KR100642773B1 - Pre-cooler of boil-off gas from LNG - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LNG(액화천연가스)의 증발현상으로 발생한 휘발가스를 질소냉각방식에 의하여 재액화시키기 이전에 휘발가스를 1차 냉각시키기 위한 중간냉각기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환챔버의 내부에 휘발가스의 유동통로가 되는 열교환기를 다수 개로 장입시키되, 상기 열교환기의 몸통 내부공간을 휘발가스의 이동방향을 따라 다수 개의 전열공간으로 구획시키고 그 외측에는 전열판을 방사상으로 설치함으로서, 휘발가스의 냉각성능은 크게 향상시킬 수 있도록 하면서도 휘발가스의 냉각구조 자체는 매우 단순하고 콤펙트하게 이루어낼 수 있도록 하며, 이로 인하여 우수한 냉각성능을 가지는 중간냉각기를 저렴한 가격으로 제조할 수 있도록 한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각기에 관한 것이다.The present invention relates to an intermediate cooler for first cooling the volatile gas prior to reliquefaction of the volatile gas generated by the vaporization of LNG (liquefied natural gas) by nitrogen cooling method, and more specifically, inside the heat exchange chamber. Charge a plurality of heat exchangers which are flow paths of the volatile gas, and partition the inner space of the body of the heat exchanger into a plurality of heat transfer spaces along the moving direction of the volatile gas and radially install a heat transfer plate on the outside to cool the volatile gas. While improving the performance, the volcanic gas cooling structure itself is very simple and compact, thereby making it possible to manufacture an intermediate cooler with excellent cooling performance at a low price. It is about.

본 발명에 의한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각기는, LNG(액화천연가스)의 증발현상으로 발생한 휘발가스(BOG : Boil-off gas)의 유입관(12)과 배출관(13)이 열교환챔버(11)의 상,하부측에 각각 연결 설치되고, 상기 열교환챔버(11)의 일측에는 휘발가스의 냉각을 위한 LNG(액화천연가스) 또는 N2(질소)가스의 유입라인(18)과, 휘발가스의 냉각을 수행한 NG(천연가스) 또는 N2(질소)가스의 배출라인(19)이 상,하로 연결 설치되며, 상기 열교환챔버(11)의 내부에는 휘발가스의 냉각을 위한 열교환구조가 설치된 것에 있어서, 상기 열교환구조는 휘발가스의 유입관(12) 및 배출관(13)과 연통되도록 열교환챔버(11)의 내부 공간을 따라 수직 방향으로 배열되는 다수 개의 열교환기(20)로 이루어지며, 상기 각각의 열교환기(20)는 파이프 형상의 몸통(21) 내부를 따라 방사상의 인서트(22)가 삽입되어 몸통(21)의 내부 공간이 부채꼴 형상을 가지는 다수 개의 전열공간(24)으로 구획 형성되고, 상기 몸통(21)의 외측면에는 전열판(23)이 방사상으로 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.In the middle cooler of the LNG gas according to the present invention, the inlet tube 12 and the outlet tube 13 of the volatile gas (BOG: Boil-off gas) generated by the vaporization of LNG (liquefied natural gas) is a heat exchange chamber (11) It is connected to the upper and lower sides of the, respectively, one side of the heat exchange chamber 11, the inlet line 18 of LNG (liquefied natural gas) or N 2 (nitrogen) gas for cooling the volatile gas and the The discharge line 19 of the cooling NG (natural gas) or N 2 (nitrogen) gas is installed up and down, and the heat exchange structure for cooling the volatile gas is installed in the heat exchange chamber 11. The heat exchange structure includes a plurality of heat exchangers 20 arranged in a vertical direction along an inner space of the heat exchange chamber 11 so as to be in communication with the inlet pipe 12 and the discharge pipe 13 of the volatile gas. The heat exchanger 20 of the radial insert along the inside of the pipe-shaped body 21 ( 22 is inserted into the inner space of the body 21 is partitioned into a plurality of heat transfer space 24 having a fan shape, the outer surface of the body 21 is characterized in that the heat transfer plate 23 is radially connected It is done.

LNG, 휘발가스(BOG), 재액화시스템, 중간냉각기, 질소냉각시스템 LNG, volatile gas (BOG), reliquefaction system, intermediate cooler, nitrogen cooling system

Description

엘엔지 휘발가스의 중간냉각기{Pre-cooler of boil-off gas from LNG}Pre-cooler of boil-off gas from LNG

도 1은 종래의 엘엔지 휘발가스의 중간냉각기 구조를 나타내는 개략적인 배관도.1 is a schematic piping diagram showing an intermediate cooler structure of a conventional LENG gas volatile gas.

도 2는 본 발명에 의한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각기 구조를 나타내는 측단면도.Figure 2 is a side cross-sectional view showing the structure of the intermediate cooler of the L gas volatile gas according to the present invention.

