KR20140084831A - Ｌｎｇ 운송용 컨테이너형 저장용기 및 저장방법 - Google Patents

Abstract

LNG 운송용 컨테이너형 저장용기 및 저장방법이 개시된다. 본 발명의 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기는 액화천연가스를 저장하여 운송하는 저장용기에 있어서, 컨테이너 몸체; 컨테이너 몸체 내부에 마련되는 LNG 저장탱크; 및 컨테이너 몸체와 LNG 저장탱크 사이의 공간에 마련되는 단열부를 포함한다.

Description

ＬＮＧ 운송용 컨테이너형 저장용기 및 저장방법{Container Type Storage Tank And Storage Method For LNG Transportation}

본 발명은 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨테이너형 몸체 내부에 LNG 저장탱크와 단열부를 마련하여, LNG를 저장하여 운송하는 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기에 관한 것이다.

천연가스는 경제성이 있고 친환경적인 에너지로 많이 소비되고 있다. 그러나 천연가스 상태로 이송하기에는 부피로 인해 운송 효율이 떨어진다.

이러한 점을 보완하기 위해, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 상태로 운송하는 방법이 제시되었다. 액화천연가스는 메탄(Methane)을 주성분으로 한 천연가스를 대기압에서 -162℃의 극저온 상태로 냉각시켜 그 부피를 600분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체로서, 기체상태보다 수송 효율이 좋아서 장거리 수송에 경제성이 있는 것으로 알려져 있다.

이와 같은 액화천연가스는 생산 플랜트의 건설 및 운반선의 건조 비용이 많이 소요되어 경제성을 만족시키기 위해서 대규모, 장거리 수송에 적용되어 왔으며, 이에 반하여, 소규모, 단거리 수송에는 파이프라인이나 CNG(Compressed Natural Gas)가 경제성이 있다고 알려져 있다.

하지만 파이프라인을 이용한 수송의 경우 지리적 제약이 따르며, 환경 파괴의 문제 등을 야기할 수 있고, CNG는 수송 효율이 낮은 단점이 있어, 극저온의 LNG를 적재할 수 있는 저장 용기를 마련한 LNG carrier와 같은 선박으로 수송하는 경우가 많다.

그러나 LNG는 수송효율이 기체상태인 천연가스에 비해 월등히 우수하지만, -163℃의 극저온인 LNG는 온도변화에 민감하여 취급이 까다로우며 선적과 하역을 위해서는 일반 화물용 컨테이너를 취급하는 항만시설과는 다른 특수한 시설들을 갖추어야만 하였다. 또한 극저온용 저장용기를 갖추고 LNG를 이송하는 LNG carrier는 일반 화물선에 비해 제작비용이 높고 저장설비의 파손이 있을 경우 보수하기 까다롭고 비용과 시간이 많이 소요되었다.

LNG Carrier와 같은 LNG 운반선은 선적 및 하역시에 특수한 시설을 갖추어야 하므로, 이러한 시설이 구축되지 않은 저개발국가들에서는 LNG를 하역하는데 어려움이 있다. 또한 LNG 운반선은 제작비용이 높고, LNG 저장용기의 형상과 구조상의 제약으로 선박 내 공간 활용도가 떨어지고 동일한 규모의 화물선보다 수송률이 떨어지는 문제가 있다.

또한 LNG 운반선에서는 대용량의 저장용기에 LNG를 저장함으로써, 저장용기가 파손되어 보수해야하는 경우도 대용량 저장용기를 비우고 보수하는 것이 쉽지 않은 문제가 있었고, 비용과 시간이 많이 소요되었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 컨테이너형 LNG 저장용기를 통해 일반적인 컨테이너 운반선으로도 운반할 수 있게 하고 별도의 설비 없이도 기존의 항만시설만으로 LNG의 선적 및 하역이 용이하도록 하며, 파손시 보수작업이 수월한 LNG 운송용 저장용기를 제안하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 저장하여 운송하는 저장용기에 있어서,

컨테이너 몸체;

상기 컨테이너 몸체 내부에 마련되는 LNG 저장탱크; 및

상기 컨테이너 몸체와 상기 LNG 저장탱크 사이의 공간에 마련되는 단열부를 포함하는 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기가 제공된다.

상기 LNG 저장탱크는 원기둥 형상을 띠며, 내압성 인바(invar) 강으로 이루어진 멤브레인형 탱크일 수 있다.

