KR101599314B1

KR101599314B1 - 복합형 lng 이송라인

Info

Publication number: KR101599314B1
Application number: KR1020140039918A
Authority: KR
Inventors: 김용훈; 유진열; 황하성
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2016-03-03
Also published as: KR20150115230A

Abstract

본 발명은, 복합형 LNG 이송라인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 부유식 액화가스 저장선과 액화천연가스 운반선을 연결하여 액화천연가스를 하역하는 데 사용되는 복합형 LNG 이송라인에 관한 것이다.

Description

복합형 LNG 이송라인{COMPLEX FEEDING TYPE LNG OFFLOADING LINE}

최근까지 개발 진행 중인 LNG 관련 해상 구조물(LNG FPSO/LNG FSRU 등)과 수송선(LNGC; Liquified Natural Gas Carrier) 사이의 오프 로딩(Offloading)을 위한 방법으로는 병렬 계류(side-by-side) 방식과, 탠덤(Tandem) 계류의 방식 등이 제안되어 있다.

먼저, 병렬 계류 방식은 LNG 관련 해상 구조물과 수송선을 폭 방향으로 계류시키는 방식이다. LNG의 경우 이송 시에도 -163℃의 극저온을 유지해야 하는 데 오프 로딩(offloading) 수단인 호스, 로딩 암(loading arm)의 길이가 길게 되면 주위 환경 때문에 LNG가 기화될 가능성이 크기 때문에 병렬 계류 방식이 선호된다.

하지만 기존의 병렬 계류 방식은 파고 2.5m 이상의 해상 조건에서는 오프 로딩이 불가능한 단점이 있다. 이는 오프 로딩 시 두 선체는 로딩 암에 의해 서로 묶여 있는 데, 파고가 2.5m 이상 시 로딩 암이 파손될 염려가 있고, 로딩 암의 파손 시 LNG 유출로 인해 화재의 위험이 있기 때문이다.

다음으로, 탠덤 계류 방식은 해양 구조물과 수송선을 각각 길이 방향으로 배치한 상태에서 계류삭을 이용해 계류시키는 것으로, 오프 로딩 호스를 이용하여 LNG를 오프 로딩(offloading)시키는 방식으로 많이 사용된다. 이러한 탠덤 계류 방식은 두 부유체가 대략 60m 정도 떨어져 있기 때문에 충돌의 위험이 적고, 파고 5m까지의 해상 조건에서 오프 로딩이 가능한 장점이 있다.

그리고 텐덤 계류 방식은 오프 로딩 시 극 저온 상태의 LNG를 수십 미터 이상 대기 상에 노출시켜야 하므로 특수한 재질의 오프 로딩 호스가 사용된다.

한편 LNG를 LNG 운반선으로 오프 로딩하는 동안 LNG 운반선의 LNG 저장탱크에는 BOG(Boil-off gas)가 발생 되고, 이 BOG는 벤트 마스트를 통해서 대기로 버려지거나 GCU(Gas Combustion unit)에서 연소되었다.

하지만 BOG를 대기로 버리거나 연소시키는 것은 환경 오염을 유발하고 각종 규제의 원인이 되기에 BOG를 가능한 터미널 또는 부유식 액화가스 저장선으로 이송시키는 것이 바람직하다.

그리고 최근에는 LNG 운반선이 운임비를 절약하기 위해 대형화되고 있으므로 요구되는 전력도 증가 되고 있다. LNG 운반선에서 전력 소모량이 가장 큰 경우는 LNG를 오프 로딩할 때이다. LNG를 오프 로딩 시 예를 들어 4개의 LNG 저장탱크와, 한 개의 LNG 저장탱크 당 2개가 설치되는 카고 펌프(cargo pump)를 전기로 구동해야 되므로 엄청난 전력이 소모된다.

따라서 LNG의 오프 로딩 시 LNG 운반선에서 소모되는 전력을 줄일 수 있고, 안정적으로 오프 로딩할 수 있는 개선 방안도 요구된다.

