KR20030090686A - 선박 및 하역 시스템 - Google Patents

Abstract

선박으로부터 해안 설비로 유체를 이송하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 하나 이상의 선박 및 하역 위치에 있는 하나 이상의 부표 구조물을 포함한다. 상기 선박은 적재 스테이션 및 부표 구조물 사이에서 바람직하게 연속적인 셔틀 소통(shuttle traffic) 방식으로 운행되며, 하나 이상의 선박이 하나의 부표 구조물에 주기적으로 연결되어 상기 선박으로부터 부표를 통해서 그리고 유체를 추가적으로 분배하는 파이프라인 시스템을 걸쳐 유체를 이송하는 방식으로 조직화된다. 본 발명은, 액체 상태의 천연가스를 저장하는 저장 탱크, 하역 장소에 도달하였을 때 액화 천연가스를 재가스화하기 위한 기화기, 및 선박으로부터 침잠형 파이프라인 시스템으로 천연가스를 이송하기 위한 것으로서 선박의 선체 바닥 영역에 배치된 부표 구조물을 구비하는 선박을 추가로 포함한다.

Description

선박 및 하역 시스템{VESSEL AND UNLOADING SYSTEM}

천연 가스와 같은 유체를 천연가스 유전으로부터 천연가스가 하역되는 장소로 이송하는 것과 관련하여, 다수의 선박 및 일련의 복잡한 작동 단계들을 포함하는 시스템이 종종 채용된다. 이러한 목적을 위해 일반적으로 채용되는 공지된 선박은 천연가스를 액체 상태로 저장하기 위한 특수 탱크를 구비한 LNG 운반선이다. 천연가스 유전에서 LNG 운반선에 선적할 때, 갱정(坑井)으로부터 직접 유체를 수용하고 LNG 운반선으로 이송하기 전에 유체를 처리하기 위한 적어도 하나의 추가적인 선박(vessel)이 이용된다. 실제적으로, 하역 장소에 도달하면, 최종 사용자에게 이송되기에 앞서서 액화 천연가스가 기체 상태로 변환되는 중간 저장 유닛으로 LNG 운반선이 적재물을 이송할 것이다.

몇 개의 상이한 특수 선박의 사용을 필요로 하고 그에 따른 복잡한 작업의 수행을 필요로 하는 이러한 시스템은 복잡하고 또 비용이 많이 든다. 본 발명의 목적은 상기와 같은 시스템에 포함될 필요가 있는 특수 선박의 수를 줄이고, 실행되는 작업과 관련하여 이러한 특수 선박의 특성을 개선하는 것이다.

이하의 특수 선박 및 시스템이 특허 문헌으로부터 공지되어 있다.

US 6089022 에는, 액화 천연가스(LNG)를 저장하기 위한 구형 탱크 및 액화 천연가스를 다시 기체화하기 위한 기화기를 포함하는 LNG 운반선을 포함하는 하역 시스템이 기재되어 있다. 하역 장소에 도달하면, 운반선은 선수(船首) 영역으로부터 정박 구조물까지 연장하는 정박 라인에 의해 선박이 정박 구조물로부터 소정 거리 이격되게 하는 방식으로 정박된다. 액화 천연가스는 운반선으로부터 해안 설비(공보에는 최종 사용자로 기재되어 있음)로 천연가스를 이송하는 파이프 라인 시스템내에서 이송되기 전에 다시 기체화된다.

US 6089022 에 기재된 장치에서, 선박으로부터 해안으로 천연가스를 하역하는데 하나의 파이프라인이 채용된다. 상기 특허 공보의 도 1 에서, 이러한 파이프라인이 선수 영역으로부터 정박 구조물을 통해 연장하도록 배치된 것이 도시되어 있으며, 상기 정박 구조물에는 그 정박 구조물로부터 천연가스를 해안으로 이송하는 다른 파이프라인이 구비되어 있다. 상기 특허 공보에는, 천연가스 하역을 위한 선박의 선체(hull)내에 장착될 수 있는 부표(buoy) 구조물 또는 다른 기술적 해결책의 이용 가능성이 언급되어 있지 않다.

