KR20190120621A - Liquefied Gas Storage Tank and Gas Treatment System and Vessel having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템 및 선박에 관한 것이다. The present invention relates to a liquefied gas storage tank, and a gas treatment system and a ship including the same.
또한, 본 발명은 국토교통부/국토교통과학기술진흥원의 지원으로 수행된 것이다.(과제번호 17IFIP-C113546-02).In addition, the present invention has been carried out with the support of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport / Ministry of Land, Infrastructure and Transport.
선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.A ship is a means of transporting the ocean carrying large quantities of minerals, crude oil, natural gas, or thousands of containers. It is made of steel and is buoyant and floats on the water surface by buoyancy. Go through.
이러한 선박은 엔진을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.These vessels generate thrust by driving the engine, where the engine uses gasoline or diesel to move the piston so that the crankshaft is rotated by the reciprocating motion of the piston, causing the shaft connected to the crankshaft to rotate to propel the propeller. It was common.
그러나, 최근에는 선박의 연료로서, 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 사용하여 LNG 운반선 및 컨테이너 운반선 등 다양한 선박의 추진에 사용되고 있다. However, in recent years, as a fuel for ships, liquefied gas such as liquefied natural gas and liquefied petroleum gas has been used instead of gasoline or diesel to promote various vessels such as LNG carriers and container carriers. It is used.
액화가스가 액상으로 보관될 때 액화가스 저장탱크로 열침투가 발생함에 따라 일부 액화가스는 기화되어 증발가스(Boiled off Gas)가 생성되는데, 이러한 증발가스는 자연증발가스(Natural Boiled off Gas; NBOG)로 액화가스 처리 시스템에 문제를 일으킬 수 있어, 기존에는 증발가스를 외부로 배출시켜 태우는 방법(기존에는 탱크 압력을 낮춰 탱크의 파손 위험을 제거하기 위해서 증발가스를 단순히 외부로 배출 처리하였다.)으로 소비시켜 문제를 해결하고자 하였다.When the liquefied gas is stored in the liquid phase, as heat penetrates into the liquefied gas storage tank, some liquefied gas is vaporized to produce a boiled off gas, which is a natural boiled off gas (NBOG). ), Which can cause problems with the liquefied gas treatment system, and in the past, the method of exhausting and burning the boil-off gas to the outside (in the past, the boil-off gas was simply discharged to the outside to reduce the risk of damage to the tank by lowering the tank pressure). We tried to solve the problem by consuming.
그러나 이는 환경오염과 자원낭비의 문제를 일으키고 있다. 따라서, 이러한 문제를 원천적으로 해결하기 위해, 액화가스가 액화가스 저장탱크에서 자연적으로 증발가스를 생성해내는 비율인 기화율(Boil-Off Rate; BOR)을 저감하는 기술에 대해서 수많은 연구 및 개발이 진행되고 있는 실정이다. However, this causes problems of environmental pollution and waste of resources. Therefore, in order to solve this problem fundamentally, numerous researches and developments have been made on the technology of reducing the Boil-Off Rate (BOR), which is the rate at which liquefied gas naturally generates evaporated gas in the liquefied gas storage tank. It's going on.
본 발명은 종래의 기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액화가스 저장탱크 내 증발가스 발생률을 저감시키고, 액화가스 저장탱크의 파손을 용이하게 검출함과 동시에 수리가 손쉬워지며, 액화가스 저장탱크 내 액화가스 또는 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있는 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템 및 선박을 제공하기 위한 것이다. The present invention has been made to improve the prior art, an object of the present invention is to reduce the occurrence rate of the evaporated gas in the liquefied gas storage tank, to easily detect the breakage of the liquefied gas storage tank and to easily repair, liquefied The present invention provides a liquefied gas storage tank capable of efficiently treating a liquefied gas or an evaporated gas in a gas storage tank, and a gas treatment system and a ship including the same.
본 발명에 따른 액화가스 저장탱크는, 저장된 액화가스에 의해 계면부를 형성하는 액화가스 저장탱크에 있어서, 상기 계면부 상에 배치되어 상기 액화가스의 슬로싱을 방지하는 슬로싱 방지장치를 포함하고, 상기 슬로싱 방지장치는, 상기 액화가스의 계면부 상에 부유하는 단열부; 상기 단열부의 상측 및 하측에 형성되는 제1 및 제2 금속부; 및 상기 제2 금속부의 하측에 형성되어 상기 계면부와 맞닿으며, 상기 제2 금속부의 수축 또는 팽창을 방지하는 코러게이션부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The liquefied gas storage tank according to the present invention, in the liquefied gas storage tank for forming the interface portion by the stored liquefied gas, the sloshing prevention device disposed on the interface portion to prevent sloshing of the liquefied gas, The sloshing prevention device includes a heat insulating part floating on an interface part of the liquefied gas; First and second metal parts formed above and below the heat insulating part; And a corrugation part formed under the second metal part to contact the interface part and preventing contraction or expansion of the second metal part.
구체적으로, 상기 단열부는 폴리우레탄폼(PUF)과 플라이우드(Plywood)로 구성되고, 상기 제1 및 제2 금속은 스테인레스 스틸로 구성될 수 있다. Specifically, the heat insulating part may be made of polyurethane foam (PUF) and plywood, and the first and second metals may be made of stainless steel.
구체적으로, 상기 슬로싱 방지장치의 충격을 완화하는 완충장치를 더 포함하고, 상기 완충장치는, 상기 슬로싱 방지장치가 대면하는 상기 액화가스 저장탱크의 내벽에 형성될 수 있다. Specifically, the anti-sloshing device further includes a shock absorber to mitigate the shock, the shock absorber may be formed on the inner wall of the liquefied gas storage tank facing the anti-sloshing device.
구체적으로, 상기 슬로싱 방지장치는, 펌프 타워에 의해 고정될 수 있다. Specifically, the sloshing prevention device may be fixed by a pump tower.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크를 포함하고, 상기 펌프 타워에 배치되어 상기 액화가스를 수요처로 공급하는 펌프; 및 상기 펌프로부터 액화가스를 공급받아 기화시켜 상기 수요처로 공급하는 기화기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템일 수 있다.Specifically, the pump including the liquefied gas storage tank, disposed in the pump tower for supplying the liquefied gas to the demand destination; And a vaporizer for receiving the liquefied gas from the pump to vaporize and supply the liquefied gas to the demand destination.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박일 수 있다. Specifically, it may be a ship comprising the liquefied gas storage tank.
본 발명에 따른 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템 및 선박은, 액화가스 저장탱크 내 고정형 펌프와 수직 이동형 펌프를 구축하여, 액화가스의 계면부 부근의 액화가스를 수직 이동형 펌프를 통해 선 소비할 수 있어 열성층화 구간의 액화가스를 우선적으로 소비할 수 있으며, 이로 인해 액화가스 저장탱크 내 증발가스의 발생률을 저감하고 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다. The liquefied gas storage tank according to the present invention, and a gas treatment system and a ship including the same, build a fixed pump and a vertical movable pump in the liquefied gas storage tank, and use the vertical movable pump to direct the liquefied gas near the interface of the liquefied gas. It is possible to consume the liquefied gas in the thermal stratification section preferentially, which can reduce the generation rate of the evaporated gas in the liquefied gas storage tank and minimize the construction cost.
