KR101826685B1 - 액체화물 증발 저감 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체화물의 증발을 억제 또는 방지하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로서, LNG, LPG, 원유 등의 액체화물을 적재하는 배관 내부 압력을 일정 압력 이상으로 유지시키고, 저장탱크 내부압력을 조절함으로써 액체화물이 증발하는 것을 억제 또는 방지할 수 있는 액체화물 증발 저감 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액체화물 증발 저감 시스템은 액체화물 저장탱크에 액체화물을 선적하는 액체화물 적재라인; 상기 액체화물 저장탱크 내에서 발생하는 기체를 방출하는 기체 방출라인; 상기 기체 방출라인에서 분기되어 상기 액체화물 적재라인과 연결되는 압력 조절라인; 및 상기 압력 조절라인에 설치되며 액체화물 적재라인으로부터 상기 압력 조절라인으로 유체가 흐르는 것을 방지하는 유동 제어부;를 포함하며, 상기 액체화물을 선적하는 동안 상기 액체화물 적재라인 내부 압력을 일정 압력 이상으로 유지하도록 상기 기체 방출라인으로 방출되는 기체를 상기 액체화물 적재라인으로 공급하는 것을 특징으로 한다.

Description

액체화물 증발 저감 시스템 및 방법{Vaporization Reducing System and Method of Liquid Cargo}
본 발명은 액체화물의 증발을 억제 또는 방지하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로서, LNG, LPG, 원유 등의 액체화물을 적재하는 배관 내부 압력을 일정 압력 이상으로 유지시키고, 저장탱크 내부압력을 조절함으로써 액체화물이 증발하는 것을 억제 또는 방지할 수 있는 액체화물 증발 저감 시스템 및 방법에 관한 것이다.
선박, 특히 액체화물을 운반하는 화물선은 운반하는 화물의 종류에 따라 원유 운반선(Crude Oil Tanker), 정유 운반선(Product Carrier), LNG 운반선(Liquefied Natural Gas Carrier), LPG 운반선(Liquefied Petroleum Gas Carrier) 등이 있고, 이 밖에도 액체화물을 운송 또는 저장하는 LNG FPSO, LNG FSRU, Ethylene Carrier 등이 있다.
이와 같은 선박에 마련되는 액체화물 저장탱크에, LNG, LPG 등의 액체화물을 적재하기 위하여, 저장탱크의 위쪽에서 대략 수평으로 연장되는 공급배관과, 공급배관으로부터 저장탱크의 바닥을 향해 아래쪽으로 연장되는 적재배관을 통해 액체화물을 저장탱크 내로 공급한다.
그러나 액체화물을 적재하는 도중에, 배관 내부에서의 수두차이 등으로 인하여, 저장탱크의 상하방향으로 연장되어 있는 적재배관의 상단 내부 압력이 액체화물의 증기압보다 낮게 형성되는 경우가 발생하여, 상당량의 액체화물이 증발 내지는 휘발되는 문제가 있다.
이와 같이 적재 도중에 기화되는 가스를 처리하는 방법으로는, 기화된 가스를 대기로 방출시키거나 재액화장비를 추가 설치하여 재액화시키는 방법과, 액체화물이 기화되지 않도록 하는 장치를 설치하는 방법이 있었다.
