KR20120000971A - 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저장탱크 내에서 증발가스가 지나치게 발생하여 저장탱크의 압력이 설정값 이상으로 증가하여 폭발 위험이 있을 때 개방되는 복수의 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 해상에서 부유된 채 사용되는 해양 구조물의 선체 내부에 액화가스를 저장하기 위해 설치되는 액화가스 저장탱크로서, 비상시 상기 액화가스 저장탱크 내의 증발가스를 배출시켜 상기 액화가스 저장탱크의 내부압력을 감소시키기 위해 요구되는 필요 용량을 각각 만족하는 복수의 안전밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크가 제공된다.

Description

안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크{LIQUEFIED GAS STORAGE TANK WITH SAFETY VALVES}

본 발명은 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저장탱크 내에서 증발가스가 지나치게 발생하여 저장탱크의 압력이 설정값 이상으로 증가하여 폭발 위험이 있을 때 개방되는 복수의 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크에 관한 것이다.

근래, LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 액화가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는, 액화된 상태로 액화가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. LNG나 LPG 등의 액화가스는 천연가스 혹은 석유가스를 극저온(LNG의 경우 대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

액화가스 운반선은, 액화가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 이 액화가스를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, 액화가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라 함)를 포함한다.

액화가스 운반선의 저장탱크 내에 수용된 액화가스는, 운송되는 도중, 주변으로부터 받게 되는 열이 원인이 된 자연증발에 의해 기화되어 이 저장탱크 내부에는 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 발생하게 된다. 발생된 증발가스는 저장탱크 내의 압력을 증가시키며 선박의 요동에 따라 액화가스의 유동을 가속시켜 슬래밍(slamming)에 의한 충격 등의 구조적인 문제를 야기시킬 수 있기 때문에, 증발가스의 발생을 억제하는 기술은 필수적으로 요구되고 있다.

종래, 액화가스 운반선의 저장탱크 내에서의 증발가스를 억제하기 위해, 증발가스를 저장탱크의 외부로 배출시켜 소각해 버리는 방법, 증발가스를 저장탱크의 외부로 배출시켜 재액화 장치를 통해 재액화시킨 후 다시 저장탱크로 복귀시키는 방법, 선박의 추진기관에서 사용되는 연료로써 증발가스를 사용하는 방법, 저장탱크의 내부압력을 증발가스에 의한 상승압력보다 높게 유지함으로써 증발가스의 발생을 억제하는 방법 등이 단독으로 혹은 복합적으로 사용되고 있었다.

한편, 저장탱크 내에서 증발가스가 급격하게 증가하는 비상시를 대비하여, 저장탱크의 내부 압력이 허용 압력을 초과하는 경우 개방되어 증발가스를 저장탱크의 외부로 배출하는 안전 밸브가 저장탱크에는 반드시 구비되어야 한다.

그런데, 안전 밸브가 고장을 일으키면, 이 안전 밸브의 수리가 완료될 때까지 해당 저장탱크를 사용할 수 없게 되는 문제가 있다. 통상의 LNG 운반선 등의 경우에는 비교적 신속하게 이동하여 수리를 실시할 수 있지만, 일정한 위치에 수개월 내지 수년에 걸쳐 계류된 상태로 사용되는 LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 플랜트의 경우에는 신속한 이동이 불가능하므로, 안정 밸브의 고장에 대비한 연구가 수행될 필요가 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 비상시 저장탱크 내의 증발가스를 안전하게 배출시키기 위해 요구되는 필요 용량을 각각 만족하는 복수의 안전밸브를 설치함으로써 안전을 확보할 수 있는 액화가스 저장탱크를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 해상에서 부유된 채 사용되는 해양 구조물의 선체 내부에 액화가스를 저장하기 위해 설치되는 액화가스 저장탱크로서, 비상시 상기 액화가스 저장탱크 내의 증발가스를 배출시켜 상기 액화가스 저장탱크의 내부압력을 감소시키기 위해 요구되는 필요 용량을 각각 만족하는 복수의 안전밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크가 제공된다.

