KR20210057284A - 가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 해양 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 해양 구조물에 관한 것으로서, 본 발명의 가스 처리 시스템은, 공급처로부터 액화가스를 전달받아 기화해 수요처로 전달하는 재기화설비를 갖는 해양 구조물로서, 상기 공급처로부터 전달되는 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 기화하는 기화기; 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 상기 기화기로 전달하는 부스터 펌프; 및 상기 수요처로 전달하는 액화가스를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 공급처로부터 액화가스가 전달되는 도중, 상기 액화가스 저장탱크의 저장량을 고려하여 상기 부스터 펌프의 부하를 조절하거나, 상기 부스터 펌프 또는 상기 기화기의 부하를 고려하여 상기 공급처로부터 유입되는 액화가스의 유량을 조절하는 액화가스 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 해양 구조물{gas treatment system and marine structure having the same}
본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 해양 구조물에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)는, 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 액화천연가스는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162℃ 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유비중의 약 2분의 1이 된다.
액화천연가스 처리 방법은, 가스정에서 추출된 원료 천연가스를 가스정 부근에 위치된 육상 또는 해상(근해)의 플랜트 예를 들어, 가스정 부근의 해상에 부유된 채 사용되는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading) 구조물에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 천연가스를 LNG 운반선으로 옮겨 실어 천연가스를 필요로 하는 원거리의 수요처까지 수송하고, LNG 운반선 등을 통하여 원거리의 LNG 생산처로부터 수송되어 온 천연가스는 천연가스의 최종 소비자들 근처(수요처)에 마련된 육상 또는 해상(근해)의 플랜트 예를 들어, 수요처 부근의 해상에 부유된 채 사용되는 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 구조물에 설치되는 LNG 저장탱크에 수용하고, 필요에 따라 LNG를 재기화시켜 해저 파이프 라인이나 육상에 있는 이송 설비 등을 이용하여 각 수요처에 공급한다.
재기화설비인 FSRU가 육상터미널에 정박하는 경우, 인접한 LNG선(LNGC/FSU)으로부터 이송/하역하는 증발가스(BOG) 및 천연가스(LNG)의 체계적인 제어가 필요하다.
기존에는 FSRU에서 천연가스를 생산하는 도중 BOG 및 LNG의 이송/하역은 매뉴얼 제어로 수행하였으며, 이 경우 탱크 압력제어 및 재기화시스템으로 안정적인 LNG를 공급하기 위한 탱크 레벨제어 시스템의 구축이 필요하다.
최근 선주들은 FSRU 단독 제어가 아닌, 근접한 LNGC/FSU와의 통합 제어 솔루션을 요구하고 있는 추세이고, 이에 따라 LNG의 공급과 기화 수요를 고려한 통합제어시스템 구축 및 과도한 LNG/BOG 이송하역에도 운전중단 없이 안정적으로 천연가스 생산이 가능하도록 하기 위한 다양한 연구 및 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, FSRU, LNGC, FSU 상호간의 액화가스 공급과 기화수요를 고려한 통합제어시스템을 구축하여, 과도한 액화가스 또는 증발가스의 이송하역에도 운전중단 없이 안정적으로 천연가스의 생산을 가능하도록 하는 가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 해양 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 가스 처리 시스템은, 공급처로부터 액화가스를 전달받아 기화해 수요처로 전달하는 재기화설비를 갖는 해양 구조물로서, 상기 공급처로부터 전달되는 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 기화하는 기화기; 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 상기 기화기로 전달하는 부스터 펌프; 및 상기 수요처로 전달하는 액화가스를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 공급처로부터 액화가스가 전달되는 도중, 상기 액화가스 저장탱크의 저장량을 고려하여 상기 부스터 펌프의 부하를 조절하거나, 상기 부스터 펌프 또는 상기 기화기의 부하를 고려하여 상기 공급처로부터 유입되는 액화가스의 유량을 조절하는 액화가스 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 액화가스 조절부는, 상기 액화가스 저장탱크의 레벨에 대해 상한 및 하한을 설정하고, 상기 레벨이 상한에 근접 또는 도달하면 상기 공급처로부터 유입되는 액화가스 유량을 줄이며, 상기 레벨이 하한에 근접 또는 도달하면 상기 부스터 펌프의 부하를 줄일 수 있다.