KR101938163B1 - 밸러스팅 시스템 및 상기 밸러스팅 시스템을 갖춘 부유식 해상 구조물 - Google Patents

밸러스팅 시스템 및 상기 밸러스팅 시스템을 갖춘 부유식 해상 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전방 밸러스트수 탱크, 중간 밸러스트수 탱크 및 후방 밸러스트수 탱크 중 둘 이상의 탱크를 하나의 펌프실에 설치된 펌프를 통해 밸러스트수의 유동을 제어함으로써 시스템의 단순화 및 자재비를 절감할 수 있도록 한 밸러스팅 시스템 및 상기 밸러스팅 시스템을 갖춘 부유식 해상 구조물에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 전방 밸러스트수 탱크, 중간 밸러스트수 탱크, 후방 밸러스트수 탱크를 갖는 밸러스팅 시스템에 있어서, 상기 전방 밸러스트수 탱크, 중간 밸러스트수 탱크 및 후방 밸러스트수 탱크 중 둘 이상의 탱크를 하나의 펌프실에 설치된 펌프를 통해 밸러스트수의 유동을 제어하는 것을 특징으로 하는 밸러스팅 시스템을 제공한다.

Description

밸러스팅 시스템 및 상기 밸러스팅 시스템을 갖춘 부유식 해상 구조물{BALASTING SYSTEM AND FLOATING MARINE STRUCTURE HAVING THE SYSTEM}
본 발명은 밸러스팅 시스템 및 상기 밸러스팅 시스템을 갖춘 부유식 해상 구조물에 관한 것으로, 특히 전방 밸러스트수 탱크, 중간 밸러스트수 탱크 및 후방 밸러스트수 탱크 중 둘 이상의 탱크를 하나의 펌프실에 설치된 펌프를 통해 밸러스트수의 유동을 제어함으로써 시스템의 단순화 및 자재비를 절감할 수 있도록 한 밸러스팅 시스템 및 상기 밸러스팅 시스템을 갖춘 부유식 해상 구조물에 관한 것이다.
천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화천연가스(LNG; liquefied natural gas)나 액화석유가스(LPG; liquefied petroleum gas)의 상태로 액화된 후 LNG 수송선이나 LPG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라고 함)를 포함한다.
최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.
LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.
이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.
이 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 통상 멤브레인형 저장탱크는 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 독립형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠진다.
전술된 GT형 및 TGZ형 탱크구조는 미국 특허 제 6,035,795 호, 제 6,378,722 호, 제 5,586,513 호 및 미국 특허공개 제 2003-0000949 호 등과, 대한민국 특허공개 제 10-2000-0011347 호 및 제 10-2000-0011346 호 등에 기재되어 있다. 또한, 독립형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제 10-15063 호 및 제 10-305513 호 등에 기재되어 있다.
LNG를 저장하는 종래의 멤브레인형 LNG 저장탱크는, 선체의 내측벽면 상에 2차 단열벽, 2차 밀봉벽, 1차 단열벽 및 1차 밀봉벽을 순차적으로 적층한 구조를 가진다. 선체의 내부에는 밸러스트수 탱크가 마련되어 부유식 해상 구조물의 흘수를 안정적으로 유지할 수 있다.
LPG를 저장하기 위해 사용되며 상술한 독립형 LNG 저장탱크와 유사한 구조를 가지는 종래의 LPG 저장탱크는, 선체의 내측벽면으로부터 이격된 상태로 바닥의 지지구조물에 의해 지지되는 구조를 가진다. 마찬가지로, 선체의 내부에는 밸러스트수 탱크가 마련되어 부유식 해상 구조물의 흘수를 안정적으로 유지할 수 있다.
