KR20100069888A - 불활성가스 공급시스템 및 이를 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비 - Google Patents

불활성가스 공급시스템 및 이를 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비 Download PDF

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Abstract

불활성가스 공급시스템 및 이를 구비한 액화천연가스 생산저장설비가 개시된다. 액화천연가스 저장탱크 및 컨덴세이트오일 탱크를 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비(LNG FPSO)에 설치되는 불활성가스(inert gas) 공급시스템으로서, 하나의 불활성가스 발생부; 상기 불활성가스 발생부로부터 발생된 불활성가스를 액화천연가스 저장탱크로 이송하기 위한 제 1 도관; 및 상기 불활성가스 발생부로부터 발생된 불활성가스를 컨덴세이트오일 탱크(condensate oil tank)로 이송하기 위한 제 2 도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 불활성가스 공급시스템은 하나의 불활성가스 발생부로부터 배출된 불활성가스를 제 1 도관 및 제 2 도관을 통해 각각 액화천연가스저장탱크 및 컨덴세이트오일 탱크로 이송가능하게 구성된 단일의 불활성가스 공급시스템을 제공함으로써 설치공간 및 설치비용을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 두 개의 연소실을 구비함으로써 불활성가스를 발생시키기 위한 연료유의 양을 조절할 수 있고, 하나가 고장나 이를 수리하는 경우 나머지 하나로 불활성가스를 발생시실수 있어 유지보수가 용이하다.
불활성가스, 액화천연가스, 컨덴세이트오일

Description

불활성가스 공급시스템 및 이를 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비{Inert gas supply system and LNG Floating Production Storage Offloading having the same}
본 발명은 불활성가스 공급시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 부유식 액화천연가스 생산저장설비(LNG FPSO)에 설치되는 불활성가스 공급시스템에 관한 것이다.
일반적으로 부유식 액화천연가스 생산저장설비(LNG FPSO)는 대략 5년마다 액화천연가스 저장탱크의 정비 및 청소를 위해 도크에 들어가게 된다. 이 때, 액화천연가스 저장탱크를 정비 및 청소하는 과정에서 탱크 내부에 잔존하는 가연성 물질등에 의한 폭발을 방지하기 위해 탱크 내부에 있는 가연성 물질 등을 불활성가스로 대체하여야 한다.
또한, 부유식 액화천연가스 생산저장설비에서는 액화천연가스를 생산하는 과정에서 함께 생산되는 오일(oil) 성분의 가스를 응축시켜 저장하기 위한 컨덴세이트오일 탱크(condensate oil tank)가 형성된다. 이 때, 컨덴세이트오일은 공기와 접하게 되면 폭발 위험이 있기 때문에 탱크내부의 증기공간(vapour space)을 불활성가스로 대체해야 한다.
이를 위해, 종래의 부유식 액화천연가스 생산저장설비(LNG FPSO)는 액화천연가스 저장탱크 및 컨덴세이트오일 탱크에 불활성가스를 공급하기 위한 장치를 각각 설치하였다.
이와 같이 불활성가스 공급장치를 각각 설치하는 것은 공간적으로 많은 제약이 따르게 되고 설치비용이 과도하게 증가하는 문제점이 있다. 또한, 컨덴세이트오일 탱크에 불활성가스를 공급하는 장치는 부유식 액화천연가스 생산저장설비를 운용하는 과정에서 지속적으로 사용되는 반면, 액화천연가스 저장탱크에 불활성가스를 공급하기 위한 장치는 대략 5년에 한번씩 사용되기 때문에 운용상 효율성이 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 액화천연가스저장탱크 및 컨덴세이트오일 탱크에 각각 불활성가스를 공급할 수 있도록 구성된 단일의 불활성가스 공급시스템 및 이를 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 운용상 불활성가스를 발생시키기 위한 연료유의 양이 조절하여 비용절감이 가능하고, 유지보수가 용이하도록 구성된 불활성가스 공급시 스템 및 이를 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스 저장탱크 및 컨덴세이트오일 탱크를 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비(LNG FPSO)에 설치되는 불활성가스(inert gas) 공급시스템으로서, 하나의 불활성가스 발생부; 상기 불활성가스 발생부로부터 발생된 불활성가스를 액화천연가스 저장탱크로 이송하기 위한 제 1 도관; 및 상기 불활성가스 발생부로부터 발생된 불활성가스를 컨덴세이트오일 탱크(condensate oil tank)로 이송하기 위한 제 2 도관을 포함하는 불활성가스 공급시스템.
