KR20240082327A - 해상 설비 - Google Patents

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KR20240082327A
KR20240082327A KR1020247004014A KR20247004014A KR20240082327A KR 20240082327 A KR20240082327 A KR 20240082327A KR 1020247004014 A KR1020247004014 A KR 1020247004014A KR 20247004014 A KR20247004014 A KR 20247004014A KR 20240082327 A KR20240082327 A KR 20240082327A
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야스오 츠즈키
다다후미 가나야마
도루 오사다
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닛키 글로벌 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 해상 설비의 상면에 배치되는 지지대의 키가 커지는 것을 억제하면서 액화가스 탱크로부터의 액화가스 펌프의 탈착 작업을 행할 공간을 확보하는 기술을 제공한다. [해결수단] 해상 설비(1)는, 해상에 배치되고 액화가스 탱크(11)가 형성된 본체부(10)와, 본체부(10)의 상면에 설치되고 배관의 인출 위치인 탱크 돔(110)을 포함하며, 액화가스 펌프는 탱크 돔(110)에 설치된 삽입구를 통하여 액화가스 탱크(11) 내에 삽입된다. 또한 본체부(10)의 상면에는, 본체부(10)의 상면과 대향하여 배치되는 바닥부(224)를 구비한 지지대(22)가 설치되고, 해당 바닥부(224)에는, 액화가스 탱크(11)와 외부와의 사이에서, 액화가스 펌프(151)를 상하 방향으로 이송하는 이송 경로 상에 개구부(225)가 형성되어 있다.

Description

해상 설비
본 발명은 해상 설비에 설치된 액화가스 탱크로부터 액화가스 펌프를 탈착하는 기술에 관한 것이다.
가스전으로부터 산출된 천연가스(NG: Natural Gas)의 액화처리를 행하는 해상 설비로서, 해상에 선체 등의 본체부를 배치하고, 해당 본체부 상에 NG의 액화를 행하는 플랜트(액화천연가스 플랜트, 이하 "LNG(Liquefied Natural Gas) 플랜트"라고도 한다)를 설치한 FLNG(Floating LNG)라고 불리는 설비가 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1).
FLNG를 구성하는 본체부의 내부에는 LNG 플랜트에 액화된 LNG를 저장하는 LNG 탱크가 설치되어 있다. 또한 LNG 탱크의 내부에는 LNG를 불출하기 위한 LNG 펌프가 삽입되어 있다. 동(動)기기인 LNG 펌프는, 트러블 발생시나, 정기 검사를 위해서, 정기적으로 LNG 탱크로부터 꺼내져서 유지보수가 행해진다.
한편, FLNG에 있어서는 면적이 한정되어 있는 본체부, 즉 LNG 탱크의 상면에, LNG 플랜트 등을 구성하는 다수의 기기가 배치되어 있다. 이 때문에, LNG 탱크 상에 LNG 플랜트를 설치함에 있어서는, LNG 플랜트의 구성 기기의 효율적인 배치를 방해하는 것을 회피하면서, LNG 탱크로부터의 LNG 펌프의 탈착 작업을 행할 공간을 확보해야 한다.
특허문헌 1: 국제공개 제2020/129148호
본 발명은, 해상 설비의 본체부의 상면에 배치되는 지지대의 키가 커지는 것을 억제하면서, 액화가스 탱크로부터의 액화가스 펌프의 탈착 작업을 행할 공간을 확보하는 기술을 제공한다.
본 발명의 해상 설비는, 액화가스를 저장하는 액화가스 탱크를 구비한 해상 설비에 있어서,
해상에 배치되고, 내부에 상기 액화가스 탱크가 형성된 본체부와,
상기 본체부의 상면에 설치되고, 상기 액화가스 탱크에 연결되는 배관의 인출 위치인 탱크 돔과,
상기 탱크 돔에 설치된 삽입구를 통하여 상기 액화가스 탱크 내에 삽입된 액화가스 펌프와,
상기 액화가스의 취급에 관련된 기기를 설치하기 위해 상기 본체부의 상면에 설치되고, 해당 본체부의 상면과 대향하여 배치되는 바닥부를 구비한 지지대와,
상기 액화가스 탱크와 외부와의 사이에서 상기 탱크 돔을 통하여 상기 액화가스 펌프를 상하 방향으로 이송하는 이송 경로 상에 있는 상기 바닥부에 형성된 개구부, 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 해상 설비는 이하의 특징을 가질 수 있다.
(a) 상기 본체부의 상면과 상기 지지대의 바닥부와의 사이의 높이 치수는, 상기 탱크 돔의 높이 치수와, 상기 탱크 돔으로부터의 이송 방향을 따른 상기 액화가스 펌프의 높이 치수와, 상기 이송 작업을 행하기 위해 상기 액화가스 펌프를 유지하는 유지 기기가 점유하는 높이 치수와의 합계 치수보다 짧은 것.
(b) 상기 본체부는 선체 폭 방향보다 선체 길이 방향으로 긴 평면 형상을 갖고, 상기 본체부의 상면에는, 상기 선체 길이 방향을 따라, 복수의 상기 탱크 돔이 간격을 두고 배치되어 있는 것과, 상기 지지대는 상기 복수의 탱크 돔의 배치 방향을 따라 설치되고, 상기 바닥부에는 상기 복수의 탱크 돔에 대응하여 상기 개구부가 형성되어 있는 것. 이 때, 상기 바닥부에는, 상기 복수의 탱크 돔 각각에 대응하여, 복수의 상기 개구부가 형성되어 있는 것. 또는, 상기 바닥부에는, 상기 복수의 탱크 돔의 배치 방향을 따라 연장되도록, 공통의 상기 개구부가 형성되어 있는 것. 또, 상기 바닥부의 상면측에는, 상기 개구부를 통하여 외부로 이송된 상기 액화가스 펌프를 반송하기 위한 반송로가 설치되어 있는 것.
