KR20140082332A - 해상 부유 구조물 및 액화천연가스 재기화 방법 - Google Patents

해상 부유 구조물 및 액화천연가스 재기화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상 부유 구조물 및 액화천연가스 재기화 방법에 관한 것으로서, 엔진으로부터 발생하는 열원을 이용하여 액화된 액화천연가스를 재기화하여 천연가스 상태로 공급하기 위한 해상 부유 구조물 및 액화천연가스 재기화 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유 구조물은 추진력을 발생하기 위한 메인 터빈 및 상기 메인 터빈을 회전시키기 위한 스팀을 공급하는 메인 엔진용 보일러; 액화천연가스가 저장된 저장탱크; 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 공급하는 액화천연가스 공급라인; 및 상기 액화천연가스 공급라인의 일측에 연계되어 상기 메인 엔진용 보일러로부터 공급된 스팀을 이용하여 상기 액화천연가스를 재기화하는 재기화 설비;를 포함한다.

Description

해상 부유 구조물 및 액화천연가스 재기화 방법 {OCEAN FLOATING STRUCTURE AND LNG REGASIFICATION METHOD}
본 발명은 해상 부유 구조물 및 액화천연가스 재기화 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스팀엔진에 이용되는 열원을 이용하여 액화된 액화천연가스를 재기화하여 가스 상태로 공급하기 위한 해상 부유 구조물 및 액화천연가스 재기화 방법에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스(Natural Gas)는 육상 또는 해상설비의 가스배관을 통해 기화 또는 액화된 천연가스 상태로 운반되거나, 액화된 상태로 LNG 수송선에 저장되어 원거리의 수요처로 운반된다.
이러한 천연가스는 극저온(대략 -163℃ 정도)으로 냉각시 액화되며, 부피가 약 1/600로 줄어들게 되므로, 대부분의 천연가스는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas) 상태로 운반된다.
또한, 액화천연가스는 발전소 또는 가정용 등의 수요처에서 사용하기 위해, 기화된 천연가스 상태로 재기화할 필요가 있으며, 이를 위해 재기화 설비가 필요하다.
한편, 종래에는 수요처로 용이하게 공급하기 위해 육상 등에 액화천연가스 저장탱크 및 이 액화천연가스 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 재기화하여 공급하는 재기화 설비를 포함하는 액화천연가스 기지가 설치된다.
그런데, 최근에는 육상 등에 재기화 설비 및 저장탱크를 설치하지 않고, 해상에서 액화천연가스를 기화하여 하여 수요처에 공급하는 해상 부유 구조물, 예컨대 FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)의 건조 요구가 지속적으로 증가하고 있다.
이러한 해상 부유 구조물은 육상 액화천연가스 기지에 비해 공기가 짧고 건설비가 적게들 뿐만 아니라 해상에 설치돼 주민들의 민원 발생도 줄일 수 있다.
또한, 해상 부유 구조물인 FSRU에 자체적인 동력을 갖추면 국가나 지역의 에너지 수요 상황 또는 사용 계약 등에 따라 다른 곳으로 이동시킬 수 있으며, 급증하는 액화천연가스의 수급이나 공급 등에 대응하여 액화천연가스의 저장 및 운반 등이 가능하다.
종래의 해상 부유 구조물은 추진력을 발생하기 위해 디젤 또는 천연가스 등을 연료로 하는 메인 엔진이 사용되었다.
도 1을 참조하여, 디젤 또는 천연가스 등을 연로로 하는 메인 엔진 대신 스팀 메인 엔진(10)을 이용하여 추진축(12)과 연결된 터빈(14) 및 터빈(14)을 회전시키는 스팀을 생산하기 위한 보일러(20), 그리고 스팀을 냉각하는 응축기(22)와, 펌프(24) 등을 포함한다.
또한, 추진축(12)에는 회전수의 변화를 위한 기어박스(16)가 연계될 수 있다.
또한, 발전용 엔진(30)은 보일러(20)로부터 공급되는 스팀에 의해 회전하며 해상 부유 구조물 등에서 필요로 하는 전기를 자체적으로 발전하기 위한 발전용 터빈(30)을 포함한다.
