KR101257937B1 - System for handling boil-off-gas and handling method thereof - Google Patents
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Abstract
증발 가스 처리 시스템과, 이의 처리 방법을 개시한다. 본 발명은 가스를 저장하는 저장부;와, 저장부에서 발생하는 가스를 압축하며, 적어도 2개의 온도 범위를 가지는 압축부;와, 압축부를 통과한 가스가 공급되는 처리부;를 포함하는 것으로서, 서로 다른 온도 영역대에서 운용이 가능한 복수의 압축기를 사용하는 것에 의하여 넓은 온도 영역대에서의 압축기의 사용이 가능하며, 압축기의 운용 효율을 향상시킬 수 있다. An evaporative gas treatment system and a treatment method thereof are disclosed. The present invention includes a storage unit for storing gas; and a compression unit for compressing the gas generated in the storage unit and having at least two temperature ranges; and a processing unit for supplying the gas passing through the compression unit. By using a plurality of compressors that can operate in different temperature ranges, it is possible to use a compressor in a wide temperature range, and improve the operating efficiency of the compressor.
Description
본 발명은 증발 가스 처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저장 탱크로부터 기화된 가스를 서로 다른 온도 영역대에서 운영되는 다단 압축기를 이용하여 운용하는 증발 가스 처리 시스템과, 이의 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a boil-off gas treatment system, and more particularly to a boil-off gas treatment system for operating the gas vaporized from the storage tank using a multi-stage compressor operating in different temperature ranges, and a treatment method thereof.
통상적으로, 액화 천연 가스(Liquid Natural Gas, LNG) 공급 시스템은 메탄을 주성분으로 하는 천연 가스를 에너지원으로 사용하는 시스템을 말한다. 액화 천연 가스 운반선의 경우, 저장 탱크 내에 액화 천연 가스를 -162℃의 액상 상태로 저장하여서 운반하게 된다. Typically, a liquid natural gas (Liquid Natural Gas, LNG) supply system refers to a system using natural gas mainly composed of methane as an energy source. In the case of a liquefied natural gas carrier, the liquefied natural gas is stored in a liquid state at -162 ° C in a storage tank and transported.
이때, 액화 천연 가스 운반선의 운송중, 외부로부터 가해지는 열로 인하여 저장 탱크 내의 액화 천연 가스는 계속적으로 기화된다. 이렇게 기화된 가스를 BOG(Bog-Off Gas)라 말한다. 기화된 가스를 방치해두면, 기화 가스의 팽창으로 인한 저장 탱크의 압력이 높아져서 저장 탱크가 파손될 위험이 있다. 따라서, 기화된 가스는 액화 천연 가스 운반선의 추진을 위한 발전 연료로 사용하거나, 재액화시켜서 저장 탱크로 되돌려보내게 된다.At this time, during transportation of the liquefied natural gas carrier, the liquefied natural gas in the storage tank is continuously vaporized due to the heat applied from the outside. This vaporized gas is called BOG (Bog-Off Gas). If the vaporized gas is left unattended, the pressure of the storage tank due to the expansion of the vaporized gas becomes high, and there is a risk that the storage tank is damaged. Thus, the vaporized gas is used as a power generation fuel for the propulsion of the liquefied natural gas carrier or is re-liquefied and returned to the storage tank.
통상적인 액화 천연 가스 공급 시스템에서는 저장 탱크로부터 기화된 가스를 프리 쿨러(Pre-cooler)에서 액화 천연 가스를 분사하는 것에 의하여 압축기로 유입되는 기화 가스의 온도를 소망하는 온도, 예컨대, 약 -120℃로 냉각시킨후 공급하게 된다. 그러나, 프리 쿨러에서의 기화 가스의 냉각시, 분사되는 액화 천연 가스와의 열교환하면서 과잉의 기화된 가스가 또 발생하게 된다. In a conventional liquefied natural gas supply system, the vaporized gas from the storage tank is sprayed with a liquefied natural gas in a pre-cooler to give a desired temperature, for example, about -120 ° C. It is then cooled and then supplied. However, during cooling of the vaporized gas in the precooler, excessive vaporized gas is further generated while exchanging heat with the liquefied natural gas to be injected.
한편, 액화 천연 가스 운반선은 저장 탱크 내부에 액화 천연 가스를 가득 실은 적선(Laden) 상태로 운반하거나, 액화 천연 가스를 생산지로부터 수요지로 모두 운반한 이후 액화 천연 가스는 최소한의 연료량만큼 저장 탱크에 남긴채 운항하게 된다.On the other hand, the liquefied natural gas carriers are transported in a laden state filled with liquefied natural gas inside the storage tank, or after liquefied natural gas is transported from the production site to the demand site, the liquefied natural gas is left in the storage tank with a minimum amount of fuel. It is operated.
