KR102473947B1 - Lng 재기화 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LNG 재기화 선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LNG를 기화하는데 있어서 열원으로 사용되는 해수를 선박 내에 저장하고, 자체적으로 순환할 수 있도록 구성함으로써 해수를 배출하지 않아도 되어 환경 규제로부터 자유로운 LNG 재기화 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LNG를 기화하는데 열원으로 사용되는 해수가 저장되는 해수 순환 탱크를 구비한 LNG 재기화 선박에 있어서, 상기 해수 순환 탱크는, 좌현에 설치된 발라스트 탱크와 선체 외측면 사이에 설치되는 좌현 탱크; 우현에 설치된 발라스트 탱크와 선체 외측면 사이에 설치되는 우현 탱크; 및 선미에 설치된 기관실과 선체 중앙부에 설치된 화물창 사이에 설치되는 선미 탱크;를 포함하며, 상기 좌현 탱크, 우현 탱크, 및 선미 탱크는 해수가 이동 가능하도록 구성되는, LNG 재기화 선박.

Description

LNG 재기화 선박{LNG Regasification Ship}
본 발명은 LNG 재기화 선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LNG를 기화하는데 있어서 열원으로 사용되는 해수를 선박 내에 저장하고 자체적으로 순환할 수 있도록 구성함으로써, 해수를 배출하지 않아도 되어 환경 규제로부터 자유로운 LNG 재기화 선박에 관한 것이다.
일반적으로, 천연가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스 (Liquefied Natural Gas; LNG)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 운반된다. LNG는 천연가스를 상압에서 약 -163℃의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로서 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG 운반선은, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, LNG의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크를 포함하고 있다. 통상, 이러한 LNG 운반선은 LNG 저장탱크 내의 LNG를 액화된 상태 그대로 육상 터미널에 하역하며, 하역된 LNG는 육상 터미널에 설치된 LNG 재기화 설비에 의해 재기화된 후, 소비처로 공급된다.
이러한 육상 터미널의 LNG 재기화 설비는 천연가스 시장이 잘 형성되어 있어서 안정적으로 천연가스의 수요가 있는 곳에 설치하는 경우에는 경제적으로 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나, 천연가스의 수요가 계절적, 단기적 또는 주기적으로 한정되어 있는 소요처의 경우에, 육상 터미널에 LNG 재기화 설비를 설치하는 것은, 높은 설치비와 관리비로 인해 경제적으로 불리하다.
특히, 자연재해 등에 의해 육상 터미널의 LNG 재기화 설비가 파괴될 경우, LNG 운반선이 소요처에 LNG를 싣고 도달한다고 하더라도, 이 LNG를 재기화할 수 없으므로 기존의 육상 터미널의 LNG 재기화 설비는 한계를 가지고 있다.
이에 따라, 해상에서 LNG를 재기화하여 천연가스를 육상터미널로 공급할 수 있도록 하기 위해, LNG 운반선에 LNG 재기화 시스템을 설치한 LNG 재기화 선박(LNG RV; LNG Regasification Vessel) 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비(FSRU, Floating Storage and Regasification Unit)가 개발되었다.
이러한 LNG 재기화 선박 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비에서는 액화천연가스 저장탱크 내의 액화천연가스를 기화기로 공급하여 기화시키게 되는데, 통상적으로 재기화시키는 열원으로 해수(sea water) 등을 사용할 수 있다.
여기에서, 재기화시키는 열원으로 해수를 사용하는 재기화 장비는 다량의 해수를 필요로 하고, 재기화 설비의 재기화 용량이 커질수록 그에 대응하는 많은 양의 해수가 필요하기 때문에 공간이 제한된 선박에 막대한 해수 공급 설비를 설치하는 것이 더 어려워지고 있다.
도 1은 종래 기술의 LNG 재기화 방법을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 선박(10)에서 LNG를 재기화하기 위한 방법으로, 열원으로 해수를 공급하기 위해 해수 공급 장치(50)에 의해 기화기 장치(40)에 해수를 공급하고, 기화기 장치(40)에서 해수는 LNG와 열교환된 후 선외 바다에 배출된다.
