KR20120003894U - 카고 탱크의 가스 배출 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 카고 탱크의 가스 배출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카고 탱크 내의 가스를 효과적으로 벤트하기 위한 카고 탱크의 가스 배출 장치에 관한 것이다.
본 고안에 의한 카고 탱크의 가스 배출 장치는 해상 구조물의 선체(hull) 내에 적재된 복수의 카고 탱크에서 가스를 배출하는 카고 탱크의 가스 배출 장치로서, 각 카고 탱크에 개별적으로 연결된 복수의 배출라인; 및 각 배출라인 상에 개별적으로 설치된 복수의 벤트밸브;를 포함하고, 복수의 상기 배출라인은 상기 해상 구조물의 갑판 상에 설치된 플레어 스택까지 연장되는 것을 특징으로 한다.

Description

카고 탱크의 가스 배출 장치{VENTING APPARATUS FOR CARGO TANKS}

본 고안은 카고 탱크의 가스 배출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카고 탱크 내의 가스를 효과적으로 배출하기 위한 카고 탱크의 가스 배출 장치에 관한 것이다.

천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 액화천연가스(LNG) 또는 액화석유가스(LPG)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.

이러한 LNG의 이송을 위한 선박에는 LNG 수송선(LNG CARRIER), LNG RV(Regasification Vessel), LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit), F(Floating)-LNG 플랜트 등이 있다.

LNG 수송선은 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하고, LNG RV는 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역한다.

LNG FPSO는, 채굴된 천연가스를 해상에서 정제한 후 직접 액화시켜 카고 탱크 내에 저장하고, 필요시 이 카고 탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또한, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 카고 탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급함으로써 육상의 저장 및 생산설비를 생략할 수 있게 하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU, F-LNG 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 카고 탱크가 설치되어 있다.

한편, 본 명세서에서는, 이들 선박 및 플랜트를 모두 통칭하여 '해상 구조물'이라 한다.

이러한 해상 구조물에는 선체(hull) 내에 카고 탱크가 저장되는 카고 홀드(cargo hold)가 형성되고, 이러한 카고 홀드의 상부에는 메인 데크가 설치된다. 그리고, 복수의 카고 탱크 각각에는 벤트 마스트(vent mast)가 설치되고, 필요시 이 벤트 마스트(vent mast)를 통해 카고 탱크 내에 발생하는 각종 가스를 배출하도록 구성된다.

하지만, 이러한 종래의 카고 탱크 벤트 마스트는 각각의 카고 탱크에 개별적으로 설치됨에 따라 그 설치비용 및 유지보수가 용이하지 못한 단점이 있었다.

특히, F-LNG 플랜트, LNG FPSO 등은 선체(hull)의 상부에 상부모듈(topside module)이 설치되어 있으므로, 상술한 카고 탱크의 가스 배출을 위한 벤트 마스트의 설치가 거의 불가능하여 카고 탱크의 가스 배출이 용이하지 못한 단점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 선체 내의 카고 탱크에 대한 가스 배출 기능을 효과적으로 수행할 수 있고, 특히 선체(hull)의 상부에 상부모듈이 설치된 선체에서도 각 카고 탱크의 가스 배출을 매우 용이하게 수행할 수 있는 카고 탱크의 가스 배출 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 측면은, 해상 구조물의 선체(hull) 내에 적재된 복수의 카고 탱크에서 가스를 배출하는 카고 탱크의 가스 배출 장치로서, 각 카고 탱크에 개별적으로 연결된 복수의 배출라인; 및 각 배출라인 상에 개별적으로 설치된 복수의 벤트밸브;를 포함하고, 복수의 상기 배출라인은 상기 해상 구조물의 갑판 상에 설치된 플레어 스택까지 연장되는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 배출라인 각각은 제1 및 제2 분기라인으로 분기되고, 복수의 제1 분기라인은 제1 배출 매니폴드에 합류하며, 복수의 제2 분기라인은 제2 배출 매니폴드에 합류하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 배출 매니폴드의 단부에는 플레어 팁이 설치되고, 상기 제2 배출 매니폴드의 단부에는 벤트 팁이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 분기라인 및 제1 배출 매니폴드는 카고 탱크 내에서 발생하는 탄화수소가스를 이송하고, 상기 제2 분기라인 및 제2 배출 매니폴드는 카고 탱크 내의 비활성가스를 이송할 수 있다.

상기 각 배출라인에는 배출되는 가스를 소각용 가스와 방출용 가스를 분류하는 분류유닛이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 소각용 가스는 탄화수소가스(hydrocarbon gas)이고, 상기 방출용 가스는 비활성가스(inert gas)일 수 있다.