하지만, 경우에 따라서는 저장 탱크 내부의 액화 가스를 최대한 터미널로 이송하고, 최소한의 힐(Heel)이 남은 상태인, 즉, 힐 아웃 상태(Heel out condition)에서 운항해야 하는데, 이 경우 프리 쿨러의 사용이 불가능하다. 따라서, 압축기의 작동이 불가하고, 저장 탱크 내에 존재하는 기화 가스가 저장 탱크의 압력을 지속적으로 높이게 되므로, 기화 가스는 가스 연소 유니트(Gas Combustion Unit, GCU)에서 연소하거나, 대기로 방출하게 된다. 이러한 기화 가스를 이용하기 위하여 압축기 운용 범위를 향상시킬 필요가 있다. In some cases, however, the liquefied gas inside the storage tank must be transported to the terminal as much as possible and operated in a condition where there is a minimum of heel remaining, that is, in a heel out condition. impossible to use. Therefore, since the compressor cannot be operated and the vaporized gas present in the storage tank continuously raises the pressure of the storage tank, the vaporized gas is burned in the gas combustion unit (GCU) or released into the atmosphere. In order to use such vaporized gas, it is necessary to improve the compressor operating range.
본 발명은 프리 쿨러를 사용하지 않아서 과잉 기화 가스를 절감한 증발 가스 처리 시스템과, 이의 처리 방법을 제공하는 것을 주된 과제로 한다. This invention makes it a main subject to provide the evaporative gas processing system which reduced the excess vaporization gas by not using a precooler, and its processing method.
본 발병의 또 다른 과제는 고온에서도 압축기의 사용이 가능하도록 압축기의 운용 효율을 향상시킨 증발 가스 처리 시스템과, 이의 처리 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an evaporative gas treatment system and a method of treating the same, which improve the operating efficiency of the compressor so that the compressor can be used even at a high temperature.
본 발명의 일 측면에 따른 증발 가스 처리 시스템은,Evaporative gas treatment system according to an aspect of the present invention,
가스를 저장하는 저장부;A storage unit for storing gas;
상기 저장부에서 발생하는 가스를 압축하며, 적어도 2개의 온도 범위를 가지는 압축부;A compression unit compressing the gas generated in the storage unit and having at least two temperature ranges;
상기 압축부를 통과한 가스가 공급되는 처리부;를 포함한다.And a processing unit to supply gas passing through the compression unit.
또한, 상기 압축부는 상기 저장부로부터 기화된 가스를 압축하는 적어도 2개의 압축기로 구성되며,In addition, the compression unit is composed of at least two compressors for compressing the gas vaporized from the storage unit,
상기 처리부는 상기 압축부로부터 기화 가스가 공급되는 이중 연료 엔진과, 상기 이중 연료 엔진으로 공급되는 배관으로부터 분기된 가스 연소 유니트를 포함하되,The processing unit includes a dual fuel engine supplied with gaseous gas from the compression unit, and a gas combustion unit branched from a pipe supplied to the dual fuel engine,
상기 저장부와 연결되며, 기화 가스의 대기 방출을 하는 벤트 마스트를 더 구비한다.It is further connected to the reservoir, and further comprises a vent mast for emitting the atmosphere of the vaporized gas.
게다가, 상기 압축부는 서로 다른 온도의 운용 영역대로 운용되는 제 1 압축기와, 제 2 압축기를 포함하며,In addition, the compression unit includes a first compressor and a second compressor operating in operating zones of different temperatures,
상기 제 1 압축기는 저온의 운용 영역대로 운용되는 압축기이며, The first compressor is a compressor operating in a low temperature operating region,
상기 제 2 압축기는 고온의 운용 영역대로 운용되는 압축기이며,The second compressor is a compressor operating in a high temperature operating region,
상기 제 1 압축기 및 제 2 압축기 전방에는 운용 조건에 따라서 선택적으로 기화 가스의 공급 경로를 전환시키는 전환 밸브가 설치된다.In front of the first compressor and the second compressor, a switching valve for selectively switching the supply path of the vaporized gas is installed according to the operating conditions.
아울러, 상기 제 1 압축기 및 제 2 압축기는 각각 적어도 2 단 이상으로 압축되는 다단 압축기이다.In addition, each of the first compressor and the second compressor is a multi-stage compressor that is compressed in at least two stages.
나아가, 상기 제 2 압축기는 적어도 하나의 인터 쿨러를 포함한다.Furthermore, the second compressor includes at least one inter cooler.
더욱이, 상기 압축부의 후방에는 애프터 쿨러가 더 설치된다.Moreover, an after cooler is further installed at the rear of the compression unit.
본 발명의 다른 측면에 따른 증발 가스 처리 시스템의 처리 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a treatment method of an evaporative gas treatment system.
