KR20190054847A - 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선 - Google Patents

독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선 Download PDF

Info

Publication number
KR20190054847A
KR20190054847A KR1020170151868A KR20170151868A KR20190054847A KR 20190054847 A KR20190054847 A KR 20190054847A KR 1020170151868 A KR1020170151868 A KR 1020170151868A KR 20170151868 A KR20170151868 A KR 20170151868A KR 20190054847 A KR20190054847 A KR 20190054847A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquefied gas
cargo
pressure
hull
window
Prior art date
Application number
KR1020170151868A
Other languages
English (en)
Inventor
유병용
이광민
Original Assignee
유병용
이광민
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유병용, 이광민 filed Critical 유병용
Priority to KR1020170151868A priority Critical patent/KR20190054847A/ko
Publication of KR20190054847A publication Critical patent/KR20190054847A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/025—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the pressure as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/04—Arrangement or mounting of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/025—Bulk storage in barges or on ships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B2025/087—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid comprising self-contained tanks installed in the ship structure as separate units
    • B63B2701/10—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F17C2205/0332—Safety valves or pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

본 발명은 IMO Type-A 또는 IMO Type-B 액화가스 화물탱크를 설치 한 액화가스운반선의 선체화물창부의 압력을 높여줌으로써 액화가스화물탱크의 운영압력을 높여서 다양한 운전에서 유연성을 갖는 경쟁력 있는 액화가스운반선을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 액화가스화물탱크의 운용압력을 높여 줌으로써 다양한 운전환경에서 안전하게 운전가능한 액화가스운반선을 확보할 수 있다. 특히 FSRU의 경우에 장기간 동안 LNG화물의 소비 없이 LNG화물을 저장 보관해야 하는 경우가 있는데, 이러한 상황에서 보다 많은 LNG를 LNG화물창안에 저장해서 LNG화물의 낭비를 최소화하고 안전한 운전을 가능하게 함으로써 FSRU의 기술경쟁력을 높일 수 있다.

Description

독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선{Liquefied gas carrier having independent cargo containment system}
본 발명은 액화가스를 저장하는 독립형탱크를 화물탱크로 갖는 액화가스운반선에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 선체화물창부(Cargo hold)를 상압 보다 높은 압력으로 가압하고 유지하고, 액화가스화물탱크의 최대허용압력을 낮춤으로써 액화가스화물탱크의 운용압력을 높일 수 있는 액화가스운반선에 관한 것이다.
발전 등 산업 분야에서 천연가스의 활용도가 높아지고 있고 이에 LNG를 선박으로 운송하는 LNG운반선의 수요가 늘어나고 있다. 천연가스를 선박에 실어서 운송하기 위해서는 600배의 밀도가 더 높은 액체 상태로 만들어서 약 -163℃에서 액화되어 탱크에 보관 되어 운송된다. 운항 중에 외부의 열침입에 의해서 LNG는 기화되면서 증발가스가 발생하고 탱크의 압력이 증가하고 이로 인해 탱크가 손상 될 위험이 있다. 이에 LNG를 운반선은 발생하는 증발가스를 탱크 밖으로 이송해서 처리를 하거나 운항중에 상승하는 압력을 견딜 수 있는 강도를 갖도록 탱크를 제작한다. 하지만, 대형 LNG운반선의 경우 LNG화물탱크의 설계압력을 높이는데 기술적인 한계가 있고 많은 비용이 발생하는 어려움이 있다. IMO에서 규정하는 Type-B 탱크의 경우 Moss를 제외한 탱크들은 0.7 barg가 최대 설계압력이고 Moss형은 1.9 bar까지도 가능하지만 안전성 확보의 이유로 일반적으로 0.25 barg 정도에서 안전밸브가 개방된다. 하지만, FSRU와 같이 장시간 LNG화물을 저장하는 LNG운반선의 경우에는 장시간 동안 증발가스를 허비하지 않고 LNG화물탱크 안에 저장할 수 있도록 가능한 안전밸브의 개방 압력이 높을수록 유리하다.
따라서, 액화가스화물탱크의 운용압력을 적은 비용으로 안전성을 보장하면서 높여서 다양한 운전상황이 요구되는 액화가스운반선 특히 FSRU의 경쟁력을 높일 필요가 있다.
본 발명은 IMO Type-A 또는 IMO Type-B와 같은 독립형 액화가스화물탱크를 설치 한 액화가스운반선의 선체화물창부의 압력을 높여줌으로써 액화가스화물탱크의 운영압력을 높여서 다양한 운전에서 유연성을 갖는 경쟁력 있는 액화가스운반선을 제공하는 것이다.
