KR102177273B1 - Gas Replacement System of Liquefied Gas Storage Tank and Ship having the same - Google Patents

Gas Replacement System of Liquefied Gas Storage Tank and Ship having the same Download PDF

Info

Publication number
KR102177273B1
KR102177273B1 KR1020170095672A KR20170095672A KR102177273B1 KR 102177273 B1 KR102177273 B1 KR 102177273B1 KR 1020170095672 A KR1020170095672 A KR 1020170095672A KR 20170095672 A KR20170095672 A KR 20170095672A KR 102177273 B1 KR102177273 B1 KR 102177273B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
storage tank
liquefied gas
gas storage
liquefied
Prior art date
Application number
KR1020170095672A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190012546A (en
Inventor
김동현
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020170095672A priority Critical patent/KR102177273B1/en
Publication of KR20190012546A publication Critical patent/KR20190012546A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102177273B1 publication Critical patent/KR102177273B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/12—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

본 발명은 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템 및 이를 구비한 선박에 관한 것으로서, 본 발명의 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템은, 액화가스를 액화가스 저장탱크에 로딩하기 전에 상기 액화가스 저장탱크의 내부를 연료가스 분위기로 조성하는 가스치환시스템으로서, 상기 액화가스 저장탱크의 내부에 건조공기, 불활성가스, 연료가스를 순차적으로 공급하는 가스공급부; 상기 액화가스 저장탱크에 채워지는 상기 건조공기, 상기 불활성가스, 또는 상기 연료가스를 외부로 배출시키는 통로를 제공하고, 상기 액화가스 저장탱크의 상부판으로부터 아래에 위치되는 메인흡입구를 갖는 메인배출관; 및 상기 메인흡입구와 상기 상부판 사이의 정체공간에 잔류하는 상기 건조공기 또는 상기 불활성가스를 제거하는 가스제거장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a gas replacement system for a liquefied gas storage tank and a ship equipped with the same, wherein the gas replacement system of the liquefied gas storage tank of the present invention includes the liquefied gas storage tank before loading the liquefied gas into the liquefied gas storage tank. A gas replacement system for creating an interior of a fuel gas atmosphere, comprising: a gas supply unit sequentially supplying dry air, an inert gas, and a fuel gas to the interior of the liquefied gas storage tank; A main discharge pipe providing a passage for discharging the dry air, the inert gas, or the fuel gas filled in the liquefied gas storage tank to the outside, and having a main inlet located below the upper plate of the liquefied gas storage tank; And a gas removal device for removing the dry air or the inert gas remaining in the stagnant space between the main suction port and the upper plate.

Description

액화가스 저장탱크의 가스치환시스템 및 이를 구비한 선박{Gas Replacement System of Liquefied Gas Storage Tank and Ship having the same}Gas replacement system of liquefied gas storage tank and ship having the same

본 발명은 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템 및 이를 구비한 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a gas replacement system for a liquefied gas storage tank and a ship having the same.

최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.According to recent technological developments, liquefied gases such as Liquefied Natural Gas and Liquefied Petroleum Gas have been widely used in place of gasoline or diesel.

액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색 투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.Liquefied natural gas is liquefied by cooling methane obtained by refining natural gas collected from a gas field. It is a colorless, transparent liquid that contains almost no pollutants and has high calorie content, making it an excellent fuel. Liquefied petroleum gas is a fuel made into a liquid by compressing gas containing propane (C 3 H 8 ) and butane (C 4 H 10 ) as main components from oil fields together with oil at room temperature. Liquefied petroleum gas, like liquefied natural gas, is colorless and odorless, and is widely used as fuel for home, business, industrial, and automobiles.

이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판이 1/260, 부탄이 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.Such liquefied gas is stored in a liquefied gas storage tank installed on the ground or in a liquefied gas storage tank provided on a ship, which is a transportation means for sailing the ocean, and liquefied natural gas is stored in a volume of 1/600 by liquefaction. As for the liquefied petroleum gas, the volume of propane is reduced to 1/260 and butane by 1/230 by liquefaction, which has the advantage of high storage efficiency.

이러한 액화가스는 생산지에서 다양한 수요처까지 선박(예를 들어, LNG 운반선, LPG 운반선 등)에 의해 운송된다. 이때, 선박은 복수 개의 액화가스 저장탱크를 보유하고 있으며, 액화가스 저장탱크에는 액화가스가 저온 액체 상태로 수용될 수 있다.These liquefied gases are transported by ships (eg, LNG carriers, LPG carriers, etc.) from production sites to various demanders. In this case, the ship has a plurality of liquefied gas storage tanks, and the liquefied gas may be accommodated in a low-temperature liquid state in the liquefied gas storage tank.

LNG 또는 LPG와 같은 액화가스는 생산지에서 액화가스 저장탱크에 로딩되고 수요처에서 액화가스 저장탱크로부터 언로딩 된다.Liquefied gas such as LNG or LPG is loaded into the liquefied gas storage tank at the production site and unloaded from the liquefied gas storage tank at the customer site.

LNG 또는 LPG와 같은 액화가스를 액화가스 저장탱크에 로딩하기 전에 폭발을 방지하기 위해서, 가스치환시스템으로 건조공기(dry air)를 주입하는 드라잉(drying) 공정, 불활성가스를 주입하는 이너팅(inerting) 공정, LNG 또는 LPG 연료가스를 주입하는 개싱 업(gassing up) 공정을 순차적으로 수행하여 액화가스 저장탱크의 내부를 LNG 또는 LPG 연료가스 분위기로 조성한다.In order to prevent explosion before liquefied gas such as LNG or LPG is loaded into the liquefied gas storage tank, a drying process in which dry air is injected into a gas replacement system, an inert gas is injected ( The inerting) process and the gassing up process of injecting LNG or LPG fuel gas are sequentially performed to create an atmosphere of LNG or LPG fuel gas inside the liquefied gas storage tank.

구체적으로, 가스치환시스템은 바텀 필링(bottom filling) 방식과 탑 벤트(top vent) 방식으로 액화가스 저장탱크 내부의 가스를 치환하도록 구성되어 있는데, 먼저 액화가스 저장탱크 하부로 건조공기를 주입하여 내부를 건조시키고, 액화가스 저장탱크 하부로 불활성가스를 주입하여 사전에 채워져 있던 건조공기를 액화가스 저장탱크의 상부로 밀어 올려 배출관의 흡입구를 통해 외부로 배출되게 하여 액화가스 저장탱크 내부를 폭발 불가능한 상태로 전환시키고, 마지막으로 액화가스 저장탱크 하부로 연료가스를 주입하여 사전에 채워져 있던 불활성가스를 액화가스 저장탱크의 상부로 밀어 올려 배출관의 흡입구를 통해 외부로 배출되게 하여 액화가스 저장탱크의 내부를 연료가스 분위기로 조성한다.Specifically, the gas replacement system is configured to replace the gas inside the liquefied gas storage tank by using a bottom filling method and a top vent method. First, dry air is injected into the lower portion of the liquefied gas storage tank. After drying, inert gas is injected into the lower part of the liquefied gas storage tank, and the previously filled dry air is pushed up to the upper part of the liquefied gas storage tank and discharged to the outside through the inlet of the discharge pipe. And finally, fuel gas is injected into the lower part of the liquefied gas storage tank to push the previously filled inert gas up to the upper part of the liquefied gas storage tank and discharge it to the outside through the inlet of the discharge pipe. Create a fuel gas atmosphere.

그런데 기존의 가스치환시스템은, 배출관의 흡입구가 액화가스 저장탱크의 상부판으로부터 아래에 위치되어 있어, 배출관의 흡입구와 액화가스 저장탱크의 상부판 사이에 형성되는 공간과 탱크 돔의 내부 공간에서 건조공기 또는 불활성가스가 정체되어 외부로 배출시키는 것이 어렵다.However, in the existing gas replacement system, the inlet of the discharge pipe is located below the upper plate of the liquefied gas storage tank, so that the space formed between the suction port of the discharge pipe and the upper plate of the liquefied gas storage tank and the internal space of the tank dome are dried. It is difficult to discharge air or inert gas to the outside due to stagnation.

건조공기는 액화가스에 의해 결빙되어 액화가스 저장탱크의 파손 원인이 되고, 불활성가스는 비압축성이라 증발가스 압축기의 고장 원인이 되기 때문에 건조공기 또는 불활성가스를 액화가스 저장탱크 내부에서 완전히 제거하는 것이 필요하다.Dry air freezes by liquefied gas, which causes damage to the liquefied gas storage tank, and inert gas is incompressible and causes failure of the boil-off gas compressor, so it is necessary to completely remove dry air or inert gas from the inside of the liquefied gas storage tank. Do.

이에 따라, 액화가스 저장탱크 내부의 정체공간에 잔류하는 건조공기 또는 불활성가스를 완전히 제거하기 위해서, 드라잉(drying) 공정, 이너팅(inerting) 공정, 개싱 업(gassing up) 공정을 장시간 수행해야 하는 문제가 있다.Accordingly, in order to completely remove the dry air or inert gas remaining in the stagnant space inside the liquefied gas storage tank, a drying process, an inerting process, and a gassing up process must be performed for a long time. There is a problem.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 액화가스 저장탱크 내부의 정체공간에 잔류하는 건조공기 또는 불활성가스를 용이하게 외부로 빼낼 수 있도록 하여, 드라잉(drying) 공정, 이너팅(inerting) 공정, 개싱 업(gassing up) 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있도록 하는 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템 및 이를 구비한 선박을 제공하는 것이다.The present invention has been created to solve the problems of the prior art as described above, by allowing the dry air or inert gas remaining in the stagnant space inside the liquefied gas storage tank to be easily removed to the outside, a drying process, It is to provide a gas replacement system for a liquefied gas storage tank and a ship equipped with the same to reduce the time required for the inerting process and the gassing up process.

본 발명의 일 측면에 따른 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템은, 액화가스를 액화가스 저장탱크에 로딩하기 전에 상기 액화가스 저장탱크의 내부를 연료가스 분위기로 조성하는 가스치환시스템으로서, 상기 액화가스 저장탱크의 내부에 건조공기, 불활성가스, 연료가스를 순차적으로 공급하는 가스공급부; 상기 액화가스 저장탱크에 채워지는 상기 건조공기, 상기 불활성가스, 또는 상기 연료가스를 외부로 배출시키는 통로를 제공하고, 상기 액화가스 저장탱크의 상부판으로부터 아래에 위치되는 메인흡입구를 갖는 메인배출관; 및 상기 메인흡입구와 상기 상부판 사이의 정체공간에 잔류하는 상기 건조공기 또는 상기 불활성가스를 제거하는 가스제거장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.A gas replacement system for a liquefied gas storage tank according to an aspect of the present invention is a gas replacement system for forming the inside of the liquefied gas storage tank into a fuel gas atmosphere before loading the liquefied gas into the liquefied gas storage tank, wherein the liquefied gas A gas supply unit sequentially supplying dry air, inert gas, and fuel gas into the storage tank; A main discharge pipe providing a passage for discharging the dry air, the inert gas, or the fuel gas filled in the liquefied gas storage tank to the outside, and having a main inlet located below the upper plate of the liquefied gas storage tank; And a gas removal device for removing the dry air or the inert gas remaining in the stagnant space between the main suction port and the upper plate.