오일을 저장하기 위해 사용되는 종래의 오일 저장탱크는 선체의 내측벽면 자체로 구성된다. 따라서, 오일 저장탱크에서 오일의 누출이 발생하는 경우에는 발화성 물질인 오일이 밸러스트수 탱크의 내부에 그대로 유입되기 때문에, 밸러스트수 탱크 내의 밸러스트 배관(도시생략)을 통해 밸러스트 펌프(도시생략)까지 오일이 유입될 수 있다. 이 경우 밸러스트 펌프는 폭발이나 화재의 위험이 있기 때문에, 오일을 취급하는 유조선, Oil FPSO 등의 부유식 해상 구조물에 있어서 밸러스트수 펌프는 별도의 펌프실을 마련한 후 이 펌프실 내부에 설치한다. 이때 펌프실은 위험 구역(hazardous zone)으로서 다른 안전 구역과는 구획되어야 한다.
그리하여 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 밸러스팅 시스템은 3구역, 즉 오일 저장탱크(OT)(Oil Tank) 주위의 중간 밸러스트수 탱크(M), 후방 밸러스트수 탱크(A), 전방 밸러스트수 탱크(F)로 구역을 나누어, 각 구역마다 2개의 밸러스트 펌프가 설치된다.
그러나, 종래의 밸러스팅 시스템은 3구역 각각에 밸러스트 펌프와 밸러스트수 탱크를 연결하는 배관을 설치해야 하므로, 자재비가 과대해지고, 시스템 전체 구성이 복잡해질 뿐만 아니라, 운영 역시 복잡한 실정이다.
본 발명의 목적은, 전방 밸러스트수 탱크, 중간 밸러스트수 탱크 및 후방 밸러스트수 탱크 중 둘 이상의 탱크를 하나의 펌프실에 설치된 펌프를 통해 밸러스트수의 유동을 제어함으로써 시스템의 단순화 및 자재비를 절감할 수 있도록 한 밸러스팅 시스템 및 상기 밸러스팅 시스템을 갖춘 부유식 해상 구조물을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스팅 시스템은 전방 밸러스트수 탱크, 중간 밸러스트수 탱크, 후방 밸러스트수 탱크를 갖는 밸러스팅 시스템에 있어서, 상기 전방 밸러스트수 탱크, 중간 밸러스트수 탱크 및 후방 밸러스트수 탱크 중 둘 이상의 탱크를 하나의 펌프실에 설치된 펌프를 통해 밸러스트수의 유동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 하나의 펌프실은 전방 기계실의 하부에 설치된 것이 바람직하다.
상기 전방 밸러스트수 탱크와 상기 중간 밸러스트수 탱크는 상기 펌프에 연결된 배관을 통해서 연결된 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스팅 시스템은 전방 밸러스트수 탱크, 중간 밸러스트수 탱크, 후방 밸러스트수 탱크가 내부에 설치되어 있는 부유식 해상 구조물에 있어서, 상기 전방 밸러스트수 탱크, 중간 밸러스트수 탱크 및 후방 밸러스트수 탱크 중 둘 이상의 탱크를 하나의 펌프실에 설치된 펌프를 통해 밸러스트수의 유동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 하나의 펌프실은 전방 기계실의 하부에 설치된 것이 바람직하다.
상기 전방 밸러스트수 탱크와 상기 중간 밸러스트수 탱크는 상기 펌프에 연결된 배관을 통해서 연결된 것이 바람직하다.
상기 부유식 해상 구조물은, 서로 다른 종류의 화물을 저장하기 위한 복수의 저장 탱크를 가지는 LNG FPSO인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 전방 밸러스트수 탱크, 중간 밸러스트수 탱크 및 후방 밸러스트수 탱크 중 둘 이상의 탱크를 하나의 펌프실에 설치된 펌프를 통해 밸러스트수의 유동을 제어함으로써 시스템의 단순화 및 자재비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면 기계실 하부에 펌프실이 설치되므로, 기계실로 밸러스트수의 유입을 막을 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래의 밸러스팅 시스템이 적용된 부유식 해상 구조물의 개념도.
