KR20180095724A - Liquefied natural gas ship - Google Patents
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Abstract
동급 크기의 선박의 액화 천연가스 캐리어(LNGC)에 비하여 증가된 적재중량 톤수를 포함하는 천연가스 액화 선박이 제공되는바, 이 선박은 LNGC 의 화물 용적을 감소시킴으로써 얻어진다. 이 차이로 인하여 화물 탱크들의 좌현 측부 및 우현 측부에 여유 공간이 생성되어 인접한 윙 탱크들의 크기가 증가된다. 상기 윙 탱크들의 증가된 크기는 상기 선박의 감소된 화물 탱크 크기에 의해 생성된 공간을 점유하고, 상대적으로 더 큰 상측 트렁크 갑판을 지지할 수 있다. 밸러스트 윙 탱크들 및 상대적으로 작은 화물 탱크들로 인해서, 가용한 사하중이 증가된다. 이와 같은 방안에 따르면, 증가된 선박의 상측 트렁크 갑판이 효율적인 부유식 액화 플랜트를 지지할 수 있으며, 이것은 예를 들어 Q-Max 선체와 같은 표준형 선박 선체의 투영면적에서 2.0-3.0 MTPA를 생산할 수 있기 때문에 LNG 밸류 체인을 향상시킨다.A liquefied natural gas vessel containing an increased tonnage of tonnage of liquefied natural gas carriers (LNGCs) of equivalent size ships is provided, which is obtained by reducing the cargo volume of the LNGC. Due to this difference, clearance spaces are created on the port side and the starboard side of the cargo tanks to increase the size of adjacent wing tanks. The increased size of the wing tanks occupies a space created by the reduced cargo tank size of the vessel and can support a relatively larger upper trunk deck. Due to ballast wing tanks and relatively small cargo tanks, the available dead load is increased. According to this approach, the upper trunk deck of the increased vessel can support an efficient floating liquefaction plant, which can produce 2.0-3.0 MTPA at the projected area of a standard vessel hull, for example a Q-Max hull Thus improving the LNG value chain.
Description
본 발명의 실시예들은 천연가스의 해상 액화 분야에 관한 것이다. 본 발명을 제한하는 것은 아니지만 보다 구체적으로는, 본 발명의 하나 이상의 실시예는 천연가스 액화 선박에 관한 것이다.Embodiments of the invention relate to the field of marine liquefaction of natural gas. More specifically, but not by way of limitation, one or more embodiments of the present invention relate to natural gas liquefied vessels.
통상적으로 천연가스는 생산되는 장소로부터 소비되는 장소로 파이프라인에 의하여 운송된다. 그러나, 종종 많은 양의 천연가스는 생산량이 소비량을 크게 초과하는 국가 또는 영역에서 생산될 수 있으며, 이 경우 예를 들어 생산 장소와 소비 장소가 대양 또는 우림에 의하여 분리되어 있는 등의 이유로 인하여 파이프라인으로 상업 수요의 장소로 가스를 운송함이 곤란할 수 있다. 천연가스를 상업 수요가 있는 장소까지 운송할 효과적인 방안이 없다면, 가스의 경제성을 현실화할 기회가 손실될 수 있다.Typically, natural gas is transported by pipeline from where it is produced to where it is consumed. However, often large quantities of natural gas can be produced in countries or regions whose production greatly exceeds the consumption, and in this case, for example, due to the fact that production sites and consumption sites are separated by ocean or rain forest, It may be difficult to transport gas to the place of commercial demand. Unless there is an effective way to transport natural gas to commercial demand, the opportunity to realize the economics of gas may be lost.
천연가스의 액화는 천연가스의 저장 및 운송을 용이하게 한다. 액화된 천연가스("LNG")는 천연가스가 기체 상태에서 차지하는 체적의 대략 1/600 정도만을 차지한다. LNG는 천연가스를 비등점(대기압에서 -259℉) 미만으로 냉각시킴으로써 생성된다. LNG 는 대기압보다 약간 높은 압력의 초저온 컨테이너 안에 저장될 수 있다. LNG 의 온도를 상승시키면, 다시 가스 형태로 재가스화(regasify)될 수 있다.Liquefaction of natural gas facilitates storage and transport of natural gas. Liquefied natural gas ("LNG") accounts for approximately 1/600 of the volume of natural gas in the gaseous state. LNG is produced by cooling natural gas below the boiling point (-259 ° F at atmospheric pressure). LNG can be stored in a cryogenic container at a pressure slightly above atmospheric pressure. When the temperature of the LNG is raised, it can be regasified again into a gaseous form.
천연가스에 대한 수요는 특수 선박에 의한 LNG의 운송을 촉진해 왔다. 천연가스가 풍부한 장소에서 생산된 천연가스는 이와 같은 방식으로 액화되고 대양을 거쳐 천연가스를 가장 필요로 하는 장소로 운반될 수 있다. 통상적으로, 천연가스는 하나 이상의 파이프라인을 통해서 수집되어 육상 기반의 액화 설비로 보내진다. 육상 기반의 액화 설비 및 이와 관련된 수집용 파이프라인들은 고가이며, 넓은 면적의 토지를 점유할 수 있고 허가 및 건설에 수년이 소요될 수 있다. 따라서, 육상 기반의 액화 설비가 천연가스 공급처들의 장소 상의 편차에 적합화되기에 또는 소형 또는 소량의 가스 저장소에서의 액화에 적합하지 않을 수 있다. 또한 일단 천연가스가 육상 기반의 설비에서 액화된 다음에는 LNG가 대형 육상 기반의 초저온 저장 탱크에 저장되어야 하고, 말단 설비까지 특수 초저온 파이프라인을 통해 운송되어야 하며, 초저온 격실들을 구비한 선박(이러한 선박은 LNG 캐리어(LNG carrier; "LNGC")로 호칭되기도 함)에 로딩(loading)되어야 하는바, 이와 같은 조합의 작업은 가스를 최종 목적지까지 운송함에 있어서의 전체적인 비용을 증가시킬 수 있다. LNG 프로젝트는 본질적으로 대규모 자본을 필요로 하는 것이다. 액화 플랜트는 가장 고가의 요소인바, LNG 밸류 체인(LNG value chain)의 총 비용의 대략 50%를 차지한다. 따라서, 액화 플랜트의 비용 절감은 중요한 사항이다. 액화 플랜트의 자본 비용은 플랜트 위치, 규모, 현장 조건, 및 공급 가스의 품질과 같은 다수의 요인들에 따라 달라진다. 액화 공정의 열역학적 사항은 잘 개발되어 있다. 따라서, 본 산업에서의 개선은 비용을 절감시키는 액화 공정 및 인프라(infrastructure)에 있어서의 개선으로부터 얻어진다. 물론, 개발 비용은 설비의 수명 동안에 걸쳐 수익환원된다. 그러므로, 공정 및 인프라에 있어서의 효율이 액화 플랜트의 수명 동안 LNG의 톤당 전체 비용을 감소시킬 수 있다.Demand for natural gas has facilitated the transport of LNG by special vessels. Natural gas produced in a location rich in natural gas is liquefied in this manner and can be transported through the oceans to locations where natural gas is most needed. Typically, natural gas is collected through one or more pipelines and sent to land-based liquefaction plants. Land-based liquefaction plants and associated collection pipelines are expensive, can occupy large areas of land, and permit and construction can take many years. Thus, land-based liquefaction plants may not be suitable for variations in the location of the natural gas supply sites or for liquefaction in small or small gas reservoirs. Once natural gas has been liquefied in land-based facilities, LNG must be stored in a large land-based cryogenic storage tank and transported to a terminal facility via a special cryogenic pipeline, and vessels with cryogenic compartments (Sometimes referred to as an LNG carrier ("LNGC")), such a combination of operations may increase the overall cost of transporting the gas to its final destination. LNG projects essentially require large capital. Liquefaction plants account for approximately 50% of the total cost of the LNG value chain, the most expensive factor. Therefore, cost reduction of the liquefaction plant is important. The capital cost of the liquefaction plant depends on many factors, including plant location, scale, site conditions, and the quality of the feed gas. The thermodynamic aspects of the liquefaction process are well developed. Thus, improvements in the industry are derived from improvements in the cost-saving liquefaction process and infrastructure. Of course, development costs are returned to profit over the lifetime of the facility. Therefore, the efficiency in process and infrastructure can reduce the overall cost per tonne of LNG during the life of the liquefaction plant.
