KR101713848B1 - System for transferring fluid - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체 이송 시스템에 관한 것으로서, 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 해수에 부유하도록 설치되는 부이와, 부이에 설치되고, 제 1 위치와 제 2 위치에 연결되며, 제 1 위치와 제 2 위치의 상대 운동이나 유체에 의한 열응력에 의한 변형에너지를 흡수하기 위한 형상을 가지는 이송파이프를 포함하는 유체 이송 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 해상에서의 두 선박 간의 유체 이송이나 선박과 고정식 구조물 간의 유체 이송 등과 같이, 상대 운동을 하는 두 위치 간에 유체를 이송하는 경우, 이송파이프를 스프링 등과 같은 형상으로 이루어지도록 하여 전체적인 허용 응력 내에서 변형을 허용함으로써, 이송파이프를 포함한 오프로딩(offloading) 시스템에서 발생하는 구조적인 응력이나 유체의 온도로 인한 열응력에도 불구하고, 안정적으로 유체를 이송할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에 따르면, 이송파이프가 이미 알려진 강체 파이프 역학을 기저로 한 검증된 기술 및 구조적 신뢰성 확보를 토대로 하여, 유연 파이프가 제공하지 못하는 20년 이상의 충분한 설계 수명을 보장하며, 상대적으로 저렴한 가격으로 제작할 수 있도록 함으로써 유체의 이송에 있어서 뛰어난 안전성과 경제성을 제공할 수 있다.The present invention relates to a fluid delivery system, comprising: a portion mounted to float on seawater between a first position and a second position, and a second portion disposed on the portion between the first position and the second position, There is provided a fluid delivery system including a transfer pipe having a shape for absorbing strain energy due to relative motion of a position or thermal stress by a fluid.
According to the present invention, when a fluid is transported between two positions for performing relative motion, such as a fluid transfer between two ships at sea or a fluid transfer between a ship and a fixed structure, the transfer pipe is shaped like a spring or the like, By permitting deformation in the stresses, it is possible to transport the fluid stably despite the structural stress generated in the offloading system including the transport pipe or the thermal stress due to the temperature of the fluid. Further, according to the present invention, on the basis of the proven technique and structural reliability based on the already known rigid pipe dynamics of the conveying pipe, it is possible to ensure a sufficient design life of 20 years or more that the flexible pipe can not provide, It is possible to provide excellent safety and economical efficiency in the transfer of the fluid.
Description
본 발명은 유체 이송 시스템에 관한 것으로서, 유체 이송을 담당하는 강체 파이프를 스프링과 유사한 형상으로 이루어지도록 함으로써 변형을 허용하고, 구조적인 안정성 및 유연성을 확보하여, 상대 운동이나 열에 의한 변형에도 불구하고 유체를 안정적으로 이송할 수 있도록 구성된 유체 이송 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid delivery system, in which a rigid pipe, which is responsible for fluid transport, is formed in a spring-like configuration to permit deformation, ensure structural stability and flexibility, To a fluid delivery system configured to be capable of stably transferring fluid.
일반적으로, 선박에서 다른 선박으로 또는 선박에서 해상이나 육상 터미널로 유체를 이송하는 경우에는 유체의 이송 라인이 지면에 지지되지 않고, 유체의 이송 지점인 제 1 위치 및 제 2 위치 간의 상대적인 운동이 발생하기 때문에 이송 방법에 대한 여러 가지 영향을 고려하여 추가적인 검토가 필요하다. 특히, 유체의 온도에 따라 이송 라인에 수축 내지 팽창이 발생할 경우에는 유체의 안정적인 이송을 위한 검토가 더욱 중요하다.Generally, when a fluid is transported from a ship to another ship or from a ship to a sea or land terminal, the transfer line of the fluid is not supported on the ground, and relative movement between the first and second positions, Therefore, additional considerations are necessary considering the various influences on the transport method. Particularly, when shrinkage or expansion occurs in the transfer line depending on the temperature of the fluid, examination for stable transfer of the fluid is more important.
