KR102477626B1 - Floating platform - Google Patents

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성용욱
김재관
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

부유식 플랫폼이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 플랫폼은 저온의 액상 암모니아 및 이의 증발가스를 저장하는 암모니아저장탱크; 및 액상 암모니아 및 증발가스를 이용하여 전기를 생산하여, 육상의 수요처로 공급하는 암모니아공급장치;를 포함한다.A floating platform is disclosed. A floating platform according to an embodiment of the present invention includes an ammonia storage tank for storing low-temperature liquid ammonia and its boil-off gas; and an ammonia supply device that generates electricity using liquid ammonia and boil-off gas and supplies it to a place on land.

Description

부유식 플랫폼{FLOATING PLATFORM}Floating platform {FLOATING PLATFORM}

본 발명은 부유식 플랫폼에 관한 것이다.The present invention relates to a floating platform.

암모니아는 기존의 화석 에너지를 대체할 수 있는 친환경적인 에너지원으로 최근 암모니아를 각종 수요처의 에너지원으로 활용하고자 하는 개발이 이루어지고 있다. 예컨대 암모니아를 이용하여 전기를 생산하고, 이를 활용하는 기술이 다양하게 개발되고 있다.Ammonia is an environmentally friendly energy source that can replace existing fossil energy, and recent developments have been made to utilize ammonia as an energy source for various consumers. For example, ammonia is used to produce electricity, and various technologies for utilizing it are being developed.

그러나, 암모니아는 독성을 가진 물질이므로, 육상에 암모니아 처리 설비를 마련할 경우, 상당히 넓은 부지가 필요하고, 각종 민원 발생 및 위험 요소가 존재할 수 있다.However, since ammonia is a toxic substance, when an ammonia treatment facility is provided on land, a fairly large site is required, and various civil complaints and risk factors may exist.

본 발명의 실시 예는 암모니아를 이용하여 전기를 생산하여 육상의 수요처로 공급하는 부유식 플랫폼을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a floating platform that generates electricity using ammonia and supplies it to demand on land.

본 발명의 일 측면에 따르면, 저온의 액상 암모니아 및 이의 증발가스를 저장하는 암모니아저장탱크; 및 상기 액상 암모니아 및 상기 증발가스를 이용하여 전기를 생산하여, 육상의 수요처로 공급하는 암모니아공급장치;를 포함하는 부유식 플랫폼이 제공될 수 있다. According to one aspect of the present invention, an ammonia storage tank for storing low-temperature liquid ammonia and its boil-off gas; and an ammonia supply device that generates electricity using the liquid ammonia and the boil-off gas and supplies it to a place on land.

상기 암모니아공급장치는 상기 암모니아저장탱크로부터 공급받은 상기 증발가스를 가압하는 압축부와, 상기 압축부에 의해 가압된 유체를 쿨링시키는 쿨러를 포함할 수 있다.The ammonia supplying device may include a compression unit that pressurizes the boil-off gas supplied from the ammonia storage tank, and a cooler that cools the fluid pressurized by the compression unit.

상기 암모니아공급장치는 상기 암모니아저장탱크 내부에 마련된 가압펌프에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 공급받아 이를 가열하는 히터와, 상기 압축부 및 상기 쿨러를 거쳐 유입된 유체 및 상기 히터를 거쳐 유입된 유체 중 하나 이상을 이용하여 전기를 생산하는 발전부를 더 포함할 수 있다.The ammonia supply device includes a heater for receiving and heating low-temperature liquid ammonia pressurized by a pressure pump provided inside the ammonia storage tank, a fluid introduced through the compression unit and the cooler, and a fluid introduced through the heater. It may further include a power generation unit for generating electricity by using one or more of them.

상기 압축부는 상기 증발가스를 가압하여 기체상태로 상기 쿨러로 공급하는 저압 압축기와, 상기 증발가스를 가압하여 액체상태로 상기 쿨러로 공급하는 고압 압축기 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The compression unit may include at least one of a low-pressure compressor that pressurizes the boil-off gas and supplies it to the cooler in a gaseous state, and a high-pressure compressor that pressurizes the boil-off gas and supplies it to the cooler in a liquid state.

