KR20190030516A

KR20190030516A - 해양구조물

Info

Publication number: KR20190030516A
Application number: KR1020170118047A
Authority: KR
Inventors: 송용석; 정승재
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2019-03-22
Also published as: KR101973112B1

Abstract

해양구조물이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 해양구조물은 액화천연가스를 연료로 사용하는 해양구조물로서, 선체에 형성되고, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크 저장된 액화천연가스를 소비처에 연료로 공급하는 연료공급모듈; 상기 저장탱크와 상기 연료공급모듈을 연결하는 연료이동라인; 상기 저장탱크에서 상기 저장탱크 외부로 연장되고, 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스가 상기 저장탱크 외부로 배출되는 경로를 제공하는 제1증발가스이동라인; 및 상기 저장탱크와, 액화천연가스를 상기 저장탱크로 공급하는 외부공급처를 연결하는 로딩라인을 포함하고, 상기 로딩라인은 상기 연료이동라인을 이동하는 액화천연가스를 이용하여 쿨다운된다.

Description

해양구조물{Marine structure}

본 발명은 해양구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스는 -163도의 극저온으로 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas: LNG)로 만들어져 보관되고, 운반된다.

최근, 액화천연가스는 선박 등 다양한 해양구조물에서 발전 또는 추진을 위한 연료로 사용되고 있는 실정이다.

예컨대, 해양발전플랜트는 해양에 설치되어, 액화천연가스를 연료로 사용하여 발전하는 해양구조물이다. 이러한 해양발전플랜트에는 액화천연가스를 저장하는 저장탱크가 구비되고, 연료로 소비되는 액화천연가스를 공급받기 위해 액화천연가스운반선과 같은 외부공급처와 연결되는 로딩라인 등이 구비될 수 있다.

한편, 로딩라인은 로딩작업이 수행되기 전 상온에 노출된 상태에 있을 수 있다. 이 경우, 로딩작업을 위해 로딩라인으로 극저온의 액화천연가스가 유입될 때, 로딩라인에는 액화천연가스와 로딩라인 사이 온도 차이에 의해 액화천연가스가 증발한 증발가스가 발생하게 되고, 저장탱크에 액화천연가스가 공급되는 효율이 감소하게 될 수 있다.

이를 방지하기 위해, 로딩작업을 수행하기 전 로딩라인의 온도를 낮추는 쿨다운(cooldown)작업이 수행될 수 있다.

종래, 로딩라인에 대한 쿨다운작업은 외부공급처의 액화천연가스를 로딩라인으로 유입시켜 로딩라인의 온도를 낮추는 과정으로 수행되고 있다. 이 경우, 로딩작업은 로딩라인에 대한 쿨다운작업이 수행된 후 진행될 수 있어, 작업시간이 많이 소비되는 문제가 있다.

본 발명의 실시예는, 로딩작업이 수행되기 전 로딩라인을 쿨다운할 수 있는 해양구조물을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 연료로 사용하는 해양구조물로서, 선체에 형성되고, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 소비처에 연료로 공급하는 연료공급모듈; 상기 저장탱크와 상기 연료공급모듈을 연결하는 연료이동라인; 상기 저장탱크에서 상기 저장탱크 외부로 연장되고, 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스가 상기 저장탱크 외부로 배출되는 경로를 제공하는 제1증발가스이동라인; 및 상기 저장탱크와, 액화천연가스를 상기 저장탱크로 공급하는 외부공급처를 연결하는 로딩라인을 포함하고, 상기 로딩라인은 상기 연료이동라인을 이동하는 액화천연가스를 이용하여 쿨다운되는, 해양구조물이 제공될 수 있다.

로딩 모드로 작동할 때, 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스가 상기 저장탱크 외부로 배출되는 경로를 제공하는 제2증발가스이동라인을 더 포함할 수 있다.

상기 연료이동라인은 제1연결라인을 통해 상기 제2증발가스이동라인과 연결되고, 상기 제2증발가스이동라인은 제2연결라인을 통해 상기 로딩라인과 연결될 수 있다.

쿨다운 모드로 작동할 때, 상기 연료이동라인을 이동하는 액화천연가스는 상기 제1연결라인, 상기 제2증발가스이동라인, 및 상기 제2연결라인을 경유하여 상기 로딩라인으로 이동할 수 있다.

상기 제1연결라인에는 제1밸브가 형성되고, 상기 제2연결라인에는 제2밸브가 형성될 수 있다.

쿨다운 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 개방동작하고, 로딩 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 폐쇄동작할 수 있다.

상기 제2증발가스이동라인은 상기 제1증발가스이동라인에서 분기되고, 상기 제2증발가스이동라인 중 상기 제1증발가스이동라인과 상기 제2증발가스이동라인의 분기점 및 상기 제1연결라인과 상기 제2증발가스이동라인의 연결점 사이에는 제3밸브가 형성될 수 있다.

쿨다운 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 개방동작하고, 상기 제3밸브는 폐쇄동작하고, 로딩 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 폐쇄동작하고, 상기 제3밸브는 개방동작할 수 있다.