본 발명의 일측에 따르면, 액화가스화물을 저장하는 IMO Type-A 또는 Type-B인 액화가스화물탱크와, 상기 액화가스화물탱크가 설치되고 대기압보다 높은 압력으로 가압 가능한 선체화물창부(Cargo hold)와, 상기 선체화물창부에 질소를 가압 공급할 수 있는 시스템과, 상기 질소를 가압 공급할 수 있는 시스템에서 선체화물창부로 공급되는 질소의 양을 조절하는 선체화물창부 공급밸브와, 선체화물창부의 압력을 감지하는 선체화물창부 압력감지부와, 액화가스화물탱크 내부의 압력을 감지하는 액화가스화물탱크 압력감지부와, 상기 선체화물창부에서 분기 되어 외부로 기체를 배출할 수 있는 선체화물창부 배출배관와, 상기 선체화물창부 배출배관에 설치 된 선체화물창부 배출밸브와, 상기 액화가스화물탱크에 설치 된 액화가스화물탱크 안전밸브와, 상기 선체화물창부의 압력이 액화가스화물탱크 안전밸브를 닫는 방향으로 작용하도록 연결해 주는 제 1 연결배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스운반선이 제공될 수 있다.
상기 선체화물창부와 액화가스화물탱크의 압력을 감지, 상기 선체화물창부를 대기압 이상으로 가압 유지하고, 상기 액화가스화물탱크의 최대운용압력에서 선체화물창부의 운용압력을 뺀 압력을 최대허용압력으로 설정해서 액화가스화물탱크의 두께, 재료 등 설계기준으로 삼는 것을 특징으로 하는 액화가스운반선이 제공될 수 있다.
상기 선체화물창부가 가압된 운용압력을 견딜 수 있도록 구조적으로 보강될 수 있다.
상기 선체화물창부의 운용압력이 0.3 barg이상일 수 있다.
상기 액화가스화물탱크에서 발생되는 증발가스를 상기 액화가스화물탱크 외부로 송출하기 위해 압력비가 1.5 이하인 블로어를 포함할 수 있다.
상기 액화가스화물탱크에 설치 된 액화가스화물탱크 안전밸브를 포함하고, 액화가스화물탱크의 운용압력과 상기 선체화물창부의 압력차가 최대허용압력이 되면 상기 액화가스화물탱크 안전밸브가 기계적으로 개방되어 증발가스를 대기 중으로 배출 시킬 수 있다.
상기 액화가스화물탱크 안전밸브는 액화가스화물탱크의 최대허용압력까지 개방되지 않게 차단하는 탄성력을 작용하는 스프링을 포함하고, 상기 제 1 연결배관이 액화가스화물탱크 안전밸브를 닫는 방향으로 작용하도록 연결 될 수 있다.
상기 액화가스화물탱크에서 발생하는 증발가스를 대기 중으로 배출하는 증발가스 배출배관과, 상기 증발가스 배출배관에 설친 된 증발가스 배출밸브를 더 포함할 수 있고 상기 선체화물창부 압력감지부와 액화가스화물탱크 압력감지부에서 계측되는 압력 신호를 제 1 제어부로 전달되어 액화가스화물탱크 압력과 선체화물창부 압력의 차이가 액화가스화물탱크 최대허용압력에 가까워 지면 증발가스 배출밸브를 개방하여 액화가스화물탱크의 기체를 외부로 배출 할 수 있다.
상기 선체화물창부의 압력과 액화가스화물탱크의 운용압력의 차이가 일정한 값 이상으로 커지면 선체화물창부의 기체를 외부로 기계적으로 배출하는 제 2 선체화물창부 안전밸브를 포함할 수 있다.
상기 제 2 선체화물창부 안전밸브(46)가 일정한 압력 이하에서는 개방되지 않게 차단하는 탄성력을 작용하는 스프링을 포함하고, 상기 액화가스화물탱크의 압력이 제 2 선체화물창부 안전밸브를 닫는 방향으로 작용하도록 연결해 주는 제 2 연결배관을 포함할 수 있다.
상기 선체화물창부 압력감지부와 액화가스화물탱크 압력감지부에서 계측되는 압력 신호를 제 2 제어부로 전달되어 선체화물창부와 액화가스화물탱크의 압력 차이가 일정한 값 이상의 차이가 나면 선체화물창부 배출밸브를 개방하여 선체화물창부의 기체를 외부로 배출할 수 있다.
상기 선체화물창부로 공급하는 질소의 온도를 낮추는 열교환기를 포함할 수 있다.
액화가스소비처로 액화가스를 공급하는 액화가스공급배관에서 분기되어 열교환기로 액화가스를 전달하는 액화가스 분기배관을 포함하고, 상기 열교환기를 통과하는 선체화물창부 공급 질소를 액화가스로 냉각시킬 수 있다.
복수개의 선체화물창부 복수개의 액화가스화물탱크를 포함하고, 각 선체화물창부에 가압되는 압력이 다르게 운영되는 액화가스운반선이 제공 될 수 있다.
