KR20150068806A - Ｌｎｇ 연료탱크의 연료가스공급용 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체에 관한 것으로서, 연료탱크에 LNG를 적재 또는 하역시키기 위하여 설치되는 펌프 타워와, 상기 펌프 타워와 간격을 두고 설치되어 동력발생장치에 연료를 공급하기 위한 연료공급펌프와, 상기 연료탱크에 저온의 LNG를 분사하기 위한 분사펌프를 포함하되, 상기 연료공급펌프와 분사펌프를 지지하는 바닥면에는 주변 바닥면보다 상대적으로 낮은 요홈부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

ＬＮＧ 연료탱크의 연료가스공급용 구조체{STRUCTURE FOR SUPPLYING FUEL GAS OF LNG CARGO TANK}

본 발명은 LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료공급펌프가 연료탱크 내의 소량의 LNG를 이송하여 연료로 사용할 수 있도록 한 LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(이하, LNG라고 함)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.

상기 LNG는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

상기 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 연료탱크(흔히, '화물창'이라고 함)를 포함한다.

최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 연료탱크가 포함된다.

LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 연료탱크 내에 저장하고, 필요시 이 연료탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 연료탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 연료탱크가 설치되어 있다.

상기 LNG 연료탱크는 대표적으로 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다.

그리고, 대표적으로 멤브레인형 연료탱크는 GTT NO 96, Mark Ⅲ 및 CS1으로 나눠지며, 독립형 연료탱크는 MOSS형과 SPB형으로 나눠진다.

이와 같은 멤브레인형 LNG 연료탱크의 경우, 엔진, 가스터빈, 보일러와 같은 동력발생장치에서 요구하는 연료는 주로 연료탱크 내의 자연 증발가스를 사용하게 된다.

다만, 자연 증발가스가 필요량보다 적은 경우에는 연료탱크 내의 LNG를 연료공급펌프를 통해 이송하여 연료부족량을 채울 수 있도록 설계되어 있다.

그런데, 선박의 연료 공급이 가능하도록 최소한의 LNG만 남겨뒀을 경우, 선박이 파도가 거친 악조건 운항 시에 선박의 운동에 의해 순간적으로 LNG가 저수위에 도달하여 상기 연료공급펌프의 구동이 멈추는 경우가 있는데, 이는 상기 연료탱크의 바닥 전체면이 평평한 형상으로 설계되어 있기 때문에 이와 같은 문제를 자주 일으키게 된다.

대한민국 공개특허공보 제2012-0077627호(2012.07.10)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 연료탱크에 잔류하는 최소한의 LNG가 선박의 요동에도 수위가 유지될 수 있도록 하여 선박의 동력발생장치에 연료 공급을 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체는, LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체에 있어서, 연료탱크에 LNG를 적재 또는 하역시키기 위하여 설치되는 펌프 타워; 상기 펌프 타워와 간격을 두고 설치되어 동력발생장치에 연료를 공급하기 위한 연료공급펌프; 및, 상기 연료탱크에 저온의 LNG를 분사하기 위한 분사펌프;를 포함하되, 상기 연료공급펌프와 분사펌프를 지지하는 바닥면에는 주변 바닥면보다 상대적으로 낮은 요홈부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 요홈부가 설치되는 바닥면 아래에 단열재가 설치되되, 상기 단열재는 요홈부의 깊이만큼 하향 조정되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

특히 상기 요홈부의 측면에는 상,하면 각각에 플랜지가 형성되는 측면 브라켓이 설치되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체에 의하면, 연료탱크 내의 연료공급펌프의 위치를 하향 조정하여 선박의 요동에도 연료로 사용하기 위한 연료탱크 내의 잔여 LNG가 연료공급펌프와 분사펌프 주위에서 일정한 수위를 유지할 수 있도록 함으로써, 상기 연료공급펌프의 구동 정지를 방지할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인해 선박의 동력발생장치에 연료 공급을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 펌프 타워의 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 펌프 타워가 설치된 LNG 저장탱크를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 요홈부의 설치 구조를 나타내는 사시도이다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 LNG 연료탱크(T) 내에는 LNG의 적재 또는 하역을 위한 펌프 타워(100)가 설치되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 펌프 타워(100)는, LNG를 운반 또는 저장하는 가스 운반선, 부유식 해상 구조물(LNG-레내 LNG-FSRU), 및 LNG 재기화 선박(LNG-RV) 등의 연료탱크(T)에 LNG를 적재(loading) 또는 하역(unloading)시키기 위하여 상기 연료탱크(T) 내에 설치되는바, 연료탱크(T) 내부로 LNG를 공급하는 공급 파이프(111)와, 상기 저장 탱크 내부에 저장된 LNG를 배출하는 배출 파이프(112)와, 상기 배출 파이프(112)에 연결되어 배출 파이프(112)로 LNG를 공급하는 메인 펌프(미도시)의 고장 시에 연료탱크(T) 내부에 저장된 LNG를 외부로 배출하기 위한 응급 파이프(113)와 같이 LNG를 적재 또는 하역을 위한 지지 파이프(110)가 구비된다.

