KR102351598B1 - Ｆｌｎｇ의 선체 보호 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FLNG의 LNG 유출 지역으로부터 유출된 LNG가 상기 유출 지역으로부터 배출될 수 있게 마련되는 배출 드레인(drain) 및 상기 배출 드레인을 통해 배출되는 LNG를 임시 저장하기 위한 임시 LNG 저장탱크를 포함하는 FLNG의 선체 보호 시스템으로서, 본 발명에 의하면, FLNG에서 유출된 LNG를 안전하게 처리할 수 있어, 유출된 LNG로부터 FLNG를 보호할 수 있게 한다.

Description

ＦＬＮＧ의 선체 보호 시스템{PROTECTION SYSTEM FOR HULL OF FLNG}

본 발명은 해상에 부유하여 LNG를 생산, 저장 및 하역하기 위한 시설인 FLNG에서 위험 사고 발생시를 위한 FLNG의 선체 보호 시스템에 관한 것이다.

액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG'라 함)는 연소 시 대기오염물질 배출이 적은 친환경 연료로서, 그 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있다. 일반적으로 액화가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 후 수송선(LNGC, LNG Carrier)에 의해 목적지까지 이송되는데, 가스를 극저온으로 액화시킨 액화천연가스는 기체 상태로 존재할 때에 비해 그 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송을 용이하게 하는 장점이 있다.

최근에는 이를 하나의 선박에서 LNG의 생산과 저장 및 하역을 할 수 있도록 제작된 구조물로서, LNG-FPSO(LNG Floating Production, Storage and Offloading, FLNG)가 개발되어 이용되고 있다.

또한, LNG를 취급하는 선박으로는, LNG를 운송하되 LNG를 재기화시켜 육상에 공급하는 LNG-RV(LNG-Regasification Vessel)나, LNG를 액체 상태로 저장하다 필요시 재기화해 해저 또는 육상 파이프라인을 통해 육상 수요처로 공급하는 LNG-FSRU(LNG-Floating, Storage and regasification Unit) 등도 있다.

이러한 선박 내지 구조물들은 액체상태의 액화천연가스를 처리하거나, 천연가스를 액화하기 위한 수단들을 구비하게 된다.

특히, FLNG의 경우는 채굴된 천연가스를 액체 상태로 상변환시켜 저장하기 위한 전처리설비 및 액화설비 등을 보유하게 된다.

생산되어 액화되는 액화천연가스(LNG)는 상압 -163℃의 극저온에서 액화되기 때문에, 이러한 액화천연가스가 인체에 닿거나 선체의 측벽, 바닥, 다른 구조물 등에 닿게 되면 굉장히 큰 위험이 된다.

FLNG는 그러한 액화천연가스를 선박 내에 저장하고, 천연가스를 액화시키게 되는데, 이들 천연가스 또는 액화천연가스를 처리하는 과정에서 설비 내에서 고압의 액화천연가스가 폭발하여 유출되게 되면, 유출된 액화천연가스가 인체에 극도의 손상을 입히거나 다른 구조물 및 선체에 심각한 훼손을 초래할 수 있다.

이를 방지하기 위해 LNG-FPSO를 예로 들면, 메인 데크 상부나 상부 구조물의 배관 및 장비의 연결부 등 LNG의 유출이 예상되는 예상 위험구역에는 CSP(Cryogenic Spill Protection) 코팅을 하여 열적 차단을 통해서 유출되는 LNG로부터 손상을 입지 않도록 보호하고, 유출되는 LNG는 선체 측면을 통해서 바다로 배출될 수 있도록 하는 것이 최선으로 고려되고 있다.

그런데, 누출된 LNG를 선체 측면을 통해서 바다로 잘 배출되면, 누출된 LNG로부터 선체가 입을 수도 있는 피해를 최소화할 수 있으나, 해상 상황에 따라서, 즉, 바람이 심하거나 파도가 높거나 비가 내리는 상황 등에는 선체 측면을 통해서 배출시키는 것이 안전한 것이 못 될 수도 있다.

그런 순탄하지 않은 기상 상황에서는 선체 측면을 통해 배출되는 LNG가 다시 선박 상으로 유입이 되게 되거나, 극저온의 LNG가 선체 측면에 계속적으로 영향을 미쳐 선체의 측면이 파괴될 우려도 있게 된다.

또한, 이러한 기상 상황, 배출되는 LNG의 양 등에 따라서, LNG가 바닷물에 접촉시에 폭발이 발생하여 폭발에 따라서 선체에 손상 및 안정성에 위해가 될 수도 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 FLNG에서 유출된 LNG를 안전하게 처리할 수 있어, 유출된 LNG로부터 FLNG를 보호할 수 있는 FLNG의 선체 보호 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 FLNG의 선체 보호 시스템은, FLNG의 LNG 유출 지역으로부터 유출된 LNG가 상기 유출 지역으로부터 배출될 수 있게 마련되는 배출 드레인(drain) 및 상기 배출 드레인을 통해 배출되는 LNG를 임시 저장하기 위한 임시 LNG 저장탱크를 포함한다.

