KR20240069810A - 액화 개스 화물의 취급 방법 및 저장 설비 - Google Patents

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파브리스 롬바르드
아르노 부비에
브루노 델레트레
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가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
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Abstract

본 발명은 액화 개스 저장 설비(1) 내에서 액화 개스 화물을 취급하는 방법에 관한 것으로서 상기 설비는,
유체 밀폐 및 단열된 액화 개스 저장 탱크(2);
적어도 2 개의 수직 마스트(7,8,9)들을 포함하는 로딩/오프로딩 타워(3); 및
적어도 하나의 오프로딩 펌프(6)를 포함하고
상기 방법은: 액화 개스의 유동이 2 개의 수직 마스트(7,8,9)들 각각을 향하여 선택적으로 이송되는 수직 마스트(7,8,9)들의 냉각 단계; 및/또는
액화 개스의 유동이 상기 오프로딩 펌프(6)를 향하여 선택적으로 이송되는 오프로딩 펌프(6)의 냉각 단계;를 포함한다.

Description

액화 개스 화물의 취급 방법 및 저장 설비 {METHOD OF HANDLING A CARGO OF LIQUEFIED GAS AND STORAGE INSTALLATION}
본 발명은 액화 천연 개스(LNG)와 같은 액화 개스의 화물을 저장하는 분야에 관한 것이다.
보다 상세하게는 본 발명은 액화 개스의 화물을 취급하는 방법 및 액화 개스 저장 설비에 관한 것이다.
종래 기술에는 LNG 와 같은 액화 개스를 저장하기 위한 설비를 구비한 선박들이 공지되어 있으며, 이것은 액화 개스를 위한 유체 밀폐 및 단열 저장 탱크와, 탱크의 천장 벽으로부터 매달린 로딩/오프로딩 타워를 구비한다. 탱크의 로딩/오프로딩 타워는 삼각대 유형의 구조를 가지며, 즉, 횡단 부재에 의해 서로 연결된 3 개의 수직 마스트(mast)를 구비하고 각각의 마스트는 화물 오프로딩 및/또는 오프로딩 라인을 형성하고, 그리고/또는 백업 웰(backup well)을 구비하여, 백업 웰은 백업 오프로딩 펌프 및 오프로딩 라인을 탱크 안으로 내릴 수 있게 한다. 로딩/오프로딩 타워(loading/offloading tower)는 하부 부분의 레벨에서 오프로딩 라인과 관련된 화물을 오프로딩하기 위한 펌프를 지지한다. 그러한 저장 설비는 특히 프랑스 출원 FR2785034 에 개시되어 있다.
화물을 선박의 탱크 안으로 로딩하기 전에 탱크를 냉각시키는 단계를 수행하는 것이 공지되어 있다. 이러한 단계는 탱크 내부의 온도를 감소시키는 것을 목적으로 하며, 특히 로딩하는 동안 액화 개스의 과도한 증발을 방지하고 설비의 특정 구성 요소들에서 열 응력의 강도를 제한할 것을 목적으로 한다. 이러한 냉각 단계는 로딩 터미널에 의해 공급되는 액화 개스를 탱크의 상부 부분에서 스프레이하고 증발시킴으로써 수행된다. 액화 개스의 증발에 필요한 열은 탱크 안에 포함된 개스 및 탱크의 벽에 의해 부여된다. 생산된 개스는 탱크로부터 추출되어 증기 형태로 로딩 터미널로 복귀한다. 탱크 내부의 평균 온도가 쓰레숄드 온도 아래일 때까지 작동이 계속된다.
탱크를 냉각시키는 상기 단계의 지속 기간은 상대적으로 오래이며, 10 내지 20 시간 정도인데, 이것은 로딩하는 오랜 동안 선박이 움직이지 못하게 한다. 더욱이, 탱크의 냉각에 필요한 액화 개스의 양이 크다.
본 발명이 기초하는 개념은, 특히 냉각 지속 기간을 감소시키고 그리고/또는 냉각 수행에 필요한 액화 개스의 양을 감소시킴으로써, 냉각 단계의 효율의 향상이 이루어질 수 있는 액화 개스의 화물 처리 방법을 제안하는 것이다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 액화 개스 저장 설비에 있는 액화 개스의 화물 처리 방법을 제공하는데, 이것은:
- 유체 밀폐되고 단열된 액화 개스 저장 탱크; 및,
-탱크의 저부벽에 인접하여 탱크 안에 배치되고 탱크의 배출을 허용하고 탱크 벽을 통과하는 라인과 결합된 적어도 하나의 오프로딩 펌프(offloading pump);를 구비하고, 상기 방법은:
오프로딩 펌프를 냉각시키는 단계를 포함하고, 상기 냉각 단계 동안, 액화 개스의 유동이 선택적으로 상기 오프로딩 펌프를 향하여 이송되고, 상기 오프로딩 펌프를 냉각시키도록 액화 개스의 증발 잠열 및/또는 액화 개스의 현열(sensible heat)을 이용하는 방식으로, 상기 액화 개스의 유동이 상기 오프로딩 펌프와 접촉하는, 냉각 단계를 포함한다.
대안의 실시예 또는 보완의 실시예에 따르면, 본 발명은 액화 개스 저장 설비에 있는 액화 개스의 화물을 취급하는 방법을 제공하는데, 이것은:
유체 밀폐되고 단열된 액화 개스 저장 탱크;
탱크의 천장 벽으로부터 매달리고 탱크의 천장 벽을 통과하는 복수개의 라인을 구비하며, 상기 라인들 각각은 탱크의 로딩(loading) 및/또는 오프로딩(offloading)을 허용하는 로딩/오프로딩 타워(loading/offloading tower)로서, 상기 로딩/오프로딩 타워는 횡단 부재에 의해 서로 고정된 적어도 2 개의 수직 마스트(vertical mast)를 구비하고 마스트는 탱크의 천장 벽에 고정되고, 상기 적어도 2 개의 마스트들은 중공형이고 각각의 마스트는 라인들중 하나를 형성하는, 로딩/오프로딩 타워; 및,
로딩/오프로딩 타워의 하단부에 고정되고 라인들중 하나와 결합되는 적어도 하나의 오프로딩 펌프;를 포함하고, 상기 방법은:
수직 마스트들을 냉각시키는 단계를 포함하고, 상기 냉각 단계 동안 액화 개스의 유동이 선택적으로 2 개의 수직 마스트들 각각을 향하여 이송되고, 상기 수직 마스트들을 냉각시키도록 액화 개스의 현열 및/또는 증발 잠열을 이용하는 방식으로, 액화 개스 유동들 각각이 2 개의 수직 마스트들중 하나와 접촉된다.
따라서, 상기 언급된 실시예들에 따른 방법은, 로딩/오프로딩 타워의 수직 마스트들 및 오프로딩 펌프와 같은, 열 스트레스에 가장 예민한 설비의 장비들에 대한 국부화된 냉각을 허용하며, 결과적으로 탱크 안의 대기 전체를 냉각시킬 필요가 더 이상 없다. 그러한 방법은 결국 냉각 단계의 지속 기간을 감소시킬 수 있게 하고 그리고/또는 냉각 단계에 필요한 액화 개스의 양을 감소시킬 수 있게 한다.
