KR20160025706A - 연료공급 및 청정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급 및 청정 시스템은, 연료 세터링 탱크로부터 엔진까지 연결되는 연료 공급 라인; 상기 연료 공급 라인 상에 마련되어, 상기 연료 세터링 탱크로부터 공급되는 연료의 오염물질을 걸러내는 퓨리파이어; 상기 퓨리파이어에서 걸러진 오염물질이 배출되어 저장되도록, 상기 퓨리파이어의 오염물질이 배출되는 배출라인에 연결되는 더티오일탱크; 및 상기 배출라인에 마련되어 상기 더티오일탱크가 일정이상 채워지는 경우 상기 배출라인을 차단하여 역류를 방지하는 차단밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연료공급 및 청정 시스템은, 퓨리파이어로부터 더티오일탱크에 마련되는 배출라인을 개폐하여 퓨리파이어에서 걸러진 슬러지를 더티오일탱크 내에 저장하면서, 더티오일탱크의 일정 용량 이상으로 슬러지나 해수가 차는 경우 배출라인을 폐쇄하여 퓨리파이어로 역류되는 것을 방지하여 펌프나 엔진이 구동될 수 있다.

Description

연료공급 및 청정 시스템{A Fuel Gas Supply System}

본 발명은 연료공급 및 청정 시스템에 관한 것이다.

최근 급격한 산업화로 인해 석유와 같은 자원의 사용량이 급등함에 따라, 석유의 안정적인 생산과 공급이 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다. 그런데 대륙 또는 연해에서의 유전은 이미 많은 시추가 이루어진바, 최근에는 수심이 깊은 심해에 위치한 유전의 개발에 관심이 집중되고 있으며, 이러한 심해 유전을 시추하기 위해서는 일반적으로 드릴십(Drillship)이 이용된다.

드릴십은 첨단 시추장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 선박과 유사한 형태로 제작된 해상 구조물로서, 해상 플랫폼의 설치가 불가능한 심해 지역에서 원유나 가스 등의 채취 작업이 가능하고, 일정 지점에서 시추를 종료하고 다른 지점으로 이동하여 다시 시추를 수행할 수 있다는 장점이 있다.

이러한 드릴십은, 상하로 관통된 형태의 문풀(Moonpool) 구조를 구비하고, 문풀 상부에 위치하며 시추장비를 구비하는 데릭(Derrick)을 포함한다. 이하에서는 드릴십이 해저에 시추를 하는 과정에 대해 설명한다.

우선 드릴십은 자체 동력을 이용하여 시추 대상 지역으로 이동하고, 위치를 유지할 수 있도록 복수의 쓰러스터(Thruster)를 이용한 동적 위치유지 시스템(Dynamic Positioning System; DPS)을 구동한다.

이후 드릴십은 드릴 파이프(drill pipe)에 드릴 비트(drill bit)를 결합하고, 데릭에 마련된 호이스팅 시스템(Hoisting System)과 핸들링 시스템(Handling System)을 이용해 복수의 드릴 파이프를 충분한 길이만큼 연결하여 문풀을 통해 해저면까지 하강시킨 뒤, 로테이팅 시스템(Rotating System)을 통해 드릴 파이프를 회전하여 시추공을 형성한다.

1차로 드릴링이 완료되면, 데릭은 드릴 파이프를 회수하고 케이싱 파이프(casing pipe)를 시추공에 설치한 뒤, 케이싱 파이프와 시추공 사이에 콘크리트를 채우는 시멘팅(Cementing) 작업을 진행하며, 다시 드릴 파이프를 이용한 드릴링 작업과 케이싱 파이프를 설치하는 케이싱 및 시멘팅 작업을 반복 수행함으로써, 일정 깊이를 갖는 시추공의 형태를 유지시킨다.

시추공이 무너지지 않도록 케이싱 파이프가 충분히 설치되면, 라이저(Riser)에 BOP(Blow Out Preventer)를 연결하여 시추공에 결합하게 되며, 이때 라이저의 내부는 드릴 파이프와 케이싱 파이프의 이동 경로가 된다.

그런데 드릴링 과정에서 드릴 비트의 윤활 및 냉각과, 시추공 내부에서 생성되는 암석 덩어리 등의 분쇄물의 처리가 필요하다. 따라서 드릴십은 드릴 파이프의 내부에 머드를 공급하여 드릴 비트의 말단부에서 머드가 배출되도록 하고, 머드가 드릴 비트의 윤활과 냉각을 수행한 뒤 분쇄물과 함께 드릴 파이프의 외부에서 라이저의 내부를 통해 상부로 회수되도록 하는, 머드 순환 시스템(Mud Circulation System)을 사용한다. 회수된 머드는 분쇄물이 걸러진 후 재사용된다.

