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[2020 해양수산 기술사업화대전] 한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소, NGH Tank Container 기술 개발

입력 : 2020.10.29 12:41

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[헬로티]


한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소가 중소형 천연가스전 개발시 30% 이상 공급망 구성비용 절감이 가능한 NGH Tank Container 기술을 개발했다. 


이 기술은 천연가스 하이드레이트(natural gas hydrate)를 운송하기 위한 천연가스 하이드레이트 탱크 컨테이너(natural gas hydrate tank container) 적재시스템에 관한 이다.


이 기술에 따르면, 선박을 이용하여 대량으로 천연가스 하이드레이트를 장거리 운송하기 위해 증발가스(BOG)의 발생량을 최소화하고 탱크 컨테이너 내부의 평형 조건을 유지하기 위한 냉동기(refrigerator)에 전력선을 연결하는 작업과 증발가스를 배출하기 위한 배관의 연결작업을 일일이 수작업으로 연결해야 하는 번거로움이 있었던 종래의 천연가스 하이드레이트 탱크 컨테이너를 이용한 운송방법의 문제점들을 해결하기 위해, 각각의 천연가스 하이드레이트 탱크 컨테이너를 적재함과 동시에 전력선의 연결 및 배관의 연결이 자동으로 함께 이루어질 수 있도록 구성되는 전력선 및 증발가스 배관 연결의 자동화가 가능한 천연가스 하이드레이트 탱크 컨테이너 적재시스템이 제공된다.



◆ 왜 이 기술이 필요한가?


종래, 천연가스 하이드레이트를 적재 및 운반하기 위한 여러 가지 기술내용들이 제시된 바 있으나, 종래기술의 천연가스 하이드레이트 운송방법들은 다음과 같은 문제점이 있는 것이었다.


즉, 천연가스 하이드레이트는, 상평형이 유지된 경우에도 일정 부분 증발가스(Boiled Off Gas; BOG)가 발생하며, 이러한 증발가스는 탱크 컨테이너와 같은 운송용기 내부의 압력을 높이게 되는 원인이 되고, 또한, 탱크 컨테이너와 같은 운송용기의 파손, 고장 등으로 일정한 온도, 압력 조건이 충족되지 못할 경우 증발가스의 발생량이 급격히 많아 질 수 있다. 따라서 이러한 증발가스의 발생량을 최소화하고 탱크 컨테이너와 같은 운송용기 내부의 상평형 조건을 유지하기 위해, 종래, 탱크 컨테이너와 같은 운송용기에 냉동기(refrigerator)를 설치하여 운용하고 있다.


그러나 일반적으로, 수천 TEU 급으로 적재 운송되는 탱크 컨테이너와 같은 운송용기에 일일이 전력선을 연결하고 냉동기를 운용하는 것은 현실적으로 많은 제약이 따르며, 따라서 컨테이너선과 같은 기존 선박을 이용하여 대량으로 탱크 컨테이너와 같은 운송용기를 장거리 운송하기 위해서는, 상평형 유지를 위한 적절한 온도, 압력조건 유지와 자연적으로 발생하는 증발가스(BOG)에 대한 관리가 필요하다는 문제가 있다


또한, 탱크 컨테이너와 같은 운송용기 내부의 압력이 증발가스(BOG)로 인해 과도하게 높아져 파손 등의 위험이 발생하지 않도록 하기 위해서는 운송용기의 내압 능력을 향상시켜야 하나, 이는 운송용기 자체 하중의 증가에 따른 단위 탱크 컨테이너당 무게 제한에 따른 천연가스 하이드레이트의 적재량 감소와, 운송용기 제작 비용 증가 등의 문제를 야기하게 된다. 


아울러, 내부 압력 상승을 막기 위해 증발 가스를 탱크 컨테이너와 같은 운송용기 밖으로 방출할 경우, 번개나 마찰 또는 스파크 등에 의한 화재나 환경오염의 우려가 있다.


◆ 기술의 차별화 요소는?


앞서 설명한 바와 같이 천연가스 하이드레이트 탱크 컨테이너를 적재함과 동시에 전력선의 연결 및 배관의 연결이 자동으로 함께 이루어질 수 있도록 구성되는 전력선 및 증발가스 배관 연결의 자동화가 가능한 천연가스 하이드레이트 탱크 컨테이너 적재시스템이 제공됨으로써, 각각의 천연가스 하이드레이트 탱크 컨테이너를 적재한 후 냉동기에 전력선을 연결하는 작업과 증발가스를 배출하기 위한 배관의 연결작업을 일일이 수작업으로 연결해야 하는 번거로움이 있었던 종래의 천연가스 하이드레 이트 탱크 컨테이너를 이용한 운송방법의 문제점들을 해결할 수 있다.


일반적으로, 하이드레이트(hydrate)는, 물분자와 기체분자로 이루어진 얼음 형상의 고체물질로서, 일정한 압력과 온도하에서 물과 기체 분자를 접촉시키는 것에 의해 생성되고, 압력 또는 온도를 변화시키는 것에 의해 물과 체분자로 해리되며, 물 분자가 만드는 공간 내에 가스 분자가 배치되는 결정구조를 가짐으로 인해 높은 가스 내포성을 구비하여, LNG에 대신하는 천연가스의 새로운 수송 및 저장수단으로 주목받고 있다.


2020 해양수산 기술사업화대전’에서는 본 기술을 포함한 다양한 해양수산 분야의 우수기술과 제품 정보가 확인가능하며, 기술 연구자와 온라인 상담을 진행할 수 있도록 1:1 상담 프로그램을 제공한다. 자세한 사항은 행사 홈페이지를 통해 확인할 수 있다.

/김진희 기자(jjang@hellot.net)

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