이 때문에, 각각 수직 마스트들의 냉각 작용 이후에 그리고 오프로딩 펌프의 냉각 작용 이후에, 정해진 냉각 기준이 충족될 때까지 냉각되는 것이 탱크 전체일 필요가 없다. 반대로, 수직 마스트들 및 오프로딩 펌프 각각에 의하여, 미리 정해진 국부화된 냉각 기준(predetermined localized chilling criterion)이 충족될 수 있는 반면에, 탱크의 하드웨어 구성 요소들 대부분, 특히 탱크 벽들 대부분 또는 그것의 표면적의 90 % 도, 각각 수직 마스트 및 오프로딩 펌프에서 얻어지는 온도보다 훨씬 높은 온도에서 유지된다. 결국, 그러한 국부화된 냉각 기준의 충족시에 냉각 작용의 중단을 조절함으로써, 상기 중단까지의 냉각 작용에 의해 소모되는 에너지의 양 및/또는 지속 기간이 상당히 제한될 수 있다.
예를 들어, 각각 수직 마스트 및 오프로딩 펌프를 냉각시키는 작동의 지속 기간은 2 시간 미만일 수 있다. 이러한 작동 동안에 적용되는 냉각 에너지는 오프로딩 펌프에 대하여 100 내지 5000 메가줄(megajoules) 사이이고 수직 마스트들에 대하여 500 내지 15,000 메가주울 사이일 수 있으며, 따라서 2 개 장비들의 선택적인 냉각을 위하여 전체적으로 100 내지 20,000 메가주울 사이이다.
다른 유리한 실시예에 따르면, 상기 방법은 다음 특징들중 하나 이상을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프를 냉각시키는 단계는 섭씨 영하 120 내지 섭씨 영하 140 도 사이의 온도에 오프로딩 펌프가 도달할 때까지 수행된다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프의 냉각 단계는 섭씨 영하 120 도보다 높은 온도를 가지는 오프로딩 펌프상에서 수행되고, 예를 들어 섭씨 영하 50 도보다 높은 온도, 또는 섭씨 영하 10 도보다 높은 온도, 예를 들어 섭씨 40 도보다 작은 온도를 가지는 오프로딩 펌프상에서 수행된다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프의 온도를 나타내는 변수가 측정되고, 오프로딩 펌프의 온도가 쓰레숄드 온도에 도달했을 때 오프로딩 펌프의 냉각 단계가 정지된다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프의 온도를 나타내는 값이 측정되고, 오프로딩 펌프의 온도가 쓰레숄드 온도, 예를 들어 섭씨 영하 120 도에 도달했을 때 또는 도달하자마자 액화 개스를 탱크로 로딩하는 단계가 촉발된다.
따라서, 펌프의 온도는 로딩 단계의 시작 이전에 쓰레숄드 값 넘어서 또는 섭씨 영하 120 도 넘어서 상승하지 않는다. 따라서 펌프는 로딩 단계 동안에 탱크가 액화 개스로 채워질 때 손상될 위험성을 포함하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프의 온도를 나타내는 변수는 오프로딩 펌프에 배치된 온도 센서에 의하여 측정되고, 바람직스럽게는 온도 센서가 펌프의 고정자에 배치되거나 또는 펌프의 케이싱 표면과 접촉되어 배치된다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프의 온도를 나타내는 변수는 오프로딩 펌프의 권선의 전류(I) 및 전압(U)의 측정치에 의하여 측정된다.
일 실시예에 따르면, 온도(T)를 나타내는 값은 다음의 방정식을 가지고 전류(I) 및 전압(U)의 측정치들과 연계된다.
여기에서 R20℃ 는 섭씨 20 도에서의 권선의 저항이고, Bmat 는 권선을 위하여 사용되는 재료의 함수인 계수이다.
일 실시예에 따르면, 탱크 내부의 평균 온도, 즉, 탱크 안에 저장된 기체상 전체의 평균 온도는 오프로딩 펌프의 냉각 단계 동안에, 섭씨 영하 120 도 보다 높게 유지되고, 예를 들어 섭씨 영하 50 도 보다 높게 유지되거나, 또는 섭씨 영하 10 도 보다 높게 유지되기도 하며, 예를 들어 섭씨 40 도 보다 낮게 유지된다. 일 실시예에 따르면, 탱크의 벽의 평균 온도는 오프로딩 펌프의 냉각 단계 동안에 섭씨 영하 120 도 보다 높게 유지되고, 예를 들어 섭씨 영하 50 도다 높게 유지되고, 또는 섭씨 영하 10 도 보다 높게 유지되고, 예를 들어 섭씨 40 도 보다 낮게 유지된다.
일 실시예에 따르면, 액화 개스의 유동은 0.05 내지 10 m3/h 사이의 유량으로, 예를 들어 0.1 내지 1 m3/h 사이의 유량으로 상기 오프로딩 펌프를 향하여 선택적으로 이송된다.
유체 밀폐 탱크의 체적은 예를 들어 1000 내지 60,000 m3 사이에 포함된다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프의 냉각 단계 동안에, 액화 개스의 유동은 오프로딩 펌프에 대하여 스프레이된다.
일 실시예에 따르면, 액화 개스의 유동은 하나 이상의 스프레이 노즐을 통하여 오프로딩 펌프에 대하여 스프레이된다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프의 냉각 단계는 오프로딩 펌프를 냉각시키는 장치에 의하여 수행되는데, 상기 냉각 장치는 오프로딩 펌프와 결합되어, 오프로딩 펌프를 냉각시키도록 액화 개스의 현열(sensible heat) 및/또는 증발 잠열을 이용하는 방식으로 액화 개스의 유동을 오프로딩 펌프를 향하여 이송시켜서 상기 오프로딩 펌프와 접촉되도록 적합화된다.
일 실시예에 따르면, 펌프를 냉각시키는 단계는 탱크 안으로 액화 개스를 로딩하는 단계 이전에 수행되며, 상기 로딩 단계 동안에 액화 개스는 로딩 터미널(loading terminal)로부터 탱크를 향하여 이송된다.
일 실시예에 따르면, 냉각 단계는 액화 개스를 탱크로 로딩하는 각각의 단계 이전에 수행된다.
일 실시예에 따르면, 액화 개스를 탱크 안으로 로딩하는 단계 동안에 액화 개스는 탱크의 벽을 통과하는 라인을 통하여 오프로딩 터미널로부터 탱크를 향하여 이송된다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프를 냉각시키는 단계 동안에, 상기 오프로딩 펌프를 향하여 이송되는 액화 개스의 유동은, 탱크의 저부벽에 인접하여 배치된 드레인 펌프를 통하여 탱크 안으로 미리 흡인된다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프를 냉각시키는 단계 동안에, 오프로딩 펌프를 향하여 이송되는 액화 개스의 유동은 로딩 터미널로부터 미리 추출된다.
