KR20170120288A - 증발 가스 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박의 액화천연가스 탱크로부터 육상의 탱크 로리로 증발 가스를 이송하기 위한 증발 가스 처리 장치에 있어서, 육상에 설치된 버퍼 탱크; 상기 액화천연가스 탱크와 상기 버퍼 탱크를 연결하되, 상기 액화천연가스 탱크 내 증발 가스가 상기 버퍼 탱크로 배출될 수 있도록 마련된 증발 가스 회수 라인; 및 상기 버퍼 탱크와 복수의 탱크 로리를 연결할 수 있는 형태로 마련되고, 연결된 탱크 로리로 상기 버퍼 탱크 내 증발 가스가 동시에 배출될 수 있도록 마련된 증발 가스 배출 라인;을 포함한다.

Description

증발 가스 처리 장치{DEVICE FOR TREATING BOIL OFF GAS}
본 발명은 증발 가스 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 육상의 탱크 로리를 이용해 선박의 액화천연가스 탱크로 액화천연가스를 이송하는 과정에서 발생하는 증발 가스를 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.
천연가스는 전 세계적으로 널리 이용되는 에너지 자원으로서, 원거리 운반시 LNG 수송선에 저장된 채로 운반된다. LNG 수송선으로 운반되는 천연가스는 액화된 상태로 운반되는데, 액화된 천연가스의 부피는 기체 상태일 때보다 크게 줄게 된다. 이를 통해 많은 양의 천연가스가 LNG 수송선을 통해 운반될 수 있게 된다.
액화천연가스를 LNG 수송선에 선적하는 경우, 액화천연가스가 한국공개특허 제10-2010-0077194호에 개시된 바와 같이 육상의 탱크 로리로부터 LNG 수송선의 액화천연가스 탱크로 이송될 수 있다(위 한국공개특허에서는 상기 탱크 로리가 도면부호 10(LNG 탱커 트럭)으로 표기되어 있음).
그런데 액화천연가스의 이송 과정에서 액화천연가스의 온도 또는 압력의 변화로 인해 액화천연가스가 일부 기화되는 현상이 발생한다. 이로 인해 액화천연가스 탱크 내에는 증발 가스가 생성되게 되는데, 증발 가스는 액화천연가스 탱크의 내압을 상승시키는 원인이 된다. 이때 액화천연가스 탱크의 내압이 과도하게 상승하게 되면, 액화천연가스 탱크가 폭발하게 될 위험이 있다. 따라서 이러한 증발 가스를 처리하는 방안이 필요한 실정이다.
이를 위한 증발 가스 처리 장치(10)가 도 1에 개시되어 있다. 도 1에 개시되어 있는 증발 가스 처리 장치(10)를 살펴보면, 액화천연가스 탱크(30) 내에 발생한 증발 가스가 육상의 탱크 로리(20)로 이송되는 것을 알 수 있다.
한국공개특허 제10-2010-0077194호(LNG 연료 해양 선박의 작업 방법)
그런데 액화천연가스 탱크의 용량은 탱크 로리의 용량보다 큰 경우가 대부분이다. 따라서 액화천연가스 탱크 내 증발 가스를 처리하기 위해서는 복수의 탱크 로리가 필요하다.
도 1에 도시된 종래의 증발 가스 처리 장치(10)는 한 대의 탱크 로리(20)에 증발 가스가 모두 채워지면, 탱크 로리(20)와 호스(40)의 연결을 끊고 다른 탱크 로리(20)로 호스(40)를 연결하여 다시 증발 가스를 채우게 된다. 이로 인해 사용자는 호스(40)를 탱크 로리(20)에 연결하고 분리하는 과정을 반복해야 하는 불편함이 발생한다.
이에 본 발명은 육상의 탱크 내부가 비어 있는 탱크 로리로 액화천연가스 탱크 내 증발 가스를 이송하되, 복수의 탱크 로리로 동시에 증발 가스를 이송할 수 있는 증발 가스 처리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 선박의 액화천연가스 탱크로부터 육상의 탱크 로리로 증발 가스를 이송하기 위한 증발 가스 처리 장치에 있어서, 육상에 설치된 버퍼 탱크; 상기 액화천연가스 탱크와 상기 버퍼 탱크를 연결하되, 상기 액화천연가스 탱크 내 증발 가스가 상기 버퍼 탱크로 배출될 수 있도록 마련된 증발 가스 회수 라인; 및 상기 버퍼 탱크와 복수의 탱크 로리를 연결할 수 있는 형태로 마련되고, 연결된 탱크 로리로 상기 버퍼 탱크 내 증발 가스가 동시에 배출될 수 있도록 마련된 증발 가스 배출 라인;을 포함한다.
상기 증발 가스의 온도를 낮추기 위한 액화 질소를 가지면서 육상에 설치된 액화 질소 탱크;를 포함한다. 여기서 상기 증발 가스 회수 라인은 상기 액화 질소 탱크 내부를 통과하도록 마련된다.
또한 상기 액화 질소 탱크 내 액화 질소의 온도를 일정하게 유지하기 위해 육상에 설치된 액화 질소 온도 유지 수단;을 포함한다.
상기 액화 질소 온도 유지 수단은, 상기 액화 질소의 온도를 낮추기 위한 액화 질소 냉각 장치; 상기 액화 질소 탱크 내 액화 질소가 상기 액화 질소 냉각 장치를 거쳐 순환될 수 있도록 마련된 액화 질소 순환 라인; 및 상기 액화 질소 순환 라인에 마련된 액화 질소 펌프;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 선박의 액화천연가스 탱크로부터 육상의 탱크 로리로 증발 가스를 이송시키는 시간이 크게 줄어든다.
또한, 본 발명에 의하면, 액화천연가스 탱크로부터 버퍼 탱크로 증발 가스가 유입되기 전에 증발 가스의 부피가 줄어든 상태로 버퍼 탱크로 유입된다. 따라서 증발 가스의 처리 효율이 높아진다.
또한, 본 발명에 의하면, 증발 가스의 온도를 낮추기 위한 액화 질소가 일정한 온도로 유지되는 것이 가능하다.
도 1은 종래의 증발 가스 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 증발 가스 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 증발 가스 처리 장치에서 액화 질소 탱크가 포함된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 증발 가스 처리 장치에서 액화 질소 온도 유지 수단이 포함된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 증발 가스 처리 장치의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.
