KR101610475B1 - 저장탱크 유지보수 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저장탱크 유지보수 시스템에 관한 것으로서, 하우징; 제1 탱크 또는 제2 탱크를 저장탱크와 연결하는 공급라인; 상기 공급라인 상에 구비되며 상기 제1 탱크에 저장된 제1 저장물 또는 상기 제2 탱크에 저장된 제2 저장물을 가압하는 메인 펌프; 및 상기 공급라인 상에 구비되며 상기 제1 저장물 또는 상기 제2 저장물을 기화시키는 기화기를 포함하고, 상기 하우징은, 상기 제1 탱크, 상기 제2 탱크, 상기 메인펌프, 상기 기화기를 둘러싸며 이동 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 저장탱크 유지보수 방법에 관한 것으로서, 작업자가 저장탱크 유지보수 시스템을 사용하여 저장탱크의 내부를 유지보수하는 방법에 있어서, 상기 저장탱크 내부의 저장물을 상기 저장탱크 외부로 배출하는 단계; 상기 저장탱크 유지보수 시스템을 사용하여 상기 저장탱크에 불활성 기체를 공급하는 단계; 상기 저장탱크 내 저장물의 농도가 기설정 저장물 농도 이하가 되면 상기 저장탱크에 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체를 공급하는 단계; 상기 저장탱크 내 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 농도가 기설정 유지보수 가능 기체 농도 초과가 되면 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 공급을 중단하는 단계; 및 상기 저장탱크로 저장물을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 저장탱크 유지보수 시스템 및 방법은, 저장탱크 유지보수 시스템을 이동가능하게 제작함으로써, Type C 형 저장탱크를 수시로 점검할 수 있는 효과가 있으며, 저장탱크의 점검 및 정비의 안전성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Description

저장탱크 유지보수 시스템 및 방법{A Maintenance System and Method of Tank}

본 발명은 저장탱크 유지보수 시스템 및 방법에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스 배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)나 액화석유가스(Liqudfied Petroleum Gas)의 상태로 액화된 후 LNG 수송선이나 LPG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.

액화천연가스는 천연가스를 극저온인 약 섭씨 영하 163도로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600으로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

액화천연가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 액화천연가스를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Liquefied Natural Gas Regasification Vessel)는, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크를 포함한다.

최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating, Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.

LNG FPSO는, 가스정에서 추출된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같이 LNG와 같은 액화가스를 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG와 같은 액화가스를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.

이 액화가스 저장탱크의 유지보수시 저장탱크를 완벽하게 비우고 작업자가 저장탱크의 내부로 접근할 수 있기 위해서는, 액화가스가 극저온의 발화성 물질이라는 점을 감안하여 일반적인 저장탱크와는 다른 특별한 작업, 즉 치환작업이 선행되어야 한다.

이러한 LNG 저장탱크는 그 형태 및 기능에 따라 구분된다. 형태에 따라서는 독립탱크(Moss; 구형, SPB; 각형) 및 멤브레인 탱크(GTT Mark3, GTT NO 96)가 있으며, 독립탱크는 IMO 기준에 따라 A, B, C type으로 구분된다.

여기서 Type C 형 저장탱크는, 이차 방벽이 존재하지 않으며 압력을 제어하여 저장물을 액체 상태로 저장한다. Type C 형 저장탱크는, 보통 10bar 이하의 압력으로 가압하여 액화된 저장물을 저장한다.

다만, 산업용 Type C 형 LNG 저장탱크는 유지보수, 점검 및 정비를 위해 작업자가 저장탱크 내부로 들어가야하는 맨홀(Manhole)이 없어 별도의 점검사항이 없다. 따라서, 저장탱크의 안전관리의 위험성이 항시 내포되며 저장탱크를 재사용할 수 없어 비용이 과도하게 드는 문제점이 있다.

종래의 액화가스 저장탱크 치환방법은, LNG난 LPG 등의 액화가스가 모두 하역된 액화가스 저장탱크의 내부 온도를 올려주기 위한 승온 단계(Warm-up), 불활성 가스를 액화가스 저장탱크의 내부에 공급하여 잔존하는 천연가스를 제거하는 제1 불활성화 단계(inerting), 건조기(Dryer)에 의해 건조된 공기를 액화가스 저장탱크의 내부에 공급하여 불활성 가스를 제거하는 통기단계(aeration), 작업자가 저장탱크의 내부에 접근하여 저장탱크의 유지보수 작업을 완료한 후 건조기에 의해 건조된 공기를 다시 액화가스 저장탱크의 내부에 공급하여 수분을 제거하는 건조 단계(Drying), 화재나 폭발의 가능성을 없애기 위해 불활성 가스를 액화가스 저장탱크의 내부에 공급하여 산소를 제거하는 제2 불활성화 단계, 탄화수소 가스를 액화가스 저장탱크의 내부에 공급하여 불활성 가스를 제거하는 가스 처리 단계(Gassing-up), LNG 등의 액화가스 스프레이를 이용하여 액화가스 저장탱크를 냉각시키는 냉각단계(cool-down)을 포함한다.

