KR101475004B1

KR101475004B1 - 육상 인프라를 이용한 lng 처리시스템

Info

Publication number: KR101475004B1
Application number: KR20130120956A
Authority: KR
Inventors: 이충열
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2014-12-22
Anticipated expiration: 2033-10-11

Abstract

본 발명은 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템이 개시된다. 액화가스를 보관할 수 있도록 한 복수개의 액화모듈과, 상기 액화가스에 포함된 불순물을 제거할 수 있도록 한 수분제거모듈과, 기화가스를 압축시킬 수 있도록 한 BOG처리모듈은 부유식 해상구조물에 설치되고, 상기 액화모듈에서 공급되는 액화가스를 전처리할 수 있도록 한 전처리모듈과, 상기 전처리모듈을 거친 액화가스를 기화기로 공급하여 기화시킬 수 있도록 한 냉각시스템은 육상에 설치되는 것을 특징으로 하는 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템.

Description

육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템{LNG processing system using overland infrastructure}

본 발명은 부유식 LNG액화 시설에 관한 것으로, 보다 상세하게는 근해상에서 부유식 LNG시설을 운용하는 한편, 육상에 특정 장비 모듈을 이용하여 LNG생산 및 저장을 행할 수 있도록 한 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 부유식 액화천연가스 설비는 LNG FPSO(floating production, storage and offloading)로 잘 알려진 바와 같이, 해상에서 부유하면서 LNG 생산과 저장과 하역을 할 수 있는 구조물 또는 선박으로 알려져 있다.

여기서, LNG FPSO는 해양 유정에서 뽑아낸 천연가스를 정제 및 액화하고 이를 저장해서 LNG 운반선에 하역을 할 수 있는 특수 구조물을 의미한다.

예컨대, 종래 기술에 따른 부유식 액화천연가스 설비(1) 또는 부유식 해상구조물은 저장기능을 하도록 선체구조(Hull)를 포함한 하부설비와, 액화천연가스 또는 원유를 생산하고 처리기능을 하는 상부설비(Topsides)와, 하부설비 및 상부설비를 연결하여 주는 인터페이스설비(Interface)로 구성되어 있을 수 있다.

이중, 상부설비는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 액화모듈(10), BOG를 이용하여 가스터빈을 구동시키는 발전기모듈(20), 이산화탄소 (CO2) 및 산성 (Acid) 및 수은 등을 처리하는 전처리모듈(30), 수분제거모듈(40), BOG(Boil-Off Gas)압축기를 갖는 BOG처리모듈(50), 전기실모듈(60), 프로세스 설비 냉각수 조수 및 수송 모듈 (70), 해저에서 천연 가스의 인입할 수 있도록 한 Turret (80), 액화된 천연가스를 하역할 수 있도록 한 하역 설비 로딩암(90) 등으로 이루어진 상부모듈을 포함할 수 있다.

그러나, 종래의 부유식 액화천연가스 설비(1)는 상술한 모든 상부설비를 모두 포함하고 있기 때문에 관련 장비의 개수가 많아지는 등 설비 사용량이 큰 단점이 있다,

또한, 액화천연가스의 생산량을 증가시키기 위해 해상 구조물의 크기를 크게 함으로써, 초기 투입비용이 많이 소요되는 단점이 있다.

또한 심해 가스 유전이 아닌 육상 셰일 가스를 근해상에서 액화해야 하는 부유식 구조물에는 불필요한 설비가 있다.

따라서, 본 출원인은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결할 수 있도록 한 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템을 강구하게 되었다.

본 발명의 일 실시예에 따른 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템은 공간을 많이 차지하고 안전성을 저하시키는 구성요소를 육상에 설치함으로써, 선박의 공간을 효율적으로 사용할 수 있도록 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화가스를 보관할 수 있도록 한 복수개의 액화모듈과, 상기 액화가스에 포함된 불순물을 제거할 수 있도록 한 수분제거모듈과, 기화가스를 압축시킬 수 있도록 한 BOG처리모듈은 부유식 해상구조물에 설치되고, 상기 액화모듈에서 공급되는 액화가스를 전처리할 수 있도록 한 전처리모듈과, 상기 전처리모듈을 거친 액화가스를 기화기로 공급하여 기화시킬 수 있도록 한 냉각시스템은 육상에 설치되는 것을 특징으로 하는 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템이 제공된다.

