KR20130031503A

KR20130031503A - 액화가스 이송시스템의 비상시 압력 제어장치

Info

Publication number: KR20130031503A
Application number: KR1020110095120A
Authority: KR
Inventors: 마정배
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-03-29

Abstract

본 발명은 액화가스 이송장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 액화가스 운반선의 저장탱크에 설치된 이송펌프와 연결되는 액화가스 운반선측 이송파이프와, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프와 커넥터에 의해 연결되는 목적지의 저장시설측 이송파이프와, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프에 설치되는 비상밸브와, 상기 비상밸브가 닫히는 동시에 액화가스 운반선측 이송파이프로 공급되는 액화가스를 우회시켜 액화가스 운반선측 이송파이프의 서지 압력을 낮추는 바이패스 파이프 및 상기 바이패스 파이프에 설치되어 상기 비상밸브의 개폐 작동에 따라 연동되어 상기 바이패스 파이프를 자동으로 개폐하는 바이패스 밸브를 포함하는 액화가스 이송시스템의 비상시 압력 제어장치가 개시된다. 이에 따라서, 상기 비상밸브가 작동하여 액화가스의 공급을 차단하는 상황에서 이송펌프가 오작동하거나 또는 뒤늦게 이송펌프의 작동이 정지하더라도 액화가스 운반선측 이송파이프로 공급되는 액화가스를 즉시 바이패스 파이프를 통해 우회시킴으로써, 액화가스 운반선측 이송파이프에 수격현상을 발생시키지 않아 액화가스 운반선측 이송파이프의 파손 및 안전사고를 예방할 수 있다.

Description

액화가스 이송시스템의 비상시 압력 제어장치{LIQUEFIED GAS CARGO SURGE PRESSURE CONTROL SYSTEM IN EMERGENCY}

본 발명은 액화가스 이송시스템의 비상시 압력 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하기는 액화가스를 액화가스 운반선의 저장탱크에서 상대편 운반선이나 시설측 저장탱크로 이송파이프를 통해 이송되는 중에 비상사태로 인해 이송파이프 끝단에 설치된 비상밸브가 갑작스럽게 닫히게 되고 수격현상이 나타나는데 이때 상기 이송파이프에 수격현상을 발생시키지 않고 이송파이프의 파손 및 안전사고를 예방할 수 있는 액화가스 이송시스템의 비상시 압력 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 액화가스는 기체 상태의 화합물이나 혼합물을 냉각 또는 압축하여 액체로 만든 것으로, 액화석유가스, 액화천연가스, 액체암모니아 등이 있다.

상기와 같은 액화가스는 해상에서 운항하는 액화가스 운반선((LNG 선박, LNG-RV 선박, LPG 선박, ETHYLENE 선박 등)의 저장탱크에 저장된 상태로 운반되거나 또는 액화가스를 생산, 저장 혹은 기화설비를 갖춘 한 곳에 정박되어 운용되는 해상부유시설(FSRU, FLNG)의 저장탱크에 저장된다.

상기와 같은 액화가스 운반선 또는 해상부유시설에 마련되는 저장탱크는 단열 및 보냉성이 우수한 구조를 갖으며 이러한 저장탱크에 저장된 액화가스는 목적지의 저장시설 또는 목적지로 운항하는 운반선의 저장시설로 이송된다.

이때, 상기 액화가스 운반선의 저장탱크와 목적지의 저장탱크 또는 해상부유시설의 저장탱크와 운반선의 저장시설은 통상 액화가스가 소통되는 파이프 라인으로 연결된다. 이를 도 1에 의거하여 설명한다.

도 1은 액화가스를 하역하기 위한 액화가스 운반선과 다른 액화가스 운반선 또는 액화가스 운반선과 액화가스 시설의 저장탱크 사이의 연결을 나타낸 개략도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 종래 액화가스 운반선(1)에 마련되는 저장탱크는 액화가스를 저장하는 저장공간이 형성된 탱크구조물(10)과, 상기 탱크구조물(10)의 내부 중앙을 가로질러 설치되어 슬로싱에 의한 충격력을 감소시키는 격벽(11)과, 상기 격벽(11)에 의해 구획된 저장공간의 액화가스를 배출하거나 또는 공급받기 위해 상기 탱크에 설치되는 이송펌프(12) 및 이송파이프(13)로 이루어진다.

