KR20160020720A - Lng 재기화 시스템 및 lng 재기화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LNG 재기화 시스템 및 LNG 재기화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고압 펌프 내장형 카고탱크를 포함하는 LNG 재기화 시스템 및 LNG 재기화 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, LNG 재기화 시스템에 있어서, 고압 펌프가 카고탱크에 내장되어 있어, 고압 펌프가 과열될 때 카고탱크 내의 액화천연가스에 의해 냉각되므로 고압 펌프를 냉각시키기 위한 별도의 냉각기를 필요로 하지 않고, 또한, 종래 선수에 설치되어 있던 고압 펌프가 차지하던 공간을 활용하여 LNG 재기화 시스템의 배치의 효율화를 도모할 수 있다.

Description

LNG 재기화 시스템 및 LNG 재기화 방법 {LNG Regasification System and Method for Regasifying LNG}

본 발명은 부유식 해상 구조물에서 액화천연가스(Liquified Natural Gas, LNG)를 재기화한 후 재기화된 가스 상태의 천연가스를 육상의 소요처로 공급하기 위한 LNG 재기화 시스템 및 LNG 재기화 방법에 관한 것이다.

근래, 천연가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스의 상태로 LNG 캐리어(특히, LNG 수송선)에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -160℃)으로 압축 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG 수송선은, 액화천연가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 액화천연가스를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크(흔히, ‘화물창’이라 함)를 포함한다. 통상, 이러한 LNG 수송선은 LNG 저장탱크 내의 액화천연가스를 액화된 상태 그대로 육상에 하역하며, 하역된 LNG는 육상에 설치된 LNG 재기화 설비에 의해 재기화된 후 천연가스의 소비처로 가스 배관을 통해 운반된다.

이러한 육상의 LNG 재기화 설비는 천연가스 시장이 잘 형성되어 있어 안정적으로 천연가스의 수요가 있는 곳에 설치하는 경우에는 경제적으로 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나, 천연가스의 수요가 계절적, 단기적 또는 주기적으로 있는 천연가스 소요처의 경우에는, 높은 설치비와 관리비로 인해, 육상에 LNG 재기화 설비를 설치하는 것이 경제적으로 매우 불리하다.

특히, 자연재해 등에 의해 육상의 LNG 재기화 설비가 파괴될 경우, LNG 수송선이 소요처에 LNG를 싣고 도달한다 하더라도, 그 LNG를 재기화할 수 없다는 점에서 기존 LNG 수송선을 이용한 천연가스 운반은 한계성을 안고 있다.

본 발명은 고압 펌프 내장형 카고탱크를 포함하는 LNG 재기화 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 또한, 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크를 이용한 LNG 재기화 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 또한, 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크를 포함하는 LNG 재기화 시스템을 포함하는 부유식 해상 구조물을 제공하고자 한다.

이에 본 발명은 바람직한 제1 구현예로서, LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 재기화하여, 재기화된 천연가스를 육상의 소요처에 공급하기 위한, 해상 부유 구조물에 설치되는 LNG 재기화 시스템으로서, (a) LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스가 저장된 고압 펌프 내장형 카고탱크로부터 이송된 액화천연가스를 일시 저장한 후, 액화천연가스를 고압 펌프로 이송하는 석션드럼(Suction Drum); (b) LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 저장하는 카고탱크로서, 상기 석션드럼으로부터 이송된 액화천연가스를 승압시키는 고압 펌프를 포함하는 고압 펌프 내장형 카고탱크(High Pressure Pump Embedded Cargo Tank); 및 (c) 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크의 고압 펌프에서 승압된 액화천연가스를 가스 상태의 천연가스로 기화시키기 위한 기화기(Vaporizer)를 포함하는, LNG 재기화 시스템을 제공한다.

상기 구현예에 의한 고압 펌프 내장형 카고탱크는 액화천연가스를 석션드럼으로 공급하기 위한 저압펌프를 포함하는 것일 수 있다.

상기 구현예에 의한 고압 펌프 내장형 카고탱크에 포함된 고압 펌프는 카고탱크 내부의 액화천연가스에 의해 냉각되는 것일 수 있다.

상기 구현예에 의한 석션드럼은 고압 펌프 내장형 카고탱크에 인접하여 설치되는 것일 수 있다.