상기 단열부는 상기 컨테이너 몸체 내부에서 상기 LNG 저장탱크를 지지하며 상기 컨테이너 몸체와 상기 LNG 저장탱크 사이에 공간을 마련하는 지지구조와, 상기 지지구조에 의해 마련된 상기 공간에 충진되는 단열재를 포함할 수 있다.

상기 지지구조는 플라이우드 또는 복합물질(composite material)로 이루어지며, 상기 단열재는 펄라이트(perlite) 또는 글래스 버블(glass bubble)을 포함할 수 있다.

상기 LNG 저장탱크는 다각기둥 형상을 띠며, 인바(invar) 강으로 이루어진 멤브레인형 탱크일 수 있다.

상기 단열부는 상기 컨테이너 몸체 내부에서 상기 LNG 저장탱크를 지지하며, 상기 컨테이너 몸체와 상기 LNG 저장탱크 사이에 공간을 마련하고 상기 공간에 충진되는 고밀도 폴리우레탄 폼 단열재를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화천연가스를 운송하기 위한 저장방법에 있어서,

LNG를 저장하는 인바(invar) 강으로 이루어진 멤브레인형 탱크를 컨테이너 내부에 마련하고, 상기 멤브레인형 탱크와 상기 컨테이너 사이에 단열층부를 마련하는 것을 특징으로 하는 LNG 운송용 컨테이너형 저장방법이 제공된다.

본 발명의 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기는, 컨테이너 몸체 내부에 LNG 저장탱크를 마련하고, 컨테이너 몸체와 LNG 저장탱크 사이의 공간에 단열부를 마련한 LNG 저장용기를 제시한다. 이와 같은 본 발명의 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기는 LNG 운반선이 아닌 일반적인 컨테이너 운반선으로도 운반할 수 있고, 별도의 설비 없이도 크레인 등 기존의 항만시설만으로 LNG의 선적 및 하역이 용이하도록 하며, 파손시 컨테이너별로 보수작업을 진행할 수 있어 작업시간과 비용을 절감할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기의 개략적인 투시도이다.
도 2는 도 1의 실시예에서 단면모습을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기의 개략적인 투시도이다.
도 4는 도 3의 실시예에서 단면모습을 개략적으로 도시한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기의 개략적인 투시도이고, 도 2는 본 실시예의 단면모습을 개략적으로 도시한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기의 개략적인 투시도이고, 도 4는 그 단면모습을 개략적으로 도시한다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기는, 액화천연가스를 저장하여 운송하는 저장용기에 있어서, 컨테이너 몸체(100)와, 컨테이너 몸체(100) 내부에 마련되는 LNG 저장탱크(200A, 200B)와, 컨테이너 몸체(100)와 LNG 저장탱크(200A, 200B) 사이의 공간에 마련되는 단열부(300A, 300B)를 포함한다.

일 실시예로써, 전술한 LNG 저장탱크(200A)는 원기둥 형상을 띠며, 내압성 인바(invar) 강으로 이루어진 멤브레인형 탱크일 수 있다.

이와 같은 본 실시예의 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기의 투시도와 단면모습을 도 1과 도 2에서 각각 확인할 수 있다.

단열부(300A)는 컨테이너 몸체(100) 내부에서 LNG 저장탱크(200A)를 지지하며 컨테이너 몸체(100)와 LNG 저장탱크(200A) 사이에 공간을 마련하는 지지구조와, 지지구조에 의해 마련된 공간에 충진되는 단열재를 포함할 수 있다.

지지구조는 플라이우드 또는 복합물질(composite material)로 이루어지며, 단열재는 펄라이트(perlite) 또는 글래스 버블(glass bubble), 폴리우레탄 폼을 포함할 수 있다.

본 실시예에서와 같이 원기둥 형상의 LNG 저장탱크(200A)를 갖춘 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기는 가압 액화천연가스를 저장하여 운송하는 저장용기로 이용될 수 있다.

