KR101258934B1 - 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크에서 발생된 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기; 상기 압축기에서 압축된 증발가스와 액화천연가스를 열 교환하여 증발가스를 냉각하는 열교환기; 상기 열교환기에서 냉각된 증발가스를 재액화시키는 응축기; 상기 응축기에서 재액화된 액화천연가스를 압축하는 펌프; 상기 열교환기에서 공급되는 액화천연가스를 기화시키는 기화기; 및 상기 기화기에서 기화된 천연가스를 연료로 사용하는 고압 가스 분사 엔진이 포함되고, 상기 열 교환기의 액화천연가스는 상기 펌프에서 공급된 압축된 액화천연가스인 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.

Description

선박{Vessel}
본 발명은 선박에 관한 것이다.
액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스(Natural Gas, 이하 "NG"라 함)를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, NG와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, NG의 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있으며, 일 예로 LNG를 해상으로 수송(운반)할 수 있는 LNG 운반선이 사용되고 있다.
LNG의 수송 시, LNG가 저장되는 저장탱크는 외부로부터 지속적으로 열을 받기 때문에, 저장탱크 내의 LNG는 온도가 높아지고, 그에 따라 기화될 수 있다. 이를 증발가스(Boil-Off Gas, 이하 "BOG"라 함)라 한다.
BOG는 일종의 LNG 손실로서 LNG의 수송에 있어서 중요한 문제이다. 또한, BOG가 저장탱크 내에 누적되어 저장탱크 내의 압력이 높아지면 저장탱크가 파손될 위험성도 있다. 따라서, BOG를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되어 왔으며, BOG를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, BOG를 선박의 엔진의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.
최근에는 LNG 운반선에는 저장탱크에 저장된 LNG를 고압으로 압축한 후 기화시킨 NG를 연료로 사용하는 고압 가스 분사 엔진이 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술은 다음과 같은 문제가 있다.
LNG는 운송하고자 하는 목적 화물로서, 최대한 그 양을 보존하는 것이 중요하다. 그러나, 종래 기술과 같이 LNG를 소모하여 선박을 추진할 경우 LNG의 양이 줄어들게 되므로 비효율적이다.
본 발명의 실시예들은 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 소비하지 않고 고압 가스 분사 엔진을 사용할 수 있는 선박을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크에서 발생된 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기; 상기 압축기에서 압축된 증발가스와 액화천연가스를 열 교환하여 증발가스를 냉각하는 열교환기; 상기 열교환기에서 냉각된 증발가스를 재액화시키는 응축기; 상기 응축기에서 재액화된 액화천연가스를 압축하는 펌프; 상기 열교환기에서 공급되는 액화천연가스를 기화시키는 기화기; 및 상기 기화기에서 기화된 천연가스를 연료로 사용하는 고압 가스 분사 엔진이 포함되고, 상기 열 교환기의 액화천연가스는 상기 펌프에서 공급된 압축된 액화천연가스인 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 열교환기와 상기 응축기는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 저장탱크에서 액화천연가스를 펌핑하는 액화천연가스 펌프; 상기 열교환기의 후단에 제공되며, 상기 액화천연가스 펌프에 의해 펌핑된 액화천연가스와 상기 열교환기를 통과한 증발가스를 열 교환하여 증발가스를 냉각하는 냉각기가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 냉각기는 상기 응축기와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 응축기는, 상기 열교환기에서 냉각된 증발가스를 냉매와 열 교환하여 재액화시키는 제 1 열교환 유닛; 및 상기 열교환기에서 가열된 액화천연가스를 냉매와 열 교환하는 제 2 열교환 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 기화기는 해수를 가열원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 기액분리기에서 분리된 증발가스는 상기 압축기로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 기액분리기에서 