다만, 산업용 Type C 형 LNG 저장탱크를 포함한 선박에서는, 액화가스에서 발생하는 증발가스(Boiled Off Gas)를 저장탱크 내부에 저장할 수 있어 별도의 압축기가 불필요하다. 따라서, 상기와 같은 종래의 액화가스 저장탱크 치환방법은 불활성 가스를 가압할 수 없어서 산업용 Type C 형 LNG 저장탱크를 포함한 선박 자체에서는 사용할 수 없어 내륙인 항만시설에 구비되어야만 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저장탱크 유지보수 시스템을 이동가능하게 하여 Type C 형 저장탱크의 안전한 점검 및 정비가 가능하게 하는 저장탱크 유지보수 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 시스템은, 하우징; 제1 탱크 또는 제2 탱크를 저장탱크와 연결하는 공급라인; 상기 공급라인 상에 구비되며 상기 제1 탱크에 저장된 제1 저장물 또는 상기 제2 탱크에 저장된 제2 저장물을 가압하는 메인 펌프; 및 상기 공급라인 상에 구비되며 상기 제1 저장물 또는 상기 제2 저장물을 기화시키는 기화기를 포함하고, 상기 하우징은, 상기 제1 탱크, 상기 제2 탱크, 상기 메인펌프, 상기 기화기를 둘러싸며 이동 가능한 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 제1 저장물은, 액체 질소이고, 상기 제2 저장물은, 액체 산소일 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 저장물은, 불활성 기체이고, 상기 제2 저장물은, 공기일 수 있다.

구체적으로, 상기 메인 펌프에서 상기 기화기를 우회하여 상기 하우징의 외부와 연결되는 우회라인을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 가스 연소 장치; 상기 가스 연소 장치와 상기 하우징의 외부를 연결하는 포집라인; 및 상기 포집라인 상에 구비되며 상기 가스 연소 장치로 공급되는 기체의 성분을 분석하는 센서를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 저장탱크는, Type C형일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 방법은, 작업자가 저장탱크 유지보수 시스템을 사용하여 저장탱크의 내부를 유지보수하는 방법에 있어서, 상기 저장탱크 내부의 저장물을 상기 저장탱크 외부로 배출하는 단계; 상기 저장탱크 유지보수 시스템을 사용하여 상기 저장탱크에 불활성 기체를 공급하는 단계; 상기 저장탱크 내 저장물의 농도가 기설정 저장물 농도 이하가 되면 상기 저장탱크에 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체를 공급하는 단계; 상기 저장탱크 내 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 농도가 기설정 유지보수 가능 기체 농도 초과가 되면 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 공급을 중단하는 단계; 및 상기 저장탱크로 저장물을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 공급을 중단하는 단계는, 상기 저장탱크에 불활성 기체를 공급하는 단계; 및 상기 저장탱크 내 불활성 기체의 농도가 기설정 불활성 기체 농도 초과가 되면 상기 저장탱크를 쿨다운하는 단계를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 불활성 기체는, 질소 기체이고, 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체는, 공기일 수 있다.

구체적으로, 상기 저장탱크를 쿨다운하는 단계는, 상기 질소 기체가 액화된 액화질소를 이용하여 쿨다운할 수 있다.

구체적으로, 상기 저장탱크는, Type C형일 수 있다.

본 발명에 따른 저장탱크 유지보수 시스템 및 방법은, 저장탱크 유지보수 시스템을 이동가능하게 제작함으로써, Type C 형 저장탱크를 수시로 점검할 수 있는 효과가 있으며, 저장탱크의 점검 및 정비의 안전성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 방법의 부분 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 시스템의 개념도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 저장탱크 유지보수 시스템(100)은, 유지보수 하우징(10), 액체산소 탱크(20), 액체질소 탱크(30), 메인 펌프(40), 기화기(50), 가스 연소 장치(60), 기체성분 분석센서(61)를 포함하여 구성될 수 있다.

이하 본 명세서에서 유지보수하는 저장탱크(도시하지 않음)는 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크일 수 있으며, 바람직하게는 Type C 형 액화가스 저장탱크일 수 있다.

유지보수 하우징(10)은, 액체산소 탱크(20), 액체질소 탱크(30), 메인 펌프(40), 기화기(50)를 둘러싸고, 이동가능하다. 유지보수 하우징(10)은, 컨테이너 형태일 수 있으며 이동 가능한 형태로 제작될 수 있다. 유지보수 하우징(10)은 본 발명의 저장탱크 유지보수 시스템(100)의 전체적인 크기를 결정지으며, 유지보수 하우징(10)의 크기를 소형화하여 이동 가능하도록 할 수 있다.

유지보수 하우징(10)은, 내부가 격벽(도시하지 않음)이 다수 개 형성되어 내부 구성물(예를 들어 액체산소 탱크(20), 액체질소 탱크(30) 등)을 안전하게 보관할 수 있다. 또한, 유지보수 하우징(10)의 내부에는 내부 구성물을 지지할 수 있는 지지 프레임(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.

