KR102054583B1 - 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 추진엔진이 구비되는 엔진룸 및 적어도 하나의 카고탱크를 내부에 가지는 선체; 상기 선체의 상부에 마련되고, 열매체와의 열교환을 통해 액화가스를 재기화시키는 기화부; 및 상기 기화부에 상기 열매를 공급하는 열매 공급장치;를 포함하며, 상기 열매 공급장치는, 모듈 형태로 일체화되어 제작되어, 상기 엔진룸의 탱크탑(Tank top)에 탑재되되, 상기 엔진룸과 상기 카고탱크 사이에 구비된 코퍼댐에 인접한 상기 엔진룸의 상기 탱크탑에는 적어도 일부 구간이 평평한 수평부가 마련되고, 상기 수평부에 대응되는 코퍼댐의 바닥면에는 일정 각도로 경사진 슬랜트(Slant)가 마련되어, 상기 열매 공급장치를 상기 코퍼댐에 인접한 영역까지 설치 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박{A Gas Regasification System and Vessel having the same}
본 발명은 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
일반적으로, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162℃ 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준 상태인 기체 상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유 비중의 약 2분의 1이 된다.
LNG는 운반의 용이성으로 액화시켜 운송 후 사용처에서 기화시켜서 사용한다. 그러나, 자연재해 및 테러의 위험으로 인하여 육상에 LNG 기화설비를 설치하는 것을 우려한다.
이로 인하여 종래 육상에 설치하는 액화천연가스 재기화 시스템 대신에, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에 재기화 장치를 설치하여 육상으로 기화된 천연가스(Natural Gas)를 공급하는 설비가 각광을 받고 있다.
LNG 재기화 장치 시스템에서 액화가스 저장탱크에 저장된 LNG는 부스팅 펌프에 의해 가압되어 LNG 기화기로 보내어지고, LNG 기화기에서 NG로 기화되어 육상의 수요처로 보내진다. 여기서 LNG 기화기 상에 LNG의 온도를 높이는 열교환이 이루어지는 과정에서 많은 에너지를 필요로 하게 된다.
따라서, 이 과정에서 쓰이는 에너지가 비효율적인 교환이 이루어짐으로 인해 낭비되는 문제점을 해결하기 위해 효율적인 재기화를 위한 다양한 열교환 기술들이 연구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열매 공급장치를 모듈화하여 일체형으로 제작하여 선체 내측에 탑재함에 의해 액화가스의 재기화 효율을 극대화시킬 수 있는 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 모듈화된 열매 공급장치를 선체 내부의 빈 공간에 탑재 시 바닥만 선체에 고정되고, 측면부는 선체와 이격됨에 의해 열매 공급장치에서 발생되는 진동을 선체로 전달하지 않을 수 있는 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 열매 공급장치를 지지하는 받침부를 엔진룸의 탱크탑에 마련된 슬랜트의 경사에 대응되도록 커팅 작업하거나 코퍼댐 내부로 이동시킴에 의해 슬랜트에 열매 공급장치를 설치할 수 있는 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템은, 추진엔진이 구비되는 엔진룸 및 적어도 하나의 카고탱크를 내부에 가지는 선체; 상기 선체의 상부에 마련되고, 열매체와의 열교환을 통해 액화가스를 재기화시키는 기화부; 및 상기 기화부에 상기 열매를 공급하는 열매 공급장치;를 포함하며, 상기 열매 공급장치는, 모듈 형태로 일체화되어 제작되어, 상기 엔진룸의 탱크탑(Tank top)에 탑재되되, 상기 엔진룸과 상기 카고탱크 사이에 구비된 코퍼댐에 인접한 상기 엔진룸의 상기 탱크탑에는 적어도 일부 구간이 평평한 수평부가 마련되고, 상기 수평부에 대응되는 코퍼댐의 바닥면에는 일정 각도로 경사진 슬랜트(Slant)가 마련되어, 상기 열매 공급장치를 상기 코퍼댐에 인접한 영역까지 설치 가능한 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 엔진룸의 상기 탱크탑은, 상기 수평부의 좌우에 슬랜트가 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 엔진룸에는, 내부 공간을 상하로 구획하는 적어도 하나의 데크 및 일 영역의 상기 데크가 제거된 공간부가 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 열매 공급장치는, 상기 공간부의 상기 탱크탑 상에 탑재될 수 있다.