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크와 상기 부스터 펌프 사이에 마련되어 상기 액화가스 저장탱크에서 발생한 증발가스를 응축시키는 리컨덴서; 및 상기 액화가스 저장탱크에서 발생한 증발가스를 압축해 상기 공급처로 리턴시키는 압축기를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 공급처로부터 액화가스가 전달되는 도중, 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스 발생량을 고려하여 상기 리컨덴서로의 증발가스 유입량을 조절하거나, 상기 압축기의 부하를 조절하거나, 상기 공급처로 리턴되는 증발가스의 유량을 조절하는 증발가스 조절부를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 증발가스 조절부는, 상기 액화가스 저장탱크의 내압에 대해 상한 및 하한을 설정하고, 상기 내압이 상한에 근접 또는 도달하면 상기 공급처로 리턴되는 증발가스의 유량을 늘리며, 상기 내압이 하한에 근접 또는 도달하면 상기 리컨덴서로의 유입량을 줄이거나 또는 상기 압축기의 부하를 낮출 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 해양 구조물은, 상기에 기재된 가스 처리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 해양 구조물은, FSRU, LNGC, FSU 상호간의 액화가스 공급과 기화수요를 고려한 통합제어시스템을 구축함으로써, 과도한 액화가스 또는 증발가스의 이송하역에도 운전중단 없이 안정적으로 천연가스의 생산을 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 해양 구조물은, FSRU, LNGC, FSU 상호간의 액화가스 공급과 기화수요를 고려한 통합제어시스템을 구축함으로써, 액화가스 이송하역 시나리오에 발생 가능한 스마트 증발가스처리 제어로직 구성이 가능하여, 운영비용(OPEX) 및 증발가스의 불필요한 손실을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 해양 구조물은, FSRU, LNGC, FSU 상호간의 액화가스 공급과 기화수요를 고려한 통합제어시스템을 구축함으로써, 공급되는 액화가스 생산되는 천연가스의 밸런싱을 통한 운전신뢰도(Reliability) 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 해양 구조물은, FSRU, LNGC, FSU 상호간의 액화가스 공급과 기화수요를 고려한 통합제어시스템을 구축함으로써, 재기화시스템의 종류와는 무관하게 범용적으로 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 해양 구조물의 개념도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이하에서 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있고, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미할 수 있다.
또한 이하에서 액화가스는, 액체 상태 또는 자연기화되거나 강제기화된 기체 상태 등을 모두 포괄하는 용어로 사용될 수 있으며, 다만 증발가스는 액화가스 저장탱크 내에서 자연기화된 가스를 의미하는 용어로 사용될 수 있음을 알려둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 해양 구조물의 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 해양 구조물(1)에 구비될 수 있다.
본 실시예에서, 해양 구조물(1)은, 공급처(70a, 70b)로부터 액화가스를 전달받아 기화해 수요처(50)로 전달하는 재기화설비를 갖는 FSRU일 수 있으며, 이하에서는 해양 구조물(1)이 FSRU일 경우로 설명하지만, 이에 한정되지 않고 재기화설비를 갖는 해양플랜트, 선박 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 공급처(70a, 70b)로 LNGC 및/또는 FSU일 경우를 예시로 설명하지만, 이에 한정되지 않고 재기화설비가 구비되는 해양 구조물(1)에 액화가스를 전달할 수 있는 해양플랜트, 선박 등을 포함할 수 있다.
가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 리컨덴서(20), 공급펌프부(30), 재기화트레인(40), 수요처(50), 압축기(60), 공급처(70a, 70b), 벤트마스트(80), 제어부(100)를 포함할 수 있다.
액화가스 저장탱크(10)는, 해양 구조물(S)의 선체 내부에 다수 구비될 수 있으며, 공급처(70a)로부터 전달되는 액상의 액화가스를 저장하거나, 저장된 액화가스를 공급처(70b)로 전달할 수 있다. 여기서, 공급처(70a)는 LNGC 또는 FSU일 수 있으며, 공급처(70b)는 FSU 일 수 있는데, 이는 재기화설비를 갖춘 해양 구조물(S)이 육상터미널에 정박한 상태에서 인접한 LNG선(LNGC/FSU)으로부터 액화가스를 이송/하역할 때, 일반적으로 액화가스를 LNGC로부터 전달받고(발생되는 증발가스는 LNGC로 리턴), 액화가스를 FSU로 전달하는 작업이 이루어지기 때문이다. 본 실시예에서는 공급처(70a)가 LNGC 또는 FSU이고, 공급처(70b)가 FSU인 경우를 예시할 뿐 이에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다.
