KR20060039921A - 과도 압력으로부터 배의 적재 공간을 보호하기 위한 방법및 장치 - Google Patents

과도 압력으로부터 배의 적재 공간을 보호하기 위한 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

가스 누출이 적재 짐칸 공간(1, spacehold) 내에서 일어나면, 과도 압력으로부터 배의 적재 공간을 보호하는 방법 및 장치로서, 상기 배의 짐칸(1)은 카고 압력 탱크를 구비하고, 상기 배는 상기 배의 잔류 공간으로부터 가스가 새지 않는 방법으로 분리되고, 상기 배의 짐칸(1)을 따라 연장되는 환기관(8, ventilating duct)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

과도 압력으로부터 배의 적재 공간을 보호하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PROTECTING A VESSEL'S LOADING SPACE FROM EXCESS PRESSURE}
본 발명은 과도 압력으로부터 배의 적재 공간을 보호하기 위한 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 카고(cargo) 압력 탱크 또는 그에 포함되는 배관에서 누출이 발생하면, 과도 압력으로부터 카고 압력 탱크를 구비하는 적재 공간을 보호하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 방법을 실행하기 위한 장치를 포함한다. 이 문맥에서 적재 공간이란 배의 짐칸(hold) 및 인접한 공간, 예컨대 밸브실과 배관 공간을 의미한다.
기체 석유 생산품의 배로의 적하는 본래, 소위 "액화 천연 가스 방법(액화 천연 가스:Liquified Natural Gas(LNG))"라는 방법으로 실행되어 왔다. 상기 방법은 가스를 액체 형태로 냉각시키는 것을 포함하고, 이후에 대기압에서 배의 탱크 내로 운송될 수 있다. 선적 지점 및 가스의 취급을 위한 터미널에서 모두 고가의 장비가 요구된다. 가스는 비교적 저온까지 냉각되어야 하기 때문에, 가스의 1/5이 냉각 및 가열 공정 과정 중에 소비된다. 단지 수송 관련 공정에 의한 에너지 소비는 낭비이며, 게다가 환경과 관련하여 우려된다.
목적을 위한 실용적인 가스 밀도를 달성하기 위하여 가스가 가압 및/또는 냉 각되는 몇 개의 다른 배를 기초로 한 해결책들이 제안되었다. 그러한 해결책들은 실제로는 널리 사용되지 않았으나, 다수의 수직 관 형상인 압력 탱크가 배의 짐칸 내에 위치하는 해결책이 상당한 관심을 끌었다. 이 방법은 “가압된 천연 가스(Pressurised Natural Gas; PNG)”라고 불린다. 그러한 방법에 따라 가스는 선적 지점에서 수백 바(bar)의 과도 압력까지 압축되고, 그 가스는 배 위에 위치한 카고 압력 탱크 내부에 채워진다. 수송 온도가 대기 온도에 근접하도록, 가스로부터의 압축 열을 간단하고 비용이 적게 제거하도록 냉각은 제한된다.
수송 중 비교적 고압을 겪게 되는, 카고 압력 탱크 및 연관된 배관(piping)의 사용으로 인하여, 있음직한 누출에 의하여 카고 압력 탱크 또는 배관 외부로 유출될 수 있는 가스가 카고 압력 탱크 또는 배의 나머지 부분까지 손상의 위험을 수반하지 않고, 안전하게 취급될 수 있는 것이, 안전의 측면에서 매우 중요하다.
배의 배치를 계획할 때, 발생할 수 있는 있음직한 의도하지 않은 사고가 검토되어야 하고, 이후 배는 그러한 사고를 경감하기 위해 정리된 기술적인 해결책을 가지고 설계된다.
본 발명은 희망하지 않은 과도 압력으로부터 배의 적재 공간을 몇 개의 단계로 보호하고, 동시에 있음직한 과도 압력이 제어되면서 배에 안전한 방법으로 경감되는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은 이하 상세한 설명 및 후술할 특허청구범위에서 정의되는 특징에 따른 발명과 관련하여 현실화될 것이다.
