KR20090022646A - 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템 - Google Patents

부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템에 관한 것으로서, 부유식 천연가스 저장선에 설치되어 액화 천연가스의 이송을 위하여 부유식 천연가스 저장선의 이송 파이프를 외부에 설치된 이송 파이프에 연결시키는 이송 시스템에 있어서, 부유식 천연가스 저장선의 데크 상에 설치되는 호스 지지대와, 호스 지지대에 보관되며, 부유식 천연가스 저장선의 이송 파이프와 외부의 이송 파이프에 각각 연결되는 이송 호스와, 이송 호스를 이송 파이프에 연결되는 위치로 이송시키는 호스 핸들링 크레인을 포함한다. 따라서, 본 발명은 이송 호스를 보관시 데크 상에 마련된 호스 지지대에 의해 지지되도록 함으로써 이송 호스가 데크 상의 구조물과 간섭을 일으키지 않도록 함과 아울러 해수와의 접촉에 의해 내구성이 저하되는 것을 방지하고, 이송 호스가 보관시 처지지 않게 됨으로써 해상 상태가 열악하거나 부유식 천연가스 저장선이 항해하는 경우 해수의 저항에 의해 이송 호스가 손상되거나 항해에 지장을 초래하는 것을 방지하는 효과를 가지고 있다.
Figure P1020070088182
부유식 천연가스 저장선, 천연가스 운반선, 호스 지지대, 이송 호스, 레일

Description

부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템{LIQUEFIED NATURAL GAS TRANSFER SYSTEM OF A FLOATING STORAGE REGASIFICATION UNIT}
본 발명은 부유식 천연가스 저장선에서 액화 천연가스의 이송을 위하여 천연가스 운반선 등의 이송 파이프에 연결되는 이송 호스를 항해 중이거나 해상 상태가 악화되더라도 안전하게 보관하도록 하고, 이러한 이송 호스를 이송 파이프에 용이하게 연결할 수 있도록 하는 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 천연가스는 생산되는 지역으로부터 소비되는 지역으로 통상적으로 파이프라인에 의해 수송된다. 그러나 생산이 수요를 초과하는 나라에서는 많은 양의 천연가스가 남을 것이고, 수요가 공급보다 초과하는 지역으로 천연가스를 수송할 수 있는 효율적인 방법이 없다면 에너지 측면의 불균형이 점점 커질 것이다.
천연가스의 액화는 천연가스의 보관 및 수송을 용이하게 하였는데, 이러한 액화 천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG)는 가스 상태에서 천연가스의 동일한 양이 차지하는 부피의 약 1/600만으로 되어 있으며, 액화 천연가스는 천연가스를 비등점(주위 압력에서 -259℉) 이하로 냉각시켜서 만들어진다.
그러므로 액화 천연가스는 대기압 또는 그보다 다소 높은 압력에서 극저온 컨테이너에 보관되고, 이러한 상태의 액화 천연가스는 재기화(Regasification) 과정을 거쳐서 온도를 상승시켜서 다시 가스 형태로 변환시킬 수 있는데, 이러한 과정을 재기화(Regasification) 과정이라 한다.
종래에는 액화 천연가스에 대한 재기화 작업을 육지에서 진행하였다. 따라서, 액화 천연가스 운반선이 목적 항에 도착하면 육지에 기반을 둔 재기화 시설로 액화 천연가스를 이송하여 극 저온 펌프에 의해 하적되어 액화 상태 또는 기체 상태로 보관하였다.
그러나, 액화 천연가스 등과 같은 위험물에 대한 안전상의 요구가 크게 증가함으로 인해 액화 천연가스의 재기화 시설 등과 같은 위험 시설을 사람이 거주하는 육지보다 해상에 위치하도록 하는 형태를 추구하게 되었다.
이러한 세계적인 추세에 따라 액화 천연가스의 재기화 과정 역시 해상에서 이루어지도록 하는 부유식 천연가스 저장선(Floating Storage and Regasification Unit, FSRU)이 도입되었다.