이 때, 상기 불활성가스 발생부는, 연료유(fuel oil) 공급부; 상기 연료유 공급부로부터 연료유를 공급받아 연소시키는 연소실; 상기 연소실에 연소용 에어를 공급하기 위한 에어(air) 공급부; 및 상기 연료실에 냉각용 해수를 공급하는 해수 공급부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 연소실은 복수개로 이루어지되, 불활성 가스의 공급량에 따라 상기 복수개의 연소실 중 적어도 하나 이상이 사용되도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 2 도관은 상기 제 1 도관으로부터 분기되도록 형성되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 제 1 도관에는 상기 제 2 도관으로 분기되는 지점의 상류측으로 상기 불활성가스 발생부로부터 배출되는 불활성가스를 냉각시키기 위한 제 1 쿨러 및 상기 불활성가스 발생부로부터 배출되는 불활성가스의 습기를 제거하기 위한 데미스터(demister)가 설치되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 제 1 도관에는 상기 제 2 도관으로 분기되는 지점의 하류측으로 상기 액화천연가스 저장탱크로 유입되는 불활성가스의 양을 조절하기 위한 제 1 유량조절밸브가 설치되고, 상기 제 2 도관에는 상기 컨덴세이트오일 탱크로 유입되는 불활성가스의 양을 조절하기 위한 제 2 유량조절밸브가 설치될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 도관에는 상기 제 1 유량조절밸브의 하류측으로 상기 불활성가스의 온도를 조절하기 위한 온도조절수단이 설치될 수 있다.
한편, 상기 제 2 도관에는 상기 컨덴세이트오일 탱크로부터 유증기(oil gas)가 역류되는 것을 방지하도록 상기 제 2 유량조절밸브의 하류측으로 역류방지수단이 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 불활성가스 공급시스템을 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비.
본 발명에 따르면 불활성가스 발생부로부터 배출된 불활성가스를 제 1 도관 및 제 2 도관을 통해 각각 액화천연가스저장탱크 및 컨덴세이트오일 탱크로 이송가능하게 구성된 단일의 불활성가스 공급시스템을 제공함으로써 설치공간 및 설치비용을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 두 개의 연소실을 구비함으로써 불활성가스를 발생시키기 위한 연료유의 양을 조절할 수 있고, 하나가 고장나 이를 수리하는 경우 나머지 하나로 불활성가스를 발생시킬 수 있어 유지보수가 용이하다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불활성가스 공급시스템에 관한 개략도이다. 도 1에 개시된 본 발명의 일 실시예에 따른 불활성가스 공급시스템(1)은 액화천연가스 저장탱크(110) 및 컨덴세이트오일 탱크(130)를 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비(LNG FPSO)에 설치되어 상기 액화천연가스 저장탱크(110) 및 컨덴세이트오일 탱크(condensate oil tank)(130)에 불활성가스(inert gas) 를 공급하는 불활성가스공급시스템이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 불활성가스 공급시스템(1)은 하나의 불활성가스 발생부(10), 상기 불활성가스 발생부(10)로부터 발생된 불활성가스를 액화천연가스 저장탱크(110)로 이송하기 위한 제 1 도관(30) 및 상기 불활성가스 발생부(10)로부터 발생된 불활성가스를 컨덴세이트오일 탱크(condensate oil tank)로 이송하기 위한 제 2 도관(50)을 포함한다.
