KR101797617B1 - 초저온 액체화물 하역장치 - Google Patents

초저온 액체화물 하역장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초저온 액체화물 하역장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 초저온 화물창에 임펠러를 이용한 유체이송 방식이 아니라 압력차에 의한 유체이송 방식인 제트펌프 타입의 하역 방식을 적용함으로써, 주 운용장비를 화물창 외부, 예컨대 데크 상부에 위치시킬 수 있도록 하고, 이로 인해 운용이나 유지 및 보수에 소요되는 비용과 노력을 최소화할 수 있으며, 하역 장치의 단순화로 인해 생산성 향상 및 제조 비용을 절감시킬 수 있고, 화물창 내의 펌프 구동을 위한 전계장 설비가 설치되는 펌프타워에는 단순한 배출라인만 존재함으로써 구조 단순화를 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 슬로싱(slothing)에 의한 진동으로 인해 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 슬로싱에 대한 위험 요소를 제거할 수 있으며, 나아가서, 추가 압력 조절과 액체화물 비중 조절을 통해서 제트펌프의 효율을 보상할 수 있는 초저온 액체화물 하역장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 초저온 액체화물 하역장치는 하역라인에 연결되어 화물창 내의 하부까지 연장되도록 설치되는 흡입라인; 및 흡입라인에 압축 기체를 분사하여, 흡입라인이 흡입구와 토출구의 압력차이로 인해 초저온 액체화물을 흡입하여 하역라인을 통해 하역되도록 하는 이젝터를 포함한다.

Description

초저온 액체화물 하역장치{APPARATUS FOR LOADING ULTRALOW TEMPERATURE LIQUID CARGO}
본 발명은 초저온 액체화물 하역장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 초저온 화물창에 임펠러를 이용한 유체이송 방식이 아니라 압력차에 의한 유체이송 방식을 적용함으로써 운용이나 유지 및 보수에 소요되는 비용과 노력을 최소화하고, 생산성 향상 및 제조 비용을 절감시킬 수 있도록 구성된 초저온 액체화물 하역장치에 관한 것이다.
일반적으로, LNG(Liquified Natural Gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 -162℃의 초저온 상태로 냉각해서 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체로 액화천연가스라고도 한다. 이러한 LNG는 에너지로 이용되기 위해서 생산 기지로부터 수요지까지 대량으로 수송할 수 있는 방안이 검토되었으며, 이를 위해 LNG의 해상수송을 위한 LNGC(LNG Carrier)가 개발되었다.
이와 같은 LNG뿐만 아니라 LPG를 비롯한 초저온 액체화물의 저장을 위한 화물창에는 초저온 액체화물을 액화된 상태로 제공되기 위한 카고펌프(cargo pump)를 가지는 하역장치가 설치되는데, 이를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 초저온 액체화물의 하역장치(10)는 외부로부터 화물창(1) 내의 하부까지 도달하도록 설치되는 하역라인(11)과, 하역라인(11)의 하단에 설치되어 초저온 액체화물을 하역라인(11)을 통해서 외부로 하역시키도록 하는 카고펌프(12)를 포함한다.
카고펌프(12)는 수중에 투입되어 펌핑하도록 하는 수중 타입(submerged type)의 회전식 펌프가 사용되는데, 카고펌프(12)가 수중 타입의 펌프인 이유는 화물창(1)의 깊이가 일반적인 펌프의 흡상 범위를 초과하므로, 카고펌프(12)를 데크 상에 설치할 경우, 화물창(1)이 만재되었을 때는 펌핑이 가능하지만, 화물창(1)의 수위가 내려가면 펌핑이 불가능하기 때문에 펌프(1)의 위치를 흡상 가능 위치까지 낮추어야 하며, 이로 인해 카고펌프(12)는 낮은 위치인 화물창(1) 하부에 설치되어야 함으로써 수중 타입의 펌프가 사용된다.
