KR102656733B1 - 액화 가스를 사용하여 추진되는 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 추진 시스템(5) 및 액화 석유 가스 용 탱크(6)를 포함하는 선박(1)에 관련하고, 상기 탱크(6)는:
- 탱크(6)의 상부 벽을 통해 연장되고 탱크의 베이스 벽을 향하는 샤프트;
- 샤프트 내부에 배치되고 탱크 내부 위치와 탱크 외부 위치 사이에서 탱크를 비우지 않고 이동할 수 있는 개폐식 펌프인 주 펌프(11), 상기 주 펌프(11)는 액화 가스를 탱크로부터 추진 시스템으로 배출하도록 구성됨;
- 주 펌프(11)에 대해 탱크의 하부 레벨에 고정된 펌프인 보조 펌프(12), 상기 보조 펌프는 액화 가스를 탱크로부터 추진 시스템(5)으로 배출하도록 구성됨;
을 포함한다.

Description

액화 가스를 사용하여 추진되는 선박

본 발명은 선박 또는 다른 플로팅 구조(floating structure)의 추진 시스템, 특히 액화 천연 가스로 추진되는 선박의 추진 시스템을 공급하기 위해 선박 또는 다른 플로팅 구조 상에 탑재된 액화 석유 가스를 운반하는 탱크 분야에 관한 것이다. 액화 천연 가스 또는 LNG는 주로 메탄으로 구성된다.

액화 천연 가스는 선상에서 임의의 유형의 선박, 예를 들어 LNG 수송기 또는 메탄 운반선뿐만 아니라 컨테이너 선박의 추진을 보장하는 연료(들)를 형성하기 위해 내장될 수 있다. 따라서 이를 "LNG 연료 선박" 또는 LFS라고 한다. 본 발명은 이 범주의 플로팅 구조에 보다 구체적으로 적용된다.

선박이 메탄 운반체인 경우, 화물 탱크는 예를 들어 100,000 내지 200,000 m³의 매우 큰 용량을 갖는다.

선박이 다른 화물을 운송하고 탱크가 연료에만 사용될 때, 용량은 선박의 크기와 수행 길이에 따라 예를 들어 5,000에서 25,000 m³로 상당히 작다.

완전 연소된 액화 천연 가스는 석유나 디젤 연료와 같은 기존 연료보다 오염 영향이 훨씬 적다. 액화 천연 가스는 상당한 비 에너지를 가지며, 액화의 결과로 상당한 압축을 초래하는 것은 상당한 부피 에너지를 갖는다. 따라서, 액화 천연 가스는 선박의 추진을 위한 유리한 대안이 되고 있다.

LNG를 함유한 선박을 비우기 위해, 침지형 고정 펌프를 주 펌프로서 사용하는 것이 공지되어 있다. 이 펌프는 전체 서비스 수명 동안 LNG에 잠기고 탱크의 마스트 구조(mast structure)에 영구적으로 고정된다. 올바른 작동을 확인하기 위해, 특정 시간, 예를 들어 15,000 시간 사용 후, 이 펌프에 대한 유지 보수를 수행해야 한다.

그러나, 이 침지형 펌프는, 유지 보수 중에 탱크를 사용할 수 없게 하는, 탱크를 완전히 제거(purged)해야 하므로 정비 및 유지 보수가 매우 어렵다.
예를 들어, 국제공개공보 WO2012/150379호는 액화 가스 배출 시스템, 액화 가스 저장용 탱크, 액화 가스 탱크의 재건 방법 및 액화 가스 탱크의 구축 방법을 개시한다.

본문 내에 포함되어 있음.

본 발명의 기본 개념은 LNG 탱크 또는 다른 액화 석유 가스 탱크의 유지 보수를 용이하게 하는 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명의 기초가 되는 개념은 액화 석유 가스의 연소에 의해 추진되고 액화 가스를 위한 밀봉된 단열 탱크를 포함하고 개폐식 펌프(retractable pump)를 사용하여 액화 가스 추진 시스템을 공급하는 선박을 제공하는 것이다. 탱크를 제거하거나 멈출 필요 없이 유지 보수를 위해 이러한 펌프를 탱크에서 쉽게 빼낼 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 장점은 주 펌프에 비해 탱크의 낮은 레벨에 배치되는 보조 펌프를 사용하여 레벨이 낮을 때 탱크의 배출을 용이하게 하는 것이다.

본 발명의 기초가 되는 다른 개념은 보조 펌프를 사용하여 개폐식 펌프를 유지 보수하는 동안 탱크가 여전히 사용될 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 기초가 되는 다른 개념은 액화 석유 가스의 연소에 의해 추진되는 선박이 개폐식 펌프가 유지 보수되는 동안에도 계속 항해할 수 있게 하는 것이다.