천연가스의 액화 비용을 감소시키는 일 방안은 부유 중인 유닛 또는 선박에서 가스를 액화시키는 것이다. 공급자들은 현존하는 LNGC가 선상 액화 설비를 수용하도록 전환시켜왔다. 그러나 전환에 사용될 수 있는 LNGC는 통상적으로 추가적인 액화 설비에 필요한 공간 및 사하중(적재를 위한 것이 아닌 중량)(deadweight)이 결여된 오래된 선박이다. 이와 같은 오래된 캐리어(운송선)들에서는, 선박 설계자들이 해당 선박의 LNGC 로서의 원래 기능을 감안하여 통상적으로 화물 탱크 크기를 최대화시키며, 따라서 선체 내의 화물 공간이 선박 사하중의 큰 비율을 차지한다. 적재중량 톤수(deadweight tonnage)는 선박이 얼마나 많은 질량을 운반하는지 또는 안전하게 운반할 수 있는지에 관한 척도인데, 여기에는 선박의 중량을 포함되지 않는다. 선박의 사하중은 선박의 이용에 있어 중요한 것인데, 왜냐하면 선박에 장착된 장비가 너무 무거우면 선박이 물속으로 너무 깊이 들어가거나 또는 과도한 종방향 응력 하에서 파손될 수 있기 때문이다. 더 많은 화물 공간을 만들고 사하중을 증가시키기 위하여 LNGC 의 측부에 돌출판(sponson)들이 추가되기도 하지만, 이것은 복잡한 액화 설비의 추가를 허용할 정도로 충분한 사하중을 제공하지 못하는 경우가 종종 있다. 또한, 오래된 적재용 LNGC 선박은 통상적으로 증기 동력 방식이고, 액화 설비에 필요한 40-50 MW의 전력을 발전할 수 없다. 이와 같은 크기 및 전력상 제약의 결과로서, 오래된 적재용 선박을 천연가스 액화 선박으로 전환시키는데에는 많은 비용의 수정작업(rework)을 필요로 한다. 이와 같은 수정 작업은 그 LNGC 가 예를 들어 5년 이상의 오랜 기간 동안 사용될 경우에 특히 경제성이 없는데, 이는 오래된 선박에 동력을 제공하기 위한 비용 때문이다.One way to reduce the liquefaction cost of natural gas is to liquefy the gas in a floating unit or ship. Suppliers have transformed existing LNGCs to accommodate shipboard liquefaction plants. However, LNGCs that can be used for conversion are typically old vessels that lack space and deadweight (deadweight) for additional liquefaction facilities. In these older carriers, ship designers typically maximize the cargo tank size, taking into account the original function of the ship as a LNGC, and thus the cargo space in the hull takes up a large percentage of the ship dead load. Deadweight tonnage is a measure of how much mass a ship can carry or safely carry, which does not include the weight of the ship. The dead load of a ship is important for the use of the ship because the equipment mounted on the ship is too heavy to allow the ship to penetrate too deep into the water or be damaged under excessive longitudinal stress. Sometimes sponsors are added to the sides of the LNGC to create more cargo space and increase dead loads, but this often fails to provide sufficient dead load to allow for the addition of complex liquefaction facilities. Also, old loading LNGC ships are typically steam powered and can not generate 40-50 MW of power required for liquefaction plants. As a result of such size and power constraints, the conversion of old loading vessels to natural gas liquefied vessels requires high cost rework. Such modifications are not particularly economical when the LNGC is to be used for a long period of time, for example more than five years, due to the cost of providing power to the old ship.
현존하는 LNGC 설계안에 천연가스 액화의 필요사항을 추가하여 선박을 새로 제작하는 것이 가능할 수 있으나, 대부분의 LNGC 설계안은 무거운 액화 설비의 추가를 위한 필요한 사하중을 제공하지 않는다.While it may be possible to build new ships by adding the need for liquefaction of natural gas to existing LNGC designs, most LNGC designs do not provide the required dead load for the addition of heavy liquefaction plants.
전술된 문제로부터 알 수 있는 바와 같이, 현재의 오래된 적재용 선박들은 전술된 많은 단점들로 인하여, 액화 기능을 가진 LNGC로의 전환에 적합한 후보가 아니고, 화물 공간을 최대화시키도록 설계되는 새로운 선박은 액화 설비를 위해 필요한 사하중을 갖지 않는다.As can be seen from the above problems, the present aged loading vessels are not candidates for conversion to the LNGC with liquefaction functions, due to the many disadvantages mentioned above, and new vessels designed to maximize the cargo space, It does not have the dead load required for the installation.
그러므로, 개선된 천연가스 액화 선박이 필요하다.Therefore, improved natural gas liquefied vessels are needed.
여기에서 개시되는 실시예들은 일반적으로 천연가스 액화 선박을 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다. 천연가스 액화 선박의 예시적인 일 실시예에는 선창(cargo hold)을 구비한 Q-Max급 선체(Q-Max class)에 새로 건설된 천연가스 액화 선박이 포함되는바, 상기 천연가스 액화 선박은: 상기 선창 내에 설치된 복수의 극저온 화물 탱크(cryogenic cargo tank)들로서, 상기 복수의 극저온 화물 탱크들은 멤브레인 유형의 것으로서 그 각각이 대략 41m의 폭을 가진, 극저온 화물 탱크들; 선창의 좌현 측부(port side)와 우현 측부(starboard side) 각각에 하나씩 배치된 적어도 한 쌍의 밸러스트 윙 탱크(ballast wing tank)로서, 상기 밸러스트 윙 탱크들은 복수의 극저온 화물 탱크들 중 적어도 하나의 극저온 화물 탱크에 인접하게 배치되고, 각각의 밸러스트 윙 탱크는 대략 7m 의 폭을 가진, 밸러스트 윙 탱크들; 상기 선창의 위에 있는 트렁크 갑판(trunk deck)으로서, 상기 트렁크 갑판은 상기 복수의 극저온 화물 탱크들 위로 그리고 상기 적어도 한 쌍의 밸러스트 윙 탱크들 위로 연장되는, 트렁크 갑판; 및 상기 트렁크 갑판 상에 있는 천연가스 액화 플랜트;를 포함하고, 상기 천연가스 액화 플랜트는: 천연가스 액화 선박의 선두(bow)에 있고, 천연가스의 원천에 유체 결합(fluidly couple)된, 가스 로딩 및 수용 매니폴드(gas loading and reception manifold); 적어도 하나의 압축기 및 산성 가스 제거 전처리 장비(acid gas removal pretreatment equipment)를 포함하는 아민 모듈(amine module)로서, 탈수 모듈(dehydration module) 및 수은 제거 장비에 유체 결합되는, 아민 모듈; 및 액화 모듈(liquefaction module)에 유체 결합되는 탈수 모듈 및 수은 제거 장비;를 포함하고, 상기 복수의 극저온 화물 탱크에는 액화 모듈 및 BOG 모듈(Boil Off Gas module) 모두가 유체 결합되며, 대략 41m 폭의 극저온 화물 탱크들 및 대략 7m 폭의 밸러스트 윙 탱크들에 의해 사하중이 확보되고, 확보된 사하중(saved deadweight)은 트렁크 갑판 및 천연가스 액화 플랜트에 적용된다.The embodiments disclosed herein generally relate to an apparatus and system for a natural gas liquefied vessel. An exemplary embodiment of a natural gas liquefied vessel includes a newly built natural gas liquefied vessel in a Q-Max class vessel with a cargo hold, the natural gas liquefied vessel comprising: A plurality of cryogenic cargo tanks installed in the reservoir, the plurality of cryogenic cargo tanks being of the membrane type, each having a width of approximately 41 m; cryogenic cargo tanks; At least one pair of ballast wing tanks, one at each of a port side and a starboard side of a dock, wherein the ballast wing tanks are at least one of a plurality of cryogenic cargo tanks Each ballast wing tank having ballast wing tanks of width approximately 7 meters; A trunk deck above the dock, the trunk deck extending over the plurality of cryogenic cargo tanks and over at least a pair of ballast wing tanks; And a natural gas liquefaction plant on the trunk deck, wherein the natural gas liquefaction plant comprises: a gas liquefied vessel at the bow of a natural gas liquefied vessel, fluidly coupled to a source of natural gas, And a gas loading and reception manifold; An amine module comprising at least one compressor and acid gas removal pretreatment equipment, the amine module being fluidly coupled to a dehydration module and a mercury removal device; And a dehydration module and a mercury removal equipment fluidly coupled to the liquefaction module, wherein the plurality of cryogenic cargo tanks are fluidly coupled to both the liquefaction module and the BOG module (Boil Off Gas module) Dead loads are secured by cryogenic cargo tanks and ballast wing tanks of approximately 7m wide, and the saved deadweight applies to trunk decks and natural gas liquefaction plants.