또한, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템 및 선박은, 액화가스 저장탱크 내 증발가스를 흡입할 수 있는 흡입장치를 액화가스 저장탱크의 하부에 설치하여, 상대적 고온인 증발가스를 액화가스의 계면부에서 먼 부근으로 공급할 수 있으므로 액화가스 저장탱크의 열적 부하를 감소시켜 액화가스 저장탱크 내 증발가스의 발생률을 저감하고 시스템이 간단하여 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다. In addition, the liquefied gas storage tank according to the present invention, and the gas processing system and ship including the same, by installing a suction device that can suck the evaporated gas in the liquefied gas storage tank in the lower portion of the liquefied gas storage tank, evaporation at a relatively high temperature Since the gas can be supplied near the interface of the liquefied gas, the thermal load of the liquefied gas storage tank can be reduced to reduce the generation rate of the evaporated gas in the liquefied gas storage tank, and the system can be simplified to minimize the construction cost. .
또한, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템 및 선박은, 액화가스 저장탱크 내 저장된 액화가스의 계면부에 플로팅 형태의 슬로싱 방지장치를 구축하여, 액화가스 계면에서의 슬로싱 현상을 방지할 수 있어 액화가스 저장탱크 내 증발가스의 발생률을 저감하고 시스템이 간단하여 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다. In addition, the liquefied gas storage tank according to the present invention, the gas treatment system and the ship comprising the same, by building a sloshing prevention device of the floating form at the interface of the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank, the sloshing at the liquefied gas interface Since it is possible to prevent the phenomenon, it is possible to reduce the generation rate of the boil-off gas in the liquefied gas storage tank and to minimize the construction cost by the simple system.
또한, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템 및 선박은, 액화가스 저장탱크의 단열재 외면에 색소가 들어간 미세한 관 형태의 관부를 구축하여 단열재의 파손 여부를 쉽게 검출할 수 있고 그에 따른 보수도 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. In addition, the liquefied gas storage tank and the gas processing system and ship including the same according to the present invention, it is possible to easily detect the breakage of the heat insulating material by building a fine tube-shaped pipe part containing the pigment on the outer surface of the heat insulating material of the liquefied gas storage tank There is an effect that can be easily repaired accordingly.
또한, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템 및 선박은, 흡입장치를 통해서 액화가스 저장탱크의 내압에 상관없이 액화가스 저장탱크 내의 증발가스를 처리하여 보일러로 공급할 수 있으므로, 액화가스 저장탱크의 안정성이 증대되고 증발가스의 처리를 위한 구축 비용이 절감되는 효과가 있다. In addition, the liquefied gas storage tank according to the present invention and the gas treatment system and the ship comprising the same, regardless of the internal pressure of the liquefied gas storage tank through the suction device can be supplied to the boiler by treating the evaporated gas in the liquefied gas storage tank, The stability of the liquefied gas storage tank is increased and the construction cost for the treatment of boil-off gas is reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 및 가스 처리 시스템을 구비하는 선박의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 개념도로, (a)는 액화가스 저장탱크의 단면도이고, (b)는 슬로싱 방지장치의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 개념도로, (a)는 액화가스 저장탱크의 사시도이고, (b)는 액화가스 저장탱크의 A-A 단면도이다.
도 6은 도 5의 B부분에 대한 확대도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a ship having a liquefied gas storage tank and a gas treatment system according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to another embodiment of the present invention.
4 is a conceptual view of a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention, (a) is a cross-sectional view of the liquefied gas storage tank, (b) is a conceptual diagram of a sloshing prevention device.
5 is a conceptual view of a liquefied gas storage tank according to another embodiment of the present invention, (a) is a perspective view of the liquefied gas storage tank, (b) is a cross-sectional view of the liquefied gas storage tank.
FIG. 6 is an enlarged view of a portion B of FIG. 5.
7 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to another embodiment of the present invention.
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.The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as possible, even if displayed on different drawings have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하에서 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있으며, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미할 수 있다. Hereinafter, the liquefied gas may be LPG, LNG, ethane, etc. For example, it may mean LNG (Liquefied Natural Gas), and the evaporated gas may mean BOG (Boil Off Gas), which is natural vaporized LNG.
액화가스는 액체 상태, 기체 상태, 액체와 기체 혼합 상태, 과냉 상태, 초임계 상태 등과 같이 상태 변화와 무관하게 지칭될 수 있으며, 증발가스 역시 마찬가지임을 알려 둔다. 또한 본 발명은 처리 대상이 액화가스로 한정되지 않고, 액화가스 처리 시스템 및/또는 증발가스 처리 시스템일 수 있고, 하기 실시할 각 도면의 시스템은 서로 적용될 수 있음은 자명하다. 또한, 이하에서 기술하는 혼합 유체는, 혼합된 증발가스 또는 적어도 일부 액상이 포함된 유체일 수 있다.Liquefied gas may be referred to regardless of the change of state, such as liquid state, gas state, liquid and gas mixed state, subcooled state, supercritical state, etc., it is also known that evaporated gas is the same. In addition, the present invention is not limited to the liquefied gas to be treated, it may be a liquefied gas treatment system and / or boil-off gas treatment system, it is apparent that the system of each of the drawings to be carried out can be applied to each other. In addition, the mixed fluid described below may be a mixed boil-off gas or a fluid containing at least some liquid phase.
이때, 선박(1)은 LNG를 연료로 사용하는 선박, FLNG, FSRU 또는 LNG Carrier 등의 선박일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. In this case, the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 및 가스 처리 시스템을 구비하는 선박의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a vessel having a liquefied gas storage tank and a gas treatment system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 제1 및 제2 펌프(21,22), 가이드 구조물(23), 기화기(30), 수요처(40) 및 제어부(50)를 포함하며, 가스 처리 시스템(2)이 설치된 선박(1)은, 상갑판(D), 상갑판(D) 상측에 구축되며 선미측에 형성되는 연돌(Ch) 및선실(C), 선미측에 형성되며 추진엔진(41)이 구비되는 엔진룸(ER)과 중앙측에 형성되는 액화가스 저장탱크(10)로 구축되는 상갑판(D) 하측의 선내부(부호 도시하지 않음) 등으로 구성된 선체(1a)를 가지고 있다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
이하에서는, 도 1 및 도 2을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)을 포함하는 선박(1)에 대해서 설명하도록 한다. Hereinafter, a
본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)의 개별적인 구성을 기술하기에 앞서, 개별적인 구성들을 유기적으로 연결하는 기본적인 유로들에 대해서 설명하기로 한다. 여기서 유로는 유체가 흐르는 통로로 라인(Line)일 수 있으며 이에 한정되지 않고 유체가 유동하는 구성이면 모두 가능하다. Prior to describing the individual configurations of the
본 발명의 실시예에서는, 액화가스 공급라인(L1), 이동형 액화가스 공급라인(L1a) 및 고정형 액화가스 공급라인(L1b)을 더 포함할 수 있다. 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.In the embodiment of the present invention, it may further include a liquefied gas supply line (L1), a mobile liquefied gas supply line (L1a) and a fixed liquefied gas supply line (L1b). Each line may be provided with valves (not shown) that can adjust the opening degree, and the supply amount of the boil-off gas or liquefied gas may be controlled by adjusting the opening degree of each valve.
