KR101775041B1 - 부유식 저장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유식 저장장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 가스 상태의 NG(Natural Gas)를 LNG(Liquified Natural Gas)로 액화시키는 액화장치; 상기 LNG 액화장치로부터 고압의 LNG가 이송되어 저장되는 고압 저장탱크; 및 상기 LNG 액화장치로부터 상기 고압 저장탱크로 이송된 LNG 이외의 LNG가 이송되어 저장되는 저압 저장탱크를 포함하는 부유식 저장장치에 관한 것이다.
본 발명의 부유식 저장장치에 따르면, 액화장치에서 액화된 고압의 LNG를 각각 고압 저장탱크 및 저압 저장탱크에 이원화하여 저장함으로써, 타선박에 LNG를 공급할 때 별도의 압력조절 공정 또는 설비 없이도 LNGC에는 저압 저장탱크에 저장된 LNG를 공급하고, LNG 연료선에는 고압 저장탱크에 저장된 LNG를 공급할 수 있다.

Description

부유식 저장장치 {Floating Storage Unit}

본 발명은 LNG를 고압 저장탱크 및 저압 저장탱크로 이원화하여 저장하여, 고압 LNG 및 저압 LNG를 각각 필요로 하는 수요 선박에 공급할 수 있는 부유식 저장장치(FSU, Floating Storage Unit)에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가천연가스는(NG), 육상 또는 해상의 파이프 라인(pipe line)을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

한편, 파이프 라인(pipe line)을 통해 이송되는 NG를 소규모로 액화하여 이송하는 경우, 이송을 위해 구비되는 주변 장치의 구성이 간단하고 적은 비용으로 주변 장치를 설치할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 소규모의 LNG를 이송하는 경우는 대용량의 저장탱크가 불필요하며, 상대적으로 위험성이 있는 장치는 육지보다는 가까운 근해에 설치되는 것이 이송 및 운영에도 유리하다.

따라서, 소규모의 LNG를 이송 및 저장하기 위해서 새로운 저장탱크를 제작하는 방안과 기존 제품을 활용하기 위한 방안이 제시되었다.

그러나, 소규모의 LNG를 이송 및 저장하기 위하여 새로운 저장탱크를 제작하는 방안은 시간이 많이 소요되며 비용이 증가하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하고자, 기존 제품을 활용하기 위한 방안으로서 LNGC(LNG Carrier)를 활용하는 경우도 있으나, 소규모의 LNG를 저장하기 위하여 고가의 LNGC를 사용한다는 점에서 비용 효율적인 측면에 문제점이 있다.

또한, LNGC와 같은 기존 제품을 활용하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, LNG를 이송하는 매니폴드(manifold)(17)의 위치가 고정되어 있어, 근해의 하역설비 및 저장탱크의 배치, 계류 및 운영에 있어 제한적인 문제점이 있었다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래에는 고압의 액화장치(11)에서 생산된 LNG를 저압 저장탱크(14)에서 저장하는 경우, 저압 저장탱크(14)에 저장된 LNG를 저압의 LNGC(20)에 로딩(loading)할 수 밖에 없었다.

그러나, 최근 LNG 연료선(fueled ship)이 증가하고 있고, LNG 연료선에 장착된 고압의 연료탱크(30)에 상기 저압 탱크에 저장된 LNG를 로딩(loading)하기 위해서는 추가적인 펌프(pump)를 이용하여 로딩을 해야 하는 단점이 있다. 또한, 고압의 액화장치(11)에서 생산된 LNG를 저압 저장탱크(14)에 저장한 후 다시 고압의 연료탱크(30)에 로딩하는 과정에서 감압과 가압을 반복하게 되어 불필요한 에너지를 많이 소모하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 액화장치에서 생산된 고압의 LNG를 각각 고압 저장탱크 및 저압 저장탱크에 저장함으로써, 고압 LNG 및 저압 LNG를 요구하는 선박에 각각 공급할 수 있는 부유식 저장장치에 관한 것이다.

