KR102124682B1 - 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법에 관한 것으로서, 특히 냉매탱크를 관리하는 과정 중에 개싱 업(Gassing up)단계(S1c)와 웜 업(Warm up)단계(S2b)에서 분류된 액화천연가스를 이용할 수 있도록 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 분류된 탄화수소를 액화하기 위한 냉매를 보관하는 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법으로서, 냉매탱크의 내부를 불활성가스에서 냉매가스로 치환하는 개싱 업단계와 냉매탱크의 내부를 상온의 냉매가스로 치환하는 웜 업단계에서 냉매탱크로 공급되는 유체는 추출된 천연가스액체(NGL), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10) 중 어느 하나인 것을 기술적 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 분류된 탄화수소를 액화하기 위한 냉매를 보관하는 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법으로서, 냉매탱크의 내부를 불활성가스에서 냉매가스로 치환하는 개싱 업단계와 냉매탱크의 내부를 상온의 냉매가스로 치환하는 웜 업단계에서 냉매탱크로 공급되는 유체는 추출된 천연가스액체(NGL), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10) 중 어느 하나인 것을 기술적 특징으로 한다.
Description
본 발명은 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법에 관한 것으로서, 특히 냉매탱크를 관리하는 과정 중에 개싱 업(Gassing up)단계(S1c)와 웜 업(Warm up)단계(S2b)에서 분류 처리된 가스를 이용할 수 있도록 구성한 것이다.
LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 증가하고 있는 추세이다.
특히 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로서 여러 분야에서 사용이 늘어나고 있다.
통상적으로 가스전에서 채취한 천연가스는 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10), 질소(N2) 등을 주성분으로 하며, 채취한 천연가스는 천연가스액체(NGL)로 추출(Extraction)되고, 이를 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10)으로 분류(Fractionation)한 후 응축과정을 통해 부피를 감축시킨 상태로 탱크에 보관한다.
한편, 해저에 위치한 가스전에서 천연가스를 채취하기 위해 최근에 부유식 채취선인 FLNG, FSRU, FPSO 등이 건조되며, 처리된 액화천연가스를 육상으로 운송하기 위한 캐리어선 등이 개발 건조되고 있다.
이와 같이 해상 가스전에서 채취된 천연가스를 액화천연가스로 분류하기 위해서는 분류된 천연가스를 액화하기 위한 액화공정이 필요하며, 액화공정에서 냉매는 반드시 필요하다.
이런 냉매를 보관하는 탱크가 냉매탱크이며, 냉매탱크의 관리 시에 사용되는 유체는 냉매탱크에 저장하는 물질에 따라 다르게 된다.
따라서 냉매탱크에 저장되는 물질에 따라 다른 유체를 저장 보관하고 있어야 함에 따라 부유식 채취선의 탑 사이드(Top Side)에는 추가적인 장비가 증가하게 되며, 그에 따른 공간활용도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 부유식 채취선의 탑 사이드(Top Side)로 통과하는 액화천연가스, 에탄, 프로판, 부탄 중 어느 한 유체를 분기하여 냉매탱크의 전처리와 후처리 단계에 속하는 개싱 업(Gassing up)단계(S1c)와 웜 업(Warm up)단계(S2b)의 관리 유체로 이용할 수 있도록 구성한 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 분류된 탄화수소를 액화하기 위한 냉매를 보관하는 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법으로서, 냉매탱크의 내부를 불활성가스에서 냉매가스로 치환하는 개싱 업단계와 냉매탱크의 내부를 상온의 냉매가스로 치환하는 웜 업단계에서 냉매탱크로 공급되는 유체는 추출된 천연가스액체(NGL), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10) 중 어느 하나인 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 추출장치에서 분류장치로 이송되는 천연가스액체(NGL)를 분기하여 냉매탱크로 공급한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 추출장치에서 분류장치로 공급된 천연가스액체는 탄소수별 별도의 액체가스로 분류되며, 에탄(C2H6)은 분류장치 중 에탄(C2H6) 분류장치에서 분기하여 냉매탱크로 공급한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 추출장치에서 분류장치로 공급된 천연가스액체는 탄소수별 별도의 액체가스로 분류되며, 프로판(C3H8)은 분류장치 중 프로판(C3H8) 분류장치에서 분기하여 냉매탱크로 공급한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 추출장치에서 분류장치로 공급된 천연가스액체는 탄소수별 별도의 액체가스로 분류되며, 부탄(C4H10)은 분류장치 중 부탄(C4H10) 분류장치에서 분기하여 냉매탱크로 공급한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법은 냉매탱크의 관리에 필요한 유체를 추출한 액화천연가스 또는 분류처리된 에탄, 프로판, 부탄 중 어느 한 유체를 이용함에 따라 종래에 냉매탱크의 관리에 필요한 유체를 보관 처리하는 장치들이 필요치 않다는 장점이 있다.
