KR20230168620A - 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법 - Google Patents

Abstract

액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법은 외부설비로부터 공급라인을 통해 제1 저장탱크로 액화가스를 공급하고, 제1 저장탱크에 기 저장된 불활성가스를 제2 순환라인을 통해 선박의 외부로 배출하는 단계, 액화가스로 제1 저장탱크를 냉각하고, 액화가스에서 발생하는 증발가스의 적어도 일부를 제1 순환라인을 통해, 제2 저장탱크로 공급하는 단계, 및 제2 저장탱크에 전달된 증발가스로 제2 저장탱크에 기 저장된 불활성가스를 제2 순환라인을 통해 선박의 외부로 배출하는 단계를 포함하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 제공될 수 있다.

Description

액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법{METHOD FOR OPERATING LIQUEFIED GAS LOADING AND GAS TREATMENT METHOD FOR TRIAL OPERATION OF SHIP THAT TRANSPORTS LIQUEFIED GAS AND PROPULSION SHIP}

본 발명은 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액화가스 운반선 및 추진선 운전 시 사용하는 기존 설비를 이용하여 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 수행할 수 있고, 액화가스 공급 시 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 효과적으로 처리할 수 있는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법에 관한 것이다.

액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG'라 함)는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색 무취의 투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다.

LNG와 같은 액화가스를 연료로 사용하는 추진선은 건조 후 선주에게 인도되기 전에 시운전을 수행하여 저장탱크, 펌프 및 각종 설비 등이 정상적으로 작동하는지 여부를 검사하고, 이에 대한 유지보수가 이루어진다.

이러한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위해 저장탱크에 액화천연가스를 로딩하는 작업이 수행된다.

구체적으로, 저장탱크에 불활성기체를 공급하는 이너팅(Inerting) 단계, 저장탱크 내부에 가열된 액화가스를 공급하여 불활성 기체를 치환하는 개싱업(Gassing up) 단계, 저장탱크의 내부 온도를 일정 이하로 낮추는 냉각 단계, 저장탱크에 액화가스를 로딩하는 로딩 단계를 통해 수행된다.

종래 액화천연가스 로딩 작업은 냉각 단계 시 액화가스를 이용하여 저장탱크 냉각을 수행한다. 저장탱크는 일반적으로 단열 처리되어 설치되나, 외부의 열 침입을 완전히 차단하는 것은 실질적으로 어려우므로, 저장탱크 내부에는 액화가스가 자연적으로 기화하여 발생하는 증발가스가 존재하게 된다. 이러한 증발가스는 저장탱크의 내부 압력을 상승시켜 저장탱크의 변형 및 폭발 등의 위험을 잠재하고 있으므로 증발가스를 처리하여 저장탱크 내 압력을 일정하게 유지하여야 한다.

저장탱크 내 기체의 압력을 일정하게 유지하기 위하여 증발가스를 육상 터미널 또는 벙커링 선박 등 본선의 저장탱크 외부로 배출하거나, 본선 내에서 재액화 과정 등을 거친 증발가스를 엔진 연료로 사용하는 등 다양한 방안이 연구된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1026180호(2011. 03. 24. 공고)

본 발명의 실시 예는 기존 액화가스 운반선 및 추진선 운행 시 사용하는 라인들을 활용하여 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스를 로딩할 수 있고 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 처리할 수 있는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 한 저장탱크에만 액화가스를 공급하고, 그 저장탱크에서 발생한 증발가스를 통해 다른 저장탱크에서 개싱업 작업을 수행할 수 있는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 제2 순환라인을 활용하여 저장탱크 내부로 액화가스를 더 공급할 수 있는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 냉각라인을 통해 저장탱크의 내측 하부면을 냉각하여 액화가스 로딩 시 저장탱크에서 증발가스 발생을 줄이는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 저장탱크에서 발생한 증발가스를 이용하여 가스 연소장치의 시운전을 할 수 있는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예의 일 측면에 의하면, 외부설비로부터 공급라인을 통해 제1 저장탱크로 액화가스를 공급하고, 상기 제1 저장탱크에 기 저장된 불활성가스를 제2 순환라인을 통해 선박의 외부로 배출하는 단계; 상기 액화가스로 상기 제1 저장탱크를 냉각하고, 상기 액화가스에서 발생하는 증발가스의 적어도 일부를 제1 순환라인을 통해, 제2 저장탱크로 공급하는 단계; 및 상기 제2 저장탱크에 전달된 증발가스로 상기 제2 저장탱크에 기 저장된 불활성가스를 상기 제2 순환라인을 통해 상기 선박의 외부로 배출하는 단계를 포함하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 제공될 수 있다.

