KR102347427B1 - Air handling system of liquefied natural gas having coffer dam heating function - Google Patents

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신창훈
이동진
한범우
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Abstract

The present invention is to provide an air conditioning system of a liquefied natural gas facility having a cofferdam heating function for controlling the temperature of the cofferdam heating and accommodation facility. The air conditioning system of a liquefied natural gas facility having a cofferdam heating function according to an embodiment of the present invention comprises: an air conditioner that draws in air from outside; a supply unit for supplying the air introduced from the air conditioner into the cofferdam; an intake unit for supplying air from the inside of the cofferdam to an accommodation facility of a liquefied natural gas facility; and a control unit for controlling the air inflow of the air conditioner, the supply unit, and the intake unit according to the detected temperature of the preset position to adjust the temperature of the cofferdam and the accommodation facility.

Description

코퍼댐 히팅 기능을 갖는 액화 천연 가스 설비의 공조 시스템{AIR HANDLING SYSTEM OF LIQUEFIED NATURAL GAS HAVING COFFER DAM HEATING FUNCTION}Air conditioning system of liquefied natural gas facility with cofferdam heating function

본 발명은 코퍼댐 히팅 기능을 갖는 액화 천연 가스 설비의 공조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioning system for a liquefied natural gas plant having a cofferdam heating function.

일반적으로, 해상에서의 액화 천연 가스 설비로는 액화 천연가스 운반선 (Liquefied Natural Gas Carrier; LNGC), 부유식 저장 재기화설비(Floating Storage Re-gasification Unit; FSRU)가 있다.In general, as a liquefied natural gas facility at sea, there are a liquefied natural gas carrier (LNGC) and a floating storage re-gasification unit (FSRU).

이러한 액화 천연 가스 설비에는 액화 천연 가스를 수납하는 복수의 화물칸이 구비되는데, 액화 천연 가스의 온도가 매우 낮아서 선체에 데미지를 줄 가능성이 높다.Such a liquefied natural gas facility is provided with a plurality of cargo compartments for accommodating liquefied natural gas, and the temperature of the liquefied natural gas is very low, so damage to the hull is high.

이를 방지하기 위해, 복수의 화물칸 사이에 배치되는 코퍼 댐(coffer dam)에 히팅 코일(heating coil)을 설치하여 복수의 화물칸의 온도를 영상의 온도로 높일 수 있으나, 이는 보일러의 용량을 증가시키고, 클리콜(glycol)을 가열, 순환, 수납하기 위한 각종 수단과, 히팅 코일의 설치 등의 시스템을 구축하고 이를 운용 및 유지 보수하기 위한 구성 및 비용이 발생되는 문제점이 있으며, 보일러에서 워터( water)를 스팀(steam) 으로 변환하고, 변환된 스팀을 전송하며, 클리콜 워터 히터에서 열교환하는 과정 등에서 열 손실이 발생되어 에너지 효율이 좋지 않은 문제점이 있다. In order to prevent this, a heating coil may be installed in a coffer dam disposed between the plurality of cargo compartments to increase the temperature of the plurality of cargo compartments to a zero temperature, but this increases the capacity of the boiler, There is a problem in that the configuration and cost for constructing a system such as various means for heating, circulating, and accommodating glycol and the installation of a heating coil, and operating and maintaining it, are generated, and water in the boiler is converted into steam, the converted steam is transmitted, and heat loss is generated in the process of heat exchange in the glycol water heater, so that energy efficiency is not good.

대한민국 공개특허공보 제10-2020-0043227호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0043227

