KR101847021B1

KR101847021B1 - Lng 운반선의 lng 선적 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101847021B1
Application number: KR1020160102815A
Authority: KR
Inventors: 유병용
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2018-04-09
Also published as: KR20180017997A

Abstract

본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템은, 임의 혹은 영구적으로 설치된 연결 배관을 이용해 1차 탱크에 연결된 공급 배관으로 LNG를 로딩함과 아울러, 1차 탱크로 LNG 선적시 기화된 증발가스(BOG)를 2차 탱크로 저장하고, 2차 탱크에 있던 가스 혹은 증발가스(BOG) 일부를 리퀴드 메인 배관의 벤트 마스트를 통해 대기 중으로 배출시킴으로써, 1차 탱크로 LNG 로딩시 유량을 증가시킬 수 있어 LNG 로딩 시간을 단축할 수 있고, 외부로 버려지는 증발가스(BOG)를 줄여서 LNG 비용을 절감함과 동시에 환경오염을 줄일 수 있으며, 해상에서의 LNG 선중 운전 중에 안전성을 확보할 수 있는 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

LNG 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법{LNG LOADING SYSTEM FOR LNG CARRIER AND METHOD THEREOF}

본 발명은 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1차 탱크로 LNG 선적시 기화된 증발가스(BOG)를 2차 탱크로 저장하고, 2차 탱크에 있었던 가스(IG, N2, NG 등)를 리퀴드 메인 라인의 벤트 마스트를 통해 대기 중으로 배출시킴으로써, 외부로 버려지는 증발가스(BOG)를 줄여서 LNG 비용을 절감함과 동시에 환경오염을 줄일 수 있고, 해상에서의 LNG 선중 운전 중에 안전성을 확보할 수 있는 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스(Natural Gas, 이하 NG라 함)는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 LNG라 함)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 수송된 후, LNG 부유식 저장 및 재기화 장치(FSRU, Floating Storage and Regasification Unit) 또는 육상의 하역 터미널을 거치면서 재기화되어 소비처로 공급된다.

LNG 재기화선(RV, LNG Regasification Vessel)에 의해 LNG가 수송되는 경우에는, LNG가 LNG 부유식 저장 및 재기화 장치 또는 육상의 하역 터미널을 거치지 않고도 LNG 재기화선 자체에서 재기화되어 소비처로 직접 공급된다.

천연가스의 액화온도는, 상압에서 약 -163?의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압에서 -163? 보다 약간만 높아도 증발된다. 종래의 LNG 운반선의 경우를 예를 들어 설명하면, LNG 운반선의 LNG 저장탱크는 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의해 LNG를 수송하는 도중에 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas)가 발생한다.

이렇게, LNG 저장 탱크 내에 증발가스가 발생하면, LNG 저장탱크의 압력이 상승하여 위험하며, LNG 저장탱크의 압력을 안전한 상태로 유지하기 위해서 LNG 저장탱크에서 발생된 증발가스를 LNG 운반선의 추진 연료로서 사용하곤 했었다.

즉, 종래의 저온 액체 상태로 LNG를 운반하는 LNG 운반선의 경우에는 운송 중에 탱크내의 LNG 온도를 -163? 내외에서 거의 상압(ambient pressure)을 유지, 거의 동일한 온도와 동일한 압력으로 유지하는 것을 기본 개념으로 하고 있기 때문에 발생하는 증발가스(BOG)를 탱크의 외부로 배출하여 처리하고 있었다.

그런데, 종래의 LNG 운반선은 LNG를 육상터미널에서 받을 경우에는 발생되는 증발가스(BOG)를 터미널로 회송해서 정산하고 처리하고 있지만, LNG 벙커링(bunkering)선박을 이용해서 받거나 해상에서 소형 선박을 이용해 LNG를 선적하는 등의 경우에는 증방된 증발가스(BOG)를 처리할 수 있는 방안이 부족하다.