액화가스 공급라인(L1)은, 액화가스 저장탱크(10) 내에 배치된 펌프들(21,22)과 수요처(40)를 연결하며, 기화기(30)를 구비할 수 있다. The liquefied gas supply line L1 connects the
액화가스 공급라인(L1)은, 이동형 액화가스 공급라인(L1a)과 고정형 액화가스 공급라인(L1b)이 서로 합류되어 형성될 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 수요처(40)로 공급할 수 있다. The liquefied gas supply line L1 may be formed by joining the mobile liquefied gas supply line L1a and the fixed liquefied gas supply line L1b to each other, and requesting the liquefied gas stored in the liquefied
이동형 액화가스 공급라인(L1a)은, 제2 펌프(22)와 연결되어 고정형 액화가스 공급라인(L1b)과 합류되고, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 수요처(40)로 공급할 수 있다. 이때, 이동형 액화가스 공급라인(L1a)은, 제2 펌프(22)와 연결된 말단만 제2 펌프(22)와 함께 이동할 수 있다. The mobile liquefied gas supply line L1a is connected to the
고정형 액화가스 공급라인(L1b)은, 제1 펌프(21)와 연결되어 이동형 액화가스 공급라인(L1a)과 합류되고, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 수요처(40)로 공급할 수 있다. The fixed liquefied gas supply line L1b is connected to the
이하에서는 상기 설명한 각 라인들(L1a,L1b,L1)에 의해 유기적으로 형성되어 가스 처리 시스템(2)을 구현하는 개별적인 구성들에 대해서 설명하도록 한다. Hereinafter, individual components which are organically formed by the lines L1a, L1b, and L1 described above to implement the
액화가스 저장탱크(10)는, 수요처(40)에 공급할 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때, 액화가스 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.The liquefied
여기서 액화가스 저장탱크(10)는, 선체(1a)의 내부에 배치되며, 일례로 4개 형성될 수 있다. 또한, 액화가스 저장탱크(10)는 일례로 멤브레인 형 탱크이나, 이에 한정되지 않고 독립형 탱크 등, 다양한 형태로 그 종류를 특별히 한정하지는 않는다.The liquefied
액화가스 저장탱크(10)는, 계면부(I)를 형성한 액화가스가 저장되며 계면부(I)의 상측에는 증발가스(BOG)가 발생하고, 계면부(I)의 하측에는 액화가스(LNG)가 저장되어 있다. In the liquefied
본 발명에서 액화가스 저장탱크(10)는, 독립탱크 형태일 수 있다. 이하 독립탱크 형태일 경우에 대해서 서술하도록 한다.In the present invention, the liquefied
액화가스 저장탱크(10)는, 외조 탱크(도시하지 않음), 내조 탱크(도시하지 않음), 단열부(도시하지 않음)를 포함한다. 외조 탱크는 액화가스 저장탱크(10)의 외벽을 이루는 구조로서, 스틸로 형성될 수 있으며, 단면이 다각형 형태일 수 있다.The liquefied
내조 탱크는, 외조 탱크의 내부에 구비되며, 서포트(Support; 도시하지 않음)에 의해 외조 탱크의 내부에 지지 설치될 수 있다. 이때, 서포트는 내조 탱크의 하단에 구비될 수 있고, 물론 내조 탱크의 좌우 유동을 억제하기 위해 내조 탱크의 측면에도 구비될 수 있다.The inner tank is provided inside the outer tank, and may be supported and installed inside the outer tank by a support (not shown). At this time, the support may be provided at the lower end of the inner tank, of course, may be provided on the side of the inner tank to suppress the left and right flow of the inner tank.
내조 탱크는 스테인레스 재질로 형성될 수 있으며, 1bar 내지 10bar(일례로 6bar)의 압력을 견딜 수 있도록 설계될 수 있다. 내조 탱크를 이와 같이 일정 압력에 견딜 수 있도록 설계하는 것은, 내조 탱크의 내부에 구비된 액화가스가 증발되어 증발가스가 생성됨에 다라 내조 탱크의 내압이 상승될 수 있기 때문이다.The inner tank may be formed of a stainless material, and may be designed to withstand a pressure of 1 bar to 10 bar (for example, 6 bar). The inner tank is designed to withstand a certain pressure, because the internal pressure of the inner tank can be increased as the liquefied gas provided in the inner tank is evaporated to generate the evaporated gas.
내조 탱크의 내부에는 배플(Baffle; 도시하지 않음)이 구비될 수 있다. 배플은 격자 형태의 플레이트를 의미하며, 배플이 설치됨에 따라 내조 탱크 내부의 압력은 고르게 분포되어 내조 탱크가 일부분에 집중 압력을 받는 것을 방지할 수 있다.A baffle (not shown) may be provided inside the inner tank. The baffle refers to a lattice-shaped plate, and as the baffle is installed, the pressure inside the inner tank may be evenly distributed to prevent the inner tank from being concentrated at a portion.