유지보수 하우징(10)은, 상부에 저장탱크(도시하지 않음)로부터 배출되어 나오는 기체를 내부로 포집하기 위한 유입구(15)를 형성할 수 있으며, 하부에 저장탱크로 액체질소 또는 액체산소를 공급하기 위한 배출구(16)를 형성할 수 있다.

유입구(15) 및 배출구(16)는 반드시 유지보수 하우징(10)의 상부 또는 하부에 위치하는 것은 아니며, 임의의 타위치에 위치할 수 있다. 다만 바람직하게는 유입구(15)는 유지보수 하우징(10)의 상부에, 배출구(16)는 유지보수 하우징(10)의 하부에 위치하도록 하여, 저장탱크 내부에 존재하는 저장물을 효과적으로 치환할 수 있다.

유지보수 하우징(10)은 저장탱크를 유지보수, 점검 및 정비를 하는데 필요한 요소를 최소한으로 구비함으로써, 이동가능한 유지보수 하우징 시스템(100)을 구현하는데 도움을 줄 수 있다.

예를 들어 저장탱크의 내부를 작업자(도시하지 않음)가 정검 및 정비하기 위해 저장물을 모두 치환하기 위한 기체로 불활성 기체가 쓰이며, 정검 및 정비를 완료한 후에 저장탱크에 저장물을 채우기전 저장탱크의 쿨다운을 하는 경우에도 쿨다운하기 위한 요소가 필요하다.

이에 본 발명의 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 시스템(100)은 두 가지 장비를 모두 구비하지 않고 액화질소만을 구비하여, 저장탱크의 저장물 치환시에는 기화된 질소를 이용하여 저장물을 모두 치환하고, 쿨다운시에는 액화된 질소를 그대로 사용하여 유지보수 시스템의 경량화 및 이동가능성을 극대화시키는 효과가 있다.

액체산소 탱크(20)는, 액체산소를 저장한다. 액체산소는 끓는점이 섭씨 영하 183도로 매우 낮다. 따라서 액체산소 탱크(20)는 산소를 액체상태로 보관하기 위해서 단열부(도시하지 않음)를 구비할 수 있으며, 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.

저장탱크의 내부를 점검 및 정비하기 위해서는, 저장탱크의 저장물을 질소 기체로 치환하여 저장탱크 외부로 모두 토출시킨 후, 작업자(도시하지 않음)가 저장탱크의 내부로 들어가야 한다. 이때, 저장탱크의 내부에는 저장물 대신 질소 기체가 가득차 있으므로, 작업자가 들어가서 작업을 하는 것이 불가능하다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 액체산소 탱크(20)에 저장된 산소를 저장탱크 내부에 공급하여 작업자가 저장탱크 내부에 들어가 작업을 하는데 필요한 공기를 공급할 수 있다. 여기서 산소는 액체산소에서 기화되어 저장탱크 내부로 공급되며, 공급된 산소기체는 질소기체와 대략 8:2로 섞이도록 조절되어 공기가 만들어질 수 있다.

기타 액체산소 탱크(20)에 관한 일반적인 사항은 공지된 액체산소 탱크와 동일 또는 유사하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

액체질소 탱크(30)는, 액체질소를 저장한다. 질소는 끓는점이 섭씨 영하 196도로 매우 낮다. 따라서 액체질소 탱크(30)는 질소를 액체상태로 보관하기 위해서 단열부(도시하지 않음)를 구비할 수 있으며, 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.

저장탱크의 내부를 점검 및 정비하기 위해서는, 저장탱크의 저장물을 저장탱크 외부로 모두 토출시켜야 한다. 저장물이 저장탱크 내에 남아있다면 저장물은 기화되어 보이지 않고, 저장물의 특성으로 인해 폭발의 위험성이 존재하며, 저장탱크 내부의 환경을 오염시킬 수 있어 작업자의 작업이 불가능하게 될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 액체질소 탱크(30)에 저장된 질소를 기화시킨 후 저장탱크 내부에 공급하여 저장물을 질소기체와 함께 섞어서 저장탱크의 외부로 토출시킬 수 있다. 즉 저장물과 질소 기체를 치환하는 작업을 실시한다. 질소 기체는 불활성 기체로 반응성이 매우 작아 폭발의 위험성이 없는 이점이 있다.

저장탱크의 내부 점검 및 정비가 완료되고 난 후에는 저장탱크가 극저온의 저장물을 저장할 수 있는지 콜드 테스트를 실시한다. 이때, 극저온의 물질이 필요한데 이에 본 발명의 실시예에서는 액체질소 탱크(30)에 저장된 질소를 기화시키지 않고 액화된 상태로 저장탱크에 공급한다. 액화질소는 섭씨 영하 196도에 해당하므로 충분한 극저온을 제공하여 콜드 테스트를 실시할 수 있다.

