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KR101255547B1 - 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기 및 이를 이용한 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법 - Google Patents

하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기 및 이를 이용한 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법 Download PDF

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KR101255547B1
KR101255547B1 KR1020120097461A KR20120097461A KR101255547B1 KR 101255547 B1 KR101255547 B1 KR 101255547B1 KR 1020120097461 A KR1020120097461 A KR 1020120097461A KR 20120097461 A KR20120097461 A KR 20120097461A KR 101255547 B1 KR101255547 B1 KR 101255547B1
Authority
KR
South Korea
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container
gas
bog
hydrate pellets
dissociation
Prior art date
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Active
Application number
KR1020120097461A
Other languages
English (en)
Inventor
강희진
이동곤
최진
Original Assignee
한국해양과학기술원
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
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Priority to CN201280054961.XA priority patent/CN103930355B/zh
Priority to DK12884304.2T priority patent/DK2781468T3/en
Priority to PCT/KR2012/007145 priority patent/WO2014038734A1/ko
Priority to US14/365,628 priority patent/US9243752B2/en
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Abstract

본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기는 복수개의 프레임으로 이루어지는 제 1용기; 상기 제 1용기 내부에서 회전가능하게 설치되며 내부에 하이드레이트 펠릿이 저장되는 제 2용기; 및 상기 제 1용기 내부에 설치되어 상기 제 2용기를 냉각시키는 냉동기;를 포함하고, 상기 제 2용기는 전원 공급에 의해 가열되어 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 열선이 내부면에 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기 및 이를 이용한 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법{container for hydrate pallet storage, shipping and regasfication and method in using same}
본 발명은 하이드레이트 펠릿을 용이하게 저장하여 운송할 수 있고, 용기를 회전시키며 가열하여 하이드레이트 펠릿을 용이하게 해리시킬 수 있는 용기 및 이를 이용한 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법에 관한 것이다.
하이드레이트(hydrate)는 물분자와 기체분자로 이루어진 얼음형상의 고체물질로서, 소정의 압력과 온도 하에서 물과 기체 분자를 접촉시키는 것에 의해 생성되고, 압력 또는 온도를 변화시키는 것에 의해 물과 기체분자로 해리될 수 있다.
이러한 하이드레이트는 높은 가스 내포성으로 인해 LNG를 대신하는 천연가스의 새로운 운송 및 저장 수단으로 주목받고 있다.
도 1은 종래의 천연가스 하이드레이트의 재가스화장치를 보여주는 도이다.
예를 들어, 대한민국 출원번호 제10-2009-0077592호는 천연가스 하이드레이트의 재가스화장치를 소개하고 있는데, 상기 출원은 도 1에 도시된 바와 같이, 하이드레이트가 연속적으로 투입되도록 하나 이상 설치되는 투입구(102)와, 하이드레이트가 가열수단에 의해 접촉되면서 재가스화가 되도록 낙하시키는 가이드부재(104)와, 상단측에 설치되어 기화된 천연가스가 배출되는 가스배출구(106)와, 하단부측에 설치되어 분리된 물이 배출되는 물배출구를 포함하고 있다.
일반적으로, 천연가스 하이드레이트(natrual gas hydrate, NGH)는 대용량 탱크에 담아 운송하게 되는데, 이는 하이드레이트 펠릿(pallet)의 자중에 의해 교착이 일어나게 되는 문제점이 있다.
한편, 하이드레이트를 재기화 또는 해리(이하에서는 해리라 한다)하기 위한 종래의 방식은 선박의 탱크에서 교착된 하이드레이트를 파쇄하여 육상으로 옮긴 후 해리하는 방식과, 선박에서 곧바로 하이드레이트가 저장된 탱크에 온수나 열선 등으로 열을 공급하여 해리하는 방식이 있다.
이러한 방식은 모두 탱크 내에서 적재 및 이송 중에 교착된 하이드레이트를 분쇄 또는 분리하여 육상의 해리설비로 옮기거나, 열을 가해 선체 탱크 내의 하이드레이트를 해리하는 과정에서 선박이 항구에 장기간 계류해야 하는 문제점이 있다.