구체적으로, 상기 가스공급부는, 상기 액화가스 저장탱크의 하부에 연결되는 메인공급관; 상기 메인공급관을 통해 상기 액화가스 저장탱크의 내부에 상기 건조공기를 공급하는 드라잉 공정을 수행하는 건조공기공급부; 상기 메인공급관을 통해 상기 액화가스 저장탱크의 내부에 상기 불활성가스를 공급하여 사전에 채워진 상기 건조공기가 외부로 배출되도록 하는 이너팅 공정을 수행하는 불활성가스공급부; 및상기 메인공급관을 통해 상기 액화가스 저장탱크의 내부에 상기 연료가스를 공급하여 사전에 채워진 상기 불활성가스가 외부로 배출되도록 하는 개싱 업 공정을 수행하는 연료가스공급부를 포함할 수 있다.Specifically, the gas supply unit, the main supply pipe connected to the lower portion of the liquefied gas storage tank; A dry air supply unit for performing a drying process of supplying the dry air to the inside of the liquefied gas storage tank through the main supply pipe; An inert gas supply unit for supplying the inert gas to the inside of the liquefied gas storage tank through the main supply pipe to perform an innerizing process to discharge the previously filled dry air to the outside; And a fuel gas supply unit that supplies the fuel gas to the inside of the liquefied gas storage tank through the main supply pipe to perform a gasification-up process to discharge the previously filled inert gas to the outside.

구체적으로, 상기 가스제거장치는, 상기 이너팅 공정 시에 발생되는 상기 건조공기의 배압 또는 상기 개싱 업 공정 시에 발생되는 상기 불활성가스의 배압이 일정 값 이상이 될 경우에 작동되어 상기 건조공기 또는 상기 불활성가스를 외부로 배출시키고, 배출되는 상기 건조공기에 포함된 산소의 함유량이 일정 값 미만일 경우 또는 배출되는 상기 불활성가스에서 상기 연료가스가 감지될 경우에 작동을 중단할 수 있다.Specifically, the gas removal device is operated when the back pressure of the dry air generated during the inerting process or the back pressure of the inert gas generated during the gassing-up process becomes more than a certain value, and thus the dry air or The inert gas is discharged to the outside, and the operation may be stopped when the oxygen content in the discharged dry air is less than a certain value or when the fuel gas is detected in the discharged inert gas.

구체적으로, 상기 가스제거장치는, 상기 액화가스 저장탱크의 상부에 연결되며, 상기 정체공간에 잔류된 상기 건조공기 또는 상기 불활성가스를 외부로 배출시키는 통로를 제공하는 보조배출관; 상기 보조배출관 상에 마련되는 펌프; 상기 펌프 상류의 상기 보조배출관 상에 마련되는 압력센서; 상기 펌프 하류의 상기 보조배출관 상에 마련되는 산소센서; 및 상기 펌프 하류의 상기 보조배출관 상에 마련되는 가스검출기를 포함할 수 있다.Specifically, the gas removal device may include an auxiliary discharge pipe connected to an upper portion of the liquefied gas storage tank and providing a passage for discharging the dry air or the inert gas remaining in the stagnant space to the outside; A pump provided on the auxiliary discharge pipe; A pressure sensor provided on the auxiliary discharge pipe upstream of the pump; An oxygen sensor provided on the auxiliary discharge pipe downstream of the pump; And a gas detector provided on the auxiliary discharge pipe downstream of the pump.

구체적으로, 상기 보조배출관은, 보조흡입구가 상기 액화가스 저장탱크의 상기 상부판에서 가장 높은 부분에 위치되고, 벤트 마스트 또는 ATM을 통해 상기 건조공기 또는 상기 불활성가스를 외부로 배출시킬 수 있다.Specifically, in the auxiliary discharge pipe, the auxiliary suction port is located at the highest part of the upper plate of the liquefied gas storage tank, and the dry air or the inert gas may be discharged to the outside through a vent mast or ATM.

구체적으로, 상기 펌프는, 상기 압력센서로부터 상기 이너팅 공정 시에 발생되는 상기 건조공기의 배압정보 또는 상기 개싱 업 공정 시에 발생되는 상기 불활성가스의 배압정보를 전달받아, 배압이 일정 값 이상일 경우에 작동되고, 배출되는 상기 건조공기에 포함된 산소의 함유량에 대한 상기 산소센서로부터 정보를 전달받아, 산소의 함유량이 일정 값 미만일 경우에 작동 중단되고, 배출되는 상기 불활성가스에 상기 연료가스의 존재 유무에 대한 정보를 상기 가스검출기로부터 전달받아, 상기 연료가스가 검출될 경우에 작동 중단될 수 있다.Specifically, the pump receives back pressure information of the dry air generated during the inerting process or back pressure information of the inert gas generated during the gassing up process from the pressure sensor, and when the back pressure is greater than a certain value It is operated on and receives information from the oxygen sensor on the content of oxygen contained in the discharged dry air, the operation is stopped when the content of oxygen is less than a certain value, and the presence of the fuel gas in the discharged inert gas When information about the presence or absence is transmitted from the gas detector, the operation may be stopped when the fuel gas is detected.

구체적으로, 상기 액화가스는 LPG이고, 상기 불활성가스는 질소가스이고, 상기 연료가스는 프로판가스일 수 있다.Specifically, the liquefied gas may be LPG, the inert gas may be nitrogen gas, and the fuel gas may be propane gas.

구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크는 선박의 선체 내부에 복수 개 구비되고, 상기 가스제거장치는 복수 개의 상기 액화가스 저장탱크 중에서 적어도 어느 하나에 설치될 수 있다.Specifically, a plurality of the liquefied gas storage tanks may be provided inside a ship's hull, and the gas removal device may be installed in at least one of the plurality of liquefied gas storage tanks.

구체적으로, 상기 가스제거장치는, 복수 개의 상기 액화가스 저장탱크 중에서 상기 액화가스가 첫 번째로 채워지는 액화가스 저장탱크에 우선적으로 설치될 수 있다.Specifically, the gas removal device may be preferentially installed in a liquefied gas storage tank in which the liquefied gas is first filled among a plurality of the liquefied gas storage tanks.

구체적으로, 상기 선박은, LPG 운반선일 수 있다.Specifically, the ship may be an LPG carrier.

본 발명의 다른 측면에 따른 선박은, 상기에 기재된 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.A ship according to another aspect of the present invention is characterized in that it comprises a gas replacement system for the liquefied gas storage tank described above.

본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템 및 이를 구비한 선박은, 액화가스 저장탱크 내부의 정체공간에 잔류하는 건조공기 또는 불활성가스를 외부로 빼주는 가스제거장치를 구비함으로써, 건조공기 또는 불활성가스를 액화가스 저장탱크로부터 용이하게 배출할 수 있어, 드라잉(drying) 공정, 이너팅(inerting) 공정, 개싱 업(gassing up) 공정에 소요되는 시간을 획기적으로 단축할 수 있고, 액화가스 로딩 준비작업의 효율성을 극대화할 수 있다.A gas replacement system for a liquefied gas storage tank according to the present invention and a ship equipped with the same are provided with a gas removal device that removes dry air or inert gas remaining in the stagnant space inside the liquefied gas storage tank to the outside, thereby providing dry air or inertness. Since gas can be easily discharged from the liquefied gas storage tank, the time required for the drying process, inerting process, and gassing up process can be drastically reduced, and liquefied gas loading The efficiency of preparation work can be maximized.

또한, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템 및 이를 구비한 선박은, 가스제거장치에 의해 액화가스 저장탱크 내부의 정체공간에 잔류하는 건조공기 또는 불활성가스를 완전히 제거할 수 있어, 액화가스 저장탱크 내부에 건조공기 또는 불활성가스의 잔류에 따른 위험으로부터 자유로울 수 있다.In addition, the gas replacement system for a liquefied gas storage tank according to the present invention and a ship equipped with the same can completely remove dry air or inert gas remaining in the stagnant space inside the liquefied gas storage tank by a gas removal device. It can be free from the danger of residual dry air or inert gas inside the gas storage tank.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템을 적용한 선박을 도시한 도면이다.1 is a block diagram illustrating a gas replacement system for a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
2 to 7 are views for explaining the operation of the gas replacement system of the liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a ship to which a gas replacement system of a liquefied gas storage tank is applied according to an embodiment of the present invention.

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.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing in the present specification, it should be noted that, even though they are indicated on different drawings, only the same elements are to have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템을 설명하기 위한 구성도이고, 도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템을 적용한 선박을 도시한 도면이다.1 is a block diagram illustrating a gas replacement system for a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 7 are diagrams of a gas replacement system for a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention. It is a view for explaining the operation, Figure 8 is a view showing a ship to which the gas replacement system of the liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템(100)은, 액화가스를 액화가스 저장탱크(20)에 로딩할 때 발생할 수 있는 폭발을 방지하기 위하여, 액화가스를 액화가스 저장탱크(20)에 로딩하기 전에 건조공기(dry air)를 주입하는 드라잉(drying) 공정, 불활성가스를 주입하는 이너팅(inerting) 공정, 연료가스를 주입하는 개싱 업(gassing up) 공정을 수행하여, 액화가스 저장탱크(20)의 내부를 연료가스 분위기로 조성하는 시스템으로서, 가스공급부(110), 메인배출관(120), 가스제거장치(130)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 7, the gas replacement system 100 of the liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention includes an explosion that may occur when liquefied gas is loaded into the liquefied gas storage tank 20. In order to prevent the liquefied gas from being loaded into the liquefied gas storage tank 20, a drying process in which dry air is injected, an inerting process in which an inert gas is injected, and a fuel gas are used. As a system for creating a fuel gas atmosphere in the liquefied gas storage tank 20 by performing a gassing up process to inject, a gas supply unit 110, a main discharge pipe 120, and a gas removal device 130 Includes.

이하에서 설명되는 본 실시예는 액화가스가 LPG이고, 연료가스가 LPG의 주성분인 프로판가스일 경우를 설명하지만, 이에 한정되지 않고 액화가스가 LNG이고, 연료가스가 LNG의 주성분인 메탄가스일 수 있다.This embodiment described below describes the case where the liquefied gas is LPG and the fuel gas is propane gas, which is the main component of LPG, but is not limited thereto, and the liquefied gas is LNG, and the fuel gas may be methane gas, which is the main component of LNG. have.