본 발명은 또한 바람직한 제2 구현예로서, LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 재기화하여, 재기화된 천연가스를 육상의 소요처에 공급하기 위한, 해상 부유 구조물에 설치되는 LNG 재기화 방법으로서, (S1) LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스가 저장된 고압 펌프 내장형 카고탱크로부터 석션드럼으로 액화천연가스를 이송하여 저장하는 단계; (S2) 상기 석션드럼에 저장된 액화천연가스를 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크의 고압 펌프로 이송하여 승압시키는 단계; 및 (S3) 상기 고압 펌프에서 승압된 액화천연가스를 기화기로 이송하여 기화시키는 단계를 포함하는, LNG 재기화 방법을 제공한다.

상기 구현예에 의한 (S1) 단계에서 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크 내에 설치된 저압 펌프를 이용하여 고압 펌프 내장형 카고탱크로부터 석션드럼으로 액화천연가스를 이송하는 것일 수 있다.

상기 구현예에 의한 고압 펌프 내장형 카고탱크에 포함된 고압 펌프는 카고탱크 내부의 액화천연가스에 의해 냉각되는 것일 수 있다.

상기 구현예에 의한 석션드럼은 고압 펌프 내장형 카고탱크에 인접하여 설치되는 것일 수 있다.

본 발명에 따르면, LNG 재기화 시스템에 있어서, 고압 펌프가 카고탱크에 내장되어 있어, 고압 펌프가 과열될 때 카고탱크 내의 액화천연가스에 의해 냉각되므로 고압 펌프를 냉각시키기 위한 별도의 냉각기를 필요로 하지 않고, 또한, 종래 선수에 설치되어 있던 고압 펌프가 차지하던 공간을 활용하여 LNG 재기화 시스템의 배치의 효율화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 재기화 시스템의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 재기화 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 펌프 내장형 카고탱크의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 작용을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 재기화 시스템의 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 재기화 방법의 흐름도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 펌프 내장형 카고탱크의 단면도가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 재기화 시스템(1)은 LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 재기화하여, 재기화된 천연가스를 육상의 소요처에 공급하기 위한, 해상 부유 구조물에 설치되는 LNG 재기화 시스템(1)으로서, (a) LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스가 저장된 고압 펌프 내장형 카고탱크(10)로부터 이송된 액화천연가스를 일시 저장한 후, 액화천연가스를 고압 펌프(12)로 이송하는 석션드럼(Suction Drum)(20); (b) LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 저장하는 카고탱크로서, 상기 석션드럼(20)으로부터 이송된 액화천연가스를 승압시키는 고압 펌프(12)를 포함하는 고압 펌프 내장형 카고탱크(High Pressure Pump Embedded Cargo Tank)(10); 및 (c) 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크(10)의 고압 펌프(12)에서 승압된 액화천연가스를 가스 상태의 천연가스로 기화시키기 위한 기화기(Vaporizer)(30)를 포함할 수 있다.

일반적으로, 석션드럼(20)은 통상 복수개로 이루어진 카고탱크 내의 액화천연가스의 제어를 보다 용이하게 하기 위해 마련될 수 있으며, 도시되어 있지 는 않지만, 내부 압력 및/또는 액화천연가스의 레벨 조절이 가능한 것일 수 있다.

본 발명에 있어서, 석션드럼(20)은 고압 펌프 내장형 카고탱크(10)로부터 이송된 액화천연가스를 일시 저장한 후, 상기 액화천연가스를 고압 펌프(12)로 이송할 수 있다.

상기 고압 펌프 내장형 카고탱크(10)에는 LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스가 저장될 수 있다. 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크(10)에 저장된 액화천연가스는 석션드럼(20)으로 이송된 후, 일시 저장된 다음 일정 압력으로 내보내어져, 액화천연가스의 승압을 위해 고압 펌프(12)로 이송될 수 있다.

본 발명에 있어서, 고압 펌프 내장형 카고탱크(10)는 LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 저장하는 카고탱크의 역할을 하는 동시에, 상기 석션드럼(20)으로부터 이송된 액화천연가스를 승압시키는 고압 펌프(12)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 고압 펌프 내장형 카고탱크(10)는 LNG 수송선으로부터 액화천연가스를 저장한 뒤, 상기 액화천연가스를 석션드럼(20)으로 이송하되, 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크(10)의 카고탱크 본체(11) 내부에 설치된 저압 펌프(13)를 이용하여 액화천연가스를 석션드럼(20)으로 이송할 수 있다.