이러한 액화가스 저장탱크(10)는 약 1bar 내외의 압력으로 액화가스를 저장할 수 있으며, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는 액화가스 저장탱크(10)의 외부로 배출된 후 다수의 재기화트레인(40) 각각에 마련되는 기화기(41)에 의하여 기화되어 수요처(50)로 전달될 수 있다. 여기서, 수요처(50)는 에너지를 생산하는 엔진이나 터빈 등이거나 또는 도시가스, 플랜트, 일반가정 등일 수 있지만 특별히 한정되지 않으며, 수요처(50)에는 액화가스가 기화기(41)에 의해 기화된 상태로 전달될 수 있다.
액화가스 저장탱크(10)는 내부에 제1이송펌프(11a)를 갖는다. 제1이송펌프(11a)는 잠형펌프(submerged pump)로서 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스에 잠겨있도록 설치될 수 있다.
제1이송펌프(11a)는 액화가스 저장탱크(10)의 내부에 저장된 액화가스를 액화가스 저장탱크(10)의 외부로 배출시키는데, 이때 제1이송펌프(11a)에 의하여 액화가스가 다소 가압될 수 있지만 제1이송펌프(11a)에 의한 가압은 수요처(50)의 요구 압력까지 이루어지진 않을 수 있다. 따라서 제1이송펌프(11a)에 의해 가압된 액화가스의 압력과, 수요처(50)의 요구 압력의 차이만큼 공급펌프부(30)가 액화가스를 가압하게 된다.
제1이송펌프(11a)에서 수요처(50)까지는 제1액화가스라인(L1)이 마련될 수 있으며, 제1액화가스라인(L1) 상에는 리컨덴서(20), 공급펌프부(30), 재기화트레인(40) 등이 마련될 수 있다. 제1액화가스라인(L1) 상에 마련되는 리컨덴서(20), 공급펌프부(30), 재기화트레인(40) 등은, 재기화시스템일 수 있다.
재기화시스템을 가동할 경우, 액화가스가 리컨덴서(20)을 경유하여 공급펌프부(30), 재기화트레인(40)으로 전달되도록 하는 리컨덴서(20) 운전모드로 가동하거나, 또는 액화가스가 리컨덴서(20)을 우회하여 공급펌프부(30), 재기화트레인(40)으로 전달되는 직접공급 모드로 가동할 수 있다.
본 실시예에서는, 재기화시스템이 리컨덴서(20), 공급펌프부(30), 재기화트레인(40) 등으로 구성되는 경우를 도시하고 설명하지만, 본 발명의 가스 처리 시스템(1)은 이러한 재기화시스템은 물론 다른 종류의 재기화시스템에도 범용적으로 적용할 수 있다.
리컨덴서(20)은, 액화가스 저장탱크(10)와 공급펌프부(30) 사이에 마련되어 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 응축시킨다. 리컨덴서(20)은 액화가스를 임시로 저장하는 탱크 형태일 수 있으며, 공급펌프부(30)로 액상의 액화가스가 전달되도록 하여, 공급펌프부(30)의 캐비테이션 발생을 방지할 수 있다.
즉 리컨덴서(20)은 공급펌프부(30)로 유입되는 액화가스에 기체 상태가 혼재되지 않도록, 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되는 액화가스를 임시로 저장하면서 액상의 액화가스를 공급펌프부(30)로 전달할 수 있다.
또한 리컨덴서(20)은 공급펌프부(30)의 가동을 위해 공급펌프부(30)에 유입되어야 하는 유효흡입수두(NPSHr)를 맞춰주기 위하여, 제1이송펌프(11a)로부터 전달되는 액화가스를 임시로 저장하였다가, 유효흡입수두 이상의 액화가스를 공급펌프부(30)로 전달할 수 있다.