도 2는 본 발명의 밸러스팅 시스템이 적용된 부유식 해상 구조물의 개념도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸러스팅 시스템을, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 밸러스팅 시스템이 적용된 부유식 해상 구조물의 개념도가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 밸러스팅 시스템은 선체 내에 마련된 전방 밸러스트수 탱크(F), 중간 밸러스트수 탱크(M) 및 후방 밸러스트수 탱크(A)와, 이들 밸러스트수 탱크(F, M, A) 중에서 둘 이상의 밸러스트수 탱크에 밸러스트수를 공급 및 배출하기 위한 하나의 밸러스트 펌프실을 포함한다. 하나의 펌프실은 전방에 위치한 기계실 하부에 설치되어, 기계실내로 밸러스트수의 유입을 막을 수 있다.
전방에 설치된 전방 밸러스트수 탱크(F)는 제 1 좌현 밸러스트수 탱크(a1), 제 1 우현 밸러스트수 탱크(b1), 전방 중앙 밸러스트수 탱크(c1)를 포함한다. 중간에 설치된 중간 밸러스트수 탱크(M)는 제 2 내지 제 6 좌현 밸러스트수 탱크(a2-a6), 제 2 내지 제 6 우현 밸러스트수 탱크(b2-b6) 및 제 2 내지 제 6 중앙 밸러스트수 탱크(c2-c6)를 포함한다. 후방에 설치된 후방 밸러스트수 탱크(A)는 제 7 및 제 8 좌현 밸러스트수 탱크(a7-a8), 제 7 및 제 8 우현 밸러스트수 탱크(b7-b8), 후방 좌현 밸러스트수 탱크(c2), 후방 우현 밸러스트수 탱크(c3)를 포함한다.
본 실시예에서, 전방 밸러스트수 탱크(F), 중간 밸러스트수 탱크(M) 및 후방 밸러스트수 탱크(A) 중 둘 이상의 밸러스트수 탱크는 하나의 펌프실, 즉 제 1 밸러스트 펌프실(11)에 설치된 제 1 밸러스트 펌프(P1)와 연결된다.
즉, 오일 저장탱크(OT) 주위의 중간 밸러스트수 탱크(M)와 전방 밸러스트수 탱크(F)는 전방 기계실 하부에 마련된 제 1 밸러스트 펌프실(11)에 설치된 제 1 밸러스트 펌프(P1)와 연결될 수 있다. 제 1 밸러스트 펌프(P1)는 전방 밸러스트수 탱크(F) 및 중간 밸러스트수 탱크(M)에 포함된 각각의 밸러스트수 탱크에 밸러스트수를 공급 및 배출한다.
후방 밸러스트수 탱크(A)는 제 2 밸러스트 펌프실(12)에 설치된 제 2 밸러스트 펌프(P2)와 연결된다. 제 2 밸러스트 펌프(P2)는 후방 밸러스트수 탱크(A)에 포함된 각각의 밸러스트수 탱크에 밸러스트수를 공급 및 배출한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 밸러스팅 시스템은 제 1 밸러스트 펌프(P1)를 통해 전방 밸러스트수 탱크(F)와 중간 밸러스트수 탱크(M)에 밸러스트수를 공급 및 배출하는 제 1 구역과, 제 2 밸러스트 펌프(P2)를 통해 후방 밸러스트수 탱크(A)에 밸러스트수를 공급 및 배출하는 제 2 구역으로 구획될 수 있다.
제 1 구역에 속하는 전방 밸러스트수 탱크(F)와 중간 밸러스트수 탱크(M)는 제 1 밸러스트 펌프실(11)에 설치된 제 1 밸러스트 펌프(P1)와, 제 1 밸러스트 펌프(P1)와 전방 밸러스트수 탱크(F)와 중간 밸러스트수 탱크(M) 각각의 밸러스트수 탱크를 연결하기 위한 밸러스트 배관(L)에 의해, 밸러스트수의 유동을 가능하게 한다. 이에 따라, 종래 3구역으로 구획된 밸러스팅 시스템에 비해 배관을 훨씬 단순화시킬 수 있고, 배관 등의 자재비를 절감시킬 수 있다.