가스공급부(110)는, 비어있는 액화가스 저장탱크(20)의 내부에 건조공기, 불활성가스, 연료가스를 순차적으로 공급할 수 있으며, 건조공기, 불활성가스 또는 연료가스가 액화가스 저장탱크(20)의 하부로부터 상부로 채워지는 바텀 필링(bottom filling) 방식으로 구성될 수 있다.The gas supply unit 110 can sequentially supply dry air, inert gas, and fuel gas into the empty liquefied gas storage tank 20, and dry air, inert gas, or fuel gas is the liquefied gas storage tank 20 It may be configured in a bottom filling method that is filled from the bottom of the top to the top.

가스공급부(110)는, 건조공기공급부(111), 불활성가스공급부(112), 연료가스공급부(113), 메인공급관(114)을 포함할 수 있다.The gas supply unit 110 may include a dry air supply unit 111, an inert gas supply unit 112, a fuel gas supply unit 113, and a main supply pipe 114.

건조공기공급부(111)는, 후술할 메인공급관(114)에 의해 액화가스 저장탱크(20)와 연결될 수 있으며, 액화가스 저장탱크(20)의 내부에 건조공기를 주입하여 액화가스 저장탱크(20)의 내부를 건조시킬 수 있다.The dry air supply unit 111 may be connected to the liquefied gas storage tank 20 by a main supply pipe 114 to be described later, and by injecting dry air into the liquefied gas storage tank 20, the liquefied gas storage tank 20 ) Inside can be dried.

건조공기공급부(111)는, 액화가스를 액화가스 저장탱크(20)에 로딩하기 전에 드라잉 공정을 수행하기 위해 작동될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 후술할 메인공급관(114)에 마련되는 제1밸브(115)가 개방되어 건조공기가 액화가스 저장탱크(20)의 하부로부터 상부까지 채워지도록 한다.The dry air supply unit 111 may be operated to perform a drying process before loading the liquefied gas into the liquefied gas storage tank 20, and as shown in FIG. 2, in the main supply pipe 114 to be described later. The provided first valve 115 is opened so that dry air is filled from the lower portion to the upper portion of the liquefied gas storage tank 20.

제1밸브(115)는, 액화가스 저장탱크(20)가 건조공기로 완전히 채워지면 폐쇄된다.The first valve 115 is closed when the liquefied gas storage tank 20 is completely filled with dry air.

상기한 건조공기공급부(111)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내부가 건조공기로 완전히 채워져 후술할 메인배출관(120)을 통해 외부로 배출될 때까지 작동되며, 이때 후술할 불활성가스공급부(112), 후술할 연료가스공급부(113), 후술할 가스제거장치(130)는 작동하지 않는다.The dry air supply unit 111 is operated until the inside of the liquefied gas storage tank 20 is completely filled with dry air and discharged to the outside through the main discharge pipe 120 to be described later, and at this time, an inert gas supply unit to be described later ( 112), the fuel gas supply unit 113 to be described later, and the gas removal device 130 to be described later do not operate.

불활성가스공급부(112)는, 후술할 메인공급관(114)에 의해 액화가스 저장탱크(20)와 연결될 수 있으며, 액화가스 저장탱크(20)의 내부에 불활성가스를 주입하여 액화가스 저장탱크(20)의 내부를 불활성가스 분위기로 조성할 수 있다. 여기서 불활성가스는 질소가스일 수 있다. 질소가스는 건조공기보다 무겁다.The inert gas supply unit 112 may be connected to the liquefied gas storage tank 20 by a main supply pipe 114 to be described later, and by injecting an inert gas into the liquefied gas storage tank 20, the liquefied gas storage tank 20 ) Can be created in an inert gas atmosphere. Here, the inert gas may be nitrogen gas. Nitrogen gas is heavier than dry air.

불활성가스공급부(112)는, 건조공기로 액화가스 저장탱크(20)의 내부를 건조시킨 후에 건조공기를 불활성가스로 치환시키는 이너팅 공정을 수행하기 위해 작동될 수 있으며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 후술할 메인공급관(114)에 마련되는 제2밸브(116)가 개방되어 불활성가스가 액화가스 저장탱크(20)의 하부로부터 상부까지 채워지도록 한다.The inert gas supply unit 112 may be operated to perform an inerting process of replacing the dry air with an inert gas after drying the inside of the liquefied gas storage tank 20 with dry air, and shown in FIGS. 3 and 4 As shown, the second valve 116 provided in the main supply pipe 114 to be described later is opened so that the inert gas is filled from the lower portion to the upper portion of the liquefied gas storage tank 20.

제2밸브(116)는, 액화가스 저장탱크(20)가 불활성가스로 완전히 채워지면 폐쇄된다.The second valve 116 is closed when the liquefied gas storage tank 20 is completely filled with an inert gas.

상기한 불활성가스공급부(112)는, 불활성가스가 사전에 채워져 있던 건조공기를 액화가스 저장탱크(20)의 하부에서 상부로 밀어 올려 후술할 메인배출관(120)을 통해 외부로 배출시키고, 액화가스 저장탱크(20)의 내부가 불활성가스로 완전히 채워져 후술할 메인배출관(120)을 통해 외부로 배출될 때까지 작동되며, 이때 건조공기공급부(111), 후술할 연료가스공급부(113), 후술할 가스제거장치(130)는 작동하지 않는다.The inert gas supply unit 112 pushes the dry air previously filled with inert gas from the bottom of the liquefied gas storage tank 20 to the top and discharges it to the outside through the main discharge pipe 120 to be described later, and the liquefied gas It is operated until the inside of the storage tank 20 is completely filled with inert gas and discharged to the outside through the main discharge pipe 120, which will be described later, at this time, a dry air supply unit 111, a fuel gas supply unit 113 to be described later, to be described later. The gas removal device 130 does not operate.

그런데 불활성가스가 건조공기를 액화가스 저장탱크(20)의 하부에서 상부로 밀어 올릴수록 건조공기의 배압이 증가하게 되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 건조공기가 후술할 메인배출관(120)의 메인흡입구(121) 근처까지 밀려 올라갔을 때의 건조공기의 배압이 일정 값 이상, 예를 들어 0.15bar 이상이 될 경우 후술할 메인배출관(120)의 메인흡입구(121)와 액화가스 저장탱크(20)의 상부판(21) 사이의 정체공간(30)에 존재하는 건조공기를 메인배출관(120)의 메인흡입구(121)를 통해 외부로 배출시키는 것이 어렵다.However, as the inert gas pushes the dry air from the bottom of the liquefied gas storage tank 20 to the top, the back pressure of the dry air increases, and as shown in FIG. 4, the dry air of the main discharge pipe 120 to be described later increases. When the back pressure of the dry air when pushed up near the main inlet 121 is more than a certain value, for example, 0.15 bar or more, the main inlet 121 and the liquefied gas storage tank 20 of the main discharge pipe 120 to be described later. It is difficult to discharge the dry air existing in the stagnant space 30 between the upper plates 21 of) to the outside through the main suction port 121 of the main discharge pipe 120.

상기에서, 배압의 정도를 나타내는 일정 값이란 정체공간(30)에 잔류하는 건조공기가 메인배출관(120)을 통해 정상적으로 외부로 배출되기 어려운 배압 값을 의미하고, 일정 값을 수치로 나타낸 0.15bar는 예시일 뿐 주변 상황에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 이하에서 언급되는 일정 값 또는 이를 나타낸 수치 역시 마찬가지임을 밝혀둔다.In the above, the constant value representing the degree of back pressure means a back pressure value that makes it difficult for dry air remaining in the stagnant space 30 to be normally discharged to the outside through the main discharge pipe 120, and 0.15 bar representing a constant value as a numerical value Of course, it is only an example and may vary depending on the surrounding situation. It should be noted that a certain value mentioned below or a numerical value representing the same is the same.

건조공기는 액화가스에 의해 결빙되어 액화가스 저장탱크(20)의 파손 원인이 되기 때문에 건조공기를 액화가스 저장탱크(20) 내부에서 완전히 제거하는 것이 필요하며, 이를 위해 기존에는 장시간의 이너팅 공정을 수행할 수 밖에 없었다.Dry air is frozen by the liquefied gas and causes damage to the liquefied gas storage tank 20, so it is necessary to completely remove the dry air from the inside of the liquefied gas storage tank 20. Had to do.

본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 건조공기 배압이 일정 값 이상이 될 경우 후술할 가스제거장치(130)가 작동되도록 하여 단시간 내에 정체공간(30)에 잔류하는 건조공기를 액화가스 저장탱크(20)의 외부로 배출시킬 수 있도록 하며, 구체적인 설명은 후술하기로 한다.In this embodiment, as shown in FIG. 4, when the dry air back pressure becomes more than a certain value, the gas removal device 130, which will be described later, is operated so that the dry air remaining in the stagnant space 30 is liquefied. It can be discharged to the outside of the storage tank 20, a detailed description will be described later.

연료가스공급부(113)는, 후술할 메인공급관(114)에 의해 액화가스 저장탱크(20)와 연결될 수 있으며, 액화가스 저장탱크(20) 내부에 연료가스를 주입하여 액화가스 저장탱크(20)의 내부를 연료가스 분위기로 조성할 수 있다. 여기서 연료가스는 프로판가스일 수 있다. 프로판가스는 질소가스보다 무겁다.The fuel gas supply unit 113 may be connected to the liquefied gas storage tank 20 by a main supply pipe 114 to be described later, and the liquefied gas storage tank 20 by injecting fuel gas into the liquefied gas storage tank 20 The interior of the can be created as a fuel gas atmosphere. Here, the fuel gas may be propane gas. Propane gas is heavier than nitrogen gas.

연료가스공급부(113)는, 불활성가스로 액화가스 저장탱크(20)의 내부를 불활성가스 분위기로 조성한 후에 불활성가스를 연료가스로 치환시키는 개성 업 공정을 수행하기 위해 작동될 수 있으며, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 후술할 메인공급관(114)에 마련되는 제3밸브(117)가 개방되어 연료가스가 액화가스 저장탱크(20)의 하부로부터 상부까지 채워지도록 한다.The fuel gas supply unit 113 may be operated to perform an individualization process of replacing the inert gas with fuel gas after creating the inside of the liquefied gas storage tank 20 with an inert gas atmosphere. As shown in FIG. 7, the third valve 117 provided in the main supply pipe 114 to be described later is opened so that the fuel gas is filled from the lower part to the upper part of the liquefied gas storage tank 20.

제3밸브(117)는, 액화가스 저장탱크(20)가 연료가스로 완전히 채워지면 폐쇄된다.The third valve 117 is closed when the liquefied gas storage tank 20 is completely filled with fuel gas.

