KR101557790B1 - 액화천연가스의 공급설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액화천연가스 공급계통의 스트립 라인으로부터 버퍼 탱크를 경유하여 베이퍼라이져에 이르는 공급경로상에서 별도의 가스제거 시스템을 필요치 않으면서도 고압 펌프의 쿨 다운에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있도록 함으로써 보다 효율적인 액화천연가스의 공급을 가능하게 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, LNG 공급계통에 설치되어 스트립 라인(12)으로부터 제공되는 LNG를 저장하는 버퍼 탱크(10)와, 상기 버퍼 탱크(10)에 저장된 액상의 LNG를 베이퍼라이져(16)로 공급하는 고압 펌프(14)를 구비하는 액화천연가스의 공급설비에 있어서, 상기 버퍼 탱크(10)는 내부 저면부에 오목한 형태의 수용부(10a)를 형성하고, 상기 수용부(10a)에 상기 고압 펌프(14)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

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Description

액화천연가스의 공급설비{LNG supply equipment}

본 발명은 액화천연가스의 공급설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액화천연가스 공급계통의 스트립 라인으로부터 베이퍼라이져에 이르는 공급경로중에 설치되어 별도의 가스제거 시스템을 갖추지 않으면서도 쿨 다운 시간을 단축시킬 수 있도록 함으로써, 보다 효율적으로 액화천연가스의 공급을 가능하게 하는 액화천연가스의 공급설비에 관한 것이다.

일반적으로 액화천연가스(LNG;Liquefied Natural Gas)를 공급하는 설비는 카고 탱크내에 액화천연가스를 저장한 다음, 상기 카고 탱크내에 저장된 액화천연가스를 메인 카고 라인 또는 스트립 라인을 매개로 외부로 이송하게 된다. 특히 스트립 라인을 통해 버퍼 탱크로 저장된 액화천연가스는 고압 펌프의 구동에 의해 베이퍼라이져로 공급되고, 베이퍼라이져로 공급된 액화천연가스는 액상에서 기상으로 상변환이 이루어진 상태에서 외부로 제공된다.

그런데, 종래 액화천연가스의 공급설비에 있어, 버퍼 탱크와 고압 펌프는 흡 입 포트가 분리되어 있는 구조로 되어 있기 때문에 고압 펌프의 초기 구동시 고압 펌프를 쿨 다운 시키는 과정을 필수적으로 수행해야 한다. 이는 액화천연가스의 비등점이 대기압 하에서 섭씨 영하 162도인 초저온 액체이므로 이에 따라 고압 펌프도 대략 영하 100도 정도 냉각시켜야만 액상의 액화천연가스를 원활하게 압송할 수 있게 때문이다.

이 결과, 종래 액화천연가스의 공급설비를 가동하기 위해서는 고압 펌프의 쿨 다운에 최소 2일 정도의 시간이 소요되고, 이러한 시간을 시스템의 가동효율을 크게 저하시키는 원인으로 작용하게 된다.

또한, 종래 액화천연가스의 공급설비는 고압 펌프의 구동시 발생되는 기체상태의 천연가스를 배출하여 캐비테이션 발생의 배제하기 위한 별도의 가스제거 시스템을 구비하여야 하고, 고압 펌프의 구동중에도 발생되는 기체상태의 천연가스에 의한 펌프의 보호 및 펌프의 축베어링 발열에 따른 온도검출을 통해 펌프의 가동을 일시적으로 정지(Trip) 시켜야 하는 문제를 내재하고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 액화천연가스 공급계통의 스트립 라인으로부터 버퍼 탱크를 경유하여 베이퍼라이져에 이르는 공급경로상에서 별도의 가스제거 시스템을 필요치 않으면서도 고압 펌프의 쿨 다운에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있도록 함으로써 보다 효율적인 액화천연가스 의 공급을 가능하게 하는 액화천연가스의 공급설비를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, LNG 공급계통에 설치되어 스트립 라인으로부터 제공되는 LNG를 저장하는 버퍼 탱크와, 상기 버퍼 탱크에 저장된 액상의 LNG를 베이퍼라이져로 공급하는 고압 펌프를 구비하는 액화천연가스의 공급설비에 있어서, 상기 버퍼 탱크는 내부 저면부에 오목한 형태의 수용부를 형성하고, 상기 수용부에 상기 고압 펌프가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 고압 펌프는 상기 버퍼 탱크를 관통하여 상기 베이퍼라이져에 연결되는 공급라인을 구비하고, 상기 공급라인은 상기 버퍼 탱크와 연결되는 킥백라인을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 버퍼 탱크는 LNG 공급계통의 카고 탱크와 연결되는 드레인라인을 구비하고, 상기 드레인라인은 상기 카고 탱크로 LNG를 공급하기 위한 비상용 드레인 펌프를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 드레인라인은 상기 버퍼 탱크와의 교통을 위한 리턴라인을 구비하고, 상기 리턴라인은 비상시 상기 버퍼 탱크와 제반 장치의 인너팅(연소성이 강한 잔류 천연가스를 불활성 가스인 질소가스로 대체하는 것을 의미함)을 위해 연결된 질소공급라인을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액화천연가스의 공급설비에 의하면, 액화천연가스 공급계통의 스트립 라인으로부터 베이퍼라이져에 이르는 공급경로에 있어 버퍼 탱크의 내부에 고압 펌프를 설치함으로써, 기체상태의 천연가스를 제거하기 위한 가스제거 시스템을 구비하지 않아도 되고, 특히 고압 펌프의 쿨 다운에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있음과 더불어 고압 펌프에 대한 구동환경의 향상으로부터 펌프의 트립을 방지하고 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