(c) 상기 개구부의 상방에는 상기 개구부를 통하여 외부로 이송된 상기 액화가스 펌프를 유지하는 유지 기기가 설치되고, 상기 유지 기기는, 상기 바닥부의 상면에 있어서의 상기 개구부가 형성된 위치의 측방에 설정된 위치로서, 다른 반송 장치에 대하여 상기 액화가스 펌프의 인수인계를 행하기 위한 인수인계 위치까지 이동하여, 상기 액화가스 펌프의 이송을 행하기 위한 이송 기구를 구비하고 있는 것.
(d) 상기 지지대는 상기 해상 설비 내에서 취급되는 유체가 흐르는 복수의 배관을 유지하는 파이프 랙이며, 해당 파이프 랙은 선체 폭 방향보다 선체 길이 방향으로 긴 평면 형상을 갖는 상기 본체부의 상기 선체 길이 방향을 따라 연장되도록 설치되어 있는 것.
(e) (d)에 있어서 상기 파이프 랙은 복수의 층을 갖고, 상기 바닥부는 상기 파이프 랙의 제1 층을 구성하고, 상기 배관은 제2 층 이상의 층에 유지되는 것. 또한, 상기 본체부 내에는 복수의 상기 액화가스 탱크가 형성되고, 이들 액화가스 탱크는 상기 선체 길이 방향을 따라 1열로 배열되어 있는 것과, 상기 파이프 랙은 1열로 배열된 상기 복수의 액화가스 탱크에 설치된 상기 탱크 돔의 열을 따라 연장되도록 설치되어 있는 것.
(f) (d)에 있어서 상기 본체부의 상면에는, 상기 선체 길이 방향을 따라 연장되도록 설치된 상기 파이프 랙의 적어도 한쪽의 장변을 따라, 가스를 액화하는 처리에 관련된 가스 처리 설비를 구성하는 복수의 기기가 배치되어 있는 것. 또한, 상기 가스 처리 설비를 구성하는 상기 복수의 기기는, 이들 기기를 수용하고 상기 본체부의 상면과 대향하여 배치되는 바닥부를 갖는 기기용 지지대 내에 배치되어 있는 것과, 상기 기기용 지지대의 바닥부와 상기 본체부의 상면과의 사이에는, 상기 기기용 지지대 내에 배치되어 있는 기기와 상기 액화가스 탱크를 접속하는 연결 배관이 배치되어 있는 것.
본 발명에 의하면, 해상 설비의 본체부의 상면에 설치되는 지지대의 바닥부에, 이송 대상의 액화가스 펌프를 통과시키기 위한 개구부가 설치되어 있다. 이 때문에, 본체부의 상면과 지지대의 바닥부와의 사이에, 액화가스 펌프의 탈착 작업을 행하기 위한 공간을 확보할 필요가 없어, 지지대의 키가 커지는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 종래예에 따른 FLNG의 개략도이다.
도 2는 종래예에 따른 FLNG의 종단면도이다.
도 3은 실시형태에 따른 FLNG의 개략도이다.
도 4는 실시형태에 따른 FLNG의 종단면도이다.
도 5는 실시형태에 따른 FLNG의 확대 종단면도이다.
도 6은 실시형태에 따른 FLNG의 확대 평면도이다.
도 7은 트롤리 크레인의 구성예를 나타내는 측면도이다.
도 8은 제2 실시형태에 따른 FLNG의 종단면도이다.
우선, 도 1을 참조하면서 해상 설비인 FLNG(1a)의 종래 구성을 설명한다.
이 FLNG(1a)에 있어서, 해상에 배치되는 본체부인 헐(Hull)(10)의 선수 측에는 계류 설비인 터릿(12)이 설치되어 있다. 터릿(12)은 계류삭에 접속되어 헐(10)의 계류를 행함과 함께, 채굴된 천연가스(NG)의 수중 수송을 행하는 라이저가 접속되어 있다(계류삭이나 라이저는 도시하지 않음). 이하, 터릿(12)이 설치되어 있는 방향을 헐(10)의 전방으로 하여 설명을 행한다.
헐(10)의 본체 상의 예를 들어 선수측 좌현 부근의 위치에는, LNG 플랜트(2)나 LNG 탱크(11) 등에서 발생한 잉여 가스를 연소하기 위한 플레어 스택(14)이 설치되어 있다.
도 1 (b), (c)에 도시된 바와 같이, 헐(10)은 선체 폭 방향보다 선체 길이 방향으로 긴 평면 형상을 가지고 있다. 그리고 헐(10)의 선체 폭 방향의 중앙 영역에는, 헐(10)의 선체 길이 방향을 따라 연장되도록 파이프 랙(22)이 설치되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 파이프 랙(22)은 FLNG(1a) 내에서 취급되는 각종 유체가 흐르는 복수의 플랜트 배관(221)을 유지하는 지지대이다. 파이프 랙(22)은 복수의 층으로 구성되고, 그 제1 층은 작업자가 통행하는 통로(223)이다.
파이프 랙(22)의 좌우 양 옆에 인접하는 영역은, LNG 플랜트(2)를 구성하는 기기가 배치되는 플랜트 배치 영역(20)으로 되어 있다(도 1(c)). LNG 플랜트(2)는 NG를 액화하여 액화가스인 LNG의 생산을 행하는 가스 처리 설비에 상당한다. 이들 플랜트 배치 영역(20)에는, 각각, LNG 플랜트(2)를 구성하는 복수의 모듈(21)이 전후 방향으로 배열되어 설치되어 있다.
예를 들어 모듈(21)은, 공통의 지지대(기기용 지지대) 내에, NG에 대한 각종 처리 등을 행하는 프로세스부를 구성하는 기기군을 편입한 구분 단위이다. 각 모듈(21) 내에는, 탑조나 열교환기 등의 정(靜)기기, 펌프 등의 동(動)기기, 각 정기기와 동기기 사이나 파이프 랙(22) 측의 배관과의 사이를 접속하는 접속 배관 등, LNG 플랜트(2)를 구성하는 다수의 기기가 배치된다.
