KR20100039479A - 중간적재 가능 탱크를 갖춘 부유식 구조물의 액체화물 하역방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중간적재시 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있는 구조를 가져 LNG 등의 액체화물의 중간적재 상태에서 운용될 수 있는 저장탱크를 갖춘 부유식 구조물로부터 액체화물을 하역하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 액체화물을 저장할 수 있는 저장탱크를 가지며 해상에서 부유된 상태로 사용되는 부유식 구조물로부터 액체화물을 하역하는 방법으로서, 액체화물을 선적하거나 하역하는 도중의 중간적재 상태에 있을 때에도 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있는 구조를 가지는 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크를 통하여 상기 부유식 구조물에 저장된 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법이 제공된다.

부유식 구조물, 선적, 하역, 중간적재, 멤브레인형 저장탱크, 독립형 저장탱크, 2열 배치, 슬로싱, 코퍼 댐

Description

중간적재 가능 탱크를 갖춘 부유식 구조물의 액체화물 하역방법{METHOD FOR UNLOADING LIQUID CARGO FROM A FLOATING STRUCTURE WITH A INTERMEDIATE LOADING TANK}

본 발명은 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG)와 같은 액체화물을 저장할 수 있는 저장탱크를 갖춘 부유식 구조물로부터 액체화물을 하역하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중간적재시 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있는 구조를 가져 액체화물의 중간적재 상태에서 운용될 수 있는 저장탱크를 활용함으로써 액체화물의 하역 작업을 안전하게 수행할 수 있는 액체화물 하역방법에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 운반선 은, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크(흔히, '화물창'이라 함)를 포함한다. LNG 운반선의 내부에 설치되는 LNG 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다.

독립탱크형 저장탱크에는 SPB 타입이나 Moss 타입의 저장탱크가 있는데, 이러한 타입의 저장탱크는 다량의 비철금속을 주재료로 사용하기 때문에 저장탱크 제조비용이 대폭 증가한다. 현재 LNG 저장탱크로는 멤브레인형 저장탱크가 가장 많이 사용되고 있으며, 멤브레인형 저장탱크는 가격이 상대적으로 저렴하고, 오랜 기간동안 안전상의 문제가 야기되지 않고 LNG 저장탱크 분야에 적용되어 온 검증된 기술이다.

멤브레인형 저장탱크는 다시 GTT NO 96형과 Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 이러한 저장탱크 구조는 미국 특허 제 5,269,247 호, 제 5,501,359 호 등에 기재되어 있다.

상기 GTT NO 96형의 저장탱크는, 0.5 ~ 0.7㎜ 두께의 인바(Invar) 강(36% Ni)으로 이루어지는 1차 밀봉벽 및 2차 밀봉벽과, 플라이우드 박스(plywood box) 및 펄라이트(perlite) 등으로 이루어지는 1차 단열벽 및 2차 단열벽이, 선체의 내부표면 상에 번갈아 적층 설치되어 이루어진다.

상기 GTT NO 96형의 경우, 1차 밀봉벽 및 2차 밀봉벽이 거의 같은 정도의 액밀성 및 강도를 갖고 있어 1차 밀봉벽(10)의 누설시 상당한 기간 동안 2차 밀봉벽만으로도 화물을 안전하게 지탱할 수 있다. 또한 GTT NO 96형의 밀봉벽은 멤브레 인(Membrane)이 직선형이므로 Mark Ⅲ형의 파형 멤브레인보다 용접이 간편하여 자동화율은 높으나, 전체적인 용접장은 Mark Ⅲ형보다 길다. 또한, GTT NO 96형의 경우 단열재 상자(즉, 단열벽)를 지지하기 위해서 더블 커플(Double Couple)을 이용하고 있다.

한편, 상기 Mark Ⅲ형의 저장탱크는, 1.2㎜ 두께의 스테인리스강 멤브레인(Membrane)으로 이루어지는 1차 밀봉벽 및 트리플렉스(triplex)로 이루어지는 2차 밀봉벽과, 폴리우레탄 폼(polyurethane foam) 등으로 이루어지는 1차 단열벽 및 2차 단열벽이, 선체의 내부표면 상에 번갈아 적층 설치되어 이루어진다.

Mark Ⅲ형의 경우에 밀봉벽은 파형 주름부를 가지며, 극저온 상태인 LNG에 의한 수축은 파형 주름부에서 흡수하여 멤브레인 내에는 큰 응력이 생기지 않는다. Mark Ⅲ형 방열 시스템은 내부 구조상 보강이 쉽지 않으며 2차 밀봉벽의 특성상 GTT NO 96형의 2차 밀봉벽에 비해 LNG 누수를 방지하는 기능이 약하다.

상술한 멤브레인형의 액화천연가스 저장탱크는 구조 특성상 내부에 보강부재를 설치하기 곤란하기 때문에 슬로싱(sloshing) 문제에 보다 취약할 수 있다. 슬로싱이란, 선박이 다양한 해상 상태에서 운동할 때 저장탱크 내에 수용된 액체 상태의 물질, 즉 LNG가 유동하는 현상을 말하는 것으로, 슬로싱에 의해 저장탱크의 벽면은 심한 충격을 받게 된다.

이러한 슬로싱 현상은 선박의 운항이나 부유식 구조물의 계류 중에 필연적으로 발생하므로, 슬로싱에 의한 충격력을 견디기 위해 충분한 강도를 가지도록 저장탱크 구조를 설계할 필요가 있다.

그에 따라 슬로싱에 의한 충격력을 견딜 수 있도록 탱크의 측면 상부 및 하부에 대략 45도 각도로 경사진 상부 및 하부 챔퍼(chamfer)가 형성된 멤브레인형 저장탱크가 제안되었다. 챔퍼를 갖는 종래의 저장탱크의 경우에 어느 정도 슬로싱 현상으로 인한 문제를 해소할 수는 있었지만, 이것만으로는 점차 대형화하는 저장탱크나 중간적재시 슬로싱으로 인한 충격력에 대처하기에는 한계가 있었다.

특히, 최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 구조물에 대한 수요가 점차 증가하면서, 이러한 부유식 구조물에 설치된 LNG 저장탱크에 있어서도 슬로싱 문제를 해결할 것이 요구되었다.

LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 LNG 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 LNG 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 운반선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 LNG 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 구조물이다.

LNG 저장탱크 내부에 LNG가 저장탱크 높이의 대략 10 ~ 90% 정도 부분적으로 적재된 중간적재 상태에 있을 때 슬로싱에 의한 하중이 크게 작용하게 된다. 슬로싱에 의한 하중은 LNG가 저장탱크 높이의 대략 20 ~ 50% 정도 부분적으로 적재된 중간적재 상태에 있을 때 더욱 크게 작용하며, LNG가 저장탱크 높이의 대략 25 ~ 30% 정도 부분적으로 적재된 중간적재 상태에 있을 때 가장 크게 작용한다. 따라서, LNG 운반선의 경우에는 이러한 부분 적재 상태를 피할 수 있도록 인위적으로 LNG를 저장탱크 내에 가득 채우거나 완전히 비운 상태에서 운항하도록 하고 있었다.