상기 외부설비로부터 공급라인을 통해 제1 저장탱크로 액화가스를 공급하는 단계에서 상기 액화가스는 상기 공급라인에서 분기되어 상기 제1 순환라인에 연결되는 공급보조라인 및 상기 제1 순환라인을 거쳐 상기 제1 저장탱크로 공급되는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 제공될 수 있다.

상기 공급보조라인은 가스 연소장치에 연결되어 상기 공급보조라인을 통과하는 액화가스의 적어도 일부를 상기 가스 연소장치에 공급하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 제공될 수 있다.

상기 저장탱크와 연결되어, 상기 저장탱크에 이상 발생시, 소정의 작업을 수행하기 위하여 마련되는 비상라인을 더 포함하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 제공될 수 있다.

상기 액화가스로 제1 저장탱크를 냉각하고, 액화가스에서 발생하는 증발가스의 적어도 일부를 제1 순환라인을 통해 제2 저장탱크로 공급하는 단계에서 상기 제1 순환라인은 상기 제1 순환라인에서 분기되어 상기 비상라인에 연결되는 제1 순환보조라인을 포함하고, 상기 증발가스의 적어도 일부는 상기 비상라인을 통해 제2 저장탱크로 공급되는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 제공될 수 있다.

상기 제1 순환보조라인은 가스 연소장치에 연결되어 상기 제1 순환보조라인을 통과하는 액화가스의 적어도 일부를 상기 가스 연소장치에 공급하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 제공될 수 있다.

상기 공급라인은 상기 공급라인에서 분기되어 상기 제1 저장탱크 내부로 연장되는 제1 냉각라인을 포함하고, 상기 외부설비로부터 공급되는 액화가스는 상기 제1 냉각라인을 거쳐 상기 제1 저장탱크로 공급되어 상기 제1 저장탱크를 냉각하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 제공될 수 있다.

상기 공급라인은 상기 공급라인에서 분기되어 상기 제1 저장탱크 내측 하부로 연장되는 제2 냉각라인을 더 포함하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 제공될 수 있다.

상기 제2 저장탱크에 남아있는 증발가스를 상기 제2 순환라인을 통해 상기 선박의 외부로 배출하는 단계를 더 포함하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 제공될 수 있다.

상기 제1 및 제2 저장탱크의 내부 비활성가스가 모두 치환된 경우, 상기 외부설비로부터 상기 제2 순환라인을 통해 액화가스를 상기 제1 저장탱크로 공급하는 단계를 더 포함하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법은 기존 추진선 운행 시 사용하는 라인들을 활용하여 추진선의 시운전을 위한 액화가스를 로딩할 수 있고 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 처리할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법은 한 저장탱크에만 액화가스를 공급하고, 그 저장탱크에서 발생한 증발가스를 통해 다른 저장탱크에서 개싱업 작업을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법은 제2 순환라인을 활용하여 저장탱크 내부로 액화가스를 더 공급할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법은 냉각라인을 통해 저장탱크의 내측 하부면을 냉각하여 액화가스 로딩 시 저장탱크에서 증발가스 발생을 줄일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법은 저장탱크에서 발생한 증발가스를 이용하여 가스 연소장치의 시운전을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선의 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템 중 액화가스 운반선에서의 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법에서 제1 저장탱크를 개싱업하는 상태를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법에서 제1 저장탱크를 냉각하는 상태를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법에서 제2 저장탱크를 개싱업하는 상태를 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법에서 액화가스를 로딩하는 상태를 나타내는 개념도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

이하 실시 예에서는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서, 액화천연가스 및 이로부터 발생하는 증발가스를 적용하여 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며 액화에탄가스, 액화탄화수소가스 등 다양한 액화가스 및 이로부터 발생하는 증발가스가 적용되는 경우에도 동일한 기술적 사상으로 동일하게 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선의 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템 중 액화가스 운반선에서의 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템은 선박에 마련되어 내부에 유체를 저장하는 제1 저장탱크(10) 및 하나 이상의 제2 저장탱크(20), 외부설비로부터 제1 저장탱크(10)로 액화가스를 공급하는 공급라인(100), 제1 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 제2 저장탱크(20)로 전달하는 제1 순환라인(200), 및 제1 저장탱크(10) 또는 제2 저장탱크(20)에 기 저장된 불활성가스를 선박의 외부로 배출하는 제2 순환라인(300)을 포함할 수 있다.

또, 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템은 저장탱크(10, 20)와 연결되어 저장탱크(10, 20) 이상 발생 시 특수 작업을 위한 비상라인(400)을 더 포함할 수 있다. 비상라인(400)을 통해 액화가스 운반선 및 추진선에 공급 또는 배출되는 유체가 흐를 수 있다. 위에서 언급한 특수 작업의 일 예로 제1 저장탱크(10) 또는 제2 저장탱크(20) 내 이상 발생 시, 제1 저장탱크(10) 또는 제2 저장탱크(20) 내부의 유체를 선박의 외부로 배출할 수 있다.