구체적으로, 상기 열매 공급장치는, 복수 개의 층 및 기둥으로 이루어지는 프레임; 상기 프레임의 상기 복수 개의 층 상에 마련되는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트의 일 영역 상에 배치되는 해수 펌프; 및 상기 지지 플레이트의 타 영역 상에 배치되며, 상기 해수 펌프를 이용하여 해수를 공급받는 열매 히터;를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 열매 공급장치는, 상기 열매 히터에 열매를 순환시키는 열매 펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박은 상기 가스 재기화 시스템 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 모듈화하여 일체형으로 제작된 열매 공급장치를 선체 내측에 탑재함에 의해 액화가스의 재기화 효율을 극대화시킬 수 있으며, 상갑판 위의 공간을 절감하면서도 선체 내측 공간의 활용성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 모듈화된 열매 공급장치를 선체 내부의 빈 공간에 탑재 시 바닥만 선체에 고정되고, 측면부는 선체와 이격됨에 의해 열매 공급장치에서 발생되는 진동을 선체로 전달하지 않음으로써, 열매 공급장치의 롤링/피칭 영향이 선체로 가지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 열매 공급장치를 지지하는 받침부를 엔진룸의 탱크탑에 마련된 슬랜트의 경사에 대응되도록 커팅 작업하거나 코퍼댐 내부로 이동시킴에 의해 슬랜트에 열매 공급장치를 설치할 수 있음으로써, 슬랜트 부분도 설비 탑재 공간으로 활용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템을 포함하는 선박의 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 열매 공급장치를 나타내는 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 열매 공급장치에서 프레임을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 열매 공급장치가 선체 내부에 탑재된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 열매 공급장치가 선체 내부에 탑재되는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열매 공급장치가 선체 내부에 고정된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열매 공급장치가 엔진룸에 안착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 열매 공급장치가 엔진룸에 안착된 상태를 나타내는 일측 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 열매 공급장치가 엔진룸에 안착된 상태를 나타내는 타측 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 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 본 명세서에서, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다. 이는 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다. 또한, LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발가스는 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템을 포함하는 선박의 개념도이고, 도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 열매 공급장치를 나타내는 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 열매 공급장치에서 프레임을 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 열매 공급장치가 선체 내부에 탑재된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템을 포함하는 선박(1)은, 모듈화된 열매 공급장치(60), 카고탱크(10), 기화부(40)를 포함할 수 있다. 이러한 선박(1)은 선수부(101), 중앙부(102), 선미부(103), 상갑판(104) 및 선저부(105)로 구성된 선체(100)를 구비할 수 있다.
먼저, 열매 공급장치(60)는 프레임(62), 지지 플레이트(63), 해수 펌프(51) 및 열매 히터(41)가 모듈 형태로 일체화되어 제작될 수 있다. 프레임(62)은 복수 개의 층과 기둥으로 이루어질 수 있으며, 지지 플레이트(63)는 프레임(62)의 복수 개의 층 상에 수평한 방향으로 마련될 수 있다.
그리고, 지지 플레이트(63)의 일 영역 상에 해수 펌프(51)가 배치될 수 있으며, 지지 플레이트(63)의 타 영역 상에 열매 히터(41)가 배치될 수 있다. 이때, 해수 펌프(51)는 선체(100)의 바닥면과 가까운 영역에 배치될 수 있으며, 열매 히터(41)는 프레임(62)의 상부 측에 배치될 수 있다. 또한, 열매 공급장치(60)는 열매 히터(41)에 열매를 순환시키는 열매 펌프(42)를 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 열매 공급장치(60)는 프레임(62)과 지지 플레이트(63)로 이루어진 지지 구조물 상에 해수 펌프(51), 열매 히터(41) 및 열매 펌프(42)가 배치되어 모듈화됨으로써, 선수부(101), 엔진룸(ER) 등의 선체(100)의 내부 또는 선체(100)의 외부 등에 편리하게 설치할 수 있다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에서 열매 공급장치(60)는 선체(100) 내측에 일정 부분이 함몰된 공간부(61)에 마련되는 것으로 도시하였으나, 열매 공급장치(60)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니다.
선체(100)의 내측에는 선체(100)의 내부 공간을 상하로 구획하는 적어도 하나의 데크를 포함할 수 있으며, 열매 공급장치(60)가 선체(100)의 내부에 탑재될 때 데크를 제거함에 의해 공간부(61)가 마련될 수 있다.
이때, 열매 공급장치(60)의 지지 플레이트(63)의 높이와, 데크의 높이는 서로 상이할 수 있다. 이러한 본 발명에 따르면 데크의 높이에 관계 없이 지지 플레이트(63) 상에 해수 펌프(51), 열매 히터(41) 및 열매 펌프(42)를 배치하여 열매 공급장치(60)를 모듈화할 수 있다.