일 실시 예에 따르면, 본 발명은 추진 시스템 및 액화 석유 가스를 위한 밀봉 및 절연 탱크를 포함하는 선박을 제공하고, 상기 탱크는

- 샤프트의 하단에 배치된 밸브가 제공되는 샤프트, 상기 샤프트는 탱크의 상부 벽을 통해 연장되고 탱크의 베이스 벽을 향해 지향됨;

- 샤프트에 배치되고 탱크 내부의 위치 사이에서 탱크를 비우지 않고도 이동할 수 있는 개폐식 펌프인 주 연료 펌프, 상기 펌프는 샤프트의 밸브와 탱크 외부의 위치를 작동시키고, 상기 주 펌프는 탱크 내부의 위치에서 액화 가스를 탱크로부터 추진 시스템으로 배출하도록 구성됨;

- 탱크 내부에 고정된 펌프이고 주 펌프에 대해 탱크의 낮은 레벨에서 액화 가스를 끌어당기도록 구성된 보조 연료 펌프, 상기 보조 펌프는 액화 가스를 탱크에서 추진 시스템으로 배출하도록 구성됨;

을 포함한다.

이러한 특징의 결과로, 선박은 개폐식 펌프가 주 펌프로서 사용될 수 있게 하여, 사용 시간에 도달한 후, 유지 보수를 위한 용이한 제거를 가능하게 한다. 개폐식 펌프는 또한 보조 펌프와 달리 탱크를 제거하기 위해 탱크를 제거할 필요가 없다는 장점을 갖는다.

이러한 탱크의 작동 성능을 최대화하기 위해, 탱크로부터 하적할 수 있는 유용한 화물량을 최적화하는 것이 바람직하다. 그러나, 탱크에서 액체를 위로 끌어 올리는 펌프 사용은 탱크의 베이스에서 액체의 특정 깊이를 유지하는 것이 필요하며, 펌프의 흡입 부재가 가스상과 연통하여 펌프를 배출 및/또는 손상시키는 것을 방지한다. 너울(swell)에 의한 화물의 흔들림(tossing)을 고려할 때, 필요한 액체의 깊이를 최소화하는 것은 어렵다.

따라서 보조 펌프는 주 펌프가 가스 상태 흡입에 의해 배수되거나 손상되기 전에 탱크의 배출을 모니터링할 수 있도록 주 펌프에 비해 탱크의 낮은 레벨에 배치된다. 이는 개폐식 펌프가 마스트 구조에 고정된 샤프트에 삽입되고, 샤프트는 그 하단을 폐쇄하는 밸브를 포함하기 때문이다. 개폐 식 펌프가 하단에 배치되면 샤프트를 개방하여 펌프가 액화 가스를 끌어들일 수 있도록 중력에 의해 밸브를 민다. 따라서, 그 설계의 결과로, 밸브의 개방 및 그 두께에 대한 유격을 남겨둘 필요가 있기 때문에 탱크의 베이스에 개폐식 펌프를 배치할 수 없다. 따라서 탱크 내부에 고정되고 샤프트에 없는 펌프인 보조 펌프를 사용함으로써, 본 발명은 탱크에 남아있는 액화 가스가 샤프트의 하단부 아래로 끌어당겨질 수 있게 한다.

실시 예들에 따르면, 이러한 탱크는 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 탱크는 베이스 플레이트를 통해 서로 연결된 복수의 기둥을 포함하는 마스트 구조, 및 탱크의 베이스 벽과 베이스 플레이트 사이에서 연장되는 베이스를 포함하고, 샤프트는 마스트 구조의 기둥 중 하나에 형성된다.

이러한 특징의 결과로, 마스트 구조는 샤프트가 탱크에 단단히 고정될 수 있게 하여 개폐식 펌프가 탱크의 내부에 안전하게 접근할 수 있게 한다.

액화 가스의 매우 낮은 온도를 고려할 때, 탱크의 조립체를 상승시키는 경향이 있고 따라서 개폐식 펌프를 약간 더 멀리 이동시키는 경향이 있는 샤프트를 포함하여, 탱크의 베이스에서 액체를 끌어당기기 위해 보조 펌프의 필요성을 더 낮은 수준으로 증가시키며, 전체 마스트 구조에서 열 수축 현상이 발견된다.

일 실시 예에 따르면, 마스트 구조는 기둥을 쌍으로 연결하는 격자 시스템을 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 마스트는 600 mm 정도의 단면 치수를 갖는다.

일 실시 예에 따르면, 보조 펌프는 마스트 구조물의 베이스 플레이트에 고정된다.

일 실시 예에 따르면, 보조 펌프는 마스트 구조물의 베이스에 고정된다.

이러한 방식으로, 보조 펌프의 마스트 구조에의 고정은 펌프가 안정화될 수 있게 하고 보조 펌프가 주 펌프와 동일한 요소에 고정될 수 있게 하여 보조 요소가 탱크 내부에 추가되는 것을 방지한다.

일 실시 예에 따르면, 보조 펌프는 고정 암을 사용하여 마스트 구조물에 고정된다.

이들 특징의 결과로, 고정 아암은 보조 펌프가 마스트 구조로부터 오프셋될 수 있게 하여 보조 펌프의 흡입 부재가 마스트 구조의 베이스로부터 멀어지도록 이동시킨다.

일 실시예에 따르면, 밸브는 주 펌프(11)가 샤프트의 하단에 위치될 때 개방되도록 구성되고, 주 펌프의 흡입 부재는 샤프트의 하단부로부터 연장되어 하단부에 주 펌프가 없는 폐쇄 수단에 의해 폐쇄되고, 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때 샤프트의 하단부는 밀봉된다.