본 발명에 따르면, 액화가스화물탱크의 운용압력을 높여 줌으로써 다양한 운전환경에서 안전하게 운전가능한 액화가스운반선을 확보할 수 있다. 특히 FSRU의 경우에 장기간 동안 LNG화물의 소비 없이 LNG화물을 저장 보관해야 하는 경우가 있는데, 이러한 상황에서 보다 많은 LNG를 LNG화물창안에 저장해서 LNG화물의 낭비를 최소화하고 안전한 운전을 가능하게 함으로써 FSRU의 기술경쟁력을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선을 도시한 도면이다.
도 2은 본 발명의 특징부를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 액화가스화물탱크 안전밸브의 일예를 도시한 도면이다.
도 4은 본 발명에 따른 기계적인 액화가스화물탱크 안전밸브(30)와 자동 제어를 통한 액화가스 배출밸브(34)를 함께 도시한 도면이다.
도 5은 본 발명에 따른 제 2 선체화물창부 안전밸브의 일예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 기계적인 선체화물창부 안전밸브(46)와 자동 제어를 통한 선체화물창부 배출밸브(44)를 함께 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따라 선체화물창부로 기체를 공급하고 액화가스를 통해 선체화물창부로 공급되는 기체를 냉각하는 액화가스화물탱크 시스템을 도시한 도면이다.
도 8은 복수개의 선체화물창부와 복수개의 액화가스화물탱크를 포함하는 액화가스운반선을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모드 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련 된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 IMO Type-A 또는 IMO Type-B 탱크를 갖는 액화가스운반선 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에서의 액화가스운반선은 일반 LNG운반선, FSRU, FLNG를 비롯해서 LNG를 화물로 저장하는 모든 종류의 선박 및 해상플랜트를 포함하고, 에탄, 에틸렌, LPG, 이산화탄소 등 모든 종류의 액화가스를 대상으로 한다. 본 발명의 기술은 해상 운송 수단뿐 아니라 육상 고정형 액화가스저장시설에도 적용 가능하다.
본 발명에서 IMO Type-A 탱크와 Type-B 탱크는 IGC code(International Code for the Construction and Equipment of of Ships carrying Liquefied Gases in Bulk)에서 정의될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 IMO Type-A 또는 IMO Type-B 탱크를 갖는 액화가스운반선을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 액화가스운반선은 IMO Type-A 또는 Type-B인 액화가스화물탱크(10)와, 액화가스화물탱크(10)를 설치하는 선체화물창부(Cargo hold)(20)를 포함하고, 상기 선체화물창부(20)를 대기압 이상으로 가압 유지하고 상기 액화가스화물탱크(10)의 최대운용압력에서 선체화물창부(20)의 운용압력을 뺀 압력을 최대허용압력으로 설정해서 액화가스화물탱크(10)의 두께, 재료 등 설계기준으로 삼는 형태일 수 있다.
상기 선체화물창부(20)가 가압된 운용압력을 견딜 수 있도록 구조적으로 되는 형태일 수 있다. 기존의 기술에서는 Type-A 또는 Type-B인 액체가스화물탱크가 설치되는 선체화물창부(20)는 미압의 불활성가스로 채워져 있지만, 본 발명에서는 선체화물창부(20)를 대기압 이상으로 가압하기 때문에 필요하면 구조적으로 보강할 필요가 있다.
상기 선체화물창부(20)의 운용압력이 0.3 barg이상인 것이 바람직하다. 기존의 LNG운반선은 LNG화물탱크의 보호를 위해 약 0.25 barg에서 안전밸브가 개방되도록 운전되고 있다. 이 경우에 대형컴프레서가 없으면 0.25 barg 이하의 액화가스압력과 상압 근처의 육상설비까지 증발가스를 이송하기 힘들기 때문에 컴프레서를 액화가스운반선에 포함시켜서 2.0 barg 정도까지 가압해서 이송한다. 본 발명에서는 선체화물창부(20)의 운용압력을 0.3 barg이상으로 운용하면 도2에 예시한 바와 같이, 선체화물창부(20)와 액화가스화물탱크(10)의 차압을 0.55 barg까지도 발생시킬 수 있으며 육상설비의 조건과 배관설계 등을 통해 이러한 차압을 이용해서 컴프레서 없이 이송 가능하다. 선체화물창부(20)의 운용압력이 높을수록 보다 쉽게 이송 가능하다는 장점이 있으며, 바람직하게는 증발가스에 의해 액체화물탱크(10)의 압력이 상승하는 값에 맞추어서 선체화물창부(20)의 압력을 조절하면 별도의 장비 없이 차압만으로 육상시설로 안전하게 증발가스를 이송할 수 있을 것이다. 즉, 액화가스화물의 선적이나 액화가스화물탱크에서 발생되는 증발가스를 육지시설로 회송시키는 경우에 있어서, 컴프레서가 없이도 액화가스화물탱크(10)안의 압력을 1.5 bara 이상으로 운용하여 액화가스화물탱크(10)와 육지시설과의 압력차에 의해 이송시킬 수 있게 있다. 이때, 액화가스화물탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 외부로 송출하기 위해 압력비가 1.5이하인 블로어를 포함할 수 있다.