본 발명에 따르면, 부유식 액화천연가스 설비의 상부설비 중 전처리모듈과, 발전기모듈을 육상에 설치함으로써, 해상구조물의 전체적 크기를 줄여 초기 투입 비용을 절감할 수 있다.

또한, 육상에서 전처리공정을 수행함으로써, 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 부유식 LNG액화 시설을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템(100)은 해상에 설치되는 LNG-FPSO(부유식 원유생산저장하역설비)에 복수개의 액화모듈(110), 전기실모듈(120), 수분제거모듈(130), BOG(Boil-Off Gas)압축기를 갖는 BOG처리모듈(140), 등으로 이루어진 상부모듈을 설치하고, 육상에는 전처리모듈(150)과, 변전 모듈(160) 그리고, 프로세스 냉각수모듈(170)을 설치함으로써, 결과적으로 부유식 LNG액화 시설(100)의 공간을 효율적으로 사용할 수 있으며,

또한, 육상 파이프라인으로부터 전처리 모듈(150)에 천연가스를 공급하여 전처리 한 후 크레인과 호스(Hose) 구조를 이용하여 천연 가스를 해상 구조물로 전달하고 액화된 천연가스는 하역 설비 로딩암(190)을 통해 하역이 이루어지도록 할 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에서의 상기 부유식 LNG액화시설(100)은 LNG-FPSO(Floating Production Storage Offloading)와 같은 선박일 수 있고, 이와 유사한 기술적 사상을 갖는 어떠한 형태의 부유식 해상구조물일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템(100)은 부유식 구조물에서 천연가스를 채취하고 액화하여 액화천연가스를 일시 보관하는 동시에 보관된 액화천연가스를 건조시켜 육상으로 운반할 수 있도록 구성될 수 있으며, 또한 심해 가스 유전을 채취 및 액화처리가 필요할 시 육상 모듈 대신 해상 작업에 필요한 모듈로 손쉽게 교체할 수 있다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 해상에 부유할 수 있도록 한 선체(100a)를 구비하고, 채취된 액화천연가스를 수용할 수 있도록 한 복수개의 액화모듈(110)인 리퀴드돔 및 액화천연가스에 포함된 수분을 제거할 수 있도록 한 수분제거모듈(130)을 설치해 최소의 구성요소를 이용하여 심해에 매장되어 있는 채취하는 한편, 액화천연가스를 보관 및 운반할 수 있도록 한다.

이때, 상기 선체(100a)에는 전기에너지를 공급할 수 있도록 한 전기실모듈(120)을 더 포함할 수 있다.

한편, 육상 모듈은 육상에서 채취된 가스가 인입되어 전처리되는 전처리모듈(150)과, 상기 전처리모듈(150)에 육상 전기를 변전하여 해상으로 전기를 공급할 수 있도록 한 변전모듈(160), 그리고, 육상 담수를 냉각하여 해상 프로세스 설비로 수송하는 냉각수모듈(170)이 설치된다.

즉, 상대적으로 복잡한 구성으로 이루어진 전처리모듈(150)과 육상에서 수급이 용이한 유틸리티인 전력 및 담수 설비인 변전모듈(160), 냉각수모듈(170)을 육상에 설치함으로써, 선체의 공간활용을 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 동시에 전력의 수급 등이 용이하도록 한다.

이때 상기 냉각수모듈(170)에서 공급되는 냉각수는 해상구조물의 진동을 고려하여 호스(Hose)가 크레인에 매달린 구조를 통해 해상구조물로 전달되고, 전력 케이블 역시 크레인에 매달린 형태로 해상구조물로 전달되도록 할 수 있다.