상기 불활성가스 발생부(10)는 연료유를 공급받아 불활성가스를 발생시키는구성으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연료유(fuel oil) 공급부(12), 상기 연료유 공급부(12)로부터 연료유를 공급받아 연소시키는 연소실(14), 상기 연소실(14)에 연소용 에어(air)를 공급하기 위한 에어 공급부(16) 및 상기 연료실(14)에 냉각용 해수를 공급하는 해수 공급부(18)를 포함하도록 구성된다.
이와 같이 구성된 불활성가스 발생부(10)는 연소실에서 연료유를 에어와 혼합하여 연소시키고 연소된 기체를 해수로 냉각시키는 방식으로 불활성가스를 생산한다.
상기 연소실(14)은 복수개로 이루어지되, 불활성 가스의 공급량에 따라 상기 복수개의 연소실(14) 중 적어도 하나 이상이 사용되도록 형성될 수 있다.
이와 관련하여 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 연소실(14)은 두 개로 이루어지고, 상호 병렬로 배치된다. 이와 같이 연소실(14) 두 개가 병렬로 배치됨으로써, 예를 들어 많은 양의 불활성가스를 생산해야 하는 경우(예를 들어 액화천연가스 저장탱크(110)에 불활성가스를 공급하는 경우)에는 연소실(14) 두 개를 모두 사용하고, 적은 양의 불활성가스를 공급하는 경우(예를 들어 컨덴세이트오일 탱크(130)에 불활성가스를 공급하는 경우)에는 둘 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 또한, 상기 두 개의 연소실(14) 중 어느 하나가 고장난 경우에는 이를 수리하는 동안 다른 하나를 사용함으로써 장비의 유지, 보수의 측면에서 효과적이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 불활성가스 공급시스템(1)에서 상기 제 2 도관(50)은 상기 제 1 도관(30)으로부터 분기되도록 형성된다. 이 때, 상기 제 1 도관(30)에는 상기 제 2 도관(50)으로 분기되는 지점의 상류측으로 제 1 쿨러(72)가 설치된다.
상기 제 1 쿨러(72)는 상기 불활성가스 발생부(10)로부터 배출되는 불활성가스를 냉각시키기 위한 것으로서 상기 제 1 도관(30)은 상기 제 1 쿨러(72)의 내부를 통과하도록 형성된다.
이 때, 상기 제 1 도관(30)을 지나는 불활성가스는 제 1 쿨러(72)측으로 열을 전달하면서 냉각된다. 이 때, 상기 제 1 도관(30)은 상기 제 1 쿨러(72)와의 단면적을 증가시키기 위해 예를 들어 지그재그 형태로 상기 제 1 쿨러(72)의 내부를 통과한다.
또한, 상기 제 1 도관(30)에는 상기 제 2 도관(50)으로 분기되는 지점의 상류측으로 데미스터(74)가 설치된다. 상기 데미스터(74)는 상기 제 1 도관(30)을 지나는 불활성가스로부터 습기를 제거한다.
다만, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 데미스터(74)가 상기 제 1 쿨러(72)의 하류측에 위치하고 있으나 이는 예시에 불과하며 필요에 따라 상기 제 1 쿨러(72)의 상류측에 설치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 제 1 도관(30)의 상기 제 2 도관(50)으로 분기되는 지점의 하류측에는 상기 액화천연가스 저장탱크(110)로 유입되는 불활성가스의 양을 조절하기 위한 제 1 유량조절밸브(32)가 설치된다.
또한, 상기 제 1 도관(30)에는 상기 제 1 유량조절밸브(32)의 하류측으로 불활성가스를 저장할 수 있는 용기(34)가 설치된다. 이 때, 상기 용기(34)의 불활성가스 유출구 측에는 밸브(미도시)가 설치될 수 있다.
