KR101581210B1

KR101581210B1 - 액화 천연 가스 기화설비 선박

Info

Publication number: KR101581210B1
Application number: KR1020140079699A
Authority: KR
Inventors: 황창호
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2015-12-30

Abstract

액화 천연 가스 기화설비 선박이 제공된다. 상기 액화 천연 가스 기화설비 선박은 액화 천연 가스 기화설비 선박 주변의 제1 온도의 제1 및 제2 열교환수를 취수하는 취수구, 상기 제1 열교환수를 이용해 액화 천연 가스를 기화시키고, 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도의 제1 열교환수를 배출하는 제1 열교환기, 상기 제2 열교환수를 이용해 상기 선박의 헐(hull) 내의 장비를 냉각시키는 헐 냉각수의 온도를 낮추고, 상기 제1 온도보다 높은 제3 온도의 제2 열교환수를 배출하는 제2 열교환기, 상기 제1 및 제2 열교환기를 각각 통과한 상기 제1 및 제2 열교환수가 제3 열교환수로 합수되는 탱크 및 상기 탱크에 설치되고, 상기 제3 열교환수를 배출하는 배출구를 포함한다.

Description

액화 천연 가스 기화설비 선박 {Vessel for vaporizing liquefied natural gas}

본 발명은 액화 천연 가스 기화설비 선박에 관한 것이다.

액화 천연 가스(liquefied natural gas, LNG)를 기화하는 설비는 일반적으로 육지에 설치된다. 그러나 셰일 가스(Shale gas)의 등장에 따라 액화 천연 가스의 가격이 하락하고, 이에 따른 액화 천연 가스의 경제적 효용성이 증가하면서 액화 천연 가스의 수입 소요가 급증하게 되었다. 이에 따라, 액화 천연 가스를 기화하는 터미널의 건설 수요도 늘었지만, 신규한 기화 터미널을 건설하는 것은 부지확보 및 높은 비용의 문제를 가지고 있다.

따라서, 육상에 신규한 설비를 건설하는 방안의 대안으로, 육지와 가까운 해상에 부유식 기화설비를 설치하는 방안이 적극 추진되고 있다.

대한민국공개특허 제10-2007-0066254호

본 발명이 해결하려는 과제는, 건설 비용이 들지 않는 액화 천연 가스 기화설비 선박을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 건설 비용이 들지 않는 액화 천연 가스 기화설비 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박은, 액화 천연 가스 기화설비 선박 주변의 제1 온도의 제1 및 제2 열교환수를 취수하는 취수구, 상기 제1 열교환수를 이용해 액화 천연 가스를 기화시키고, 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도의 제1 열교환수를 배출하는 제1 열교환기, 상기 제2 열교환수를 이용해 상기 선체 내의 장비를 냉각시키는 헐 냉각수의 온도를 낮추고, 상기 제1 온도보다 높은 제3 온도의 제2 열교환수를 배출하는 제2 열교환기, 상기 제1 및 제2 열교환기를 각각 통과한 상기 제1 및 제2 열교환수가 제3 열교환수로 합수되는 탱크 및 상기 탱크에 설치되고, 상기 제3 열교환수를 배출하는 배출구를 포함한다.

여기서, 상기 배출구 전면에서 회전하여 상기 제3 열교환수의 배출 속도를 조절하는 스러스트(thrust)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 탱크의 온도를 측정하는 온도 측정계와, 상기 온도에 따라 상기 스러스트의 회전 속도를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 탱크의 수위를 측정하는 수위 측정계를 더 포함하고, 상기 배출구는 상기 탱크의 수위가 미리 설정된 레벨보다 높으면, 상기 제3 열교환수를 배출할 수 있다.

여기서, 상기 수위에 따라 상기 배출구의 개폐를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박은 건설비용이 따로 들지 않도록 해상에다가 기화설비를 설치할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박은 설치된 위치의 주변 수온이 낮아지는 현상을 완화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 시스템의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박의 구조를 세부적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 시스템 주변의 온도를 시뮬레이션한 이미지이다.
도 6은 도 5의 이미지를 설명하기 위한 도표이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 1을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 시스템의 구조를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 시스템의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 시스템은 둑(300), 브릿지(310) 및 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 둑(300)은 바다(200)와 인접한 강(100) 어귀에 설치될 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 둑(300)은 바다(200)에 설치될 수도 있다. 둑(300)은 강의 수상 또는 해상에 설치될 수 있다. 둑(300)의 형상은 제한되지 않는다. 둑(300)은 예를 들어, 강물의 흐름과 평행한 방향으로 연장되는 형상일 수 있다.