도 3의 (가) 및 (나)는 본 발명의 요부에 해당하는 열교환기의 구조를 나타내는 사시도.Figure 3 (a) and (b) is a perspective view showing the structure of a heat exchanger corresponding to the main part of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 중간냉각기 11 : 열교환챔버 12 : 유입관10: intermediate cooler 11: heat exchange chamber 12: inlet pipe

13 : 배출관 14 : 상부격판 15 : 하부격판13 discharge pipe 14 upper plate 15 lower plate

16 : 분기공간 17 : 혼합공간 18 : 유입라인16: branch space 17: mixing space 18: inlet line

19 : 배출라인 20 : 열교환기 21 : 몸통19: discharge line 20: heat exchanger 21: the body

22 : 인서트 23 : 전열판 24 : 전열공간22: insert 23: heat transfer plate 24: heat transfer space

본 발명은 LNG(액화천연가스)의 증발현상으로 발생한 휘발가스를 질소냉각방 식에 의하여 재액화시키기 이전에 휘발가스를 1차 냉각시키기 위한 중간냉각기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환챔버의 내부에 휘발가스의 유동통로가 되는 열교환기를 다수 개로 장입시키되, 상기 열교환기의 몸통 내부공간을 휘발가스의 이동방향을 따라 다수 개의 전열공간으로 구획시키고 그 외측에는 전열판을 방사상으로 설치함으로서, 휘발가스의 냉각성능을 크게 향상시킬 수 있도록 하면서도 휘발가스의 냉각구조 자체는 매우 단순하고 콤펙트하게 이루어낼 수 있도록 한 것에 관한 것이다.The present invention relates to an intermediate cooler for first cooling the volatile gas prior to re-liquefying the volatile gas generated by the vaporization of LNG (liquefied natural gas) by nitrogen cooling method, more specifically, the interior of the heat exchange chamber Charge a plurality of heat exchangers, which are flow paths of volatile gas, into the plurality of heat transfer spaces along the moving direction of the volatile gas, and radially install a heat transfer plate on the outside of the heat exchanger. While allowing the cooling performance to be greatly improved, the cooling structure of the volatile gas itself is very simple and compact.

일반적으로 육상에 설치되는 LNG(액화천연가스)의 저장탱크 뿐만 아니라, LNG를 수송하는 운반선의 저장탱크에 있어서도, 모스형이나 메인브레인형과 같은 저장탱크의 형상에 관계없이 통상적으로 하루동안 개략 0.1% 내지 3%에 달하는 량의 LNG가 저장탱크를 싸고 있는 절연체를 통한 외부열의 유입 결과로 증발되며, 이러한 LNG 휘발가스(BOG: Boil-off gas)의 량이 많아질 경우 저장탱크 내부의 압력이 증가되어 탱크의 폭발과 같은 위험한 상황을 초래하게 된다.In general, not only storage tanks of LNG (liquefied natural gas) installed on land, but also storage tanks of carriers transporting LNG, regardless of the shape of the storage tanks such as moss type or main brain type, it is generally approximately 0.1 for a day. As much as% to 3% of LNG is evaporated as a result of the inflow of external heat through the insulator surrounding the storage tank, and when the amount of LNG boil-off gas (BOG) increases, the pressure inside the storage tank increases. This can lead to dangerous situations such as tank explosions.

상기와 같이 LNG 저장탱크의 내부에서 발생하는 LNG 휘발가스의 경우 전형적으로 선박의 보일러나 발전기에 동력을 공급하기 위한 보조연료원으로 사용되어져 왔으나, 최근에 들어 LNG 운반선의 설계는 스팀구동에 따른 터빈 엔진보다는 오히려 디젤 엔진을 적용하고 있는 추세이므로, LNG 저장탱크의 내부에서 발생하는 휘발가스를 보조연료원으로 사용할 필요성이 급격히 감소하고 있다.As described above, in the case of LNG volatile gas generated inside the LNG storage tank, it has typically been used as an auxiliary fuel source for supplying power to a boiler or a generator of a ship, but in recent years, the design of an LNG carrier has a turbine according to steam driving. Since diesel engines are used rather than engines, the need for using volatile gas generated in the LNG storage tank as an auxiliary fuel source is rapidly decreasing.

따라서, 최근에 들어서는 이러한 LNG 휘발가스를 회수하여 LNG로 재액화시킨 다음, 이를 다시 LNG 저장탱크로 보내는 재액화시스템이 도입되고 있으며, 가장 대 표적인 것으로는 LNG 탱크로부터 공급되는 휘발가스를 1차 압축하여 응축에 필요한 잠열을 감소(브레이톤 싸이클: Brayton cycle)시킨 다음, 폐쇄형 루프로 이루어지는 질소냉각시스템으로서 휘발가스를 응축 및 재액화시키도록 한 LNG 휘발가스의 재액화시스템을 들 수 있다.Therefore, in recent years, a reliquefaction system that recovers such LNG volatile gas and reliquefies it into LNG, and then sends it back to the LNG storage tank has been introduced, and the most representative one is the primary supply of the volatile gas supplied from the LNG tank. One example is the LNG liquefaction reliquefaction system, which compresses to reduce the latent heat required for condensation (Brayton cycle) and then condenses and reliquefies the volatile gas as a closed loop nitrogen cooling system.

주) 브레이톤 싸이클(Brayton cycle): 압축과 팽창은 단열변화이며 수열(受熱)과 방열(放熱)이 정압적으로 이루어지는 가스터빈의 기본싸이클.Note: Brayton cycle: Compression and expansion are adiabatic changes and the basic cycle of a gas turbine with hydrostatic and heat dissipation statically.

