KR20160137089A - 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템 및 그의 연료 공급 방법 - Google Patents

부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템 및 그의 연료 공급 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 필수 전력 발전기에 이중 연료 디젤 엔진이 연결되는 구조에 의해 주 전력 발전기가 정비 목적으로 멈추었을때 연료가스로 필수 전력 발전기를 구동시킴으로써 연료비 절감 및 연료유 탱크 용량을 줄일 수 있도록 한 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템 및 그의 연료 공급 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료유를 저장하는 연료유 탱크와, 연료가스를 저장하는 연료가스 저장탱크를 구비하는 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템에 있어서, 상기 LNG 저장 탱크에서 발생된 BOG를 압축하는 압축기; 상기 압축기의 의해 압축된 연료가스와 상기 연료유 탱크의 연료유를 공급받는 가스 터빈 엔진의 구동력에 의해 주 전력을 발전하는 주 전력 발전기; 상기 압축기에 의해 압축된 연료가스와 상기 연료유 탱크의 연료유를 공급받는 이중 연료 디젤 엔진의 구동력에 의해 필수 전력을 발전하는 필수 전력 발전기; 및 상기 연료유 탱크의 연료유를 공급받는 비상 디젤 엔진의 구동력에 의해비상 전력을 발전하는 비상 전력 발전기를 포함하되, 상기 주 전력발전 중단시 상기 연료가스로 상기 필수 전력 발전기를 구동시키는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템이 제공된다.

Description

부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템 및 그의 연료 공급 방법{POWER GENERATION SYSTEM OF FLOATING MARINE STRUCTURE AND METHOD FOR SUPPLYING FUEL OF THE POWER GENERATION SYSTEM}
본 발명은 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템 및 그의 연료 공급 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필수 전력 발전기에 이중 연료 디젤 엔진이 연결되는 구조에 의해 주 전력 발전기가 정비 목적으로 멈추었을때 연료가스로 필수 전력 발전기를 구동시킴으로써 연료비 절감 및 연료유 탱크 용량을 줄일 수 있도록 한 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템 및 그의 연료 공급 방법에 관한 것이다.
현재 전 세계적으로 생산중에 있는 LNG-FPSO의 전력 생산 시스템은 주 전력 생산용으로 GAS 터빈 발전기(GTG)를 사용하며, 이 전력 생산 시스템으로 탑사이드 공정 및 LNG, 콘덴세이트(CONDENSATE) 하역에 필요로 하는 전력까지 생산하고 있다.
주 전력을 살리기 위해 필요로 하는 필수 전력 발전용으로는 중간속도 4-행정 디젤 발전기(MIDDLE SPEED 4-STROKE DIESEL GENERATOR)가 사용되어, 플로터에 필수 전력을 공급할 수 있게끔 구성되어 있다.
비상시 사용하기 위한 비상 전력 발전용으로 중간속도 4-행정 디젤 발전기가 사용되었으며, 플로터에 전력이 모두 손실되었을 시 가동시켜 비상용 전력을 확보할 수 있게끔 구성되어 있었다.
하지만, 종래의 LNG-FPSO의 전력 생산 시스템은 주 전력 발전기가 정비 목적으로 운전이 중단되었을때 필수 전력 발전용으로 4행정 디젤 발전기가 사용되는데, 필수 전력 발전용 4행정 디젤 엔진이 연료유(Fuel Oil)만을 사용하는 엔진이므로, 큰 용량을 수용할 수 있는 연료유 탱크가 필요하고, 필수 전력 발전시 연료유의 사용으로 인해 연료비의 상승을 초래할 수 있다.