이러한 방식으로, 주 펌프가 샤프트의 하단에서 제거될 때, 예를 들어 유지 보수를 위해, 밸브는 폐쇄 위치로 이동하여 액화 가스에 대해 샤프트를 밀봉하여 액화 가스와 탱크의 외부와의 연통을 방지한다.

일 실시 예에 따르면, 폐쇄 수단은 복귀 수단, 예를 들어 스프링일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 밸브는 그 둘레에 조인트를 포함하고, 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때 조인트는 샤프트에 대한 접합부로 이동한다.

이러한 방식으로, 조인트의 결과로서, 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때 샤프트의 밀봉이 개선된다.

일 실시 예에 따르면, 탱크는 섬프(sump)를 포함하고, 보조 펌프는 흡입 부재를 포함하고, 흡입 부재는 섬프 내에 배치된다.

이러한 특징의 결과로, 보조 펌프의 흡입 부재는 탱크의 가장 낮은 지점에 섬프 내에 배치된다. 이러한 방식으로, 탱크의 배출을 최적화할 수 있으며, 따라서 보조 펌프는 액화 가스를 섬프 내로 끌어들일 수 있다.

바람직하게는, 이러한 섬프는 마스트 구조를 불안정화시킬 수 있는 구조적 문제를 일으키지 않도록 마스트 구조의 베이스로부터 충분한 거리에 배치된다. 샤프트가 베이스에 너무 가까이 있을 때, 펌프의 샤프트와 정렬하여 섬프를 배치할 수 없는 경우, 보조 암을 마스트 베이스로부터 떨어진 섬프와 정렬하여 보조 펌프를 고정하기 위한 수단으로서 고정 아암이 사용될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 탱크는 탱크의 충전 레벨을 측정하는 레벨 센서를 포함하고, 센서는 바람직하게는 광학 센서, 또는 레이더 시스템 또는 열 센서이다.

이러한 방식으로, 배수 문제가 발생하기 전에 펌프를 비활성화할 수 있도록 탱크의 충전 레벨을 모니터링할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 선박은, 레벨 센서가 사전 정의된 임계값보다 큰 탱크의 충전 레벨을 표시할 때, 탱크에 포함된 액화 가스를 주 펌프를 사용하여 추진 시스템으로 배출하도록 구성된 제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛은, 레벨 센서가 사전 정의된 임계 값보다 작은 탱크의 충전 레벨을 표시할 때, 탱크에 포함된 액화 가스를 보조 펌프를 사용하여 추진 시스템으로 배출하도록 구성된다.

이러한 기능의 결과, 서비스 수명 및 유지 보수 단계와 관련하여 펌프의 유연성을 높일 수 있는 특정 충전 수준에 따라 펌프 작동을 자동으로 제어할 수 있다.

이러한 방식으로, 보조 펌프는 액체 부족으로 인해 배수되기 전에 주 펌프로부터 인계받는다. 탱크의 설계(예를 들어, 하부 모따기, 물결 모양 플레이트가 있는 경우) 및 개폐식 펌프(밸브)에 따라 다른 충전 수준에서 보조 펌프로 전환해야 할 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 사전 정의된 임계 값은 탱크의 총 부피의 2 내지 10 %, 바람직하게는 탱크의 총 부피의 2 내지 5 %, 바람직하게는 탱크의 총 부피의 3.7 %와 동일하다.

프리즘 형 탱크의 경우, 내부 모따기의 결과로서, 체적 기준 3.7 %의 임계 값은 실질적으로 깊이 측면에서 5 %의 임계 값에 대응한다.

일 실시 예에 따르면, 사전 정의된 임계 값은 탱크 깊이의 200 내지 1000 mm, 바람직하게는 탱크 깊이의 200 내지 500 mm, 바람직하게는 탱크 깊이의 350 mm와 같다.

보조 펌프가 대신하는 충전 임계 값을 고정하기 위한 기준으로 주 펌프의 배수 위험이 사용되는 경우, 그 결과 보조 펌프의 사용을 최소화하여 유지 보수를 최소화하는 작동 방법이 만들어진다. 이 기준이 유일한 것은 아니다. 특히, 주 펌프가 과도하게 집중적으로 사용될 수 있다.

다른 실시 예에서, 임계 값은 펌프의 유지 사이클을 최적화하기 위해 정의된다. 이는 사전 정의된 임계 값을 특정 수량에 맞게 조정함으로써, 각각의 주 및 보조 펌프의 사용 시간을 정량화할 수 있고, 결과적으로 미리 정의된 사이클에 따라 유지 보수 작업을 제공할 수 있기 때문이다.

예를 들어, 이 임계 값은 5 년 동안 2 회의 유지 보수 작업이 필요한 주 펌프의 사용 수준과 5 년 후 단일 유지 보수 작업이 필요한 보조 펌프의 사용 수준을 얻기 위해 선택될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 이러한 방식으로 미리 정의된 임계 값은 탱크의 총 부피의 20 내지 35 %이다.