종래의 부유식 천연가스 저장선에 마련되는 이송 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템을 도시한 측면도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템을 도시한 평면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템(10)은 부유식 천연가스 저장 선(1)의 데크(2) 상에 마련되는 이송 파이프(3)와 천연가스 운반선(Liquefied Natural Gas Carrier, LNGC)(4)의 이송 파이프(5)를 서로 연결시키는 이송 호스(11)와, 데크(2) 상의 측부에 설치되어 이송 호스(11)의 양단을 각각 고정시키는 고정단 핸들링 구조물(12) 및 가동단 핸들링 구조물(13)과, 고정단 핸들링 구조물(12)과 가동단 핸들링 구조물(13)에 고정된 이송 호스(11)의 끝단을 각각 이동시켜서 부유식 천연가스 저장선(1)과 천연가스 운반선(4)의 이송 파이프(3,5)에 연결되도록 위치시키는 호스 이동 크레인(14)을 포함한다.
이송 호스(11)는 플렉시블(flexible)한 재질로 이루어지고, 양단에 이송 파이프(3,5) 각각에 플랜지 결합되기 위한 연결부(미도시)가 마련되고, 액화 천연가스의 이송에 사용되지 않는 평상시에는 양단이 고정단 핸들링 구조물(12)과 가동단 핸들링 구조물(13)에 각각 고정되어 거치된다.
고정단 핸들링 구조물(12)은 이송 호스(11)의 끝단을 데크(2)로부터 일정 높이에 위치하도록 고정시킨다.
가동단 핸들링 구조물(13)은 이송 호스(11)의 다른 끝단을 데크(2)로부터 일정 높이에 위치하도록 고정시키되, 그 끝단을 천연가스 운반선(4)의 이송 파이프(5) 측으로 이동시키도록 상하로 승강시킨다.
호스 이동 크레인(14)은 아암(14a)의 끝단에 권선 가능하도록 와이어(14b)가 설치되고, 와이어(14b)의 끝단에 설치되는 후크 등의 걸림수단(14c)을 사용하여 이송 호스(11)의 끝단에 체결되어 이송 호스(11) 끝단을 이송 파이프(3,5)에 연결되는 위치로 이송시키거나, 이송 파이프(3,5)로부터 분리시 고정단 핸들링 구조 물(12) 또는 가동단 핸들링 구조물(13)로 이송시킨다.
이와 같은 종래의 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템(10)는 이송 호스(11)를 호스 이송 크레인(14)에 의해 이송시켜서 부유식 천연가스 저장선(1)과 천연가스 운반선(4)의 이송 파이프(3,5)에 연결시키면, 부유식 천연가스 저장선(1)과 천연가스 운반선(4)에 설치된 천연가스 저장탱크(미도시)로부터 액화 천연가스가 이송되도록 한다.
상기한 바와 같이, 종래 기술에 의한 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템은 이송 호스가 이송 파이프간의 원활한 연결을 위하여 플렉시블(flexible)한 재질로 이루어짐과 아울러 보관시 고정단 핸들링 구조물과 가동단 핸들링 구조물에 거치됨으로써 처짐에 의해 해수에 잠기게 되고, 이로 인해 해상 상태가 열악하거나 부유식 천연가스 저장선이 항해하는 경우 해수에 의한 저항에 의해 이송 호스의 손상을 초래할 뿐만 아니라 항해에 지장을 초래하는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 이송 호스가 처짐에 의해 해수에 잠기게 됨으로써 해수와의 접촉에 의해 내구성이 현저하게 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 이송 호스가 보관시 데크 상의 구조물과 간섭을 일으키지 않도록 함과 아울러 해수와의 접촉에 의해 내구성이 저하되는 것을 방지하고, 해상 상태가 열악하거나 부유식 천연가스 저장선이 항해하는 경우 해수의 저항에 의해 이송 호스가 손상되거나 항해에 지장을 초래하는 것을 방지하며, 이송 호스를 천연가스 운반선 등의 이송 파이프에 용이하게 연결시킬 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템은 부유식 천연가스 저장선에 설치되어 액화 천연가스의 이송을 위하여 부유식 천연가스 저장선의 이송 파이프를 외부에 설치된 이송 파이프에 연결시키는 이송 시스템에 있어서, 부유식 천연가스 저장선의 데크 상에 설치되는 호스 지지대와, 호스 지지대에 보관되며, 부유식 천연가스 저장선의 이송 파이프와 외부의 이송 파이프에 각각 연결되는 이송 호스와, 이송 호스를 이송 파이프에 연결되는 위치로 이송시키는 호스 핸들링 크레인을 포함한다.