또한, 목적지의 저장시설(또는 운반선의 저장시설)(2)에 이송파이프(21)가 마련되어 상기 목적지의 저장시설(2)과 액화가스 운반선에 설치된 저장탱크(1)를 연결하게 되는데, 이때 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(13)와 목적지측 이송파이프(21)는 커넥터(30)에 의해 연결된다.

또한, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(13)에 비상밸브(14)가 마련되어 상기 액화가스 운반선(1)이 급격하게 동요하는 경우와 같은 비상사태가 발생하게 되면 상기 비상밸브(14)가 닫히면서 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(13)와 목적지의 저장시설측 이송파이프(21)를 연결한 커넥터(30)가 자동으로 분리된다.

그러나, 상기와 같은 비상사태에 따른 비상밸브(14)의 갑작스러운 닫힘은 액화가스 운반선측 이송파이프(13)를 따라 목적지의 저장시설측 이송파이프(21)로 배출되던 액화가스의 배출 압력(Surge Pressure)을 일순간 증가시키게 되고 따라서 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(13)에 수격현상(Water Hammer)을 발생시킨다.

부연하자면, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(13)에 설치된 비상밸브(14)를 급격히 닫으면 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(13)를 흐르던 액화가스의 흐름이 급격히 감속되어 액화가스가 가지고 있는 운동에너지가 압력에너지로 변환되면서 액화가스 운반선측 이송파이프(13) 내부에 충격소음과 진동을 전달하게 되는 수격현상이 발생하게 된다.

따라서, 상기 수격현상에 의한 액화가스 운반선측 이송파이프(13)의 파손 및 안전사고를 방지하기 위해 비상밸브(14)가 닫힐 때 저장탱크에 설치된 이송펌프(12)의 작동을 멈추게 하는 것과 더불어 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(13)에 감압용 밸브(미도시)를 마련하여 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(13)의 압력을 낮추게 된다.

그러나, 비상사태로 인하여 액화가스 운반선측 이송파이프(13)의 서지 압력을 낮추기 위해 저장탱크에 설치된 이송펌프(12)의 작동을 멈추더라도 상기 이송펌프(12)의 오작동이 발생하는 경우 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(13)에 수격현상(Water Hammer)이 발생하게 되고 이러한 현상이 누적되어 액화가스 운반선측 이송파이프(13)를 파손시키고 안전사고를 발생시키는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액화가스 운반선의 저장탱크와 목적지의 저장시설(또는 다른 운반선의 저장탱크)을 연결하여 액화가스를 이송하는 중에 비상사태가 발생하여 상기 액화가스 운반선측의 이송파이프에 설치된 비상밸브가 갑작스럽게 닫히더라도 상기 이송파이프에 수격현상을 발생시키지 않아 이송파이프의 파손 및 안전사고를 예방할 수 있는 액화가스 이송시스템의 비상시 압력 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 액화가스 운반선의 저장탱크에 설치된 이송펌프와 연결되는 액화가스 운반선측 이송파이프와, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프와 커넥터에 의해 연결되는 목적지의 저장시설측 이송파이프와, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프에 설치되는 비상밸브와, 상기 비상밸브가 닫히는 동시에 액화가스 운반선측 이송파이프로 공급되는 액화가스를 우회시켜 액화가스 운반선측 이송파이프의 서지 압력을 낮추는 바이패스 파이프 및 상기 바이패스 파이프에 설치되어 상기 비상밸브의 개폐 작동에 따라 연동되어 상기 바이패스 파이프를 자동으로 개폐하는 바이패스 밸브를 포함하는 액화가스 이송시스템의 비상시 압력 제어장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 바이패스 파이프는 액화가스 운반선의 저장탱크와 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바이패스 파이프로 우회된 액화가스를 저장하는 보조 저장탱크를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 기술적 사상으로는, 액화가스 운반선의 저장탱크에 저장된 액화가스가 목적지의 저장시설로 이송되는 액화가스 이송단계와, 상기 액화가스 이송단계에서 비상사태가 발생하면 액화가스 운반선측 이송파이프의 비상밸브가 닫히는 비상밸브 작동단계 및 상기 비상밸브 작동과 연동하여 상기 액화가스 운반선측 이송파이프가 닫히면 상기 액화가스 운반선측 이송파이프와 연결된 바이패스 파이프에 설치된 바이패스 밸브를 자동으로 개방시켜 상기 액화가스 운반선측 이송파이프의 액화가스를 우회시키는 바이패스단계를 포함하는 액화가스 이송시스템의 비상시 압력 제어방법에 의해 달성된다.