본 발명의 일 실시예에 따르면, 코퍼댐 히팅 및 수용 시설의 온도를 조절하는 코퍼댐 히팅 기능을 갖는 액화 천연 가스 설비의 공조 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an air conditioning system for a liquefied natural gas facility having a cofferdam heating function for controlling the temperature of the cofferdam heating and accommodation facility.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 코퍼댐 히팅 기능을 갖는 액화 천연 가스 설비의 공조 시스템은 외부로부터 공기를 유입하는 공조기, 상기 공조기로부터 유입된 공기를 코퍼댐 내부로 공급하는 공급부, 상기 코퍼댐 내부의 공기를 흡기하여 액화 천연 가스 설비의 수용 시설에 공급하는 흡기부, 사전에 설정된 위치의 검출 온도에 따라 상기 공조기, 상기 공급부 및 상기 흡기부의 공기 유입을 제어하여 상기 코퍼댐 및 상기 수용 시설의 온도를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다. In order to solve the problems of the present invention described above, the air conditioning system of a liquefied natural gas facility having a cofferdam heating function according to an embodiment of the present invention includes an air conditioner introducing air from the outside, and cofferdam the air introduced from the air conditioner. A supply unit for supplying the inside, an intake unit for supplying air inside the cofferdam to a receiving facility of a liquefied natural gas facility, and controlling the air inflow of the air conditioner, the supply unit and the intake unit according to the detection temperature at a preset location It may include a control unit for controlling the temperature of the cofferdam and the accommodation facility.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 시스템의 운용 및 유지 보수가 용이하고, 에너지 효율이 증대될 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, there is an effect that the operation and maintenance of the system is easy, and energy efficiency can be increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코퍼댐 히팅 기능을 갖는 액화 천연 가스 설비의 공조 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코퍼댐 히팅 기능을 갖는 액화 천연 가스 설비의 공조 시스템의 동작을 나타내는 플로우챠트이다.1 is a schematic configuration diagram of an air conditioning system of a liquefied natural gas facility having a cofferdam heating function according to an embodiment of the present invention.
2 to 5 are flowcharts showing the operation of the air conditioning system of the liquefied natural gas facility having a cofferdam heating function according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily practice the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코퍼댐 히팅 기능을 갖는 액화 천연 가스 설비의 공조 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an air conditioning system of a liquefied natural gas facility having a cofferdam heating function according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 코퍼댐 히팅 기능을 갖는 액화 천연 가스 설비의 공조 시스템(100)은 공조기(air handling unit)(110), 공급부(supply fan)(120), 흡기부(exhaust fan)(130) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the air conditioning system 100 of a liquefied natural gas facility having a cofferdam heating function includes an air handling unit 110 , a supply fan 120 , and an exhaust fan 130 . ) and a control unit 150 .

공조기(110)는 외부로부터 공기를 유입할 수 있다.The air conditioner 110 may introduce air from the outside.

공급부(120)는 공조기(110)의 공기가 배출되는 배출구에 설치되어 공조기(110)에 의해 유입된 공기를 코퍼댐(coffer dam)(A) 내부에 공급할 수 있다. 공기의 공급은 덕트 또는 파이프(122)를 통해 전달될 수 있다. 코퍼댐(A) 내부의 온도는 화물칸에 수납된 액화 천연 가스의 온도(대략 -163℃)임을 고려하면 영하의 온도일 수 있고, 공급부(120)에 의한 외부 공기의 유입으로 인해 영상의 온도로 조절될 수 있다. The supply unit 120 may be installed at the outlet through which the air of the air conditioner 110 is discharged to supply the air introduced by the air conditioner 110 to the inside of the coffer dam (A). The supply of air may be delivered via a duct or pipe 122 . Considering that the temperature inside the cofferdam (A) is the temperature of liquefied natural gas (approximately -163°C) stored in the cargo compartment, it may be sub-zero, and due to the inflow of external air by the supply unit 120, it is at a zero temperature. can be adjusted.

더하여, 공급부(120)는 액화 천연 가스 설비의 수용 시설(140)에도 공조기(110)에 의해 유입된 외부의 공기를 공급할 수 있으며 이 또한 덕트 또는 파이프(122)를 통해 전달될 수 있다. 공급부(120)와 수용 시설(140) 간의 덕트 또는 파이프(122)에는 제1 밸브부(121)가 설치될 수 있다. 수용 시설(140)은 액화 천연 가스 설비, 즉, 액화 천연가스 운반선, 또는 부유식 저장 재기화설비의 객실, 운전실, 복도 등 다양할 수 있다.In addition, the supply unit 120 may supply the external air introduced by the air conditioner 110 to the accommodation facility 140 of the liquefied natural gas facility, which may also be delivered through a duct or pipe 122 . The first valve unit 121 may be installed in the duct or pipe 122 between the supply unit 120 and the accommodation facility 140 . The accommodation facility 140 may be various, such as a liquefied natural gas facility, that is, a cabin, a cab, a hallway, etc. of a liquefied natural gas carrier, or a floating storage and regasification facility.