상기 제1 분기라인 및 제2 분기라인 각각에는 제1 조절밸브 및 제2 조절밸브가 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 배출라인 각각에는 바이패스 라인이 연결되고, 상기 바이패스 라인에는 수동조작식 배기밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 고안에 의하면, 복수의 카고 탱크 각각에 연결된 복수의 배출라인을 매니폴드 측으로 통합하는 통합형 벤트 파이핑 구조(combined vent piping)를 적용함으로써 복수의 카고 탱크 각각에 벤트 마스트를 설치할 필요가 없고, 이를 통해 그 설치비용 및 유지보수가 용이한 장점이 있다. 특히, F-LNG 플랜트, LNG FPSO 등과 같이 선체(hull)의 상부에 상부모듈(topside module)이 설치된 해상 구조물의 경우, 가스를 배출하는 벤트 파이핑 구조를 통해 카고 탱크의 가스 배출을 용이하게 할 수 있어 그 설치 상의 제약이 없는 장점이 있다.

그리고, 본 고안에 의하면, 각 카고 탱크에서 배출되는 가스의 성분을 소각용 및 방출용으로 분류하여 개별적으로 처리함으로써 그 안전성이 대폭 향상되는 장점이 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 카고 탱크의 가스 배출 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 카고 탱크의 가스 배출 장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 고안에 의한 카고 탱크의 가스 배출 방법을 도시한 공정도이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 카고 탱크의 가스 배출 장치를 도시한다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 카고 탱크의 가스 배출 장치는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU, F-LNG 등과 같은 해상 구조물의 선체(1) 내에 설치된 카고 탱크(10)에 연결된 복수의 배출라인(11), 각 배출라인(11)에 설치된 복수의 벤트밸브(21)를 포함한다.

벤트밸브(21)는 카고 탱크(10) 내의 압력, 온도, 가스 발생량 등을 센서 등에 의해 감지하여 자동으로 그 개폐여부가 결정되는 자동작동식 벤트밸브이고, 이러한 벤트밸브(21)의 개폐작동에 의해 각 카고 탱크(10) 내에서 가스가 배출라인(11)을 통해 배출된다. 이 배출라인(11)은, 선체의 갑판 상에 탑사이드 모듈이 설치되는 해양 구조물의 경우, 탑사이드 모듈용 벤트라인과는 별개로 설치되어 운용되는 것이 바람직하다.

각 배출라인(11)은 제1 및 제2 분기라인(13, 14)으로 분기되고, 이에 복수의 카고 탱크(10)에 대응하여 복수의 제1 분기라인(12)과 복수의 제2 분기라인(13)로 구성되며, 복수의 제1 및 제2 분기라인(12, 13) 각각은 배출라인(11)을 통해 카고 탱크(10)들에 개별적으로 연결되어 있다.

그리고, 배출라인(11)의 분기점 또는 그에 인접하여 분류유닛(15)이 설치되고, 분류유닛(15)은 각 카고 탱크(10) 내에서 배출되는 가스를 소각용 가스와 방출용 가스로 분류하도록 구성될 수 있다. 이에, 소각용 가스는 제1 분기라인(12)을 통해 이송되고, 방출용 가스는 제2 분기라인(13)을 통해 이송된다.

또한, 각 제1 분기라인(12)에는 제1 조절밸브(22)가 설치되고, 각 제2 분기라인(13)에는 제2 조절밸브(23)가 설치됨으로써 제1 및 제2 분기라인(12, 13)을 통해 이송되는 소각용 가스 및 방출용 가스의 유량이 적절히 조절될 수 있다.

한편, 소각용 가스는 탄화수소가스 등과 같이 대기로 방출되면 환경을 오염시킬 수 있고, 또한 폭발가능성이 있는 가스일 수 있다. 방출용 가스는 비활성가스(inert gas)와 같이 환경오염, 폭발가능성 등이 없는 가스일 수 있다. 예컨대 카고 탱크의 압력이 비정상적으로 높아질 경우와 같이 필요한 경우에는 탄화수소가스 등과 같이 폭발가능성이 있는 가스도 제2 배출 매니폴드(32)를 통해 대기중에 배출될 수 있다.

