WO2019098490A1 - 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법 - Google Patents

액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2019098490A1
WO2019098490A1 PCT/KR2018/008271 KR2018008271W WO2019098490A1 WO 2019098490 A1 WO2019098490 A1 WO 2019098490A1 KR 2018008271 W KR2018008271 W KR 2018008271W WO 2019098490 A1 WO2019098490 A1 WO 2019098490A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
floating structure
loading
lng
heat
power generation
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/008271
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이미현
허윤
안현식
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020170154000A external-priority patent/KR20190056737A/ko
Priority claimed from KR1020180064113A external-priority patent/KR102333067B1/ko
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to CN201880074095.8A priority Critical patent/CN111433121A/zh
Priority to SG11202004538XA priority patent/SG11202004538XA/en
Priority to JP2020527038A priority patent/JP7011713B2/ja
Publication of WO2019098490A1 publication Critical patent/WO2019098490A1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B17/00Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
    • B63B17/04Stanchions; Guard-rails ; Bulwarks or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63JAUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J2/00Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
    • B63J2/12Heating; Cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00Large containers
    • B65D88/02Large containers rigid
    • B65D88/12Large containers rigid specially adapted for transport
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00Large containers
    • B65D88/74Large containers having means for heating, cooling, aerating or other conditioning of contents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport

Definitions

  • the present invention relates to a liquefied fuel generation and distribution system, and a method of loading and unloading using the system. More particularly, the present invention relates to a power generation system mounted on a floating structure, The heat generated during the process of cooling the inside of the freezing container mounted on the upper part of the floating structure by using the evaporation heat generated when the LNG is regenerated during the operation of generating the LNG.
  • the cargo vehicle enters the loading / unloading station of the freezing container through the connecting ramp connecting the floating structure to the land in the loading / unloading container of the freezing container, or is structured so as to moor on the side of the floating structure
  • cargo ship it is possible to recycle the waste energy Gamham as well as liquefied fuel power generation and distribution systems to increase the utilization of logistics refrigerated containers, and relates to the input handling methods using the system.
  • gas infrastructure such as a gas reservoir must be provided for land development.
  • a float storage re-gasification unit (FSRU) floating water gas storage and regeneration facility line has emerged, and by using such a sea gas storage regeneration facility line, .
  • FSRU float storage re-gasification unit
  • the vessel is provided with a freezing container for refrigerating and freezing agricultural products, marine products, meat, and the like.
  • Refrigerated containers are used for transporting freight and refrigerated cargo from a container ship to maintain a constant temperature during transportation.
  • Refrigerated containers are made of a heat insulating structure and have a temperature of -30 ° C ⁇
  • a refrigeration system capable of maintaining at 30 ° C is provided, and a separate power source is continuously supplied to maintain cooling during transportation.
  • a refrigerant compressed by a compressor feeds cold air to a container box through each part, and a separate air-conditioning system is installed in each residence for cooling the inhabitant of a ship. Thereby supplying cold air.
  • the refrigeration container uses a refrigeration cycle for generating cold air in a process of sequentially advancing the refrigerant through a predetermined path, that is, compression, condensation, expansion, and evaporation.
  • the refrigerating cycle includes a compressor for compressing the refrigerant and discharging the refrigerant in a liquid state at a high temperature and a high pressure, a condensing unit for converting the compressed refrigerant into a state of room temperature and high pressure by heat exchange (heat release)
  • An expansion valve for swirling the condensed refrigerant to phase change the refrigerant to a low-temperature and low-pressure gas state
  • an evaporation unit for exchanging heat between the low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant with the outside air
  • the conventional refrigeration system uses a generator operated by heavy oil (HFO), which causes pollutants such as SOx, NOx, CO 2 and fine dust to be discharged to cause environmental pollution.
  • HFO heavy oil
  • a method of regenerating liquefied natural gas (LNG) into fuel gas as a method of regenerating liquefied natural gas (LNG) into fuel gas, a method using seawater or a method using a heat mediated fluid such as glycol water can be used.
  • LNG liquefied natural gas
  • the glycol water cooled by the cooling of the LNG is heated by heat exchange with the seawater, and the seawater heated by the heat exchange is discharged to the sea, thereby causing environmental pollution.
  • glycol water is required to operate the vaporizer in the LNG regeneration apparatus, and a pump for supplying such a large amount of water is required, resulting in enormous power consumption.
  • the present invention is directed to solve the above-mentioned problems.
  • the present invention uses energy of evaporation, which is discarded when the LNG is vaporized, to cool the inside of the refrigerator container mounted on the floating structure,
  • the present invention aims to provide an environmentally friendly technology capable of reducing fuel costs and effectively preventing environmental pollution caused by heated seawater discharged to the sea.
  • the cargo vehicle enters the loading and unloading area of the freezing container through the connecting ramp connecting the floating structure and the land in the loading and unloading space of the freezing container, or is loaded and unloaded by using the cargo ship moored to the side of the floating structure
  • the present invention provides a technology that can effectively prevent interference with cargo loading and unloading because the cargo loading and unloading area can be easily handled and the moving and loading / There is a purpose.
  • the present invention provides a liquefied fuel generation and distribution system, and a method of loading and unloading using the system.
  • the liquefied fuel generation and distribution system of the present invention includes a floating structure; A power generation system mounted on the floating structure and generating electricity using LNG as fuel; A fuel supply unit for regenerating the LNG and supplying it to the power generation system; A freezing container mounted on the floating structure; And a heat exchanger for cooling the inside of the freezing container using the heat of vaporization generated when the LNG is regenerated in the fuel supply unit as a heat source and using the heat generated during the cooling of the freezing container as a heat source to regenerate the LNG A heat exchange unit; .
  • the loading and unloading station of the freezing container may be configured such that the freight vehicle enters the loading and unloading station of the freezing container through a connection ramp connecting the floating structure and the land, And a structure in which the loading and unloading is carried out using a cargo ship moored at the prefecture of the floating structure.
  • the refrigeration container may be constructed of a lightweight iron material, and may be mounted on the floating structure after the insulation is applied.
  • the freezing container may have a loading and unloading space formed in a first floor, and the loading and unloading space may be opened to the main deck front side of the floating structure in consideration of the moving line of the freight vehicle and the cargo ship moored at the prefecture of the floating structure .
  • a handrail is installed around the main deck of the floating structure in consideration of safety when loading and unloading the cargo.
  • the fuel supply unit includes a regeneration high-pressure pump and a high-pressure vaporizer.
  • the heat exchange unit comprises: a first refrigerant circulation line through which refrigerant of cold heat flows; A second refrigerant circulation line through which hot refrigerant flows; A refrigerant pump for forcedly circulating the refrigerant; And a heat exchanger installed in the freezing container and performing heat exchange; .
  • the refrigerant may be any one of R-404A or R-717 (ammonia).
  • the power generation system includes a gas turbine generating electricity by using a supplied gas as fuel; A steam generator for recovering waste heat of the high-temperature combustion gas from the gas turbine to generate steam; A steam turbine generating electricity using steam from the steam generator; A condenser for condensing the steam from the steam turbine; And a pump for pumping fluid from the condenser; .
  • the power generation system includes a DF (Dual Fuel) engine.
