KR102661206B1 - 액화가스 벙커링 시스템 - Google Patents

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Abstract

액화가스 벙커링 시스템을 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 벙커링 시스템은 추진선의 연료탱크 내측 상부에 마련되며, 벙커링선의 저장탱크로부터 공급받은 액화가스를 복수의 분사홀을 통해 연료탱크 내부에 분사시키는 분사라인; 저장탱크와 연결되어 액화가스를 이송시키는 리퀴드헤더; 리퀴드헤더로부터 분기되어 분사라인으로 액화가스를 이송시키는 탑필링라인; 및 리퀴드헤더와 연결되어 연료탱크의 바닥 부위 쪽으로 연장되며, 연료탱크의 바닥 부위로 액화가스를 이송시키는 바텀필링라인;을 포함하되, 리퀴드헤더와 바텀필링라인의 직경은 탑필링라인의 직경보다 작다.

Description

액화가스 벙커링 시스템{SYSTEM FOR BUNKERING OF LIQUEFIED GAS}
본 발명은 액화가스 벙커링 시스템에 관한 것이다.
LNG(Liquefied Natural Gas)와 같은 액화가스를 연료로 사용하는 추진선은 다양한 벙커링 방법에 의해 액화가스를 공급받을 수 있다. 액화가스의 벙커링 방법은 벙커링선의 저장탱크로부터 추진선의 연료탱크 쪽으로 액화가스를 공급하는 방식, 육상에서 추진선의 연료탱크로 액화가스를 공급하는 방식, 터미널에서 추진선의 연료탱크로 액화가스를 공급하는 방식 등을 포함할 수 있다.
액화가스를 벙커링할 때는 공급하는 쪽과 공급받는 쪽을 벙커링 장치로 연결한 후 공급하는 쪽에서 공급받는 쪽으로 액화가스를 공급한다. 이때 공급받는 쪽의 연료탱크 및 공급라인에 작용하는 열에 의해 다량의 증발가스(BOG, Boil-off Gas)가 발생한다.
벙커링 과정에서 발생하는 증발가스는 공급하는 쪽으로 되돌려 보내거나 소각하는 방식으로 처리하기도 하고, 증발가스를 재액화하여 연료로 이용하기도 한다. 증발가스의 처리와 관련하여, 한국공개특허 제10-2014-0116981호(2014.10.07. 공개)는 증발가스를 임시 보관할 수 있는 증발가스 회수탱크와, 벙커링 시 발생하는 증발가스를 증발가스 회수탱크로 회수하는 증발가스 회수라인을 구비하여, 증발가스를 회수해 처리할 수 있는 방식을 제시한 바 있다.
그러나, 근본적으로 증발가스 발생량을 줄일 수 있도록 설계하여 증발가스 처리를 위한 설비 비용을 줄이면서 벙커링이 효과적으로 이루어지도록 할 필요성이 제기된다.
한국공개특허 제10-2014-0116981호(2014.10.07. 공개)
본 발명의 실시 예는 증발가스 발생량을 줄이고 벙커링 과정의 전체 효율성을 높일 수 있는 액화가스 벙커링 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 추진선의 연료탱크 내측 상부에 마련되며, 벙커링선의 저장탱크로부터 공급받은 액화가스를 복수의 분사홀을 통해 상기 연료탱크 내부에 분사시키는 분사라인; 상기 저장탱크와 연결되어 상기 액화가스를 이송시키는 리퀴드헤더; 상기 리퀴드헤더로부터 분기되어 상기 분사라인으로 상기 액화가스를 이송시키는 탑필링라인; 및 상기 리퀴드헤더와 연결되어 상기 연료탱크의 바닥 부위 쪽으로 연장되며, 상기 연료탱크의 바닥 부위로 상기 액화가스를 이송시키는 바텀필링라인;을 포함하되, 상기 리퀴드헤더와 바텀필링라인의 직경은 상기 탑필링라인의 직경보다 작은 액화가스 벙커링 시스템이 제공될 수 있다.
상기 리퀴드헤더와 바텀필링라인의 직경은 동일한 크기일 수 있다.
상기 바텀필링라인 직경의 2배 크기는 상기 탑필링라인의 직경보다 클 수 있다.
상기 탑필링라인은 상기 분사라인과 "⊥" 자 형상으로 배치되고, 전체 상기 분사홀의 합산 면적은 상기 탑필링라인의 단면적보다 작거나 같을 수 있다.
상기 탑필링라인은 상기 분사라인과 "Ｌ" 자 형상으로 배치되고, 전체 상기 분사홀의 합산 면적은 상기 탑필링라인 단면적의 절반 크기보다 작거나 같은 크기일 수 있다.
상기 분사라인에 연결된 상기 탑필링라인과 가장 가까운 곳의 분사홀 압력과 가장 먼 곳의 분사홀 압력 간의 압력 차이 값은 상기 탑필링라인의 내부 압력과 상기 연료탱크의 내부 압력 간의 차이 값에 1/10을 곱한 값보다 작거나 같을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 벙커링 시스템은 증발가스 발생량을 줄이고 벙커링 과정의 전체 효율성을 높일 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 벙커링 시스템을 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 벙커링 시스템을 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 벙커링 시스템(100)은 추진선의 연료탱크(101) 내측 상부에 마련되며, 벙커링선의 저장탱크(102)로부터 공급받은 액화가스를 복수의 분사홀(미도시)을 통해 연료탱크(101) 내부에 분사시키는 분사라인(110)과, 저장탱크(102)와 연결되어 액화가스를 이송시키는 리퀴드헤더(120)와, 리퀴드헤더(120)로부터 