기화된 가스를 대기로 방출시키는 경우, 액체화물의 낭비로 인한 경제적 손실과 환경오염 문제가 발생하고, 재액화시키는 경우에는, 재액화장치를 설치해야 하므로 추가 비용이 들고 장치 설치를 위한 추가 공간이 있어야 한다는 단점이 있다. 또한, 액체화물이 기화하기 전에 기화를 억제하는 장치를 설치하는 경우, 압력을 조절하는 밸브가 저장탱크 내부에 설치되어 수리 및 보수가 용이하지 않으며, 다수 개의 배관에 각각 설치되어야 하므로 설치비용이 많이 들고, 선박의 경우 장치의 무게로 인해 선체의 구조 변경이 불가피한 경우가 있어 적용이 어렵다는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1012643호 (2009. 12. 02. 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0058826호 (2014. 05. 15. 공개)
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 개선하고자 하는 것을 그 목적으로 하며, 구체적으로는, 액체화물의 적재(Loading) 또는 하역(Unloading)시 액체화물이 기화되는 것을 저감시키되, 기화를 저감시키는 추가 장치를 구비하지 않아도 되며, 수리 및 유지보수가 용이한 액체화물 증발 저감 시스템 및 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 액체화물 저장탱크에 액체화물을 선적하는 액체화물 적재라인; 상기 액체화물 저장탱크 내에서 발생하는 기체를 방출하는 기체 방출라인; 상기 기체 방출라인에서 분기되어 상기 액체화물 적재라인과 연결되는 압력 조절라인; 및 상기 압력 조절라인에 설치되며 액체화물 적재라인으로부터 상기 압력 조절라인으로 유체가 흐르는 것을 방지하는 유동 제어부;를 포함하며, 상기 액체화물을 선적하는 동안 상기 액체화물 적재라인 내부 압력을 일정 압력 이상으로 유지하도록 상기 기체 방출라인으로 방출되는 기체를 상기 액체화물 적재라인으로 공급하는, 액체화물 증발 저감 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 유동 제어부는, 상기 기체 방출라인으로부터 상기 압력 조절라인으로의 유체 흐름은 허용하고 상기 압력 조절라인으로부터 상기 기체 방출라인으로의 유체 흐름은 방지하는 제1 역류방지밸브;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 액체화물 적재라인은, 상기 액체화물 공급처와 연결되는 공급배관; 및 상기 공급배관으로부터 상기 액체화물 저장탱크 내부의 하부로 수직 연장되는 적재배관;을 포함하고, 상기 압력 조절라인은 상기 적재배관에 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 기체 방출라인에는, 상기 액체화물 저장탱크로부터 상기 기체 방출라인으로 방출되는 기체의 유량을 조절하는 제1 유량조절밸브;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 유량조절밸브는, 상기 액체화물 저장탱크 내부 압력에 따라 개폐량을 조절하여 상기 액체화물 저장탱크의 압력을 조절할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기체 방출라인으로 방출되는 기체는, 불연성 가스(Noncombustible Gas)를 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 액체화물을 액체화물 적재라인을 통해 액체화물 저장탱크로 선적(Loading)함에 따라 상기 액체화물 저장탱크로부터 방출되는 기체를 상기 액체화물 적재라인으로 공급하는 단계;를 포함하여, 상기 액체화물 적재라인의 내부 압력을 일정 압력 이상으로 유지시키는, 액체화물 증발 저감 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 액체화물 저장탱크의 내부 압력에 따라 상기 액체화물 저장탱크로부터 방출되는 기체 중 상기 액체화물 적재라인으로 공급되고 남은 기체는 외부로 배출시키면서 상기 외부로 배출되는 기체의 유량을 조절하는 단계;를 더 포함하여, 상기 액체화물 저장탱크의 내부 압력을 조절할 수 있다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 의하면, 액체화물을 선적하는 데 있어서, 상기 액체화물을 저장탱크로 선적함에 따라 상기 저장탱크로부터 방출되는 기체를, 상기 액체화물을 저장탱크로 선적하는 배관으로 공급하여, 상기 배관 내부 압력을 조절함으로써, 유기화합물의 휘발을 억제하는, 액체화물 증발 저감 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 간단한 구성으로 액체화물의 증발 내지는 휘발을 저감시킬 수 있고, 액체화물의 낭비를 막을 수 있으며, 선체 구조에 영향을 미치지 않고, 따라서 비용을 절감할 수 있으며, 환경오염방지 효과가 있다.
또한, 액체화물 증발 저감을 위한 구성요소들이 저장탱크 외부에 배치되어 있으므로 유지 보수 및 수리가 용이하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템을 간략하게 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다. 도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템을 간략하게 도시한 구성도이며, 도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 액체화물 증발 저감 시스템 및 방법은, 액체화물을 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있는 어떠한 종류의 선박에도 적용될 수 있다. 본 발명의 액체화물 증발 저감 시스템 및 방법이 적용되는 저장탱크는, 반드시 액체화물을 화물로서 적재하기 위한 것으로 한정되는 것은 아니고, 엔진의 연료로서 사용될 오일이나 액화가스 등을 적재하기 위한 저장탱크, 즉 연료탱크까지도 모두 포함하는 것으로 간주하여야 한다.