상기 제2증발가스이동라인에는 상기 제2증발가스이동라인을 이동하는 증발가스를 압축하는 압축기가 형성되고, 상기 제2증발가스이동라인에는 상기 압축기의 상류측 및 하류측을 연결하는 우회라인이 형성되고, 상기 우회라인에는 제4밸브가 형성되고, 상기 제2증발가스이동라인 중 상기 제2증발가스이동라인과 상기 우회라인의 연결점 및 상기 압축기 사이에는 제5밸브가 형성되고, 쿨다운 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 개방동작하고, 상기 제3밸브는 폐쇄동작하고, 상기 제4밸브는 개방동작하고, 상기 제5밸브는 폐쇄동작하고, 로딩 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 폐쇄동작하고, 상기 제3밸브는 개방동작하고, 상기 제4밸브는 폐쇄동작하고, 상기 제5밸브는 개방동작할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 로딩작업이 수행되기 전 연료이동라인을 이동하는 액화천연가스를 이용하여 제2증발가스이동라인 및 로딩라인을 쿨다운시킬 수 있어, 로딩작업을 위해 소비되는 시간을 절약할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양구조물을 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양구조물의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양구조물을 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양구조물의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양구조물을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양구조물(100)은 저장탱크(110), 연료공급모듈(120), 연료이동라인(130), 제1증발가스이동라인(140), 및 로딩라인(150)을 포함하고, 액화천연가스를 연료로 사용한다.

예컨대, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 액화천연가스를 연료로 사용하여 발전하는 해양발전플랜트일 수 있다.

이외에도, 본 실시예에 따른 해양구조물은 액화천연가스를 연료로 사용하여 추진하는 액화천연가스 추진선박과 같이 액화천연가스를 연료로 사용하는 다양한 구조물일 수 있다.

저장탱크(110)는 선체(미도시)에 형성된다. 예컨대, 저장탱크(110)는 선체의 내부에 형성될 수 있다.

저장탱크(110)는 도 1과 같이 1개가 제공될 수 있다.

또는 저장탱크(110)는 도시되지 않았지만, 복수로 제공될 수 있다. 이 경우, 복수의 저장탱크(110)는 선체의 길이방향 또는 선체의 폭방향을 따라 배치될 수 있다.

저장탱크(110)는 액화천연가스를 저장한다.

연료공급모듈(120)은 저장탱크(110)에 저장된 액화천연가스를 소비처(미도시)에 연료로 공급한다. 여기서, 소비처는 연료로 공급되는 액화천연가스를 연소시키는 장치로서, 발전장치 등을 포함할 수 있다.

연료공급모듈(120)은 액화천연가스를 소비처에서 연료로 사용 가능한 상태의 압력 및 온도로 형성하여 소비처에 공급할 수 있다.

연료이동라인(130)은 저장탱크(110)와 연료공급모듈(120)을 연결한다. 이때, 연료공급모듈(120)은 연료이동라인(130)을 통해 저장탱크(110)로부터 액화천연가스를 공급받는다. 다시 말해, 연료이동라인(130)은 액화천연가스가 저장탱크(110)에서 연료공급모듈(120)로 이동하는 경로를 제공한다.

이 경우, 연료이동라인(130)의 일단부는 도 1과 같이 저장탱크(110) 내부를 향해 연장될 수 있다.

이때, 연료이동라인(130)의 일단부에는 가압펌프(131)가 형성될 수 있다. 가압펌프(131)는 저장탱크(110) 내부의 액화천연가스가 연료이동라인(130)을 따라 이동하도록 펌핑동작할 수 있다.

본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 저장탱크(110)에 저장된 액화천연가스를 연료공급모듈(120)로 이동시켜 소비처로 공급하는 연료공급 모드로 작동할 수 있다.

예컨대, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 연료공급 모드로 작동할 때, 액화천연가스를 발전장치에 연료로 공급하여 발전장치를 작동시킬 수 있다. 또는 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 연료공급 모드로의 작동이 중지될 때, 발전장치의 작동이 중지될 수 있다.

도 1을 참조하면, 제1증발가스이동라인(140)은 저장탱크(110)에서 발생하는 증발가스가 저장탱크(110) 외부로 배출되는 경로를 제공한다.

제1증발가스이동라인(140)은 저장탱크(110)에서 저장탱크(110) 외부로 연장된다. 이 경우, 제1증발가스이동라인(140)는 도 1과 같이, 일단부가 저장탱크(110) 내부를 향해 연장되고, 타단부가 저장탱크(110) 외부를 향해 연장될 수 있다.

일례로, 제1증발가스이동라인(140)은 도 1과 같이 연료공급모듈(120)과 연결될 수 있다. 이때, 제1증발가스이동라인(140)의 타단부는 연료공급모듈(120)과 연결될 수 있다.

이 경우, 저장탱크(110)에서 발생한 증발가스는 제1증발가스이동라인(140)을 통해 연료공급모듈(120)로 이동하고, 연료로 사용 가능한 압력 및 온도로 형성되어 소비처로 공급될 수 있다.

다른 예로, 제1증발가스이동라인은 도시되지 않았지만, 선체에 별도로 구비되는 재액화장치와 연결될 수 있다. 이때, 제1증발가스이동라인의 타단부는 재액화장치와 연결될 수 있다.

