KR101919177B1 - 액체화물 수송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 수송 시스템은, 액체화물을 공급하는 하역부와 상기 하역부로부터 상기 액체화물을 공급받는 수용부를 연결하는 연결라인; 및 상기 연결라인에 잔존하는 상기 액체화물이 기화되도록 상기 연결라인으로 온열체를 공급하는 기화부를 포함하고, 상기 온열체는 상기 하역부나 상기 수용부에서 발생하는 열을 공급받아 가온된 액체로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액체화물 수송 시스템은, 액체화물을 기화하여 기체화물을 생산하는 FSRU에서 액체화물을 공급하기 위한 LNGC로 액체화물을 운송할 때, 운송 후 마지막 단계에서 FSRU와 LNGC를 연결하는 연결라인에 액체화물이 잔존하는 것을 감소시키도록 액체화물을 기화시켜 운송함으로써, 액체화물이 버려지는 것을 줄여 자원의 낭비를 방지할 수 있다.

Description

액체화물 수송 시스템{Transportation system for Liquefied Natural Gas }

본 발명은 액체화물 수송 시스템에 관한 것이다.

선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.

이러한 선박은 가스터빈이나 엔진 등을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.

아울러, 최근에는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 액화가스 운반선에서 액화가스를 연료로 사용하여 가스터빈이나 엔진 등의 수요처를 구동하는 액화가스 연료공급 방식이 사용되고 있으며, 이와 같이 수요처의 연료로 액화가스를 사용하는 방식은 액화가스 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.

일반적으로, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162℃도 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유비중의 약 2분의 1이 된다.

그러나 수요처가 구동되기 위해 필요한 온도 및 압력 등은, 탱크에 저장되어 있는 LNG의 상태와는 다를 수 있다. 따라서 최근에는 액체 상태로 저장되는 LNG의 온도 및 압력 등을 제어하여 수요처에 공급하는 기술에 대하여, 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.

국내등록특허 제808777호, 국내등록특허 제1280185호 등에는 LNG를 처리하기 위한 장비(기화기 등)가 기술되어 있다. 하지만, 액체화물인 액화천연가스를 생산하는 해양구조물에서 생산된 액체화물을 운반하기 위한 선박 등으로 액체화물을 운반할 때, 운반을 위해 연결되는 배관 등이 구부러져 있어, 구부러진 배관 내에 액체화물이 잔존하게 되어 이를 개선할 필요가 있다.

본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액체화물을 기화하여 기체화물을 생산하는 해양구조물로 액체화물을 공급하기 위한 선박에서 액체화물을 운송할 때 액체화물이 연결라인에 잔존하는 것을 감소시킬 수 있는 액체화물 수송 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 수송 시스템은, 액체화물을 공급하는 하역부와 상기 하역부로부터 상기 액체화물을 공급받는 수용부를 연결하는 연결라인; 및 상기 연결라인에 잔존하는 상기 액체화물이 기화되도록 상기 연결라인으로 온열체를 공급하는 기화부를 포함하고, 상기 온열체는 상기 하역부나 상기 수용부에서 발생하는 열을 공급받아 가온된 액체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 온열체에 공급되는 열은 스팀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 온열체에 공급되는 열은 폐열을 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 액체는 해수로 이루어진 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 하역부는 LNGC를 포함하고, 상기 수용부는 FSRU를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 온열체를 가온하는 열은 스팀장치에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 스팀장치는 상기 기화부의 외부로 열을 분사하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 스팀장치는 상기 기화부의 내부로 열을 분사하여 상기 온열체와 혼합되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 연결라인에 마련되어 상기 액체화물이나 기화된 액체화물이 역류되는 것을 방지하는 역류방지막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 기화부는, 상기 온열체를 분사하는 분사노즐; 및 상기 온열체를 공급하여 상기 분사노즐과 연결되는 연성재질의 호스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액체화물 수송 시스템은, 액체화물을 기화하여 기체화물을 생산하는 FSRU에서 액체화물을 공급하기 위한 LNGC로 액체화물을 운송할 때, 운송 후 마지막 단계에서 FSRU와 LNGC를 연결하는 연결라인에 액체화물이 잔존하는 것을 감소시키도록 액체화물을 기화시켜 운송함으로써, 액체화물이 버려지는 것을 줄여 자원의 낭비를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 수송 시스템이 설치되는 FSRU와 LNGC를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 수송 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체화물 수송 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 수송 시스템이 설치되는 FSRU와 LNGC를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 수송 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 수송 시스템(100)은 연결라인(110) 및 기화부(120)를 포함한다.