또한, 상기와 같은 LNG 휘발가스의 재액화시스템에서는 질소냉각시스템을 이용하여 휘발가스를 응축 및 재액화시키기 이전에, 응축된 LNG 또는 질소냉각시스템에서 생성된 소량의 액화질소 및 질소가스를 이용하여 휘발가스를 1차 냉각시킴으로서, 휘발가스의 재액화 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 중간냉각기가 휘발가스의 공급라인상에 설치되어 사용되고 있다.In the LNG liquefaction system as described above, before the condensation and reliquefaction of the volatile gas using a nitrogen cooling system, a small amount of liquefied nitrogen and nitrogen gas generated in the condensed LNG or nitrogen cooling system is used. By cooling the volatile gas first, an intermediate cooler is installed on the supply line of the volatile gas to improve the liquefaction efficiency of the volatile gas.

상기와 같이 LNG 휘발가스의 재액화시스템에 적용되어져 왔던 종래의 중간냉각기(1)는 도 1의 (가) 및 (나)에 도시되어 있는 바와 같이, 탱크 형상을 가지는 열교환챔버(2)가 설치되고, 상기 열교환챔버(2)를 통하여 휘발가스의 공급라인(3)이 관통되도록 하거나, 열교환챔버(2)의 상,하부측에 휘발가스의 배출관(7)과 공급관(6)을 연결시켜 그 내부공간이 휘발가스의 저장공간(5)을 이루도록 한 다음, LNG나 N2(질소)가스가 유동하는 냉각라인(4)이 열교환챔버(2)의 내부를 통과하도록 설치된 구성으로 이루어진다.The conventional intermediate cooler 1, which has been applied to the LNG liquefaction system as described above, is provided with a heat exchange chamber 2 having a tank shape as shown in FIGS. 1A and 1B. The volatile gas supply line 3 passes through the heat exchange chamber 2, or the volatile gas discharge pipe 7 and the supply pipe 6 are connected to upper and lower sides of the heat exchange chamber 2. After the internal space forms the storage space 5 of the volatile gas, the cooling line 4 through which the LNG or N 2 (nitrogen) gas flows is configured to pass through the inside of the heat exchange chamber 2.

그러나, 도 1의 (가)에 도시된 종래의 중간냉각기(1)는 휘발가스의 공급라인 (3)이 냉각라인(4)과 서로 다른 배관으로 분리되어 있기 때문에, LNG나 N2(질소)가스에 의한 휘발가스의 냉각효율이 매우 낮게 되는 문제점이 있었고, 열교환챔버(2)의 내부에 휘발가스의 공급라인(3)과 함께 LNG나 N2(질소)가스에 의한 냉각라인(4)을 별도의 구조물로 설치하여야 함으로서, 중간냉각기(1)에 설치되는 열교환구조가 매우 복잡하게 되고, 이로 인하여 중간냉각기(1)의 제작에 따른 시간과 비용이 과도하게 소요되는 문제점이 있었다.However, in the conventional intermediate cooler 1 shown in FIG. 1A, since the supply line 3 of the volatile gas is separated from the cooling line 4 by a different pipe, LNG or N 2 (nitrogen) There was a problem that the cooling efficiency of the volatile gas by the gas is very low, and the cooling line (4) by LNG or N 2 (nitrogen) gas together with the supply line (3) of the volatile gas in the heat exchange chamber (2) As to be installed as a separate structure, the heat exchange structure installed in the intermediate cooler (1) becomes very complicated, and thus there was a problem that excessive time and cost according to the manufacture of the intermediate cooler (1).

그리고, 도 1의 (나)에 도시된 중간냉각기(1) 또한 냉각라인(4)의 표면 부위에서만 휘발가스의 냉각이 주로 이루어지고 열교환챔버(2)의 내부 가장자리측에는 휘발가스의 냉각이 신속히 이루어지지 않게 되며, 열교환챔버(2)의 외측 표면을 통한 열전달이 발생할 경우 이러한 현상이 두드러지게 나타남으로서 휘발가스의 냉각효율 및 그 냉각속도를 저하시키는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 열교환챔버(2)가 휘발가스의 저장탱크 역할을 하므로 휘발가스의 누설 및 이로 인한 화재나 폭발의 위험성이 크게 되는 문제점이 있었다.In addition, the intermediate cooler 1 shown in FIG. 1B also mainly cools volatile gas only at the surface portion of the cooling line 4, and rapidly cools volatile gas on the inner edge side of the heat exchange chamber 2. When the heat transfer through the outer surface of the heat exchange chamber 2 occurs, this phenomenon is prominent, which not only reduces the cooling efficiency and the cooling rate of the volatile gas, but also the heat exchange chamber 2 volatilizes. Since it serves as a storage tank of gas there was a problem that the risk of fire or explosion due to leakage of volatile gas and thereby.

또한, 냉각효율 및 냉각속도를 향상시키기 위하여 열교환챔버(2)의 내부에 설치되는 냉각라인(4)의 직경을 가늘게 하여 동일 체적당 삽입되는 냉각라인(4)의 개수와 길이를 증가시킴과 동시에, 그 냉각라인(4)의 표면에 전열핀이나 전열판과 같은 수단을 설치할 수도 있으나, 이는 수 십 내지 수 백개에 해당하는 냉각라인(4)을 열교환챔버(2)에 일일이 고정 설치하는 매우 번거러운 작업을 거쳐야 함으로서 중간냉각기(1)의 제조단가를 크게 상승시키는 문제점이 있었다.In addition, in order to improve the cooling efficiency and the cooling rate, the diameter of the cooling line 4 installed inside the heat exchange chamber 2 is reduced to increase the number and length of the cooling lines 4 inserted in the same volume. It is also possible to install means such as heating fins or heating plates on the surface of the cooling line 4, but this is very cumbersome work of fixing several tens to hundreds of cooling lines 4 in the heat exchange chamber 2. By passing through there was a problem that greatly increases the manufacturing cost of the intermediate cooler (1).

