KR101291107B1

KR101291107B1 - Compression System for Reducing Excessive Boil Off Gas

Info

Publication number: KR101291107B1
Application number: KR1020110001724A
Authority: KR
Inventors: 맹승범; 장해기
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2013-08-01
Also published as: KR20120080337A

Abstract

증발증기 저감용 압축 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템은 저온 액화 상태의 가스가 구비된 저장탱크와; 상기 저장탱크에서 발생되는 증발증기(Boil off Gas)를 공급받아 압력을 상승시켜 엔진에 공급 가능하도록 압축기가 구비된 압축부와; 상기 압축부의 출구단을 통해 배출된 증발증기의 온도를 상승시키기 위한 열교환기와; 상기 엔진으로 공급되는 증발증기의 양을 조절하기 위한 바이패스(By-Pass)부를 포함한다.A compression system for reducing evaporative vapor is disclosed. Compression system for reducing evaporation vapor according to an embodiment of the present invention and the storage tank is provided with a gas of low temperature liquefied state; A compression unit provided with a compressor to supply the engine by increasing the pressure by receiving the boil off gas generated in the storage tank; A heat exchanger for raising the temperature of the evaporated vapor discharged through the outlet end of the compression unit; It includes a bypass (By-Pass) for adjusting the amount of evaporated steam supplied to the engine.

Description

Compression System for Reducing Excessive Boil Off Gas}

본 발명은 액화천연가스인 LNG(liquified natural gas) 저장탱크를 구비한 선박 및 부유식 해상 구조물에서 사용되는 증발증기 저감용 압축 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a compression system for reducing evaporated steam used in ships and floating offshore structures equipped with liquified natural gas (LNG) storage tanks.

일반적으로 LNG는 액화상태로 LNG 운반선의 저장탱크에 저장되어 원거리로 수송된다.In general, LNG is liquefied and stored in a storage tank of an LNG carrier and transported to a long distance.

상기 LNG 운반선에 저장된 LNG는 -163℃의 온도에서 액화되므로, LNG 운반선의 저장탱크가 외부 또는 주위에서 가해지는 열전달로 인해 상기 저장탱크 내부에서 지속적으로 기화된다.Since LNG stored in the LNG carrier is liquefied at a temperature of -163 ° C, the storage tank of the LNG carrier is continuously vaporized in the storage tank due to heat transfer applied from outside or around.

상기 LNG는 저장탱크의 압력이 설정된 안전 압력 이상 되면 증발증기(BOG : Boil Off Gas)가 안전밸브를 통하여 배출된다.When the pressure of the storage tank exceeds the set safety pressure, the boil off gas (BOG) is discharged through the safety valve.

상기 배출된 증발증기는 재액화하여 다시 저장탱크로 돌려보내거나, 선박의 연료로 사용될 수 있으며, 이러한 설비가 구비되지 않은 경우에는 대기중으로 배출시켜 버려야 한다.The discharged evaporated steam can be re-liquefied and returned to the storage tank or used as fuel for ships. If such equipment is not provided, it must be discharged to the atmosphere.

종래의 LNG 운반선은 스팀 터빈 추진방식이므로 증발증기를 보일러에서 연소시켜 선박의 추진 연료로 활용하였다.Since a conventional LNG carrier is a steam turbine propulsion method, the vaporized steam is burned in a boiler and used as a propulsion fuel of a vessel.

근래에는 저장탱크의 단열 기술이 발전되면서 증발증기의 발생량이 줄어들어 스팀 터빈 선박의 추진에 필요한 증발증기 양의 확보가 어려울 뿐만 아니라, 보다 고효율의 이중연료엔진에 의한 선박 추진이 선호되고 있다.In recent years, as the insulation technology of the storage tank is developed, the amount of evaporated steam is reduced, making it difficult to secure the amount of evaporated steam required for the propulsion of the steam turbine vessel, and the propulsion of the vessel by the more efficient dual fuel engine is preferred.

그러나, LNG 운반선에 구비된 이중연료엔진의 경우에 저장탱크에서 발생되는 증발증기가 이중연료엔진에 공급될 때 상기 이중연료엔진에서 요구하는 온도와 압력으로 공급되지 못하는 문제점이 발생 되었다.However, in the case of the dual fuel engine provided in the LNG carrier, there is a problem in that when the evaporated steam generated in the storage tank is supplied to the dual fuel engine, the fuel is not supplied at the temperature and pressure required by the dual fuel engine.