그러나, LNG FPSO나 LNG FSRU와 같은 부유식 구조물은 해상의 소정 위치에 계류된 채 부유된 상태로 사용되며 가스전에서의 생산량이나 수요처의 수요량, LNG 운반선으로의 LNG의 공급량 등과 같은 외부의 변수에 의해 LNG 저장탱크의 적재량이 변화되기 때문에, 저장되는 LNG의 양을 임의로 조절할 수 없으므로 슬로싱에 의한 충격력이 가장 크게 작용하는 중간적재 상태를 회피할 수 없다는 문제가 있다. 따라서 중간적재 상태에 대비한 보강이나 운용방법이 요구되고 있다.

LNG 운반선의 경우에도 해상에서 또 다른 LNG 운반선이나 해상 플랜트로부터 화물(예컨대 LNG)을 선적하거나 하역해야 할 경우가 발생한다. 이때, LNG 운반선 내의 LNG 저장탱크는 중간적재 상태에 있을 수 있으며, 파도나 파랑 등의 영향으로 LNG 운반선의 운동이 심해지게 되면 슬로싱으로 인한 충격력이 커져 LNG 저장탱크가 손상될 우려가 있다. 따라서, LNG 운반선의 경우에도 선적 및 하역시에 발생하는 중간적재시의 슬로싱을 최소화할 것이 요구되고 있다.

한편, 슬로싱으로 인한 충격력에 대비하는 동시에 극지 운항 조건에 민감한 선수구역의 안정성을 보장하고 선수부 상부 데크 상에 재기화 설비의 탑재공간을 마련하기 위해, 하나의 LNG 운반선 내에 있어서 선수부에는 강도가 강한 독립형 저장탱크를 복수개 설치하고, 나머지 위치에는 제작비용이 저렴한 멤브레인형 저장탱크를 설치하는 방법이 제안되었다.

그러나, 이러한 방법은 LNG를 선적하거나 하역하는 동안에는 선수부와 선미 부가 슬로싱에 민감한 정도가 대략 비슷하다는 점을 고려하지 못하고 단순히 선수부에만 독립형 저장탱크를 설치하여 강도를 보강하고 있다. 이 경우 선미부나 선체 중간의 멤브레인형 저장탱크는 해상에서의 선적 및 하역시에 슬로싱에 의해 저장탱크가 손상될 위험성에 여전히 노출된다는 문제가 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, LNG 등의 액체화물을 선적하거나 하역하는 도중과 같이 저장탱크가 중간적재 상태에 있을 때에도 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있는 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크를 갖춘 부유식 구조물을 활용함으로써, 하역시 중간적재 가능 탱크 이외의 일반 멤브레인형 탱크가 중간적재 상태에 노출되는 시간을 감소시킬 수 있는 액체화물의 하역방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액체화물을 저장할 수 있는 저장탱크를 가지며 해상에서 부유된 상태로 사용되는 부유식 구조물로부터 액체화물을 하역하는 방법으로서, 액체화물을 선적하거나 하역하는 도중의 중간적재 상태에 있을 때에도 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있는 구조를 가지는 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크를 통하여 상기 부유식 구조물에 저장된 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법이 제공된다.

상기 액체화물 하역방법은, 상기 중간적재 가능 탱크에 저장된 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 제1 하역단계; 복수의 상기 저장탱크 중 상기 중간적재 가능 탱크를 제외한 나머지 저장탱크인 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물을 상기 중간적재 가능 탱크에 이송시키는 이송단계; 및 상기 일반 멤 브레인형 탱크로부터 상기 중간적재 가능 탱크에 이송되어 온 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 제2 하역단계; 를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 이송단계에서, 상기 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물은, 상기 중간적재 가능 탱크와 상기 일반 멤브레인형 탱크 사이를 연결하는 메인 파이프 라인을 통해 상기 중간적재 가능 탱크로 전달되는 것이 바람직하다.

상기 액체화물 하역방법은, 상기 중간적재 가능 탱크에 저장된 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 제1 하역단계; 상기 중간적재 가능 탱크에 저장된 액체화물이 모두 상기 부유식 구조물의 외부로 하역되기 전에, 복수의 상기 저장탱크 중 상기 중간적재 가능 탱크를 제외한 나머지 저장탱크인 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물을 상기 중간적재 가능 탱크에 이송시키는 이송단계; 및 상기 일반 멤브레인형 탱크로부터 상기 중간적재 가능 탱크에 이송되어 온 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 제2 하역단계; 를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 이송단계에서, 상기 일반 멤브레인형 탱크로부터 상기 중간적재 가능 탱크로 이송되는 액체화물은, 상기 중간적재 가능 탱크와 상기 일반 멤브레인형 탱크 사이를 연결하는 메인 파이프 라인을 통해 전달되고, 상기 중간적재 가능 탱크로부터 상기 부유식 구조물의 외부로 하역되는 액체화물은, 상기 메인 파이프 라인과는 별개로 상기 중간적재 가능 탱크로부터 연장되는 하역 전용 파이프 라인을 통해 상기 부유식 구조물의 외부로 하역되는 것이 바람직하다.

상기 이송단계에서, 상기 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물을 상기 중간적재 가능 탱크에 이송시키기 시작하는 시점은, 상기 일반 멤브레인형 탱크 내에 액체화물이 잔존하는 상태에서 상기 중간적재 가능 탱크가 꽉 차버려 상기 일반 멤브레인형 탱크로부터 상기 중간적재 가능 탱크로의 액체화물의 이송이 중단되지 않는 시점인 것이 바람직하다.

상기 일반 멤브레인형 탱크가 중간적재 상태일 때 하역 작업이 중단된 경우에는, 상기 중간적재 가능 탱크에 수용된 액체화물을, 상기 메인 파이프 라인과 상기 하역 전용 파이프 라인을 연결하는 분기 파이프 라인을 통해 중간적재 상태에 있는 상기 일반 멤브레인형 탱크에 전달하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 일반 멤브레인형 탱크가 복수인 경우에는, 상기 제1 하역단계, 상기 이송단계 및 상기 제2 하역단계를 반복하여, 복수의 상기 일반 멤브레인형 탱크 내의 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액체화물을 저장할 수 있으며 해상에서 부유된 상태로 사용되는 부유식 구조물로부터 액체화물을 하역하는 방법으로서, 상기 부유식 구조물은, 액체화물을 선적하거나 하역하는 도중의 중간적재 상태에 있을 때에도 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있는 구조를 가지는 선하적 전용 탱크를 포함하며, 상기 부유식 구조물에 설치된 모든 저장탱크가 채워져 있는 상태에서 상기 선하적 전용 탱크에 저장된 액체화물이 가장 먼저 하역되는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법이 제공된다.

상기 저장탱크 중에서 상기 선하적 전용 탱크를 제외한 나머지 저장탱크는 일반 멤브레인형 탱크이며, 상기 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물은 상기 선하적 전용 탱크를 통하여 상기 부유식 구조물의 외부로 하역되는 것이 바람직하다.