흡기부(130)는 코퍼댐(A) 내부의 공기를 흡기하여 수용 시설(140)에 공급할 수 있다. 마찬가지로, 흡기부(130)로부터의 흡기된 공기는 덕트 또는 파이프(132)를 통해 수용 시설(140)에 전달될 수 있으며, 흡기부(130)와 수용 시설(140) 간의 덕트 또는 파이프(132)에는 제2 밸브부(131)가 설치될 수 있다. 코퍼댐(A) 내부의 온도는 영상의 온도일 수는 있으나, 화물칸에 수납된 액화 천연 가스의 온도(대략 -163℃)에 의해 상온 이하의 온도일 수 있으며, 이를 이용하여 수용 시설(140)의 온도를 저감시킬 수 있다. 더하여, 흡기부(130)는 흡기된 공기가 수용 시설(140)에 공급할 필요가 없을 경우 흡기된 공기를 외부로 배출할 수도 있다.The intake unit 130 may supply air from the inside of the cofferdam A to the accommodation facility 140 . Likewise, the intake air from the intake unit 130 may be delivered to the receiving facility 140 through a duct or pipe 132 , and a duct or pipe 132 between the intake unit 130 and the receiving facility 140 . The second valve unit 131 may be installed. The temperature inside the cofferdam (A) may be a zero temperature, but may be a temperature below room temperature due to the temperature of liquefied natural gas stored in the cargo compartment (approximately -163 ℃), and using this, the accommodation facility 140 temperature can be reduced. In addition, the intake unit 130 may discharge the intake air to the outside when there is no need to supply the intake air to the accommodation facility 140 .

제어부(150)는 사전에 설정된 위치에 배치된 온도 센서(160)에 의해 검출된 검출 온도에 따라 공조기(110), 공급부(120), 흡기부(130)의 동작을 제어하여 수용시설(140) 및 코퍼댐(A)의 온도를 조절할 수 있다. 이를 위해, 제1 및 제2 밸브부(121, 131)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. The control unit 150 controls the operation of the air conditioner 110 , the supply unit 120 , and the intake unit 130 according to the detected temperature detected by the temperature sensor 160 disposed at a preset position to control the operation of the accommodation facility 140 . And it is possible to adjust the temperature of the cofferdam (A). To this end, opening and closing operations of the first and second valve units 121 and 131 may be controlled.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코퍼댐 히팅 기능을 갖는 액화 천연 가스 설비의 공조 시스템의 동작을 나타내는 플로우챠트이다.2 to 5 are flowcharts showing the operation of the air conditioning system of the liquefied natural gas facility having a cofferdam heating function according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1과 함께, 도 2를 참조하면, 제어부(150)는 외부 온도와 수용 시설(140)의 온도 비교 결과에 따라(S11) 공조기(110) 및 공급부(120)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 외부 온도가 수용 시설(140)의 온도보다 높으면 외부로부터의 공기 유입을 개방하고 수용 시설(140)로부터의 공기 유입을 차단할 수 있다(S12). 반대로, 수용 시설(140)의 온도가 외부 온도보다 높으면 외부로부터의 공기 유입을 차단하고 수용 시설(140)로부터의 공기 유입을 개방할 수 있다(S13).First, together with FIG. 1 and referring to FIG. 2 , the control unit 150 may control the operation of the air conditioner 110 and the supply unit 120 according to the result of comparing the external temperature and the temperature of the accommodation facility 140 (S11). have. That is, when the external temperature is higher than the temperature of the accommodation facility 140 , the inflow of air from the outside may be opened and the inflow of air from the accommodation facility 140 may be blocked ( S12 ). Conversely, when the temperature of the accommodation facility 140 is higher than the outside temperature, the inflow of air from the outside may be blocked and the inflow of air from the accommodation facility 140 may be opened (S13).