이하, 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 각 구성요소에 대해서 구체적으로 설명한다.

제1 저장탱크(10)와 제2 저장탱크(20)는 선박에 마련되어 내부에 유체를 저장할 수 있다. 제1 저장탱크(10) 및 제2 저장탱크(20)는 외부의 열 침입에 의한 액화가스의 기화를 최소화할 수 있도록 단열 처리된 멤브레인 타입, Type B, C, KCS(한국형 LNG탱크) 등 종류에 국한되지 않는 LNG 저장탱크의 화물창으로 마련될 수 있다. 제1 저장탱크(10)와 제2 저장탱크(20)는 사전에 이너팅(Inerting) 작업이 완료되어 내부에 불활성가스가 충진된 상태일 수 있다.

제1 저장탱크(10)와 제2 저장탱크(20)는 복수 개 마련될 수 있다. 이하에서, 선박에 마련되는 복수개의 저장탱크 중 제1 저장탱크(10)와 제2 저장탱크(20)를 구분 지어 제1 저장탱크(10)와 제2 저장탱크(20) 간의 관계를 설명하나, 이는 복수개의 제1 저장탱크(10) 간 또는 복수개의 제2 저장탱크(20)간에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

제1 저장탱크(10)는 외부설비로부터 공급라인(100)을 통해 액화가스를 공급받아 내부에 액화가스를 수용할 수 있다. 외부설비는 육상의 터미널, 벙커링 선박, 및 벙커링 바지선 중 적어도 어느 하나 일 수 있다. 외부설비에서 공급라인(100)을 통해 공급받은 액화가스를 통해 제1 저장탱크(10) 내 기 저장된 불활성가스를 선박 외부로 배출하거나, 제1 저장탱크(10)를 일정 온도까지 냉각시킬 수 있다. 외부설비로부터 공급라인(100)을 통해 공급받은 액화가스를 통해 제1 저장탱크(10)에서 개싱업(Gassing up) 작업 또는 탱크 냉각 작업을 수행할 수 있다.

저장탱크는 일반적으로 단열 처리되어 설치되나, 외부의 열 침입을 완전히 차단하는 것은 실질적으로 어려우므로, 저장탱크 내부에는 액화가스가 자연적으로 기화하여 발생하는 증발가스가 존재하게 된다. 이러한 증발가스는 저장탱크의 내부압력을 상승시켜 저장탱크의 변형 및 폭발 등의 위험을 잠재하고 있으므로 증발가스를 저장탱크로부터 제거 또는 처리할 필요성이 있다. 이때, 비상 시 증발가스를 선박의 외부로 배출할 수 있고, 선박 내 가스연소장치(GCU, DF GENERATOR, DF BOILER 등)에서 처리할 수 있고, 선박에서 재액화 과정을 통해 다시 탱크로 공급할 수 있으며, 또는 외부설비로 증발가스를 이송하여 증발가스를 처리 할 수 있다.

액화가스에서 발생하는 증발가스를 육상 터미널로 전달하는 경우, 육상 터미널은 공간적 제약이 크게 존재하지 않아 선박에서 발생하는 증발가스를 처리하는데 큰 문제가 존재하지 않는다. 다만, 액화가스에서 발생하는 증발가스를 벙커링 선박 또는 벙커링 바지선으로 전달하는 경우, 벙커링 선박 또는 벙커링 바지선은 공간적 제약이 크게 존재하여, 증발가스 처리 용량에는 한계가 존재한다. 본 발명은 선박에서 탱크에서 발생하는 증발가스의 양을 최소화하여, 벙커링 선박 또는 벙커링 바지선의 증발가스 처리 용량의 한계에 도달하지 않으면서 액화가스 운반선 및 추진선에서 증발가스를 처리할 수 있다.

제2 저장탱크(20)는 제1 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 제1 순환라인(200)을 통해 공급받아 내부에 증발가스를 수용할 수 있다. 제1 저장탱크(10)로부터 제2 저장탱크(20)로 전달된 증발가스를 통하여 제2 저장탱크(20)에 기 저장된 불활성가스를 제2 순환라인(300)을 통해 선박 외부로 배출할 수 있다. 제1 순환라인(200)을 통해 제1 저장탱크(10)로부터 공급받은 증발가스를 통해 제2 저장탱크(20)에서 개싱 업 작업을 수행할 수 있다.

공급라인(100)은 외부설비, 제1 저장탱크(10)와 제2 저장탱크(20)와 연결되며, 액화가스는 공급라인(100)을 통해 외부설비로부터 제1 저장탱크(10)로 전달될 수 있다.