액화 천연 가스 저장 탱크로부터 기화된 가스를 서로 다른 온도의 운영 영역대로 운용되는 제 1 압축기 및 제 2 압축기를 가지는 압축기로 공급하는 단계;Supplying vaporized gas from the liquefied natural gas storage tank to a compressor having a first compressor and a second compressor operating in operating zones of different temperatures;
상기 기화 가스를 제 1 압축기나, 제 2 압축기로 선택적으로 공급하는 단계; 및 Selectively supplying the vaporized gas to a first compressor or a second compressor; And
상기 제 1 압축기로 공급시에 상기 제 1 압축기의 고장 여부에 따라 제 1 압축기나 제 2 압축기로 공급하여서 이중 연료 엔진으로 공급되고, 상기 제 2 압축기로 공급시에 상기 제 2 압축기의 고장 여부에 따라 제 1 압축기나 제 2 압축기로 공급하여서 이중 연료 엔진이나 가스 연소 유니트로 공급하는 단계를 포함한다.Supplied to the first compressor or the second compressor according to whether the first compressor is broken when supplied to the first compressor, and supplied to the dual fuel engine, and whether the second compressor is broken when supplied to the second compressor. And supplying it to the first compressor or the second compressor to supply the dual fuel engine or the gas combustion unit.
또한, 상기 제 1 압축기는 저온의 운용 영역대로 운용되는 압축기이며,In addition, the first compressor is a compressor operated in a low temperature operating region,
상기 제 2 압축기는 고온의 운용 영역대로 운용되는 압축기이며, The second compressor is a compressor operating in a high temperature operating region,
상기 제 1 압축기 및 제 2 압축기 전방에 설치된 전환 밸브에 의하여 상기 압축기의 운용 조건에 따라서 선택적으로 기화 가스의 공급 경로를 제 1 압축기나 제 2 압축기로 전환한다.A switching valve provided in front of the first compressor and the second compressor selectively switches the supply path of the vaporized gas to the first compressor or the second compressor according to the operating conditions of the compressor.
게다가, 상기 제 1 압축기는 적선 항해 운용 조건에서 운용되며,In addition, the first compressor is operated under a suitable navigational operating condition,
상기 제 2 압축기는 공선 항해 운용 조건에서 운용된다.The second compressor is operated under collinear navigational operating conditions.
상기한 바와 같이 본 발명의 증발 가스 처리 시스템과, 이의 처리 방법은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, the evaporative gas treatment system of the present invention and its treatment method can obtain the following effects.
첫째, 서로 다른 온도 영역대에서 운용이 가능한 복수의 압축기를 사용하는 것에 의하여 넓은 온도 영역대에서의 압축기의 사용이 가능하다.First, the use of a compressor in a wide temperature range is possible by using a plurality of compressors that can operate in different temperature ranges.
둘째, 서로 다른 온도 영역대의 복수의 압축기를 사용하므로, 압축기의 운용 효율을 향상시킬 수 있다. Second, since a plurality of compressors in different temperature ranges are used, the operating efficiency of the compressor can be improved.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 가스 처리 시스템을 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 압축기를 도시한 구성도,
도 3은 도 1의 증발 가스 처리 시스템의 압축되는 과정을 도시한 순서도.1 is a block diagram showing an evaporative gas treatment system according to an embodiment of the present invention,
2 is a block diagram showing a multi-stage compressor according to an embodiment of the present invention,