배는 짐칸(hold), 밸브실(valve compartment), 파이프 경로(pipe corridor) 및 환기관(ventilating duct)의 네 종류의 공간을 포함한다. 원칙적으로, 이 공간들은 배의 다른 공간들의 나머지 부분 및 서로로부터 가스가 새지 않는(gastight) 방법으로 분리된다. 상기 짐칸은 가장 바람직하게는 짐칸 섹션의 수만큼 분리된다. 각 짐칸 섹션은 다수의 카고 압력 탱크들을 포함하고, 인접한 밸브실을 구비한다. 상기 카고 압력 탱크를 둘러싸는 짐칸 부피는 보통 불연성 기체로 채워진다.
하나 이상의 파이프 경로 및 환기관은 바람직하게는 배의 길이 방향으로 연장된다.
배의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading) 파이프는 파이프 경로에 위치하고, 분배 파이프와, 필요한 수의 차단 밸브 및 연결 파이프에 의하여 각 짐칸 섹션의 카고 압력 탱크에 연결된다.
카고 압력 탱크를 로딩 및 언로딩 파이프에 연결하기 위한 배관에 속하는 모든 밸브들은 밸브실 내에 위치한다. 바람직하게는, 짐칸 내에 어떤 종류의 밸브도 위치하지 않는다.
환기관은, 대기로의 배출이 있음직한 점화장치 근원(ignition sources) 및 사람으로부터 안전한 거리에 위치하는 배출관(discharge duct)으로 배출한다.
짐칸 섹션, 밸브실 및 파이프 경로는 적어도 하나의 압력 경감 체크 밸브를 통하여 환기관에 연결된다. 짐칸, 밸브실 또는 파이프 경로 내에서 압력 상승을 야기하는 있음직한 누출은 환기관을 따라 환기될 것이다.
신선한 공기를 파이프 경로 및/또는 밸브실에 공급함으로써, 환기관을 따라 누출이 환기되면, 파이프 경로 또는 밸브실 자체에서 수리 작업 및 차단 작업을 수행하는 것이 가능하다.
다음으로, 첨부된 도면에서 시각화된 바람직한 실시예 및 방법의 제한 없는 예를 기재한다.
도 1은 배의 짐칸 섹션에 설치된 다수의 카고 압력 탱크의 일부를 대략적으로 도시한 도면;
도 2는 도 1에서 I-I를 따른 단면도; 그리고,
도 3은 짐칸 섹션, 밸브실, 파이프 경로, 환기관 및 배관의 간략화한 회로도를 도시한 도면이다.
도면에서 참조번호 1은 서로 가스가 새지 않는 짐칸 섹션(2)을 포함하는 배의 짐칸(1)을 나타낸다. 각 짐칸 섹션(2)은 밸브실(4)을 구비한다. 짐칸 섹션(2)을 따라, 연장 파이프 경로(6)와 파이프 경로(6)에 평행하게 배치된 환기관(8)이 연장되며, 환기관(8)은 배출관(10)에 연결되어 있다. 밸브실(4), 파이프 경로(6) 및 환기관(8)은 서로로부터 그리고 짐칸 섹션(2)으로부터 기말한 방법으로 분리되어 있다.
다수의 카고 압력 탱크(12)가 각 짐칸 섹션(2)에 위치한다.
각 짐칸 섹션(2)은 제 1 압력 경감 체크 밸브(14)와, 제 1 파열(rupture) 디스크 밸브(16)를 구비하고, 짐칸 섹션(2) 내부의 압력이 미리 정해진 압력 밸브를 초과하면, 두 밸브(14, 16)는 짐칸 섹션(2)에서 환기관(8) 내부로 가스가 흘러 나가 개방되도록 배열된다. 짐칸 섹션(2)의 압력이 미리 정해진 압력을 초과하면, 가스가 짐칸 섹션(2)에서 대기 중으로 흘러 나가도록 제 2 파열 디스크 밸브(18)가 열리도록 배열된다.