상기한 연료가스공급부(113)는, 연료가스가 사전에 채워져 있던 불활성가스를 액화가스 저장탱크(20)의 하부에서 상부로 밀어 올려 후술할 메인배출관(120)을 통해 외부로 배출시키고, 액화가스 저장탱크(20)의 내부가 연료가스로 완전히 채워져 후술할 메인배출관(120)을 통해 외부로 배출될 때까지 작동되며, 이때 건조공기공급부(111), 불활성가스공급부(112), 후술할 가스제거장치(130)는 작동하지 않는다.The above-described fuel gas supply unit 113 pushes the inert gas previously filled with fuel gas from the bottom of the liquefied gas storage tank 20 to the top and discharges it to the outside through the main discharge pipe 120 to be described later, and the liquefied gas It operates until the inside of the storage tank 20 is completely filled with fuel gas and is discharged to the outside through the main discharge pipe 120 to be described later, and at this time, the dry air supply unit 111, the inert gas supply unit 112, and gas removal to be described later Device 130 does not work.

그런데 연료가스가 불활성가스를 액화가스 저장탱크(20)의 하부에서 상부로 밀어 올릴수록 불활성가스의 배압이 증가하게 되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 불활성가스가 후술할 메인배출관(120)의 메인흡입구(121) 근처까지 밀려 올라갔을 때의 불활성가스의 배압이 일정 값 이상, 예를 들어 0.15bar 이상이 될 경우 후술할 메인배출관(120)의 메인흡입구(121)와 액화가스 저장탱크(20)의 상부판(21) 사이의 정체공간(30)에 존재하는 불활성가스를 메인배출관(120)의 메인흡입구(121)를 통해 외부로 배출시키는 것이 어렵다.However, as the fuel gas pushes the inert gas from the bottom of the liquefied gas storage tank 20 to the top, the back pressure of the inert gas increases, and as shown in FIG. 6, the inert gas of the main discharge pipe 120 to be described later increases. When the back pressure of the inert gas when it is pushed up near the main inlet 121 is greater than a certain value, for example, 0.15 bar or more, the main inlet 121 and the liquefied gas storage tank 20 of the main discharge pipe 120 to be described later. It is difficult to discharge the inert gas present in the stagnant space 30 between the upper plates 21 of) to the outside through the main suction port 121 of the main discharge pipe 120.

불활성가스는 비압축성이라 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 액화가스를 엔진과 같은 수요처의 연료로 사용하기 위해 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기(도시하지 않음)의 고장 원인이 되기 때문에 불활성가스를 액화가스 저장탱크(20) 내부에서 완전히 제거하는 것이 필요하며, 이를 위해 기존에는 장시간의 개싱 업 공정을 수행할 수 밖에 없었다.Since inert gas is incompressible, inert gas is liquefied because it causes failure of the boil-off gas compressor (not shown) that compresses boil-off gas to use the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 20 as fuel for a customer such as an engine. It is necessary to completely remove it from the inside of the gas storage tank 20, and for this purpose, conventionally, a gassing-up process for a long time had to be performed.

본 실시예에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 불활성가스의 배압이 일정 값 이상이 될 경우 후술할 가스제거장치(130)가 작동되도록 하여 단시간 내에 정체공간(30)에 잔류하는 불활성가스를 액화가스 저장탱크(20)의 외부로 배출시킬 수 있도록 하며, 구체적인 설명은 후술하기로 한다.In this embodiment, as shown in Fig. 6, when the back pressure of the inert gas becomes more than a certain value, the gas removal device 130 to be described later is operated to liquefy the inert gas remaining in the stagnant space 30 within a short time. It is possible to discharge to the outside of the gas storage tank 20, a detailed description will be described later.

메인공급관(114)은, 일단부가 건조공기공급부(111), 불활성가스공급부(112), 연료가스공급부(113) 각각에 연결되고 타단부가 액화가스 저장탱크(20)의 하부에 연결되어, 건조공기공급부(111)의 건조공기, 불활성가스공급부(112)의 불활성가스, 또는 연료가스공급부(113)의 연료가스가 액화가스 저장탱크(20)로 공급되는 통로를 제공할 수 있다.The main supply pipe 114 has one end connected to each of the dry air supply unit 111, the inert gas supply unit 112, and the fuel gas supply unit 113, and the other end is connected to the lower portion of the liquefied gas storage tank 20, and is dried. A passage through which the dry air of the air supply unit 111, the inert gas of the inert gas supply unit 112, or the fuel gas of the fuel gas supply unit 113 is supplied to the liquefied gas storage tank 20 may be provided.

건조공기공급부(111) 전단의 메인공급관(114)에는 제1밸브(115)가 마련될 수 있고, 불활성가스공급부(112) 전단의 메인공급관(114)에는 제2밸브(116)가 마련될 수 있고, 연료가스공급부(113) 전단의 메인공급관(114)에는 제3밸브(117)가 마련될 수 있다.A first valve 115 may be provided in the main supply pipe 114 in front of the dry air supply unit 111, and a second valve 116 may be provided in the main supply pipe 114 in front of the inert gas supply unit 112. In addition, a third valve 117 may be provided in the main supply pipe 114 in front of the fuel gas supply unit 113.

메인배출관(120)은, 액화가스 저장탱크(20)의 상부에 연결되어 건조공기공급부(111)로부터 액화가스 저장탱크(20)로 공급되어 채워지는 건조공기, 불활성가스공급부(112)로부터 액화가스 저장탱크(20)로 공급되어 채워지는 불활성가스, 또는 연료가스공급부(113)로부터 액화가스 저장탱크(20)로 공급되어 채워지는 연료가스를 외부로 배출시키는 통로를 제공할 수 있다.The main discharge pipe 120 is connected to the upper portion of the liquefied gas storage tank 20 to supply dry air from the dry air supply unit 111 to the liquefied gas storage tank 20 to be filled, and the liquefied gas from the inert gas supply unit 112 A passage for discharging the inert gas supplied to the storage tank 20 and filled, or the fuel gas supplied and filled from the fuel gas supply unit 113 to the liquefied gas storage tank 20 may be provided.

메인배출관(120)은 메인흡입구(121)가 액화가스 저장탱크(20)의 상부판(21)으로부터 아래에 위치되어 있고, 도 8에 도시된 벤트 마스트(40) 또는 ATM을 통해 건조공기, 불활성가스 또는 연료가스를 외부로 배출시킬 수 있게 한다.In the main discharge pipe 120, the main inlet 121 is located below the upper plate 21 of the liquefied gas storage tank 20, and dry air, inert through the vent mast 40 or ATM shown in FIG. It allows gas or fuel gas to be discharged to the outside.

메인배출관(120)의 메인흡입구(121)가 액화가스 저장탱크(20)의 상부판(21)으로부터 아래에 위치되어 있기 때문에, 메인배출관(120)의 메인흡입구(121)와 액화가스 저장탱크(20)의 상부판(21) 사이에 건조공기 또는 불활성가스가 정체되는 정체공간(30)에 형성될 수 있다.Since the main suction port 121 of the main discharge pipe 120 is located below the upper plate 21 of the liquefied gas storage tank 20, the main suction port 121 of the main discharge pipe 120 and the liquefied gas storage tank ( It may be formed in the stagnant space 30 in which dry air or inert gas is stagnated between the upper plates 21 of 20).

가스제거장치(130)는, 액화가스 저장탱크(20)의 상부에 연결되어 정체공간(30)에 잔류하는 건조공기 또는 불활성가스를 제거하는 장치로서, 이너팅 공정 시에 발생되는 건조공기의 배압 또는 개싱 업 공정 시에 발생되는 불활성가스의 배압이 일정 값 이상이 될 경우에 작동되어 건조공기 또는 불활성가스를 외부로 배출시킬 수 있으며, 배출되는 건조공기에 포함된 산소의 함유량이 일정 값 미만일 경우 또는 배출되는 불활성가스에서 연료가스가 감지될 경우에 작동 중단될 수 있다.The gas removal device 130 is a device connected to the upper portion of the liquefied gas storage tank 20 to remove dry air or inert gas remaining in the stagnant space 30, and the back pressure of the dry air generated during the inerting process Or, it is operated when the back pressure of the inert gas generated during the gassing-up process exceeds a certain value, and can discharge dry air or inert gas to the outside, and when the oxygen content in the discharged dry air is less than a certain value Alternatively, the operation may be stopped when fuel gas is detected in the discharged inert gas.

이하에서는 가스제거장치(130)가 자동으로 작동 온/오프되는 경우를 설명하지만, 이너팅 공정 또는 개싱 업 공정 시에 필요에 따라 수동으로 작동 온/오프할 수 있음은 물론이다.Hereinafter, a case in which the gas removal device 130 is automatically operated on/off will be described, but it goes without saying that it can be manually operated on/off as needed during the inerting process or the gassing up process.

가스제거장치(130)는, 보조배출관(131), 펌프(132), 제4밸브(133), 압력센서(134), 산소센서(135), 가스검출기(136)를 포함할 수 있다.The gas removal device 130 may include an auxiliary discharge pipe 131, a pump 132, a fourth valve 133, a pressure sensor 134, an oxygen sensor 135, and a gas detector 136.

보조배출관(131)은, 액화가스 저장탱크(20)의 상부에 연결될 수 있으며, 메인배출관(120)을 통해 외부로 배출되기 어려운 정체공간(30)에 잔류된 건조공기 또는 불활성가스를 외부로 배출시키는 통로를 제공할 수 있다.The auxiliary discharge pipe 131 may be connected to the upper part of the liquefied gas storage tank 20, and discharges dry air or inert gas remaining in the stagnant space 30 that is difficult to be discharged to the outside through the main discharge pipe 120 It can provide a passage that lets you.

보조배출관(131)은, 정체공간(30)에 정체되는 건조공기 또는 불활성가스를 액화가스 저장탱크(20)의 외부로 완전히 배출시킬 수 있도록, 보조흡입구(131a)가 액화가스 저장탱크(20)의 상부판(21)에서 가장 높은 부분 예를 들어, 탱크 돔에 위치될 수 있으며, 도 8에 도시된 벤트 마스트(40) 또는 ATM을 통해 건조공기 또는 불활성가스를 외부로 배출시킬 수 있게 한다.The auxiliary discharge pipe 131 is provided with an auxiliary suction port 131a to completely discharge dry air or inert gas stagnant in the stagnant space 30 to the outside of the liquefied gas storage tank 20. The highest part of the top plate 21 of, for example, may be located on the tank dome, and it is possible to discharge dry air or inert gas to the outside through the vent mast 40 or ATM shown in FIG. 8.

펌프(132)는, 보조배출관(131) 상에 마련될 수 있으며, 정체공간(30)에 잔류하는 건조공기 또는 불활성가스를 제거하기 위한 동력을 발생할 수 있다. 펌프(132)는 진공펌프일 수 있다.The pump 132 may be provided on the auxiliary discharge pipe 131, and may generate power for removing dry air or inert gas remaining in the stagnant space 30. The pump 132 may be a vacuum pump.