3 is a flow chart illustrating a process of compression of the evaporative gas treatment system of FIG.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the present invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. The terms are used only to distinguish one component from another.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, Should not be construed to preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
이하, 본 발명에 따른 의 일 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals and duplicate description thereof It will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 공급 시스템(100)을 도시한 것이다.1 illustrates a liquefied natural
본 실시예의 증발 가스 처리 시스템은 액화 천연 가스 공급 시스템(100)을 예를 들어 설명하지만, 증발 가스를 처리하는 시스템이라는 어느 하나에 한정되는 것은 아니다.The evaporative gas treatment system of the present embodiment will be described with reference to the liquefied natural
도면을 참조하면, 상기 액화 천연 가스 공급 시스템은 가스를 저장하는 저장부인 액화 천연 가스 저장 탱크(101), 상기 액화 천연 가스 저장 탱크(101)에서 발생하는 가스를 압축하며, 적어도 2개의 온도 범위를 가지는 압축부인 다단 압축기(102), 강제 증발기(103), 상기 압축부를 통과한 가스가 처리되는 처리부, 배관(106) 및, 벤트 마스트(Vent Mast, 113)를 포함한다. 상기 가스 처리부는 이중 연료 엔진(Dual Fuel Diesel Electric Engine, DFDE, 104), 가스 연소 유니트(Gas Combustion Unit, GCU, 105)를 포함한다. Referring to the drawings, the liquefied natural gas supply system compresses the gas generated in the liquefied natural
상기 저장 탱크(101)는 -162℃로 냉각된 액화 천연 가스(107)를 저장하는 탱크로서, 복수개 설치되어 있다. 상기 액화 천연 가스 공급 시스템(100)에 구비된 저장 탱크(101)는 본 실시예처럼 복수개의 독립된 저장 탱크 방식 이외에도 멤브레인형 저장 탱크일 수 있다. 상기 저장 탱크(101)의 각 바닥에는 액화 천연 가스(107)를 외부로 배출하기 위한 펌프(108)가 설치되어 있다.The said
상기 압축기(102)는 상기 저장 탱크(101)로부터 발생한 기화 가스가 배관(106)을 통하여 공급되어서 압축하는 장치이다. 상기 압축기(102)는 기화된 가스의 온도 및 가스량에 따라 적어도 2단 이상으로 압축가능한 다단 압축기이다. 상기 압축기(102)는 서로 다른 온도의 운용 영역대에서 운용되는 제 1 압축기(109)와, 제 2 압축기(110)를 포함한다. 상기 저장 탱크(101)로부터 기화된 가스는 전환 밸브(111)를 전환시키는 것에 의하여 제 1 압축기(109)나, 제 2 압축기(110)로 선택적으로 공급가능하다.The
상기 이중 연료 엔진(104)은 상기 다단 압축기(102)를 통과하여 소망하는 압력 및 온도를 가지는 기화 가스가 배관(106)을 통하여 유입가능하다. 상기 이중 연료 엔진(104)은 저장 탱크(101)로부터 기화된 가스를 이용하여 액화 천연 가스 운반선을 추진하기 위한 에너지원을 제공한다. 상기 이중 연료 엔진(104)은 기화 가스를 연소시켜 수증기를 발생시켜서 증기 터빈을 구동시킬 수 있거나, 화석 연료 및 기화 가스를 선택적으로 연료로 사용할 수 있는 엔진이다.The
상기 가스 연소 유니트(105)는 상기 이중 연료 엔진(104)으로 기화 가스가 공급되는 과정에서 기화 가스가 과잉으로 공급되는 경우에는 남은 기화 가스를 연소시키는 장치이다. The
상기 벤트 마스트(113)는 상기 저장 탱크(101) 내의 압력을 조절하기 위하여 이용되는 다단 압축기(102)나, 이중 연료 엔진(104)이나, 가스 연소 유니트(105) 외에 기화 가스를 대기로 바로 방출할 수 있는 장치이다. The
한편, 상기 강제 증발기(103)는 상기 저장 탱크(101) 내부에 기화 가스가 적게 존재할 경우 강제로 액화 천연 가스를 기화시켜서 상기 이중 연료 엔진(104)으로 공급하기 위한 장치이다.Meanwhile, the forced
여기서, 상기 다단 압축기(102)는 적어도 2개의 압축기, 예컨대, 저온의 운용 영역대로 운용되는 제 1 압축기(109)와, 고온의 운용 영역대로 운용되는 제 2 압축기(110)를 포함한다. Here, the
보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. This will be described in more detail as follows.
상기 저장 탱크(101)로부터 기화된 가스는 전환 밸브(111)를 전환시키는 것에 의하여 제 1 압축기(109)나, 제 2 압축기(110)로 선택적으로 공급가능하다. 이때, 기화된 가스는 메탄(CH4) 가스: 질소(N2)가 일정 성분비로 혼합된 가스를 포함한다. The gas vaporized from the
상기 다단 압축기(102)로 유입되는 입구 온도는 약 -140℃ 내지 40℃ 이며, 유입되는 온도에 따라서 선택적으로 상기 제 1 압축기(109)나, 제 2 압축기(110)로 공급가능하다. 상기 다단 압축기(102)의 입구 압력은 약 103 kPa 이지만, 상기 강제 증발기(103)의 작동 여부에 따라 더 높을 수 있다. 토출 유량과 토출 압력은 상기 이중 연료 엔진(104)에 분사되어서 이를 연소시킬 수 있는 압력 조건 및 요구 유량을 만족해야 한다. The inlet temperature flowing into the
