목차
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제1장 천연가스의 물리 화학적 성질-33
1.1. 천연가스 (Natural Gas, NG)의 정의-33
1.1.1. 천연가스의 형성 (Formation of Natural Gas)-34
1.1.1.1. 유기물 퇴적설 (Bigeneric Processes)-34
1.1.1.2. 자연발생설 (Abiogenetic Processes)-35
1.1.2. 천연가스의 분류 (分類)-35
1.1.2.1. 산출되는 상태에 따른 분류-35
1.1.2.2. 조성에 의한 분류-36
1.1.2.3. 가스광상에 의한 분류-36
1.1.3. 천연가스전의 구조-37
1.1.3.1. 저류층-38
1.1.3.2. 저류층의 공극률-38
1.1.3.3. 저류암 (Reservoir Rock)의 종류-38
1.1.4. 천연가스의 조성 (造成)-38
1.1.5. 천연가스의 종류-39
1.1.5.1. 가압천연가스 (CNG)-39
1.1.5.2. Natural Gas Liquids (NGLs)-39
1.1.5.3. 메탄 하이드레이트 9Methane hydrate, "Burning ice")-39
1.1.6. 천연 가스의 화학적 성질-41
1.1.6.1. 원자의 구조 (Knowledge of Atom)-41
1.1.6.2. 아보가드로 법칙 (Avogadro's law)-42
1.1.6.3. 화학식 (Chemical Formula)-43
1.1.6.4. 구조식 (Structural Formula)-43
1.1.6.5. 화학결합 (Chemical Bonds)-43
1.1.6.6. 옥텟 규칙 (Octet Rule)-44
1.1.6.7. 금속결합 (Metallic Bonds)-44
1.1.6.8. 공유결합 (Covalent Bonds)-45
1.1.6.9. 이온결합 (Ionic Bonds)-45
1.1.7. 천연가스의 일반적 성질-46
1.1.7.1. 메탄(CH4)의 일반적 특성
1.1.7.2. 기체의 비중(밀도)
1.1.7.3. 에탄(C2H6)의 화학적 성질
1.1.7.4. 프로판(C3H8)의 화학적 성질
1.1.7.5. 가연성가스의 폭발 범위 (Explosive Limit of Gases)
1.1.7.6. 임계온도 (Critical Temperature, Tc)
1.1.8. Liquefied Natural Gas (LNG)-54
1.1.8.1. LNG의 조성-55
1.1.8.2. LNG의 저장 / 수송상 및 물리 화학적 특성-56
1.1.8.3. 천연가스의 액화 공정 (LNG Train)-57
제2장 세계 천연가스산업의 현황-65
2.1. 전 세계 천연가스 매장량-69
2.1.1. 전 세계 천연가스 생산량-74
2.1.2. 전 세계 천연가스 소비 현황-76
2.2. 전 세계 천연가스 수／출입 동향-79
2.3. 전 세계 액화천연가스 (LNG) 교역 현황-81
2.4. LNG Project의 특성-85
2.5. 천연가스 산업의 변화-87
2.6. Worldwide Major LNG Trade Route-90
2.6.1. 아시아지역의 LNG Main Route-91
2.6.2. 유럽(미국 포함) LNG Main Route-92
2.7. 세계 LNG 산업-92
2.7.1. 아시아지역의 LNG산업 현황-92
2.7.2. 일본의 액화천연가스산업 현황-94
2.7.3. 한국의 액화천연가스산업 현황-96
2.7.3.1. 우리나라가 도입중인 LNG Project의 개요-98
2.7.3.2. 한국 천연가스 산업의 특징-100
2.7.4. 유럽 (미국포함)지역의 LNG산업 현황-102
제3장 LNGC의 개요-107
3.1. 액화천연가스 운반선의 발전 과정-108
3.1.1. 액화 기술 및 LNGC 발달 과정-108
3.2. LNGC의 종류-110
3.2.1. 액화가스 수송방식-110
3.2.1.1. 상온가압식-110
3.2.1.2. 저온가압식-110
3.2.1.3. 저온상압식-111
3.2.2. 저온 방식 탱크의 종류-111
3.2.2.1. 멤브레인형 (Membrane, 박판) 탱크 방식-111
3.2.2.2. Gaz Transport 방식 (GTT 96-2 Type)-112
3.2.2.3. TECHNIGAZ 방식 (GTT MARK Ⅲ Type)-116
3.2.2.4. 독립형 탱크 (Self-Supporting Tank Type) 방식-120
3.2.2.5. Membrane Type과 MOSS Type Cargo Tank의 비교-122
3.3. 국적 LNGC LIST-124
3.4. LNGC 건조 선가-126
제4장 CARGO PIPING & VALVE SYSTEM-127
4.1. Cargo Piping System의 개요-129