  • the method of loading and unloading using the liquefied fuel generation and distribution system uses the heat of vaporization generated when the LNG is regenerated during the operation of generating electricity by using the LNG as the fuel in the power generation system mounted on the floating structure Exchanging the LNG to regenerate the LNG using the heat generated during the cooling of the refrigerator container, cooling the inside of the refrigerator container mounted on the upper part of the floating structure,
  • freight vehicle enters the loading and unloading station of the freezing container through the connecting ramp connecting the floating structure and the land in the loading and unloading area of the freezing container,
  • At least one of loading and unloading using a cargo ship moored on a side surface of the floating structure may be used.
  • a loading and unloading space portion opened to the main deck front side of the floating structure is formed on one floor of the freezing container to prevent the loading and unloading interference by the cargo ship and the cargo ship.
  • the present invention instead of throwing LNG cold heat generated in a conventional LNG vaporizer into the sea through heat exchange with sea water, in the present invention, when the liquefied gas to be used as fuel is regenerated in a power generation operation in a floating power generation plant, the energy efficiency can be increased, the fuel cost can be reduced, and the environmental pollution due to the heated seawater discharged to the sea can be effectively prevented. In addition, when freezing using cold heat, the rapid freezing time can be shortened to further improve the quality of the frozen product.
  • the present invention can reuse the heat generated in the process of cooling the inside of the refrigerator container as a LNG regenerating heat source, thereby saving energy and increasing the utilization of the refrigerator container.
  • the present invention can increase the space utilization by integrating the freezing container of the steel structure on the floating power generation facility, and facilitate the movement of the goods to the land and sea by using the crane and the cargo truck.
  • the present invention also relates to a method and apparatus for loading and unloading a cargo vehicle into and out of a loading / unloading station of a freezing container through a connecting ramp connecting a floating structure and a land on a freezing container, Energy savings as well as the utilization of logistics in refrigeration containers can be further enhanced.
  • the present invention is a floating type freezing container equipped with a self-generating facility, and it is easy to install in a book area and a backward area by maximizing a moving freight freight freight from a ship and a land route.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating a heat exchange operation in a liquefied fuel generation and distribution system according to the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing a liquefied fuel generation and distribution system according to the present invention.
  • FIG. 3 is a front view showing a liquefied fuel generation and distribution system according to the present invention.
  • the LNG has a cryogenic temperature of -163 DEG C at normal pressure, so that the LNG evaporates even when its temperature is slightly higher than the normal pressure-163 DEG C.
  • a fuel supply line is connected to the upper part of the LNG tank so that the evaporative gas generated in the LNG tank is compressed by the compressor and then supplied to the power generation system.
  • the LNG is taken out from the LNG tank, vaporized in the vaporizer, compressed by the compressor, .
  • the vaporizer is disposed in the fuel supply section and serves to vaporize the liquefied gas.
  • a heat source for vaporizing the liquefied gas is required.
  • seawater is used as a vaporizing heat source for liquefied gas.
  • seawater cooled by heat exchange with liquefied gas is directly discharged to the sea, it causes destruction of marine ecosystem due to temperature difference with surrounding seawater, It causes environmental problems.
  • seawater when seawater is discharged into the sea, it can not be used in the place where the cold energy absorbed in the process of heat exchange with the liquefied gas is needed, and is discharged to the sea. Even when glycol water is used as a heat source to prevent freezing in the vaporizer, seawater is usually used to raise the temperature of the glycol aqueous solution which is cooled by heat exchange with the liquefied gas. In this case, .
  • the internal temperature of the refrigerator container of the present invention is about -60 < 0 > C to < 10 < 0 > C, so that the cooling performance can be improved.
  • the liquefied fuel generation and distribution system of the present invention is a floating generation line on which a refrigeration container is mounted, comprising: a floating structure (110); A power generation system 120 mounted on the floating structure 110 and generating electricity using the LNG as fuel; A fuel supply unit 130 for regenerating the LNG and supplying it to the power generation system 120; A freezing container 140 mounted on top of the floating structure 110; And the fuel supply unit 130 cool the inside of the freezing container 140 using the heat of vaporization generated when the LNG is regenerated in the fuel supply unit 130 as a heat source to cool the freezing container 140. Using the heat generated in the process of cooling the freezing container 140, And a heat exchange unit (150) for exchanging heat so that the heat exchange can be performed.
  • the power generation system 120 used in this embodiment includes a gas turbine or a DF (Dual Fuel) engine.
  • the power generation system 120 includes a gas turbine (not shown) for generating electric power by using supplied gas as fuel; A steam generator for recovering waste heat of the high-temperature combustion gas from the gas turbine to generate steam; Steam turbines that develop using steam from a steam generator; A condenser for condensing the vapor from the steam turbine; And a pump to pump the fluid from the condenser.
  • a gas turbine not shown
  • a steam generator for recovering waste heat of the high-temperature combustion gas from the gas turbine to generate steam
  • Steam turbines that develop using steam from a steam generator
  • a condenser for condensing the vapor from the steam turbine
  • And a pump to pump the fluid from the condenser.
  • the fuel supply unit 130 may include a regeneration high-pressure pump 131 and a high-pressure vaporizer 132.
  • the heat exchange unit (150) includes a first refrigerant circulation line (151) through which cold refrigerant flows; A second refrigerant circulation line 152 through which a hot refrigerant flows; A refrigerant pump 153 for forcedly circulating the refrigerant; And a heat exchanger (154) installed in the freezing container (140) for heat exchange.
  • the heat exchange unit 150 may include a valve or the like for controlling the flow of the refrigerant, but a detailed description thereof will be omitted.
  • the refrigerant used in this embodiment may be any one of R-404A or R-717 (ammonia), but is not limited thereto.
  • the freezing container 140 may be constructed of a lightweight iron material, and may be mounted on the floating structure 110 after the heat insulation process.
  • a cooling water tank 140a or the like may be installed in the freezing container 140 loop.
  • the refrigerator container 140 has four layers, but the present invention is not limited thereto.
  • the refrigerator container 140 can be variously changed according to the size and size of the floating structure or the required refrigeration capacity.
  • the freezing container 140 may have a loading and unloading space 141 formed in the first floor and a wing film 142 may be installed in the second floor and the winging film 142 may be folded by the hydraulic cylinder 143 Or may be configured to be unfolded.
  • the sunshade 142 prevents the sunshine as well as the sunshade barrier so that the loading and unloading can be performed smoothly.
  • the loading and unloading space 141 is opened to the starboard side of the main deck 111 of the floating structure 110 in consideration of the cargo ship 20 and the copper wire of the freight vehicle 10, Lt; / RTI >
  • a floating crane 115 may be installed on the main deck 111 of the floating structure 110.
  • the handrail 112 is installed around the main deck 111 of the floating structure 110 in consideration of safety when loading and unloading the cargo.
  • a fender F for shock absorption is installed on both sides of the floating structure 110.
  • the loading and unloading of the freezing container 140 includes both the first ship to shore and the second ship to ship, and the third ship to shore and ship to ship simultaneously.