하역작업이 연속적으로 이루어질 수 있도록, 상기 선하적 전용 탱크에 저장된 액체화물이 상기 부유식 구조물의 외부로 하역되는 동안에 상기 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물이 상기 선하적 전용 탱크에 전달되는 것이 바람직하다.

상기 부유식 구조물에 설치된 모든 저장탱크가 비어있는 상태에서 상기 선하적 전용 탱크에 저장된 액체화물이 가장 마지막으로 하역되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, LNG 등의 액체화물을 선적하거나 하역하는 도중과 같이 저장탱크가 중간적재 상태에 있을 때에도 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있는 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크를 활용함으로써, 하역시 중간적재 가능 탱크 이외의 일반 멤브레인형 탱크가 중간적재 상태에 노출되는 시간을 감소시킬 수 있는 액체화물의 하역방법이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 액체화물 하역방법에 의하면, 중간적재시 슬로싱의 충격을 견딜 수 있는 선하적 전용의 탱크를 통하여 액체화물의 선적 및 하역이 이루어질 수 있어, 슬로싱에 의한 위험도가 가장 높은 상태인 밸러스트 직전 및 직후에서의 중간적재시에도 일반 멤브레인형 탱크의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 액체화물 하역방법에 의하면, 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크를 이용하여 일반 멤브레인형 탱크가 중간적재 상태로 노출되는 시간을 최소화 할 수 있어, 슬로싱에 의해 일반 멤브레인형 탱크가 파손될 위험성을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 부유식 구조물 내에 설치되는 대부분의 저장탱크를 일반 멤브레인형 탱크로 제작할 수 있어 가격 경쟁력이 있으며, 중간적재 가능한 탱크를 운용함으로써 운항 및 계류시는 물론 액체화물의 선하적시에도 안전한 부유식 구조물의 액체화물 하역방법이 제공될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부유식 구조물의 액체화물 하역방법을, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 부유식 구조물이란, LNG와 같이 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 구조물과 선박을 모두 포함하는 개념으로, 예를 들어 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상구조물뿐만 아니라 LNG 운반선이나 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박을 모두 포함하는 것이다.

도 1에는 본 발명의 제1 실시형태에 따른, 선적 및 하역 전용의 중간적재 가능 탱크를 갖춘 부유식 해상구조물의 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 도 2에는 중간적재 가능 탱크로서 선미부에 2열 배치식 멤브레인형 저장탱크를 설치한 경우의 예시도가 도시되어 있고, 도 3에는 2열 배치식 멤브레인형 저장탱크의 단면도가 도시되어 있다. 도 4에는 중간적재 가능 탱크로서 선수로부터 2번째인 2번 탱크에 독립형 저장탱크를 설치한 경우의 예시도가 도시되어 있다.

그리고 도 5a 내지 도 5d에는 본 발명의 제1 실시형태에 따라서 중간적재 가능 탱크를 비롯한 저장탱크로부터 LNG를 하역하는 방법이 순차적으로 도시되어 있으며, 도 6에는 LNG를 선적하는 방법이 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 부유식 구조물은, LNG 등의 액체화물을 선적하거나 하역하는 도중과 같이 저장탱크가 중간적재 상태에 있을 때에도 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있는 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)를 가진다.

중간적재 가능 탱크(1)로서는, 슬로싱에 의한 충격력이 가장 크게 작용하는 중간적재 상태에 있을 때에도 슬로싱으로 인해 손상되지 않도록, 일반적인 멤브레인형 저장탱크보다 강도가 강하거나 구조가 개선된 저장탱크가 채용된다.

본 발명에 따른 중간적재 가능 탱크(1)는, 슬로싱에 의한 하중이 크게 작용하는 정도, 즉 LNG 저장탱크 내부에 LNG가 저장탱크 높이의 대략 10 ~ 90% 정도 부분적으로 적재된 중간적재 상태에 있을 때뿐만 아니라, 슬로싱에 의한 하중이 크게 작용하는 정도인 LNG가 저장탱크 높이의 대략 25 ~ 30% 정도 부분적으로 적재된 중간적재 상태에 있을 때에도 손상을 입지 않는 구조를 갖는다.

예를 들어 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 중간적재 가능 탱크(1)로서는 2열 배치된 한 쌍의 멤브레인형 저장탱크가 채용될 수 있다. 2열 배치된 한 쌍의 멤브레인형 저장탱크는 부유식 구조물의 길이방향을 따라 설치되는 종방향 코퍼 댐(11)에 의해 좌우로 구분될 수 있다. 종방향 코퍼 댐(11)은, 각각의 멤브레인형 저장탱크의 전후방에 설치되는 횡방향 코퍼 댐과 마찬가지로, 내부에 공간부(void space)가 마련되는 격자 형태의 구조물이다.

본 발명에 있어서 2열 배치된 한 쌍의 저장탱크로 이루어지는 중간적재 가능 탱크(1)는 멤브레인형 저장탱크이므로, 한 쌍의 저장탱크를 좌우방향으로 2열 배치하도록 하는 구조물로서 상기한 종방향 코퍼 댐(11)이 사용되고 있다. 이 종방향 코퍼 댐(11)에 의해 중간적재 가능 탱크(1)는 실질적으로 부유식 구조물의 폭방향으로 2개의 저장탱크들이 2열로 배치되는 구조를 가질 수 있으며, 종방향 코퍼 댐(11)(즉, 공간부)을 사이에 두고 양쪽에 2열로 배치되도록 형성되는 저장탱크는 각각 멤브레인 구조에 의해 완벽하게 밀봉된 별도의 저장공간을 확보할 수 있다.

저장탱크를 2열로 배치하면 하나의 저장공간에 저장되는 액체화물의 양이 줄어들게 되고, 또한 저장탱크의 폭이 감소됨에 따라 액체화물의 운동 고유주기가 부유식 구조물의 운동 고유주기와 멀어지게 됨으로써 액체화물의 운동의 크기가 작아질 수 있게 된다. 그에 따라 2열 배치된 저장탱크에 가해지는 슬로싱에 의한 충격력은 급격히 감소될 수 있다.

본 발명에 따르면, 중간적재 가능 탱크(1)로 사용되기 위해 2열 배치된 저장탱크 사이에는 이들 2개의 저장탱크를 서로 연결하는 유체 통로가 형성되는 것이 바람직하다. 이 유체 통로는, 종방향 코퍼 댐(11)의 하부를 관통하여 액체상태의 LNG가 2개의 저장탱크 사이에서 자유롭게 유동할 수 있도록 하기 위한 하부 유체 통로(12)를 포함한다. 또한, 이 유체 통로는, 종방향 코퍼 댐(11)의 상부를 관통하여 기체상태로 증발된 LNG, 즉 BOG(Boil Off Gas)가 2개의 저장탱크 사이에서 자 유롭게 유동할 수 있도록 하기 위한 상부 유체 통로(13)를 더 포함할 수 있다.