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각기는 열교환챔버의 내부에 휘발가스의 유동통로가 되는 열교환기를 다수 개로 장입시키되, 상기 열교환기의 몸통 내부공간을 휘발가스의 이동방향을 따라 다수 개의 전열공간으로 구획시키고 그 외측에는 전열판을 방사상으로 설치함으로서, 휘발가스의 냉각성능은 크게 향상시킬 수 있도록 하면서도 휘발가스의 냉각구조 자체는 매우 단순하고 콤펙트하게 이루어낼 수 있도록 하며, 이로 인하여 우수한 냉각성능을 가지는 중간냉각기를 저렴한 가격으로 제조할 수 있도록 하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.The present invention has been made in order to solve the above conventional problems, the middle cooler of the LNG volatile gas according to the present invention is charged into a plurality of heat exchangers that are a flow passage of the volatile gas in the heat exchange chamber, the heat exchanger By dividing the inner space of the body into a plurality of heat transfer spaces along the moving direction of the volatile gas and radially installing the heat transfer plate, the cooling structure of the volatile gas itself is very simple while greatly improving the cooling performance of the volatile gas. In order to achieve a compact and compact, it is a technical problem to be able to manufacture an intermediate cooler having excellent cooling performance at a low price.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, LNG의 증발현상으로 발생한 휘발가스의 유입관과 배출관이 열교환챔버의 상,하부측에 각각 연결 설치되고, 상기 열교환챔버의 일측에는 휘발가스의 냉각을 위한 LNG 또는 N2가스의 유입라인과, 휘발가스의 냉각을 수행한 NG 또는 N2가스의 배출라인이 상,하로 연결 설치되며, 상기 열교환챔버의 내부에는 휘발가스의 냉각을 위한 열교환구조가 설치된 것에 있어서, 상기 열교환구조는 휘발가스의 유입관 및 배출관과 연통되도록 열교환챔버의 내부 공간을 따라 수직 방향으로 배열되는 다수 개의 열교환기로 이루어지며, 상기 각각의 열교환기는 파이프 형상의 몸통 내부를 따라 방사상의 인서트가 삽입되어 몸통의 내부 공간이 부채꼴 형상을 가지는 다수 개의 전열공간으로 구획 형성되고, 상기 몸통의 외측면에는 전열판이 방사상으로 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above technical problem, the inlet and outlet pipes of the volatile gas generated by the vaporization of LNG is connected to the upper and lower sides of the heat exchange chamber, respectively, the cooling of the volatile gas on one side of the heat exchange chamber Inlet lines for LNG or N 2 gas and discharge lines for NG or N 2 gas cooling the volatile gas are installed up and down, and a heat exchange structure for cooling the volatile gas is installed inside the heat exchange chamber. In the heat exchange structure is composed of a plurality of heat exchangers arranged in a vertical direction along the inner space of the heat exchange chamber to communicate with the inlet pipe and the discharge pipe of the volatile gas, each heat exchanger radially along the inside of the pipe-shaped body Inserts are inserted to partition the inner space of the body into a plurality of heat transfer spaces having a fan shape, The outer surface is characterized in that the heat transfer plate is installed radially connected.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention for achieving the above object is as follows.

도 2는 본 발명에 의한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각기 구조를 나타내는 측단면도이고, 도 3의 (가) 및 (나)는 본 발명의 요부에 해당하는 열교환기의 구조를 나타내는 사시도이다.Figure 2 is a side cross-sectional view showing the structure of the intermediate cooler of the LENG gas volatile gas according to the present invention, Figure 3 (a) and (b) is a perspective view showing the structure of a heat exchanger corresponding to the main part of the present invention.

본 발명에 의한 중간냉각기(10)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, LNG의 증발현상으로 발생한 휘발가스의 유입관(12)과 배출관(13)이 탱크 형상을 가지는 열교환챔버(11)의 하부측과 상부측에 각각 연결 설치되고, 상기 열교환챔버(11)의 일측(도면상 우측)에는 휘발가스의 냉각을 위한 LNG 또는 N2가스의 유입라인(18)과, 휘발가스의 냉각을 수행한 NG(천연가스) 또는 N2가스의 배출라인(19)이 상,하로 연결 설치되어 있다.As shown in FIG. 2, the intermediate cooler 10 according to the present invention has a lower portion of the heat exchange chamber 11 in which the inlet tube 12 and the outlet tube 13 of the volatile gas generated by the evaporation of LNG have a tank shape. It is connected to each side and the upper side, one side (right side in the drawing) of the heat exchange chamber 11, the inlet line 18 of LNG or N 2 gas for cooling the volatile gas and the cooling of the volatile gas A discharge line 19 of NG (natural gas) or N 2 gas is connected up and down.

