KR20130036403A - 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템 - Google Patents

부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부유식 해양구조물용 탱크측으로 액화가스를 펌프에 의해 강제 이송시킴에 있어서 각 탱크의 액위를 효과적으로 조절 내지 제어할 수 있는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템은 액화설비에 의해 생성된 액화가스를 기액분리하는 플래시 드럼(flash drum); 상기 플래시 드럼에서 복수의 탱크로 연결되는 런다운라인; 상기 런다운라인 상에 설치되어 플래시 드럼에서 복수의 탱크로 액화가스를 강제로 이송시키는 이송펌프(transfer pump); 상기 이송펌프의 하류 측에 배치되어 상기 런다운라인을 따라 이송되는 액화가스의 유량을 제어하는 유량제어밸브; 및 상기 플래시 드럼의 액위 및 복수의 탱크 내의 액위를 측정한 후에 그 각각의 액위값을 이용하여 상기 이송펌프 및 유량제어밸브의 작동을 제어하는 제어유닛;을 포함한다.

Description

부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템{APPARTUS FOR CONTROLLING AND MANAGING THE LEVEL OF TANK FOR FLOATING UNIT}
본 발명은 부유식 해양구조물용 탱크측으로 액화가스를 펌프에 의해 강제 이송시킴에 있어서 각 탱크의 액위를 효과적으로 조절 내지 제어할 수 있는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템에 관한 것이다.
천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 액화천연가스(LNG) 또는 액화석유가스(LPG) 등과 같은 액화가스 상태로 LNG 수송선에 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.
부유식 해양구조물은 LNG의 처리를 위해 해상에서 부유하는 설비로서, LNG RV(Regasification Vessel), LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit), F(Floating)-LNG 플랜트 등이 있다.
한편, LNG, LPG 등과 같은 액화가스는 생산설비에 의해 생산된 후에 플래시 드럼에서 저장에 적당한 압력으로 감압됨과 더불어 불필요한 가스성분이 제거된 후에 런다운 라인(rundown line)을 거쳐 복수의 저장탱크(storage tank)로 공급되어 저장된다.
하지만, 플래쉬 드럼을 거쳐 이송되는 액화가스는 열의 영향으로 인해 상태가 쉽게 변화하므로, 각 저장탱크 내에 저장되는 액화가스의 액위(level)을 적절히 조정 내지 제어하기 어렵고, 이로 인해 각 탱크로 액화가스를 균형적으로 고급하지 못하여 부유식 해양구조물의 선체(hull) 균형유지가 효과적으로 이루어지지 못하며, 각 탱크의 내구성이 크게 저하되는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 액화가스가 저장되는 탱크의 액위를 정확하고 효율적으로 조절 내지 제어할 수 있는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 액화설비에 의해 생성된 액화가스를 기액분리하는 플래시 드럼(flash drum, 10); 상기 플래시 드럼(10)에서 복수의 탱크로 연결되는 런다운라인(17); 상기 런다운라인(17) 상에 설치되어 상기 플래시 드럼(10)에서 복수의 탱크(2)로 액화가스를 강제로 이송시키는 이송펌프(transfer pump, 11)); 상기 이송펌프(11)의 하류 측에 배치되어 상기 런다운라인(17)을 따라 이송되는 액화가스의 유량을 제어하는 유량제어밸브(12); 및 상기 플래시 드럼(10)의 액위 및 복수의 탱크(2) 내의 액위를 측정한 후에 그 각각의 액위값을 이용하여 상기 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12)의 작동을 제어하는 제어유닛(20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템을 제공한다.
상기 제어유닛(20)은, 상기 플래시 드럼(10)의 일측에 설치되어 상기 플래시 드럼(10)의 액위를 측정하여 전송하는 제1 액위전송기(level transmitter, 21)); 상기 복수의 탱크(2) 각각에 설치되어 각 탱크의 액위를 측정하여 전송하는 복수의 제2 액위전송기(level transmitter, 22); 및 상기 제1 액위전송기(21), 복수의 제2 액위전송기(22), 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12) 측에 전기적으로 개별 접속되는 런다운 마스터 컨트롤러(25);를 포함하고, 상기 런다운 마스터 컨트롤러(25)는 상기 제1 액위전송기(21) 및 복수의 제2 액위전송기(22)로부터 상기 플래시 드럼(10)의 액위값 및 각 탱크(2)의 액위값을 전송받아 상기 이송펌프(11) 및 상기 유량제어밸브(12)를 제어하는 것;을 특징으로 한다.