그리고, 열매 공급장치(60)는 프레임(62)의 하부면으로부터 받침부(64)가 연장될 수 있다. 이러한 열매 공급장치(60)의 받침부(64)가 선체(100)의 바닥면에 고정될 수 있으며, 열매 공급장치(60)의 측면부는 선체(100)와 이격될 수 있다.
이와 같이, 선체(100)의 내부에 공간부(61)에 열매 공급장치(60)를 탑재할 때 바닥만 선체(100)에 의해 지지되고, 측면부는 선체(100)와 간극을 둠으로써, 열매 공급장치(60)에서 발생되는 진동이 선체(100)로 전달되지 않도록 할 수 있다. 즉, 열매 공급장치(60)가 엔진룸(ER)에 설치된 경우 엔진(E) 측으로 진동이 전달되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 엔진(E)은 추진 엔진일 수 있다.
여기서, 열매 공급장치(60)와 선체(100) 간의 간극은 20~30mm일 수 있으며, 열매 공급장치(60)의 롤링 또는 피칭 영향이 선체(100)로 전달되지 않음에 따라 엔진(E)의 효율성 및 손상을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열매 공급장치(60)를 비롯한 가스 재기화 시스템을 포함하는 선박(1)의 각 구성에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)을 포함하는 선박(1)은, 카고탱크(10), 피딩 펌프(미도시), 석션 드럼(미도시), 기화부(40), 열매 히터(41), 열매 펌프(42), 열매 저장탱크(미도시), 해수 펌프(51)를 포함할 수 있다.
이러한 선박(1)은, 선미부(103)에 배치되는 엔진룸(ER)의 엔진(E)에서 생산한 동력을 프로펠러 축(S)이 프로펠러(P)로 전달하여 작동함으로써 추진된다. 이때, 엔진(E)에서 생산한 동력은 제너레이터에 의해 전력으로 변환되어 추진 모터(Mo)로 전력이 전달되며, 추진 모터(Mo)에서 발생하는 회전력에 의해 프로펠러 축(S)이 회전함으로써 프로펠러(P)가 작동할 수 있다.
또한, 상기 선박은, 해상에서 액화가스를 재기화하여 액화가스를 육상 터미널로 공급할 수 있도록 하기 위해, 액화가스 운반선(부호 도시하지 않음)에 가스 재기화 시스템(2)을 설치한 액화가스 재기화 선박(LNG RV) 또는 부유식 액화가스 저장 및 재기화 설비(FSRU)일 수 있다.
그리고, 본 발명에서 가스 재기화 시스템의 구성들을 유기적으로 연결하는 유로는 유체가 흐르는 통로로 라인(Line)일 수 있으며 이에 한정되지 않고 유체가 유동하는 구성이면 모두 가능하다.
가스 재기화 시스템은, 도면에 도시되지 않았지만, 액화가스 공급라인, 재기화 라인, 열매 순환라인(L3), 해수 라인, 증발가스 공급라인, 카고탱크(10), 피딩 펌프, 부스팅 펌프, 석션 드럼, 기화부(40), 제1 수요처, 증발가스 압축기를 포함할 수 있다. 여기서 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.
액화가스 공급라인은, 카고탱크(10)와 석션 드럼을 연결하고 피딩 펌프를 구비하여, 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 피딩 펌프를 통해 석션 드럼으로 공급할 수 있다. 이때, 액화가스 공급라인은 석션 드럼과 연결됨과 동시에 석션 드럼의 상류에서 분기되어 재기화 라인으로 직접 연결될 수 있다.
재기화 라인은, 석션 드럼과 제1 수요처를 연결하고 부스팅 펌프 및 기화부(40)를 구비하여, 석션 드럼에 임시 저장된 액화가스 또는 액화가스 공급라인으로부터 직접 공급되는 액화가스를 부스팅 펌프로 가압하고 기화부(40)로 재기화시켜 제1 수요처로 공급할 수 있다.
열매 순환라인(L3)은, 기화부(40), 열매 히터(41) 및 열매 펌프(42)를 순환 연결하여, 열매를 각 구성들(기화부(40), 열매 히터(41), 열매 펌프(42)로 순환시킬 수 있다.
이때, 열매 순환라인(L3)은, 병렬로 추가 라인을 구축할 수 있으며, 이를 통해 1개의 열매 순환라인(L3)이 수용할 수 있는 글리콜 워터의 유량을 충분히 확보할 수 있다.
해수 라인은, 씨체스트와 열매 히터(41)를 거쳐 배출홀과 연결되며, 해수 펌프(51)와 열매 히터(41)를 구비하여, 해수 펌프(51)를 통해서 해수를 열매 히터(41)로 공급할 수 있다. 여기서, 해수 라인은, 직경이 열매 순환라인(L3)보다 크게 형성될 수 있고 내부식성을 가지는 재질을 내부에 도포하여 구성될 수 있다.