가압 액화천연가스란, 천연가스에 압력을 가하여 액화점을 상승시켜 액화시킨 것으로, 액화천연가스 생산 공정에서 필요한 산성가스(Acid gas)의 제거 및 NGL(Natural Gas Liquid)의 분별 등과 같은 처리단계를 축소할 수 있어 이에 따른 설비와 그에 따른 설비면적을 감축할 수 있어 생산 단가 측면과 운송 효율 측면에서 우수성이 인정된다. 가압 액화천연가스의 압력은 상압(1bar) 이상, 예를 들어 13 내지 25bar일 수 있는데, 내압성 인바(invar) 강으로 이루어진 멤브레인형 탱크인 본 실시예의 원기둥 형상의 LNG 저장탱크(200A)는 이와 같은 가압 액화천연가스를 저장하여 운송할 때 적용될 수 있다. 내부의 LNG 저장탱크(200A)가 원기둥 형상이더라도 외부의 컨테이너형 몸체(100)는 직육면체의 컨테이너 형태로 함으로써 운반 및 적재시에 유리하다.

가압 액화천연가스가 저장되는 경우 LNG 저장탱크(200A)의 Invar 강 두께는, 온도차와 압력에 의해 발생할 수 있는 수축 등에 의한 단차와 고압 상황을 고려하여 1.0 내지 30 mm, 일 예로 1.5 mm일 수 있다. LNG 저장탱크(200A)는 예를 들어, 이 같은 두께의 Invar 강으로 이루어지며 저장된 가압 액화천연가스의 수밀을 위한 1, 2차 격벽(미도시)과, 저장용기의 구조적 강성 및 단열을 위해 격벽 사이와 2차 격벽 외부에 마련되는 1, 2차 플레이트 층(미도시)을 포함하는 이중 구조로 이루어질 수도 있다.

다른 실시예로써, LNG 저장탱크(200B)는 다각기둥 형상을 띠며, 인바(invar) 강으로 이루어진 멤브레인형 탱크일 수 있다.

이와 같은 본 실시예의 다각기둥 형상, 예를 들어 직육면체 형태인 사각기둥 형상을 띤 LNG 저장탱크(200B)가 마련된 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기의 투시도와 단면모습을 도 3과 도 4에서 각각 확인할 수 있다.

단열부(300B)는 컨테이너 몸체(100) 내부에서 LNG 저장탱크(200B)를 지지하며, 컨테이너 몸체(100)와 LNG 저장탱크(200B) 사이에 공간을 마련하고 공간에 충진되는 고밀도 폴리우레탄 폼 단열재를 포함할 수 있다.

본 실시예의 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기는 상압인 액화천연가스의 저장 및 운송을 위해 적용될 수 있다. 상압인 액화천연가스를 저장하므로 본 실시예의 LNG 저장탱크(200B)는 앞선 실시예에서 가압 액화천연가스를 저장할 때보다 인바 강의 두께를 얇게 제작할 수 있으나, 가압 액화천연가스보다 낮은 온도의 상압 액화천연가스는 온도변화에 민감하므로 고밀도 폴리우레탄 폼 단열재 등 단열성이 우수한 소재로 단열부(300B)를 구성해야 한다. 고밀도 폴리우레탄 폼 단열재는 밀도가 100 내지 300 ㎏/㎥인 폴리우레탄 폼일 수 있다.

고밀도 폴리우레탄 폼 단열재는 수밀성이 있으므로, 액화천연가스가 LNG 저장탱크(200B)로부터 일부 누출되거나 넘치더라도 단열재에 스며들지 않아 단열 성능을 유지할 수 있다. 이를 통해 누출된 극저온의 액화천연가스와 컨테이너형 몸체(100)의 금속이 직접 접촉하면서 Cold spot에 의해 컨테이너형 저장용기에 구조적인 손상 등의 문제를 발생시키는 것을 방지할 수 있다.

상압인 액화천연가스를 저장되는 경우 LNG 저장탱크(200B)의 Invar 강 두께는, 0.1 내지 10 mm, 일 예로 0.7 mm일 수 있다. 상압인 액화천연가스가 저장되는 경우 역시, 이중 구조로 LNG 저장탱크(200B)를 제작하여 수밀성을 강화할 수 있다. 이중 구조의 LNG 저장탱크는(200B)는 수밀을 위한 Invar 강의 1, 2차 격벽(미도시)과, 저장용기의 구조적 강성 및 단열을 위해 격벽 사이와 2차 격벽 외부에 마련되는 1, 2차 플레이트 층(미도시)을 포함할 수 있다.