본 발명에 따른 기술적 해결책은 천연가스를 해안으로 이송하기 위한 선박의 선체내의 리세스(recess)내로 접촉되는 침잠된(submerged) 부표 구조물의 사용을 의미한다.

US 6089022 에 개시된 기술과 비교하면, 부표 구조물에 의해, 정박 및 유체 이송이 하나의 동일한 구조물에 의해 이루어지기 때문에, 인력 및 장비 상황과 관련하여 이점을 제공하는 상당히 단순화된 해결책이 달성된다.

US 5564957 에는 선수 부분의 리세스내에 설치하기 위한 부표 구조물이 제공된 선박이 기재되어 있다. 부표 구조물은 액체 매체를 선박 내외로 이송하기 위한 조합된 정박 및 이송 구조물로서 사용되기 위한 것이다.

이러한 특허 공보에 개시된 기술은, 선박에 기화기가 없을 뿐만 아니라 상기 특허 공보에는 매체가 해안 설비로 직접 이송되어야 한다는 기재가 없다는 점에서, 본 발명과 상이하다.

US 6094937 에는, 천연가스를 액체 상태(LNG)로 전환하기 위한 처리 설비와 LNG 를 가스 유전으로부터 이송하기 위한 셔틀 시스템이 기재되어 있다. 이러한 셔틀 시스템에서, 가스 유전에서의 거의 연속적인 생산을 유지하도록, 두개의 부표 및 4개의 운반선이 LNG 이송을 위해 이용된다.

본 발명은, 운송 시스템의 일부로서 유체를 위한 몇 개의 운반선 및 몇 개의 부표 구조물을 이용하는 US 6094937 에 개시된 시스템과 공통되는 일부 특징들을 가진다. 그러나, 공지된 시스템은 적재와 관련되어 사용되는 반면 본 발명에 따른 시스템은 하역에 사용하기 위한 것이기 때문에, 그 시스템들 간에는 근본적인 차이가 있다. 이는 US 6094937에서는 액화기가 운송 선박에 제공되는 반면, 본 발명에서는 기화기가 LNG 탱커내에 제공된다는 사실로부터 명백히 알 수 있다.

US 6094937 에는 적재/운송 시스템이 하역과 관련하여 사용될 수 있다는 것이 제시되어 있지 않다. US 6094937 에서와 같은 선박은 상당한 구조적 변형 없이는 해안 설비로 천연가스를 하역하는데 사용될 수 없을 것이다.

상기 특허 공보들에 기재된 현재의 기술적 해결책들은 복잡한 요건들과 관련하여 부적절하며, 이에 따라 본 발명이 제안되었다.

본 발명은 선박(vessel)으로부터 해안 시설로 유체를 하역하기 위한 시스템을 갖춘 특수 선박에 관한 것이다.

도 1 은 필요 장비를 갖춘 운반선 선박의 측면도.

도 2 는 하나의 부표 구조물에 연결된 하나의 선박의 사시도.

도 3 은 파이프라인과 설비의 연결을 도시한 사시도.

도 4 는 효율적인 유체 하역을 위한 선박의 조직화(organisation)를 도시한 도면.

도 5 는 동시에 두개의 부표 구조물에 연결된 선박을 도시한 도면.

따라서, 본 발명의 목적은 유체, 특히 천연가스를 하역하기 위한 시스템을 제공하는 것으로서, 상기 시스템에서 운반선은 선상의 기화기 및 저장 탱크를 구비하며, 정박 기능 및 운송 기능 모두를 가지는 부표 구조물을 수용하도록 배치된다.

본 발명의 또 다른 목적은, 특수 기능을 가지는 선박이 바람직한 실시예에서 다수의 선박 및 그와 관련된 다수의 부표 구조물을 포함하는 셔틀 시스템의 일부를 형성할 수 있게 하는 것이다. 이러한 시스템의 목적은 하역 장소로부터 설비로 천연가스가 연속적으로 공급될 수 있게 하는 것이다.