본 발명에 액화가스 이송장치 및 그 제어방법에 의하면, 상기 비상밸브가 작동하여 액화가스의 공급을 차단하는 비상사태에서 이송펌프가 오작동으로 계속 작동하거나 또는 뒤늦게 이송펌프의 작동이 정지하더라도 액화가스 운반선측 이송파이프로 공급되는 액화가스를 바이패스 파이프를 통해 우회시킴으로써, 액화가스 운반선측 이송파이프에 수격현상을 발생시키지 않아 액화가스 운반선측 이송파이프의 파손 및 안전사고를 예방할 수 있다.

도 1은 액화가스를 하역하기 위한 액화가스 운반선과 항만에 마련된 액화가스 저장시설의 연결을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액화가스 이송장치를 나타낸 개략도로써, 액화가스 운반선과 항만에 마련된 액화가스 저장시설의 연결을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 액화가스 이송장치를 나타낸 개략도로써, 액화가스 운반선과 또 운반선의 연결을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 액화가스 이송장치의 다른 실시예를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 액화가스 이송장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 액화가스 이송장치를 나타낸 개략도로써, 액화가스 운반선과 항만에 마련된 액화가스 저장시설 또는 액화가스 운반선과 운반선의 연결을 나타낸다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 액화가스 이송장치는 크게 액화가스가 저장될 수 있는 저장공간을 형성한 탱크(110)와, 상기 탱크(110)에 설치되어 저장된 액화가스를 탱크(110) 외부로 배출시키는 이송펌프(112)와, 상기 이송펌프(112)와 연결되어 목적지의 저장시설(2)로 연장되는 액화가스 운반선측 이송파이프(113)와, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)에 설치되어 비상사태가 발생하면 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)의 유로를 폐쇄하는 비상밸브(114)와, 상기 비상밸브(114)와 연동하여 비상밸브(114)가 닫히면 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)로 공급되는 액화가스를 우회시켜 액화가스 운반선측 이송파이프(113)의 서지 압력을 낮추는 바이패스 파이프(115) 및 상기 바이패스 파이프(115)에 설치되어 상기 비상밸브(114)의 작동에 따라 자동으로 상기 바이패스 파이프(115)를 개폐하는 바이패스 밸브(116)로 이루어진다.

상기 탱크(110)는 내부 중앙을 가로질러 설치된 격벽(111)이 마련되고, 상기 격벽(111)에 의해 구획된 탱크(110) 내부의 저장공간에 이송펌프(112)가 설치되어 저장된 액화가스를 탱크(110) 외부로 배출시키게 된다.

또한, 상기 이송펌프(112)는 탱크(110)로부터 목적지의 저장시설(2)로 연장 형성된 액화가스 운반선측 이송파이프(113)와 연결되어 상기 탱크(110) 내부의 저장공간에 저장된 액화가스를 이송펌프(112)를 통해 액화가스 운반선측 이송파이프(113)로 공급하게 된다.

또한, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)는 목적지의 저장시설(또는 운반선의 저장시설)에 설치된 이송파이프(21)와 연결되는데, 이때 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)와 목적지의 저장시설측 이송파이프(21)는 커넥터(130)에 의해 연결된다.

그리고, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)에 비상밸브(114)가 마련되어 상기 액화가스 운반선(1)이 급격하게 동요하는 경우와 같은 비상사태가 발생하게 되면 상기 비상밸브(114)가 닫히면서 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)와 목적지의 저장시설측 이송파이프(21)를 연결한 커넥터(130)가 자동으로 분리된다.