단열부는, 내조 탱크와 외조 탱크의 사이에 구비되며 외부 열에너지가 내조 탱크로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이때, 단열부는 진공상태일 수 있다. 단열부를 진공으로 형성함에 따라, 액화가스 저장탱크(10)는, 일반적인 탱크와 비교할 때, 높은 압력에 더욱 효율적으로 견뎌낼 수 있다. 일례로 액화가스 저장탱크(10)는 진공의 단열부를 통해 5bar 내지 20bar의 압력을 버텨낼 수 있다.The heat insulating part may be provided between the inner tank and the outer tank, and may block external heat energy from being transferred to the inner tank. In this case, the heat insulating part may be in a vacuum state. By forming the heat insulating part in a vacuum, the liquefied
이와 같이 본 발명에서는 진공 형태의 단열부를 외조 탱크와 내조 탱크 사이에 구비하는 압력 탱크형 액화가스 저장탱크(10)를 사용함으로써, 증발가스의 발생을 최소화할 수 있고, 내압이 상승하더라도 액화가스 저장탱크(10)가 파손되는 등의 문제가 일어나는 것을 미연에 방지할 수 있다.As described above, in the present invention, by using the pressure tank-type liquefied
또한, 액화가스 저장탱크(10)는, 펌프 타워(11)를 포함할 수 있다. In addition, the liquefied
펌프 타워(11)는, 액화가스 저장탱크(10)에 형성되는 돔(도시하지 않음)을 관통하여 액화가스 저장탱크(10)의 바닥면(부호 도시하지 않음)까지 연장 형성되며, 제1 펌프(21) 및 제2 펌프(22)가 설치될 수 있다. The
제1 펌프(21)는, 액화가스 저장탱크(10) 내에 고정 배치되어 액화가스를 수요처(40)로 공급한다. The
구체적으로, 제1 펌프(21)는, 펌프 타워(11)의 하측에 고정된 상태로 구축되며, 액화가스 저장탱크(10)의 하부에 저장된 액화가스만을 흡입하여 수요처(40)로 공급할 수 있다. Specifically, the
제2 펌프(22)는, 액화가스 저장탱크(10) 내에 이동 가능하도록 배치되어, 액화가스를 수요처(40)로 공급하며, 계면부(I)의 위치가 변화함에 따라 함께 이동하면서 액화가스를 수요처(40)로 공급한다.The
구체적으로, 제2 펌프(22)는, 펌프 타워(11)에 배치되는 가이드 구조물(23)에 이동가능하게 연결되어, 가이드 구조물(23)을 따라 상하 또는 좌우로 이동할 수 있다. Specifically, the
가이드 구조물(23)은, 펌프 타워(11)에 형성되며 제2 펌프(22)의 이동을 가이드할 수 있다. The
가이드 구조물(23)은, 도 2에 비록 상하 방향으로만 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 수평 방향으로도 형성될 수 있다. Although the
기화기(30)는, 제1 펌프(21) 및 제2 펌프(22) 중 적어도 하나로부터 액화가스를 공급받아 기화시켜 수요처(40)로 공급할 수 있다. The
구체적으로, 기화기(30)는, 액화가스 공급라인(L1) 상의 수요처(40)와 제1 및 제2 펌프(21,22) 사이에 배치되어, 제1 및 제2 펌프(21,22)로부터 공급되는 액화가스를 수요처(40)가 요구하는 온도로 기화시킬 수 있으며, 이 경우 액화가스의 압력은 변화하지 않도록 할 수 있다. Specifically, the
수요처(40)는, 액화가스 공급라인(L1)을 통해서 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 공급받아 소비하며, 일례로 추진엔진(41)일 수 있다. The
본 발명에서는 그 종류에 대해서 한정하지 않고, 액화가스를 소비할 수 있는 장치이면 모두 가능하다. In the present invention, the type is not limited, and any device can be used as long as it can consume liquefied gas.
제어부(50)는, 액화가스 저장탱크(10) 내에 저장된 액화가스의 상하 온도 분포에 따라 제2 펌프(22)의 이동을 제어할 수 있다. The
여기서 제어부(50)는 액화가스 저장탱크(10) 내에 저장된 액화가스의 상하 온도 분포를 측정하는 센서부(51)를 더 포함할 수 있다. 이때, 센서부(51)는, 제어부(50)와 유선 또는 무선으로 연결되어 액화가스의 상하 온도 분포 정보를 제어부(50)로 전달할 수 있다. The
구체적으로 제어부(50)는, 센서부(51)로부터 액화가스의 온도 분포 정보를 전달받아 센서부(51)에 의해 측정된 상하 온도 분포 중 가장 높은 온도가 형성되는 위치에 제2 펌프(22)를 이동시키도록 제2 펌프(22)의 위치를 제어할 수 있다.Specifically, the
보통 액화가스 저장탱크(10) 내에 저장된 액화가스는 상부가 하부보다 온도가 높게되어 증발가스가 발생한다. 이처럼 액화가스의 계면부(I) 근처에는 온도가 상당히 높으므로, 본 발명에서는 계면부(I) 근처의 액화가스를 하부의 액화가스보다 먼저 사용할 수 있어, 열성층화 구간의 액화가스를 소비하게 되고 이로 인해 액화가스 저장탱크의 열적 부하가 감소되며 그에 따른 증발가스의 발생량이 줄어드는 효과가 있다. Usually, the liquefied gas stored in the liquefied
또한, 제어부(50)는, 센서부(51)에 의해 측정된 상하 온도 분포가 기설정 온도 이상 차이가 나는 경우, 제1 펌프(21)에 우선하여 제2 펌프(22)를 가동할 수 있다. 이때, 제어부(50)는, 제1 펌프(21) 및 제2 펌프(22)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.In addition, when the upper and lower temperature distributions measured by the
여기서 제어부(50)는, 제2 펌프(22)의 위치를 이동시킨 후 제1 펌프(21)에 우선하여 제2 펌프(22)를 가동할 수 있고, 상하 온도 분포가 기설정 온도 미만으로 차이나는 경우에는 제1 펌프(21)와 제2 펌프(22)를 동시에 가동할 수도 있다. Here, the
이와 같이 본 발명에서는 제2 펌프(22)의 구동 위치 즉, 제2 펌프(22)가 액화가스를 흡입하는 위치를 액화가스 열성층화 구간에 위치시켜, 액화가스 열성층화 구간의 액화가스를 선 소비할 수 있어 액화가스 저장탱크 내의 열적 부하를 감소시키고 그에 따른 증발가스 발생률을 저감할 수 있는 효과가 있다. As described above, in the present invention, the driving position of the
또한, 제어부(50)는, 제1 펌프(21)가 오작동 또는 정지되는 경우, 제1 펌프(21)를 정지시키고 제2 펌프(22)를 대신 가동할 수 있다. In addition, when the
이를 통해서 본 발명에서는 제1 펌프(21)의 오작동에도 제2 펌프(21)를 구동할 수 있어 액화가스 공급 신뢰성을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다. Through this, in the present invention, the
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(2) 및 이를 포함하는 선박(1)은, 액화가스 저장탱크(10) 내 고정형 펌프(21)와 수직 이동형 펌프(22)를 구축하여, 액화가스의 계면부(I) 부근의 액화가스를 수직 이동형 펌프(22)를 통해 선 소비할 수 있어 열성층화 구간의 액화가스를 우선적으로 소비할 수 있으며, 이로 인해 액화가스 저장탱크(10) 내 증발가스의 발생률을 저감하고 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다. Thus, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 개념도이다. 3 is a conceptual diagram of a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 펌프(20), 흡입 장치(60), 구동유체 공급라인(61), 흡입유체 공급라인(62), 증발가스 흡입라인(63) 및 혼합유체 배출라인(64)을 포함한다. As shown in FIG. 3, the
여기서 흡입 장치(60), 구동유체 공급라인(61), 흡입유체 공급라인(62), 증발가스 흡입라인(63) 및 혼합유체 배출라인(64) 외의 구성은 도 2에서 설명한 가스 처리 시스템(2)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다. Here, the configuration of the
이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)을 포함하는 선박(1)에 대해서 설명하도록 하며, 액화가스 저장탱크(10)의 구성은 도 2에서 설명한 액화가스 저장탱크(10)와 동일하므로 이에 갈음토록 한다. Hereinafter, a
펌프(20)는, 계면부(I) 하측의 액화가스가 저장된 위치에 배치되며, 액화가스를 흡입 장치(60)로 공급한다. The
펌프(20)는, 액화가스 저장탱크(10)의 하부면(부호 도시하지 않음)보다 펌프 타워(11; 도 2에 도시됨)에 의해 계면부(I)에 더 근접하게 배치될 수 있으며, 잠수형으로 형성될 수 있다. The
흡입 장치(60)는, 펌프(20)로부터 액화가스를 공급받아 계면부(I) 상부에 형성된 증발가스를 흡입하며, 공급받은 액화가스와 흡입한 증발가스를 혼합하여 액화가스 저장탱크(10)의 하부로 배출한다. 여기서 흡입 장치(60)는 바람직하게 이젝터(Ejector)일 수 있다. The
흡입 장치(60)는, 액화가스 저장탱크(10)의 하부에 배치되며, 구동유체 공급라인(61), 흡입유체 공급라인(62), 증발가스 흡입라인(63) 및 혼합유체 배출라인(64)을 포함할 수 있다. The
구동유체 공급라인(61)은, 펌프(20)와 흡입 장치(60)를 연결하며, 펌프(20)로부터 공급되는 액화가스를 공급받을 수 있다. The driving