상기 히터는 상기 압축부가 상기 저압 압축기를 포함하는 경우, 상기 가압펌프에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 가열시켜 기체 상태로 변환시키는 제1히터와, 상기 압축부가 상기 고압 압축기를 포함하는 경우, 상기 가압펌프에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 가열시켜 상온의 액상 암모니아로 변환시키는 제2히터 중 하나 이상을 포함할 수 있다.When the compression unit includes the low-pressure compressor, the heater heats the low-temperature liquid ammonia pressurized by the pressure pump and converts it into a gaseous state, and when the compression unit includes the high-pressure compressor, the heater At least one of second heaters may be included to heat the low-temperature liquid ammonia pressurized by the pressure pump and convert it into room-temperature liquid ammonia.

본 발명의 실시 예에 따른 부유식 플랫폼은 암모니아를 이용하여 전기를 생산하여 육상의 수요처로 공급할 수 있다.The floating platform according to an embodiment of the present invention can generate electricity using ammonia and supply it to a place of demand on land.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 암모니아 운반선, 암모니아공급장치를 가진 부유식 플랫폼 및 수요처와의 관계를 개념도로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 암모니아공급장치의 구성요소를 구체적으로 나타낸 것이다.1 is a conceptual diagram showing the relationship between an ammonia carrier, a floating platform having an ammonia supply device, and a consumer according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the components of the ammonia supply device of Figure 1 in detail.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. The present invention may be embodied in other forms without being limited to the embodiments described below. In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted from the drawings, and in the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like reference numbers indicate like elements throughout the specification.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 플랫폼(100)은 암모니아 운반선(10)으로부터 암모니아를 공급받아 저장하는 암모니아저장탱크(110)와, 암모니아저장탱크(110)로부터 액상 암모니아 및 이의 증발가스를 공급받아 이를 이용하여 전기를 생산하고, 생산된 전기를 육상의 수요처(201)로 공급하는 암모니아공급장치(101)를 포함한다.1 and 2, the floating platform 100 according to an embodiment of the present invention includes an ammonia storage tank 110 for receiving and storing ammonia from an ammonia carrier 10, and an ammonia storage tank 110. It includes an ammonia supply device 101 that receives liquid ammonia and its evaporation gas, generates electricity using it, and supplies the generated electricity to a consumer 201 on land.

암모니아 운반선(10)은 대략 ―34℃의 상압의 액상 암모니아를 저장할 수 있으며, 부유식 플랫폼(100)은 로딩암(미도시) 등 다양한 수단을 통해 암모니아 운반선(10)으로부터 암모니아를 공급받아 암모니아저장탱크(110)에 저장한다.The ammonia carrier 10 can store liquid ammonia at atmospheric pressure of about -34 ° C, and the floating platform 100 receives ammonia from the ammonia carrier 10 through various means such as a loading arm (not shown) to store ammonia. stored in tank 110.

암모니아공급장치(101)는 암모니아를 이용하여 전기를 생산하여 육상의 수요처(201)로 공급하기 위해, 암모니아저장탱크(110)로부터 공급받은 증발가스를 가압하는 압축부(120)와, 압축부(120)에 의해 가압된 유체를 쿨링시키는 쿨러(130)를 포함한다.The ammonia supply device 101 includes a compression unit 120 for pressurizing the boil-off gas supplied from the ammonia storage tank 110 in order to produce electricity using ammonia and supply it to the onshore consumer 201, and a compression unit ( A cooler 130 for cooling the fluid pressurized by the 120 is included.

또, 암모니아공급장치(101)는 암모니아저장탱크(110) 내부에 마련된 가압펌프(112)에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 공급받아 이를 가열하는 히터(140)를 포함한다.In addition, the ammonia supply device 101 includes a heater 140 that receives low-temperature liquid ammonia pressurized by the pressure pump 112 provided inside the ammonia storage tank 110 and heats it.