이 경우, 저장탱크에서 발생한 증발가스는 제1증발가스이동라인을 통해 재액화장치로 이동하여 재액화될 수 있다. 재액화된 증발가스는 저장탱크로 유입되어 저장될 수 있다.

이외에도, 제1증발가스이동라인은 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 저장탱크 외부로 배출할 수 있도록 다양한 구조로 형성될 수 있다.

도 1을 참조하면, 로딩라인(150)은 저장탱크(110)와 액화천연가스를 저장탱크(110)로 공급하는 외부공급처(미도시)를 연결한다. 로딩라인(150)은 액화천연가스가 외부공급처에서 저장탱크(110)로 이동하는 경로를 제공한다.

여기서, 외부공급처는 선체(미도시) 외부에서 액화천연가스를 수용하며 저장탱크(110)에 공급할 수 있는 구조물로서, 액화천연가스운반선 또는 벙커링선박 등을 포함할 수 있다.

이 경우, 로딩라인(150)은 도 1과 같이, 일단부가 저장탱크(110) 내부로 연장되고, 타단부가 외부공급처를 향해 연장될 수 있다.

예컨대, 로딩라인(150)의 타단부에는 로딩암(미도시)이 형성될 수 있다. 이 경우, 로딩라인(150)과 외부공급처가 연결될 때, 로딩암은 외부공급처에 형성된 매니폴드(미도시)와 연결될 수 있다.

본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 외부공급처에서 로딩라인(150)을 통해 저장탱크(110)로 액화천연가스가 공급되는 로딩 모드로 작동할 수 있다. 로딩라인(150)은 평상시 외부공급처와 분리되고, 로딩 모드로 작동할 때 외부공급처와 연결될 수 있다.

본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 제2증발가스이동라인(160)을 더 포함할 수 있다.

제2증발가스이동라인(160)은 로딩 모드로 작동할 때, 저장탱크(110)에서 발생하는 증발가스가 저장탱크(110) 외부로 배출되는 경로를 제공할 수 있다.

보다 상세히, 로딩 모드로 작동할 때, 즉 외부공급처의 액화천연가스가 로딩라인(150)을 통해 저장탱크(110)로 유입될 때, 저장탱크(110)에서 발생하는 증발가스의 양은 로딩라인(150)을 통해 저장탱크(110)로 유입되는 액화천연가스와 저장탱크(110) 사이 온도 차이 등 다양한 원인에 의해 평상시와 비교하여 증가할 수 있다.

이 경우, 저장탱크(110)에서 발생하는 증발가스의 양은 제1증발가스이동라인(140)을 통해 배출될 수 있는 양보다 많을 수 있다. 이때, 저장탱크(110)에서 발생하는 증발가스는 제1증발가스이동라인(140)과 제2증발가스이동라인(160)을 통해 저장탱크(110) 외부로 효과적으로 배출될 수 있다.

본 실시예에서, 제2증발가스이동라인(160)은 도 1과 같이 제1증발가스이동라인(140)에서 분기될 수 있다.

이 경우, 제2증발가스이동라인(160)은 일단부 제1증발가스이동라인(140)과 연결되고, 타단부가 외부공급처(미도시)를 향해 연장될 수 있다.

이와 같은 제2증발가스이동라인(160)은 평상시 외부공급처와 분리되고, 로딩 모드로 작동할 때 외부공급처와 연결될 수 있다. 이 경우, 로딩 모드로 작동할 때, 저장탱크(110)에서 발생한 증발가스는 제2증발가스이동라인(160)을 통해 외부공급처로 이동할 수 있다.

예컨대, 제2증발가스이동라인(160)을 통해 외부공급처로 이동하는 증발가스는 외부공급처에 구비되는 재액화장치(미도시)에서 재액화될 수 있다. 또는 제2증발가스이동라인(160)을 통해 외부공급처로 이동하는 증발가스는 액화천연가스를 수용하는 수용탱크(미도시)의 압력유지에 사용될 수 있다.

본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 로딩 모드로 작동하기 전, 로딩라인(150)을 쿨다운시키는 쿨다운 모드로 작동할 수 있다. 이때, 로딩라인(150)은 연료이동라인(130)을 이동하는 액화천연가스를 이용하여 쿨다운된다.

이를 위해, 연료이동라인(130)은 제1연결라인(170)을 통해 제2증발가스이동라인(160)과 연결되고, 제2증발가스이동라인(160)은 제2연결라인(180)을 통해 로딩라인(150)과 연결될 수 있다.

이 경우, 쿨다운 모드로 작동할 때, 연료이동라인(130)을 이동하는 액화천연가스는 제1연결라인(170), 제2증발가스이동라인(160), 및 제2연결라인(180)을 경유하여 로딩라인(150)으로 이동할 수 있다.

이때, 연료이동라인(130)을 이동하는 액화천연가스는 제2증발가스이동라인(160) 및 로딩라인(150)을 차례로 쿨다운시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 쿨다운 모드로 작동할 때, 연료공급라인을 이동하는 액화천연가스에 의해 제2증발가스이동라인(160) 및 로딩라인(150)이 모두 쿨다운될 수 있다.

이때, 제2증발가스이동라인(160) 및 로딩라인(150)에 대한 쿨다운작업은 연료공급라인을 이동하는 액화천연가스를 이용하여 로딩라인(150)이 외부공급처와 연결되기 전 미리 수행될 수 있다.