분리된 액화천연가스의 일부는 상기 저장탱크로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선체; 상기 선체에 설치되며, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크; 상기 선체에 설치되며, 액화천연가스와 천연가스를 분리할 수 있는 기액분리기; 상기 선체를 추진하는 추진력을 발생시키며, 천연 가스를 연료로 사용하는 고압 가스 분사 엔진; 상기 저장탱크로부터 상기 기액분리기까지 연장되며, 상기 저장탱크에서 발생한 증발가스를 재액화하여 상기 기액분리기로 공급하는 재액화 라인; 상기 기액분리기로부터 상기 고압 가스 분사 엔진까지 연장되며, 상기 기액분리기에서 분리된 액화천연가스를 가압하여 기화한 후 상기 고압 가스 분사 엔진으로 공급하는 연료 공급 라인; 상기 재액화 라인에 설치되며, 증발가스를 재액화하는 재액화 장치; 상기 연료 공급 라인에 설치되며, 액화천연가스를 가압하는 펌프; 상기 연료 공급 라인에 설치되며, 가압된 액화천연가스를 기화시키는 기화기; 및 상기 재액화 라인과 상기 연료 공급 라인의 교차 지점에 설치되며, 증발가스와 액화천연가스를 열교환하여 증발가스를 냉각하며, 상기 재액화 장치의 상류에 설치되는 열교환기가 포함되는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 열교환기는 상기 재액화 장치와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 재액화 라인에 설치되며, 상기 열교환기를 통과한 증발가스와 상기 저장탱크에서 공급된 액화천연가스를 열 교환하여 증발가스를 냉각시키는 냉각기가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 냉각기는 상기 재액화 장치와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 기액분리기에는 분리된 증발가스를 상기 재액화 라인으로 공급하는 증발가스 회수 라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 연료 공급 라인에서는 액화천연가스를 상기 저장탱크로 공급하는 액화천연가스 회수 라인이 분기되는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 열교환기를 통과한 액화천연가스는 선택적으로 상기 재액화 장치를 통과하며 냉각되는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
또한, 상기 기화기는 해수를 가열원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 선박을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 직접 사용하지 않고, 자연적으로 발생하는 증발가스만으로 선박을 추진할 수 있는 바 목적지에 도달할 때까지의 액화천연가스의 손실을 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선박의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박의 구성을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 선박의 구성을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 선박의 구성을 보여주는 도면.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선박의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선박(100)에는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)가 저장되는 저장탱크(110), 상기 저장탱크(110)에서 발생된 증발가스(Boiled-Off Gas, 이하 "BOG"라 함)를 압축하는 BOG 압축기(120), 상기 BOG 압축기(120)에서 압축된 BOG를 냉각하는 열교환기(130), 상기 열교환기(130)에서 냉각된 BOG를 LNG로 응축하는 응축기(140), 상기 응축기(140)로 냉매를 공급하는 냉매공급기(150), 상기 응축기(140)에서 응축된 LNG를 분리하는 기액분리기(180), 상기 기액분리기(180)에서 분리된 LNG를 고압으로 가압하는 펌프(190), 고압의 LNG를 천연가스(Natural Gas, 이하 "NG"라 함)로 기화시키는 기화기(160), 상기 기화기(160)로부터 고압의 NG를 공급받아 상기 선박(100)을 추진하는 추진력을 발생시키는 고압 가스 분사 엔진(170)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 저장탱크(110), 상기 BOG 압축기(120), 상기 열교환기(130), 상기 응축기(140), 상기 기액분리기(180)는 재액화 라인(101)에 의해 연결될 수 있다. 그리고, 상기 기액분리기(180), 상기 펌프(190), 상기 응축기(140), 상기 기화기(160), 상기 고압가스 분사엔진(170)은 연료 공급 라인(102)에 의해 연결될 수 있다.