  • the first loading and unloading method is a method in which the freight vehicle 10 enters the loading and unloading station of the freezing container 140 through the connecting ramp 114 connecting the floating structure 110 and the land, The cargo ship 20 moored on the side of the floating structure 110 is used, and the third loading and unloading method is a method in which the two loading and unloading methods are simultaneously performed.
  • the method of loading and unloading using the liquefied fuel generation and distribution system is a method of recovering LNG during operation of generating electricity by using LNG as a fuel in a power generation system 120 mounted on an upper part of a floating structure 110
  • the LNG can be regenerated by using the heat generated in the process of cooling the inside of the refrigerator container 140 mounted on the upper part of the floating structure 110 and cooling the refrigerator container 140 using the heat of vaporization
  • the cargo vehicle 10 enters the loading and unloading station of the freezing container 140 through the connecting ramp 114 connecting the floating structure 110 and the land in the loading and unloading area of the freezing container 140, At least one of using a cargo ship 20 moored on the side surface of the floating structure 110 can be used.
  • a loading and unloading space 141 is formed in the first floor of the freezing container 140 and opened to the starboard side of the main deck 111 of the floating structure 110.
  • the loading and unloading space 141 is used to load and unload the cargo
  • the moving line of the freight vehicle 10 and the moving line of loading and unloading by the cargo ship 20 do not overlap each other so that the interference with the cargo arrival can be effectively prevented.
  • the liquefied gas used in the present embodiment includes not only LNG but also liquefied fuel gas such as LPG and DME.
  • the liquefied gas used in the present embodiment may be used to mean all gaseous fuels generally stored in a liquid state such as LNG or LPG, ethylene, ammonia, etc., and may not be in a liquid state by heating or pressurization. It can be expressed by gas. This means that evaporated gas can be applied as well.
  • LNG can be used to encompass both NG (natural gas), which is a liquid state, and NG, which is a supercritical state for the sake of convenience.
  • NG natural gas
  • the LNG may be used to mean not only a gas state evaporation gas but also a liquefied evaporation gas .
  • Liquefied natural gas is a liquefied natural gas extracted from a gas field and mainly composed of methane.
  • LNG When LNG is cooled or liquefied under pressure, it is reduced in volume to about 1/600, which is advantageous in terms of space efficiency.
  • LNG has a boiling point as low as about -162 ° C, so it is packed in a specially insulated tank or vessel for transportation and storage. Or less.
  • Liquefied petroleum gas is a relatively low-pressure (6 to 20 bar) gasoline that is extracted from crude oil, 7 kg / cm < 2 >). The volume is reduced to approximately 1/250 during liquefaction, which is convenient for storage and transportation. Its main constituents are propane and butane, and may contain small amounts of ethane, propylene, butylene, and the like.
  • DME Dimethyl Ether
  • the present invention instead of throwing LNG cold heat generated in a conventional LNG vaporizer into the sea through heat exchange with sea water, in the present invention, when the liquefied gas to be used as fuel is regenerated in a power generation operation in a floating power generation plant, the energy efficiency can be increased, the fuel cost can be reduced, and the environmental pollution due to the heated seawater discharged to the sea can be effectively prevented. In addition, when freezing using cold heat, the rapid freezing time can be shortened to further improve the quality of the frozen product.
  • the present invention can reuse the heat generated in the process of cooling the inside of the refrigerator container as a LNG regenerating heat source, thereby saving energy and increasing the utilization of the refrigerator container.
  • the present invention can increase the space utilization by integrating the freezing container of the steel structure on the floating power generation facility, and facilitate the movement of the goods to the land and sea by using the crane and the cargo truck.
  • the present invention also relates to a method and apparatus for loading and unloading a cargo vehicle into and out of a loading / unloading station of a freezing container through a connecting ramp connecting a floating structure and a land on a freezing container, Energy savings as well as the utilization of logistics in refrigeration containers can be further enhanced.
  • the present invention is a floating type freezing container equipped with a self-generating facility, and it is easy to install in a book area and a backward area by maximizing a moving freight freight freight from a ship and a land route.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

본 발명은 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법에 관한 것으로, 부유식 발전플랜트에서 발전 운전시, 연료로 사용할 액화가스를 재기화할 때 발생하는 기화열, 즉 냉열을 냉동 컨테이너의 냉각 열원으로 사용함으로써, 에너지 효율성을 높일 수 있고 연료비용을 절감하고, 바다로 폐기되는 가열된 해수로 인한 환경오염을 효과적으로 방지할 수 있으며, 냉동 컨테이너의 입하역에 있어 부유 구조물과 육상을 연결하는 연결램프를 통해서 화물차량이 냉동 컨테이너의 입하역장까지 진입하거나, 부유 구조물의 측면에 계류하는 화물선을 이용하여 입하역 함으로써, 냉동 컨테이너의 물류 활용도를 더욱 높일 수 있고, 냉동 컨테이너의 압축기 사용시 발생하는 소음, 진동을 없앨 수 있으며, 냉동 컨테이너를 부유식 발전설비 위에 탑재하여 일체형으로 공간 활용도를 높이고, 자가 발전설비를 갖춘 부유식 냉동 컨테이너로 선박 및 육로로부터 냉동화물 물류 이동편의를 극대화하여 도서지역 및 낙후지역에 설치가 용이하다.

Description

액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법
본 발명은 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 부유 구조물의 상부에 탑재된 발전시스템(Power generation system)에서 LNG를 연료로 사용하여 전기(Electricity)를 생성하는 운전 중 LNG를 재기화할 때 발생하는 기화열(Evaporation heat)을 활용하여, 부유 구조물의 상부에 탑재된 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키고, 그 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키는 과정에서 발생하는 온열을 LNG 재기화 열원으로 다시 활용할 수 있도록 구성하며, 더 나아가 냉동 컨테이너의 입하역에 있어 부유 구조물과 육상을 연결하는 연결램프를 통해서 화물차량이 냉동 컨테이너의 입하역장까지 진입하거나, 부유 구조물의 측면에 계류하는 화물선을 이용함으로써, 발전시스템 운전중 폐기되는 에너지를 재활용하여 에너지를 절감함은 물론 냉동 컨테이너의 물류 활용도를 높일 수 있는 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법에 관한 것이다.
최근에는 친환경적인 발전(Electricity production)에 대한 요구로 천연가스를 이용한 발전에 대한 관심이 증가하고 있다.
특히, 폐열을 회수하여 스팀 터빈을 구동하는 복합화력발전 기술이 등장함에 따라 가스 발전의 효율 증대와 가스 가격의 하락 안정에 따른 가스 발전 수요가 점점 커지고 있는 실정이다.
전력공급이 원활하지 않은 신흥 개발국 등에서 가스 발전에 대한 관심이 높아지고 있는데, 가스 발전은 그 특성상 육지에 가스 저장소 등과 같은 가스 인프라가 구비되어야 발전이 가능하기 때문에 개발에 많은 제한이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, FSRU(Floating Storage Re-gasfication Unit)라는 부유식 해상 가스 저장 재기화 설비 선이 등장하게 되었으며, 이러한 해상 가스 저장 재기화 설비 선을 이용하여 육지의 발전소에 가스를 공급하게 되었다.