일 실시예에 따르면, 설비는 탱크의 천장 벽으로부터 매달리고 탱크의 천장벽을 통과하는 복수개의 라인들을 구비한 로딩/오프로딩 타워(loading/offloading tower)를 더 구비하며, 상기 라인들 각각은 탱크의 로딩 및/또는 오프로딩을 허용하고; 상기 로딩/오프로딩 타워는 횡단 부재들에 의하여 서로 고정된 적어도 2 개의 수직 마스트(vertical mast)를 구비하고, 수직 마스트들은 탱크의 천장 벽에 고정되고; 상기 적어도 2 개의 수직 마스트들은 중공형이고 각각의 마스트는 라인들중 하나를 형성하고; 상기 오프로딩 펌프는 로딩/오프로딩 타워의 하단부에 고정되고, 방법은:
수직 마스트들을 냉각시키는 단계를 포함하고, 상기 냉각 단계 동안에 액화 개스는 수직 마스트들 각각을 향하여 선택적으로 이송되어, 상기 수직 마스트들을 냉각시키도록 액화 개스의 현열 및/또는 증발 잠열을 이용하는 방식으로 2 개의 수직 마스트들중 하나와 액화 개스 유동들 각각이 접촉된다.
일 실시예에 따르면, 로딩/오프로딩 타워는 3 개의 수직 마스트들을 구비한다.
일 실시예에 따르면, 수직 마스트들을 냉각시키는 단계는 수직 마스트들이 섭씨 영하 120 도 내지 섭씨 영하 140 도 사이의 최종 온도에 도달할 때까지 수행된다.
일 실시예에 따르면, 수직 마스트들을 냉각시키는 단계는 섭씨 영하 120 도 보다 높은 초기 온도를 가진 수직 마스트상에서 수행되며, 예를 들어 섭씨 영하 50 도보다 높은 초기 온도 또는 섭씨 영하 10 도 보다 높은 초기 온도 및 예를 들어 섭씨 40 도 보다 낮은 초기 온도를 가진 수직 마스트상에서 수행된다.
일 실시예에 따르면, 탱크 내부의 평균 온도, 즉, 탱크 안에 저장된 기체상 전체의 평균 온도는 수직 마스트들을 냉각시키는 단계 동안에 섭씨 영하 120 도 보다 높게 유지된다. 일 실시예에 따르면, 탱크의 벽의 평균 온도는 섭씨 영하 120 도 보다 높게 유지되고, 예를 들어 섭씨 영하 50 도보다 높게 유지되거나, 또는 섭씨 영하 10 도 보다 높게 유지되고, 예를 들어 수직 마스트들을 냉각시키는 단계 동안에 섭씨 40 도 보다 낮게 유지된다.
일 실시예에 따르면, 액화 개스의 유동은 1 내지 15 m3/h 사이의 개별 유량을 가지고 수직 마스트들 각각을 향하여 선택적으로 이송된다.
일 실시예에 따르면, 탱크 내부의 평균 온도는 수직 마스트들을 냉각시키는 단계 동안에 섭씨 영하 120 도보다 높게 유지된다.
일 실시예에 따르면, 수직 마스트들을 냉각시키는 단계 동안에, 액화 개스의 유동은 수직 마스트들 각각에 대하여 스프레이된다.
일 실시예에 따르면, 수직 마스트들 각각에 스프레이되는 액화 개스의 유량들은 동등하다.
일 실시예에 따르면, 액화 개스의 유량들은 하나 이상의 스프레이 노즐들을 통하여 수직 마스트들중 하나에 대하여 각각 스프레이된다.
일 실시예에 따르면, 수직 마스트들을 냉각시키는 단계는 수직 마스트들을 냉각시키는 장치에 의하여 수행되는데, 상기 냉각 장치는 상기 수직 마스트들과 관련되어, 상기 수직 마스트들을 냉각시키도록 액화 개스의 현열 및/또는 증발 잠열을 이용하는 방식으로, 액화 개스의 유동을 수직 마스트들 각각을 향하여 이송시키고 그것을 개별의 수직 마스트와 접촉시키도록 적합화된다.
일 실시예에 따르면, 수직 마스트들을 냉각시키는 단계는 액화 개스를 탱크 안으로 로딩시키는 단계 이전에 수행되며, 로딩 단계 동안에 액화 개스는 로딩 터미널로부터 탱크를 향하여 이송된다.
일 실시예에 따르면, 수직 마스트들을 냉각시키는 단계 동안, 수직 마스트들을 향하여 이송되는 액화 개스의 유동은, 드레인 펌프를 통하여 탱크 안으로 미리 흡인된다.
일 실시예에 따르면, 수직 마스트들을 냉각시키는 단계 동안, 수직 마스트들을 향하여 이송되는 액화 개스의 유동은 로딩 터미널로부터 미리 추출된다.
일 실시예에 따르면, 본 발명의 방법은 오프로딩 펌프를 냉각시키는 단계를 더 포함하는데, 상기 냉각 단계 동안 액화 개스의 유동은 상기 오프로딩 펌프를 향하여 선택적으로 이송되어, 상기 오프로딩 펌프를 냉각시키도록 액화 개스의 현열 및/또는 증발 잠열을 이용하는 방식으로, 액화 개스의 상기 유동이 상기 오프로딩 펌프와 접촉하게 된다.
일 실시예에 따르면, 액화 개스는 액화 천연 개스(LNG), 액화 석유 개스(LPG) 및 에탄중에서 선택된다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 액화 개스 저장 설비를 제공하는데, 이것은:
유체 밀폐되고 단열된 액화 개스 저장 탱크;
상기 탱크의 저부벽에 인접하여 배치되는 오프로딩 펌프로서, 탱크의 벽을 통과하고 탱크의 배출 작용을 허용하는 라인과 결합되는, 적어도 하나의 오프로딩 펌프(offloading pump); 및,
오프로딩 펌프와 결합된 오프로딩 펌프의 냉각 장치로서, 오프로딩 펌프를 냉각시키도록 액화 개스의 현열 및/또는 증발 잠열을 이용하는 방식으로, 액화 개스의 유동을 오프로딩 펌프를 향하여 이송시키고 그것을 상기 오프로딩 펌프와 접촉되게 적합화된, 오프로딩 펌프의 냉각 장치;를 구비한다.
대안의 실시예에 따르면, 본 발명은 액화 개스 저장 설비를 제공하는데, 이것은:
유체 밀폐되고 단열된 액화 개스 저장 탱크;
탱크의 천장 벽으로부터 매달리고 복수개의 라인들을 구비한 로딩/오프로딩 타워로서, 상기 라인들은 탱크의 천장 벽을 통과하고 각각의 라인은 탱크의 로딩 및/또는 오프로딩을 허용하고; 상기 로딩/오프로딩 타워는 횡단 부재에 의해 서로 고정된 적어도 2 개의 수직 마스트를 구비하고; 상기 적어도 2 개의 마스트는 중공형이고 각각의 마스트는 라인들중 하나를 형성하는, 로딩/오프로딩 타워;
로딩/오프로딩 타워의 하단부에 고정되고 라인들중 하나와 결합되는 적어도 하나의 오프로딩 펌프; 및,
상기 수직 마스트들과 결합된 수직 마스트들의 냉각 장치로서, 상기 수직 마스트들을 냉각시키도록 액화 개스의 현열 및/또는 증발 잠열을 이용하는 방식으로, 액화 개스의 유동을 상기 수직 마스트들 각각과 접촉시키도록 적합화된, 냉각 장치;를 구비한다.
