KR102057786B1 - 해양 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물은, 액화가스 저장탱크에서 발생한 증발가스를 압축하는 압축기; 압축된 증발가스를 액화시켜 상기 액화가스 저장탱크로 리턴하는 재액화기; 상기 액화가스 저장탱크에서 외부로 액화가스를 하역하는 하역라인; 및 상기 재액화기에서 배출되는 증발가스 중 적어도 일부를 상기 하역라인으로 전달하는 순환라인을 포함하며, 상기 순환라인을 이용함에 따라, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 대신하여, 재액화된 고압의 증발가스를 이용해 상기 하역라인의 쿨다운이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

해양 구조물{Marine Structure}

본 발명은 해양 구조물에 관한 것이다.

해안(Near shore/At shore)에 설치되는 Floater가 Jetty에 고박(Mooring)되고, 생산된 LNG는 Jetty를 따라 놓인 라인(Offloading Line)을 경유하여 LNGC로 적재된다.

여기서 해안/항구에 마련되는 라인과 제티의 라인은, 지형, 암벽 등의 구조에 의해 정박된 LNGC와의 거리가 멀어서 길게 형성되고, 제티의 오프로딩 시 라인이 쿨다운을 이루지 않으면, 극저온의 가스가 상온에 의해 기하적으로 팽창하여 폭발에 가까운 작용이 발생될 수 있는 바와 같이, 오프로딩 시에는 라인이 미리 쿨다운이 이루어져야 한다.

그런데 제티의 LNG 공급은, 4일에서 7일에 1회 정도 수행되는 바와 같이, 항시 오프로딩이 이루어지는 것은 아니며, 라인은 LNG를 공급한 이후 다시 상온으로 변동되고, LNG를 재공급시에는 다시 쿨다운이 이루어져야 한다.

그리고 쿨다운은, 상온 상태의 라인을 극저온의 가스가 경유할 수 있는 상태로 변경하는 것으로서, 매회 상온에서 극저온의 상태로 이루기 위한 작용이 필요하여 효율적으로 이루어질 필요가 있다.

이러한 제티의 오프로딩만 아니라, FLNG가 다른 선박으로 오프로딩할 경우에도 쿨다운 작용이 효율적으로 이루어지는 것이 요구된다.

본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액화가스의 순환을 위한 펌프없이 쿨다운 작용이 가능하여 설비의 단순화를 이룰 수 있는 해양 구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물은, 액화가스 저장탱크에서 발생한 증발가스를 압축하는 압축기; 압축된 증발가스를 액화시켜 상기 액화가스 저장탱크로 리턴하는 재액화기; 상기 액화가스 저장탱크에서 외부로 액화가스를 하역하는 하역라인; 및 상기 재액화기에서 배출되는 증발가스 중 적어도 일부를 상기 하역라인으로 전달하는 순환라인을 포함하며, 상기 순환라인을 이용함에 따라, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 대신하여, 재액화된 고압의 증발가스를 이용해 상기 하역라인의 쿨다운이 가능한 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 하역라인은, 외부로 연장되면서 분기되어 둘 이상의 연결단을 갖고, 상기 하역라인에서 분기된 부분들을 서로 연결하는 하역 연결라인을 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 순환라인은, 상기 하역라인에서 분기된 지점과 상기 하역 연결라인이 마련되는 지점의 사이에 연결되며, 상기 순환라인을 통해 상기 하역라인으로 유입된 증발가스는, 상기 하역 연결라인을 따라 순환될 수 있다.

구체적으로, 상기 재액화기에서 액화된 증발가스를 상기 액화가스 저장탱크로 전달하는 액화라인; 및 상기 하역라인에서 상기 액화라인으로 연결되는 액화 연결라인을 더 포함하며, 상기 재액화기에서 액화된 증발가스는, 상기 하역라인의 적어도 일부 및 상기 액화 연결라인을 경유하고 상기 액화라인을 통해 상기 액화가스 저장탱크로 전달될 수 있다.

구체적으로, 상기 액화 연결라인은, 상기 액화라인의 쿨다운 여부에 따라 흐름이 조절될 수 있다.