따라서 선박의 건조 단가 및 보관 처리 장치들이 설치되었던 탑 사이드의 공간활용도를 증대시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 냉매탱크의 일반적인 관리방법을 나타낸 개념도이고,
도 2는 본 발명의 냉매탱크 관리방법에 따른 필요 유체 공급방식을 나타낸 개념도이며,
도 3은 도 2에 도시된 냉매탱크 관리방법 중 개싱 업단계와 웜 업단계에 필요 유체 공급단계를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 냉매탱크 관리방법에 따른 필요 유체 공급방식을 나타낸 개념도이며,
도 3은 도 2에 도시된 냉매탱크 관리방법 중 개싱 업단계와 웜 업단계에 필요 유체 공급단계를 나타낸 개념도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 1은 냉매탱크의 일반적인 관리방법을 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 냉매탱크 관리방법에 따른 필요 유체 공급방식을 나타낸 개념도이며, 도 3은 도 2에 도시된 냉매탱크 관리방법 중 개싱 업단계와 웜 업단계에 필요 유체 공급단계를 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉매탱크 관리방법은 냉매탱크를 점검하는 관리단계(Sm)와 냉매탱크에 채워진 냉매로 작동하는 가동단계(So)를 포함하며, 가동단계(So) 전에 전처리단계(S1)와 가동단계(So) 이후의 후처리단계(S2)를 포함한다.
먼저 전처리단계(S1)는 관리단계(Sm) 이후에 드라잉(Drying)단계(S1a), 인너팅(Inerting)단계(S1b), 개싱 업(Gassing up)단계(S1c), 쿨 다운(Cool down)단계(S1d), 로딩(Loading)단계(S1e)를 포함하며, 후처리단계(S2)는 가동단계(So) 이후에 트랜스퍼(Transfer)단계(S2a), 웜 업(Warm up)단계(S2b), 개스 프링(Gas freeing)단계(S2c), 에어레이션(Aeration)단계(S2d)를 포함한다.
여기에서, 드라잉단계(S1a)는 냉매탱크 내부의 수분을 제거하는 공정으로서, 쿨 다운(Cool down)단계(S1d)에서 아이스(ice)와 부식물질 생성을 방지하고, 듀 포인트(Dew point)를 만족시키기 위한 단계이며, 건조 공기(Dry air)를 공급하여 냉매탱크 내부의 에어를 배출하는 단계이다.
다음으로 인너팅(Inerting)단계(S1b)는 냉매탱크 내부의 산소를 제거하기 위한 공정으로서, 산소의 농도를 낮춰 화재 폭발을 방지하기 위해 불활성가스(질소 또는 이산화탄소)를 공급한다.
그리고 개싱 업(Gassing up)단계(S1c)는 냉매탱크 내부의 불활성가스를 냉매가스로 치환하는 과정으로서, 쿨 다운(Cool down) 시 이산화탄소가 동결되어 하이드래이트(hydrate) 발생을 방지하기 위한 과정이며, 종래에는 냉매를 기화하여 상온의 냉매가스를 탱크에 공급하였으나, 본 발명에서는 채취된 천연가스로부터 추출된 천연가스액체(NGL) 또는 분류된 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) 또는 부탄(C4H10)을 냉매탱크에 공급하여 개싱 업단계(S1c)를 수행한다. 이때 개싱 업단계(S1c)를 통해 냉매탱크 내부의 불활성 가스는 배출된다.
다음으로 쿨 다운(Cool down)단계(S1d)는 냉매탱크의 내부를 냉각시키기 위해 냉매를 분무하는 단계로서, 냉매의 증발잠열을 이용하여 냉매탱크의 내부를 냉각시킨다.
이와 같이 냉매탱크가 냉각되면 다음으로 냉매의 로딩(Loading)단계(S1e)가 수행되며, 각 냉매탱크에 천연가스에서 분류된 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10)을 각 냉매탱크에 저장한다.
냉매의 로딩이 완료되면 가동단계(So)를 수행하면서, 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10)을 냉매로 액화공정이 진행된다.