따라서, LNG 운반선의 탱크로 LNG 공급시 발생되는 많은 량의 증발가스(BOG)를 베이퍼 라인(vapor line)과 벤트 마스트를 통해 대기 중으로 배출시키는 방법을 사용할 수 있으나, 이 경우에 경제적 손실과 환경오염 그리고 안전성에 영향을 미칠 수 있었다.

본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 특허공개 제 10-2016-0036838호(공개일자: 2016년 04월 05일)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템이 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 임의 혹은 영구적으로 설치된 연결 배관을 이용해 1차 탱크에 연결된 공급 배관으로 LNG를 로딩함과 아울러, 1차 탱크로 LNG 선적시 기화된 증발가스(BOG)를 2차 탱크로 저장하고, 2차 탱크에 있던 가스 혹은 증발가스(BOG) 일부를 리퀴드 메인 배관의 벤트 마스트를 통해 대기 중으로 배출시킴으로써, 1차 탱크로 LNG 로딩시 유량을 증가시킬 수 있어 LNG 로딩 시간을 단축할 수 있고, 외부로 버려지는 증발가스(BOG)를 줄여서 LNG 비용을 절감함과 동시에 환경오염을 줄일 수 있으며, 해상에서의 LNG 선중 운전 중에 안전성을 확보할 수 있는 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템은, 선체에 배치되는 1차 탱크 및 2차 탱크와, 스프레이 크로스오버 공급 배관으로부터 냉각용 LNG가 전달되는 스프레이 메인 배관과, 상기 스프레이 메인 배관으로부터 연장되어 상기 1차 탱크에 연결되는 제1스프레이 배관과, 상기 스프레이 메인 배관으로부터 연장되어 상기 2차 탱크에 연결되는 제2스프레이 배관과, 리퀴드 크로스오버 공급 배관으로부터 LNG가 전달되며, 일측에 벤트 마스트가 구비되는 리퀴드 메인 배관과, 상기 리퀴드 메인 배관으로부터 연장되어 상기 1차 탱크에 연결되며, LNG 로딩시 상기 1차 탱크로 LNG를 공급하는 제1공급 배관과, 상기 리퀴드 메인 배관으로부터 연장되어 상기 2차 탱크에 연결되는 LNG를 공급하는 제2공급 배관과, 상기 1차 탱크에서 기화된 증발가스(BOG)를 상기 2차 탱크로 전달하는 베이퍼 메인 배관과, 상기 베이퍼 메인 배관으로부터 연장되어 상기 1차 탱크에 연결되는 제1베이퍼 배관과, 상기 베이퍼 메인 배관으로부터 연장되어 상기 2차 탱크에 연결되는 제2베이퍼 배관 및, 상기 스프레이 메인 배관 또는 스프레이 크로스오버 공급 배관과 상기 제1공급 배관을 연결하는 연결 배관을 포함하며, 상기 연결 배관은, LNG 로딩시 상기 스프레이 메인 배관 또는 상기 스프레이 크로스오버 공급 배관으로부터 전달된 LNG를 상기 제1공급 배관으로 전달하고, 상기 제2공급 배관은 LNG 로딩시 상기 2차 탱크에 있던 가스 혹은 증발가스(BOG) 일부를 상기 리퀴드 메인 배관으로 전달하여 상기 벤트 마스트를 통해 대기로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 연결 배관에는 LNG 로딩시 개방되는 공급 밸브가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스프레이 메인 배관 또는 스프레이 크로스오버에는 상기 연결 배관의 유입측 일단이 착탈 가능하도록 제1플랜지가 구비되며, 상기 제1공급 배관에는 상기 연결 배관의 유출측 일단이 착탈 가능하도록 제2플랜지가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연결 배관은 형태 변형이 가능하도록 플렉시블(flexible)한 소재로 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 방법은 스프레이 크로스오버 공급 라인 또는 스프레이 메인 라인과 1차 탱크에 연결된 공급 라인을 연결 배관으로 연결시키는 단계와, 상기 스프레이 크로스오버 공급 라인 또는 스프레이 메인 라인을 통해 전달되는 LNG를 상기 연결 배관을 통해 상기 1차 탱크로 로딩하는 단계와, 상기 1차 탱크에서 발생된 증발가스(BOG)를 베이퍼 라인을 통해 2차 탱크로 이동시키는 단계 및, 상기 2차 탱크 내에 있는 잔존 가스와 상기 증발가스(BOG)의 일부를 리퀴드 라인을 통해 외부로 배기시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 임의 혹은 영구적으로 설치된 연결 배관을 이용해 1차 탱크에 연결된 공급 배관으로 LNG를 로딩함과 아울러, 1차 탱크로 LNG 선적시 기화된 증발가스(BOG)를 2차 탱크로 저장하고, 2차 탱크에서 치환된 반응가스(NG)를 리퀴드 메인 배관의 벤트 마스트를 통해 대기 중으로 배출시킴으로써, 1차 탱크로 LNG 로딩시 유량을 증가시킬 수 있어 LNG 로딩 시간을 단축할 수 있고, 외부로 버려지는 증발가스(BOG)를 줄여서 LNG 비용을 절감함과 동시에 환경오염을 줄일 수 있으며, 해상에서의 LNG 선중 운전 중에 안전성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법에서 1차 탱크로 LNG를 로딩하여 2차 탱크로 따듯한(WARM) 증발가스(BOG)를 보내는 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법에서 1차 탱크로 LNG를 로딩하여 2차 탱크로 차가운(COLD) 증발가스(BOG)를 보내는 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법에서 제1플랜지 및 제2플랜지에 의해 임의로 연결 배관이 연결된 상태를 보여주기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법에서 1차 탱크로 LNG를 로딩하여 2차 탱크로 따듯한(WARM) 증발가스(BOG)를 보내는 과정을 보여주기 위한 도면이다.