복수의 제1 분기라인(12)들은 제1 배출 매니폴드(31)측에 합류되어 통합될 수 있고, 복수의 제2 분기라인(13)들은 제2 배출 매니폴드(32)측에 합류되어 통합될 수 있다. 즉, 복수의 제1 분기라인(12)들과 복수의 제2 분기라인(13)들은 각각 제1 및 제2 배출 매니폴드(31, 32)측에 통합되는 통합형 벤트 파이핑 구조(combined vent piping)를 적용함으로써 각 카고 탱크(10)의 상측에 개별적으로 벤트 마스트(vent mast)를 설치할 필요가 없고, 특히 F-LNG 플랜트, LNG FPSO 등과 같이 선체의 상부에 상부모듈(topside moudule)이 설치된 해상 구조물에 있어서 그 상부모듈과의 간섭이 발생하지 않아 상부모듈을 가진 해상 구조물에도 용이하게 적용될 수 있는 장점이 있다.

그리고, 선체(1)의 일측에는 플레어 스택(35)이 설치되어 있고, 제1 및 제2 배출 매니폴드(31, 32)는 플레어 스택(35)측에 설치된다.

제1 배출 매니폴드(31)의 단부에는 플레어 팁(33, flare tip)이 설치되고, 이에 제1 배출 매니폴드(31)로 이송된 소각용 가스는 플레어 팁(33)에서 소각된다.

제2 배출 매니폴드(32)의 단부에는 벤트 팁(34, vent tip)이 설치되고, 이에 제2 배출 매니폴드(32)로 이송된 방출용 가스는 벤트 팁(34)을 통해 대기 중으로 방출된다.

도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 카고 탱크의 가스 배출 장치를 도시한 것으로, 각 배출라인(11) 측에는 바이패스 라인(18)이 설치되고, 이 바이패스 라인(18)에는 수동작동식 밸브(19)가 설치된다. 이러한 수동작동식 밸브(19)는 각 카고 탱크(10)의 유지보수를 위해 작업자에 의해 수동으로 작동하는 밸브이다.

그외 나머지 구성 및 작동은 선행하는 실시예와 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 고안에 의한 카고 탱크의 가스 배출 방법을 도시한 공정도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 카고 탱크(10)의 가스 배출 방법은 카고 탱크(10) 내의 가스를 배출라인(11)을 통해 배출하는 배출단계(S1), 배출되는 가스를 분류유닛(15)에 의해 소각용 가스와 방출용 가스로 분류하는 가스 분류단계(S2), 소각용 가스를 제1 분기라인(12) 및 제1 배출 매니폴드(31)를 통해 플레어 팁(33)으로 이송시켜 소각하는 가스 소각단계(S3), 및 방출용 가스를 제2 분기라인(13) 및 제2 배출 매니폴드(32)를 통해 벤트 팁(34)으로 이송시켜 대기 중으로 방출하는 가스 대기방출단계(S4)로 이루어진다.

본 고안은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 고안의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

1: 선체 10: 카고 탱크
11: 배출라인 12: 제1 분기라인
13: 제2 분기라인 21: 벤트 밸브
22: 제1 조절밸브 23: 제2 조절밸브
31: 제1 배출 매니폴드 32: 제2 배출 매니폴드
33: 플레어 팁 34: 벤트 팁
35: 플레어 스택

Claims (7)

1. 해상 구조물의 선체(hull) 내에 적재된 복수의 카고 탱크에서 가스를 배출하는 카고 탱크의 가스 배출 장치로서,
   각 카고 탱크에 개별적으로 연결된 복수의 배출라인; 및
   각 배출라인 상에 개별적으로 설치된 복수의 벤트밸브;를 포함하고,
   복수의 상기 배출라인은 상기 해상 구조물의 갑판 상에 설치된 플레어 스택까지 연장되는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 가스 배출 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 배출라인 각각은 제1 및 제2 분기라인으로 분기되고, 복수의 제1 분기라인은 제1 배출 매니폴드에서 합류하며, 복수의 제2 분기라인은 제2 배출 매니폴드에서 합류하는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 가스 배출 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 배출 매니폴드 및 제2 배출 매니폴드는 선체의 플레어 스택 측에 설치되는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 가스 배출 장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 배출 매니폴드의 단부에는 플레어 팁이 설치되고, 상기 제2 배출 매니폴드의 단부에는 벤트 팁이 설치되는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 가스 배출 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 배출라인에는 배출되는 가스를 소각용 가스와 방출용 가스를 분류하는 분류유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 가스 배출 장치.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 분기라인 및 제2 분기라인 각각에는 제1 조절밸브 및 제2 조절밸브가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 가스 배출 장치.
7. 청구항 1항에 있어서,
   상기 배출라인 각각에는 바이패스 라인이 연결되고, 상기 바이패스 라인에는 수동작동식 배기밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 가스 배출 장치.

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