다른 유리한 실시예들에 따르면, 상기 설비는 다음의 특징들중 하나 이상을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프를 냉각시키는 장치는 오프로딩 펌프를 향하여 지향된 하나 이상의 스프레이 노즐들을 향하여 방향이 정해진 액화 개스 유동을 위한 공급 파이프(feed pipe)를 구비한다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프의 냉각 장치의 스프레이 노즐 또는 각각의 스프레이 노즐은 오프로딩 펌프와 선을 이루어 위치된다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프의 냉각 장치의 스프레이 노즐 또는 각각의 스프레이 노즐은 탱크의 후방벽과 저부벽 사이 교차부에 인접하여 탱크의 영역내에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프의 냉각 장치의 스프레이 노즐 또는 각각의 스프레이 노즐은 오프로딩 펌프로부터 5 미터 미만의 거리에 위치한다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프를 냉각시키는 장치의 공급 파이프는 탱크 안에 위치된 드레인 펌프에 연결되고 그리고/또는 로딩 터미널에 연결되도록 적합화된다.
일 실시예에 따르면, 수직 마스트들을 냉각시키는 장치는 수직 마스트들 각각을 향하여 지향된 하나 이상의 스프레이 노즐들을 향하여 이어지는 액화 개스 유동의 공급 파이프를 구비한다.
일 실시예에 따르면, 수직 마스트들을 냉각시키는 장치의 스프레이 노즐 또는 각각의 스프레이 노즐은 개별의 수직 마스트로부터 5 미터 미만의 거리에 위치한다.
일 실시예에 따르면, 오프로딩 펌프를 냉각시키는 장치의 스프레이 노즐 또는 각각의 스프레이 노즐은 탱크의 후방벽에 인접한 탱크의 영역 내에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 수직 마스트들을 냉각시키는 장치의 공급 파이프는 탱크 안에 위치된 드레인 펌프에 연결되거나 또는 로딩 터미널에 연결되도록 적합화된다.
일 실시예에 따르면, 설비는 펌프의 가장 높은 지점과 펌프의 가장 낮은 지점 사이에 위치된 높이에서 탱크의 내부 공간에 포함된 유체의 온도 또는 펌프의 온도를 측정하도록 적합화된 온도 센서를 구비한다. 이러한 특징들 때문에, 펌프 구성 요소의 온도 또는 펌프가 잠겨 있는 유체 환경의 온도, 특히 펌프가 잠겨 있는 개스 대기의 온도가 주어진다면, 펌프의 실제 상태를 판단하기 위한 적절한 온도 측정이 얻어질 수 있다.
온도 센서의 복수개의 배치는 신뢰성 있는 온도 정보를 획득하는데 적절할 수 있다. 첫번째 가능성은 온도 센서, 즉, 상기 센서의 적어도 감지 부분(sensitive part)을, 펌프의 구성 요소와 직접 접촉되게, 특히 펌프의 구성 요소상에 또는 펌프의 구성 요소 안에 배치하는 것이다. 실시예들에 따르면, 온도 센서는, 펌프의 외부 엔벨로프(envelope), 펌프의 유출부에 인접한 배출 라인의 일부 및, 배출 라인과 펌프의 유출부 사이에서 연결을 구성하는 고정 플랜지를 포함하는 그룹에서 선택된 요소상에 배치된다.
실시예들에 따르면, 온도 센서는 펌프에 배치되고, 바람직스럽게는 펌프가 원심 펌프 또는 다른 회전 기계의 형태를 취할 때 펌프의 고정자에 배치된다. 상기 온도 센서는 펌프가 작동중에 있을 때 유체를 배출하도록 의도된 펌프의 내측 채널 안의 온도를 측정하도록 특히 적합화될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 온도 센서는 탱크의 내부 공간에 포함된 유체의 온도를 측정하도록 로딩/오프로딩 타워상에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 온도 센서는 오프로딩 펌프를 향하는 로딩/오프로딩 타워의 표면상에 배치된다.
특히, 작용중에 도달되는 온도의 범위에 따라서 온도 센서를 제조하는데 복수의 기술들이 이용될 수 있다. LNG 에 적절한 실시예들에서, 온도 센서는 써모커플(thermocouple) 또는 플라티늄 저항 써모메터(platinum resistance thermometer)이다.
일 실시예에 따르면, 온도 센서는 오프로딩 펌프의 모터의 권선의 전압(U) 및 전류(I)를 측정하기 위한 수단을 구비한다. 예를 들어, 이러한 측정 수단은 전압계, 장력계(tensiometer), 멀티메터(multimeter) 또는 권선의 전류 및/또는 전압이 판단될 수 있게 하는 그 어떤 다른 측정 장치일 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 설비는 오프로딩 펌프의 권선의 전류(I) 및 전압(U)의 측정치들의 보조로 펌프의 온도를 계산하도록 구성된 계산 유닛을 포함한다.
일 실시예에서, 설비는 온도 센서로부터 온도 측정 신호를 획득하도록 온도 센서에 기능적으로 연결된 정보 시스템을 더 포함하고, 상기 정보 시스템은 탱크의 작동을 담당하는 인원에게 온도 센서에 의해 제공된 온도 측정치를 통신하도록 구성된 인간-기계 인터페이스를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 설비는 정보 시스템을 구비하며, 이것은 오프로딩 펌프 온도 측정 신호의 함수로서 오프로딩 펌프를 냉각시키는 장치를 제어하도록 적합화된다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 유체 수송을 위한 선박을 제공하며, 상기 선박은 상기 언급된 설비를 구비한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 언급된 선박에 로딩 또는 오프로딩하는 방법을 제공하는데, 여기에서 유체는 단열 파이프를 통하여 부유(floating) 또는 육상의 로딩/오프로딩 터미널로부터 탱크를 향하여, 또는 탱크로부터 부유 또는 육상의 로딩/오프로딩 터미널을 향하여 공급된다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 유체의 수송 시스템을 제공하는데, 상기 시스템은 상기 언급된 선박, 상기 선박의 선체에 설치된 탱크를 부유 또는 육상의 로딩/오프로딩 터미널에 연결하도록 적합화된 단열 파이프들 및, 상기 단열 파이프들을 통하여 부유 또는 육상 로딩 터미널로부터 선박의 탱크로 또는 선박의 탱크로부터 부유 또는 육상 로딩 터미널을 향하여 유체를 구동하는 펌프를 포함한다.
본 발명과, 본 발명의 다른 목적, 세부 사항, 특징 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 오직 비제한적인 예시로서 주어진 본 발명의 복수의 특정 실시예들에 대한 다음의 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1 은 제 1 실시예에 따른 액화 개스 저장 설비의 단면도이다.
도 2 는 제 2 실시예에 따른 액화 개스 저장 설비의 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 설비의 개략적인 단면도이다.
도 4 는 도 3 의 영역(IV) 을 확대 축척으로 나타낸 개략적인 도면이다.