증발가스 공급라인은, 카고탱크(10)와 석션 드럼을 연결하고 증발가스 압축기를 구비하여, 카고탱크(10)에서 발생된 증발가스를 증발가스 압축기로 가압하여 석션 드럼으로 공급할 수 있다. 이때, 증발가스 공급라인은, 석션 드럼의 하측에 연결될 수 있다.
이하에서는 상기 설명한 각 라인들에 의해 유기적으로 형성되어 가스 재기화 시스템을 구현하는 개별적인 구성들에 대해서 설명하도록 한다.
카고탱크(10)는, 제1 수요처에 공급될 액화가스를 저장한다. 카고탱크(10)는, 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때, 카고탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.
이러한 카고탱크(10)는, 선체(100)의 내부에 배치되며, 엔진룸(ER)의 전방에 일례로 4개 형성될 수 있다. 또한, 카고탱크(10)는 일례로 멤브레인형 탱크이나, 이에 한정되지 않고 독립형 탱크 등, 다양한 형태로 그 종류를 특별히 한정하지는 않는다. 그리고, 각각의 카고탱크(10) 사이에 코퍼댐(106)이 배치될 수 있으며, 엔진룸(ER)과 카고탱크(10) 사이에도 코퍼댐(106)이 배치될 수 있다.
피딩 펌프는 액화가스 공급라인 상에 구비되고, 카고탱크(10)의 내부 또는 외부에 설치되어 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 석션 드럼으로 공급할 수 있다. 구체적으로, 피딩 펌프는, 액화가스 공급라인 상에 카고탱크(10)와 석션 드럼 사이에 구비되어 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 1차 가압하여 석션 드럼으로 공급할 수 있다.
피딩 펌프는, 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 6bar 내지 8bar로 가압하여 석션 드럼으로 공급할 수 있다. 여기서 피딩 펌프는, 카고탱크(10)로부터 배출되는 액화가스를 가압하여 압력 및 온도가 다소 높아질 수 있으며, 가압된 액화가스는 여전히 액체상태일 수 있다.
이때, 피딩 펌프는 카고탱크(10) 내부에 구비되는 경우 잠형 펌프일 수 있고, 카고탱크(10)의 외부에 설치되는 경우에는 카고탱크(10)에 저장된 액화가스의 수위보다 낮은 선체 내부의 위치에 구비될 수 있고 원심형 펌프일 수 있다.
부스팅 펌프는 액화가스 공급라인 상에 석션 드럼과 기화부(40) 사이에 구비될 수 있으며, 피딩 펌프로부터 공급받은 액화가스 또는 석션 드럼으로부터 공급받은 액화가스를 50 내지 120bar로 가압하여 기화부(40)로 공급할 수 있다.
부스팅 펌프는 제1 수요처가 요구하는 압력에 맞춰 액화가스를 가압할 수 있으며, 원심형 펌프로 구성될 수 있다. 여기서 부스팅 펌프는 중앙부(102)의 상갑판(104) 상측에 구비될 수 있다.
석션 드럼은 액화가스 공급라인과 연결되어 카고탱크(10)로부터 액화가스를 공급받아 임시 저장할 수 있다. 구체적으로, 석션 드럼은 액화가스 공급라인을 통해 피딩 펌프로부터 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 공급받을 수 있고, 공급받은 액화가스를 임시 저장함으로써 액화가스를 액상과 기상으로 분리할 수 있으며, 분리된 액상은 부스팅 펌프로 공급될 수 있다.
즉, 석션 드럼은, 액화가스를 임시 저장하여 액상과 기상을 분리한 후 완전한 액상을 부스팅 펌프로 공급하여, 부스팅 펌프가 유효흡입수두(NPSH)를 만족하도록 하며, 이로 인해 부스팅 펌프에서의 공동현상(Cavitation)을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 석션 드럼은 증발가스 공급라인과 연결되어 카고탱크(10)에서 발생된 증발가스를 공급받아 임시 저장할 수 있다. 구체적으로, 석션 드럼은, 증발가스 공급라인을 통해 증발가스 압축기로부터 카고탱크(10)에서 발생된 증발가스를 공급받아 임시 저장할 수 있다.
이를 통해 석션 드럼은 액화가스 공급라인으로부터 공급받아 임시 저장된 액화가스와 증발가스 공급라인으로부터 공급받아 임시저장된 증발가스를 서로 열교환시켜 재응축시킬 수 있다. 여기서 석션 드럼은 압력을 견딜 수 있는 압력 용기형으로 형성될 수 있으며, 6 내지 8바(bar) 또는 6 내지 15바(bar)를 견딜 수 있다.