기타 액체질소 탱크(30)에 관한 일반적인 사항은 공지된 액체질소 탱크와 동일 또는 유사하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 실시예에서는 액체산소 탱크(20) 및 액체질소 탱크(30)를 유지보수 하우징(10)의 외부와 연결하는 제1 공급라인(11) 및 제2 공급라인(12)을 더 포함한다.

제1 공급라인(11)은, 액체질소 탱크(30)와 유지보수 하우징(10)의 외부와 연결될 수 있으며, 유지보수 하우징(10)의 외부는 저장탱크의 하부일 수 있다. 즉, 제1 공급라인(11)은 유지보수 하우징(10)의 배출구(16)를 통과하여 저장탱크의 하부와 연결될 수 있다.

제1 공급라인(11)은 후술할 메인 펌프(40) 또는 기화기(50)를 연결할 수 있으며, 후술할 우회라인(13)과 분기되어 연결될 수 있다.

제1 공급라인(11)은 액체질소 탱크(30)에 저장된 질소를 저장탱크 하부로 공급할 수 있으며, 제2 공급라인(12)에서 공급되는 산소를 저장탱크 하부로 공급할 수 있다.

제2 공급라인(12)은 액체산소 탱크(20)와 메인 펌프(40)를 연결할 수 있으며, 또는 제1 공급라인(11)에 분기되어 액체산소 탱크(20)와 연결할 수 있다.

제2 공급라인(12)은 액체산소 탱크(20)에 저장된 질소를 제1 공급라인(11)을 경유하여 저장탱크 하부로 공급할 수 있다.

제1 공급라인(11)은 제2 공급라인(12)과 연결될 수 있으며, 제1 공급라인(11) 및 제2 공급라인(12)에는 제1 공급밸브 및 제2 공급밸브(도시하지 않음)가 설치되어 제1 및 제2 공급밸브의 개도 조절에 따라 액체질소 또는 액체산소의 공급량이 조절될 수 있다.

제1 공급라인(11) 및 제2 공급라인(12)은, 극저온의 액체질소 및 액체산소를 공급하기위해 극저온에 견딜 수 있는 재질로 구성될 수 있으며, 고압을 견딜 수 있는 형태일 수 있다.

메인 펌프(40)는, 제1 공급라인(11) 상에 구비되며 액체산소 탱크(20)에 저장된 액체산소 또는 액체질소 탱크(30)에 저장된 액체질소를 가압한다. 다만, 메인 펌프(40)는 액체질소 또는 액체산소를 가압해야하므로 극저온에 견딜 수 있는 펌프일 수 있다.

메인 펌프(40)는, 저장탱크 내부의 저장물을 치환시키기 위해 필요한 압력으로 액체질소 또는 액체산소를 가압할 수 있으며, 가압된 액체질소를 저장탱크의 하부로 직접 공급하거나, 가압된 액체질소 또는 액체산소를 기화시키기 위해 기화기(50)로 공급할 수 있다.

메인 펌프(40)는 왕복동형 펌프 또는 원심형 펌프일 수 있다.

기화기(50)는, 제1 공급라인(11) 상에 구비되며 액체산소 또는 액체질소를 기화시킨다. 기화기(50)는 메인 펌프(40)에서 가압된 액체산소 또는 액체질소를 공급받아 액체산소 또는 액체질소를 기화시킨 후 저장탱크의 하부로 공급할 수 있다.

이때, 본 발명의 실시예에서는 기화기(50)에 열교환매체를 공급하는 열원공급장치(도시하지 않음)더 포함할 수 있다. 열원공급장치는 유지보수 하우징(10)안에 구비될 수 있으며, 기화기(50)에 열교환매체를 공급할 열교환매체 공급라인(도시하지 않음)을 구비할 수 있다.

열교환매체는 기화기(50)로 공급되어 액체산소 또는 액체질소와 열교환할 수 있다. 열교환매체는 액체산소 또는 액체질소에 열원을 공급하고, 액체산소 또는 액체질소는 열교환매체에 냉열을 공급할 수 있다.

열원공급장치는 후술할 가스 연소 장치(60)가 구동되기 전까지만 가동할 수 있으며, 가스 연소 장치(60)가 가동하는 경우에는 가스 연소 장치(60)에서 발생되는 폐열을 열교환매체 대신 사용할 수 있다. 즉, 기화기(50)는 가스연소장치(60)가 가동하는 경우에는 가스연소장치(60)에서 발생되는 폐열을 이용하여 액체질소 또는 액체산소를 기화시킬 수 있다.

물론, 가스연소장치(60)에서 발생되는 폐열을 열원공급장치의 열교환매체를 가열하는데 사용될 수도 있다. 이 경우, 가스연소장치(60)가 구동하더라도 열원공급장치는 계속해서 가동할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 메인 펌프(40)에서 기화기(50)를 우회하여 유지보수 하우징(10)의 외부와 연결되는 우회라인(13)을 더 포함할 수 있다. 우회라인(13)은, 메인펌프(40)와 기화기(50)사이의 제1 공급라인(11)에서 분기되어 기화기(50)의 하류에 존재하는 제1 공급라인(11)과 연결될 수 있다.