또한, 도 1과 함께 도 3을 참조하면, 제어부(150)는 수용 시설(140)의 온도 증가 여부에 따라(S21), 제1 밸브부(121)의 개폐 동작을 제어하여 수용 시설(140)의 온도를 조절할 수 있다. 즉, 수용 시설(140)의 온도 증가 요청이 있으면(S21), 제어부(150)는 제1 밸브부(121)를 개방하여 공급부(120)로부터의 공기가 수용 시설(140)로 전달되도록 제어할 수 있으며(S22), 수용 시설(140)의 온도 증가 요청이 없으면(S21), 제어부(150)는 제1 밸브부(121)를 차단시킬 수 있다(S23). In addition, referring to FIG. 3 together with FIG. 1 , the control unit 150 controls the opening/closing operation of the first valve unit 121 according to whether the temperature of the accommodation facility 140 increases ( S21 ) to control the accommodation facility 140 . temperature can be adjusted. That is, if there is a request to increase the temperature of the accommodation facility 140 ( S21 ), the control unit 150 opens the first valve unit 121 to control the air from the supply unit 120 to be delivered to the accommodation facility 140 . Can (S22), if there is no request to increase the temperature of the accommodation facility 140 (S21), the control unit 150 may block the first valve unit 121 (S23).

더하여, 도 1과 함께 도 4를 참조하면, 제어부(150)는 수용 시설(140)의 온도 감소 여부에 따라(S31), 공조기(110) 및 제2 밸브부(131)의 개폐 동작을 제어하여 수용 시설(140)의 온도를 조절할 수 있다. 즉, 수용 시설(140)의 온도 감소 요청이 있으면(S31), 제어부(150)는 제2 밸브부(131)를 개방하여 흡기부(130)에 의해 흡기된 코퍼댐 내부의 공기가 수용 시설(140)로 전달되도록 제어할 수 있으며(S32), 수용 시설(140)의 온도 감소 요청이 없으면(S31), 제어부(150)는 제2 밸브부(131)를 차단시킬 수 있다(S33).In addition, referring to FIG. 4 together with FIG. 1 , the control unit 150 controls the opening and closing operations of the air conditioner 110 and the second valve unit 131 according to whether the temperature of the accommodation facility 140 is decreased (S31). The temperature of the accommodation facility 140 may be adjusted. That is, when there is a request to reduce the temperature of the accommodation facility 140 ( S31 ), the control unit 150 opens the second valve unit 131 so that the air inside the cofferdam that is inhaled by the intake unit 130 is transferred to the accommodation facility ( 140), and if there is no request for temperature reduction of the accommodation facility 140 (S31), the control unit 150 may block the second valve unit 131 (S33).

다음으로, 도 1과 함께, 도 5를 참조하면, 제어부(150)는 코퍼댐(A) 내부의 복수의 위치에 배치된 온도 센서(160)로부터 검출된 온도를 전달받아(S41), 최저 온도값을 선택할 수 있다(S42). 이후, 제어부(150)는 선택된 최저 온도값이 사전에 설정된 기준값 이하이면(S43) 공조기(110)의 발열량을 높이도록 제어하여 코퍼댐(A) 내부의 온도를 증가시키고(S44), 선택된 최저 온도값이 사전에 설정된 기준값 이상이면(S45), 공조기(110)의 발열량을 낮추도록 제어하여 코퍼댐(A) 내부의 온도를 감소시킬 수 있다(S46). Next, referring to FIG. 5 together with FIG. 1 , the control unit 150 receives the temperature detected from the temperature sensor 160 disposed at a plurality of positions inside the cofferdam A ( S41 ), and the lowest temperature A value can be selected (S42). Then, when the selected minimum temperature value is less than or equal to the preset reference value (S43), the control unit 150 controls to increase the amount of heat generated by the air conditioner 110 to increase the temperature inside the cofferdam A (S44), and the selected minimum temperature When the value is greater than or equal to the preset reference value (S45), the temperature inside the cofferdam A can be reduced by controlling the amount of heat generated by the air conditioner 110 to be lowered (S46).