그리고, 상기 열교환챔버(11)의 내부에 설치되어 휘발가스의 냉각기능을 수행하는 본 발명의 요부에 해당하는 열교환구조로서, LNG 휘발가스의 유입관(12) 및 배출관(13)과 연통되어 휘발가스의 유동통로 역할을 하도록 열교환챔버(11)의 내부 공간을 따라 수직 방향으로 배열되는 다수 개의 열교환기(20)가 설치되고, 열교환기(20)의 외부에 해당하는 열교환챔버(11)의 내부공간은 LNG 또는 N2가스의 유동공간을 형성하게 된다.In addition, the heat exchange structure corresponding to the main part of the present invention installed in the heat exchange chamber 11 and performing the cooling function of the volatile gas, is in communication with the inlet pipe 12 and the discharge pipe 13 of the LNG volatile gas volatilized A plurality of heat exchangers 20 arranged in a vertical direction along the inner space of the heat exchange chamber 11 are installed to serve as a flow passage of the gas, and the inside of the heat exchange chamber 11 corresponding to the outside of the heat exchanger 20. The space forms a flow space of LNG or N 2 gas.

또한, 도 2에서는 열교환챔버(11)의 내측 상,하부에 열교환챔버(11)와 일정 한 간격을 두고 격판(14)(15)이 고정 설치된 상태에서, 파이프 형태를 가지는 열교환기(20)의 몸통(21) 상,하단부가 해당 격판(14)(15)을 일정 길이만큼 관통하도록 설치됨으로서, 하부격판(15)과 유입관(12)의 사이에는 휘발가스의 분기공간(16)이 형성되고, 상부격판(14)과 배출관(13)의 사이에는 휘발가스의 혼합공간(17)이 형성되어, 각각의 열교환기(20)가 유입관(12) 및 배출관(13)과 함께 휘발가스의 유동통로를 이루도록 설치되어 있다.In addition, in FIG. 2, the heat exchanger 20 having a pipe shape is formed in a state where the diaphragms 14 and 15 are fixedly spaced apart from the heat exchange chamber 11 at upper and lower sides of the heat exchange chamber 11. As the upper and lower ends of the body 21 are installed to penetrate the diaphragm 14 and 15 by a predetermined length, a branched space 16 of volatile gas is formed between the lower plate 15 and the inlet pipe 12. , The mixing space 17 of the volatile gas is formed between the upper plate 14 and the discharge pipe 13, each heat exchanger 20 together with the inlet pipe 12 and the discharge pipe 13 flow of the volatile gas It is installed to form a passage.

그러나, 도 2에 도시되어 있는 것과는 달리 휘발가스의 유입관(12)과 배출관(13)이 다수 개의 배관으로 분기되어 각각의 열교환기(20) 몸통(21)과 연결되도록 설치될 수도 있으나, 이는 유입관(12) 및 배출관(13)을 열교환기(20) 몸통(21)과 연결시키기 위한 배관작업이 까다롭게 될 뿐만 아니라, 열교환챔버(11)의 내부에서 각각의 열교환기(20)가 견고히 지지될 수 있도록 별도의 지지수단을 설치하여야 하기 때문에 가급적 전자의 방식을 선택하는 것이 바람직하다.However, unlike shown in FIG. 2, the inlet pipe 12 and the outlet pipe 13 of the volatile gas may be installed to be connected to the body 21 of each heat exchanger 20 by being branched into a plurality of pipes. Piping work for connecting the inlet pipe 12 and the outlet pipe 13 with the heat exchanger body 20 and the body 21 becomes difficult, and each heat exchanger 20 is firmly supported in the heat exchange chamber 11. It is preferable to select the former method as much as possible because a separate supporting means should be provided.

또한, 휘발가스의 냉각을 위하여 열교환챔버(11)의 내부로 유입되는 냉각원이 LNG가 될 경우에는 크게 상관이 없지만, 열교환챔버(11)의 내부로 유입되는 냉각원이 N2가스가 될 경우에는 상,하부격판(14)(15)이 열교환챔버(11)의 내측면과 밀착되는 부분 및 각각의 열교환기(20) 몸통(21)이 상,하부격판(14)(15)을 관통하는 부위에 기밀(氣密)이 유지되도록 하여 LNG 휘발가스가 N2가스와 혼합되지 않도록 하는 것이 바람직하다.In addition, if the cooling source flowing into the heat exchange chamber 11 to be LNG for cooling the volatile gas, it does not matter much, but the cooling source flowing into the heat exchange chamber 11 becomes N 2 gas. The upper and lower plate 14, 15 is in close contact with the inner surface of the heat exchange chamber 11 and each heat exchanger 20 body 21 penetrates the upper and lower plate 14, 15 It is preferable to keep the gas tight at the site so that the LNG volatile gas is not mixed with the N 2 gas.

그리고, 본 발명에 의한 열교환구조를 이루는 핵심구성요소인 상기 열교환기 (20)는 도 2 및 도 3에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 파이프 형상으로 이루어지는 몸통(21)의 내부를 따라 방사상의 인서트(22)가 몸통(21)의 내측면과 견고히 밀착되도록 끼움식으로 삽입되어, 몸통(21)의 내부 공간이 부채꼴 형상을 가지는 다수 개의 전열공간(24)으로 구획 형성되고, 상기 몸통(21)의 외측면에는 전열판(23)이 방사상으로 연결 설치된 구성으로 이루어진다.The heat exchanger 20, which is a key component of the heat exchange structure according to the present invention, has radial inserts along the inside of the body 21 having a pipe shape, as shown in FIGS. 2 and 3, respectively. 22 is inserted into a fitting manner so as to be in close contact with the inner surface of the body 21, the inner space of the body 21 is partitioned into a plurality of heat transfer space 24 having a fan shape, the body of the body 21 The heat transfer plate 23 is configured to be radially connected to the outer surface.