그러나 이와 같은 FSRU를 이용한 육지에서의 발전(Electricity production)은 해상에서의 FSRU 설치와 육지에 발전소를 건설해야 하는 이중적인 부담을 초래한다. 즉, FSRU 뿐만아니라, 육상 발전소 건설에 따른 장소 확보와 건설비 소요를 가져오는 단점이 있다. 특히, 육상 발전소 건설에 많은 시간이 소요됨으로써, 전력 공급을 단시간 내에 수행하는 것이 어렵다.
따라서 전술한 방법 이외에 해상에서 가스 저장소를 구비하면서 폐열을 이용하여 전력을 생산할 수 있는 새롭고 진보된 타입의 부유식 가스복합 발전플랜트(Floating and Storage Power Plant, FSPP)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
한편, 선박에는 농산물, 수산물, 육류 등을 냉장 및 냉동 보관하는 냉동 컨테이너를 구비한다.
냉동 컨테이너(Refrigerated containers)는 컨테이너 선박에서 냉동 및 냉장 화물 등 운송 중에 일정한 온도를 유지해야 하는 화물 등을 수송하기 위해 사용되는 것으로서, 냉동 컨테이너는 단열 구조로 이루어지며, 내부의 온도를 -30℃ ~ 30℃로 유지할 수 있는 냉동시스템을 갖추고, 수송 중 냉각을 지속하기 위해서 별도의 전원을 지속적으로 공급한다.
이와 같은 냉동시스템은, 컴프레서(Compressor)에서 압축된 냉매가 각 부분을 걸쳐 컨테이너 박스로 냉기를 공급하며, 선박의 거주구의 냉방을 위해서는 별도의 에어컨 시스템(Air-conditioning system)을 각 거주구에 설치하여 냉기를 공급하게 된다. 이때, 냉동 컨테이너는 냉매를 소정의 경로, 즉 압축, 응축, 팽창, 증발을 순차적으로 진행하는 과정에서, 냉기를 발생시키는 냉동 사이클을 이용하게 된다.
이와 같은 냉동 사이클의 구성을 간단히 설명하면, 냉매를 압축하여 고온고압의 액체 상태로 토출하는 압축기와, 압축된 냉매를 외기와 열 교환(열 방출)하여 상온 고압의 상태로 변화시키는 응축유닛과, 응축된 냉매를 단열팽창하여 저온 저압의 기체 상태로 상 변화시키는 팽창밸브와, 저온 저압의 기체상태 냉매를 외기와 열 교환하여 상온 저압의 상태에서 다시 압축기로 송출하는 증발유닛으로 구성된다.
그러나 종래의 컨테이너 선박의 냉동시스템은, 냉동 컨테이너 자체에 부착되어 있는 냉동기에 많은 전력을 공급해야 함으로써, 별도의 추가 발전기를 설치해야 하는 문제가 있고, 발전기의 추가 설치로 인한 비용부담과 유류비 부담이 발생하는 문제가 있다.
또한, 종래의 냉동시스템은 중유(HFO)로 운행하는 발전기를 사용하게 되는데, 이로 인해서 SOx, NOx, CO 2 및 미세 먼지 등의 오염물질을 배출하여 환경오염을 초래하는 문제가 있다.
또한, 종래의 컨테이너 선박은, 컨테이너 자체에 냉동기 등의 복잡한 기계설비가 설치됨으로써, 컨테이너 입하역 중 냉동 컨테이너 손상 위험성이 높아 많은 유지/보수 비용이 과다하게 소모되는 문제가 있다.
또한, 종래의 LNG 연료 추진 컨테이너 선박의 경우는, 연료 탱크에서 자연 발생하는 증발가스(BOG)의 초저온 에너지를 별도의 프로세스 없이, 엔진이나 보일러의 연료로 곧바로 소모함으로써, 에너지 효율성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 종래의 냉동시스템은 냉매를 냉동기를 통과시켜 강제 압축 및 팽창시키는 과정에서 냉매 누설 위험이 있고, 누설된 냉매는 지구 오존층을 파괴하는 물질로서 지구 온난화 문제를 야기시키는 문제가 있다.
일반적으로 LNG 재기화 장치에서 액화천연가스(LNG)를 연료가스로 재기화하는 방법으로는 해수(海水)를 이용하는 방법이나, 글리콜 워터 등의 열 매개 유체를 사용하는 방법 등이 사용될 수 있다.
글리콜 워터 등의 열 매개 유체를 사용하는 경우, LNG의 냉열에 의해 냉각된 글리콜 워터는 해수와 열 교환하여 가열되고, 열교환에 의해 가열된 해수는 바다로 배출되어 환경오염을 초래하는 문제가 있다.
또한, LNG 재기화 장치에서 기화기를 운영하기 위하여 막대한 양의 물(글리콜 워터)이 필요하며, 이러한 많은 양의 물을 공급하기 위한 펌프가 필요하여 막대한 전력 소모가 발생한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, LNG가 기화될 때에 버려지는 기화열(Evaporation heat)을 활용하여 부유 구조물 상부에 탑재된 냉동 컨테이너 내부를 냉각함으로써, 폐기되는 에너지를 재활용하여 에너지를 절감함은 물론 연료비용을 절감하며, 바다로 폐기되는 가열된 해수로 인한 환경오염을 효과적으로 방지할 수 있는 친환경적인 기술을 제공함에 그 목적이 있다.
더 나아가, 본 발명은 냉동 컨테이너의 입하역에 있어 부유 구조물과 육상을 연결하는 연결램프를 통해서 화물차량이 냉동 컨테이너의 입하역장까지 진입하거나, 부유 구조물의 측면에 계류하는 화물선을 이용하여 입하역 하도록 함으로써, 화물 입하역을 손쉽게 하며, 화물차량의 동선과 화물선에 의한 입하역 동선이 겹치지 않게 되어 화물 입하역에 간섭을 효과적으로 방지할 수 있고, 냉동 컨테이너의 물류 활용도를 높일 수 있는 기술을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법을 제공한다.
우선, 본 발명의 액화연료 발전 및 물류 시스템은 부유 구조물; 상기 부유 구조물의 상부에 탑재되며, LNG를 연료로 사용하여 전기를 생성하는 발전시스템; LNG를 재기화하여 상기 발전시스템에 공급하기 위한 연료 공급 부; 상기 부유 구조물의 상부에 탑재되는 냉동 컨테이너; 및 상기 연료 공급 부에서 LNG를 재기화할 때 발생하는 기화열을 열원으로 하여 상기 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키고, 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키는 과정에서 발생하는 온열을 열원으로 하여 LNG를 재기화할 수 있도록 열 교환하는 열교환 유닛; 을 포함한다.
본 발명의 액화연료 발전 및 물류 시스템에서, 냉동 컨테이너의 입하역은, 상기 부유 구조물과 육상을 연결하는 연결램프(connection ramp)를 통해서 화물차량이 상기 냉동 컨테이너의 입하역장까지 진입하는 구성이거나, 상기 부유 구조물의 현에 계류하는 화물선을 이용하여 입하역을 진행하는 구성중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.
상기 냉동 컨테이너는 경량의 철재로 제작되고, 단열시공 후 상기 부유 구조물의 상부에 탑재되는 구성일 수 있다.
