KR100681544B1

KR100681544B1 - 액화천연가스 운반선용 카고 시스템의 기화기

Info

Publication number: KR100681544B1
Application number: KR1020050100567A
Authority: KR
Inventors: 권순빈; 김남수; 안영주
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2007-02-09

Abstract

본 발명은 액화천연가스(LNG) 운반선용 카고 시스템의 기화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액화천연가스 운반선용 카고 시스템에 적용되는 기화기 및 강제 기화기를 일체화하여 카고 시스템의 전체적인 구성을 단순화할 수 있는 액화천연가스 운반선용 카고 시스템의 기화기에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 액화천연가스 운반선의 카고 시스템을 단순화함과 아울러 카고 시스템의 부피를 절감하여 액화천연가스 운반선의 제작 비용과 설치공간을 절감할 수 있는 액화천연가스 운반선용 카고 시스템의 기화기를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 제1격판(1)에 의해 제1, 2, 3챔버(2, 3, 4)로 분할됨과 아울러 제1, 2챔버(2, 3)가 제2격판(5)에 의해 수평 방향으로 분할되어 기화챔버(6) 및 강제기화챔버(7)를 형성하는 쉘(8)과, 상기한 제3챔버(4)에 설치됨과 아울러 각각 기화챔버(6) 및 강제기화챔버(7)에 연통되어 열교환을 하는 제1, 2증발 튜브(9, 10)와, 상기한 기화챔버(6) 및 강제기화챔버(7)에 액화천연가스를 공급하도록 설치된 제1, 2공급 밸브(11, 12)와, 상기한 기화챔버(6) 및 강제기화챔버(7)에서 액화된 천연 가스를 배출하도록 각각 설치된 제1, 2배출밸브(13, 14)와, 상기한 기화챔버(6) 및 강제기화챔버(7)의 압력을 균등하게 하도록 설치된 이퀄라이징밸브(15)와, 상기한 제3챔버(4)에 고온, 고압의 증기를 공급하도록 설치된 스팀 입구(17)와, 상기한 제1, 2증발 튜브(9, 10)에 의해 열교환되면서 응축된 증기가 배출되도록 설치된 응축 출구(18)구성함을 특징으로 한다.

LNG 운반선용 카고 시스템, LNG기화기, 강제기화기, 액화천연가스

Description

액화천연가스 운반선용 카고 시스템의 기화기{Vaporizer of cargo system for LNG ship}

도1은 본 발명에 따른 액화천연가스(LNG) 운반선용 카고 시스템에 적용되는 기화기를 도시한 단면도,

도2는 일반적인 액화천연가스 운반선용 카고 시스템에 적용되는 기화기의 설치 상태를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 제1격판 2: 제1챔버

3: 제2챔버 4: 제3챔버

5: 제2격판 6: 기화챔버

7: 강제기화챔버 8: 쉘

9: 제1증발튜브 10: 제2증발튜브

11: 제1공급밸브 12: 제2공급밸브

13: 제1배출밸브 14: 제2배출밸브

15: 이퀄라이징 밸브 16: 바이패스밸브

17: 스팀 입구 18: 응축 출구

일반적으로, 액화천연가스 즉, LNG(Liquified Petroleum Gas)는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스(NG;Natural Gas)를 영하 162??의 초저온 상태로 냉각하여 그 부피를 대략 1/600정도로 감소시킨 것이다.

상기한 액화천연가스를 에너지원으로 사용하기 위해서는 액화천연가스(LNG)의 생산기지로부터 수요자까지 대량 이송하는 것이 필요하게 되는 바, 이를 위해 액화천연가스 운반선이 필요하게 된다.

즉, 천연가스의 생산지인 로딩(Loading)항구에서 기체 상태인 천연가스를 초저온 상태로 액화시켜 액화천연가스 운반선의 저장탱크에 저장함과 아울러 언로딩(Unloading)항구에 도착한 후에는 초저온의 액화천연가스를 기화시켜 천연가스로 변환시킨 후, 이를 배관등을 통해 수요자에게 공급하게 되는 것이다.

상기한 액화천연가스 운반선은 통상적으로 터빈 추진장치를 장착하게 되는 바, 액화천연가스 운반선의 카고 시스템에는 액화천연가스의 저장탱크에서 액화천연가스를 기화시켜 터빈 추진장치의 보일러로 공급함으로써 연료로 사용할 수 있도록 강제 기화기가 장착된다.

또한, 액화천연가스를 언로딩(Unloading)할 때 액화천연가스를 기화시켜서 저장 탱크로 공급하여 저장탱크내의 압력을 일정하게 유지시키는 기화기가 장착되어 있게 된다.