여기서, 상기 배출 드레인은 FLNG 데크 상의 LNG 유출 지역으로부터 FLNG 선체 내부로 형성되고, 상기 임시 LNG 저장탱크 또한 FLNG 선체 내부에 마련되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 임시 LNG 저장탱크로부터 유출된 LNG를 공급받아 저장하기 위한 유출 LNG 저장탱크를 더 포함할 수 있다.

이러한 상기 유출 LNG 저장탱크의 내부는 진공 상태로 마련되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 유출 LNG 저장탱크의 내부는 불활성가스로 충진되어 마련되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 유출 LNG 저장탱크로 유출된 LNG가 공급됨에 따라, 상기 유출 LNG 저장탱크 내의 가스가 배출되도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 배출되는 가스는, 가스를 연소시키기 위한 가스연소수단으로 공급될 수 있다.

또한, 배출되는 가스는, 가스를 연료로 사용하는 연료소모처로 공급될 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따른 FLNG의 선체 보호 시스템은, FLNG의 LNG 유출 지역으로부터 유출된 LNG가 상기 유출 지역으로부터 배출될 수 있게 마련되는 배출 드레인(drain), 상기 배출 드레인을 통해 배출되는 LNG를 임시 저장하기 위한 임시 LNG 저장탱크, 상기 배출 드레인으로부터 분기되어 FLNG의 선현 측으로 연장 형성되는 서브 드레인(sub drain) 및 유출된 LNG의 배출 경로를 상기 배출 드레인 또는 상기 서브 드레인으로 설정하는 제어부를 포함한다.

여기서, 상기 임시 LNG 저장탱크로부터 유출된 LNG를 공급받아 저장하기 위한 유출 LNG 저장탱크를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 임시 LNG 저장탱크와 상기 유출 LNG 저장탱크는 선체 내부에 마련되는 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 유출 LNG 저장탱크의 내부는 진공 상태로 마련되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 유출 LNG 저장탱크의 내부는 불활성가스로 충진되어 마련되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 유출 LNG 저장탱크로 유출된 LNG가 공급됨에 따라, 상기 유출 LNG 저장탱크 내의 가스가 배출되도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 배출되는 가스는, 가스를 연소시키기 위한 가스연소수단으로 공급될 수 있다.

또한, 배출되는 가스는, 가스를 연료로 사용하는 연료소모처로 공급될 수 있다.

한편, 상기 서브 드레인으로부터 상기 배출 드레인으로 연결되는 우회 드레인을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 FLNG의 선체 보호 시스템에 의하면, 상황에 따라서 유출된 LNG를 선체 측면으로 배출시키지 않음으로써, 선체 측면의 안전 및 선체의 안정성을 보장한다.

그리고, 유출되는 LNG에 공기의 접촉이 최소화될 수 있게 하여 유출된 LNG로 인한 추가적인 폭발 등의 피해를 최소화할 수 있다.

또한, LNG의 배출 및 임시 저장을 선택적으로 운용함으로써 상황에 맞게 FLNG를 운용 및 적절히 보호할 수 있도록 한다.

한편, 유출 LNG 저장탱크로 유출된 LNG가 공급됨에 따라, 유출 LNG 저장탱크에 충진된 가스가 배출될 수 있게 함으로써, 유출된 LNG가 유출 LNG 저장탱크에 원활하게 저장될 수 있게 한다.

그리고, 유출 LNG 저장탱크에 저장된 LNG는 연소수단에 의해 연소시킴으로써 안전하게 배출될 수 있게 한다.

또는, 유출 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 연료소모처로 공급될 수 있게 함으로써, 연료로써 재사용될 수 있게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 FLNG 내에 구비되는 FLNG의 선체 보호 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 FLNG 내에 구비되는 FLNG의 선체 보호 시스템의 다른 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.

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.

도 1은 본 발명에 따른 FLNG 내에 구비되는 FLNG의 선체 보호 시스템을 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 FLNG 내에 구비되는 FLNG의 선체 보호 시스템의 다른 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.

우선, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 FLNG 내에 구비되는 FLNG의 선체 보호 시스템을 설명하기로 한다..

본 발명에 따른 FLNG의 선체 보호 시스템은, FLNG(Floating-LNG, LNG-FPSO)에 구축되어 각종 LNG 취급 설비에서 유출되는 LNG를 안전하게 처리하기 위한 시스템이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 FLNG의 선체 보호 시스템은, FLNG의 LNG 유출 지역(A1, A2)에서 유출된 LNG가 배출되기 위한 배출 드레인(10)이 마련되고, 배출 드레인을 통해 배출되는 LNG를 임시 저장하기 위한 LNG 저장탱크를 포함한다.