이와 같이 유체 통로, 특히 하부 유체 통로(12)가 형성될 경우, 액체 상태인 LNG는 중간적재 가능 탱크(1)의 양쪽 저장공간 사이에서 이동할 수 있으므로, 중간적재 가능 탱크(1) 내에 저장된 LNG를 외부로 배출할 수 있는 하역 펌프(1a), 배관(도시생략) 및 펌프 타워(도시생략)와 같은 설비가 하나만 설치되더라도, 중간적재 가능 탱크(1) 내의 모든 LNG를 배출시킬 수 있다. 이를 위해, 하부 유체 통로(12)는 코퍼 댐의 최하단 부분, 즉 중간적재 가능 탱크(1)의 바닥에 인접하도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 중간적재 가능 탱크(1)로서는 독립형 저장탱크가 채용될 수 있다. 독립형 저장탱크는 그 구조상 멤브레인형 저장탱크에 비해 강도가 강해 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있으나, 제조비용이 비싸다는 단점이 있다. 본 발명의 일례에 따르면, 강도가 강한 독립형 저장탱크를 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)로 사용하면서 나머지 저장탱크로서는 제조비용이 상대적으로 저렴한 멤브레인형 저장탱크를 사용하여, 제조비용이 저렴하면서도 슬로싱에 의한 충격을 견딜 수 있는 부유식 구조물을 제공한다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 부유식 구조물의 내부에 하나의 중간적재 가능 탱크(1)가 설치되고 4개의 일반 멤브레인형 탱크(3)가 설치되는 것으로 도시되어 있지만, 부유식 구조물 내에 설치되는 중간적재 가능 탱크의 설치 개수는 필요에 따라 하나 이상이 될 수 있음은 물론이다.

또한, 중간적재 가능 탱크(1)가 도 2의 경우에는 선미측에 위치되는 것으로 예시되고, 도 4의 경우에는 선수측으로부터 2번째에 위치되는 것으로 예시되어 있지만, 본 발명은 도 2 및 도 4에 도시된 설치위치만으로 제한되지 않으며 중간적재 가능 탱크(1)의 설치위치는 필요에 따라 적절히 결정될 수 있다.

본 발명의 제1 실시형태에 따르면, 부유식 구조물 내에 설치되는 중간적재 가능 탱크(1)를 통해서 모든 LNG의 선적 및 하역이 이루어진다. 즉, 중간적재 가능 탱크(1)는 선하적 전용 탱크로서 활용되어, 나머지 일반 멤브레인형 탱크(3) 내의 LNG는 모두 중간적재 가능 탱크(1)를 통하여 선적되거나 하역된다.

이를 위해 본 발명의 제1 실시형태에 따라서 중간적재 가능 탱크(1)를 갖춘 부유식 구조물은, 중간적재 가능 탱크(1) 및 일반 멤브레인형 탱크(3)가 개별적으로 직접 연결되는 메인 파이프 라인(L1)과, 부유식 구조물로부터 LNG를 하역하기 위한 하역용 파이프 라인(L2)을 포함한다. 또한, 부유식 구조물은, 메인 파이프 라인(L1)에 연결되어 부유식 구조물에 LNG를 선적하기 위한 선적용 파이프 라인(L3)을 포함할 수 있다.

다만, 필요에 따라서는 하역용 파이프 라인이 선적용 파이프 라인을 겸하도록 할 수 있다. 선적과 하역작업을 하나의 파이프 라인을 통해 수행하는 부유식 구조물로서는 예컨대 LNG 운반선 등을 들 수 있다.

메인 파이프 라인(L1)은 각 저장탱크(즉, 중간적재 가능 탱크 및 일반 멤브레인형 탱크)의 내부에서 2개의 라인으로 분리된다. 이들 2개의 라인은, 선적시 LNG를 저장탱크에 공급하기 위한 충전 라인(filling line)과, 하역시 LNG를 저장탱크로부터 배출시키기 위한 배출 라인(discharging line)이다. 배출 라인의 말단에 는 펌프(1a, 3a)가 설치된다.

선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1) 내에는 수용된 LNG를 부유식 구조물의 외부로 하역하기 위한 하역 펌프(1a)가 설치된다. 각각의 일반 멤브레인형 탱크(3) 내에는 수용된 LNG를 중간적재 가능 탱크(1)로 이송시키기 위한 이송 펌프(3a)가 설치된다. 하역 펌프(1a) 및 이송 펌프(3a)는 메인 파이프 라인(L1)의 말단, 더욱 상세하게는 메인 파이프 라인의 배출 라인 말단에 각각 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 중간적재 가능 탱크(1) 내의 메인 파이프 라인(L1)의 말단에는 하역 펌프(1a)가 설치되고, 일반 멤브레인형 탱크(3) 내의 메인 파이프 라인(L1)의 말단에는 이송 펌프(3a)가 설치된다.

하역용 파이프 라인(L2)에는 재기화 장치(5)가 연결되는데, 이 재기화 장치(5)는 예컨대 LNG RV나 LNG FSRU와 같이 부유식 구조물 상에 설치되어 있을 수도 있고, 또는 예컨대 LNG 운반선과 같이 부유식 구조물의 외부에 설치된 것을 이용할 수도 있다. 재기화 장치(5)에 의해 재기화된 천연가스는 계속해서 각 수요처로 공급될 수 있다.

이하, 도 5a 내지 도 5d 및 도 6을 참조하여 중간적재 가능 탱크(1)를 갖춘 본 발명의 제1 실시형태에 따른 부유식 구조물의 LNG 하역작업 및 선적작업 방법을 설명한다.

도 5a에는 부유식 구조물의 모든 탱크(중간적재 가능 탱크(1) 및 일반 멤브레인형 탱크(3))에 LNG와 같은 액체화물이 가득 적재된 상태가 도시되어 있다. 도 5a에서 볼 때 중간적재 가능 탱크(1)는 가장 좌측에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 상술한 바와 같이 중간적재 가능 탱크(1)의 위치는 설계시 필요에 따라 변경될 수 있다.

도 5b에는 가장 좌측의 중간적재 가능 탱크(1)로부터 메인 파이프 라인(L1) 및 하역용 파이프 라인(L2)을 통해 적재된 LNG를 모두 하역한 상태가 도시되어 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 하역 작업은 중간적재 가능 탱크(1)부터 개시된다.

하역시에는 천연가스 수요처의 조건에 따라 하역 조건이 변동된다. 즉, 수요처의 조건에 따라 하역 작업이 중단되는 등 연속적인 하역이 불가능한 경우가 발생할 수 있다. 또한, 수요처의 터미널 조건에 따라 정해지는 하역 속도에 맞춰 하역 작업이 실시될 수밖에 없으므로, 탱크 내부에 설치된 펌프의 설계유량에 맞춰 LNG를 공급할 수 없고 그 이하의 속도로 LNG를 공급해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 불연속적인 하역 작업과 저속 LNG 펌핑은 결과적으로 저장탱크가 중간적재 상태에 노출되는 시간을 증가시키고, 중간적재시의 슬로싱으로 인한 충격력에 의해 저장탱크가 손상될 위험성을 증가시킨다.