펌프(132)는, 후술할 압력센서(134)로부터 이너팅 공정 시에 발생되는 건조공기의 배압정보 또는 개싱 업 공정 중에 발생되는 불활성가스의 배압정보를 전달받아, 배압이 일정 값 이상(예를 들어, 0.15bar 이상)일 경우에 자동으로 작동되어 건조공기 또는 불활성가스를 외부로 배출시킬 수 있다.The pump 132 receives back pressure information of the dry air generated during the inerting process or back pressure information of the inert gas generated during the gassing-up process from the pressure sensor 134 to be described later, and the back pressure is greater than a certain value (for example, For example, in the case of 0.15 bar or more), it is automatically operated to discharge dry air or inert gas to the outside.

또한, 펌프(132)는, 이너팅 공정 시에 배출되는 건조공기에 포함된 산소의 함유량에 대한 정보를 후술할 산소센서(135)로부터 전달받아, 산소의 함유량이 일정 값 미만(예를 들어, 산소 함유량 5% 미만)일 경우에 자동으로 작동 중단될 수 있다.In addition, the pump 132 receives information on the content of oxygen contained in the dry air discharged during the inerting process from the oxygen sensor 135 to be described later, and the content of oxygen is less than a certain value (for example, If the oxygen content is less than 5%), it can be shut down automatically.

또한, 펌프(132)는, 개싱 업 공정 시에 배출되는 불활성가스에 연료가스의 존재 유무에 대한 정보를 후술할 가스검출기(136)로부터 전달받아, 연료가스가 검출될 경우에 자동으로 작동 중단될 수 있다. 여기서 연료가스는 프로판가스일 수 있다.In addition, the pump 132 receives information on the presence or absence of fuel gas in the inert gas discharged during the gassing-up process from the gas detector 136, which will be described later, and is automatically stopped when the fuel gas is detected. I can. Here, the fuel gas may be propane gas.

제4밸브(133)는, 펌프(132) 상류의 보조배출관(131), 구체적으로는 펌프(132)와 후술할 압력센서(134) 사이의 보조배출관(131) 상에 마련될 수 있으며, 후술할 압력센서(134), 후술할 산소센서(135), 후술할 가스검출기(136)로부터 전달되는 정보에 따라 자동으로 작동 온/오프될 수 있다.The fourth valve 133 may be provided on the auxiliary discharge pipe 131 upstream of the pump 132, specifically, on the auxiliary discharge pipe 131 between the pump 132 and a pressure sensor 134 to be described later, and will be described later. The operation may be automatically turned on/off according to information transmitted from the pressure sensor 134 to be described, the oxygen sensor 135 to be described later, and the gas detector 136 to be described later.

제4밸브(133)의 작동 온/오프 조건은, 상기한 펌프(132)의 작동 온/오프 조건과 동일하므로 설명의 중복을 회피하기 위해 상세한 설명을 생략하기로 한다.Since the operation on/off condition of the fourth valve 133 is the same as the operation on/off condition of the pump 132, detailed descriptions will be omitted in order to avoid redundancy.

압력센서(134)는, 제4밸브(133) 상류의 보조배출관(131) 상에 마련될 수 있으며, 이너팅 공정 중에 발생되는 건조공기의 배압 또는 개싱 업 공정 중에 발생되는 불활성가스의 배압을 감지하여, 펌프(132) 및 제4밸브(133)에 배압정보를 실시간으로 전달할 수 있다.The pressure sensor 134 may be provided on the auxiliary discharge pipe 131 upstream of the fourth valve 133 and detects the back pressure of dry air generated during the inerting process or the back pressure of inert gas generated during the gassing up process. Thus, back pressure information can be transmitted to the pump 132 and the fourth valve 133 in real time.

압력센서(134)는, 정체공간(30)의 건조공기 또는 불활성가스의 배압을 감지하는 것으로, 보조배출관(131)이 아닌 액화가스 저장탱크(20)의 정체공간(30)에 마련될 수 있음은 물론이다.The pressure sensor 134 detects the back pressure of dry air or inert gas in the stagnant space 30, and may be provided in the stagnation space 30 of the liquefied gas storage tank 20, not the auxiliary discharge pipe 131 Of course.

산소센서(135)는, 펌프(132) 하류의 보조배출관(131) 상에 마련될 수 있으며, 이너팅 공정 중에 펌프(132)로부토 토출되는 건조공기에 포함된 산소를 감지하여, 펌프(132) 및 제4밸브(133)에 산소의 함유량에 대한 정보를 실시간으로 전달할 수 있다.The oxygen sensor 135 may be provided on the auxiliary discharge pipe 131 downstream of the pump 132, and sense oxygen contained in the dry air discharged from the pump 132 during the inerting process, and the pump 132 ) And the information on the oxygen content to the fourth valve 133 in real time.

가스검출기(136)는, 펌프(132) 하류의 보조배출관(131) 상에 마련될 수 있으며, 개싱 업 공정 중에 펌프(132)로부터 토출되는 불활성가스에 연료가스가 포함되는지를 감지하여, 펌프(132) 및 제4밸브(133)에 연료가스의 존재 유무에 대한 정보를 실시간으로 전달할 수 있다. 여기서 연료가스는 프로판가스일 수 있다.The gas detector 136 may be provided on the auxiliary discharge pipe 131 downstream of the pump 132, and detects whether fuel gas is included in the inert gas discharged from the pump 132 during the gassing up process, and the pump ( Information on the presence or absence of fuel gas may be transmitted to the 132 and the fourth valve 133 in real time. Here, the fuel gas may be propane gas.

상기와 같이 구성되는 가스치환시스템(100)의 작동 방법을 도 2 내지 도 7을 참고하여 설명한다.A method of operating the gas replacement system 100 configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 to 7.

액화가스를 액화가스 저장탱크(20)에 로딩할 때 발생할 수 있는 폭발을 방지하기 위하여, 액화가스를 액화가스 저장탱크(20)에 로딩하기 전에, 먼저 제1밸브(115)를 개방하고 건조공기공급부(111)를 작동시켜 건조공기를 액화가스 저장탱크(20) 내부로 주입시키는 드라잉 공정을 수행하고, 건조공기가 액화가스 저장탱크(20)의 하부로부터 채워져 상부까지 이르게 되면, 메인배출관(120)을 통해 외부로 배출하게 된다(도 2 참고).In order to prevent an explosion that may occur when liquefied gas is loaded into the liquefied gas storage tank 20, before loading the liquefied gas into the liquefied gas storage tank 20, first open the first valve 115 and dry air. A drying process of injecting dry air into the liquefied gas storage tank 20 by operating the supply unit 111 is performed, and when the dry air is filled from the bottom of the liquefied gas storage tank 20 and reaches the top, the main discharge pipe ( 120) is discharged to the outside (see Fig. 2).

액화가스 저장탱크(20)의 내부에 건조공기가 완전히 채워지면 드라잉 공정을 중단하고, 제2밸브(116)를 개방하고 불활성가스공급부(112)를 작동시켜 불활성가스를 액화가스 저장탱크(20) 내부로 주입시키는 이너팅 공정을 수행하여, 액화가스 저장탱크(20)의 하부로부터 불활성가스가 채워지면서 사전에 채워져 있던 건조공기를 상부로 밀어 올리게 되고, 건조공기가 메인배출관(120)을 통해 외부로 배출하게 된다(도 3 참고).When the inside of the liquefied gas storage tank 20 is completely filled with dry air, the drying process is stopped, the second valve 116 is opened, and the inert gas supply unit 112 is operated to convert the inert gas into the liquefied gas storage tank 20 ) By performing an innering process of injecting into the interior, inert gas is filled from the lower portion of the liquefied gas storage tank 20, and the previously filled dry air is pushed up to the top, and the dry air is passed through the main discharge pipe 120. It is discharged to the outside (see Fig. 3).

이너팅 공정은 액화가스 저장탱크(20)에 채워진 건조공기가 완전히 제거할 때까지 수행해야 하는데, 건조공기가 액화가스 저장탱크(20)의 상부로 밀려 올라갈수록 건조공기의 배압이 점점 높아지게 되고, 건조공기의 배압이 일정 값 이상(예를 들어 0.15bar 이상)이 될 경우 정체공간(30)에 존재하는 건조공기가 메인배출관(120)의 메인흡입구(121)를 통해 외부로 배출시키는 것이 용이하지 않게 된다. 이를 해결하기 위해, 압력센서(134)에서 건조공기의 배압이 일정 값 이상으로 감지될 경우, 가스제거장치(130)를 자동으로 작동되도록 즉, 제4밸브(133)가 개방되고 펌프(132)가 작동 온되도록 하여 보조배출관(131)을 통해 정체공간(30)에 존재하는 건조공기를 외부로 배출시키게 되고, 이때 메인배출관(120)을 통해서는 건조공기 및 불활성가스가 외부로 배출된다(도 4 참고).The inerting process should be performed until the dry air filled in the liquefied gas storage tank 20 is completely removed, and the back pressure of the dry air gradually increases as the dry air is pushed up to the top of the liquefied gas storage tank 20, When the back pressure of the dry air is more than a certain value (for example, 0.15 bar or more), it is difficult to discharge the dry air existing in the stagnant space 30 to the outside through the main inlet 121 of the main discharge pipe 120. Will not be. To solve this, when the pressure sensor 134 detects the back pressure of the dry air above a certain value, the gas removal device 130 is automatically operated, that is, the fourth valve 133 is opened and the pump 132 The dry air existing in the stagnant space 30 is discharged to the outside through the auxiliary discharge pipe 131 by allowing the operation to be turned on, and at this time, dry air and inert gas are discharged to the outside through the main discharge pipe 120 (Fig. 4).

이후, 산소센서(135)에서 펌프(132)를 통해 토출되는 건조공기에 포함된 산소의 함유량이 일정 값 미만(예를 들어, 산소 함유량 5% 미만)으로 감지될 때까지 이너팅 공정은 계속 수행되고, 산소센서(135)에서 산소의 함유량이 일정 값 미만으로 감지되면 건조공기로 인한 위험으로부터 안전한 것으로 판단하고, 액화가스 저장탱크(20)의 내부가 불활성가스로 채워졌다고 판단하여, 가스제거장치(130)를 자동으로 작동 중단되도록 즉, 제4밸브(133)가 폐쇄되고 펌프(132)가 작동 오프되도록 함과 동시에 이너팅 공정을 중단하게 된다.Thereafter, the inerting process continues until the oxygen sensor 135 detects that the oxygen content contained in the dry air discharged through the pump 132 is less than a certain value (eg, less than 5% oxygen content). When the oxygen sensor 135 detects that the oxygen content is less than a certain value, it is determined that it is safe from dangers due to dry air, and it is determined that the inside of the liquefied gas storage tank 20 is filled with inert gas, and the gas removal device In other words, the fourth valve 133 is closed and the pump 132 is turned off so that the operation 130 is automatically stopped, and the innering process is stopped.