한편, 토출 온도는 입구 조건에 따라 변화되며, 경우에 따라서는 애프터 쿨러(After Cooler, 112)를 더 설치할 수 있다. 상기 애프터 쿨러(112)는 상기 제 1 압축기(109)나, 제 2 압축기(110)를 다단으로 통과한 기화 가스를 상기 이중 연료 엔진(104)에 유입되기 위한 소망하는 온도로 냉각하기 위하여 요구된다. On the other hand, the discharge temperature is changed according to the inlet conditions, in some cases it may be further installed after cooler (After Cooler, 112). The after cooler 112 is required to cool the vaporized gas that has passed through the
이때, 상기 제 1 압축기(109)는 적선 항해(Laden Voyage) 조건에서 운용된다. 상기 제 1 압축기(109)는 입구 온도 범위가 -140℃ 내지 -20℃일 경우에 구동가능하며, 최적 온도 범위는 -90℃인 저온의 운용 영역대에서 운용되는 다단 압축기이다. In this case, the
상기 제 2 압축기(110)는 공선 항해(Ballast Voyage) 조건에서 운용된다. 상기 제 2 압축기(110)는 입구 온도 범위가 -120℃ 내지 40℃일 경우에 구동 가능하며, 최적 온도 범위는 -60℃인 고온의 운용 영역대에서 운용되는 다단 압축기이다. The
상기 제 1 압축기(109)와 제 2 압축기(110)는 구동중 이상 유무시 전환 밸브(111)의 전환에 의하여 선택적으로 이용할 수 있다. The
상기 제 1 압축기(109)와, 제 2 압축기(110)는 압축되어야 하는 기화 가스의 온도 및 가스량에 따라서 각 압축기별로 적어도 2단 이상으로 구성될 수 있다. 예컨대, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(200)는 3개의 압축부(201 내지 203)를 포함한 3단의 압축기이다. The
상기 3개의 압축부(201 내지 203)는 저장 탱크(도 1의 101 참조)로부터 기화된 가스가 유입될 때 1 단(stage)으로 압축시키는 제 1 압축부(201)와, 상기 제 1 압축부(201)의 하류에 설치되며, 2 단으로 압축시키는 제 2 압축부(202)와, 상기 제 2 압축부(202)의 하류에 설치되며, 3 단으로 압축시키는 제 3 압축부(203)를 포함한다. 상기 제 1 내지 제 3 압축부(201 내지 203)는 다같이 임펠러(Impeller)와, 디퓨저(Diffuser)를 구비하고 있음은 물론이다. The three
상기 제 2 압축부(202)의 하류에는 컨트롤 밸브(204)가 설치되어 있다. 상기 컨트롤 밸브(204)는 제 2 압축부(202)에서 토출된 온도에 따라 인터 쿨링(Intercooling) 여부를 결정하여 기화된 가스의 흐름을 제어하는 밸브이다.Downstream of the
상기 제 2 압축부(202)와 제 3 압축부(203) 사이에는 온도 조절 장치인 인터 쿨러(205)가 설치되어 있으며, 냉각수로 청수(Fresh water)를 사용할 수 있다. 상기 인터 쿨러(205)는 선택적으로 설치가능하다. An inter cooler 205, which is a temperature control device, is installed between the
이를테면, 도 1의 저온의 온도 영역대에서 운용되는 제 1 압축기(109)에는 인터 쿨러를 설치하지 않고, 상기 제 1 압축기(109)보다 상대적으로 고온에서 운용되는 제 2 압축기(110)에는 인터 쿨러를 설치할 수 있다. 특히, 제 2 압축기(110)에는 기화된 가스가 0 ℃ 이상일 경우를 대비하여 인터 쿨러가 요구된다. For example, the intercooler is not installed in the
대안으로는, 상기 제 1 및 제 2 압축기(110)에 각각 인터 쿨러를 설치하거나, 상기 제 1 압축기(109) 및 제 2 압축기(110)에 공용할 수 있도록 하나의 인터 쿨러를 연결하여 설치할 수 있다.Alternatively, an inter cooler may be installed in each of the first and
다시 도 2로 돌아와서, 유입된 기화 가스는 1 단인 제 1 압축부(201)를 통하여 압축되고, 압축된 기화 가스는 2 단인 제 2 압축부(202)로 유입된다. 상기 제 2 압축부(202)를 통과한 기화 가스는 토출 온도에 따라 인터 쿨러(205)를 거쳐서 냉각되어서 3 단인 제 3 압축부(203)로 유입되거나, 상기 인터 쿨러(205)를 거치지 않고 바로 제 3 압축부(203)로 유입될 수 있다.Returning to FIG. 2 again, the introduced vaporized gas is compressed through the
한편, 상기 제 1 압축기(109)와, 제 2 압축기(110)는 동시에 운전이 가능하며, 상기 제 1 압축기(109) 및 제 2 압축기(110)로부터 압축된 기화 가스는 개별적으로 이중 연료 엔진(104)와 가스 연소 유니트(105)로 공급할 수 있도록 연결되어 있다. On the other hand, the
이때, 상기 제 1 압축기(109)가 이중 연료 엔진(104)으로 가스를 공급하고, 제 2 압축기(110)는 가스 연소 유니트(105)로 가스를 공급하도록 구성하거나, 상기 제 1 압축기(109)는 가스 연소 유니트(105)로 가스를 공급하고, 제 2 압축기(110)는 이중 연료 엔진(110)으로 가스를 공급하도록 구성된다.In this case, the