4.2. Liquid Lines-132
4.3. Vapor Line-134
4.4. 기타 Lines-135
4.5. LNGC용 밸브(Valve)의 종류-139
4.5.1. 초저온 Valve의 구비 요건-139
4.5.2. Open／Shut, Opening 및 Emergency Valve의 종류-140
4.5.2.1. Butterfly Valve-140
4.5.2.2. Ball Valve-140
4.5.2.3. Gate (Glove) Valve-141
4.5.3 안전밸브 (Safety Relief Valve)-143
4.5.3.1. 안전밸브 (Safety Relief Valve)의 작동 원리-145
4.5.4 역류 방지용 밸브 (Non-Return Valve)-147
4.5.5 기타 특수 밸브-148
제5장 CARGO MACHINERY 종류와 특성-151
5.1. Cargo Machinery의 종류-151
5.2. Cargo Pump-151
5.2.1. 펌프의 종류-151
5.2.1.1. 적용적형 펌프 (Positive Displacement Pump)-151
5.2.1.2. 비 적용적형 펌프 (Non-positive Displacement Pump)-152
5.2.1.3. 펌프의 원리-155
5.2.2. LNGC용 Cargo & Spray Pump-156
5.2.2.1. Deep-well형 Pump-156
5.2.2.2. Submerged형 Pump-158
5.2.2.3. Main Cargo Pump-159
5.2.2.4. Stripping / Spray Pump-159
5.2.2.5. Emergency Cargo Pump-160
5.2.3. LNGC용 Cargo Pump & Spray Pump Specification-161
5.3. Compressor-161
5.3.1. High & Low Duty Compressor-161
5.3.1.1. Seal Gas System-161
5.3.2. High Duty Compressor (H／D)-162
5.3.2.1. 용도-162
5.3.2.2. 구조 특성-162
5.3.2.3. 시동과 정지-163
5.3.3. Low Duty Compressor-165
5.3.3.1. 용도-165
5.3.3.2. 구조 특성-165
5.3.3.3. L/D Compressor Control-165
5.3.3.4. 시동과 정지-165
5.4. LNG Vaporizer(LNG Forcing Vaporizer 포함)-167
5.4.1. 구조-167
5.4.2. 용도-168
5.4.2.1. LNG Vaporizer-168
5.4.2.2. Control System-168
5.4.2.3. Forcing Vaporizer-169
5.4.2.4. Control System-169
5.5. Boil-off／Warm-up Heater(2대)-171
5.5.1. 구조-171
5.5.2. Control System (Auto／Manual)-172
5.6. Inert Gas Generator(IGG)-174
5.6.1. 개요(槪要)-174
5.6.2. IGG의 구성-175
5.6.2.1. Inert Gas Generator & Support System-175
5.6.2.2. R-22 Cooling Unit-177
5.6.2.3. Regenerative Dryer Unit-178
5.6.2.4. Control Panel-179
5.7. N2 Generator (2대)-179
5.7.1. 용도-180
5.7.1.1. Cargo Line Purging-180
5.7.1.2. Cargo Compressor Gland Sealing-180
5.7.1.3. Cargo Tank Insulation Space Inerting(Annular Space)-181
5.7.1.4. Engine Room Gas Line Purging(Boiler Gas Line)-181
5.7.2. 기본 원리-181
5.8. CTS(Custody Transfer System)-184
5.8.1. CTS(Custody Transfer System)의 구성-184
5.8.1.1. 정전용량식 주액면계 (Main Level Sensor)-184
5.8.1.2. 정전용량식 보조 액면계 (Sub Level Sensor)-185
5.8.1.3. Float Level Gauge-185
5.8.1.4. 온도 센서 (Temperature Sensor)-185
5.8.1.5. 압력센서 (Pressure Sensor)-185
5.8.1.6. Independent Very High Level Alarm System-185
5.8.1.7. Digital Display Unit-185