복수의 상기 안전밸브는 비상시 증발가스 배출에 요구되는 필요 용량의 100% 내지 200%의 용량을 각각 가지는 것이 바람직하다.

복수의 상기 안전밸브는 각각 별도의 증발가스 배출라인에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 증발가스 배출라인은 각각 상기 필요 용량을 만족하는 것이 바람직하다.

상기 액화가스 저장탱크는, 해상에서 부유된 채 사용되는 LNG FPSO, LNG FSRU, LNG 수송선, 및 LNG RV 중에서 선택된 어느 하나의 해양 구조물 내에 설치되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 비상시 저장탱크 내의 증발가스를 안전하게 배출시키기 위해 요구되는 필요 용량을 각각 만족하는 복수의 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크가 제공된다.

그에 따라 본 발명의 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크에 의하면, 증발가스가 급격하게 증가하여 저장탱크의 내부압력이 허용 압력 이상으로 증가하는 경우에도 저장탱크를 안전하게 운용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 복수의 안전밸브가 각각 비상시 증발가스 배출에 요구되는 필요 용량을 만족하기 때문에, 하나의 안전밸브에 고장이 발생하더라도 저장탱크의 운용이 가능하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크의 개념도, 그리고
도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크의 개념도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안전밸브를 갖는 저장탱크를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따르면, LNG 등의 액화가스를 저장하는 해양 구조물(1)의 액화가스 저장탱크(10) 내에서 발생하는 증발가스는, 필요시 복수의 안전밸브(예컨대, 제1 안전밸브(11) 및 제2 안전밸브(12))를 통해 액화가스 저장탱크(10)의 외부로 배출될 수 있다.

액화가스 저장탱크(10) 내에 저장된 LNG 등의 액화가스는 외부로부터 유입되는 열에 의해 자연적으로 증발하므로, 액화가스 액화가스 저장탱크(10) 내의 증발가스의 양은 해양 구조물(1)의 운용 도중 계속해서 증가한다. 그에 따라 액화가스 저장탱크(10)의 내부압력이 안전을 위해 정해진 기준값을 넘어가면 안전밸브가 개방되어 증발가스 배출라인을 통해 증발가스가 액화가스 저장탱크(10)의 외부로 배출된다.

본 발명에 따르면, 각각의 제1 및 제2 안전밸브(11, 12)는 비상시 증발가스 배출에 요구되는 필요 용량을 만족하는 용량의 밸브이다. 즉, 제1 및 제2 안전밸브(11, 12) 각각은 비상시 증발가스 배출에 요구되는 필요 용량의 100% 내지 200%의 용량을 가지는 것이 사용되는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 밸브의 필요 용량이란, 액화가스 저장탱크의 내부압력이 안전을 위해 정해진 기준값을 넘어갈 경우 액화가스 저장탱크의 손상이 발생하기 전에 증발가스를 배출시켜 액화가스 저장탱크의 내부압력을 감소시킬 수 있도록 하는 밸브의 용량을 의미하며, 액화가스 저장탱크의 강도 등을 고려하여 정해지는 값이다.

제1 및 제2 안전밸브의 용량이 전술한 필요 용량보다 작다면, 어느 하나의 안전밸브에 고장이 발생할 경우, 하나의 안전밸브만으로는 액화가스 저장탱크를 안전하게 운용할 수 없어 바람직하지 않다.

또한, 제1 및 제2 안전밸브(11, 12)뿐만 아니라, 제1 안전밸브(11)가 설치되는 제1 증발가스 배출라인(L1)과, 제2 안전밸브(12)가 설치되는 제2 증발가스 배출라인(L2) 역시 전술한 필요 용량보다 큰 용량을 가지는 것이 바람직하다.