이에 본 발명은 바람직한 제1 구현예로서, 가스 상태의 NG(Natural Gas)를 LNG(Liquified Natural Gas)로 액화시키는 액화장치; 상기 LNG 액화장치로부터 고압의 LNG가 이송되어 저장되는 고압 저장탱크; 및 상기 LNG 액화장치로부터 상기 고압 저장탱크로 이송된 LNG 이외의 LNG가 이송되어 저장되는 저압 저장탱크를 포함하는 부유식 저장장치(FSU, Floating Storage Unit)를 제공한다.

상기 구현예에 의한 액화장치의 후단에는 감압장치가 설치되어 있는 것일 수 있다.

상기 구현예에 의한 고압 저장탱크 및 저압 저장탱크는 IMO Type-C Tank인 것일 수 있다.

상기 구현예에 의한 액화장치, 고압 저장탱크 및 저압 저장탱크는 벌크 화물선(bulk carrier)에 설치된 것일 수 있다.

상기 구현예에 의한 부유식 저장장치에는 위치 조절 가능한 매니폴더(manifold)가 장착된 것일 수 있다.

본 발명은 또한 바람직한 제2 구현예로서, 벌크 화물선에 IMO Type-C Tank가 설치된 부유식 저장장치로서, 상기 IMO Type-C Tank는 액화장치에서 형성된 고압의 LNG가 이송되어 저장되는 고압 저장탱크; 및 액화장치에서 형성된 고압의 LNG가 감압되어 저장되는 저압 저장탱크를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 부유식 저장장치에 따르면, 액화장치에서 액화된 고압의 LNG를 각각 고압 저장탱크 및 저압 저장탱크에 이원화하여 저장함으로써, 타선박에 LNG를 공급할 때 별도의 압력조절 공정 또는 설비 없이도 LNGC에는 저압 저장탱크에 저장된 LNG를 공급하고, LNG 연료선에는 고압 저장탱크에 저장된 LNG를 공급할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른, 매니폴더가 고정되어 설치된 부유식 저장장치의 상면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 부유식 저장장치에 포함된 저압 탱크로부터 타 LNG연료선에 LNG를 공급하는 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 부유식 저장장치에 포함된 저압 탱크 및 고압 탱크로부터 타 LNG 연료선에 LNG를 공급하는 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따른, 매니폴더가 원하는 위치에 설치된 부유식 저장장치의 상면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 작용을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 3에는 본 발명에 따른 부유식 저장장치에 포함된 저압 탱크 및 고압 탱크로부터 타 LNG연료선에 LNG를 공급하는 모식도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 따른 부유식 저장장치의 상면도가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 부유식 저장장치은 가스 상태의 NG(Natural Gas)를 LNG(Liquified Natural Gas)로 액화시키는 LNG 액화장치(11); 상기 LNG 액화장치(11)로부터 고압의 LNG가 이송되어 저장되는 고압 저장탱크(13); 및 상기 LNG 액화장치로부터 상기 고압 저장탱크(13)로 이송된 LNG 이외의 LNG가 이송되어 저장되는 저압 저장탱크(14)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 액화장치의 후단에는 감압장치(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 액화장치(11)에서 생산된 LNG는 고압이므로 저압 저장탱크(14)로 LNG를 이송하기 위해서는 액화장치(11)의 후단에 설치된 감압장치를 통해 압력을 저하시킬 수 있다.

이때, 상기 감압장치는 감압밸브일 수 있다.

상기 고압 저장탱크(13) 및 저압 저장탱크(14)는 IMO Type-C Tank일 수 있다. 상기 IMO Type-C Tank는 탱크 내부의 압력 조절이 가능한 가압식 탱크로서, 탱크 내부 압력 조절에 의해 고압 저장탱크(13) 및 저압 저장탱크(14)로 사용될 수 있다.