대한민국 공개특허 제2014-0052896호(2014.05.07., 공개) "선박의 액화가스 처리 방법" 대한민국 공개특허 제2015-0028494(2015.03.16., 공개) "DFDG 연료가스 공급 시스템 및 방법"
본 발명의 목적은, 필수 전력 발전기에 이중 연료 디젤 엔진이 연결되는 구조에 의해 주 전력 발전기가 정비 목적으로 멈추었을때 연료가스로 필수 전력 발전기를 구동시킴으로써 연료비 절감 및 연료유 탱크 용량을 줄일 수 있도록 한 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템 및 그의 연료 공급 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 연료유를 저장하는 연료유 탱크와, 연료가스를 저장하는 연료가스 저장탱크를 구비하는 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템에 있어서, 상기 LNG 저장 탱크에서 발생된 BOG를 압축하는 압축기; 상기 압축기의 의해 압축된 연료가스와 상기 연료유 탱크의 연료유를 공급받는 가스 터빈 엔진의 구동력에 의해 주 전력을 발전하는 주 전력 발전기; 상기 압축기에 의해 압축된 연료가스와 상기 연료유 탱크의 연료유를 공급받는 이중 연료 디젤 엔진의 구동력에 의해 필수 전력을 발전하는 필수 전력 발전기; 및 상기 연료유 탱크의 연료유를 공급받는 비상 디젤 엔진의 구동력에 의해비상 전력을 발전하는 비상 전력 발전기를 포함하되, 상기 주 전력 발전기의 중단시 상기 연료가스로 상기 필수 전력 발전기를 구동시키는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템이 제공된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템은 상기 가스 터빈 엔진 및 상기 이중 연료 디젤 엔진에 연료가스를 공급하기 위한 연료가스 공급라인을 더 포함하고, 상기 연료가스 공급라인에는 상기 압축기에 의해 압축된 연료가스의 공급을 단속하는 밸브가 설치될 수 있다.
상기 연료가스 공급라인은 상기 가스 터빈 엔진과 연결되는 제 1 연료가스 공급라인과, 상기 이중 연료 디젤 엔진과 연결되는 제 2 연료가스 공급라인을 포함할 수 있다.
상기 압축기는 기체와 액체를 분리하는 엔드 플래쉬 드럼으로부터 공급된 기체와 상기 BOG를 압축할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템은 상기 주 전력 발전기, 상기 필수 전력 발전기 및 상기 비상 전력 발전기와 연결되는 버스 바를 더 포함하고, 상기 버스 바를 통하여 상기 주 전력, 필수 전력 또는 비상 전력이 상기 부유식 구조물내 설치된 소비처에 공급될 수 있다.
상기 부유식 해상 구조물은 선체 상부에 탑사이드를 구비하며, 상기 탑사이드에서 연료가스가 생산되기 전에는 상기 연료유가 상기 주 전력 발전기 및 상기 필수 전력 발전기에 공급되고, 상기 탑사이드에서 연료가스가 생산된 후에는 상기 연료가스가 상기 주 전력 발전기 및 상기 필수 전력 발전기에 공급될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 연료유를 저장하는 연료유 탱크와, 연료가스를 저장하는 연료가스 저장탱크와, 주 전력, 필수 전력 및 비상 전력을 발전하는 전력 생산 시스템의 연료 공급 방법에 있어서, 선체 상부에 구비된 탑사이드에서 연료가스가 생산되기 전에는 상기 연료유 탱크의 연료유를 상기 필수 전력을 발전하는 필수 전력 발전기에 공급되도록 하고, 상기 탑사이드에서 연료가스가 생산된 이후에는 상기 연료가스 저장탱크의 연료가스를 상기 필수 전력을 발전하는 필수 전력 발전기에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 전력 생산 시스템의 연료 공급 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면 필수 전력 발전기에 이중 연료 디젤 엔진이 연결되는 구조에 의해 주 전력 발전기가 정비 목적으로 멈추었을때 연료가스로 필수 전력 발전기를 구동시킴으로써 연료비 절감 및 연료유 탱크 용량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템은 연료가스, 예를 들면 LNG를 생산하는 부유식 해상 구조물로, 선체 상부에 탑사이드를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템은 연료유(Fuel Oil)을 저장하는 연료유 탱크(10)와, 연료가스를 저장하는 연료가스 저장탱크(20)와, 연료가스 저장탱크(20)에서 발생된 BOG(증발가스/Boil Off Gas)를 압축하는 압축기(25)와, 전력을 발전하는 전력생산설비(A)를 포함한다.
전력 생산 설비(A)는 엔진과 발전기를 포함하며, 더 자세하게 연료가스와 연료유로 구동 가능한 가스 터빈 엔진(30)과 그 가스 터빈 엔진(30)에 연결되어 가스 터빈 엔진(30)의 구동력에 의해 주 전력을 발전하는 주 전력 발전기(35), 이중 연료 디젤 엔진(40)과 그 이중 연료 디젤 엔진(40)에 연결되어 이중 연료 디젤 엔진(40)의 구동력에 의해 필수 전력을 발전하는 필수 전력 발전기(45), 그리고 비상시 비상 전력응 공급하기 위하여 연료유 탱크(10)의 연료유만을 공급받는 비상 디젤 엔진(50)과 그 비상 디젤 엔진(50)에 연결되어 비상 디젤 엔진(50)의 구동력에 의해 비상 전력을 발전하는 비상 전력 발전기(55)를 포함한다.