흡입유체 공급라인(62)은, 증발가스 흡입라인(63)과 흡입 장치(60)를 연결하며, 증발가스 흡입라인(63)에 의해 흡입된 증발가스를 흡입 장치(60)로 공급할 수 있다. The suction
증발가스 흡입라인(63)은, 계면부(I) 상측에 배치되어 증발가스를 흡입할 수 있으며, 일례로 펌프 타워(11; 도 2에 도시됨)에 의해 계면부(I) 상측에 수평하게 설치되고, 흡입유체 공급라인(62)과 연결되어 흡입된 증발가스를 흡입유체 공급라인(62)으로 전달할 수 있다. The boil-off
혼합유체 배출라인(64)은, 흡입 장치(60)에서 혼합된 액화가스와 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)의 하부로 배출시킬 수 있다. 이때, 혼합유체 배출라인(64)은, 액화가스 저장탱크(10)의 하부로 단부가 배치될 수 있다. The mixed
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(2) 및 이를 포함하는 선박(1)은, 액화가스 저장탱크(10) 내 증발가스를 흡입할 수 있는 흡입장치(60)를 액화가스 저장탱크(10)의 하부에 설치하여, 상대적 고온인 증발가스를 액화가스의 계면부(I)에서 먼 부근으로 공급할 수 있으므로 액화가스 저장탱크(10)의 열적 부하를 감소시켜 액화가스 저장탱크(10) 내 증발가스의 발생률을 저감하고 시스템이 간단하여 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다. As described above, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 개념도로, (a)는 액화가스 저장탱크의 단면도이고, (b)는 슬로싱 방지장치의 개념도이다.4 is a conceptual view of a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention, (a) is a cross-sectional view of the liquefied gas storage tank, (b) is a conceptual diagram of a sloshing prevention device.
도 4에 도시된 바와 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(10)는, 펌프 타워(11), 슬로싱 방지장치(12) 및 완충 장치(13)를 포함한다. The liquefied
여기서 슬로싱 방지장치(12) 및 완충 장치(13) 외의 구성은 도 2 및 도 3에서 설명한 가스 처리 시스템(2)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다. Here, the components other than the sloshing
이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(10)를 포함하는 가스 처리 시스템(2) 및 선박(1)에 대해서 설명하도록 하며, 펌프 타워(11)의 구성은 도 2에서 설명한 펌프 타워(11)와 동일하므로 이에 갈음토록 한다. Hereinafter, the
슬로싱 방지장치(12)는, 계면부(I) 상에 배치되어 액화가스의 슬로싱을 방지하며, 계면부(I) 상에 부유하도록 배치되거나 펌프 타워(11)에 의해 고정될 수 있다. The sloshing
슬로싱 방지장치(12)는, 단열부(122), 제1 및 제2 금속부(121,123) 및 코러게이션부(124)를 포함한다. The sloshing
단열부(122)는, 계면부(I)로 공급되는 외부 열원을 차단하기 위해 열전도율이 낮은 폴리우레탄폼(PUF-45)과 플라이우드(Plywood)으로 형성될 수 있으며, 액화가스의 계면부(I) 상에 부유하기 위해 액화가스의 밀도(450kg/m3)보다 작은 45kg/m3의 밀도를 가질 수 있다. The
이를 통해서 단열부(122)는 계면부(I)의 상측에서 유입되는 열을 효과적으로 차단하여 증발가스의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. Through this, the
제1 금속부(121)는, 단열부(122)의 상측에 형성되며, 스테인레스스틸(SUS304L)재질로 구성되어 단열부(122)의 강성을 강화할 수 있다. 이를 통해서 액화가스의 슬로싱에 의한 단열부(122)의 파괴를 방지할 수 있다. The
제2 금속부(123)는, 단열부(122)의 하측에 형성되며, 스테인레스스틸(SUS304L)재질로 구성되어 단열부(122)의 강성을 강화할 수 있다. 이를 통해서 액화가스의 슬로싱에 의한 단열부(122)의 파괴를 방지할 수 있다. The
코러게이션부(124)는, 제2 금속부(123)의 하측에 형성되어 계면부(I)와 맞닿도록 형성되며, 제2 금속부(123)의 수축 또는 팽창을 방지하도록 주름의 형태로 형성될 수 있다. The
완충 장치(13)는, 액화가스 저장탱크(10)의 내벽에 대해 슬로싱 방지장치(12)로부터의 충격을 완화시킬 수 있으며, 이를 위해 슬로싱 방지장치(12)가 대면하는 액화가스 저장탱크(10)의 내벽에 형성될 수 있다. The
완충 장치(13)는, 충격을 완화하기 위해 일례로 댐퍼로 구성될 수 있다. The
이를 통해서 액화가스 저장탱크(10)의 충격을 통한 안정성 저하를 방지할 수 있다. Through this, it is possible to prevent the degradation of stability through the impact of the liquefied
이와 같이, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크(10) 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템(1) 및 선박(1)은, 액화가스 저장탱크(10) 내 저장된 액화가스의 계면부(I)에 플로팅 형태의 슬로싱 방지장치(12)를 구축하여, 액화가스 계면에서의 슬로싱 현상을 방지할 수 있어 액화가스 저장탱크(10) 내 증발가스의 발생률을 저감하고 시스템이 간단하여 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다. As such, the liquefied
또한, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크(10) 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템(1) 및 선박(1)은, 완충 장치(13)를 통해 액화가스 저장탱크(10)의 안정성을 향상시키고, 슬로싱 방지장치(12)를 통해서 슬로싱 발생을 방지하여 역시 액화가스 저장탱크(10)의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the liquefied
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 개념도로, (a)는 액화가스 저장탱크의 사시도이고, (b)는 액화가스 저장탱크의 A-A 단면도이며, 도 6은 도 5의 B부분에 대한 확대도이다. 5 is a conceptual diagram of a liquefied gas storage tank according to another embodiment of the present invention, (a) is a perspective view of a liquefied gas storage tank, (b) is a cross-sectional view of the liquefied gas storage tank, Figure 6 An enlarged view of part B.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(10)는, 단열부(101), 제1 관섬유부(101a) 및 제2 관섬유부(101b)를 포함한다. 5 and 6 and the liquefied
여기서 단열부(101), 제1 관섬유부(101a) 및 제2 관섬유부(101b) 외의 구성은 도 2 내지 도 4에서 설명한 가스 처리 시스템(2)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다. The components other than the
이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(10)를 포함하는 가스 처리 시스템(2) 및 선박(1)에 대해서 설명하도록 한다. Hereinafter, a
액화가스 저장탱크(10)는, 내벽(10a) 및 외벽(10b)에 의해 형성된 이중 벽으로 외면을 형성하며 내벽(10a)의 내부에 액화가스를 저장하고 내벽(10a)과 외벽(10b)사이에 단열부(101)가 형성될 수 있다. The liquefied
단열부(101)는, 외벽(10a)과 내벽(10b) 사이에 폴리우레탄폼(PUF) 등의 단열 재질로 형성되고 액화가스 저장탱크(10)로 유입되는 외부의 열원을 차단한다. 단열부(101) 내부에는 단열부(101)의 파손 시 손상 위치를 파악할 수 있도록 적어도 하나의 색소가 함유되는 관섬유부(101a,101b)가 형성될 수 있다. The
단열부(101)는, 내벽(10a)의 외측에 분무식으로 뿌려져 형성될 수 있으며, 관섬유부(101a,101b)는, 이러한 단열부(101)에 함침되어 형성될 수 있다. The
관섬유부(101a,101b)는, 파괴강도가 단열부(101)의 파손 시 손상 위치를 파악하기 위해 단열부(101)와 함께 파괴되도록 하기 위해서, 단열부(101)의 파괴강도 범위를 적어도 일부 포함하도록 설계할 수 있다. The
제1 관섬유부(101a)는, 단열부(101)의 내부에 관 형태로 형성되며, 내부에 제1 색소가 수용될 수 있고, 제2 관섬유부(101b)는, 단열부(101)의 내부에 관 형태로 형성되며, 내부에 제2 색소가 수용될 수 있다. The first
여기서 제1 및 제2 색소는, 서로 다른 색을 가질 수 있어 위치 별로 색을 지정해 놓음으로써 파손 위치를 손쉽고 빠르게 찾을 수 있다. Here, the first and second pigments may have different colors, and the color of the first and second pigments may be easily and quickly found by designating the color for each position.