공급라인(100)으로 전달된 액화가스는 공급보조라인(110) 및 제1 순환라인(200)을 거쳐 제1 저장탱크(10)로 공급될 수 있다. 공급보조라인(110)에는 공급보조라인(110)을 통과하는 액화가스를 기화시키는 기화기(600)가 구비될 수 있다. 공급보조라인(110), 기화기(600) 및 제1 순환라인(200)을 거치며 기화된 액화가스는 제1 저장탱크(10) 내로 공급되어 제1 저장탱크(10) 내 기 저장된 불활성가스를 외부로 배출할 수 있고, 이를 통해 제1 저장탱크(10) 내 기 저장된 불활성가스를 액화가스로 치환할 수 있다.

공급보조라인(110)에 구비된 기화기(600)는 가스 연소장치(500) 또는 보일러 등에 연결될 수 있다. 이를 통해 공급보조라인(110)을 통과하는 액화가스의 적어도 일부를 가스 연소장치(500) 또는 보일러 등으로 전달할 수 있다. 액화가스를 가스 연소장치(500)로 전달하여 가스 연소장치(500)의 정상 작동 테스트를 할 수 있다. 가스 연소장치(500)가 정상 작동하는 경우, 제1 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 가스 연소장치(500)로 전달하여 연소시킬 수 있다. 이를 통해 제1 저장탱크(10)내 압력을 조절할 수 있다. 공급보조라인(110)에는 공급보조라인(110)을 통과하는 유체의 유량을 조절할 수 있는 개폐 가능한 밸브가 마련될 수 있다.

공급라인(100)은 공급라인(100)에서 분기되어 제1 저장탱크(10) 내부로 연장되는 제1 냉각라인(102) 및 제1 저장탱크(10) 내측 하부로 연장되는 제2 냉각라인(104) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외부설비로부터 공급라인(100)으로 전달되는 액화가스는 제1 냉각라인(102) 및 제2 냉각라인(104) 중 적어도 하나를 통과하여 제1 저장탱크(10)로 공급되어 제1 저장탱크(10)의 내부를 냉각할 수 있다.

제2 냉각라인(104)은 제1 저장탱크(10)의 내측 하부로 연장되어, 제1 저장탱크(10)의 내측 바닥면을 충분히 냉각할 수 있다. 제1 저장탱크(10)의 내측 바닥면이 충분히 냉각되어 있지 않은 상태에서 액화가스를 제1 저장탱크(10)에 공급하는 경우, 제1 저장탱크(10)에서 증발가스의 발생량이 급격히 증가할 수 있다. 급격히 발생한 증발가스로 인해 제1 저장탱크(10)의 내부 압력이 급격하게 상승하게 되어, 제1 저장탱크(10)의 변형 및 폭발의 위험성이 증가할 수 있다. 이때 제1 저장탱크(10)의 내측 하부로 연장된 제2 냉각라인(104)을 통해 제1 저장탱크(10)의 내측 바닥면에 액화가스를 흘려 보낼 수 있어, 제1 저장탱크(10)의 내측 바닥면을 충분히 냉각할 수 있다. 이를 통해 제1 저장탱크(10)에서 증발가스의 발생량이 급격히 증가하는 것을 방지할 수 있다.

제1 냉각라인(102)에는 분사장치(103)가 마련되어 제1 냉각라인(102)으로 공급되는 액화가스를 제1 저장탱크(10)의 내부로 분사할 수 있다. 분사장치(103)를 통해 제1 저장탱크(10) 내부에 액화가스를 분사하여, 제1 저장탱크(10) 내부 측면을 균일하게 냉각할 수 있다. 제1 냉각라인(102) 또는 제2 냉각라인(104)에는 각 냉각라인을 통과하는 유체의 유량을 조절 할 수 있는 개폐 가능한 밸브가 마련될 수 있다.

공급라인(100)은 공급라인(100)에서 분기되어 제2 순환라인(300)에 연결되는 연결라인(101)을 포함할 수 있다. 외부설비로부터 공급라인(100)으로 전달되는 액화가스는 연결라인(101) 및 제2 순환라인(300)을 거쳐 제1 저장탱크(10)로 공급될 수 있다. 제2 순환라인(300)의 제2 조절밸브(301)를 닫아, 제2 저장탱크(20)에서 배출된 불활성가스가 제1 저장탱크(10)로 전달되지 않게 할 수 있다.

연결라인(101)에는 연결라인(101)을 통과하는 유체의 유량을 조절할 수 있는 개폐 가능한 제1 조절밸브(105)가 마련될 수 있다. 제1 조절밸브(105)를 여는 경우, 공급라인(100)으로 공급되는 액화가스는 연결라인(101)을 거쳐 제2 순환라인(300)을 통과하여 제1 저장탱크(10)로 공급될 수 있다. 제1 조절밸브(105)를 닫는 경우, 공급라인(100)으로 공급되는 액화가스는 연결라인(101)을 거쳐 제2 순환라인(300)으로 전달되지 못한다.