상기 선박(100)은 LNGC(liquefied natural gas carrier), LNG RV(liquefied natural gas regasification vessel), LNG FSRU(liquefied natural gas floating storage and regasification unit), LNG FPSO(liquefied natural gas floating, production, storage and off-loading) 중 어느 하나일 수 있으며, LNG를 저장하여 해상을 운항할 수 있는 임의의 선박일 수 있다. 본 실시예에서, 상기 선박(100)은 LNGC인 것을 예로 들어 설명하겠다. 즉, 상기 선박(100)은 상기 저장탱크(110)에 LNG를 싣고, 소정의 목적지로 LNG를 운송한다.
상기 저장탱크(110)는 상기 선박(100)의 선체(미도시)에 설치되며, LNG가 액체 상태를 유지할 수 있도록 일정 수준 이상의 단열 성능을 갖도록 형성된다. 그러나, 외부로부터 전달되는 열을 완전히 차단할 수는 없으므로, 상기 저장탱크(110)에서는 BOG가 발생된다.
상기 저장탱크(110)에서 발생된 BOG는 상기 재액화 라인(101)을 따라 이동하며, 압축, 냉각, 및 재액화된 후 상기 기액분리기(180)로 유입된다.
상세히, 상기 재액화 라인(101)은 상기 저장탱크(110)로부터 상기 기액분리기(180)까지 연장될 수 있으며, 상기 재액화 라인(101) 상에는 상기 BOG 압축기(120), 상기 열교환기(130), 상기 응축기(140)가 설치될 수 있다.
상기 BOG 압축기(120)는 상기 저장탱크(110)에서 발생된 BOG를 압축하여 상기 열교환기(130)로 공급한다. 상기 저장탱크(110)와 상기 BOG 압축기(120) 사이의 상기 재액화 라인(101)에서는 BOG 소비라인(101')이 분기될 수 있으며, 상기 BOG 소비라인(101')은 가스 연소 유닛(Gas Combustion Unit), 보일러(Boiler) 등 BOG를 연소하여 소비할 수 있는 가스 소비 유닛(113)에 연결될 수 있다. 상기 BOG 압축기(120)로 공급되는 BOG의 일부는 압력 조절 및 유량 조절 등의 목적으로 상기 가스 소비 유닛(113)으로 공급되어 소비될 수 있다. 상기 BOG 소비라인(101')에는 상기 가스 소비 유닛(113)으로 공급되는 BOG의 유량을 조절하기 위한 밸브가 마련될 수 있다.
상기 BOG 압축기(120)에서 압축된 BOG는 상기 재액화 라인(101)을 따라 상기 열교환기(130)로 유입된다. 상기 열교환기(130)는 상기 재액화 라인(101)을 따라 흐르는 BOG와 상기 연료 공급 라인(102)을 따라 흐르는 LNG를 열 교환하여, BOG는 냉각시키고 LNG는 가열할 수 있다. 즉, 상기 열교환기(130)는 상기 재액화 라인(101)과 상기 연료 공급라인(102)의 교차 지점에 제공되어 BOG 냉각, LNG 가열을 수행할 수 있다.
이때, 상기 열교환기(130)에서 가열되는 LNG는 상기 응축기(140)에서 재액화된 후 상기 기액분리기(180)에서 분리되어 상기 펌프(190)에서 고압으로 압축된 LNG일 수 있다.
상기 열교환기(130)에서 미리 냉각된 BOG는 상기 재액화 라인(101)을 따라 상기 응축기(140)로 유입되고, 상기 응축기(140)를 통과하며 LNG로 재액화된다. 즉, 상기 열교환기(130)는 상기 응축기(140)의 상류에 설치된다.
상세히, 상기 응축기(140)는 상기 냉매 공급기(150)로부터 냉매를 공급받아 상기 열교환기(130)를 통과한 BOG를 LNG로 재액화하며, 상기 열교환기(130)를 통과한 LNG도 냉각할 수 있다. 냉매로는 질소가 사용될 수 있으며, 상기 냉매 공급기(150)에는 압축기, 팽창기 등 냉매를 냉각하기 위한 냉각 사이클의 구성이 구비될 수 있다.