그러나, 종래의 초저온 액체화물의 하역장치(10)는 수중 타입의 카고펌프(12)를 사용하게 됨으로써 초저온 영역의 화물에 적용시키기 위해서, 전기 인입을 위한 케이블 연결에 대한 특별한 고려, 예컨대 방폭 및 열수축 등에 대한 고려가 필요하고, 특수하게 설계된 고가의 펌프 사용이 불가피하며, 이로 인해 대부분 수입에 의존하는 고가의 장비 설치와 유지 및 보수에 많은 비용과 노력이 소요되는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 이러한 카고펌프(12)를 화물창(1)에 설치하여 운용하기 위해서는 그에 수반되는 전계장 설비가 구성되어야 하고, 이는 카고펌프(12)와 함께 내부 슬로싱에 대한 펌프타워의 진동이나 움직임에 부정적인 영향을 끼치게 되고, 유지보수를 위해서는 화물창(1)을 비워 작업자가 직접 접근해야만 하는 어려움이 있었다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 초저온 화물창에 임펠러를 이용한 유체이송 방식이 아니라 압력차에 의한 유체이송 방식인 제트펌프 타입의 하역 방식을 적용함으로써, 주 운용장비를 화물창 외부, 예컨대 데크 상부에 위치시킬 수 있고, 이로 인해 운용이나 유지 및 보수를 원활하게 할 수 있으며, 하역장치의 단순화로 인해 생산성을 향상시키며, 슬로싱(slothing)에 대한 위험 요소를 제거하고, 나아가서, 추가 압력 조절과 액체화물 비중 조절을 통해서 제트펌프의 효율을 보상할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 화물창에 저장된 초저온 액체화물의 하역장치에 있어서, 하역라인에 연결되어 상기 화물창 내의 하부까지 연장되도록 설치되는 흡입라인; 및 상기 흡입라인에 압축 기체를 분사하여, 상기 흡입라인이 흡입구와 토출구의 압력차이로 인해 초저온 액체화물을 흡입하여 상기 하역라인을 통해 하역되도록 하는 이젝터를 포함하는 초저온 액체화물 하역장치가 제공된다.
상기 이젝터는, 상기 흡입라인에서 상기 화물창의 상측으로부터 인출되는 부분에 설치될 수 있다.
상기 초저온 액체화물 하역장치는 상기 화물창 내부의 압력 상승을 위한 기체를 공급하도록 상기 화물창 내부로 도입되는 기체공급라인을 더 포함할 수 있다.
상기 기체공급라인은 상기 화물창 내부로 불활성기체를 공급할 수 있다.
상기 기체공급라인은, 천연가스를 상기 화물창 내부로 공급할 수 있다.
상기 기체공급라인은 상기 화물창 내의 천정 부근으로 기체를 공급하도록 설치될 수 있다.
상기 흡입라인이 기포펌프 방식으로 초저온 액체화물을 흡입하도록 상기 흡입라인의 하부에 기포 발생을 위한 기체를 공급하도록 연결되는 기포발생라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 화물창에 저장된 초저온 액체화물의 하역장치에 있어서, 상기 화물창 내의 하부까지 설치되는 흡입라인을 포함하고, 상기 흡입라인에 이젝터로 압축 기체를 분사함으로써 상기 흡입라인이 제트펌프 방식에 의해 초저온 액체화물을 흡입하도록 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 초저온 화물창에 임펠러를 이용한 유체이송 방식이 아니라 압력차에 의한 유체이송 방식인 제트펌프 타입의 하역 방식을 적용함으로써, 주 운용장비를 화물창 외부, 예컨대 데크 상부에 위치시킬 수 있도록 하고, 이로 인해 운용이나 유지 및 보수에 소요되는 비용과 노력을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하역 장치의 단순화로 인해 생산성 향상 및 제조 비용을 절감시킬 수 있고, 화물창 내의 펌프 구동을 위한 전계장 설비가 설치되는 펌프타워에는 단순한 배출라인만 존재함으로써 구조 단순화를 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 슬로싱(slothing)에 의한 진동으로 인해 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 슬로싱에 대한 위험 요소를 제거할 수 있으며, 나아가서, 추가 압력 조절과 액체화물 비중 조절을 통해서 제트펌프의 효율을 보상할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 초저온 액체화물 하역장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초저온 액체화물 하역장치를 도시한 구성도.