도 5 는 액화 개스 저장 설비를 구비한 메탄 탱커 선박(methane tanker ship) 및 상기 설비의 로딩/오프로딩 터미널에 대한 개략적인 절단된 도면이다.
도 1 에서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화 개스 저장 설비(1)가 도시되어 있다. 그러한 설비(1)는 육상에 또는 부양 구조물에 설치될 수 있다. 부양 구조물의 경우에, 설비(1)는 메탄 탱커(methane tanker)와 같은 액화 천연 개스 수송선을 위하여 의도될 수 있지만, 마찬가지로 임의의 선박, 추진 유닛, 발전기 세트, 증기 발생기 또는, 개스가 공급되어야 하는 그 어떤 다른 소비처를 위하여 의도될 수 있다.
설비(1)는 유체 밀폐 및 단열된 액화 개스 저장 탱크(2)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 탱크(2)는 대기압에서 액화 개스의 저장을 허용하는 멤브레인 탱크이다. 그러한 멤브레인 탱크는 특히 다층 구조체를 포함할 수 있는데, 이것은 외부로부터 탱크(2)의 내부를 향하여, 지지 구조체에 대하여 지탱되는 단열 요소를 포함하는 제 2 단열 격벽, 제 2 밀봉 멤브레인, 제 2 밀봉 멤브레인에 대하여 지탱되고 단열 요소들을 포함하는 제 1 단열 격벽 및, 탱크(2) 안에 포함된 액화 개스와 접촉되도록 의도된 제 1 밀봉 멤브레인을 포함한다. 예를 들어, 그러한 멤브레인 탱크들은 특히 국제 출원 공개 WO 14057221, 프랑스 출원 FR 2691520 및 FR 2877638 에 설명되어 있다.
설비(1)에 의해 저장되도록 의도된 액화 개스는 특히 액화 천연 개스(LNG)일 수 있고, 즉, 에탄, 프로판, n-부탄, i-부탄, n-펜탄, i-펜탄, 네오펜탄(neopentane)과 같은 하나 이상의 다른 탄화수소와 함께 메탄을 대부분 포함하는 개스 혼합물 및 작은 비율의 질소일 수 있다. 액화 천연 개스는 대략 섭씨 마이너스 162 도의 온도에서 대기압으로 저장된다. 액화 개스는 마찬가지로 에탄 또는 액화 석유 개스(LPG)일 수 있으며, 즉, 실질적으로 프로판 및 부판을 포함하는 오일의 정제로부터 초래된 탄화수소의 혼합물일 수 있다.
설비(1)는 로딩/오프로딩(offing) 타워(3)도 포함하는데, 이것은 특히 수송전에 탱크(2) 안에 화물을 로딩할 수 있고 수송 후에 화물을 오프로딩시킬 수 있다. 설비(1)가 메탄 탱커와 같은 선박에 탑재되어 있을 때, 로딩/오프로딩 타워(3)는 예를 들어 탱크(2)의 후방벽(4)에 인접하여 설치되며, 왜냐하면 오프로딩하는 동안 메탄 탱커가 후방을 향하여 의지(lean)함으로써, 로딩/오프로딩 타워(3)를 통해 하선(offloading)될 수 있는 LNG 양의 최적화를 이룰 수 있기 때문이다.
로딩/오프로딩 타워(3)는 탱크(2)의 천장 벽으로부터 매달리고 탱크(2)의 실질적으로 전체 높이에 걸쳐 연장된다. 도시되지 않은 일 실시예에서, 로딩/오프로딩 타워(3)는 액체 돔(liquid dome)이라는 용어로 지정된 탱크(2)의 영역에서 천장 벽으로부터 매달린다. 그러한 액체 돔은 프랑스 출원 FR2991430 에 특히 설명되어 있다.
로딩/오프로딩 타워(3)는 그 하단부에 화물을 하선(offloading)시키기 위한 하나 이상의 펌프(6)를 지지한다. 오프로딩 펌프(6)는 탱크의 저부벽에 인접하여 배치된다. 이러한 인접함의 목적은, 탱크 체적의 10 % 미만으로 존재할 수 있는 액체 잔량(liquid ullage)을 제외하고, 펌프가 탱크 안에 저장된 화물 대부분을 펌핑할 수 있도록 하는 것이다. 오프로딩 펌프(10)는 오프로딩 펌프의 저부에 위치하는 유입부를 통하여 액체 유동을 흡인할 수 있고 상기 유동을 오프로딩 라인(offloading line)으로 배출할 수 있는 원심 펌프로서, 오르로딩 라인은 오프로딩 펌프의 상부에 위치한 유출부에 연결된다. 오프로딩 펌프(6)는 예를 들어 500 m3/h 인, 대량 화물의 신속한 취급을 보장하는 높은 공칭 유량을 가진다.
오직 하나의 오프로딩 펌프(6)만이 도 1 에 도시되어 있다. 로딩 타워(loading tower, 3)는 삼각대 구조(tripod structure)를 구비하며, 즉, 3 개의 수직 마스트(7,8,9)를 구비하고 각각의 마스트는 횡단 부재(10)에 의하여 서로 고정된다. 수직 마스트(7,8,9) 각각은 중공형이고 탱크(2)의 천장 벽(5)을 통과한다. 수직 마스트(mast, 7,8,9) 각각은 따라서 로딩 및/또는 오프로딩 라인을 형성하는데, 이것은 다른 오프로딩 펌프(6)의 고장의 경우에 오프로딩 라인 및 백업 펌프(backup pump)의 하강을 허용하는 백업 웰(backup well) 또는 액화 개스의 로딩 또는 오프로딩을 허용한다.
하나의 특정한 실시예에서, 수직 마스트들중 2 개(7,8)는 탱크의 오프로딩 라인을 형성하고, 이를 위하여, 각각은 로딩/오프로딩 타워(3)의 하단부에 고정된 오프로딩 펌프(6)와 관련되는 반면에, 제 3 수직 마스트(9)는 백업 웰을 형성한다. 그러한 실시예에서, 로딩/오프로딩 타워(3)는 삼각대 구조의 수직 마스트(7,8,9)들중 하나를 구성하지 않는 하나 이상의 로딩 라인들을 유지한다.
더욱이, 설비(1)는 수직 마스트들을 냉각시키는 장치를 구비한다. 수직 마스트들을 냉각시키는 장치(11)는, 상기 액화 개스의 유동이 수직 마스트(7,8,9)와 접촉하여 증발되고 액화 개스 유동의 증발 잠열이 수직 마스트(7,8,9)들을 냉각시키는 방식으로, 액화 개스의 유동을 수직 마스트(7,8,9)들 각각을 향하여 이송시키도록 구성된다. 수직 마스트를 냉각시키는 그러한 장치(11)는 탱크(2)를 액화 개스로 로딩하기 전에 수직 마스트(7,8,9)들의 균질한 냉각을 허용한다. 사실상, 탱크(2)를 액화 개스로 로딩하기 전에 모든 수직 마스트(7,8,9)들을 균질되게 냉각시키는 것에 실패하면, 로딩 라인의 안에서 액화 개스가 통과하면서 초래되는 온도 차이의 효과 때문에 로딩/오프로딩 타워(3)가 굽혀지는 경향이 있으며, 이는 천장 벽(5)에 강한 힘을 가하여 그것을 손상시킬 수 있다.