일 실시 예에 따르면, 본 발명은 또한 상기 언급된 선박의 사용 방법을 제공하고, 상기 방법은:

- 탱크의 충전 레벨이 사전 정의된 임계 값보다 큰 경우, 주 펌프를 사용하여 탱크에 포함된 액화 가스를 추진 시스템으로 배출하는 단계;

- 탱크의 레벨이 사전 정의된 임계 값 미만인 경우, 보조 펌프를 사용하여 탱크에 포함된 액화 가스를 추진 시스템으로 배출하는 단계;

를 포함한다.

이러한 특징의 결과로, 상기 방법은 탱크의 충전 레벨을 고려하여 탱크를 쉽게 비울 수 있게 하며, 또한 사전 정의된 임계 값을 사용하여 펌프의 손상을 방지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 방법은 탱크의 레벨이 사전 정의된 임계 값보다 작을 때 주 펌프를 정지시키는 단계를 포함한다.

이러한 방식으로, 개폐식 펌프는 유체가 유입되지 않아 펌프가 손상될 위험이 있는 임계 임계 값에 도달하기 전에 정지된다.

일 실시예에 따르면, 상기 방법은: 액화 가스의 배출을 시작하는 동안, 탱크의 충전 레벨이 탱크 깊이의 1000 mm 내지 2000 mm, 바람직하게는 탱크 깊이의 1500 mm와 같은, 사전 정의된 임계 값보다 큰 시동 임계 값보다 큰지 여부를 결정하는 단계, 및

이 테스트가 긍정적이면 주 펌프를 시동하고 그렇지 않으면 보조 펌프를 시동하는 단계를 포함한다.

이는 주 펌프를 손상시키지 않고 시동하기 위해, 캐비테이션(cavitation)없이 작동할 수 있도록 균일하게 차갑게 하기 위해 액화 가스에 충분히 담그어야 할 수도 있기 때문이다.

일 실시 예에 따르면, 본 발명은 또한 액화 석유 가스가 플로팅 파이프 또는 지면 기반 저장 설비로부터 선박의 탱크로 절연 파이프를 통해 운반되는 이러한 선박을 충전하는 방법을 제공한다.

일 실시예에 따르면, 본 발명은 추가로 액화 석유 가스를 위한 이송 시스템을 제공하고, 상기 시스템은, 상기 전술한 선박, 선박의 선체에 설치된 탱크를 플로팅 또는 지면 기반 저장 설비에 연결하기 위해 배열된 절연 파이프, 및 플로팅 또는 지면 기반 저장 설비로부터 선박의 탱크로 절연 파이프를 통한 액화 석유 가스의 흐름을 구동하기 위한 펌프를 포함한다.

본문 내에 포함되어 있음.

본 발명은 더 잘 이해될 것이며, 다른 목적, 세부 사항, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 비 제한적인 예에 의해 주어진 본 발명의 몇몇 특정 실시 예에 대한 다음의 설명으로부터보다 명확하게 이해될 것이다.
- 도 1은 액화 천연 가스를 사용하여 추진되는 선박의 단면 측면도이다.
- 도 2는 마스트 구조와 개폐식 펌프가 있는 선박 내부의 개략도이다.
- 도 3은 마스트 구조, 개폐식 펌프 및 섬프 내에 위치한 침지형 고정 펌프를 갖는 탱크의 내부의 개략도이다.
- 도 4는 개폐식 펌프 용 샤프트 및 그 베이스에 고정된 보조 펌프를 포함하는 마스트 구조물의 평면도이다.
- 도 5는 탱크의 충전 레벨의 함수로서 펌프의 사용을 나타내는 그래프이다.
- 도 6은 액화 천연 가스를 위한 밀봉된 단열 탱크 및 선박의 추진을 위한 액화 가스가 공급되는 에너지 생산 장비 및이 탱크의 충전 단자가 제공된 선박의 개략도이다.

도 1은 선체(4)를 포함하고 갑판(3)에 화물(2)을 지지할 수 있는 선박(1)을 도시한다. 이 선박은 액화 천연 가스를 연료로 사용하는 추진 시스템(5)을 사용하여 추진된다.

작동하기에 충분한 양의 액화 가스를 저장하기 위해, 선박(1)은 특정 양의 액화 가스를 운반할 수 있는 밀봉 및 절연 탱크(6)를 포함한다. 밀봉 및 절연 탱크(6)는 예를 들어 막 탱크 또는 자체 지지 탱크일 수 있다.

추진 시스템(5)에 액화 가스를 공급하기 위해, 흡입 부재를 사용하여 액화 가스가 추진 시스템(5)으로 이송될 수 있게 하는 적어도 하나의 주 펌프(11)를 탱크(6) 내에 배치할 필요가 있다.

본 실시 예에서 제시된 선박(1)은 또한 탱크(6) 내에 보조 펌프(12)를 포함하고, 이 보조 펌프(12)는 특히 주 펌프(11)의 유지 보수의 경우에 제공되며, 주 펌프(11)가 고장난 경우 또는 탱크(6)의베이스에서 액화 가스를 효과적으로 끌어들일 수 없을 때 보충한다.

주 펌프(11) 및 보조 펌프(12)는 이 예에서 액화 가스를 탱크(6)의 하부에서 상부로 끌어 당기도록 구성된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탱크(6)의 내측의 개략도를 도시한다. 탱크(6)는 특히 선박(1)의 선체(4)에 의해 지지되는 베이스 벽(8) 및 액화 가스가 추진 시스템(5)으로 전달되는 상부 벽(7)을 포함한다.