5.8.1.8. CTS Control Unit-186
5.8.1.9. Typewriter-186
5.9. IAS (Integrated Automation System)-188
5.9.1. 개요-188
5.9.2. IAS의 기능-189
5.9.2.1. System Monitoring-189
5.9.2.2. System Control Manipulating and Operation-189
5.9.2.3. Alarm Handling, Summary, and Acceptance-189
5.9.2.4. Data Logging and Trending-189
5.9.2.5. Data Interfaces to Other System (CTS, SPM etc.)-189
5.9.2.6. Control of the Extension Alarm System-189
5.9.2.7. Operation Planning and Control-190
5.9.2.8. Data Output to the PC Based LAN-190
5.9.3. IAS(Honeywell TDC 3000 System)의 구성-190
5.9.3.1. TDC 3000 LCN (Total Distributed Control) Touch Screen &
Key Board 조작-190
5.9.3.2. 전원공급은 AC 220V, DC 24V, HPM Unit의 별도 BACK-UP
DC48V BATTERY (2 Sets)로 구성-190
5.9.3.3. US (Universal Station) : Operator가 Control 가능-191
5.9.3.4. IOUS (Industrial Open Universal Station)-191
5.9.3.5. UCN (Universal Control Network)-191
5.9.3.6. HPM (High Performance Process Nanager)-191
5.9.3.7. CACC (Centralized Administration Control Center)-192
5.9.3.8. Wheelhousse Console Universal Station-192
5.9.3.9. ESCR Console (Engine Sub-control Room)-192
5.9.3.10. SYSTEM 용어별 약어-193
5.9.3.11. 기타-194
5.10. 육상 하역설비-195
5.10.1. Loading Terminal-195
5.10.1.1. Loading (Unloading) Arm-196
5.10.1.2. Storage Tank-198
5.10.2. Unloading Terminal-199
5.11. B.O.G 재액화 장치-200
5.11.1. 개요-200
5.11.2. 원리-200
5.11.3. 구성-201
5.11.3.1. B.O.G Compressor-201
5.11.3.2. Cold Box-201
5.11.3.3. Separator-201
5.11.3.4. N2 Reservoir-201
5.11.3.5. N2 Compressor-201
5.11.3.6. N2 Expander-203
5.11.4. 공정-203
5.12. Hull Heating System-205
5.12.1. 개요-205
5.12.2. 구성-205
5.12.2.1. 일반-205
5.12.2.2. 구성장비-205
5.12.2.3. 작동원리-206
제6장 LNG LOADING-211
6.1. Loading Port와 통신 및 입항 전 점검-211
6.1.1. ETA 통보-211
6.1.1.1. 입항 전 통보-211
6.1.1.2. 본선 접안 Schedule 확정-211
6.1.1.3. 입항준비-211
6.2. Loading Port 도착 전 Tank Cool-down 작업-217
6.2.1. Cargo Tank Cool-down 절차 : 동남아 구간-218
6.2.2. Cargo Tank Cool-down 절차 : 중동 구간-220
6.2.3. 도선사 승선-228
6.3. 접안완료 후 작업-228
6.3.1. Gangway 설치-228
6.3.2. 선육간 연결 장치(Ship-Shore Communication System)-228
6.3.3. Water Curtain 실시-229
6.3.4. 선적작업 전 Meeting-229
6.3.5. Loading Arm 연결 작업-229
6.3.5.1. Arm Connection 준비-229
6.3.5.2. Arm 연결 작업 순서-229
6.3.5.3. O2 Purge 및 Leak Test-230
6.3.6. Opening CTMS(Custody Transfer Measurement System)-230
6.3.6.1. CTM 계측 실시-230
6.3.6.2. CTM 실시 전 주의 사항-230