제1 조절밸브(105)를 통해 연결라인(101)과 제1, 제2 냉각라인(102, 104)의 두 가지 경로로 제1 저장탱크(10)에 액화가스를 공급하며 제1 저장탱크(10)를 냉각할 수 있다. 또한, 제2 순환라인(300) 및 연결라인(101) 내 가스가 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 연결라인(101)에 마련된 제1 조절밸브(105)는, 밸브 장치로만 국한됨이 없이, 유량을 조절할 수 있는 다양한 장치로 마련될 수 있다.

제1 순환라인(200)은 외부설비, 제1 저장탱크(10), 제2 저장탱크(20)와 연결되어, 증발가스는 제1 순환라인(200)을 통해 제1 저장탱크(10)에서 제2 저장탱크(20)로 전달될 수 있다. 제1 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스는 제1 순환라인(200)을 통하여 외부설비 또는 제2 저장탱크(20)로 전달될 수 있다. 제1 순환라인(200)은 제1 저장탱크(10) 또는 제2 저장탱크(20)의 상단부에 연결될 수 있다. 제1 순환라인(200)에는 기체의 유량을 조절할 수 있는 개폐 가능한 밸브가 마련될 수 있다.

제1 순환라인(200)은 제1 순환라인(200)에서 분기되어 비상라인(400)에 연결되는 제1 순환보조라인(210)을 포함할 수 있다. 제1 저장탱크(10)에서 제1 순환라인(200)으로 전달된 증발가스는 제1 순환보조라인(210)을 거쳐, 비상라인(400)을 통과하여 제2 저장탱크(20)에 공급될 수 있다.

제1 순환보조라인(210)에는 히터(700)가 구비될 수 있다. 제1 순환보조라인(210)을 통과하는 증발가스는 히터(700)를 거쳐 가열된 상태로 제2 저장탱크(20) 내부로 공급될 수 있다. 이를 통해, 제1 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 제2 저장탱크(20)에 온도를 높인 상태로 공급할 수 있어, 제2 저장탱크(20)에서 증발가스와 불활성가스의 층을 명확히 할 수 있으며, 증발가스의 순환을 원활하게 할 수 있다.

제1 순환보조라인(210)은 가스 연소장치(500)에 연결될 수 있다. 제1 순환보조라인(210)을 통과하는 증발가스의 적어도 일부를 가스 연소장치(500)로 전달할 수 있다. 증발가스를 가스 연소장치(500)로 전달하여 가스 연소장치(500)의 정상 작동 테스트를 할 수 있거나, 가스 연소장치(500)를 통해 증발가스를 연소시킬 수 있다.

가스 연소장치(500)에 액화가스를 추가적으로 공급하지 않고, 저장탱크 내 압력 조절을 위해 증발가스를 이용하여 가스 연소장치(500)의 정상 작동 테스트를 할 수 있다. 이를 통해 가스 연소장치(500)가 정상으로 작동하는지 테스트를 위해 액화가스를 추가적으로 공급하지 않을 수 있어 경제적이다. 또한, 가스 연소장치(500)를 정상 작동시키는 경우, 제1 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 가스 연소장치(500)로 전달하여 연소시킬 수 있어 제1 저장탱크(10) 내 압력을 조절할 수 있다. 이를 통해 제1 저장탱크(10)의 변형 및 폭발 위험을 방지할 수 있다.

가스 연소장치(500) 외에도, LD(Low Duty) 압축기와 DF(Dual Fuel) 엔진을 연결하여, 각 장치들의 정상 작동 테스트 및 제1 순환라인(200)을 통과하는 증발가스의 누설 여부를 검사할 수 있다. 증발가스를 통해 상기 장치들을 정상 작동 시킬 수 있어 경제적이며, 제1 저장탱크(10) 및 제2 저장탱크(20) 내부 압력을 조절할 수 있어 제1 저장탱크(10) 및 제2 저장탱크(20)의 변형 및 폭발 위험을 방지할 수 있다.

제1 순환라인(200)에는 기체의 유량을 조절할 수 있는 개폐 가능한 밸브가 마련될 수 있고, 제1 순환보조라인(210)에는 제1 순환보조라인(210)을 통과하는 유체의 유량을 조절할 수 있는 개폐 가능한 밸브가 마련될 수 있다.

비상라인(400)은 제1 저장탱크(10), 제2 저장탱크(20)와 선박의 외부와 연결되며, 증발가스는 비상라인(400)을 거쳐 제1 저장탱크(10)에서 제2 저장탱크(20)로 전달될 수 있다. 비상라인(400)은 제1 저장탱크(10) 또는 제2 저장탱크(20) 내 이상이 발생하는 경우, 제1 저장탱크(10) 또는 제2 저장탱크(20) 내부의 유체를 선박의 외부로 배출할 수 있다.