최근에는 해상 유전 및 가스전의 개발이 활발해짐에 따라 채굴된 원유 및 가스의 수송에 대한 요구가 증대되고 있는 실정이며, 이로 인해 안전에 대한 관심이 고조되고 있어서 유체를 안전하게 이송하기 위한 요구 사항들이 늘어가고 있다.In recent years, the development of offshore oil fields and gas fields has been actively promoted, and demands for transportation of mined crude oil and gas have been increasing. As a result, interest in safety has been heightened and requirements for safely transporting fluids have increased It is going.
이와 같이 상대 운동을 하는 제 1 위치 및 제 2 위치 사이에 유체를 이송하는 장치는 유체를 이송하기 위한 이송 라인이 유연성을 가지지 않으면, 제 1 위치 또는 제 2 위치가 해상에 부유할 경우, 무어링 로프(Mooring rope) 등의 계류용 장비를 사용한다고 하더라도, 제 1 위치 및 제 2 위치가 완전하게 고정되지 않아 서로간에 상대적인 운동이 필연적으로 발생하며, 이로 인해 이송 라인 등이 연결된 구조물들에 손상을 초래하게 된다. 또한, 이송 라인이 강체 파이프로 이루어질 경우, 이러한 강체 파이프를 아무런 지지없이 연결하게 되면 자중에 의해서 큰 하중을 받게 되어 손상을 초래하게 된다.The apparatus for transferring fluid between the first position and the second position thus performing relative motion is characterized in that when the transfer line for transferring the fluid is not flexible, if the first position or the second position floats above sea level, Even if a mooring rope or other mooring equipment is used, the relative movement between the first and second positions is inevitably generated because the first and second positions are not completely fixed, . In addition, when the conveying line is made of a rigid pipe, if such a rigid pipe is connected without any support, it is subjected to a large load by its own weight, resulting in damage.
한편, 이송하고자 하는 유체가 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하, 'LNG'라 함)인 경우에는 -163℃ 정도의 극저온이므로, 이러한 유체의 이송에 사용되는 이송 라인은 극저온에 견딜 수 있는 재료적인 특성도 가지고 있어야 하며, 이로 인해 유연 파이프를 사용하는 경우, 재료비와 개발비에 많은 비용이 소요되고, 제품에 대한 검증 작업에 장시간이 소요되는 문제점을 가지고 있었다. 또한, 현재의 기술로는 유연 파이프의 사용연한이 5년 정도로 매우 짧아서 지속적으로 교체해야 하는 불편함과 경제적인 문제점을 가지고 있었다.On the other hand, when the fluid to be transferred is a liquefied natural gas (hereinafter, referred to as 'LNG'), the transfer line used for transferring such a fluid is a material which can withstand extremely low temperatures Therefore, when using flexible pipe, it takes a lot of cost for material cost and development cost, and it takes a long time to verify the product. In addition, the present technology has a problem that the use time of the flexible pipe is very short as about 5 years, and it is inconvenient and economical to continuously replace it.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 강체 파이프를 스프링과 유사한 형상으로 조립함으로써, 두 위치 간에 발생하는 상대 운동 또는 극저온 유체의 이송에 의해 발생하는 열응력을 변형에 의해 흡수하도록 유연함을 제공하고, 유연 파이프의 재료비, 개발비 및 검증 작업에 들어가는 막대한 금전적 손실을 대체하여 유체의 이송에 대한 안전성과 경제성을 도모하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to assemble a rigid pipe in a shape similar to a spring to absorb a thermal stress generated by relative movement occurring between two positions, And to secure the safety and economics of fluid transport by replacing the enormous financial losses involved in the material costs, development costs and verification of flexible pipes.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 제 1 위치와 제 2 위치간에 유체를 이송시키는 시스템에 있어서, 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이의 해수에 부유하도록 설치되는 부이와, 상기 부이에 설치되고, 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치에 연결되며, 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치의 상대 운동이나 유체에 의한 열응력으로 인한 변형에너지를 흡수하는 이송파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 이송 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a system for transferring a fluid between a first position and a second position, the system comprising: a valve installed to float in seawater between the first position and the second position; And a transfer pipe connected to the first position and the second position for absorbing strain energy due to a relative movement between the first position and the second position or a thermal stress caused by the fluid A fluid delivery system is provided.