LNG 유출 지역(A1, A2)은 선박의 설계 단계에서 LNG 유출 위험이 크다고 판단되어 설정하는 구역으로서, 천연가스를 액화시키기 위한 액화설비가 배치되는 여러 구역일 수 있고, 배출 드레인(10)은 이러한 LNG 유출 지역(A1, A2) 측에 유입구가 마련되어 유입구로부터 임시 LNG 저장탱크(20)로 연결되는 배관 구성이다.

임시 LNG 저장탱크(20)는 LNG 유출 지역(A1, A2)에 해당하는 데크(D) 하부의 FLNG 선체 내부에 마련되는 것이 바람직하다.

유출되는 LNG는 배출 드레인(10)을 통해서 하향 이동되어 임시 LNG 저장탱크(20)로 수집됨에 따라, 유출된 LNG가 공기와의 접촉이 최소화되어 만약의 재차, 삼차 폭발의 위험성을 배제시킬 수 있다.

이를 위해 배출 드레인(10)은 FLNG 선체 내부로 형성되고, 임시 LNG 저장탱크(20)와의 관계에 따라서 하나의 드레인으로 형성되거나, 다수의 드레인의 조합 또는 경사, 절곡되어 형성될 수도 있다.

이와 같이 임시 LNG 저장탱크(20)에 임시 저장된 LNG는 임시 LNG 저장탱크(20)로부터 공급받아 저장하기 위한 유출 LNG 저장탱크(30)로 공급되고, 이를 위해 임시 LNG 저장탱크(20)와 유출 LNG 저장탱크(30) 간에는 유출 LNG 공급배관(31)이 구성된다.

임시 LNG 저장탱크(20)에 임시 저장된 LNG를 공급받아 저장하기 위한 유출 LNG 저장탱크(30)는 LNG와 같은 초저온 유체를 저장할 수 있는 재질과 구성의 저장탱크로서, 이러한 유출 LNG 저장탱크(30)는 천연가스가 액화처리되어 저장되기 위한 구성일 수도 있다.

나아가, 이러한 유출 LNG 저장탱크(30)는 내부 공기를 배출시키고 밀봉 처리함에 의해서 내부가 약한 진공 상태로 마련되는 것이 바람직하다.

이 또한 유출되어 불안정한 LNG의 공기와의 접촉을 최소화하기 위한 것이다.

또한, 유출 LNG 저장탱크(30) 내부는 불활성가스로 충진되어 마련될 수 있다.

이 또한 유출되어 불안정한 LNG가 공기와 접촉되지 않도록 하고, 불안정한 LNG로부터 일시적으로 발생되는 BOG(Blow-out gas)가 불활성가스에 의해 치환됨으로써 추가되는 위험이 방지될 수 있게 한다.

여기서, 유출 LNG 저장탱크(30)로 유출된 LNG가 공급되면, 그에 대응되게 유출 LNG 저장탱크(30)로부터 가스가 배출될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 배출되는 가스는 가스연소수단(40)으로 공급되도록 하여 GCU(Gas Combustion Unit) 등의 가스연소수단에 의해서 연소되어 안전하게 배출(Vent)될 수 있게 하는 것이 바람직하다.

또는, 배출되는 가스를 연료소모처(50)로 공급함으로써, 발전기나 엔진 등의 연료소모처를 통해서 연료로써 재사용될 수 있도록 할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 FLNG의 선체 보호 시스템의 다른 실시 예를 도시한 것으로서, 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 FLNG의 선체 보호 시스템은, 앞서 설명된 FLNG의 선체 보호 시스템에 일부 구성이 더 포함되는 실시 예로서, 앞선 실시 예에서 설명된 부분은 생략하거나 축약하도록 한다.

본 실시 예에 따른 FLNG의 선체 보호 시스템은, 배출 드레인(10), 임시 LNG 저장탱크(20), 유출 LNG 저장탱크(30), 가스연소수단(40) 및 연료소모처(50)를 구비하고, 이에 서브 드레인(60, sub drain), 우회 드레인(70, bypass drain) 및 제어부(미도시) 등이 더 포함될 수 있다.

서브 드레인(60)은 배출 드레인(10)에서 분기되어 선현 측으로 연장 형성되는 배관 구성으로서, 유출되는 LNG를 선현 측을 통해서 선체 외부로 배출시키기 위해 FLNG에 구성되는 것으로, 선체 외부 해상으로 배출시키기 위해서 선체 측면에서 선체 외부로 분기되는 메인 드레인(80, main drain)이 더 구비될 수도 있다.

제어부(미도시)는 LNG 유출지역(A1, A2)에서 유출된 LNG의 배출 경로를 제어할 수 있도록 마련된다.

