| |
| |
| |
| |
| 선박에 탑재된 극저온 유체의 저장 및 수송을 위한 장치 |
최근 세계 조선시장의 시황이 친환경 규제 등의 이유로 LNG선 발주량이 늘어 LNG선 기술에 대한 관심이 높아졌다. 국내 조선 3사의 LNG선 세계 수주 비율이 80% 달한다. (그림 1).
그림1. 국내 조선 3사 LNG선의 실적 추이
*참조(https://www.sedaily.com/NewsView/1Z6SLJRGZ0)
LNG의 성분 중 90% 이상을 차지하는 메탄의 비등점이 -162℃이기 때문에, 극저온으로 유지하여 LNG를 액화시키면 유체의 부피가 600분의 1로 줄어들어 기체 상태일 때보다 훨씬 더 많은 양을 효율적으로 운반을 할 수 있다. LNG선의 저장탱크 내부는 액체-증기 2 상 평형의 상태로 -162℃ 극저온 유체의 저장을 위해 단열 밀봉된 상태로 유지되는 반면, 외부의 온도는 해상 날씨의 영향을 많이 받아 저장탱크 내/외부 큰 온도 차이가 발생하기 때문에 이러한 현상을 방지하고 -162℃의 극저온 상태를 안정적으로 유지하기 위한 특수한 저장 탱크가 필요하다.
LNG 저장탱크 기술 특허 시장을 독점하고 있는 가스트랑스포르 에 떼끄니가즈(GTT)는 선박에 탑재된 극저온 유체의 저장 및 수송을 위한 장치를 개발하였다. 그림 2는 이 장치가 설치된 선박의 개략도로 4개의 저장탱크(2,3,4,5), 증기 제거 배관(22, 23, 24, 25), 증기 주입 배관(41), 플레어 스택(7)이 설치되었다. 저장탱크에 설치된 증기 제거 배관을 통해 증기를 수집하고, 수집된 증기가 연소 및 대기 배출할 수 있는 플레어 스택으로 처리되거나, 증기 주입배관으로 액체로 전환하여 LNG 탱크에 다시 주입되도록 설계되었다.
그림 2. 극저온 저장 탱크가 설치된 LNG 선박의 개략도
(한국등록특허 10-1879453 B1)
그림 3은 극저온 저장탱크의 사시도를 보여준다. 횡 방향 수직 평면상의 단면에서 볼 때 8각형 형상의 단면을 가지고 있고, 선박의 움직임으로 인해 탱크 내 유체가 출렁이는 슬로싱(Sloshing) 현상을 줄이기 위해 사각형이 아닌 모서리 부분을 제거한 팔각형 형태의 탱크로 개발을 하였다. 또한, 이 장치는 멤브레인 유형의 탱크이며, 제 1 밀봉 멤브레인(21)과 제 2 밀봉 멤브레인(19)는 위로 접힌 엣지(Edge)들을 가진 금속 스트레이크(metal strake)의 연속적인 층으로 되어 있고, 철과 니켈의 합금(열팽창계수: 1.2~2X10-6K-1)이나 높은 망간 함유량을 가진 철 합금(열팽창계수: 7X10-6K-1)으로 만들어 진다.
그림 3. 극저온 저장 탱크 사시도 및 단면
(한국등록특허 10-1879453 B1)
각각의 저장탱크에서는 증기 제거 파이프(22, 23, 24, 25)를 구비하여, 탱크 안에서 LNG 증발에 의하여 발생된 증기의 제거하도록 설계되었다. 이러한 증기 제거 파이프는 상부 벽(13)의 4곳의 코너 부분에 설치하여, 선박의 운동과 상관 없이 증기 가스를 제거 할 수 있다.
집적기(26)가 2개의 증기 제거 파이프(22,23)들에 연결되어, 상부 벽의 각각의 코너에서 증기를 수집하고, 수집된 증기는 집적기에서 플레어스택(7)으로 보내져 연소 및 안전하게 대기 배출되게 처리 되거나, 비상 샤프트(48)로 탱크 안에 저장된 LNG의 액체 상으로 다시 주입 될 수 있도록 설계되었다.
그림 4. 탱크 벽을 통한 증기 제거 파이프의 단면도
(한국등록특허 10-1879453 B1)
현재 세계적인 LNG 수요 증가 추세에서 국내 조선 3사가 LNG선 수주 1위로 경쟁력의 우위를 보이고 있고 건조 시장에서는 선두자지만, LNG 선박 극저온 저장탱크의 기술에 대한 GTT의 시장점유율은 95%에 달하며, 최근 건조중인 LNG 선박은 모두 GTT의 기술이 적용되고 있다. 국내 조선소에서 개발한 독자 기술이 몇건이 있었지만, 아직 실제 선박에 적용되지 못하는 실정이다. 향후 지속적인 LNG 관련 프로젝트의 영향으로 업황이 지속적으로 개선될 전망인 만큼 해당 기술을 국산화하여 세계 LNG선 산업을 주도 하기를 기대한다.