상기 이송파이프는 변형에너지를 흡수하는 스프링 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.And the conveying pipe has a spring shape that absorbs strain energy.
상기 이송파이프는 강체 파이프이며, "ㄷ"자로 이루어지는 절곡부가 길이방향을 따라 지그재그로 형성되고, 상기 절곡부의 중심부가 길이방향에 직교하는 방향으로 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 한다.The conveying pipe is a rigid pipe, and a bent portion formed of "C" is formed in a zigzag shape along the longitudinal direction, and a central portion of the bent portion is bent in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
상기 이송파이프는 상기 제 2 위치에 연결되기 위한 소켓을 가지는 것을 특징으로 한다.And the transfer pipe has a socket to be connected to the second position.
상기 제 1 위치는 선박이고, 상기 제 2 위치는 선박이거나, 부유식 또는 고정식 터미널인 것을 특징으로 한다.The first position is a vessel, and the second position is a vessel, or a floating or fixed terminal.
본 발명에 따르면, 해상에서의 두 선박 간의 유체 이송이나 선박과 고정식 구조물 간의 유체 이송 등과 같이, 상대 운동을 하는 두 위치 간에 유체를 이송하는 경우, 이송파이프를 스프링 등과 같은 형상으로 이루어지도록 하여 전체적인 허용 응력 내에서 변형을 허용함으로써, 이송파이프를 포함한 오프로딩(offloading) 시스템에서 발생하는 구조적인 응력이나 유체의 온도로 인한 열응력에도 불구하고, 안정적으로 유체를 이송할 수 있도록 한다.According to the present invention, when a fluid is transported between two positions for performing relative motion, such as a fluid transfer between two ships at sea or a fluid transfer between a ship and a fixed structure, the transfer pipe is shaped like a spring or the like, By permitting deformation in the stresses, it is possible to transport the fluid stably despite the structural stress generated in the offloading system including the transport pipe or the thermal stress due to the temperature of the fluid.
또한, 본 발명에 따르면, 이송파이프가 이미 알려진 강체 파이프 역학을 기저로 한 검증된 기술 및 구조적 신뢰성 확보를 토대로 하여, 유연 파이프가 제공하지 못하는 20년 이상의 충분한 설계 수명을 보장하며, 상대적으로 저렴한 가격으로 제작할 수 있도록 함으로써 유체의 이송에 있어서 뛰어난 안전성과 경제성을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, on the basis of the proven technique and structural reliability based on the already known rigid pipe dynamics of the conveying pipe, it is possible to ensure a sufficient design life of 20 years or more that the flexible pipe can not provide, It is possible to provide excellent safety and economical efficiency in the transfer of the fluid.