이러한 문제점은 상기 이중연료엔진의 오작동에 의해 LNG운반선의 항해 불능 또는 다량의 증발증기를 대기중으로 배출시켜 버리는 사태를 유발하여 막대한 손실을 발생시킬 수 있는 문제점이 있어 이에 대한 시급한 대책을 필요로 하였다.
This problem has caused a problem that can lead to a situation in which the LNG carrier can not be sailed or a large amount of evaporated steam to the air by the malfunction of the double fuel engine to generate enormous losses, and therefore urgent countermeasures have been required.

본 발명의 실시예들은 최소한의 증발증기를 통해서 이중연료엔진의 작동으로 사용 가능한 증발증기 저감용 압축 시스템을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention seek to provide a compression system for reducing evaporative steam that can be used with the operation of a dual fuel engine through minimal evaporative steam.

본 발명의 실시예들은 서로 다른 연료를 공급받아 사용하는 이중연료엔진의 안정적인 연소 조건(압력, 온도)을 유지할 수 있는 증발증기 저감용 압축 시스템을 제공하고자 한다.
Embodiments of the present invention are to provide a compression system for reducing evaporative steam that can maintain stable combustion conditions (pressure, temperature) of a dual fuel engine using different fuels.

본 발명의 일 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템은 저온 액화 상태의 가스가 구비된 저장탱크와; 상기 저장탱크에서 발생되는 증발증기(Boil off Gas)를 공급받아 압력을 상승시켜 엔진에 공급 가능하도록 압축기가 구비된 압축부와; 상기 압축부의 출구단을 통해 배출된 증발증기의 온도를 상승시키기 위한 열교환기와; 상기 엔진으로 공급되는 증발증기의 양을 조절하기 위한 바이패스(By-Pass)부를 포함한다.Compression system for reducing evaporation vapor according to an embodiment of the present invention and the storage tank is provided with a gas of low temperature liquefied state; A compression unit provided with a compressor to supply the engine by increasing the pressure by receiving the boil off gas generated in the storage tank; A heat exchanger for raising the temperature of the evaporated vapor discharged through the outlet end of the compression unit; It includes a bypass (By-Pass) for adjusting the amount of evaporated steam supplied to the engine.

상기 압축부는 다수개의 압축기가 직렬로 배치될 수 있다.The compression unit may be arranged in series with a plurality of compressors.

상기 열교환기는 상온의 물이 열교환을 위한 냉매로 공급될 수 있다.The heat exchanger may be supplied to the refrigerant for heat exchange of the water at room temperature.

상기 저장탱크와 상기 압축부 사이에 배치되고, 상기 저장탱크에 저장된 액화 상태의 가스를 기체로 상변화시켜 압축부로 공급 가능하게 하는 기화기를 더 포함할 수 있다.The vaporizer may further include a vaporizer disposed between the storage tank and the compression unit and configured to change the gas in a liquefied state stored in the storage tank into a gas so as to be supplied to the compression unit.

상기 바이패스부는 일단이 상기 압축부의 출구단과 연결되고, 타단이 상기 압축부의 입구단에 연결될 수 있다.One end of the bypass part may be connected to an outlet end of the compression part, and the other end thereof may be connected to an inlet end of the compression part.

상기 바이패스부는 상기 엔진으로 공급되는 증발증기의 양을 조절하는 밸브를 더 포함할 수 있다.The bypass unit may further include a valve for controlling the amount of evaporated steam supplied to the engine.

상기 압축부는 압축기 사이마다 배치되고, 압축된 증발증기와 열교환을 실시하는 보조 열교환기를 더 포함할 수 있다.The compression unit may further include an auxiliary heat exchanger disposed between the compressors and performing heat exchange with the compressed evaporated steam.

압축기 사이에 배치되고, 상기 압축기와 상기 열교환기로 공급되는 증발증기의 양을 조절하는 조절밸브를 더 포함할 수 있다.Arranged between the compressor, it may further include a control valve for adjusting the amount of evaporated steam supplied to the compressor and the heat exchanger.