상기 냉동 컨테이너는 1층에 입하역 공간 부가 형성되고, 상기 입하역 공간 부는 화물차량의 동선과 상기 부유 구조물의 현에 계류하는 화물선을 고려하여 상기 부유 구조물의 메인 데크 우현 측으로 개방된 구성일 수 있다.
상기 부유 구조물의 메인 데크 둘레에는 화물 입하역 시, 안전을 고려하여 핸드 레일이 설치되는 것이 바람직하다.
상기 연료 공급 부는 재기화 고압펌프와 고압 기화기를 포함한다.
상기 열교환 유닛은 냉열의 냉매가 흐르는 제1 냉매 순환라인; 온열의 냉매가 흐르는 제2 냉매 순환라인; 냉매를 강제 순환시키는 냉매펌프; 및 상기 냉동 컨테이너에 설치되어 열 교환하는 열교환기; 를 포함한다.
상기 냉매는 R-404A 또는 R-717(암모니아) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 발전시스템은, 공급되는 가스를 연료로 사용하여 발전(發電)하는 가스터빈; 상기 가스터빈에서 나온 고온의 연소가스의 폐열을 회수하여 증기를 발생시키는 증기 발생기; 상기 증기 발생기에서 나온 증기를 이용하여 발전하는 증기터빈; 상기 증기터빈에서 나온 증기를 응축시키는 응축기; 및 상기 응축기에서 나온 유체를 펌핑하는 펌프; 를 포함한다.
상기 발전시스템은 DF(Dual Fuel) 엔진을 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 액화 연료 발전 및 물류 시스템을 이용한 입하역 방법은 부유 구조물의 상부에 탑재된 발전시스템에서 LNG를 연료로 사용하여 전기를 생성하는 운전 중 LNG를 재기화할 때 발생하는 기화열을 이용하여, 상기 부유 구조물의 상부에 탑재된 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키고, 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키는 과정에서 발생하는 온열을 이용하여 LNG를 재기화할 수 있도록 열 교환하되,
상기 냉동 컨테이너의 입하역에 있어 상기 부유 구조물과 육상을 연결하는 연결램프를 통해서 화물차량이 상기 냉동 컨테이너의 입하역장까지 진입하거나,
상기 부유 구조물의 측면에 계류하는 화물선을 이용하여 입하역 하는 것 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 냉동 컨테이너의 1층에는 상기 부유 구조물의 메인 데크 우현 측으로 개방된 구성된 입하역 공간 부가 형성되어, 상기 화물차량의 동선과 상기 화물선에 의한 입하역 간섭을 방지한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 종래 LNG 기화기(Vaporizer)에서 발생하는 LNG 냉열을 해수와 열교환을 통해서 바다로 버리는 대신에, 본 발명에서는 부유식 발전플랜트에서 발전 운전시, 연료로 사용할 액화가스를 재기화할 때 발생하는 기화열, 즉 냉열을 냉동 컨테이너의 냉각 열원으로 사용함으로써, 에너지 효율성을 높일 수 있고 연료비용을 절감하고, 바다로 폐기되는 가열된 해수로 인한 환경오염을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 냉열 활용 동결 시, 급속 동결시간을 줄여서 동결 제품의 품질을 더욱 높일 수 있다.
더 나아가, 본 발명은 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키는 과정에서 발생하는 온열을 LNG 재기화 열원으로 다시 사용할 수 있도록 하여 에너지 절감은 물론 냉동 컨테이너의 활용도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에서는 기존과는 달리 냉동 컨테이너의 압축기 사용시 발생하는 소음, 진동을 없앨 수 있다.
즉, 종래 냉동 컨테이너의 냉동 사이클은 압축기가 필요하고, 압축기 작동시 소음이 발생하며, 상당량의 전력이 소모되는 문제가 있지만, 본 발명에서는 기화열을 냉동 컨테이너의 냉각 열원으로 사용함으로써, 압축기가 필요 없고 소음도 전혀 발생하지 않으며, 에너지 절감은 물론 냉동 컨테이너에 냉동 사이클 관련 장치가 불필요하므로 제작비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 철 구조물의 냉동 컨테이너를 부유식 발전설비 위에 탑재하여 일체형으로 공간 활용도를 높이고, 크레인 및 화물 트럭을 이용하여 육상, 해상으로의 물류 이동을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 냉동 컨테이너의 입하역에 있어 부유 구조물과 육상을 연결하는 연결램프를 통해서 화물차량이 냉동 컨테이너의 입하역장까지 진입하거나, 부유 구조물의 측면에 계류하는 화물선을 이용하여 입하역 함으로써, 에너지 절감은 물론 냉동 컨테이너의 물류 활용도를 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 자가 발전설비를 갖춘 부유식 냉동 컨테이너로 선박 및 육로로부터 냉동화물 물류 이동 편의를 극대화하여 도서지역 및 낙후지역에 설치가 용이하다.
도 1은 본 발명에 따른 액화연료 발전 및 물류 시스템에서 열교환 운전을 설명하는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 액화연료 발전 및 물류 시스템을 도시한 사시도
도 3은 본 발명에 따른 액화연료 발전 및 물류 시스템을 도시한 정면도
주지하는 바와 같이, LNG의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃보다 약간만 높아도 증발하는 특성이 있다.
선박 운항 중에 LNG 탱크로 외부의 열이 전달되므로, LNG 탱크 내에서는 LNG가 기화하여 증발가스(BOG)가 지속적으로 발생한다.
LNG 탱크의 상부에는 연료 공급라인이 연결되어, LNG 탱크 내에서 발생하는 증발가스는 컴프레서에서 압축된 후, 발전시스템으로 공급된다.
통상, LNG 탱크에서 발생하는 증발가스만으로는 발전시스템에서 필요한 연료가스의 양에 부족하므로, 부족한 연료가스를 보충하기 위해 LNG 탱크에서 LNG를 빼내어서 기화기에서 기화시켜, 컴프레서에 의해 압축한 후, 발전시스템으로 공급하게 된다.
기화기는 연료 공급 부에 배치되어, 액화가스를 기화시키는 역할을 한다. 기화기에서는 액화가스를 기화시키기 위한 열원이 필요하게 된다.
종래에는 액화가스의 기화 열원으로 해수(海水)를 사용하지만, 액화가스와 열교환에 의해 차가워진 해수가 바다로 그대로 배출될 경우, 주위의 해수와의 온도차에 의해 해양 생태계를 파괴하는 원인이 되어 심각한 환경문제를 초래한다.
또한, 해수가 그냥 바다로 배출될 경우, 액화가스와 열 교환되는 과정에서 흡수된 냉열 에너지가 필요한 곳에 사용되지 못하고, 바다로 버려지는 결과가 된다. 그리고 기화기 내의 결빙 방지를 위해 열원으로 글리콜 수용액(glycol water)을 사용하는 경우에도, 액화가스와 열교환에 의해 차가워진 글리콜 수용액의 온도를 높이기 위해 통상적으로 해수가 사용되며, 이 경우에도 위와 같은 결과를 초래한다.