또한, 둑(300)은 강물 또는 바닷물의 흐름을 제한하는 형상으로 형성될 수도 있다. 둑(300)은 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)이 고정될 수 있다. 따라서, 둑(300)은 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)이 정박하기 쉬운 구조로 형성될 수 있다. 즉, 둑(300)은 강물 또는 바닷물의 흐름을 일부 제한하는 형상으로 형성될 수 있다. 둑(300)은 하나 이상의 굴곡진 부분을 형성할 수 있다.

둑(300)은 적어도 하나의 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)이 고정되기에 충분한 크기일 수 있다. 하나의 둑(300)에 복수의 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)이 설치될 수 있다. 또한, 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)이 아닌 다른 선박도 정박할 수 있다.

둑(300)은 선박이 정박하기 위한 돌출부를 가질 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 둑(300)은 예를 들어, 메인 둑과 서브 둑으로 나누어 형성되고, 메인 둑에서 서브 둑이 갈라지면서 각각의 서브 둑에 선박이 정박 및 고정할 수 있는 형상일 수도 있다.

브릿지(310)는 둑(300)과 육지를 연결할 수 있다. 둑(300)은 강의 수상에 설치될 수도 있고, 해상에 설치될 수도 있다. 따라서, 브릿지(310)는 강변의 육지와 둑(300)을 연결하거나, 해안의 육지와 둑(300)을 연결할 수 있다. 브릿지(310)는 강물 또는 해수의 흐름을 최소한으로 저촉하게 설치될 수 있다. 브릿지(310)는 사람이나 설비 등이 육지에서 둑(300)으로 건너갈 수 있을 정도로 충분히 크게 형성될 수 있다.

브릿지(310)는 둑(300)과 육지를 연결하기 위해 여러가지 방식으로 형성될 수 있다. 브릿지(310)는 강(100)이나 바다(200)의 바닥에 브릿지(310)의 지지를 위한 기둥을 세울수도 있고, 상기와 같은 기둥 없이 단순히 육지와 둑을 연결하는 평평한 부분만을 가질 수도 있다.

액화 천연 가스 기화설비 선박(400)은 둑(300)에 고정될 수 있다. 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)은 내부에 액화 천연 가스의 기화설비를 포함할 수 있다. 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)은 고정된 둑(300) 주변의 강물이나 바닷물을 취수할 수 있다. 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)은 LNG 재기화선(Regasification Vessel, RV) 또는 부유식 천연가스 저장선(Floating Storage and Regasification Unit, FSRU)일 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니고, 액화 천연 가스를 기화할 수 있는 선박이면 모두 가능하다.

또한, 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)은 단순히 선박으로 제한되는 것은 아니다. 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)은 해상에서 고정되는 해상 구조물일 수 있다. 상기 해상 구조물은 예를 들어, 해상에서 이동하고, 해상의 원하는 위치에 설치될 수 있는 구조물일 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박을 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박을 설명하기 위한 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박의 구조를 세부적으로 설명하기 위한 개념도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.

도 2 내지 도 4을 참고하면, 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)은 선체(410), 취수구(420), 냉각수 열교환기(490), 배출구(430), 기화설비(440), 탱크(450) 및 스러스트(480)를 포함한다.

선체(410)는 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)의 외면을 형성할 수 있다, 선체(410)는 내부에 기화설비(440) 등을 포함할 수 있다. 선체(410)는 기존의 선박과 마찬가지로 물에서 부유될 수 있도록 디자인될 수 있다.

취수구(420)는 선체(410)에 형성된 구멍일 수 있다. 취수구(420)는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)이 떠있는 강 또는 바다의 물을 취수할 수 있다. 취수구(420)는 내부의 취수 펌프에의해 물을 끌어들일 수 있다. 취수구(420)는 구체적으로 제1 열교환수 및 제2 열교환수를 취수할 수 있다.

취수구(420)는 선체(410) 중 하부에 형성될 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 일반적으로 선박의 하부는 일정한 수위로 잠겨있을 수 있다. 따라서, 취수구(420)가 선체(410)의 하부에 형성되어, 취수구(420)의 적어도 일부가 물에 잠겨있을 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니고, 상하로 구동되는 부분이 선체(410)에 따로 구비되어 있어, 취수구(420)가 상기 상하로 구동되는 부분에 장착되어 있을 수도 있다. 취수구(420)는 주변의 강물 또는 바닷물을 취수할 수 있으면, 아무런 제한이 없다.