상기 응축기(140)는 각각 독립적으로 열 교환을 수행하는 제 1 열교환 유닛(141)과 제 2 열교환 유닛(142)으로 나뉠 수 있으며, 상기 제 1 열교환 유닛(141)과 상기 제 2 열교환 유닛(142)은 각각 상기 냉매 공급기(150)로부터 연장되는 제 1 냉매 공급 유로(151)와 제 2 냉매 공급 유로(152)에 연결된다.
상기 제 1 열교환 유닛(141)은 상기 제 1 냉매 공급 유로(151)를 통해 공급되는 냉매와 상기 열교환기(130)에서 공급되는 BOG를 열 교환하여, BOG를 LNG로 재액화한다. 상기 제 2 열교환 유닛(142)은 상기 제 2 냉매 공급 유로(152)를 통해 공급되는 냉매와 상기 열교환기(130)에서 공급되는 LNG를 열 교환하여, LNG를 가열한다.
상기 제 1 열교환 유닛(141)과 상기 제 2 열교환 유닛(142)은 하나의 케이스 안에 서로 독립된 공간으로 설치될 수 있으며, 상호 간에 열 전달이 이뤄지지 않도록 단열될 수 있다.
여기서, 상기 응축기(140)와 상기 냉매 공급기(150)는 BOG를 재액화시키는 장치로서 재액화 장치라고 할 수도 있다.
이때, BOG의 일부는 상기 제 1 열교환 유닛(141)을 통과하더라도 액화되지 않고 기체 상태로 남아 있을 수 있다.
상기 제 1 열교환 유닛(141)에서 재액화된 LNG 및 미처 액화되지 못한 BOG는 상기 재액화 라인(101)을 따라 상기 기액분리기(180)로 유입된다. 상기 기액분리기(180)는 상기 재액화 라인(101)을 따라 유입된 유체에 포함된 LNG와 BOG를 분리할 수 있다.
상기 기액분리기(180)에는 BOG를 회수하는 BOG 회수 라인(104)과 상기 연료 공급 라인(102)이 연결될 수 있다.
상기 기액분리기(180)에서 분리된 BOG는 상기 BOG 회수 라인(104)을 따라 상기 저장탱크(110)로부터 상기 BOG 압축기(120)로 연결되는 상기 재액화 라인(101)에 합류할 수 있다. 이는 일 예에 불과하며, 상기 BOG 회수 라인(104)은 상기 가스 소비 유닛(113)에 연결되거나 상기 저장탱크(110)에 연결될 수도 있다.
상기 연료 공급 라인(102)은 상기 기액분리기(180)로부터 상기 고압 가스 분사 엔진(170)까지 연장될 수 있으며, 상기 연료 공급 라인(102)은 상기 펌프(190), 상기 열교환기(130), 상기 응축기(140), 상기 기화기(160)를 통과할 수 있다.
상기 기액분리기(180)에서 분리된 LNG는 상기 연료 공급 라인(102)을 따라 상기 펌프(190)로 유입된다. 상기 펌프(190)는 LNG를 상기 고압 가스 분사 엔진에서 요구하는 압력으로 가압하며, 예를 들어 약 200바 내지 300바(게이지압)로 압축할 수 있다.
이때, 상기 기액분리기(180)로부터 상기 펌프(190)로 연결되는 상기 연료 공급 라인(102)에는 LNG를 상기 저장탱크(110)로 회수하는 LNG 회수 라인(103)이 분기될 수 있다.
상기 펌프(190)에서 가압된 LNG는 상기 열교환기(130)로 유입된다. 상술한 바와 같이, 상기 열교환기(130)는 LNG를 상기 재액화 라인(101)의 BOG와 열 교환하여 상기 기화기(160)에서 LNG를 가열하기 전에 미리 가열할 수 있다.