한편, 종래의 해상 부유 구조물(1)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 액화천연가스를 저장하기 위한 저장탱크(50)를 포함하고 있으며, 이 저장탱크(50)로부터 공급되는 액화천연가스를 가스 상태로 재기화하기 위한 재기화 설비(60)를 포함한다.
종래의 재기화 설비(60)는 저장탱크(50)에 저장된 액화천연가스를 펌핑하여 공급하는 액화천연가스 공급라인(62)을 포함한다.
또한, 재기화 설비(60)는 액화천연가스 공급라인(62)의 일측에 연계되어 액화된 액화천연가스가 기화되도록 가열하는 가열부(70)를 포함한다.
가열부(70)는 재기화용 보일러(62)로부터 발생하는 스팀을 이용하여 열교환하는 열교환기(72)로 공급하고 있으며, 열교환기(72)를 통과한 스팀의 응축 및 순환을 위한 응축기(64) 및 순환펌프(66)를 포함한다.
또한, 가열부(70)는 스팀에 의한 급작스런 온도변화를 방지하기 위해 열교환기(72)와 액화천연가스 공급라인(62) 사이에 폐사이클을 이루며 순환하는 보조 열교환기(74) 및 보조 순환펌프(76)가 제공된다.
이러한 종래의 해상 부유 구조물은 추진력을 발생하기 위한 메인 엔진용 보일러(20)와, 액화천연가스의 재기화를 위한 재기화용 보일러(62)가 각각 제공되고 있으며, 이에 따라 장비의 크기 및 설치장소가 증가하며, 이에 따른 제조 비용 및 해상 부유 구조물(1)의 중량 증가에 따른 연비 효율을 떨어뜨리게 된다. 이에 따라 종래에는 엔진설비의 중복투자 및 설치를 방지하면서 연비효율을 향상시키기 위해 해상 부유 구조물(1)의 정박 및 재기화시 활용되지 않던 메인 엔진용 보일러(20)를 이용하여 액화천연가스를 재기화하기 위한 연구 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 해상 부유 구조물의 재기화 설비 가동시 추진력을 발생하기 위한 메인 엔진용 보일러를 이용하여 액화천연가스를 재기화하도록 개선된 해상 부유 구조물 및 액화천연가스 재기화 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유 구조물은 추진력을 발생하기 위한 메인 터빈 및 상기 메인 터빈을 회전시키기 위한 스팀을 공급하는 메인 엔진용 보일러; 액화천연가스가 저장된 저장탱크; 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 공급하는 액화천연가스 공급라인; 및 상기 액화천연가스 공급라인의 일측에 연계되어 상기 메인 엔진용 보일러로부터 공급된 스팀을 이용하여 상기 액화천연가스를 재기화하는 재기화 설비;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유 구조물에서 상기 재기화 설비는 상기 액화천연가스 공급라인의 일측에 제공되어 상기 액화천연가스가 재기화되도록 가열하는 가열부와, 상기 메인 엔진용 보일러로부터 공급된 스팀이 상기 메인 터빈 또는 상기 가열부로 공급되도록 제어하는 스팀공급 전환밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유 구조물에서 상기 스팀공급 전환밸브는 상기 메인 엔진용 보일러와 상기 메인 터빈 사이에 제공되는 제1밸브와, 상기 메인 엔진용 보일러와 상기 가열부 사이에 제공되는 제2밸브를 포함하고, 상기 스팀이 상기 메인 터빈 또는 상기 가열부로 공급되도록 상기 제1밸브와 상기 제2밸브의 개폐를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유 구조물에서 상기 메인 엔진용 보일러로부터 공급되는 스팀을 이용하여 발전하는 발전용 터빈을 더 포함하고, 상기 메인 엔진용 보일러와 상기 발전용 터빈 사이에 제공되는 제3밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유 구조물에서 상기 재기화 설비는 상기 가열부와 상기 액화천연가스 공급라인 사이에 폐사이클을 이루며 열유체를 순환하여 열원을 전달하는 보조 열교환기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 재기화 방법은 액화천연가스 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 재기화하여 공급하기 위한 재기화 설비를 갖춘 해상 부유 구조물의 액화천연가스 재기화 방법에 있어서, 