KR102217993B1

KR102217993B1 - Lng 벙커링 선박 및 lng 벙커링 방법

Info

Publication number: KR102217993B1
Application number: KR1020130071682A
Authority: KR
Inventors: 우일국; 김신형; 변윤철; 오준
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2021-02-19
Also published as: KR20140148144A

Abstract

LNG 벙커링 선박 및 LNG 벙커링 방법이 개시된다. 본 발명의 LNG 벙커링 선박은, LNG를 공급하는 벙커링 선박에 있어서, 선박에 마련되며 LNG를 저장하는 저장 탱크; 및 선박에 마련되며 저장 탱크로부터 LNG를 공급받아 다른 선박 또는 해양 구조물로 이송하는 버퍼 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

LNG 벙커링 선박 및 LNG 벙커링 방법{LNG Bunkering Ship And Method}

본 발명은 LNG 벙커링 선박 및 LNG 벙커링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에 마련되며 액화연료를 저장하는 저장 탱크와, 선박에 마련되며 저장 탱크로부터 액화연료를 공급받아 다른 선박 또는 해양 구조물로 이송하는 버퍼 탱크를 포함하는 LNG 벙커링 선박에 관한 것이다.

벙커링(bunkering)은 벙커유로 알려진 선박 연료유를 저장 및 전송하는 것을 주로 의미하는데, 최근에는 LNG 사용이 늘어남에 따라 LNG 연료의 전송 및 공급 또한 벙커링으로 포함되고 있다. 선박의 연료공급에서, 대량의 연료를 해안으로부터 선박까지 연료로 전송하기 위해 바지선이나 다른 컨테이너에 임시 저장될 수 있고, 따라서 연료 공급은 도크 또는 다른 항만 시설로부터 직접 이루어지거나, 바지선 또는 다른 연료 급유선에 의해 운반된 연료를 공급받아 이루어질 수도 있다.

LNG를 벙커링하는 경우, -162℃의 극저온 상태를 유지할 수 있는 저장 용기를 갖추더라도 LNG는 저장 용기 내부에서 지속적으로 자연 기화되기 때문에 상당한 양의 BOG(증발가스)가 발생한다. 저장 용기 내에 BOG가 과다하게 되면 이로 인해 용기 내 압력이 상승하면서 용기가 내부 압력을 견딜 수 없어 폭발할 위험이 있으므로, BOG는 배출시켜 액화한 후 다시 저장한다.

한국 출원번호 제10-2010-7010354호

LNG를 벙커링하는 선박에서는 선박의 안전을 위해, 내부 압력 상승을 견디는 압력용기형의 독립형 탱크를 사용할 수 있다. 이는 선박의 운항 중 발생하는 증발가스(BOG)로 인해 높아지는 탱크 내압을 수용하여 선박의 안전을 유지하기 위한 것인데, 이러한 독립형 탱크는 실린더 형태나 원형 등의 형태이므로 선박에 적재시 공간 손실이 크고, 대형화하기 어려워 LNG 운반을 위해 고가의 탱크를 복수로 제작해야 하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 선체의 형태에 맞아 공간 효율이 높은 저장탱크를 사용하면서도 증발가스를 적절히 수용하여 선박의 안전을 유지할 수 있는 벙커링 선박을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, LNG를 공급하는 벙커링 선박에 있어서,

상기 선박에 마련되며 LNG를 저장하는 저장 탱크; 및

상기 선박에 마련되며 상기 저장 탱크로부터 상기 LNG를 공급받아 다른 선박 또는 해양 구조물로 이송하는 버퍼 탱크를 포함하는 LNG 벙커링 선박이 제공된다.

바람직하게는, 상기 버퍼 탱크는 3 내지 100 bar의 내압을 수용하는 압력 용기이며, 상기 저장 탱크는 멤브레인형 탱크일 수 있다.

바람직하게는, 상기 저장 탱크의 LNG에서 발생하는 증발가스는 상기 버퍼 탱크로 이송되어, 상기 저장 탱크에서 발생하는 상기 증발가스의 재액화 없이 상기 선박이 운항가능하다.

바람직하게는, 상기 다른 선박 또는 해양 구조물로 이송된 LNG에서 발생하는 증발가스는 상기 버퍼 탱크로 복귀될 수 있다.