드릴십은 이러한 머드 순환 시스템을 구동하면서 드릴 비트가 유정에 도달할 때까지 드릴링과 케이싱 및 시멘팅 작업을 반복적으로 수행하는데, 이 경우 케이싱 작업에 사용되는 케이싱 파이프의 직경이 점차 작아짐에 따라, 상대적으로 작은 크기의 드릴 비트를 교체 사용하여 드릴링을 지속적으로 구현할 수 있다.

이와 같이 드릴십은, 파이프와 라이저 등을 설치 및 사용하기 위한 시스템과, 머드를 사용하는 시스템 등을 구비하며, 이러한 시스템을 이용하여 시추 작업을 원활히 구현하기 위한 문풀 구조, 데릭 구조, 그리고 적재 구조 등을 일정한 공간 내에 배치하여야 하므로, 상당히 높은 기술력이 요구됨에 따라 지속적으로 연구 및 개발이 이루어지고 있다.

그런데, 이러한 드릴십에는 연료공급 및 청정 시스템이 마련되는데, 연료공급 및 청정 시스템은 엔진의 효율을 높이기 위해 연료로부터 슬러지(sludege)를 걸러주는 퓨리파이어가 마련되어 퓨리파이어에서 걸러진 슬러지가 더티오일탱크로 배출되어 저장된다.

한편, 좌초 등에 의해 더티오일탱크가 손상될 경우 더티오일탱크로 해수가 유입되어 더티오일탱크 내부가 넘쳐 더티오일탱크로부터 퓨리파이어로 역류현상이 발생하게 되어 엔진을 사용하지 못하게 될 우려가 있다.

본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 더티오일탱크의 역류를 방지하여, 펌프나 엔진을 지속적으로 사용할 수 있도록 하는 연료공급 및 청정 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급 및 청정 시스템은, 연료 세터링 탱크로부터 엔진까지 연결되는 연료 공급 라인; 상기 연료 공급 라인 상에 마련되어, 상기 연료 세터링 탱크로부터 공급되는 연료의 오염물질을 걸러내는 퓨리파이어; 상기 퓨리파이어에서 걸러진 오염물질이 배출되어 저장되도록, 상기 퓨리파이어의 오염물질이 배출되는 배출라인에 연결되는 더티오일탱크; 및 상기 배출라인에 마련되어 상기 더티오일탱크가 일정이상 채워지는 경우 상기 배출라인을 차단하여 역류를 방지하는 차단밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 연료 공급 라인 상에서 상기 퓨리파이어의 하류에 마련되어 상기 퓨리파이어로부터 연료가 공급되는 서비스탱크를 더 포함하고, 상기 서비스탱크로 공급되는 연료는 상기 엔진으로 공급되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 차단밸브는 버터플라이 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 더티오일탱크는 전체 용량의 90%이상이 되는 경우 상기 차단밸브가 상기 배출라인을 차단하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 퓨리파이어가 보관되는 퓨리파이어룸을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 연료 공급 라인 상에서 상기 연료 세터링 탱크와 상기 퓨리파이어 사이에 마련되는 펌프; 및 상기 퓨리파이어룸에 인접하며, 상기 펌프가 보관되는 펌프룸을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연료공급 및 청정 시스템은, 퓨리파이어로부터 더티오일탱크에 마련되는 배출라인을 개폐하여 퓨리파이어에서 걸러진 슬러지를 더티오일탱크 내에 저장하면서, 더티오일탱크의 일정 용량 이상으로 슬러지나 해수가 차는 경우 배출라인을 폐쇄하여 퓨리파이어로 역류되는 것을 방지하여 펌프나 엔진이 구동될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급 및 청정 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급 및 청정 시스템의 배출라인이 폐쇄되어 연료가 공급되는 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급 및 청정 시스템을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급 및 청정 시스템의 배출라인이 폐쇄되어 연료가 공급되는 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료공급 및 청정 시스템(1)은 연료 공급 라인(21), 펌프(30), 퓨리파이어(40), 더티오일탱크(50), 차단밸브(60) 및 서비스탱크(70)를 포함한다.

여기서, 연료공급 및 청정 시스템(1)은 드릴십(도시하지 않음)에 마련될 수 있으며, 일반적으로 드릴십에는 선수와 선미 각각에 3개의 쓰러스터(도시하지 않음)가 마련되어 총 6개의 쓰러스터가 구비될 수 있다. 각각의 쓰러스터를 구동하기 위해 엔진이 개별로 마련될 수 있고, 이러한 복수의 엔진에 연료가 공급되며, 본 실시예에서는 설명 및 이해의 편의를 위해 하나의 엔진(20)으로 공급되는 연료공급 및 청정 시스템(1)에 대하여 설명하도록 한다.