이 경우, 본 실시예에 따라 해양구조물(100)은 로딩작업을 위해 소요되는 시간을 절약할 수 있다.

본 실시예에서, 제1연결라인(170)에는 도 1과 같이 제1연결라인(170)을 개폐하는 제1밸브(191)가 형성되고, 제2연결라인(180)에는 제2연결라인(180)을 개폐하는 제2밸브(192)가 형성될 수 있다. 이러한 제1밸브(191) 및 제2밸브(192)의 작동에 대해서는 후술한다.

제2증발가스이동라인(160) 중 제1증발가스이동라인(140)과 제2증발가스이동라인(160)의 분기점 및 제1연결라인(170)과 제2증발가스이동라인(160)의 연결점 사이에는 제3밸브(193)가 형성될 수 있다.

제3밸브(193)는 제2증발가스이동라인(160) 중 제1증발가스이동라인(140)과 제2증발가스이동라인(160)의 분기점 및 제1연결라인(170)과 제2증발가스이동라인(160)의 연결점 사이 영역을 개폐할 수 있다. 이러한 제3밸브(193)의 작동에 대해서는 후술한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양구조물의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양구조물(100)의 작동을 설명한다.

참고로, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)의 작동을 설명함에 있어, 쿨다운 모드 및 로딩 모드로의 작동을 중심으로 설명하고, 액화천연가스 및 증발가스의 이동을 제어하기 위해 제1밸브(191) 내지 제3밸브(193) 이외 별도의 밸브(미도시)를 더 포함하는 것으로 가정하여 설명한다.

< 쿨다운 모드 >

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 로딩작업이 수행되기 전 쿨다운 모드로 작동할 수 있다. 이 경우, 제2증발가스이동라인(160) 및 로딩라인(150)은 외부공급처(미도시)와 분리되어 있을 수 있다.

이때, 제1밸브(191)는 제1연결라인(170)이 개방되도록 개방동작하고, 제2밸브(192)는 제2연결라인(180)이 개방되도록 개방동작할 수 있다.

제3밸브(193)는 제2증발가스이동라인(160) 중 제1증발가스이동라인(140)과 제2증발가스이동라인(160)의 분기점 및 제1연결라인(170)과 제2증발가스이동라인(160)의 연결점 사이 영역이 폐쇄되도록 폐쇄동작할 수 있다.

( 작동예 1-1)

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 쿨다운 모드로 작동하고, 동시에 연료공급 모드가 작동할 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 쿨다운작업을 수행하며 동시에 연료공급모듈(120)에 액화천연가스를 공급할 수 있다.

이때, 저장탱크(110) 내부의 액화천연가스는 가압펌프(131)의 펌핑동작을 통해 연료이동라인(130)을 따라 이동하고, 연료이동라인(130)을 이동하는 액화천연가스는 도 2와 같이 연료공급모듈(120) 및 제1연결라인(170)으로 분기되어 이동할 수 있다.

제1연결라인(170)으로 유입된 액화천연가스는 제2증발가스이동라인(160) 중 제1연결라인(170)과 제2증발가스이동라인(160)의 연결점 및 제2증발가스이동라인(160)과 제2연결라인(180)의 연결점 사이 영역을 경유하여 제2연결라인(180)으로 유입될 수 있다.

이때, 제2증발가스이동라인(160) 중 제1연결라인(170)과 제2증발가스이동라인(160)의 연결점 및 제2증발가스이동라인(160)과 제2연결라인(180)의 연결점 사이 영역이 쿨다운될 수 있다.

제2연결라인(180)으로 유입된 액화천연가스는 로딩라인(150)을 따라 저장탱크(110)를 향해 이동하며, 로딩라인(150)을 쿨다운시키고, 저장탱크(110)로 유입될 수 있다.

저장탱크(110)에서 발생하는 증발가스(도 2의 점선화살표 참조)는 제1증발가스이동라인(140)을 통해 연료공급모듈(120)로 이동할 수 있다.

이 경우, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 쿨다운 모드로 작동하는 동안, 저장탱크(110)에서 발생하는 증발가스를 저장탱크(110) 외부로 효과적으로 배출할 수 있다. 나아가, 제3밸브(193)가 폐쇄되어 있어, 제1증발가스이동라인(140)을 이동하는 증발가스는 제2증발가스이동라인(160)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.

한편, 제2증발가스이동라인(160) 및 로딩라인(150)에 대한 쿨다운작업 중 발생하는 증발가스는 쿨다운작업에 사용되고 저장탱크(110)로 유입되는 액화천연가스와 함께 저장탱크(110)로 유입되어, 제1증발가스이동라인(140)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

( 작동예 1-2)

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 쿨다운 모드로 작동하고, 연료공급 모드로의 작동이 중지될 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 쿨다운작업을 수행할 때 연료공급모듈(120)에 대한 액화천연가스의 공급을 중지할 수 있다.

이때, 저장탱크(110) 내부의 액화천연가스는 가압펌프(131)의 펌핑동작을 통해 연료이동라인(130)을 따라 이동하고, 연료이동라인(130)을 이동하는 액화천연가스는 도 3과 같이 제1연결라인(170)으로 이동할 수 있다. 이 경우, 연료이동라인(130)을 이동하는 액화천연가스는 연료공급모듈(120)로 이동하는 것이 중지될 수 있다.