추진력 발생을 위한 엔진용 보일러를 이용하여 스팀을 생산하는 스팀 생산단계; 상기 액화천연가스 저장탱크에 저장된 액화저장탱크를 공급하는 액화천연가스 공급단계; 및 상기 스팀 생산단계에서 생산된 스팀을 이용하여 상기 액화천연가스 공급단계에서 공급되는 액화천연가스를 열교환에 의해 가열하여 천연가스로 재기화시키는 재기화 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 재기화 방법에서 상기 재기화 단계는 상기 스팀 생산단계에서 생산된 스팀이 엔진 터빈으로 공급되는 것을 차단하는 단계와, 상기 스팀 생산단계에서 생산된 스팀을 액화천연가스가 공급되는 액화천연가스 공급라인과 연계된 열교환기로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명을 이용하면, 해상 부유 구조물의 정박 및 재기화시 메인 엔진용 보일러를 이용하여 액화천연가스의 재기화에 필요한 열원을 공급토록 하여 별도의 열원공급을 위한 보일러의 중복적인 설치를 방지할 수 있고, 이에 따른 공간 활용성 및 장비 활용성을 증가시킬 수 있고, 해상 부유 구조물의 건조 원가를 줄일 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 해상 부유 구조물의 추진장치를 개략적으로 도시한 구성도.
도 2는 종래 기술에 따른 해상 부유 구조물의 재기화 설비를 개략적으로 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유 구조물의 재기화 설비를 개략적으로 도시한 구성도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 재기화 방법을 도시한 순서도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유 구조물의 재기화 설비를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유 구조물(100)은 해상에 부유하는 선박 등을 포함하는 구조물로, 내부에는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 저장하기 위한 저장탱크(150)가 구비된다.
또한, 해상 부유 구조물(100)은 액화천연가스를 기화하여 수요처에 공급하기 위한 재기화 설비(160)가 제공될 수 있다.
이와 같이, 재기화 설비(160)를 갖는 해상 부유 구조물(100)로는 FSRU(Floating Storage and Regasification Unit), LNG RV(LNG Regasification Vessel)선 등이 대표적이며, FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loading), F-LNG(Floating-LNG)선과 같은 해상 구조물에도 액화천연가스를 기화하기 위한 재기화 설비(160)가 마련될 수 있다.
또한, 해상 부유 구조물(100)은 자체적인 추진력을 발생시킬 수 있으며, 이를 이용하여 액화천연가스를 저장 및 수송할 수 있다.
본 실시예의 해상 부유 구조물(100)은 추진력을 발생하기 위한 메인 엔진(110)을 포함하고 있으며, 이러한 메인 엔진(110)은 해상 부유 구조물(100)의 본체, 즉 선체의 엔진실 내에 제공될 수 있다. 또한, 메인 엔진(110)에는 선체의 외부로 연장된 추진축(112)이 제공된다. 이러한 추진축(112)에는 프로펠러(113)가 설치되며, 메인 엔진(110)으로부터 발생된 회전력에 의해 추진축(112) 및 프로펠러(113)가 회전하며 추진력을 발생시킬 수 있다. 또한, 추진축(112)에는 회전수의 변화를 위한 기어박스(116)가 연계될 수 있다.
이를 위해, 본 실시예의 메인 엔진(110)은 추진축(112)이 연계되는 메인 터빈(114)을 포함하며, 이 메인 터빈(114)을 회전시키기 위한 스팀을 공급하는 메인 엔진용 보일러(120)가 제공될 수 있다.
메인 엔진용 보일러(120)는 작동유체, 예컨대 물을 가열하여 스팀을 생산하게 되고, 이와 같이 생산된 스팀은 메인 터빈(114)으로 공급되어 메인 터빈(114)을 회전시킬 수 있다.
또한, 메인 터빈(114)을 회전시킨 스팀은 응축기(condenser)(122)를 통과하는 과정에서 응축되어 다시 물로 변하게 되고, 순환펌프(124)에 의해 다시 보일러로 순환하는 과정이 연속적으로 진행될 수 있다.