본 발명의 제1 실시형태에 따르면, 중간적재시의 슬로싱으로 인한 충격력을 견딜 수 있는 중간적재 가능 탱크(1)를 사용하여 하역 작업이 이루어지기 때문에, 하역 작업이 이루어지는 도중에 하역이 중단되거나 하역 속도가 늦어 중간적재 상태에 오래 노출되더라도 저장탱크의 손상을 방지할 수 있다.

중간적재 가능 탱크(1)에 수용되어 있는 LNG를 모두 하역한 후에는, 도 5c에 도시된 바와 같이 일반 멤브레인형 탱크(3) 중 하나에 수용되어 있는 LNG를 모두 중간적재 가능 탱크(1)로 전달한다. 이때 LNG의 이송은 일반 멤브레인형 탱크(3)의 내부에 설치된 이송 펌프(3a)에 의해 메인 파이프 라인(L1)을 통하여 이루어지며, 이송 펌프(3a)의 최대 이송유량에 맞춰 이송 작업이 이루어지는 것이 일반 멤브레인형 탱크(3)의 중간적재 시간을 단축시킬 수 있어 바람직하다.

또한, 일반 멤브레인형 탱크(3)에 수용되어 있는 LNG를 중간적재 가능 탱크(1)로 전달하는 작업은 부유식 구조물 내에서 이루어지는 작업이므로, 수요처의 조건 등을 고려할 필요가 없어 이송 펌프(3a)의 이송유량이 허용하는 한 최대로 빠른 시간 내에 연속적으로 이송작업을 완료할 수 있다.

일반 멤브레인형 탱크(3)의 LNG가 모두 중간적재 가능 탱크(1)로 이송되면, 도 5b에 도시된 바와 같은 방식으로 중간적재 가능 탱크(1)로부터 LNG를 하역한다. 이러한 작업을 반복하여 모든 일반 멤브레인형 탱크(3)의 LNG를 중간적재 가능 탱크(1)를 통해 하역한다.

도 5d에는 부유식 구조물 내에 수용된 LNG를 거의 모두 하역하여 부유식 구조물 내에 설치된 저장탱크들(1, 3)이 완전히 비워지기 직전의 상태가 도시되어 있다. 일반적으로 모든 저장탱크가 비어 있거나 최소한의 화물만이 채워져 있는 조건, 즉 밸러스트 조건에서 부유식 구조물의 운동특성이 가장 나쁘다. 다시 말해서, 이때 화물의 무게를 포함한 부유식 구조물의 총중량이 가장 가볍기 때문에 부유식 구조물은 바람, 파도 및 파랑 등으로부터의 영향에 가장 민감하다.

따라서, 부유식 구조물에 있어서 슬로싱 현상으로 인한 충격력이 최대가 되 는 가장 위험한 조건은 도 5d에 도시된 바와 같이 하역을 완료하기 직전의 중간적재 상태이다. 본 발명의 제1 실시형태에 따르면, 일반 멤브레인형 탱크(3)에 수용된 LNG를 모두 하역하고 중간적재 가능 탱크(1)를 이용하여 최종적인 하역작업이 수행되기 때문에, 밸러스트 직전의 중간적재가 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)에서만 발생하게 된다.

본 발명의 중간적재 가능 탱크(1)는 상술한 바와 같이 슬로싱으로 인한 충격력을 견딜 수 있도록 설계되어 있으므로, 밸러스트 직전의 중간적재시에도 슬로싱으로 인한 손상을 확실하게 방지할 수 있게 된다. 또한, 일반 멤브레인형 탱크(3)가 밸러스트 직전의 중간적재 상태에 노출되는 조건을 완벽하게 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 6에는 저장탱크들(1, 3)이 완전히 비워진 부유식 구조물에 LNG를 선적하기 시작하는 상태가 도시되어 있다. LNG의 선적시 LNG는 외부의 LNG 공급원(도시생략)으로부터 LNG 선적용 파이프 라인(L3) 및 메인 파이프 라인(L1)을 통해 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)로 공급된다.

도 5d에 도시된 상태와 마찬가지로 도 6에 도시된 선적작업 개시 직후의 상태 역시 밸러스트 조건이므로, 이때도 역시 부유식 구조물에 있어서 슬로싱 현상으로 인한 충격력이 최대가 되는 가장 위험한 조건이다.

본 발명의 제1 실시형태에 따르면, 일반 멤브레인형 탱크(3)에 LNG를 선적하기 전에 우선 중간적재 가능 탱크(1)를 이용하여 최초 선적작업이 수행되기 때문에, 밸러스트 직후의 중간적재가 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)에서만 발생 하게 된다.

본 발명의 중간적재 가능 탱크(1)는 상술한 바와 같이 슬로싱으로 인한 충격력을 견딜 수 있도록 설계되어 있으므로, 밸러스트 직후의 중간적재시에도 슬로싱으로 인한 손상을 확실하게 방지할 수 있게 된다. 또한, 일반 멤브레인형 탱크(3)가 밸러스트 직후의 중간적재 상태에 노출되는 조건을 완벽하게 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 부유식 구조물의 하역방법을, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 7에는 본 발명의 제2 실시형태에 따른, 선적 및 하역 전용의 중간적재 가능 탱크에 하역 전용의 파이프 라인이 설치된 부유식 해상구조물의 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 그리고 도 8a 내지 도 8d에는 중간적재 가능 탱크를 비롯한 저장탱크로부터 LNG를 하역하는 방법이 순차적으로 도시되어 있으며, 도 9에는 LNG를 선적하는 방법이 도시되어 있다.

제2 실시형태에 따른 부유식 구조물은, 제1 실시형태에 따른 부유식 구조물에 비해, 메인 파이프 라인과 독립될 수 있는 하역 전용 파이프 라인(L12)과, 이 하역 전용 파이프 라인(L12)으로부터 분기하여 메인 파이프 라인에 연결되는 분기 파이프 라인(L14)을 가진다는 점에서 차이가 있으며, 이하에서는 이러한 차이점을 위주로 설명이 이루어진다. 또한, 설명의 편의상, 상술한 제1 실시형태와 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 부재번호를 부여한다.

도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 부유식 구조물은, LNG 등의 액체화물을 선적하거나 하역하는 도중과 같이 저장탱크가 중간적재 상태에 있을 때에도 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있는 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)를 가지며, 이 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)에는 하역 전용의 파이프 라인(L12)이 설치된다. 본 제2 실시형태의 하역 전용 파이프 라인(L12)은 부유식 구조물 내에 설치된 모든 저장탱크에 공동으로 연결되는 메인 파이프 라인(L1)과는 독립되어 있는 파이프 라인이다.

제2 실시형태에 있어서도, 중간적재 가능 탱크(1)로서는, 슬로싱에 의한 충격력이 가장 크게 작용하는 중간적재 상태에 있을 때에도 슬로싱으로 인해 손상되지 않도록, 일반적인 멤브레인형 저장탱크보다 강도가 강하거나 구조가 개선된 저장탱크가 채용된다.