따라서, 석션 드럼은 증발가스 압축기 및 피딩 펌프를 통해 증발가스와 액화가스를 약 6 내지 8bar(또는 6 내지 15bar까지도 가능함)의 압력으로 공급받아 저압의 증발가스 또는 액화가스보다 재응축 효율이 향상되며, 상기 압력을 유지한 상태로 재응축시켜 부스팅 펌프로 공급하여 부스팅 펌프의 압축 부하를 낮출 수 있는 효과가 있다.
기화부(40)는 재기화 라인 상에 마련되어 부스팅 펌프로부터 배출되는 고압의 액화가스를 재기화시킬 수 있다. 구체적으로, 기화부(40)는 제1 수요처와 부스팅 펌프 사이의 재기화 라인 상에 마련되어, 부스팅 펌프로부터 공급되는 고압의 액화가스를 기화시켜 제1 수요처가 원하는 상태로 공급할 수 있다.
기화부(40)는 열매 순환라인(L3)을 통해서 열매를 공급받아 액화가스와 열교환시켜 액화가스를 기화시키고, 액화가스와 열교환된 열매를 다시 열매 순환라인(L3)을 통해서 순환시킨다.
이러한 기화부(40)는 열매에 열원을 지속적으로 공급하기 위해서 열매 순환라인(L3) 상에 열매 히터(41) 및 스팀 열교환기(미도시)를 구비할 수 있으며, 열매 펌프(42)를 구비하여 열매를 열매 순환라인(L3)에 순환시킬 수 있다.
이때, 기화부(40)는 액화가스를 기화시키기 위한 열매로 글리콜 워터(Glycol Water), 해수(Sea Water), 스팀(Steam) 또는 엔진 배기가스 등 비폭발성 열매를 사용할 수 있으며, 고압의 기화된 액화가스를 압력 변동 없이 제1 수요처로 공급할 수 있다.
그리고, 기화부(40)는, 중앙부(102)의 상갑판(104) 상측에 배치될 수 있고, 열매 히터(41), 스팀 열교환기 및 열매 펌프(42)는, 모듈화되어 엔진룸(ER) 내부의 공간부(61)에 배치될 수 있다.
제1 수요처는 기화부(40)에 의해 기화된 액화가스를 공급받아 소비할 수 있다. 여기서 제1 수요처는 액화가스를 기화시켜 기상의 액화가스를 공급받아 사용할 수 있으며, 육상에 설치되는 육상 터미널 또는 해상에 부유되어 설치되는 해상 터미널일 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 제2 수요처를 더 포함할 수 있다. 제2 수요처는 카고탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 공급받아 연료로 사용한다. 즉, 제2 수요처는 증발가스를 필요로 하며 이를 원료로 하여 구동될 수 있고, 발전기(예를 들어 이종연료발전엔진(DFDG), 가스연소장치(GCU))일 수 있으며, 이에 한정되지 않으나 보일러는 제외될 수 있다. 제2 수요처가 가스연소장치인 경우, 가스연소장치에서 연소된 증발가스는, 선체의 상갑판(104) 상에 배치되는 벤트 마스트(V)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
증발가스 압축기는 카고탱크(10)에서 발생된 증발가스를 가압하여 석션 드럼(30) 또는 제2 수요처로 공급할 수 있다. 여기서 증발가스 압축기(80)는 컴프레서룸(부호 도시하지 않음) 내에 배치될 수 있고, 컴프레서룸의 측부에는 모터룸(부호 도시하지 않음)이 배치될 수 있다.
구체적으로 증발가스 압축기는, 증발가스 공급라인 상에 구비되어, 카고탱크(10)에서 발생된 증발가스를 약 6 내지 8bar 또는 6 내지 15bar로 가압하여 석션 드럼으로 공급하거나 또는 제2 수요처로 공급할 수 있다. 이때, 제2 수요처는 증발가스 공급라인(L5)에서 분기되는 증발가스 분기라인을 통해 증발가스를 공급받을 수 있다. 이러한 증발가스 압축기는 중앙부(102)의 상갑판(104) 상측에 구비될 수 있다.
엔진룸(ER)은, 최상측의 상갑판(104)이 형성되고, 상갑판(104)의 하측에 세컨드 데크(D2), 서드 데크(D3), 포스 데크(D4), 플로어 데크(D5), 탱크탑(D6) 순으로 데크가 형성될 수 있다.