또한, 하이드레이트의 적하역이나 해리로 인해 요구되는 장기간의 선박 계류 기간은 선박 운항 효율을 저하시키는 주요 원인이 되며, 하이드레이트 펠릿을 적재하기 위해 회항하는 선박은 화물창 역할을 하는 탱크가 빈채로 돌아가게 되는 문제점이 있다.
일반적으로, 하이드레이트 펠릿은 적재시에는 각 하이드레이트 펠릿이 떨어져 있어 선박의 복원성 평가시 Grain Stability를 적용할 필요가 있지만, 시간이 지남에 따라 자중에 의해 교착함으로써 탱크 내의 교착 형태에 따라 선박의 거동 및 안전성에 악영향을 줄 수 있다.
한편, 대용량 탱크에 하이드레이트 펠릿을 적재, 이송할 경우 보일오프가스(boil off gas, 이하, BOG라 한다)를 연료유로 활용하기 위해 DF엔진(Dual Fuel Engine)을 사용하는 경우, 하이드레이트 펠릿의 조성에 따라 메탄보다 프로판이 먼저 증발하는 등의 특성이 있어 BOG를 연료유로 사용하는 경우 연료간 특성 차이로 문제가 발생할 수 있으며, 하역시에는 해리되는 기체의 열량과 조성이 불균질해질 수 있다.
또한, 대용량 탱크에 저장된 하이드레이트 펠릿을 녹여 해리하기 위해서는 온수 등의 공급이 필요한데, 이 경우 공급되는 온수는 탱크 내에서의 결빙 등을 막기 위해 계면활성제 등이 첨가될 필요가 있으며, 이러한 온수는 사용 후 환경 오염 등의 이유로 정화 처리가 필요하여 추가적인 설비와 비용이 요구되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 종래의 대형 탱크에 하이드레이트 펠릿을 저장함으로써 발생하는 하이드레이트 펠릿간 교착, 이에 따른 하역기간의 증대, 해리를 위한 온수 투입시 계면 활성제의 투입 등에 의한 환경 오염 위협 및 처리 비용 등에 대한 문제를 근원적으로 해결할 수 있는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기 및 이를 이용한 하이드레이트 릿펠의 저장, 운송, 해리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기는 복수개의 프레임으로 이루어지는 제 1용기; 상기 제 1용기 내부에서 회전가능하게 설치되고 내부에 하이드레이트 펠릿이 저장되며 내부면에 단열부재가 부착된 제 2용기; 및 상기 제 1용기 내부에 설치되어 상기 제 2용기를 냉각시키는 냉동기;를 포함하고, 상기 제 2용기는 전원 공급에 의해 가열되어 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 열선이 내부면에 구비되거나, 온수가 유동되어 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 온수 유동관이 내부에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1용기는, 상기 제 2용기가 내부 중앙에 관통되는 복수개의 지지판; 및 상기 제 2용기와 상기 지지판 사이에 각각 설치되는 복수개의 볼 베어링;을 포함하고, 상기 제 2용기는 회전 동력에 의해 상기 지지판 내부에서 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2용기는 내부에 압력을 센싱하는 압력 센서 및 온도를 센싱하는 온도 센서가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2용기는 내부에서 발생되는 보일오프가스(boil off gas,BOG)를 외부로 배출시키는 BOG 노즐이 연결되고, 상기 BOG 노즐은, 상기 제 2용기에 연결되어 상기 제 2용기 내부의 BOG를 상기 제 2용기 외부로 배출시키는 제 1BOG 노즐; 상기 제 1BOG 노즐에 연결되어 상기 제 1BOG 노즐을 개폐하는 BOG 밸브; 및 양 단이 상기 BOG 밸브와 BOG 수집장치에 연결되어 상기 BOG 밸브의 개방으로 상기 BOG를 상기 BOG 수집장치로 배출시키는 제 2BOG 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2용기는 상기 하이드레이트 펠릿의 해리에 의해 발생되는 가스를 외부로 추출하기 위한 가스 노즐이 연결되고, 상기 가스 노즐은, 상기 제 2용기에 연결되어 상기 제 2용기 내부의 가스를 상기 제 2용기 외부로 배출시키는 제 1가스 노즐; 상기 제 1가스 노즐에 연결되어 상기 제 1가스 노즐을 개폐하는 가스 밸브; 및 양 단이 상기 가스 밸브와 가스 추출장치에 연결되어 상기 가스 밸브의 개방으로 상기 가스를 상기 가스 추출장치로 추출시키는 제 2가스 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2용기는 외주면에 회전체와 연결되는 날개부를 더 구비하고, 상기 날개부는 상기 회전체의 회전 동력을 전달받아 상기 제 2용기를 회전시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2용기에 착탈가능하게 연결되어 상기 제 2용기를 개폐하는 체결부재를 더 포함하고, 상기 체결부재는, 상기 제 2용기에 연결되고 중앙에 상기 BOG 