또, 암모니아공급장치(101)는 상술한 압축부(120) 및 쿨러(130)를 거친 유체와, 상술한 히터(140)를 거친 유체 중 하나 이상을 이용하여 전기를 생산하는 발전부(150)를 포함한다.In addition, the ammonia supply device 101 is a power generation unit 150 that generates electricity using at least one of the fluid that has passed through the above-described compression unit 120 and the cooler 130 and the fluid that has passed through the above-described heater 140 includes

상술한 압축부(120)는 암모니아저장탱크(110)로부터 공급받은 증발가스를 가압하여 기체상태로 쿨러(130)로 공급하는 저압 압축기(121)와, 상술한 증발가스를 가압하여 액체상태로 쿨러(130)로 공급하는 고압 압축기(122) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The above-described compression unit 120 pressurizes the boil-off gas supplied from the ammonia storage tank 110 and supplies it to the cooler 130 in a gaseous state. It may include one or more of the high pressure compressors 122 feeding 130.

또, 상술한 히터(140)는 압축부(120)가 저압 압축기(121)를 포함하는 경우, 가압펌프(112)에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 가열시켜 기체 상태로 변환시키는 제1히터(141)와, 압축부(120)가 고압 압축기(122)를 포함하는 경우, 가압펌프(112)에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 가열시켜 상온의 액상 암모니아로 변환시키는 제2히터(142) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition, when the above-described heater 140 includes the low-pressure compressor 121 in the compression unit 120, the first heater ( 141) and when the compression unit 120 includes the high-pressure compressor 122, the second heater 142 heats the low-temperature liquid ammonia pressurized by the pressure pump 112 and converts it into room-temperature liquid ammonia. may contain one or more.

이하, 각 구성요소에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each component will be described in detail.

암모니아저장탱크(110)는 저온의 액상 암모니아 및 이의 증발가스를 저장한다. 암모니아저장탱크(110)의 내부에는 가압펌프(112)가 마련되어 설정된 압력에 따라 저온의 액상 암모니아를 가압하여 외부로 내보낼 수 있다.The ammonia storage tank 110 stores low-temperature liquid ammonia and its evaporation gas. A pressure pump 112 is provided inside the ammonia storage tank 110 to pressurize low-temperature liquid ammonia according to a set pressure and send it to the outside.

압축부(120)는 암모니아저장탱크(110)로부터 공급받은 증발가스를 가압하며, 도시하지는 않았으나 압축기와 냉각기가 교대로 배치된 다단 압축방식을 사용할 수 있다.The compression unit 120 pressurizes the boil-off gas supplied from the ammonia storage tank 110, and although not shown, a multi-stage compression method in which a compressor and a cooler are alternately arranged may be used.

압축부(120)는 저압 압축기(121)를 포함할 수 있으며, 저압 압축기(121)에 의해 암모니아저장탱크(110)로부터 공급받은 증발가스를 가압하여 기체상태로 쿨러(130)로 공급한다.The compression unit 120 may include a low-pressure compressor 121, and the boil-off gas supplied from the ammonia storage tank 110 is pressurized by the low-pressure compressor 121 and supplied to the cooler 130 in a gaseous state.

구체적으로, 저압 압축기(121)에 의해 저압 압축을 수행할 경우, 압축부(120) 전단에서 대략 ―33℃, 1bar 정도의 암모니아 기체(증발가스)는 압축부(120) 후단에서 대략 190℃, 10bar 정도로 변환되고, 쿨러(130) 후단에서 대략 30℃ 이상, 10bar 정도로 변환될 수 있다.Specifically, when low-pressure compression is performed by the low-pressure compressor 121, ammonia gas (evaporation gas) of about -33 ° C and 1 bar at the front end of the compression unit 120 is approximately 190 ° C, It is converted to about 10 bar, and can be converted to about 30 ° C. or more and about 10 bar at the rear end of the cooler 130.

쿨러(130)는 압축부(120)에 의해 가압된 유체를 쿨링시키며, 제1공급라인(L1)을 통해 발전부(150)로 공급한다.The cooler 130 cools the fluid pressurized by the compression unit 120 and supplies it to the power generation unit 150 through the first supply line L1.

히터(140)에 포함된 제1히터(141)는 저압 압축기(121)에 의해 암모니아저장탱크(110)로부터 공급받은 증발가스에 대한 저압 압축이 이루어진 경우, 암모니아저장탱크(110) 내부에 마련된 가압펌프(112)에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 가열시켜 기체 상태로 변환시킬 수 있다.The first heater 141 included in the heater 140 pressurizes the ammonia storage tank 110 provided inside the ammonia storage tank 110 when the low pressure compression of the boil-off gas supplied from the ammonia storage tank 110 is performed by the low pressure compressor 121. The low-temperature liquid ammonia pressurized by the pump 112 may be converted into a gaseous state by heating.