6.3.7. CTMS 실시 통보-230
6.3.7.1. CTMS의 중요성-231
6.3.7.2. 탱크 압력해소 및 Gas Burning 재개-231
6.3.8. 긴급차단장치 작동 검사(ESD Trip Test)-231
6.3.8.1. ESD Test 준비-232
6.3.8.2. ESD Test 실시-232
6.3.8.3. ESD Test 종료-232
6.3.9. Loading Arm Cool-down-232
6.3.9.1. Loading Arm Cool-down Line-up-233
6.3.9.2. Loading Arm Cool-down Start-233
6.3.9.3. Loading Arm Cool-down 종료-233
6.3.10. LNG Loading-233
6.3.10.1. LNG Loading Line-up-233
6.3.10.2. LNG Loading Start 및 배치-233
6.3.10.3. LNG Loading 중 주의사항-234
6.3.10.4. Toppong-off (Rate Down) 작업-234
6.3.10.5. Toppong-off Start 통보 (Notice) 및 배치-236
6.3.10.6. Toppong-off Start-236
6.3.10.7. Valve Test-236
6.3.11. Loading Arm Drain 작업-236
6.3.12. Loading Arm 분리 작업-238
6.3.13. Closing CTMS-338
6.3.14. 서류작업-238
6.3.14.1. 본선에서 준비해야할 서류-238
6.3.15. 출항-239
제7장 LNG UNLOADING-253
7.1. Unloading Port와 통신 및 입항 전 점검-253
7.1.1. ETA 통보-253
7.1.1.1. 입항 전 통보-253
7.1.1.2. 본선 접안 Schedule 확정-253
7.1.2. 입항 전 점검-253
7.2. 접안 작업-260
7.2.1. 도선사승선 및 NOR(Notice of Readiness) 작성-260
7.3. 접안완료 후 작업-260
7.3.1. Gangway 설치-260
7.3.2. Bonding cable 연결 작업-260
7.3.3. Water Curtain 실시-260
7.3.4. 양하 작업 전 회의-260
7.3.5. Unloading Arm 연결 및 Purge 작업-260
7.3.6. Opening CTMS(Custody Transfer Measurement System)-261
7.3.7. 탱크 압력 해소-261
7.3.8. LNG Unloading Arm Cool-down-261
7.3.8.1. Loading Arm Cool-down 준비-261
7.3.8.2. Loading Arm Cool-down 방법-261
7.3.8.3. Unloading Arm Cool-down 중 주의 사항-262
7.3.8.4. Unloading Arm Cool-down 종료-262
7.3.9. ESD (Emergency Shut-down) Test-262
7.4. LNG Unloading-262
7.4.1. 하역 준비-262
7.4.2. LNG Unloading Start-263
7.4.3. Vapor Return From Shore-264
7.4.4. 양하 중 Trim 조절 및 Cargo Pump의 Stop-265
7.4.4.1. Cargo Pump Stop-265
7.4.4.2. VCG079 Vapor Return Valve의 조절-266
7.4.4.3. 순찰 및 주기적 보고-266
7.4.4.4. Ballasting 작업-266
7.4.5. Stripping 작업-267
7.4.6. 양하 종료-267
7.5. Unloading 종료 후 작업-267
7.5.1. Unloading Arm Drain & Purge 작업-267
7.5.2. Closing CTMS 계측-268
7.5.3. Unloading Arm 분리 작업-268
7.5.4. 서류작업-269
7.5.5. 출항-269
7.6. LNG 비상양하(Emergency Discharging)-269
7.6.1. Emergency Cargo Pump 설치-272
제8장 항해 중 화물관리-287
8.1. 적하 항해시 화물관리-287
8.1.1. LNG 온도 관리-287
8.1.2. 적하 항해중의 Boil-off Gas-288
8.1.3. Boil-off Gas의 발생 과정-288
8.1.4. 엔탈피(Enthalpy) 변화 과정-290
8.1.4.1. ① (포화액점) 점의 평형상태-290
8.1.4.2. ② (포화증기점) 점의 평형상태-290
8.1.4.3. ③ (과열증기) 점의 평형상태-290
8.1.4.4. 포화액에서 포화증기로의 변화열량-290