상기 이송펌프(11)는 VFD(Variable Frequency Diverter) 모터를 가진 구조로 구성되고, 상기 이송펌프(11)는 상기 VFD 모터를 이용하여 설정치(Set Point)에 따라 액화가스를 복수의 탱크(2)로 이송하도록 구성되는 것;을 특징으로 한다.
상기 설정치는 상기 런다운 마스터 컨트롤로(25)로부터의 신호값에 의해 결정되는 것;을 특징으로 한다.
상기 이송펌프(11)는 부유식 해양구조물의 상부설비(topside) 측에 설치되고, 상기 탱크(2)는 부유식 해양구조물의 하부 선체(hull) 내에 배치되는 것;을 특징으로 한다.
상기 런다운라인(17)에는 복수의 분기라인(18)이 분기되고, 상기 복수의 분기라인(18)은 복수의 탱크(2)로 개별적으로 연결되는 것;을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화설비에 의해 생성된 액화가스를 기액분리하는 플래시 드럼(10) 및 상기 플래시 드럼(17)으로부터 액화가스를 이송받는 복수의 탱크(2)를 연결하는 런다운라인(17)에 런다운 마스트 컨트롤러(25)에 의해 제어가능한 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12)를 설치하고, 상기 런다운 마스터 컨트롤러(25)은 상기 플래시 드럼(10)의 액위값 및 복수의 탱크(2) 각각의 액위값을 전송받아 상기 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12)를 동시에 제어하여 상기 복수의 탱크(2)의 액위를 조절하는 것;을 특징으로 하는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 탱크의 액위 제어시스템을 도시한 구성도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 탱크의 액위 제어시스템을 도시한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 부유식 해양구조물용 탱크의 액위 제어시스템은, 액화설비(5)에 의해 생성된 액화가스를 기액분리하는 플래시 드럼(10, flash drum), 플래시 드럼(10)으로부터 복수의 탱크(2) 측으로 연결되는 런다운라인(17), 런다운라인(17) 상에 설치되어 플래시 드럼(10)으로부터 복수의 탱크(2)로 액화가스를 강제로 이송시키는 이송펌프(11, transfer pump), 이송펌프(11)의 하류 측에 배치되어 런다운라인(17)을 따라 이송되는 액화가스의 유량을 제어하는 유량제어밸브(12, flow control valve), 플래시 드럼(10)의 액위 및 각 탱크(2) 내의 액위를 각각 측정한 후에 그 각각의 액위값을 이용하여 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12)의 작동을 제어하는 제어유닛(20)을 포함한다.
부유식 해양구조물의 선체 상부에는 액화가스의 정제, 저장 등을 위한 상부설비(topside)가 설치되며, 이러한 상부설비에는 액화가스를 생산하는 액화설비(5)가 배치된다.
액화설비(5)는 가스를 액화시키는 열교환기 등을 가지고, 액화설비(5)에서 생산된 액화가스는 플래시 드럼(10) 측으로 공급된다.
플래시 드럼(10)은 부유식 해양구조물의 상부설비(topside) 측에 배치되고, 복수의 탱크(2)들은 부유식 해양구조물의 하부 선체(hull)에 배치된다.
플래시 드럼(10)은 공급된 액화가스를 기액분리하고, 플래시 드럼(10)은 그 내부에서 분리된 플래시 가스를 액화설비(5)측으로 리턴시키도록 구성될 수 있다. 플래시 드럼(10)의 하단 측에는 런다운라인(17)이 연장되고, 런다운라인(17)은 복수의 탱크(2)측으로 연결된다.
한편, 런다운라인(17)에는 복수의 분기라인(18)이 분기되고, 각 분기라인(18)은 각 탱크(2) 내로 연결되며, 특히 각 분기라인(18)은 각 탱크(2)의 바닥면에 근접하여 인입되도록 구성된다.