공급펌프부(30)는, 다수의 부스터 펌프(31)로 이루어질 수 있으며, 각 부스터 펌프(31)는 제1액화가스라인(L1) 상에 병렬로 마련되어 각 재기화트레인(40)의 기화기(41)에 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 전달한다. 특히 각 부스터 펌프(31)는 제1액화가스라인(L1)에서 리컨덴서(20)의 하류에 마련되어, 리컨덴서(20)에서 배출되는 액상의 액화가스를 가압한다.
공급펌프부(30)에서 가압된 액화가스는 수요처(50)의 요구압력 이상일 수 있으며, 공급펌프부(30)와 수요처(50) 사이에는 액화가스를 추가로 가압하는 수단이 없을 수 있다.
또는 공급펌프부(30)는 제1액화가스라인(L1)에서 직렬 및/또는 병렬로 복수 개가 구비될 수 있으며, 리컨덴서(20)에서 배출되는 액화가스를 수요처(50)가 요구하는 압력으로 높여줄 수 있다면 공급펌프부(30)의 배치나 제원 등은 특별히 한정되지 않는다.
상기한 공급펌프부(30)의 각 부스터 펌프(31)는 후술할 제어부(100)의 액화가스 조절부(110)에 의해 제어될 수 있다.
재기화트레인(40)은, 다수의 기화기(41)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 각 기화기(41)는 제1액화가스라인(L1) 상에 병렬로 마련되어, 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되어 부스터 펌프(31)에 의해 전달되는 액화가스를 기화한다. 기화기(41)는 도시하지 않았지만, 다양한 열매를 이용하여 액화가스를 가열할 수 있다.
일례로 열교환 부분과 라인 등에서 부식 위험이 없는 글리콜 워터를 사용하거나, 잠열을 열교환에 활용할 수 있는 프로판, R134a, CO2, R218 등을 사용할 수 있다.
기화기(41)는 액화가스가 흐르는 유로와 열매가 흐르는 유로를 갖는 2 stream 구조를 가질 수 있으며, 액화가스가 흐르는 유로는 기화기(41)가 설치된 제1액화가스라인(L1)과 나란하게 연결될 수 있다. 또한 열매가 흐르는 유로는 열매 순환라인(도시하지 않음)과 나란하게 연결될 수 있다.
이때 열매 순환라인에는 열매를 적정한 온도와 유량으로 기화기(41)에 공급하기 위한 열매 펌프(도시하지 않음), 열매 탱크(도시하지 않음), 열매 히터(도시하지 않음) 등이 마련될 수 있다.
기화기(41)에 의해 기화되는 액화가스의 온도는 수요처(50)의 요구 온도일 수 있으며, 수요처(50)의 종류에 따라 달라질 수 있으므로, 기화기(41)에서 가열된 액화가스의 온도는 특별히 한정하지 않는다.
전술한 바와 같이, 해양 구조물(1), 육상터미널에 정박한 상태에서 인접한 공급처(70a, 70b)와 액화가스 이송/하역 작업이 이루어지며, 이때 공급처(70a)는 LNGC 또는 FSU이고, 공급처(70b)는 FSU인 경우를 예로서 설명한다.
해양 구조물(S)은, LNGC 또는 FSU인 공급처(70a)와 제2액화가스라인(L2) 및 제1증발가스라인(BL1)으로 연결될 수 있다.
제2액화가스라인(L2)은, LNGC 또는 FSU인 공급처(70a)의 액화가스가 해양 구조물(S)의 액화가스 저장탱크(10)로 전달되는 통로를 제공한다.
제2액화가스라인(L2) 상에는 제1밸브(V1)가 마련될 수 있으며, 제1밸브(V1)는 후술할 제어부(100)의 액화가스 조절부(110)에 의해 제어될 수 있다.
제1증발가스라인(BL1)은, 제2액화가스라인(L2)을 통해 액화가스 저장탱크(10)에 액화가스를 채우는 과정에서 발생되는 증발가스를 공급처(70a)로 리턴시키는 통로를 제공할 수 있다.