<로딩 모드 >

쿨다운작업이 수행된 이후, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 로딩작업을 수행하는 로딩 모드로 작동할 수 있다. 이 경우, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 쿨다운 모드의 작동이 중지되고, 제2증발가스이동라인(160) 및 로딩라인(150)이 외부공급처(미도시)와 연결될 수 있다.

이때, 제1밸브(191)는 제1연결라인(170)이 폐쇄되도록 폐쇄동작하고, 제2밸브(192)는 제2연결라인(180)이 폐쇄되도록 폐쇄동작할 수 있다.

제3밸브(193)는 제2증발가스이동라인(160) 중 제1증발가스이동라인(140)과 제2증발가스이동라인(160)의 분기점 및 제1연결라인(170)과 제2증발가스이동라인(160)의 연결점 사이 영역이 개방되도록 개방동작할 수 있다.

( 작동예 1-3)

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 로딩 모드로 작동하고, 동시에 연료공급 모드로 작동할 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 로딩작업을 수행하며 동시에 연료공급모듈(120)에 액화천연가스를 공급할 수 있다.

이때, 외부공급처의 액화천연가스(도 4의 일점쇄선화살표 참조)는 도 4와 같이 로딩라인(150)을 따라 저장탱크(110)로 이동할 수 있다. 이 경우, 제2밸브(192)가 폐쇄동작하고 있어, 로딩라인(150)을 이동하는 액화천연가스는 제2연결라인(180)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.

저장탱크(110) 내부의 액화천연가스는 가압펌프(131)의 펌핑동작을 통해 연료이동라인(130)을 따라 이동하고, 연료이동라인(130)을 이동하는 액화천연가스는 연료공급모듈(120)로 이동할 수 있다. 이 경우, 제1밸브(191)가 폐쇄동작하고 있어, 연료이동라인(130)을 이동하는 액화천연가스는 제1연결라인(170)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.

저장탱크(110)에서 발생하는 증발가스(도 4의 점선화살표 참조)는 제1증발가스이동라인(140)을 통해 연료공급모듈(120)로 이동하고, 제1증발가스이동라인(140)을 이동하는 증발가스 중 일부는 제1증발가스이동라인(140)에서 분기된 제2증발가스이동라인(160)을 통해 외부공급처로 이동할 수 있다.

이 경우, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 로딩작업 중 발생하는 증발가스를 제1증발가스이동라인(140) 및 제2증발가스이동라인(160)을 통해 효과적으로 배출할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 해양구조물은 도시되지 않았지만, 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 양을 측정하는 센서부 및 센서부가 측정한 측정값을 기초로 제2증발가스이동라인의 개폐 또는 개방상태를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

보다 상세히, 제어부는 센서부의 측정값을 저장탱크에서 발생하는 증발가스가 제1증발가스이동라인을 통해 저장탱크 외부(ex. 연료이동모듈)로 최대로 배출될 수 있는 양인 설정값과 비교할 수 있다.

측정값이 설정값 이하인 경우, 제어부는 제3밸브가 폐쇄동작하도록 제어할 수 있다. 이때, 저장탱크에서 발생하는 증발가스는 제1증발가스이동라인을 통해 저장탱크 외부로 배출되고, 제2증발가스이동라인으로 이동하는 것이 방지될 수 있다.

측정값이 설정값을 초과하는 경우, 제어부는 제3밸브(193)가 개방동작하도록 제어할 수 있다. 이때, 저장탱크에서 발생하는 증발가스는 제1증발가스이동라인)과 제2증발가스이동라인을 통해 저장탱크 외부로 배출될 수 있다.

이 경우, 제어부는 측정값이 설정값을 초과하는 양에 따라 제2증발가스이동라인의 개방상태가 조절되도록 제3밸브의 개방동작을 제어할 수 있다.

예컨대, 제3밸브는 유량조절밸브일 수 있다. 이 경우, 제어부는 측정값에서 설정값을 뺀 값이 증가할수록 제2증발가스이동라인의 개방상태가 증가하도록 제3밸브의 개방동작을 제어하고, 측정값에서 설정값을 뺀 값이 감소할수록 제2증발가스이동라인의 개방상태가 감소하도록 제3밸브의 개방동작을 제어할 수 있다.

( 작동예 1-4)

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(100)은 로딩 모드로 작동하고, 연료공급 모드의 작동이 중지될 수 있다. 다시 말해, 본 실시에에 따른 해양구조물(100)은 로딩작업을 수행할 때 연료공급모듈(120)에 대한 액화천연가스의 공급을 중지할 수 있다.

이때, 외부공급처의 액화천연가스(도 5의 일점쇄선화살표 참조)는 도 5와 같이 로딩라인(150)을 따라 저장탱크(110)로 이동할 수 있다. 이 경우, 제2밸브(192)가 폐쇄동작하고 있어, 로딩라인(150)을 이동하는 액화천연가스는 제2연결라인(180)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.

가압펌프(131)는 작동이 중지되고, 저장탱크(110) 내부의 액화천연가스는 연료이동라인(130)으로 이동하는 것이 중지될 수 있다.