이를 통해 본 발명에서는, 단열부(101)가 파손되어 제1 및 제2 관섬유부(101a,101b)가 파손되는 경우 제1 및 제2 색소가 외부로 유출되어 단열부(101)의 손상 위치를 색으로 손쉽게 파악할 수 있는 효과가 있다.Through this, in the present invention, when the
제1 관섬유부(101a) 및 제2 관섬유부(101b)는, 단열부(101)의 파손 또는 손상 시 두 색소가 서로 반응할 수 있도록 하기 위해서 서로 밀착되어 형성될 수 있다. The first
여기서 제1 및 제2 색소는, 서로 반응하여 발포될 수 있으며, 일례로 폴리우레탄폼(PUF)을 형성할 수 있다. Here, the first and second pigments may be foamed by reacting with each other, for example, to form a polyurethane foam (PUF).
이를 통해 본 발명에서는 단열부(101)가 파손되어 제1 및 제2 관섬유부(101a,101b)가 파손되는 경우 제1 및 제2 색소가 외부로 유출되어 서로 반응하게 되고, 두 색소의 반응으로 단열부(101)의 손상 위치를 스스로 수리함으로써 액화가스 저장탱크(10)의 안전성을 극대화시킬 수 있다. Through this, in the present invention, when the
제1 및 제2 색소는, 서로 동일한 색을 가질 수 있다.The first and second dyes may have the same color as each other.
이와 같이 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크(10) 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템(2) 및 선박(1)은, 액화가스 저장탱크(10)의 단열부(101)에 색소가 들어간 미세한 관 형태의 관섬유부(101a,101b)를 구축하여 단열부(101)의 파손 여부를 쉽게 검출할 수 있고 그에 따른 보수도 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. As described above, the liquefied
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다. 7 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to another embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 펌프(20), 기화기(30), 수요처(40), 흡입장치(70) 및 제1 내지 제4 밸브(81~84)를 포함한다. 7 and the
여기서 액화가스 저장탱크(10), 펌프(20) 및 기화기(30)의 구성은 도 2 내지 도 6에서 설명한 가스 처리 시스템(2)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 실시예에서 액화가스 저장탱크(10)는, C-type형 저장탱크일 수 있다. The liquefied
이하에서는, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)을 포함하는 선박(1)에 대해서 설명하도록 한다. Hereinafter, a
본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)의 개별적인 구성을 기술하기에 앞서, 개별적인 구성들을 유기적으로 연결하는 기본적인 유로들에 대해서 설명하기로 한다. 여기서 유로는 유체가 흐르는 통로로 라인(Line)일 수 있으며 이에 한정되지 않고 유체가 유동하는 구성이면 모두 가능하다. Prior to describing the individual configurations of the
본 발명의 실시예에서는, 액화가스 공급라인(L1), 증발가스 공급라인(L2), 제1 분기라인(L3), 발전엔진 연료공급라인(L3a), 제2 분기라인(L4) 및 바이패스 라인(BL)을 더 포함할 수 있다. 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.In the embodiment of the present invention, liquefied gas supply line (L1), boil-off gas supply line (L2), first branch line (L3), power generation engine fuel supply line (L3a), second branch line (L4) and bypass It may further include a line BL. Each line may be provided with valves (not shown) that can adjust the opening degree, and the supply amount of the boil-off gas or liquefied gas may be controlled by adjusting the opening degree of each valve.