상기 열교환기(130)를 통과하며 가열된 LNG는 상기 응축기(140), 특히 상기 제 2 열교환 유닛(142)으로 유입되며, 상기 제 2 냉매 공급 유로(152)를 흐르는 냉매와 열교환하여 가열될 수 있다. 이때, 상기 제 2 열교환 유닛(142)에서의 LNG 가열은 상기 열교환기(130)를 통과한 LNG의 온도에 따라 선택적으로 수행될 수 있으며, 상기 연료 공급 라인(102)에는 상기 제 2 열교환 유닛(142)을 우회하기 위한 바이패스 라인(102')이 연결될 수도 있다. 이를 위해 상기 열교환기(130)의 후단에는 LNG의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(미도시)가 제공될 수 있다.
즉, 온도 센서에서 측정된 LNG의 온도값에 따라 LNG가 상기 제 2 열교환 유닛(142)을 우회하도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 열교환기(130)를 통과한 LNG의 온도가 충분히 높지 않은 경우, LNG 일부를 상기 제 2 열교환 유닛(142)을 통과시켜 온도를 높일 수 있다.
한편, 상기 제 2 열교환 유닛(142)을 통과한 LNG 또는 상기 열 교환기(130)를 통과한 LNG는 상기 기화기(160)로 공급되어 기화된다. 상기 기화기(160)는 LNG를 가열하는 히터 또는 열교환기일 수 있으며, 본 실시예에서는, 상기 기화기(160)가 보일러(161)로부터 스팀을 공급받아 스팀과 LNG를 열 교환하는 열교환기로 구성되는 것을 예로 설명하겠다. 즉, 상기 기화기(160)는 스팀을 가열원으로 사용할 수 있다. 다른 예로서, 상기 기화기(160)는 글리콜 워터(glycol water)를 가열원으로 사용할 수도 있다.
상기 보일러(161)에는 스팀을 상기 기화기(160)로 공급하는 스팀 공급 유로(162)가 연결되고, 상기 기화기(160)는 상기 스팀 공급 유로(162)를 통해 공급되는 스팀과 상기 연료 공급 라인(102)의 LNG를 서로 열 교환시켜 LNG를 기화시킨다.
상기와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선박(100)에 의하면, 상기 저장탱크(110)에서 발생된 BOG가 상기 재액화 라인(101)을 따라 이동하며 상기 응축기(140)에서 LNG로 재액화된 후 상기 펌프(190)에서 고압으로 압축되고, 상기 기화기(160)에서 다시 기화된 후 상기 고압 가스 분사 엔진(170)으로 공급됨으로써, 상기 저장탱크(110)에 저장된 LNG를 직접 사용하지 않고 상기 선박(100)을 추진할 수 있는 바, 목적지에 도달할 때까지의 LNG 손실을 최소화할 수 있다.
특히, BOG는 재액화되기 전에, 상기 열교환기(130)에서 이미 재액화된 LNG와의 열 교환을 통해 미리 냉각될 수 있으므로, 상기 응축기(140)의 부담을 줄일 수 있다. 즉, 상기 냉매 공급기(150)에서 공급되는 고가의 냉매의 유량을 줄일 수 있으므로, BOG의 재액화 장치의 설치에 소비되는 비용을 줄일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 다만, 제 2 실시예는 제 1 실시예와 비교하여 열교환기의 설치 및 응축기의 구성에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박(100a)의 응축기(200)는, 상기 BOG 압축기(120)에서 압축된 BOG와 상기 펌프(190)에서 압축된 LNG를 열 교환하여 BOG를 냉각하는 제 1 열교환 유닛(210), 상기 제 1 열교환 유닛(210)에서 냉각된 BOG를 상기 제 1 냉매 공급 유로(151)의 냉매와 열 교환하여 액화시키는 제 2 열교환 유닛(220), 상기 제 1 열교환 유닛(210)을 통과한 LNG를 상기 제 2 냉매 공급 유로(152)의 냉매와 열 교환하여 가열시키는 제 3 열교환 유닛(230)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 열교환 유닛(210)과 상기 제 2 열교환 유닛(220)과 상기 제 3 열교환 유닛(230)은 하나의 케이스 안에 서로 독립된 공간으로 설치될 수 있으며, 상호 간에 열 전달이 이뤄지지 않도록 단열될 수 있다.