상기 보조 열교환기는 상온의 물이 열교환을 위한 냉매로 공급될 수 있다.The auxiliary heat exchanger may be supplied to the refrigerant for heat exchange of the water at room temperature.

상기 저장탱크와 상기 압축부 사이에는 저장탱크에서 공급되는 저온 액화 상태의 가스를 소정의 온도를 상승 가능하게 하는 히터를 더 포함할 수 있다.Between the storage tank and the compression unit may further include a heater to enable a predetermined temperature of the gas in the low temperature liquefied state supplied from the storage tank.

상기 보조 열교환기는 압축기와 압축기 사이에 배치되는 제1,2 열교환기와, 상기 압축부의 출구단과 배치되는 제3 열교환기를 더 포함하고, 상기 제1,2 열교환기는 상기 보조 열교환기에서 열교환된 냉매와 열교환이 이루어질 수 있다. The auxiliary heat exchanger further includes first and second heat exchangers disposed between the compressor and the compressor, and a third heat exchanger disposed with an outlet end of the compression unit, wherein the first and second heat exchangers exchange heat with the refrigerant heat exchanged in the auxiliary heat exchanger. This can be done.

상기 바이패스부는 상기 다수 개의 압축기 중 어느 하나에서 배출된 증발증기를 공급받아, 상기 압축부의 입구로 재순환시키는 제1 바이패스와; 상기 압축부의 출구단에서 배출된 증발증기를 공급받아, 상기 압축부로 재순환 시키는 제2 바이패스를 더 포함할 수 있다.The bypass unit may include: a first bypass configured to receive evaporated steam discharged from one of the plurality of compressors and to recirculate the inlet to the compression unit; Receiving the evaporated steam discharged from the outlet end of the compression unit, it may further include a second bypass for recycling to the compression unit.

상기 제1 바이패스 및 상기 제 2 바이패스 중 적어도 하나는 상기 압축부로 공급되는 증발증기의 양을 조절하기 위한 조절밸브를 더 포함할 수 있다.At least one of the first bypass and the second bypass may further include a control valve for adjusting the amount of evaporated vapor supplied to the compression unit.

제1 바이패스는 상기 압축부로 공급되는 증발증기의 온도를 조절하기 위해 구비될 수 있다. The first bypass may be provided to adjust the temperature of the evaporated steam supplied to the compression unit.

상기 제2 바이패스는 상기 압축부로 공급되는 증발증기의 양을 조절하기 위해 구비될 수 있다.The second bypass may be provided to adjust the amount of evaporated steam supplied to the compression unit.

상기 제 1 바이패스는, 상기 압축부에서 압축된 가스와 열교환을 실시하는 제4 열교환기를 더 포함할 수 있다.
The first bypass may further include a fourth heat exchanger configured to exchange heat with the gas compressed in the compression unit.

본 발명의 실시예들은 이중연료엔진에 공급되는 가스의 압력을 상기 이중연료엔진에서 요구하는 온도 및 압력 범위 내로 공급시켜 상기 이중연료엔진의 안정적인 연소를 도모할 수 있다.Embodiments of the present invention can provide a stable combustion of the dual fuel engine by supplying the pressure of the gas supplied to the dual fuel engine within the temperature and pressure range required by the dual fuel engine.

본 발명의 실시예들은 이중연료엔진에 일정한 온도 및 압력으로 가스를 공급할 수 있다.Embodiments of the present invention can supply gas to a dual fuel engine at a constant temperature and pressure.

본 발명의 실시예들은 LNG가 저장된 저장탱크를 안정적으로 유지할 수 있다.Embodiments of the present invention can stably maintain a storage tank in which LNG is stored.

본 발명의 실시예들은 열교환을 위해 사용되는 냉매를 물로 대처하여 비용을 절감하여 경제성이 향상될 수 있다.Embodiments of the present invention can improve the economics by coping with the refrigerant used for heat exchange with water to reduce the cost.