따라서, 본 실시 예에서는 부유 구조물의 상부에 탑재된 발전시스템에서 LNG를 연료로 사용하여 전기를 생성하는 운전 중 LNG를 재기화할 때 발생하는 기화열을 활용하여, 부유 구조물의 상부에 탑재된 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키고, 더 나아가 냉동 컨테이너를 냉각시키는 과정에서 발생하는 온열을 활용하여 LNG를 재기화할 수 있도록 열 교환함으로써, 연료비용을 절감하고, 바다로 폐기되는 가열된 해수로 인한 환경오염을 효과적으로 방지할 수 있다.
참고로, 종래 냉동 컨테이너는 내부의 온도를 약 -30℃~30℃로 유지할 수 있수 있지만, 본 발명에서는 기화열(냉열)을 이용하기 때문에 본 발명의 냉동 컨테이너의 경우 내부 온도를 약 -60℃~10℃로 유지할 수 있어 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 액화연료 발전 및 물류 시스템은 냉동 컨테이너가 탑재된 부유식 발전선으로서, 부유 구조물(110); 부유 구조물(110)의 상부에 탑재되며, LNG를 연료로 사용하여 전기를 생성하는 발전시스템(120); LNG를 재기화하여 발전시스템(120)에 공급하기 위한 연료 공급 부(130); 부유 구조물(110)의 상부에 탑재되는 냉동 컨테이너(140); 및 연료 공급 부(130)에서 LNG를 재기화할 때 발생하는 기화열을 열원으로 하여 냉동 컨테이너(140) 내부를 냉각시키고, 냉동 컨테이너(140)를 냉각시키는 과정에서 발생하는 온열을 열원으로 하여 LNG를 재기화할 수 있도록 열 교환하는 열교환 유닛(150)을 포함한다.
본 실시 예에서 사용하는 발전시스템(120)은 가스 터빈이나 DF(Dual Fuel) 엔진을 포함한다.
발전시스템(120)은, 도면에 도시하지는 않았으나, 공급되는 가스를 연료로 사용하여 발전(Electricity production)하는 가스터빈; 가스터빈에서 나온 고온의 연소가스의 폐열을 회수하여 증기를 발생시키는 증기 발생기; 증기 발생기에서 나온 증기를 이용하여 발전하는 증기터빈; 증기터빈에서 나온 증기를 응축시키는 응축기; 및 응축기에서 나온 유체를 펌핑하는 펌프를 포함할 수 있다.
연료 공급 부(130)는 재기화 고압펌프(131)와 고압 기화기(132)를 포함할 수 있다.
열교환 유닛(150)은 냉열의 냉매가 흐르는 제1 냉매 순환라인(151); 온열의 냉매가 흐르는 제2 냉매 순환라인(152); 냉매를 강제 순환시키는 냉매펌프(153); 및 냉동 컨테이너(140)에 설치되어 열 교환하는 열교환기(154)를 포함한다.
더 나아가, 열교환 유닛(150)은 냉매 흐름을 제어하는 밸브 등을 포함할 수 있으나 이에 대하여는 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 본 실시 예에서 사용하는 냉매는 R-404A 또는 R-717(암모니아) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으나, 이에 국한되지는 않는다.
또한, 냉동 컨테이너(140)는 경량의 철재로 제작되고, 단열시공 후 부유 구조물(110)의 상부에 탑재되는 구성일 수 있다. 냉동 컨테이너(140) 루프에는 냉각수 탱크(140a) 등이 설치될 수 있다.
본 실시 예에서 냉동 컨테이너(140)는 4층을 예시하고 있으나, 이에 국한되지는 않으며, 부유 구조물의 규모나 사이즈 또는 필요한 냉동용량에 따라 다양하게 변경할 수 있다.
냉동 컨테이너(140)는 1층에 입하역 공간 부(141)가 형성되고, 2층에는 차양막(혹은 차단막)(142)이 설치될 수 있으며, 차양막(142)은 유압 실린더(143)에 의해서 접히거나 펼쳐질 수 있도록 구성될 수 있다.
차양막(142)은 햇빛을 가리는 차단막뿐만 아니라 눈비를 막아주어 입하역이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
입하역 공간 부(141)는 화물차량(10)의 동선과 부유 구조물(110)의 현에 계류 혹은 접안하는 화물선(20)을 고려하여 부유 구조물(110)의 메인 데크(111) 우현 측으로 개방된 구성일 수 있다.
부유 구조물(110)의 메인 데크(111)에는 해상 크레인(115)이 설치될 수 있다.
부유 구조물(110)의 메인 데크(111) 둘레에는 화물 입하역 시, 안전을 고려하여 핸드 레일(112)이 설치되는 것이 바람직하다.
부유 구조물(110)의 양측에는 충격흡수를 위한 펜더(F)가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 예에서, 냉동 컨테이너(140)의 입하역은, 첫째 ship to shore과 둘째 ship to ship, 셋째 ship to shore과 ship to ship을 동시에 하는 방식을 모두 포함한다.
다시 말해서, 첫째 입하역 방식은 부유 구조물(110)과 육상을 연결하는 연결램프(114)를 통해서 화물차량(10)이 냉동 컨테이너(140)의 입하역장까지 진입하는 방식이고, 둘째 입하역 방식은 부유 구조물(110)의 측면에 계류하는 화물선(20)을 이용하는 방식이며, 셋째 입하역 방식은 위 두 입하역 방식을 동시에 진행하는 방식이다.
한편, 본 발명에 따른 액화 연료 발전 및 물류 시스템을 이용한 입하역 방법은, 부유 구조물(110)의 상부에 탑재된 발전시스템(120)에서 LNG를 연료로 사용하여 전기를 생성하는 운전 중 LNG를 재기화할 때 발생하는 기화열을 이용하여, 부유 구조물(110)의 상부에 탑재된 냉동 컨테이너(140) 내부를 냉각시키고, 냉동 컨테이너(140)를 냉각시키는 과정에서 발생하는 온열을 이용하여 LNG를 재기화할 수 있도록 열 교환하되, 냉동 컨테이너(140)의 입하역에 있어 부유 구조물(110)과 육상을 연결하는 연결램프(114)를 통해서 화물차량(10)이 냉동 컨테이너(140)의 입하역장까지 진입하거나, 부유 구조물(110)의 측면에 계류하는 화물선(20)을 이용하는 것 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
냉동 컨테이너(140)의 1층에는 부유 구조물(110)의 메인 데크(111) 우현 측으로 개방된 구성된 입하역 공간 부(141)가 형성되고 그 입하역 공간 부(141)를 활용하여 화물 입하역을 손쉽게 하며, 화물차량(10)의 동선과 화물선(20)에 의한 입하역 동선이 겹치지 않게 되어, 화물 입하역시 발생할 수 있는 간섭을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서 사용하는 액화가스는 LNG 뿐만 아니라, LPG, DME 등 액화되어 저장되는 연료가스를 모두 포함한다.
본 실시 예에서 사용하는 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다. 이는, 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다.
또한, LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas)뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발가스는 기체상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
액화천연가스(Liquefied Natural Gas:LNG)는 가스전에서 채취한 천연가스를 액화시킨 것으로 메탄을 주성분으로 한다. LNG는 온도를 낮추거나 압력을 가해 액화시키면 부피가 대략 1/600로 줄어들어 공간 효율상 유리하지만, 비점이 대략 -162℃로 낮아 운송, 저장시에는 특수하게 단열 구성된 탱크나 용기에 충전하여 온도를 비점 이하로 유지시켜 주어야 한다.