또한, 상기 전열판(23)은 도 3의 (가)에 도시되어 있는 바와 같이, 열교환기(20)의 몸통(21) 전체 길이를 따라 하나의 전열판(23)이 고정 설치될 수도 있고, 도 3의 (나)에 도시되어 있는 바와 같이 열교환기(20)의 몸통(21) 길이 방향을 따라 여러 개의 전열판(23)이 일정한 간격을 두고 분할식으로 고정 설치될 수도 있으며, 상기 전열판(23) 이 외에도 전열핀과 같은 다른 형태의 전열수단이 고정 설치될 수도 있다.In addition, the heat transfer plate 23, as shown in (a) of FIG. 3, one heat transfer plate 23 may be fixedly installed along the entire length of the body 21 of the heat exchanger 20, FIG. As shown in (b) of the heat exchanger 20 along the body 21 in the longitudinal direction of the plurality of heat transfer plates 23 may be installed in a fixed manner at regular intervals, the heat transfer plate 23 is In addition, other types of heating means, such as heating fins may be fixedly installed.

상기와 같이 방사상의 인서트(22)를 파이프 형상의 몸통(21) 내측면과 견고하게 밀착되도록 끼움식으로 삽입시키게 되면, 인서트(22)를 형성하는 각각의 날개판에 의하여 휘발가스의 유동통로 및 냉각통로가 되는 부채꼴 형상의 전열공간(24)이 몸통(21)의 길이 방향을 따라 일직선상으로 형성되는 데, 상기 전열공간(24)은 그 개수가 많으면 많을수록 휘발가스의 냉각측면에서 유리하다.When the radial insert 22 is inserted into the tubular body 21 so as to be tightly attached to the inner surface, the flow passage of the volatile gas is formed by the respective wing plates forming the insert 22. The fan-shaped heat transfer space 24 to be a cooling passage is formed in a straight line along the longitudinal direction of the body 21, the greater the number of the heat transfer space 24 is advantageous in terms of cooling the volatile gas.

그러나, 인서트(22)의 끼움식 삽입에 따른 날개판의 강도 즉, 그 두께를 고려함과 동시에 휘발가스의 충분한 유동통로를 확보할 수 있도록, 인서트(22)에 의하여 형성되는 전열공간(24)의 개수는 최소 2개에서 최대 16개 정도의 범위내로 하는 것이 바람직하며, 인서트(22) 자체의 재질은 각 전열공간(24) 사이의 열전달을 방지할 수 있도록 열전도도가 낮은 플라스틱이나 금속 재질을 사용하는 것이 바람직하다.However, in consideration of the strength of the wing plate, that is, the thickness thereof according to the insertion type insertion of the insert 22, and at the same time to ensure a sufficient flow passage of the volatile gas, the heat transfer space 24 formed by the insert 22 The number is preferably in the range of at least 2 to 16, and the material of the insert 22 itself uses a low thermal conductivity plastic or metal material to prevent heat transfer between the heat transfer spaces 24. It is desirable to.

또한, 열교환기(20)의 몸통(21) 외측면을 따라 방사상으로 설치되는 상기 전열판(23) 역시 그 개수가 많을수록 유리하지만, 열교환기(20)의 제조에 따른 단가상승과 전열판(23)에 의한 휘발가스의 냉각효과를 동시에 고려하여 전열공간(24) 1개당 그 외측에 1 ~ 3개 정도의 전열판(23)이 위치하도록 하는 것이 바람직하며, 휘발가스의 효과적인 냉각을 위하여 상기 전열판(23)이 몸통(21)과 인서트(22)와의 접촉부위를 따라 설치되지 않도록 하는 것이 바람직하다.In addition, although the number of the heat transfer plates 23 radially installed along the outer surface of the body 21 of the heat exchanger 20 is more advantageous, the unit cost increases and the heat transfer plate 23 according to the manufacture of the heat exchanger 20. In consideration of the cooling effect of the volatile gas at the same time it is preferable to place the heat transfer plate 23 of about 1 to 3 per one heat transfer space 24, the heat transfer plate 23 for effective cooling of the volatile gas It is preferable not to be installed along the contact portion between the body 21 and the insert 22.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the working relationship of the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 열교환챔버(11)의 하부측에 설치된 유입관(12)을 통하여 LNG 휘발가스가 유입되도록 함과 동시에, 열교환챔버(11)의 일측 상부에 설치된 유입라인(18)을 통하여 LNG 또는 N2가스가 유입되도록 하면, 열교환챔버(11)로 유입된 휘발가스는 하부측 분기공간(16)을 거쳐 각각의 열교환기(20)로 유입된 다음, 상부측 혼합공간(17)과 배출관(13)을 거쳐 열교환챔버(11)의 외부로 배출되고, 휘발가스의 냉각을 위한 LNG 또는 N2가스는 열교환챔버(11)의 내부공간에 저장되었다가 배출라인(19)을 통하여 열교환챔버(11)의 외부로 배출된다.First, the LNG volatile gas is introduced through the inlet pipe 12 installed on the lower side of the heat exchange chamber 11 and at the same time, LNG or N 2 through the inlet line 18 provided on the upper side of the heat exchange chamber 11. When the gas is introduced, the volatile gas introduced into the heat exchange chamber 11 flows into each heat exchanger 20 through the lower branch space 16, and then the upper mixed space 17 and the discharge pipe 13. After being discharged to the outside of the heat exchange chamber (11), the LNG or N 2 gas for cooling the volatile gas is stored in the internal space of the heat exchange chamber (11) and then through the discharge line (19) of the heat exchange chamber (11) It is discharged to the outside.