본 발명의 실시예들은 밸러스트 항해시 안정적인 항해를 도모할 수 있다.
Embodiments of the present invention can achieve stable navigation during ballast navigation.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템을 도시한 도면.
도 3내지 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템을 도시한 도면.
도 5는 증발증기 저감용 압축 시스템의 각 실시예에 따른 압력과 온도 상태와 이중연료엔진에서 요구하는 압력과 온도 상태를 도시한 그래프.1 is a view showing a compression system for reducing evaporative vapor according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a compression system for reducing evaporative vapor according to another embodiment of the present invention.
3 to 4 is a view showing a compression system for reducing evaporative vapor according to another embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the pressure and temperature conditions and the pressure and temperature conditions required by the dual fuel engine according to each embodiment of the compression system for reducing evaporative steam.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템의 구성을 첨부된 도 1을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a configuration of a compression system for reducing evaporative vapor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

본 실시예의 주요 특징은 이중연료엔진에서 요구하는 증발증기의 온도와 압력을 유지시켜 상기 이중연료엔진으로 공급하고, 압축기의 초기 운전 상태에서 상기 압축기로 공급되는 증발증기의 안정적인 양과 열교환을 동시에 도모하는 것을 주요 특징으로 한다.The main feature of the present embodiment is to maintain the temperature and pressure of the evaporated steam required by the dual fuel engine to supply to the dual fuel engine, and at the same time to achieve a stable amount and heat exchange of the evaporated steam supplied to the compressor in the initial operating state of the compressor It is a main feature.

이를 위해 본 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템은 저온 액화 상태의 가스가 구비된 저장탱크(100)가 LNG 운송선에 마련된다.To this end, in the compression system for reducing evaporative steam according to the present embodiment, a storage tank 100 equipped with a low temperature liquefied gas is provided in an LNG carrier.

본 실시예들에서는 LNG 운송선(LNG Carrier)을 예로 들어 설명을 하고 있으나, 본 발명의 핵심 사상은 이에 한정되지 않으며 LNG 저장탱크를 구비한 선박 및 부유식 해상 구조물 즉, LNG-FPSO(Floating Production Storage and Offloading), LNG-RV(Regasification Vessel), LNG-FSRU(Floating Storage Regasification Unit) 등에도 적용될 수 있다.In the present embodiment, the LNG carrier (LNG Carrier) is described as an example, but the core idea of the present invention is not limited to this, ships and floating offshore structures having an LNG storage tank, that is, LNG-FPSO (Floating Production Storage) and Offloading), LNG-RV (Regasification Vessel), and LNG-FSRU (Floating Storage Regasification Unit).

상기 저장탱크(100)는 다수개가 구비될 수 있으며, 본 실시예에서는 제1 내지 제3 탱크(102, 104, 106)가 구비되는 것으로 설명한다.The storage tank 100 may be provided with a plurality, in the present embodiment will be described as having the first to third tanks (102, 104, 106).

상기 제1 내지 제 3 탱크(102, 104, 106)는 내부에 저온(-163℃) 상태의 LNG가 채워질 수 있다. 상기 제1 내지 제 3 탱크(102, 104, 106)의 갯수는 가변 가능하며 상기 도 1에 도시된 갯수에 한정하지 않는다.The first to third tanks 102, 104, and 106 may be filled with LNG in a low temperature (−163 ° C.) state. The number of the first to third tanks 102, 104 and 106 is variable and is not limited to the number shown in FIG.

상기 저장탱크(100)는 내부에 자연적으로 증발증기(BOG)가 발생되고, 상기 증발증기는 제1 내지 제 3 탱크(102, 104, 106)에 각각 구비된 배관(50)을 통해 압축부(200)와 연결된 제1 공급관(52)으로 공급될 수 있다.The storage tank 100 is naturally generated evaporated steam (BOG), the evaporated steam through the compression section (50) provided in each of the first to third tanks (102, 104, 106) ( It may be supplied to the first supply pipe 52 connected to the 200.

상기 저장탱크(100)는 소정의 크기 및 형상을 가질 수 있으며, 내부에 LNG가 채워질 수 있다.The storage tank 100 may have a predetermined size and shape, and LNG may be filled therein.

상기 증발증기는 이중연료엔진(30)의 작동을 위한 연료로 공급될 수 있다.The vaporized steam may be supplied as a fuel for the operation of the dual fuel engine 30.

상기 이중연료엔진(30)은 작동 가능한 연료로 증발증기와 디젤연료를 공급받아 작동될 수 있다.The dual fuel engine 30 may be operated by receiving evaporative steam and diesel fuel as an operable fuel.