한편, 가스정 주위에 계류된 채 부유되어 해상에서 LNG의 생산, 저장공정 등을 수행하는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)와 같은 부유식 해상 구조물에 있어서, 선체 내에 마련되는 저장탱크에 LNG 이외에도 LPG나 오일(즉, condensate oil)을 화물로서 저장할 필요가 있다.
배경기술에서 살펴본 바와 같이, LNG나 LPG 등의 액화가스를 저장하기 위한 액화가스 저장탱크는, 선체 내부의 밸러스트수 탱크와의 사이에 방벽 혹은 빈 공간이 존재한다. 따라서, 액화가스 탱크에서 LNG 또는 LPG의 누출이 발생하더라도 발화성 물질인 LNG나 LPG가 밸러스트수 탱크의 내부로 유입될 우려가 없지만, 오일을 저장하는 오일 저장탱크는 선체의 내측벽면 자체로 구성되므로, 오일 저장탱크에서 오일의 누출이 발생하는 경우에는 발화성 물질인 오일이 밸러스트수 탱크의 내부에 그대로 유입되기 때문에, 밸러스트수 탱크 내의 밸러스트 배관을 통해 밸러스트 펌프까지 오일이 유입될 수 있으므로, 종래와 상이한 밸러스팅 시스템이 요구된다.
본 명세서에서 부유식 해상 구조물이란, LNG나 LPG 등의 액화가스를 저장하기 위한 저장탱크와 오일을 저장하기 위한 오일 저장탱크를 함께 구비하면서 해상에서 부유된 채 사용되는 선박 및 각종 구조물을 모두 포함하는 개념으로, 상기한 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)를 비롯하여, OIL FPSO, LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit), LNG 수송선, 유조선이나 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박 및 해상 구조물을 모두 포함하는 것이다.
상술된 밸러스팅 시스템을 갖춘 부유식 해상 구조물은, 오일 저장탱크 주위의 중간 밸러스트수 탱크(M)에 밸러스트수를 공급 및 배출하는 밸러스트 펌프가 설치된 펌프실이 안전한 구역인 전방 기계실의 하부에 설치된다.
본 발명에 따르면 선체의 내부에는 기계실 내로 밸러스트수의 유입을 막도록 제 1 밸러스트 펌프(P1)를 설치하는 공간으로서 제 1 밸러스트 펌프실(11)이 설치된다.
제 1 밸러스트 펌프실(11)에 설치된 제 1 밸러스트 펌프(P1)를 통해 전방에 위치한 전방 밸러스트수 탱크(F)와, 오일을 저장하기 위한 오일 저장탱크 주위의 중간 밸러스트수 탱크(M)에 밸러스트수를 공급 및 배출할 수 있다. 이때 제 1 밸러스트 펌프실(11)은 세개의 제 1 밸러스트 펌프(P1)가 설치될 수 있으며, 제 1 밸러스트 펌프(P1) 및 밸러스트 배관(L)을 이용하여 전방 밸러스트수 탱크(F)와 중간 밸러스트수 탱크(M)에 포함된 각각의 밸러스트수 탱크에 밸러스트 수를 공급 및 배출할 수 있다.
후방에 설치된 후방 밸러스트수 탱크(A)는 오일 저장탱크(OT) 주위의 밸러스트수 탱크와 연결되지 않도록 별도의 제 2 밸러스트 펌프(P2) 및 밸러스트 배관을 이용하여 밸러스트수를 공급 및 배출할 수 있다.