제1 저장탱크(10) 또는 제2 저장탱크(20) 내 이상이 발생하지 않는 경우, 비상라인(400)을 통해 제1 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 제2 저장탱크(20)로 공급할 수 있다. 비상시에 사용하는 비상라인(400)을 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스의 로딩 및 가스처리 시에 사용할 수 있어 경제적이다.

비상라인(400)은 제1 순환라인(200)에서 분기되는 제1 순환보조라인(210)과 연결될 수 있다. 제1 순환라인(200)을 통과하는 증발가스는 제1 순환보조라인(210) 및 비상라인(400)을 통과하여 제2 저장탱크(20)에 공급될 수 있다. 비상라인(400)에는 비상라인(400)을 통과하여 제1 저장탱크(10) 또는 제2 저장탱크(20)를 입출입하는 유체의 유량을 조절할 수 있는 개폐 가능한 밸브가 마련될 수 있다.

제2 순환라인(300)은 외부설비, 제1 저장탱크(10), 제2 저장탱크(20)와 선박의 외부와 연결되며, 제1 저장탱크(10) 또는 제2 저장탱크(20)에 기 저장된 불활성가스는 제2 순환라인(300)을 통해 선박의 외부로 배출될 수 있다. 제2 순환라인(300)은 벤트 마스트에 연결되어 불활성가스를 선박의 외부로 배출할 수 있다.

제2 순환라인(300)은 공급라인(100)에서 분기된 연결라인(101)과 연결될 수 있다. 외부설비로부터 공급라인(100)으로 공급되는 액화가스는 연결라인(101) 및 제2 순환라인(300)을 거쳐 제1 저장탱크(10)로 공급될 수 있다. 제2 순환라인(300)은 제2 순환라인(300)을 통과하는 유체의 유량을 조절할 수 있는 개폐 가능한 제2 조절밸브(301)를 포함할 수 있다.

제2 순환라인(300)은 제1 저장탱크(10)와 제2 저장탱크(20)에 연결되어 있어, 제2 저장탱크(20)에서 배출되는 불활성가스가 선박의 외부로 배출되지 않고 제1 저장탱크(10)로 전달될 수 있는 문제와, 제2 순환라인(300) 내에서 불활성가스와 액화가스가 혼합되는 문제가 발생할 수 있다.

제1 저장탱크(10)에서 불활성가스를 제1 저장탱크(10) 외부로 배출하는 경우, 제2 조절밸브(301)를 열어 제1 저장탱크(10) 내 불활성가스를 배출할 수 있다. 제2 저장탱크(20)에서 불활성가스가 제2 저장탱크(20) 외부로 배출된 경우, 제2 조절밸브(301)를 닫아, 제2 저장탱크(20)에서 배출된 불활성가스가 제1 저장탱크(10)로 전달되지 않을 수 있다. 이때, 공급라인(100)으로 전달된 액화가스는, 연결라인(101)을 거쳐 제2 순환라인(300)으로 공급되어, 제1 저장탱크(10)에 전달될 수 있다. 제2 조절밸브(301)를 닫아, 제2 저장탱크(20)에서 배출되는 불활성가스가 제1 저장탱크(10)로 전달되는 것을 방지하고, 제2 순환라인(300)내에서 불활성가스와 액화가스가 혼합되는 문제를 방지할 수 있다.

제2 순환라인(300)의 제2 조절밸브(301)와 연결라인(101)의 제1 조절밸브(105)를 통해, 원하지 않는 가스가 라인 및 저장탱크로 공급되는 것을 방지할 수 있고, 제2 순환라인(300) 및 연결라인(101) 내 가스가 혼합되는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 두 가지 경로로 제1 저장탱크(10)에 액화가스를 공급할 수 있어, 액화가스 운반선 및 추진선에서 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시간을 줄일 수 있다. 제2 순환라인(300)에 마련된 제2 조절밸브(301)는 제1 조절밸브(105)와 마찬가지로, 밸브 장치로만 국한됨이 없이, 유량을 조절할 수 있는 다양한 장치로 마련될 수 있다. 제2 순환라인(300)에는 제2 순환라인(300)을 통과하여 선박의 외부로 배출되는 불활성가스의 배출량을 조절할 수 있는 개폐 가능한 밸브가 마련될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법에서 제1 저장탱크를 개싱업하는 상태를 나타내는 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법에서 제1 저장탱크를 냉각하는 상태를 나타내는 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법에서 제2 저장탱크를 개싱업하는 상태를 나타내는 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법에서 액화가스를 로딩하는 상태를 나타내는 개념도이다..

도 2 내지 도 6을 기초로, 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법에 대하여 설명한다.