연료 세터링 탱크(10)(Fuel Oil Settling Tank)는 엔진(20)에 공급될 연료 예를 들어 오일을 저장한다. 연료 세터링 탱크(10)는 공간이 형성되는 일반적인 탱크 형태를 가질 수 있다. 그리고 엔진(20)은, 연료 세터링 탱크(10)로부터 공급되는 연료를 통해 구동되어 쓰러스터(도시하지 않음)를 구동하거나 발전을 위한 동력을 발생시킬 수 있다. 본 실시예의 엔진(20)의 종류는 특별히 한정하지 않는다.

연료 세터링 탱크(10)와 엔진(20) 사이에는 연료를 전달하는 연료 공급 라인(21)이 설치될 수 있고, 연료 공급 라인(21)에는 펌프(30), 퓨리파이어(40), 서비스탱크(70) 등이 구비되어 연료가 엔진(20)에 공급되도록 할 수 있다.

펌프(30)는 연료 공급 라인(21) 상에서 연료 세터링 탱크(10)와 퓨리파이어(40) 사이에 마련되어, 퓨리파이어(40)로 연료를 공급할 수 있다. 예를 들어, 펌프(30)는 연료를 가압하여 연료 공급 라인(21)을 통해 연료 세터링 탱크(10)로부터 연료를 빼내어 퓨리파이어(40)로 공급할 수 있다.

퓨리파이어(40)는 연료 공급 라인(21) 상에 마련되어, 연료 세터링 탱크(10)로부터 공급되는 연료의 오염물질을 걸러낸다. 예를 들어, 연료 세터링 탱크(10)내에 저장된 연료가 연료 공급 라인(21)을 따라 엔진(20)으로 공급될 때, 연료 공급 라인(21)의 펌프(30) 등의 구성을 경유하며 연료에는 슬러지가 발생할 수 있다.

슬러지의 양이 많아질수록 엔진(20)의 효율이 저하되므로, 퓨리파이어(40)는 이를 방지하기 위해 엔진(20)으로 공급되는 연료로부터 슬러지를 걸러내어 슬러지는 더티오일탱크(50)로 배출시키고, 연료는 엔진(20)으로 공급한다.

여기서, 퓨리파이어(40)로부터 배출되는 슬러지는 배출라인(42)을 통해 배출되고, 퓨리파이어(40)에서 슬러지와 분리된 연료는 연료 공급 라인(21)을 통해 서비스탱크(70)를 경유하여 엔진(20)으로 공급될 수 있다.

더티오일탱크(50)는 퓨리파이어(40)에서 걸러진 오염물질인 슬러지가 배출되어 저장되도록, 퓨리파이어(40)의 오염물질이 배출되는 배출라인(42)에 연결된다. 더티오일탱크(50)는 저장공간이 형성되는 일반적인 탱크의 형태로 이루어질 수 있고, 배출라인(42)은 퓨리파이어(40)에서 더티오일탱크(50)까지 연결되며, 배출라인(42) 사이에는 차단밸브(60)가 마련된다.

여기서, 더티오일탱크(50)와 퓨리파이어(40) 각각을 하나로 예시하였으나 이는 설명 및 이해의 편의를 위해 개략적으로 도시한 것이며, 하나의 더티오일탱크(50)와 두 개의 퓨리파이어(40)로 마련되고, 연료 공급 라인(21)은 각각의 더티오일탱크(50)와 퓨리파이어(40)로 분기되어 연결될 수 있다.

복수의 퓨리파이어(40)와 한 개의 더티오일탱크(50)가 서로 연결되어, 하나의 퓨리파이어(40) 또는 복수의 퓨리파이어(40)로부터 한 개의 더티오일탱크(50)로 슬러지가 배출될 수 있다.

이때, 한 개의 더티오일탱크(50)가 후술되는 바와 같은 일정이상으로 슬러지가 채워지는 경우(문제발생으로 감지), 더티오일탱크(50) 용량의 한계에 도달하기 이전에 역류를 방지하기 위해 차단밸브가 작동될 수 있다. 즉, 문제발생으로 감지된 더티오일탱크(50)에 연결되는 배출라인(42) 상의 차단밸브가 배출라인(42)을 차단할 수 있다.

차단밸브(60)는 배출라인(42)에 마련되어 더티오일탱크(50)가 일정이상 채워지는 경우 배출라인(42)을 차단한다. 여기서, 차단밸브(60)는 버터플라이 밸브(butterfly valve)로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 더티오일탱크(50)는 전체 용량의 90%이상이 되는 경우 차단밸브(60)가 배출라인(42)을 차단할 수 있다. 이때, 더티오일탱크(50)에는 슬러지의 용량을 감지하는 (수위)센서(도시하지 않음)가 마련되어 더티오일탱크(50) 내에 저장되는 슬러지의 용량을 감지할 수 있다(더티 오일 탱크가 해수 유입 조건으로 간주할 수 있음).