저온의 액상 암모니아는 제1히터(141)에 의해 기체 상태로 변환된 후, 발전부(150)로 바로 공급되거나, 제1공급라인(L1)의 쿨러(130) 후단과 연결된 제2공급라인(L2)에 의해 제1공급라인(L1)의 쿨러(130) 후단으로 합류된 후, 발전부(150)로 공급될 수 있다.After the low-temperature liquid ammonia is converted into a gaseous state by the first heater 141, it is directly supplied to the power generation unit 150 or a second supply line connected to the rear end of the cooler 130 of the first supply line L1 ( After being joined to the rear end of the cooler 130 of the first supply line L1 by L2 , it can be supplied to the power generation unit 150 .

한편, 상술한 압축부(120)는 암모니아저장탱크(110)로부터 공급받은 증발가스를 가압하여 액체상태로 쿨러(130)로 공급하는 고압 압축기(122)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the above-described compression unit 120 may include a high-pressure compressor 122 that pressurizes the boil-off gas supplied from the ammonia storage tank 110 and supplies it to the cooler 130 in a liquid state.

구체적으로 고압 압축기(122)에 의해 고압 압축을 수행할 경우, 압축부(120) 전단에서 대략 ―33℃, 1bar 정도의 암모니아 기체(증발가스)는 압축부(120) 후단에서 대략 280℃, 20bar 정도로 액체 상태로 변환되고, 쿨러(130) 후단에서 대략 50℃ 이상, 20bar 정도로 변환될 수 있다.Specifically, when high-pressure compression is performed by the high-pressure compressor 122, ammonia gas (evaporation gas) of about −33° C. and 1 bar at the front of the compression unit 120 is approximately 280° C. and 20 bar at the rear of the compression unit 120. It can be converted into a liquid state to about 50° C. or more and about 20 bar at the rear end of the cooler 130.

이 경우, 히터(140)에 포함된 제2히터(142)는 암모니아저장탱크(110) 내부에 마련된 가압펌프(112)에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 가열시켜 상온의 액상 암모니아 상태로 변환시킬 수 있다.In this case, the second heater 142 included in the heater 140 heats the low-temperature liquid ammonia pressurized by the pressure pump 112 provided inside the ammonia storage tank 110 to convert it into a liquid ammonia state at room temperature. can

구체적으로 암모니아는 8bar 이상이 되어야 액화가 되므로, 가압펌프(112)는 대략 ―34℃의 상압으로 저장된 액상 암모니아를 최소 10bar 이상으로 가압하여 보내주게 된다. 가압펌프(112)에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아는 제2히터(142)를 거쳐 10bar의 상온의 액상 암모니아 상태가 되어 발전부(150) 쪽으로 공급될 수 있다.Specifically, since ammonia is liquefied at 8 bar or more, the pressure pump 112 pressurizes the liquid ammonia stored at atmospheric pressure of about -34 ° C to at least 10 bar and sends it. The low-temperature liquid ammonia pressurized by the pressure pump 112 can be supplied to the power generation unit 150 in a liquid ammonia state at room temperature of 10 bar through the second heater 142 .

히터(140)는 상술한 저압 압축 혹은 고압 압축 두 경우 모두, 예컨대 해수 또는 엔진 및 보일러 등의 폐열을 열교환 매체로 이용하여 저온의 액상 암모니아의 온도를 상승시킬 수 있으며, 후술할 발전부(150)에서 생성된 전기를 이용해서 저온의 액상 암모니아를 가열할 수도 있다. 이를 통해 암모니아공급장치(101)의 효율성을 높일 수 있다.The heater 140 may increase the temperature of the low-temperature liquid ammonia by using, for example, seawater or waste heat from engines and boilers as a heat exchange medium in both cases of the above-described low-pressure compression or high-pressure compression, and the power generation unit 150 to be described later It is also possible to heat low-temperature liquid ammonia using the electricity generated in Through this, the efficiency of the ammonia supply device 101 can be increased.