상기 선체화물창부(20)의 운용압력이 액화가스화물탱크(10)가 외압으로 작용하고 액화가스화물탱크(10)가 대기압일 때 액화가스화물탱크(10)가 구조적으로 안전하도록 설계 될 수 있다. 이 경우에 액화가스화물탱크(10)의 외압에 의한 버클링 문제를 회피할 수 있고, 구조적 보강이 기술적, 가격적 측면에서 어려움이 있으면 별도의 대기 배출 등의 장비와 운영으로 회피해야 한다.
액화가스화물탱크는 외부의 열침입으로 인해 액화가스가 증발되어 압력이 올라가게 되며 탱크의 보호를 위해 최대허용압력(MAWP: Maximum Allowable Working Pressure)에 도달하면 안전밸브가 개방되어 액화가스를 배출시킴으로써 탱크를 보호한다. 그리고, 최대허용압력은 액화가스화물탱크의 재질, 두께 등 설계의 기준이 된다. 따라서, 대기압의 실외 및 실내에 설치 되는 액화가스화물탱크는 액화가스의 운용압력이 최대허용압력에 도달하면 안전밸브가 개방되고 대기 중으로 배출된다. 결국 액화가스의 최대운용압력은 탱크의 최대허용압력과 같고 이 두 값은 모두 액화가스가 배출되는 대기와의 차이에 의한 게이지압력으로 결정된다.
본 발명의 일측은 추가적으로 선체화물창부(20)을 설치하고, 액화가스화물탱크(10)를 대기압보다 높은 압력으로 유지되는 선체화물창부(20)안에 설치함으로써 액화가스화물탱크(10)를 둘러싼 외압을 높여서 탱크의 구조적 안정성에 영향을 미치는 외압과 내압의 차이를 줄여 주었다. 따라서, 액화가스화물탱크를 설치하는 공간에서의 게이지압은 액화가스화물탱크(10) 내부의 압력과 선체화물창부(20) 압력의 차이로 구하고 최대허용압력을 구하는 게이지압은 이 외압을 기준으로 해야 한다. 따라서, 본 발명을 적용할 경우에 액화가스화물탱크의 최대허용압력보다 높은 압력에서 운용이 가능하다.
본 실시예에 따른 액화가스운반선은 액화가스화물탱크(10)의 기체를 외부로 배출하는 액화가스화물탱크 배출배관(31)과, 액화가스화물탱크(10)의 운용압력과 선체화물창부(20)의 압력차가 최대허용압력이 되면 상기 액화가스화물탱크 배출배관(31)을 통해 액화가스화물탱크의 기체를 탱크 외부로 기계적으로 배출하는 액화가스화물탱크 안전밸브(30)를 포함하는 형태일 수 있다.
이러한 기계적인 안전밸브를 갖추기 위해서 상기 액화가스화물탱크 안전밸브(30)는 액화가스화물탱크(10)의 최대허용압력까지 개방되지 않게 차단하는 탄성력을 작용하는 스프링을 포함하고, 선체화물창부(20)의 압력이 액화가스화물탱크 안전밸브(30)를 닫는 방향으로 작용하도록 연결해 주는 제 1 연결배관(35)을 포함하는 형태일 수 있다. 도 3에 이러한 안전밸브의 일례를 도시하였다. 즉, 스프링의 탄성력을 액화가스화물탱크(10)의 최대허용압력에 해당하는 힘이 발생하게 하고 선체화물창부(20)의 압력이 전달되도록 제 1 연결배관(35)을 연결하면 선체화물창부(20)의 운전압력에 상관없이 액화가스화물탱크(10)의 안전성이 확보될 수 있다. 도 3에서는 선체화물창부(20)과 연결해서 선체화물창부(20)의 압력변화에 대해서 액화가스화물탱크(10)를 보호하는 안전밸브의 한 예를 도시한 것으로 도 3의 방식으로 한정되지 않고, 이러한 목적을 만족하면 액화가스화물탱크 안전밸브(30)의 종류와 방법에는 제한이 없다.