엔진룸(ER)의 상갑판(104)의 상측에는 선실(C) 및 연돌(Ch)이 형성되고, 선실(C)의 전방에는 재기화 유닛 룸(2000)이 배치될 수 있다.
선실(C)은 재기화 유닛 룸(2000)이 선체 중앙부(102)에 위치함으로 인해, 선실(C)의 시야가 충분히 확보될 수 있어 종래의 선박에 설치되는 선실(C)에 비해서 높이가 더 낮게 형성될 수 있으며, 내부에는 재기화 유닛 룸(2000)으로 공급될 전력을 컨트롤하는 카고 스위치 보드 룸(Cargo Switch Board Room; 2001)이 설치될 수 있다.
연돌(Ch)은 선실(C)의 후방에 배치되며, 엔진룸(ER)에서 발생하는 배기가스 또는 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있다.
세컨드 데크(D2)는, 상갑판(104)의 직하방에 배치되며, 기타 엔진룸(ER) 내에 설치되는 다양한 장치들이 배치될 수 있다.
서드 데크(D3)는, 세컨드 데크(D2)의 직하방에 배치되며, 트랜스퍼 룸(TR) 및 컨버트 룸(CVR)이 배치될 수 있고, 엔진(E) 및 열매 히터(41)가 연통될 수 있다. 여기서 트랜스퍼 룸(TR) 및 컨버트 룸(CVR)은, 엔진(E)에서 발생되는 전력을 변환 또는 처리하여 전력 소비처에 공급할 수 있다. 그리고, 포스 데크(D4)는 서드 데크(D3)의 직하방에 배치될 수 있다.
도 1에 도시된 미설명부호 SC는 씨체스트이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 열매 공급장치가 선체 내부에 탑재되는 과정을 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열매 공급장치가 선체 내부에 고정된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템은, 선체(100), 기화부(40) 및 모듈화된 열매 공급장치(60)를 포함한다. 이하에서는 본 실시예가 앞서 설명한 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하며, 설명을 생략한 부분에 대해서는 앞선 내용으로 갈음한다.
선체(100)는 내부에 엔진(E)이 구비되는 엔진룸(ER)을 가지며, 기화부(40)는 선체(100)의 상부에 마련되어, 열매와의 열교환을 통해 액화가스를 재기화시킬 수 있다.
그리고, 열매 공급장치(60)는 기화부(40)에 열매를 공급할 수 있으며, 프레임(62), 지지 플레이트(63), 해수 펌프(51), 열매 히터(41) 및 열매 펌프(42)를 포함하고, 모듈 형태로 일체화되어 제작될 수 있다.
이러한 열매 공급장치(60)는 엔진룸(ER)에 탑재될 수 있으며, 보다 상세하게 엔진룸(ER) 내부에 구비된 데크를 제거하여 생긴 공간부(61)에 탑재될 수 있다. 즉, 엔진룸(ER)에는 내부 공간을 상하로 구획하는 적어도 하나의 데크 및 일 영역의 데크가 제거된 공간부(61)가 마련되어, 공간부(61)의 탱크탑(Tank top) 상에 열매 공급장치(60)를 탑재할 수 있다.
여기서, 데크는 상갑판(104)의 하측에 마련되는 세컨드 데크(Second Deck, D2), 세컨드 데크(D2) 하측에 마련되는 서드 데크(Third Deck, D3), 서드 데크(D3) 하측에 마련되는 포스 데크(Fourth Deck, D4), 포스 데크(D4) 하측에 마련되는 플로어 데크(Floor Deck, D5) 및 플로어 데크(D5) 하측에 마련되는 탱크탑(D6)으로 이루어질 수 있다.
그리고, 공간부(61)는 포스 데크(D4) 및 플로어 데크(D5)를 제거하여 마련될 수 있으며, 열매 공급장치(60)의 상부에는 서드 데크(D3)의 적어도 일부가 마련될 수 있다. 이때, 서드 데크(D3)는 선체(100) 구조상 부분적으로 필요할 수 있다.
이와 같이, 엔진룸(ER) 내에 열매 공급장치(60)가 배치될 수 있는 공간부(61)를 마련하기 위하여 포스 데크(D4) 및 플로어 데크(D5)를 부분적으로 제거하고, 공간부(61)에 모듈 형태로 제작된 열매 공급장치(60)를 탑재할 수 있다. 이러한 열매 공급장치(60)는 탱크탑(D6) 상에 탑재될 수 있으며, 이에 의해 상갑판(104) 상의 공간 및 공수를 절감할 수 있다.