탱크(6)는 샤프트(9)의 하단에 배치된 밸브(10)를 구비한 샤프트(9)를 더 포함하고, 샤프트는 탱크(6)의 상부 벽(7)을 통해 연장되고 탱크(6)의 베이스 벽(8)을 향한다. 이 샤프트(9)에는 주 연료 펌프(11)가 배치되어 있다. 주 연료 펌프(11)는 이 예에서 탱크(6) 내부의 위치 사이에서 탱크(6)를 비우지 않고 이동될 수 있는 개폐식 펌프(11)이며, 주 펌프(11)는 샤프트(9)의 밸브(10)와 펌프의 유지 보수를 수행하기 위한 탱크(6) 외부의 위치를 작동시킨다.

샤프트(9)의 하단부까지 샤프트(9) 내로 내려갈 때, 개폐식 펌프(11)는 그 무게에 따라 밸브(10)를 가압하여 밸브(10)를 개방 위치로 이동시키기 때문이다. 밸브(10)가 개방되면, 개폐식 펌프(11)의 흡입 부재는 샤프트(9)로부터 연장되어 액화 가스를 탱크(6)의 내부 공간으로 끌어들일 수 있다.

밸브(10)에는 개폐식 펌프(11)가 샤프트(9)의 하단부로부터 제거될 때, 복원력에 의해 폐쇄 위치로 이동할 수 있게 하는 폐쇄 수단, 예를 들어 스프링 시스템이 제공된다. 폐쇄 위치에서, 밸브(10)는 액화 가스에 대해 샤프트(9)가 밀봉되도록 하는 샤프트(9)의 하단을 차단하여 개폐식 펌프(11)가 제거될 때 액화 가스가 샤프트(9) 내부로 상승하는 것을 방지한다.

밸브(10)는 또한 그 둘레에 조인트를 포함하고, 밸브(10)가 폐쇄 위치에 있을 때 샤프트(9)에 대한 접합부로 이동한다. 그 후 밸브(10)는 액화 가스에 대하여 완전히 밀봉된다. 밸브(10)는 도 2의 폐쇄 위치 및 도 3의 개방 위치에 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 탱크(6)는 고정 빔(19)에 의해 서로 연결된 복수의 기둥(14)을 포함하는 마스트 구조(13)를 포함한다. 또한, 베이스(15)는 탱크(6)의 베이스 벽과 베이스 플레이트(16) 사이에서 연장되며, 베이스(15)는 마스트 구조(13)를 지지하는 역할을 한다. 기둥(14) 중 하나는 샤프트(9)를 수용하도록 구성된다.

주 펌프(11)는 샤프트(9)의 하단에 있을 때 탱크(6)의 베이스 벽(8)에 접착 결합될 수 없다. 이는 밸브(10)의 개구 및 그 두께를 위한 공간을 남겨둘 필요가 있기 때문이다. 또한, 베이스 벽(8)은 종종 물결 모양(undulating)의 플레이트로 구성되므로, 주 펌프(11)는 물결 모양의 피크로부터 멀리 배치될 필요가 있다. 액화 가스가 매우 차갑기 때문에, 열 수축 현상은 특히 하단을 탱크(6)의 베이스 벽(8)으로부터 더 멀리 이동시키는 샤프트(9)에 작용한다.

마지막으로, 샤프트(9)는 마스트 구조물(13)의 베이스(15)에 매우 가깝기 때문에, 구조적인 이유로 주 펌프(11)를 섬프(18)에 배치하는 것은 쉽지 않다. 이러한 모든 제약으로 인해 주 펌프(11)는 탱크(6)의 베이스 벽(8)으로부터 충분히 멀리 떨어져서 액화 가스가 탱크(6)의 특정 충전 임계 값으로부터 끌어 당겨질 수 없다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탱크(6)의 내측의 개략도이다.

이 구성에서, 탱크(6) 내부의 고정 펌프인 보조 펌프(12)는 주 펌프(11)에 비해 탱크(6)의 낮은 레벨에 배치된다. 특히, 보조 펌프(12)는 섬프(18), 즉 탱크(6)의 베이스 벽(8)의 오목부에 배치되어 있다. 이러한 방식으로, 보조 펌프(12)는 액화 가스를 매우 낮은 수준까지 끌낼 수 있다. 따라서, 탱크(6)에 포함된 모든 액화 가스를 흡입하기 위해 주 펌프(11)를 보충할 수 있다.

또한, 보조 펌프(12)는 샤프트(9)에 없고 탱크(6)에서 매우 낮은 레벨에서의 위치를 최적화할 수 있게 하는 개폐식 펌프(11)만큼 많은 응력을 받지 않는 고정 펌프이다. 그러나, 고정 펌프는 유지하기가 어렵기 때문에, 유지 단계를 이격시키기 위해 사용을 제한하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 보조 펌프(12)의 유지 시간은 보조 펌프(12)의 2 개의 유지 단계 사이의 기간에 대응하여 5 년 동안 주 펌프와 교대로 작동하도록 제공된다.