아울러, 액화천연가스의 공급설비에 있어 가스제거 시스템의 폐지에 따른 시스템의 간소화를 도모하고, 고압 펌프의 트립을 방지하여 시스템의 구동에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액화천연가스의 공급설비는 버퍼 탱크(10)와 스트립 라인(12), 고압 펌프(14), 베이퍼라이져(16) 및, 카고 탱크(18) 등을 포함하여 구성되는 바, 이하에서 액화천연가스는 LNG로 약칭하여 기술하기로 한다.

상기 버퍼 탱크(10)는 LNG 공급계통에 배치되는 상기 스트립 라인(12)에 설치되어 내부에 소정량의 LNG를 저장하고, 상기 고압 펌프(14)는 상기 버퍼 탱크(10)내에 저장된 액상의 LNG를 베이퍼라이져(16)로 공급한다. 상기 베이퍼라이져(16)는 상기 고압 펌프(14)로부터 제공되는 액상의 LNG를 기상으로 상변환하여 제공하는 기능을 수행한다.

이때, 상기 스트립 라인(12)은 상기 카고 탱크(18)를 상기 버퍼 탱크(10)에 연결하여 LNG의 이송을 도모하고, 상기 고압 펌프(14)는 공급라인(20)을 매개로 상기 베이퍼라이져(16)와 연결되어 LNG의 강제적인 압송을 도모한다.

그리고, 상기 공급라인(20)은 상기 버퍼 탱크(10)와의 연결을 위한 킥백라인(22)을 구비하고, 상기 킥백라인(22)을 통해 상기 고압 펌프(14)로부터 상기 베이퍼라이져(16)에 공급되는 잉여의 LNG를 상기 버퍼 탱크(10)에 다시 공급할 수 있도록 되게 된다.

또한, 상기 버퍼 탱크(10)는 LNG 공급계통에 구비되는 상기 카고 탱크(18)와 드레인라인(24)을 매개로 연결되고, 상기 드레인라인(24)은 상기 버퍼 탱크(10)와의 교통을 위한 리턴라인(26)을 구비한다. 상기 리턴라인(26)은 상기 드레인라인(24)으로부터 분지되어 상기 버퍼 탱크(10)와 교통하도록 설치된다. 아울러, 상기 드레인라인(24)에는 상기 카고 탱크(18)로의 LNG 공급을 위한 비상용 드레인 펌프(25)를 구비하고 있다.

한편, 상기 버퍼 탱크(10)는 내부 저면부에 오목한 형태의 수용부(10a)를 일체로 형성하고, 상기 수용부(10a)에 상기 고압 펌프(14)가 설치된다. 이에 따라 상기 고압 펌프(14)는 상기 버퍼 탱크(10)의 내부에서 저장된 LNG내에 잠기게 되고, 특히 상기 버퍼 탱크(10)내에 저장된 최소한의 LNG만으로도 상기 버퍼 탱크(10)는 상기 수용부(10a)내에서 충분히 잠긴 상태를 지속할 수 있게 된다. 즉, 상기 고압 펌프(14)는 상기 버퍼 탱크(10)내에서 LNG에 의해 강제 냉각되므로 기존과 같은 쿨 다운에 소요되는 시간을 최대로 단축시킬 수 있게 된다. 아울러, 상기 드레인라인(24)은 상기 버퍼 탱크(10)의 수용부(10a)와 연결되도록 설치된다.

그리고, 상기 리턴라인(26)은 비상시 상기 버퍼 탱크(10)와 제반 장치의 인너팅(연소성이 강한 잔류 천연가스를 불활성 가스인 질소가스로 대체하는 것을 의미함)을 위해 연결된 질소공급라인(28)을 구비하고, 유사시 상기 질소공급라인(28)을 통해 제공되는 액화질소를 매개로 상기 버퍼 탱크(10)와 상기 고압 펌프(14)의 인너팅을 도모하게 된다.