본 발명에 따른 중간적재 가능 탱크(1)는, 슬로싱에 의한 하중이 크게 작용하는 정도, 즉 LNG 저장탱크 내부에 LNG가 저장탱크 높이의 대략 10 ~ 90% 정도 부분적으로 적재된 중간적재 상태에 있을 때뿐만 아니라, 슬로싱에 의한 하중이 크게 작용하는 정도인 LNG가 저장탱크 높이의 대략 25 ~ 30% 정도 부분적으로 적재된 중간적재 상태에 있을 때에도 손상을 입지 않는 구조를 갖는다.

본 발명의 제2 실시형태에 따르면, 부유식 구조물 내에 설치되는 중간적재 가능 탱크(1)를 통해서 모든 LNG의 선적 및 하역이 이루어진다. 즉, 중간적재 가능 탱크(1)는 선하적 전용 탱크로서 활용되어, 나머지 일반 멤브레인형 탱크(3) 내의 LNG는 모두 중간적재 가능 탱크(1)를 통하여 선적되거나 하역된다.

이를 위해 본 발명의 제2 실시형태에 따라서 중간적재 가능 탱크(1)를 갖춘 부유식 구조물은, 중간적재 가능 탱크(1) 및 일반 멤브레인형 탱크(3)가 개별적으로 직접 연결되는 메인 파이프 라인(L1)과, 부유식 구조물로부터 LNG를 하역하기 위한 하역 전용 파이프 라인(L12)을 포함한다. 본 발명의 제2 실시형태에 따르면, 이 하역 전용 파이프 라인(L2)에 의해 메인 파이프 라인(L1)을 통하지 않고, 즉 다른 탱크와는 독립적으로 LNG의 하역 작업이 수행될 수 있다.

또한, 부유식 구조물은, 메인 파이프 라인(L1)에 연결되어 부유식 구조물에 LNG를 선적하기 위한 선적용 파이프 라인(L3)을 포함할 수 있다.

다만, 필요에 따라서는 하역 전용 파이프 라인이 선적용 파이프 라인을 겸하도록 할 수 있다. 선적과 하역작업을 하나의 파이프 라인을 통해 수행하는 부유식 구조물로서는 예컨대 LNG 운반선 등을 들 수 있다.

메인 파이프 라인(L1)은 일반 멤브레인형 탱크의 내부에서 2개의 라인으로 분리된다. 이들 2개의 라인은, 선적시 LNG를 일반 멤브레인형 탱크에 공급하기 위한 충전 라인(filling line)과, 하역시 LNG를 일반 멤브레인형 탱크로부터 배출시키기 위한 배출 라인(discharging line)이다. 한편, 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1) 내부에도 메인 파이프 라인(L1)은 충전 라인과 배출 라인이 설치될 수 있다.

하역 전용 파이프 라인(L12)에는 메인 파이프 라인(L1)에 연결되는 분기 파이프 라인(L14)이 마련되며, 그에 따라 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1) 내의 LNG는 하역 전용 파이프 라인(L12), 분기 파이프 라인(L14), 및 메인 파이프 라 인(L1)을 순차적으로 통과하여 중간적재 가능 탱크(1)로부터 나머지 일반 멤브레인 탱크(3)로 이송될 수 있다.

하역 전용 파이프 라인(L12)과 분기 파이프 라인(L14)에는 각각의 파이프 라인을 개폐하기 위한 밸브 혹은 스풀 등의 장치(도시생략)가 설치되어 LNG의 이송 방향을 제어할 수 있도록 되어 있다.

선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1) 내에는 수용된 LNG를 부유식 구조물의 외부로 하역하기 위한 하역 펌프(1a)가 설치된다. 각각의 일반 멤브레인형 탱크(3) 내에는 수용된 LNG를 중간적재 가능 탱크(1)로 이송시키기 위한 이송 펌프(3a)가 설치된다.

다시 말해서, 하역 전용 파이프 라인(L12)에는 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1) 내에 수용된 LNG를 부유식 구조물의 외부로 하역하기 위한 하역 펌프(1a)가 설치된다. 각각의 일반 멤브레인형 탱크(3)가 개별적으로 직접 연결되는 메인 파이프 라인(L1)의 각 말단, 더욱 상세하게는 메인 파이프 라인의 배출 라인 말단에는 일반 멤브레인형 탱크(3) 내에 수용된 LNG를 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)로 이송시키기 위한 이송 펌프(3a)가 설치된다.

여기에서, 메인 파이프 라인(L1)은 중간적재 가능 탱크(1)와도 연결되어 있지만, 중간적재 가능 탱크(1) 내에는 메인 파이프 라인(L1)에 설치되는 이송 펌프가 포함되지 않는 대신에, 하역 전용 파이프 라인(L12)에 설치되는 하역 펌프(1a)가 설치된다.

하역용 파이프 라인(L12)에는 재기화 장치(5)가 연결되는데, 이 재기화 장 치(5)는 예컨대 LNG RV나 LNG FSRU와 같이 부유식 구조물 상에 설치되어 있을 수도 있고, 또는 예컨대 LNG 수송선과 같이 부유식 구조물의 외부에 설치된 것을 이용할 수도 있다. 재기화 장치(5)에 의해 재기화된 천연가스는 계속해서 각 수요처로 공급될 수 있다.

이하, 도 8a 내지 도 9를 참조하여 중간적재 가능 탱크(1)를 갖춘 본 발명의 제2 실시형태에 따른 부유식 구조물의 LNG 하역작업 및 선적작업 방법을 설명한다.

도 8a에는 부유식 구조물의 모든 탱크(중간적재 가능 탱크(1) 및 일반 멤브레인형 탱크(3))에 LNG와 같은 액체화물이 가득 적재된 상태에서 하역 작업이 시작된 직후의 상태가 도시되어 있다. 도 8a에서 볼 때 중간적재 가능 탱크(1)는 선수측으로부터 2번째에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 상술한 바와 같이 중간적재 가능 탱크(1)의 위치는 설계시 필요에 따라 변경될 수 있다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 하역 작업은 선적 및 하역 전용의 중간적재 가능 탱크(1)로부터 개시된다. 하역 작업은 하역 펌프(1a)에 의해 LNG를 중간적재 가능 탱크(1)로부터 하역 전용 파이프 라인(L12)을 통해 재기화 장치(5) 측으로 이송시킴으로써 이루어진다.

도 8b에는 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1) 내의 수위가 이송 개시 지점에 이르렀을 때 일반 멤브레인형 탱크(3)로부터 이송 펌프(3a)에 의해 LNG를 메인 파이프 라인(L1)을 통해 중간적재 가능 탱크(1)로 이송하기 시작하는 상태가 도시되어 있다. 또한, 도 8c에는 하나의 일반 멤브레인형 탱크(3)에 수용된 LNG를 이송 펌프(3a)에 의해 중간적재 가능 탱크(1)에 완전히 이송시킨 상태가 도시되어 있다.