LNG와 같은 액화가스를 연료로 사용하는 액화가스 운반선 또는 추진선은 건조 후 시운전을 수행하면서 저장탱크, 펌프 및 각종 설비 등이 정상적으로 작동하는지 여부를 검사하기 위해서, 제1 저장탱크(10)에 연료로 사용할 액화가스를 일정량 공급하게 된다. 이 때 제1 저장탱크(10)에 액화가스를 공급하기에 앞서, 제1 저장탱크(10)에 대해서 이너팅 작업 및 쿨다운 작업이 사전에 수행 될 수 있다. 그리고, 제2 저장탱크(20)에 대해서는 이너팅 작업이 사전에 수행되어 내부에 불활성가스가 충진된 상태일 수 있다.

먼저, 제1 저장탱크(10)에 가스를 치환하기 위해 액화가스를 공급하는 단계(S101)가 수행될 수 있다. 이와 함께, 제1 저장탱크(10)에 액화가스를 공급하면서 제1 저장탱크(10)에 기 저장되는 불활성 가스를 외부로 배출하는 단계(S102)가 수행될 수 있다.

육상의 터미널 또는 벙커링 선박으로부터 공급라인(100)으로 전달된 액화가스는 공급보조라인(110), 기화기(600), 제1 순환라인(200)을 거쳐 제1 저장탱크(10)로 공급될 수 있다. 이 때, 제1 저장탱크(10)에 공급된 액화가스를 통해 제1 저장탱크(10)에 기 저장된 불활성가스는 제2 순환라인(300)을 거쳐 외부로 배출될 수 있다. 이 경우, 제2 조절밸브(301)는 열려있는 상태로, 제1 저장탱크(10)에 기 저장된 불활성가스는 제2 순환라인(300)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 이러한 방식으로 제1 저장탱크(10)에서 개싱업 단계를 수행할 수 있다.

이 단계에서, 공급보조라인(110)을 통과하는 액화가스의 적어도 일부는 가스 연소장치(500) 또는 보일러 등으로 전달될 수 있다. 액화가스를 가스 연소장치(500)로 전달하여 가스 연소장치(500)의 정상 작동 테스트를 할 수 있다. 가스 연소장치(500)로 전달되는 유체의 유량은 밸브로 조절될 수 있다.

그 다음, 육상의 터미널 또는 벙커링 선박으로부터 공급라인(100)을 통해 제1 저장탱크(10)에 액화가스를 전달하는 단계가 수행될 수 있다. 이와 함께 제1 저장탱크(10)에 액화가스가 전달되면서, 제1 저장탱크(10)를 냉각하는 단계(S103)가 수행될 수 있다.

공급라인(100)에서 분기되어 제1 저장탱크(10) 내부로 연장되는 제1 냉각라인(102) 및 제1 저장탱크(10) 내측 하부로 연장되는 제2 냉각라인(104)을 통해 제1 저장탱크(10)에 액화가스를 전달하여 제1 저장탱크(10)의 내부 측면과 바닥면을 충분히 냉각할 수 있다. 제1 냉각라인(102)에는 분사장치(103)가 마련되어, 분사장치(103)를 통하여 제1 저장탱크(10) 내부에 액화가스를 분사하여, 제1 저장탱크(10) 내부 측면을 균일하게 냉각할 수 있다.

또한, 공급라인(100)에서 분기되어 제2 순환라인(300)에 연결되는 연결라인(101)을 통해, 공급라인(100)으로 전달되는 액화가스는 연결라인(101) 및 제2 순환라인(300)을 거쳐 제1 저장탱크(10)에 전달될 수 있다. 제1 저장탱크(10)에 전달된 액화가스로 제1 저장탱크(10)를 냉각할 수 있다.

제2 저장탱크(20)에서 불활성가스가 제2 저장탱크(20) 외부로 배출된 경우, 제2 조절밸브(301)는 잠가져 있는 상태로, 제2 저장탱크(20)에서 배출된 불활성가스가 제1 저장탱크(10)로 전달되지 않으며, 제2 순환라인(300)내 가스가 혼합되지 않는다.

다음에는, 제1 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 제1 순환라인(200)을 통해 제2 저장탱크(20)로 전달하는 단계(S104)가 수행될 수 있다.

제1 순환라인(200)은 제1 순환라인(200)에서 분기되어 비상라인(400)에 연결되는 제1 순환보조라인(210)을 포함할 수 있다. 제1 저장탱크(10)에서 제1 순환라인(200)으로 전달된 증발가스는 제1 순환보조라인(210) 및 비상라인(400)을 거쳐 제2 저장탱크(20)에 공급될 수 있다.

제1 순환보조라인(210)을 통과하는 증발가스는 히터(700)를 거쳐 제2 저장탱크(20)에 공급될 수 있고, 제1 순환보조라인(210)을 통과하는 증발가스의 적어도 일부는 가스 연소장치(500)으로 전달될 수 있다.