특히, 본 발명에 따른 액화가스 이송장치는 상기 비상밸브(114)가 닫히면 액화가스 운반선측 이송파이프(113)로 공급되는 액화가스를 우회시키는 바이패스 파이프(115)가 마련되어 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)의 서지 압력을 낮추어 상기 비상밸브(114)가 급격히 닫히더라도 액화가스 운반선측 이송파이프(113)에 수격현상을 발생시키지 않아 액화가스 운반선측 이송파이프(113)의 파손 및 안전사고를 예방할 수 있다.

부연하자면, 상기 바이패스 파이프(115)는 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)에 설치되는데, 상기 바이패스 파이프(115)는 상기 비상밸브(114)의 후방에 마련되어 상기 비상밸브(114)가 작동하여 액화가스 운반선측 이송파이프(113)가 폐쇄되면 상기 비상밸브(114)를 향해 공급되던 액화가스를 우회시켜 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)의 서지 압력을 낮추게 된다.

특히, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)로 공급되는 액화가스를 우회시키는 바이패스 파이프(115)에는 바이패스 밸브(116)가 마련되어 상기 비상밸브(114)가 닫히는 즉시 바이패스 밸브(116)가 개방됨으로써, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)로 공급되는 액화가스를 바이패스 파이프(115)로 우회시키게 된다.

그리고, 상기 바이패스 파이프(115)는 액화가스를 저장하는 탱크(110)의 내부로 연결되어 상기 바이패스 파이프(115)로 우회된 액화가스를 탱크(110) 내부로 재공급하게 된다.

한편, 경우에 따라서는 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)에 연결된 바이패스 파이프(115)가 도 4에 도시된 바와 같이 보조 저장탱크(117)와 연결되어 비상사태로 인해 작동된 비상밸브(114)의 닫힘에 따라 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)로 공급되는 액화가스를 바이패스 파이프(115)를 통해 보조 저장탱크(117)로 공급할 수도 있다.

여기서, 상기 보조 저장탱크(117)는 앞서 설명한 액화가스 운반선(1)에 설치된 저장탱크와 동일하게 액화가스 운반선에 설치될 수도 있지만, 경우에 따라서는 액화가스 운반선측 이송파이프(113)와 목적지의 저장시설측 이송파이프(21)의 연결 상태를 감시하기 위한 보조 선박(미도시)에 마련될 수도 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 액화가스 이송장치의 작동을 도 5에 의거하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 액화가스 이송장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 액화가스 운반선측 이송파이프(113)와 목적지의 저장시설측 이송파이프(21)가 연결되어 상기 액화가스 운반선(1)의 저장탱크에 저장된 액화가스가 이송파이프를 통해 목적지의 저장시설(2)로 공급될 수 있는 유로를 형성하게 된다.

상기와 같이 액화가스 운반선측 이송파이프(113)와 목적지의 저장시설측 이송파이프(21)가 연결되면 저장탱크에 설치된 이송펌프(112)가 작동하여 탱크(110) 내부에 저장된 액화가스를 액화가스 운반선측 이송파이프(113)를 통해 목적지의 저장시설(2)로 이송하는 액화가스 이송단계(S110)가 수행된다.

상기와 같이 액화가스 이송단계(S110)가 수행되는 중에 태풍 또는 해일이 일어 액화가스 운반선(1)이 급격하게 동요하는 비상사태가 발생하게 되면 액화가스 운반선측 이송파이프(113)에 설치된 비상밸브(114)가 작동하여 액화가스 운반선(1)에서 목적지의 저장시설(2)로 공급되는 액화가스의 흐름을 차단하는 비상밸브 작동단계(S120)가 수행된다.

이와 함께, 상기 탱크(110)에 저장된 액화가스를 액화가스 운반선측 이송파이프(113)로 공급하기 위해 이송 압력을 가하는 이송펌프(112)의 작동이 정지된다.