액화가스 저장탱크(20)의 내부에 불활성가스가 채워지면, 제3밸브(117)를 개방하고 연료가스공급부(113)를 작동시켜 연료가스를 액화가스 저장탱크(20) 내부로 주입시키는 개싱 업 공정을 수행하여, 액화가스 저장탱크(20)의 하부로부터 연료가스가 채워지면서 사전에 채워져 있던 불활성가스를 상부로 밀어 올리게 되고, 불활성가스가 메인배출관(120)을 통해 외부로 배출하게 된다(도 5 참고).When the inside of the liquefied gas storage tank 20 is filled with inert gas, the third valve 117 is opened and the fuel gas supply unit 113 is operated to inject fuel gas into the liquefied gas storage tank 20. By performing the process, fuel gas is filled from the lower portion of the liquefied gas storage tank 20, and the previously filled inert gas is pushed upward, and the inert gas is discharged to the outside through the main discharge pipe 120 (Fig. 5).

개싱 업 공정은 액화가스 저장탱크(20)에 채워진 불활성가스가 완전히 제거할 때까지 수행해야 하는데, 불활성가스가 액화가스 저장탱크(20)의 상부로 밀려 올라갈수록 불활성가스의 배압이 점점 높아지게 되고, 불활성가스의 배압이 일정 값 이상(예를 들어 0.15bar 이상)이 될 경우 정체공간(30)에 존재하는 불활성가스가 메인배출관(120)의 메인흡입구(121)를 통해 외부로 배출시키는 것이 용이하지 않게 된다. 이를 해결하기 위해, 압력센서(134)에서 불활성가스의 배압이 일정 값 이상으로 감지될 경우, 가스제거장치(130)를 자동으로 작동되도록 즉, 제4밸브(133)가 개방되고 펌프(132)가 작동 온되도록 하여 보조배출관(131)을 통해 정체공간(30)에 존재하는 불활성가스를 외부로 배출시키게 되고, 이때 메인배출관(120)을 통해서는 불활성가스 및 연료가스가 외부로 배출된다(도 6 참고).The gassing-up process should be performed until the inert gas filled in the liquefied gas storage tank 20 is completely removed, and the back pressure of the inert gas gradually increases as the inert gas is pushed up to the top of the liquefied gas storage tank 20, When the back pressure of the inert gas exceeds a certain value (for example, 0.15 bar or more), it is difficult to discharge the inert gas present in the stagnant space 30 to the outside through the main inlet 121 of the main discharge pipe 120. Will not be. To solve this, when the pressure sensor 134 detects the back pressure of the inert gas above a certain value, the gas removal device 130 is automatically operated, that is, the fourth valve 133 is opened and the pump 132 The inert gas present in the stagnant space 30 is discharged to the outside through the auxiliary discharge pipe 131 by allowing the operation to be turned on, and at this time, the inert gas and fuel gas are discharged to the outside through the main discharge pipe 120 (Fig. 6).

상기에서, 가스제거장치(130)는 펌프(132)를 통해 토출되는 불활성가스에 연료가스가 포함될 때까지 작동한다.In the above, the gas removal device 130 operates until the fuel gas is included in the inert gas discharged through the pump 132.

가스검출기(136)에서 펌프(132)를 통해 토출되는 불활성가스에 연료가스가 검출될 때까지 개싱 업 공정은 계속 수행되고, 가스검출기(136)에서 연료가스가 검출되면 불활성가스로 인한 위험으로부터 안전한 것으로 판단하고, 액화가스 저장탱크(20)의 내부가 연료가스로 채워졌다고 판단하여, 가스제거장치(130)를 자동으로 작동 중단되도록 즉, 제4밸브(133)가 폐쇄되고 펌프(132)가 작동 오프되도록 함과 동시에 개싱 업 공정을 중단하게 된다(도 7 참고).The gas detection process continues until fuel gas is detected in the inert gas discharged from the gas detector 136 through the pump 132, and if the fuel gas is detected by the gas detector 136, it is safe from dangers due to the inert gas. It is determined that the inside of the liquefied gas storage tank 20 is filled with fuel gas, so that the gas removal device 130 is automatically stopped, that is, the fourth valve 133 is closed and the pump 132 is The gassing-up process is stopped while the operation is turned off (see FIG. 7).

이후, 연료가스 분위기로 조성된 액화가스 저장탱크(20)에 액화가스를 로딩한다.Thereafter, the liquefied gas is loaded into the liquefied gas storage tank 20 formed in a fuel gas atmosphere.

상기한 본 발명의 가스치환시스템(100)은, 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크에 설치될 수 있으며, 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에도 설치될 수 있음은 물론이다.The gas replacement system 100 of the present invention described above may be installed in a liquefied gas storage tank provided on a ship, which is a transportation means for sailing the ocean, and may also be installed in a liquefied gas storage tank installed on the ground. to be.

이하에서는, 상기한 본 발명의 가스치환시스템(100)이 선박(1)에 적용되는 경우를 도 1 내지 도 7을 다시 참고하고 도 8을 참고하여 설명한다.Hereinafter, a case where the gas replacement system 100 of the present invention is applied to the ship 1 will be described again with reference to FIGS. 1 to 7 and with reference to FIG. 8.

본 실시예서 선박(1)은, LPG를 운송하는 LPG 운반선인 경우를 설명하지만, 이에 한정되지 않고 LNG를 운송하는 LNG 운반선은 물론 액화가스 저장탱크가 구비되어 액화가스를 출발지에서 목적지까지 수송하는 상선 외에도 해상의 일정 지점에 부유하여 특정한 작업을 수행하는 해양구조물을 포괄하는 개념임을 알려둔다.In this embodiment, the ship 1 describes the case of an LPG carrier that transports LPG, but is not limited thereto, and a commercial ship that transports liquefied gas from the origin to the destination is provided with a liquefied gas storage tank as well as an LNG carrier that transports LNG. In addition, it is noted that the concept encompasses offshore structures that perform specific tasks by floating at a certain point on the sea.

선박(1)은, 선체(10) 내부에 액화가스 저장탱크(20)가 복수 개 예를 들어, 제1 내지 제4액화가스 저장탱크(20a, 20b, 20c, 20d)가 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 선박(1)에 액화가스 저장탱크가 4개인 경우를 설명하지만, 선박(1)에 따라 그 이하 또는 그 이상의 액화가스 저장탱크가 구비될 수 있음은 물론이다.The ship 1 may have a plurality of liquefied gas storage tanks 20 inside the hull 10, for example, first to fourth liquefied gas storage tanks 20a, 20b, 20c, and 20d. In the present embodiment, a case where there are four liquefied gas storage tanks in the ship 1 is described, but it goes without saying that less or more liquefied gas storage tanks may be provided depending on the ship 1.

건조공기공급부(111), 불활성가스공급부(112), 연료가스공급부(113), 메인공급관(114)을 포함하는 가스공급부(110)는, 액화가스가 첫 번째로 채워지는 제1액화가스 저장탱크(20a)에 인접한 위치에 설치될 수 있다.The gas supply unit 110 including the dry air supply unit 111, the inert gas supply unit 112, the fuel gas supply unit 113, and the main supply pipe 114 is a first liquefied gas storage tank filled with liquefied gas first. It can be installed in a location adjacent to (20a).

메인배출관(120)은, 4개의 액화가스 저장탱크(20a, 20b, 20c, 20d)에 대응되도록 제1 내지 제4메인배출관(120a, 120b, 120c, 120d)으로 구분될 수 있다.The main discharge pipe 120 may be divided into first to fourth main discharge pipes 120a, 120b, 120c, and 120d so as to correspond to the four liquefied gas storage tanks 20a, 20b, 20c, and 20d.

제1메인배출관(120a)은 제1액화가스 저장탱크(20a)의 상부와 제2액화가스 저장탱크(20b)의 하부를 연결하고, 제2메인배출관(120b)은 제2액화가스 저장탱크(20b)의 상부와 제3액화가스 저장탱크(20c)의 하부를 연결하고, 제3메인배출관(120c)은 제3액화가스 저장탱크(20c)의 상부와 제4액화가스 저장탱크(20d)의 하부를 연결하고, 제4메인배출관(120d)은 제4액화가스 저장탱크(20d)의 상부로부터 벤트 마스트(40)까지 연장된다.The first main discharge pipe 120a connects the upper part of the first liquefied gas storage tank 20a and the lower part of the second liquefied gas storage tank 20b, and the second main discharge pipe 120b is the second liquefied gas storage tank ( The upper part of 20b) and the lower part of the third liquefied gas storage tank 20c are connected, and the third main discharge pipe 120c is the upper part of the third liquefied gas storage tank 20c and the fourth liquefied gas storage tank 20d. The lower portion is connected, and the fourth main discharge pipe 120d extends from the upper portion of the fourth liquefied gas storage tank 20d to the vent mast 40.

가스제거장치(130)는, 정체공간(30)에 잔류하는 건조공기 또는 불활성가스를 제거하는 것으로, 제1 내지 제4액화가스 저장탱크(20a, 20b, 20c, 20d) 중에서 적어도 어느 하나에 설치될 수 있는데, 가스제거장치(130)의 설치 기준은, 액화가스를 액화가스 저장탱크(20)에 로딩하기 전에 건조공기를 주입하는 드라잉 공정, 불활성가스를 주입하는 이너팅 공정, 연료가스를 주입하는 개싱 업 공정 중에서, 이너팅 공정 중에 발생되는 건조공기의 배압 또는 개싱 업 공정 중에 발생되는 불활성가스의 배압의 크기에 따라 결정될 수 있으며, 배압이 일정 값 이상, 예를 들어, 0.15bar 이상일 경우 정체공간(30)에 존재하는 건조공기 또는 불활성가스가 외부로 배출되기가 곤란하여 배압이 일정 값 이상이 되는 액화가스 저장탱크에만 설치하는 것이 바람직할 수 있다. 물론 배압이 일정 값 이하가 되는 액화가스 저장탱크에도 설치할 수 있지만, 설치 공수 및 작동에 따른 불필요한 에너지 소비를 고려할 때 바람직하지 않기 때문이다.The gas removal device 130 removes dry air or inert gas remaining in the stagnant space 30, and is installed in at least one of the first to fourth liquefied gas storage tanks 20a, 20b, 20c, 20d The installation standard of the gas removal device 130 is a drying process of injecting dry air before loading the liquefied gas into the liquefied gas storage tank 20, an inert gas injection process, and fuel gas. Among the gassing-up processes to be injected, it may be determined according to the size of the back pressure of dry air generated during the inerting process or the back pressure of the inert gas generated during the gassing-up process, and when the back pressure is more than a certain value, for example, 0.15 bar or more It may be desirable to install only the liquefied gas storage tank where the back pressure is higher than a certain value because it is difficult to discharge dry air or inert gas existing in the stagnant space 30 to the outside. Of course, it can be installed in a liquefied gas storage tank where the back pressure is less than a certain value, but this is because it is not desirable in consideration of unnecessary energy consumption due to installation man-hours and operation.