또한, 메인 엔진용 보일러(120)로부터 생산된 스팀의 일부는 발전용 터빈(130)으로 공급될 수 있으며, 이러한 발전용 터빈(130)의 회전에 의해 해상 부유 구조물(100) 등에서 필요로 하는 전기를 생산할 수 있다.
한편, 해상 부유 구조물(100)은 액화천연가스 저장탱크(150)에 저장된 액화천연가스를 수요처로 공급하기 위한 액화천연가스 공급라인(162)을 포함할 수 있다.
액화천연가스 공급라인(162)은 액화천연가스 저장탱크(150)와 수요처 사이에 제공되며, 액화천연가스 또는 천연가스를 수송하는 배관으로 제공될 수 있다.
또한, 액화천연가스 공급라인(162)은 액화천연가스 저장탱크(150)의 하단부로 연장되며, 그 단부에 액화천연가스를 펌핑하기 위한 공급펌프(152)가 제공될 수 있다.
또한, 액화천연가스 공급라인(162)과 저장탱크(150) 사이에는 공급량 조절을 위한 댐퍼(154) 및 펌프(156)가 제공될 수 있다.
본 실시예에서 공급펌프(152)에 의해 액화저장탱크(150)로부터 펌핑되어 액화천연가스 공급라인(162)으로 공급되는 액화천연가스는 수요처에서 바로 사용할 수 있도록 재기화 설비(160)에 의해 천연가스로 재기화되어 공급될 수 있다.
이를 위해 재기화 설비(160)는 액화천연가스 공급라인(162)의 일측에 연계되어 메인 엔진용 보일러(120)로부터 공급된 스팀을 이용하여 액화천연가스를 가열하게 되며, 이 과정에서 액화천연가스가 천연가스로 재기화되어 수요처로 공급될 수 있다.
또한, 재기화 설비(160)는 액화천연가스 공급라인(162)의 일측에 연계되어 액화된 액화천연가스가 기화되도록 가열하는 가열부(170)를 포함한다.
가열부(170)는 메인 엔진용 보일러(120)로부터 발생하는 스팀을 이용하여 열교환하는 열교환기(172)로 공급하고 있으며, 열교환기(172)를 통과한 스팀의 응축 및 순환을 위한 메인 엔진용 응축기(122) 및 순환펌프(124)를 활용할 수 있다.
또한, 가열부(170)는 열교환기(172)와 메인 엔진용 보일러(120) 사이에 제공되는 순환라인(180)을 포함할 수 있다.
또한, 재기화 설비(160)는 메인 엔진용 보일러(120)로부터 공급된 스팀을 가열부(170)로 공급하기 위한 스팀공급 전환밸브를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 스팀공급 전환밸브는 재기화 설비(160)의 작동제어를 위한 제어부에 의해 작동이 제어될 수 있다.
본 실시예에서 스팀공급 전환밸브는 해상 부유 구조물(100)의 이송시에는 메인 엔진용 보일러(120)로부터 생산된 스팀을 메인 터빈(114) 및 발전용 터빈(130)으로 공급되도록 제어되며, 이에 따라 메인 터빈(114) 및 발전용 터빈(130)이 회전하며 추진력을 발생시키고, 해상 부유 구조물(100) 내에서 사용되는 전기를 생산할 수 있다.
한편, 해상 부유 구조물(100)은 계류 및 재기화 상태에서는 추진력이 불필요하므로, 스팀공급 전환밸브는 메인 엔진용 보일러(120)로부터 추진력 발생을 위해 메인 터빈(114)으로 공급되는 스팀을 차단하고, 메인 엔진용 보일러(120)로부터 공급되는 스팀을 재기화 설비(160)로 공급되도록 제어될 수 있다.
본 실시예에서 스팀공급 전환밸브는 메인 엔진용 보일러(120)와 메인 터빈(114) 사이에 제공되는 제1밸브(182) 및 메인 엔진용 보일러(120)와 가열부 사이에 제공되는 제2밸브(184)를 포함할 수 있다.