노즐이 관통되며 테두리에 상기 제 1가스 노즐 및 가스 밸브가 내장되는 원기둥 형상의 제 1체결부재; 상기 제 1체결부재와 일정간격 이격되어 배치되고 중앙에 상기 BOG 노즐이 관통되며 테두리에 상기 제 2가스 노즐이 내장되는 원기둥 형상의 제 2체결부재; 및 상기 제 1체결부재와 상기 제 2체결부재 사이에 설치되어 상기 제 2체결부재를 상기 제 1체결부재에 대해 회전 가능하게 연결하는 스러스트 베어링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2가스 노즐은 상기 제 2체결부재의 회전에 의해 상기 가스 밸브와 동일 직선 상에 배치되고, 상기 가스 밸브의 개방에 의해 상기 제 1가스 노즐과 연통되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2체결부재는 상기 가스의 누출 여부를 센싱하는 가스누출 센서가 내장되고, 테두리에 상기 가스 추출장치와 결합되는 한 쌍의 결합판이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법은 하이드레이트 펠릿을 제 1용기 내부에 설치된 제 2용기에 저장하는 저장 단계; 상기 제 1용기 내부에 설치된 냉동기를 작동시켜 상기 제 2용기의 내부 온도를 일정하게 유지시키며 상기 하이드레이트 펠릿을 운송하는 운송 단계; 및 상기 제 2용기 내부에 열을 공급하여 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 해리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해리 단계는, 상기 제 1용기를 컨베이어벨트를 이용하여 경사진 위치로 이동시키는 용기 이동 공정; 상기 제 2용기를 평평하거나 경사진 상태에서 회전체의 회전 동력에 의해 회전시키는 용기 회전 공정; 상기 제 2용기 내부를 가열하여 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 열량 공급 공정; 및 상기 하이드레이트 펠릿의 해리에 의해 발생된 가스를 상기 제 2용기 외부로 추출하는 가스 추출 공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 열량 공급 공정은 상기 제 2용기 내부면에 구비된 열선에 전원을 공급하여 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키거나 상기 제 2용기 내부에 구비된 온수 유동관에 온수를 유동시켜 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 용기를 회전시키면서 용기 내부에 온수를 공급하거나 열을 공급함으로써 용기 내부의 하이드레이트 펠릿을 효과적으로 해리시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하이드레이트를 NGH 가스필드에서 만들어서 선박에 적재하거나 하역하여 육상의 해리설비로 옮기는 과정 중에 장기간 선박이 계류함으로써 발생되는 선박의 가용도(Availability) 제한 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 대형 탱크를 채용하는 저속 비대선형에 비해 고속선형인 컨테이너선형을 활용할 수 있으므로 운항기간을 단축함으로써 BOG의 발생량을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
더불어, 용기 내의 하이드레이트 펠릿은 계면활성제 등이 포함되지 않은 순수한 온수(H20)나 열선에 의해 가열됨으로써 폐온수의 저장, 정화에 필요한 설비 문제를 근원적으로 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 천연가스 하이드레이트의 재가스화장치를 보여주는 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제 2용기의 설치 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제 2용기의 내부 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제 2용기와 회전체의 결합도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제 1체결부재와 제 2체결부재의 결합도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제 1체결부재의 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 제 2체결부재의 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제 2체결부재와 가스 추출장치의 결합도이다.
도 10은 본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법의 블록도이다.
도 11은 본 발명에 따른 해리 단계의 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기의 구성도이다.