선박(1)이 84K급일 경우, 제1액화가스 저장탱크(20a)에서의 건조공기 또는 불활성가스의 배압은 약 0.17bar 정도이고, 제2액화가스 저장탱크(20b)에서의 건조공기 또는 불활성가스의 배압은 약 0.14bar 정도이고, 제3액화가스 저장탱크(20c)에서의 건조공기 또는 불활성가스의 배압은 약 0.08bar 정도이고, 제4액화가스 저장탱크(20d)에서의 건조공기 또는 불활성가스의 배압은 약 0.02bar 정도로, 액화가스가 첫 번째로 채워지는 제1액화가스 저장탱크(20a)에서 배압이 가장 높고 마지막 제4액화가스 저장탱크(20d)로 갈수록 배압이 낮아짐을 알 수 있다.When the ship (1) is 84K class, the back pressure of the dry air or inert gas in the first liquefied gas storage tank 20a is about 0.17 bar, and the dry air or inert gas in the second liquefied gas storage tank 20b The back pressure of is about 0.14 bar, the back pressure of dry air or inert gas in the third liquefied gas storage tank 20c is about 0.08 bar, and the dry air or inert gas in the fourth liquefied gas storage tank 20d The back pressure of is about 0.02 bar, and it can be seen that the back pressure is highest in the first liquefied gas storage tank 20a, which is first filled with liquefied gas, and the back pressure decreases as it goes to the last fourth liquefied gas storage tank 20d.

상기한 배압을 고려할 때, 가스제거장치(130)는 액화가스가 첫 번째로 채워지는 제1액화가스 저장탱크(20a)에 우선적으로 설치되어야 하며, 액화가스가 두 번째로 채워지는 제2액화가스 저장탱크(20b)에는 선택적으로 설치할 수 있다. 그 이외의 제3액화가스 저장탱크(20c)와 제4액화가스 저장탱크(20d)에는 설치하지 않더라도 건조공기 또는 불활성가스를 배출시키는데 문제가 없다.In consideration of the above back pressure, the gas removal device 130 should be installed preferentially in the first liquefied gas storage tank 20a filled with liquefied gas first, and the second liquefied gas filled with liquefied gas second. It can be installed selectively in the storage tank (20b). Other than that, there is no problem in discharging dry air or inert gas even if not installed in the third liquefied gas storage tank 20c and the fourth liquefied gas storage tank 20d.

선박(1)에 4개 이상의 액화가스 저장탱크가 구비되는 경우에는 액화가스가 첫 번째, 두 번째로 채워지는 액화가스 저장탱크는 물론 세 번째로 채워지는 액화가스 저장탱크에도 가스제거장치(130)가 설치될 필요가 있을 수 있다.When four or more liquefied gas storage tanks are provided in the ship (1), the gas removal device 130 is also used in the liquefied gas storage tanks filled with the liquefied gas first and secondly as well as the liquefied gas storage tanks filled with the third liquefied gas. May need to be installed.

건조공기공급부(111)로부터 공급되는 건조공기는 제1액화가스 저장탱크(20a)에 먼저 채워지고, 제1 내지 제3메인배출관(120a, 120b, 120c)을 통해 제2 내지 제4액화가스 저장탱크(20b, 20c, 20d)에 순차적으로 채워진 후에 제4메인배출관(120d)을 경유하여 벤트 마스트(40)를 통해 외부로 배출될 수 있다.Dry air supplied from the dry air supply unit 111 is first filled in the first liquefied gas storage tank 20a, and the second to fourth liquefied gases are stored through the first to third main discharge pipes 120a, 120b, and 120c. After the tanks 20b, 20c, and 20d are sequentially filled, they may be discharged to the outside through the vent mast 40 via the fourth main discharge pipe 120d.

이후 불활성가스공급부(112)로부터 공급되는 불활성가스와 연료가스공급부(113)로부터 공급되는 연료가스 역시 상기와 같은 방식으로 외부로 배출될 수 있다.Thereafter, the inert gas supplied from the inert gas supply unit 112 and the fuel gas supplied from the fuel gas supply unit 113 may also be discharged to the outside in the same manner as described above.

가스제거장치(130)는, 건조공기, 불활성가스 및 연료가스가 공급되고 배출되는 과정에서 제1액화가스 저장탱크(20a)의 배압이 일정 값 이상이 되면, 자동으로 작동되어 정체공간(30)에 존재하는 건조공기 또는 불활성가스를 제거하고, 건조공기 또는 불활성가스의 제거가 완료되면 자동으로 작동이 중지될 수 있다.The gas removal device 130 is automatically operated when the back pressure of the first liquefied gas storage tank 20a exceeds a certain value in the process of supplying and discharging dry air, inert gas, and fuel gas, and is automatically operated to stop the space 30 Dry air or inert gas existing in the air is removed, and the operation can be automatically stopped when the dry air or inert gas is removed.

가스제거장치(130)의 설치 유무에 따라 드라인 공정, 이너팅 공정, 개싱 업 공정에 소요되는 시간에 차이가 많이 발생되는데, 선박(1)이 84K급이고, 4개의 액화가스 저장탱크(20a, 20b, 20c, 20d)가 구비되는 84K급 선박(1)의 경우, 가스제거장치(130)가 설치되지 않았을 때 드라잉 공정 시간이 약 40시간, 이너팅 공정 시간이 약 24시간, 개싱 업 공정 시간이 약 38시간 소요되었고, 반면에 가스제거장치(130)를 제1액화가스 저장탱크(20a)에만 설치하여 운용했을 때 드라잉 공정 시간을 약 15시간 정도 단축할 수 있었고, 이너팅 공정 시간을 약 15시간 정도 단축할 수 있었고, 개싱 업 공정 시간을 약 25시간 정도 단축시킬 수 있었다.Depending on whether or not the gas removal device 130 is installed, there is a lot of difference in the time required for the drain process, the inert process, and the gassing-up process.The ship 1 is 84K class, and four liquefied gas storage tanks 20a , 20b, 20c, 20d) in the case of 84K class ship (1), when the gas removal device 130 is not installed, the drying process time is about 40 hours, the innering process time is about 24 hours, gassing up The process time took about 38 hours, on the other hand, when the gas removal device 130 was installed and operated only in the first liquefied gas storage tank 20a, the drying process time could be shortened by about 15 hours, and the innering process The time could be shortened by about 15 hours and the gassing-up process time could be shortened by about 25 hours.

이와 같이 본 실시예는, 액화가스 저장탱크(20) 내부의 정체공간(30)에 잔류하는 건조공기 또는 불활성가스를 외부로 빼주는 가스제거장치(130)를 구비함으로써, 건조공기 또는 불활성가스를 액화가스 저장탱크(20)로부터 용이하게 배출할 수 있어, 드라잉(drying) 공정, 이너팅(inerting) 공정, 개싱 업(gassing up) 공정에 소요되는 시간을 획기적으로 단축할 수 있고, 액화가스 로딩 준비작업의 효율성을 극대화할 수 있다.As described above, in this embodiment, the dry air or inert gas is liquefied by providing a gas removal device 130 for removing dry air or inert gas remaining in the stagnant space 30 inside the liquefied gas storage tank 20 to the outside. Since it can be easily discharged from the gas storage tank 20, the time required for a drying process, an inerting process, and a gassing up process can be drastically reduced, and liquefied gas loading The efficiency of preparation work can be maximized.

또한, 본 실시예는, 가스제거장치(130)에 의해 액화가스 저장탱크(20) 내부의 정체공간(30)에 잔류하는 건조공기 또는 불활성가스를 완전히 제거할 수 있어, 액화가스 저장탱크(20) 내부에 건조공기 또는 불활성가스의 잔류에 따른 위험으로부터 자유로울 수 있다.In addition, in this embodiment, the dry air or inert gas remaining in the stagnant space 30 inside the liquefied gas storage tank 20 can be completely removed by the gas removal device 130, so that the liquefied gas storage tank 20 ) It can be free from the danger of remaining dry air or inert gas inside.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described centering on the embodiments of the present invention, but these are only examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will not depart from the essential technical content of the present embodiment. It will be appreciated that various combinations or modifications and applications not illustrated in the embodiments are possible in the range. Accordingly, technical contents related to modifications and applications that can be easily derived from the embodiments of the present invention should be interpreted as being included in the present invention.

1: 선박 10: 선체
20: 액화가스 저장탱크 20a 내지 20d: 제1 내지 제4액화가스 저장탱크
21: 상부판 30: 정체공간
40: 벤트 마스트 100: 가스치환시스템
110: 가스공급부 111: 건조공기공급부
112: 불활성가스공급부 113: 연료가스공급부
114: 메인공급관 115 내지 117: 제1 내지 제3밸브
120: 메인배출관 120a 내지 120d: 제1 내지 제4메인배출관
121: 메인흡입구 130: 가스제거장치
131: 보조배출관 131a: 보조흡입구
132: 펌프 133: 제4밸브
134: 압력센서 135: 산소센서
136: 가스검출기1: ship 10: hull
20: liquefied gas storage tanks 20a to 20d: first to fourth liquefied gas storage tanks
21: upper plate 30: congestion space
40: vent mast 100: gas replacement system
110: gas supply unit 111: dry air supply unit
112: inert gas supply unit 113: fuel gas supply unit
114: main supply pipe 115 to 117: first to third valve
120: main discharge pipes 120a to 120d: first to fourth main discharge pipes
121: main inlet 130: gas removal device
131: auxiliary discharge pipe 131a: auxiliary suction port
132: pump 133: fourth valve
134: pressure sensor 135: oxygen sensor
136: gas detector

Claims (11)