본 발명의 일측으로는 선체화물창부(20)의 압력 변화에 따른 액화가스화물탱크(10)의 안전성을 확보하기 위해서는 기계적인 안전밸브 이외에도 전기적인 제어를 통해서 달성할 수 있다. 선체화물창부(20)의 압력을 감지하는 선체화물창부 압력감지부(42)와, 액화가스화물탱크 내부의 압력을 감지하는 액화가스화물탱크 압력감지부(32)와, 액화가스화물탱크(10)에서 분기 되어 외부로 기체를 배출할 수 있는 액화가스화물탱크 배출배관(31)과, 상기 액화가스화물탱크 배출배관(31)에 설친 된 액화가스 배출밸브(34)를 포함하고 선체화물창부 압력감지부(42)와 액화가스화물탱크 압력감지부(32)에서 계측되는 압력 신호를 제 1 제어부(33)로 전달되어 액화가스화물탱크(10) 압력과 선체화물창부(20) 압력의 차이가 액화가스 저장탱크 최대허용압력에 가까워 지면 액화가스 배출밸브(34)를 개방하여 액화가스화물탱크(10)의 기체를 외부로 배출하는 형태일 수 있다. 도 4에는 기계적인 액화가스화물탱크 안전밸브(30)와 자동 제어를 통한 구성을 같이 도시하였다.
본 발명의 일측으로는 선체화물창부(20)의 기체를 외부로 배출하는 선체화물창부 배출배관(41)과, 선체화물창부(20)의 압력과 액화가스화물탱크(10)의 운용압력의 차이가 일정한 값 이상으로 커지면 선체화물창부(20)의 기체를 외부로 기계적으로 배출하는 제 2 선체화물창부 안전밸브(46)를 포함하는 형태일 수 있다. 참고로 선체화물창부(20) 자체의 보호를 위해서 선체화물창부(20)의 최대허용압력에서 기계적으로 열리는 선체화물창부 안전밸브(40)가 설치되어 있어야 한다. 제 2 선체화물창부 안전밸브(46)는 액화가스화물탱크(10)의 보호를 위해 설치할 수 있다. 저장탱크의 외압이 내압보다 클 경우에는 저장탱크에 버클링이 발생해서 찌그러 질 수 있기 때문에 이러한 버클링에 대해 견디는 충분한 강도를 갖도록 액화가스화물탱크를 설계해야 한다. 단순히 두께뿐 아니라 길이, 보강재 등에 따라서 버클링에 대한 강도가 강해진다. 한편으로는 선체화물창부(20)의 압력이 액화가스화물탱크(10)압력보다 일정한 값 이상은 커지지 않게 해서 버클링 문제를 회피할 수 있다. 버클링이 생기는 압력은 탱크의 종류, 재질, 두께, 크기, 보강재 등에 따라 바뀌기 때문에 본 발명에서 수치를 한정할 수는 없고 이러한 일정한 압력보다 외압이 더 커지면 자동으로 제 2 선체화물창부 안전밸브(46)가 개방되어 액화가스화물탱크(10)를 기계적으로 보호할 수 있다.
이러한 기계적인 안전밸브를 갖추기 위해서 일정한 압력 이하에서는 제 2 선체화물창부 안전밸브(46)가 개방되지 않게 차단하는 탄성력을 작용하는 스프링을 포함하고, 액화가스화물탱크(10)의 압력이 제 2 선체화물창부 안전밸브(46)를 닫는 방향으로 작용하도록 연결해 주는 제 2 연결배관(45)을 포함하는 형태일 수 있다. 도 5에서는 액화가스화물탱크(10)와 연결해서 선체화물창부(20)의 압력을 기계적으로 낮추어서 액화가스화물탱크의 버클링 문제를 회피하는 안전밸브의 한 예를 도시한 것으로 도 5의 방식으로 한정되지 않고, 이러한 목적을 만족하면 제 2 선체화물창부 안전밸브(46)의 종류와 방법에는 제한이 없다.
본 발명의 일측으로는 액화가스화물탱크(10)의 버클링에 대한 안전성을 확보하기 위해서는 기계적인 안전밸브 이외에도 전기적인 제어를 통해서 달성할 수 있다. 선체화물창부(20)의 압력을 감지하는 선체화물창부 압력감지부(42)와, 액화가스화물탱크 내부의 압력을 감지하는 액화가스화물탱크 압력감지부(32)와, 선체화물창부(20)에서 분기 되어 외부로 기체를 배출할 수 있는 선체화물창부 배출배관(41)과, 상기 선체화물창부 배출배관(41)에 설치 된 선체화물창부 배출밸브(44)를 포함하고 선체화물창부 압력감지부(42)와 액화가스화물탱크 압력감지부(32)에서 계측되는 압력 신호를 제 2 제어부(43)로 전달되어 선체화물창부(20)과 액화가스화물탱크(10)의 압력 차이가 일정한 값 이상의 차이가 나면 선체화물창부 배출밸브(40)를 개방하여 선체화물창부(20)의 기체를 외부로 배출하는 형태일 수 있다. 도 6에는 기계적인 선체화물창부 안전밸브(46)와 자동 제어를 통한 구성을 같이 도시하였다.