다시 말해, 본 발명의 액체화물 증발 저감 시스템 및 방법은, 액체화물을 화물로써 적재하거나 연료로써 사용하는 모든 종류의 선박, 즉 원유 운반선, 정유 운반선, LNG 운반선, LPG 운반선, 액화이산화탄소 운반선, LNG RV, FPSO, LNG FPSO, LNG FSRU 및 LNG Bunkering Vessel, Chemical Tanker, Ethylene Carrier 등에 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 선박이라는 개념은, 자력으로 항해가 가능한 일반적인 의미의 선박은 물론, 해상에서 부유하여 사용할 수 있는 해상 플랜트까지도 모두 포함되는 것으로 간주하여야 한다.
또한, 본 발명의 액체화물 증발 저감 시스템 및 방법은, 해상뿐만 아니라 육상에 설치되어 LNG, LPG, 액화질소, 액화이산화탄소 등의 액화가스나, 원유 등과 같은 오일을 저장하기 위한 저장탱크에도 적용될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 액체화물이란, 원유(Crude Oil), 중유(Heavy Oil), 가솔린(Gasoline), 경유(Diesel), 항공유(Jet Fuel) 등을 포함하는 정제유(Refined Oil)와 같은 석유제품(Petroleum Products)과 LNG(Liquefied Natural Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에탄가스(Liquefied Ethane Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas) 및 액화암모니아(Liquefied Ammonia)와 같이 상압에서 기체 상태로 존재하는 가스류를 압축 내지는 냉각에 의해 액화시킨 액화가스를 지칭하며, 액체상태로 저장탱크에 저장되거나 수요처로 운반될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 액체화물의 선적 또는 하역시 발생하는 기화가스 내지는 증발가스는, 액체화물이 저장탱크 내에서 또는 적재 및 하역 배관에서 자연기화하는 BOG(Boil Off Gas)와 증기압이 높아짐으로 인해 발생하는 휘발성유기화합물(VOC: Volatile Organic Compounds)를 모두 포함하는 개념으로, 본 명세서에서 '증발가스' 내지는 '액체화물의 증발'이라 함은 상술한 BOG와 VOC를 모두 지칭하는 것일 수 있고, 필요에 따라서는 BOG와 VOC를 구별하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템(1000)은 액체화물 저장탱크(100)에 액체화물을 선적하는 액체화물 적재라인(200), 액체화물을 선적함에 따라 액체화물 저장탱크(100) 내에서 발생하는 기체를 저장탱크(100) 외부로 방출하는 기체 방출라인(300), 기체 방출라인(300)에서 분기되며 액체화물 적재라인(200)과 연결되는 압력 조절라인(320)을 포함한다.
압력 조절라인(320)에는 압력 조절라인(320)의 개폐를 조절하는 제1 역류방지밸브(321)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템(1000)은 액체화물 저장탱크(100)로 액체화물을 선적하는 동안, 액체화물 적재라인(200)의 내부 압력을 액체화물 저장탱크(100)의 내부 압력 이상, 또는 상압 이상, 또는 액체화물의 증기압 이상으로 유지하도록 기체 방출라인(300)을 통해 액체화물 저장탱크(100)로부터 방출되는 기체를 액체화물 적재라인(200)으로 공급하여 액체화물 적재라인(200)의 내부 압력을 조절하고 따라서 액체화물이 증발하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템(1000)은 액체화물 적재라인(200)의 상단부에 음압이 형성되는 것을 방지하여 VOC(Volatile Organic Compounds)와 같은 증발가스, 유증기가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 액체화물 적재라인(200)은, 액체화물 저장탱크(100)로 액체화물을 공급해주는 액체화물 공급처(미도시), 예를 들어 육상 플랜트 또는 FPSO(Floating Production Storage Offloading)와 연결되고 액체화물 저장탱크(100)의 상부에서 대략 수평으로 연장되는 공급배관(210)과, 공급배관(210)과 대략 수직을 이루며 저장탱크(100) 내부의 바닥을 향해 하부로 상하 연장되는 적재배관(220)을 포함한다. 또한, 액체화물 적재라인(200)은, 상기 적재배관(220) 하부에 연결되며 액체화물 저장탱크 내부 격벽(101)을 관통하여 수직 연장되는 분배배관(230)을 더 포함할 수 있다.
액체화물 저장탱크(100)의 내부 공간은 격벽(101)에 의해 하나 이상의 구역으로 분리될 수 있는데, 액체화물 적재라인(200)으로 공급되는 액체화물은 분배배관(230)을 통해 하나 이상의 구역으로 액체화물을 분배하여 선적함으로써 액체화물 저장탱크(100) 내부의 압력변동에 따른 증발가스 발생을 억제할 수 있다.