액화가스를 액화가스 저장탱크에 로딩하기 전에 상기 액화가스 저장탱크의 내부를 연료가스 분위기로 조성하는 가스치환시스템으로서,
상기 액화가스 저장탱크의 내부에 건조공기, 불활성가스, 연료가스를 순차적으로 공급하는 가스공급부;
상기 액화가스 저장탱크에 채워지는 상기 건조공기, 상기 불활성가스, 또는 상기 연료가스를 외부로 배출시키는 통로를 제공하고, 상기 액화가스 저장탱크의 상부판으로부터 아래에 위치되는 메인흡입구를 갖는 메인배출관; 및
상기 메인흡입구와 상기 상부판 사이의 정체공간에 잔류하는 상기 건조공기 또는 상기 불활성가스를 제거하는 가스제거장치를 포함하고,
상기 가스제거장치는,
상기 액화가스 저장탱크의 상부에 연결되며, 상기 정체공간에 잔류된 상기 건조공기 또는 상기 불활성가스를 외부로 배출시키는 통로를 제공하는 보조배출관;
상기 보조배출관 상에 마련되는 펌프;
상기 펌프 상류의 상기 보조배출관 상에 마련되는 압력센서;
상기 펌프 하류의 상기 보조배출관 상에 마련되는 산소센서; 및
상기 펌프 하류의 상기 보조배출관 상에 마련되는 가스검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템.As a gas replacement system for creating an interior of the liquefied gas storage tank into a fuel gas atmosphere before loading the liquefied gas into the liquefied gas storage tank,
A gas supply unit sequentially supplying dry air, inert gas and fuel gas into the liquefied gas storage tank;
A main discharge pipe providing a passage for discharging the dry air, the inert gas, or the fuel gas filled in the liquefied gas storage tank to the outside, and having a main suction port located below the upper plate of the liquefied gas storage tank; And
And a gas removal device for removing the dry air or the inert gas remaining in the stagnant space between the main intake and the upper plate
The gas removal device,
An auxiliary discharge pipe connected to the upper portion of the liquefied gas storage tank and providing a passage for discharging the dry air or the inert gas remaining in the stagnant space to the outside;
A pump provided on the auxiliary discharge pipe;
A pressure sensor provided on the auxiliary discharge pipe upstream of the pump;
An oxygen sensor provided on the auxiliary discharge pipe downstream of the pump; And
A gas replacement system for a liquefied gas storage tank, comprising a gas detector provided on the auxiliary discharge pipe downstream of the pump. 제1항에 있어서, 상기 가스공급부는,
상기 액화가스 저장탱크의 하부에 연결되는 메인공급관;
상기 메인공급관을 통해 상기 액화가스 저장탱크의 내부에 상기 건조공기를 공급하는 드라잉 공정을 수행하는 건조공기공급부;
상기 메인공급관을 통해 상기 액화가스 저장탱크의 내부에 상기 불활성가스를 공급하여 사전에 채워진 상기 건조공기가 외부로 배출되도록 하는 이너팅 공정을 수행하는 불활성가스공급부; 및
상기 메인공급관을 통해 상기 액화가스 저장탱크의 내부에 상기 연료가스를 공급하여 사전에 채워진 상기 불활성가스가 외부로 배출되도록 하는 개싱 업 공정을 수행하는 연료가스공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템.The method of claim 1, wherein the gas supply unit,
A main supply pipe connected to the lower portion of the liquefied gas storage tank;
A dry air supply unit for performing a drying process of supplying the dry air to the inside of the liquefied gas storage tank through the main supply pipe;
An inert gas supply unit for supplying the inert gas to the inside of the liquefied gas storage tank through the main supply pipe to perform an innerizing process to discharge the previously filled dry air to the outside; And
Liquefied gas storage, characterized in that it comprises a fuel gas supply unit for performing a gas-up process to supply the fuel gas to the inside of the liquefied gas storage tank through the main supply pipe so that the previously filled inert gas is discharged to the outside Tank gas replacement system. 제2항에 있어서, 상기 가스제거장치는,
상기 이너팅 공정 시에 발생되는 상기 건조공기의 배압 또는 상기 개싱 업 공정 시에 발생되는 상기 불활성가스의 배압이 일정 값 이상이 될 경우에 작동되어 상기 건조공기 또는 상기 불활성가스를 외부로 배출시키고,
배출되는 상기 건조공기에 포함된 산소의 함유량이 일정 값 미만일 경우 또는 배출되는 상기 불활성가스에서 상기 연료가스가 감지될 경우에 작동을 중단하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템.The method of claim 2, wherein the gas removal device,
It is operated when the back pressure of the dry air generated during the inerting process or the back pressure of the inert gas generated during the gassing up process becomes more than a certain value to discharge the dry air or the inert gas to the outside,
A gas replacement system for a liquefied gas storage tank, characterized in that the operation is stopped when the oxygen content of the discharged dry air is less than a certain value or when the fuel gas is detected in the discharged inert gas. 삭제delete 제2항에 있어서, 상기 보조배출관은,
보조흡입구가 상기 액화가스 저장탱크의 상기 상부판에서 가장 높은 부분에 위치되고, 벤트 마스트 또는 ATM을 통해 상기 건조공기 또는 상기 불활성가스를 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템.The method of claim 2, wherein the auxiliary discharge pipe,
A gas replacement system for a liquefied gas storage tank, characterized in that an auxiliary suction port is located at the highest part of the upper plate of the liquefied gas storage tank, and discharges the dry air or the inert gas to the outside through a vent mast or ATM. . 제2항에 있어서, 상기 펌프는,
상기 압력센서로부터 상기 이너팅 공정 시에 발생되는 상기 건조공기의 배압정보 또는 상기 개싱 업 공정 시에 발생되는 상기 불활성가스의 배압정보를 전달받아, 배압이 일정 값 이상일 경우에 작동되고,
배출되는 상기 건조공기에 포함된 산소의 함유량에 대한 상기 산소센서로부터 정보를 전달받아, 산소의 함유량이 일정 값 미만일 경우에 작동 중단되고,
배출되는 상기 불활성가스에 상기 연료가스의 존재 유무에 대한 정보를 상기 가스검출기로부터 전달받아, 상기 연료가스가 검출될 경우에 작동 중단되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템.The method of claim 2, wherein the pump,
Receives back pressure information of the dry air generated during the inerting process or back pressure information of the inert gas generated during the gassing-up process from the pressure sensor, and operates when the back pressure is higher than a certain value,
When information about the content of oxygen contained in the discharged dry air is received from the oxygen sensor, the operation is stopped when the content of oxygen is less than a certain value,
A gas replacement system for a liquefied gas storage tank, characterized in that the operation is stopped when the fuel gas is detected by receiving information on whether the fuel gas is present in the discharged inert gas from the gas detector. 제1항에 있어서,
상기 액화가스는 LPG이고,
상기 불활성가스는 질소가스이고,
상기 연료가스는 프로판가스인 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템.The method of claim 1,
The liquefied gas is LPG,
The inert gas is nitrogen gas,
The fuel gas is a gas replacement system for a liquefied gas storage tank, characterized in that the propane gas. 제1항에 있어서,
상기 액화가스 저장탱크는 선박의 선체 내부에 복수 개 구비되고,
상기 가스제거장치는 복수 개의 상기 액화가스 저장탱크 중에서 적어도 어느 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템.The method of claim 1,
The liquefied gas storage tank is provided in plural within the hull of the ship,
The gas removal device is a gas replacement system for a liquefied gas storage tank, characterized in that installed in at least one of the plurality of liquefied gas storage tanks. 제8항에 있어서, 상기 가스제거장치는,
복수 개의 상기 액화가스 저장탱크 중에서 상기 액화가스가 첫 번째로 채워지는 액화가스 저장탱크에 우선적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템.The method of claim 8, wherein the gas removal device,
A gas replacement system for a liquefied gas storage tank, characterized in that it is preferentially installed in a liquefied gas storage tank in which the liquefied gas is first filled among the plurality of liquefied gas storage tanks. 제8항에 있어서, 상기 선박은,
LPG 운반선인 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템.The method of claim 8, wherein the ship,
Gas replacement system of a liquefied gas storage tank, characterized in that the LPG carrier. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 상기 액화가스 저장탱크의 가스치환시스템이 구비되는 것을 특징으로 하는 선박.A ship, characterized in that a gas replacement system for the liquefied gas storage tank according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 10 is provided.
KR1020170095672A 2017-07-27 2017-07-27 Gas Replacement System of Liquefied Gas Storage Tank and Ship having the same KR102177273B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170095672A KR102177273B1 (en) 2017-07-27 2017-07-27 Gas Replacement System of Liquefied Gas Storage Tank and Ship having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170095672A KR102177273B1 (en) 2017-07-27 2017-07-27 Gas Replacement System of Liquefied Gas Storage Tank and Ship having the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190012546A KR20190012546A (en) 2019-02-11
KR102177273B1 true KR102177273B1 (en) 2020-11-10

Family

ID=65369799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170095672A KR102177273B1 (en) 2017-07-27 2017-07-27 Gas Replacement System of Liquefied Gas Storage Tank and Ship having the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102177273B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7377094B2 (en) * 2019-12-19 2023-11-09 三菱造船株式会社 ship
KR20210125347A (en) 2020-04-08 2021-10-18 삼성중공업 주식회사 A container module for maintaining ship
KR20210125653A (en) 2020-04-08 2021-10-19 삼성중공업 주식회사 A container ship
KR20220029976A (en) 2020-09-02 2022-03-10 삼성중공업 주식회사 A container module for maintaining ship

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584566B1 (en) * 2014-04-07 2016-01-12 대우조선해양 주식회사 Gas filling system and method for lng storage tank

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130056044A (en) * 2011-11-21 2013-05-29 현대중공업 주식회사 Discharge method for prevention of mix lpg steam gas with inert gas

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584566B1 (en) * 2014-04-07 2016-01-12 대우조선해양 주식회사 Gas filling system and method for lng storage tank

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190012546A (en) 2019-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102177273B1 (en) Gas Replacement System of Liquefied Gas Storage Tank and Ship having the same
JP4949599B2 (en) Method and apparatus for compressed gas
KR101788750B1 (en) Offshore structure and it's loading/unloading method, and cool down method of lng storage tank
CN103398284A (en) LNG tank
KR102196987B1 (en) Gas Fuelled Container Carrier
US20170050713A1 (en) Fuel gas supply system of vessel
KR102601307B1 (en) Fuel Supply System and Method for Vessel
CN104094038A (en) System and method for loading, storing and offloading natural gas from ships
KR101334146B1 (en) Purging system for gas line of df engine
KR102297865B1 (en) Boil-off gas management system of the lng-fpso and the lng-fpso with the same
KR101606701B1 (en) Container Ship And Arrangement Method Of The Same
KR200476889Y1 (en) Venting apparatus for cargo tanks
KR101606574B1 (en) Loading And Unloading System For CGL Ship
KR102548332B1 (en) Fuel gas treating system in ships
KR102261772B1 (en) A Treatment System of Gas
KR20110007450A (en) A co2 carrying ship
KR20130031503A (en) Liquefied gas cargo surge pressure control system in emergency
CN104094040A (en) System and method for loading, storing and offloading natural gas from a barge
US20050214079A1 (en) Use of hydrate slurry for transport of associated gas
RU2546050C1 (en) Feed of fuel gas to compressed natural gas tanker power plants
KR102516615B1 (en) Fuel gas treating system in ships
KR102297872B1 (en) Fuel gas supply system of ship
KR102189796B1 (en) Fuel gas supplying system in ships
WO2022055363A1 (en) A method and vessel for transporting a semi-stable oil product
KR20220000431A (en) Floating structure having hybrid cargo tank

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant