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[임직원 칼럼] 우리 집 도시가스는 어디에서 오는 걸까?

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by 삼성물산건설부문 2017. 4. 4. 10:28

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삼성물산 건설부문 임직원 칼럼 (최용균 선임)


집을 나서면서 우리가 하는 생각 중 하나는 아마도, ‘내가 가스 불 껐나?’ 일 것 같은데요. 한국가스공사에 따르면 도시가스 전국 평균 보급률은 2016년 약 80% 이상이며, 서울과 수도권에서는 90% 이상이 넘는다고 합니다. 우리는 이미 도시가스 생활권에 살고 있다고 볼 수 있습니다. 그렇다면 이 도시가스는 어떻게 우리 가정까지 공급되는 것일까요?

 

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[출처] wikimedia

 

천연가스(NG)와 액화천연가스(LNG)


 우리가 ‘도시가스’라고 부르는 가스는 ‘천연가스(NG; Natural Gas)’입니다. 천연가스는 인공적인 과정을 거치는 석유와 달리, 지하에 기체상태로 매장된 화석 연료입니다. 한 마디로 기체인 것이죠. 이 가스는 부피가 상상할 수 없을 정도로 커서, 저장과 수송이 어렵습니다. 그래서 기체를 압축해 액체로 만들어, 부피를 줄인 상태로 운송하고 있습니다. 이 때 이렇게 압축된 가스‘액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)’라고 부릅니다. 이 가스는 도시가스, 공업 연료, 발전 연료 등에 사용됩니다.

 

여기서 잠깐! ① 물질의 상태변화
예를 들어, 물(액체)은 100℃에서 끓어 수증기(기체)가 됩니다. 이러한 현상을 ‘기화’라고 부르는데요. 물일 때보다 부피가 커집니다. 그럼 반대의 경우는 무엇이라고 부를까요? 기체가 액체가 된다고 해서 ‘액화’라고 부르며, 이 때는 부피가 작아집니다. 천연가스의 경우에는 -162℃에서 액체가 됩니다. 기체 상태와 비교했을 때, 부피가 1/600로 줄어들어 운송이 용이해집니다. 그리고 이를 가리켜 LNG(Liquid Natural Gas)라고 하죠.
 

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 | 물질의 상태변화

 

 

천연가스가 우리 집까지 오는 과정


가스전에서 탐사를 통해 추출된 천연가스는, 가스 처리와 액화 과정을 거쳐 액화 천연가스(LNG)가 됩니다. 그리고 LNG 수송선을 통해, LNG 터미널로 이동해 저장됩니다. 이렇게 저장된 LNG는 터미널에서 기화처리 과정을 거쳐, 다시 천연가스 상태로 각 과정에 운송됩니다.

 

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| 천연가스가 우리 집까지 오는 과정 / [출처] 한국가스공사


그런데 이 과정을 차근차근 들여다보면, 삼성과 연관되어 있다는 것을 알 수 있습니다. 하나는 널리 알려져 있는 삼성중공업의 수송선입니다. 그리고 다른 하나는LNG 저장을 위한 탱크와 이것을 다시 천연가스로 변환하는 장치들이 모여 있는 ‘LNG 터미널’입니다. 바로 여기서 삼성물산 건설부문의 역할을 발견할 수 있죠

 

 

삼성물산 건설부문이 짓는 LNG 터미널


삼성물산 건설부문은 우리나라를 비롯해 싱가포르, 말레이시아 등에서 활발하게 LNG 터미널 공사를 진행하고 있습니다. 싱가포르에서는 싱가포르 최초의 LNG 터미널 프로젝트에 참여해, 50개월의 긴 공사 기간 동안 단 한 건의 사고 없이 2014년에 완공했습니다. 이는 싱가포르의 에너지 자립도를 향상시켰고, 현재 확장 공사도 진행하고 있습니다. 말레이시아 RGT-2 터미널 현장은 2014년부터 안전하게 공사를 수행하고 있습니다. 그 결과 2016년 말, 말레이시아 정부 주관의 안전 분야 최고 권위 상인 ‘산업안전보건위원회 2016년 안전부분(건설)’을 수상하기도 했습니다.