여기서 주 전력은 부유식 해상 구조물에 설치된 설비에 공급되는 전력을 말하며, 필수 전력은 주 전력 발전기(35)의 중단시 부유식 해상 구조물에 설치된 필수 설비에 공급되는 전력을 말하며, 비상 전력을 발전하는 비상 전력 발전기(55)는 비상시, 예를 들면 주 전력 발전기(35) 및 필수 전력 발전기(45)의 전력 공급 중단 시 부유식 해상 구조물에 설치된 비상 설비에 공급되는 전력을 말한다.
또한 본 발명의 전력 생산 시스템은 가스 터빈 엔진(30) 및 이중 연료 디젤 엔진(40)에 연료가스를 공급하기 위한 연료가스 공급라인(L1)을 더 포함한다. 이러한 연료가스 공급라인(L1)에는 압축기(25)에서 압축된 연료가스를 가스 터빈 엔진(30) 및 이중 연료 디젤 엔진(40)의 공급 여부를 단속하는 밸브(B)가 설치되어 있다.
압축기(25)는 연료가스 저장탱크(20)에서 발생된 BOG와, 기체와 액체를 분리하는 엔드 플래쉬 드럼(End Flash Drum)(22)으로부터 공급된 기체를 압축한다. 엔드 플래쉬 드럼(22)에서 분리된 액체는 연료가스 저장탱크(20)에 공급된다. 여기서 연료가스 저장탱크(20)를 연료가스를 저장하는 탱크로, FLNG의 경우 FLNG에 설치된 LNG 저장탱크일 수 있다.
상술된 연료가스 공급라인(L1)은 압축기(25)에서 압축된 연료가스를 가스 터빈 엔진(30)에 공급하기 위한 제 1 연료가스 공급라인(L2)과, 이중 연료 디젤 엔진(40)에 공급하기 위한 제 2 연료가스 공급라인(L3)을 포함한다.
가스 터빈 엔진(30), 이중 연료 디젤 엔진(40) 및 비상 디젤 엔진(50)에 연료유를 공급 하기 위한 연료유 공급라인(L4)을 더 포함한다. 연료유 공급라인(L4)은 연료유 탱크(10)의 연료유를 가스 터빈 엔진(30)에 공급하기 위한 제 1 연료유 공급라인(L5)과, 이중 연료 디젤 엔진(40)에 공급하기 위한 제 2 연료유 공급라인(L6)과, 비상 디젤 엔진(50)에 공급하기 위한 제 3 연료유 공급라인(L7)을 포함한다.
상술된 전력 생산 시스템은 주 전력 발전기(35)가 정비의 목적으로 운전 중단되었을때 또는 주 전력 발전기(35)의 고장으로 중단되었을때 탑사이드에서 연료가스 생산 이후에는 연료가스를 필수 전력 발전기(45)에 공급되도록 하고, 탑사이드에서 연료가스 생산 이전에는 연료유 탱크(10)의 연료유가 주 전력 발전기(35) 및 필수 전력 발전기(45)에 공급되도록 한다.
더 설명하면 탑사이드 공정 준비가 안되어 있을때, 즉 연료가스 생산 이전에는 연료유로 주 전력 발전기(35) 및 필수 전력 발전기(45)를 구동할 수 있기에 초기 스타트 업(Initial Start-up), 리스타트(Re-start)시에 연료유로, 탑사이드에 연료가스 사용 가능할때 즉 탑사이드에서 연료가스 생산 이후에는 주 전력 발전기(35) 및 필수 전력 발전기(45)에 공급되는 연료가 연료유에서 연료가스로 전환된다.
이와 같이 탑사이드에서 연료가스 생산시 필수 전력 발전기(45)에 연료가스를 공급할 수 있게 되어 연료비 절감 및 연료유 탱크(10) 용량을 대폭 줄일 수 있다.
한편, 주 전력 발전기(35), 필수 전력 발전기(45) 및 비상 전력 발전기(55)는 버스 바(Bus Bar)(60)와 연결되어 있다. 버스 바(60)는 부유식 해상 구조물에 설치된 설비들과 통신 가능하게 또는 전기적으로 연결되어 있다.
이러한 버스 바(60)를 통하여 주 전력 발전기(35)에 의해 발전된 주 전력, 필수 전력 발전기(45)에 의해 발전된 필수 전력, 또는 비상 전력 발전기(55)에 의해 발전된 비상 전력이 부유식 구조물내 설치된 소비처에 공급한다.