본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기는 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1용기(100), 제 2용기(200) 및 냉동기(300)를 포함하는데, 여기서, 상기 냉동기(300)는 상기 제 1용기(100) 내부에 설치되어 상기 제 2용기(200)를 냉각시킬 수 있다.
상기 제 1용기(100)는 중량 감소를 위해 복수개의 프레임으로 이루어진 컨테이너 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제 2용기(200)는 상기 제 1용기(100) 내부에서 회전가능하게 설치되며 내부에 하이드레이트 펠릿이 저장될 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1용기(100)는 상기 제 2용기(200)를 회전시키기 위해 상기 제 2용기(200)를 내부 중앙으로 관통시키며 상기 제 2용기(200)를 지지하는 복수개의 지지판(500)을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 제 2용기의 설치 예시도이다.
상기 지지판(500)은 상기 제 1용기(100)에 일정 간격 이격되며 설치될 수 있는데, 여기서, 각각의 지지판(500)은 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 중앙에 상기 제 2용기(200)를 상기 지지판(500)에 결합시키기 위한 볼 베어링(600)이 설치될 수 있다.
상기 볼 베어링(600)은 상기 제 2용기(200)를 상기 지지판(500) 내부에서 회전시키기 위한 구성으로, 상기 볼 베어링(600)이 상기 제 2용기(200)와 상기 지지판(500) 사이에 설치됨으로써 상기 제 2용기(200)는 외부로부터 공급되는 회전 동력에 의해 상기 지지판(500) 내부에서 용이하게 회전할 수 있고, 이에 따라, 상기 제 2용기(200)는 상기 냉동기(300)에 의해 냉각되거나 후술할 열선 또는 온수 유동관에 의해 가열되는 경우, 균일하게 냉각 또는 가열될 수 있다.
한편, 상기 제 2용기(200)는 내부 공간에 진공 상태가 형성되거나, 내부면에 단열부재(미도시)가 부착된 단열 용기로 이루어질 수 있다.
상기 제 2용기(200)가 단열 용기로 이루어짐으로써 상기 냉동기(300)에 의해 상기 제 2용기(200)가 냉각된 경우, 상기 제 2용기(200)의 냉각 상태를 유지시켜 상기 제 2용기(200)에 저장되는 하이드레이트 펠릿의 자기 보존(Self Preservatin) 상태를 유지시킬 수 있다.
즉, 상기 제 2용기(100)는 상기 하이드레이트 펠릿의 자기 보존을 위해 상기 제 2용기(200)에 저장되는 상기 하이드레이트 펠릿의 조성에 따라 적정 온도와 적정 압력을 유지시킴으로써 운송시 상기 하이드레이트 펠릿의 해리를 최대한 억제할 수 있다.
또한, 상기 제 2용기(200)는 내부에 구비되는 열선 또는 온수 유동관에 의해 가열된 경우, 내부 가열 상태를 유지시킴으로써 해리시 상기 하이드레이트 펠릿을 용이하게 해리시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 제 2용기의 내부 구성도이다.
상기 제 2용기(200)는 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키기 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 열선(210) 또는 온수 유동관(220)을 포함할 수 있고, 상기 제 2용기(200) 내부의 압력 및 온도를 각각 센싱하기 위한 압력 센서(230) 및 온도 센서(240)를 포함할 수 있다.
상기 열선(210)은 상기 제 2용기(200)의 내부면에 구비되며 상기 제 1용기(100) 외부에 설치되는 전원 공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 상기 제 2용기(200)를 가열시킴으로써 상기 하이드레이트 펠릿을 용이하게 해리시킬 수 있다.
상기 온수 유동관(220)은 상기 제 1용기(100) 외부에 설치되는 온수 공급부(미도시)로부터 온수를 공급받아 상기 제 2용기(200)를 가열시킴으로써 상기 하이드레이트 펠릿을 용이하게 해리시킬 수 있다.