예를 들어, 모듈(21)은 LNG 탱크(11)의 건조가 행해지는 도크와는 별도의 공장에서 건조되고, LNG 탱크(11)의 몸체가 완성된 후 LNG 탱크(11) 상에 설치될 수 있다. 이들 모듈(21)은, 헐(10)의 갑판 상에 배치된 기둥다리부(211)를 통하여, 후술하는 탱크 돔(110)의 상방측 위치에 배치된다.
여기서 파이프 랙(22)을 구성하고 플랜트 배관(221)을 유지하는 지지대, 모듈(21)을 구성하고 LNG 플랜트(2)의 기기를 유지하는 지지대는, 각각, LNG의 취급에 관련된 기기를 설치하기 위해서 헐(10)의 상면에 설치되어 있다. 본 명세서의 설명에 있어서, "LNG의 취급에 관련된 기기"란, 이하에 설명하는 NG의 전처리, 액화 처리, NG나 LNG의 수송 외에, 전처리나 액화 처리에 수반하여 이용되는, 증기, 해수나 공기 등의 용역의 공급, 이용에 관련된 기기도 포함하고 있다.
LNG 플랜트(2)를 구성하는 프로세스부로서는, 라이저로부터 받아들인 NG에 포함되는 액체를 분리하는 기액 분리부, 산성가스(이산화탄소나 황화수소 등)나 수분, 수은의 제거를 행하는 전처리부, 불순물이 제거된 NG의 증류 분리를 행하여 메탄을 얻는 증류 분리부, 메탄의 액화를 행하는 액화부 등을 예시할 수 있다.
또한 모듈(21)이나 파이프 랙(22)이 설치되어 있는 영역보다 후방측 위치에는 거주부(13)가 설치되어 있다.
또한, 도 1 (a), (c), 도 2에 도시된 바와 같이, 헐(10)의 본체 내에는 복수의 LNG 탱크(11)가 형성되어 있다. 예를 들어, LNG 탱크(11)는 멤브레인 방식의 탱크에 의해 구성되어 있다. 이들 LNG 탱크(11)는 액화가스 탱크에 상당한다.
이 FLNG(1a)에 있어서는, 슬로싱의 발생을 억제하고, 또 헐(10) 내의 공간을 효율적으로 사용하는 관점에서, 헐(10)을 선체 폭 방향으로 복수로 분할하고 복수의 LNG 탱크(11)를 설치하고 있다. 또한 선체 폭 방향으로 배열된 이들 LNG 탱크(11)의 세트를 선체 길이 방향을 따라 복수 세트 배열하는 것에 의해, 복수의 LNG 탱크(11)의 열이 배치되고 있다. 도 1 (c)에 도시된 예의 FLNG(1a)는 4개의 LNG 탱크(11)를 포함하는 열이 2열 설치되어 있다.
도 2는 도 1 (c)의 A-A'의 위치에서 FLNG(1a)를 본 종단 정면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 LNG 탱크(11)의 상면측에는 탱크 돔(110)이 설치되어 있다. 탱크 돔(110)은, LNG 탱크(11)에 연결되는 각종 배관(로딩용 배관, 오프로딩용 배관, 런다운 배관이나 베이퍼 배관 등)이 헐(10)의 상면측으로 인출되는 인출 위치이다. 예를 들어, 탱크 돔(110)은, LNG 탱크(11) 본체의 천장부를 관통하는 위치에 설치되고, 이들 배관이 부착되는, 예를 들어 원통 형상 또는 사각 형상의 돔 본체나, 각 배관의 개폐 밸브 등을 구비한다.
탱크 돔(110)의 높이 치수란, 헐(10)의 상면으로부터 탱크 돔(110)의 상면에 설치된 플랜지 상면까지의 높이이다. 탱크 돔(110)의 높이 치수란, LNG 펌프(151)를 출입시키기 위한 개구에 설치된 플랜지 상면까지의 높이일 수도 있다. 본 실시형태에서, 탱크 돔(110)의 높이 치수는 0.5 내지 2.5 미터이다.
도시의 편의상, 도 2에는 LNG 펌프(151)를 이용하여 각 LNG 탱크(11) 내의 LNG를 불출하는 1개의 오프로딩용 배관(152)만이 탱크 돔(110)에 접속되어 있는 상태를 나타내고 있다. 실제로는 전술한 바와 같이, 탱크 돔(110)을 통하여 복수의 배관이 헐(10)의 상면측으로 인출되고 있다. 또한, LNG 플랜트(2)를 구성하는 모듈(21)은, 헐(10)의 갑판에 설치된 기둥다리부(211)를 통하여 고상(高床)식으로 지지되는 것에 의해, 탱크 돔(110)과의 간섭을 회피하고 있다.
LNG 펌프(151)는 본 예의 액화가스 펌프에 상당하고, 축 방향의 길이가 2 내지 3미터 정도인 원기둥 형상의 외관 구성을 갖는다. LNG 펌프(151)의 높이 치수란, LNG 펌프(151)를 이송 방향(연직 방향)으로 세운 상태에 있어서의 하단에서 상단까지의 높이이다(도 7의 "hb"에 상당 ). 또한, LNG 펌프(151)를 후술하는 트롤리 크레인(32)으로 들어올릴 때에, 후크 등의 유지도구에 매달려 있는 경우에는, LNG 펌프(151)의 높이 치수는, 하단으로부터 후크의 선단까지의 높이일 수도 있다. 탱크 돔(110)에는, LNG 탱크(11) 내의 하부 영역을 향해 매달려 있도록 삽입되어 있는 원통 형상의 컬럼(153)이 부착되어 있다. LNG 펌프(151)는, 축 방향을 수직 방향으로 향하게 하는 종방향 배치 상태로 컬럼(153) 내에 삽입되어, 그 하단 위치에 장착된다. 컬럼(153)의 하단에는, LNG 펌프(151)를 장착하면 밀려 내려가 개방되는 풋 밸브(154)가 설치되어 있다(도 2의 좌측의 LNG 탱크(11) 참조).
LNG 펌프(151)를 컬럼(153) 내에 장착한 후, 호스 형상의 오프로딩용 배관(152)을 접속하고, 또한 오프로딩용 배관(152)의 상단부를 탱크 돔(110)에 접속하는 것에 의해, LNG 탱크(11)로부터 LNG를 불출하기 위한 오프로딩 기구가 구성된다.