제1증발가스라인(BL1) 상에는 압축기(60), 제3밸브(V3)가 마련될 수 있으며, 압축기(60)와 제3밸브(V3)는 후술할 제어부(100)의 증발가스 조절부(120)에 의해 제어될 수 있다. 제3밸브(V3)는, 압축기(60)와 공급처(70a) 사이의 제1증발가스라인(BL1) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 압축기(60)는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 압축해 공급처(70a)로 리턴시킨다.
제2증발가스라인(BL2)은 제1증발가스라인(BL1)에 연결되어 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스를 리컨덴서(20)로 공급할 수 있다. 제2증발가스라인(BL2)은 압축기(60)와 제3밸브(V3) 사이의 제1증발가스라인(BL1)에 연결될 수 있다.
제4증발가스라인(BL4)은, 액화가스 저장탱크(10)와 연결되어 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스를 벤트마스트((80)를 통해 외부로 배출시킬 수 있다.
또한, 제4증발가스라인(BL4)은, 공급처(70a)와 연결되는 제1증발가스라인(BL1)에 연결될 수 있다. 이러한 제4증발가스라인(BL4) 상에는 제5밸브(V5)가 마련될 수 있으며, 제5밸브(V5)는 후술할 제어부(100)의 증발가스 조절부(120)에 의해 제어될 수 있다.
또한, 해양 구조물(S)은, FSU인 공급처(70b)와 제3액화가스라인(L3) 및 제3증발가스라인(BL3)으로 연결될 수 있다.
제3액화가스라인(L3)은, 해양 구조물(S)의 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스가 FSU인 공급처(70b)로 전달되는 통로를 제공할 수 있다. 이때, 제3액화가스라인(L3)은, 액화가스 저장탱크(10)의 내부에 마련되는 제2이송펌프(11b)에 연결될 수 있다.
제2이송펌프(11b)는 제1이송펌프(11a)와 대비하여 수요처(50)로 액화가스를 공급하는 것이 아니라 FSU인 공급처(70b)로 액화가스를 공급하는 것에 차이가 있을 뿐 기능적인 측면에서 유사하므로 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 실시예의 도면에서는, 해양 구조물(S)의 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스가 FSU인 공급처(70b)로 전달되는 것을 도시하였지만, 공급처(70b)인 FSU나 해양 구조물(1)인 FSRU 모두 액화가스를 저장하므로, 필요에 따라 액화가스를 주고 받을 수 있기 때문에, 제3액화가스라인(L3)은 FSU인 공급처(70b)의 액화가스가 해양 구조물(S)의 액화가스 저장탱크(10)로 전달되는 통로를 제공할 수 있음은 물론이다.
상기한 제3액화가스라인(L3) 상에는 제2밸브(V2)가 마련될 수 있으며, 제2밸브(V2)는 후술할 제어부(100)의 액화가스 조절부(110)에 의해 제어될 수 있다.
제3증발가스라인(BL3)은, 제3액화가스라인(L3)을 통해 공급처(70b)에 액화가스를 채우는 과정에서 발생되는 증발가스를 해양 구조물(1)로 리턴시키는 통로를 제공할 수 있다. 제3증발가스라인(BL3)은 제1증발가스라인(BL1)에 연결될 수 있으며, 리턴되는 증발가스는 제1증발가스라인(BL1)을 통해 LNGC인 공급처(70a)로 공급되거나, 제1증발가스라인(BL1)에 연결되는 제2증발가스라인(BL2)을 통해 리컨덴서(20)로 공급될 수 있다.
본 실시예의 도면에서는, FSU인 공급처(70b)의 증발가스가 해양 구조물(S) 측으로 리턴되는 것을 도시하였지만, 전술한 바와 같이 공급처(70b)인 FSU와 해양 구조물(1)인 FSRU 사이에 필요에 따라 액화가스를 주고 받을 수 있으므로, 제3증발가스라인(BL3)은 해양 구조물(1)의 액화가스 저장탱크(10)에 발생되는 증발가스를 공급처(70b)로 리턴시키는 통로로 제공될 수 있음은 물론이다.
상기한 제3증발가스라인(BL3) 상에는 제4밸브(V4)가 마련될 수 있으며, 제4밸브(V4)는 후술할 제어부(100)의 증발가스 조절부(120)에 의해 제어될 수 있다.