천연가스 액화 선박을 포함하는 액화 천연가스(LNG) 선박 시스템의 예시적인 일 실시예가 제공되는바, 상기 천연가스 액화 선박은: 상기 천연가스 액화 선박의 선체 내에 있는 선창; 상기 선창 내에 있는 복수의 극저온 화물 탱크들; 상기 선창의 좌현 측부 및 우현 측부 각각에 하나씩 있는 적어도 한 쌍의 밸러스트 윙 탱크들로서, 상기 복수의 극저온 화물 탱크들 중 적어도 하나의 극저온 화물 탱크에 결합된, 밸러스트 윙 탱크들; 상기 선창 위에 있는 트렁크 갑판으로서, 상기 복수의 극저온 화물 탱크들 위로 그리고 상기 적어도 한 쌍의 밸러스트 윙 탱크들 위로 연장되는, 트렁크 갑판; 및 상기 트렁크 갑판 상의 천연가스 액화 플랜트;를 포함한다.There is provided an exemplary embodiment of a liquefied natural gas (LNG) vessel system comprising a natural gas liquefied vessel, said natural gas liquefied vessel comprising: a reservoir within the hull of the natural gas liquefied vessel; A plurality of cryogenic cargo tanks within the dock; At least one pair of ballast wing tanks, one at each of the port side and the starboard side of the dock, the ballast wing tanks being coupled to at least one of the plurality of cryogenic cargo tanks; A trunk deck above said dock, said trunk deck extending over said plurality of cryogenic cargo tanks and over at least a pair of ballast wing tanks; And a natural gas liquefaction plant on the trunk deck.
천연가스 액화 선박을 포함하는 액화 천연가스(LNG) 선박 시스템의 예시적인 일 실시예가 제공되는바, 천연가스 액화 선박 시스템은 천연가스 액화 선박 및 이중 연료 디젤 발전기 세트를 포함하고, 상기 천연가스 액화 선박은: 적어도 하나의 화물 탱크의 좌현 측부 및 우현 측부에 있는 밸러스트 윙 탱크들; 상기 밸러스트 윙 탱크들 위로 연장되고 밸러스트 윙 탱크들에 의해 지지되는 상측 트렁크 갑판; 및 상기 상측 트렁크 갑판 상에 있는 액화 설비;를 포함하며, 상기 이중 연료 디젤 발전기 세트는 천연가스 액화 선박의 추진 및 상기 액화 설비에 동력을 제공한다.There is provided an exemplary embodiment of a liquefied natural gas (LNG) vessel system including a natural gas liquefied vessel, wherein the natural gas liquefied marine system comprises a natural gas liquefied vessel and a dual fuel diesel generator set, : Ballast wing tanks at the port side and starboard side of at least one cargo tank; An upper trunk deck extending above the ballast wing tanks and supported by the ballast wing tanks; And a liquefaction facility on the upper trunk deck, the dual-fuel diesel generator set providing power to the propulsion of the natural gas liquefied vessel and to the liquefaction facility.
다른 실시예로서, 특정 실시예들의 특징들은 다른 실시예의 특징들과 조합될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 특징들은 다른 실시예들의 특징들과 조합될 수 있다. 또한 다른 실시예에서, 여기에서 개시된 특정 실시예들에 추가적인 특징이 추가될 수 있다.In other embodiments, features of certain embodiments may be combined with features of other embodiments. For example, features of one embodiment may be combined with features of other embodiments. Further, in other embodiments, additional features may be added to the specific embodiments disclosed herein.
본 발명의 장점들은 하기의 첨부 도면을 참조로 하는 아래의 상세한 설명에 의하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 잘 이해될 것이다.
도 1 에는 예시적인 실시예의 천연가스 액화 선박의 선창의 횡단면도가 도시되어 있다.
도 2 에는 예시적인 실시예의 천연가스 액화 선박의 선박 중간 단면의 횡단면도가 도시되어 있다.
도 3 에는 예시적인 실시예의 천연가스 액화 선박의 상측 트렁크 갑판의 상부 평면도가 도시되어 있다.
도 4 에는 예시적인 실시예의 천연가스 액화 선박의 측면도가 도시되어 있다.
도 5 에는 예시적인 실시예의 액화 선박 상에서의 액화 공정의 흐름도가 도시되어 있다.
본 발명은 다양한 변형 및 대안 형태의 영향을 받을 수 있는바, 본 발명의 특정 실시예들은 도면에 예시적으로 도시된 것이고 이에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다. 도면들은 축적에 맞게 도시된 것이 아니다. 여기에서 설명되고 도면에 도시된 실시예들은 본 발명을 여기에 개시된 특정 형태로 제한하기 위한 것이 아니며, 그와 반대로 본 발명은 첨부된 청구범위에 기재된 범위 내에 속하는 모든 변형예들, 동등예들, 및 대안예들을 포괄하도록 의도된 것이라는 점이 이해되어야 할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages of the present invention will be better understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains by the following detailed description with reference to the accompanying drawings.
1 shows a cross-sectional view of a dock of a natural gas liquefied vessel of an exemplary embodiment.
Fig. 2 shows a transverse cross-sectional view of the ship mid-section of a natural gas liquefied vessel of an exemplary embodiment.
3 is a top plan view of the upper trunk deck of a natural gas liquefied vessel of an exemplary embodiment.
4 is a side view of a natural gas liquefied vessel of an exemplary embodiment.
Figure 5 shows a flow diagram of a liquefaction process on a liquefied vessel of an exemplary embodiment.
The present invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments of the invention are shown by way of example in the drawings and will be described in detail below. The drawings are not drawn to scale. It is to be understood that the embodiments described herein and illustrated in the drawings are not intended to limit the invention to the particular forms disclosed herein; on the contrary, the invention is to cover all modifications, equivalents, And alternatives are intended to be included herein.
천연가스 액화 선박이 개시된다. 아래의 예시적인 실시예에 관한 설명에서는, 본 발명의 실시예들에 관한 보다 상세한 이해를 돕기 위하여 많은 특정 상세 사항들이 기술된다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여기에서 개시되는 특정 상세 사항들의 모든 형태들을 포함하지 않고서 본 발명이 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 한편으로는, 본 발명의 혼동을 방지하기 위하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 잘 잘려진 특정 사항, 양, 치수는 상세히 기술하지 않는다. 여기에는 본 발명의 예들이 설명되지만, 청구범위 및 임의의 모든 균등예들이 본원에 기재된 본 발명에 포괄된다는 점에 유의해야 할 것이다.A natural gas liquefied vessel is disclosed. In the following description of exemplary embodiments, numerous specific details are set forth in order to provide a more thorough understanding of embodiments of the invention. However, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be practiced without including all of the specific details disclosed herein. On the other hand, in order to avoid confusion of the present invention, details, amounts and dimensions well-cut to those skilled in the art are not described in detail. It should be noted that while the examples of the present invention are described herein, claims and any and all equivalent examples are encompassed by the present invention described herein.
상세한 설명 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수형태의 명사는 문맥상 명확히 달리 기재되지 않은 한 복수형태의 의미도 포함한다. 따라서 화물 탱크라고 지칭하는 경우, 여기에는 하나 이상의 화물 탱크라는 의미가 내포된다.The singular forms of terms used in the description and the appended claims include plural meanings, unless the context clearly dictates otherwise. Thus, when referred to as cargo tanks, it implies one or more cargo tanks.
상세한 설명 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 "용적"이라는 용어는 액화 선박 내에 화물로서 그리고/또는 화물 탱크 안에 담겨질 수 있는 재화의 양을 지칭한다.As used in the detailed description and the appended claims, the term "volume" refers to the quantity of a commodity that can be contained in a liquefied vessel as a cargo and / or in a cargo tank.
상세한 설명 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 "결합"이라는 용어는 하나 이상의 물체들 또는 구성요소들 간에 직접적인 연결 또는 간접적인 연결(예를 들어, 적어도 하나의 개입된 연결부를 거치는 연결)을 지칭한다. "직접적으로 부착"이라는 표현은 물체들 또는 구성요소들 간의 직접적인 연결을 의미한다.The term "coupled" as used in the description and the appended claims refers to a direct or indirect connection (e.g., a connection through at least one intervening connection) between one or more objects or components. The expression "direct attachment" means a direct connection between objects or components.
상세한 설명 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 "액화 설비", "액화 트레인(들)", 및 "액화 설비"라는 용어는 천연가스를 액화 천연가스(LNG)로 변환시키는데 사용되는 임의 유형 또는 조합의 장비의 하나 이상의 부품을 지칭한다. 따라서, 예를 들어 액화 설비, 설비, 플랜트, 또는 트레인(들)은 천연가스 전처리 및 액화 공정에서 사용되는 일련의 연계된 장비 요소들 또는 모듈들 중 임의의 하나 이상을 의미하는바, 예를 들면 온난 액화 모듈, 저온 액화 모듈, 탈수 모듈, 아민 모듈, BOG 모듈(boil-off gas module), 저온 박스, 및 유틸리티 모듈(utility module), 또는 명칭이 상이하더라도 이들과 동일한 목적을 달성하는 임의의 유사한 장비를 의미한다.The terms "liquefaction facility", "liquefaction train (s)" and "liquefaction facility" as used in the description and the appended claims are intended to cover any type or combination of materials used to convert natural gas to liquefied natural gas Refers to one or more parts of the equipment. Thus, for example, a liquefaction plant, facility, plant, or train (s) refers to any one or more of a series of associated equipment elements or modules used in a natural gas pretreatment and liquefaction process, A boil-off gas module, a low-temperature box, and a utility module, or any similar similar device that achieves the same purpose as these different names, Equipment.