상기와 같이 LNG 휘발가스 및 LNG 또는 N2가스가 열교환챔버(11)의 내부를 유동하는 과정에서 휘발가스가 LNG 또는 N2가스와의 열교환 작용에 의하여 냉각되는 데, 본 발명에 의한 중간냉각기(10)는 열교환챔버(11)의 내부에서 각각의 열교환기(20)를 냉각원이 되는 LNG 또는 N2가스가 에워싸는 형태를 가지므로, 열교환기(20)의 내부를 유동하는 휘발가스의 냉각을 종래의 경우와 비교하여 보다 능률적으로 수행할 수 있게 된다.As described above, in the process of flowing the LNG volatile gas and the LNG or N 2 gas into the heat exchange chamber 11, the volatile gas is cooled by a heat exchange action with the LNG or the N 2 gas. 10 has a form in which each heat exchanger 20 is surrounded by LNG or N 2 gas as a cooling source in the heat exchange chamber 11, thereby cooling the volatile gas flowing inside the heat exchanger 20. Compared with the conventional case it can be performed more efficiently.

또한, 상기 열교환기(20)의 몸통(21) 내부공간이 방사상의 인서트(22)에 의하여 그 길이방향 즉, 휘발가스의 유동방향을 따라 여러 개의 좁은 전열공간(24)으로 형성되어 있고, 각 전열공간(24)의 외측에는 1 ~ 3개 정도의 전열판(23)이 설치되어 있기 때문에, 해당 전열공간(24)의 내부를 유동하는 휘발가스에 대한 집중적인 냉각이 이루어지게 되며, 이로 인하여 휘발가스의 냉각성능 및 그 냉각속도와 이로 인한 휘발가스의 재액화 효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the inner space of the body 21 of the heat exchanger 20 is formed by the radial insert 22 into a plurality of narrow heat transfer spaces 24 along the longitudinal direction, that is, the flow direction of the volatile gas, Since one or three heat transfer plates 23 are installed on the outer side of the heat transfer space 24, intensive cooling of the volatile gas flowing in the inside of the heat transfer space 24 is achieved. It is possible to greatly improve the cooling performance of the gas and its cooling rate and thereby the liquefaction efficiency of the volatile gas.

특히, 열교환기(20)의 몸통(21) 내부를 따라 방사상의 인서트(22)를 끼움식으로 삽입시키게 되면, 하나의 열교환기(20) 몸통(21)이 여러 개의 좁은 전열공간(24)으로 구획되므로, 하나의 열교환기(20)를 상,하부격판(14)(15)에 고정시키는 작업만으로도 그 직경이 가늘게 되는 많은 배관을 고정시키는 것과 동일한 효과를 발생시키기 때문에, 휘발가스의 냉각을 위한 열교환구조를 보다 단순하고 콤펙트하게 이루어낼 수 있게 된다.In particular, when the radial insert 22 is inserted into the body 21 of the heat exchanger 20 by fitting, the body 21 of one heat exchanger 20 is divided into several narrow heat transfer spaces 24. Since it is partitioned, only the operation of fixing one heat exchanger 20 to the upper and lower plates 14 and 15 generates the same effect as fixing many pipes whose diameters are thinned. The heat exchange structure can be made simpler and more compact.

따라서, 중간냉각기(10)의 냉각성능은 크게 향상시키면서도 중간냉각기(10)의 제조에 따른 시간과 비용은 최소화시켜 그 냉각성능이 매우 우수하게 되는 중간냉각기(10)를 보다 저렴한 가격으로 공급할 수 있게 될 뿐만 아니라, 휘발가스의 중간냉각원으로서 불활성, 무독성 기체인 N2가스를 적용시킬 경우에는 중간냉각기(10)의 사용과정에서 발생할 수 있는 화재나 폭발의 위험성 또한 최소화시켜 중간냉각기(10)의 안전한 사용에 보다 더 크게 기여할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the cooling performance of the intermediate cooler 10 can be greatly improved, while minimizing the time and cost according to the manufacture of the intermediate cooler 10, so that the intermediate cooler 10 can be supplied at a lower price. In addition, when applying an inert, non-toxic gas N 2 gas as an intermediate cooling source of the volatile gas, the risk of fire or explosion that may occur during the use of the intermediate cooler 10 is also minimized. It will be able to contribute even more to safe use.