그리고, 도 2는 본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법에서 1차 탱크로 LNG를 로딩하여 2차 탱크로 차가운(COLD) 증발가스(BOG)를 보내는 과정을 보여주기 위한 도면이다.

또한, 도 3은 본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법에서 제1플랜지 및 제2플랜지에 의해 연결 배관이 임의로 연결된 상태를 보여주기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템은 1차 탱크(10)와, 2차 탱크(20)와, 스프레이 메인 배관(100)과, 리퀴드 메인 배관(200)과, 베이퍼 메인 배관(300)과, 연결 배관(500)을 포함한다.

먼저, 상기 1차 탱크(10)와 2차 탱크(20)는 선체(1)에 배치되는 것으로, 외부에서 공급된 LNG(Lquefied Natural Gas)를 저장한다.

스프레이 메인 배관(100)은, LNG 선적시 스프레이 크로스오버 공급 배관 (30)으로부터 냉각용 LNG가 전달되는 것으로, 상기 스프레이 메인 배관(100)에는 제1스프레이 배관(110) 및, 제2스프레이 배관(120)이 연결된다.

상기 제1스프레이 배관(110)은, 스프레이 크로스오버 공급 배관(40)으로부터 공급된 냉각용 LNG를 1차 탱크(10)로 분사하는 것으로, 상기 제1스프레이 배관(110)은 스프레이 메인 배관(100)으로부터 연장되며, 상기 제1스프레이 배관(110)의 토출측 단부가 1차 탱크(10)의 내부로 연결된다.

이와 같은 제1스프레이 배관(110)은, 1차 탱크(10)로 LNG를 로딩하기 이전에, 토출측 단부를 통해 LNG를 분사하여 1차 탱크(10)의 내부를 냉각시킬 수 있다.

제2스프레이 배관(120)은, 스프레이 크로스오버 공급 배관(40)으로부터 공급된 냉각용 LNG를 2차 탱크(20)로 분사하는 것으로, 상기 제2스프레이 배관(120)은 스프레이 메인 배관(100)으로부터 연장되며, 상기 제2스프레이 배관(120)의 토출측 단부가 2차 탱크(20)의 내부로 연결된다.