액화가스 공급라인(L1)은, 액화가스 저장탱크(10)와 추진엔진(41)을 연결하며, 펌프(20) 및 기화기(30)를 구비할 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 추진엔진(41)으로 공급할 수 있다. The liquefied gas supply line L1 connects the liquefied
증발가스 공급라인(L2)은, 액화가스 저장탱크(10)와 보일러(43)를 연결하며, 흡입 장치(70) 및 제1 밸브(81)를 구비할 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 보일러(43)로 공급할 수 있다. 여기서 제1 밸브(81)는 체크 밸브일 수 있다. The boil-off gas supply line L2 connects the liquefied
제1 분기라인(L3)은, 액화가스 공급라인(L1) 상의 기화기(30) 하류에서 분기되어 흡입 장치(70)와 연결되며, 제2 밸브(82)를 구비할 수 있고, 기화기(30)에서 기화된 액화가스의 적어도 일부를 흡입 장치(70)로 공급할 수 있다. 여기서 제2 밸브(82)는, 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.The first branch line L3 is branched downstream of the
발전엔진 연료공급라인(L3a)은, 제1 분기라인(L3) 상에서 분기되어 발전엔진(42)과 연결되며, 제3 밸브(83)를 구비할 수 있고, 기화기(30)에서 기화된 액화가스의 적어도 일부를 발전엔진(42)으로 공급할 수 있다. 여기서 제3 밸브(83)는, 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.The power generation engine fuel supply line L3a is branched on the first branch line L3 and connected to the
제2 분기라인(L4)은, 액화가스 공급라인(L1) 상의 기화기(30) 하류에서 분기되어 보일러(43)와 연결되며, 제4 밸브(84)를 구비할 수 있고, 기화기(30)에서 기화된 액화가스의 적어도 일부를 보일러(43)로 공급할 수 있다. 여기서 제4 밸브(84)는, 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.The second branch line L4 is branched downstream of the
바이패스 라인(BL)은, 증발가스 공급라인(L2) 상의 흡입 장치(70)의 후단과 전단을 연결하며, 바이패스 밸브(71)를 구비할 수 있고, 흡입 장치(70)에서 보일ㄹ(43)로 공급되고 남은 혼합유체를 흡입 장치(70)의 후단에서 전단으로 바이패스할 수 있다. 여기서 바이패스 밸브(71)는, 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.The bypass line BL connects the rear end and the front end of the
이하에서는 상기 설명한 각 라인들(L1a,L1b,L1)에 의해 유기적으로 형성되어 가스 처리 시스템(2)을 구현하는 개별적인 구성들에 대해서 설명하도록 한다. Hereinafter, individual components which are organically formed by the lines L1a, L1b, and L1 described above to implement the
수요처(40)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스 또는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 공급받아 소비할 수 있으며, 공급받은 액화가스 또는 증발가스를 원료로 사용하여 구동된다. The
즉, 수요처(40)는, 액화가스를 필요로 하며 이를 원료로 하여 구동되는 모든 장치 및 기구가 포함될 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예에서 수요처(40)는 추진엔진(41), 발전엔진(42) 및 보일러(43)일 수 있다.In other words, the
추진엔진(41)은, 선박(1)에 추력을 발생시키며, 일례로 10 내지 20바(bar), 바람직하게는 17바(bar)의 압력을 가진 증발가스 또는 액화가스를 소비할 수 있다. 여기서 추진엔진(41)은, 저압가스 분사엔진으로 저속 2행정 저압가스 분사엔진(XDF)일 수 있다.The
저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은, 액화가스, 증발가스 또는 오일 등의 연소에 의해 실린더(도시하지 않음) 내부의 피스톤(도시하지 않음)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 샤프트(도시하지 않음)가 회전될 수 있다. 따라서, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41) 구동 시 샤프트에 연결된 프로펠러(도시하지 않음)가 회전함에 따라, 선박(1)이 전진 또는 후진할 수 있다.The low speed two-stroke low pressure
본 발명의 실시예에서의 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은, 바르질라(wartsila)사에서 개발한 2s DF 엔진(XDF 엔진)일 수 있으며, 오토 사이클(Otto cycle)에 따라 구동될 수 있다.The low-speed two-stroke low pressure
즉, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은, 실린더에 공급된 공기-연료 혼합기를 먼저 상사점까지 압축하고, 압축 상사점에서 외부로부터 점화연료(Pilot Fuel)에 의해 점화가 이루어지는 순간에 공기-연료 혼합기가 모두 완전 연소되도록 하여 폭발적인 동력을 발생시키도록 한다. 이때, 공기-연료 혼합 질량비는, 14.7:1보다 적은 희박 상태일 수 있어 린번(Lean burn) 엔진의 형태일 수 있다.That is, the low-speed two-stroke low-pressure
이때 점화 연료는 HFO(Heavy Fuel Oil) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)를 사용하게 되며, 보통 점화연료와 고압 가스의 비율은 약 1:99 정도로 매우 소량만으로도 점화가 가능하다. At this time, the ignition fuel uses HFO (Heavy Fuel Oil) or MDO (Marine Diesel Oil), and the ratio of the ignition fuel and the high pressure gas is about 1:99.
저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은 8bar 내지 20bar(바람직하게는 17bar)의 액화가스를 공급받아 동력을 발생시킬 수 있으며, 공급되는 액화가스의 상태는 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)이 요구하는 상태에 따라 달라질 수 있다.The low speed 2-stroke low pressure
보통 대형 선박에서는 MEGI 엔진(도시하지 않음)을 통해 추력을 발생시키고 있으나, 본 발명의 실시예에서는 선박(1)의 추력을 발생시키는 기관으로 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)을 사용함으로써 많은 이점이 창출된다.In large ships, thrust is generated through a MEGI engine (not shown). However, in the embodiment of the present invention, a low-speed two-stroke low pressure
MEGI 엔진은, 구동시키기 위해 필요한 공급연료의 압력이 약 200bar 내지 300bar인 고압이 필요하여, 구동하기 위한 소모 전력이 약 210KW 내지 220KW(약 215KW) 정도로 상당히 많은 전력이 필요한 문제점이 있다.MEGI engines require a high pressure with a supply fuel pressure of about 200 bar to 300 bar required to drive, which requires a considerable amount of power for driving of about 210 KW to 220 KW (about 215 KW).
이에 반해, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은, 구동시키기 위해 필요한 공급연료의 압력이 8bar 내지 20bar(바람직하게는 17bar)인 저압으로, 구동하기 위한 소모 전력이 약 13KW 내지 17KW(약 15KW) 정도로 MEGI 엔진에 비해 많은 전력을 저감할 수 있는 효과가 있다. On the other hand, the low-speed two-stroke low pressure
또한, MEGI 엔진은 구동압력이 상당히 높아 MEGI 엔진이 필요로 하는 압력을 생성하기 위해서 그에 수반하는 가스 공급 시스템(도시하지 않음)이 매우 복잡하고 많은 공간을 차지하는 문제점이 있다.In addition, the MEGI engine has a problem that the driving pressure is so high that a gas supply system (not shown) accompanying it is very complicated and occupies a lot of space in order to generate the pressure required by the MEGI engine.