취수구(420)는 주변의 강물 또는 바닷물을 취수하고, 이러한 강물 또는 바닷물은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)의 내부에서 열교환을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 취수구(420)에 의해 취수되는 물은 제1 온도를 가질 수 있고, 추후에 배출될 때는 제1 온도와 다른 온도를 가질 수 있다.

구체적으로, 취수구(420)는 제1 취수 펌프(426), 제2 취수 펌프(422), 제1 취수 파이프(428), 제2 취수 파이프(424)를 포함한다. 취수구(420)는 제1 온도의 제1 및 제2 열교환수를 취수하고 이를 각각 제1 취수 파이프(428) 및 제2 취수 파이프(424)를 통해 나누어 보낼 수 있다. 이 때, 각각의 파이프는 처음부터 2개로 분리된 취수구를 가질 수도 있지만, 하나의 취수구에서 분기되는 형상일 수도 있다.

제1 취수 펌프(426)는 취수구(420)와 연결된 제1 취수 파이프(428)에 연결될 수 있다. 제1 취수 펌프(426)는 취수구(420)를 통해 제1 열교환수를 끌어들일 수 있다. 제1 취수 펌프(426)는 물을 끌어들일 수 있으면 어떤 형식의 펌프도 가능하다.

제2 취수 펌프(422)는 취수구(420)와 연결된 제2 취수 파이프(424)에 연결될 수 있다. 제2 취수 펌프(422)는 취수구(420)를 통해 제2 열교환수를 끌어들일 수 있다. 제2 취수 펌프(422)는 물을 끌어들일 수 있으면 어떤 형식의 펌프도 가능하다.

제1 취수 파이프(428)는 제1 열교환수가 흐르는 통로일 수 있다. 제1 취수 파이프(428)는 취수구(420)와 기화설비(440)를 연결하는 통로일 수 있다. 제1 취수 파이프(428)는 제1 열교환수가 제1 취수 펌프(426)에 의해 기화설비(440)로 이동하는 통로일 수 있다.

제2 취수 파이프(424)는 제2 열교환수가 흐르는 통로일 수 있다. 제2 취수 파이프(424)는 취수구(420)와 냉각수 열교환기(490)를 연결하는 통로일 수 있다. 제1 취수 파이프(428)는 제1 열교환수가 제1 취수 펌프(426)에 의해 냉각수 열교환기(490)로 이동하는 통로일 수 있다.

기화설비(440)는 취수구(420)에서 끌어들인 물의 온도를 이용하여 액화 천연 가스를 기화시킬 수 있다. 액화된 천연 가스가 기화되기 위해서는 기화열이 필요한데, 기화설비(440)는 이를 취수구(420)에서 끌어들인 물에서 추출할 수 있다. 이에 따라, 취수구(420)에서 유입된 물은 더 낮은 온도가 되어 배출구(430)로 배출될 수 있다. 기화설비(440) 내부에는 제1 열교환기가 포함될 수 있다. 상기 제1 열교환기는 제1 열교환수와 액화 천연 가스간의 열을 교환할 수 있다.

구체적으로, 도 4를 참고하면, 기화설비(440)는 제1 열교환수를 이용하여 액화 천연 가스를 기화시킬 수 있다. 취수구(420)에서 제1 열교환수를 취수할 때, 제1 열교환수는 제1 온도일 수 있다. 제1 취수 파이프(428)에 의해 제1 열교환수는 기화설비(440)로 유입되고(⑦), 기화설비(440) 내에서 제1 열교환수는 열을 빼앗겨 제1 온도보다 낮은 제2 온도가 될 수 있다. 제2 온도가 된 제1 열교환수는 제1 탱크 파이프(454)를 통해 탱크(450)로 이동할 수 있다(⑧).

상기 제1 열교환수가 빼앗긴 열은 액화 천연 가스의 기화열로써, 액화 천연 가스가 액체에서 기체로 상태변화를 하는 데에 사용될 수 있다. 즉, 액화 가스는 액체 상태로 기화설비(440) 내로 유입되고(⑤), 기화설비(440)에서 열을 얻어 기화 가스가 된다(⑥).