차단밸브(60)의 차단은 수동 또는 자동으로 이루어질 수 있으며, 수동으로 이루어지는 경우 센서의 감지로 인해 알람이 이루어져 작업자가 차단밸브(60)를 조작할 수 있다. 이와 달리, 자동으로 이루어지는 경우 예를 들어 센서는 제어부(도시하지 않음)와 연결되어 신호를 송수신할 수 있으며, 더티오일탱크(50)의 용량이 일정이상으로 감지되는 경우 센서가 이를 감지하여 제어부로 신호하면, 제어부는 차단밸브를 잠금할 수 있다.

더티오일탱크(50)내의 일정이상이 채워져 배출라인(42)이 차단되는 경우, 차단된 배출라인(42) 상의 퓨리파이어(40)는 구동을 멈춘다.

더티오일탱크(50), 퓨리파이어룸(41) 등의 손상으로 해수가 더티오일탱크(50)로 유입되어도, 차단밸브(60)에 의해 더티오일탱크(50) 내의 슬러지나 해수가 역류되는 것을 방지하여 엔진(20)이 서비스 탱크(50)에 저장된 oil로 (최소 16긴 동안) 구동될 수 있다.

서비스탱크(70)는 저장공간이 형성되어 연료가 경유하여 엔진(20)으로 공급될 수 있다.

여기서, 도면에 도시하지는 않았으나 연료 공급 라인(21)은 펌프(30)의 하류에서 분기되어 퓨리파이어(40)를 우회하여 서비스탱크(70)에 연결될 수 있다. 즉, 연료 공급 라인(21)은 펌프(30)의 하류에서 퓨리파이어(40)와 서비스탱크(70)로 연결됨음 물론, 펌프(30)의 하류에서 퓨리파이어(40)를 우회하여 서비스탱크(70)로 연결될 수 있다. 이에 따라, 퓨리파이어(40)의 구동이 정지되는 경우, 펌프(30)로부터 배출되는 연료가 퓨리파이어(40)를 우회하여 서비스탱크(70)로 공급될 수도 있다.

본 실시예는 예를 들어 퓨리파이어룸(41)과 펌프룸(31)이 마련되는데, 퓨리파이어룸(41)은 퓨리파이어(40)가 보관될 수 있고, 펌프룸(31)은 퓨리파이어룸(41)에 인접하며, 펌프(30)가 보관될 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 선체가 좌초되어 손상되는 경우 이와 함께 퓨리파이어룸(41)이나 더티오일탱크(50)가 손상되어 더티오일탱크(50) 내부로 해수가 유입되어 넘칠 우려가 있는 경우 차단밸브(60)가 배출라인(42)을 폐쇄하여 역류를 방지함으로써, 펌프(30)를 구동시켜 엔진(20)을 가동함으로써 엔진(20)의 구동력으로 쓰러스터를 이용하여 선체를 운항할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 연료공급 및 청정 시스템 10: 연료 세터링 탱크
20: 엔진 21: 연료 공급 라인
30: 펌프 31: 펌프룸
40: 퓨리파이어 41: 퓨리파이어룸
42: 배출라인 50: 더티오일탱크
60: 차단밸브 70: 서비스탱크

Claims (6)

1. 연료 세터링 탱크로부터 엔진까지 연결되는 연료 공급 라인;
   상기 연료 공급 라인 상에 마련되어, 상기 연료 세터링 탱크로부터 공급되는 연료의 오염물질을 걸러내는 퓨리파이어;
   상기 퓨리파이어에서 걸러진 오염물질이 배출되어 저장되도록, 상기 퓨리파이어의 오염물질이 배출되는 배출라인에 연결되는 더티오일탱크; 및
   상기 배출라인에 마련되어 상기 더티오일탱크가 일정이상 채워지는 경우 상기 배출라인을 차단하여 역류를 방지하는 차단밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료공급 및 청정 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연료 공급 라인 상에서 상기 퓨리파이어의 하류에 마련되어 상기 퓨리파이어로부터 연료가 공급되는 서비스탱크를 더 포함하고,
   상기 서비스탱크로 공급되는 연료는 상기 엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는 연료공급 및 청정 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 차단밸브는 버터플라이 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료공급 및 청정 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 더티오일탱크는 전체 용량의 90%이상이 되는 경우 상기 차단밸브가 상기 배출라인을 차단하는 것을 특징으로 하는 연료공급 및 청정 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 퓨리파이어가 보관되는 퓨리파이어룸을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료공급 및 청정 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 연료 공급 라인 상에서 상기 연료 세터링 탱크와 상기 퓨리파이어 사이에 마련되는 펌프; 및
   상기 퓨리파이어룸에 인접하며, 상기 펌프가 보관되는 펌프룸을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료공급 및 청정 시스템.

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