연결라인(110)은 하역부와 수용부를 연결하는데, 수용부는 액체화물을 저장하며 예를 들어 FSRU(Floating Storage and Regasification Unit, 10)이고, 하역부는 수용부로 액체화물을 공급하는 예를 들어 LNGC(Liquefied Natural Gas Carrier, 20)일 수 있다.

여기서, FSRU(10)는 액체화물인 액화천연가스를 저장, 재기화하는 해양 플랜트로서 액화천연가스를 저장하는 장비(액체화물 탱크 등, 도시하지 않음)뿐만 아니라 선체의 운항을 위한 엔진, 프로펠러 등을 구비한다. 이러한, FSRU(10)의 트렁크 데크(trunk deck, 11)와 어퍼데크(upper deck, 12) 사이에 액체화물을 공급받는 장비(공급라인 등, 부호 도시하지 않음)가 마련된다.

LNGC(20)는 액체화물인 액화천연가스를 운반하는 선박으로서, FSRU(10)에 인접하여 해상에 위치를 잡고 FSRU(10)로부터 액체화물을 공급받아 저장하여 운반한다. 이러한, LNGC(20)의 트렁크 데크(trunk deck, 21)와 어퍼데크(upper deck, 부호도시하지 않음) 사이에 액체화물을 공급하는 장비(배급라인 등, 부호 도시하지 않음)가 마련된다. 여기서, FSRU(10)와 LNGC(20)가 고정되도록, FSRU(10)와 LNGC(20)의 사이에는 계류장치로서 포지션 시스템(positioniong system, 30)이 마련될 수 있다.

이러한, FSRU(10)로부터 LNGC(20)으로 액체화물을 이동시키기 위해 액체화물의 이동경로인 연결라인(110)이 구비되고, 연결라인(110)은 FSRU(10)이나 LNGC(20)에 마련되거나 각각에 마련될 수 있고 착탈에 의해 설치 및 조립이 자유롭다.

연결라인(110)은 절곡부재(111), 제1 연장부재(112), 제2 연장부재(113)로 이루어질 수 있으며, 절곡부재(111)는 하역부와 수용부 사이에 절곡되게 마련될 수 있고, 제1 연장부재(112)는 하역부 측에 구비되며, 제2 연장부재(113)는 수용부 측에 구비될 수 있다.

여기서, 연결라인(110)에는 역류방지막(도시하지 않음)이 마련되어 기화된 액체화물이 역류되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 역류방지막은 LNGC(20) 측에 마련되어 하역부에서 배출되어 수용부로 이동하는 액체화물 중 기화된 액체화물이 역류되는 것을 방지한다. 이러한, 역류방지막은 일단은 제2 연장부재(113)에 고정되고 타단은 자유단으로 이루어져, 액체화물의 토출압에 의해 일방향으로 개방되어 액체화물이 이동가능하면서도 기화된 액체화물의 역류를 방지하여 액체화물이 수용부로 이동하도록 할 수 있다.

기화부(120)는 연결라인(110)에 잔존하는 액체화물이 기화되도록 연결라인(110)으로 온열체를 공급한다.

여기서, 온열체는 하역부나 수용부에서 발생하는 열을 공급받아 가온된 액체로 이루어질 수 있으며, 일례로 온열체에 공급되는 열은 스팀이나, 폐열일 수 있고, 후술되는 스팀장치(140)로부터 공급받은 스팀에 의해 열이 형성될 수 있다. 또한, 액체는 해수로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 해수는 발라스트 탱크(도시하지 않음)로 유입되는 해수를 공급받아 이용할 수 있다.

이러한, 기화부(120)는 분사노즐(121), 호스(122), 제1 라인(123), 제1 밸브(124)를 포함할 수 있다.

분사노즐(121)은 온열체가 분사되는 구성으로서 호스(122)의 단부에 마련되고, 호스(122)는 유연성 재질로 이루어져 연결라인(110)에 마주하도록 자유롭게 구부러짐이 가능하다. 호스(122)는 제1 라인(123)과 연결되는데, 제1 라인(123)은 발라스트 탱크 등과 같이 해수를 저장한 구성으로부터 해수를 공급받아 해수를 온열체로 사용할 수 있으며, 발라스트 탱크로부터 제1 라인(123)이 해수를 공급받는 경우 발라스트 탱크는 배출되는 해수의 양만큼 외부로부터 해수를 보충받을 수 있다. 여기서, 제1 라인(123) 상에는 제1 밸브(124)가 마련되어 제1 라인(123)으로 공급되는 온열체의 양을 조절할 수 있다.

이와 달리, 제1 라인(123)은 발라스트 탱크 이외에도 온열체를 저장하는 별도의 저장탱크로부터 해수를 공급받거나 선체의 외부로부터 별도의 펌프(도시하지 않음)를 통해 해수를 직접 공급받을 수 있는 바와 같이 다양한 실시예가 가능하다.