도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이, LNG의 하역은 메인 파이프 라인(L1)과 연결되지 않은 하역 전용 파이프 라인(L12)을 통해 이루어지므로, 하역 작업이 진행되는 도중이지만 메인 파이프 라인(L1)을 통한 LNG의 이송이 가능하다.

이와 같이 본 발명의 제2 실시형태에 따르면, 하역 작업이 진행되는 도중에 일반 멤브레인형 탱크(3)로부터 중간적재 가능 탱크(1)로 LNG를 이송시키는 것이 가능하기 때문에, 부유식 구조물에 저장된 LNG의 하역이 완료될 때까지 하역 작업이 연속적으로 이루어질 수 있으며 하역에 소요되는 시간이 단축될 수 있다.

하역시 일반 멤브레인형 탱크(3)로부터 중간적재 가능 탱크(1)로 LNG를 이송시키기 시작하는 이송 개시 지점은, LNG가 중간적재 가능 탱크(1)로부터 재기화 장치(5)로 이송되는 속도, 재기화 장치(5)에서의 재기화 속도(즉, 재기화 장치(5)의 처리 용량), 이송 펌프(3a)의 처리 용량 등을 감안하여 정해지는 것이 바람직하다.

이송 개시 지점은, 이송 펌프(3a)를 최대 처리속도로 가동시켜 일반 멤브레인형 탱크(3) 내의 LNG를 모두 중간적재 가능 탱크(1)에 전달하더라도, 중간적재 가능 탱크(1)의 수위가 가동 범위(operation range)에 들어올 수 있는 수위로 정해진다. 즉, 일반 멤브레인형 탱크(3) 내에 LNG가 잔존하는 상태에서 중간적재 가능 탱크(1)가 꽉 차버려 일반 멤브레인형 탱크(3)로부터의 LNG의 이송이 중단되지 않을 수 있는 수위로 정해진다.

상술한 작업을 반복하여 모든 일반 멤브레인형 탱크(3)에 저장된 LNG를 메인 파이프 라인(L1), 하역 전용 파이프 라인(L2) 및 재기화 장치(5)를 통해 모두 하역한다.

하역시에는 천연가스 수요처의 조건에 따라 하역 조건이 변동된다. 즉, 수요처의 조건에 따라 하역 작업이 중단되는 등 연속적인 하역이 불가능한 경우가 발생할 수 있다. 또한, 수요처의 터미널 조건에 따라 정해지는 하역 속도에 맞춰 하역 작업이 실시될 수밖에 없으므로, 탱크 내부에 설치된 펌프의 설계유량에 맞춰 LNG를 공급할 수 없고 그 이하의 속도로 LNG를 공급해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 불연속적인 하역 작업과 저속 LNG 펌핑은 결과적으로 저장탱크가 중간적재 상태에 노출되는 시간을 증가시키고, 중간적재시의 슬로싱으로 인한 충격력에 의해 저장탱크가 손상될 위험성을 증가시킨다.

본 발명의 제2 실시형태에 따르면, 중간적재시의 슬로싱으로 인한 충격력을 견딜 수 있는 중간적재 가능 탱크(1)를 사용하여 하역 작업이 이루어지기 때문에, 하역 작업이 이루어지는 도중에 하역이 중단되거나 하역 속도가 늦어 중간적재 상태에 오래 노출되더라도 저장탱크의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시형태에 따르면, 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)에, LNG의 하역시에만 사용되는 하역 전용 파이프 라인(L12)과, 일반 멤브레인형 탱크(3)로부터 LNG를 공급받을 수 있는 메인 파이프 라인(L1)이 각각 연결되어 있기 때문에, 부유식 구조물에 저장된 LNG의 하역이 완료될 때까지 하역 작업이 연속적으로 이루어질 수 있으며 하역에 소요되는 시간이 단축될 수 있다.

또한, 일반 멤브레인형 탱크(3)에 수용되어 있는 LNG를 중간적재 가능 탱 크(1)로 전달하는 작업은 부유식 구조물 내에서 이루어지는 작업이므로, 수요처의 조건 등을 고려할 필요가 없어 이송 펌프(3a)의 이송유량이 허용하는 한 최대로 빠른 시간 내에 연속적으로 이송작업을 완료할 수 있다. 그에 따라 일반 멤브레인형 탱크(3)가 중간적재 상태에 있는 시간을 단축할 수 있어, 일반 멤브레인형 탱크(3)가 슬로싱으로 인한 위험에 노출되는 시간을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시형태에 따르면, 일반 멤브레인형 탱크(3)에 수용된 LNG를 모두 하역하고 중간적재 가능 탱크(1)를 이용하여 최종적인 하역작업이 수행되기 때문에, 밸러스트 직전의 중간적재가 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)에서만 발생하게 된다.

본 발명의 중간적재 가능 탱크(1)는 상술한 바와 같이 슬로싱으로 인한 충격력을 견딜 수 있도록 설계되어 있으므로, 밸러스트 직전의 중간적재시에도 슬로싱으로 인한 손상을 확실하게 방지할 수 있게 된다. 또한, 일반 멤브레인형 탱크(3)가 밸러스트 직전의 중간적재 상태에 노출되는 조건을 완벽하게 방지할 수 있게 된다.

도 8d에는 수요처의 조건 등에 따라 하역 작업이 도중에 중단되거나 일시적으로 중지되는 경우에 일반 멤브레인형 탱크(3)가 중간적재 상태에 있지 않도록 중간적재 가능 탱크(1)로부터 하역 전용 파이프 라인(L12), 분기 파이프 라인(L14), 및 메인 파이프 라인(L1)을 순차적으로 통하여 LNG를 다시 되돌려 공급하는 상태가 도시되어 있다.

하역 펌프(1a)를 이용하여 분기 파이프 라인(L14)을 통해 LNG를 일반 멤브레 인형 탱크(3)로 이동시킬 때에도, 일반 멤브레인형 탱크(3)가 중간적재 상태에 있는 시간을 최대한 단축시키기 위해서 하역 펌프(1a)를 최대 이송용량에 맞춰 가동시키는 것이 바람직하다.

한편, 도 9에는 저장탱크들(1, 3)이 완전히 비워진 부유식 구조물에 LNG를 선적하기 시작하는 상태가 도시되어 있다. LNG의 선적시 LNG는 외부의 LNG 공급원(도시생략)으로부터 LNG 선적용 파이프 라인(L3) 및 메인 파이프 라인(L1)을 통해 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)로 공급된다.

도 9에 도시된 선적작업 개시 직후의 상태는 상술한 밸러스트 조건이므로, 이때도 역시 부유식 구조물에 있어서 슬로싱 현상으로 인한 충격력이 최대가 되는 가장 위험한 조건이다.

본 발명의 제2 실시형태에 따르면, 일반 멤브레인형 탱크(3)에 LNG를 선적하기 전에 우선 중간적재 가능 탱크(1)를 이용하여 최초 선적작업이 수행되기 때문에, 밸러스트 직후의 중간적재가 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크(1)에서만 발생하게 된다.