도 1은 본 발명에 따른 유체 이송 시스템을 도시한 도면, 그리고,
도 2는 본 발명에 따른 유체 이송 시스템의 이송파이프 일부를 도시한 사시도이다.1 shows a fluid delivery system according to the present invention,
2 is a perspective view showing a part of a transfer pipe of the fluid transfer system according to the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
도 1은 본 발명에 따른 유체 이송 시스템을 도시한 도면이다. 1 shows a fluid delivery system according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유체 이송 시스템(100)은 제 1 위치(1)와 제 2 위치(2) 간에 유체를 이송시키기 위한 것으로서, 상기 제 1 위치(1)와 상기 제 2 위치(2) 사이의 해수에 부유하도록 설치되고, 상기 제 1 위치(1)와 상기 제 2 위치(2)에 연결되는 이송파이프(120)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유체 이송 시스템(100)은 상기 이송파이프(120)가 상기 제 1 위치(1)와 상기 제 2 위치(2) 사이의 해수에 부유하기 위하여 부력체가 일체를 이루도록 마련되거나, 그 밖에 다양한 방식에 의해 부유하도록 구성될 수 있으며, 본 실시예에서 처럼 부이(buoy; 110)를 이용할 수 있다.1, a
본 발명에 따른 유체 이송 시스템(100)은 상기 제 1 위치(1)가 선박일 수 있고, 상기 제 2 위치(2)가 선박이거나, 부유식 또는 고정식 터미널일 수 있으며, 이 외에도 상대 운동을 하는 다양한 구조물들을 이루는 제 1 위치(1) 및 제 2 위치(2) 간의 유체 이송에 적용될 수 있다. 또한, 제 1 위치(1)와 제 2 위치(2)는 이송파이프(120)가 연결되는 저장탱크를 가질 수 있다. The
상기 부이(110)는 제 1 위치(1)와 제 2 위치(2) 사이의 해수에 부유하도록 설치되는데, 이를 위해 부력을 가지는 재질로 제작되거나, 부력을 발생시키기 위한 구조를 가지도록 제작될 수 있으며, 이송파이프(120)가 해수면으로부터 부유하도록 자신의 자중뿐만 아니라 이송파이프(120)의 자중과 유체의 자중을 지지하기에 충분한 부력을 가진다. The
상기 부이(110)는 상면에 이송파이프(120)가 놓이게 됨으로써 이송파이프(120)를 지지하게 되며, 이에 한하지 않고, 별도의 클램프나 체결부재 등을 사용하여 이송파이프(120)가 착탈 가능하게 고정되도록 할 수 있다. The
상기 이송파이프(120)는 부위(110)에 설치되어 해수로부터 부유하도록 하고, 제 1 위치(1)와 제 2 위치(2)의 상대 운동이나 유체의 열응력으로 인한 변형에너지를 흡수하기 위하여 다양한 형상을 가질 수 있는데, 강체 파이프로 이루어질 수 있되, 변형에너지를 흡수하도록 어느 정도 휨과 복원이 가능한 재질로 이루어질 수 있다.The
상기 이송파이프(120)는 제 1 위치(1)에 연결되어 제 2 위치(2)까지 연장됨으로써 제 2 위치(2)의 파이프 연결부(미도시)에 연결되기 위한 소켓(121)을 가질 수 있다. 따라서, 상기 제 2 위치(2)와의 연결에 소요되는 노력과 시간을 단축시킨다. 여기서, 상기 소켓(121)은 LNG의 이송에 사용되는 구조와 재질로 이루어질 수 있다.The
상기 이송파이프(120)는 다수의 개체를 결합 내지 용접 등에 의해 서로 조립하여 이루어질 수 있고, 일례로 탄성을 이용한 변형에너지를 흡수하는 스프링 형태를 가짐으로써 제 1 위치(1)와 제 2 위치(2) 간의 상대 운동이나 LNG와 같은 극저온 유체의 열변형에도 불구하고, 제 1 위치(1)와 제 2 위치(2) 간의 유체 이송이 안정적으로 이루어지도록 한다.The
도 2는 본 발명에 따른 유체 이송 시스템의 이송파이프 일부를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view showing a part of a transfer pipe of the fluid transfer system according to the present invention.