이때, 탱크탑(D6)에는 열매 공급장치(60)가 공간부(61)에 탑재될 때, 열매 공급장치(60)의 위치를 정렬하기 위한 가이드 시트(65)가 마련될 수 있다. 가이드 시트(65)는 ㄴ자 형태로 이루어지며, 탱크탑(D6)으로부터 상방으로 일정 높이만큼 연장될 수 있다. 가이드 시트(65)의 형상은 한정되지 않으나, 열매 공급장치(60)를 원활하게 가이드할 수 있는 크기 및 높이로 이루어질 수 있다.
여기서, 열매 공급장치(60)는 하부면으로부터 하방으로 연장된 받침부(64)가 마련되고, 받침부(64)는 엔진룸(ER)의 탱크탑(D6) 상에 안착될 수 있다. 이와 같이, 크레인을 이용하여 열매 공급장치(60)를 들어올려서 공간부(61)에 내려놓을 때, 받침부(64)가 가이드 시트(65)에 의해 가이드되도록 할 수 있다.
그리고, 가이드 시트(65)는 받침부(64)를 보다 원활하게 가이드할 수 있도록 상단이 넓게 퍼진 형태로 이루어질 수 있다. 이에 의해 열매 공급장치(60)가 가이드 시트(65)에 수월하게 가이드될 수 있으며, 열매 공급장치(60)는 탱크탑(D6)에 안착된 뒤 용접에 의해 고정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열매 공급장치가 엔진룸에 안착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 재기화 시스템은, 선체(100), 기화부(40) 및 모듈화된 열매 공급장치(60)를 포함한다. 이하에서는 본 실시예가 앞서 설명한 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하며, 설명을 생략한 부분에 대해서는 앞선 내용으로 갈음한다.
열매 공급장치(60)는 모듈 형태로 일체화되어 제작되어 엔진룸(ER)의 탱크탑(D6)에 탑재될 수 있으며, 이때 엔진룸(ER)은 전방 격벽(91a)에 인접한 탱크탑(D6) 상에 일정 각도로 경사진 슬랜트(66)가 마련될 수 있다. 카고탱크(90) 측과 엔진룸(ER) 측은 탱크탑(D6)의 높이가 상이하므로, 이러한 단차를 맞추어 응력 집중이 발생되지 않도록 하기 위하여 슬랜트(66)가 마련될 수 있으며, 카고탱크(90) 측에 비하여 엔진룸(ER) 측의 탱크탑(D6)의 높이가 더 낮게 마련될 수 있다.
열매 공급장치(60)는 하부면으로부터 연장된 받침부(64)에 슬랜트(66)에 대응되는 경사면(64a)이 마련될 수 있다. 이러한 열매 공급장치(60)의 경사면(64a)이 슬랜트(66) 상에 설치될 수 있으며, 이에 의해 슬랜트(66) 부분이 설비 탑재 공간으로 활용이 가능하다.
열매 공급장치(60)의 받침부(64)에 마련된 경사면(64a)은 크레인(미도시)을 이용하여 열매 공급장치(60)를 들어올린 상태에서 받침부(64)를 슬랜트(66)의 경사 각도에 대응하도록 커팅함에 의해 형성될 수 있다. 이때, 크레인은 골리앗 크레인일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 엔진룸(ER)의 내부 공간에 마련된 적어도 하나의 데크를 제거하여 공간부(61)를 마련하고, 열매 공급장치(60)를 공간부(61)의 탱크탑(D6) 상에 탑재할 때, 슬랜트(66) 부분에 대응되는 받침부(64)에 경사면(64a)이 형성됨으로써 엔진룸(ER)의 공간 활용성을 극대화할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 열매 공급장치가 엔진룸에 안착된 상태를 나타내는 일측 단면도이고, 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 열매 공급장치가 엔진룸에 안착된 상태를 나타내는 타측 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 재기화 시스템은, 선체(100), 기화부(40) 및 모듈화된 열매 공급장치(60)를 포함한다. 이하에서는 본 실시예가 앞서 설명한 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하며, 설명을 생략한 부분에 대해서는 앞선 내용으로 갈음한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 열매 공급장치(60)는 해수 펌프(51), 열매 히터(41) 및 열매 펌프(42) 등이 모듈 형태로 일체화되어 엔진룸(ER)의 탱크탑(D6)에 탑재될 수 있다.
이때, 엔진룸(ER)과 카고탱크(90) 사이에는 코퍼댐(91)이 구비될 수 있으며, 코퍼댐(91)에 인접한 엔진룸(ER)의 탱크탑(D6)에는 슬랜트(66)가 제거되어 적어도 일부 구간이 평평한 수평부가 마련될 수 있다. 이때, 카고탱크(90) 측과 엔진룸(ER) 측의 탱크탑(D6)의 높이 단차를 맞춰주기 위하여 수평부에 대응되는 코퍼댐(91)의 바닥면에는 일정 각도로 경사진 슬랜트(66)가 마련될 수 있다.