즉, 유출된 LNG가 배출 드레인(10)을 통해서 임시 LNG 저장탱크(20)로 수집되게 하거나, 배출 드레인(10)에서 분기되는 서브 드레인(60)을 통해서 선현 측으로 배출되게 하는 것을 제어하기 위한 것이다.

이는 배출 드레인(10)과 서브 드레인(60)에 구성되는 제어 밸브들을 제어함에 의해서 배출 경로를 설정하여 제어하고, 이와 같이 배출 경로를 제어함으로써, LNG 유출 사고의 위급함, 유출된 LNG의 양, 임시 LNG 저장탱크 및 유출 LNG 저장탱크 등의 상태, 해상의 상황 등에 따라서, 유출된 LNG를 선현 측을 통해 해상으로 배출시키거나 임시 LNG 저장탱크에 저장될 수 있게 한다.

또한, 그러한 상황의 변화에 따라 그 경로를 변경할 수 있도록 서브 드레인(60)으로부터 배출 드레인(10)으로 연결되어, 서브 드레인(60)을 통해 배출되는 LNG의 경로를 임시 LNG 저장탱크(20)로 변경시키는 우회 드레인(70)이 더 구성될 수 있다.

한편, 이러한 서브 드레인(60)은 선체의 구성에 따라 하나의 드레인으로 형성되거나, 다수의 드레인의 조합 또는 경사, 절곡되어 형성될 수도 있으며, 배출되는 LNG는 자연적으로 흐르는 것이 바람직하며, 이를 위해 서브 드레인(10)은 선현 측을 향해 하향 경사지게 형성될 수 있다.

나아가, 이러한 서브 드레인(60)은 배출 드레인(10)으로부터 분기되어 FLNG 선체 내부를 관통할 수도 있으나, 데크(D) 상부에 거터웨이(gutter way)의 형식으로 데크(D) 상부에 마련될 수도 있다.

이상에서 설명된 드레인은 유출된 LNG의 위험을 최소화하기 위한 구성인 바, 전체 또는 선택적으로 각 드레인은 CSP(Cryogenic Spill Protection) 코팅 처리됨으로써, 코팅막에 의한 열적 차단에 의해서 드레인과 드레인에 접하는 구조물이 극저온의 LNG에 의해 손상되는 것을 방지하도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 FLNG의 선체 보호 시스템에 의하면, LNG 유출 지역으로부터 유출된 LNG를 임시 보관함으로써, 유출된 LNG를 선외로 배출함에 따른 위험에 대비할 수 있고, 그러한 배출 경로를 설정할 수 있음에 따라 유동적으로 선체를 보호할 수 있게 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 FLNG의 선체 보호 시스템은, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

10: 배출 드레인
20: 임시 LNG 저장탱크
30: 유출 LNG 저장탱크
31: 유출 LNG 공급배관
40: 가스연소수단
50: 연료소모처
60: 서브 드레인
70: 우회 드레인
80: 메인 드레인

Claims (9)

1. FLNG의 LNG 유출 지역에서 유출된 LNG를 상기 LNG 유출 지역으로부터 배출시키는 배출 드레인;
   상기 배출 드레인을 통해 배출되는 LNG를 임시 저장하는 임시 LNG 저장탱크;
   상기 임시 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 공급받아 저장하는 유출 LNG 저장탱크;
   상기 배출 드레인으로부터 분기되어 상기 LNG 유출 지역에서 유출된 LNG를 선체 외부로 배출시키는 서브 드레인; 및
   상기 유출된 LNG의 배출 경로를 상기 배출 드레인 또는 상기 서브 드레인으로 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 유출된 LNG의 양, 상기 임시 LNG 저장탱크의 상태, 상기 유출 LNG 저장탱크의 상태 및 해상 상황 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정보에 기반하여 상기 유출된 LNG의 배출 경로를 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 하는,
   FLNG의 선체 보호 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 서브 드레인으로부터 분기되어 상기 서브 드레인이 분기된 이후의 상기 배출 드레인 상으로 합류되며, 상기 서브 드레인을 통해 배출되는 LNG의 경로를 상기 임시 LNG 저장탱크 측으로 변경시키는 우회 드레인을 더 포함하는,
   FLNG의 선체 보호 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 유출 LNG 저장탱크는 내부가 진공 상태로 마련되는 것을 특징으로 하는,
   FLNG의 선체 보호 시스템.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 유출 LNG 저장탱크의 내부가 불활성가스로 충진되는 것을 특징으로 하는,
   FLNG의 선체 보호 시스템.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 유출 LNG 저장탱크로부터 배출되는 가스는, 가스연소수단으로 공급되어 연소 후 배출되거나 또는 가스연료소모처로 공급되어 연료로서 사용되는 것을 특징으로 하는,
   FLNG의 선체 보호 시스템.
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