탱크 돔(110)을 통하여 헐(10)의 상면측으로 인출된 배관은, 각종 메인 배관에 접속된다. 예를 들어, 오프로딩용 배관(152)은, 도시하지 않은 LNG 수송선을 향해 LNG를 불출하는 로딩 아암(미도시)으로 연결되는 오프로딩용 메인 관에 접속된다. 또한, 런다운용 배관은, LNG 플랜트(2)의 액화부에서 액화된 LNG를 각 LNG 탱크(11)에 유입시키는 런다운용 메인 관에 접속된다. 이하, 이들 오프로딩용 메인 관이나 런다운용 메인 관 등, LNG 탱크(11)를 유입출하는 유체가 흐르는 배관을 메인 배관(222)이라 한다.
탱크 돔(110)을 통하여 인출된 각종 배관과 메인 배관(222)은 분기 배관을 통하여 접속된다. 이미 설명한 바와 같이, 탱크 돔(110)에는 다수의 배관이 설치되고, 이들 배관은 각각 메인 배관(222)에 접속된다. 이 때문에, 실제의 탱크 돔(110)의 주위는, 다수의 분기 배관이 서로 간섭하지 않도록 끼워져서 배치된 상태로 되어 있다. 해당 분기 배관을 연결 배관(111)이라고도 한다.
이상에서 설명한 개략 구성을 갖는 종래의 FLNG(1a)에 대해, LNG 펌프(151)의 제거, 장착에 관한 작업(탈착 작업)에 대하여 설명한다. 제거 작업과 장착 작업은 순서가 반대인 것을 제외하고 대략 공통의 작업 내용을 포함하기 때문에, 여기서는 제거 작업의 개요에 대해 설명한다. LNG 펌프(151)의 제거 작업 모습은 도 2의 우측의 LNG 탱크(11)에 기재되어 있다.
우선, 탱크 돔(110)에 설치되어 있는 LNG 펌프(151)의 삽입구를 개방한다. 다음에, 탱크 돔(110) 및 LNG 펌프(151)로부터 오프로딩용 배관(152)을 제거하고, 컬럼(153)으로부터 꺼낸다. 그 후, LNG 펌프(151)에 대해, LNG 펌프(151)를 들어 올리기 위한 리프트 케이블(31)을 장착한다. 리프트 케이블(31)의 상단을 도시하지 않은 감아올림 기구에 접속하고, 리프트 케이블(31)을 감아올리면, 장착 위치로부터 LNG 펌프(151)가 들어 올려지고, 풋 밸브(154)가 폐쇄된다. 또한, 리프트 케이블(31)을 감아올려, 컬럼(153) 내에서 LNG 펌프(151) 내에서 상승 이동시킨다.
이렇게 해서 LNG 펌프(151)가 컬럼(153) 상단의 개구부에 도달하면, LNG 펌프(151) 전체를 컬럼(153)으로부터 빼낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 탱크 돔(110)의 상방 위치에는 트롤리 크레인(32)이 설치되어 있다. 트롤리 크레인(32)의 구성은 도 7을 참조하여 설명하는 실시형태에 나타낸 것과 공통의 구성을 포함하므로, 도 7을 참조하면서 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 트롤리 크레인(32)은, 횡방향으로 연장되는 빔(321)과, 빔(321)을 따라 횡방향으로 이동가능하게 구성된 트롤리(322)를 포함한다. 또한 트롤리(322)는, 후크 등으로 이루어진 유지도구(325)와, 유지도구(325)가 부착된 체인(324)을 갖는 감아올림 기구인 체인 블록(323)을 구비한다. 체인 블록(323)은 트롤리(322)에 의해 매달려 지지된 상태로 되어 있다. 도시의 편의상, 도 7에서는 체인 블록(323)을 조작하기 위한 핸드 체인이나, 감아올려진 부분의 로드 체인의 기재는 생략하고 있다. 또한, 도 2에 도시된 예에서는, 트롤리(322)와 체인 블록(323)을 2세트 이용하여 LNG 펌프(151)의 이송을 행한다.
도 2의 설명으로 돌아가면, 컬럼(153)으로부터 빼내진 LNG 펌프(151)는 하나의 트롤리(322)의 체인 블록(323)으로 인수인계된다. 그 후, 리프트 케이블(31)은 LNG 펌프(151)로부터 분리된다. 또한 LNG 펌프(151)의 하부측에 대해, 다른 하나의 트롤리(322)의 체인 블록(323)을 장착한 후, 해당 하부측을 들어 올리는 것에 의해 LNG 펌프(151)를 횡으로 넘어뜨린다.
여기서, 전술한 예에서는, 리프트 케이블(31)의 감아올림 기구와 트롤리 크레인(32)을 별도로 설치하고, 리프트 케이블(31)로부터 트롤리 크레인(32)으로 LNG 펌프(151)를 인수인계하는 예에 대해 설명했다. 이 예를 대신하여, 트롤리 크레인(32)에 대해 리프트 케이블(31)의 감아올림 기구를 설치하고, 트롤리 크레인(32)을 이용하여 LNG 펌프(151)를 직접 끌어 올리는 방법을 채용할 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 트롤리 크레인(32)의 빔(321)은 모듈(21)의 바닥부(212)(후술하는 도 5의 확대도 참조)의 하면측에 배치되어 있다. 또 빔(321)은 유지보수 영역을 향해 LNG 펌프(151)를 반송하는 반송로가 되는 모듈(21)의 측방 영역을 향해, 선체 폭 방향으로 연장되도록 설치되어 있다.
트롤리 크레인(32)은, 트롤리(322)에 의해서 체인 블록(323)을 이동시키는 것에 의해, 반송로에서 대기하고 있는 다른 반송장치(미도시)로의 인수인계 위치를 향해, 횡배향 상태로 유지된 LNG 펌프(151)를 이송한다. 그 후, 체인 블록(323)을 조작하여 LNG 펌프(151)를 하강시켜, 반송장치에 전달한다.