제어부(100)는, FSRU인 해양 구조물(1)이 육상터미널에 정박되고, 육상터미널에 LNGC 및/또는 FSU인 공급처(70a, 70b)가 정박되어 FSRU, LNGC, FSU 상호간의 액화가스 공급과 기화수요를 고려한 통합제어시스템을 구축하여, 과도한 액화가스 또는 증발가스의 이송하역에도 운전중단 없이 안정적으로 천연가스의 생산을 가능하게 할 수 있다.
제어부(100)는, 수요처(50) 또는 공급처(70a, 70b)로 전달되는 액화가스의 유량을 제어하는 액화가스 조절부(110)와, 공급처(70a, 70b)로 리턴되는 액화가스의 유량을 제어하는 증발가스 조절부(120)를 포함한다.
액화가스 조절부(110)는, 제1액화가스라인(L1)에 마련되는 공급펌프부(30)의 부스터 펌프(31), 제2액화가스라인(L2)에 마련되는 제1밸브(V1), 제3액화가스라인(L3)에 마련되는 제2밸브(V2) 중 적어도 어느 하나를 제어하여 액화가스의 유량을 조절할 수 있다.
액화가스 조절부(110)는, 제2액화가스라인(L2)을 통해 공급처(70a)로부터 액화가스가 해양 구조물(1)의 액화가스 저장탱크(10)로 전달되는 도중, 액화가스 저장탱크(10)의 저장량을 고려하여, 부스터 펌프(31)를 제어하여 부스터 펌프(31)의 부하를 조절할 수 있다.
또한, 액화가스 조절부(110)는, 부스터 펌프(31) 또는 기화기(41)의 부하를 고려하여, 제1밸브(V1)를 제어하여 공급처(70a)로부터 액화가스 저장탱크(10)로 유입되는 액화가스의 유량을 조절할 수 있다.
또한, 액화가스 조절부(110)는, 액화가스 저장탱크(10)의 레벨에 대해 상한을 설정하고, 레벨이 상한에 근접 또는 도달하면, 제1밸브(V1)의 제어를 통해 공급처(70a)로부터 유입되는 액화가스의 유량을 줄이거나, 제2밸브(V2)의 제어를 통해 공급처(70b)로 전달되는 액화가스의 유량을 증가시키거나, 부스터 펌프(31)의 부하를 증가시켜, 액화가스 저장탱크(10)의 레벨이 설정된 값으로 유지할 수 있도록 한다.
또한, 액화가스 조절부(110)는, 액화가스 저장탱크(10)의 레벨에 대해 하한을 설정하고, 레벨이 하한에 근접 또는 도달하면, 제1밸브(V1)의 제어를 통해 공급처(70a)로부터 유입되는 액화가스 유량을 증가시키거나, 제2밸브(V2)의 제어를 통해 공급처(70b)로 전달되는 액화가스 유량을 줄이거나, 부스터 펌프(31)의 부하를 줄여, 액화가스 저장탱크(10)의 레벨이 설정된 값으로 유지할 수 있도록 한다.
증발가스 조절부(120)는, 제1증발가스라인(BL1)에 마련되는 제3밸브(V3), 제3증발가스라인(BL3)에 마련되는 제4밸브(V4), 제4증발가스라인(BL4)에 마련되는 제5밸브(V5) 중 적어도 어느 하나를 제어하여 증발가스의 유량을 조절할 수 있다.
증발가스 조절부(120)는, 제2액화가스라인(L2)을 통해 공급처(70a)로부터 액화가스가 해양 구조물(1)의 액화가스 저장탱크(10)로 전달되는 도중, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스 발생량을 고려하여, 리컨덴서(20)로의 증발가스 유입량을 조절하거나, 압축기(60)의 부하를 조절하거나, 제3밸브(V3)의 제어를 통해 공급처(70a)로 리턴되는 증발가스의 유량을 조절하거나, 제4밸브(V4)의 제어를 통해 공급처(70a)에서 전달되는 증발가스의 유량을 조절하거나, 제5밸브(V5)의 제어를 통해 벤트마스트(80)로 배출되는 증발가스의 유량을 조절할 수 있다.