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 코퍼댐 히팅 및 수용 시설의 온도를 조절하여 시스템의 운용 및 유지 보수가 용이하고, 에너지 효율이 증대될 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect that the operation and maintenance of the system is easy by controlling the temperature of the cofferdam heating and accommodation facility, and the energy efficiency can be increased.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is limited by the claims described below, and the configuration of the present invention may vary within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily recognize that it can be easily changed and modified.

100: 공조 시스템
110: 공조기
120: 공급부
121: 제1 밸브부
122, 132: 덕트 또는 파이프
130: 흡기부
131: 제2 밸브부
140: 수용 시설
150: 제어부
160: 온도센서100: air conditioning system
110: air conditioner
120: supply unit
121: first valve unit
122, 132: duct or pipe
130: intake
131: second valve unit
140: accommodation facility
150: control unit
160: temperature sensor

Claims (5)

외부로부터 공기를 유입하는 공조기;
상기 공조기로부터 유입된 공기를 코퍼댐 내부로 공급하는 공급부;
상기 코퍼댐 내부의 공기를 흡기하여 액화 천연 가스 설비의 객실, 운전실 및 복도 중 적어도 하나인 수용 시설에 공급하는 흡기부; 및
사전에 설정된 위치의 검출 온도에 따라 상기 공조기, 상기 공급부 및 상기 흡기부의 공기 유입을 제어하여 상기 코퍼댐 및 상기 수용 시설의 온도를 조절하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 외부 온도와 상기 수용 시설의 온도 비교 결과에 따라 상기 공조기의 공기 유입과 상기 수용 시설의 공기 유입을 제어하되, 외부 온도가 상기 수용 시설의 온도보다 높으면 외부로부터의 공기 유입을 개방하고 수용 시설부터의 공기 유입을 차단하며, 상기 수용 시설의 온도가 외부 온도보다 높으면 외부로부터의 공기 유입을 차단하고 상기 수용 시설로부터의 공기 유입을 개방하고,
상기 수용 시설의 온도 증가 요청에 따라 상기 공급부로부터 상기 수용 시설에 전달되는 공기 유입을 조절하며,
상기 수용 시설의 온도 감소 요청에 따라 상기 흡기부로부터 상기 수용 시설에 전달되는 공기 유입과 외부로부터의 공기 유입을 조절하는
코퍼댐 히팅 기능을 갖는 액화 천연 가스 설비의 공조 시스템.
an air conditioner that introduces air from the outside;
a supply unit supplying the air introduced from the air conditioner into the cofferdam;
an intake unit that intakes the air inside the cofferdam and supplies it to at least one of a guest room, a cab, and a corridor of a liquefied natural gas facility; and
A control unit for controlling the air inflow of the air conditioner, the supply unit, and the intake unit according to the detected temperature of the preset position to adjust the temperature of the cofferdam and the accommodation facility,
The control unit controls the air inflow of the air conditioner and the air inflow of the accommodation facility according to the result of comparing the external temperature and the temperature of the accommodation facility, but when the outside temperature is higher than the temperature of the accommodation facility, the air inflow from the outside is opened and received Block the inflow of air from the facility, and when the temperature of the accommodation facility is higher than the outside temperature, block the inflow of air from the outside and open the inflow of air from the accommodation facility,
Adjusting the inflow of air delivered from the supply unit to the accommodation facility in response to a temperature increase request of the accommodation facility,
Controlling the inflow of air delivered to the accommodation facility from the intake unit and the inflow of air from the outside according to the temperature reduction request of the accommodation facility
Air conditioning system for liquefied natural gas plant with cofferdam heating function.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 코퍼댐 내부의 복수의 위치에 검출된 온도 중 최저 온도값에 따라 상기 공조기의 공기 유입을 제어하여 상기 코퍼댐의 온도를 조절하는 코퍼댐 히팅 기능을 갖는 액화 천연 가스 설비의 공조 시스템.
According to claim 1,
The control unit is an air conditioning system of a liquefied natural gas facility having a cofferdam heating function to control the air inflow of the air conditioner according to the lowest temperature value among the temperatures detected at a plurality of positions inside the cofferdam to adjust the temperature of the cofferdam .
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