스팀공급 전환밸브는 해상 부유 구조물(100)의 이동시에는 제1밸브(182)를 개방하여 메인 엔진용 보일러(120)로부터 발생한 스팀이 메인 터빈(114)으로 공급하고, 제2밸브(184)는 폐쇄하여 메인 엔진용 보일러(120)로부터 발생한 스팀이 재기화 설비(160)로 공급되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 스팀공급 전환밸브는 해상 부유 구조물(100)의 계류 및 재기화시에는 제1밸브(182)를 폐쇄하여 메인 엔진용 보일러(120)로부터 발생한 스팀이 메인 터빈(114)으로 공급되는 것을 차단하고, 제2밸브(184)는 개방하여 메인 엔진용 보일러(120)로부터 발생한 스팀이 재기화 설비(160)로 공급할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서 해상 부유 구조물(100)은 메인 엔진용 보일러(120)로부터 발생하는 스팀의 공급방향을 전환함에 따라 스팀을 메인 터빈(114)으로 공급하여 해상 부유 구조물(100)을 이송시키는 추진력을 발생하거나, 스팀을 재기화 설비(160)로 공급하여 액화천연가스 공급라인(162)을 통해 수요처로 공급되는 액화천연가스를 천연가스로 재기화할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 재기화 설비(160)의 스팀공급 전환밸브는 메인 엔진용 보일러(120)와 발전용 터빈(130) 사이에 제공되는 제3밸브(186)를 더 포함할 수 있다.
스팀공급 전환밸브는 제3밸브(186)를 제1밸브(182)와 연동하여 작동할 수 있다. 즉, 스팀공급 전환밸브는 해상 부유 구조물(100)의 이동시에는 제3밸브(186)를 개방하여 메인 엔진용 보일러(120)로부터 발생한 스팀의 일부를 발전용 터빈(130)으로 공급할 수 있다.
또한, 스팀공급 전환밸브는 해상 부유 구조물(100)의 계류 및 재기화시에는 제3밸브(186)를 폐쇄하여 메인 엔진용 보일러(120)로부터 발생한 스팀이 발전용 터빈(130)으로 공급되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 스팀공급 전환밸브는 해상 부유 구조물(100)의 계류 및 재기화시에는 제3밸브(186)를 개방하여, 액화천연가스의 재기화 설비(160) 가동시 필요한 전력을 생산할 수 있다.
더불어, 본 실시예의 해상 부유 구조물(100)은 액화천연가스의 재기화를 위한 추가적인 보일러를 필요로 하지 않고, 메인 엔진용 보일러(120)를 공용으로 사용하여 재기화가 가능하므로, 복수의 보일러를 설치함에 따른 공간상의 제약을 줄일 수 있고, 제조원가도 낮출 수 있으며, 장비의 효율적인 활용이 가능하며, 해상 부유 구조물(100)의 중량을 저하시켜 연비 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서 재기화 설비(160)는 메인 엔진용 보일러(120)로부터 공급된 스팀이 열교환기와 열교환하며 순환하는 오픈 루프 시스템(open loop system)으로 제공될 수 있으나, 본 실시예의 구성에 의해 한정되지 않으며 다양하게 변형될 수 있다.
일례로, 본 실시예에서 재기화 설비(160)는 클로즈 루프 시스템(close loop system)으로 제공되는 것도 가능하다.
이를 위해, 재기화 설비(160)의 열교환기(172)는 액화천연가스 공급라인(162)과 분리 배치될 수 있고, 열교환기(172)와 액화천연가스 공급라인(162) 사이에는 폐사이클을 이루며 작동유체를 순환하여 열을 전달하는 보조 열교환기(174)가 제공될 수 있다.
본 실시예에서 보조 열교환기(174)는 액화천연가스 공급라인(162)의 일측에 연계되며, 이를 위해 열교환기(172)와 보조 열교환기(174) 사이를 순환하도록 제공된 보조 순환라인(175)을 포함할 수 있다. 또한, 보조 순환라인(175)의 일측에는 작동유체의 순환을 위한 보조 순환펌프(176)가 제공될 수 있다.