도시된 실시예에서, 수직 마스트들의 냉각 장치(11)는 천장 벽(5)을 통과하는 공급 파이프(12) 및, 탱크(2) 안에 배치되고 공급 파이프(12)에 연결된 스프레이 매니폴드(spray manifold, 13)를 구비한다. 스프레이 매니폴드(13)는 수직 마스트(7,8,9)들과 직선상에 배치되고 스프레이 노즐(14)들을 구비하며, 스프레이 노즐 각각은 수직 마스트(7,8,9)들중 하나를 향하여 지향되고 수직 마스트(7,8,9)들의 상단부에 인접하여 전형적으로 5 미터 미만의 거리에 배치되며, 예를 들어 수십 센티미터 내지 1 미터 정도의 거리에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 공급 파이프(12)는 탱크(2)의 저부에 인접하여 배치된 드레인 펌프(15)에 연결된다. 드레인 펌프(15)는 특히 로딩/오프로딩 타워(3)의 하단부에 고정될 수 있다. 드레인 펌프(15)는 탱크(2) 안에 남아 있는 액화 개스 잔량(liquefied gas ullage)의 펌핑을 허용한다. 따라서, 그러한 구성 덕분에, 선박을 로딩 터미널에 정박시키기 전에, 수직 마스트(7,8,9)들이 바다에서 냉각될 수 있는데, 이는 작업 지속 기간의 현저한 감소를 가능하게 한다. 대안의 방식 또는 보완의 방식에서, 로딩 터미널로부터 오는 액화 개스의 유동에 의하여 수직 마스트(7,8,9)의 냉각을 허용하는 방식으로, 공급 파이프(12)는 로딩 터미널에 연결될 수 있다.
도시되지 않은 다른 실시예들에서, 수직 마스트들의 냉각 장치(11)의 스프레이 매니폴드(13)는 수직 마스트(7,8,9)를 냉각시키도록 액화 개스 유동의 증발 잠열을 이용할 수 있는 다른 수단으로 대체된다. 따라서, 예를 들어, 수직 마스트의 냉각 장치(11)는 특히 수직 마스트(7,8,9)에 일체화된 냉각 회로를 구비하는 하나 이상의 열교환기를 포함할 수 있고, 결과적으로 액화 개스의 유동이 상기 냉각 회로에서 증발되고 따라서 수직 마스트(7,8,9)를 냉각시킨다.
도 2 와 관련하여, 제 2 실시예에 따른 액화 개스 저장 설비(1)가 도시되어 있다. 이러한 설비(1)는 수직 마스트를 냉각시키는 장치(11)를 구비하지 않지만 오프로딩 펌프(6)를 냉각하는 장치(16)를 구비한다는 점에서 도 1 과 관련하여 개시된 설비(1)와 상이하다. 유리한 실시예에 따라서, 도 1 및 도 2 의 실시예들은 조합되어 설비(1)가 수직 마스트를 냉각시키는 장치(11) 및 오프로딩 펌프(16)를 냉각하는 장치 모두를 포함하는 점이 주목되어야 한다.
오프로딩 펌프를 냉각하는 장치(16)는 탱크(2)의 로딩 이전에 오프로딩 펌프(6)의 온도를 점진적으로 감소시킬 수 있게 한다. 사실상, 오프로딩 펌프(6)들은 열적 충격에 민감한 부재들을 구비하고, 결과적으로 탱크(2)의 로딩 이전에 점진적으로 냉각되는데 실패하면 손상의 위험성이 있게 된다.
제시된 실시예에서, 오프로딩 펌프를 냉각하는 장치(16)는 천장 벽(5)을 통과하는 공급 파이프(17) 및 탱크(2) 내부에 배치된 스프레이 매니폴드(18)를 구비한다. 스프레이 매니폴드(18)는 탱크(2)의 저부벽(4)에 인접하여 오프로딩 펌프 또는 펌프(6)와 직선을 이루어 배치된다. 스프레이 매니폴드(18)는 하나 이상의 스프레이 노즐(19)들을 구비하며, 스프레이 노즐 각각은 오프로딩 펌프(6)를 향하여 지향된다. 각각의 스프레이 노즐(19)은 오프로딩 펌프(6)에 인접하여 배치되는데, 즉, 전형적으로 5 미터 미만의 거리에 배치되고, 예를 들어 수십 센티미터 내지 1 미터 정도의 거리에 배치된다.
도 1 의 실시예에서와 같이, 공급 파이프(feed pipe, 17)는 드레인 펌프(15)에 연결되는데, 드레인 펌프는 탱크(2)의 저부에 인접하여 배치되고 그리고/또는 로딩 터미널(loading terminal)에 연결될 수 있다.
더욱이, 도시되지 않은 다른 실시예들에서, 오프로딩 펌프를 냉각시키는 장치(16)의 스프레이 노즐(18)은 오프로딩 펌프(6)를 냉각하도록 액화 개스 유동의 증발 잠열을 이용할 수 있는 다른 수단으로 교체된다. 예를 들어, 오프로딩 펌프를 냉각시키는 장치(16)는 특히 냉각 회로를 구비하는 열교환기를 구비할 수 있으며, 이것은 오프로딩 펌프(6)의 동체와 관련되어 결과적으로 액화 개스의 유동이 상기 냉각 회로 안에서 증발되고 따라서 오프로딩 펌프(6)의 동체를 냉각시킨다.
아래에는 오프로딩 펌프(6)를 냉각시키는 단계들 및 로딩/오프로딩 타워(3)의 수직 마스트(7,8,9)를 냉각시키는 단계들이 설명되어 있으며, 이 단계들은 로딩 터미널로부터 로딩/오프로딩 스테이션(3)에 의해 유지된 공급 라인을 통하여 탱크(3)를 향하여 액화 개스를 로딩하기 전에 수행된다.
유리하게는, 일 실시예에서, 수직 마스트들을 냉각시키는 단계 및 오프로딩 펌프(6)를 냉각시키는 단계가 동시에 수행된다.
그러한 냉각 이전에, 탱크(2) 내부의 증기상의 평균 온도는 일반적으로 섭씨 영하 120 도보다 크다.
수직 마스트(7,8,9)를 냉각시키도록, 액화 개스의 유동은 드레인 펌프(drain pump, 15)에 의하여 탱크(2)에 남아 있는 액화 개스 잔량의 레벨에서 탱크(2) 안으로 흡인되거나, 로딩 터미널로부터 추출되며, 다음에 수직 마스트(7,8,9)들 각각에 대하여 스프레이된다. 수직 마스트(7,8,9)들 사이의 온도 균질성(homogeneity)을 보장하기 위하여, 수직 마스트(7,8,9) 각각에 대하여 스프레이되는 액화 개스 유동의 유량은 실질적으로 같다. 예를 들어, 각각의 수직 마스트(7,8,9)에 대하여 스프레이되는 액화 개스 유동의 유량은 수 m3/h 또는 수십 m3/h의 정도이고, 예를 들어 1 내지 15 m3/h 사이에 포함된다.