이는 도2에 도시된 바와 같이 액화천연가스 공급라인(I)에 기화기(50)와 강제 기화기(51)가 병렬로 연결되어 있고, 기화기(50)와 강제 기화기(51)의 출구에 천연가스 배출라인(O)이 연결되어 있으며, 상기한 각각의 기화기(50, 51)로 액화천연가스가 선택 공급되도록 다수의 밸브(52)가 설치되어 있다.

또한, 각각의 기화기(50, 51)에 공급된 액화천연가스중 기화되지 않은 LNG를 되돌리기 위한 바이패스밸브(53)가 설치되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같이 액화천연가스를 기화시켜 추진장치의 보일러 연료로 공급하기 위한 강제 기화기 및 액화천연가스의 언로딩시 저장탱크의 압력 유지를 위한 기화기는 함께 사용되지 않는 장비로서, 비교적 부피가 큰 2개의 기화기를 설치하여 필요시에만 각각 사용하는 것이 매우 비효율적일 뿐만 아니라 2대의 기화기를 다수의 밸브 및 배관으로 연결해야 하기 때문에 액화천연가스 운반선의 카고 시스템이 복잡하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액화천연가스 운반선의 카고 시스템을 단순화함과 아울러 카고 시스템의 부피를 절감하여 액화천연가스 운반선의 제작 비용을 절감할 수 있는 액화천연가스 운반선용 카고 시스템의 기화기를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 제1격판에 의해 제1, 2, 3챔버로 분할됨과 아울러 제1, 2챔버가 제2격판에 의해 수평 방향으로 분할되어 기화챔버 및 강제기화챔버를 형성하는 쉘과, 상기한 제3챔버에 설치됨과 아울러 각각 기화챔버 및 강제기화챔버에 연통되어 열교환을 하는 제1, 2증발 튜브와, 상기한 기화챔버 및 강제기화챔버에 액화천연가스를 공급하도록 설치된 제1, 2공급 밸브와, 상기한 기화챔버 및 강제기화챔버에서 액화된 천연 가스를 배출하도록 각각 설치된 제1, 2배출밸브와, 상기한 기화챔버 및 강제기화챔버의 압력을 균등하게 하도록 설치된 이퀄라이징밸브와, 상기한 제3챔버에 고온, 고압의 증기를 공급하도록 설치된 스팀 입구와, 상기한 제1, 2증발 튜브에 의해 열교환되면서 응축된 증기가 배출되도록 설치된 응축 출구로 구성함을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 액화천연가스 운반선용 카고 시스템에 적용되는 기화기를 도시한 단면도로서, 제1격판(1)에 의해 제1, 2, 3챔버(2, 3, 4)로 분할됨과 아울러 제1, 2챔버(2, 3)가 제2격판(5)에 의해 수평 방향으로 분할되어 기화챔버(6) 및 강제기화챔버(7)를 형성하는 쉘(8)과, 상기한 제3챔버(4)에 설치됨과 아울러 각각 기화챔버(6) 및 강제기화챔버(7)에 연통되어 열교환을 하는 제1, 2증발 튜브(9, 10)와, 상기한 기화챔버(6) 및 강제기화챔버(7)에 액화천연가스를 공급하도록 설치된 제1, 2공급 밸브(11, 12)와, 상기한 기화챔버(6) 및 강제기화챔버(7)에서 액화된 천연 가스를 배출하도록 각각 설치된 제1, 2배출밸브(13, 14)와, 상기한 기화챔버(6) 및 강제기화챔버(7)의 압력을 균등하게 하도록 설치된 이퀄라이징밸브 (15)로 구성되어 있다.

또한, 상기한 액화천연가스중 기화되지 않은 LNG를 되돌리기 위한 바이패스 밸브(16)가 설치되어 있고, 제3챔버(4)에 고온, 고압의 증기를 공급하도록 스팀 입구(17)가 설치되어 있으며 제1, 2증발 튜브(9, 10)에 의해 열교환되면서 응축된 증기가 배출되는 응축 출구(18)가 설치되어 있다.

상기 이퀄라이징밸브(15)는 기화챔버(5) 및 강제기화챔버(7)의 압력을 균등하게 만들어 두 챔버(5,7)를 동시에 기화기나 강제기화기로 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기한 제1, 2챔버(2, 3) 및 제1, 2증발 튜브(9, 10)가 각각 기화기 및 강제 기화기가 되도록 구성함과 아울러 하나의 쉘(8)에 일체화되도록 구성함으로써, 단순한 구성으로 종래 기화기와 강제 기화기의 역할을 하도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 액화천연가스(LNG)를 언로딩 항구에서 언로딩할 때, 상기한 제1공급밸브(11)를 개방시키고 제1챔버(2)에 액화천연가스가 공급되도록 한다.