또한, 기관실(20)에 설치된 장비들의 냉각을 위해 사용되는 냉각수로 해수를 이용할 경우, 기관실 공급용 해수 공급 장치(30)에 의해 기관실(20)에 해수를 공급하게 되며, 기관실(20)에서 냉각수로 사용된 해수는 선외로 배출되게 된다.
이와 같이, LNG 재기화의 열원으로 사용된 해수는 바다 온도보다 낮아져 있고, 기관실의 냉각수로 사용된 해수는 바다 온도보다 높아져 있기 때문에 이러한 해수를 그대로 선외로 배출하게 되면, 바닷속의 생태계가 교란되고 파괴되는 등 환경 문제가 발생할 수 있다.
이에 따라, 친환경적이면서 에너지 효율적인 해수를 이용하면서도, 상대적으로 적은 양의 해수를 이용하여 액화천연가스를 재기화시키는 방안이 필요하다.
공개특허공보 제10-2013-0011152호(2013.01.30.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNG를 기화하는데 있어서 열원으로 사용되는 해수를 선박 내에 저장하고 자체적으로 순환할 수 있도록 구성함으로써, 해수를 배출하지 않아도 되어 환경 규제로부터 자유로운 해수 순환 탱크를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, LNG를 기화하는데 열원으로 사용되는 해수가 저장되는 해수 순환 탱크를 구비한 LNG 재기화 선박에 있어서, 상기 해수 순환 탱크는, 좌현에 설치된 밸러스트 탱크와 선체 외측면 사이에 설치되는 좌현 탱크; 우현에 설치된 밸러스트 탱크와 선체 외측면 사이에 설치되는 우현 탱크; 및 선미에 설치된 기관실과 선체 중앙부에 설치된 화물창 사이에 설치되는 선미 탱크;를 포함하며, 상기 좌현 탱크, 우현 탱크, 및 선미 탱크는 해수가 이동 가능하도록 구성되는 LNG 재기화 선박을 제공한다.
상기 해수 순환 탱크에는 바닥면에 수직되도록 복수 개의 격벽이 설치되며, 상기 복수 개의 격벽은 상기 해수 순환 탱크의 천정면과 이격되어, 상기 복수 개의 격벽 상부로 해수가 이동 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
LNG를 기화하는데 열원으로 사용될 해수는 상기 우현 탱크나 좌현 탱크 중 어느 하나의 선수측에서 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수는 상기 우현 탱크나 좌현 탱크 중 나머지 하나의 선수측으로 유입되도록 하는 것이 바람직하다.
LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수의 온도는 상기 해수 순환 탱크의 해수 온도보다 낮으므로, LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수는 상기 좌현 탱크나 우현 탱크 중 어느 하나의 선수측으로 유입되면서 상기 해수 순환 탱크 하부로 가라앉으며, LNG를 기화하는데 열원으로 사용될 해수는 상기 좌현 탱크나 우현 탱크의 나머지 하나의 선수측 하부에서 배출되어, 상기 해수 순환 탱크에서 상대적으로 높은 온도의 해수는 LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수가 유입되는 탱크에서 LNG를 기화하는데 열원으로 사용될 해수가 배출되는 탱크측으로 격벽을 넘어 이동하도록, 상기 격벽 상단 높이가 조절되는 것이 바람직하다.
상기 기관실에서 냉각수로 사용될 해수는 상기 선미 탱크의 하부에서 유입되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 기관실에서 냉각수로 사용된 해수는 상기 우현 탱크의 상부로 배출되는 것이 바람직하다.
LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수는 기화기 하류측에 설치된 제1 해수 선외 배출관에 의해 선외로 배출되는 것이 바람직하다.