참고 자료
[1] https://www.sedaily.com/NewsView/1Z6SLJRGZ0
특허법인ECM
변리사 이은심
eslee@ecmpatent.com
02-568-2632
출원번호
10-2017-7023174
출원일자
2016.01.14
출원인
가스트랑스포르 에 떼끄니가즈
공개/등록번호(일자)
10-1879453(2018.07.11)
발명의 명칭
선박에 탑재된 극저온 유체의 저장 및 수송을 위한 장치
최근 세계 조선시장의 시황이 친환경 규제 등의 이유로 LNG선 발주량이 늘어 LNG선 기술에 대한 관심이 높아졌다. 국내 조선 3사의 LNG선 세계 수주 비율이 80% 달한다. (그림 1).
그림1. 국내 조선 3사 LNG선의 실적 추이
*참조(https://www.sedaily.com/NewsView/1Z6SLJRGZ0)
LNG의 성분 중 90% 이상을 차지하는 메탄의 비등점이 -162℃이기 때문에, 극저온으로 유지하여 LNG를 액화시키면 유체의 부피가 600분의 1로 줄어들어 기체 상태일 때보다 훨씬 더 많은 양을 효율적으로 운반을 할 수 있다. LNG선의 저장탱크 내부는 액체-증기 2 상 평형의 상태로 -162℃ 극저온 유체의 저장을 위해 단열 밀봉된 상태로 유지되는 반면, 외부의 온도는 해상 날씨의 영향을 많이 받아 저장탱크 내/외부 큰 온도 차이가 발생하기 때문에 이러한 현상을 방지하고 -162℃의 극저온 상태를 안정적으로 유지하기 위한 특수한 저장 탱크가 필요하다.
LNG 저장탱크 기술 특허 시장을 독점하고 있는 가스트랑스포르 에 떼끄니가즈(GTT)는 선박에 탑재된 극저온 유체의 저장 및 수송을 위한 장치를 개발하였다. 그림 2는 이 장치가 설치된 선박의 개략도로 4개의 저장탱크(2,3,4,5), 증기 제거 배관(22, 23, 24, 25), 증기 주입 배관(41), 플레어 스택(7)이 설치되었다. 저장탱크에 설치된 증기 제거 배관을 통해 증기를 수집하고, 수집된 증기가 연소 및 대기 배출할 수 있는 플레어 스택으로 처리되거나, 증기 주입배관으로 액체로 전환하여 LNG 탱크에 다시 주입되도록 설계되었다.
그림 2. 극저온 저장 탱크가 설치된 LNG 선박의 개략도
(한국등록특허 10-1879453 B1)
그림 3은 극저온 저장탱크의 사시도를 보여준다. 횡 방향 수직 평면상의 단면에서 볼 때 8각형 형상의 단면을 가지고 있고, 선박의 움직임으로 인해 탱크 내 유체가 출렁이는 슬로싱(Sloshing) 현상을 줄이기 위해 사각형이 아닌 모서리 부분을 제거한 팔각형 형태의 탱크로 개발을 하였다. 또한, 이 장치는 멤브레인 유형의 탱크이며, 제 1 밀봉 멤브레인(21)과 제 2 밀봉 멤브레인(19)는 위로 접힌 엣지(Edge)들을 가진 금속 스트레이크(metal strake)의 연속적인 층으로 되어 있고, 철과 니켈의 합금(열팽창계수: 1.2~2X10-6K-1)이나 높은 망간 함유량을 가진 철 합금(열팽창계수: 7X10-6K-1)으로 만들어 진다.
그림 3. 극저온 저장 탱크 사시도 및 단면
(한국등록특허 10-1879453 B1)
각각의 저장탱크에서는 증기 제거 파이프(22, 23, 24, 25)를 구비하여, 탱크 안에서 LNG 증발에 의하여 발생된 증기의 제거하도록 설계되었다. 이러한 증기 제거 파이프는 상부 벽(13)의 4곳의 코너 부분에 설치하여, 선박의 운동과 상관 없이 증기 가스를 제거 할 수 있다.
집적기(26)가 2개의 증기 제거 파이프(22,23)들에 연결되어, 상부 벽의 각각의 코너에서 증기를 수집하고, 수집된 증기는 집적기에서 플레어스택(7)으로 보내져 연소 및 안전하게 대기 배출되게 처리 되거나, 비상 샤프트(48)로 탱크 안에 저장된 LNG의 액체 상으로 다시 주입 될 수 있도록 설계되었다.
그림 4. 탱크 벽을 통한 증기 제거 파이프의 단면도
(한국등록특허 10-1879453 B1)
현재 세계적인 LNG 수요 증가 추세에서 국내 조선 3사가 LNG선 수주 1위로 경쟁력의 우위를 보이고 있고 건조 시장에서는 선두자지만, LNG 선박 극저온 저장탱크의 기술에 대한 GTT의 시장점유율은 95%에 달하며, 최근 건조중인 LNG 선박은 모두 GTT의 기술이 적용되고 있다. 국내 조선소에서 개발한 독자 기술이 몇건이 있었지만, 아직 실제 선박에 적용되지 못하는 실정이다. 향후 지속적인 LNG 관련 프로젝트의 영향으로 업황이 지속적으로 개선될 전망인 만큼 해당 기술을 국산화하여 세계 LNG선 산업을 주도 하기를 기대한다.
참고 자료
[1] https://www.sedaily.com/NewsView/1Z6SLJRGZ0
특허법인ECM
변리사 이은심
eslee@ecmpatent.com
02-568-2632