구체적으로, 상기 재액화기에서 액화된 증발가스의 압력을 조절하여 상기 순환라인으로 전달하는 압력 조절부를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 해양 구조물은, 부유식 해양플랜트 또는 제티일 수 있다.

본 발명에 따른 해양 구조물은, 펌프를 구동시킬 필요 없이 고압으로 배출되는 액화가스의 순환을 이용하여, 라인을 효율적으로 구성함으로써 설비의 단순화를 이룰 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물에서 하역라인과 연결단을 포함하여 쿨다운시키기 위한 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물에서 하역라인을 쿨다운 시키기 위한 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 쿨다운이 개략적으로 이루어지는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 오프로딩이 개략적으로 이루어지는 모습을 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 해양 구조물에서 하역라인과 연결단을 포함하여 쿨다운시키기 위한 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물에서 하역라인을 쿨다운 시키기 위한 모습을 도시한 도면이다.

또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 쿨다운이 개략적으로 이루어지는 모습을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 오프로딩이 개략적으로 이루어지는 모습을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물(1)은, 압축기(20), 재액화기(30), 압력 조절부(40), 순환라인(12), 하역라인(13), 액화라인(14)을 포함할 수 있고, 해양 구조물(1)은, 부유식 해양플랜트 또는 제티일 수 있다.

그리고 이하 본 명세서에서, 가스는 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. 그리고 LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 이러한 LNG로부터 발생되는 증발가스도 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

또한, 본 실시예의 쿨다운은, 가압을 위해 마련된 압축기(20)를 통해 고압으로 배출되는 액화가스가 순환이 이루어지면서 수행될 수 있어, 펌프의 구동없이 쿨다운이 가능하며, 액화가스의 경유가 효율적으로 이루어져 구조의 최적화가 가능하다.

구체적으로 압축기(20)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 압축하여 강제 이송할 수 있으며, 하나 이상으로 마련되어 다단으로 가압하거나 어느 하나가 스탠바이용으로 이용될 수도 있는 바와 같이 다양한 변형예가 가능하다.

여기서 액화가스 저장탱크(10)는, 해양 구조물(1)에 마련되어 액화가스를 저장하는 탱크로 이루어질 수 있으며, 일정한 압력을 견딜 수 있고, 단열이 이루어지도록 설계될 수 있다. 또한, 액화가스의 수용 용량에 따라 하나 이상으로 마련될 수 있고, 각각의 액화가스 저장탱크(10)가 압축기(20)와 하역라인(13) 등에 연결될 수 있으며, 부스팅 펌프(부호 도시하지 않음)가 내외부에 마련될 수 있고, 부스팅 펌프는 오프로딩시 구동될 수 있다.

물론 이해의 편의를 위해 라인을 단순화하여, 도 3, 4에서는 하나의 액화가스 저장탱크(10)와 압축기(20)가 연결되고, 다른 하나의 액화가스 저장탱크(10)와 압력 조절부(40)가 연결되는 것으로 도시한 것일 뿐이므로, 복수의 액화가스 저장탱크(10) 모두가 압축기(20) 및 압력 조절부(40)와 연결될 수 있음은 물론, 도 1 및 도 2에서의 압축기(20)가 하나의 액화가스 저장탱크(10)와 연결된 것 또한 도 3 및 도 4와 동일하게, 이해의 편의를 위해 라인을 단순화시킨 것이므로, 이에 본원발명이 한정되지 않음은 물론이다.

또한, 증발가스 배출라인(11)을 통해 증발가스가 배출되는 구조는 도 1에서 하나의 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되는 것으로 도시하였으나, 각각의 액화가스 저장탱크(10)로부터 모두 증발가스가 배출될 수 있음은 물론이며, 증발가스가 배출된 후 다시 액화가스 저장탱크(10)로 유입시에는 증발가스가 배출된 탱크와 동일할 수 있고, 또는 이웃한 액화가스 저장탱크(10)로 유입될 수 있는 바와 같이, 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

이러한 액화가스 저장탱크(10)에 연결되는 압축기(20)는, 증발가스 배출라인(11) 상에 마련될 수 있으며, 증발가스 배출라인(11)은 액화가스 저장탱크(10)에서 액화가스 저장탱크(10)까지 연결될 수 있고, 복수의 액화가스 저장탱크(10)는 매니폴드 구조에 의해 서로 연결될 수 있다.