기화기(20)는 상기 저장탱크(100)와 압축부(200) 사이에 배치되고, 상기 저장탱크(100)에 저장된 LNG를 기체로 상변화시켜 압축부로 공급할 수있다.The vaporizer 20 may be disposed between the storage tank 100 and the compression unit 200, and may convert the LNG stored in the storage tank 100 into gas to supply the compression unit.

상기 기화기(20)는 저장탱크(100)로부터 LNG가 공급되는 제2 공급관(54)이 연결 설치될 수 있다.The vaporizer 20 may be connected to the second supply pipe 54 is supplied with LNG from the storage tank 100.

상기 제2 공급관(54)은 제1 내지 제 4 탱크(102, 104, 106)의 하부에 마련된 펌프(101)를 통해 펌핑되는 LNG를 공급받을 수 있다.The second supply pipe 54 may be supplied with the LNG pumped through the pump 101 provided in the lower portion of the first to fourth tanks 102, 104, and 106.

상기 제2 공급관(54)은 제1 내지 제 4 탱크(102, 104, 106, 108)에 각각 분기되어 배치될 수 있으며, 상기 기화기(20)에는 1개로 합쳐져서 연결될 수 있다.The second supply pipe 54 may be branched to the first to fourth tanks 102, 104, 106, and 108, respectively, and may be connected to the vaporizer 20 in one piece.

상기 제2 공급관(54)은 기화기(20)를 향해 연장 배치된 위치에 구비된 기화기 조절 밸브(22)를 더 포함할 수 있다.The second supply pipe 54 may further include a vaporizer control valve 22 provided at a position extended toward the vaporizer 20.

상기 기화기 조절 밸브(22)는 상기 기화기(20)로 공급되는 LNG양을 조절할 수 있다.The vaporizer control valve 22 may adjust the amount of LNG supplied to the vaporizer 20.

상기 기화기(20)는 제1 공급관(52)으로 기화된LNG를 공급하기 위한 제4 공급관(56)을 더 포함할 수 있다.The vaporizer 20 may further include a fourth supply pipe 56 for supplying the vaporized LNG to the first supply pipe 52.

따라서, 상기 제1 공급관(52)은 기체 상태의 증발증기가 압축부(200)로 공급될 수 있다.Therefore, the first supply pipe 52 may be supplied to the compression unit 200, the vaporized vapor in the gas state.

압축부(200)는 제1,2,3,4 압축기(202,204,206,208)가 구비될 수 있으며, 상기 제1,2,3,4 압축기(202,204,206,208)는 직렬로 서로 간에 연결 배치될 수 있다.The compression unit 200 may be provided with first, second, third and fourth compressors 202, 204, 206 and 208, and the first, second, third and fourth compressors 202, 204, 206 and 208 may be arranged in series with each other.

상기 압축부(200)가 다단으로 배치되는 이유는 이중연료엔진(30)으로 공급되는 증발증기의 압력을 상기 이중연료엔진(30)에서 안정적인 작동을 위한 요구 압력까지 상승시켜 공급하기 위해서이다.The reason why the compression unit 200 is arranged in multiple stages is to increase the pressure of the evaporated steam supplied to the dual fuel engine 30 to the required pressure for stable operation in the dual fuel engine 30.

상기 압축기의 갯수는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위해 제시된 것일 뿐 첨부된 도 1에 도시된 갯수로 한정하지는 않는다.The number of the compressor is only presented to explain an embodiment of the present invention, but is not limited to the number shown in FIG.

상기 압축부(200)는 제1 공급관(52)으로부터 증발증기를 공급받고, 제3 공급관(58)으로 압축된 증발증기를 배출하도록 이루어질 수 있다.The compression unit 200 may be configured to receive evaporated steam from the first supply pipe 52 and discharge the compressed evaporated steam into the third supply pipe 58.

상기 제3 공급관(58)은 이중연료엔진(30)으로 연장 배치될 수 있다.The third supply pipe 58 may be extended to the dual fuel engine 30.

상기 압축부(200)에는 바이패스부(By-Pass Part)(400)가 구비될 수 있으며, 상기 배이패스부(400)에는 바이패스되는 증발증기의 양을 조절 가능하게 하는 밸브(402)가 구비될 수 있다.The compression unit 200 may be provided with a bypass unit (By-Pass Part) (400), the bypass unit 400 is a valve 402 for adjusting the amount of evaporated vapor is bypassed It may be provided.