본 발명에 따른 증발 가스 처리 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 버퍼 탱크(130)와 증발 가스 회수 라인(150)과 증발 가스 배출 라인(110)을 포함한다.
상기 버퍼 탱크(130)는 육상에 설치되는 것으로서, 선박의 액화천연가스 탱크(30)로부터 증발 가스를 수용할 수 있도록 마련된다. 그리고 상기 버퍼 탱크(130)와 상기 액화천연가스 탱크(30)는 증발 가스 회수 라인(150)에 의해 연결되어 있다.
상기 증발 가스 회수 라인(150)은 상기 액화천연가스 탱크(30) 내에 발생한 증발 가스가 상기 버퍼 탱크(130)로 배출될 수 있도록 마련된다. 증발 가스는 액화된 상태일 때보다 가벼워서 액화천연가스 탱크(30) 내 상부에 위치하게 된다. 따라서 증발 가스 회수 라인(150)은 액화천연가스를 제외한 증발 가스만 배출될 수 있도록 액화천연가스 탱크(30)의 상부와 연결된다.
또한 상기 증발 가스 회수 라인(150)에는 차단 밸브(151)가 마련된다. 액화천연가스 탱크(30) 내 증발 가스는 액화천연가스 탱크(30)와 버퍼 탱크(130)의 내압 차이를 이용하여 이송된다. 이때 액화천연가스 탱크(30)의 내압이 크므로 액화천연가스 탱크(30)로부터 버퍼 탱크(130)로 증발 가스가 이동하게 되는데, 사용자는 필요시 상기 차단 밸브(151)를 폐쇄함으로써 증발 가스의 이동을 중지시킬 수 있게 된다. 한편, 상기 차단 밸브(151) 대신에 ERS(Emergency Release System)이나 QC/DC(Quick Connect/Disconnect Coupling)가 사용될 수도 있다.
상기 증발 가스 배출 라인(110)은 상기 버퍼 탱크(130)와 복수의 탱크 로리(20)를 연결하되, 상기 버퍼 탱크(130) 내 증발 가스가 복수의 탱크 로리(20)로 동시에 배출될 수 있도록 마련된다.
상기 증발 가스 배출 라인(110)은 복수의 탱크 로리(20)로 연결되기 위하여분기되는데, 분기된 증발 가스 배출 라인(110) 각각에는 차단 밸브(111)가 마련된다. 따라서 사용자는 탱크 로리(20)에 증발 가스가 가득 차게 되면 차단 밸브(111)를 폐쇄하여 증발 가스의 이송을 종료한다.
위와 같이 마련된 증발 가스 처리 장치(100)에서는 액화천연가스 탱크(30)로부터 복수의 탱크 로리(20)로 동시에 증발 가스를 이송할 수 있게 된다. 이로 인해 증발 가스를 이송하는 시간이 크게 줄어들게 된다.
한편, 증발 가스는 증발 가스 회수 라인(150)을 통해 이송되는 과정에서 회수 라인(150) 외부의 열 등으로 인하여 온도가 상승하게 된다. 증발 가스의 온도가 상승하게 되면 증발 가스의 부피도 커지게 된다. 그러면 증발 가스를 담기 위한 탱크 로리(20)의 수가 더욱 많이 필요해진다.
위와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 증발 가스 처리 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 증발 가스의 온도를 낮추기 위한 액화 질소를 가지면서 육상에 설치된 액화 질소 탱크(170)를 더 포함할 수 있다.
액화 질소는 증발 가스보다 낮은 온도를 갖는다. 상기 증발 가스 회수 라인(150)은 상기 액화 질소 탱크(170) 내부를 통과하도록 마련된다. 여기서 증발 가스와 액화 질소의 열교환 면적 및 시간을 늘리기 위하여, 상기 증발 가스 회수 라인(150)은 액화 질소 탱크 내부(170)를 지그재그로 통과하도록 마련되는 것이 가능하다.
위와 같이 마련된 액화 질소 탱크(170) 및 증발 가스 회수 라인(150)을 통해, 상기 증발 가스는 상기 액화 질소 탱크(170) 내부를 통과하는 과정에서 다시 온도가 낮아지게 된다. 이때 상기 증발 가스는 다시 액화될 정도로 냉각되는 것이 아니라 온도가 낮아짐으로 인하여 부피가 줄어드는 정도로만 냉각되어도 충분하다.
위와 같이 증발 가스의 온도가 낮아지면 증발 가스의 부피도 작아지게 되므로, 적은 양의 탱크 로리(20)로도 증발 가스를 처리할 수 있게 된다. 이로 인해 증발 가스의 처리 효율이 높아진다.
한편, 액화 질소 탱크(170) 내 액화 질소는 증발 가스의 온도를 낮추는 과정에서 자신의 온도가 상승하게 된다. 액화 질소의 온도가 계속해서 상승하게 되면 액화 질소가 기화될 위험이 있으며, 증발 가스의 온도를 낮추는 효과도 저하된다. 따라서 본 발명에 따른 증발 가스 처리 장치(100)는 액화 질소 탱크(170) 내 액화 질소의 온도를 일정하게 유지하기 위해 육상에 설치된 액화 질소 온도 유지 수단을 포함한다.
상기 액화 질소 온도 유지 수단은 도 4에 도시된 바와 같이 액화 질소 냉각 장치(190)와 액화 질소 순환 라인(191)과 액화 질소 펌프(192)를 포함한다.
상기 액화 질소 냉각 장치(190)는 상승한 액화 질소의 온도를 다시 낮출 수 있도록 마련된다. 상기 액화 질소 순환 라인(191)은 상기 액화 질소 탱크(170) 내 액화 질소가 상기 액화 질소 냉각 장치(190)를 거쳐 순환될 수 있도록 마련된다. 그리고 상기 액화 질소 펌프(192)에 의해 상기 액화 질소 탱크(170) 내 액화 질소가 순환된다.
위와 같이 마련된 액화 질소 온도 유지 수단으로 인해 액화 질소 탱크(170) 내 액화 질소의 온도가 일정하게 유지되는 것이 가능하다. 이로 인해 증발 가스의 온도를 낮추는 효과가 지속적으로 유지된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.
100 : 증발 가스 처리 장치 110 : 증발 가스 배출 라인
111, 151 : 차단 밸브 130 : 버퍼 탱크
150 : 증발 가스 회수 라인 170 : 액화 질소 탱크
190 : 액화 질소 냉각 장치 191 : 액화 질소 순환 라인
192 : 액화 질소 펌프