이와 같이 형성된 용기(34)는 상기 밸브(미도시)가 열리는 경우 상기 액화천연가스 저장탱크(110)로 유입되는 불활성가스의 통로로 사용될 수 있고, 상기 밸브(미도시)가 닫히는 경우 불활성가스를 저장하여 필요에 따라 상기 액화천연가스 저장탱크(110)로 공급하기 위한 저장 용기로서 사용될 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 용기(34)는 두 개로 이루어지고 서로 병렬로 배치된다. 이와 같이 두 개로 이루어짐으로써 예를 들어 하나가 고장난 경우 고장난 하나를 보수하는 동안 다른 하나를 사용할 수 있다. 따라서, 장비의 유지, 보수 등의 측면에서 운용의 폭을 넓힐 수 있다.
또한, 상기 제 1 도관(30)에는 상기 제 1 유량조절밸브(32)의 하류측으로 상기 불활성가스의 온도를 조절할 수 있는 온도조절수단(36)이 설치된다. 도 1을 참조하면, 보다 상세히 상기 온도조절수단(36)은 불활성가스를 냉각시킬 수 있는 제 2 쿨러(37) 및 불활성가스를 가열시키는 히터(38)로 이루어진다.
이 때, 상기 온도조절수단(36)은 불활성가스를 상기 액화천연가스 저장탱크(110)에서 사용되기 위해 필요한 온도로 냉각 또는 가열하도록 형성된 제어부(미도시)와 연결될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 온도조절수단(36)은 상기 용기(34)와 인접하여 설치되어 있으나 이는 예시에 불과하며, 필요에 따라 상기 제 1 도관(30)상의 다른 위치에 설치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 도관(30)에는 상기 용기(34)로부터 하류 측으로 유압조절밸브(33)가 설치된다. 이와 같은 유압조절밸브(33)는 상기 액화천연가스 저장탱 크(110)로 유입되는 불활성가스의 압력을 조절한다.
한편, 상기 제 2 도관(50)은 불활성가스를 상기 컨덴세이트오일 탱크(130)로 이송한다. 도 1을 참조하면, 상기 제 2 도관(50)의 상류측에는 상기 제 2 도관(50)으로 유입되는 불활성가스의 양을 조절하기 위한 제 2 유량조절밸브(52)가 설치된다. 또한, 상기 제 2 도관(50)에는 상기 제 2 유량조절밸브(52)의 하류측으로 역류방지부(54)가 설치된다.
상기 역류방지부(54)는 상기 컨덴세이트오일 탱크(130)로부터 유증기가 역류되는것을 방지하기 위한 것으로 예를 들어 갑판가스역류방지장치(Deck water seal)와 같은 장치이다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 불활성가스 공급시스템(1)의 운용과정에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 불활성가스 공급시스템(1)이 설치된 부유식 액화천연가스 생산저장설비가 액화천연가스를 생산하고 있는 경우, 상기 불활성가스 공급시스템(1)은 컨덴세이트오일 탱크(130)에 불활성가스를 공급한다.
이 때, 상기 불활성가스 발생부(10)로부터 배출되는 불활성가스는 제 1 쿨러(72)를 통해 냉각되고, 데미스터(74)에 의해 건조된다. 이와 같이 냉각되고 건조된 불활성가스는 제 1 도관(30)으로부터 제 2 도관(50)을 따라 상기 컨덴세이트오일 탱크(130)로 이송된다.
이 때, 상기 제 2 도관(50) 상에 설치되는 제 2 유량조절밸브(52)는 개방되고, 상기 제 1 도관(30)의 상기 제 2 도관(50)으로 분기되는 지점의 하류측에 설치 되는 제 1 유량조절밸브(32)는 닫힌다.