여기서 상기 제 1 열교환 유닛(210)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선박(100)의 열 교환기(130)에 대응될 수 있다. 즉, 상기 응축기(200)는 상기 열 교환기(130)와 상기 응축기(140)가 일체로 형성된 것에 대응된다.
아울러, 도 2에서는 상기 제 1 열교환 유닛(210)을 통과한 LNG가 상기 제 3 열교환 유닛(230)을 통과하는 것으로 도시하였지만, 상기 제 1 열교환 유닛(210)을 통과한 LNG는 제 1 실시예에서의 상기 제 2 열교환 유닛(142)과 마찬가지로 상기 제 3 열교환 유닛(230)을 선택적으로 통과할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박(100a)은 제 1 실시예에 따른 선박(100)의 열 교환기(130)를 별도로 설치하지 않고, 상기 응축기(200)에 BOG를 미리 냉각시키는 기능까지 포함시킴으로써 전체적인 구조를 더욱 단순화시킬 수 있으며, 제조 비용을 절감할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 선박에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 다만, 제 3 실시예는 제 1 실시예와 비교하여 저장탱크의 LNG를 활용하는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 선박의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 선박(100b)에는, 상기 저장탱크(110)의 LNG를 펌핑하는 LNG 펌프(310), 상기 재액화 라인(101)의 상기 열교환기(130)의 후단에 설치되어 상기 열교환기(130)에서 냉각된 BOG를 더욱 냉각하는 냉각기(320), 상기 냉각기(320)에 연결되어 LNG를 분리하는 제 2 기액분리기(330)가 더 포함될 수 있다.
상기 LNG 펌프(310)와 상기 냉각기(320)와 상기 제 2 기액분리기(330)는 LNG 공급 라인(301)에 의해 연결될 수 있으며, 상기 LNG 공급 라인(301)에는 상기 저장탱크(110) 내의 BOG 발생량을 줄이기 위해 상기 저장탱크(110) 상부에 LNG를 분사하는 LNG 분사라인(301')이 더 연결될 수 있다.
이때, 상기 LNG 펌프(310)는 LNG의 보충이 필요한 경우 구동될 수 있다.
상기 냉각기(320)에서 LNG의 일부는 BOG와의 열 교환에 의해 기화될 수 있으므로, 상기 제 2 기액분리기(330)는 상기 LNG 공급 라인(301)으로부터 유입되는 유체에서 기화된 NG를 분리하여 상기 BOG 회수 라인(104)으로 공급할 수 있다.
아울러, 본 실시예에서는 기액분리기가 2개가 제공되는 것을 예로 설명하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기액분리기는 하나만 제공되고, 상기 냉각기(320) 및 상기 응축기(140)를 통과한 유체를 하나의 기액분리기로 공급하여 LNG를 분리할 수 있다.