여기서, 제1스프레이 배관(110)과 제2스프레이 배관(120)에는 개폐 가능한 하나 또는 다수의 스프레이 조절 밸브(130)가 더 설치될 수 있다.

리퀴드 메인 배관(200)은, LNG 선적시 리퀴드 크로스오버 공급 배관 (30)으로부터 LNG가 전달되는 것으로, 상기 리퀴드 메인 배관(200)에는 제1공급 배관(210) 및, 제2공급 배관(220)이 연결된다.

여기서, 상기 리퀴드 메인 배관(200)에는 2차 탱크(200)에서 필요시 스풀 피스를 이용해서 벤트 마스트(230)로 연결되어 2차 탱크(20)에 있는 가스의 배출 용도로 사용될 수 있다.

제1공급 배관(210)은, 1차 탱크(10)로 LNG를 로딩하기 위한 것으로, 리퀴드 메인 배관(200)으로부터 연장되며, 상기 제1공급 배관(210)의 출구측 단부가 1차 탱크(10)의 내부로 연결된다.

제2공급 배관(220)은, 2차 탱크(20)로 LNG를 로딩하기 위한 것으로, 상기 제2공급 배관(220)은 리퀴드 메인 배관(200)으로부터 연장되고, 상기 제2공급 배관(220)의 출구측 단부가 2차 탱크(20)에 연결된다.

이와 같은 상기 제2공급 배관(220)은, 1차 탱크(10)로 LNG를 로딩하는 경우, 2차 탱크(200)에서 치환된 반응가스(IG, N2, NG)를 리퀴드 메인 배관(200)으로 전달하여 벤트 마스트(230)를 통해 대기로 배출되도록 한다.

그리고, 제1공급 배관(210)과 제2공급 배관(220)에는 개폐 가능한 하나 또는 다수의 리퀴드 조절 밸브(240)가 더 구비될 수 있다.

베이퍼 메인 배관(300)은, 1차 탱크(10)에서 기화된 증발가스(BOG: Boil-Off Gas)를 2차 탱크(20)로 전달하는 것으로, 상기 베이퍼 메인 배관(300)에는 제1베이퍼 배관(310) 및, 제2베이퍼 배관(320)이 각각 연결된다.

상기 제1베이퍼 배관(310)은, 제1탱크(10)의 내부에서 기화된 증발가스(BOG)를 외부로 배출시키는 것으로, 상기 제1베이퍼 배관(310)은 베이퍼 메인 배관(300)으로부터 연장되며, 상기 제1베이퍼 배관(310)의 출구측 단부가 1차 탱크(10)의 내부로 연결된다.

이와 같은 제1베이퍼 배관(310)은, 1차 탱크(10)로 LNG를 로딩하는 경우, 1차 탱크(10) 내에서 기화된 증발가스(BOG)를 베이퍼 메인 배관(300)으로 전달한다.

제2베이퍼 배관(320)은, 베이퍼 메인 배관(300)으로부터 전달되는 증발가스(BOG)를 2차 탱크(20)로 투입시키는 것으로, 상기 제2베이퍼 배관(320)은 베이퍼 메인 배관(300)으로부터 연장되며, 상기 제2베이퍼 배관(320)의 출구측 단부가 2차 탱크(20)의 내부로 연결된다.

이와 같은 제2베이퍼 배관(320)은, 1차 탱크(10)로 LNG를 로딩하는 경우, 베이퍼 메인 배관(300)으로부터 전달되는 증발가스(BOG)를 2차 탱크(20)로 투입시킨다.

그리고, 제1베이퍼 배관(310)과 제2베이퍼 배관(320)에는 개폐 가능한 하나 또는 다수의 베이퍼 조절 밸브(330)가 더 구비될 수 있다.

또한, 베이퍼 메인 배관(300)과 제2베이퍼 배관(320)에는 별도의 배관에 의해 가열용 히터(V/R)가 연결될 수 있다.