상세한 설명 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 "고압"이라는 표현이 가스 상태의 천연가스에 관하여 사용되는 경우, 이는 대략 45 barg 와 대략 100 barg 사이의 압력을 의미한다. 가스 상태의 천연가스를 이송하기 위한 도관, 파이프, 호스, 및/또는 전달 부재와 관련하여 "고압"이라 함은 대략 45 barg 와 대략 100 barg 사이의 압력을 가진 천연가스를 유지, 전달, 및/또는 수용할 수 있는 능력을 의미한다.As used in the description and the appended claims, the expression "high pressure" when used in reference to a gaseous natural gas means a pressure between about 45 barg and about 100 barg. &Quot; High pressure "in connection with conduits, pipes, hoses, and / or delivery members for transferring natural gas in the gaseous state refers to the ability to maintain, deliver and / or transport natural gas having a pressure between about 45 barg and about 100 barg. Or ability to accept.
천연가스 액화 선박에 관한 하나 이상의 실시예가 제공된다. 예시의 목적을 위하여 본 발명은 천연가스를 매개로 하여 설명되지만, 본 발명이 이 실시예에만 국한되는 것은 아니다. 본 발명은 예를 들어 액화된 석유가스, 프로판, 또는 부탄과 같이, 액체로서 운송될 수 있는 다른 탄화수소 가스에도 동등하게 적용될 수 있다.One or more embodiments of a natural gas liquefied vessel are provided. For purposes of illustration, the present invention will be described by way of natural gas, but the present invention is not limited to this embodiment. The present invention is equally applicable to other hydrocarbon gases that can be transported as liquids, such as, for example, liquefied petroleum gas, propane, or butane.
동등한 크기의 선박인 액화 천연가스 캐리어(LNGC)에 비하여 증가된 적재중량 톤수를 가진 천연가스 액화 선박은 LNGC의 화물 용적을 감소시킴으로써 얻어진다. 그 차이로 인하여 화물 탱크들의 좌측 및 우현 측부들에 여유가 생겨서 인접한 윙 탱크들의 크기가 증가된다. 윙 탱크들의 증가된 크기는 선박의 감소된 화물 탱크 크기에 의해 생성된 공간을 점유하고, 상대적으로 더 큰 상측 트렁크 갑판을 지지할 수 있다. 밸러스트 윙 탱크들 및 상대적으로 작은 화물 탱크들은 가용한 사하중을 증가시킨다. 이와 같은 방안에 따르면, 선박의 상대적으로 더 큰 상측 트렁크 갑판이 효율적인 부유식 액화 플랜트를 지지할 수 있으며, 이것은 LNG 밸류 체인을 향상시키는데, 왜냐하면 이것은 예를 들어 Q-Max 선체와 같은 표준형 선박 선체의 투영면적(footprint)에서 2.0 - 3.0 MTPA를 발생시킬 수 있기 때문이다.Natural gas liquefied vessels with an increased tonnage of tonnage relative to liquefied natural gas carriers (LNGCs) of equivalent size are obtained by reducing the cargo volume of LNGC. Due to the difference, the left and right sides of the cargo tanks are left free and the size of adjacent wing tanks is increased. The increased size of the wing tanks occupies the space created by the ship's reduced cargo tank size and can support a relatively larger upper trunk deck. Ballast wing tanks and relatively small cargo tanks increase the available dead load. According to such a scheme, the relatively larger upper trunk deck of the vessel can support an efficient floating liquefaction plant, which improves the LNG value chain because this can be achieved, for example, in a standard vessel hull such as a Q- Because it can generate 2.0 - 3.0 MTPA in the projected footprint.
예시적인 실시예의 천연가스 액화 선박은 향상된 선창 크기 및 갑판 구조를 포함하는바, 이것은 Q-Max 또는 Q-Flex 선체와 같은 통상적인 LNG 캐리어 선체에 새로이 건설되는 부유식 선박 상에 액화 설비가 놓여짐을 가능하게 할 수 있다. 조선소 및 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자(이하, '통상의 기술자'라고 함)에게 공지된 선체 설계안을 이용함으로써, 개발 비용이 절감되고 새로 건설되는 선박의 신뢰성이 증가된다는 장점이 얻어진다. 천연가스 액화 선박이 새로 건설되는 선박인 경우, 확장된 액화 트레인 및 개선된 동력 시스템을 지지하기 위하여, 확장된 상측 갑판에 충분한 사하중이 전용으로 이용될 수 있다. 천연가스 액화 선박이 기존의 선박을 전환함으로써 형성되는 경우, 예시적인 실시예들은 복잡한 액화 공정 장치들을 위하여 더 많은 공간 및 유연성을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 추진력을 위해 액화 선박 상에 장착되고 보다 효율적인 동력 유틸리티가 제공되어 선박에 동력을 공급하고 선박 상의 액화 공정에 동력을 공급할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 천연가스 액화 선박은 액화 선박들로 전환된 종래의 액화 천연가스 캐리어(LNGC) 및/또는 종래의 액화 부유 유닛에 비하여, 화물 탱크들의 좌현 측부 및 우현 측부에 상대적으로 폭이 큰 밸러스트 윙 탱크들을, 그리고 밸러스트 윙 탱크들 위에 확장된 상측 트렁크 갑판을 포함할 수 있다.The natural gas liquefied vessel of the exemplary embodiment includes an improved pier size and deck structure, which allows the liquefaction facility to be placed on a newly built floating vessel on a conventional LNG carrier hull, such as a Q-Max or Q-Flex hull . By using the hull design known to the shipyard and those having ordinary skill in the art (hereinafter referred to as "the ordinary engineer"), the development cost is reduced and the reliability of the newly constructed ship is increased . Where natural gas liquefied ships are newly constructed vessels, sufficient dead loads may be used exclusively on the extended upper deck to support the extended liquefied train and the improved power system. When a natural gas liquefied vessel is formed by switching over an existing vessel, the exemplary embodiments can provide more space and flexibility for complex liquefaction process equipment, as well as provide more space and flexibility for a liquefied vessel for propulsion, Power utility is provided to power the ship and power the liquefaction process on the ship. In an exemplary embodiment, the natural gas liquefied vessel has a relatively wide width on the left and right sides of the cargo tanks compared to a conventional liquefied natural gas carrier (LNGC) and / or a conventional liquefied stove unit converted to liquefied ships. These may include large ballast wing tanks and upper trunk decks extended above ballast wing tanks.
예시적인 실시예들의 액화 선박은 예를 들어 이중 연료 디젤 발전기 세트에 의해 디젤-전기 방식으로 동력이 제공되는 것일 수 있다. 이중 연료 디젤 발전기 세트들은 선박 추진 및 액화 트레인 모두를 위한 동력을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선박 상의 천연가스 액화 설비는 가스 엔진 또는 가스 터빈에 의해 동력을 제공받을 수 있다. 예시적인 실시예에 의하면, 액화 선박의 사하중이 증가될 수 있으며, 이로써 유사한 선체 크기 및 급의 통상적인 LNGC 및/또는 통상적인 액화 선박에 비하여, 액화 설비 공정 장치들을 위한 추가적인 선택안들이 제공될 수 있다.The liquefied vessels of the exemplary embodiments may be diesel-powered, for example, by a dual fuel diesel generator set. Dual fuel diesel generator sets can provide power for both ship propulsion and liquefied trains. In some embodiments, the natural gas liquefaction plant on the vessel may be powered by a gas engine or a gas turbine. According to an exemplary embodiment, the dead load of a liquefied vessel can be increased, thereby providing additional options for liquefying facility processing equipment compared to conventional LNGC and / or conventional liquefied vessels of similar hull size and grade have.