수직 마스트(7,8,9)들의 냉각 단계는 수직 마스트(7,8,9)의 상단부가 섭씨 영하 120 도 내지 섭씨 영하 140 도 사이의 최종 온도를 가질 때까지, 예를 들어 섭씨 영하 130 도 정도일 때까지 수행된다. 냉각 단계의 지속 기간은 특히 탱크(2) 내부의 초기 온도의 하나 이상의 측정치 및 액화 개스 유동의 유량의 함수로서 평가될 수 있다.
오프로딩 펌프(6)를 냉각시키도록, 액화 개스의 유동은 드레인 펌프(15)에 의하여,남아 있는 액화 개스 잔량의 레벨에서 탱크(2) 안으로 흡인되거나, 또는 로딩 터미널로부터 추출되며, 다음에 오프로딩 펌프(6)에 대하여 스프레이된다. 오프로딩 펌프(6)의 점진적인 냉각을 보장하기 위하여, 오프로딩 펌프(6)에 대하여 스프레이된 액화 개스 유동의 유량은 십분의 수 m3/h 또는 수 m3/h 정도이고, 예를 들어 0.05 내지 10 m3/h 사이이고, 바람직스럽게는 0.1 내지 1 m3/h 사이이다. 오프로딩 펌프(6)를 냉각하는 단계는 오프로딩 펌프(6)가 섭씨 영하 120 도 내지 섭씨 영하 120 도 사이의 최종 온도를 가질 때까지, 예를 들어 섭씨 영하 130 도 정도의 최종 온도를 가질 때까지 수행된다.
일 실시예에 따르면, 이러한 단계의 지속 기간은 액화 개스 유동의 유량 및 탱크 안의 초기 온도의 하나 이상의 측정치의 함수로서 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 오프로딩 펌프(6)의 온도가 측정되고, 오프로딩 펌프의 온도가 쓰레숄드(threshold)에 도달했을 때 오프로딩 펌프(6)를 냉각하는 단계가 끝난다.
오프로딩 펌프의 온도 측정을 허용하는 설비는 도 3 및 도 4 를 참조하여 도시되어 있다.
도 3 에서, 예시적으로 오프로딩 펌프(110)가 도시되어 있으며, 이것은 저부 벽(108)에 인접하여 로딩/오프로딩 타워(107)에 부착되며, 예를 들어 저부 벽(108)의 위로 대략 1 m 의 거리에서 부착된다. 오프로딩 펌프(110)는 오프로딩 펌프(110)의 저부에 위치된 유입부(114)를 통하여 액체 유동을 흡인할 수 있고 오프로딩 라인(111)으로 상기 유동을 배출할 수 있는 원심 펌프로서, 오프로딩 라인은 고정 플랜지(112)의 레벨에서 오프로딩 펌프(110)의 상부에 위치한 유출부에 연결된다. 오프로딩 라인(111)은 로딩/오프로딩 타워(107)의 전체 길이를 도시되지 않은 액체 매니폴드 회로까지 상승시킨다.
오프로딩 펌프(110)의 온도를 측정하도록, 온도 센서(120)는 오프로딩 펌프(110) 안에 배치되거나, 오프로딩 펌프(110)상에 배치되거나, 또는 오프로딩 펌프(110)에 인접하여 배치된다. 온도 센서(120)는 예를 들어 케이블 또는 무선 연결(122)에 의하여 정보 시스템(121)에 기능적으로 연결되어, 탱크 작동에 책임이 있는 인원이 온도 측정치를 사용할 수 있게 하고 그리고/또는 탱크의 기능을 제어하는 자동 장치들이 온도 측정치를 사용할 수 있게 하고, 특히 오프로딩 펌프를 냉각시키는 장치를 제어하는 자동 장치들이 온도 측정치를 사용할 수 있게 한다.
도 4 는 온도 센서(200)의 복수개의 가능한 위치들을 도시하며, 즉, 펌프 내부에 위치된 센서(201), 펌프의 케이싱의 외부 표면상에 위치된 센서(202), 고정 플랜지(212)상에 위치된 센서(203) 및, 펌프와 같은 높이에서, 즉, 펌프(210)의 가장 높은 지점(여기에서는 고정 플랜지(212))와 가장 낮은 지점(여기에서는 유입부(214)) 사이에 위치된 레벨에서 로딩/오프로딩 타워(207)상에 위치된 센서(204)를 도시한다.
펌프(210)의 케이싱에 있는 둘러싸는 유체와 같은 유체 안에 펌프에 인접하여 담궈지기 때문에, 로딩/오프로딩 타워(207)상에 위치된 센서(204)는 펌프(210)의 실제 상태를 상대적으로 신뢰성 있는 방식으로 반영하는 온도 측정치를 제공할 수 있다. 특히, 둘러싸는 유체가 계층화된 온도 필드(stratified temperature field)를 가진 증기 상(vapor phase)인 경우에, 펌프(210)와 실질적으로 같은 높이에 있는 센서(204)의 위치는 신뢰성 있는 측정치들이 얻어지는 것을 보장한다.
도면 번호 123 에서 표시된 바와 같이, 정보 시스템(121)은 공지된 기술에 따라서 다른 센서들과 연결될 수도 있으며, 특히, 예를 들어 도면 번호 124 에서 개략적으로 표시된 바와 같이, 상이한 높이에서 탱크의 벽에서, 온도를 측정하는 온도 센서들과 연결될 수 있다.
선박의 경우에, 정보 시스템(121)은 선박에 탑재된 탱크를 관리하기 위한 시스템의 일부이다. 정보 시스템(121)은 도시되지 않은 인간-기계 인터페이스를 구비하고, 이것은 탱크의 상태에 관하여 탱크를 감독하는 작업자에게 정보를 알리도록 선박의 감독관실 또는 탱크의 작동실에 위치된, 스크린, 다이알(dial), 프린터(printer)와 같은 것이다. 정보 시스템(121)은 온도 데이터를 포맷(format)하고 그것을 사람-기계 인터페이스에 송신한다.
동일한 온도 센서 구성이 탱크의 다른 펌프들과 함께 사용될 수 있는데, 예를 들어 액체를 탱크 안에 스프레이하도록 의도된 순환 펌프 또는 드라이 펌프(drying pump)가 사용된다.
센서(120)에 의해 제공되는 신뢰성 있는 온도 측정 덕분에, 펌프(110)의 온도 상태가 예견된 작동(envisaged operation)과 양립하는 것을 매번 보장하는 탱크의 제어에 관하여 결정할 수 있다. 상기 결정은 특히 오프로딩 펌프의 냉각 단계를 정지하는 것에 달려 있다. 온도 센서(120) 덕분에, 작업자는 펌프(110)가 펌프 냉각을 정지하고 탱크의 채움을 촉발하기 위한 온도 쓰레숄드에, 예를 들어 섭씨 영하 130 도에 실제로 도달했음을 말할 수 있다. 오프로딩 펌프의 냉각은 또한 프로그램된 자동 장치에 의하여 정지될 수도 있다.