또 이미 설명한 바와 같이, LNG 펌프(151)의 장착시에 있어서는, 전술한 제거 작업과 반대의 순서로 장착 작업을 행한다.
여기서, 이상에서 설명한 탈착 작업을 실시하기 위해서는, 탱크 돔(110)을 통하여, 길이가 2미터 정도인 원기둥 형상의 LNG 펌프(151)를 빼내고, 트롤리 크레인(32)으로 인수인계하는 작업 공간을 확보할 필요가 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 해당 작업이 행해지는 공간의 높이 치수 h0는, 개방된 탱크 돔(110)의 높이 치수와, 탱크 돔(110)으로부터의 이송 방향을 따른 LNG 펌프(151)의 높이 치수와, LNG 펌프(151)의 이송 작업을 행하기 위해 트롤리 크레인(32)이 점유하는 높이 치수와의 합계 치수 이상을 확보해야 한다. 이 때문에, 해당 공간의 높이 치수 h0는 예를 들어 7 내지 7.5미터 정도나 되어 버린다.
그리고 도 2에 도시된 종래의 FLNG(1a)와 같이, 탱크 돔(110)이 설치되어 있는 헐(10)의 상면과, 모듈(21)의 하면(후술하는 바닥부(212)) 사이에서 LNG 펌프(151)의 탈착 작업을 행하는 경우에는, 전술한 작업 공간의 확보가 필요하게 된다.
그 결과, 종래의 FLNG(1a)에 있어서는, 다수의 기기가 배치된 모듈(21)을 7미터 이상의 높이의 공간을 확보하기 위해 기둥다리부(211)로 지지하는 것으로 되어, 기둥다리부(211)의 기단으로부터 모듈(21)의 상단까지의 구조물 전체의 높이 치수가 커져 버린다. 해당 높이 치수는 FLNG(1a)의 건조 비용이나 건조 스케줄 외에, 해상에 배치되는 해상 설비로서의 안정성 등, 여러 가지 과제에 널리 영향을 미친다. 이 때문에, 모듈(21)이나 파이프 랙(22) 등의 헐(10) 상에 설치되는 구조물에 대해서는, LNG 펌프(151)의 탈착 작업을 행할 작업 공간을 확보하면서, 키가 커지는 것을 억제하는 것이 요구된다.
상기 과제를 해결하기 위해, 이하의 실시형태에 따른 FLNG(1)는, 헐(10)의 상면과 대향하여 배치되는 지지대(도 4, 도 5에 도시된 예에서는 파이프 랙(22))의 바닥부(224)의 상면측에, 이미 설명한 작업 공간을 설치한 구성으로 되어 있다. 이하, 도 3 내지 도 7을 참조하면서 해당 FLNG(1)의 구체적인 구성예에 대해 설명한다.
또한 도 3 내지 도 8을 참조하면서 설명하는 각 FLNG(1, 1b)에 있어서, 이미 설명한 FLNG(1a)와 공통의 구성요소에는, 도 1, 도 2에서 사용한 것과 공통의 부호를 부여하고, 반복되는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 예의 FLNG(1)에 있어서, 헐(10) 내에 형성된 복수의 LNG 탱크(11)는 선체 길이 방향을 따라 1열로 배열되어 배치된 단일 배열 구조를 갖는다. 이 경우, 각 LNG 탱크(11)의 탱크 폭은 슬로싱의 영향이 없는 범위 내의 치수로 설정된다.
이 점에서, 복수의 LNG 탱크(11)를 포함하는 열이 2열로 설치되어 있는, 도 1 (c)에 도시된 FLNG(1a)와 구성이 상이하다다. 또한, 실시형태에 관한 FLNG(1)의 측면 및 평면의 개략 구성은, 헐(10)의 상면으로부터, 모듈(21)이나 파이프 랙(22)의 상단까지의 높이를 제외하고 도 1 (a), (b)를 이용하여 설명한 것과 거의 같기 때문에 반복되는 기재를 생략하고 있다.
또한 헐의 선체 폭 방향 전방의 예를 들어 중앙 영역에는, 각 LNG 탱크(11)의 탱크 돔(110)이 선체 길이 방향을 따라 배열되어 설치되어 있다. 중앙 영역에 탱크 돔(110)을 설치하는 것에 의해, LNG 탱크(11) 내의 LNG를 균등하게 빼낼 수 있다.
그리고 도 4, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 예의 FLNG(1)에 있어서는, 이 탱크 돔(110)의 열을 따라 연장되도록, 파이프 랙(22)을 구성하는 지지대가 설치되어 있다. 또한, 도 4는 도 3의 B-B'의 위치로부터 FLNG(1)를 본 종단 정면도이고, 도 5는 도 4의 확대도이다. 또, 도 6은 도 5의 파이프 랙(22) 부근의 확대 평면도로서, 후술하는 트롤리 크레인(32)이 설치되어 있는 높이 위치로부터 파이프 랙(22)의 바닥부(224)를 내려다 본 상태를 도시하고 있다. 또한 도 7은 LNG 펌프(151)를 유지한 트롤리 크레인(32)의 확대도이다.
파이프 랙(22)은 복수의 층(도 4에 도시된 예에서는 4층)으로 구성되고, 헐(10)의 상면과 제1 층을 구성하는 바닥부(224)의 하면 사이에 탱크 돔(110)이 배치된다. 한편, 파이프 랙(22)의 제1 층은 작업자가 통행하는 통로(223)가 되는 동시에, LNG 펌프(151)의 탈착 작업을 실시하는 작업 공간도 된다. 해당 제1 층에서 탈착 작업을 행하기 위해 필요한 구성에 대해서는 후술한다. 파이프 랙(22)의 제2 층 이상에는 플랜트 배관(221)이 유지된다.
또 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 파이프 랙(22)의 좌우 양 옆에 인접한 영역은 LNG 플랜트(2)를 구성하는 기기가 배치되는 플랜트 배치 영역(20)으로 되어 있다. 그리고, 파이프 랙(22)의 각 장변을 따라, 각각, LNG 플랜트(2)를 구성하는 복수의 모듈(21)이 전후 방향으로 배열되어 설치되어 있다. 이러한 점은, 도 1, 도 2를 이용하여 설명한 종래의 FLNG(1a)와 마찬가지이다.