본 발명에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 액화 천연가스의 이송을 위하여 천연가스 운반선 등의 이송 파이프에 연결되는 이송 호스를 보관하는 경우 데크 상에 마련된 호스 지지대에 의해 지지되도록 함으로써 이송 호스가 데크 상의 구조물과 간섭을 일으키지 않도록 함과 아울러 해수와의 접촉에 의해 내구성이 저하되는 것을 방지하고,
둘째, 이송 호스가 보관시 처지지 않게 됨으로써 해상 상태가 열악하거나 부유식 천연가스 저장선이 항해하는 경우 해수의 저항에 의해 이송 호스가 손상되거나 항해에 지장을 초래하는 것을 방지하며,
셋째, 이송 호스의 보관 및 연결을 용이하도록 함과 아울러 이송 호스의 보관을 위한 복잡한 구조물의 설치가 불필요하여 시스템의 설치나 유지에 소요되는 비용을 절감하고,
넷째, 이송 호스가 데크 아래로 쳐지지 않게 됨으로써 터미널(terminal)로 접안하여 사용될 수 있도록 한다.
본 발명은 부유식 천연가스 저장선에 설치되어 외부의 이송파이프를 연결시키기 위한 이송 시스템으로써 데크 상에 설치되는 호스 지지대와, 호스 지지대에 설치되는 이송 호스와, 이송 호스를 이송하는 호스 핸들링 크레인을 포함하며, 이로 인해 부유식 천연가스 저장선에서 이송 호스의 보관 및 연결을 용이하도록 한다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템을 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템을 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템(100)은 부유식 천연가스 저장선(Floating Storage and Regasification Unit, FSRU)(200)의 데크(220) 상에 설치되는 호스 지지대(110)와, 호스 지지대(110)에 보관되는 이송 호스(120)와, 이송 호스(120)를 이송하는 호스 핸들링 크레인(130)을 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템(100)은 부유식 천연가스 저장선(200)의 이송 파이프(210)와 외부의 이송 파이프를 연결시키는 것으로서, 본 실시예에서는 외부의 이송 파이프를 천연가스 운반선(Liquefied Natural Gas Carrier, LNGC)(4; 도 2에 도시)의 이송 파이프(5; 도 2 에 도시)를 예로 들어 설명하기로 하겠다.
호스 지지대(110)는 데크(220) 상에 하나 또는 2 이상으로 설치되되, 2 이상으로 설치시 서로 나란하도록 배열되어 이송 호스(120)를 지지하고, 데크(220) 상에서 다수의 이송 파이프(210) 출구가 배열되는 매니 폴드(230)에 인접하도록 위치하며, 부유식 천연가스 저장선(200)의 이송 파이프(210) 상측에 일정 높이, 예컨대 데크(220) 상의 이송 파이프(210)를 비롯한 각종 파이프나 시설물 등과 간섭을 일으키지 않는 높이에 이송 호스(120)가 위치하도록 한다.
호스 지지대(110)는 이송 호스(120)가 안착되는 수평의 레일(111)과, 레일(111)의 양단에 수직되게 결합됨으로써 레일(111)을 데크(220)로부터 상측으로 이격시키는 레그(112)로 이루어진다.