그리고 압축기(20)를 통해 가압된 증발가스는, 비등점이 올라가 쉽게 액화될 수 있는 상태가 될 수 있으므로, 압축기(20)는 증발가스 배출라인(11) 상에서 재액화기(30)의 상류에 마련되는 것이 바람직하다.

재액화기(30)는, 압축기(20)에 의해 압축된 증발가스를 공급받은 후, 증발가스를 액화시켜 액화가스 저장탱크(10)로 보낼 수 있다.

여기서 재액화된 가스가 액화가스 저장탱크(10)로 보내지는 것은, 증발가스/재액화가스(본 명세서에서의 가스는 증발가스, 재액화가스, 액화상태 가스 등이 서로 혼용될 수 있음)가 액화가스 저장탱크(10)로 유입되는 것을 의미하는 것으로서, 앞서 언급한 바와 같이 증발가스를 토출시킨 액화가스 저장탱크(10)와 동일한 액화가스 저장탱크(10)로 복귀시키는 것을 의미할 수 있고, 또는 증발가스를 토출시킨 액화가스 저장탱크(10)와 가스가 공급되는 액화가스 저장탱크(10)가 서로 다르게 이루어지는 것을 의미할 수도 있다. 이는 복수의 액화가스 저장탱크(10)와 압축기(20)의 연결구조에 따라 다양한 변형예로 이루어질 수 있다.

그리고 액화가스 저장탱크(10)로 가스가 유입시, 증발가스 배출라인(11)을 통해 이루어질 수도 있으나, 오프로딩시 하역라인(13)의 쿨다운 시키기 위해 후술되는 순환라인(12)을 통해 이루어질 수 있다.

압력 조절부(40)는, 증발가스 배출라인(11)상에서 재액화기(30)의 하류에 마련되어, 재액화기(30)에서 액화된 증발가스의 압력을 조절하여 순환라인(12)으로 전달할 수 있다.

물론 압력 조절부(40)를 통해 배출되는 가스는 액화가스 저장탱크(10)의 내압에 맞춰지도록 조절된 후 증발가스 배출라인(11)을 통해 액화가스 저장탱크(10)로 유입될 수도 있다.

한편 본 실시예에서 쿨다운 작용을 이루기 위해서, 즉 압력 조절부(40)로부터 하역라인(13)으로 액화가스가 공급시, 압축기(20)에 의해 액화가 용이하게 이루어진 상태에서 재액화기(30)를 통해 액화된 이후, 압력 조절부(40)에서 감압이 이루어져 쉽게 냉각이 이루어지면, 순환라인(12)을 통해 하역라인(13)으로 액화가스가 공급될 수 있다.

순환라인(12)은, 재액화기(30)와 압력 조절부(40)로부터 배출되는 증발가스 중 적어도 일부를 하역라인(13)으로 전달할 수 있다.

예를 들어 순환라인(12)은, 재액화기(30) 또는 압력 조절부(40)로부터 직접 하역라인(13)에 연결될 수 있으나, 바람직하게는, 고압의 재액화가스가 쉽게 냉각이 이루어질 수 있도록 감압이 된 이후에 하역라인(13)을 통해 액화가스 저장탱크(10)로 복귀하도록, 증발가스 배출라인(11) 상에서 압력 조절부(40)의 하류에서 분기된 후 하역라인(13)에 연결될 수 있다(도 3, 4 참조).

이러한 순환라인(12)을 통해, 하역라인(13)은 재액화된 가스를 직접 공급받아 쿨다운 작용을 이룰 수 있으므로, 증발가스 배출라인(11)을 통해 액화가스 저장탱크(10)로 복귀한 가스를 다시 배출하여 쿨다운을 이룰 필요가 없으므로, 쿨다운시 펌프 구동이 불필요하게 된다.

상기한 바와 같이 순환라인(12)을 이용함에 따라, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 대신하여, 재액화된 고압의 증발가스를 이용해 하역라인(13)의 쿨다운이 가능할 수 있다.