상기 히터(V/R)는, 1차 탱크(10)로 LNG를 로딩하는 경우, 베이퍼 메인 배관(300)으로부터 전달되는 증발가스(BOG)를 일정 온도로 가열한다.

이후, 상기 히터에 의해 가열된 증발가스(BOG)는 제2베이퍼 배관(320)을 통해 2차 탱크(20)로 투입될 수 있다.

연결 배관(500)은, 스프레이 메인 배관(120) 또는 스프레이 크로스오버 공급 배관과 제1공급 배관(210)을 연결시키는 것으로, 1차 탱크(10)로 LNG를 로딩하는 경우, 스프레이 메인 배관(120)으로부터 전달되는 LNG를 제1공급 배관(210)으로 전달한다.

이와 같은 상기 연결 배관(500)은, 1차 탱크(10)로 LNG를 로딩하는 경우, 스프레이 메인 배관(100)의 일부 구간 또는 스프레이 크로스오버 공급 배관을 통한 LNG를 제1공급 배관(210)으로 전달한다.

여기서, 상기 연결 배관(500)에는 1차 탱크(10)로 LNG 로딩시 개방되는 하나 또는 다수의 공급 밸브(600)가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 연결 배관(500)은 고정된 형태의 배관일 수 있고, 형태 변형이 가능하도록 플랙시블(flexible)한 소재로 적용할 수 있으며, 상기 연결 배관(500)은 형태 변형이 용이하도록 주름관 형태의 배관으로 적용할 수도 있다.

이와 다른 형태로, 전술한 스프레이 메인 배관(100) 또는 스프레이 크로스오버 공급 배관(40)에는 도 3에서처럼 연결 배관(500)의 유입측 일단이 착탈 가능하도록 제1플랜지(700)가 구비될 수 있다.

이와 함께, 전술한 제1공급 배관(210)에는 연결 배관(500)의 유출측 일단이 착탈 가능하도록 제2플랜지(800)가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제1플랜지(700)와 제2플랜지(800)에는 개폐가 가능하도록 별도의 개폐부재(미도시)를 적용할 수도 있다.

즉, 상기 제1플랜지(700)와 제2플랜지(800)를 이용해 연결 배관(500)을 탈부착 가능하게 구성함으로써, LNG를 로딩하는 경우에만 연결 배관(500)을 결합시킬 수 있다.

이와 같은 연결 배관(500)은, LNG 로딩시 스프레이 크로스오버 공급 배관(40) 또는 스프레이 메인 배관(120)을 통해 전달되는 LNG를 제1공급 배관(210)을 통해 직접적으로 전달함으로써, LNG가 리퀴드 메인 배관(200)을 거치지 않고 1차 탱크(10)에 공급되도록 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 방법은 스프레이 크로스오버 공급 배관(40) 또는 스프레이 메인 배관(100)과 1차 탱크(10)에 연결된 제1공급 배관(210)을 연결 배관(500)으로 연결시키는 단계와, 스프레이 크로스오버 공급 배관(40) 또는 스프레이 메인 배관(100)을 통해 전달되는 LNG를 상기 연결 배관(500)을 통해 1차 탱크(10)로 로딩하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 1차 탱크(10)에서 발생된 증발가스(BOG)를 베이퍼 배관을 통해 2차 탱크(20)로 이동시키는 단계와, 상기 2차 탱크(20) 내에 있는 잔존 가스와 상기 증발가스(BOG)의 일부를 리퀴드 메인 배관(200)을 통해 외부로 배기시키는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명의 도 1과 2를 참조로 본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법의 LNG 선적 과정을 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1과 도 2에서처럼 제1탱크(10)로 LNG를 로딩하는 경우, 스프레이 크로스오버 공급 배관(40) 또는 스프레이 메인 배관(100)을 통해 공급되는 LNG가 연결 배관(500)을 통해 제1공급 배관(210)으로 전달된다.