상기 해수 순환 탱크의 해수는 상기 선체 외측면을 통하여 선박 외부의 열을 흡수하여 온도가 상승하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, LNG를 기화하는데 있어서 열원으로 사용되는 해수를 선박 내에 저장하고 자체적으로 순환할 수 있도록 구성함으로써, 해수를 배출하지 않아도 되어 환경 규제로부터 자유로운 효과가 있다.
도 1은 종래 기술의 LNG 재기화 방법을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 LNG 재기화 선박을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 LNG 재기화 선박을 도시한 측면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한, 하기 실시례는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 LNG 재기화 선박을 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 LNG 재기화 선박을 도시한 측면도이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 LNG 재기화 선박(100)은, LNG를 기화하는데 열원으로 사용되는 해수가 저장되는 해수 순환 탱크(110)를 구비한 선박으로서, 해수 순환 탱크(110)는 좌현에 설치된 좌현 밸러스트 탱크(120)와 선체 외측면 사이에 설치되는 좌현 탱크(111), 우현에 설치된 우현 밸러스트 탱크(121)와 선체 외측면 사이에 설치되는 우현 탱크(113), 및 선미에 설치된 기관실(150)과 선체 중앙부에 설치된 화물창(130) 사이에 설치되는 선미 탱크(112)를 포함하며, 좌현 탱크(111), 우현 탱크(113), 및 선미 탱크(112)는 서로 개방되어 해수가 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
해수 순환 탱크(110)에는 바닥면에 수직되도록 복수 개의 격벽(115)이 설치되며, 복수 개의 격벽(115)은 해수 순환 탱크(110)의 천정면과 이격되어, 복수 개의 격벽(115) 상부로 해수가 이동 가능하도록 할 수 있다.
한편, LNG를 기화하는데 열원으로 사용될 해수는 우현 탱크(113)나 좌현 탱크(111) 중 어느 하나의 선수측에서 배출되도록 하며, LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수는 우현 탱크(113)나 좌현 탱크(111) 중 나머지 하나의 선수측으로 유입되도록 할 수 있다.
LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수의 온도는 해수 순환 탱크(110)의 해수 온도보다 상대적으로 낮으므로, LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수는 좌현 탱크(111)나 우현 탱크(113) 중 어느 하나의 선수측으로 유입되면서 해수 순환 탱크(110) 하부로 가라앉으며, LNG를 기화하는데 열원으로 사용될 해수는 좌현 탱크(111)나 우현 탱크(113)의 나머지 하나의 선수측 하부에서 배출되므로, 해수 순환 탱크(110)에서 상대적으로 높은 온도의 해수는 LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수가 유입되는 탱크에서 LNG를 기화하는데 열원으로 사용될 해수가 배출되는 탱크측으로 다수 개의 격벽(115)을 넘어 이동하며, 해수가 격벽 사이를 이동할 수 있도록 복수 개의 격벽(115) 상단 높이가 조절될 수 있다.
예컨대, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 해수 순환 탱크(110)의 우현 탱크(113)의 선수측 해수는 제1 해수 공급 장치(140)에 의해 재기화 장치(150)로 공급될 수 있다. 즉, 제1 해수 공급관(143)은 제1 해수 흡입구(141)로부터 우현 탱크(113)의 선수측 하부에 있는 해수를 흡입하고, 흡입된 해수는 제1 해수 공급 펌프(142)에 의해 재기화 장치(150)로 공급될 수 있다. 재기화 장치(150)로 공급된 해수는 기화기(151)에서 LNG와 열교환된 후에 제1 해수 배출관(152)을 통해 해수 순환 탱크(110)의 좌현 탱크(111)로 배출될 수 있다.
이와 같이, 우현 탱크(113)에서는 해수가 배출되고, 좌현 탱크(111)에서는 해수가 유입되며, 좌현 탱크(111)로 유입되는 해수는 LNG와 열교환을 통해 해수 순환 탱크(110)의 해수보다 온도가 낮아, 좌현 탱크(111)로 유입될 시에 좌현 탱크(111) 하부로 가라앉게 되며, 동시에 상대적으로 온도가 높은 해수는 격벽(115)을 넘어 이동하게 된다. 즉, 좌현 탱크(111)에서 선미 탱크(112)를 거쳐 우현 탱크(113)로 복수 개의 격벽(115)을 넘어 이동하게 되게 되므로, 해수 순환 탱크(110) 내의 해수가 자체적으로 순환하게 될 수 있다.
