는 완충부재;
    플렉서블 연결라인과 상기 플렉서블 연결라인의 단부에 결합된 강성연결라인;
    상기 플렉서블 연결라인 및 강성연결라인을 인양하는 사다리를 포함하는 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접안용수직판은 수직판지지부에 의해 상기 베이스에 대해 지지되는 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 베이스는 바지 구조를 갖는 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 사다리는 다수 개의 사다리모듈을 포함하고, 상기 사다리모듈은 상호 포개지거나 또는 하나에 대해서 다른 하나가 연장이 가능한 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치.
  6. 제5항에 있어서,
    최상부에 위치한 상기 사다리모듈에는 상기 강성연결라인이 결합하는 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 강성연결라인은 이동이 가능하게 상기 사다리모듈에 결합하는 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치.
  8. 제5항에 있어서,
    하부에 위치한 상기 사다리모듈에는 각도조절장치가 결합하는 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치.
  9. 제5항에 있어서,
    최상부에 위치한 상기 사다리모듈에 접안바퀴가 부착되는 액화가스 설비에 대한 해상 시운전장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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