도 1 및 도 2 에는 액화 선박의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 액화 선박(100)은 부이(buoy)에 의하여 근해에 정박되거나 또는 예를 들어 5년 이상의 오랜 기간 동안 부두에 묶여 있을 수 있다. 도 1 에 도시된 하나의 비제한적인 예에서, 액화 선박(100)은 345m X 55m X 27m 의 크기인 선체(105)를 갖는다. 종래 기술에서 이와 같은 크기의 LNGC 선체는 선박의 사하중을 기반으로 하여 266,000m3 의 최대 화물 용적을 가질 것이다. 그러나, 도 1 에 도시된 바와 같이 345m 길이의 선체를 가진 예시적인 LNGC 에서, 액화 선박(100)은 단지 180,000m3 의 감소된 용적을 가진 화물 탱크(110)를 포함할 수 있다. 화물 용적(탱크 크기)를 감소시킴으로써, 추가적인 액화 설비를 위한 사하중이 가용하게 될 수 있다. 다른 크기의 선체도 액화 선박(100)을 위하여 이용될 수 있는바, 예를 들면 145,000m3 내지 256,000m3 사이의 용적을 가진 화물 탱크(110)를 구비한 선체가 이용될 수 있다. 따라서, 액화 선박(100) 상에 있는 화물 탱크(110)의 용적은 종래의 유사한 선박의 화물 탱크의 최대 적재 용적보다 평균적으로 적어도 15% 작을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 화물 탱크(110)의 용적은 유사한 크기의 종래 기술의 LNGC 의 최대 적재 용적보다 대략 30% 정도 작을 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 액화 선박(100)의 선창 내에 있는 모든 화물 탱크(110)들은 유사한 크기의 종래 선박에 비하여 작은 체적을 가지며, 체적 감소는 평균적으로 적어도 15% 이다. 화물 탱크(110)들은 멤브레인(membrane) 또는 자체-지지 프리즘(self-supporting prismatic) 유형의 화물 탱크일 수 있다. 일부 실시예의 액화 선박(100)을 위한 LNG 격납 시스템에서, 화물 탱크(110)들은 멤브레인 유형의 탱크일 수 있으며, 이들은 두 줄/10개의 탱크 구성을 갖춤으로써 출렁거림(sloshing)을 최소화하고, 예를 들어 설치된 액화 설비(350)를 위한 중간-스팬 갑판 지지(mid-span deck support)를 제공한다.1 and 2 show an exemplary embodiment of a liquefied vessel. The liquefied
갑판 공간 및 사하중의 증가Increase of deck space and dead load
아래의 상세한 설명 및 도면들에서는 Q-Max급 선체가 예로서 제시되어 있으나, 본 발명은 이에 국한되는 것이 아니다. 본 발명은 적절한 크기변경에 의하여 Q-Flex급 선체에도 적용될 수 있다. 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 화물 탱크(110)들의 폭은 통상적인 Q-Max 선체 내에 있는 화물 탱크들에 비하여 액화 선박(100) 내에서 잘려진 형태를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 폭은 대략 41m일 수 있다. 화물 탱크(110)들의 높이 및 길이를 변화시키지 않고서 화물 탱크(110)들의 폭을 대략 41m로 단축시킴으로써, 선박의 전체적인 구조를 변경함없이 화물 탱크(110)들의 용적이 감소된다. 현존하는 조선소로부터의 현존하는 선체 형태를 사용함으로써, 신뢰도가 증가하고 개발 비용이 감소된다. LNG 밸류 체인의 최대 비용 요소는 액화 플랜트이다. 예를 들어 Q-Max 선체 형태는 잘 알려지고 신뢰성있는 선체 형태인데, 여기에서 "Q"는 카타르(Qatar)를 의미하고 "Max"는 카타르 내의 LNG 터미널에 도킹(docking)할 수 있는 최대 선박 크기를 의미한다. 현존하는 조선소들은 Q-Max 선체를 건설하는 방법을 알고 있다. 본 발명의 하나 이상의 실시예의 변형에 의하면, 화물 탱크(110)들의 용적 감소로 인하여 추가적인 사하중이 발생된다. 예를 들어 345 미터의 선체에서, 화물 탱크(110)들은 상대적으로 좁은 폭의 화물 탱크(110)들을 사용함으로써 용적이 266,000m3 로부터 180,000m3 로 감소될 수 있으며, 이로써 다른 목적, 예를 들어 액화 설비(350)를 위하여 가용한 40,000톤의 사하중이 만들어진다. 따라서, 화물 탱크(110)들에 인접한 액화 선박(100)의 좌현 측부(120)와 우현 측부(125)에 잉여 공간(130)이 생성된다.In the following detailed description and drawings, a Q-Max class hull is shown as an example, but the present invention is not limited thereto. The present invention can be applied to a Q-Flex hull by appropriate size change. As shown in FIGS. 1 and 2, the width of the
예를 들어 Q-Max 선박과 같은 통상적인 LNGC 선박에서, 밸러스트 윙 탱크의 크기는 탱크 체적 및 손상 요구사항(damage requirement)에 기초한 것일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 밸러스트 윙 탱크(115)들은 잉여 공간(130)을 점유하도록 설치 및/또는 확장될 수 있다. 예를 들어 각각 대략 7m 의 크기로 확장된 밸러스트 윙 탱크(115)들은 통상적인 선박의 경우에서보다 더 큰 것이다. 밸러스트 윙 탱크(115)들은 액화 선박(100)가 상측 트렁크 갑판(135) 및/또는 확장부(140)들을 지지함을 가능하게 하는 향상된 안정성 및/또는 구조적 지지력을 제공한다. Q-Max급의 실시예에서, 상측 트렁크 갑판(135)은 대략 27m 의 치수를 가질 수 있고, 확장부(140)들은 대략 14m 의 치수를 가질 수 있다.For example, in a typical LNGC ship such as a Q-Max vessel, the size of the ballast wing tank may be based on tank volume and damage requirement. In an exemplary embodiment, the
일부 실시예에서, 상측 트렁크 갑판(135)은 확장부(140)들에 의하여 표시된 바와 같이 선박의 좌현 측부(120) 및 우현 측부(125)로 확장될 수 있다. 상측 트렁크 갑판(135)은 액화 선박(100)의 전체 길이로 확장될 수 있으며, 하나 이상의 예시적인 실시예에서 상측 갑판(145) 위로 상승될 수 있다. LNGC 가 재가스화(regasification) 선박인 경우, 상측 갑판(145)은 통상적으로 재가스화 장비를 위해 사용된다. 이러한 종래의 구성에서, 재가스화 장비는 상측 갑판(145) 상에서 전방에 있을 수 있다. 또한 상측 갑판(145)은 종래의 부유식 액화 유닛에서 액화 설비가 배치되는 곳이다. 상측 트렁크 갑판(135)의 확장부(140)들과 상측 갑판(145) 사이의 측부 외피(150)는 비-밀봉(non-tight) 형태의 것일 수 있으며 날씨에 노출된 것일 수 있다. 상측 트렁크 갑판(135)의 확장부(140)들은 345m 길이의 선체를 가진 액화 선박(100)의 좌현 측부(120) 및 우현 측부(125) 모두에서 17m 내지 20m 사이일 수 있다. 일부 실시예에서, 상측 트렁크 갑판(135)은 각 측부에서 14m 일 수 있으며, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이 액화 선박(100)의 길이에 걸쳐 연장될 수 있다.In some embodiments, the
액화 설비Liquefaction plant
예시적으로서만 도시된 것이긴 하지만, 도 3 에는 3.0 MTPA(Metric Tons per Annum) 이상의 발송량(sendout)을 감당할 수 있는 이중 혼합식 냉각제(dual-mixed refrigerant; DMR)를 갖춘 Q-Max급 선박이 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 액화 선박(100)은 2.0 MTPA 발송량 미만의 상대적으로 소형인 구성을 위한 단일 혼합식 냉각제(single-mixed refrigerant; SMR)를 갖춘 Q-Flex 급 선박일 수 있다. 도 3 에는 상측 트렁크 갑판(135)의 평면도가 도시되어 있는바, 이것은 액화 설비(350)를 위한 공간을 제공하고 액화 설비(350)를 지지할 수 있다.Although illustrated only by way of example, a Q-Max class vessel with dual-mixed refrigerant (DMR) capable of handling a sendout of 3.0 MTPA (Metric Tons per Annum) Respectively. In some embodiments, the liquefied
일 실시예에서, 액화 설비(350)는 상측 트렁크 갑판(135) 상에 위치할 수 있다. 상측 트렁크 갑판(135)은 좌현 측부(120) 및 우현 측부(125) 모두에서 선박의 길이에 걸쳐서 연장될 수 있다. 일련의 교환기들이 함께 단일의 LNG 트레인을 포함한다. 액화 설비(350)는 단일의 DMR 트레인(DMR train) 또는 복수의 SMR 트레인(SMR train)들일 수 있다.In one embodiment, the
액화 설비(350)는 천연가스가 비등점 미만으로 될 때까지 천연가스로부터 열을 제거함으로써 기상 천연가스를 액상 천연가스(LNG)로 전환시킬 수 있다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 액화 설비(350)는, 유사한 크기의 종래의 선박에서와 같이 상측 갑판(145)이 아니라, 상측 트렁크 갑판(135)의 확장부(140)들 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 액화 설비(350)는 (상측 트렁크 갑판(135)에 대한 보충으로서) 확장부(140)들 및/또는 상측 갑판(145) 상에도 배치될 수 있다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 온난 액화 모듈(300), 저온 액화 모듈(305), 탈수 모듈(310), 아민 모듈(315), BOG(boil-off gas) 모듈(330), 저온 박스(325), 및 유틸리티 모듈(320) 모두가 상측 트렁크 갑판(135) 상에, 특히 상측 트렁크 갑판(135)의 확장부(140)들 상에 배치되고 밸러스트 윙 탱크(115)들에 의해 지지될 수 있다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 상측 트렁크 갑판(135)은 좌현 측부(120) 및 우현 측부(125) 모두에서 실질적으로 액화 선박(100)의 길이에 걸쳐 연장된다. 상측 트렁크 갑판(135)의 확장부(140)들은 천연가스 액화 선박(100)의 풀 빔(full beam)(17m 내지 20m 사이)을 좌현 측부(120)와 우현 측부(125) 모두까지, 그리고 천연가스 액화 선박(100)의 길이에 걸쳐 밸러스트 윙 탱크(115)들 위로 연장시킬 수 있다.3, the