이러한 재기화 설비(160)는 메인 엔진용 보일러(120)로부터 공급된 스팀의 열원이 가열부(170)의 열교환기(172)로 전달되고, 열교환기(172)는 열교환에 의해 작동유체를 가열한다. 그리고, 열교환기(172)에서 가열된 작동유체는 보조 순환라인(175)을 따라 액화천연가스 공급라인(162)과 연계된 보조 열교환기(174)로 공급되며, 이 과정에서 극저온 상태의 액화천연가스를 열교환에 의해 가열하여 천연가스로 재기화시킬 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 재기화 방법을 도시한 순서도로서, 도 4를 참고하며 액화천연가스를 천연가스로 재기화하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
본 실시예에 따른 액화천연가스 재기화 방법은 해상 부유 구조물(100)에 저장된 액화천연가스를 천연가스로 재기화하여 공급하는 방법이다.
이를 위해, 본 실시예의 해상 부유 구조물(100)은 액화천연가스 저장탱크(150)를 포함하고, 액화천연가스 저장탱크(150)로부터 공급되는 액화천연가스를 재기화하여 천연가스로 공급하기 위한 재기화 설비(160)가 제공될 수 있다.
먼저, 본 실시예의 액화천연가스 재기화 방법은 추진력 발생을 위한 엔진용 보일러를 이용하여 스팀을 생산하는 스팀 생산단계를 포함할 수 있다(S11 참고).
이를 위해, 해상 부유 구조물(100)은 엔진실 내에 위치한 메인 엔진용 보일러(120)를 작동하여 스팀을 생산할 수 있다.
이와 같이, 스팀 생산단계가 완료되면, 액화천연가스 저장탱크(150)에 저장된 액화저장탱크(150)를 수요처로 공급하는 액화천연가스 공급단계가 진행될 수 있다(S12 참고).
액화천연가스 공급단계는 액화천연가스 저장탱크(150)에 저장된 액화천연가스를 공급펌프를 이용하여 펌핑하여 액화천연가스 공급라인(162)을 통해 수요처로 공급할 수 있다.
이때, 액화천연가스 공급라인(162)에는 극저온 상태의 액상인 액화천연가스가 공급되므로, 수요처에서 바로 사용할 수 있도록 천연가스로 재기화하여 공급이 이루어진다.
이를 위해, 본 실시예는 스팀 생산단계에서 생산된 스팀을 이용하여 액화천연가스 공급단계에서 공급되는 액화천연가스를 열교환에 의해 가열하여 천연가스로 재기화시키는 재기화단계를 포함할 수 있다.
여기서, 메인 엔진용 보일러(120)로부터 생산된 스팀은 액화천연가스 공급라인(162)을 통해 수요처로 공급될 수 있다. 또한, 스팀 생산단계에서 공급된 스팀은 액화천연가스 공급라인(162)의 일측에 연계되는 열교환기로 공급되며, 이에 따라 열교환기는 스팀의 열원을 이용하여 액상의 액화천연가스를 가열하여 기체 상태의 천연가스로 재기화시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에서 메인 엔진용 보일러(120)는 메인 엔진의 메인 터빈(114)을 구동시켜 추진력을 발생시키기 위한 것으로, 액화천연가스의 재기화시에는 메인 터빈(114)으로 공급되지 않는다.
즉, 본 실시예에서 재기화 단계는 스팀 생산단계에서 생산된 스팀이 엔진 터빈(114)으로 공급되는 것을 차단하는 단계(S13 참고)를 포함할 수 있으며, 이와 같이 엔진 터빈(114)으로 공급되는 것이 차단된 스팀을 액화천연가스가 공급되는 액화천연가스 공급라인(162)과 연계된 열교환기로 공급하는 단계(S14 참고)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 액화천연가스 재기화 방법은 해상 부유 구조물(100)의 이동시 추진력을 발생시키기 위해 메인 터빈(114)으로 스팀을 공급하는 메인 엔진 보일러를 이용하는 것으로, 해상 부유 구조물(100)의 계류나 재기화시 스팀이 메인 터빈(114)으로 공급되는 것을 차단하고, 스팀을 재기화 설비(160)로 공급할 수 있으며, 이와 같이 재기화 설비(160)로 공급된 스팀을 이용하여 액화천연가스를 열교환에 의해 가열하여 기체 상태의 천연가스로 재기화하여 공급할 수 있다(S15 참고).