해수 순환 탱크(110)의 해수가 부족할 경우는 제1 씨 체스트(144)를 통해 선외의 해수를 공급할 수 있으며, 해수 순환 탱크(110)의 제1 해수 흡입구(141)나 선외에서 해수를 공급할 제1 씨 체스트(144) 중 선택을 위해서 각각 연결된 배관의 밸브를 개방하거나 패쇄하여 조절할 수 있다.
또한, 해수 순환 탱크(110)의 해수를 배출하여야 할 경우는 기화기(151)를 거쳐 제1 해수 선외 배출관(153)을 통해 외부로 배출할 수 있다. 마찬가지로, 외부로 배출할 제1 해수 선외 배출관(153)과 해수 순환 탱크(110)로 배출하는 제1 해수 배출관(152) 중 선택을 위해서 각각 연결된 배관에 설치된 밸브를 개방하거나 패쇄하여 조절할 수 있다.
한편, 기관실(160)에서 냉각수로 사용될 해수는 선미 탱크(112)의 하부에서 유입되도록 할 수 있으며, 기관실(160)에서 냉각수로 사용된 해수는 우현 탱크(113)의 상부로 배출될 수 있다.
즉, 해수 순환 탱크(110)의 선미 탱크(112) 하부의 해수는 제2 해수 공급 장치(170)에 의해 기관실(160)로 공급될 수 있다. 다시 말해, 제2 해수 공급관(173)은 제2 해수 흡입구(171)로부터 선미 탱크(112)의 하부에 있는 해수를 흡입하고, 흡입된 해수는 제2 해수 공급 펌프(172)에 의해 기관실(160)로 공급될 수 있다. 기관실(160)로 공급된 해수는 기관실 장비(161)의 냉각수로 활용된 후에 제2 해수 배출관(162)을 통해 해수 순환 탱크(110)의 우현 탱크(113) 상부로 배출될 수 있다. 따라서 기관실 장비(161)를 냉각한 후 온도가 높아진 해수를 해수 순환 탱크(110)에 공급함으로써 해수 순환 탱크(110)의 해수 온도가 상승할 수 있다.
경우에 따라서, 해수 순환 탱크(110)의 해수가 부족할 경우는 제2 씨 체스트(174)를 통해 선외의 해수를 공급할 수 있으며, 해수 순환 탱크(110)의 제2 해수 흡입구(171)나 선외에서 해수를 공급할 제2 씨 체스트(174) 중 선택을 위해서 각각 연결된 배관의 밸브를 개방하거나 패쇄하여 조절할 수 있다.
또한, 해수 순환 탱크(110)의 해수를 배출하여야 할 경우는 기관실의 장비(161)를 거쳐 제2 해수 선외 배출관(163)을 통해 외부로 배출할 수 있다. 마찬가지로, 외부로 배출할 제2 해수 선외 배출관(163)과 해수 순환 탱크(110)로 배출하는 제2 해수 배출관(162) 중 선택을 위해서 각각 연결된 배관에 설치된 밸브를 개방하거나 패쇄하여 조절할 수 있다.
해수 순환 탱크(110)의 해수는 선체 외측면을 통하여 선박 외부의 열을 흡수하여 온도가 상승할 수 있다. 즉, 해수 순환 탱크(110)의 좌현 탱크(111)와 우현 탱크(113)의 한 측면이 선체 외측면이므로, 선외 해수의 열을 흡수함으로써, 해수 순환 탱크(110)의 해수 온도가 상승할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 LNG 재기화 선박은 LNG를 기화하는데 있어서 열원으로 사용되는 해수를 선박 내에 저장하고, 자체적으로 순환할 수 있도록 구성함으로써, 해수를 배출하지 않아도 되어 환경 규제로부터 자유로운 이점이 있다.