이송펌프(11)는 부유식 해양구조물의 상부설비 측에 설치되고, 이송펌프(11)는 런다운라인(17)의 도중에 설치되며, 이송펌프(11)의 작동에 의해 플래시 펌프(10)로부터 액화가스가 각 탱크(2)로 강제로 이송된다.
특히 이송펌프(11)는 VFD(Variable Frequency Diverter)모터(11a)를 가진 구조로 구성되고, 이송펌프(11)는 VFD 모터(11a)를 이용하여 설정치(Set Point)에 따라 액화가스를 복수의 탱크(2) 각각에 일정유량으로 이송시키도록 구성된다.
이송펌프(11)의 설정치는 작업자에 의해 직접적으로 이송펌프(11)에 입력되거나, 후술할 런다운 마스터 컨트롤러(25)에 입력되어 런다운 마스터 컨트롤러(25)가 이송펌프(11)로 설정치의 신호값을 보내어 이송펌프(11)가 조작될 수 있다.
또한, 측정된 플래시 드럼(10)의 액위 및 각 탱크(2) 내의 액위값을 이용하여 이송펌프(11)의 설정치를 적절히 변경하고, 유량제어밸브(12)의 작동도 제어함으로써 탱크(2)의 액위를 제어할 수도 있을 것이다.
유량제어밸브(12)는 런다운라인(17) 상에서 이송펌프(11)의 하류 측에 배치되고, 런다운라인(17)을 통해 이송되는 액화가스의 유량을 조절하도록 그 개도량(opening ratio)를 제어한다.
이러한 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12)의 상호 작용에 의해 액화가스의 유량이 일정한 상태로 유지되면서 복수의 탱크(2)로 이송될 수 있다.
제어유닛(20)은 런다운 마스터 컨트롤러(25)를 포함하고, 플래시 드럼(10)의 일측에는 제1 액위전송기(21, the first level transmitter)가 설치되어 플래시 드럼의 액위를 측정하여 런다운 마스터 컨트롤러(25) 측으로 전송하며, 복수의 탱크(2) 각각에는 제2 액위전송기(22, the second level transmitters)가 각각 설치되어 각 탱크(2)의 액위를 측정하여 런다운 마스터 컨트롤러(25) 측으로 전송한다.
그리고, 런다운 마스터 컨트롤러(25)는 신호선(26)을 통해 제1 액위전송기(21), 복수의 제2 액위전송기(22), 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12) 측에 전기적으로 개별 접속된다.
이러한 구성에 의해, 런다운 마스터 컨트롤러(25)는 제1 액위전송기(21) 및 복수의 제2 액위전송기(22)로부터 플래시 드럼(10)의 액위값 및 각 탱크(2)의 액위값을 각각 전송받고, 이러한 각각의 액위값을 이용하여 이송펌프(11)의 작동유무 및 설정치를 제어하고, 유량제어밸브(12)의 개도량(opening ratio) 등을 제어함으로써 복수의 탱크(2) 측으로 안정적인 유량을 이송할 수 있고, 또한 액화가스의 상변화로 인한 2상(liquid/gas phase) 발생을 최소하여 유체의 조정 및 제어가 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12)의 제어를 통해 복수의 탱크(2)로 액화가스를 균형적으로 공급함으로써 부유식 해양구조물의 선체 균형 유지를 효과적으로 할 수 있고, 각 탱크의 내구성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 또다른 실시예에 의한 부유식 해양구조물용 탱크의 액위 제어시스템은, 액화설비에 의해 생성된 액화가스를 기액분리하는 플래시 드럼(10) 및 플래시 드럼(17)으로부터 액화가스를 이송받는 복수의 탱크(2)를 연결하는 런다운라인(17)에 런다운 마스트 컨트롤러(25)에 의해 제어가능한 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12)를 설치하고, 런다운 마스터 컨트롤러(25)은 플래시 드럼(10)의 액위값 및 복수의 탱크(2) 각각의 액위값을 전송받아 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12)를 동시에 제어하여 복수의 탱크(2)의 액위를 조절할 수도 있다.
각 구성 요소에 대한 자세한 설명은 앞서 설명한 실시예에서 설명된 바와 같으므로 여기서는 생략한다.