게다가, 상기 다단 압축기(102)는 제 1 압축기(109) 만으로 셋트화 될 수 있다. 이러할 경우에는 상온 운전을 무시한 저온 고효율 압축기 시스템으로 사용하기 위해서이다. 또한, 상기 다단 압축기(102)는 제 2 압축기(110) 만으로 셋트화 될 수 있다. 이러할 경우에는 고효율 운전을 무시하고, 운전 영역을 넓게 하기 위한 스탠 바이 시스템(Stand-by System)으로 사용하기 위해서이다. In addition, the
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 공급 시스템(100)을 이용한 기화된 가스의 다단 압축 과정을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 1 to 3, a multi-stage compression process of vaporized gas using the liquefied natural
먼저, 상기 저장 탱크(101)로부터 기화 가스가 발생되면(S10), 발생된 기화 가스는 배관(106)을 통하여 다단 압축기(102)로 유입된다.(S20) 상기 다단 압축기(102)의 전방에는 전환 밸브(111)가 설치되어 있으므로, 선택적으로 제 1 압축기(109)나, 제 2 압축기(110)로 공급할 수 있다. First, when vaporized gas is generated from the storage tank 101 (S10), the generated vaporized gas is introduced into the
이때, 상기 제 1 압축기(109)는 적선 항해 조건에서 운용되며, 입구 온도 범위가 -140℃ 내지 -20℃이며, 최적의 온도 범위는 -90℃인 저온의 운용 영역대에서 구동되는 압축기이며, 상기 제 2 압축기(110)는 공선 항해 조건에서 운용되며, 입구 온도 범위가 -120℃ 내지 40℃인 고온의 운용 영역대에서 구동되는 압축기이다. At this time, the
상기 압축기(102)의 운용 조건이 적선 항해 운용 조건인지, 공선 항해 운용 조건인지를 판단하게 된다.(S30) It is determined whether the operation condition of the
상기 압축기(102)를 적선 항해 조건에서 구동시킬 경우, 상기 제 1 압축기(109)가 구동되도록 상기 전환 밸브(111)를 전환시키고, 상기 압축기(102)를 공선 항해 조건에서 구동시킬 경우, 상기 제 2 압축기(110)가 구동되도록 상기 전환 밸브(111)를 전환시키게 된다. 본 실시예의 경우, 기본적으로 상기 제 1 압축기(109)가 구동되도록 설정한다. When the
상기 압축기(102)를 적선 항해 조건에서 구동시킬 경우에는 상기 제 1 압축기(109)가 고장인지, 고장이 아닌지 여부를 판단하게 된다.(S40) 이때, 상기 제 1 압축기(109)의 운용 조건은 유입되는 기화 가스의 온도가 -20℃를 넘어설 수 없다. 이것은 상기 제 1 압축기(109)가 운용되는 온도 범위가 -140℃ 내지 -20℃이기 때문이다. When the
상기 제 1 압축기(109)가 고장이 아닐 경우에는 제 1 압축기(109)를 구동시켜서, 기화된 가스를 다단으로 압축시키고(S50), 소망하는 온도로 냉각된 기화 가스를 상기 이중 연료 엔진(104)으로 유입시키게 된다.(S70)If the
반면에, 상기 제 1 압축기(109)가 고장일 경우에는 상기 제 1 압축기(109)의 작동을 중지하도록 전환 밸브(111)를 전환시키고, 제 2 압축기(110)를 구동시켜서, 기화된 가스를 다단으로 압축시키고(S60), 소망하는 온도로 냉각된 기화 가스를 상기 이중 연료 엔진(104)으로 유입시키게 된다.(S70)On the other hand, if the
한편, 상기 압축기(102)가 공선 항해 조건에서 구동시킬 경우에는 상기 전환 밸브(111)를 전환시켜서 상기 제 2 압축기(110)를 구동시킨다. 이때, 상기 제 2 압축기(110)가 고장인지, 고장이 아닌지 여부를 판단하게 된다.(S80) On the other hand, when the
상기 제 2 압축기(110)가 고장이 아닐 경우에는 제 2 압축기(110)를 구동시켜서, 기화된 가스를 다단으로 압축시키고(S90), 소망하는 온도로 냉각된 기화 가스를 상기 이중 연료 엔진(130)으로 유입시키게 된다.(S130) If the
반면에, 상기 제 2 압축기(110)가 고장일 경우에는 상기 기화 가스가 -20℃ 이상인지, 이하인지 여부를 판단하게 된다.(S100) On the other hand, when the
상기 기화 가스가 -20℃ 이하일 경우에는 상기 제 1 압축기(109)를 구동시켜서, 기화된 가스를 다단으로 압축시키고(S110), 소망하는 온도로 냉각된 기화 가스를 상기 이중 연료 엔진(104)으로 유입시키게 된다.(S130)When the vaporized gas is below -20 ° C, the
반대로, 상기 기화 가스가 -20℃ 이상일 경우에는 상기 기화 가스는 가스 연소 유니트(105)를 통하여 연소시키거나, 대기로 방출시키게 된다.(S120)On the contrary, when the vaporized gas is above -20 ° C, the vaporized gas is burned through the
이처럼, 상기 압축기(102)는 적선 항해 조건에서 제 1 압축기(109)가 고장나면, 제 2 압축기(110)를 구동하게 된다. 또한, 상기 저장 탱크(101) 내에 액화 천연 가스가 존재하는 공선 항해 조건에서 제 2 압축기(110)가 고장나게 되면, 제 1 압축기(10)를 구동하게 된다. As such, the
100...액화 천연 가스 공급 시스템
101...액화 천연 가스 저장 탱크 102...다단 압축기
103...강제 증발기 104...이중 연료 엔진
105...가소 연소 유니트 106...배관
107.. 액화 천연 가스 109...제 1 압축기
110..제 2 압축기 111...전환 밸브
112...애프터 쿨러 113...벤트 마스트100 ... liquefied natural gas supply system
101 liquefied natural
103 ...
105 ...
107 .. Liquefied
110..