액체화물 저장탱크(100) 및 액체화물 적재라인(200)은 하나 이상 마련될 수 있다.
또한, 액체화물 저장탱크(100)의 상부에는 기체 방출라인(300)으로 기체를 방출하는 개구부(Opening)인 기체 배출구(310)가 마련될 수 있는데, 기체 배출구(310)는 격벽(101)에 의해 분리된 하나 이상의 구역에 각각 마련되며 기체 방출라인(300)과 연결되어 기체 배출구(310)를 통해 액체화물 저장탱크(100)로부터 방출되는 기체가 기체 방출라인(300)으로 유입된다.
다시 말해, 액체화물 저장탱크(100)로부터 기체를 방출시키는 기체 배출구(310)는 기체 방출라인(300)으로부터 분기되어 마련된다.
액체화물 저장탱크(100)로부터 기체 방출라인(300)으로 방출되는 기체는 질소(N2), 이산화탄소(CO2)와 같은 불활성 가스(Inert Gas) 내지는 불연성 가스(Noncombustible Gas)일 수 있으며, VOC(Volatile Organic Compounds)와 같은 유증기를 적어도 일부 포함할 수도 있다.
액체화물 저장탱크(100)는 액체화물을 선적하기 전에 액체화물 저장탱크(100) 내부를 질소, 이산화탄소와 같은 불활성 가스로 치환하는 작업을 거칠 수 있는데, 이는 액체화물에 의한 폭발의 위험성을 방지하고, 액체화물 저장탱크(100) 내부의 압력을 유지 또는 조절할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 그 이후에는 액체화물 저장탱크(100) 내의 산소(O2) 농도를 측정하여, 산소 농도가 폭발 하한선 이상이면 불활성 가스를 주입하여 액체화물 저장탱크(100) 내에 산소 농도를 폭발 하한선 이하로 유지시키도록 하고 있다.
따라서, 불활성 가스로 치환되어 있는 액체화물 저장탱크(100) 내부로, 액체화물 적재라인(200)을 통해 액체화물이 공급됨에 따라, 저장탱크(100) 내부에 있는 불활성 가스는 기체 배출부(310)를 통해 액체화물 저장탱크(100) 외부로 배출되고, 기체 방출라인(300) 및 압력조절라인(320)을 통해 액체화물 적재라인(200)으로 공급되어 액체화물 적재라인(200)의 내부 압력을 조절할 수 있다.
압력조절라인(320)을 통해 액체화물 적재라인(200)으로 공급되고 남은 나머지 일부의 불활성 가스 또는 압력조절라인(320)의 역류방지밸브(321)가 폐쇄되어 있을 때 액체화물 저장탱크(100)로부터 방출된 불활성 가스는 기체 방출라인(300)과 연결된 벤트 마스트(Vent Mast)를 통해 대기 중으로 배출될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 압력 조절라인(320)은 액체화물 적재라인(200)의 적재배관(230)에 연결될 수 있고, 바람직하게는, 적재배관(230)의 상단부에 연결될 수 있다.
또한, 액체화물 적재라인(200)에는 액체화물 적재라인(200)의 내부 압력을 측정하는 제1 압력 트랜스미터(미도시)를 더 포함할 수 있는데, 제1 압력 트랜스미터(Transmitter)는 액체화물 적재라인(200)에 마련될 수 있고, 바람직하게는, 적재배관(230)의 상단부, 더 바람직하게는 압력조절라인(320)이 적재배관(230)에 연결되는 부분과 동일한 지점의 타측부에 마련될 수 있다.
제1 압력 트랜스미터에서 측정된 액체화물 적재라인(200)의 내부 압력, 더 구체적으로는 적재배관(230)의 내부 압력값은 제어부(미도시)에 의해 제1 역류방지밸브(321)의 개폐를 조절하도록 할 수 있다. 즉, 제1 압력 트랜스미터에서 측정한 압력값이 설정값보다 낮으면 제1 역류방지밸브(321)를 개방하고, 설정값이거나 설정값보다 높으면 제1 역류방지밸브(321)는 폐쇄된다.