이와 같은 구성을 갖는 전력 생산 시스템의 연료 공급 방법은 선체 상부에 구비된 탑사이드(topside)에서 연료가스가 생산되기 전에 연료유 탱크(10)의 연료유를 주 전력을 발전하는 주 전력 발전기(35) 및 필수 전력을 발전하는 필수 전력 발전기(45)에 공급되도록 하고, 탑사이드에서 연료가스가 생산된 이후에는 연료유가 아닌 연료가스를 주 전력 발전기(35) 및 필수 전력 발전기(45)에 공급되도록 한다.
이에 따라 연료유만을 연료로 사용하였던 종래의 필수 전력 발전기를 연료가스도 사용가능한 이중 연료 디젤 엔진으로 구성하여 연료유 탱크(10)의 용량을 낮추고, 주 전력 발전기(35)의 정비로 인한 필수 전력 발전기(45) 구동시 연료가스로 공급받아 연료비를 절감할 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
10 : 연료유 탱크 20 : 연료가스 저장탱크
22 : 엔드 플래쉬 드럼 25 : 압축기
30 : 가스 터빈 엔진 35 : 주 전력 발전기
40 : 이중 연료 디젤 엔진 45 : 필수 전력 발전기
50 : 비상 디젤 엔진 55 : 비상 전력 발전기
60 : 버스 바

Claims (7)

  1. 연료유를 저장하는 연료유 탱크와, 연료가스를 저장하는 연료가스 저장탱크를 구비하는 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템에 있어서,
    상기 LNG 저장 탱크에서 발생된 BOG를 압축하는 압축기;
    상기 압축기의 의해 압축된 연료가스와 상기 연료유 탱크의 연료유를 공급받는 가스 터빈 엔진의 구동력에 의해 주 전력을 발전하는 주 전력 발전기;
    상기 압축기에 의해 압축된 연료가스와 상기 연료유 탱크의 연료유를 공급받는 이중 연료 디젤 엔진의 구동력에 의해 필수 전력을 발전하는 필수 전력 발전기; 및
    상기 연료유 탱크의 연료유를 공급받는 비상 디젤 엔진의 구동력에 의해비상 전력을 발전하는 비상 전력 발전기를 포함하되,
    상기 주 전력 발전기의 중단시 상기 연료가스로 상기 필수 전력 발전기를 구동시키는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 터빈 엔진 및 상기 이중 연료 디젤 엔진에 연료가스를 공급하기 위한 연료가스 공급라인을 더 포함하고,
    상기 연료가스 공급라인에는 상기 압축기에 의해 압축된 연료가스의 공급을 단속하는 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 연료가스 공급라인은 상기 가스 터빈 엔진과 연결되는 제 1 연료가스 공급라인과, 상기 이중 연료 디젤 엔진과 연결되는 제 2 연료가스 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 압축기는 기체와 액체를 분리하는 엔드 플래쉬 드럼으로부터 공급된 기체와 상기 BOG를 압축하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 주 전력 발전기, 상기 필수 전력 발전기 및 상기 비상 전력 발전기와 연결되는 버스 바를 더 포함하고,
    상기 버스 바를 통하여 상기 주 전력, 필수 전력 또는 비상 전력이 상기 부유식 구조물내 설치된 소비처에 공급되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유식 해상 구조물은 선체 상부에 탑사이드를 구비하며,
    상기 탑사이드에서 연료가스가 생산되기 전에는 상기 연료유가 상기 주 전력 발전기 및 상기 필수 전력 발전기에 공급되고,
    상기 탑사이드에서 연료가스가 생산된 후에는 상기 연료가스가 상기 주 전력 발전기 및 상기 필수 전력 발전기에 공급되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템.
  7. 연료유를 저장하는 연료유 탱크와, 연료가스를 저장하는 연료가스 저장탱크와, 주 전력, 필수 전력 및 비상 전력을 발전하는 전력 생산 시스템의 연료 공급 방법에 있어서,
    선체 상부에 구비된 탑사이드에서 연료가스가 생산되기 전에는 상기 연료유 탱크의 연료유를 상기 필수 전력을 발전하는 필수 전력 발전기에 공급되도록 하고,
    상기 탑사이드에서 연료가스가 생산된 이후에는 상기 연료가스 저장탱크의 연료가스를 상기 필수 전력을 발전하는 필수 전력 발전기에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 전력 생산 시스템의 연료 공급 방법.
KR1020150071679A 2015-05-22 2015-05-22 부유식 해상 구조물의 전력 생산 시스템 및 그의 연료 공급 방법 KR20160137089A (ko)

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