액화 설비(350)는 미국 캔사스 오버랜드 파크(Overland Park, Kansas, United States)의 블랙 앤 비찌 코포레이션(Black & Veatch Corporation), 펜실베니아 알렌타운(Allentown, Pennsylvania)의 에어 프로덕츠 앤 케미컬스 아이앤씨(Air Products and Chemicals, Inc.), 독일 풀라크(Pullach, Germany)의 린드 아게(Linde AG), 프랑스 루에일(Rueil, France)의 악센-아이에프피(Axens-IFP), 네덜란드 헤이그의 로열 더치 쉘 피엘씨(Royal Dutch Shell plc), 또는 오스트레일리아 퍼치(Perth, Australia)의 엘엔지 엘티디(LNG Ltd.)에 의하여 제공될 수 있다. 일 예에서, 액화 설비(350)는 블랙 앤 비찌 코포레이션의 단일 혼합식 냉각제(single mixed refrigerant)(SMR), 이중 혼합식 냉각제(DMR), 또는 통상의 기술자에게 알려진 다른 액화 기술에 의한 장비일 수 있다.The
(부유식 액화 유닛에서 통상적으로 필요한 바와 같이) 육상 기반의 액화 설비보다 더 적은 갯수 또는 더 작고 콤팩트한 투영면적을 갖는 액화 설비(350)를 선택함과는 달리, 하나 이상의 실시예에서의 액화 설비(350)를 선택함은 더 복잡할 수 있다. 액화 설비(350)에 의하여, 예시적인 실시예의 가용한 추가 사하중 및 공간으로 인하여 가스 전처리 장비 및/또는 개선된 공정 장비가 제공될 수 있다. 종래의 시스템에서는, 예를 들어 엑셀러레이트 리쿼팩션 솔루션스, 엘엘씨(Excelerate Liquefaction Solutions, LLC) 사의 WO 2014/168843(발명의 명칭: "천연가스의 부유식 부두측 액화를 위한 시스템 및 방법")에 개시된 바와 같이, 액화 선박 상의 제한된 공간으로 인하여 천연가스 전처리 시스템을 내륙측에 배치하는 것이 바람직한 것이었다. 본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 종래 기술의 구성에 비하여 액화 선박(100) 상에 가용한 갑판 공간 및/또는 사하중이 더 크게 되기 때문에, 생산 플랫폼 상에서의 전처리 또는 육상측 전러치 설비에 대한 필요가 경감될 수 있다.Unlike selecting a
선박 상에서의 액화 공정Liquefaction process on ship
천연가스의 액화 공정은 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 그러나, 액화 공정과 액화 플랜트에서의 많은 변화가 개발되기도 했다. 과거에는 사전냉각된 프로판 혼합식 냉각제와 순수 성분 캐스케이드 사이클이 시장을 지배하였다. 액화 선박(100)의 하나 이상의 실시예는 DMR 또는 SMR 공정을 사용할 수 있다. 본 발명은, 본 발명의 하나 이상의 실시예의 장점들과 양립가능하고 그 장점들에 의해 지원을 받는, 통상의 기술자에게 알려진 임의의 다른 공정과 양립가능하게 사용될 수 있다.Liquefaction processes for natural gas are well known in the art. However, many changes have been developed in liquefaction processes and liquefaction plants. In the past, precooled propane mixed coolant and pure ingredient cascade cycles dominated the market. One or more embodiments of the liquefied
도 5 에는 액화 선박(100) 상에서 이루어질 수 있는 예시적인 공정들의 흐름도가 도시되어 있다. 액화 선박(100)은 갑판 상의 파이프라인들 및 고압 하드 아암을 통하거나 또는 바다 아래의 가스정으로부터 천연가스를 수용할 수 있다. 도 5 에는 해저 가스정(500)으로부터의 천연가스가 유동라인 및 상승기(505)를 거쳐서 액화 선박(100)으로 공급될 수 있는 예가 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 다른 경우에서, 천연가스가 액화 선박(100)에 도달하기만 한다면 도 5 에 도시된 액화 공정은 동일할 수 있다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 액화 선박(100)은 액화 선박(100)의 선두에 있는 외부 터릿(400) 또는 잠수 터릿 로딩 부이(submerged turret loading-buoy)와 같은 통합식 터릿을 활용할 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 터릿(400)은 액화 선박(100)의 웨더베이닝(weathervaning)을 허용할 수 있다.FIG. 5 shows a flow diagram of exemplary processes that may be performed on a liquefied
천연가스는 원천으로부터 파이프들을 통해서 가스 로딩 및 수용부(510)로부터 회계 계량부(515)로 이동한 다음에, 압축(520) 및 산성 가스 제거(525)를 위해 아민 모듈(315)에 진입할 수 있다. 탈수 및 수은(Hg) 제거(530)는 탈수 모듈(310)에서 수행될 수 있다. 탈수 모듈(310)은 파이프들에 의하여 저온 박스/중량물 모듈(325)에 결합되는데, 상기 모듈(325)에서 액화 및 중량물 제거(535)의 단계가 이루어질 수 있다. 전술된 블랙 앤 비찌 코포레이션의 것과 같은 이중 혼합식 냉각제(DMR) 공정을 사용하는 일부 실시예에서는, 온난 액화 모듈(300) 및 저온 액화 모듈(305)을 이용하여 액화가 수행될 수 있다. 이 방안에서는, 먼저 온난 액화 모듈(300)이 가스를 (온난한) 대기 온도로부터 냉각시킨 다음에, 저온 액화 모듈(305)이 그 가스를 대략 -160℃에서 액화시킨다. 액화 모듈(들)로부터 얻어지는 LNG 는 엔드 플래쉬 공정(540)으로 이동하는데, 여기에서는 LNG 를 (압축기와 반대의 방식으로 작동하는) 팽창기를 통과시킴으로써 LNG 의 추가적인 서브-쿨링(sub-cooling)이 이루어질 수 있다. 일단 액화가 완료된 때 LNG는 여전히 상대적으로 고압 상태에 있기 때문에 엔드 플래쉬 공정(540)이 필요하다. 그러나, LNG 는 대기압보다 약간 높은 압력 하에서 액화 선박(100)에 저장될 수 있다. 그러므로, 팽창기를 통해서 압력을 감소시키는 것이 유리한데, 이로써 LNG가 저장을 위한 조건을 갖출 수 있게 되고, 또한 팽창기에 연결된 발전기를 통하여 일부 추가적인 동력을 생성하는 것도 가능하다. 이 단계에서 압력이 강하함에 따라서, LNG 의 일부는 증기로 급변(flash)할 수 있으며 이것은 연료 가스로서 사용될 수 있다. 그 다음에 LNG 는 LNG 저장부(545)로 전달될 수 있다. 엔드 플래쉬 공정(end flash process)(540)과 LNG 저장부(545) 모두에서 증발 가스(boil off)가 발생될 수 있다. 증발 가스(BOG)는 연료 가스를 위해 사용되거나, 또는 재액화되어 복귀될 수 있다. 증발 가스/연굘 가스의 핸들링(555)은 BOG 모듈(330)에서 이루어질 수 있다. 화염 타워(flare tower)(415)는 액화 선박(100)의 선두에 위치할 수 있고, LNG 를 연소시켜 안전하게 액화 선박(100)으로부터 멀리 태워버릴 수 있다. 초저온 로딩 아암들 또는 호스들(미도시)에 의하여, 액화 선박(100)으로부터 LNG 의 오프로딩(550)이 제공될 수 있다.Natural gas travels from the source to the
액화 선박(100)은 액화 선박 상에서의 액화 공정의 부산물을 처리할 필요도 있을 수 있다. 탈수에 의하여 물이 발생된다. 발생 물 저장부(produced water storage)(580)에 발생 물 처리부(575)가 구비될 수 있으나, 발생된 물은 종국적으로 발생 물 폐기부(585)에서 폐기되는바, 여기에서 발생된 물이 선박의 선체 안으로 배출된다. 또한 MEG(Mono Ethylene Glycol) 회수 및 재생부(590)는 가스 로딩 및 수용부(510)로부터 천연가스를 받아들여 그 천연가스를 가스정(500)으로 복귀시키는 때에 발생 물 처리부(575)를 위한 물을 발생시킬 수 있다. 액화 선박(100)은 가스정(500)에 대한 화학물 주입(595)을 제공할 수도 있다. 마지막으로, 가스 로딩 및 수용부(510) 및 액화/중량물 제거부(535)는 콘덴세이트(condensate)를 발생시킬 수 있는바, 이것은 콘덴세이트 안정화부(560)에 의하여 처리된 다음에 콘덴세이트 저장부(565)로 전달되고, 종국적으로는 콘덴세이트 오프로딩부(570)에서 오프로딩될 수 있다.The liquefied
동력 시스템Power system
액화 선박(100)의 동력 시스템(410)은 하나 또는 두 개의 프로펠러(405)를 구비한 이중 연료 발전기 세트에 의하여 전기 동력을 공급받을 수 있다. 액화 선박(100) 및 액화 공정 장비에 동력을 제공하기 위한 전기는 이중 연료 발전기 세트를 이용하여 발생될 수 있는바, 이중 연료 발전기 세트는 예를 들어 디젤 전기 동력을 제공하는 하나 이상의 이중 연료 디젤 발전기 세트일 수 있다. 일부 실시예에서는 액화 선박(100) 및 액화 설비(350)에 대한 동력이 가스 엔진 또는 가스 터빈에 의하여 제공될 수 있다. 액화 선박(100)은 예를 들어 궂은 날씨 동안에 손상으로부터 회피하기 위하여, 그리고/또는 생산 위치에 대한 접근 및/또는 그로부터의 이탈을 위한 천이 작동 동안에 자체 추진을 사용할 수 있다.The
통상의 기술자는 여기에서 기술된 상기 화물 탱크, 화물 용적, 트렁크 갑판 확장부, 및 윙 탱크의 치수들이 액화 선박(100)에서 채택되는 선박 선체의 크기에 기초하여 비례 방식으로 변형될 수 있다는 것을 이해할 것이다.It will be appreciated by those of ordinary skill in the art that the dimensions of the cargo tanks, cargo volumes, trunk deck extensions, and wing tanks described herein can be varied in a proportional manner based on the size of the vessel hull employed in the liquefied