바람직하게는, 상기 버퍼 탱크에 수용된 상기 증발가스는 상기 선박에 마련된 엔진 또는 터빈의 연료로 공급될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 벙커링 방법에 있어서,

선박에 LNG가 저장되는 저장 탱크와 상기 저장 탱크로부터 상기 LNG를 공급받아 다른 선박 또는 해양 구조물로 이송하는 버퍼 탱크를 마련하여 벙커링하되,

상기 저장 탱크는 멤브레인형 탱크이고, 상기 버퍼 탱크는 압력 용기인 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링 방법이 제공된다.

본 발명의 LNG 벙커링 선박 및 LNG 벙커링 방법은, LNG가 저장되는 멤브레인형 탱크의 저장 탱크와, 저장 탱크로부터 LNG를 공급받아 다른 선박 또는 해양 구조물로 이송하는 압력 용기의 버퍼 탱크를 마련하여 선박에 복합탱크를 구성한다. 공간활용성이 높은 멤브레인형 탱크를 통해 많은 LNG를 효율적이고 경제적으로 적재하여 운반할 수 있고, 압력 용기의 버퍼 탱크를 구성하여 저장 탱크 또는 다른 선박 또는 해양 구조물의 저장 용기에서 발생하는 증발가스를 수용함으로써, 저장 탱크 등의 내압 상승에 따른 폭발 위험을 방지하여 안전성을 확보하고, 증발가스의 재액화 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 벙커링 선박의 개념을 개략적으로 도시한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 LNG 벙커링 선박에서 저장 탱크와 버퍼 탱크가 선박에 배치되는 모습의 몇 가지 예를 개략적으로 도시한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 벙커링 선박의 개념을 개략적으로 도시하였다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예의 LNG 벙커링 선박(S)은, LNG를 공급하는 벙커링 선박으로서, 선박(S)에 마련되며 액화연료를 저장하는 저장 탱크(100)와, 선박(S)에 마련되며 저장 탱크(100)로부터 액화연료를 공급받아 다른 선박 또는 해양 구조물(D)로 이송하는 버퍼 탱크(200)를 포함한다. 본 실시예에서 버퍼 탱크(200)는 3 내지 100 bar의 내압을 수용하는 압력 용기이며, 저장 탱크(100)는 멤브레인형 탱크일 수 있다. 더욱 바람직하게는 버퍼 탱크(200)는 IMO C type의 압력 용기이다.

본 실시예에서 LNG 벙커링 선박(S)을 통해 다른 선박 또는 해양 구조물(D) 등의 수요처로 LNG를 공급한다.

벙커링이란 선박(S) 등에 연료를 저장 및 전송하는 것을 말하는데, 본 실시예에서는 LNG를 저장하여 선박 및 해양 구조물(D) 등의 특수선박을 포함하는 수요처로 공급하게 된다.

LNG는 천연가스에 비해 부피가 1/600로 줄어들어 운송에 적합하지만, 약 -162℃의 극저온으로 액화되어 있으므로 외부 온도 및 압력 등 환경의 변화에 민감하여 운송 중에 지속적으로 증발가스(BOG, Boil Off Gas)가 발생하게 된다. 따라서 증발가스에 의해 LNG를 저장한 탱크의 압력이 지속적으로 상승하게 되는데, 이러한 탱크가 수용할 수 없을 정도로 압력이 상승하면 폭발 등의 안전사고로 이어질 수 있다. 따라서 벙커링을 위한 운반선은 압력을 수용할 수 있는 독립형 탱크로 이루어지거나 재액화 처리 시설을 갖추는 등의 방법으로, 증발가스에 의한 압력 상승에 대비한다.