그리고 이러한 쿨다운 작용은, 하역라인(13)과 연결단(13A, 13B)을 함께 쿨다운 시키거나, 하역라인(13)만을 쿨다운 시킬 수 있다.

먼저, 일례로 도 1을 참조하는 바와 같이, 순환라인(12)은 하역라인(13)에서 분기된 지점(일례로 연결단(13A, 13B))과 하역 연결라인(13C)이 마련되는 지점의 사이에 연결될 수 있으며, 순환라인(12)을 통해 하역라인(13)으로 유입된 증발가스는, 하역 연결라인(13C)을 따라 순환될 수 있다. 이에 따라, 하역라인(13)이 쿨다운되면서, 연결단(13A, 13B)과 하역 연결라인(13C) 또한 쿨다운이 이루어질 수 있고, 쿨다운 작용이 이루어진 이후의 가스는 액화가스 저장탱크(10)로 유입될 수 있다.

그리고 다른 예로 도 2를 참조하는 바와 같이, 순환라인(12)은 분기되지 않은 지점에서의 하역라인(13)에 연결될 수 있다. 이때, 재액화된 가스는 순환라인(12)을 경유하여 하역라인(13)으로 공급되어, 하역라인(13)을 쿨다운시킬 수 있으며, 가스는 쿨다운 작용이 이루어진 후 액화가스 저장탱크(10)로 유입될 수 있다.

여기서 가스는, 액화가스 저장탱크(10) 내부에서 다시 증발가스로 발생될 수도 있으나, 증발가스 배출라인(11)을 통해 배출된 후 상술한 바와 같은 압축기(20), 재액화기(30), 압력 조절부(40)를 통해 다시 재액화된 이후 쿨다운 작용에 이용될 수 있다.

하역라인(13)은, 오프로딩을 위한 구성으로서, 액화가스 저장탱크(10)에서 외부로 액화가스를 하역할 수 있다.

예를 들어 도 1을 참조하는 바와 같이, 하역라인(13)은, 연결단(13A, 13B)과 하역 연결라인(13C)을 포함할 수 있다.

연결단(13A, 13B)은, 예를 들어 LNGC로 연결되기 위한 연장라인으로 이루어지도록 외부로 연장되면서 분기되어 둘 이상으로 이루어질 수 있다. 여기서 연결단(13A, 13B)은, 외부로 연장되면서 해안에 배치될 수 있어, 제티의 구성으로 이루어질 수 있는 바와 같이, 다양한 변형예가 가능하다.

하역 연결라인(13C)은, 하역라인(13)에서 분기된 부분들을 서로 연결할 수 있으며, 예를 들어 연결단(13A, 13B) 사이를 연통시킬 수 있다.

이러한 구조를 통해, 앞서 언급한 바와 같이, 순환라인(12)을 통해 하역라인(13)으로 유입된 증발가스는, 하역 연결라인(13C)을 따라 순환될 수 있어, 연결단(13A, 13B)과 하역 연결라인(13C)은 하역라인(13)의 쿨다운시 함께 쿨다운을 이룰 수 있다.

도 1, 2를 참조하는 바와 같이, 액화라인(14)은, 재액화기(30)에서 액화된 증발가스를 하나 이상의 액화가스 저장탱크(10)로 전달할 수 있다.

예를 들어 액화라인(14)은, 액화 연결라인(15)을 통해 하역라인(13)으로부터 연장되어, 하나 이상의 액화가스 저장탱크(10)와 개별적으로 연결될 수 있게, 복수의 라인으로 분기될 수 있다.

그리고 액화 연결라인(15)은, 액화라인(14)과 하역라인(13)을 연통시키는 구성으로서, 하역라인(13)에서 액화라인(14)으로 연결될 수 있다.

이러한 액화라인(14)과 액화 연결라인(15)을 통해, 재액화기(30)에서 액화된 증발가스는, 하역라인(13)의 적어도 일부 및 액화 연결라인(15)을 경유하고 액화라인을 통해 액화가스 저장탱크(10)로 전달될 수 있다.