도 3은 또한 탱크(6)의 충전 레벨을 측정하는 레벨 센서(21)를 도시한다. 이 센서(21)는 탱크(6) 내부에 위치된다. 센서(21)는 광학 유형의 센서, 레이더 유형의 센서, 열 유형의 센서 또는 액화 가스의 레벨을 취할 수 있게 하는 임의의 다른 유형의 센서일 수 있다. 센서(21)는 탱크(6)의 외측에 위치한 제어 유닛(20)으로 충전 레벨 정보를 전송한다. 제어 유닛(20)은 센서(21)에 의해 제공된 레벨 정보를 수신하고 주 펌프(11) 및 보조 펌프(12) 중 하나 또는 다른 것을 활성화 또는 비활성화하라는 지시를 전송한다.

다른 실시 예에서, 센서(21)는 충전 레벨 정보를 조작자를 위한 디스플레이 장치로 전송한다. 펌프의 활성화 또는 비활성화는 또한 디스플레이 장치에서 볼 수 있는 정보에 따라 조작자에 의해 수동으로 수행될 수 있다.

도 4는 실시 예에서 보조 펌프(12) 및 섬프(18)의 위치를 보다 명확하게 볼 수 있는 마스트 구조(13)의 평면도이다.

이는,이 실시 예에서, 섬프(18)는 탱크(6) 전체의 구조적 균형을 준수하기 위해 마스트 구조(13)의 베이스(15)로부터 멀리 떨어져 있기 때문이다. 결과적으로, 보조 펌프(12)는 이 펌프의 고정이 오프셋될 수 있게 하는 고정 아암(17)을 통해 마스트 구조물(13)의베이스(15)에 연결된다.

마스트 구조(13)의 안정성을 증가시키기 위해, 샤프트(9)를 포함하는 3 개의 기둥(13) 중 하나인 기부(15) 주위에 삼각형을 형성하는 3 개의 기둥(14)으로 구성된다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 기둥(13)은 고정 빔(19)을 사용하여 서로 조립된다.

또한, 구조를 강화하기 위해 기둥(13) 사이에 격자를 추가할 수도 있다.

도 5는 펌프 용도에 따른 탱크(6)의 충전 곡선의 그래프이다.

탱크 상단으로 액체를 끌어들이는 펌프를 사용하려면 탱크(6)의 베이스에 특정 깊이의 액체가 유지되어야 하며, 펌프의 흡입 부재가 기체 상과 연통하지 않으면 펌프가 손상될 수 있다. 제시된 실시 예에서, 주 펌프(11)는 고정된 보조 펌프(12)와 대조적으로 유지 보수를 위해 용이하게 제거되는 장점을 갖는 개폐식 펌프이다.

이로 인해, 고정 펌프(12)의 사용을 방지하고 유지 보수 날짜를 뒤로 미치기 위해 주 펌프(11)의 사용을 최대화하는 것이 더 유리한 것으로 보인다. 그러나, 전술한 바와 같이, 개폐식 펌프(11)는 더 이상 손상의 위험없이 액화 가스를 특정 임계 값 이상으로 끌어당길 수 없다. 대조적으로, 섬프(18)에서의 위치 및 그 설계의 결과로서 보조 펌프(12)는 탱크(6)가 비워질 때까지 액화 가스를 끌어당길 수 있다.

이러한 방식으로, 탱크의 충전 레벨이 이 임계 값보다 큰 경우, 탱크(6)에 포함된 액화 가스는 주 펌프(11)를 사용하여 추진 시스템(5)으로 배출된다. 그리고 탱크(6)의 레벨이 이 임계 값보다 낮으면, 주 펌프(11)는 비활성화되고 탱크(6)에 포함된 액화 가스는 보조 펌프(12)를 사용하여 추진 시스템(5)으로 배출된다.

임계 값의 선택은 주로 탱크(6)의 크기, 사용된 펌프의 특징에 따라 다르지만 15,000 시간 사용의 유지 보수를 계획하기 위해 각 펌프의 원하는 사용 시간에 따라 달라진다.

이는 첫 번째 경우에 탱크의 총 부피의 2 ~ 5 % 사이에서 임계 값을 선택할 수 있기 때문이다. 따라서, 주 펌프(11)는 대부분의 시간 동안 기능하는 반면 보조 펌프는 탱크의 충전 레벨이 낮을 때만 작동한다. 이 경우는 예를 들어 탱크(6)가 주 펌프(11)가 2 년 반마다 또는 5 년 동안 두 번의 중요한 유지 보수 작업 사이에 한 번만 유지 보수를 요구하기에 충분히 작은 경우에 예상된다. 이러한 방식으로, 유지하기 어려운 보조 펌프(12)는 5 년 또는 10 년마다 유지 보수를 요구한다.

두 번째 경우에, 임계 값은 탱크(6)의 총 부피의 20 내지 35 % 사이에서 선택될 수 있다. 따라서 두 펌프의 작동 분포는 첫 번째 경우보다 더 균형이 잡힌다. 이 두 번째 경우는 예를 들어, 탱크(6)가 큰 용량을 갖고, 주 펌프(11)가 보조 펌프(12)에 비해 과도하게 반복되는 방식으로 유지되는 것을 방지하기 위해 각 펌프의 사용 시간이 균형을 맞출 필요가 있을 때 예상된다. 이러한 방식으로, 임계 값은 주 펌프(11)에 대해 2 년 반마다 유지 보수 작업이 최대가 되도록 선택된다.