그리고, 제1공급 배관(210)으로 전달된 LNG는 제1공급 배관(210)의 출구측 단부를 통해 1차 탱크(10)로 투입된다.

이때, 1차 탱크(10)의 내부에서 기화된 차가운(COLD) 증발가스(BOG)는 제1베이퍼 배관(310)을 통해 베이퍼 메인 배관(300)으로 이동한다.

또한, 상기 베이퍼 메인 배관(300)으로 이동된 증발가스(BOG)는 제2베이퍼 배관(320)을 통해 제2탱크(20)의 내부로 투입된다.

이 과정에서, 베이퍼 메인 배관(300)을 통한 증발가스(BOG)는 히터(V/R)에 의해 일정 온도로 가열된 후, 제2베이퍼 배관(320)으로 전달될 수 있다.

이후, 도 1과 도 2에서처럼 제2베이퍼 배관(320)의 출구측 단부를 통해 제2탱크(20)의 내부로 따듯한(WARM) 또는 차가운(COLD) 증발가스(BOG)가 투입되면, 증발가스(BOG)는 2차 탱크(20)를 채우면서 기존에 2차 탱크(20) 내에 있던 가스(IG 또는 NG)를 밀어낸다.

다음으로, 도 1과 도 2에서처럼 2차 탱크(20) 내에 있던 가스(IG 또는 N2)와 미량의 증발가스(BOG)는 제2공급 배관의 출구측 단부를 통해 리퀴드 메인 배관(200)으로 이동한다. 그리고 리퀴드 메인 배관(200)으로 이동된 가스는 벤트 마스트(230)를 통해 대기 중으로 배기되는 과정이 완료된다.

예를 들어, 2차 탱크(20)의 압력을 120kPa로 조정하고, 2차 탱크(20) 내에 차가운(COLD) 증발가스(BOG)가 유입되어 2차 탱크(20)의 내부 온도가 약 -60도로 되는 경우, 2차 탱크(20)의 내부 밀도가 0.98kg/m3이므로 약 30ton의 증발가스(BOG)를 추가로 저장할 수 있다.

이 경우, 일반적으로 터미널에서 LNG를 받는 기존의 경우에 이러한 과정에서 발생되는 증발가스는 70톤 정도이므로, 리퀴드 메인 배관(200)의 벤트 마스트(230)를 통해 대기 중으로 배출되는 증발가스(BOG)를 약 40ton가량 줄일 수 있으므로, LNG 공급 비용 절감과 환경오염 방지의 기능을 수행할 수 있다.

또한, 2차 탱크(20)의 압력을 130kPa까지 압력을 높이는 경우는, 약 56ton의 증발가스(BOG)를 추가로 저장함으로써, 재액화 장치와 같은 증발가스(BOG) 처리장비가 있는 경우 대기 중의 배출되는 증발가스(BOG)를 거의 없앨 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 임의 혹은 영구적으로 설치된 연결 배관(500)을 이용해 1차 탱크(10)에 연결된 제1공급 배관(210)으로 LNG를 로딩함과 아울러, 1차 탱크(10)로 LNG 선적시 기화된 증발가스(BOG)를 2차 탱크(20)로 저장하고, 기존 2차 탱크(20)에 있던 가스와 증발가스 일부를 치환된 반응가스(NG)를 리퀴드 메인 배관(200)의 벤트 마스트(230)를 통해 대기 중으로 배출시킬 수 있다.

이와 더불어, 스프레이 메인 배관(100)의 경우 배관의 구경이 스프레이 크로스오버 공급 배관(40)에서 멀어질수록 작아지기 때문에, 기존 스프레이 배관을 통해 LNG를 1차 탱크(10)에 선적할 경우, 작은 스프레이 메인 배관(100)을 통과하는 유량은 한정되어서 선적 시간이 늘어나야 하며, 스프레이 노즐을 거쳐 선적할 경우에 추가적인 증발가스가 발생한다.