 

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| 싱가포르 LNG 터미널                                | 말레이시아 RGT-2 터미널 현장

 

여기서 잠깐! ② LNG 터미널 안에 있는 시설들
LNG를 실은 수송선은 Jetty(부두)에 정박합니다. 그리고 Loading Arm을 통해 LNG 선박과 지상의 배관을 연결해 LNG를 탱크로 보냅니다. 이 후 LNG Pump로 LNG를 기화설비로 보내 천연가스로 변환시킨 후, 각 필요처(발전 설비, 산업시설, 가정 등)로 공급합니다.
 

| LNG 터미널 주요 과정

 

 

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Jetty (부두)
LNG 수송선이 정박하여 LNG를 저장 탱크까지 이송하기 위한 접안 설비가 모여 있는 곳

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Loading Arm
LNG 선박과 지상의 배관을 연결시켜 주는 장치

 

 

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LNG 저장탱크
-162℃ 초저온 상태의 LNG를 저장하는 용기

 

 

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LNG Pump
LNG를 가압하여 기화설비로 보내는 장치

 

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Vaporizer(기화설비)
저온 상태인 LNG를 Terminal 내에서 열 교환을 통해 천연가스로 변환해, 배관을 통해 필요처(발전설비, 산업시설, 가정 등)에 공급하기 위한 설비

[출처] Wikimedia

 

 

LNG 터미널의 핵심 ‘탱크’를 설치하라

 

LNG 터미널 내에서 탱크를 건설하는 공사는 매우 중요합니다. LNG를 저장해 두는 장소이기 때문이죠. 일반적으로 LNG는 -162℃에서 보관됩니다. 우리가 -10℃에서 느끼는 겨울 추위를 생각한다면, -162℃가 얼마나 추울지 상상이 되시나요? 이런 초저온 상태의 LNG를 안전하게 보관하기 위해, LNG 탱크는 일반 탱크와 다른 특징이 있습니다.

 

 

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| LNG 터미널 탱크 구조 / [출처] wikimedia

 

LNG는 -162℃의 초저온 액체인 반면 탱크 밖의 온도는 상온이기 때문에, 내/외부 온도 차이가 발생합니다. 이 때 LNG의 온도가 조금이라도 올라가게 되면, 즉시 기화가 되어 버리는데요. 이 경우 일반적인 철판은 높은 압력과 낮은 온도에서 오는 갑작스런 변형으로 파괴되기 쉽습니다. 이러한 점을 방지하는 것이 바로 LNG탱크의 핵심입니다.

 

LNG를 보관하는 탱크는 초저온을 버틸 수 있는 특수 합금강(니켈합금)으로 만들어집니다. 그리고 LNG를 담은 탱크가 손상되면서 발생하는 피해를 막기 위해, 외부에 두꺼운 콘크리트로 탱크를 하나 더 만들어 이중구조를 이룹니다. 추가적으로 내부 탱크와 외부 탱크 사이에는 초저온 온도를 유지시켜주는 보냉재를 넣습니다.

 

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| LNG 탱크 내·외부 모습

 

이런 탱크들의 지붕은 어떻게 설치할까요? 보통 지붕을 생각하면 위에서 덮는 것을 떠올리실 텐데요. LNG 탱크는 내부 바닥에서 지붕을 제작한 후, 공기를 불어넣어 위로 밀어 올립니다. 공기가 통하지 않도록 지붕과 콘크리트 벽 사이를 밀봉하고, 지붕 아래에 Air Blower를 설치해 밀폐된 내부 공간에 공기를 밀어 넣는 것입니다. 그러면 LNG 탱크의 지붕은 아래의 공기 압력을 받아 상부까지 올라가게 됩니다. 1000톤이 넘는 무게의 지붕이, 공기만으로 올라가는 과정은 신기함과 동시에 보람을 느끼게 합니다.

 

말레이시아에서 LNG 터미널을 시공하고 있는 삼성물산 건설부문 ‘RGT-2 Terminal현장’은 “탱크 공사는 제한된 공간 안에서 양중, 용접, 사상 작업등이 동시다발적으로 이루어 지기 때문에 위험요소가 많은 것이 사실입니다. 하지만 매번 작업할 때 주단위로 위험성 평가표를 작성하고, 안전 패트롤을 실시하는 등 사고의 위험을 방지하고 있습니다. 큰 일정들을 앞두고 있는 만큼 안전을 최우선으로 무사히 공사를 마치도록 하겠습니다.”라고 힘찬 포부를 밝혔습니다.


 

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