그러나 독립형 탱크는 실린더나 원형 등의 형태이므로 선체에 적재시 공간손실이 크고, 제작비가 고가이며 대형화하기 어려운 문제가 있다. 이를 해결하기 위하여 본 실시예에서는 LNG를 저장하는 저장 탱크(100)는 멤브레인형 탱크로 하였다. 또한 저장 탱크(100)의 LNG에서 발생하는 증발가스는 버퍼 탱크(200)로 수용하여 저장 탱크(100)의 내압 상승을 조절할 수 있도록 구성하였다. 멤브레인형 탱크는 선박(S)의 화물창에 복수의 밀봉벽과 복수의 단열벽을 번갈아 적층하여 제작하는데, 선박(S)의 화물창 형태에 맞추어 저장 탱크(100)를 구성하므로 공간 효율이 높고 대형화할 수 있는 장점이 있다. 그러나 증발가스에 의한 내압 상승에는 상대적으로 취약하므로, 본 실시예는 저장 탱크(100)의 액화연료에서 발생하는 증발가스는 배관(BL)을 통해 버퍼 탱크(200)로 이송하여, 저장 탱크(100)에서 발생하는 증발가스의 재액화 없이 선박(S)이 운항가능할 수 있도록 한다.

도 2 및 도 3에는 본 실시예에 따라 저장 탱크(100)와 버퍼 탱크(200)가 마련된 LNG 벙커링 선박(S)에서의 탱크 배치 형태의 몇 가지 예를 개략적으로 도시하였다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 저장 탱크(100)는 선박(S)의 선체 내부에 배치되며, 버퍼 탱크(200)는 선박(S)의 선체 내부 외에 데크 상부에도 배치될 수 있다.

이처럼 선체 내부의 저장 탱크(100)에 수용된 LNG는 배관(L1)을 통해 선체 내부 또는 데크 상부의 버퍼 탱크(200)로 공급되고, 버퍼 탱크(200)로부터 배관(L2)을 거쳐 선박(S)에 마련된 매니폴드 등 하역 설비(미도시)를 통해 선박 또는 해양 구조물(D) 등의 수요처의 저장 용기(미도시)로 공급된다.

본 실시예에서는 다른 선박 또는 해양 구조물(D)로 이송된 액화연료에서 발생하는 증발가스도 버퍼 탱크(200)로 복귀시킬 수 있는데, 그에 따라 다른 선박 또는 해양 구조물(D)의 저장 용기가 내압 상승에 취약한 경우에도 액화연료를 공급할 수 있다. 벙커링시 이송된 액화연료가 다른 선박 또는 해양 구조물(D)의 저장 용기로 도입되면서 압력 변화로 인해 가스가 발생하는데, 본 실시예에서는 이를 버퍼 탱크(200)로 복귀시켜 저장 용기의 내압을 조절할 수 있다. 이를 위해 다른 선박 또는 해양 구조물(D)의 저장 용기로부터 버퍼 탱크(200)로 가스를 이송하는 복귀 배관(RL)이 벙커링 시 마련된다.

한편, 버퍼 탱크(200)에 수용된 증발가스는 선박(S)에 마련된 엔진 또는 터빈(E)의 연료로 공급될 수 있다. 선박(S)의 추진용 또는 발전용 엔진이나 터빈(E)에 연료로 버퍼 탱크(200)에 모인 증발가스를 공급함으로써, 증발가스를 효과적으로 활용하는 동시에 버퍼 탱크(200)의 내압을 조절하여 지속적으로 증발가스를 수용할 수 있도록 한다.

본 실시예의 LNG 벙커링 선박(S)에는 재액화 장치(미도시)도 마련될 수 있는데, 이처럼 증발가스를 배관(FL)을 통해 선박(S)의 연료로 공급하여 활용함으로써 고가인 재액화 장치의 용량을 줄이고 재액화 처리의 시간간격을 길게 할 수 있다.

원활한 증발가스의 수용 및 LNG 이송을 위해 버퍼 탱크(200)는 복수로 마련될 수 있고, 저장 탱크(100) 또한 복수로 마련될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 벙커링 방법에 있어서,

선박(S)에 액화연료가 저장되는 저장 탱크(100)와 저장 탱크(100)로부터 액화연료를 공급받아 다른 선박 또는 해양 구조물(D)로 이송하는 버퍼 탱크(200)를 마련하여 벙커링하되,

저장 탱크(100)는 멤브레인형 탱크이고, 버퍼 탱크(200)는 압력 용기인 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링 방법이 제공된다.