밸브실(4)은 제 2 압력 경감 체크 밸브(20) 및 제 3 파열 디스크 밸브(22)를 구비하고, 밸브실(4)의 압력이 미리 정해진 압력을 초과하면, 가스가 밸브실(4)에서 환기관(8)으로 흘러 나가도록 두 밸브(20, 22)는 개방 배열된다.
파이프 경로(6)는 제 3 압력 경감 체크 밸브(24) 및 제 4 파열 디스크 밸브(26)를 구비하고, 파이프 경로(6) 내의 압력이 미리 정해진 압력을 초과하면, 가스가 파이프 경로(6)로부터 환기관(8)으로 흘러 나가도록 두 밸브(24, 26)가 열려서 배열된다.
로딩 및 언로딩 파이프(28)는 파이프 경로(6) 내로 연장되고, 제 1 차단 밸브(30), 분배 파이프(32), 다수의 제 2 차단 밸브(33) 및 연결 파이프(34)를 통하여, 각 카고 압력 탱크(12) 또는 카고 압력 탱크(12) 군으로 연결된다.
분배 파이프(32)는 제 4 압력 경감 밸브(36)를 통하여 배수 파이프(38)로 연결된다. 배수 파이프(38)는 배출관(10)에 연결되고, 파이프 경로(6)에서 로딩 및 언로딩 파이프(28)에 평행하게 배치된다. 분배 파이프(32) 내의 압력이 미리 정해진 값을 초과하면, 제 4 압력 경감 밸브(36)가 열려서, 가스는 배수 파이프(38) 및 배출관(10)을 통해 대기 중으로 배출되도록 제어된다.
로딩 및 언로딩 파이프(28)는 제 5 압력 경감 밸브(40)를 통해, 그리고 제 2 압력 제어 밸브(44)와 직렬로 연결된 제 1 제어 밸브(42)를 통해, 배출관(10)과 연결된다. 흡입 밸브(46)는 상기 두 제어 밸브(42, 44) 사이에 연결된다.
카고의 비정상 상태가 발생하면, 배의 카고-홀딩 부분에서의 압력과 온도 그리고 신호를 측정하기 위하여, 다수의 계기(미도시)가 제어 시스템(미도시)와 함께 배치된다. 제어 시스템(미도시)은 제어 밸브의 열림과 같은 경감 작동을 수행하기 위하여 프로그램된다.
카고 압력 탱크(12) 또는 연결 파이프(34)의 하나에서 누출이 발생하면, 짐칸 섹션(2) 내의 압력을 소정의 압력 이상으로 상승시키고, 제 1 압력 경감 밸브(14)가 열릴 것이며, 따라서 가스가 짐칸 섹션(2)으로부터 제 1 압력 경감 밸브(14)를 통해 환기관(8) 내로, 그 후 배출관(10)을 통해 대기 중으로 흘러간다.
짐칸 섹션(2)의 압력이 더 상승하면, 제 1 파열 디스크 밸브(16)는, 짐칸 섹션(2)으로부터 환기관(8)으로의 더 큰 유동 체적에 대하여 개방된다.
짐칸 섹션(2) 내의 압력이 더 많이 상승하면, 가스가 짐칸 섹션(2)으로부터 대기 중으로 흘러 나가도록, 제 2 파열 디스크 밸브(18)가 열린다.
밸브실(4) 내에 위치한 차단 밸브(30, 33) 또는 연결 파이프(16)의 부분 중에서 일어날 수 있는 외부 누출에 의하여, 소정의 압력이 밸브실(4)에서 존재할 때마다, 가스가 밸브실(4)로부터 환기관(8)으로 흐르도록 제 2 압력 경감 밸브(20)가 열린다. 밸브실(4)의 압력이 더 상승하면, 가스가 밸브실(4)로부터 환기관(8)으로 흐르도록 제 3 파열 디스크 밸브(22)가 열릴 것이다.