상기와 같이 본 발명에 의한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각기는, 열교환챔버의 내부에서 각각의 열교환기를 냉각원이 되는 LNG 또는 N2가스가 에워싸는 형태를 가지도록 하여, 열교환기의 내부를 유동하는 휘발가스의 냉각을 종래의 경우와 비교하여 보다 능률적으로 수행할 수 있는 효과가 있고, 열교환기의 몸통 내부공간이 방사상의 인서트에 의하여 여러 개의 좁은 전열공간으로 구획된 상태에서 각 전열공간의 외측에 1 ~ 3개 정도의 전열판이 설치되어, 해당 전열공간의 내부를 유동하는 휘발가스에 대한 집중적인 냉각이 가능하게 됨으로서, 휘발가스의 냉각성능 및 그 냉각속도와 이로 인한 휘발가스의 재액화 효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the intermediate cooler of the LNG volatile gas according to the present invention has a form in which each heat exchanger is surrounded by LNG or N 2 gas, which serves as a cooling source, in the heat exchange chamber, and the volatile gas flowing inside the heat exchanger. Cooling is more effective than the conventional case, and the inner space of the heat exchanger is divided into a plurality of narrow heat transfer spaces by radial inserts. Three heat transfer plates are installed to enable intensive cooling of the volatile gas flowing inside the heat transfer space, thereby greatly improving the cooling performance of the volatile gas and its cooling rate and the resulting reliquefaction efficiency of the volatile gas. It can be effected.

특히, 상기 인서트에 의하여 하나의 열교환기를 상,하부격판에 고정시키는 작업만으로도 그 직경이 가늘게 되는 많은 배관을 고정시키는 것과 동일한 효과를 발생시키기 때문에, 휘발가스의 냉각을 위한 열교환구조를 보다 단순하고 콤펙트하게 이루어낼 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 중간냉각기의 냉각성능은 크게 향상시키면서도 중간냉각기의 제조에 따른 시간과 비용은 최소화시켜 그 냉각성능이 매우 우수하게 되는 중간냉각기를 보다 저렴한 가격으로 공급할 수 있는 효과가 있 을 뿐만 아니라, 휘발가스의 중간냉각원으로서 N2가스를 적용시킬 경우에는 중간냉각기의 사용과정에서 발생할 수 있는 화재나 폭발의 위험성 또한 최소화시켜 중간냉각기의 안전한 사용에 보다 더 크게 기여할 수 있는 효과가 있는 것이다.In particular, since the insert generates the same effect as fixing a large number of pipes whose diameter is thin even by only fixing one heat exchanger to the upper and lower plates, the heat exchange structure for cooling the volatile gas is simpler and more compact. In this way, the cooling performance of the intermediate cooler can be greatly improved while minimizing the time and cost of the manufacturing of the intermediate cooler, so that the intermediate cooler can be supplied at a lower price. In addition to being effective, the application of N 2 gas as an intermediate cooling source for volatile gases also contributes to the safer use of the intermediate cooler by minimizing the risk of fire or explosion that may occur during the use of the intermediate cooler. It is effective.

Claims (1)

LNG(액화천연가스)의 증발현상으로 발생한 휘발가스(BOG : Boil-off gas)의 유입관(12)과 배출관(13)이 열교환챔버(11)의 상,하부측에 각각 연결 설치되고, 상기 열교환챔버(11)의 일측에는 휘발가스의 냉각을 위한 LNG(액화천연가스) 또는 N2(질소)가스의 유입라인(18)과, 휘발가스의 냉각을 수행한 NG(천연가스) 또는 N2(질소)가스의 배출라인(19)이 상,하로 연결 설치되며, 상기 열교환챔버(11)의 내부에는 휘발가스의 냉각을 위한 열교환구조가 설치된 것에 있어서,The inlet tube 12 and the outlet tube 13 of the volatile gas (BOG: Boil-off gas) generated by the vaporization of LNG (liquefied natural gas) are connected to the upper and lower sides of the heat exchange chamber 11, respectively, One side of the heat exchange chamber 11 has an inflow line 18 of LNG (liquefied natural gas) or N 2 (nitrogen) gas for cooling the volatile gas, and NG (natural gas) or N 2 performing the cooling of the volatile gas. In the discharge line 19 of nitrogen (nitrogen) gas is installed up and down, the heat exchange structure for cooling the volatile gas is installed in the heat exchange chamber 11, 상기 열교환구조는 휘발가스의 유입관(12) 및 배출관(13)과 연통되도록 열교환챔버(11)의 내부 공간을 따라 수직 방향으로 배열되는 다수 개의 열교환기(20)로 이루어지며,The heat exchange structure is composed of a plurality of heat exchangers 20 arranged in a vertical direction along the inner space of the heat exchange chamber 11 to communicate with the inlet pipe 12 and the discharge pipe 13 of the volatile gas, 상기 각각의 열교환기(20)는 파이프 형상의 몸통(21) 내부를 따라 방사상의 인서트(22)가 삽입되어 몸통(21)의 내부 공간이 부채꼴 형상을 가지는 다수 개의 전열공간(24)으로 구획 형성되고, 상기 몸통(21)의 외측면에는 전열판(23)이 방사상으로 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 엘엔지 휘발가스의 중간냉각기.Each of the heat exchangers 20 is partitioned into a plurality of heat transfer space 24 having a radial insert 22 is inserted along the inside of the pipe body 21, the inner space of the body 21 has a fan shape And, the outer surface of the body 21, the middle plate cooler of the LNG gas, characterized in that the heat transfer plate 23 is radially connected.
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