상압인 액화천연가스가 저장되는 경우, LNG 저장탱크(200B) 내부에서 발생하는 BOG(Boil-Off Gas)를 처리하기 위해 컨테이너 몸체(100)에는 BOG 처리장치(미도시)가 마련될 수 있다. BOG 처리장치(미도시)는 일 예로, 발생한 BOG를 컨테이너형 저장용기에서 배출시켜 저장용기를 운송하는 운송수단, 또는 운송수단에 마련된 발전설비 등의 연료로 공급하는 장치일 수 있다. 다른 예로 BOG 처리장치(미도시)는, 발생한 BOG를 저장탱크에서 배출한 후 연소시켜 외부로 배출하거나, 재액화하여 재저장하는 방식의 처리장치일 수도 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화천연가스를 운송하기 위한 저장방법에 있어서,

LNG를 저장하는 인바(invar) 강으로 이루어진 멤브레인형 탱크를 컨테이너 내부에 마련하고, 멤브레인형 탱크와 컨테이너 사이에 단열층부를 마련하는 것을 특징으로 하는 LNG 운송용 컨테이너형 저장방법이 제공된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예들의 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기는, 컨테이너 몸체(100) 내부에 LNG 저장탱크(200A, 200B)를 마련하고, 컨테이너 몸체(100)와 LNG 저장탱크(200A, 200B) 사이의 공간에 단열부(300A, 300B)를 마련한 LNG 저장용기를 제시한다.

이를 통해 본 실시예의 LNG 저장용기는 제작비용이 비싼 LNG 운반선만이 아니라, 일반적인 컨테이너 운반선으로도 운반할 수 있다. 컨테이너형으로 제작되므로 별도의 설비 없이도 크레인 등 기존의 항만시설만으로 LNG의 선적 및 하역이 용이하게 이루어질 수 있도록 하며, 하역한 컨테이너형 저장용기는 그대로 육상운송수단에 연결하여 필요한 소비지에 이동시킬 수도 있어, 저개발국 등 LNG 하역 설비가 구축되지 않은 소비지에 LNG를 공급할 수 있는 유용한 수단이 될 것으로 기대된다.

또한 저장용기의 파손이나 점검이 필요한 때에도 컨테이너별로 보수작업을 진행할 수 있어 시간과 비용을 절감할 수 있도록 한다.

이와 같은 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 컨테이너 몸체
200: LNG 저장탱크
300: 단열부

Claims (7)

1. 액화천연가스를 저장하여 운송하는 저장용기에 있어서,
   컨테이너 몸체;
   상기 컨테이너 몸체 내부에 마련되는 LNG 저장탱크; 및
   상기 컨테이너 몸체와 상기 LNG 저장탱크 사이의 공간에 마련되는 단열부를 포함하는 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 LNG 저장탱크는 원기둥 형상을 띠며, 내압성 인바(invar) 강으로 이루어진 멤브레인형 탱크인 것을 특징으로 하는 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 단열부는
   상기 컨테이너 몸체 내부에서 상기 LNG 저장탱크를 지지하며 상기 컨테이너 몸체와 상기 LNG 저장탱크 사이에 공간을 마련하는 지지구조; 및
   상기 지지구조에 의해 마련된 상기 공간에 충진되는 단열재를 포함하는 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 지지구조는 플라이우드 또는 복합물질(composite material)로 이루어지며, 상기 단열재는 펄라이트(perlite) 또는 글래스 버블(glass bubble)을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 LNG 저장탱크는 다각기둥 형상을 띠며, 인바(invar) 강으로 이루어진 멤브레인형 탱크인 것을 특징으로 하는 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기.
6. 제 5항에 있어서, 상기 단열부는
   상기 컨테이너 몸체 내부에서 상기 LNG 저장탱크를 지지하며, 상기 컨테이너 몸체와 상기 LNG 저장탱크 사이에 공간을 마련하고 상기 공간에 충진되는 고밀도 폴리우레탄 폼 단열재를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 운송용 컨테이너형 저장용기.
7. 액화천연가스를 운송하기 위한 저장방법에 있어서,
   LNG를 저장하는 인바(invar) 강으로 이루어진 멤브레인형 탱크를 컨테이너 내부에 마련하고, 상기 멤브레인형 탱크와 상기 컨테이너 사이에 단열층부를 마련하는 것을 특징으로 하는 LNG 운송용 컨테이너형 저장방법.

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