상기 이송파이프(120)는 코일형태로 이루어지거나, 변형에너지를 흡수하기 위한 다양한 루프(loop)를 가질 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 "ㄷ"자로 이루어지는 절곡부(122)가 길이방향을 따라 지그재그로 형성될 수 있으며, 이 경우 절곡부(122)의 중심부가 길이방향에 직교하는 방향으로 절곡되어 형성된다. 이를 위해 이송파이프(120)는 1차 절곡부위(123)에 의해 상기 절곡부(122)가 길이방향을 따라 지그재그로 형성될 수 있으며, 2차 절곡부위(124)에 의해 상기 절곡부(122)의 중심부가 길이방향에 직교하는 방향으로 절곡 형성되도록 한다. 더불어 복수의 코일형태의 이송파이프(120)가 "ㄷ"자의 형태로 연속되게 연결되어 지그재그 형상을 이루도록 하여 변형에너지를 흡수하는 기능을 극대화할 수도 있다.The conveying
이와 같은 본 발명에 따른 유체 이송 시스템의 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the fluid delivery system according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 유체 이송 시스템(100)은 이송파이프(120)를 부이(110)에 의해 제 1 위치(1)와 제 2 위치(2) 사이의 해수에 안정적으로 부유하도록 하고, 이러한 이송파이프(120)가 제 1 위치(1)와 제 2 위치(2) 간의 상대 운동이 발생할 때, 또는 LNG와 같은 극저온 유체에 의한 온도차에 기인한 열응력이 발생할 때 변형에 의한 에너지를 흡수하도록 한다. 따라서, 이송파이프(120)가 전체적으로 유연하게 거동함으로써 유연 파이프와 마찬가지로 적은 응력을 가지게 되어 유체가 원활하게 이송되도록 하고, 이로 인해 고가의 유연 파이프를 사용하지 않고, 상대적으로 저가인 강체 파이프를 사용함으로써 경제성을 높일 수 있다.The
또한, 이송파이프(120)는 강체 파이프를 사용함으로써, 이미 알려진 강체 파이프 역학을 기저로 한 검증된 기술 및 구조적 신뢰성 확보를 토대로 유연 파이프가 제공하지 못하는 20년 이상의 충분한 설계 수명을 보장하며, 제 1 위치(1)와 제 2 위치(2) 간에 상대 운동이 있는 경우에도 유연 파이프와 같이 적용할 수 있다. Further, by using the rigid pipe, the conveying
그리고, 이송파이프(120)가 부이(110)에 의해 지지됨으로써 별도의 대용량 크레인으로 지속적으로 잡아 줄 필요가 없어지게 됨으로써 유체 이송 작업에 소요되는 노력과 장비의 추가 사용을 줄이도록 한다.Also, since the
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.
1 : 제 1 위치
2 : 제 2 위치
110 : 부이
120 : 이송파이프
121 : 소켓
122 : 절곡부
123 : 1차 절곡부위
124 : 2차 절곡부위1: first position
2: second position
110: Boo
120: Feed pipe
121: Socket
122:
123: Primary bending area
124: Secondary bending area
Claims (6)
상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이의 해수에 부유하도록 설치되는 부이; 및
상기 부이에 설치되고, 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치에 연결되며, 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치의 상대 운동이나 유체에 의한 열응력으로 인한 변형에너지를 흡수하는 이송파이프;를 포함하고,
상기 이송파이프는 강체 파이프로 구성되고,
상기 이송파이프는 스프링 형태 또는 코일 형태 또는 루프 형태 중 어느 하나의 형태를 가짐으로써,
유체의 이송 과정에서 상기 이송파이프에 발생하는 변형에너지가 상기 부이의 움직임 및 상기 이송파이프의 형태에 의해 흡수될 수 있는 것
을 특징으로 하는 유체 이송 시스템.A system for transferring fluid between a first position and a second position,
A buoy installed to float in seawater between the first position and the second position; And
And a transfer pipe connected to the first position and the second position for absorbing strain energy due to relative motion of the first position and the second position or thermal stress caused by the fluid, ,
Wherein the conveying pipe comprises a rigid pipe,
The conveying pipe may be in the form of a spring, a coil, or a loop,
Strain energy generated in the conveying pipe during the conveying of the fluid can be absorbed by the movement of the buoy and the shape of the conveying pipe
And a fluid delivery system.
강체 파이프이며, "ㄷ"자로 이루어지는 절곡부가 길이방향을 따라 지그재그로 형성되고, 상기 절곡부의 중심부가 길이방향에 직교하는 방향으로 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 시스템.[2] The apparatus according to claim 1,
A rigid pipe, characterized in that the bending part made of "?" Is formed in a zigzag shape along the longitudinal direction, and the central part of the bending part is bent in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
상기 제 2 위치에 연결되기 위한 소켓을 가지는 것을 특징으로 하는 유체 이송 시스템.[2] The apparatus according to claim 1,
And a socket for connection to the second position.
상기 제 1 위치는 선박이고,
상기 제 2 위치는 선박이거나, 부유식 또는 고정식 터미널인 것을 특징으로 하는 유체 이송 시스템.The method according to claim 1 or 5,
The first position being a vessel,
Wherein the second position is a vessel, or a floating or fixed terminal.
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