위에서는 천연가스 액화 선박에 대해 설명한바, 상기 예시적인 실시예들에 의하여 부유식 액화 유닛 또는 선박을 위한 향상된 화물 격납 및 갑판 구조가 제공될 수 있다. 예시적인 실시예들은 제한된 정도의 저장 공간 만을 희생함으로써 선박의 사하중을 보다 효율적으로 활용할 수 있다. 예시적인 실시예들은, 선박 상에 구비된 보다 효율적인 동력 시스템을 위한 공간을 제공할 수 있으며, 이로써 선박 추진을 위한 이중 연료 디젤 동력을 활용하여 선박 및 액화 공정에 대한 동력을 제공할 수 있다. 예시적인 실시예들의 액화 선박은 추가적인 액화 공정 장치들과, 장기간의 용선을 위한 보다 경제적인 선택안을 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 예를 들어 Q-Max 선체와 같은 표준형 선박 선체의 투영면적에서 2.0-3.0 MTPA 를 생산할 수 있다.Having described a natural gas liquefied vessel as described above, the above exemplary embodiments can provide an improved cargo containment and deck structure for a floating liquefier unit or vessel. The exemplary embodiments can more efficiently utilize the dead load of a ship by sacrificing only a limited amount of storage space. Exemplary embodiments may provide space for a more efficient power system onboard the vessel, thereby providing power to the vessel and liquefaction process utilizing dual fuel diesel power for propulsion of the vessel. The liquefied vessels of the exemplary embodiments can provide additional liquefaction process equipment and a more economical choice for long term chartering. According to an exemplary embodiment, 2.0-3.0 MTPA can be produced in the projected area of a standard ship hull, for example a Q-Max hull.
본원의 발명의 설명으로부터 통상의 기술자는 본 발명의 다양한 사항들에 대한 추가적인 변형예들과 대안적인 실시예들을 명확히 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 설명은 예시적인 것으로서 이해되어야 하며, 통상의 기술자가 본 발명을 실시하기 위한 일반적인 방식을 가르치기 위한 목적으로 기술된 것이라는 점에 유의해야 할 것이다. 여기에서 도시되고 설명된 본 발명의 형태들은 현재로서 바람직한 실시예로 채택된 것이라는 점이 이해되어야 할 것이다. 여기에서 도시 및 설명된 요소들 및 재료들은 교체될 수 있으며, 부품들 및 공정들의 순서가 거꾸로 될 수 있고, 또한 본 발명의 어떤 특징들은 독립적으로 활용될 수 있는바, 이들 모두는 본 발명의 본 설명을 읽은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 하기의 청구범위에 기술된 본 발명의 범위 및 균등예들을 벗어나지 않는 범위 내에서 여기에서 설명된 구성요소들에 대한 변화가 가해질 수 있다. 또한, 여기에서 개시된 특징들은 소정의 실시예에서 독립적으로 또는 조합되어 채택될 수 있다는 점이 이해되어야 할 것이다.From the description of the present invention, those skilled in the art will be able to clearly understand additional variants and alternative embodiments of the various aspects of the invention. Accordingly, it is to be understood that the description is to be construed as illustrative, and is in no way intended to limit the scope of the present invention to those skilled in the art. It is to be understood that the forms of the invention shown and described herein are presently preferred embodiments. The elements and materials shown and described herein may be interchanged and the order of components and processes may be reversed and certain features of the present invention may be utilized independently, Will be apparent to one of ordinary skill in the art upon reading the description. Changes may be made to the elements described herein without departing from the scope and equivalence of the invention as set forth in the following claims. It is also to be understood that the features disclosed herein may be employed independently or in combination in any given embodiment.
Claims (20)
상기 선창 내에 설치된 복수의 극저온 화물 탱크(cryogenic cargo tank)들로서, 상기 복수의 극저온 화물 탱크들은 멤브레인 유형의 것으로서 그 각각이 대략 41m의 폭을 가진, 극저온 화물 탱크들;
선창의 좌현 측부(port side)와 우현 측부(starboard side) 각각에 하나씩 배치된 적어도 한 쌍의 밸러스트 윙 탱크(ballast wing tank)로서, 상기 밸러스트 윙 탱크들은 복수의 극저온 화물 탱크들 중 적어도 하나의 극저온 화물 탱크에 인접하게 배치되고, 각각의 밸러스트 윙 탱크는 대략 7m 의 폭을 가진, 밸러스트 윙 탱크들;
상기 선창의 위에 있는 트렁크 갑판(trunk deck)으로서, 상기 트렁크 갑판은 상기 복수의 극저온 화물 탱크들 위로 그리고 상기 적어도 한 쌍의 밸러스트 윙 탱크들 위로 연장되는, 트렁크 갑판; 및
상기 트렁크 갑판 상에 있는 천연가스 액화 플랜트;를 포함하고,
상기 천연가스 액화 플랜트는:
천연가스 액화 선박의 선두(bow)에 있고, 천연가스의 원천에 유체 결합(fluidly couple)된, 가스 로딩 및 수용 매니폴드(gas loading and reception manifold);
적어도 하나의 압축기 및 산성 가스 제거 전처리 장비(acid gas removal pretreatment equipment)를 포함하는 아민 모듈(amine module)로서, 탈수 모듈(dehydration module) 및 수은 제거 장비에 유체 결합되는, 아민 모듈; 및
액화 모듈(liquefaction module)에 유체 결합되는 탈수 모듈 및 수은 제거 장비;를 포함하고,
상기 복수의 극저온 화물 탱크에는 액화 모듈 및 BOG 모듈(Boil Off Gas module) 모두가 유체 결합되며,
대략 41m 폭의 극저온 화물 탱크들 및 대략 7m 폭의 밸러스트 윙 탱크들에 의해 사하중이 확보되고,
확보된 사하중(saved deadweight)은 트렁크 갑판 및 천연가스 액화 플랜트에 적용되는, 천연가스 액화 선박.A natural gas liquefied vessel constructed in a Q-Max class vessel with a cargo hold, the natural gas liquefied vessel comprising:
A plurality of cryogenic cargo tanks installed in the reservoir, the plurality of cryogenic cargo tanks being of the membrane type, each having a width of approximately 41 m; cryogenic cargo tanks;
At least one pair of ballast wing tanks, one at each of a port side and a starboard side of a dock, wherein the ballast wing tanks are at least one of a plurality of cryogenic cargo tanks Each ballast wing tank having ballast wing tanks of width approximately 7 meters;
A trunk deck above the dock, the trunk deck extending over the plurality of cryogenic cargo tanks and over at least a pair of ballast wing tanks; And
A natural gas liquefaction plant on the trunk deck,
The natural gas liquefaction plant comprises:
A gas loading and reception manifold at the bow of a natural gas liquefied vessel and fluidly coupled to the source of natural gas;
An amine module comprising at least one compressor and acid gas removal pretreatment equipment, the amine module being fluidly coupled to a dehydration module and a mercury removal device; And
A dehydration module and a mercury removal equipment fluidly coupled to a liquefaction module,
The plurality of cryogenic cargo tanks are fluidly coupled to both the liquefaction module and the BOG module (Boil Off Gas module)
Dead loads are secured by cryogenic cargo tanks of approximately 41m wide and ballast wing tanks of approximately 7m wide,
Saved deadweight is applied to trunk decks and natural gas liquefaction plants. Natural gas liquefied ships.