여기서 액화 연결라인(15)은, 액화라인(14)의 쿨다운 여부에 따라 흐름이 조절될 수 있으며, 흐름 조절은 예를 들어 밸브(도시하지 않음)의 개도 조절에 의해 이루어질 수 있다.

여기서 액화라인(14)은, 로딩라인으로 이용될 수 있고, 로딩라인과 별개로 마련될 수도 있으며, 액화라인(14)이 로딩라인과 별개로 마련되는 경우에는 액화라인(14)의 쿨다운이 필요시에 액화 증발가스가 전달될 수 있는 바와 같이 다양한 변형예가 가능하다.

이와 같이 본 실시예는, 액화가 용이해지도록 가스를 압축하는 압축기(20)를 통해 고압으로 배출되는 액화가스가 순환이 이루어지도록 하면서, 순환라인(12) 등을 통해 쿨다운을 이루는 구조를 효율적으로 구성하여, 펌프의 구동없이 쿨다운 작용이 가능하며, 로딩라인을 하역라인의 쿨다운 작용을 위한 런다운으로 이용할 필요가 없어 설비의 단순화를 이룰 수 있다.

본 발명은 상기에서 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 또는 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있음은 물론이다.

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: 해양 구조물 10 : 액화가스 저장탱크
20: 압축기 30: 재액화기
40: 압력 조절부 11: 증발가스 배출라인
12: 순환라인 13: 하역라인
13A, 13B: 연결단 13C: 하역 연결라인
14: 액화라인

Claims (7)

1. 액화가스 저장탱크에서 발생한 증발가스를 압축하는 압축기;
   압축된 증발가스를 액화시켜 상기 액화가스 저장탱크로 리턴하는 재액화기;
   상기 액화가스 저장탱크에서 외부로 액화가스를 하역하는 하역라인; 및
   상기 재액화기에서 배출되는 증발가스 중 적어도 일부를 상기 하역라인으로 전달하는 순환라인을 포함하며,
   상기 순환라인을 이용함에 따라, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 대신하여, 재액화된 고압의 증발가스를 이용해 상기 하역라인의 쿨다운이 가능하고,
   상기 하역라인은,
   외부로 연장되면서 분기되어 둘 이상의 연결단을 갖고,
   상기 하역라인에서 분기된 부분들을 서로 연결하는 하역 연결라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 순환라인은, 상기 하역라인에서 분기된 지점과 상기 하역 연결라인이 마련되는 지점의 사이에 연결되며,
   상기 순환라인을 통해 상기 하역라인으로 유입된 증발가스는, 상기 하역 연결라인을 따라 순환되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
4. 액화가스 저장탱크에서 발생한 증발가스를 압축하는 압축기;
   압축된 증발가스를 액화시켜 상기 액화가스 저장탱크로 리턴하는 재액화기;
   상기 액화가스 저장탱크에서 외부로 액화가스를 하역하는 하역라인; 및
   상기 재액화기에서 배출되는 증발가스 중 적어도 일부를 상기 하역라인으로 전달하는 순환라인을 포함하며,
   상기 순환라인을 이용함에 따라, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 대신하여, 재액화된 고압의 증발가스를 이용해 상기 하역라인의 쿨다운이 가능하고,
   상기 재액화기에서 액화된 증발가스를 상기 액화가스 저장탱크로 전달하는 액화라인; 및
   상기 하역라인에서 상기 액화라인으로 연결되는 액화 연결라인을 더 포함하며,
   상기 재액화기에서 액화된 증발가스는, 상기 하역라인의 적어도 일부 및 상기 액화 연결라인을 경유하고 상기 액화라인을 통해 상기 액화가스 저장탱크로 전달되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
5. 제4항에 있어서, 상기 액화 연결라인은,
   상기 액화라인의 쿨다운 여부에 따라 흐름이 조절되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
6. 제1항에 있어서,
   상기 재액화기에서 액화된 증발가스의 압력을 조절하여 상기 순환라인으로 전달하는 압력 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
7. 제1항에 있어서,
   상기 해양 구조물은, 부유식 해양플랜트 또는 제티인 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
   

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