본 발명은 상기 실시례에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
110 : 해수 순환 탱크 111 : 좌현 탱크
112 : 선미 탱크 113 : 우현 탱크
115 : 격벽 120 : 좌현 밸러스트 탱크
121 : 우현 밸러스트 탱크 130 : 화물창
140 : 제1 해수 공급 장치 141 : 제1 해수 흡입구
142 : 제1 해수 공급 펌프 143 : 제1 해수 공급관
144 : 제1 씨 체스트 150 : 재기화 장치
151 : 기화기 152 : 제1 해수 배출관
153 : 제1 해수 선외 배출관 160 : 기관실
161 : 기관실 장비 162 : 제2 해수 배출관
163 : 제2 해수 선외 배출관 170 : 제2 해수 공급 장치
171 : 제2 해수 흡입구 172 : 제2 해수 공급 펌프
173 : 제2 해수 공급관 174 : 제2 씨 체스트

Claims (9)

  1. LNG를 기화하는데 열원으로 사용되는 해수가 저장되는 해수 순환 탱크를 구비한 LNG 재기화 선박에 있어서,
    상기 해수 순환 탱크는,
    좌현에 설치된 밸러스트 탱크와 선체 외측면 사이에 설치되는 좌현 탱크;
    우현에 설치된 밸러스트 탱크와 선체 외측면 사이에 설치되는 우현 탱크; 및
    선미에 설치된 기관실과 선체 중앙부에 설치된 화물창 사이에 설치되는 선미 탱크;를 포함하며,
    상기 좌현 탱크, 우현 탱크, 및 선미 탱크는 해수가 이동 가능하도록 구성되며,
    상기 해수 순환 탱크에는 바닥면에 수직되도록 복수 개의 격벽이 설치되며,
    상기 복수 개의 격벽은 상기 해수 순환 탱크의 천정면과 이격되어, 상기 복수 개의 격벽 상부로 해수가 이동 가능하도록 하며,
    LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수의 온도는 상기 해수 순환 탱크의 해수 온도보다 낮으므로, LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수는 상기 좌현 탱크나 우현 탱크 중 어느 하나의 선수측으로 유입되면서 상기 해수 순환 탱크 하부로 가라앉으며, LNG를 기화하는데 열원으로 사용될 해수는 상기 좌현 탱크나 우현 탱크의 나머지 하나의 선수측 하부에서 배출되어,
    상기 해수 순환 탱크의 해수는 LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수가 유입되는 탱크에서 LNG를 기화하는데 열원으로 사용될 해수가 배출되는 탱크측으로 격벽을 넘어 이동하도록, 상기 격벽 상단 높이가 조절되는, LNG 재기화 선박.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    LNG를 기화하는데 열원으로 사용될 해수는 상기 우현 탱크나 좌현 탱크 중 어느 하나의 선수측에서 배출되도록 하는, LNG 재기화 선박.
  4. 청구항 3에 있어서,
    LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수는 상기 우현 탱크나 좌현 탱크 중 나머지 하나의 선수측으로 유입되도록 하는, LNG 재기화 선박.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기관실에서 냉각수로 사용될 해수는 상기 선미 탱크의 하부에서 유입되도록 하는, LNG 재기화 선박.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기관실에서 냉각수로 사용된 해수는 상기 우현 탱크의 상부로 배출되는, LNG 재기화 선박.
  8. 청구항 1에 있어서,
    LNG를 기화하는데 열원으로 사용된 해수는 기화기 하류측에 설치된 제1 해수 선외 배출관에 의해 선외로 배출되는, LNG 재기화 선박.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 해수 순환 탱크의 해수는 상기 선체 외측면을 통하여 선박 외부의 열을 흡수하여 온도가 상승하는, LNG 재기화 선박.
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