이와 같이, 엔진룸(ER)에 슬랜트(66)가 형성된 경우에는 열매 공급장치(60)를 설치하기 어렵기 때문에 엔진룸(ER)의 슬랜트(66)를 평평하게 만들고, 대신 코퍼댐(91)으로 슬랜트(66)를 이동시켜서 열매 공급장치(60)를 코퍼댐(91)에 인접한 영역까지 설치할 수 있다.
도 9에서 보는 바와 같이, 열매 공급장치(60)의 받침부(64)가 위치되는 영역의 탱크탑(D6)에는 슬랜트(66)가 제거된 수평부가 마련될 수 있으나, 수평부의 좌우 부분은 선형을 고려하여 도 10에서 보는 바와 같이 슬랜트(66)가 마련될 수 있다. 이때, 엔진룸(ER)의 탱크탑(D6)에 마련된 슬랜트(66)에는 열매 공급장치(60)의 받침부(64)가 설치되지 않을 수 있다.
이와 같이, 슬랜트(66)의 위치를 코퍼댐(91)의 내부로 이동시킴에 의해 엔진룸(ER)의 전방에 설비 탑재가 가능할 뿐만 아니라, 카고탱크(90) 측과 엔진룸(ER) 측의 탱크탑(D6) 단차를 맞추어 응력 집중이 발생되지 않도록 할 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.
1: 선박 10, 90: 카고탱크
40: 기화부 41: 열매 히터
42: 열매 펌프 51: 해수 펌프
60: 열매 공급장치 61: 공간부
62: 프레임 63: 지지 플레이트
64: 받침부 64a: 경사면
65: 가이드 시트 66: 슬랜트
91, 106: 코퍼댐 101: 선수부
102: 중앙부 103: 선미부
104: 상갑판 105: 선저부
2000: 재기화 유닛 룸 2001: 카고 스위치보드 룸
TR: 트랜스퍼룸 CVR: 컨버트룸
E: 엔진 C: 선실
Ch: 연돌 ER: 엔진룸
V: 벤트 마스트 D2: 세컨드 데크
D3: 서드 데크 D4: 포스 데크
D5: 플로어 데크 D6: 탱크탑
Mo: 추진 모터 SC: 씨체스트

Claims (7)

  1. 추진엔진이 구비되는 엔진룸 및 적어도 하나의 카고탱크를 내부에 가지는 선체;
    상기 선체의 상부에 마련되고, 열매체와의 열교환을 통해 액화가스를 재기화시키는 기화부; 및
    상기 기화부에 상기 열매를 공급하는 열매 공급장치;를 포함하며,
    상기 열매 공급장치는,
    복수 개의 층 및 기둥으로 이루어지는 프레임;
    상기 프레임의 상기 복수 개의 층 상에 마련되는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트의 일 영역 상에 배치되는 해수 펌프; 및
    상기 지지 플레이트의 타 영역 상에 배치되며, 상기 해수 펌프를 이용하여 해수를 공급받는 열매 히터;를 포함하여 모듈 형태로 일체화되어 제작되고,
    상기 열매 공급장치는, 엔진룸 내부 공간을 상하로 구획하는 적어도 하나의 데크 일부를 제거하여 생긴 공간부에 수용되어 상기 엔진룸의 탱크탑(Tank top)에 탑재되되, 상기 프레임의 하부면으로부터 연장되는 받침부에 의해 상기 탱크탑에 고정되고, 상기 받침부 이외의 부분은 상기 선체와 이격되어 상기 열매 공급장치에서 발생되는 진동이 엔진 측으로 전달되지 않도록 하고,
    상기 열매 공급장치는, 상기 엔진룸과 상기 카고탱크 사이에 구비된 코퍼댐에 인접한 상기 엔진룸의 상기 탱크탑에는 적어도 일부 구간이 평평한 수평부가 마련되고, 상기 수평부에 대응되는 코퍼댐의 바닥면에는 일정 각도로 경사진 슬랜트(Slant)가 마련되어, 상기 열매 공급장치를 상기 코퍼댐에 인접한 영역까지 설치 가능한 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 엔진룸의 상기 탱크탑은,
    상기 수평부의 좌우에 슬랜트가 마련되는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 열매 공급장치는,
    상기 열매 히터에 열매를 순환시키는 열매 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  7. 제1항, 제2항, 제6항 중 적어도 어느 한 항의 상기 가스 재기화 시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 선박.
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