발전부(150)는 제1공급라인(L1) 및 제2공급라인(L2) 중 하나 이상을 통해 공급된 기체 또는 액체 상태의 암모니아를 이용하여 전기를 생산하며, 제3공급라인(L3)을 통해 육상의 수요처(201)로 전기를 공급한다. 이때, 생산된 전기는 선박 내의 필요한 수단의 동력으로 활용될 수도 있다. 이러한 발전부(150)는 엔진, 터빈 및 연료전지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The power generation unit 150 generates electricity using gas or liquid ammonia supplied through at least one of the first supply line L1 and the second supply line L2, and the third supply line L3. Through this, electricity is supplied to the demand point 201 on land. At this time, the generated electricity may be used as power for necessary means in the ship. The power generation unit 150 may include one or more of an engine, a turbine, and a fuel cell.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.In the above, specific embodiments have been illustrated and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art can make various changes without departing from the gist of the technical idea set forth in the claims below. You will be able to.

10: 암모니아 운반선 100: 부유식 플랫폼
101: 암모니아공급장치 110: 암모니아저장탱크
120: 압축부 121: 저압 압축기
122: 고압 압축기 130: 쿨러
140: 히터 141: 제1히터
142: 제2히터 150: 발전부
201: 수요처10: ammonia carrier 100: floating platform
101: ammonia supply device 110: ammonia storage tank
120: compression unit 121: low pressure compressor
122: high-pressure compressor 130: cooler
140: heater 141: first heater
142: second heater 150: power generation unit
201: Demand

Claims (5)

저온의 액상 암모니아 및 이의 증발가스를 저장하고, 내부에 가압펌프를 마련한 암모니아저장탱크; 및
상기 액상 암모니아 및 상기 증발가스를 이용하여 전기를 생산하여, 육상의 수요처로 공급하는 암모니아공급장치;를 포함하되,
상기 암모니아공급장치는
상기 암모니아저장탱크로부터 공급받은 상기 증발가스를 가압하는 압축부와,
상기 압축부에 의해 가압된 유체를 쿨링시키는 쿨러와,
상기 가압펌프에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 공급받아 이를 가열하는 히터와,
상기 압축부 및 상기 쿨러를 거쳐 유입된 유체 및 상기 히터를 거쳐 유입된 유체 중 하나 이상을 이용하여 전기를 생산하는 발전부를 포함하고,
상기 압축부는,
상기 증발가스를 저압으로 압축하여 기체상태로 상기 쿨러로 공급하는 저압 압축기와, 암모니아가 액화되는 압력을 기초로 상기 증발가스를 고압으로 압축하여 액체상태 변환시켜 상기 쿨러로 공급하는 고압 압축기를 포함하고,
상기 히터는,
상기 저압 압축기에 의해 상기 증발가스에 대한 저압 압축이 수행되는 경우 상기 가압펌프에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 가열시켜 기체 상태로 변환시키는 제1히터와, 상기 고압 압축기에 의해 상기 증발가스에 대한 고압 압축이 수행되는 경우 상기 가압펌프에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 가열시켜 상온의 액상 암모니아로 변환시키는 제2히터를 포함하는 부유식 플랫폼.An ammonia storage tank storing low-temperature liquid ammonia and its evaporation gas and having a pressurized pump therein; and
An ammonia supply device for generating electricity using the liquid ammonia and the boil-off gas and supplying it to a place of demand on land; including,
The ammonia supply device
A compression unit for pressurizing the boil-off gas supplied from the ammonia storage tank;
a cooler for cooling the fluid pressurized by the compression unit;
A heater receiving the low-temperature liquid ammonia pressurized by the pressure pump and heating it;
A power generation unit generating electricity using at least one of a fluid introduced through the compression unit and the cooler and a fluid introduced through the heater;
the compression unit,
A low-pressure compressor for compressing the boil-off gas to a low pressure and supplying it to the cooler in a gaseous state, and a high-pressure compressor for compressing the boil-off gas to a high pressure based on the pressure at which ammonia is liquefied, converting it into a liquid state, and supplying it to the cooler, ,
the heater,
When the low-pressure compression of the boil-off gas is performed by the low-pressure compressor, a first heater for heating and converting the low-temperature liquid ammonia pressurized by the pressure pump into a gaseous state; A floating platform including a second heater for heating the low-temperature liquid ammonia pressurized by the pressure pump and converting it into room-temperature liquid ammonia when high-pressure compression is performed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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