이때, 우회라인(13)과 제1 공급라인(11)이 연결되는 부분에는 삼방밸브(도시하지 않음)가 구비되어 우회라인(13) 또는 제1 공급라인(11)으로 흐르는 유량을 조절할 수 있다.

또한, 우회라인(13)은 우회밸브(도시하지 않음)가 설치되어 우회밸브의 개도 조절에 따라 액체질소의 공급량이 조절될 수 있다.

우회라인(13)은, 저장탱크에 액체질소를 기화시키지 않고 공급하는 경우 즉, 저장탱크의 콜드 테스트 또는 쿨다운 하는 경우에 이용될 수 있다. 우회라인(13)은 기화기(50)를 거치지 않고 직접 저장탱크로 공급되기 때문에, 기화되지 않은 저온의 액화질소 또는 액화산소를 그대로 저장탱크에 공급하여 저장탱크의 콜드 테스트시 필요한 극저온의 냉열을 따로 구비하지 않을 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 시스템(100)의 공간활용을 극대화할 수 있고 그에 따라 저장탱크 유지보수 시스템(100)을 이동가능하게 할 수 있다.

가스 연소 장치(60)는, 저장탱크에서 배출되는 기체를 연소할 수 있다. 가스 연소 장치(60)는 저장탱크에서 질소 기체와 치환되어 저장탱크 외부로 토출되는 저장물을 공급받을 수 있으며, 공급받은 저장물을 연소할 수 있다.

저장탱크를 점검 또는 정비하기 위해서는 저장탱크에 잔존하는 저장물을 모두 제거해야 한다. 이를 위해서 저장탱크 내부에 불활성 가스(바람직하게는 질소 기체)를 공급하여 저장물을 저장탱크 상부로 밀어올려 저장탱크 외부로 토출시킨다. 이러한 과정을 통해 저장탱크 내부의 저장물은 질소기체와 치환된다. 이와 같이 질소기체와 치환되어 저장탱크 외부로 토출된 저장물은 가스 연소 장치(60)로 공급될 수 있으며, 가스 연소 장치(60)에서 연소될 수 있다.

가스 연소 장치(60)는 일례로 GCU일 수 있으며, 상기에 기재된 기화된 저장물 외에도 질소 기체 또는 산소 기체도 연소시킬 수 있다. 상기 기술한 내용 외의 가스 연소 장치(60)에 대한 구성은 공지된 가스 연소 장치와 동일 또는 유사할 수 있어 상세한 내용은 생략하도록 한다.

본 발명의 실시예에서는 가스 연소 장치(60)와 유지보수 하우징(10)의 외부를 연결하는 포집라인(14)을 더 포함할 수 있다. 여기서 유지보수 하우징(10)의 외부는 저장탱크의 상부일 수 있다.

포집라인(14)은 유지보수 하우징(10)의 유입구(15)를 통과하여 저장탱크 상부와 가스 연소 장치(60)를 연결할 수 있다. 따라서, 저장탱크 상부로부터 토출되는 기체들(질소 기체, 산소 기체 또는 기화된 저장물)을 가스 연소 장치(60)로 공급할 수 있다.

포집라인(14)에는 포집밸브(도시하지 않음)가 구비될 수 있으며, 포집밸브의 개도 조절에 따라 외부로부터 가스 연소 장치(60)로 공급되는 기체의 공급량을 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 기체의 농도에 따라 액체질소 탱크(30)의 액체질소 또는 액체산소 탱크(20)의 액체산소의 공급량을 조절하는 제어부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.

제어부는 후술할 기체농도 측정센서(61)에서 측정된 기체농도의 측정값을 유선 또는 무선으로 수신할 수 있다. 제어부는 산소기체농도의 측정값이 기설정 산소기체농도값 초과인 경우 기화된 액체산소의 공급을 중단할 수 있으며, 저장탱크 내에 저장된 저장물의 측정값이 기설정 저장물 농도 값 이하인 경우 기화된 액체질소의 공급을 중단할 수 있다.

제어부는 질소기체농도의 측정값이 기설정 질소기체농도값 초과인 경우 기화된 액체질소의 공급을 중단하고, 기화되지 않은 액체질소를 공급할 수 있다. 이 경우 제어부는 제1 공급라인(11)에 구비되는 제1 공급밸브의 개도를 폐쇄하고 우회라인(13)에 구비되는 우회밸브(도시하지 않음)의 개도를 개방할 수 있다. 이를 통해 액체질소는 기화기(50)를 통과하지 않아 기화되지 않은 저온의 상태로 저장탱크에 공급될 수 있다.

여기서 기설정 산소기체 농도값은 저장탱크 내부에 잔존하는 질소기체와 혼합하여 혼합된 산소기체비율이 작업자에게 무해할 수 있는 정도의 산소기체 농도값을 나타낼 수 있다. 또한, 기설정 저장물 농도 값 또는 기설정 질소기체 농도값은 작업자에 의해 임의의 수치로 설정될 수 있으며 이는 한정되지 않는다.