또한, 증발가스 조절부(120)는, 액화가스 저장탱크(10)의 내압에 대해 상한을 설정하고, 내압이 상한에 근접 또는 도달하면, 제3밸브(V3)의 제어를 통해 공급처(70a)로 리턴되는 증발가스의 유량을 늘리거나, 리컨덴서(20)로의 증발가스 유입량을 증가시키거나, 압축기(60)의 부하를 증가시키거나, 제4밸브(V4)의 제어를 통해 공급처(70b)로부터 유입되는 증발가스 유입량을 줄여, 액화가스 저장탱크(10)의 내압이 설정된 값으로 유지할 수 있도록 한다.
또한, 증발가스 조절부(120)는, 액화가스 저장탱크(10)의 내압에 대해 하한을 설정하고, 내압이 하한에 근접 또는 도달하면, 제3밸브(V3)의 제어를 통해 공급처(70a)로 리턴되는 증발가스의 유량을 줄이거나, 리컨덴서(20)로의 증발가스 유입량을 줄이거나, 압축기(60)의 부하를 감소시키거나, 제4밸브(V4)의 제어를 통해 공급처(70b)로부터 유입되는 증발가스 유입량을 증가시켜, 액화가스 저장탱크(10)의 내압이 설정된 값으로 유지할 수 있도록 한다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 가스 처리 시스템 10: 액화가스 저장탱크
11a: 제1이송펌프 11b: 제2이송펌프
20: 리컨덴서 30: 공급펌프부
31: 부스터 펌프 40: 재기화트레인
41: 기화기 50: 수요처
60: 압축기 70a, 70b: 공급처
80: 벤트마스트 100: 제어부
110: 액화가스 조절부 120: 증발가스 조절부
S: 해양구조물 LI: 제1액화가스라인
L2: 제2액화가스라인 L3: 제3액화가스라인
BL1: 제1증발가스라인 BL2: 제2증발가스라인
BL3: 제3증발가스라인 BL4: 제4증발가스라인
V1: 제1밸브 V2: 제2 밸브
V3: 제3밸브 V4: 제4밸브
V5: 제5밸브

Claims (6)

  1. 공급처로부터 액화가스를 전달받아 기화해 수요처로 전달하는 재기화설비를 갖는 해양 구조물로서,
    상기 공급처로부터 전달되는 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크;
    상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 기화하는 기화기;
    상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 상기 기화기로 전달하는 부스터 펌프; 및
    상기 수요처로 전달하는 액화가스를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 공급처로부터 액화가스가 전달되는 도중, 상기 액화가스 저장탱크의 저장량을 고려하여 상기 부스터 펌프의 부하를 조절하거나, 상기 부스터 펌프 또는 상기 기화기의 부하를 고려하여 상기 공급처로부터 유입되는 액화가스의 유량을 조절하는 액화가스 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액화가스 조절부는,
    상기 액화가스 저장탱크의 레벨에 대해 상한 및 하한을 설정하고,
    상기 레벨이 상한에 근접 또는 도달하면 상기 공급처로부터 유입되는 액화가스 유량을 줄이며,
    상기 레벨이 하한에 근접 또는 도달하면 상기 부스터 펌프의 부하를 줄이는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액화가스 저장탱크와 상기 부스터 펌프 사이에 마련되어 상기 액화가스 저장탱크에서 발생한 증발가스를 응축시키는 리컨덴서; 및
    상기 액화가스 저장탱크에서 발생한 증발가스를 압축해 상기 공급처로 리턴시키는 압축기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 공급처로부터 액화가스가 전달되는 도중, 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스 발생량을 고려하여 상기 리컨덴서로의 증발가스 유입량을 조절하거나, 상기 압축기의 부하를 조절하거나, 상기 공급처로 리턴되는 증발가스의 유량을 조절하는 증발가스 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 증발가스 조절부는,
    상기 액화가스 저장탱크의 내압에 대해 상한 및 하한을 설정하고,
    상기 내압이 상한에 근접 또는 도달하면 상기 공급처로 리턴되는 증발가스의 유량을 늘리며,
    상기 내압이 하한에 근접 또는 도달하면 상기 리컨덴서로의 유입량을 줄이거나 또는 상기 압축기의 부하를 낮추는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 상기 가스 처리 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
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