이에 반해, 본 발명은 스프레이 크로스오버 공급 배관(40) 또는 스프레이 메인 배관(100)의 가장 구경이 굵은 부분에 연결 배관(500)을 설치하여, 구경이 굵은 제1공급 배관(210)으로 LNG를 로딩함으로써, 1차 탱크(10)로 LNG 로딩시 유량을 증가시킬 수 있어 LNG 로딩 시간을 단축할 수 있고, 외부로 버려지는 증발가스(BOG)를 줄여서 LNG 비용을 절감함과 동시에 환경오염을 줄일 수 있으며, 해상에서의 LNG 선중 운전 중에 안전성을 확보할 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템 및 방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안되며, 후술하는 특허등록 청구범위뿐만 아니라 이 특허등록 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허등록 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허등록 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 선체 10: 1차 탱크
20: 2차 탱크 30: 리퀴드 크로스오버 공급 배관
40: 스프레이 크로스오버 공급 배관 100: 스프레이 메인 배관
110: 제1스프레이 배관 120: 제2스프레이 배관
130: 스프레이 조절 밸브 200: 리퀴드 메인 배관
210: 제1공급 배관 220: 제2공급 배관
230: 벤트 마스트 240: 리퀴드 조절 밸브
300: 베이퍼 메인 배관 310: 제1베이퍼 배관
320: 제2베이퍼 배관 330: 베이퍼 조절 밸브
400: 히터 500: 연결 배관
600: 공급 밸브 700: 제1플랜지
800: 제2플랜지

Claims

선체에 배치되는 1차 탱크 및 2차 탱크와, 스프레이 크로스오버 공급 배관으로부터 냉각용 LNG가 전달되는 스프레이 메인 배관과, 상기 스프레이 메인 배관으로부터 연장되어 상기 1차 탱크에 연결되는 제1스프레이 배관과, 상기 스프레이 메인 배관으로부터 연장되어 상기 2차 탱크에 연결되는 제2스프레이 배관과, 리퀴드 크로스오버 공급 배관으로부터 LNG가 전달되며, 일측에 벤트 마스트가 구비되는 리퀴드 메인 배관과, 상기 리퀴드 메인 배관으로부터 연장되어 상기 1차 탱크에 연결되며, LNG 로딩시 상기 1차 탱크로 LNG를 공급하는 제1공급 배관과, 상기 리퀴드 메인 배관으로부터 연장되어 상기 2차 탱크에 연결되는 제2공급 배관과, 상기 1차 탱크에서 기화된 증발가스(BOG)를 상기 2차 탱크로 전달하는 베이퍼 메인 배관과, 상기 베이퍼 메인 배관으로부터 연장되어 상기 1차 탱크에 연결되는 제1베이퍼 배관과, 상기 베이퍼 메인 배관으로부터 연장되어 상기 2차 탱크에 연결되는 제2베이퍼 배관 및, 상기 스프레이 메인 배관 또는 스프레이 크로스오버 공급 배관과 상기 제1공급 배관을 연결하는 연결 배관을 포함하며,
상기 연결 배관은, LNG 로딩시 상기 스프레이 메인 배관 또는 상기 스프레이 크로스오버 공급 배관으로부터 전달된 LNG를 상기 제1공급 배관으로 전달하고, 상기 제2공급 배관은 상기 1차 탱크로 LNG 로딩시 상기 2차 탱크에 있던 가스 혹은 증발가스(BOG) 일부를 상기 리퀴드 메인 배관으로 전달하여 상기 벤트 마스트를 통해 대기로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 연결 배관에는,
LNG 로딩시 개방되는 공급 밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 스프레이 메인 배관 또는 스프레이 크로스오버 공급 배관에는,
상기 연결 배관의 유입측 일단이 착탈 가능하도록 제1플랜지가 구비되며,
상기 제1공급 배관에는,
상기 연결 배관의 유출측 일단이 착탈 가능하도록 제2플랜지가 구비되는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 연결 배관은,
형태 변형이 가능하도록 플렉시블(flexible)한 소재로 구비되는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 LNG 선적 시스템.
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