상기 압력 센서(230)와 온도 센서(240)는 상기 하이드레이트 펠릿의 운송을 위해 상기 제 2용기(200)가 냉각되거나, 상기 하이드레이트 펠릿의 해리를 위해 상기 제 2용기(200)가 가열되는 경우, 상기 제 2용기(200)의 내부 압력과 내부 온도를 각각 센싱하여 제어부(미도시)로 센싱값을 출력할 수 있는데, 여기서, 상기 제어부는 예를 들어, 냉각된 제 2용기(200)의 내부 온도가 기설정값보다 높은 경우 상기 냉동기(300)를 작동시켜 상기 제 2용기(200)를 냉각시킬 수 있고, 또한, 가열된 제 2용기(200)의 내부 온도가 기설정값보다 낮은 경우 상기 열선(210)에 전원을 공급하거나 상기 온수 유동관(220)에 온수를 공급함으로써 상기 제 2용기(200)를 가열시킬 수 있으며, 더불어, 상기 하이드레이트 펠릿의 운송시 상기 제 2용기(200)에서 발생된 BOG에 의해 상기 제 2용기(200)의 내부 압력이 상승하여 기설정값을 초과하는 경우 압력 저하를 위해 후술할 BOG 노즐을 통해 상기 BOG를 상기 제 2용기(200) 외부로 배출시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 제 2용기와 회전체의 결합도이다.
한편, 상기 제 2용기(200)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 외주면에 날개부(400)를 구비할 수 있는데, 상기 날개부(400)는 도 5에 도시된 바와 같이, 회전체(700)와 연결되며 상기 회전체(700)의 회전 동력을 전달받아 상기 제 2용기(200)를 회전시킬 수 있다.
여기서, 상기 회전체(700)는 전원 공급부(미도시)의 전원 공급라인(710) 또는 온수 공급부(미도시)의 온수 공급라인(720)이 내장될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 제 1체결부재와 제 2체결부재의 결합도이다.
한편, 상기 제 2용기(200)는 상기 하이드레이트 펠릿의 해리에 의해 발생되는 BOG 및 가스를 각각 제 2용기(200) 외부로 배출하기 위해 도 6에 도시된 바와 같이, BOG 노즐(250) 및 가스 노즐(260)이 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 BOG 노즐(250)은 상기 하이드레이트 펠릿의 운송시 상기 제 2용기(200) 내부에서 발생되는 BOG를 상기 제 2용기(200) 외부로 배출시킬 수 있고, 상기 가스 노즐(260)은 상기 하이드레이트 펠릿의 해리시 상기 제 2용기(200) 내부에서 발생되는 가스를 상기 제 2용기(200) 외부로 추출할 수 있다.
상기 BOG 노즐(250)은 제 1BOG 노즐(251), BOG 밸브(253) 및 제 2BOG 노즐(252)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1BOG 노즐(251)은 상기 제 2용기(200)에 연결되어 상기 제 2용기(200) 내부의 BOG를 상기 제 2용기(200) 외부로 배출시킬 수 있다.
상기 BOG 밸브(253)는 상기 제 1BOG 노즐(251)에 연결되어 상기 제 1BOG 노즐(251)을 개폐할 수 있다.
즉, 상기 BOG 밸브(253)는 상기 제 2용기(200)의 내부 압력이 기설정값을 초과하는 경우 개방되고 기설정값 범위 내에 있는 경우 폐쇄될 수 있다.
상기 제 2BOG 노즐(252)은 양 단이 상기 BOG 밸브(253)와 BOG 수집장치(미도시)에 연결될 수 있는데, 예를 들어, 상기 BOG 밸브(253)가 개방되는 경우, 상기 BOG를 BOG 수집장치(미도시)로 배출시킬 수 있다.
상기 가스 노즐(260)은 제 1가스 노즐(261), 가스 밸브(263) 및 제 2가스 노즐(262)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1가스 노즐(261)은 상기 제 2용기(200)에 연결되어 상기 제 2용기(200) 내부의 가스를 상기 제 2용기(200) 외부로 배출시킬 수 있다.
상기 가스 밸브(263)는 상기 제 1가스 노즐(261)에 연결되어 상기 제 1가스 노즐(261)을 개폐할 수 있다.