기화부(120)에서 분사되는 온열체는 엔진 등과 같이 FSRU(10)와 LNGC(20)의 선체에 마련되는 선박의 운항 등을 위한 장비에서 발생되는 폐열을 이용하거나 스팀장치(140)로부터 열원인 스팀을 직접 공급받아 가온될 수 있다.

스팀장치(140)는 담수 등을 이용하여 버너 등에 의해 스팀을 생산하여 기화부(120)로 열을 공급하는 구성으로서, 스팀을 기화부(120)로 공급하기 위해 스팀노즐(131), 제2 밸브(132)가 설치될 수 있다.

스팀노즐(131)은 스팀이 분사되는 구성으로서, 기화부(120)의 온열체가 가온되도록 예를 들어 제1 라인(123)의 외부에 스팀을 직접 분사함으로써 제1 라인(123)을 경유하는 해수가 가온되도록 할 수 있다. 스팀노즐(131)은 매니폴드 형태로 복수의 노즐로 이루어져, 제1 라인(123)에 분사되는 스팀의 분사 영역을 확장함으로써 온열체의 가온이 용이하게 이루어질 수 있다.

이러한 스팀노즐(131)은 스팀장치(140)와 연결되며, 스팀노즐(131)과 스팀장치(140) 사이에는 제2 밸브(132)가 마련되어 외부환경의 온도에 따라 온열체가 가온되기 위한 온도조절을 위해 스팀의 양이 조절될 수 있다.

본 실시예에서 스팀장치(140)는 기화부(120)의 외부로 열을 분사하는 것으로 설명하였으나 이와 달리, 도 3에 도시한 바와 같이(다른 실시예의 액체화물 수송 시스템), 액체화물 수송 시스템(200)에서 스팀장치(140)는 기화부(120)의 내부로 열을 분사하도록, 스팀이 기화부(120)의 온열체와 혼합될 수 있으며, 예를 들어 스팀장치(140)에서 연결되는 합류라인(231)이 기화부의 제1 라인(123)에 합류됨으로써 스팀과 해수가 합류되어 혼합됨으로써 온열체를 이룰 수도 있다.

이와 같이 본 실시예는, 하역부에서 수용부로 액체화물이 운송된 후 연결라인(110)의 구부러진 절곡부재(111) 상에 액체화물이 잔존하는 것을 방지하도록, 기화부(120)를 통해 액체화물을 기화시켜 수용부로 이동되도록 함으로써 액체화물이 버려지는 것을 줄여 자원의 낭비를 방지할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: FSRU 11,21: 트렁크 데크
12: 어퍼데크 20: LNGC
30: 포지션 시스템 100,200: 액체화물 수송 시스템
110: 연결라인 111: 절곡부재
112: 제1 연장부재 113: 제2 연장부재
120: 기화부 121: 분사노즐
122: 호스 123: 제1 라인
124: 제1 밸브 131: 스팀노즐
132: 제2 밸브 140: 스팀장치
231: 합류라인

Claims (10)

1. 액체화물을 공급하는 하역부와 상기 하역부로부터 상기 액체화물을 공급받는 수용부를 연결하며, 상기 하역부와 상기 수용부 사이에서 절곡되는 절곡부재를 포함하는 연결라인; 및
   상기 연결라인의 상기 절곡부재에 잔존하는 상기 액체화물이 기화되도록 상기 연결라인으로 온열체를 공급하는 기화부를 포함하고,
   상기 온열체는 상기 하역부나 상기 수용부에서 발생하는 열을 공급받아 가온된 액체로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체화물 수송 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 온열체에 공급되는 열은 스팀을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체화물 수송 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 온열체에 공급되는 열은 폐열을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체화물 수송 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 액체는 해수로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체화물 수송 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 하역부는 LNGC를 포함하고,
   상기 수용부는 FSRU를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체화물 수송 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 온열체를 가온하는 열은 스팀장치에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액체화물 수송 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 스팀장치는 상기 기화부의 내부로 열을 분사하여 상기 온열체와 혼합되는 것을 특징으로 하는 액체화물 수송 시스템.
8. 제6항에 있어서,
   상기 스팀장치는 상기 기화부의 외부로 열을 분사하는 것을 특징으로 하는 액체화물 수송 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 연결라인에 마련되어 상기 액체화물이나 기화된 액체화물이 역류되는 것을 방지하는 역류방지막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체화물 수송 시스템.
10. 제1항에 있어서, 상기 기화부는,
    상기 온열체를 분사하는 분사노즐; 및
    상기 온열체를 공급하여 상기 분사노즐과 연결되는 연성재질의 호스를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체화물 수송 시스템.

Images