본 발명의 일측으로는 선체화물창부(20)을 가압하기 위해 기체를 공급하는 선체화물창부 공급배관(50)을 포함하는 형태일 수 있다. 선체화물창부(20)로 공급되는 유량을 조절하는 선체화물창부 공급밸브(52)를 포함할 수 있으며, 상기 액화가스화물탱크 압력감지부(32)와, 선체화물창부 압력감지부(42)에서 계측 된 압력신호를 받는 제 3 제어부(51)를 포함하고, 액화가스화물탱크(10)의 압력이 선체화물창부(20)의 압력보다 크고 선체화물창부(20)의 압력이 정해진 최대운용압력보다 낮으면 선체화물창부 공급밸브(52)를 조절해서 선체화물창부로 기체를 공급하도록 제어하는 형태일 수 있다. 선체화물창부(20)의 운용압력은 선체화물창부 공급밸브 혹은 선체화물창부 배출밸브를 통해서 자동 혹은 수동으로 조절될 수 있으며, 선체화물창부(20)의 운용압력은 액화가스화물탱크의 운용압력보다 낮은 압력으로 운용하는 것이 바람직하다. 이는 액화가스화물탱크(10)가 금이 갈 경우에 선체화물창부(20)의 압력이 더 높을 경우 액화가스가 선체화물창부(20)로 새어 나오지 않고 오히려 선체화물창부(20)의 기체가 액화가스화물탱크로 들어갈 수 있다. 선체화물창부(20)에 가압된 기체가 공기일 경우에는 액화가스화물탱크에 누출될 경우 잠재적 화재 위험성, 수분결빙 등 문제점이 많이 있을 수 있다. 선체화물창부(20)에 가압된 기체가 질소와 같은 안전한 기체라 하더라도 액화가스화물탱크(10)의 기계적 손상을 조기에발견 하기 힘들 수 있다. 선체화물창부(20)의 압력이 액화가스화물탱크(10)보다 낮은 경우에는 액화가스화물탱크에 금이 갈 경우에, 선체화물창부(20)로 리크가 발생하게 되며 선체화물창부(20) 내부 혹은 선체화물창부 배출배관(41) 후단에 설치 된 가스탐지기로 액화가스화물탱크(10)의 문제점을 조기에 파악할 수 있다. 여기서 가스탐지기는 액화가스의 성분을 탐자하는 가스탐지기뿐 아니라 온도나 압력을 계측해서 액화가스누출에 대한 가능성을 탐지할 수 있는 모든 모니터링 방법을 포함한다.
본 발명의 일측으로는 상기 선체화물창부(20)로 기체를 공급하는 선체화물창부 공급배관(50)에 설치되어 선체화물창부(20)로 공급되는 기체의 온도를 낮추는 열교환기(60)를 포함하는 형태일 수 있다. 또한, 도 7에 도시 된 바와 같이 상기 액화가스화물탱크(10)에 연결되어 액화가스 소비처(63)로 액화가스를 공급하는 액화가스 공급배관(61)에서 분기되어 열교환기(60)로 액화가스를 전달하는 액화가스 분기배관(62)을 포함하고, 상기 열교환기(60)를 통과하는 선체화물창부(20) 공급 기체를 액화가스로 냉각시키는 형태가 바람직하다. 이는 선체화물창부(20)을 가압할 필요가 있을 경우 공급되는 기체를 액화가스를 이용해서 냉각시킴으로써 따뜻한 공급기체가 선체화물창부(20)의 온도를 높여서 액화가스화물탱크(10)의 열침입량을 늘리는 것을 피하기 위함이다.