저장탱크(110)에서 발생하는 증발가스(도 5의 점선화살표 참조)는 제1증발가스이동라인(140) 중 저장탱크(110) 및 제1증발가스이동라인(140)과 제2증발가스이동라인(160)의 분기점 사이 영역을 경유하여, 제1증발가스이동라인(140)에서 분기된 제2증발가스이동라인(160)을 통해 외부공급처로 이동할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양구조물을 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양구조물(200)은 저장탱크(210), 연료공급모듈(220), 연료이동라인(230), 제1증발가스이동라인(240), 제3밸브(293)가 형성된 제2증발가스이동라인(260), 로딩라인(250), 제1밸브(291)가 형성된 제1연결라인(270), 및 제2밸브(292)가 형성된 제2연결라인(280)을 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 저장탱크(210), 연료공급모듈(220), 연료이동라인(230), 제1증발가스이동라인(240), 로딩라인(250), 제1연결라인(270), 및 제2연결라인(280)은 앞선 실시예의 저장탱크(도 1의 110), 연료공급모듈(도 1의 120), 연료이동라인(도 1의 130), 제1증발가스이동라인(도 1의 140), 로딩라인(도 1의 150), 제1연결라인(도 1의 170), 및 제2연결라인(도 1의 180)과 실질적으로 동일하여 구체적인 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 해양구조물(200)은 제2증발가스이동라인(260)에 압축기(262) 및 우회라인(261)이 형성되는 점에서 앞선 실시예와 차이가 있다. 이하, 본 실시예를 설명함에 있어 앞선 실시예와 차이가 있는 점에 관해 설명한다.

본 실시예에 따른 압축기(262)는 제2증발가스이동라인(260)에 형성되고, 제2증발가스이동라인(260)을 이동하는 증발가스를 압축할 수 있다.

이 경우, 제2증발가스이동라인(260)을 이동하는 증발가스는 압축기(262)에서 고압으로 압축되어 효과적으로 외부공급처(미도시)를 향해 이동할 수 있다.

본 실시예에 따른 우회라인(261)은 압축기(262)의 상류측 및 하류측을 연결할 수 있다.

보다 상세히, 우회라인(261)의 일단은 제2증발가스이동라인(260) 중 제1연결라인(270)과 제2증발가스이동라인(260)의 연결점 및 압축기(262) 사이 영역(즉, 압축기(262)의 상류측 영역)에 연결될 수 있다.

우회라인(261)의 타단은 압축기(262) 및 제2증발가스이동라인(260)과 제2연결라인(280)의 연결점 사이 영역(즉, 압축기(262)의 하류측 영역)에 연결될 수 있다.

우회라인(261)은 쿨다운 모드로 작동할 때, 개방될 수 있다. 이 경우, 제1연결라인(270)을 통해 제2증발가스이동라인(260)으로 유입된 액화천연가스는 압축기(262)를 우회하여 제2증발가스이동라인(260)을 이동할 수 있다.

또는 우회라인(261)은 로딩 모드로 작동할 때, 폐쇄될 수 있다.

이를 위해, 우회라인(261)에는 우회라인(261)을 개폐하는 제4밸브(294)가 형성될 수 있다. 이러한 제4밸브(294)의 작동에 대해서는 후술한다.

그리고 제2증발가스이동라인(260) 중 제2증발가스이동라인(260)과 우회라인(261)의 연결점 및 압축기(262) 사이에는 제5밸브(295)가 형성될 수 있다. 이 경우, 제5밸브는 도 6과 같이 제2증발가스이동라인(260) 중 압축기(262)의 상류측에 위치할 수 있다.

제5밸브(295)는 제2증발가스이동라인(260) 중 제2증발가스이동라인(260)과 우회라인(261)의 연결점 및 압축기(262) 사이 영역을 개폐할 수 있다. 이러한 제5밸브(295)의 작동에 대해서는 후술한다.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양구조물의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양구조물(200)의 작동을 설명한다.

< 쿨다운 모드 >

먼저, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(200)은 로딩작업이 수행되기 전 쿨다운 모드로 작동할 수 있다.

이때, 제1밸브(291)는 제1연결라인(270)이 개방되도록 개방동작하고, 제2밸브(292)는 제2연결라인(280)이 개방되도록 개방동작할 수 있다.

제3밸브(293)는 제2증발가스이동라인(260) 중 제1증발가스이동라인(240)과 제2증발가스이동라인(260)의 분기점 및 제1연결라인(270)과 제2증발가스이동라인(260)의 연결점 사이 영역이 폐쇄되도록 폐쇄동작할 수 있다.

제4밸브(294)는 우회라인(261)이 개방되도록 개방동작할 수 있다.

제5밸브(295)는 제2증발가스이동라인(260) 중 제2증발가스이동라인(260)과 우회라인(261)의 연결점 및 압축기(262) 사이 영역이 폐쇄되도록 폐쇄동작할 수 있다.

( 작동예 2-1)

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(200)은 쿨다운 모드로 작동하고, 동시에 연료공급 모드로 작동할 수 있다.