즉, 상기 고압 펌프(14)의 구동중 고장이 발생하면, 상기 수용부(10a)와 연결된 상기 드레인 라인(24)에 설치된 상기 비상용 드레인 펌프(25)를 구동시켜 상기 버퍼 탱크(10) 내부의 LNG를 상기 카고 탱크(18)로 보낸 다음, 상기 질소공급라인(28)을 통해 상기 버퍼 탱크(10)의 내부에 불활성 가스인 액화질소를 상기 리턴라인(26)을 경유하여 공급하게 된다. 이어 작업자는 작업용 공기탱크를 구비한 상태에서 상기 버퍼 탱크(10)의 내부에 진입하여 상기 고압 펌프(14)의 수리작업을 실시하게 된다.

이를 위해, 상기 공급라인(20)에는 관로의 개폐를 위한 제1조절밸브(1)가 설치되고, 상기 킥백라인(22)에도 관로의 개폐를 위한 제2조절밸브(2)가 설치되며, 상기 드레인라인(24)에도 관로의 개폐를 조절하는 제3조절밸브(3)가 설치되고, 상기 리턴라인(26)에도 관로의 개폐를 조절하는 제4조절밸브(4)가 설치되며, 상기 질소공급라인(28)에도 관로의 개폐를 조절하는 제5조절밸브(5)가 설치된다.

따라서, 본 발명에 따른 액화천연가스의 공급설비는 상기 카고 탱크(18)로부 터 상기 스트립 라인(12)을 매개로 교통되는 상기 버퍼 탱크(10)의 내부에 상기 고압 펌프(14)를 설치함으로써, 상기 버퍼 탱크(10)내에 저장된 액상의 LNG는 상기 고압 펌프(14)의 구동에 의해 상기 베이퍼라이져(16)로 공급될 수 있게 된다.

이 경우, 상기 고압 펌프(14)는 상기 버퍼 탱크(10)의 내부에 형성된 수용부(10a)에 위치함에 따라 본 발명의 액화천연가스의 공급설비에 있어 초기 구동시 상기 고압 펌프(14)를 영하 100도 정도로 냉각하는 데 소요되는 쿨 다운(Cool down) 시간을 대략 12시간 정도로 최소화시킬 수 있게 되고, 이를 통해 설비의 가동 준비에 소요되는 시간을 줄일 수 있게 된다.

또한, 상기 고압 펌프(14)는 상기 버퍼 탱크(10)의 기저부에서 액상의 LNG를 흡입포트로 흡입한 다음 상기 공급라인(20)을 통해 상기 베이퍼라이져(16)로 공급할 수 있으므로, 상기 고압 펌프(14)의 작동시 LNG의 기화에 따른 캐비테이션 발생을 최대한 억제할 수 있고, 이에 따라 기존과 같이 기상의 LNG를 제거하기 위한 별도의 가스제거 시스템(Degassing system)을 구비하지 않아도 되는 이점이 있게 된다.

이 결과, 본 발명에 따른 액화천연가스의 공급설비는 LNG 공급 시스템의 구성을 간소화할 수 있고, 특히 LNG의 기화에 따른 캐비테이션 발생을 억제하기 위해 상기 고압 펌프(14)의 구동을 필요시 간헐적으로 정지시켜야 하는 트립(Trip)을 배제할 수 있으며, 이를 통한 상기 고압 펌프(14)의 수명을 극대화할 수 있게 되고, 시스템의 구동에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 액화천연가스의 공급설비를 도시한 구성도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-버퍼 탱크 12-스트립 라인

14-고압 펌프 16-베이퍼라이져

18-카고 탱크 20-공급라인

22-킥백라인 24-드레인라인

26-리턴라인 28-질소공급라인

Claims (5)

1. LNG 공급계통에 설치되어 스트립 라인으로부터 제공되는 LNG를 저장하는 버퍼 탱크와, 상기 버퍼 탱크에 저장된 액상의 LNG를 베이퍼라이져로 공급하는 고압 펌프를 구비하는 액화천연가스의 공급설비에 있어서,

   상기 버퍼 탱크는 내부 저면부에 오목한 형태의 수용부를 형성하고, 상기 수용부에 상기 고압 펌프가 설치되고,

   상기 버퍼 탱크는 LNG 공급계통의 카고 탱크와 연결되는 드레인라인을 구비하고, 상기 드레인라인은 상기 버퍼 탱크와의 교통을 위한 리턴라인을 구비하며,

   상기 수용부와 연결된 상기 드레인 라인에 설치된 비상용 드레인 펌프를 구동시켜 상기 버퍼 탱크 내부의 LNG를 상기 카고 탱크로 보낸 다음, 상기 리턴라인에 구비되어 상기 버퍼 탱크와 연결된 질소공급라인을 통해 상기 버퍼 탱크 내부에 액화질소를 상기 리턴라인을 경유하여 공급하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 공급설비.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 고압 펌프는 상기 버퍼 탱크를 관통하여 상기 베이퍼라이져에 연결되는 공급라인을 구비하고, 상기 공급라인은 상기 버퍼 탱크와 연결되는 킥백라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스의 공급설비.
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