제1 역류방지밸브(321)는 압력 조절라인(320)에 마련될 수 있으며, 제1 압력 트랜스미터의 측정값에 의해 개폐가 조절될 수 있다. 제1 역류방지밸브(321)는 압력 조절라인(320)의 개폐를 조절하는 것과 더불어 압력 조절라인(320)을 통해 액체화물 적재라인(200)으로 기체가 공급되는 방향으로만 유체가 이동할 수 있도록 하는 체크밸브일 수 있다.
즉, 제1 역류방지밸브(321)에 의해, 액체화물 적재라인(200)을 통해 액체화물 저장탱크(100)로 선적되는 액체화물이 압력 조절라인(320)을 통해 기체 방출라인(300)으로 유입되는 것을 방지한다.
전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템 및 방법은 후술할 본 발명의 제2 실시예 내지 제4 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템 및 방법에 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 후술할 제2 실시예 내지 제4 실시예는 전술한 제1 실시예와 구별되고 추가되는 구성 및 그 작동에 대하여만 설명하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 기체 방출라인(300)에 마련되며, 기체 방출라인(300)의 내부 압력을 측정하는 제2 압력 트랜스미터(301), 기체 방출라인(300)으로 방출되는 기체의 유량을 조절하는 제1 유량조절밸브(302) 및 제1 유량조절밸브(302) 후단에 마련되는 제2 역류방지밸브(303)를 더 포함할 수 있다.
제2 압력 트랜스미터(301)에 의해 기체 방출라인(300)의 내부 압력을 측정하고, 측정값에 의해 제1 유량조절밸브(302)를 이용하여 압력 조절라인(320)으로 유입되는 기체의 유량, 벤트 마스트로 배출되는 기체의 유량을 조절할 수 있다.
제1 유량조절밸브(302)는 제1 압력 트랜스미터에서 측정한 액체화물 적재라인(200)의 내부 압력값과 제2 압력 트랜스미터(301)에서 측정한 기체의 압력값을 이용하여 제어부에 의해 제어될 수 있다. 즉, 제어부에서는 제1 압력 트랜스미터의 측정값으로부터 압력 조절라인(320)을 통해 액체화물 적재라인(200)으로 공급되어야 할 기체의 유량을 계산하고, 제2 압력 트랜스미터(301)에서 측정한 기체의 압력값으로 기체의 유량을 산출하여 제1 유량조절밸브(302)의 개폐정도를 제어할 수 있다.
또한, 액체화물 저장탱크(100)의 내부 압력이 일정 수준보다 낮아지면 제1 유량조절밸브(302)의 개방 정도를 줄일 수 있도록 제어하여 액체화물 저장탱크(100)의 내부 압력을 높이고, 액체화물 저장탱크(100)의 내부 압력이 일정 수준보다 높아지면 제1 유량조절밸브(302)의 개방 정도를 크게 제어하여 액체화물 저장탱크(100)의 내부 압력을 낮추도록, 즉 설계압력보다 낮도록 할 수 있다. 여기서 일정 수준이란 작업자가 필요 조건에 따라 미리 설정한 설정값을 의미하고, 설계압력은 액체화물 저장탱크(100) 등이 견딜 수 있는 최대한의 압력을 설계 단계에서 미리 산출하고 그에 따라 저장탱크(100)를 적절한 강도로 제작할 수 있도록 한 값을 의미한다.
제2 압력 트랜스미터(301) 및 제1 유량조절밸브(302)는 기체 방출라인(300)에 마련될 수 있는데, 보다 바람직하게는, 기체 방출라인(300)과 연결되는 벤트 마스트 전단에 마련될 수 있으며, 제2 압력 트랜스미터(301)가 제1 유량조절밸브(302)의 전단에 마련될 수 있다.
제2 역류방지밸브(303)는 기체 방출라인(300)에 마련될 수 있고, 보다 바람직하게는, 제1 유량조절밸브(302)의 후단에 마련될 수 있으며, 벤트 마스트로 방출되는 기체가 기체 방출라인(300)으로 역류하는 것을 방지할 수 있는 체크밸브(Check Valve)일 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템(1000)은, 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예와 동일하게 적용되나, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 역류방지밸브(321)의 상류 또는 하류측에 마련되며 액체화물 저장탱크(100)로부터 기체 방출라인(300)을 통해 압력 조절라인(320)으로 공급되는 기체를 팽창시키는 제1 및 제2 팽창밸브(322, 323)를 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2 팽창밸브(322, 323)는 줄-톰슨(Joule-Thomson) 효과에 의해 기체를 단열팽창시켜 기체의 온도를 낮출 수 있는데, 따라서 압력 조절라인(320)을 통해 액체화물 적재라인(200)으로 공급되는 기체에 의해, 액체화물 저장탱크(100)로 선적되는 액체화물이 기화하는 것을 방지할 수도 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 시스템(1000)은, 전술한 제1 실시예 내지 제3 실시예와 동일하게 적용되나, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 유량조절밸브(302)의 상류 및 하류측에 각각 설치되는 제3 및 제4 팽창밸브(304, 305)를 더 포함할 수 있다.