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.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초저온 액체화물 하역장치를 도시한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초저온 액체화물 하역장치(100)는 화물창(200)에 저장된 초저온 액체화물을 하역하기 위한 장치로서, 화물창(200) 내의 하부까지 설치되는 흡입라인(120)을 포함하고, 흡입라인(120)에 이젝터(ejector; 130)로 압축 기체를 분사함으로써 흡입라인(120)이 제트펌프(jet pump) 방식에 의해 초저온 액체화물을 흡입하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초저온 액체화물 하역장치(100)는 LNG 뿐만 아니라, LPG를 비롯하여 초저온 액체화물을 하역하도록 선박이나 해상구조물에 마련된 화물창(200)에 설치될 수 있고, 이에 한하지 않고, 다양한 초저온 액체화물의 저장을 위한 탱크에 모두 적용될 수 있다.
흡입라인(120)은 초저온 액체화물의 하역을 위한 하역라인(110)에 연결되어 화물창(200) 내의 하부까지 연장되도록 설치된다.
이젝터(130)는 흡입라인(120)에 압축 기체를 분사하여, 흡입라인(120)이 하단의 흡입구(121)와 상단의 토출구(122)의 압력차이로 인해 초저온 액체화물을 흡입하여 하역라인(110)을 통해 원하는 곳으로 하역되도록 한다. 여기서, 압축 기체는 외부의 압축기체공급부로부터 공급되는데, 예컨대, 불활성 기체가 사용될 수 있다.
이젝터(130)는 그 설치와 유지 및 보수를 용이하게 하기 위하여, 흡입라인(120)에서 화물창(200)의 상측으로부터 인출되는 부분에 설치될 수 있다.
흡입라인(120)은 이젝터(130)의 전단측에 확대관(123)이 형성 내지 마련될 수 있는데, 이젝터(130)의 압축 기체 분사에 의해 확대관(123) 부근의 저압 형성을 통해 초저온 액상화물의 흡입력을 증대시키도록 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 초저온 액체화물 하역장치는 기체공급라인(140)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 기체공급라인(140)은 화물창(200) 내부의 압력 상승을 위해 화물창(200) 내부로 기체를 공급하도록 제공된다. 상기 기체공급라인(140)은 상기 흡입라인(120)과 독립적으로 상기 화물창(200) 내에 기체를 공급하여 상기 화물창(200) 내부의 압력을 상승시키되, 기체가 방출되는 말단은 액체화물이 도달하지 않는 화물창(200) 내 천정 부근에 위치하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 상기 기체공급라인(140)은 화물창(200)의 천정을 통해 도입된다. 이때, 상기 기체공급라인(140)이 제공됨으로써, 전체적인 화물창의 릴리프 밸브 압력 설정값도 높아져야 된다.
상기 기체공급라인(140)의 제공을 통해 전체적인 화물창의 릴리프 밸브 압력 설정값을 높일 수 있다.
상기 기체공급라인(140은 일례로 불활성기체를 공급할 수 있고, 다른 예로서, 초저온 액체화물이 LNG인 경우, 천연가스(NG)를 화물창(200) 내에 공급할 수 있다.
흡입라인(120) 하부에는 기포발생라인(150)이 연결될 수 있다. 여기서, 기포발생라인(150)은 흡입라인(120)이 기포펌프 방식으로 초저온 액체화물을 흡입하도록 흡입라인(120)의 하부에 기포 발생을 위한 기체, 예컨대 불활성 기체나 천연가스를 공급하도록 연결된다. 따라서, 기포발생라인(150)은 흡입라인(120) 내에 기포를 발생시킴으로써 흡입라인(120)에 의해 이송되는 초저온 액체화물의 비중을 감소시키도록 하고, 이로 인해 흡입라인(120)이 기체펌프로서 펌핑력을 유발하도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 초저온 액체화물 하역장치의 작용을 설명하기로 한다.