여기서, 통상적으로 부유식 LNG액화시설(100)은 LNG 저장탱크의 구조 형상, 연결라인, 선체의 갑판 평면 크기 등 수많은 변수들을 고려하여 설계되는데, 이때 상기 천연가스 액화 시설인 전처리모듈(150), 변전모듈(160), 및 냉각수시스템(170)은 액화를 위해 대형 압축기 및 터빈이 설치되는 시설로써 각종 운용장비들과 서로 겹치지 않도록 설계되어야 한다.

따라서, 천연가스 액화시설인 상기 전처리모듈(150), 변전모듈(160), 및 냉각수모듈(170)의 경우 설치 면적을 넓게 차지하기 때문에 면적이 한정되어 있는 부유식 LNG액화 시설의 경우에는 선체(100a)의 갑판 면적이 한정되어 있어 설계 자체가 매우 어려웠다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템(100)은 복잡한 전처리모듈(150)과 공간을 많이 차지하는 변전모듈(160) 및 냉각수모듈(170)을 육상에 설치함으로써, 육상의 풍부한 전력(grid 전력) 및 담수 (Fresh water)를 사용할 수 있어 환경 및 경제적인 에너지 활용이 가능하며, 또한, 설치공간의 제약을 받지 않게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템(100)은 육상에 마련되는 상기 전처리모듈(150), 냉각수모듈(170), 그리고 변전모듈(160)과 상기 선체(100a)에 마련되는 복수개의 액화모듈(110), 전기실모듈(120), 수분제거모듈(130), BOG처리모듈(140)과, 액화천연가스 하역모듈 등을 블럭(block)화하여 상기 선체에 탈부착 가능하도록 구성할 수 있다.

즉, 부유식 LNG액화 시설(100)의 선체(100a)에 설치되는 대형 크레인을 이용하여 블럭화된 전처리모듈(150), 냉각수모듈(170), 변전모듈(160)을 리프트(Lift) 하여 탈부착할 수 있도록 함으로써, 채취되는 가스량이 줄 경우 타지역으로의 이동이 용이하도록 할 수 있으며, 경우에 따라서는 부유식 LNG액화 시설로의 설치가 가능하도록 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템(100)은 면적을 많이 차지하는 냉각수모듈(170)을 육상에 설치할 수 있어 부유식 LNG액화 시설의 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.

예컨데, 기존 전처리모듈(150))과, 변전모듈(160), 그리고 냉각수모듈(170)을 설치하기 위해 필요하였던 공간에 액화천연가스를 임시 저장할 수 있는 액화모듈(110)을 더 설치할 수 있으며, 또한 전력소비가 많은 전처리모듈(150)을 육상에 설치함으로써, 육상의 그리드 전력을 활용할 수 있는 등 안정성을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100 : 부유식 LNG액화 시설
100a : 선체
110 : 액화모듈
120 : 전기실모듈
130 : 수분제거모듈
140 : BOG처리모듈
150 : 전처리모듈
160 : 변전모듈
170 : 냉각수모듈

Claims

액화가스를 보관할 수 있도록 한 복수개의 액화모듈과, 상기 액화가스에 포함된 불순물을 제거할 수 있도록 한 수분제거모듈과, 기화가스를 압축시킬 수 있도록 한 BOG처리모듈은 부유식 해상구조물에 설치되고,
상기 액화모듈에서 공급되는 액화가스를 전처리할 수 있도록 한 전처리모듈과, 상기 전처리모듈을 거친 액화가스를 기화기로 공급하여 기화시킬 수 있도록 한 냉각수모듈은 육상에 설치되는 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 부유식 해상 구조물에 전력을 공급하기 위해, 육상의 전력을 변전하여 해상 구조물로 전력을 공급할 수 있는 변전모듈을 더 포함할 수 있는 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 육상에 설치되는 전처리모듈과, 상기 냉각수 모듈은 블럭화되어 상기 부유식 해상구조물에 탈부착될 수 있도록 한 육상 인프라를 이용한 LNG 처리시스템.