대조적으로, 온도 센서(120)의 부재시에, 펌프(110)의 온도 상태는 예를 들어 벽 온도 측정치와 같은, 이용 가능한 다른 측정치들에 기초하여 평가되어야 하며, 이는 오프로딩 펌프가 전용된 냉각 동안에 특정적으로 냉각되었을 때 만족스럽지 않다.
다른 실시예에서, 온도 센서는 펌프 모터의 권선이고 온도는 펌프 모터의 권선에서의 저항의 전개를 측정함으로써 얻어진다. 권선들은 펌프 자체와 같은 크기 정도의 치수를 가지며, 이것은 펌프 냉각의 전체적인 평가치를 얻기 위하여 권선의 저항을 측정함으로써 펌프 온도의 측정치 계산에 의한 획득을 허용한다. 이러한 실시예의 원리는 펌프 또는 그것의 인근에서 하우징 센서들을 회피하고 따라서 상기 센서들의 케이블을 탱크 내부로 끌어당기는 것을 회피하는 것이다. 이러한 목적을 위하여, 펌프의 이용을 위하여 이미 존재하는 케이블 및 기구들만이 이용된다. 펌프상에 이미 존재하는 기구들은 펌프 모터 권선의 전류(I) 및 전압(U)의 측정을 허용한다. 다음에 단순한 비율(U/I)로부터 펌프 모터의 권선의 저항(Rwinding)을 시간에 걸쳐서 얻을 수 있다. 다음에 저항(Rwinding)을 얻은 이후에 다음의 공식을 이용하여 시간의 함수로서 권선의 온도(T)를 계산할 수 있다.
여기에서 R20℃ 는 섭씨 20 도에서 권선의 저항이고, Cmat 는 권선을 위하여 이용되는 재료의 함수인 계수이다.
따라서, 권선의 온도의 평균 값을 권선의 전기 저항과 연계시킬 수 있고, 따라서 오프로딩 펌프(6)의 온도의 평균값을 얻을 수 있다. 그 값에서 냉각이 충분한 것으로 간주되는 저항 쓰레숄드 값의 선택은 그렇게 결정될 수 있다.
도 5 를 참조하면, 메탄 탱커 선박(70)의 절단된 도면은 선박의 2 중 선체(72)에 장착된 각기둥의 일반적 형상인 유체 밀폐되고 단열된 탱크(71) 를 도시한다. 탱크(71)의 벽은 탱크 안에 포함된 LNG 와 접촉되도록 의도된 유체 밀폐의 제 1 격벽, 선박의 2 중 선체(72)와 제 1 유체 밀폐 격벽 사이에 배치된 유체 밀폐의 제 2 격벽 및, 유체 밀폐의 제 1 격벽과 유체 밀폐의 제 2 격벽 사이 및 유체 밀폐의 제 2 격벽과 2 중 선체(72) 사이에 각각 배치된 2 개의 단열 격벽들을 구비한다.
공지된 방식으로, 선박의 상부 갑판에 배치된 로딩/오프로딩 파이프(73)들은 적절한 연결구들에 의하여 해상의 또는 항구의 로딩 또는 오프로딩 터미널에 연결되어 LNG 화물을 탱크(71)로부터 또는 탱크를 향하여 전달할 수 있다.
도 5 는 해상 터미널을 도시하며, 이것은 예를 들어 로딩 및/또는 오프로딩 스테이션(75), 수중 파이프(76) 및 육상 설비(77)를 포함한다. 로딩 및/또는 오프로딩 스테이션(75)은 고정 연안 설비로서, 이동 아암(74) 및 상기 이동 아암(74)을 지지하는 타워(78)를 구비한다. 이동 아암(74)은 로딩/오프로딩 파이프(73)들에 연결될 수 있는 단열된 유연성 튜브(79)들의 다발을 유지한다. 방위 설정이 가능한 이동 아암(74)은 모든 메탄 탱커의 로딩 게이지(loading gauge)들에 적합화된다. 도시되지 않은 연결 파이프는 타워(78) 내부에 연장된다. 로딩 및/또는 오프로딩 스테이션(75)은 육상 설비(77)로부터의 또는 육상 설비를 향하여 메탄 탱커(70)의 로딩 및 오프로딩을 허용한다. 육상 설비는 액화 개스 저장 탱크(80)들과 수중 파이프(76)에 의하여 로딩 및/또는 오프로딩 스테이션(75)에 연결된 연결 파이프(81)들을 구비한다. 수중 파이프(76)는 로딩 또는 오프로딩 스테이션(75)과 육상 설비(77) 사이에서 먼 거리에 걸쳐서, 예를 들어 5 km 에 설쳐서 액화 개스의 전달을 허용하며, 이것은 로딩 및 오프로딩 작동중에 해변으로부터 먼 거리에 메탄 탱커 선박(70)이 유지될 수 있게 한다.
액화 개스의 전달에 필요한 압력을 발생시키도록, 선박(70)에 탑재된 펌프들 및/또는 육상 설비(77)에 구비된 펌프들 및/또는 로딩 및 오프로딩 스테이션(75)에 구비된 펌프들이 채용된다.
본 발명은 복수개의 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 그에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위내에서 상기 설명된 수단의 모든 기술적인 균등예 및 그들의 조합을 포괄한다는 점은 명백하다.
"구비하는" 또는 "포함하는" 이라는 용어의 사용 및 그것의 활용형은 청구항에 기재된 것이 아닌 요소들 또는 단계들의 존재를 배제시키지 않는다.
청구항에서 괄호 안에 있는 그 어떤 부호라도 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
1. 설비 2. 탱크
7.8.9. 마스트 12. 공급 파이프
13. 스프레이 매니폴드 15. 드레인 펌프

Claims (1)

  1. 액화 개스 저장 설비(1)에서의 액화 개스 화물의 취급 방법에 있어서,
    상기 액화 개스 저장 설비(1)는,
    유체 밀폐되고 단열된 액화 개스 저장 탱크(2); 및,
    탱크(2)의 저부벽에 인접하여 탱크(2) 안에 배치되고, 탱크(2)의 벽을 통과하여 탱크(2)의 배출을 허용하는 라인(line)과 결합된, 적어도 하나의 오프로딩 펌프(offloading pump, 6);를 포함하고,
    상기 액화 개스 화물의 취급 방법은:
    액화 개스를 탱크(2)로 로딩하는 단계 이전에, 오프로딩 펌프(6)를 냉각시키는 단계로서, 상기 냉각시키는 단계 동안 액화 개스의 유동은 상기 오프로딩 펌프(6)를 향하여 선택적으로 이송되어, 상기 액화 개스의 유동은, 상기 오프로딩 펌프(6)를 냉각시키도록 액화 개스의 현열(sensible heat) 및/또는 증발 잠열을 이용하는 방식으로, 상기 오프로딩 펌프(6)와 접촉되는, 오프로딩 펌프의 냉각 단계; 및,
    액화 개스를 탱크(2) 안으로 로딩시키는 액화 개스의 로딩 단계로서, 상기 로딩 단계 동안 액화 개스가 로딩 터미널로부터 탱크(2)로 이송되는, 액화 개스의 로딩 단계;를 포함하는, 액화 개스 화물의 취급 방법.
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