따라서, 전방 밸러스트수 탱크(F)와 중간 밸러스트수 탱크(M)는 제 1 밸러스트 펌프실(11)에 설치된 제 1 밸러스트 펌프(P1)와, 제 1 밸러스트 펌프(P1)와 전방 밸러스트수 탱크(F)와 중간 밸러스트수 탱크(M)를 연결하기 위한 밸러스트 배관(L)에 의해, 밸러스트수의 유동을 가능하게 하고, 후방 밸러스트수 탱크(A)는 제 2 밸러스트 펌프실(12)에 설치된 제 2 밸러스트 펌프(P2)와, 제 2 밸러스트 펌프와 후방 밸러스트 탱크(A)를 연결하기 위한 밸러스트 배관(L)에 의해, 밸러스트수의 유동을 가능하게 하므로, 배관을 훨씬 단순하시킬 수 있고, 배관 및 배관 설치에 따른 비용을 절감시킬 수 있다.
이상과 같이, 예시된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
A : 후방 밸러스트수 탱크 F : 전방 밸러스트수 탱크
M : 중간 밸러스트수 탱크 P1 : 제 1 밸러스 펌프
P2 : 제 1 밸러스트 펌프 L : 배관
11 : 제 1 밸러스트 펌프실 12 : 제 2 밸러스트 펌프실

Claims (7)

  1. 선체의 전방에 설치된 전방 밸러스트수 탱크, 상기 선체의 후방에 설치된 후방 밸러스트수 탱크, 및 상기 전방 밸러스트수 탱크와 상기 후방 밸러스트수 탱크 사이에 설치된 중간 밸러스트수 탱크를 갖는 밸러스팅 시스템에 있어서,
    오일을 저장하는 오일 저장탱크 주위의 상기 중간 밸러스트수 탱크와, 상기 전방 밸러스트수 탱크는 전방의 제 1 밸러스트 펌프실에 설치된 제 1 밸러스트 펌프와, 상기 제 1 밸러스트 펌프에 연결된 밸러스트 배관을 이용하여 밸러스트수의 유동을 제어하고,
    상기 후방 밸러스트수 탱크는 상기 오일 저장탱크 주위의 상기 중간 밸러스트수 탱크에 연결되지 않도록 후방의 제 2 밸러스트 펌프실에 설치된 제 2 밸러스트 펌프와, 상기 제 2 밸러스트 펌프에 연결된 밸러스트 배관을 이용하여 밸러스트수의 유동을 제어하는 것을 특징으로 하는 밸러스팅 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 밸러스트 펌프실은 전방 기계실의 하부에 설치된 것을 특징으로 하는 밸러스팅 시스템.
  3. 삭제
  4. 전방에 설치된 전방 밸러스트수 탱크, 후방에 설치된 후방 밸러스트수 탱크, 및 상기 전방 밸러스트수 탱크와 상기 후방 밸러스트수 탱크 사이에 설치된 중간 밸러스트수 탱크가 선체의 내부에 설치되어 있는 부유식 해상구조물로서,
    오일을 저장하는 오일 저장탱크 주위의 상기 중간 밸러스트수 탱크와, 상기 전방 밸러스트수 탱크는 전방의 제 1 밸러스트 펌프실에 설치된 제 1 밸러스트 펌프와, 상기 제 1 밸러스트 펌프에 연결된 밸러스트 배관을 이용하여 밸러스트수의 유동을 제어하고,
    상기 후방 밸러스트수 탱크는 상기 오일 저장탱크 주위의 상기 중간 밸러스트수 탱크에 연결되지 않도록 후방의 제 2 밸러스트 펌프실에 설치된 제 2 밸러스트 펌프와, 상기 제 2 밸러스트 펌프에 연결된 밸러스트 배관을 이용하여 밸러스트수의 유동을 제어하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 1 밸러스트 펌프실은 전방 기계실의 하부에 설치된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
  6. 삭제
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 부유식 해상 구조물은, 서로 다른 종류의 화물을 저장하기 위한 복수의 저장 탱크를 가지는 LNG FPSO인 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
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JP2007203981A (ja) 2006-02-06 2007-08-16 Shin Kurushima Dockyard Co Ltd 貨物船の燃料タンクおよびバラストタンクのバルブ制御システム

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