본 발명의 일측으로는 복수개의 선체화물창부(20)와 복수개의 액화가스화물탱크(10)를 포함하고, 각 선체화물창부(20)에 가압되는 압력이 다르게 운영, 즉 독립적으로 운영되는 것을 포함한다. 특히 LPG운반선의 경우에는 각각의 탱크에 다른 종류의 화물을 실을 수 있고 이에 따라 LPG화물탱크의 압력이 다를 수 있다. 따라서, 이 경우에 선체화물창부(20)의 압력을 다르게 가압함으로써 다른 종류의 화물을 실어 압력이 다른 액화가스화물탱크(10)들을 각각 안정적으로 운전할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시 될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지직을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10: 액화가스화물탱크 20: 선체화물창부
30: 액화가스화물탱크 안전밸브 31: 액화가스화물탱크 배출배관
32: 액화가스화물탱크 압력감지부 33: 제 1 제어부
34: 액화가스 배출밸브 35: 제 1 연결배관
40: 선체화물창부 안전밸브 41: 선체화물창부 배출배관
42: 선체화물창부 압력감지부 43: 제 2 제어부
44: 선체화물창부 배출밸브 45: 제 2 연결배관
46: 제 2 선체화물창부 안전밸브 50: 선체화물창부 공급배관
51: 제 3 제어부 52: 선체화물창부 공급밸브
60: 열교환기 61: 액화가스 공급배관
62: 액화가스 분기배관 63: 액화가스 소비처
70: 기체 공급장치 71: 제 1 선체화물창부 공급배관
72: 제 2 선체화물창부 공급배관 73: 제 3 선체화물창부 공급배관
81: 제 1 선체화물창부 배출배관 82: 제 2 선체화물창부 배출배관
83: 제 3 선체화물창부 배출배관 100: 액화가스운반선

Claims (15)

  1. 액화가스화물을 저장하는 IMO Type-A 또는 Type-B의 액화가스화물탱크(10);
    상기 액화가스화물탱크(10)가 내부에 설치되고 대기압보다 높은 압력으로 가압 가능한 선체화물창부(Cargo hold)(20);
    상기 선체화물창부(20)에 질소를 가압 공급할 수 있는 시스템(70);
    상기 질소를 가압 공급할 수 있는 시스템(70)에서 상기 선체화물창부(20)로 공급되는 질소의 양을 조절하는 선체화물창부 공급밸브(52);
    상기 선체화물창부(20)의 압력을 감지하는 선체화물창부 압력감지부(42);
    상기 액화가스화물탱크(10) 내부의 압력을 감지하는 액화가스화물탱크 압력감지부(32);
    상기 선체화물창부(20)에서 분기 되어 외부로 기체를 배출할 수 있는 선체화물창부 배출배관(41);
    상기 선체화물창부 배출배관(41)에 설치 된 선체화물창부 배출밸브(44);
    상기 액화가스화물탱크(10)에 설치 된 액화가스화물탱크 안전밸브(30); 및
    상기 선체화물창부(20)의 압력이 상기 액화가스화물탱크 안전밸브(30)를 닫는 방향으로 작용하도록 연결해 주는 제 1 연결배관(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체화물창부(20)와 상기 액화가스화물탱크(10)의 압력을 감지하여 상기 선체화물창부(20)를 대기압 이상으로 가압 유지하고, 상기 액화가스화물탱크(10)의 최대운용압력에서 선체화물창부(20)의 운용압력을 뺀 압력을 최대허용압력으로 설정해서 상기 액화가스화물탱크(10)의 두께, 재료의 설계기준으로 하는 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 선체화물창부(20)가 가압된 운용압력을 견딜 수 있도록 구조적으로 보강된 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체화물창부(20)의 운용압력이 0.3 barg이상인 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  5. 제 1 항에 있어서,
    액화가스화물의 선적이나 액화가스화물탱크에서 발생되는 증발가스를 육지시설로 회송 시킴에 있어, 액화가스화물탱크(10)안의 압력을 1.5 bara 이상으로 운용하고 액화가스화물탱크(10)와 육지시설과의 압력차에 의해 이송시키는 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액화가스화물탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 상기 액화가스화물탱크(10) 외부로 송출하기위해 압력비가 1.5 이하인 블로어를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액화가스화물탱크(10)의 운용압력과 상기 선체화물창부(20)의 압력차가 최대허용압력이 되면 상기 액화가스화물탱크 안전밸브(30)가 기계적으로 개방되어 증발가스를 대기 중으로 배출 시키는 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 액화가스화물탱크 안전밸브(30)는 상기 액화가스화물탱크(10)의 상기 최대허용압력까지 개방되지 않게 차단하는 탄성력을 작용하는 스프링을 포함하고;
    상기 제 1 연결배관(35)이 액화가스화물탱크 안전밸브(30)를 닫는 방향으로 작용하도록 연결 되는것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  9. 제 1 항에 있어서,
    액화가스화물탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 대기 중으로 배출하는 액화가스화물탱크 배출배관(31);
    상기 액화가스화물탱크 배출배관(31)에 설친 된 액화가스 배출밸브(34)를 포함하고,
    상기 선체화물창부 압력감지부(42)와 상기 액화가스화물탱크 압력감지부(32)에서 계측되는 압력 신호가 제 1 제어부(33)로 전달되어 상기 액화가스화물탱크(10) 압력과 상기 선체화물창부(20) 압력의 차이가 상기 액화가스화물탱크(10)의 최대허용압력에 가까워 지면 상기 액화가스 배출밸브(34)를 개방하여 상기 액화가스화물탱크(10)의 기체를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체화물창부(20)의 압력과 액화가스화물탱크(10)의 운용압력의 차이가 기 설정된 값 이상으로 커지면 상기 선체화물창부(20)의 기체를 외부로 기계적으로 배출하는 제 2 선체화물창부 안전밸브(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 선체화물창부 안전밸브(46)는 기 설정된 압력 이하에서는 상기 제 2 선체화물창부 안전밸브(46)가 개방되지 않게 차단하는 탄성력을 작용하는 스프링을 포함하고;