또한, 기체 방출라인(300)에는 제3 및 제4 팽창밸브(304, 305) 및 제1 유량조절밸브(302)를 바이패스하는 바이패스라인(330)을 더 포함할 수 있으며, 바이패스라인(330)에는 제5 팽창밸브(306)가 마련될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 방법은, 액체화물을 액체화물 적재라인(200)을 통해 액체화물 저장탱크(100)로 선적(Loading)함에 따라 액체화물 저장탱크(100)로부터 방출되는 기체를 액체화물 적재라인(200)으로 공급하는 단계를 포함하여, 액체화물 적재라인(200)의 내부 압력을 일정 압력으로 유지시킬 수 있다.
바람직하게는, 액체화물을 액체화물 저장탱크(100)로 선적하는 액체화물 적재라인(200)의 내부 압력을 측정하는 단계, 상기 측정된 압력에 따라 액체화물 저장탱크(100)로부터 방출되는 기체를 상기 액체화물 적재라인(200)으로 공급하는 단계를 포함하여 액체화물 적재라인(200)의 내부 압력을 일정 압력 이상, 예를 들어 액체화물 저장탱크(100)의 내부 압력, 상압 또는 액체화물의 증기압 이상으로 유지시킬 수 있다.
액체화물 적재라인(200)의 내부 압력을 측정하는 단계는 액체화물 저장탱크(100) 내부로 수직 연장되는 액체화물 적재라인(200)의 적재배관(220), 바람직하게는 적재배관(200)의 상단부의 내부 압력을 측정하고, 액체화물 저장탱크(100)로부터 방출되는 기체를 액체화물 적재라인(200)으로 공급하는 단계는 액체화물 저장탱크(100)로부터 방출되는 기체를 적재배관(220)의 상단부로 공급할 수 있다.
액체화물 저장탱크(100)로부터 방출되는 기체는 액체화물 적재라인(200)과 연결되며, 역류방지밸브(321)와 팽창밸브(322)가 마련된 압력조절라인(320)을 통해 액체화물 적재라인(200)으로 공급되어 액체화물 적재라인(200)이 음압이 되지 않도록 할 수 있다.
또한, 액체화물 저장탱크(100)의 내부 압력에 따라 액체화물 저장탱크(100)로부터 방출되는 기체 중 액체화물 적재라인(200)으로 공급되고 남은 기체는 외부로 배출시키면서, 외부로 배출되는 기체의 유량을 조절하는 단계를 더 포함하여 액체화물 저장탱크(100)의 내부 압력을 조절할 수도 있다.
또한, 액체화물 저장탱크(100)의 내부 압력과 액체화물 저장탱크(100)로부터 방출되는 기체의 압력을 측정하는 단계를 더 포함하여, 측정된 액체화물 적재라인(200)의 내부 압력을 통해 액체화물 적재라인(200)으로 공급할 기체의 유량을 산출하고 유량조절밸브(302)를 조절할 수 있다.