다음으로, 도 4 내지 도 7을 참조하면서, 파이프 랙(22)의 제1 층에서 LNG 펌프(151)의 탈착 작업을 행하는 구성에 대해 설명한다.
도 4, 도 5, 도 7에 도시된 바와 같이, 파이프 랙(22)의 제1 층의 바닥부(224)에는 개구부(225)가 설치되어 있다. 이 개구부(225)는, LNG 탱크(11)와 그 외부와의 사이에서, 탱크 돔(110)을 통하여 LNG 펌프(151)를 상하 방향으로 이송하는 이송 경로 상에 설치되어 있다.
도 6의 평면도에 도시된 예에서는, 개구부(225)는, 종배향인 상태로 상하 방향으로 이송되는 LNG 펌프(151)가 통과할 수 있는 정도의 크기의 직사각형 형상의 개구로서 구성되어 있다. 이 경우에는, 개구부(225)는, 선체 길이 방향을 따라 배열되어 설치되어 있는 복수의 탱크 돔(110)의 배치 위치에 각각 대응하여, 복수 설치되어 있다. 즉, 개구부(225)는 연직 방향으로 탱크 돔(110)과 겹치는 위치에 설치되어 있다. 개구부(225)는, 뚜껑에 의해서 개폐 가능한 구성으로 할 수도 있고, 뚜껑을 설치하지 않고 상시 개방되어 있는 구성으로 할 수도 있다. 뚜껑을 설치하지 않는 경우에는, 안전 확보를 위해, 개구부(225)의 주위를 울타리로 둘러쌀 수 있다.
또한, 개구부(225)는, 도 6에 도시된 예와 같이, 직사각형 형상으로 구성하는 경우로 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 탱크 돔(110)의 배치 방향을 따라 연장되도록, 슬릿 형상의 공통의 개구부(225)(미도시)를 설치할 수도 있다. 이 경우에도, 안전 확보를 위해, 슬릿 형상의 개구부(225)의 각 변을 따라 울타리를 설치할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 탱크 돔(110)의 위쪽으로 개구하는 개구부(225)의 더 위쪽 위치에는 트롤리 크레인(32)이 설치되어 있다. 트롤리 크레인(32)은 예를 들어 파이프 랙(22)의 제2 층의 바닥부(228)의 하면측에 설치되어 있다. 이미 설명한 바와 같이, 트롤리 크레인(32)은, 바닥부(228)를 따라 설치된 빔(321)과, 빔(321)을 따라 횡방향으로 이동 가능하게 구성된 트롤리(322)와, 트롤리(322)에 의해 매달려 지지되는 체인 블록(323)을 갖는다. 트롤리 크레인(32)은 본 예의 유지 기구에 상당한다.
한편, 도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 파이프 랙(22)의 제1 층의 바닥부(224)와 모듈(21)의 바닥부(212)는 거의 동일한 높이에 설치되고, 그 가장자리부끼리는 근접하게 배치되어 있다. 이 구성에 의해, 파이프 랙(22)의 제1 층에는, 모듈(21)측까지 확장되는 통로(223)가 형성되고 있다.
이 통로(223)에 있어서, 개구부(225)로부터 봐서 일측의 영역에는, 다른 반송 장치를 이용하여, 유지보수 영역을 향해 LNG 펌프(151)를 반송하기 위한 반송로(227)가 설정되어 있다. 이미 설명한 트롤리 크레인(32)은, 개구부(225)의 상방 위치와, 반송로(227) 상에 설정된, 반송 장치와의 인수인계 위치와의 사이에서, LNG 펌프(151)를 이송할 수 있도록 구성될 수 있다.
또는, 도 5 내지 도 7에 도시된 예와 비교하여 트롤리 크레인(32)의 빔(321)을 짧게 하여, 반송로(227)의 인수인계 위치의 직전까지 연장되는 구성으로 해 둘 수도 있다. 즉 이 예는, 개구부(225)와 반송로(227)와의 사이에 충분한 공간이 있는 경우에 적합하며, LNG 펌프(151)를 통로(223) 상에서 하강시켜, 대차 등을 이용하여 반송로(227)로 운반할 수 있다. 이것에 의해, 빔(321)의 돌출을 억제하고, 트롤리 크레인(32)의 구조를 간소화할 수 있다.
LNG 펌프(151)를 이송한다고 하는 관점에서 트롤리 크레인(32)에 설치된 트롤리(322)는, 본 예의 이송기구의 기능을 구비하고 있다.
이상에 설명한 구성을 구비하는 FLNG(1)는 파이프 랙(22)의 제1 층 내에서 도 2를 이용하여 설명한 LNG 펌프(151)의 탈착 작업을 실시할 수 있다. 즉, 리프트 케이블(31)을 장착한 후의 LNG 펌프(151)의 인상, 컬럼(153)으로부터의 빼냄, 트롤리 크레인(32)으로의 LNG 펌프(151)의 인수인계 및 자세 변경, 도시하지 않은 반송 장치가 대기하고 있는 인수인계 위치로의 LNG 펌프(151)의 이송, 및 인수인계의 각 작업을 파이프 랙(22)의 제1 층 내에서 실시할 수 있다. 또한, 펌프(151)의 자세 변경은 반드시 행하지 않아도 된다. 이 경우에는, 도 7에 예시된 바와 같이, 펌프(151)를 종배향인 상태로 이동시키고, 다른 반송 장치로 인수인계할 때 횡배향인 상태로 할 수 있다.
또 LNG 펌프(151)의 장착시에 있어서도, 전술한 제거 작업과는 반대의 순서로 실시되는 장착 작업을 파이프 랙(22)의 제1 층 내에서 실시할 수 있다.