또한, 상기 냉각기(320)는 선택적으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 LNG 펌프(310)의 작동을 제어하거나, 상기 냉각기(320)를 우회하는 바이패스 유로(미도시)를 형성함으로써 상기 냉각기(320)를 선택적으로 사용할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 선박(100b)에 의하면, 상기 응축기(140)로 공급되는 BOG를 더욱 냉각하여 공급할 수 있으므로, 상기 응축기(140)의 부담을 더욱 줄일 수 있다. 따라서, 상기 냉매 공급기(150)에서 공급되는 고가의 냉매의 유량을 더욱 줄일 수 있으므로, BOG의 재액화 장치의 설치에 소비되는 비용을 더욱 줄일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 선박에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다. 다만, 제 4 실시예는 제 3 실시예와 비교하여 열교환기의 설치 및 응축기의 구성에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 3 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 선박의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 선박(100c)의 응축기(400)는, 상기 BOG 압축기(120)에서 압축된 BOG와 상기 펌프(190)에서 압축된 LNG를 열 교환하여 BOG를 냉각하는 제 1 열교환 유닛(410), 상기 제 1 열교환 유닛(410)에서 냉각된 BOG를 상기 LNG 공급 라인(301)의 LNG와 열 교환하여 더욱 냉각하는 제 2 열교환 유닛(420), 상기 제 2 열교환 유닛(420)에서 냉각된 BOG를 상기 제 1 냉매 공급 유로(151)의 냉매와 열 교환하여 액화시키는 제 3 열교환 유닛(430), 상기 제 1 열교환 유닛(410)을 통과한 LNG를 상기 제 2 냉매 공급 유로(152)의 냉매와 열 교환하여 가열시키는 제 4 열교환 유닛(440)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 열교환 유닛(410)과 상기 제 2 열교환 유닛(420)과 상기 제 3 열교환 유닛(430)과 상기 제 4 열교환 유닛(440)은 하나의 케이스 안에 서로 독립된 공간으로 설치될 수 있으며, 상호 간에 열 전달이 이뤄지지 않도록 단열될 수 있다.
여기서 상기 제 1 열교환 유닛(410)은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 선박(100b)의 열 교환기(130)에 대응될 수 있으며, 상기 제 2 열교환 유닛(420)은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 선박(100b)의 냉각기(320)에 대응될 수 있다. 즉, 상기 응축기(400)는 상기 열 교환기(130)와 상기 냉각기(320)가 상기 응축기(140)에 일체로 형성된 것에 대응될 수 있다.
아울러, 상기 제 2 열교환 유닛(420) 및 상기 제 3 열교환 유닛(430)은 제 2 실시예의 상기 냉각기(320) 및 상기 제 2 열교환 유닛(142)과 마찬가지로 유체가 선택적으로 통과하도록 구성 가능하다.
상기와 같은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 선박(100c)은 제 3 실시예에 따른 선박(100b)의 열 교환기(130) 및 냉각기(320)를 별도로 설치하지 않고, 상기 응축기(400)에 BOG를 미리 냉각시키는 기능까지 포함시킴으로써 전체적인 구조를 더욱 단순화시킬 수 있으며, 제조 비용을 절감할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 선박의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
100, 100a, 100b, 100c : 선박 101 : 재액화 라인
102 : 연료 공급 라인 103 : LNG 회수 라인
104 : BOG 회수 라인 110 : 저장탱크
113 : 가스 소비 유닛 120 : BOG 압축기
130 : 열교환기 140, 200, 400 : 응축기
141 : 제 1 열교환 유닛 142 : 제 2 열교환 유닛
150 : 냉매 공급기 160 : 기화기
161 : 보일러 170 : 고압 가스 분사 엔진
180 : 기액분리기 190 : 펌프
210 : 제 1 열교환 유닛 220 : 제 2 열교환 유닛
230 : 제 3 열교환 유닛 301 : LNG 공급 라인
310 : LNG 펌프 320 : 냉각기
330 : 제 2 기액분리기 410 : 제 1 열교환 유닛
420 : 제 2 열교환 유닛 430 : 제 3 열교환 유닛
440 : 제 4 열교환 유닛

Claims (17)

  1. 액화천연가스를 저장하는 저장탱크;
    상기 저장탱크에서 발생된 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 증발가스와 액화천연가스를 열 교환하여 증발가스를 냉각하는 열교환기;
    상기 열교환기에서 냉각된 증발가스를 재액화시키는 응축기;
    상기 응축기에 연결되며 액화천연가스와 천연가스를 분리할 수 있는 기액분리기;