또한, 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크(10) 내부에는 고압 펌프(12)가 설치되어 있어 상기 석션드럼(20)에서 일시 저장된 후 일정 압력으로 이송된 액화천연가스를 승압시킬 수 있다.

이때, 상기 고압 펌프(12)는 카고탱크 본체(11) 내부에 내장됨으로써, 고압 펌프(12)가 과열될 때 카고탱크 내부에 저장된 액화천연가스에 의해 냉각될 수 있다. 이와 같은 고압 펌프 내장형 카고탱크(10)로 인하여 종래 LNG 재기화 시스템에서 고압 펌프(12) 과열시 냉각을 위해 필요하던 별도의 냉각기를 설치하지 않고서도 고압 펌프(12)의 과열을 방지할 수 있다.

또한, 종래 선수에 설치되었던 LNG 재기화 시스템에서, 고압 펌프(12)가 카고탱크 본체(11) 내부에 내장됨으로써, 고압 펌프(12)가 차지하던 공간만큼 선수에 공간적이 여유가 생겨, LNG 재기화 시스템의 배치의 효율화를 도모할 수 있다.

이에 따라, 상기 석션드럼(20)을 고압 펌프 내장형 카고탱크(10)의 인접하여 배치함으로써, 액화천연가스 이송시 사용되는 LNG 공급 배관의 사용을 최소화할 수 있다.

본 발명에 있어서, 기화기(30)는 고압 펌프 내장형 카고탱크(10)의 고압 펌프(12)에서 승압된 액화천연가스를 가스 상태의 천연가스로 기화시킬 수 있다.

상기 기화기(30)는 열교환에 의해 액화천연가스를 기화시킬 수 있으며, 이?, 열교환 매체로는 해수 또는 청수를 이용하거나, 상기 해수 또는 청수와 함께 열교환 매체(예컨대, 프로판, 에탄, 암모니아 등)를 이용할 수 있다.

상기 기화기(30)에서 기화된 천연가스는 배관을 통하여 육상의 소요처로 공급될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 재기화 방법은 LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 재기화하여, 재기화된 천연가스를 육상의 소요처에 공급하기 위한, 해상 부유 구조물에 설치되는 LNG 재기화 방법으로서, (S1) LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스가 저장된 고압 펌프 내장형 카고탱크로부터 석션드럼으로 액화천연가스를 이송하여 저장하는 단계; (S2) 상기 석션드럼에 저장된 액화천연가스를 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크의 고압 펌프로 이송하여 승압시키는 단계; 및 (S3) 상기 고압 펌프에서 승압된 액화천연가스를 기화기로 이송하여 기화시키는 단계를 포함할 수 있다.

(S1) 단계는 LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스가 저장된 고압 펌프 내장형 카고탱크로부터 석션드럼으로 액화천연가스를 이송하여 저장하는 단계이다.

상기 고압 펌프 내장형 카고탱크는 LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스가 저장될 수 있다. 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크 내에는 저압 탱크도 함께 구비되어 있어, 상기 저압 탱크를 이용하여 카고탱크 내에 저장된 액화천연가스를 석션드럼으로 이송하여, 석션드럼에서 일시 저장할 수 있다.

(S2) 단계는 상기 석션드럼에 저장된 액화천연가스를 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크의 고압 펌프로 이송하여 승압시키는 단계이다.

상기 석션드럼은 액화천연가스를 일시 저장한 후, 고압 펌프로 이송하되, 액화천연가스를 일정 압력으로 유지한 채 고압 펌프로 이송할 수 있다.

상기 고압 펌프에서는 이송된 액화천연가스를 승압시킬 수 있다.

(S3) 단계는 상기 고압 펌프에서 승압된 액화천연가스를 기화기로 이송하여 기화시키는 단계이다.

상기 기화기는 열교환에 의해 액화천연가스를 기화시킬 수 있으며, 이?, 열교환 매체로는 해수 또는 청수를 이용하거나, 상기 해수 또는 청수와 함께 열교환 매체(예컨대, 프로판, 에탄, 암모니아 등)를 이용할 수 있다.

상기 기화기에서 기화된 천연가스는 배관을 통하여 육상의 소요처로 공급될 수 있다.