본 발명과 관련하여, 청구범위의 독립항을 참조하여야 한다. 또한, 관련 종속항은 본 발명의 실시예를 나타낸다.

본 발명에 따른 선박을 이용함으로써, 종래의 공지된 시스템을 이용할 때 요구되는 많은 작동들이 불필요하게 된다. 본 발명에 의해, 정박, 파이프라인 연결, 하나의 선박으로부터 다른 선박으로 액체 화물을 운송하는 것과 관련한 다수의 작업들은 불필요하게 될 것이고 및/또는 단순화될 것이다. 또한, 본 발명에 따른 시스템을 이용할 때, 선원의 수가 감소될 수 있을 것이고, 실행되는 작업의 수가 줄고 보다 많은 기능이 하나의 선박에 집중된다는 사실로 인해, 운전자금이 감소될 수 있을 것이다.

이러한 종류의 다-기능 선박의 디자인 및 제조는 매우 많은 비용이 들고 또시간이 걸리는 공정이 될 수 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 저렴한 비용으로 선박을 제공하고, 그에 따라 선박을 경쟁력 있는 가격으로 제공할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 기본재로서 표준형 LNG 운반선을 이용하는 간단하고도 저렴한 방식으로 선박이 제공된다. 액화 천연가스용 저장 탱크를 갖춘 운반선은 하나 또는 그 이상의 기화기를 바람직하게 데크 영역에 구비하며, 수용 리세스는 부표 구조물을 수용하기 위해 선체내에 구축되며, 그에 따라 선박이 몇 가지 타입의 작업을 수행하기에 적합하게 만든다. 이러한 특수 선박은 "셔틀 및 리가스 선박(Shuttle and Regas Vessel;SRV)"로 설명되며, 그 선박은 일반적인 LNG 운반선으로서 사용될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 선박은 액화 천연가스를 저장하기 위한 구형 탱크를 구비한다. 그러나, 예를 들어 박막 탱크와 같은 다른 타입의 저장 탱크도 적합할 수 있다. 이러한 상이한 형태의 저장 탱크들은 특허 문헌이나 산업계에 잘 알려져 있다. 따라서, 소위 당업자라면 각각의 경우에 가장 적합한 타입의 탱크를 선택할 수 있을 것이다.

액화 천연가스의 재가스화(regasification)와 관련하여 사용되는 원리 및 장비 역시 그 자체는 공지된 기술이다. 바닷물이 기화 공정에서의 열교환 매체로서 사용될 것이다. 그러나, 예를 들어 프로판 단독으로 또는 바닷물과 함께 열교환 매체로 사용될 수 있고, 그리고 물-글리콜(glycol) 혼합물도 기화 매체에 적합하다.

시스템의 일부를 형성하는 부표 구조물은 다양한 방법으로 디자인될 수 있을 것이다. 특허 문헌으로부터 선박에 연결될 수 있는 침잠형(submerged) 부표 구조물의 몇가지 예가 공지되어 있으며, 상기 선박에의 연결에 의해 그 선박이 부표를 중심으로 자유롭게 회전될 수 있다. 그러나, 부표 구조물의 작동 모드와 관련하여, 유체의 하역이 시간-소모적인 정박 공정으로 인한 지연 없이 거의 즉각적으로 시작될 수 있도록, 부표의 신속한 연결 및 분리는 요구되는 조건이다.

부표 구조물이 사용중이 아닐 때, 그 부표 구조물은 침잠된 상태이다. 하역 영역에 도달하면, 선박은 보조 부표를 픽업(pick up)할 것이며, 그 보조 부표는 부표 구조물에 부착된 라인을 가진다. 상기 라인은 부표 구조물을 표면으로 이송하는데 사용되며, 이 때 부표 구조물은 선박의 리세스와 접촉한다.