기체농도 측정센서(61)는, 포집라인(14) 상에 구비되며 가스 연소 장치(60)로 공급되는 기체의 성분을 분석할 수 있다. 기체농도 측정센서(61)는, 저장탱크의 상부에서 토출되는 기체의 농도를 측정할 수 있다. 측정하는 기체는 산소, 질소, 액화천연가스, 액화석유가스 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

기체농도 측정센서(61)는, 저장탱크의 상부에서 토출되는 기체의 농도 측정값을 유선 또는 무선으로 제어부로 송신할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 저장탱크 유지보수 시스템(100)은, 이동가능하게 제작함으로써, Type C 형 저장탱크를 수시로 점검할 수 있는 효과가 있으며, 저장탱크의 점검 및 정비의 안전성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 방법의 순서도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 방법은, 상기에서 살펴본 일 실시예에서의 저장탱크 유지보수 시스템(100)으로 구현될 수 있으며, 이하 저장탱크 유지보수 방법의 각 단계에 대해 설명하도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 방법은, 저장탱크 내부의 저장물을 저장탱크 외부로 배출하는 단계(S10), 저장탱크 유지보수 시스템을 사용하여 저장탱크에 불활성 기체를 공급하는 단계(S20), 저장탱크 내 저장물의 농도가 기설정 저장물 농도 이하가 되면 저장탱크에 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체를 공급하는 단계(S30), 저장탱크 내 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 농도가 기설정 유지보수 가능 기체 농도 초과가 되면 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 공급을 중단하는 단계(S40), 저장탱크로 저장물을 공급하는 단계(S50)를 포함한다.

이하에서 불활성 기체는 일 예로 질소 기체일 수 있으며, 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체는 공기 또는 산소 기체일 수 있다. 산소 기체의 경우에는 질소 기체가 충진되어 있는 저장탱크에 공급되어 공기가 만들어지는 매커니즘을 이용할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 유지보수하는 저장탱크(도시하지 않음)는 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크일 수 있으며, 바람직하게는 Type C 형 액화가스 저장탱크일 수 있다.

단계 S10에서는, 저장탱크 내부의 저장물을 저장탱크 외부로 배출한다. 저장탱크에는 액화천연가스 또는 액화석유가스가 저장될 수 있으며, 저장된 액화천연가스 또는 액화석유가스는 저장탱크에 구비되는 수요처(도시하지 않음)로 공급될 수 있다. 저장탱크에는 저장물이 수요처로 공급됨으로써 외부로 배출되고, 저장 최대한의 양을 토출시킬 수 있다.

수요처는 육지에 구비되는 소비처 또는 육상에 구비되는 다른 저장탱크(도시하지 않음)일 수 있고, LNG 컨테이너 선에 구비되는 LNG 저장탱크일 수 있다.

단계 S20에서는, 저장탱크 유지보수 시스템을 사용하여 저장탱크에 불활성 기체를 공급한다.

저장탱크 내부의 저장물을 저장탱크 외부로 모두 배출하더라도 저장탱크 내부에는 미량의 저장물이 잔존하게 된다. 잔존 저장물은 방치되는 경우 외부의 열을 흡수하여 증발될 수 있다. 이렇게 증발된 저장물은 폭발의 위험성이 있고, 작업자(도시하지 않음)에 흡수되는 경우 작업자에게 치명적인 영향을 줄 수 있다.

따라서, 저장탱크 내에 잔존 저장물을 제거하기 위해 저장탱크에 불활성 기체를 공급할 수 있다. 저장탱크 유지보수 시스템(100)은 유지보수 하우징(10)의 배출구(16)를 통해 저장탱크와 연결되어 불활성 기체, 바람직하게는 질소기체를 저장탱크의 하부로 공급할 수 있다.

저장탱크 하부로 공급된 불활성 기체는 상승류를 만들고, 저장탱크 내에 잔존하는 저장물들은 기화되어 불활성 기체와 함께 저장탱크 상부로 이동할 수 있다. 저장탱크 상부로 이동된 불활성기체와 잔존한 기화된 저장물의 혼합기체는 저장탱크 유지보수 시스템(100)의 공급부(15)를 통해 가스 연소 장치(60)로 공급될 수 있다. 이로 인해 저장탱크 내부에 잔존하는 저장물은 모두 저장탱크 외부로 배출될 수 있다.

단계 S30에서는, 저장탱크 내 저장물의 농도가 기설정 저장물 농도 이하가 되면 저장탱크에 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체를 공급한다. 기화된 저장물과 불활성기체가 혼합된 혼합기체는 포집라인(14)을 통해 저장탱크 상부에서 가스 연소 장치(60)로 이동하고, 포집라인(14) 상에 구비되는 기체농도 측정센서(61)는 혼합기체에 포함된 기화된 저장물의 농도를 측정할 수 있다.