상기 액화 모듈은 저온 액화 모듈(cold liquefaction module) 및 온난 액화 모듈(warm liquefaction module)을 포함하는, 천연가스 액화 선박.The method according to claim 1,
Wherein the liquefaction module comprises a cold liquefaction module and a warm liquefaction module.
상기 액화 모듈은 저온 박스 모듈(cold box module)을 포함하는, 천연가스 액화 선박.The method according to claim 1,
Wherein the liquefaction module comprises a cold box module.
상기 천연가스 액화 선박은 해저 천연가스정(subsea natural gas well)을 포함하는, 천연가스 액화 선박.The method according to claim 1,
Wherein said natural gas liquefied vessel comprises a subsea natural gas well.
상기 천연가스 액화 선박은 갑판 상에 고압 하드 아암(high-pressure hard arm) 및 파이프라인(pipeline)들을 포함하는, 천연가스 액화 선박.The method according to claim 1,
Wherein said natural gas liquefied vessel comprises high-pressure hard arms and pipelines on a deck.
상기 천연가스 액화 선박은 천연가스 액화 선박에 동력을 공급하기 위한 이중 연료 발전기 세트(dual-fuel generator set)를 포함하는, 천연가스 액화 선박.The method according to claim 1,
Wherein said natural gas liquefied vessel comprises a dual-fuel generator set for powering a natural gas liquefied vessel.
상기 이중 연료 디젤 발전기 세트는 천연가스 액화 선박을 추진시키는 적어도 하나의 프로펠러를 더 포함하는, 천연가스 액화 선박.The method according to claim 6,
Wherein said dual fuel diesel generator set further comprises at least one propeller for propelling a natural gas liquefied vessel.
상기 천연가스 액화 선박은 천연가스 액화 선박의 선두에 웨더베이닝 터릿(weathervaning turret)을 포함하는, 천연가스 액화 선박.The method according to claim 1,
Wherein said natural gas liquefied vessel comprises a weathervaning turret at the head of a natural gas liquefied vessel.
상기 복수의 극저온 화물 탱크들은 180,000m3 의 용적(capacity)을 가진, 천연가스 액화 선박.The method according to claim 1,
Wherein said plurality of cryogenic cargo tanks have a capacity of 180,000 m 3 .
상기 천연가스 액화 선박의 선체 내에 있는 선창;
상기 선창 내에 있는 복수의 극저온 화물 탱크들;
상기 선창의 좌현 측부 및 우현 측부 각각에 하나씩 있는 적어도 한 쌍의 밸러스트 윙 탱크들로서, 상기 복수의 극저온 화물 탱크들 중 적어도 하나의 극저온 화물 탱크에 결합된, 밸러스트 윙 탱크들;
상기 선창 위에 있는 트렁크 갑판으로서, 상기 복수의 극저온 화물 탱크들 위로 그리고 상기 적어도 한 쌍의 밸러스트 윙 탱크들 위로 연장되는, 트렁크 갑판; 및
상기 트렁크 갑판 상의 천연가스 액화 플랜트;를 포함하는, 천연가스 액화 선박.As natural gas liquefaction vessels,
A dock within the hull of the natural gas liquefied vessel;
A plurality of cryogenic cargo tanks within the dock;
At least one pair of ballast wing tanks, one at each of the port side and the starboard side of the dock, the ballast wing tanks being coupled to at least one of the plurality of cryogenic cargo tanks;
A trunk deck above said dock, said trunk deck extending over said plurality of cryogenic cargo tanks and over at least a pair of ballast wing tanks; And
And a natural gas liquefaction plant on the trunk deck.
상기 천연가스 액화 선박은 Q-Max 선박(Q-Max vessel)인, 천연가스 액화 선박.11. The method of claim 10,
The natural gas liquefied vessel is a Q-Max vessel, a natural gas liquefied vessel.
상기 천연가스 액화 선박은 Q-Flex 선박(Q-Flex vessel)인, 천연가스 액화 선박.11. The method of claim 10,
The natural gas liquefied vessel is a Q-Flex vessel, a natural gas liquefied vessel.
상기 트렁크 갑판 상의 액화 설비는:
천연가스 액화 선박의 선두에 있고, 천연가스의 원천에 유체 결합된, 가스 로딩 및 수용 매니폴드;
적어도 하나의 압축기 및 산성 가스 제거 전처리 장비를 포함하는 아민 모듈로서, 탈수 모듈 및 수은 제거 장비에 유체 결합되는, 아민 모듈; 및
액화 모듈에 유체 결합되는 탈수 모듈 및 수은 제거 장비;를 포함하고,
상기 복수의 극저온 화물 탱크에는 액화 모듈 및 BOG 모듈이 유체 결합되는, 천연가스 액화 선박.11. The method of claim 10,
The liquefaction facility on the trunk deck comprises:
A gas loading and receiving manifold at the head of a natural gas liquefied vessel and fluidly coupled to a source of natural gas;
An amine module comprising at least one compressor and an acid gas removal pretreatment device, said amine module being fluidly coupled to a dehydration module and a mercury removal device; And
A dewatering module fluidly coupled to the liquefaction module and a mercury removal equipment,
Wherein the plurality of cryogenic cargo tanks are fluidly coupled to the liquefaction module and the BOG module.
상기 천연가스 액화 선박은:
적어도 하나의 화물 탱크의 좌현 측부 및 우현 측부에 있는 밸러스트 윙 탱크들;
상기 밸러스트 윙 탱크들 위로 연장되고 밸러스트 윙 탱크들에 의해 지지되는 상측 트렁크 갑판; 및
상기 상측 트렁크 갑판 상에 있는 액화 설비;를 포함하고,
상기 이중 연료 디젤 발전기 세트는 천연가스 액화 선박의 추진 및 상기 액화 설비에 동력을 제공하는, 천연가스 액화 선박 시스템.A natural gas liquefied marine system comprising a natural gas liquefied vessel and a dual fuel diesel generator set,
The natural gas liquefied vessel comprises:
Ballast wing tanks at the port side and starboard side of at least one cargo tank;
An upper trunk deck extending above the ballast wing tanks and supported by the ballast wing tanks; And
And a liquefaction facility on the upper trunk deck,
Wherein the dual fuel diesel generator set provides power to the propulsion of the natural gas liquefied vessel and the liquefaction facility.
상기 천연가스 액화 선박은 Q-Max 선박인, 천연가스 액화 선박 시스템.15. The method of claim 14,
The natural gas liquefied vessel is a Q-Max vessel, a natural gas liquefied ship system.
상기 천연가스 액화 선박은 Q-Flex 선박인, 천연가스 액화 선박 시스템.15. The method of claim 14,
The natural gas liquefied vessel is a Q-Flex vessel, a natural gas liquefied ship system.
확장된 상측 트렁크 갑판은, 천연가스 액화 선박의 풀 빔(full beam)을 좌현 측부와 우현 측부 모두까지 그리고 천연가스 액화 선박의 길이에 걸쳐 상기 윙 탱크들 위로 연장시키는, 천연가스 액화 선박 시스템.15. The method of claim 14,
An extended upper trunk deck extends a full beam of a natural gas liquefied vessel to both the port side and the starboard side and over the wing tanks over the length of the natural gas liquefied vessel.
상기 천연가스 액화 선박의 풀 빔은 17 내지 20 미터 사이인, 천연가스 액화 선박 시스템.18. The method of claim 17,
Wherein the full beam of the natural gas liquefied vessel is between 17 and 20 meters.
확장된 상측 트렁크 갑판 상의 액화 설비는:
천연가스 액화 선박의 선두에 있고, 천연가스의 원천에 유체 결합된, 가스 로딩 및 수용 매니폴드;
적어도 하나의 압축기 및 산성 가스 제거 전처리 장비를 포함하는 아민 모듈로서, 탈수 모듈 및 수은 제거 장비에 유체 결합되는, 아민 모듈;
액화 모듈에 유체 결합되는 탈수 모듈 및 수은 제거 장비; 및
상기 복수의 극저온 화물 탱크에 유체 결합된 액화 모듈;을 포함하는, 천연가스 액화 선박 시스템.15. The method of claim 14,
The liquefaction facilities on the extended upper trunk deck are:
A gas loading and receiving manifold at the head of a natural gas liquefied vessel and fluidly coupled to a source of natural gas;
An amine module comprising at least one compressor and an acid gas removal pretreatment device, said amine module being fluidly coupled to a dehydration module and a mercury removal device;
A dehydration module and a mercury removal device fluidly coupled to the liquefaction module; And
And a liquefaction module fluidly coupled to said plurality of cryogenic cargo tanks.
상기 적어도 하나의 화물 탱크는 멤브레인 유형의 화물 탱크인, 천연가스 액화 선박 시스템.15. The method of claim 14,
Wherein the at least one cargo tank is a membrane type cargo tank.
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