여기서, 도 2를 이용하여 설명한 바와 같이, 종래 구성의 FLNG(1a)에 있어서도 파이프 랙(22)의 제1 층은 작업자가 통행하는 통로(223)로 되어 있고, 기기의 배치가 적은 공간으로 되어 있다. 또 파이프 랙(22)의 제1 층은 모듈(21)로부터 꺼내진 유지보수 대상 기기를 반송하는 공간으로서도 이용되기 때문에, 종래, 7미터 전후의 높이를 갖는 공간으로서 구성되어 있었다.
여기서 본 실시형태의 FLNG(1)는, 단(單)배열 구조의 LNG 탱크(11)를 채용하는 것에 의해, 파이프 랙(22)의 하면측에 탱크 돔(110)을 배치하고, 나아가서 LNG 펌프(151)의 이송 경로가 되는 탱크 돔(110)의 상방 위치에 개구부(225)를 설치하고 있다. 이 구성에 의해, 파이프 랙(22) 내에서 LNG 펌프(151)의 탈착 작업을 행하는 것이 가능해진다. 그 결과, 도 2에 도시된 종래 구성의 FLNG(1a)에서 과제가 되고 있던, 헐(10)의 상면과 모듈(21), 파이프 랙(22)의 하면과의 사이의 높이 치수 h0를 저감시키는 것이 가능하게 된다.
예를 들어 도 5에 도시된 예에서는, 헐(10)의 상면과 모듈(21)의 하면과의 사이에 배관 트레이(226)나 케이블 트레이(242)가 배치되어 있다. 배관 트레이(226)는 LNG 탱크(11)에 대하여 유입유출하는 유체가 흐르는 이미 설명한 메인 배관(222)을 유지하는 받침대이며, 전기 케이블(241)은 전력 소비기기에 전력을 공급하기 위한 전기 케이블(241)을 유지하는 받침대이다. 배관 트레이(226)에 유지된 메인 배관(222)은, 연결 배관(111)을 통하여 탱크 돔(110)에 설치된 LNG 탱크(11)측의 배관과 접속된다. 이들 배관 트레이(226)나 전기 케이블(241) 상에 배치되는 메인 배관(222)이나 전기 케이블(241)의 점유 높이를 고려해도, 헐(10)의 상면과 모듈(21)의 하면과의 사이의 높이 치수 h는 4 내지 5.5미터 정도의 범위로 억제된다.
이 높이 치수 h는, 도 2를 이용하여 설명한, 탱크 돔(110)의 높이 치수와, 탱크 돔(110)으로부터의 이송 방향을 따른 LNG 펌프(151)의 높이 치수와, LNG 펌프(151)의 이송 작업을 행하기 위해 트롤리 크레인(32)이 점유하는 높이 치수와의 합계 치수보다 짧다.
여기서, 트롤리 크레인(32) 등의 이송 기구가 LNG 펌프(151)를 종배향인 상태로 유지했을 때, 트롤리 크레인(32)을 구성하는 기기의 일부가, LNG 펌프(151)나 탱크 돔(110)과 중첩하는 높이 위치에 배치되는 경우도 있을 수 있다. 전술한 "점유하는 높이 치수"란, 이러한 경우에는, 상기 중첩하는 영역의 높이를 제외한 후에, 유지 기기가 단독으로 점유하고 있는 영역의 높이 치수를 가리킨다.
또한, 트롤리 크레인(23)은 이미 설명한 바와 같이 빔(321)과 트롤리(322)와 체인 블록(323)을 구비한다. "유지 기기가 점유하는 높이 치수"란, 트롤리 크레인(32)의 빔(321)의 상단으로부터 체인 블록(323)의 유지도구(후크 등)(325)의 하단까지의 높이를 의미한다(도 7의 "ha"). "유지 기기가 점유하는 높이 치수"란, 트롤리 크레인(32)이 LNG 펌프(151)를 유지한 상태에서 리프트 케이블(31)을 최대한 감아 올렸을 때의 길이이며, 1 내지 2.5미터이다.
이상에서 설명한 이유에 의해, 종래 통로(223)로서 이용되고 있던 파이프 랙(22)의 제1 층에서는, 그 높이의 범위 내에서 LNG 펌프(151)의 탈착 작업을 행할 수 있기 때문에, 헐(10) 상에 설치되는 구조물의 높이를 2 내지 3미터 정도 저감시키는 것이 가능해진다.
본 실시형태에 따른 FLNG(1)에 의하면 이하의 효과가 있다. 헐(10)의 상면에 설치되는 지지대인 파이프 랙(22)의 바닥부(224)에, 이송 대상인 LNG 펌프(151)를 통과시키기 위한 개구부(225)가 설치되어 있다. 이 때문에, 헐(10)의 상면과 파이프 랙(22)의 바닥부(224)와의 사이에, LNG 펌프(151)의 탈착 작업을 행하기 위한 공간을 확보할 필요가 없어, 파이프 랙(22)이나 모듈(21)의 키가 커지는 것을 억제할 수 있다.
여기서, LNG 펌프(151)의 탈착 작업을 행하는 작업 공간은 파이프 랙(22)에 마련되는 경우로 한정되지 않는다. 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이, 복수배열(2열) 구조의 LNG 탱크(11)가 설치된 FLNG(1b)에 있어서, 각 모듈(21) 내에 작업 공간을 설치할 여유가 있는 경우에는, 각 모듈(21)의 바닥부(212)에 개구부(213)를 형성하고, 그 위쪽 위치에 트롤리 크레인(32)을 배치할 수도 있다.
또한, 도 2의 예에 있어서 FLNG(1)의 헐(10) 상에 설치된 LNG 플랜트(2)는 복수의 모듈(21)에 의해 구성되는 경우로 한정되지 않는다. 헐(10)의 갑판 상에 구성 기기를 개별적으로 배치한 이른바 스틱 빌트(stick-built) 방식으로 LNG 플랜트(2)를 건조할 수도 있다.
또한, 파이프 랙(22)의 2개의 장변 양쪽을 따라, 모듈(21)이나 스틱 빌트 방식으로 배치되는 기기를 설치하는 것도 필수적인 요건은 아니다. 파이프 랙(22)의 적어도 한쪽의 장변을 따라 LNG 플랜트(2)의 구성 기기가 배치되어 있으면, 본 실시형태의 기술적 범위에 포함된다.