이때, 저장탱크(210) 내부의 액화천연가스는 가압펌프(231)의 펌핑동작을 통해 연료이동라인(230)을 따라 이동하고, 연료이동라인(230)을 이동하는 액화천연가스는 도 7과 같이 연료공급모듈(220) 및 제1연결라인(270)으로 분기되어 이동할 수 있다.

제1연결라인(270)으로 유입된 액화천연가스는 제2증발가스이동라인(260) 중 제1연결라인(270)과 제2증발가스이동라인(260)의 연결점 및 제2증발가스이동라인(260)과 우회라인(261)의 일단의 연결점 사이 영역, 우회라인(261), 제2증발가스이동라인(260) 중 우회라인(261)의 타단과 제2증발가스이동라인(260)의 연결점 및 제2증발가스이동라인(260)과 제2연결라인(280)의 연결점 사이 영역을 경유하여, 제2연결라인(280)으로 이동할 수 있다.

이 경우, 제5밸브(295)가 폐쇄동작하고 있어, 제2증발가스이동라인(260)으로 유입된 액화천연가스는 압축기(262)로 이동하는 것이 방지될 수 있다.

이때, 제2증발가스이동라인(260) 중 제1연결라인(270)과 제2증발가스이동라인(260)의 연결점 및 제2증발가스이동라인(260)과 우회라인(261)의 일단의 연결점 사이 영역, 제2증발가스이동라인(260) 중 우회라인(261)의 타단과 제2증발가스이동라인(260)의 연결점 및 제2증발가스이동라인(260)과 제2연결라인(280)의 연결점 사이 영역이 쿨다운될 수 있다.

제2연결라인(280)으로 유입된 액화천연가스는 로딩라인(250)을 따라 저장탱크(210)를 향해 이동하며, 로딩라인(250)을 쿨다운시키고, 저장탱크(210)로 유입될 수 있다.

저장탱크(210)에서 발생한 증발가스(도 7의 점선화살표 참조)는 제1증발가스이동라인(240)을 통해 연료이동모듈로 배출될 수 있다.

( 작동예 2-2)

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(200)은 쿨다운 모드로 작동하고, 연료공급 모드로의 작동이 중지될 수 있다.

이때, 저장탱크(210) 내부의 액화천연가스는 가압펌프(231)의 펌핑동작을 통해 연료이동라인(230)을 따라 이동하고, 연료이동라인(230)을 이동하는 액화천연가스는 도 8과 같이 제1연결라인(270)으로 이동할 수 있다. 이 경우, 연료이동라인(230)을 이동하는 액화천연가스는 연료공급모듈(220)로 이동하는 것이 중지될 수 있다.

<로딩 모드 >

쿨다운작업이 수행된 이후, 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(200)은 로딩작업을 수행하는 로딩 모드로 작동할 수 있다.

이때, 제1밸브(291)는 제1연결라인(270)이 폐쇄되도록 폐쇄동작하고, 제2밸브(292)는 제2연결라인(280)이 폐쇄되도록 폐쇄동작할 수 있다.

제3밸브(293)는 제2증발가스이동라인(260) 중 제1증발가스이동라인(240)과 제2증발가스이동라인(260)의 분기점 및 제1연결라인(270)과 제2증발가스이동라인(260)의 연결점 사이 영역이 개방되도록 개방동작할 수 있다.

제4밸브(294)는 우회라인(261)이 폐쇄되도록 폐쇄동작할 수 있다.

제5밸브(295)는 제2증발가스이동라인(260) 중 제2증발가스이동라인(260)과 우회라인(261)의 연결점 및 압축기(262) 사이 영역이 개방되도록 개방동작할 수 있다.

( 작동예 2-3)

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(200)은 로딩 모드로 작동하고, 동시에 연료공급 모드로 작동할 수 있다.

이때, 외부공급처(미도시)의 액화천연가스(도 9의 일점쇄선화살표 참조)는 도 9와 같이 로딩라인(250)을 따라 저장탱크(210)로 이동할 수 있다. 이 경우, 제2밸브(292)가 폐쇄동작하고 있어, 로딩라인(250)을 이동하는 액화천연가스는 제2연결라인(280)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.

저장탱크(210) 내부의 액화천연가스는 가압펌프(231)의 펌핑동작을 통해 연료이동라인(230)을 따라 이동하고, 연료이동라인(230)을 이동하는 액화천연가스는 연료공급모듈(220)로 이동할 수 있다. 이 경우, 제1밸브(291)가 폐쇄동작하고 있어, 연료이동라인(230)을 이동하는 액화천연가스는 제1연결라인(270)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.

저장탱크(210)에서 발생하는 증발가스(도 9의 점선화살표 참조)는 제1증발가스이동라인(240)을 통해 연료이동모듈로 이동하며, 제1증발가스이동라인(240)을 이동하는 증발가스 중 일부는 제1증발가스이동라인(240)에서 분기된 제2증발가스이동라인(260)을 통해 외부공급처로 이동할 수 있다.

이때, 제2증발가스이동라인(260)을 이동하는 증발가스는 압축기(262)를 경유하며 고압으로 압축될 수 있다. 그리고, 제4밸브(294)가 폐쇄동작하고 있어, 제2증발가스이동라인(260)을 이동하는 증발가스는 우회라인(261)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.

( 작동예 2-4)

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(200)은 로딩 모드로 작동하고, 연료공급 모드의 작동이 중지될 수 있다.