상기 고압 저장탱크(13)에 저장된 LNG는 타 선박, 예를 들어, LNG연료선의 연료탱크(30)에 공급될 수 있다. 상기 LNG연료선의 연료탱크 역시 내부 압력이 0 ~ 10 bar의 고압이므로, 압력 조절을 위한 별도의 장치 없이도 상기 고압 저장탱크에서 상기 LNG연료선의 연료탱크로 LNG를 공급하기 위해서는 상기 고압 저장탱크의 내부 압력은 0 ~ 20 bar일 수 있다. 바람직하게는, 상기 고압 저장탱크는 액화 장치로부터 액화된 고압의 LNG 보다는 낮은 압력을 가지고 LNG 연료선의 연료탱크 보다는 높은 정도의 압력을 유지할 수 있다. 구체적인 예로서, 액화장치에서 액화된 LNG의 압력이 4~60bar 이므로, 고압 저장탱크는 10bar 및 LNG 연료선의 연료탱크는 5bar일 수 있다.

또한, 상기 저압 저장탱크(14)에 저장된 LNG는 타 선박의 LNGC(20)에 공급될 수 있다. 상기 LNGC 역시 내부압력이 0 ~ 0.7 bar의 저압이므로, 압력 조절을 위한 별도의 장치 없이도 상기 저압 저장탱크에서 상기 LNGC로 LNG를 공급하기 위해서는 상기 저압 저장탱크의 내부 압력이 0 ~ 5 bar일 수 있다. 구체적인 예로서, 액화장치에서 액화된 LNG의 압력이 4~60bar 이므로, 감압된 LNG가 저장되는 저압 저장탱크는 1bar 및 LNGC는 0.5bar일 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 부유식 저장장치의 액화장치, 고압 저장탱크 및 저압 저장탱크는 모두, 기존의 벌크 화물선(bulk carrier)에 설치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 부유식 저장장치은 벌크 화물선에 다수의 IMO Type C Tank가 설치되어 있을 수 있으며, 상기 벌크 화물선 상에 IMO Type C Tank가 설치될 위치 및 개수에 따라 매니폴드(manifold)의 위치를 조절하여 상기 벌크 화물선 상에 설치한 다음, 상기 IMO Type C Tank를 매니폴드에 고정시킴으로써 벌크 화물선에 설치할 수 있다.

전술한 바와 같은 부유식 저장장치는 액화장치에서 생산된 고압의 LNG를 각각 고압 저장탱크 및 저압 저장탱크에 저장한 다음, 상기 고압 저장탱크에 저장된 LNG는 고압의 LNG연료선의 연료탱크에 공급하고, 저압 저장탱크에 저장된 LNG는 저압의 LNGC에 공급하므로, 펌프와 같은 별도의 장치 없이 고압 저장탱크 및 저압 저장탱크 각각의 자체 압력으로 LNG를 공급할 수 있다. 서로 다른 압력을 가진 탱크 간에 LNG를 이송하기 위하여 LNG의 압력을 조절함에 따라 발생하는 BOG(Boil Off Gas) 손실과 펌프 등 주변 장치의 설치 및 운영에 소모되는 비용을 절감할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 부유식 저장장치의 구조를, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

10: 부유식 저장장치
11: 액화장치 12: IMO Type C Tank
13: 고압 저장탱크 14: 저압 저장탱크
15: 감압장치 16: 벌크 화물선
17: 매니폴드
20: LNGC
30: LNG연료선의 연료탱크

Claims (6)

1. 가스 상태의 NG(Natural Gas)를 LNG(Liquified Natural Gas)로 액화시키는 액화장치;
   상기 LNG 액화장치로부터 고압의 LNG가 이송되어 저장되는 고압 저장탱크; 및
   상기 LNG 액화장치로부터 상기 고압 저장탱크로 이송된 LNG 이외의 LNG가 이송되어 저장되는 저압 저장탱크를 포함하며,
   상기 액화장치의 후단에는 감압장치가 설치되어
   상기 액화장치에서 배출되는 고압의 LNG가 상기 감압장치를 거쳐 압력이 저하된 후, 상기 저압 저장탱크로 공급되며,
   상기 고압 저장탱크 및 저압 저장탱크는 IMO Type-C Tank이며,
   상기 액화장치, 고압 저장탱크 및 저압 저장탱크는 벌크 화물선(bulk carrier)에 설치되며,
   매니폴더(manifold)가 부유식 저장장치의 선수 또는 선미에 장착된 것을 특징으로 하는, 부유식 저장장치(FSU, Floating Storage Unit).
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