다시, 도 2 내지 도 4를 참고하면, 냉각수 열교환기(490)는 선박의 선체(410) 내부의 장비의 냉각을 위한 헐(hull) 냉각수를 냉각시킬 수 있다. 선박의 선체(410) 내부에는 여러 장비가 존재할 수 있다. 상기 장비들은 구동에 따라, 발열이 되고 이를 냉각시키는 헐 냉각수가 필요하다. 헐 냉각수는 낮은 온도였다가, 상기 장비들을 냉각하고 나서 고온이 될 수 있다.

냉각수 열교환기(490)는 제2 열교환기로서 상기 고온의 헐 냉각수와 제2 열교환수와 열교환을 수행할 수 있다. 상기 열교환에 따라, 원래 제1 온도의 제2 열교환수는 제1 온도보다 높은 제3 온도를 가질 수 있다. 이에 대응하여, 고온의 헐 냉각수는 온도가 낮아져 저온의 헐 냉각수가 될 수 있다. 상기 저온의 헐 냉각수는 선체(410) 내부의 장비를 냉각하는데에 사용될 수 있다.

구체적으로, 고온의 헐 냉각수가 선체(410) 내부로부터 냉각수 열교환기(490)로 들어오고(①) 열교환을 거친 후에 저온의 헐 냉각수가 되어 다시 선체(410) 내부로 진행하게 된다(②). 또한, 제2 취수 파이프(424)를 통해 제2 열교환수는 냉각수 열교환기(490)로 들어올 수 있다(③). 이 때, 제2 열교환수는 취수구(420)로부터 취수되므로 제1 온도를 유지할 수 있다. 냉각수 열교환기(490)에서 열교환이 이루어진 후에는, 제2 열교환수는 제1 온도보다 높은 제3 온도가 될 수 있다. 상기 제3 온도는 상기 고온의 헐 냉각수가 상기 저온의 헐 냉각수가 되면서 잃는 열에 의해 얻어질 수 있다.

제2 취수 파이프(424)는 냉각수 열교환기(490)를 통과한 후에 제2 탱크 파이프(452)와 연결될 수 있다. 제2 탱크 파이프(452)는 탱크(450)로 연결되어, 상기 제3 온도의 제2 열교환수가 탱크(450)에 저장될 수 있다(④).

탱크(450)는 제1 탱크 파이프(454) 및 제2 탱크 파이프(452)를 포함할 수 있다. 제1 탱크 파이프(454)는 기화설비(440)로부터 제1 열교환수를 이동시킬 수 있다. 이 때, 제1 열교환수는 제2 온도일 수 있다. 제2 탱크 파이프(452)는 냉각수 열교환기(490)로부터 제2 열교환수를 이동시킬 수 있다. 이 때, 제2 열교환수는 제3 온도일 수 있다.

탱크(450)는 제2 온도의 제1 열교환수와 제3 온도의 제2 열교환수가 모두 저장될 수 있다. 상기 제1 열교환수와 상기 제2 열교환수는 제3 열교환수로 합수될 수 있다. 상기 제2 온도는 제1 온도보다 낮은 온도이고, 상기 제3 온도는 제1 온도보다 높은 온도이므로, 상기 제2 온도는 상기 제3 온도보다 낮은 온도일 수 있다.

탱크(450)의 온도는 상기 제3 온도와 상기 제2 온도 사이의 온도일 수 있다. 즉, 저온인 제2 온도의 열교환수를 그대로 강(100) 또는 바다(200)에 배출하는 경우에, 주변의 온도가 낮아지므로, 주변 환경에 큰 영향을 줄 수 있으므로, 고온인 제1 열교환수와 저온인 제2 열교환수가 서로 합수되어 낮지 않은 온도의 제3 열교환수를 배출하게 할 수 있다.

탱크(450)는 밸러스트 탱크일 수 있다. 밸러스트 탱크란, 선박의 평형을 유지하기 위해 평형수를 저장할 수 있는 공간을 말한다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 탱크(450)가 밸러스트 탱크 인경우에는 선체(410)의 하부에 위치할 수 있다. 즉, 밸러스트 탱크는 선체(410)의 무게중심을 잡아야 하기 때문에 덱 스토어(470)의 아래에 위치할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 탱크(450)는 스러스트 룸(460)의 후미에 위치할 수 있다. 탱크(450)의 배출구(430)가 스러스트(480)에 의해 배출 속도가 조절될 수 있으므로, 스러스트(480)의 후면에 배출구(430)가 위치하기 위해 스러스트 룸(460) 후면에 탱크(450)가 위치할 수 있다.

탱크(450)는 탱크(450) 내의 수위를 측정하는 수위 측정계(458) 및 탱크(450) 내의 온도를 측정하는 온도 측정계(456)를 포함한다.