상기 바이패스부(400)는 이중연료엔진(30)으로 공급되는 증발증기 양의 부족분을 보충하여 압축부(200)에서의 안정적인 작동을 도모할 수 있다.The bypass unit 400 may compensate for the shortage of the amount of evaporated vapor supplied to the dual fuel engine 30 to achieve a stable operation in the compression unit 200.

상기 바이패스부(400)는 압축기의 턴다운(Turn-down)을 방지하기 위해 마련될 수 있다.The bypass unit 400 may be provided to prevent turn-down of the compressor.

예를 들면, 상기 압축부(200)에서 증발증기의 부족에 의한 압력강하가 발생될 경우에, 상기 압축부(200)에 부족한 양만큼 증발증기를 공급하여 압력강하 발생을 방지할 수 있다.For example, when a pressure drop occurs due to lack of evaporation steam in the compression unit 200, the pressure drop may be prevented by supplying the evaporation steam in an amount insufficient to the compression unit 200.

열교환기(500)는 압축부(200)를 경유하여 압축된 증발증기의 온도를 이중연료엔진(30)에서 요구하는 온도로 유지가능 하게 하는 기능을 할 수 있다.The heat exchanger 500 may function to maintain the temperature of the evaporated vapor compressed by the compression unit 200 at a temperature required by the dual fuel engine 30.

상기 열교환기(500)는 압축부(200)를 경유해서 이동된 증발증기의 온도가 저온일 경우에는 온도를 상승시키고, 고온일 경우에는 상기 이중연료엔진(30)에서 요구하는 온도로 하강시킬 수 있다.The heat exchanger 500 may increase the temperature when the temperature of the evaporated steam moved through the compression unit 200 is low, and lower the temperature required by the dual fuel engine 30 when the high temperature is high. have.

여기서 이중연료엔진(30)이 요구하는 온도는 엔진의 종류 및 사양에 따라 가변적이며, 상기 이중연료엔진이 안정적으로 작동 가능한 온도 범위를 말한다.The temperature required by the dual fuel engine 30 is variable according to the type and specification of the engine, and refers to a temperature range in which the dual fuel engine can be stably operated.

상기 열교환기(500)는 열교환을 위한 냉매로 물이 사용될 수 있다.The heat exchanger 500 may use water as a refrigerant for heat exchange.

상기 제3 공급관(58)은 이중연료엔진(30)으로 연장 배치된 경로 중의 어느 한 부분에서 분기되어 가스 연소기(gas combution unit)(2)로 연장 배치될 수 있다.The third supply pipe 58 may be branched from any part of the path extending to the dual fuel engine 30 and extended to the gas combution unit 2.

상기 가스 연소기(2)는 상기 압축기(200) 고장 또는 에러 발생시 증발증기의 연소를 가능하게 할 수 있다.The gas combustor 2 may enable combustion of the evaporated steam when the compressor 200 fails or an error occurs.

상기 증발증기는 최초 압축부(200)에서 압축되면서 온도와 압력이 조절되고, 열교환기(500)를 경유하면서 이중연료엔진(30)에서 요구하는 온도 상태로 조절될 수 있다.
The evaporated steam is compressed in the first compression unit 200, the temperature and pressure is controlled, it can be adjusted to the temperature state required by the dual fuel engine 30 via the heat exchanger (500).

본 발명의 다른 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템에 대해 첨부된 도 2를 참조하여 설명한다.A compression system for reducing evaporative steam according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

본 발명의 다른 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템은 저장탱크(100)와, 압축부(200)와, 열교환기(500) 및 바이패스부(400)의 구성은 동일하고, 상기 압축부(200)에 구비된 다수개의 압축기 사이마다 압축된 증발증기와 열교환을 실시하는 보조 열교환기(300)를 더 포함할 수 있다.Compression system for reducing evaporative steam according to another embodiment of the present invention is the configuration of the storage tank 100, the compression unit 200, the heat exchanger 500 and the bypass unit 400, the compression unit It may further include an auxiliary heat exchanger (300) for performing heat exchange with the compressed evaporated steam between the plurality of compressors provided in the (200).