부표 구조물의 둘레를 따라, 그 부표 구조물은 해저의 정박 지점까지 하향 연장하는 정박 라인을 구비한다. 상승체(riser)가 부표 구조물의 중간까지 제공되며, 스위블(swivel) 구조물이 부표 구조물 위쪽에 배치된다. 이러한 장치에 의해, 유체는 부표 구조물을 통하고 상승체를 거쳐 침잠된 파이프라인까지 전달되며, 동시에 선박은 부표 구조물 둘레를 회전한다. 침잠된 파이프라인은 선박으로부터 해안 설비를 향해 유체를 이송한다.

본 발명은 유체를 해안 설비로 효과적으로 하역할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 두개의 부표 구조물 및 둘 이상의 운반선 선박이 시스템에 포함된다. 시스템에 포함된 선박의 개수는 적재(loading) 지점까지의 거리에 따라 달라진다. 하나의 동일한 선박은 상이한작업 상태들 사이에서 교대로 전환되는데, 상기 작업들의 예를 들면 가스 유전 등에서 이루어지는 적재 스테이션으로부터의 적재 작업, 적재 스테이션으로부터 하역 장소까지 LNG를 이송하는 작업, 및 액화 천연가스를 재가스화하고 해안의 수용 시스템으로 이송하는 작업이 있다. 항상 적어도 하나의 선박이 부표 구조물 중 하나에 연결되게 함으로써 부표 구조물을 통한 유체의 하역이 거의 연속적으로 이루어질 때, 다른 선박들은 적재 스테이션 내외로 이동되는 중이며, 시스템의 이용에서 최적의 효율이 얻어진다.

하역 장소에 도달하면, 부표 구조물은 운송선 선박내의 수용 리세스내로 삽입될 것이다. 액화 천연가스는 저장 탱크로부터 기화기로 이송되고, 그 기화기에서 유체는 재가스화되고 부표 구조물을 통과하여 침잠된 파이프라인으로 이송되며, 상기 파이프라인은 천연가스를 해안 설비로 이송한다.

해안 설비는, 그 설비가 운반선으로부터 보내진 재가스화된 유체를 수용하기에 적합하기만 하다면 여러 가지 형태를 가질 수 있을 것이며, 상기 수용된 유체는 최종 사용자에게 다시 분배될 것이다. 예를 들어, 상기 설비가 천연가스를 최종 사용자에게 직접 이송하는 파이프라인 네트워크를 포함하거나, 또는 상기 설비가 천연가스를 최종 소비자에게 다시 이송하기 위한 적절한 이송 수단에 연결된 저장소(depot)를 포함할 수도 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 개장된(retrofitted) LNG 운송선 "셔틀 및 리가스 선박(SRV)"의 개략도이다. 선박(1)은 액화 천연가스를 저장하기 위한 다수의 탱크(2)를 포함한다. 상기 도면에는 부표 구조물(7)(도 1 에는 도시 안 됨) 수용 장치를 형성하는 원뿔형 리세스가 어떻게 선박의 선체에 제공되는지가 도시되어 있다. 선박(1)은 하나 이상의 기화기(4)를 추가로 포함한다. 선박의 조작성(manoeuvrability)을 개선하기 위해, 선박은 또한 선박의 선수 부분 및 선미 부분에 각각 트러스터(thruster)(6)를 구비한다.

도 2 는 침잠된 파이프라인 시스템에 연결된 부표 구조물(7) 장치를 도시한다. 침잠된 파이프라인 시스템은 각 부표 구조물(7)에 부착된 상승체(8)를 포함하며, 파이프라인(9)은 상승체(8)의 단부에 연결된다. 파이프라인(9)은 해안 설비에 연결되고, 상기 해안 설비는 도면에서 파이프라인 시스템(10)으로 도시되어 있다. 부표 구조물(7)은 해저의 정박 지점으로부터 부표 구조물 둘레의 부착부까지 연장하는 정박 라인(11)을 구비한다.