본 발명의 중간적재 가능 탱크(1)는 상술한 바와 같이 슬로싱으로 인한 충격력을 견딜 수 있도록 설계되어 있으므로, 밸러스트 직후의 중간적재시에도 슬로싱으로 인한 손상을 확실하게 방지할 수 있게 된다. 또한, 일반 멤브레인형 탱크(3)가 밸러스트 직후의 중간적재 상태에 노출되는 조건을 완벽하게 방지할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 중간적재 가능 탱크를 갖춘 부유식 구조물의 액 체화물 하역방법을, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른, 선적 및 하역 전용의 중간적재 가능 탱크를 갖춘 부유식 해상구조물의 개략적인 측면도,

도 2는 본 발명의 중간적재 가능 탱크로서 선미부에 2열 배치식 멤브레인형 저장탱크를 설치한 경우의 예시도,

도 3은 상기 2열 배치식 멤브레인형 저장탱크의 단면도,

도 4는 본 발명의 중간적재 가능 탱크로서 선수로부터 2번째인 2번 탱크에 독립형 저장탱크를 설치한 경우의 예시도,

도 5a 내지 도 5d는 중간적재 가능 탱크를 비롯한 저장탱크를 구비한 본 발명의 제1 실시형태에 따른 부유식 구조물로부터 LNG를 하역하는 방법을 순차적으로 설명하기 위한 도면,

도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 부유식 구조물에 LNG를 선적하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른, 선적 및 하역 전용의 중간적재 가능 탱크를 갖춘 부유식 해상구조물의 개략적인 측면도,

도 8a 내지 도 8d는 중간적재 가능 탱크를 비롯한 저장탱크를 구비한 본 발명의 제2 실시형태에 따른 부유식 구조물로부터 LNG를 하역하는 방법을 순차적으로 설명하기 위한 도면, 그리고

도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 부유식 구조물에 LNG를 선적하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 중간적재 가능 탱크 1a : 하역 펌프

3 : 일반 멤브레인형 탱크 3a : 이송 펌프

5 : 재기화 장치 11 : 종방향 코퍼 댐

12 : 하부 유체 통로 13 : 상부 유체 통로

L1 : 메인 파이프 라인 L2 : 하역용 파이프 라인

L3 : 선적용 파이프 라인 L12 : 하역 전용 파이프 라인

L14 : 분기 파이프 라인

Claims (12)

1. 액체화물을 저장할 수 있는 저장탱크를 가지며 해상에서 부유된 상태로 사용되는 부유식 구조물로부터 액체화물을 하역하는 방법으로서,

   액체화물을 선적하거나 하역하는 도중의 중간적재 상태에 있을 때에도 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있는 구조를 가지는 선하적 전용의 중간적재 가능 탱크를 통하여 상기 부유식 구조물에 저장된 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 중간적재 가능 탱크에 저장된 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 제1 하역단계;

   복수의 상기 저장탱크 중 상기 중간적재 가능 탱크를 제외한 나머지 저장탱크인 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물을 상기 중간적재 가능 탱크에 이송시키는 이송단계; 및

   상기 일반 멤브레인형 탱크로부터 상기 중간적재 가능 탱크에 이송되어 온 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 제2 하역단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 이송단계에서, 상기 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물은, 상기 중간적재 가능 탱크와 상기 일반 멤브레인형 탱크 사이를 연결하는 메인 파이프 라인을 통해 상기 중간적재 가능 탱크로 전달되는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 중간적재 가능 탱크에 저장된 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 제1 하역단계;

   상기 중간적재 가능 탱크에 저장된 액체화물이 모두 상기 부유식 구조물의 외부로 하역되기 전에, 복수의 상기 저장탱크 중 상기 중간적재 가능 탱크를 제외한 나머지 저장탱크인 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물을 상기 중간적재 가능 탱크에 이송시키는 이송단계; 및

   상기 일반 멤브레인형 탱크로부터 상기 중간적재 가능 탱크에 이송되어 온 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 제2 하역단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 이송단계에서, 상기 일반 멤브레인형 탱크로부터 상기 중간적재 가능 탱크로 이송되는 액체화물은, 상기 중간적재 가능 탱크와 상기 일반 멤브레인형 탱크 사이를 연결하는 메인 파이프 라인을 통해 전달되고,

   상기 중간적재 가능 탱크로부터 상기 부유식 구조물의 외부로 하역되는 액체화물은, 상기 메인 파이프 라인과는 별개로 상기 중간적재 가능 탱크로부터 연장되는 하역 전용 파이프 라인을 통해 상기 부유식 구조물의 외부로 하역되는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 이송단계에서, 상기 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물을 상기 중간적재 가능 탱크에 이송시키기 시작하는 시점은, 상기 일반 멤브레인형 탱크 내에 액체화물이 잔존하는 상태에서 상기 중간적재 가능 탱크가 꽉 차버려 상기 일반 멤브레인형 탱크로부터 상기 중간적재 가능 탱크로의 액체화물의 이송이 중단되지 않는 시점인 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 일반 멤브레인형 탱크가 중간적재 상태일 때 하역 작업이 중단된 경우에는, 상기 중간적재 가능 탱크에 수용된 액체화물을, 상기 메인 파이프 라인과 상기 하역 전용 파이프 라인을 연결하는 분기 파이프 라인을 통해 중간적재 상태에 있는 상기 일반 멤브레인형 탱크에 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.
8. 청구항 2 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 일반 멤브레인형 탱크가 복수인 경우에는, 상기 제1 하역단계, 상기 이송단계 및 상기 제2 하역단계를 반복하여, 복수의 상기 일반 멤브레인형 탱크 내의 액체화물을 상기 부유식 구조물의 외부로 하역하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.
9. 액체화물을 저장할 수 있으며 해상에서 부유된 상태로 사용되는 부유식 구조물로부터 액체화물을 하역하는 방법으로서,

   상기 부유식 구조물은, 액체화물을 선적하거나 하역하는 도중의 중간적재 상태에 있을 때에도 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있는 구조를 가지는 선하적 전용 탱크를 포함하며,

   상기 부유식 구조물에 설치된 모든 저장탱크가 채워져 있는 상태에서 상기 선하적 전용 탱크에 저장된 액체화물이 가장 먼저 하역되는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 저장탱크 중에서 상기 선하적 전용 탱크를 제외한 나머지 저장탱크는 일반 멤브레인형 탱크이며,

    상기 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물은 상기 선하적 전용 탱크를 통하여 상기 부유식 구조물의 외부로 하역되는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.
11. 청구항 10에 있어서,

    하역작업이 연속적으로 이루어질 수 있도록, 상기 선하적 전용 탱크에 저장된 액체화물이 상기 부유식 구조물의 외부로 하역되는 동안에 상기 일반 멤브레인형 탱크에 저장된 액체화물이 상기 선하적 전용 탱크에 전달되는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.
12. 청구항 9에 있어서,

    상기 부유식 구조물에 설치된 모든 저장탱크가 비어있는 상태에서 상기 선하적 전용 탱크에 저장된 액체화물이 가장 마지막으로 하역되는 것을 특징으로 하는 액체화물 하역방법.

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