112 ... after cooler 113 ... vent mast
Claims (18)
상기 저장부에서 발생하는 가스를 압축하며, 제1 온도 범위 내에서 운용되는 제 1 압축기와, 상기 제1 온도 범위보다 높게 설정된 제2 온도 범위 내에서 운용되는 제 2 압축기를 포함하는 압축부;
상기 압축부를 통과한 가스가 공급되는 처리부; 및
상기 제 1 압축기 및 제 2 압축기 전방에는, 적선 항해 운용 조건에서 상기 제 1 압축기로 기화 가스를 공급하고 상기 제 2 압축기로의 기화 가스의 공급을 차단하며, 공선 항해 운용 조건에서 상기 제 2 압축기로 기화 가스를 공급하고 상기 제 1 압축기로의 기화 가스의 공급을 차단하는 전환 밸브가 배치되며,
상기 전환 밸브는,
적선 항해 운용 조건에서 상기 제 1 압축기가 고장나면 상기 제 2 압축기로 상기 기화 가스를 공급하고, 공선 운용 조건에서 상기 제 2 압축기가 고장나면 상기 제 1 압축기로 상기 기화 가스를 공급하는 증발 가스 처리 시스템.A storage unit for storing gas;
A compressor including a first compressor configured to compress the gas generated in the storage unit, a first compressor operated within a first temperature range, and a second compressor operated within a second temperature range set higher than the first temperature range;
A processing unit to supply gas passing through the compression unit; And
In front of the first compressor and the second compressor, the vaporized gas is supplied to the first compressor under the ship navigation operating conditions and the supply of the vaporized gas to the second compressor is cut off, and the air is supplied to the second compressor under the collinear navigation operating conditions. A switching valve for supplying vaporized gas and for shutting off the supply of vaporized gas to the first compressor,
The switch valve,
An evaporative gas treatment system for supplying the vaporized gas to the second compressor when the first compressor fails in a ship operating condition, and for supplying the vaporized gas to the first compressor when the second compressor fails in a collinear operation condition .
상기 처리부는 상기 압축부로부터 기화 가스가 공급되는 이중 연료 엔진과, 상기 이중 연료 엔진으로 공급되는 배관으로부터 분기된 가스 연소 유니트를 포함하되,
상기 저장부와 연결되며, 기화 가스의 대기 방출을 하는 벤트 마스트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템.The method of claim 1,
The processing unit includes a dual fuel engine supplied with gaseous gas from the compression unit, and a gas combustion unit branched from a pipe supplied to the dual fuel engine,
And a vent mast connected to the reservoir and configured to discharge the vaporized gas into the atmosphere.
상기 제 1 압축기는 -140℃ 내지 -20℃의 온도 범위 내에서 운용되는 저온 압축기이며,
상기 제 2 압축기는 -120℃ 내지 40℃의 온도 범위 내에서 운용되는 고온 압축기인 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템.The method of claim 1,
The first compressor is a low temperature compressor operating in a temperature range of -140 ℃ to -20 ℃,
The second compressor is an evaporative gas treatment system, characterized in that the high temperature compressor operating in a temperature range of -120 ℃ to 40 ℃.
상기 제 1 압축기 및 제 2 압축기는 각각 적어도 2 단 이상으로 압축되는 다단 압축기인 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템.The method of claim 1,
Wherein said first and second compressors are multistage compressors, each being compressed in at least two stages or more.
상기 제 2 압축기는 적어도 하나의 인터 쿨러를 포함하는 증발 가스 처리 시스템.The method of claim 1,
And the second compressor comprises at least one inter cooler.
상기 인터 쿨러는 상기 제 1 압축기와 공용하도록 연결된 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템.The method according to claim 6,
The intercooler is connected in common with the first compressor.
상기 압축부의 후방에는 애프터 쿨러가 더 설치된 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템.The method of claim 1,
Evaporative gas treatment system, characterized in that the after cooler is further installed behind the compression unit.
상기 제 1 압축기와 제 2 압축기는 동시 운전되며, 각각의 압축기에서 압축된 가스는 개별적으로 상기 이중 연료 엔진과 가소 연소 유니트로 공급하도록 연결된 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템.The method of claim 1,
The first compressor and the second compressor are operated simultaneously, and the compressed gas in each compressor is individually connected to supply the dual fuel engine and the plastic combustion unit.
상기 제 1 압축기는 이중 연료 엔진으로 가스를 공급하고,
상기 제 2 압축기는 가스 연소 유니트로 가스를 공급하도록 연결된 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템.The method of claim 9,
The first compressor supplies gas to the dual fuel engine,
Said second compressor being connected to supply gas to a gas combustion unit.
상기 제 1 압축기는 가스 연소 유니트로 가스를 공급하고,
상기 제 2 압축기는 이중 연료 엔진으로 가스를 공급하도록 연결된 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템.The method of claim 9,
The first compressor supplies gas to a gas combustion unit,
And the second compressor is connected to supply gas to the dual fuel engine.