이때, 외부공급처(미도시)의 액화천연가스(도 10의 일점쇄선화살표 참조)는 도 10과 같이 로딩라인(250)을 따라 저장탱크(210)로 이동할 수 있다. 이 경우, 제2밸브(292)가 폐쇄동작하고 있어, 로딩라인(250)을 이동하는 액화천연가스는 제2연결라인(280)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.

가압펌프(231)는 작동이 중지되고, 저장탱크(210) 내부의 액화천연가스는 연료이동라인(230)으로 이동하는 것이 중지될 수 있다.

저장탱크(210)에서 발생하는 증발가스(도 10의 점선화살표 참조)는 제1증발가스이동라인(240) 중 저장탱크(210) 및 제1증발가스이동라인(240)과 제2증발가스이동라인(260)의 분기점 사이 영역을 경유하여, 제1증발가스이동라인(240)에서 분기된 제2증발가스이동라인(260)을 통해 외부공급처로 이동할 수 있다.

이때, 제2증발가스이동라인(260)을 이동하는 증발가스는 압축기(262)를 경유하며 고압으로 압축될 수 있다. 그리고, 제4밸브(294)가 폐쇄동작하고 있어, 제2증발가스이동라인(260)을 통해 압축기(262)를 향해 이동하는 증발가스는 우회라인(261)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100, 200: 해양구조물
110, 210: 저장탱크
120, 220: 연료공급모듈
130, 230: 연료이동라인
131, 231: 가압펌프
140, 240: 제1증발가스이동라인
150, 250: 로딩라인
160, 260: 제2증발가스이동라인
261: 우회라인
262: 압축기
170, 270: 제1연결라인
180, 280: 제2연결라인
191, 291: 제1밸브
192, 292: 제2밸브
193, 293: 제3밸브
294: 제4밸브
295: 제5밸브

Claims

액화천연가스를 연료로 사용하는 해양구조물로서,
선체에 형성되고, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크;
상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 소비처에 연료로 공급하는 연료공급모듈;
상기 저장탱크와 상기 연료공급모듈을 연결하는 연료이동라인;
상기 저장탱크에서 상기 저장탱크 외부로 연장되고, 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스가 상기 저장탱크 외부로 배출되는 경로를 제공하는 제1증발가스이동라인; 및
상기 저장탱크와, 액화천연가스를 상기 저장탱크로 공급하는 외부공급처를 연결하는 로딩라인을 포함하고,
상기 로딩라인은 상기 연료이동라인을 이동하는 액화천연가스를 이용하여 쿨다운되는, 해양구조물
제1항에 있어서,
로딩 모드로 작동할 때, 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스가 상기 저장탱크 외부로 배출되는 경로를 제공하는 제2증발가스이동라인을 더 포함하는, 해양구조물.
제2항에 있어서,
상기 연료이동라인은 제1연결라인을 통해 상기 제2증발가스이동라인과 연결되고,
상기 제2증발가스이동라인은 제2연결라인을 통해 상기 로딩라인과 연결되는, 해양구조물.
제3항에 있어서,
쿨다운 모드로 작동할 때, 상기 연료이동라인을 이동하는 액화천연가스는 상기 제1연결라인, 상기 제2증발가스이동라인, 및 상기 제2연결라인을 경유하여 상기 로딩라인으로 이동하는, 해양구조물.
제3항에 있어서,
상기 제1연결라인에는 제1밸브가 형성되고,
상기 제2연결라인에는 제2밸브가 형성되는, 해양구조물.
제5항에 있어서,
쿨다운 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 개방동작하고,
로딩 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 폐쇄동작하는, 해양구조물.
제5항에 있어서,
상기 제2증발가스이동라인은 상기 제1증발가스이동라인에서 분기되고,
상기 제2증발가스이동라인 중 상기 제1증발가스이동라인과 상기 제2증발가스이동라인의 분기점 및 상기 제1연결라인과 상기 제2증발가스이동라인의 연결점 사이에는 제3밸브가 형성되는, 해양구조물.
제7항에 있어서,
쿨다운 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 개방동작하고, 상기 제3밸브는 폐쇄동작하고,
로딩 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 폐쇄동작하고, 상기 제3밸브는 개방동작하는, 해양구조물.
제7항에 있어서,
상기 제2증발가스이동라인에는 상기 제2증발가스이동라인을 이동하는 증발가스를 압축하는 압축기가 형성되고,
상기 제2증발가스이동라인에는 상기 압축기의 상류측 및 하류측을 연결하는 우회라인이 형성되고,
상기 우회라인에는 제4밸브가 형성되고,
상기 제2증발가스이동라인 중 상기 제2증발가스이동라인과 상기 우회라인의 연결점 및 상기 압축기 사이에는 제5밸브가 형성되고,
쿨다운 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 개방동작하고, 상기 제3밸브는 폐쇄동작하고, 상기 제4밸브는 개방동작하고, 상기 제5밸브는 폐쇄동작하고,
로딩 모드로 작동할 때, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 각각 폐쇄동작하고, 상기 제3밸브는 개방동작하고, 상기 제4밸브는 폐쇄동작하고, 상기 제5밸브는 개방동작하는, 해양구조물.