레일(111)은 바람직하게는 이송 호스(120)가 안착시 쳐지지 않도록 이송 호스(120)보다 길게 형성되고, 이송 호스(120)가 삽입되어 안착되도록 길이방향을 따라 안착홈(113)이 형성된다.
이송 호스(120)는 플렉시블(flexible)한 재질로 제작되는데, 이를 위해 스테인레스 스틸 재질의 와이어를 권선하여 호스의 형태를 이루도록 한 다음, 그 외주면을 고무 재질로 감싸도록 하여 제작되고, 양단에 이송 파이프(210)(5; 도 2에 도시) 각각에 플랜지 결합에 의해 연결되기 위하여 연결부(121)가 마련된다.
호스 핸들링 크레인(130)은 이송 호스(120)를 이송 파이프(210)(5; 도 2에 도시)에 연결되는 위치로 이송시키는데, 필요에 따라 이송 호스(120)를 이송 파이프(210)(5 도 2에 도시)에 연결된 상태로 공중에 위치하도록 지지할 수 있다.
호스 핸들링 크레인(130)은 호스 지지대(110) 부근의 데크(220)상에 회전 구동부에 의해 회전하도록 설치되는 회전축(131)과, 회전축(131)으로부터 수평되게 연결되어 상하 구동부에 의해 끝단이 상하로 이동하도록 회전하는 아암(132)과, 아암(132)의 끝단에 설치되어 권선 구동부에 의해 그 길이가 조절되는 와이어(133)를 포함한다.
호스 핸들링 크레인(130)은 와이어(133)가 이송 호스(120)의 어느 한 지점 또는 다수의 지점에 직접 연결될 수 있는데, 본 실시예에서는 이송 호스(120)가 이송 중에 과도하게 처지거나 흔들림이나 회전 등에 의해 주변 구조물과 충돌하는 것을 방지하기 위하여 이송중인 이송 호스(120)가 안정된 자세를 가지도록 와이어(133)와 이송 호스(120)간의 연결을 매개하는 이송바(140)를 더 포함할 수 있다.
이송바(140)는 도 5에 도시된 바와 같이, 호스 핸들링 크레인(130)의 와이어(133) 끝단이 다수로 분기되는 분기 와이어(134)가 상측부에 연결되고, 길이방향을 따라 하측부의 다수 지점에 고정되는 고정 와이어(141) 각각이 이송 호스(120)의 측부를 따라 다수의 지점에 연결된다.
이송바(140)는 분기 와이어(134)와 고정 와이어(141)가 일체를 이루도록 고정될 수 있으며, 이와 달리 분기 와이어(134)와 고정 와이어(141)가 분리 가능하도록 고정되기 위하여 상측부 또는/및 하측부에 고정부가 마련될 수 있는데, 본 실시예에서는 상측부에만 고정부(142)가 마련됨을 나타낸다.
이송 호스(120)는 고정 와이어(141) 각각이 분리 가능하게 고정되기 위하여 측부를 따라 다수의 고정부(122)가 마련된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템(100)에 대한 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
부유식 천연가스 저장선(200)과 천연가스 운반선(4; 도 2에 도시)에 액화 천연가스를 이송시키기 위하여 이들의 이송 파이프(210)(5; 도 2에 도시)를 서로 연결시키고자 하는 경우 호스 핸들링 크레인(130)이 회전축(131)을 중심으로 회전함과 아울러 아암(132)의 끝단이 상하로 이동함으로써 와이어(133)가 호스 지지대(110)상에 놓여진 이송 호스(120) 상측으로 이동한다. 그런 다음 와이어(133)를 도 5에 도시된 이송바(140)를 매개로 하여 이송 호스(120)에 연결시킨다.
와이어(133)에 이송 호스(120)가 연결되면, 호스 핸들링 크레인(130)의 구동에 의해 이송 호스(120)는 이송 파이프(210)(5; 도 2에 도시)에 연결되기 위한 위치로 이동하여 그 양단이 이송파이프(210)(5; 도 2에 도시)에 연결됨으로써 부유식 천연가스 저장선(200)과 천연가스 운반선(4; 도 2에 도시)간에 액화 천연가스를 이송시킬 수 있도록 한다. 이 때, 이송 호스(120)는 처짐이 제한되는 경우 등과 같이 필요에 따라 호스 핸들링 크레인(130)에 의해 공중에 위치하도록 지지될 수 있다.