본 발명은 또한 LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 재기화하여, 재기화된 천연가스를 육상의 소요처에 공급하기 위한, 해상 부유 구조물에 설치되는 LNG 재기화 시스템에 있어서, 상기 LNG 재기화 시스템은 LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 석션드럼으로 이송하는 카고탱크로서, 상기 석션드럼으로부터 이송된 액화천연가스를 승압시키는 고압 펌프를 포함하는 고압 펌프 내장형 카고탱크; 및 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크에 인접하여 설치되는 석션드럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 재기화 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 또한 LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 재기화하여, 재기화된 천연가스를 육상의 소요처에 공급하기 위한, 해상 부유 구조물에 설치되는 LNG 재기화 방법에 있어서, 고압 펌프 내장 카고탱크를 이용하여 LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 석션드럼으로 이송한 후, 상기 석션드럼으로부터 이송된 액화천연가스를 승압시키며, 상기 고압 펌프 내장 카고탱크에 저장된 액화천연가스에 의해 고압 펌프를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 LNG 재기화 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기 LNG 재기화 시스템을 포함하는 부유식 해상 구조물에 관한 것으로서, 상기 부유식 해상 구조물은 FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 일 수 있다.

전술한 바와 같은 LNG 재기화 시스템에 있어서, 고압 펌프가 카고탱크에 내장되어 있어, 고압 펌프가 과열될 때 카고탱크 내의 액화천연가스에 의해 냉각되므로 고압 펌프를 냉각시키기 위한 별도의 냉각기를 필요로 하지 않아, LNG 재기화 시스템의 설치 비용을 절감할 수 있다.

또한, 종래 선수에 설치되어 있던 고압 펌프가 차지하던 공간을 활용하여 LNG 재기화 시스템의 배치의 효율화를 도모할 수 있다.

또한, 고압 펌프 내장형 카고탱크와 석션드럼을 인접하여 배치함으로 인하여 LNG 배관의 사용을 최소화할 수 있어, LNG 재기화 시스템의 설치 비용을 절감할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 LNG 재기화 시스템의 구조를, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1: LNG 재기화 시스템
10: 고압 펌프 내장형 카고탱크
11: 카고탱크 본체 12: 고압 펌프
13: 저압 펌프
20: 석션드럼
30: 기화기

Claims (8)

1. LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 재기화하여, 재기화된 천연가스를 육상의 소요처에 공급하기 위한, 해상 부유 구조물에 설치되는 LNG 재기화 시스템으로서,
   (a) LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스가 저장된 고압 펌프 내장형 카고탱크로부터 이송된 액화천연가스를 일시 저장한 후, 액화천연가스를 고압 펌프로 이송하는 석션드럼(Suction Drum);
   (b) LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 저장하는 카고탱크로서, 상기 석션드럼으로부터 이송된 액화천연가스를 승압시키는 고압 펌프를 포함하는 고압 펌프 내장형 카고탱크(High Pressure Pump Embedded Cargo Tank); 및
   (c) 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크의 고압 펌프에서 승압된 액화천연가스를 가스 상태의 천연가스로 기화시키기 위한 기화기(Vaporizer)를 포함하는, LNG 재기화 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 고압 펌프 내장형 카고탱크는 액화천연가스를 석션드럼으로 공급하기 위한 저압펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는, LNG 재기화 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 고압 펌프 내장형 카고탱크에 포함된 고압 펌프는 카고탱크 내부의 액화천연가스에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 LNG 재기화 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 석션드럼은 고압 펌프 내장형 카고탱크에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 재기화 시스템.
5. LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스를 재기화하여, 재기화된 천연가스를 육상의 소요처에 공급하기 위한, 해상 부유 구조물에 설치되는 LNG 재기화 방법으로서,
   (S1) LNG 수송선으로부터 받은 액화천연가스가 저장된 고압 펌프 내장형 카고탱크로부터 석션드럼으로 액화천연가스를 이송하여 저장하는 단계;
   (S2) 상기 석션드럼에 저장된 액화천연가스를 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크의 고압 펌프로 이송하여 승압시키는 단계; 및
   (S3) 상기 고압 펌프에서 승압된 액화천연가스를 기화기로 이송하여 기화시키는 단계를 포함하는, LNG 재기화 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 (S1) 단계에서 상기 고압 펌프 내장형 카고탱크 내에 설치된 저압 펌프를 이용하여 고압 펌프 내장형 카고탱크로부터 석션드럼으로 액화천연가스를 이송하는 것을 특징으로 하는 LNG 재기화 방법.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 고압 펌프 내장형 카고탱크에 포함된 고압 펌프는 카고탱크 내부의 액화천연가스에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 LNG 재기화 방법.
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 석션드럼은 고압 펌프 내장형 카고탱크에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 재기화 방법.

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