저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은, 구동압력이 저압으로 낮아 연료공급시스템이 매우 간단하고 차지하는 공간이 적은 이점이 있다.The low-speed two-stroke low pressure
발전엔진(42)은, 선박(1)에서 소비하는 전력을 발생시키며, 일례로 10 내지 20바아(bar), 바람직하게는 17바아(bar)의 압력을 가진 증발가스 또는 액화가스를 소비할 수 있다. The
발전엔진(42)은, 이종연료엔진(DFDE; 22)일 수 있다. The
이종연료엔진(DFDE; 42)은, 발전 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다. 이종연료엔진(42)은, 액화가스와 연료유(Fuel Oil)가 혼합되어 공급되지 않고 액화가스 또는 연료유(오일)가 선택적으로 공급될 수 있다. 이는 연소 온도가 상이한 두 물질이 혼합 공급되는 것을 차단하여, 엔진의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다. Heterogeneous fuel engine (DFDE) 42 may be an engine for generating power or other power. The
보일러(43)는, 추진엔진(41)의 소비 압력보다 더 낮은 압력을 가지는 증발가스 또는 액화가스를 공급받아 소비할 수 있으며, 발전엔진(42)의 소비 압력보다도 더 낮은 압력의 연료를 소비할 수 있다.The
흡입장치(70)는, 액화가스 공급라인(L1)으로부터 액화가스를 공급받아 증발가스 공급라인(L2)을 통해 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 흡입하여 보일러(43)로 액화가스와 증발가스를 혼합한 혼합 유체를 공급하고, 흡입장치(70)는, 액화가스 저장탱크(10)의 내압과 상관없이 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 보일러(43)로 공급한다. 여기서 흡입 장치(70)는, 액화가스 공급라인(L1) 상의 기화기(30) 하류에서 분기되는 제1 분기라인(L3)에 의해서 기화된 액화가스를 공급받을 수 있다. The
이와 같이 본 발명에서는 흡입 장치(70)가 발전엔진(42)이 아닌 보일러(43)로만 혼합 유체를 공급함으로써, 별도의 압축기 없이 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있는 장점이 있다. As described above, in the present invention, the
흡입 장치(70)는, 보일러(43)가 소비하는 유량보다 보일러(43)로 공급하는 혼합 유체의 유량이 더 많은 경우, 혼합 유체를 바이패스 라인(BL)을 통해서 흡입 장치(70)의 후단에서 전단으로 바이패스시킬 수 있다. The
여기서 증발가스 공급라인(L2)은, 제1 밸브(81)를 흡입 장치(70)의 전단 중 바이패스 라인(BL)이 연결되는 부분보다 더 상류에 구비될 수 있다. Here, the boil-off gas supply line L2 may be provided upstream of the
제1 밸브(81)는, 바이패스 라인(BL) 및 흡입 장치(70)에 의해 흡입 장치(70)의 후단에서 전단으로 바이패스된 혼합 유체가 액화가스 저장탱크(10)로 역류하는 것을 방지할 수 있으며, 바람직하게는 체크 밸브일 수 있다. The
본 발명의 실시예에서는, 펌프(20)가 10 내지 20 바아(bar)의 압력까지 액화가스를 가압할 수 있고, 흡입 장치(70)는 바람직하게 이젝터일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(2) 및 이를 포함하는 선박(1)은, 흡입장치(70)를 통해서 액화가스 저장탱크(10)의 내압에 상관없이 액화가스 저장탱크(10) 내의 증발가스를 처리하여 보일러(43)로 공급할 수 있으므로, 액화가스 저장탱크(10)의 안정성이 증대되고 증발가스의 처리를 위한 구축 비용이 절감되는 효과가 있다. As such, the
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.Although the present invention has been described in detail through specific examples, it is intended to describe the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and should be understood by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. It is obvious that the modifications and improvements are possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be apparent from the appended claims.
1: 선박
1a: 선체
2: 가스 처리 시스템
10: 액화가스 저장탱크
10a: 내벽
10b: 외벽
101: 단열부
101a: 제1 관섬유부
101b: 제2 관섬유부
11: 펌프 타워
12: 슬로싱 방지장치
121: 제1 금속부
122: 단열부
123: 제2 금속부
124: 코러게이션부
13: 완충 장치
21: 제1 펌프
22: 제2 펌프
23: 가이드 구조물
30: 기화기
40: 수요처
41: 추진엔진
42: 발전엔진
43: 보일러
50: 제어부
51: 센서부
60: 흡입장치
61: 구동유체 공급라인
62: 흡입유체 공급라인
63: 증발가스 흡입라인
64: 혼합유체 배출라인
70: 흡입장치
71: 바이패스 밸브
81: 제1 밸브
82: 제2 밸브
83: 제3 밸브
84: 제4 밸브
L1: 액화가스 공급라인
L1a: 이동형 액화가스 공급라인
L1b: 고정형 액화가스 공급라인
L2: 증발가스 공급라인
L3: 제1 분기라인
L3a: 발전엔진 연료공급라인
L4: 제2 분기라인
BL: 바이패스 라인
C: 선실
Ch: 연돌
D: 상갑판
ER:엔진룸
I: 계면부1: Ship 1a: Hull
2: gas treatment system 10: liquefied gas storage tank
10a:
101:
101b: second tube fiber portion 11: pump tower
12: sloshing prevention device 121: first metal part
122: heat insulation portion 123: second metal portion
124: corrugation unit 13: shock absorber
21: first pump 22: second pump
23: guide structure 30: carburetor
40: demand source 41: propulsion engine
42: power generation engine 43: boiler
50: control unit 51: sensor unit
60: suction device 61: drive fluid supply line
62: suction fluid supply line 63: boil-off gas suction line
64: mixed fluid discharge line 70: suction device
71: bypass valve 81: first valve
82: second valve 83: third valve
84: fourth valve L1: liquefied gas supply line
L1a: mobile liquefied gas supply line L1b: fixed liquefied gas supply line
L2: boil-off gas supply line L3: first branch line
L3a: Power engine fuel supply line L4: Second branch line
BL: Bypass Line
C: Cabin Ch: Stack
D: Upper deck ER: Engine room
I: interface
Claims (6)
상기 계면부 상에 배치되어 상기 액화가스의 슬로싱을 방지하는 슬로싱 방지장치를 포함하고,
상기 슬로싱 방지장치는,
상기 액화가스의 계면부 상에 부유하는 단열부;
상기 단열부의 상측 및 하측에 형성되는 제1 및 제2 금속부; 및
상기 제2 금속부의 하측에 형성되어 상기 계면부와 맞닿으며, 상기 제2 금속부의 수축 또는 팽창을 방지하는 코러게이션부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.In the liquefied gas storage tank for forming an interface portion by the stored liquefied gas,
A sloshing prevention device disposed on the interface to prevent sloshing of the liquefied gas;
The sloshing prevention device,
A heat insulating part floating on an interface part of the liquefied gas;
First and second metal parts formed above and below the heat insulating part; And
A liquefied gas storage tank, characterized in that formed in the lower side of the second metal portion and abutting the interface portion, the corrugation portion for preventing the contraction or expansion of the second metal portion.
상기 단열부는 폴리우레탄폼(PUF)과 플라이우드(Plywood)로 구성되고,
상기 제1 및 제2 금속은 스테인레스 스틸로 구성되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.The method of claim 1,
The insulation part is composed of polyurethane foam (PUF) and plywood (Plywood),
The first and second metal liquefied gas storage tank, characterized in that consisting of stainless steel.
상기 슬로싱 방지장치의 충격을 완화하는 완충장치를 더 포함하고,
상기 완충장치는,
상기 슬로싱 방지장치가 대면하는 상기 액화가스 저장탱크의 내벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크. The method of claim 2,
Further comprising a shock absorber to mitigate the impact of the anti-sloshing device,
The shock absorber,
Liquefied gas storage tank, characterized in that formed on the inner wall of the liquefied gas storage tank facing the sloshing prevention device.
상기 슬로싱 방지장치는, 펌프 타워에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.The method of claim 3, wherein
The sloshing prevention device is a liquefied gas storage tank, characterized in that fixed by the pump tower.
상기 펌프 타워에 배치되어 상기 액화가스를 수요처로 공급하는 펌프; 및
상기 펌프로부터 액화가스를 공급받아 기화시켜 상기 수요처로 공급하는 기화기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.Claims 1 to 4 including the liquefied gas storage tank of any one of claims,
A pump disposed in the pump tower to supply the liquefied gas to a demand destination; And
And a vaporizer which receives the liquefied gas from the pump and vaporizes the liquefied gas to supply the demanded gas.
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