분기되어 분사라인(110)으로 액화가스를 이송시키는 탑필링라인(130, Top Filling Line)과, 리퀴드헤더(120)와 연결되어 연료탱크(101)의 바닥 부위 쪽으로 연장되며, 연료탱크(101)의 바닥 부위로 액화가스를 이송시키는 바텀필링라인(140, Bottom Filling Line)을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 벙커링 시스템(100)의 각 구성요소에 대해서 구체적으로 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 추진선은 각종 액화연료 추진선, 액화연료 RV(Regasification Vessel), 컨테이너선, 일반상선, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등을 포함할 수 있다.
또 추진선의 연료탱크(101)에 저장되는 액화가스는 액체상태로 저장할 수 있는 LNG(Liquefied Natural Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), DME(Dimethylether), 에탄(Ethane) 중 어느 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
연료탱크(101)는 단열상태를 유지하면서 연료를 액화상태로 저장하는 멤브레인형 탱크, SPB형 탱크 등을 포함할 수 있다.
벙커링선(공급측)의 저장탱크(102) 내부에는 펌프(미도시)가 마련될 수 있으며, 저장탱크(102)에 저장된 액화가스는 리퀴드헤더(120)를 통해 추진선(수요측)의 연료탱크(101) 쪽으로 공급될 수 있다.
추진선의 연료탱크(101) 내측 상부에는 분사라인(110)이 마련되며, 벙커링선의 저장탱크(102)로부터 공급받은 액화가스를 분사홀(미도시)을 통해 연료탱크(101) 내부에 분사시킨다. 분사홀은 설정된 위치의 분사라인(110) 상에 복수 개 배치될 수 있으며, 원형 형태로 마련될 수 있다.
이때, 벙커링선으로부터 공급되는 액화가스는 추진선의 연료탱크(101)에 탑필링(Top Filling) 방식 및 바텀필링(Bottom Filling) 방식으로 채워질 수 있다.
탑필링 방식으로 액화가스를 채우기 위해, 리퀴드헤더(120)로부터 분기되어 분사라인(110)으로 액화가스를 이송시키는 탑필링라인(130, Top Filling Line)이 마련된다.
또 바텀필링 방식으로 액화가스를 채우기 위해, 리퀴드헤더(120)와 연결되어 연료탱크(101)의 바닥 부위 쪽으로 연장되며, 연료탱크(101)의 바닥 부위로 액화가스를 이송시키는 바텀필링라인(140, Bottom Filling Line)이 마련된다.
여기서, 리퀴드헤더(120)와 바텀필링라인(140)의 직경은 동일하고, 리퀴드헤더(120)와 바텀필링라인(140)의 직경은 탑필링라인(130)의 직경보다 작게 마련될 수 있다.
그리고, 바텀필링라인(140) 직경의 2배 크기는 탑필링라인(130)의 직경보다 클 수 있다.
이를 통해 벙커링선으로부터 이송된 액화가스와 연료탱크(101) 내부의 가스 간 열교환이 효과적으로 이루어져 열전달 효과를 극대화할 수 있다.
또, 탑필링라인(130)은 분사라인(110)과 "⊥" 자 형상으로 배치될 수 있다. 즉 탑필링라인(130)은 연료탱크(101) 내부에 수평으로 배치된 분사라인(110)의 센터 부위 또는 센터와 가까운 부위에 연결되어 "⊥" 자 형상을 형성할 수 있다.
이 경우, 탑필링라인(130)을 통해 흘러간 액화가스는 분사라인(110)을 따라 좌측 및 우측 방향으로 흘러가 분사홀을 통해 연료탱크(101) 내부로 분사된다.
이때, 분사라인(110) 상의 전체 분사홀의 단면적을 합산한 값은 탑필링라인(130)의 단면적보다 작거나 같을 수 있다.
또, 탑필링라인(130)은 분사라인(110)과 "Ｌ" 자 형상으로 배치될 수 있다. 즉 탑필링라인(130)은 연료탱크(101) 내부에 수평으로 배치된 분사라인(110)의 좌측 또는 우측 중 어느 한 쪽 부위의 단부 쪽에 연결되어 "Ｌ" 자 형상을 형성할 수 있다.
이 경우, 탑필링라인(130)을 통해 흘러간 액화가스는 좌측 또는 우측에서 분사라인(110)을 따라 다른 쪽 방향으로 흘러가며 분사홀을 통해 연료탱크(101) 내부로 분사된다.
이때, 분사라인(110) 상의 전체 분사홀의 단면적을 합산한 값은 탑필링라인(130) 단면적의 절반 크기보다 작거나 같은 크기일 수 있다.
또, 분사라인(110)에 연결된 탑필링라인(130)과 가장 가까운 곳의 분사홀과 가장 먼 곳의 분사홀 간의 압력 차이 값은 탑필링라인(130)의 내부 압력과 연료탱크(101)의 내부 압력 간의 차이 값에 1/10을 곱한 값보다 작거나 같을 수 있다.
이를 통해 분사라인(110) 상의 각 분사홀을 통해 배출되는 액화가스의 균일한 유량 분배가 이루어져 연료탱크(101) 내부의 증발가스 발생량을 줄일 수 있는 최적의 조건을 만족시킬 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
101: 연료탱크 102: 저장탱크
110: 분사라인 120: 리퀴드헤더
130: 탑필링라인 140: 바텀필링라인