한편, 가동단계(So)가 완료되면, 냉매탱크의 관리를 위해 냉매탱크의 후처리단계(S2)가 진행된다.
후처리 과정으로서 트랜스퍼(Transfer)단계(S2a)는 냉매탱크의 냉매를 이송하는 단계로서, 관리하고자 하는 냉매탱크의 냉매를 관리하지 않는 다른 냉매탱크로 이동시켜 비운다.
다음으로 웜 업(Warm up)단계(S2b)를 통해 빈 냉매탱크를 상온의 냉매가스로 치환한다. 웜 업단계(S2b)는 쿨 다운(Cool down)단계(S1d)의 반대의 운전으로 종래에는 냉매를 히터로 가열 및 기화하여 냉매탱크 내부로 순환시켜 잔류 냉매를 증발시켰으나, 본 발명에서는 추출된 천연가스액체(NGL) 또는 분류된 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) 또는 부탄(C4H10)을 냉매탱크에 공급하여 잔류 냉매를 증발시켜 배출한다.
그리고 냉매탱크의 내부에 불활성 가스로 치환하는 개스 프링(Gas freeing)단계(S2c)를 수행하여 냉매가스를 완전히 제거한다.
냉매탱크에서 냉매가스가 완전히 제거되면, 작업자가 냉매탱크의 내부로 진입할 수 있는 조건을 형성하기 위해 냉매탱크에 에어를 공급하는 에어레이션(Aeration)단계(S2d)가 진행되고, 이후 작업자가 냉매탱크의 상태를 점검 및 보수를 수행하는 관리단계(Sm)가 진행된다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 개싱 업(Gassing up)단계(S1c)와 웜 업(Warm up)단계(S2b)에서 추출된 천연가스액체(NGL) 또는 분류된 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) 또는 부탄(C4H10)을 이용하는 것에 특징이 있으며, 이를 위해서 도 2에 도시된 바와 같이 천연가스액체 추출장치(110) 또는 분류된 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) 또는 부탄(C4H10)의 분류장치(120)로부터 유체들을 각각 분기시켜 냉매탱크(130)로 공급한다.
이와 같이 본 발명에서는 천연가스에서 추출된 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10)을 냉매탱크의 개싱 업(Gassing up)과 웜 업(Warm up) 과정에 필요한 유체로 이용함으로써, 종래와 같이 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10) 등을 기화시키기 위한 별도의 장치가 필요치 않으며 선체의 탑 사이드의 공간활용도를 증대시킬 수 있다.
110 : 추출장치
120 : 분류장치
130 : 냉매탱크
120 : 분류장치
130 : 냉매탱크
Claims (5)
- 부유식 채취선의 탑 사이드(Top Side)로 통과하는 액화천연가스, 에탄, 프로판, 부탄 중 어느 한 유체를 분기하여 냉매탱크의 전처리 단계와 후처리 단계를 수행하는 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법으로서,
전처리 단계에서는 냉매탱크의 내부를 불활성가스에서 냉매가스로 치환하기 위해 냉매탱크로 추출된 천연가스액체(NGL), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10) 중 어느 하나를 공급하는 개싱 업단계를 포함하고,
후처리 단계에서는 냉매탱크의 잔류 냉매를 증발시켜 배출하기 위해 냉매탱크로 추출된 천연가스액체(NGL), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10) 중 어느 하나를 공급하는 웜 업단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법.
- 제1항에 있어서,
추출장치에서 분류장치로 이송되는 천연가스액체(NGL)를 분기하여 냉매탱크로 공급하는 것을 특징으로 하는 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
추출장치에서 분류장치로 공급된 천연가스액체는 탄소수별 별도의 액체가스로 분류되며, 에탄(C2H6)은 분류장치 중 에탄(C2H6) 분류장치에서 분기하여 냉매탱크로 공급하는 것을 특징으로 하는 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
추출장치에서 분류장치로 공급된 천연가스액체는 탄소수별 별도의 액체가스로 분류되며, 프로판(C3H8)은 분류장치 중 프로판(C3H8) 분류장치에서 분기하여 냉매탱크로 공급하는 것을 특징으로 하는 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
추출장치에서 분류장치로 공급된 천연가스액체는 탄소수별 별도의 액체가스로 분류되며, 부탄(C4H10)은 분류장치 중 부탄(C4H10) 분류장치에서 분기하여 냉매탱크로 공급하는 것을 특징으로 하는 부유식 채취선의 냉매탱크 관리방법.
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