안전밸브를 통한 증발가스의 배출이 필요한 비상시, 필요에 따라 제1 안전밸브(11)와 제2 안전밸브(12) 중 어느 하나의 밸브만이 개방될 수도 있고, 모든 안전밸브가 개방될 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따르면, 제1 안전밸브(11) 및 제2 안전밸브(12)의 하류측에서 제1 증발가스 배출라인(L1)과 제2 증발가스 배출라인(L2)은 하나의 라인, 즉 통합 증발가스 배출라인(L3)으로 통합될 수 있다. 여기에서, 제1 및 제2 증발가스 배출라인(L1, L2) 각각이 전술한 필요 용량을 만족하는 것과 같이, 통합 증발가스 배출라인(L3)도 전술한 필요 용량을 만족하는 것이 바람직하다.

제1 증발가스 배출라인(L1)과 제2 증발가스 배출라인(L2)이 통합 증발가스 배출라인(L3)으로 통합되는 지점에는 예컨대 3방 밸브(14)가 설치되어 배출되는 증발가스의 흐름을 제어하도록 구성되어도 좋다. 그 밖의 사항은 전술한 제1 실시예와 동일하므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

이상에서는 하나의 액화가스 저장탱크에 각각 필요 용량을 가지는 2개의 안전밸브를 설치한 것을 예시하였지만, 필요시 필요 용량을 가지는 안전밸브를 3개 이상 설치할 수 있음은 물론이다. 또한, 도면에서는 2중의 밀봉벽과 단열벽을 가지는 멤브레인형 탱크에 본 발명이 적용된 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 독립형 탱크에 적용될 수 있음은 물론이다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 증발가스가 급격하게 증가하여 저장탱크의 내부압력이 허용 압력 이상으로 증가하는 경우에도 저장탱크를 안전하게 운용할 수 있으며, 복수의 안전밸브가 각각 비상시 증발가스 배출에 요구되는 필요 용량을 만족하기 때문에 하나의 안전밸브에 고장이 발생하더라도 저장탱크의 운용이 가능하다.

특히, 본 발명에 따른 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크가 일정한 위치에 수개월 내지 수년에 걸쳐 계류된 상태로 사용되는 LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 플랜트에 설치되는 경우에는, 복수의 안전밸브 중에서 어느 하나의 안전밸브가 고장을 일으키더라도 수리가 이루어질 때까지 액화가스 저장탱크의 운용을 안전하게 계속할 수 있다.

본 발명에 따른 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크는, 예를 들어 LNG와 같은 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상 플랜트뿐만 아니라, LNG 수송선이나 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박에도 설치될 수 있다. 본 명세서에서 해양 구조물이란, 이들 해상 플랜트와 선박을 모두 포함하는 개념이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 안전밸브를 갖는 저장탱크를, 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.

1 : 해양 구조물, 10: 액화가스 저장탱크, 11: 제1 안전밸브, 12: 제2 안전밸브, 14: 3방 밸브, L1 : 제1 증발가스 배출라인, L2: 제2 증발가스 배출라인, L3: 통합 증발가스 배출라인.

Claims (5)

1. 해상에서 부유된 채 사용되는 해양 구조물의 선체 내부에 액화가스를 저장하기 위해 설치되는 액화가스 저장탱크로서,
   비상시 상기 액화가스 저장탱크 내의 증발가스를 배출시켜 상기 액화가스 저장탱크의 내부압력을 감소시키기 위해 요구되는 필요 용량을 각각 만족하는 복수의 안전밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크.
2. 청구항 1에 있어서,
   복수의 상기 안전밸브는 비상시 증발가스 배출에 요구되는 필요 용량의 100% 내지 200%의 용량을 각각 가지는 것을 특징으로 하는 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크.
3. 청구항 1에 있어서,
   복수의 상기 안전밸브는 각각 별도의 증발가스 배출라인에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 증발가스 배출라인은 각각 상기 필요 용량을 만족하는 것을 특징으로 하는 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 액화가스 저장탱크는, 해상에서 부유된 채 사용되는 LNG FPSO, LNG FSRU, LNG 수송선, 및 LNG RV 중에서 선택된 어느 하나의 해양 구조물 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 안전밸브를 갖는 액화가스 저장탱크.

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