또한, 상기 배출 파이프(112)를 통해 연료탱크(T) 내에 선적되어 있는 LNG가 외부로 배출되며, LNG의 배출 과정에서 발생하는 응력을 지탱하기 위한 트러스트 구조의 파이프 연결부재(120)가 각각의 지지 파이프(110)에 연결되어 이들을 지지하게 된다.

이러한 구조의 펌프 타워(100)는 도 4에 도시한 바와 같이, 연료탱크(T)의 바닥면에 고정된 베이스 지지체(150)에 의해 설치되어 지지된다.

또한, 상기 펌프 타워(100)와 간격을 두고 설치되어 엔진, 가스터빈, 보일러와 같은 동력발생장치(미도시)에 연료를 공급하기 위한 연료공급펌프(130)와, 상기 연료탱크(T)에 저온의 LNG를 분사하기 위한 분사펌프(140)가 구비된다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연료탱크(T)에 연료로 사용하기 위한 잔여 LNG가 선박의 요동에도 연료공급펌프(130)와 분사펌프(140) 주위에서 수위가 유지될 수 있도록 이들을 지지하는 바닥면에는 주변 바닥면보다 상대적으로 낮은 요홈부(sump well,10)가 형성된다.

상기 잔여 LNG가 선박의 요동에도 상기 요홈부(10)에 일정량이 잔류하게 되면서 수위가 유지되므로 일시적인 연료 공급 차단에 의한 연료공급펌프(130)의 구동 정지 현상을 방지할 수 있게 된다.

이와 같은 요홈부(10)는 선박 운항 중에 발생되는 연료탱크(T) 내의 슬로싱(sloshing)에 견딜 수 있는 강도 및 강성을 갖는 것이 무엇보다 중요하며, 상기 요홈부(10)의 위치, 길이, 폭 및 높이 등의 치수는 연료탱크(T)의 크기 및 LNG 적재량 등을 고려하여 결정할 수 있다.

그리고, 상기 요홈부(10)가 설치되는 바닥면 아래에 위치하는 단열재(insulation box, 200)는 요홈부(10)의 깊이만큼 하향 조정되는 것이 구조적인 강도를 확보하는 데 유리하다.

한편, 상기 요홈부(10)에 설치되는 연료공급펌프(130)와 분사펌프(140)는 그 길이를 상기 요홈부(10)의 깊이만큼 하향 조정하는 것이 바람직하다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 요홈부(10)의 측면부는 LNG 선박의 건조 중에 임시 통로로 사용하는 스테인레스강(SUS) 소재의 측면 브라켓(11)을 사용하여 제작하게 되며, 도시된 바와 같이 상기 요홈부(10)에 쉽게 용접 고정할 수 있도록 상,하면 각각에 플랜지(11a)가 설치된다.

이와 같은 측면 브라켓(11)은 구조적인 강도를 확보하는 측면에서 소재, 두께, 치수 등을 고려하여 결정되어야 한다.

따라서, 본 발명에 따른 LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체는, 연료탱크(T)의 멤브레인 벽체 구조나 펌프 타워(100)의 복잡한 구성에 영향을 받지 않도록 펌프 타워(100)를 지지하는 특정 바닥면에 요홈부(10)를 형성함으로써, 선박이 파도가 거친 악조건 상황이더라도 연료탱크(T) 내에 잔류하는 잔여 LNG의 저수위 현상이 방지되어 엔진, 가스터빈, 보일러 등의 동력발생장치에 항상 연료를 안정적으로 공급할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 펌프 타워 110 : 지지 파이프
111 : 공급 파이프 112 : 배출 파이프
113 : 응급 파이프 120 : 파이프 연결부재
130 : 연료공급펌프 140 : 분사펌프
150 : 베이스 지지체 200 : 단열재
10 : 요홈부 11 : 측면 브라켓
11a : 플랜지

Claims (3)

1. LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체에 있어서,
   연료탱크에 LNG를 적재 또는 하역시키기 위하여 설치되는 펌프 타워;
   상기 펌프 타워와 간격을 두고 설치되어 동력발생장치에 연료를 공급하기 위한 연료공급펌프; 및,
   상기 연료탱크에 저온의 LNG를 분사하기 위한 분사펌프;를 포함하되,
   상기 연료공급펌프와 분사펌프를 지지하는 바닥면에는 주변 바닥면보다 상대적으로 낮은 요홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 요홈부가 설치되는 바닥면 아래에 단열재가 설치되되,
   상기 단열재는 요홈부의 깊이만큼 하향 조정되어 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 요홈부의 측면에는 상,하면 각각에 플랜지가 형성되는 측면 브라켓이 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 연료탱크의 연료가스공급용 구조체.
   
   
   

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