액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas:LPG)는 유전에서 원유를 채취하거나 원유 정제시 나오는 중탄화수소(탄소 원자가 2개 이상) 성분, 혹은 천연가스 채취시 함께 채취되는 중탄화수소 성분을 비교적 낮은 압력(6~7kg/㎠)을 가하여 냉각, 액화시킨 것이다. 액화 시 부피가 대략 1/250로 줄어들어 저장과 운송에 편리하며, 주성분은 프로판과 부탄이고, 소량의 에탄, 프로필렌, 부틸렌 등이 포함될 수 있다.
디메틸에테르(Dimethyl Ether:DME)는 에테르의 일종으로 LPG보다 인화성이 낮고 무독성이며, 산소 함유율이 높기 때문에 연소시 매연 발생이 적어 환경 부하가 적은 특징이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 종래 LNG 기화기(Vaporizer)에서 발생하는 LNG 냉열을 해수와 열교환을 통해서 바다로 버리는 대신에, 본 발명에서는 부유식 발전플랜트에서 발전 운전시, 연료로 사용할 액화가스를 재기화할 때 발생하는 기화열, 즉 냉열을 냉동 컨테이너의 냉각 열원으로 사용함으로써, 에너지 효율성을 높일 수 있고 연료비용을 절감하고, 바다로 폐기되는 가열된 해수로 인한 환경오염을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 냉열 활용 동결 시, 급속 동결시간을 줄여서 동결 제품의 품질을 더욱 높일 수 있다.
더 나아가, 본 발명은 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키는 과정에서 발생하는 온열을 LNG 재기화 열원으로 다시 사용할 수 있도록 하여 에너지 절감은 물론 냉동 컨테이너의 활용도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에서는 기존과는 달리 냉동 컨테이너의 압축기 사용시 발생하는 소음, 진동을 없앨 수 있다.
즉, 종래 냉동 컨테이너의 냉동 사이클은 압축기가 필요하고, 압축기 작동시 소음이 발생하며, 상당량의 전력이 소모되는 문제가 있지만, 본 발명에서는 기화열을 냉동 컨테이너의 냉각 열원으로 사용함으로써, 압축기가 필요 없고 소음도 전혀 발생하지 않으며, 에너지 절감은 물론 냉동 컨테이너에 냉동 사이클 관련 장치가 불필요하므로 제작비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 철 구조물의 냉동 컨테이너를 부유식 발전설비 위에 탑재하여 일체형으로 공간 활용도를 높이고, 크레인 및 화물 트럭을 이용하여 육상, 해상으로의 물류 이동을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 냉동 컨테이너의 입하역에 있어 부유 구조물과 육상을 연결하는 연결램프를 통해서 화물차량이 냉동 컨테이너의 입하역장까지 진입하거나, 부유 구조물의 측면에 계류하는 화물선을 이용하여 입하역 함으로써, 에너지 절감은 물론 냉동 컨테이너의 물류 활용도를 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 자가 발전설비를 갖춘 부유식 냉동 컨테이너로 선박 및 육로로부터 냉동화물 물류 이동 편의를 극대화하여 도서지역 및 낙후지역에 설치가 용이하다.

Claims (13)

  1. 부유 구조물;
    상기 부유 구조물의 상부에 탑재되며, LNG를 연료로 사용하여 전기를 생성하는 발전시스템;
    LNG를 재기화하여 상기 발전시스템에 공급하기 위한 연료 공급 부;
    상기 부유 구조물의 상부에 탑재되는 냉동 컨테이너; 및
    상기 연료 공급 부에서 LNG를 재기화할 때 발생하는 기화열을 열원으로 하여 상기 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키고, 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키는 과정에서 발생하는 온열을 열원으로 하여 LNG를 재기화할 수 있도록 열 교환하는 열교환 유닛; 을 포함하는 액화연료 발전 및 물류 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉동 컨테이너의 입하역에 있어 상기 부유 구조물과 육상을 연결하는 연결램프를 통해서 화물차량이 상기 냉동 컨테이너의 입하역장까지 진입하는 구성이거나,
    상기 부유 구조물의 현에 계류하는 화물선을 이용하여 입하역을 진행하는 구성중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화연료 발전 및 물류 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉동 컨테이너는 경량의 철재로 제작되고, 단열시공 후 상기 부유 구조물의 상부에 탑재되는 구성인 것을 특징으로 하는 액화연료 발전 및 물류 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉동 컨테이너는 1층에 입하역 공간 부가 형성되고,
    상기 입하역 공간 부는 화물차량의 동선과 상기 부유 구조물의 현에 계류하는 화물선을 고려하여 상기 부유 구조물의 메인 데크 우현 측으로 개방된 구성인 것을 특징으로 하는 액화연료 발전 및 물류 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유 구조물의 메인 데크 둘레에는 화물 입하역 시, 안전을 고려하여 핸드 레일이 설치되는 것을 특징으로 하는 액화연료 발전 및 물류 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료 공급 부는 재기화 고압펌프와 고압 기화기를 포함하는 액화연료 발전 및 물류 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환 유닛은
    냉열의 냉매가 흐르는 제1 냉매 순환라인;
    온열의 냉매가 흐르는 제2 냉매 순환라인;
    냉매를 강제 순환시키는 냉매 펌프; 및
    상기 냉동 컨테이너에 설치되어 열 교환하는 열교환기; 를 포함하는 액화연료 발전 및 물류 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 냉매는 R-404A 또는 R-717 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화연료 발전 및 물류 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 발전시스템은,
    공급되는 가스를 연료로 사용하여 발전(發電)하는 가스터빈;
    상기 가스터빈에서 나온 고온의 연소가스의 폐열을 회수하여 증기를 발생시키는 증기 발생기;
    상기 증기 발생기에서 나온 증기를 이용하여 발전(發電)하는 증기터빈;
    상기 증기터빈에서 나온 증기를 응축시키는 응축기; 및
    상기 응축기에서 나온 유체를 펌핑하는 펌프; 를 포함하는 액화연료 발전 및 물류 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 발전시스템은 DF(Dual Fuel) 엔진을 포함하는 액화연료 발전 및 물류 시스템.
  11. 부유 구조물의 상부에 탑재된 발전시스템;
    상기 부유 구조물의 상부에 탑재되며, 상기 발전시스템에서 LNG를 연료로 사용하여 전기를 생성하는 운전 중 LNG를 재기화할 때 발생하는 기화열을 이용하여 냉각시킬 수 있는 냉동 컨테이너; 및
    상기 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키고, 상기 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키는 과정에서 발생하는 온열을 이용하여 LNG를 재기화할 수 있는 열교환 유닛; 을 포함하는 액화연료 발전 및 물류 시스템.