상기 보조 열교환기(300)는 상온의 물이 열교환을 위한 냉매로 공급될 수 있다.The auxiliary heat exchanger 300 may be supplied to the refrigerant for heat exchange the water at room temperature.

예를 들면, LNG 운반선(미도시)에 일반용수로 저장되는 물이 상기 보조 열교환기(300)에 공급될 수 있다.For example, water stored as general water in an LNG carrier (not shown) may be supplied to the auxiliary heat exchanger 300.

상기 보조 열교환기(300)는 제1 압축기(202)와 제2 압축기(204) 사이에 구비되는 제1 열교환기(310)를 포함할 수 있다.The auxiliary heat exchanger 300 may include a first heat exchanger 310 provided between the first compressor 202 and the second compressor 204.

또한, 제2 압축기(204)와 제3 압축기(206) 사이에 제2 열교환기(320)가 구비될 수 있으며, 상기 제3 열교환기(206)와 제4 열교환기(208) 사이에 제3 열교환기(330)가 배치될 수 있다.In addition, a second heat exchanger 320 may be provided between the second compressor 204 and the third compressor 206, and a third between the third heat exchanger 206 and the fourth heat exchanger 208. Heat exchanger 330 may be disposed.

상기 제1,2,3 열교환기(310,320,330)에는 냉각수로 상온의 물이 공급될 수 있으며, 상기 제3 열교환기(330)로 공급되어 상기 제1,2 열교환기(310,320)로 각각 공급될 수 있다.Water at room temperature may be supplied to the first, second and third heat exchangers 310, 320 and 330 as cooling water, and may be supplied to the third heat exchanger 330 and supplied to the first and second heat exchangers 310 and 320, respectively. have.

즉, 상기 냉각수는 제3 열교환기(330)에 최초 공급되어 제3 압축기(206)를 경유하여 제4 압축기(208)로 이동되는 증발증기와 우선적으로 열교환을 실시하고, 배관을 따라 이동하여 제2 열교환기(320)와 제1 열교환기(310)로 이동 공급되어 증발증기와 열교환을 실시할 수 있다.That is, the cooling water is first supplied to the third heat exchanger 330 and preferentially heat exchanges with the evaporated vapor that is moved to the fourth compressor 208 via the third compressor 206, and moves along the pipe to form a first heat exchanger. 2 may be supplied to the heat exchanger 320 and the first heat exchanger 310 to exchange heat with the evaporated steam.

기화기(20)는 저장탱크(100)와 압축부(200) 사이에 배치되고, 상기 저장탱크(100)에 저장된 액체 상태의 가스를 기체로 상변화시켜 압축부(200)로 공급 가능하게 할 수 있다.The vaporizer 20 may be disposed between the storage tank 100 and the compression unit 200, and may change the gas of the liquid state stored in the storage tank 100 into gas to supply the compression unit 200. have.

증발증기는 제1 압축기(202)를 통해 압축되고, 제1 열교환기(310)를 경유하지 않고, 제1 조절밸브(42a)를 통해 공급량이 조절되어 제2 압축기(204)로 공급될 수 있다.The evaporated vapor may be compressed through the first compressor 202, and may be supplied to the second compressor 204 by adjusting the supply amount through the first control valve 42a without passing through the first heat exchanger 310. .

제2 조절밸브(42b)는 제1 열교환기(310)를 통해 열교환된 증발증기의 양을 조절하기 위해 마련될 수 있다.
The second control valve 42b may be provided to adjust the amount of vaporized heat exchanged through the first heat exchanger 310.

본 발명의 다른 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템에 대해 첨부된 도 3을 참조하여 설명한다.A compression system for reducing evaporative steam according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

본 실시예에서는 앞서 설명한 바와 같이, 저장탱크(100)와, 압축부(200)와, 열교환기(500)와, 바이패스부(400)의 주요 구성은 동일하고, 압축부(200)와 이중연료엔진(30) 사이에 상기 압축부(200)를 경유하여 압축된 증발증기의 온도를 이중연료엔진(30)에서 요구하는 온도로 유지 가능하게 하는 히터(600)를 더 포함할 수 있다.In the present embodiment, as described above, the main configurations of the storage tank 100, the compression unit 200, the heat exchanger 500, and the bypass unit 400 are the same, and the compression unit 200 and the double Between the fuel engine 30 may further include a heater 600 for maintaining the temperature of the evaporated vapor compressed by the compression unit 200 to the temperature required by the dual fuel engine 30.