상기 제 2가스 노즐(262)은 양 단이 상기 가스 밸브(263)와 가스 추출장치에 각각 연결될 수 있는데, 예를 들어, 상기 가스 밸브(263)가 개방되는 경우, 상기 가스를 상기 가스 추출장치로 추출할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기는 상기 제 2용기(200)에 착탈가능하게 연결되어 상기 제 2용기를 개폐하는 체결부재(270)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 체결부재(270)는 상기 제 2용기(200)에 연결되는 제 1체결부재(275), 상기 제 1체결부재(275)와 일정간격 이격되어 배치되는 제 2체결부재(280) 및 상기 제 1체결부재(275)와 상기 제 2체결부재(280) 사이에 설치되어 상기 제 2체결부재(280)를 상기 제 1체결부재(275)에 대해 회전 가능하게 연결하는 스러스트 베어링(290)을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 제 1체결부재의 구성도이다.
구체적으로, 상기 제 1체결부재(275)는 원기둥 형상으로 이루어지며 상기 제 2용기(200)에 착탈가능하게 연결되어 상기 제 2용기(200)의 회전에 의해 같이 회전할 수 있는데, 상기 제 1체결부재(275)는 도 7에 도시된 바와 같이, 중앙에 상기 BOG 노즐(250)이 관통되는 홀이 형성되고, 테두리에 상기 제 1가스 노즐(261) 및 가스 밸브(263)가 내장되는 홀이 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 제 2체결부재의 구성도이다.
또한, 상기 제 2체결부재(280)는 원기둥 형상으로 이루어지며 상기 스러스트 베어링(290)에 의해 상기 제 1체결부재(275)와 회전가능하게 연결될 수 있는데, 상기 제 2체결부재(280)는 도 6에 도시된 바와 같이, 가스의 누출 여부를 센싱하는 가스누출 센서(281)가 내장될 수 있고, 도 8에 도시된 바와 같이, 중앙에 상기 BOG 노즐(250)이 관통되는 홀이 형성될 수 있으며, 테두리에 상기 제 2가스 노즐(262)이 내장되는 홀이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제 2가스 노즐(262)은 상기 제 2체결부재(280)의 회전에 의해 도 6에 도시된 바와 같이 상기 가스 밸브(263)와 동일 직선 상에 배치될 수 있고, 상기 가스 밸브(263)의 개방에 의해 상기 제 1가스 노즐(261)과 연통될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 제 2체결부재와 가스 추출장치의 결합도이다.
한편, 상기 제 2체결부재(280)는 테두리에 한 쌍의 결합판(282)이 구비될 수 있는데, 여기서, 상기 결합판(282)은 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 가스 추출장치(800)에 삽입고정되어 상기 체결부재(270)를 상기 가스 추출장치(800)에 결합시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법을 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법의 블록도이다.
본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법은 도 8에 도시된 바와 같이, 저장 단계(S10), 운송 단계(S20) 및 해리 단계(S30)를 포함한다.
상기 저장 단계(S10)는 하이드레이트 펠릿을 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1용기(100) 내부에 설치된 제 2용기(200)에 저장하는 단계이다.
상기 저장 단계(S10)에서는 먼저 상기 제 2용기(200)에 결합된 체결부재(270)를 분리시킨 후 상기 제 2용기(200) 내부에 하이드레이트 펠릿을 충전하고, 이후 상기 체결부재(270)를 상기 제 2용기(200)에 다시 결합시킴으로써 하이드레이트 펠릿을 상기 제 2용기(200)에 저장할 수 있다.
상기 운송 단계(S20)는 상기 제 1용기(100) 내부에 설치된 냉동기(300)를 작동시켜 상기 제 2용기(200)의 내부 온도를 일정하게 유지시키며 상기 하이드레이트 펠릿을 운송하는 단계이다.
상기 운송 단계(S20)에서는 예를 들어, BOG가 발생되어 상기 제 2용기(200)의 내부 압력이 상승하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, BOG 노즐(250)을 개방하여 필요에 따라 상기 BOG를 용기별로 수집하여 연료로서 활용하거나, BOG의 양이 미량 또는 혼합기체로서 연료유의 활용성이 낮거나 경제성이 없는 경우 대기 중으로 휘발시킬 수 있다.
상기 해리 단계(S30)는 상기 제 2용기(200) 내부에 열을 공급하여 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 단계이다.
