KR20040005008A - 엘엔지 알브이선에서 기화기의 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상에 계류중인 LNG RV선의 기울기 변화에 대응할 수 있도록 선체의 최대 기울기 값에 맞추어 기화기의 설치 각도를 설정함으로서 기화기의 기화 효율을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 LNG RV선에서 기화기의 설치방법에 관한 것으로서, 내부에는 액체 상태의 천연가스가 유입되는 가열관이 배치되어 있으면서 상기 가열관 사이로 유입되는 열교환 매체에 위해 액체 상태의 천연가스를 기체 상태로 상변화시키는 엘엔지 알브이선의 기화기에 있어서, 선상 데크상에 선체의 최대 기울기(D)에 맞추어 일정 설치 각도(α) 만큼 기울어진 모양으로 기화기(100)를 설치하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘엔지 알브이선에서 기화기의 설치방법{Installation method of LNG vaporizer in LNG RV}

본 발명은 LNG RV선의 선상 데크에 설치되는 기화기(Vaporizer)의 기화효율을 선체의 운동 특성에 관계없이 일정하게 유지하기 위한 기화효율 유지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해상에 계류중인 LNG RV선에 파도에 의한 롤링이나 피칭과 같은 선체의 운동 특성이 발생하였을 때, 선체의 기울기 변화에 대응할 수 있도록 선체의 최대 기울기 값에 맞추어 기화기의 설치 각도를 설정함으로서 기화기의 기화 효율을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 엘엔지 알브이선에서 기화기의 설치방법에 관한 것이다.

일반적으로, LNG는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 영하 1백 62 ℃의 초저온 상태로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체로 일반적으로 액화 천연가스로 칭한다.

이러한 LNG가 에너지 자원으로 등장함에 따라 이 가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산 기지로부터 수요지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운반 방안이 검토되었으며, 그 결과물은 LNG의 해상수송을 위한 LNG 수송선으로 나타났다.

기체 상태의 천연가스를 초저온 상태로 액화시켜 주요 에너지원으로 사용되는 LNG의 보관 및 운송을 위해 LNG 저장탱크를 설치한 LNG RV선을 건조하게 되었고, 상기 LNG RV선의 선상 저장탱크에 극저온의 상태의 LNG를 저장한 상태로 생산지에서 목적지까지 운송을 하게 된다.

상기 LNG RV선이 목적지에 도착하면 적재된 LNG는 액체 상태로 육상에 건설된 저장탱크로 하역되고, 상기 저장탱크로부터 LNG를 필요에 따라 재가스화하여 배관 등을 통해 가스 상태로 사용자에게 공급된다.

상기와 같이 육상에서 액화 천연가스를 가스화하는 것은 하역 장소에 고가의 육상 저장탱크와 영구적인 재가스화 공정 설비가 건설되야 하므로 건설 비용과 건설 기간이 소요되고 건설 부지 주변의 환경과 안전으로 인한 문제 때문에 지역 주민들과의 마찰 발생하는 등 여러가지 문제점을 가지고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것이 LNG RV선으로서, 선상 데크상에 재가스화 설비가 장착되어 있어 LNG선의 선상 저장탱크에 적재된 액화 천연가스를 선박에 주변의 해상으로 부터 취해진 해수를 이용하여 기체 상태로 가스화시킨 후 수중 배관을 통해서 육상으로 하역시키고자 하는 것이다.

상기 LNG RV선의 선상 데크에 장착되는 재가스화 설비는 선상 저장탱크에 저장되어 있는 액체 상태의 천연가스를 선상 데크에 설치된 기화기로 이송시키는 저압 펌프와 상기 저장탱크로 부터 이송된 액체 상태의 천연가스를 해수를 이용하여 기체 상태의 천연가스로 상변화시키는 기화기 및 상기 기화기를 통해 기체 상태로 상변화된 천연가스를 수중 배관을 통해 육상으로 이송시키는 고압 펌프로 구성되어 있다.

도 1a는 LNG RV선의 데크상에 설치되는 기화기의 구조를 도시하기 위해 단면 모습을 도시한 단면도이고, 도 1b는 선체의 피칭시 기화기의 상태를 도시하는 도면이다.

상기 도면에 도시하였듯이, 선상 데크(1)상에는 해수가 유입되어 열교환이 일어나는 기화기(2)가 지지대(3)를 이용하여 평행한 상태로 고정되어 있다.