8.1.4.5. 포화증기에서 과열증기로 변화열량-290
8.1.4.6. 탱크내 LNG가 증발 (Boil-off)시 흡수하는 총 발열량-290
8.1.5. 운항중인 LNGC의 Boil-off Gas 발생량-291
8.1.5.1. B.O.R (Boil-off Rate)-291
8.1.5.2. B.O.Q (Boil-off Quantity)-291
8.2. 항해 중 화물관리-291
8.2.1. 화물탱크 압력제어-291
8.2.2. Cargo Tank Pressure Control System-294
8.2.2.1. Control System 개요-294
8.2.2.2. Control System의 구성-295
8.2.2.3. 선적항 출항 직후 Excessive BOG 처리-298
8.2.2.4. Sloshing Problem 및 대책-299
8.2.2.5. 항해 중 Daily Check Point-300
제9장 특수 작업 (DOCK IN & OUT)-309
9.1. Dock 작업 수순-309
9.2. 입거 전 작업 실무-310
9.2.1. 안전-310
9.2.2. 주의-310
9.2.3. 밀폐 구역 일반-311
9.2.4. 출입문에 관한 규정-311
9.2.4.1. Cargo Machinery Room-311
9.2.4.2. 좌/우현 Under Deck Passage(Side Passage) 및 Bosun Store-312
9.2.4.3. Cargo Motor Room-312
9.2.4.4. 통상적으로 폐쇄되어 있는 모든 구역-312
9.2.5. 안전요원 증서의 요구-313
9.2.5.1. 증명된 Gas-Free-313
9.2.5.2. 출입 가능 (Safe For Entry)-314
9.3. Membrane형 LNGC의 특수 작업-314
9.3.1. Tank Stripping 및 잔액 처리-314
9.3.1.1. 개요-314
9.3.1.2. Stripping 방법-315
9.3.1.3. Stripping 작업 순서-315
9.3.2. Warm up-330
9.3.2.1. 개요-330
9.3.2.2. Warm up 방법-331
9.3.2.3. Warm up 작업 순서-332
9.3.3. Inerting-338
9.3.3.1. 개요
9.3.3.2. Inerting Line-up (그림 [9-16], [9-17] 참조)-340
9.3.3.3. 준비 및 확인 사항-341
9.3.3.4. IG Charge-342
9.3.3.5. Tank Inerting 중 Line Purge-342
9.3.3.6. 각 Tank Inerting이 50% 정도 진행시-343
9.3.3.7. 각 Tank Inerting 종료 후-344
9.3.4. Aeration-364
9.3.4.1. 개요-364
9.3.4.2. Aeration Line-up (그림 [9-34], [9-35] 참조)-364
9.3.4.3. Air Charge-365
9.3.4.4. Tank Aeration 도중-366
9.3.4.5. 각 Tank Aeration 종료 후-367
9.3.5. Insulation Space Inerting-374
9.3.5.1. 개요
9.3.5.2. Initial Insulation Space Inerting(First Stap) (그림 [9-40] 참조)-375
9.3.5.3. Second Step : 초기 질소 공급 (그림 [9-40] 참조)-377
9.3.6. Tank & Line Drying-382
9.3.6.1. 개요-382
9.3.6.2. 준비사항-383
9.3.6.3. 확인사항-383
9.3.6.4. Tank Drying / Line Drying (그림 [9-42] 참조)-383
9.3.6.5. Dry Air Production-384
9.3.6.6. Tank Drying 도중-385
9.3.6.7. 각 Tank Drying이 50% 정도 진행시-385
9.3.6.8. 각 Tank Drying 종료 후-386
9.3.7. Post Dry Dock Inerting-403
9.3.7.1. 개요-403
9.3.7.2. 준비사항-403
9.3.7.3. 확인사항-403
9.3.7.4. Inerting Line-up (그림 [9-57], [9-58] 참조)-403
9.3.7.5. I.G Charge-404
9.3.7.6. Tank Inerting 도중-404
9.3.7.7. 각 Tank Inerting이 50% 정도 진행시-405
9.3.7.8. Tank Inerting 종료 후-406
9.3.7.9. Inerting 완료 후-407
9.3.7.10. Loading Port 항해 중-407
9.3.8. Line N₂ Charging-427
9.3.8.1. 개요-427