도 11은 본 발명에 따른 해리 단계의 블록도이다.
상기 해리 단계(S30)는 도 11에 도시된 바와 같이, 용기 이동 공정(S31), 용기 회전 공정(S32), 열량 공급 공정(S33) 및 가스 추출 공정(S34)을 포함한다.
상기 용기 이동 공정(S31)은 상기 제 1용기(100)를 컨베이어벨트를 이용하여 경사진 위치로 이동시키는 공정이다.
상기 용기 회전 공정(S32)은 상기 제 2용기(200)를 평평하거나 경사진 상태에서 외주면에 구비된 날개부(400)를 도 5에 도시된 바와 같이, 회전체(700)와 연결한 후 상기 회전체(700)의 회전 동력에 의해 상기 제 2용기(200)를 회전시키는 공정으로, 상기 제 2용기(200)가 회전됨으로써 하이드레이트 펠릿의 가스 해리가 원활하게 진행될 수 있다.
상기 열량 공급 공정(S33)은 상기 제 2용기(200) 내부를 가열하여 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 공정이다.
구체적으로, 상기 용기 가열 공정(S33)에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 2용기(200) 내부면에 구비된 열선(210)에 전원을 공급하여 상기 제 2용기(200)를 가열시키거나, 상기 제 2용기(200)에 구비된 온수 유동관(220)에 온수를 유동시켜 상기 제 2용기(200)를 가열시킴으로써 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시킬 수 있다.
상기 가스 추출 공정(S34)은 상기 하이드레이트 펠릿의 해리에 의해 발생된 가스를 상기 제 2용기(200) 외부로 추출하는 공정이다.
구체적으로, 상기 가스 추출 공정(S34)에서는 제 2체결부재(280)를 제 1체결부재(275)에 대해 회전시켜 제 1가스 노즐(261)과 가스 밸브(263) 및 제 2가스 노즐(262)을 동일 직선 상에 배치한 후, 상기 가스 밸브(263)를 개방하여 상기 제 1가스 노즐(261)과 상기 제 2가스 노즐(262)을 연통시킴으로써 상기 제 2용기(200)에서 발생된 가스를 상기 제 2용기(200) 외부로 추출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기 및 이를 이용한 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100:제 1용기 200:제 2용기
210:열선 220:온수 유동관
230:압력 센서 240:온도 센서
250:BOG 노즐 251:제 1BOG 노즐
252:제 2BOG 노즐 253:BOG 밸브
260:가스 노즐 261:제 1가스 노즐
262:제 2가스 노즐 263:가스 밸브
270:체결부재 275:제 1체결부재
280:제 2체결부재 281:가스누출 센서
282:결합판 290:스러스트 베어링
300:냉동기 400:날개부
500:지지판 600:볼 베어링
700:회전체 710:전원 공급라인
720:온수 공급라인 800:가스 추출장치
S10:저장 단계
S20:운송 단계
S30:해리 단계
S31:용기 이동 공정
S32:용기 회전 공정
S33:열량 공급 공정
S34:가스 추출 공정

Claims (12)

  1. 복수개의 프레임으로 이루어지는 제 1용기;
    상기 제 1용기 내부에서 회전가능하게 설치되고 내부에 하이드레이트 펠릿이 저장되며 내부면에 단열부재가 부착된 제 2용기; 및
    상기 제 1용기 내부에 설치되어 상기 제 2용기를 냉각시키는 냉동기;를 포함하고,
    상기 제 2용기는,
    전원 공급에 의해 가열되어 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 열선이 내부면에 구비되거나, 온수가 유동되어 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 온수 유동관이 내부에 구비되며, 내부에서 발생되는 보일오프가스(boil off gas,BOG)를 외부로 배출시키는 BOG 노즐이 연결되고,
    상기 BOG 노즐은,
    상기 제 2용기에 연결되어 상기 제 2용기 내부의 BOG를 상기 제 2용기 외부로 배출시키는 제 1BOG 노즐;
    상기 제 1BOG 노즐에 연결되어 상기 제 1BOG 노즐을 개폐하는 BOG 밸브; 및
    양 단이 BOG 밸브와 BOG 수집장치에 연결되어 상기 BOG 밸브의 개방으로 상기 BOG를 상기 BOG 수집장치로 배출시키는 제 2BOG 노즐;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1용기는,