한국특허등록공보 제10-0730701호(삼성중공업 주식회사) 2007.06.14.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 부유식 액화가스 저장선과 액화천연가스 운반선 간의 LNG 이송 시 LNG의 이송뿐만 아니라 다양한 작업을 복합적으로 할 수 있는 복합형 LNG 이송라인을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 부유식 액화가스 저장선과 액화천연가스 운반선을 연결되는 복합형 LNG 이송라인에 있어서, LNG 관, 전력 관 및 BOG(Boil-off Gas) 관이 서로 격리되어 각각 액화천연가스, 전력, 및 BOG를 이송하기 위한 경로를 제공하도록 모듈화된 이송 부재; 상기 이송 부재의 길이 방향을 따라 서로 간격을 두고 설치되어 상기 이송 부재를 바인딩하는 바인딩 부재; 및 상기 LNG 관, 상기 전력 관, 및 상기 BOG 관 사이에 배치되며, 상기 LNG 관, 상기 전력 관, 및 상기 BOG 관이 정해진 위치에 안착 되도록 하는 안착 홈이 마련된 안착 부재를 포함한다.

삭제

상기 전력 관은 액화천연가스 운반선으로 LNG의 로딩 시, 상기 부유식 액화가스 저장선에서 상기 액화천연가스 운반선으로 전력을 공급할 수 있다.

상기 액화천연가스 운반선으로 LNG의 로딩 시, 상기 BOG 관은 상기 액화천연가스 운반선에서 발생 된 BOG를 상기 부유식 액화가스 저장선으로 공급할 수 있다.

상기 부유식 액화가스 저장선과 상기 액화천연가스 운반선은 탠덤(tandem) 방식으로 계류될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은, 부유식 액화가스 저장선과 액화천연가스 운반선 간의 LNG 이송 시 LNG뿐만 아니라 LNG의 이송 중에 발생하는 BOG도 처리할 수 있고, 액화천연가스 운반선으로 전력도 공급할 수 있으므로 복합적이고 효율적으로 작업을 할 수 있다.

또한, 다수의 이송부재가 모듈화되어 있으므로 제조 및 설치에 소요되는 비용을 줄일 뿐만 아니라, 이송라인의 설치에 필요한 공간을 줄일 수 있다.

나아가, 이송라인의 모듈화로 인해, 유지 및 보수의 편의성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합형 LNG 이송라인이 부유식 액화가스 저장선과 액화천연가스 운반선에 연결된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 LNG 이송라인을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 III-III선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합형 LNG 이송라인을 개략적으로 도시한 정단면도이다.

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. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합형 LNG 이송라인이 부유식 액화가스 저장선과 액화천연가스 운반선에 연결된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 LNG 이송라인(100)은 액화천연가스 운반선(500)과 부유식 액화가스 저장선(300)에 연결되는 라인이며, LNG 관(110), 전력 관(120) 및 BOG(Boil-off Gas) 관(130)이 서로 격리되어, 각각 LNG, 전력 및 BOG가 이송되기 위한 경로를 제공한다.

본 실시 예는 일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 부유식 액화가스 저장선(300)과 액화천연가스 운반선(500)이 일 직선상에 계류되는 탠덤(tandem) 계류 방식에 적용될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 두 부유체가 나란히 평행하게 계류되는 병렬(side-by-side) 계류 방식에도 적용될 수 있다. 병렬 계류 방식은 두 선체간 거리가 짧아 소재(material) 선택의 폭이 큰 이점이 있으나, 탠덤 계류 방식은 오프 로딩 호스의 길이가 상당히 길어 병렬 계류 방식에 비해 소재 선택의 폭이 적은 점에서 차이점이 있다.