물론, 상기한 제2공급밸브(12)는 차단되어 있는 상태인 바, 제1챔버(2)로 공급된 액화천연가스는 스팀 입구(17)로 인입된 고온, 고압의 증기에 의해 제1증발튜브(9)에서 열교환을 하면서 기화되면서 천연가스(NG)로 기화됨과 아울러 제1배출밸브(13)로 배출된다.

제1배출밸브(13)로 배출된 천연가스는 도시되지 않은 저장탱크로 공급되면서 저장탱크에서 액화천연가스를 언로딩할때의 저장탱크내부 압력을 유지시키게 되는 것이다.

물론, 상기한 증기는 제1증발튜브(9)에서 열교환 후 응축 출구(18)로 배출되는 바, 상기한 저장탱크에서의 액화천연가스 언로딩 작업이 완료되면 상기한 제1공급밸브(11)를 차단하여 제1증발튜브(9)에 액화천연가스가 유입되지 않도록 한다.

또한, 상기한 액화천연가스를 저장하여 운항중에 추진장치의 연료로 사용하기 위해서는, 상기한 제1공급밸브(11)를 닫고 제2공급밸브(12)를 개방시켜 강제 기화기의 제2증발 튜브(10)로 액화천연가스가 유입되도록 한다.

강제 기화기의 제2증발튜브(10)로 액화천연가스가 유입되면 여기에서 기화되면서 천연가스로 변환되는 바, 상기한 천연가스를 제2배출밸브(14)를 열고 가스터빈의 보일러로 공급하여 연료와 함께 연소되도록 한다.

상기한 기화기 또는 강제 기화기에서 액화천연가스의 기화 시 제1, 2챔버(2, 3)의 압력을 균등하게 할 수 있도록 한 이퀄라이징 밸브(15)가 장착되어 있는 바, 상기한 이퀄라이징 밸브(15)를 개방시켜 사용하지 제1,2챔버(2,3)를 동시에 기화기나 강제기화기로 사용할 수도 있다.

상기한 바와 같이 액화천연가스의 언로딩 시 또는 추진장치의 연료로 사용할 때를 제외하고 기화기와 강제 기화기를 사용하지 않을 때는 제1, 2공급 밸브(11, 12)를 차단하고, 바이패스 밸브(16)를 열어서 기화되지 않은 액화천연가스를 되돌려준다.

이상과 같이 본 발명은 하나의 쉘에 기화기와 강제 기화기를 격판에 의해 서 로 분리하여 탑재함과 아울러 필요시에 각각 사용할 수 있도록 구성함으로써, 액화천연가스 운반선의 카고 시스템의 구성을 단순화하고 제작 경비를 절감할 수 있는 잇점이 있는 것이다.

Claims

제1격판에 의해 제1, 2, 3챔버로 분할됨과 아울러 제1, 2챔버가 제2격판에 의해 수평 방향으로 분할되어 기화챔버 및 강제기화챔버를 형성하는 쉘과, 상기한 제3챔버에 설치됨과 아울러 각각 기화챔버 및 강제기화챔버에 연통되어 열교환을 하는 제1, 2증발 튜브와, 상기한 기화챔버 및 강제기화챔버에 액화천연가스를 공급하도록 설치된 제1, 2공급 밸브와, 상기한 기화챔버 및 강제기화챔버에서 액화된 천연 가스를 배출하도록 각각 설치된 제1, 2배출밸브와, 상기한 기화챔버 및 강제기화챔버의 압력을 균등하게 하도록 설치된 이퀄라이징밸브와, 상기한 제3챔버에 고온, 고압의 증기를 공급하도록 설치된 스팀 입구와, 상기한 제1, 2증발 튜브에 의해 열교환되면서 응축된 증기가 배출되도록 설치된 응축 출구로 구성함을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선용 카고 시스템의 기화기.
제1항에 있어서,

상기한 기화되지 않은 액화천연가스가 제1, 2챔버를 입구부분으로 되돌리기 위한 바이패스 밸브가 설치됨을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선용 카고 시스템의 기화기.
제1항에 있어서,

상기 이퀄라이징밸브는 기화챔버 및 강제기화챔버의 압력을 균등하게 만들어 두 챔버를 동시에 기화기나 강제기화기로 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선용 카고 시스템의 기화기.