저장탱크 내부에는 저장탱크 내부의 저장물의 농도가 기설정 저장물 농도 이하가 되면 대부분 질소 기체로 채워질 수 있다. 따라서, 저장탱크 내부는 폭발의 위험성은 없으나 공기가 없어 저장탱크 내 작업자의 작업이 불가능하다.

따라서, 측정된 저장물의 농도가 기설정 저장물 농도 이하가 되면 저장탱크 유지보수 시스템(100)에 구비되는 제어부를 통해 질소 기체의 공급을 줄이고, 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체, 바람직하게는 산소 기체를 공급할 수 있다. 이 경우, 질소 기체의 공급비율과 산소 기체의 공급비율을 조절하여 공기가 생성되도록 할 수 있다.

물론, 저장탱크 내 저장물의 농도가 기설정 저장물 농도 이하가 되면 제어부를 통해 질소 가스의 공급을 중단하고, 저장탱크에 구비되는 맨홀(Manhole; 도시하지 않음)을 개방하여 휴대용 선풍기(Portable Fan; 도시하지 않음)를 저장탱크 내부로 가동함으로써, 저장탱크 내부가 공기로 치환되도록 할 수 있다.

단계 S40에서는, 저장탱크 내 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 농도가 기설정 유지보수 가능 기체 농도 초과가 되면, 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 공급을 중단한다.

단계 S30에서와 같이 제어부를 통해 산소 기체를 저장탱크 하부로 공급하고, 공급된 산소 기체는 상승류를 만들어 저장탱크의 상부에는 산소 기체와 질소 기체가 혼합된 혼합기체가 존재할 수 있다. 혼합 기체는 저장탱크 유지보수 시스템(100)의 공급부(15)를 통해 가스 연소 장치(60)로 공급될 수 있으며, 기체농도 측정센서(61)에 의해 혼합기체의 질소기체 및 산소기체의 농도를 측정될 수 있다.

혼합 기체에서의 질소기체 및 산소기체의 농도가 기설정 유지보수 가능 기체농도를 초과하게 되면 제어부는 질소 기체 및 산소 기체의 공급을 중단할 수 있다. 이때, 저장탱크 내부는 작업자가 작업을 할 수 있는 공기가 채워진 상태이므로, 작업자는 저장탱크 내부로 인입하여 저장탱크 내부를 점검 또는 정비, 즉 유지보수할 수 있다.

작업자가 저장탱크 내부를 작업하고 난 후에는 도 3을 참고하여 자세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 방법의 부분 순서도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 유지보수 방법의 저장탱크 내부를 작업자가 점검하는 단계는, 작업자의 점검이 완료되면 저장탱크에 불활성 기체를 공급하는 단계(S41), 및 저장탱크 내 불활성 기체의 농도가 기설정 불활성 기체 농도 초과가 되면 저장탱크를 쿨다운하는 단계(S42)를 더 포함할 수 있다.

단계 S41에서는, 작업자의 점검이 완료되면 저장탱크에 불활성 기체를 공급한다. 작업자의 점검 또는 정비가 완료되면 저장탱크는 재사용이 가능하다고 판단될 수 있다. 물론 점검 후 재사용이 불가능하다고 판단되면 저장탱크는 처분할 수 있다.

저장탱크가 재사용이 가능하다고 판단되면, 저장탱크에는 저장물이 다시 인입되게 된다. 작업자의 점검 또는 정비가 완료된 후 다른 조치를 취하지 않은 상태에서 바로 저장물을 인입하게 되면, 저장물은 극저온의 상태이므로 저장탱크 내부의 공기 중의 수분 등 불순물이 응결될 우려가 있어 저장탱크 내부를 오염시킬 수 있으며 저장탱크를 파손시킬 위험성도 존재하게 된다.

따라서, 작업자의 점검 또는 정비가 완료된 후 저장탱크에 저장물을 인입하기 전에 불활성 기체를 공급하여 내부의 공기를 모두 제거할 수 있다. 불활성 기체는 저장탱크 유지보수 시스템(100)에 의해서 공급될 수 있다.

단계 S42에서는, 저장탱크 내 불활성 기체의 농도가 기설정 불활성 기체 농도 초과가 되면 저장탱크를 쿨다운한다.

저장탱크 내부로 공급되는 불활성 기체는 상승류를 발생시켜 공기와 섞여 저장탱크 상부로 이동한다. 이동된 공기와 불활성 기체가 섞인 혼합 기체는 저장탱크 유지보수 시스템(100)의 가스 연소 장치(60)로 공급될 수 있고, 포집라인(14)상에 구비되는 기체농도 측정센서(61)는 혼합 기체에 포함된 기화된 불활성 기체의 농도를 측정할 수 있다.

저장탱크 내부에는 저장탱크 내부의 불활성 기체의 농도가 기설정 불활성 기체 농도 초과가 되면 대부분 불활성 기체로 채워질 수 있다. 따라서, 저장탱크 내부는 폭발의 위험성도 없으며 저장물이 저장탱크 내부로 인입되더라도 불순물이 동결되는 현상은 발생되지 않는다.