또한, 액체화물 저장탱크(100)로부터 방출되는 기체의 적어도 일부를 분기시키는 단계, 분기된 기체를 냉각팽창시키는 단계, 냉각된 유체를 액체화물 저장탱크(100)로 재공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 증발 저감 방법은, 액체화물을 선적하는 데 있어서, 선적속도 및 적재량에 미치는 영향과 액체화물의 증발량을 저감시키기 위한 비용은 최소화하면서 증발가스, 플래쉬 가스(Flash Gas)또는 휘발성 유기 화합물(VOC) 등의 발생량을 저감시킬 수 있다. 또한, 구성이 간단하므로 선체의 구조에 미치는 영향도 최소화할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시 예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
1000 : 액체화물 증발 저감 시스템
100 : 액체화물 저장탱크
101 : 저장탱크 내부 격벽
200 : 액체화물 적재라인
210 : 공급배관
220 : 적재배관
230 : 분배배관
300 : 기체 방출라인
310 : 기체 배출부
320 : 압력조절라인
321 : 제1 역류방지밸브
322, 323, 304. 305. 306 : 팽창밸브
301 : 제2 압력 트랜스미터
302 : 제1 유량조절밸브
303 : 제2 역류방지밸브
330 : 분기라인

Claims (9)

  1. 액체화물 저장탱크에 액체화물을 선적하는 액체화물 적재라인;
    상기 액체화물 저장탱크 내에서 발생하는 기체를 방출하는 기체 방출라인;
    상기 기체 방출라인에서 분기되어 상기 액체화물 적재라인과 연결되는 압력 조절라인; 및
    상기 압력 조절라인에 설치되며 액체화물 적재라인으로부터 상기 압력 조절라인으로 유체가 흐르는 것을 방지하는 유동 제어부;를 포함하며,
    상기 액체화물을 선적하는 동안 상기 액체화물 적재라인의 내부 압력을 일정 압력 이상으로 유지하도록 상기 기체 방출라인으로 방출되는 기체를 상기 액체화물 적재라인으로 공급하고,
    상기 기체 방출라인으로 방출되어 상기 액체화물 적재라인으로 공급되는 기체는, 상기 액체화물을 선적하기 전에 상기 액체화물 저장탱크 내부에 있던 불활성 가스이고,
    상기 압력 조절라인에는, 상기 액체화물 적재라인으로 공급되는 불활성 가스를 단열팽창시키는 팽창밸브;를 더 포함하여,
    상기 액체화물 적재라인으로 공급되는 불활성 가스는 감압에 의해 냉각되어 상기 액체화물이 유동하는 적재라인으로 공급되는, 액체화물 증발 저감 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유동 제어부는,
    상기 기체 방출라인으로부터 상기 압력 조절라인으로의 유체 흐름은 허용하고 상기 압력 조절라인으로부터 상기 기체 방출라인으로의 유체 흐름은 방지하는 제1 역류방지밸브;를 포함하는, 액체화물 증발 저감 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 액체화물 적재라인은,
    액체화물 공급처와 연결되는 공급배관; 및
    상기 공급배관으로부터 상기 액체화물 저장탱크 내부의 하부로 수직 연장되는 적재배관;을 포함하고,
    상기 압력 조절라인은 상기 적재배관에 연결되는, 액체화물 증발 저감 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 기체 방출라인에는,
    상기 액체화물 저장탱크로부터 상기 기체 방출라인으로 방출되는 기체의 유량을 조절하는 제1 유량조절밸브;를 포함하는, 액체화물 증발 저감 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 유량조절밸브는,
    상기 액체화물 저장탱크 내부 압력에 따라 개폐량을 조절하여 상기 액체화물 저장탱크의 압력을 조절하는, 액체화물 증발 저감 시스템.
  6. 삭제
  7. 액체화물을 액체화물 적재라인을 통해 액체화물 저장탱크로 선적(Loading)함에 따라 상기 액체화물 저장탱크로부터 방출되는 기체를 상기 액체화물 적재라인으로 공급하는 단계;를 포함하여,
    상기 액체화물 적재라인의 내부 압력을 일정 압력 이상으로 유지시키고,
    상기 액체화물 저장탱크로부터 방출되는 기체는, 상기 액체화물을 선적하기 전에 상기 액체화물 저장탱크 내부에 있던 불활성 가스가 상기 액체화물을 선적함에 따라 방출되는 것이고, 상기 불활성 가스는, 단열팽창시켜 감압에 의해 냉각시켜 상기 액체화물 저장탱크로 상기 액체화물이 유동하는 상기 액체화물 적재라인으로 공급하여, 상기 액체화물의 휘발을 억제하는, 액체화물 증발 저감 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 액체화물 저장탱크의 내부 압력에 따라 상기 액체화물 저장탱크로부터 방출되는 기체 중 상기 액체화물 적재라인으로 공급되고 남은 기체는 외부로 배출시키면서 상기 외부로 배출되는 기체의 유량을 조절하는 단계;를 더 포함하여,
    상기 액체화물 저장탱크의 내부 압력을 조절하는, 액체화물 증발 저감 방법.
  9. 삭제
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