상기 기화기(2)의 양단부에는 반구 모양으로 성형된 좌·우측 보닛(4)(5)이 장착되어 있고, 내부측 상·하단부에는 액체 상태의 천연가스가 기체 상태로 상변화되는 다수 개의 가열관(6)이 평행한 상태로 위치되어 있으며, 상기 가열관(6)의외부측으로는 열교환 매체가 유입되어 열교환이 발생되는 열교환부(7)가 형성되어 있다.

상기 좌측 보닛(4)에는 저장탱크로 부터 이송된 액체 상태의 천연가스가 유입되는 입구(8)가 형성되어 있고, 우측 보닛(5)에는 상변화된 기체 상태의 천연가스가 유출되는 출구(9)가 형성되어 있다.

도면에 도시되어 있는 기화기는 다음과 같이 동작하게 된다.

선상의 저장탱크로 부터 이송된 액체 상태의 천연가스는 좌측 보닛(4)의 입구(8)를 통해 유입되어 기화기(2)의 내부에 위치되어 있는 다수 개의 가열관(6)으로 분배된다.

상기 가열관(6)의 내부로 분배된 액체 상태의 천연가스는 가열관(6)의 주위로 유입되는 고온의 열교환 매체에 의해 기화하게 된다.

상기 가열관(6) 내부로 LNG가 유입될 때 기화기(2)의 상부에 위치한 최상층 가열관(10)과 하부에 위치한 최하층 가열관(11)은 각각의 높이 차이에 의해 외부에서 유입되는 LNG의 유입 압력에 차이가 발생된다.

즉, 하부에 위치한 최하층 가열관(11)으로 유입되는 LNG의 압력이 상부에 위치한 최상층 가열관(10)으로 유입되는 LNG 압력보다 높게됨으로써, 각 개별 가열관(6)의 위아래 방향으로의 위치에 따라 LNG 유입량이 상이해지므로 낮은 위치에 위치한 최하층 가열관(11)에 유입되는 LNG의 양이 높은 위치에 위치한 최상층 가열관(10)에 유입되는 LNG의 양보다 많아지게 된다.

이와 같은 LNG 유입량의 차이는 기화기의 기화 효율을 저하시키는 원인이 된다.

한편, 도 1a에 도시되어 있는 구성으로 이루어진 기화기가 설치되는 LNG RV선은 선상 저장탱크에 저장되어 있는 액체 상태의 천연가스가 기화기에 의해 모두 재가스화되는 시간 동안에는 계류장치에 의해 해상에 계류되어 있어야 한다.

그러나, 해상에는 조류와 바람 등의 영향에 의해 계속적으로 파도가 형성되고, 파도의 영향에 의해 해상에 계류되어 있는 모든 선박은 선체 진동이 발생하게 되는데, LNG RV선의 경우 선체 진동이 발생하게 되면 기화기의 설치 각도가 변화하는 것과 같은 효과가 나타나게 된다.

상기 LNG RV선의 선상 데크상에 설치되는 기화기의 설치 각도가 도 1b에 도시한 바와 같이 수평 위치(A)에서 선체 기울기에 따라 기울어진 위치(B)로 변할 경우, 기화기 상부에 위치한 최상측 가열관과 하부에 위치한 최하층 가열관으로 유입되는 LNG 유입 압력의 차이가 발생하게 되고 가열관 내부에서의 유체 속도는 베르누이 방정식에 의해 위치 변화만큼 유체 속도가 빨라지게 되며, 유체 속도의 변화에 의해 가열관으로의 유량이 변화되어 LNG 기화 효율이 수시로 변화되는 문제점이 발생된다.

따라서, 해상의 파도가 심해지는 경우에는 LNG 기화기를 사용할 수 없게 되어 모든 작업을 중지시켜야만 하는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 해상에 계류되어 있는 LNG RV선이 파도 및 조류와 같은 왜란으로 인한 선체 움직임에 의해 데크상에 설치된 기화기의 설치 기울기가 변화할 경우에 대비하여 기화기의 설치 각도를 변화시켜 설치함으로써 LNG RV선의 기울기 변화 시에도 LNG의 기화 효율을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 엘엔지 알브이선에서 기화기의 설치방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1a는 LNG RV선의 데크상에 설치되는 기화기의 구조를 도시하기 위해 단면 모습을 도시한 단면도.