수위 측정계(458)는 탱크(450) 내의 제3 열교환수의 수위를 체크할 수 있다. 수위 측정계(458)는 제3 열교환수의 수위를 체크하여 배출구(430)의 개방 여부를 조절하는 데에 사용할 수 있다. 수위 측정계(458)는 탱크(450)의 수위 정보를 제어부(486)에 전송할 수 있다.

온도 측정계(456)는 탱크(450) 내의 제3 열교환수의 온도를 체크할 수 있다. 온도 측정계(456)는 제3 열교환수의 온도를 체크하여 상기 제3 열교환수의 배출 속도를 조절하는 데에 사용할 수 있다. 온도 측정계(456)는 탱크(450)의 온도 정보를 제어부(486)에 전송할 수 있다.

배출구(430)는 선체(410) 내부의 탱크(450)에 형성될 수 있다. 배출구(430)는 탱크(450)와 선체(410) 외부를 통하게 하는 개구일 수 있다. 배출구(430)는 탱크(450)에 있는 제3 평형수를 외부로 배출할 수 있다. 배출구(430)는 평소에는 폐쇄되어 있다가, 제3 열교환수의 온도 및 수위에 따라 선택적으로 개방될 수 있다.

배출구(430)는 배출 밸브(432) 및 배출 펌프(434)를 포함한다.

배출 밸브(432)는 제어부(486)에 의해서 개폐 신호를 받을 수 있다. 제어부(486)가 개방 신호를 주면 배출 밸브는 개방되고, 제어부(486)가 폐쇄 신호를 주면 배출 밸브는 폐쇄될 수 있다.

배출 펌프(434)는 배출구(430)로 배출되는 제3 열교환수의 배출 속도를 제어할 수 있다. 배출 펌프(434)는 탱크(450) 내에 위치할 수도 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다.

스러스트(480)는 선박의 이동을 위해 물을 밀어내어 추진력을 얻는 장치이다. 이러한 스러스트(480)를 이용하여 본 발명의 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)은 제3 열교환수의 배출 속도를 조절할 수 있다.

스러스트(480)는 스러스트 프로펠러(484), 스러스트 모터(482) 및 제어부(486)를 포함한다.

스러스트 프로펠러(484)는 추진력을 얻기 위해 회전되는 날개형태의 회전 장치일 수 있다. 스러스트 프로펠러(484)는 배출구(430)의 전면에 배치될 수 있다. 스러스트 프로펠러(484)는 배출구(430)의 전면에서 회전하여 유속을 빠르게할 수 있다. 배출구(430)의 전면에 유속이 빨라지면 배출구(430)를 통해서 배출되는 제3 열교환수의 배출 속도가 빨라질 수 있다.

스러스트 모터(482)는 스러스트 프로펠러(484)를 회전시킬 수 있다. 스러스트 모터(482)는 제어부(486)의 신호를 받아 스러스트 프로펠러(484)를 회전시킬 수 있다. 스러스트 모터(482)는 출력에 따라 스러스트 프로펠러(484)의 회전력을 조절할 수 있다.

제어부(486)는 스러스트 모터(482)의 출력을 조절할 수 있다. 제어부(486)는 온도 측정계(456) 및 수위 측정계(458)를 통해 탱크(450)의 온도 및 수위를 알 수 있다. 제어부(486)는 상기 온도 및 상기 수위를 통해 배출 밸브(432)에게 개폐 신호를 줄 수 있다. 제어부(486)는 배출 펌프(434)와 스러스트 모터(482)의 출력을 조절하여 제3 열교환수의 배출 속도를 제어할 수 있다.

제어부(486)는 예를 들어, 일정 수위 이상인 경우에 배출 밸브에 개방 신호를 줄 수 있다. 따라서, 탱크(450)가 가득차기 전에 배출구(430)를 통해 제3 열교환수가 배출될 수 있게 할 수 있다.

제어부(486)는 온도를 측정하여, 온도가 일정 범위 보다 낮은 경우에는 배출 펌프(434)와 스러스트 모터(482)의 출력을 높여 배출 속도를 빠르게 할 수 있다.

도 5 및 도 6을 참고하여, 제3 열교환수의 배출 속도에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)의 주변 온도를 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 시스템 주변의 온도를 표현한 이미지이다. 도 6은 도 5의 이미지를 설명하기 위한 도표이다.