본 실시 예에서 부유식 액화가스 저장선(300)은 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등을 비롯하여, LNG가 저장되는 저장시설이 구비된 구조물을 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 LNG 이송라인을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 III-III선에 따른 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 LNG 이송라인(100)은 LNG 관(110), 전력 관(120) 및 BOG(Boil-off Gas) 관(130)이 서로 격리되어, 각각 액화천연가스, 전력, 및 BOG를 이송하기 위한 경로를 제공하도록 모듈화된 이송 부재를 포함한다. 여기서, 이송 부재는 LNG 관(110), 전력 관(120) 및 BOG(Boil-off Gas) 관(130)이 모듈화된 이송라인 부재를 말한다.

삭제

본 실시 예에서 액화천연가스 운반선(500)으로 LNG가 이송되는 동안 액화천연가스 운반선(500)에서 발생한 BOG는 부유식 액화가스 저장선(300)으로 BOG 관(130)을 통해서 공급될 수 있다.

부유식 액화가스 저장선(300)으로 공급된 BOG는 부유식 액화가스 저장선(300)에 마련된 재액화 장치에 의해 재액화되어 부유식 액화가스 저장선에 마련된 저장탱크에 저장될 수 있다.

한편, 본 실시 예는 부유식 액화가스 저장선(300)에서 만들어진 전력을 전력 관(120)을 통해 액화천연가스 운반선(500)으로 공급할 수 있으므로, 액화천연가스 운반선(500)에서 자체적으로 생산해야 하는 전력을 대폭 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 부유식 액화가스 저장선(300)과 액화천연가스 운반선(500) 중 적어도 하나에는 전압 및 주파수를 일치시키기 위한 변압기 및 주파수 변환기가 마련될 수 있다.

본 실시 예는 이송 부재(110,120,130)의 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 설치되고, 다수의 이송 부재(110,120,130)를 바인딩하는 바인딩 부재(140)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 이송 부재(110,120,130) 중 LNG 관(110)과 BOG 관(130)은 서로 단열이 잘되어야 하는 특성이 있으며, 양자(110,130)를 통해 흐르는 유체의 온도차는 확연히 생긴다.

또한, 바인딩 부재(140)는 양단의 묶음 내지 체결이 가능한 와이어를 비롯하여 다양한 부재가 사용될 수 있고, 양단에 묶음 내지 체결을 위하여 클램프나 버클 등이 마련될 수 있으며, 해수로 인한 부식을 방지하기 위한 재질로 이루어질 수 있다.

이송 부재(110,120,130) 중에서 LNG 관(110)은 SUS304 등의 단열베리어(111), 인슐레이션(112), 강관(113) 및 신축관(114)으로 적층되는 다층 구조로 이루어질 수 있다.

본 실시 예에서 LNG 관(110)은 도 3에 도시된 바와 같이, 내측으로부터 외측으로 단열베리어(111), 인슐레이션(112), 강관(113) 및 신축관(114)이 순차적으로 적층되는 다층 구조를 가지거나, 이와 달리, 인슐레이션(112), 강관(113) 및 신축관(114)이 그 순서를 달리하여 적층되거나, 이 중 일부가 제외될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합형 LNG 이송라인을 개략적으로 도시한 정단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합형 LNG 이송라인(200)은 이송 부재(110,120,130)가 바인딩 부재(140)에 의해 바인딩시, 정해진 위치에 안착 되도록 가이드 하는 안착 홈(151)이 형성되는 안착 부재(150)가 설치된다. 상기 안착 부재(150)는 LNG 관(110), 전력 관(120) 및 BOG(Boil-off Gas) 관(130) 사이에 설치될 수 있다.