    상기 액화가스화물탱크(10)의 압력이 상기 제 2 선체화물창부 안전밸브(46)를 닫는 방향으로 작용하도록 연결해 주는 제 2 연결배관(45)을 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체화물창부 압력감지부(42)와 액화가스화물탱크 압력감지부(32)에서 계측되는 압력 신호가 제 2 제어부(43)로 전달되어 상기 선체화물창부(20)와 상기 액화가스화물탱크(10)의 압력 차이가 기 설정된 값 이상의 차이가 나면 상기 선체화물창부 배출밸브(40)를 개방하여 선체화물창부(20)의 기체를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체화물창부(20)로 공급하는 질소의 온도를 낮추는 열교환기(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  14. 제 13 항에 있어서,
    액화가스 소비처(63)로 액화가스를 공급하는 액화가스 공급배관(61)에서 분기되어 상기 열교환기(60)로 액화가스를 전달하는 액화가스 분기배관(62)을 포함하고,
    상기 선체화물창부(20)로 공급하는 질소를 상기 열교환기(60)를 통해 액화가스로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체화물창부(20)의 내부에는 상기 액화가스화물탱크(10)가 하나 이상 포함되며,
    상기 하나 이상의 액화가스화물탱크(10)가 내부에 포함되는 상기 선체 화물창부(20)가 하나 이상 설치되며,
    상기 액화가스화물탱크(10) 각각에 가압되는 압력은 독립적인 것을 특징으로 하는 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선.
KR1020170151868A 2017-11-14 2017-11-14 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선 KR20190054847A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170151868A KR20190054847A (ko) 2017-11-14 2017-11-14 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170151868A KR20190054847A (ko) 2017-11-14 2017-11-14 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190054847A true KR20190054847A (ko) 2019-05-22

Family

ID=66680559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170151868A KR20190054847A (ko) 2017-11-14 2017-11-14 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190054847A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110510061A (zh) * 2019-09-19 2019-11-29 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 超大型油轮液货装卸***的辅助决策方法
KR20210037370A (ko) * 2019-09-27 2021-04-06 삼성중공업 주식회사 냉각 시스템 및 이를 포함하는 컨테이너 운반선

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110510061A (zh) * 2019-09-19 2019-11-29 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 超大型油轮液货装卸***的辅助决策方法
KR20210037370A (ko) * 2019-09-27 2021-04-06 삼성중공업 주식회사 냉각 시스템 및 이를 포함하는 컨테이너 운반선

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101414787B1 (ko) Ｌｎｇ 운반선의 독립형 탱크 지지구조 시스템
US20170343159A1 (en) Lng tank and system for connecting at least one pipe between an lng tank and a tank connection space thereof
KR20110078197A (ko) Ｌｎｇ 탱크의 ｌｎｇ 누출물 배출 장치
KR20190054847A (ko) 독립형 화물탱크를 갖는 액화가스운반선
KR20190054844A (ko) 액화가스저장탱크 시스템 및 이를 가지는 선박
KR101710997B1 (ko) 액화천연가스 이송 장치
US7363870B2 (en) Method and device for protecting a vessel's loading space from excess pressure
CN111399572A (zh) B型液货舱附属处所的环境控制***及方法
KR20190054846A (ko) 이중압력용기
KR20100099907A (ko) 탱크돔 보호용 이중상갑판 및 그것을 구비한 선박
CN211427180U (zh) B型液货舱附属处所的环境控制***
US3577739A (en) Method and apparatus for transporting liquefied gas
KR101594247B1 (ko) 액체저장탱크 관리 시스템
KR101670866B1 (ko) 독립형 저장탱크의 탱크 감시장치
KR20210059156A (ko) 해양구조물의 lng화물창 테스트방법 및 이를 적용한 해양구조물
KR20110007450A (ko) 이산화탄소 수송용 선박
KR20130064194A (ko) 선박용 ｌｎｇ 및 ｌｐｇ 저장탱크의 유지보수 시스템
KR20190054849A (ko) Lng 연료 추진선박
KR101864150B1 (ko) 액화천연가스 이송 시스템
KR100952669B1 (ko) Ｌｎｇ 운반선의 하역시 압력 조절장치 및 상기 압력조절장치를 갖는 ｌｎｇ 운반선
KR101714671B1 (ko) 액체저장탱크의 압력제어 방법 및 시스템
KR101551797B1 (ko) 액화천연가스 화물창 및 단열성능 유지방법
KR20150000531U (ko) Lng 운반선의 lng 저장 탱크
KR20210059826A (ko) 선박의 lng화물창 테스트방법 및 이를 적용한 선박
KR101551789B1 (ko) 독립형 저장탱크의 누출위치 확인장치