Claims (4)

  1. 선박의 액화천연가스 탱크로부터 육상의 탱크 로리로 증발 가스를 이송하기 위한 증발 가스 처리 장치에 있어서,
    육상에 설치된 버퍼 탱크;
    상기 액화천연가스 탱크와 상기 버퍼 탱크를 연결하되, 상기 액화천연가스 탱크 내 증발 가스가 상기 버퍼 탱크로 배출될 수 있도록 마련된 증발 가스 회수 라인; 및
    상기 버퍼 탱크와 복수의 탱크 로리를 연결할 수 있는 형태로 마련되고, 연결된 탱크 로리로 상기 버퍼 탱크 내 증발 가스가 동시에 배출될 수 있도록 마련된 증발 가스 배출 라인;을 포함하는 증발 가스 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증발 가스의 온도를 낮추기 위한 액화 질소를 가지면서 육상에 설치된 액화 질소 탱크;를 포함하고,
    상기 증발 가스 회수 라인은 상기 액화 질소 탱크 내부를 통과하도록 마련된 증발 가스 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액화 질소 탱크 내 액화 질소의 온도를 일정하게 유지하기 위해 육상에 설치된 액화 질소 온도 유지 수단;을 포함하는 증발 가스 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 액화 질소 온도 유지 수단은,
    상기 액화 질소의 온도를 낮추기 위한 액화 질소 냉각 장치;
    상기 액화 질소 탱크 내 액화 질소가 상기 액화 질소 냉각 장치를 거쳐 순환될 수 있도록 마련된 액화 질소 순환 라인; 및
    상기 액화 질소 순환 라인에 마련된 액화 질소 펌프;를 포함하는 증발 가스 처리 장치.
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KR (1) KR20170120288A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190128918A (ko) * 2018-05-09 2019-11-19 주식회사 포스코 아르곤공급시스템
KR20210040695A (ko) * 2019-10-04 2021-04-14 한국조선해양 주식회사 액체화물 수송 시스템

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