9.3.8.2. Liquid 및 Spray Line N₂ Charging (그림 [9-76], [9-77] 참조)-427
9.3.8.3. M/Vaporizer N₂ Charging (그림 [9-78] 참조)-427
9.3.9. Gassing up(Gas Filling)-431
9.3.9.1. 개요-431
9.3.9.2. 준비사항-431
9.3.9.3. 확인사항-432
9.3.9.4. Gassing up Line-up (그림 [9-79], [9-80], [9-81] 참조)-432
9.3.9.5. Tank Gassing up 도중-433
9.3.9.6. 각 Tank Gassing up 종료 시점 (그림 [9-86], [9-87], [9-88] 참조)-434
9.3.9.7. 각 Tank Gassing up 종료 후-435
9.4. Moss형 LNGC의 특수 작업-451
9.4.1. Tank Stripping 및 잔액 처리-451
9.4.1.1. 개요-451
9.4.1.2. Stripping - Cargo & Spray Pump를 이용한 Stripping-451
9.4.2. Line Drain-454
9.4.2.1. 개요
9.4.2.2. 육상측 Vapor Gas에 의한 Line Drain-454
9.4.3. Warm-up-459
9.4.3.1. 개요-459
9.4.4. Inerting before Dock-in-463
9.4.4.1. 개요-463
9.4.4.2. IGG를 이용한 Inerting-463
9.4.5. Aeration-473
9.4.5.1. 개요-473
9.4.5.2. IGG를 이용한 Aeration-473
9.4.6. Drying-483
9.4.6.1. 개요-483
9.4.6.2. IGG를 이용한 Drying-483
9.4.7. Inerting after Dock-out-494
9.4.7.1. 개요-494
9.4.7.2. IGG를 이용한 Inerting-494
9.4.7.3. N₂ Generator를 이용한 Line 내 N₂ Filling-498
9.4.8. Gas Filling-510
9.4.8.1. 개요-510
9.4.8.2. 육상 공급 LNG를 이용한 Gas Filling-510
9.4.9. Initial Cool-down-519
9.4.9.1. 개요-519
9.4.9.2. 육상 공급 LNG를 이용한 Initial Cool-down-519
9.4.10. Operation Test of Cargo & Spray Pumps-523
9.4.10.1. 개요-523
9.4.10.2. Loading 중에 Cargo Pump 및 Pump의 Operation Test-523
제10장 안전 설비-529
10.1. LNG 및 Vapor 누출에 대한 안전 설비-529
10.1.1. 개요-529
10.1.2. Water Curtain System-530
10.1.2.1. Coaming-530
10.1.2.2. Watchman-531
10.1.2.3. Water Curtain-531
10.1.3. Gas Detection System-533
10.1.3.1. Fixed Gas Detection System-533
10.1.3.2. Portable Gas Datector-543
10.1.4. ESD (Emergency Shut-Down) System-547
10.1.4.1. 개요-547
10.1.4.2. ESD System의 구성-547
10.1.4.3. ESD System의 작동 조건-547
10.1.4.4. ESD System의 작동에 의해 작동되는 기기-558
10.1.5. PERC System-560
10.1.6. Personnel Protection-561
10.1.6.1. Protective Equipment (보호 장비)-561
10.1.6.2. Safety Equipment (안전장비)-562
10.1.6.3. First-Aid Equipment (응급처지 장비)-562
10.1.6.4. Personnel Protection Requirements (작업자 보호 설비)-563
10.2. 화재에 대한 안전 설비-564
10.2.1. Water Spray System-564
10.2.2. Dry Chemical Powder Fire-Extinguishing System-567
10.2.2.1. IGC Code의 관련 설비 규정-567
10.2.2.2. 구성-568
10.2.2.3. 작동 방법-573
10.2.3. Fixed CO₂ Fire-Extinguishing System in Cargo Area-574
10.2.3.1. 화물구역의 고정식 이산화탄소 소화 장치 설비에 관련된 규정-575
10.2.3.2. 구성-575
10.2.3.3. 작동 방법-579
◈ 부록-583