이 때, 상기 컨덴세이트오일 탱크(130)에서 요구되는 불활성가스의 양이 많지 않기 때문에 상기 불활성가스 발생부(10)를 구성하는 두 개의 연소실(14) 중 어느 하나만을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하나의 연소실(14)을 사용함으로써, 두 개의 연소실(14)을 모두 사용해야 하는 경우에 비해 연료유의 소모량을 줄여 비용을 절감할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 불활성가스 공급시스템(1)이 설치된 부유식 액화천연가스 생산저장설비가 액화천연가스 저장탱크의 검사 및 청소 등을 위해 도크에 들어와 있는 경우, 상기 불활성가스 공급시스템(1)은 액화천연가스 저장탱크(110)에 불활성가스를 공급한다.
이 때, 상기 불활성가스 발생부(10)로부터 배출된 불활성가스는 제 1 도관(30)을 따라 상기 액화천연가스 저장탱크(110)로 유입된다. 이 때, 상기 제 1 유량조절밸브(32)는 개방되고 상기 제 2 유량조절밸브(52)는 닫힌다.
이 때, 상기 액화천연가스 저장탱크(110)에서 요구되는 불활성가스의 양이 많기 때문에 상기 불활성가스 발생부(10)를 구성하는 두 개의 연소실(14)을 모두 사용해야 한다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 불활성가스 공급시스템 및 이를 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의 해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불활성가스 공급시스템에 관한 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 불활성가스 발생부 14 : 연소실
30 : 제 1 도관 32 : 제 1 유량조절밸브
50 : 제 2 도관 52 : 제 2 유량조절밸브
72 : 제 1 쿨러 74 : 데미스터

Claims (9)

  1. 액화천연가스 저장탱크 및 컨덴세이트오일 탱크(condensate oil tank)를 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비(LNG FPSO)에 설치되는 불활성가스(inert gas) 공급시스템으로서,
    하나의 불활성가스 발생부;
    상기 불활성가스 발생부로부터 발생된 불활성가스를 액화천연가스 저장탱크로 이송하기 위한 제 1 도관; 및
    상기 불활성가스 발생부로부터 발생된 불활성가스를 컨덴세이트오일 탱크(condensate oil tank)로 이송하기 위한 제 2 도관을 포함하는 불활성가스 공급시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불활성가스 발생부는,
    연료유(fuel oil) 공급부;
    상기 연료유 공급부로부터 연료유를 공급받아 연소시키는 연소실;
    상기 연소실에 연소용 에어(air)를 공급하기 위한 에어 공급부; 및
    상기 연료실에 냉각용 해수를 공급하는 해수 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불활성가스 공급시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연소실은 복수개로 이루어지되,
    불활성 가스의 공급량에 따라 상기 복수개의 연소실 중 적어도 하나 이상이 사용되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 불활성가스 공급시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 도관은 상기 제 1 도관으로부터 분기되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 불활성가스 공급시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 1 도관에는 상기 제 2 도관으로 분기되는 지점의 상류측으로 상기 불활성가스 발생부로부터 배출되는 불활성가스를 냉각시키기 위한 제 1 쿨러 및 상기 불활성가스 발생부로부터 배출되는 불활성가스의 습기를 제거하기 위한 데미스터(demister)가 설치되는 것을 특징으로 하는 불활성가스 공급시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 도관에는 상기 제 2 도관으로 분기되는 지점의 하류측으로 상기 액화천연가스 저장탱크로 유입되는 불활성가스의 양을 조절하기 위한 제 1 유량조절밸브가 설치되고,
    상기 제 2 도관에는 상기 컨덴세이트오일 탱크로 유입되는 불활성가스의 양을 조절하기 위한 제 2 유량조절밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 불활성가스 공급시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제 1 도관에는 상기 제 1 유량조절밸브의 하류측으로 상기 불활성가스의 온도를 조절하기 위한 온도조절수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 불활성가스 공급시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제 2 도관에는 상기 컨덴세이트오일 탱크로부터 유증기(oil gas)가 역류되는 것을 방지하도록 상기 제 2 유량조절밸브의 하류측으로 역류방지수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 불활성가스 공급시스템.
  9. 제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 따른 불활성가스 공급시스템을 구비한 부유식 액화천연가스 생산저장설비.
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