도 1b는 선체의 피칭시 기화기의 상태를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 LNG 기화기의 설치 상태를 도시하는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 기화기110 : 가열관

120 : 입구130 : 출구

C : 기화기의 수평 기울기D : 선체의 최대 기울기

α: 기화기의 설치 각도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 엘엔지 알브이선에서 기화기의 설치방법에 관해서 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 LNG 기화기의 설치 상태를 도시하는 도면으로서, 상기 도면에 도시하였듯이, 내측부에 다수개의 가열관(110)이 서로 평행하게 각각 배치되어 있고 상기 가열관(110) 사이로 열교환 매체가 입구(120)로부터 유입되어 가열관(110) 내부로 흐르는 액체 상태의 천연가스를 기체상태의 천연가스로 기화시킨 후 출구(130)로 배출시키는 기화기에 있어서, 상기 기화기(100)의 수평 기울기(C)를 LNG RV선의 최대 기울기(D)에 맞추어 설치하되 기화기의 출구(130) 부위가 입구(120) 부위보다 높게 설치되어 있음을 도시하고 있다.

이때, 기화기(100) 자체의 크기가 크기 때문에 LNG RV선의 선체 움직임에 맞추어 연동시킬 수 없으므로 상기 기화기(100)를 선체 기울기의 최대값을 구하여 최대값에 해당하는 각도로 설치하도록 한다.

LNG RV선의 최대 기울기(D)는 LNG RV선이 파도와 같은 왜란에 의해 흔들리는 정도를 수차례 측정한 후, 기화기(100) 자체를 LNG RV선의 최대 기울기(D) 보다 큰 설치 각도(α)로 설치하고, 이때 기화기의 입구(120)측 높이는 기화기의 출구(130)측 높이보다 낮아야 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시되어 있는 실시예에서는 기화기(100)의 설치 각도(α)가 선체의 데크에 대하여 선체의 최대 기울기(D)로 설정되어 있음을 알 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, LNG 기화기(100)가 선체의 최대 기울기(D)에 맞추어져 일정 설치 각도(α)의 기울어진 모양으로 설치된 후, 선상 저장탱크(미도시)로 부터 저압 펌프(미도시)를 통해 기화기(100)로 액체 상태의 천연가스가 이송되고, 상기 기화기(100)로 이송된 액화 천연가스는 기화기(100) 내부에 평행하게 배치되어 있는 다수 개의 가열관(110)으로 각각 분배된다.

상기 가열관(110)으로 분배된 액화 천연가스는 각각의 가열관(110)을 따라 이동되면서, 가열관(110) 주위로 유입된 고온의 열교환 매체에 의해 열을 전달받아 기화된다.

액체 상태의 천연가스가 기화되면 부피가 증가하게 되고, 이에 따른 체적 증가에 의해 상승하게 된다. LNG가 기화되면서 가열관을 따라 이동하게 되고 기화기의 출구(130)를 통해 유출된다.

이때, 기화기(100)가 경사지게 설치되어 있기 때문에 해상에 계류중인 LNG RV선이 파도 및 조류와 같은 외부의 왜란에 의해 피칭 또는 롤링과 같은 선체 움직임이 발생할 경우에도 선체의 기울기(D)가 기화기(100)의 설치 각도(α) 보다 커지기 전에는 기화기의 입구(120) 부위의 높이가 출구(130) 부위의 높이보다 높아지는경우는 발생하지 않아 기화기(100)의 기화 효율이 급속히 저하되는 경우는 발생하지 않게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 LNG RV선에 설치되어 있는 LNG 기화기를 선체의 최대 기울기에 맞추어 설치함으로서 파도와 같은 외란에 의해 LNG RV선의 선체 기울기가 변화하는 경우에도 기화기의 기화 효율이 급격히 저하되는 현상을 방지하는 효과를 갖는다.

Claims (1)

1. 내부에는 액체 상태의 천연가스가 유입되는 가열관이 배치되어 있으면서 상기 가열관 사이로 유입되는 열교환 매체에 위해 액체 상태의 천연가스를 기체 상태로 상변화시키는 기화기를 선상 데크상에 평행하게 설치하는 엘엔지 알브이선의 기화기 설치 방법에 있어서, 선상 데크상에 선체의 최대 기울기(D)에 맞추어 일정 설치 각도(α) 만큼 기울어진 모양으로 기화기(100)를 설치하는 것을 특징으로 하는 엘엔지 알브이선에서 기화기의 설치 방법.