이젝터(130)에 의해 압축 기체를 흡입라인(120)에 고속으로 분사시키면, 흡입라인(120)에서 토출구(122) 측이 흡입구(121) 측에 비하여 저압을 형성하게 되고, 이로 인해 화물창(200) 내의 초저온 액체화물, 예컨대 LNG를 흡입하여 하역라인(110)을 통해서 원하는 장소로 하역되도록 한다. 이때, 기체공급라인(140)을 통해서 불활성 기체 또는 천연가스가 흡입라인(120)에 공급됨으로써 화물창(200) 내의 압력 상승을 유발하고, 이로 인해 추가적인 압력 조절 작용을 통해 초저온 액체화물의 펌핑력을 증대시킬 수 있다.
또한, 기포발생라인(150)을 통해 공급되는 기포 발생용 기체에 의해 흡입라인(120) 내의 초저온 액체화물에 기포가 발생하도록 함으로써, 초저온 액체화물의 비중 조절을 통해서 제트펌프의 효율 증대를 위한 보상이 가능하도록 한다.
이와 같이, 초저온 액체화물의 저장을 위한 화물창(200)에 임펠러를 이용한 유체이송 방식이 아니라 압력차에 의한 유체이송 방식인 제트펌프 타입의 하역 방식을 적용함으로써, 주 운용장비를 화물창 외부, 예컨대 데크 상부에 위치시킬 수 있도록 하고, 이로 인해 운용이나 유지 및 보수에 소요되는 비용과 노력을 최소화할 수 있다.
또한, 하역 장치(100)의 단순화로 인해 생산성 향상 및 제조 비용을 절감시킬 수 있고, 화물창(200) 내의 펌프 구동을 위한 전계장 설비가 설치되는 펌프타워에는 단순한 배출라인만 존재함으로써 구조 단순화를 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 슬로싱(slothing)에 의한 진동으로 인해 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 슬로싱에 대한 위험 요소를 제거할 수 있다.
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.
110 : 하역라인 120 : 흡입라인
121 : 흡입구 122 : 토출구
123 : 확대관 130 : 이젝터
140 : 기체공급라인 150 : 기포발생라인
200 : 화물창

Claims (10)

  1. 화물창에 저장된 초저온 액체화물의 하역장치에 있어서,
    하역라인에 연결되어 상기 화물창 내의 하부까지 연장되도록 설치되는 흡입라인;
    상기 흡입라인에 압축 기체를 분사하여, 상기 흡입라인이 흡입구와 토출구의 압력차이로 인해 초저온 액체화물을 흡입하여 상기 하역라인을 통해 하역되도록 하는 이젝터; 및
    상기 흡입라인이 기포펌프 방식으로 초저온 액체화물을 흡입하도록 상기 흡입라인의 하부에 기포 발생을 위한 기체를 공급하도록 연결되는 기포발생라인;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 초저온 액체화물 하역장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이젝터는,
    상기 흡입라인에서 상기 화물창의 상측으로부터 인출되는 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 초저온 액체화물 하역장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 화물창 내부의 압력 상승을 위한 기체를 공급하도록 상기 화물창 내부로 도입되는 기체공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초저온 액체화물 하역장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 기체공급라인은,
    상기 화물창 내부로 불활성기체를 공급하는 것을 특징으로 하는 초저온 액체화물 하역장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 기체공급라인은,
    천연가스를 상기 화물창 내부로 공급하는 것을 특징으로 하는 초저온 액체화물 하역장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 기체공급라인은 상기 화물창 내의 천정 부근으로 기체를 공급하도록 설치된 것을 특징으로 하는 초저온 액체화물 하역장치.
  7. 삭제
  8. 화물창에 저장된 초저온 액체화물의 하역장치에 있어서,
    상기 화물창 내의 하부까지 설치되는 흡입라인을 포함하고,
    상기 흡입라인에 이젝터로 압축 기체를 분사함으로써 상기 흡입라인이 제트펌프 방식에 의해 초저온 액체화물을 흡입하도록 하며,
    상기 흡입라인이 기포펌프 방식으로 초저온 액체화물을 흡입하도록 상기 흡입라인의 하부에 기포 발생을 위한 기체를 공급하도록 기포발생라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 초저온 액체화물 하역장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 흡입라인에 상기 화물창 내부의 압력 상승을 위한 기체를 공급하도록 연결되는 기체공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초저온 액체화물 하역장치.
  10. 삭제
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