이송 호스(120)는 사용을 마치게 되면, 호스 핸들링 크레인(130)에 의해 호스 지지대(110) 상의 안착홈(113)에 안착됨으로써 처지지 않도록 레일(111) 상에 보관된다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 액화 천연가스의 이송을 위하여 이송 파이프(210)(5; 도 2에 도시)에 연결되는 이송 호스(120)를 보관하는 경우 데크(220) 상에 마련된 호스 지지대(110)에 의해 지지되도록 함으로써 이송 호 스(120)가 데크(220) 상의 구조물과 간섭을 일으키지 않도록 함과 아울러 해수와의 접촉에 의해 내구성이 저하되는 것을 방지한다.
또한, 이송 호스(120)가 보관시 호스 지지대(110)에 의해 지지되어 처지지 않게 됨으로써 해상 상태가 열악하거나 부유식 천연가스 저장선(200)이 항해하는 경우 해수의 저항에 의해 이송 호스(120)가 손상되거나 항해에 지장을 초래하는 것을 방지하며, 부유식 천연가스 저장선(200)이 터미널(terminal)로 접안하여 이송 호스(120)의 사용을 가능하도록 한다.
그리고, 호스 지지대(110) 상에 보관된 이송 호스(120)를 이송 파이프(210)(5; 도 5에 도시)에 용이하게 연결시킬 수 있도록 하며, 이송 호스(120)의 보관을 위하여 종래와 같은 고정단 핸들링 구조물(12; 도 1 및 도 2에 도시)과 가동단 핸들링 구조물(13; 도 1 및 도 2에 도시) 등의 복잡한 구조물을 설치할 필요가 없으며, 이로 인해 시스템의 설치나 유지에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템을 도시한 측면도이고,
도 2는 종래의 기술에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템을 도시한 평면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템을 도시한 평면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템을 도시한 정면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템의 요부를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 호스 지지대 111 : 레일
112 : 레그 113 : 안착홈
120 : 이송 호스 121 : 연결부
122 : 고정부 130 : 호스 핸들링 크레인
131 : 회전축 132 : 아암
133 : 와이어 134 : 분기 와이어
140 : 이송바 141 : 고정 와이어
142 : 고정부 200 : 부유식 천연가스 저장선
210 : 이송 파이프 220 : 데크
230 : 매니 폴드

Claims (3)

  1. 부유식 천연가스 저장선에 설치되어 액화 천연가스의 이송을 위하여 상기 부유식 천연가스 저장선의 이송 파이프를 외부에 설치된 이송 파이프에 연결시키는 이송 시스템에 있어서,
    상기 부유식 천연가스 저장선의 데크 상에 설치되는 호스 지지대와,
    상기 호스 지지대에 보관되며, 상기 부유식 천연가스 저장선의 이송 파이프와 상기 외부의 이송 파이프에 각각 연결되는 이송 호스와,
    상기 이송 호스를 상기 이송 파이프에 연결되는 위치로 이송시키는 호스 핸들링 크레인
    을 포함하는 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 호스 지지대는,
    상기 부유식 천연가스 저장선의 이송 파이프 상측에 이격되도록 설치되며, 상기 이송 호스가 삽입되어 안착되도록 길이방향을 따라 안착홈이 형성되는 것
    을 특징으로 하는 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 호스 핸들링 크레인의 와이어 끝단이 다수로 분기되어 각각 연결되고, 길이방향을 따라 다수의 지점에 고정되는 고정 와이어 각각이 상기 이송 호스의 측부를 따라 다수의 지점에 연결되는 이송바
    를 더 포함하는 부유식 천연가스 저장선의 액화 천연가스 이송 시스템.
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