상기 기화 가스를 제 1 압축기나, 제 2 압축기로 선택적으로 공급하는 단계; 및
상기 제 1 압축기로 공급시에 상기 제 1 압축기의 고장 여부에 따라 제 1압축기나 제 2 압축기로 공급하여서 이중 연료 엔진으로 공급되고, 상기 제 2 압축기로 공급시에 상기 제 2 압축기의 고장 여부에 따라 제 1 압축기나 제 2 압축기로 공급하여서 이중 연료 엔진이나 가스 연소 유니트로 공급하는 단계를 포함하며,
상기 제 2 압축기의 입구 온도 범위가 상기 제1 압축기의 입구 온도 범위보다 높으며,
상기 기화 가스를 제 1 압축기나, 제 2 압축기로 선택적으로 공급하는 단계는,
적선 항해 운용 조건에서 상기 기화 가스를 상기 제 1 압축기로 공급하고 상기 제 2 압축기로의 상기 기화 가스의 공급을 차단하며, 공선 운용 조건에서는 상기 기화 가스를 상기 제 2 압축기로 공급하고 상기 제 1 압축기로의 기화 가스의 공급을 차단하는 단계인 증발 가스 처리 시스템의 처리 방법.Supplying vaporized gas from the liquefied natural gas storage tank to a compressor having a first compressor and a second compressor operating in operating zones of different temperatures;
Selectively supplying the vaporized gas to a first compressor or a second compressor; And
Supplied to the first compressor or the second compressor according to whether or not the first compressor is broken when supplied to the first compressor, and supplied to the dual fuel engine, and whether or not the second compressor is broken when supplied to the second compressor. And supplying the fuel to the first compressor or the second compressor and supplying the fuel to the dual fuel engine or the gas combustion unit.
The inlet temperature range of the second compressor is higher than the inlet temperature range of the first compressor,
Selectively supplying the vaporized gas to a first compressor or a second compressor,
Supply the vaporized gas to the first compressor and stop supply of the vaporized gas to the second compressor in a suitable ship operating condition, and in the collinear operation condition, supply the vaporized gas to the second compressor and supply the first compressor A method of treating an evaporative gas treatment system, the step of interrupting the supply of vaporized gas to a furnace.
상기 제 1 압축기는 입구 온도 범위가 -140℃ 내지 -20℃의 온도 범위 내에서 운용되며,
상기 제 2 압축기는 입구 온도 범위가 -120℃ 내지 40℃의 온도 범위 내에서 운용되는 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템의 처리 방법.13. The method of claim 12,
The first compressor is operated in the inlet temperature range of -140 ℃ to -20 ℃ temperature range,
The second compressor is a method of treating an evaporative gas treatment system, characterized in that the inlet temperature range is operated within a temperature range of -120 ℃ to 40 ℃.
상기 제 1 압축기로 공급시,
제 1 압축기가 고장일 경우에는 제 2 압축기로 공급하여서, 이를 통하여 냉각된 기화 가스를 이중 연료 엔진으로 공급하고,
제 1 압축기가 고장이 아닐 경우에는 제 1 압축기로 공급하여서, 이를 통하여 냉각된 기화 가스를 이중 연료 엔진으로 공급하는 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템의 처리 방법.13. The method of claim 12,
When supplied to the first compressor,
In case of failure of the first compressor, the first compressor is supplied to the second compressor, thereby supplying the cooled gaseous gas to the dual fuel engine.
When the first compressor is not a failure, it is supplied to the first compressor, through which the cooled vaporization gas is supplied to the dual fuel engine, the processing method of the evaporative gas treatment system.
상기 제 2 압축기로 공급시,
상기 제 2 압축기가 고장일 경우에는 기화 가스 온도를 설정된 온도와 비교하여서 기화 가스를 이중 연료 엔진이나, 가스 연소 유니트로 공급하고,
상기 제 2 압축기가 고장이 아닐 경우에는 제 2 압축기로 공급하여서, 이를 통하여 냉각된 기화 가스를 이중 연료 엔진으로 공급하는 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템의 처리 방법.13. The method of claim 12,
When supplied to the second compressor,
When the second compressor is broken, the vaporized gas is supplied to the dual fuel engine or the gas combustion unit by comparing the vaporized gas temperature with the set temperature.
If the second compressor is not a failure, it is supplied to the second compressor, through which the cooled vaporization gas is supplied to the dual fuel engine processing method characterized in that the.
상기 기화 가스 온도가 설정된 온도 이상일 경우에는 가스 연소 유니트로 보내어 상기 기화 가스를 연소시키거나, 대기로 방출시키고,
상기 기화 가스 온도가 설정된 온도 이하일 경우에는 제 1 압축기를 통하여 냉각된 기화 가스를 이중 연료 엔진으로 공급하는 것을 특징으로 하는 증발 가스 처리 시스템의 처리 방법.The method of claim 17,
When the vaporization gas temperature is higher than the set temperature, it is sent to a gas combustion unit to burn the vaporization gas or discharge it to the atmosphere,
And when the temperature of the vaporized gas is less than or equal to the set temperature, supplying the vaporized gas cooled through the first compressor to the dual fuel engine.
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