바람직하게는, 저장 탱크(100)의 액화연료에서 발생하는 증발가스는 버퍼 탱크(200)로 이송되어, 저장 탱크(100)에서 발생하는 증발가스의 재액화 없이 선박(S)이 운항가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예의 LNG 벙커링 선박(S) 및 LNG 벙커링 방법은, LNG가 저장되는 멤브레인형 탱크의 저장 탱크(100)와, 저장 탱크(100)로부터 LNG를 공급받아 다른 선박 또는 해양 구조물(D)로 이송하는 압력 용기의 버퍼 탱크(200)를 마련하여 선박(S)에 복합탱크를 구성한다.

이와 같이 공간활용성이 높은 멤브레인형 탱크를 통해 선박(S)의 한정된 공간에 많은 액화연료를 효율적이고 경제적으로 적재하여 운반할 수 있다. 또한 선박(S)의 운항 동안 발생하는 증발가스를 수용할 수 있는 압력 용기 타입의 버퍼 탱크(200)를 구성하여 저장 탱크(100) 또는 다른 선박 또는 해양 구조물(D)의 저장 용기에서 발생하는 증발가스를 수용함으로써, 저장 탱크(100) 등의 내압 상승에 따른 폭발 위험을 방지하여 안전성을 확보할 수 있다. 이를 통해 선박(S)의 운항 중 증발가스의 재액화 비용을 절감할 수 있고, 버퍼 탱크(200)에 모인 증발가스는 선박(S)의 엔진 또는 터빈의 연료로 공급하여 선박(S)의 추진 또는 발전 등에 효율적으로 활용할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

S: 선박(LNG 벙커링 선박)
100: 저장 탱크
200: 버퍼 탱크
L1, L2, RL, BL, FL: 배관
E: 엔진 또는 터빈
D: 다른 선박 또는 해양 구조물

Claims

LNG를 공급하는 벙커링 선박에 있어서,
상기 선박에 마련되며 LNG를 저장하는 저장 탱크; 및
상기 선박에 마련되며 상기 저장 탱크로부터 상기 LNG를 공급받아 다른 선박 또는 해양 구조물로 이송하는 버퍼 탱크를 포함하되,
상기 버퍼 탱크는 압력 용기로 마련되고, 상기 저장 탱크의 LNG에서 발생하는 증발가스는 상기 버퍼 탱크로 이송되며,
벙커링 시 상기 다른 선박 또는 해양 구조물로 이송된 LNG에서 발생하는 증발가스는 상기 버퍼 탱크로 복귀되고,
상기 버퍼 탱크에 수용된 증발가스는 상기 벙커링 선박에 마련된 엔진 또는 터빈의 연료로 공급되는 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링 선박.
제 1항에 있어서,
상기 버퍼 탱크는 3 내지 100 bar의 내압을 수용하는 압력 용기이며, 상기 저장 탱크는 멤브레인형 탱크인 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링 선박.
제 2항에 있어서,
상기 저장 탱크의 LNG에서 발생하는 증발가스는 상기 버퍼 탱크로 이송되어, 상기 저장 탱크에서 발생하는 상기 증발가스의 재액화 없이 상기 선박이 운항가능한 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링 선박.
제 3항에 있어서,
벙커링 시 상기 다른 선박 또는 해양 구조물의 저장 용기로부터 상기 버퍼 탱크로 가스를 이송하는 복귀 배관:이 추가로 마련되는 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링 선박.
삭제
벙커링 방법에 있어서,
선박에 LNG가 저장되는 저장 탱크와 상기 저장 탱크로부터 상기 LNG를 공급받아 다른 선박 또는 해양 구조물로 이송하는 버퍼 탱크를 마련하여 벙커링하되,
상기 저장 탱크는 멤브레인형 탱크이고, 상기 버퍼 탱크는 압력 용기이며,
상기 저장 탱크의 LNG에서 발생하는 증발가스는 상기 버퍼 탱크로 이송되고,
벙커링 시 상기 다른 선박 또는 해양 구조물로 이송된 LNG에서 발생하는 증발가스는 상기 버퍼 탱크로 복귀되며,
상기 버퍼 탱크에 수용된 증발가스는 벙커링 선박에 마련된 엔진 또는 터빈의 연료로 공급되는 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링 방법.
제 6항에 있어서,
상기 저장 탱크의 LNG에서 발생하는 증발가스는 상기 버퍼 탱크로 이송되어, 상기 저장 탱크에서 발생하는 상기 증발가스의 재액화 없이 상기 선박이 운항가능한 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링 방법.