이상, 해상 설비의 일종인 FLNG(1)에 설치된 LNG 플랜트(2)에 있어서의 LNG 펌프(151)의 탈착의 예에 대해서 설명했지만, 실시형태에 따른 LNG 플랜트를 설치하는 해상 설비는 이 예로 한정되지 않는다. 예를 들어 해상 착저형 구조물(GBS: Gravity-based structure)이나, 해저에 고정되어 있는 플랫폼 상에 실시형태에 따른 LNG 플랜트를 설치할 수도 있다. 여기서, "해상"이란, 바다로 한정되는 것은 아니고, 호수 등의 해상일 수도 있다.
또, 액화가스 탱크에 저장되는 액화가스는, LNG나, NG로부터 분리 회수된 중질분으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 액화암모니아나 액화수소, LPG (Liquefied Petroleum Gas) 등일 수도 있다. 이들의 경우, 가스 처리 설비에 대해서, 암모니아, 수소, 프로판이나 부탄의 액화 처리 설비인 경우에도, 본 발명은 적용될 수 있다.
1, 1a, 1b: FLNG
10: 헐
11: LNG 탱크
110: 탱크 돔
151: LNG 펌프
22: 파이프 랙
225: 개구부

Claims (12)

  1. 액화가스를 저장하는 액화가스 탱크를 구비한 해상 설비에 있어서,
    해상에 배치되고, 내부에 상기 액화가스 탱크가 형성된 본체부와,
    상기 본체부의 상면에 설치되고, 상기 액화가스 탱크에 연결되는 배관의 인출 위치인 탱크 돔과,
    상기 탱크 돔에 설치된 삽입구를 통하여 상기 액화가스 탱크 내에 삽입된 액화가스 펌프와,
    상기 액화가스의 취급에 관련된 기기를 설치하기 위해 상기 본체부의 상면에 설치되고, 해당 본체부의 상면과 대향하여 배치되는 바닥부를 구비한 지지대와,
    상기 액화가스 탱크와 외부와의 사이에서 상기 탱크 돔을 통하여 상기 액화가스 펌프를 상하 방향으로 이송하는 이송 경로 상에 있는 상기 바닥부에 형성된 개구부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체부의 상면과 상기 지지대의 바닥부와의 사이의 높이 치수는, 상기 탱크 돔의 높이 치수와, 상기 탱크 돔으로부터의 이송 방향을 따른 상기 액화가스 펌프의 높이 치수와, 상기 이송 작업을 행하기 위해 상기 액화가스 펌프를 유지하는 유지 기기가 점유하는 높이 치수와의 합계 치수보다 짧은 것을 특징으로 하는 해상 설비.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체부는 선체 폭 방향보다 선체 길이 방향으로 긴 평면 형상을 갖고, 상기 본체부의 상면에는, 상기 선체 길이 방향을 따라, 복수의 상기 탱크 돔이 간격을 두고 배치되어 있는 것과,
    상기 지지대는 상기 복수의 탱크 돔의 배치 방향을 따라 설치되고, 상기 바닥부에는 상기 복수의 탱크 돔에 대응하여 상기 개구부가 형성되어 있는 것
    을 특징으로 하는 해상 설비.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 바닥부에는, 상기 복수의 탱크 돔 각각에 대응하여, 복수의 상기 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 해상 설비.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 바닥부에는, 상기 복수의 탱크 돔의 배치 방향을 따라 연장되도록, 공통의 상기 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 해상 설비.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 바닥부의 상면측에는, 상기 개구부를 통하여 외부로 이송된 상기 액화가스 펌프를 반송하기 위한 반송로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 해상 설비.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 개구부의 상방에는 상기 개구부를 통하여 외부로 이송된 상기 액화가스 펌프를 유지하는 유지 기기가 설치되고, 상기 유지 기기는, 상기 바닥부의 상면에 있어서의 상기 개구부가 형성된 위치의 측방에 설정된 위치로서, 다른 반송 장치에 대하여 상기 액화가스 펌프의 인수인계를 행하기 위한 인수인계 위치까지 이동하여, 상기 액화가스 펌프의 이송을 행하기 위한 이송 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 해상 설비.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지대는 상기 해상 설비 내에서 취급되는 유체가 흐르는 복수의 배관을 유지하는 파이프 랙이며, 해당 파이프 랙은 선체 폭 방향보다 선체 길이 방향으로 긴 평면 형상을 갖는 상기 본체부의 상기 선체 길이 방향을 따라 연장되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 해상 설비.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 파이프 랙은 복수의 층을 갖고, 상기 바닥부는 상기 파이프 랙의 제1 층을 구성하고, 상기 배관은 제2 층 이상의 층에 유지되는 것을 특징으로 하는 해상 설비.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 본체부 내에는 복수의 상기 액화가스 탱크가 형성되고, 이들 액화가스 탱크는 상기 선체 길이 방향을 따라 1열로 배열되어 있는 것과,
    상기 파이프 랙은 1열로 배열된 상기 복수의 액화가스 탱크에 설치된 상기 탱크 돔의 열을 따라 연장되도록 설치되어 있는 것
    을 특징으로 하는 해상 설비.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 본체부의 상면에는, 상기 선체 길이 방향을 따라 연장되도록 설치된 상기 파이프 랙의 적어도 한쪽의 장변을 따라, 가스를 액화하는 처리에 관련된 가스 처리 설비를 구성하는 복수의 기기가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 해상 설비.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 가스 처리 설비를 구성하는 상기 복수의 기기는, 이들 기기를 수용하고 상기 본체부의 상면과 대향하여 배치되는 바닥부를 갖는 기기용 지지대 내에 배치되어 있는 것과,
    상기 기기용 지지대의 바닥부와 상기 본체부의 상면과의 사이에는, 상기 기기용 지지대 내에 배치되어 있는 기기와 상기 액화가스 탱크를 접속하는 연결 배관이 배치되어 있는 것
    을 특징으로 하는 해상 설비.
KR1020247004014A 2021-10-20 해상 설비 KR20240082327A (ko)

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