또한, 앞서 설명한 세부 구성요소들을 본 실시예에도 부가할 수 있음은 당연하다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
2: 탱크 5: 액화설비
10: 플래시 드럼 11: 이송펌프
12: 유량제어밸브 17: 런다운라인
20: 제어유닛 21: 제1 액위전송기
22: 제2 액위전송기 25: 런다운 마스터 컨트롤러
26: 신호선

Claims (7)

  1. 액화설비에 의해 생성된 액화가스를 기액분리하는 플래시 드럼(flash drum, 10);
    상기 플래시 드럼(10)에서 복수의 탱크로 연결되는 런다운라인(17);
    상기 런다운라인(17) 상에 설치되어 상기 플래시 드럼(10)에서 복수의 탱크(2)로 액화가스를 강제로 이송시키는 이송펌프(transfer pump, 11));
    상기 이송펌프(11)의 하류 측에 배치되어 상기 런다운라인(17)을 따라 이송되는 액화가스의 유량을 제어하는 유량제어밸브(12); 및
    상기 플래시 드럼(10)의 액위 및 복수의 탱크(2) 내의 액위를 측정한 후에 그 각각의 액위값을 이용하여 상기 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12)의 작동을 제어하는 제어유닛(20);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    상기 제어유닛(20)은,
    상기 플래시 드럼(10)의 일측에 설치되어 상기 플래시 드럼(10)의 액위를 측정하여 전송하는 제1 액위전송기(level transmitter, 21));
    상기 복수의 탱크(2) 각각에 설치되어 각 탱크의 액위를 측정하여 전송하는 복수의 제2 액위전송기(level transmitter, 22); 및
    상기 제1 액위전송기(21), 복수의 제2 액위전송기(22), 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12) 측에 전기적으로 개별 접속되는 런다운 마스터 컨트롤러(25);를 포함하고,
    상기 런다운 마스터 컨트롤러(25)는 상기 제1 액위전송기(21) 및 복수의 제2 액위전송기(22)로부터 상기 플래시 드럼(10)의 액위값 및 각 탱크(2)의 액위값을 전송받아 상기 이송펌프(11) 및 상기 유량제어밸브(12)를 제어하는 것;
    을 특징으로 하는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템.
  3. 청구항 1항에 있어서,
    상기 이송펌프(11)는 VFD(Variable Frequency Diverter) 모터를 가진 구조로 구성되고, 상기 이송펌프(11)는 상기 VFD 모터를 이용하여 설정치(Set Point)에 따라 액화가스를 복수의 탱크(2)로 이송하도록 구성되는 것;
    을 특징으로 하는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템.
  4. 청구항 3항에 있어서,
    상기 설정치는 상기 런다운 마스터 컨트롤로(25)로부터의 신호값에 의해 결정되는 것;
    을 특징으로 하는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템.
  5. 청구항 1항에 있어서,
    상기 이송펌프(11)는 부유식 해양구조물의 상부설비(topside) 측에 설치되고, 상기 탱크(2)는 부유식 해양구조물의 하부 선체(hull) 내에 배치되는 것;
    을 특징으로 하는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템.
  6. 청구항 1항에 있어서,
    상기 런다운라인(17)에는 복수의 분기라인(18)이 분기되고, 상기 복수의 분기라인(18)은 복수의 탱크(2)로 개별적으로 연결되는 것;
    을 특징으로 하는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템.
  7. 액화설비에 의해 생성된 액화가스를 기액분리하는 플래시 드럼(10) 및 상기 플래시 드럼(17)으로부터 액화가스를 이송받는 복수의 탱크(2)를 연결하는 런다운라인(17)에 런다운 마스트 컨트롤러(25)에 의해 제어가능한 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12)를 설치하고, 상기 런다운 마스터 컨트롤러(25)은 상기 플래시 드럼(10)의 액위값 및 복수의 탱크(2) 각각의 액위값을 전송받아 상기 이송펌프(11) 및 유량제어밸브(12)를 동시에 제어하여 상기 복수의 탱크(2)의 액위를 조절하는 것;
    을 특징으로 하는 부유식 해양구조물용 탱크 액위 제어시스템.
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CN105042333A (zh) * 2015-06-26 2015-11-11 江苏亨通光电股份有限公司 一种稳定供液装置、稳定供液方法
CN112823119A (zh) * 2018-10-10 2021-05-18 三菱造船株式会社 船舶

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