    상기 응축기에서 재액화된 액화천연가스를 압축하는 펌프;
    상기 열교환기에서 공급되는 액화천연가스를 기화시키는 기화기; 및
    상기 기화기에서 기화된 천연가스를 연료로 사용하는 고압 가스 분사 엔진이 포함되고,
    상기 열 교환기의 액화천연가스는 상기 펌프에서 공급된 압축된 액화천연가스이며,
    상기 기액분리기에서 분리된 천연가스는 상기 압축기로 공급되고, 상기 기액분리기에서 분리된 액화천연가스의 일부는 상기 펌프로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기와 상기 응축기는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저장탱크에서 액화천연가스를 펌핑하는 액화천연가스 펌프; 및
    상기 열교환기의 후단에 제공되며, 상기 액화천연가스 펌프에 의해 펌핑된 액화천연가스와 상기 열교환기를 통과한 증발가스를 열 교환하여 증발가스를 냉각하는 냉각기가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 선박.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉각기는 상기 응축기와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 응축기에 연결되고, 액화천연가스를 분리하는 기액분리기; 및
    상기 냉각기에 연결되고, 액화천연가스를 분리하는 제 2 기액분리기가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 선박.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축기는,
    상기 열교환기에서 냉각된 증발가스를 냉매와 열 교환하여 재액화시키는 제 1 열교환 유닛; 및
    상기 열교환기에서 가열된 액화천연가스를 냉매와 열 교환하는 제 2 열교환 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기화기는 해수를 가열원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 선박.
  8. 삭제
  9. 선체;
    상기 선체에 설치되며, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크;
    상기 선체에 설치되며, 액화천연가스와 천연가스를 분리할 수 있는 기액분리기;
    상기 선체를 추진하는 추진력을 발생시키며, 천연 가스를 연료로 사용하는 고압 가스 분사 엔진;
    상기 저장탱크로부터 상기 기액분리기까지 연장되며, 상기 저장탱크에서 발생한 증발가스를 재액화하여 상기 기액분리기로 공급하는 재액화 라인;
    상기 기액분리기로부터 상기 고압 가스 분사 엔진까지 연장되며, 상기 기액분리기에서 분리된 액화천연가스를 가압하여 기화한 후 상기 고압 가스 분사 엔진으로 공급하는 연료 공급 라인;
    상기 연료 공급 라인으로부터 분기되어 액화천연가스를 상기 저장탱크로 공급하는 천연가스 회수라인;
    상기 재액화 라인에 설치되며, 증발가스를 재액화하는 재액화 장치;
    상기 연료 공급 라인에 설치되며, 액화천연가스를 가압하는 펌프;
    상기 연료 공급 라인에 설치되며, 가압된 액화천연가스를 기화시키는 기화기; 및
    상기 재액화 라인과 상기 연료 공급 라인의 교차 지점에 설치되며, 증발가스와 액화천연가스를 열교환하여 증발가스를 냉각하며, 상기 재액화 장치의 상류에 설치되는 열교환기가 포함되는 선박.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 열교환기는 상기 재액화 장치와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 재액화 라인에 설치되며, 상기 열교환기를 통과한 증발가스와 상기 저장탱크에서 공급된 액화천연가스를 열 교환하여 증발가스를 냉각시키는 냉각기가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 선박.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각기에 연결되며, 액화천연가스와 천연가스를 분리할 수 있는 제 2 기액분리기가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 선박.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각기는 상기 재액화 장치와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 기액분리기에는 분리된 증발가스를 상기 재액화 라인으로 공급하는 증발가스 회수 라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 선박.
  15. 삭제
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 열교환기를 통과한 액화천연가스는 선택적으로 상기 재액화 장치를 통과하며 냉각되는 것을 특징으로 하는 선박.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 기화기는 해수를 가열원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 선박.
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