도 2 에는 두개의 선박이 도시되어 있으며, 그 중 하나의 선박(1)은 부표 구조물(7) 중 하나에 연결되고, 다른 선박(1')은 적재 지점 내/외로의 이동을 나타낸다. 부표 구조물(7)과 관련하여, 액화 천연가스는 기화기(4)로 이송되고, 부표 구조물(7)을 통해서 그리고 천연가스를 육상의 설비로 이송하기 위한 다른 파이프라인(10)에 연결된 침잠된 파이프라인(9)을 걸쳐 이송되기에 앞서서 유체는 상기 기화기에서 재가스화된다.

도 3 은 도 2 에서와 동일한 상황을 도시하고 있으나, 해안 파이프라인 시스템(12)을 포함하는 설비로 파이프라인 시스템이 연결된 것을 추가적으로 도시하고 있다.

도 4 는 여러 가지 선박을 부표 구조물에 연결하는 조직화 원리 뿐만 아니라 LNG 가 선상의 선박으로 적재되는 적재 스테이션 내외로의 이송 원리를 도시한 도면이다. 이러한 예에서, 4개의 선박이 시스템에 포함된다.

도 5 에서, 부표 구조물은 선박(1, 1')에 동시에 연결된다. 도면에 도시된 이러한 상황에서, 선박(1)은 천연가스의 하역의 완료 공정에 있고, 선박(1')은 리세스(5)내에 부표 구조물(7)을 막 수용하였다. 이러한 장치에 의해, 선박(1)으로부터 선박(1')으로의 하역 공정에서 균일한 이송이 달성될 것이며, 그에 따라 침잠된 파이프라인 시스템으로의 연속적인 유동이 유지될 것이다.

Claims (8)

1. 선박으로부터 해안 설비로 유체를 이송하기 위한 시스템에 있어서,

   상기 시스템은 하나 이상의 선박 및 하역 위치에 있는 하나 이상의 부표 구조물을 포함하며, 상기 선박은 적재 스테이션 및 부표 구조물 사이에서 바람직하게 연속적인 셔틀 소통(shuttle traffic) 방식으로 운행되며, 하나 이상의 선박이 하나의 부표 구조물에 주기적으로 연결되어 상기 선박으로부터 부표를 통해서 그리고 유체를 추가적으로 분배하는 파이프라인 시스템을 걸쳐 유체를 이송하는 방식으로 조직화되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 둘 이상의 선박 및 두개의 부표 구조물이 상기 시스템내에 포함되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 선박은 개장된(retrofitted) LNG 탱커인 것을 특징으로 하는 유체 이송 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 유체는 천연가스인 것을 특징으로 하는 유체 이송 시스템.
5. 선박으로부터 하역하기 위한 시스템에 있어서,

   상기 선박은 선체의 바닥에 리세스를 구비하며, 상기 리세스는 선박내의 저장부로부터 해안 설비로 유체를 이송하는 파이프라인 시스템에 연결된 침잠형의 대응 부표 구조물을 수용하도록 디자인된 것을 특징으로 하는 하역 시스템.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 선박은 기화기를 구비하는 것을 특징으로 하는 하역 시스템.
7. 액체 상태의 천연가스(LNG)를 저장하기 위한 저장 탱크를 구비한 선박으로부터 하역하기 위한 시스템에 있어서,

   상기 시스템은

   - 하역 장소에 도달하였을 때 액화 천연가스를 기체 상태로 증기화하기 위한 것으로서 선박에 구비된 기화기,

   - 선박으로부터 침잠형 파이프라인 시스템까지 천연가스를 이송하기 위한 것으로서 선박의 선체 바닥 영역에 제공되는 부표 구조물, 및

   - 천연가스를 해안 설비로 이송하는 침잠형 파이프라인 시스템내의 천연가스 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하역 시스템.
8. 선박에 있어서,

   - 액체 상태의 천연가스를 저장하는 저장 탱크,

   - 하역 장소에 도달하였을 때 액화 천연가스를 재가스화하기 위한 기화기,및

   - 선박으로부터 침잠형 파이프라인 시스템으로 천연가스를 이송하기 위한 것으로서 선박의 선체 바닥 영역에 배치된 부표 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.