한편, 본 실시예에서 재기화설비는 액화천연가스의 재기화에 이용되는 것으로 설명하고 있으나, 액화천연가스 외에도 액화프로판가스(Propane Gas) 등과 같이 극저온으로 냉각시 액화되며 부피가 감소되는 다양한 액화가스의 재기화에 이용되는 것도 가능하다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 해상 부유 구조물 110: 메인 엔진
112: 추진축 113: 프로펠러
114: 메인 터빈 116: 기어박스
120: 메인 엔진용 보일러 122: 응축기
124: 순환펌프 130: 발전용 터빈
150: 액화천연가스 저장탱크 152: 공급펌프
154: 댐퍼 156: 펌프
160: 재기화 설비 162: 액화천연가스 공급라인
170: 가열부 172: 열교환기
174: 보조 열교환기 174: 보조 열교환기
175: 보조 순환라인 176: 보조 순환펌프
180: 순환라인 182: 제1밸브
184: 제2밸브 186: 제3밸브

Claims (7)

  1. 추진력을 발생하기 위한 메인 터빈 및 상기 메인 터빈을 회전시키기 위한 스팀을 공급하는 메인 엔진용 보일러;
    액화천연가스가 저장된 저장탱크;
    상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 공급하는 액화천연가스 공급라인; 및
    상기 액화천연가스 공급라인의 일측에 연계되어 상기 메인 엔진용 보일러로부터 공급된 스팀을 이용하여 상기 액화천연가스를 재기화하는 재기화 설비;
    를 포함하는 해상 부유 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재기화 설비는
    상기 액화천연가스 공급라인의 일측에 연계되어 상기 액화천연가스가 재기화되도록 가열하는 가열부와,
    상기 메인 엔진용 보일러로부터 공급된 스팀이 상기 메인 터빈 또는 상기 가열부로 공급되도록 제어하는 스팀공급 전환밸브를 포함하는 해상 부유 구조물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스팀공급 전환밸브는
    상기 메인 엔진용 보일러와 상기 메인 터빈 사이에 제공되는 제1밸브와,
    상기 메인 엔진용 보일러와 상기 가열부 사이에 제공되는 제2밸브를 포함하고,
    상기 스팀이 상기 메인 터빈 또는 상기 가열부로 공급되도록 상기 제1밸브와 상기 제2밸브의 개폐를 제어하는 해상 부유 구조물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 메인 엔진용 보일러로부터 공급되는 스팀을 이용하여 발전하는 발전용 터빈을 더 포함하고,
    상기 메인 엔진용 보일러와 상기 발전용 터빈 사이에 제공되는 제3밸브를 포함하는 해상 부유 구조물.
  5. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재기화 설비는
    상기 가열부와 상기 액화천연가스 공급라인 사이에 폐사이클을 이루며 열유체를 순환하여 열원을 전달하는 보조 열교환기를 더 포함하는 해상 부유 구조물.
  6. 액화천연가스 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 재기화하여 공급하기 위한 재기화 설비를 갖춘 해상 부유 구조물의 액화천연가스 재기화 방법에 있어서,
    추진력 발생을 위한 엔진용 보일러를 이용하여 스팀을 생산하는 스팀 생산단계;
    상기 액화천연가스 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 공급하는 액화천연가스 공급단계; 및
    상기 스팀 생산단계에서 생산된 스팀을 이용하여 상기 액화천연가스 공급단계에서 공급되는 액화천연가스를 열교환에 의해 가열하여 천연가스로 재기화시키는 재기화 단계;
    를 포함하는 액화천연가스 재기화 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 재기화 단계는
    상기 스팀 생산단계에서 생산된 스팀이 엔진 터빈으로 공급되는 것을 차단하는 단계와,
    상기 스팀 생산단계에서 생산된 스팀을 액화천연가스가 공급되는 액화천연가스 공급라인과 연계된 열교환기로 공급하는 단계를 포함하는 액화천연가스 재기화 방법.
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KR20200074828A (ko) * 2018-12-17 2020-06-25 한국조선해양 주식회사 가스 공급 시스템 및 이를 구비한 선박

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