도 5를 참고하면, 제3 열교환수를 배출한 경우에는 주변의 온도가 푸른색으로 낮아짐을 알 수 있다. 이는, 제2 열교환수에 비해 제1 열교환수의 양이 많아 제3 열교환수의 온도가 제1 온도보다 낮을 수 있기 때문이다. 도 5 및 도 6의 case1은 스러스트(480)를 사용하지 않고, 제3 열교환수를 배출하였을 때의 주변 온도이다. case2 내지 case 4는 스러스트(480)를 사용하여 배출속도를 각각 1.5배, 3배 및 6배로 한 경우에의 주변 온도이다.

도 6을 참고하면, 스러스트(480) 사용하지 않은 경우에는 수온인 제1 온도와 액화 천연 가스 기화설비 선박(400)의 주변 수온의 온도차는 14 ℃이다. 4가지 경우 중에 가장 많은 온도차를 볼 수 있다.

스러스트(480)를 사용한 경우에는, 배출 속도가 빨라짐에 따라 온도차가 줄어듦을 알 수 있다. 즉, 배출 속도가 1.5배인 case2의 경우에는 온도차가 12 ℃이고, 배출 속도가 3배인 case3의 경우에는 온도차가 9℃이다. 나아가, 배출 속도가 6배인 case4의 경우에는 온도차가 6℃이다.

탱크(450) 내에서 합수된 제1 및 제2 열교환수가 완전히 섞이지 못해서 비중이 높은 온도가 낮은 제1 열교환수가 제2 열교환수와 따로 배출될 수 있다. 그러나 배출 속도가 높아지면, 배출됨과 동시에 제1 및 제2 열교환수가 제3 열교환수로 더 잘 합수되어 낮은 온도차이를 일으킬 수도 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박(400) 및 이를 이용한 시스템은 주변 수온의 저하를 방지할 수 있어 강(100)이나 바다(200)의 생태계의 파괴를 막고, 주변 수온의 감소에 따른 여러가지 문제를 해결할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 기화설비 선박(400) 및 이를 이용한 시스템은 상술한 바와 같이 육지에 따로 기화 터미널을 건설하지 않아도, 운반을 위한 선박 자체에서 기화를 수행하여 이를 육지로 공급할 수 있어 대규모 건설 비용을 낭비하지 않을 수 있고, 기화 공정에 따라 배출되는 수온의 저하 현상도 배출 속도의 조절에 따라 변화시킬 수 있어 안전하고 경제성 높은 액화 천연 가스의 기화 공정을 진행할 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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

400: 액화 천연 가스 기화설비 선박
410: 선체
420: 취수구
430: 배출구
440: 기화설비
450: 탱크
480: 스러스트
490: 냉각수 열교환기

Claims

액화 천연 가스 기화설비 선박 주변의 제1 온도의 제1 및 제2 열교환수를 취수하는 취수구;
상기 제1 열교환수를 이용해 액화 천연 가스를 기화시키고, 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도의 제1 열교환수를 배출하는 제1 열교환기;
상기 제2 열교환수를 이용해 상기 선박 내의 장비를 냉각시키는 헐 냉각수의 온도를 낮추고, 상기 제1 온도보다 높은 제3 온도의 제2 열교환수를 배출하는 제2 열교환기;
상기 제1 및 제2 열교환기를 각각 통과한 상기 제1 및 제2 열교환수가 제3 열교환수로 합수되는 탱크; 및
상기 탱크에 설치되고, 상기 제3 열교환수를 배출하는 배출구를 포함하는 액화 천연 가스 기화설비 선박.
제 1항에 있어서,
상기 배출구 전면에서 회전하여 상기 제3 열교환수의 배출 속도를 조절하는 스러스트(thrust)를 더 포함하는 액화 천연 가스 기화설비 선박.
제 2항에 있어서,
상기 탱크의 온도를 측정하는 온도 측정계를 더 포함하고,
상기 온도에 따라 상기 스러스트의 회전 속도를 조절하는 제어부를 더 포함하는 액화 천연 가스 기화설비 선박.
제 1항에 있어서,
상기 탱크의 수위를 측정하는 수위 측정계를 더 포함하고,
상기 배출구는 상기 탱크의 수위가 미리 설정된 레벨보다 높으면, 상기 제3 열교환수를 배출하는 액화 천연 가스 기화설비 선박.
제 4항에 있어서,
상기 수위에 따라 상기 배출구의 개폐를 조절하는 제어부를 더 포함하는 액화 천연 가스 기화설비 선박.