제1 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 제1 순환라인(200)을 통해 제2 저장탱크(20)로 전달하는 단계(S104)와 함께, 제2 저장탱크(20)에 기 저장된 불활성가스를 외부로 배출하는 단계(S105)가 수행될 수 있다.

제2 저장탱크(20)에 공급된 증발가스로 제2 저장탱크(20)에 기 저장된 불활성 가스를 제2 순환라인(300)을 통해 외부로 배출할 수 있다. 이 때, 제1 저장탱크(10)의 제2 조절밸브(301)는 잠가져 있는 상태로, 제2 저장탱크(20)에서 배출되어 제2 순환라인(300)을 거치는 증발가스는 제1 저장탱크(10)로 전달되지 않을 수 있다.

제1 저장탱크(10)의 내부 비활성 가스가 모두 치환되고, 제1 저장탱크(10)의 탱크 내부 냉각이 충분히 완료된 경우, 제2 순환라인(300)을 통해 제1 저장탱크에 액화가스를 공급하는 단계(S106)가 수행될 수 있다.

이 때, 제2 순환라인(300)을 통해 제1 저장탱크(10)에 액화가스를 공급하면서 제1 저장탱크(10) 내 증발가스가 발생하는 경우, 그 증발가스는 제1 순환라인(200)을 통해 외부설비로 배출될 수도 있으며, 제2 저장탱크(20)로 전달될 수 있다. 이때, 제1 저장탱크(10)에서 발생하여 제1 순환라인(200)을 통과하는 증발가스의 적어도 일부는 제1 순환보조라인(210)을 거쳐 가스 연소장치(500)로 전달될 수 있다.

10: 제1 저장탱크 20: 제2 저장탱크
100: 공급라인 200: 제1 순환라인
300: 제2 순환라인 400: 비상라인
500: 가스 연소장치

Claims (10)

1. 외부설비로부터 공급라인을 통해 제1 저장탱크로 액화가스를 공급하고, 상기 제1 저장탱크에 기 저장된 불활성가스를 제2 순환라인을 통해 선박의 외부로 배출하는 단계;
   상기 액화가스로 상기 제1 저장탱크를 냉각하고, 상기 액화가스에서 발생하는 증발가스의 적어도 일부를 제1 순환라인을 통해, 제2 저장탱크로 공급하는 단계; 및
   상기 제2 저장탱크에 전달된 증발가스로 상기 제2 저장탱크에 기 저장된 불활성가스를 상기 제2 순환라인을 통해 상기 선박의 외부로 배출하는 단계를 포함하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 외부설비로부터 공급라인을 통해 제1 저장탱크로 액화가스를 공급하는 단계에서
   상기 액화가스는 상기 공급라인에서 분기되어 상기 제1 순환라인에 연결되는 공급보조라인 및 상기 제1 순환라인을 거쳐 상기 제1 저장탱크로 공급되는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 공급보조라인은 가스 연소장치에 연결되어 상기 공급보조라인을 통과하는 액화가스의 적어도 일부를 상기 가스 연소장치에 공급하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 저장탱크와 연결되어, 상기 저장탱크에 이상 발생시, 소정의 작업을 수행하기 위하여 마련되는 비상라인을 더 포함하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 액화가스로 제1 저장탱크를 냉각하고, 액화가스에서 발생하는 증발가스의 적어도 일부를 제1 순환라인을 통해 제2 저장탱크로 공급하는 단계에서
   상기 제1 순환라인은 상기 제1 순환라인에서 분기되어 상기 비상라인에 연결되는 제1 순환보조라인을 포함하고,
   상기 증발가스의 적어도 일부는 상기 비상라인을 통해 제2 저장탱크로 공급되는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 순환보조라인은 가스 연소장치에 연결되어 상기 제1 순환보조라인을 통과하는 액화가스의 적어도 일부를 상기 가스 연소장치에 공급하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 공급라인은 상기 공급라인에서 분기되어 상기 제1 저장탱크 내부로 연장되는 제1 냉각라인을 포함하고,
   상기 외부설비로부터 공급되는 액화가스는 상기 제1 냉각라인을 거쳐 상기 제1 저장탱크로 공급되어 상기 제1 저장탱크를 냉각하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 공급라인은 상기 공급라인에서 분기되어 상기 제1 저장탱크 내측 하부로 연장되는 제2 냉각라인을 더 포함하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제2 저장탱크에 남아있는 증발가스를 상기 제2 순환라인을 통해 상기 선박의 외부로 배출하는 단계를 더 포함하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 저장탱크의 내부 비활성가스가 모두 치환된 경우, 상기 외부설비로부터 상기 제2 순환라인을 통해 액화가스를 상기 제1 저장탱크로 공급하는 단계를 더 포함하는 액화가스 운반선 및 추진선의 시운전을 위한 액화가스 로딩 및 가스처리 시스템의 작동방법.

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