Claims (6)

  1. 추진선의 연료탱크 내측 상부에 마련되며, 벙커링선의 저장탱크로부터 공급받은 액화가스를 복수의 분사홀을 통해 상기 연료탱크 내부에 분사시키는 분사라인;
    상기 저장탱크와 연결되어 상기 액화가스를 이송시키는 리퀴드헤더;
    상기 리퀴드헤더로부터 분기되어 상기 분사라인으로 상기 액화가스를 이송시키는 탑필링라인; 및
    상기 리퀴드헤더와 연결되어 상기 연료탱크의 바닥 부위 쪽으로 연장되며, 상기 연료탱크의 바닥 부위로 상기 액화가스를 이송시키는 바텀필링라인;을 포함하되,
    상기 리퀴드헤더와 바텀필링라인의 직경은 상기 탑필링라인의 직경보다 작으며,
    상기 리퀴드헤더와 바텀필링라인의 직경은 동일한 크기이고,
    상기 바텀필링라인 직경의 2배 크기는 상기 탑필링라인의 직경보다 큰 액화가스 벙커링 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탑필링라인은 상기 분사라인과 "⊥" 자 형상으로 배치되고,
    전체 상기 분사홀의 합산 면적은 상기 탑필링라인의 단면적보다 작거나 같은 크기인 액화가스 벙커링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탑필링라인은 상기 분사라인과 "Ｌ" 자 형상으로 배치되고,
    전체 상기 분사홀의 합산 면적은 상기 탑필링라인 단면적의 절반 크기보다 작거나 같은 크기인 액화가스 벙커링 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분사라인에 연결된 상기 탑필링라인과 가장 가까운 곳의 분사홀 압력과 가장 먼 곳의 분사홀 압력 간의 압력 차이 값은 상기 탑필링라인의 내부 압력과 상기 연료탱크의 내부 압력 간의 차이 값에 1/10을 곱한 값보다 작거나 같은 액화가스 벙커링 시스템.
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