파이프 경로(6)에 위치한 로딩 및 언로딩 파이프(28) 및 배수 파이프(38)에 서 일어날 수 있는 누출에 의하여, 소정의 압력이 파이프 경로(6)에서 나타날 때, 가스가 파이프 경로(6)로부터 환기관(8)으로 흐르도록 제 3 압력 경감 밸브(24)가 열릴 것이다. 파이프 경로(6) 내부의 압력이 더 상승하면, 가스가 파이프 경로(6)로부터 환기관(8)으로 흐르도록 제 4 파열 디스크 밸브(26)가 열릴 것이다.
로딩 및 언로딩 파이프(28) 내의 소정의 압력에서, 가스가 로딩 및 언로딩 파이프(28)로부터 방출관(10)으로 흐르도록, 제 5 압력 경감 밸브(40)가 열리도록 배치된다.
경로(6) 내에서의 수리 작업 중, 제 1 제어 밸브(42) 및 흡입 밸브(46)의 열림에 의하여, 로딩 및 언로딩 파이프는 비워질 수 있다.

Claims (7)

  1. 가스 누출이 적재 공간에서 발생하면, 과도 압력으로부터 배의 적재 공간을 보호하는 장치로서,
    상기 배의 짐칸(1)은 카고 압력 탱크(12)를 구비하고,
    상기 배는, 상기 짐칸(1)을 따라 연장되고, 상기 배의 잔여 공간으로부터는 가스가 새지 않는 방법으로 독립된 환기관(8)을 구비하는 것을 특징으로 하는 과도 압력으로부터 배의 적재공간을 보호하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 환기관(8)은, 가스가 새지 않는 파이프 경로(6)에 본래 평행하게 연장되고, 상기 파이프 경로(6)는 적어도 로딩 및 언로딩 파이프(28)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 과도 압력으로부터 배의 적재공간을 보호하는 장치.
  3. 제 1항 및/또는 제 2항에 있어서,
    상기 배의 상기 짐칸(1)은 짐칸 섹션(2)으로 분리되고,
    각각의 짐칸 섹션(2)은 상기 배의 잔류 공간으로부터 가스가 새지 않는 방법으로 분리된 밸브실(4)을 구비하고,
    상기 밸브실(4)은, 로딩 및 언로딩 파이프(28)와 카고 압력 탱크(12) 사이의 파이프 연결을 차단하기 위해 배치된 적어도 하나의 차단 밸브(30, 33)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 과도 압력으로부터 배의 적재공간을 보호하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 짐칸(1)은 적어도 하나의 자동 열림 밸브(14, 16)를 통해 환기관(8)과 연결되는 것을 특징으로 하는 과도 압력으로부터 배의 적재공간을 보호하는 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 밸브실(4)은 적어도 하나의 자동 열림 밸브(20, 22)를 통해 환기관(8)과 연결되는 것을 특징으로 하는 과도 압력으로부터 배의 적재공간을 보호하는 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 파이프 경로(6)는 적어도 하나의 자동 열림 밸브(24, 26)를 통해 환기관(8)과 연결되는 것을 특징으로 하는 과도 압력으로부터 배의 적재공간을 보호하는 장치.
  7. 가스 누출이 적재 공간에서 발생하면, 과도 압력으로부터 배의 적재 공간을 보호하는 방법으로서,
    상기 배의 짐칸(1)은 카고 압력 탱크(12)를 구비하고,
    적어도 하나의 밸브(14, 16)는 상기 짐칸(1)과, 상기 배의 짐칸(1)을 따라 연장되고, 그것으로부터 가스가 새지 않는 방법으로 분리되는 환기관(8)의 사이에서 열리는 것을 특징으로 하는 과도 압력으로부터 배의 적재공간을 보호하는 방법.
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