도 5에 도시 된 곡선은 이 원리에 따른 액화 가스의 배출을 보여준다. 곡선의 제 1 부분은 주 펌프(11)의 사용 부분을 나타내고, 임계 값 아래에 위치한 곡선의 제 2 부분은 보조 펌프(12)의 사용 부분을 나타낸다.

도 5의 곡선은 2 개의 펌프(11 및 12)의 동일한 유량 및 일정한 추진 시스템(5)을 공급하기 위한 액화 가스의 사용을 나타내는 일정한 구배로 설정되었다. 다른 실시 예에서, 상이한 및/또는 일정하지 않은 유량을 갖는 펌프를 사용하는 것이 예상되는데, 이러한 방식으로 곡선의 구배는 일정하지 않을 것이고 각 펌프의 유량에 따라 변할 것이다.

각각의 펌프에는 유량을 미세하게 조정하기 위해 가변 주파수 드라이브가 제공될 수 있다.

그 자체 공지된 방식으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 충전/방전 파이프는 LNG의화물을 탱크(1)로 이송하기 위해 적절한 커넥터를 사용하여 해상 또는 항구 터미널에 연결될 수 있다.

도 6은 액화 천연 가스 공급 스테이션(82), 수중 도관(83) 및 지상 설비(81)를 포함하는 해양 터미널의 예를 도시한다. 액화 천연 가스 공급 스테이션(82)은 가동 아암(84) 및 가동 아암(84)을 지지하는 타워(85)를 포함하는 고정된 해상 설비이다. 가동 아암(84)은 충전 파이프에 연결될 수 있는 가요성 절연 파이프(80)를 운반한다. 오리엔터블 가동 암(84)은 모든 선박 게이지에 적합하다. 도시되지 않은 연결 도관은 타워(85) 내부로 연장된다.

액화 천연 가스 공급 스테이션(82)은 탱크(6)가 지상 설비(81)로부터 채워질 수 있게 한다. 수중 도관(83)에 의해 액화 천연 가스 공급 스테이션(82)에 연결된 액화 가스 저장 탱크(86) 및 연결 도관(87)을 포함한다. 수중 도관(83)은 액화 천연 가스 공급 스테이션(82)과 지면 기반 설비(81) 사이에서 액화 가스가 이송될 수 있게 한다.

액화 가스의 이송에 필요한 압력을 발생시키기 위해, 선박(10)에 내장된 펌프가 사용되며 및/또는 지면 기반 설비(81)에 장착된 펌프 및/또는 충전 및 배출 스테이션(82)에 장착된 펌프가 사용된다.

선박(10)의 탱크를 충전하기 위해, 해상 또는 항만 터미널은 또한 LNG 저장 탱크가 제공되는 급유 선박으로 대체될 수 있다.

본 발명이 몇몇 특정 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 제한되는 것은 아니며, 기술 된 수단의 모든 동등한 기술 및 이들이 본 발명의 범주에 포함되는 경우 이들의 조합을 포함한다는 것이 명백하다.

"포함한다", "포함하다" 또는 "포함하는" 동사 및 이의 복합 형태의 사용은 청구항에 제시된 것 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다.

청구 범위에서, 괄호 안의 임의의 참조 부호는 청구 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (17)

1. 추진 시스템(5) 및 액화 석유 가스를 위한 밀봉 및 절연 탱크(6)를 포함하는 선박(1)에 있어서, 상기 탱크(6)는,
   - 샤프트(9)의 하단에 배치된 밸브(10)가 제공되는 샤프트(9) - 상기 샤프트(9)는 탱크(6)의 상부 벽(7)을 통해 연장되고 탱크(6)의 베이스 벽(8)을 향해 지향됨 - ;
   - 개폐 가능하고, 상기 샤프트(9)에 배치되며, 상기 샤프트(9)의 밸브(10)를 활성화시키는 상기 탱크(6)의 내부 위치와 상기 탱크(6)의 외부 위치 사이에서 탱크(6)를 비우지 않고도 이동할 수 있고, 상기 탱크(6)의 내부 위치에서 주 연료 펌프(11)는 상기 탱크(6)로부터 상기 추진 시스템(5)으로 액화 가스를 배출하도록 구성되는, 주 연료 펌프(11) - 상기 밸브(10)는 상기 주 연료 펌프(11)가 상기 샤프트(9)의 하단부에 위치되는 경우에 열리도록 구성되고, 상기 주 연료 펌프(11)의 흡입 부재는 상기 샤프트(9)의 상기 하단부로부터 연장하며, 상기 주 연료 펌프(11)가 없을 때 폐쇄 수단에 의해 폐쇄되도록 구성되고, 상기 샤프트(9)의 상기 하단부는 상기 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때 밀봉됨 - ;
   - 상기 탱크(6)의 내부에 고정되고, 상기 주 연료 펌프(11)에 대해 탱크(6)의 낮은 레벨에서 액화 가스를 끌어당기도록 구성된 보조 연료 펌프(12) - 상기 보조 연료 펌프(12)는 액화 가스를 상기 탱크(6)로부터 추진 시스템(5)으로 배출하도록 구성됨 - ;
   를 포함하고,
   상기 탱크(6)는 탱크(6)의 충전 레벨을 측정하는 레벨 센서(21)를 포함하고,
   상기 선박(1)은, 상기 레벨 센서(21)가 사전 정의된 임계값보다 큰 탱크(6)의 충전 레벨을 표시할 때, 탱크(6)에 포함된 액화 가스를 주 연료 펌프(11)를 사용하여 추진 시스템(5)으로 배출하도록 구성된 제어 유닛(20)을 포함하고, 상기 제어 유닛은, 레벨 센서가 사전 정의된 임계 값보다 작은 탱크의 충전 레벨을 표시할 때, 탱크(6)에 포함된 액화 가스를 보조 연료 펌프(12)를 사용하여 추진 시스템(5)으로 배출하도록 구성되는,
   선박(1).
   