  12. 부유 구조물의 상부에 탑재된 발전시스템에서 LNG를 연료로 사용하여 전기를 생성하는 운전 중 LNG를 재기화할 때 발생하는 기화열을 이용하여, 상기 부유 구조물의 상부에 탑재된 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키고, 상기 냉동 컨테이너 내부를 냉각시키는 과정에서 발생하는 온열을 이용하여 LNG를 재기화할 수 있도록 열 교환하되,
    상기 냉동 컨테이너의 입하역에 있어 상기 부유 구조물과 육상을 연결하는 연결램프를 통해서 화물차량이 상기 냉동 컨테이너의 입하역장까지 진입하거나,
    상기 부유 구조물의 측면에 계류하는 화물선을 이용하여 입하역 하는 것 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 액화 연료 발전 및 물류 시스템을 이용한 입하역 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 화물차량의 동선과 상기 화물선에 의한 입하역 간섭을 방지하기 위하여 상기 냉동 컨테이너의 1층에 상기 부유 구조물의 메인 데크 우현 측으로 개방된 구성된 입하역 공간 부가 형성되는 것을 특징으로 하는 액화 연료 발전 및 물류 시스템을 이용한 입하역 방법.
PCT/KR2018/008271 2017-11-17 2018-07-23 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법 WO2019098490A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880074095.8A CN111433121A (zh) 2017-11-17 2018-07-23 液体燃料发电和配送系统以及使用系统的装载/卸载方法
SG11202004538XA SG11202004538XA (en) 2017-11-17 2018-07-23 Liquid fuel power generation and distribution system, and loading/unloading method using system
JP2020527038A JP7011713B2 (ja) 2017-11-17 2018-07-23 液化燃料発電及び物流システム、並びにそのシステムを利用した荷役方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0154000 2017-11-17
KR1020170154000A KR20190056737A (ko) 2017-11-17 2017-11-17 부유식 발전플랜트의 액화가스 기화열을 이용한 냉동 컨테이너 냉각시스템, 냉각방법, 및 그 냉동 컨테이너 냉각시스템을 구비하는 부유식 발전플랜트
KR1020180064113A KR102333067B1 (ko) 2018-06-04 2018-06-04 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법
KR10-2018-0064113 2018-06-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019098490A1 true WO2019098490A1 (ko) 2019-05-23

Family

ID=66539003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/008271 WO2019098490A1 (ko) 2017-11-17 2018-07-23 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7011713B2 (ko)
CN (1) CN111433121A (ko)
SG (1) SG11202004538XA (ko)
WO (1) WO2019098490A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110239670A (zh) * 2019-06-11 2019-09-17 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 登船系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112272049B (zh) * 2020-11-09 2024-07-09 中海油能源发展股份有限公司 一种用于fsru的船岸连接系统及其货物紧急切断方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120050785A (ko) * 2010-11-11 2012-05-21 삼성중공업 주식회사 부유식 구조물
KR20120070670A (ko) * 2010-12-22 2012-07-02 삼성중공업 주식회사 부유식 구조물
KR20160046144A (ko) * 2014-10-20 2016-04-28 대우조선해양 주식회사 부유 저장식 발전플랜트 및 그 부유 저장식 발전플랜트의 냉각 가열 운전방법
US20160281930A1 (en) * 2009-06-30 2016-09-29 Wartsila Oil & Gas Systems As Method and system for storage and transport of liquefied petroleum gases
KR20170068188A (ko) * 2015-12-09 2017-06-19 대우조선해양 주식회사 열매체 열교환 장치를 구비한 해상 부유물 및 그러한 해상 부유물의 열매체 열교환 방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5332588A (en) * 1976-09-04 1978-03-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ship for manufacturing spiral steel pipes
JPH0310985A (ja) * 1989-06-06 1991-01-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 洋上倉庫における床の構造
JP2002068078A (ja) * 2000-08-25 2002-03-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 浮体構造物
JP2004330831A (ja) * 2003-05-02 2004-11-25 Nobuhiko Hatakeyama 冷凍保存手段を備える船舶
JP2006213229A (ja) * 2005-02-04 2006-08-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 船舶
JP5049889B2 (ja) * 2008-06-10 2012-10-17 日立アプライアンス株式会社 冷凍装置
KR101210916B1 (ko) * 2009-10-16 2012-12-11 대우조선해양 주식회사 가스연료용 연료탱크를 가지는 부유식 구조물
KR101567856B1 (ko) * 2010-05-20 2015-11-11 대우조선해양 주식회사 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선
US9903231B2 (en) * 2011-12-14 2018-02-27 General Electric Company System and method for warming up a steam turbine
WO2013099309A1 (ja) * 2011-12-26 2013-07-04 株式会社未来技術研究所 気泡除去装置、室外熱交換装置及び冷凍空調システム
DE102012209701A1 (de) * 2012-06-11 2013-12-12 Siemens Aktiengesellschaft Schwimmfähiger Umschlagplatz
JP2015025415A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 三菱日立パワーシステムズ株式会社 高湿分空気利用ガスタービンシステム
KR101739459B1 (ko) * 2013-11-06 2017-05-25 대우조선해양 주식회사 컨테이너선을 이용한 발전 플랜트
EP3095685B1 (en) * 2014-01-07 2018-10-17 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Apparatus and method for supplying fuel gas in ship

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160281930A1 (en) * 2009-06-30 2016-09-29 Wartsila Oil & Gas Systems As Method and system for storage and transport of liquefied petroleum gases
KR20120050785A (ko) * 2010-11-11 2012-05-21 삼성중공업 주식회사 부유식 구조물
KR20120070670A (ko) * 2010-12-22 2012-07-02 삼성중공업 주식회사 부유식 구조물
KR20160046144A (ko) * 2014-10-20 2016-04-28 대우조선해양 주식회사 부유 저장식 발전플랜트 및 그 부유 저장식 발전플랜트의 냉각 가열 운전방법
KR20170068188A (ko) * 2015-12-09 2017-06-19 대우조선해양 주식회사 열매체 열교환 장치를 구비한 해상 부유물 및 그러한 해상 부유물의 열매체 열교환 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110239670A (zh) * 2019-06-11 2019-09-17 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 登船系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP7011713B2 (ja) 2022-01-27
SG11202004538XA (en) 2020-06-29
CN111433121A (zh) 2020-07-17
JP2021502924A (ja) 2021-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2597930C1 (ru) Система обработки сжиженного газа для судна
US10518859B2 (en) System and method for treating boil-off gas in ship
US9447751B2 (en) Hybrid fuel supply system and method for engine of vessel
CN106029491A (zh) 蒸发气体处理系统
JP2016507705A (ja) 船舶の液化ガス処理システム
JP2016173184A5 (ko)
KR20140138018A (ko) 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템 및 방법
WO2019098490A1 (ko) 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법
KR20100111363A (ko) 가스연료를 엔진에 공급하기 위한 장치 및 방법
KR102351599B1 (ko) 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법
KR102333067B1 (ko) 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법
KR20190041872A (ko) 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박
KR102512996B1 (ko) 액화수소 증발가스 제어 시스템 및 방법
WO2022244941A1 (ko) 전력 절감형 액화가스 연료 선박 및 상기 액화가스 연료 선박의 증발가스 처리 방법
KR20240050697A (ko) 희귀가스 생산 시스템 및 이를 포함하는 액화수소 인수기지
KR20190041870A (ko) 액화가스연료 공급시스템의 열매체를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18877867

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020527038

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18877867

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1