여기서 안착 부재(150)는 이송 부재(110,120,130) 각각이 안착되도록 안착 홈(151)이 이송 부재(110,120,130)의 개수에 상응하는 개수로 이루어질 수 있으며, 이송 부재(110,120,130)가 서로 안정적으로 고정되기 위한 폭 내지 길이를 가질 수 있다.
LNG 관(110)에도 내측으로부터 외측으로 단열베리어(111), 인슐레이션(112), 강관(113) 및 신축관(114)이 순차적으로 적층되는 다층 구조를 가질 수 있다(도 3 참조).
상기 안착 홈(151)에 상기 LNG 관(110), 상기 전력 관(120), 및 상기 BOG 관(130)의 외주 면이 접하게 된 상태에서, 상기 바인딩 부재(140)가 상기 안착 부재(150)를 향하여 상기 LNG 관(110), 상기 전력 관(120), 및 상기 BOG 관(130)의 외주 면을 바인딩하되 상기 LNG 관(110), 상기 전력 관(120) 및 상기 BOG(Boil-off Gas) 관(130)의 사이 각을 120°로 유지하여 상기 LNG 관(110), 상기 전력 관(120), 및 상기 BOG 관(130)의 위치를 견고하게 고정한다.
상기 안착 부재(150)는 간격유지부가 120°로 형성되고, 그 간격유지부는 상기 바인딩 부재(140)에 대하여 90°로 배치된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시 예는 부유식 액화가스 저장선과 액화천연가스 운반선 간의 LNG 이송 시 LNG 뿐만 아니라 LNG의 이송 중에 발생 되는 BOG도 처리할 수 있고, 액화천연가스 운반선으로 전력도 공급할 수 있으므로 복합적이고 안정적으로 작업을 할 수 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.

100,200 : 복합형 LNG 이송라인
110,120,130 : 이송부재 111 : 단열베리어
112 : 인슐레이션 113 : 강관
114 : 신축관 140 : 바인딩부재
150 : 안착부재 151 : 안착홈
300 : 부유식 액화가스 저장선 500 : 액화천연가스 운반선

Claims

부유식 액화가스 저장선과 액화천연가스 운반선을 연결되는 복합형 LNG 이송라인에 있어서,
LNG 관(110), 전력 관(120) 및 BOG(Boil-off Gas) 관(130)이 서로 격리되어 각각 액화천연가스, 전력, 및 BOG를 이송하기 위한 경로를 제공하는 모듈화된 이송 부재를 포함하며,
상기 이송 부재의 길이 방향을 따라 간격을 두고서 다수로 마련되어 상기 이송 부재를 바인딩하는 바인딩 부재(140)를 포함하며,
상기 LNG 관(110), 상기 전력 관(120), 및 상기 BOG 관(130) 사이에 배치되며, 상기 LNG 관(110), 상기 전력 관(120), 및 상기 BOG 관(130)이 정해진 위치에 안착 되도록 가이드 하는 안착 홈(151)이 마련된 안착 부재(150)를 포함하며,
상기 안착 홈(151)에 상기 LNG 관(110), 상기 전력 관(120), 및 상기 BOG 관(130)의 외주 면이 접하게 된 상태에서, 상기 바인딩 부재(140)가 상기 안착 부재(150)를 향하여 상기 LNG 관(110), 상기 전력 관(120), 및 상기 BOG 관(130)의 외주 면을 바인딩하되 상기 LNG 관(110), 상기 전력 관(120) 및 상기 BOG(Boil-off Gas) 관(130)의 사이 각을 120°로 유지하여 상기 LNG 관(110), 상기 전력 관(120), 및 상기 BOG 관(130)의 위치를 고정하며,
상기 안착 부재(150)는 간격유지부가 120°로 형성되고, 그 간격유지부는 상기 바인딩 부재(140)에 대하여 90°로 배치되며,
상기 LNG 관(110)은 단열베리어, 인슐레이션, 강관 및 신축관으로 적층되는 다층 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합형 LNG 이송라인.
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청구항 1에 있어서,
상기 부유식 액화가스 저장선과 상기 액화천연가스 운반선은 탠덤(tandem) 방식으로 계류되는 것을 특징으로 하는 복합형 LNG 이송라인.