2. 제1항에 있어서,
   탱크(6)는 베이스 플레이트(16)를 통해 서로 연결된 복수의 기둥(14)을 포함하는 마스트 구조(13), 및 탱크(6)의 베이스 벽(8)과 베이스 플레이트(16) 사이에서 연장되는 베이스(15)를 포함하고, 샤프트(9)는 마스트 구조(13)의 기둥(14) 중 하나에 형성되는,
   선박(1).
   
3. 제2항에 있어서,
   보조 연료 펌프(12)는 마스트 구조(13)의 베이스 플레이트(16)에 고정되는,
   선박(1).
   
4. 제2항에 있어서,
   보조 연료 펌프(12)는 마스트 구조물(13)의 베이스(15)에 고정되는,
   선박(1).
   
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   보조 연료 펌프(12)는 고정 암(17)을 사용하여 마스트 구조물(13)에 고정되는,
   선박(1).
   
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   밸브(10)는 주 연료 펌프(11)가 샤프트(9)의 하단에 위치될 때 개방되도록 구성되고, 주 연료 펌프(11)의 흡입 부재는 샤프트(9)의 하단부로부터 연장되어 하단부에 주 연료 펌프(11)가 없는 폐쇄 수단에 의해 폐쇄되고, 밸브(10)가 폐쇄 위치에 있을 때 샤프트(9)의 하단부는 밀봉되는,
   선박(1).
   
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   탱크(6)의 베이스 벽(8)은 섬프(18)를 포함하고, 보조 연료 펌프(12)는 흡입 부재를 포함하며, 흡입 부재는 섬프(18)에 배치되는,
   선박(1).
   
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    사전 정의된 임계값은 탱크(6)의 총 부피의 2 내지 10%인,
    선박(1).
    
11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 선박(1)의 사용 방법에 있어서,
    -탱크(6)의 충전 레벨이 사전 정의된 임계 값보다 큰 경우, 주 연료 펌프(11)를 사용하여 탱크(6)에 포함된 액화 가스를 추진 시스템(5)으로 배출하는 단계;
    -탱크의 레벨이 사전 정의된 임계 값 미만인 경우, 보조 연료 펌프(12)를 사용하여 탱크(6)에 포함된 액화 가스를 추진 시스템(5)으로 배출하는 단계;
    를 포함하는,
    선박(1)의 사용 방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    사전 정의된 임계 값은 탱크 총 부피의 2 내지 10 %인,
    선박(1)의 사용 방법.
    
13. 제11항에 있어서,
    사전 정의된 임계 값은 탱크 총 부피의 20 내지 35 %인,
    선박(1)의 사용 방법.
    
14. 제11항에 있어서,
    탱크(6)의 레벨이 사전 정의된 임계 값보다 낮을 때 주 연료 펌프(11)를 정지시키는 단계를 더 포함하는,
    선박(1)의 사용 방법.
    
15. 제11항에 있어서,
    액화 가스의 배출이 시작될 때, 탱크(6)의 충전 레벨이, 탱크 깊이의 1000mm와 2000mm 사이의 사전 정의된 임계 값보다 큰 시작 임계 값보다 큰 지 여부를 결정하는 단계; 및
    이 테스트가 양성이면 주 연료 펌프(11)를 시동하고 그렇지 않으면 보조 연료 펌프(12)를 시동하는 단계;
    를 더 포함하는,
    선박(1)의 사용 방법.
    
16. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 선박(1)의 충전 방법에 있어서,
    액화 석유 가스는 절연 파이프(80, 83, 87)를 통해 플로팅 또는 지면 기반 저장 설비(81)에서 선박의 탱크(6)로 이송되는,
    선박(1)의 충전 방법.
    
17. 액화 석유 가스 이송 시스템에 있어서,
    제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 선박(1), 선박의 선체에 설치된 탱크(6)를 플로팅 또는 지면 기반 저장 설비(81)에 연결하기 위해 배열된 절연 파이프(80, 83, 87), 및 플로팅 또는 지면 기반 저장 설비로부터 선박의 탱크로 절연 파이프를 통한 액화 석유 가스의 흐름을 구동하기 위한 펌프를 포함하는,
    액화 석유 가스 이송 시스템.
    

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