따라서, 측정된 불활성 기체의 농도가 기설정 불활성 기체 농도 초과가 되면 저장탱크 유지보수 시스템(100)에 구비되는 제어부를 통해 불활성 기체의 공급을 줄이고, 저장탱크에 콜드 테스트 또는 쿨다운을 하기 위해 액체질소를 저장탱크로 공급할 수 있다.

이 경우, 제어부는 액체질소가 기화기를 통과하지 않도록 우회라인(13)으로 공급되도록 할 수 있다. 따라서, 기화되지 않은 액체질소가 저장탱크 내부로 인입되게 되고, 저장탱크는 콜드 테스트 또는 쿨다운을 효율적으로 진행할 수 있다.

단계 S50에서는, 저장탱크로 저장물을 공급한다. 작업자의 점검이 완료되고, 저장탱크의 콜드 테스트 또는 쿨다운이 완료되면 저장탱크는 저장물을 공급받을 수 있다.

저장탱크는 저장물을 다시 공급받아 저장물을 액상의 상태로 저장할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 저장탱크 유지보수 방법은, 저장탱크 유지보수 시스템(100)을 이동가능하게 제작함으로써, Type C 형 저장탱크를 수시로 점검할 수 있는 효과가 있으며, 저장탱크의 점검 및 정비의 안전성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

10: 유지보수 하우징 11: 제1 공급라인
12: 제2 공급라인 13: 우회라인
14: 포집라인 15: 유입구
16: 배출구 20: 액체산소 탱크
30: 액체질소 탱크 40: 메인 펌프
50: 기화기 60: 가스 연소 장치
61: 기체농도 측정센서 100: 저장탱크 유지보수 시스템

Claims (11)

1. 하우징;
   제1 탱크 또는 제2 탱크를 저장탱크와 연결하는 공급라인;
   상기 공급라인 상에 구비되며 상기 제1 탱크에 저장된 제1 저장물 또는 상기 제2 탱크에 저장된 제2 저장물을 가압하는 메인 펌프;
   상기 공급라인 상에 구비되며 상기 제1 저장물 또는 상기 제2 저장물을 기화시키는 기화기;
   가스연소장치;
   상기 가스연소장치와 상기 하우징의 외부를 연결하는 포집라인; 및
   상기 포집라인 상에 구비되며 상기 가스연소장치로 공급되는 기체의 성분을 분석하는 센서를 포함하고,
   상기 하우징은,
   상기 제1 탱크, 상기 제2 탱크, 상기 메인펌프, 상기 기화기를 둘러싸며 이동 가능한 것을 특징으로 하는 저장탱크 유지보수 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 저장물은,
   액체 질소이고,
   상기 제2 저장물은,
   액체 산소인 것을 특징으로 하는 저장탱크 유지보수 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 저장물은,
   불활성 기체이고,
   상기 제2 저장물은,
   공기인 것을 특징으로 하는 저장탱크 유지보수 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인 펌프에서 상기 기화기를 우회하여 상기 하우징의 외부와 연결되는 우회라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장탱크 유지보수 시스템.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 저장탱크는,
   Type C형 인 것을 특징으로 하는 저장탱크 유지 보수 시스템.
7. 작업자가 저장탱크 유지보수 시스템을 사용하여 저장탱크의 내부를 유지보수하는 방법에 있어서,
   상기 저장탱크 내부의 저장물을 상기 저장탱크 외부로 배출하는 단계;
   상기 저장탱크 유지보수 시스템을 사용하여 상기 저장탱크에 불활성 기체를 공급하는 단계;
   상기 저장탱크 내 저장물의 농도가 기설정 저장물 농도 이하가 되면 상기 저장탱크에 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체를 공급하는 단계;
   상기 저장탱크 내 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 농도가 기설정 유지보수 가능 기체 농도 초과가 되면 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 공급을 중단하는 단계; 및
   상기 저장탱크로 저장물을 공급하는 단계를 포함하고,
   상기 저장탱크 유지 보수 시스템은,
   가스연소장치;
   상기 가스연소장치와 상기 저장탱크 유지 보수 시스템의 하우징의 외부를 연결하는 포집라인; 및
   상기 포집라인 상에 구비되며 상기 가스연소장치로 공급되는 기체의 성분을 분석하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장탱크 유지보수 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체의 공급을 중단하는 단계는,
   상기 저장탱크에 불활성 기체를 공급하는 단계; 및
   상기 저장탱크 내 불활성 기체의 농도가 기설정 불활성 기체 농도 초과가 되면 상기 저장탱크를 쿨다운하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장탱크 유지보수 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 불활성 기체는,
   질소 기체이고,
   상기 작업자가 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 기체는,
   공기인 것을 특징으로 하는 저장탱크 유지보수 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 저장탱크를 쿨다운하는 단계는,
    상기 질소 기체가 액화된 액화질소를 이용하여 쿨다운하는 것을 특징으로 하는 저장탱크 유지보수 방법.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 저장탱크는,
    Type C형 인 것을 특징으로 하는 저장탱크 유지 보수 방법.

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