상기와 같이 비상밸브 작동단계(S120)가 수행됨과 동시에 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)와 목적지의 저장시설측 이송파이프(21)를 연결한 커넥터(130)가 자동으로 분리된다.

그리고, 상기 비상밸브 작동단계(S120)에서 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)가 닫히기 시작하면 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)와 연결된 바이패스 파이프(115)에 설치된 바이패스 밸브(116)를 개방시켜 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)의 액화가스를 우회시키는 바이패스단계(S130)가 수행된다.

상기 바이패스단계(S130)에서는 비상밸브(114)의 작동과 연계하여 상기 바이패스 파이프(115)에 설치된 바이패스 밸브(116)가 자동으로 개방되도록 함으로써, 비상밸브(114)에 막혀 더 이상 진행하지 못하는 액화가스를 바이패스 파이프(115)로 우회시키게 된다. 그리고, 상기 바이패스 파이프(115)로 우회된 액화가스는 액화가스 운반선(1)의 탱크(110) 내부로 들어가거나 또는 보조 저장탱크(117)로 공급된다.

이렇게, 비상밸브(114)가 작동하여 액화가스의 공급을 차단하는 비상사태에서 이송펌프(112)가 오작동하거나 또는 뒤늦게 이송펌프(112)의 작동이 정지하더라도 액화가스 운반선측 이송파이프(113)로 공급되는 액화가스를 바이패스 파이프(115)를 통해 우회시킴으로써, 액화가스 운반선측 이송파이프(113)에 수격현상을 발생시키지 않아 액화가스 운반선측 이송파이프(113)의 파손 및 수격현상을 예방할 수 있다.

한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

예를 들어, 상기 액화가스 운반선측 이송파이프(113)에 설치된 비상밸브(114)가 폐쇄 작동하기 전에 상기 바이패스 파이프(115)에 설치된 바이패스 밸브(116)가 먼저 개방됨으로써, 액화가스 운반선측 이송파이프(113)의 서지 압력을 최대한 낮춘 상태에서 비상밸브(114)가 액화가스 운반선측 이송파이프(113)를 폐쇄할 수 있다.

또한, 경우에 따라서는 상기 바이패스 파이프(113) 및 바이패스 밸브(116)가 비상밸브(114)와 커넥터(130) 사이에 추가적으로 마련되어 상기 비상밸브(114)가 닫힌 후 커넥터로 공급되는 잔류하는 액화가스를 우회시킴으로써 비상사태로 인하여 커넥터(130)가 분리될 때 상기 비상밸브(114)를 통과한 액화가스가 대기중에 방출되는 것을 방지하여 환경오염 및 액화가스의 손실을 예방할 수도 있다.

1: 액화가스 운반선 2 : 목적지의 저장시설
110 : 탱크 112 : 이송펌프
113 : 액화가스 운반선측 이송파이프 114 : 비상밸브
115 : 바이패스 파이프 116 : 바이패스 밸브
117 : 보조 저장탱크

Claims

액화가스 운반선의 저장탱크에 설치된 이송펌프와 연결되는 액화가스 운반선측 이송파이프;
상기 액화가스 운반선측 이송파이프와 커넥터에 의해 연결되는 목적지의 저장시설측 이송파이프;
상기 액화가스 운반선측 이송파이프에 설치되는 비상밸브;
상기 비상밸브가 닫히는 동시에 액화가스 운반선측 이송파이프로 공급되는 액화가스를 우회시켜 액화가스 운반선측 이송파이프의 서지 압력을 낮추는 바이패스 파이프; 및
상기 바이패스 파이프에 설치되어 상기 비상밸브의 개폐 작동에 따라 연동되어 상기 바이패스 파이프를 자동으로 개폐하는 바이패스 밸브를 포함하는 액화가스 이송시스템의 비상시 압력 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 바이패스 파이프는 액화가스 운반선의 저장탱크와 연결되는 것을 특징으로 하는 액화가스 이송시스템의 비상시 압력 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 바이패스 파이프로 우회된 액화가스를 저장하는 보조 저장탱크를 더 포함하는 액화가스 이송시스템의 비상시 압력 제어장치.