    상기 제 2용기가 내부 중앙에 관통되는 복수개의 지지판; 및
    상기 제 2용기와 상기 지지판 사이에 각각 설치되는 복수개의 볼 베어링;을 포함하고,
    상기 제 2용기는 회전 동력에 의해 상기 지지판 내부에서 회전하는 것을 특징으로 하는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2용기는 내부에 압력을 센싱하는 압력 센서 및 온도를 센싱하는 온도 센서가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2용기는 상기 하이드레이트 펠릿의 해리에 의해 발생되는 가스를 외부로 추출하기 위한 가스 노즐이 연결되고,
    상기 가스 노즐은,
    상기 제 2용기에 연결되어 상기 제 2용기 내부의 가스를 상기 제 2용기 외부로 배출시키는 제 1가스 노즐;
    상기 제 1가스 노즐에 연결되어 상기 제 1가스 노즐을 개폐하는 가스 밸브; 및
    양 단이 상기 가스 밸브와 가스 추출장치에 연결되어 상기 가스 밸브의 개방으로 상기 가스를 상기 가스 추출장치로 추출시키는 제 2가스 노즐;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2용기는 외주면에 회전체와 연결되는 날개부를 더 구비하고,
    상기 날개부는 상기 회전체의 회전 동력을 전달받아 상기 제 2용기를 회전시키는 것을 특징으로 하는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2용기에 착탈가능하게 연결되어 상기 제 2용기를 개폐하는 체결부재를 더 포함하고,
    상기 체결부재는,
    상기 제 2용기에 연결되고 중앙에 상기 BOG 노즐이 관통되며 테두리에 상기 제 1가스 노즐 및 가스 밸브가 내장되는 원기둥 형상의 제 1체결부재;
    상기 제 1체결부재와 일정간격 이격되어 배치되고 중앙에 상기 BOG 노즐이 관통되며 테두리에 상기 제 2가스 노즐이 내장되는 원기둥 형상의 제 2체결부재; 및
    상기 제 1체결부재와 상기 제 2체결부재 사이에 설치되어 상기 제 2체결부재를 상기 제 1체결부재에 대해 회전 가능하게 연결하는 스러스트 베어링;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2가스 노즐은 상기 제 2체결부재의 회전에 의해 상기 가스 밸브와 동일 직선 상에 배치되고, 상기 가스 밸브의 개방에 의해 상기 제 1가스 노즐과 연통되는 것을 특징으로 하는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2체결부재는 상기 가스의 누출 여부를 센싱하는 가스누출 센서가 내장되고, 테두리에 상기 가스 추출장치와 결합되는 한 쌍의 결합판이 구비되는 것을 특징으로 하는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 용기.
  10. 하이드레이트 펠릿을 제 1용기 내부에 설치된 제 2용기에 저장하는 저장 단계;
    상기 제 1용기 내부에 설치된 냉동기를 작동시켜 상기 제 2용기의 내부 온도를 일정하게 유지시키며 상기 하이드레이트 펠릿을 운송하는 운송 단계; 및
    상기 제 2용기 내부에 열을 공급하여 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 해리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 해리 단계는,
    상기 제 1용기를 컨베이어벨트를 이용하여 경사진 위치로 이동시키는 용기 이동 공정;
    상기 제 2용기를 평평하거나 경사진 상태에서 회전체의 회전 동력에 의해 회전시키는 용기 회전 공정;
    상기 제 2용기 내부를 가열하여 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 열량 공급 공정; 및
    상기 하이드레이트 펠릿의 해리에 의해 발생된 가스를 상기 제 2용기 외부로 추출하는 가스 추출 공정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 열량 공급 공정은 상기 제 2용기 내부면에 구비된 열선에 전원을 공급하여 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키거나 상기 제 2용기 내부에 구비된 온수 유동관에 온수를 유동시켜 상기 하이드레이트 펠릿을 해리시키는 것을 특징으로 하는 하이드레이트 펠릿의 저장, 운송, 해리 방법.
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