히터(600)는 저장탱크(100)에서 발생된 증발증기와 후술할 기화기(20)에서 기화된 증발증기의 온도를 소정의 온도로 상승시켜 압축부(200)로 공급할 수 있다.The heater 600 may increase the temperature of the evaporated steam generated in the storage tank 100 and the evaporated steam vaporized in the vaporizer 20 to be described later to a predetermined temperature and supply the compressed steam to the compression unit 200.

상기 히터(600)는 히팅을 위한 별도의 구성이 추가되지 않고, 상온의 물이 공급되어 상기 증발증기와 열교환이 이루어질 수 있다.The heater 600 is not added to a separate configuration for heating, water at room temperature is supplied may be heat exchange with the evaporated steam.

상기 증발증기에 대해 압축기(200)로 공급되기 이전에 온도를 상승시키는 이유는 저장탱크(100)에 저장된 LNG의 온도가 저온이고, 증발증기의 온도 또한 저온의 상태이므로 상기 압축부(200)에서의 용이한 압축 및 이중연료엔진(30)에서 요구하는 온도 조건에 맞추기 위해 상기 압축부(200)로 공급하기 이전에 상기 증발증기에 대한 히팅을 실시한다.The reason for raising the temperature before the evaporated steam is supplied to the compressor 200 is because the temperature of the LNG stored in the storage tank 100 is low and the temperature of the evaporated steam is also low. In order to meet the temperature conditions required by the easy compression and dual fuel engine 30, the heating for the evaporated steam before supplying to the compression unit 200 is performed.

또한, 압축부(200)로 공급되기 이전의 증발증기의 온도를 상승시킬 경우에는 압축부(200)를 경유하여 압축되면서 이중연료엔진(30)에서 요구하는 압력 조건으로 보다 용이하게 조절 가능하기 때문에 위와 같이 증발증기에 대한 히팅을 실시한다.
In addition, when increasing the temperature of the evaporated steam before being supplied to the compression unit 200, because it is compressed via the compression unit 200 can be more easily adjusted to the pressure conditions required by the dual fuel engine 30 As above, the heating for the evaporative steam is performed.

본 발명의 또 다른 실시예에 대해 첨부된 도 4를 참조하여 설명한다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.

본 실시예에서는 보조 바이패스부(410)가 다수개가 배치된 압축기 중의 어느 하나에서 배출된 증발증기를 공급받아, 압축부(200)의 입구로 재순환 시키는 제1 바이패스(412)와, 상기 압축부(200)의 출구단에서 배출된 증발증기를 공급받아, 상기 압축부(200)로 재순환시키는 제2 바이패스(414)를 더 포함할 수 있다.In the present embodiment, the first bypass unit 410 receives the evaporated steam discharged from any one of the compressors having a plurality of auxiliary bypass units 410, and recycles them to the inlet of the compression unit 200. It may further include a second bypass 414 for receiving the evaporated steam discharged from the outlet end of the unit 200, and recycles it to the compression unit 200.

보다 상세하게는 상기 제2 바이패스(414)는 제3 공급관(58)에서 증발증기를 공급받아, 상기 압축부(200)에 구비된 제2 압축기(204)로 재순환 시킬 수 있다.In more detail, the second bypass 414 may be supplied with evaporated steam from the third supply pipe 58 and recycled to the second compressor 204 provided in the compression unit 200.

상기 제1 바이패스(412)는 상기 압축부(200)가 초기 작동 또는 유입되는 증발증기의 온도가 높을 때 작동되면서 증발증기의 온도와 양을 동시에 조절할 수 있다.The first bypass 412 is operated when the compression unit 200 is initially operated or when the temperature of the evaporated steam introduced is high, thereby simultaneously controlling the temperature and amount of the evaporated steam.

상기 제1 바이패스(412)는 제1 압축기(202)에서 배출된 증발증기와 열교환이 이루어지는 제 4 열교환기(340)를 더 포함할 수 있다.The first bypass 412 may further include a fourth heat exchanger 340 in which heat exchange is performed with the evaporated steam discharged from the first compressor 202.

상기 제2 바이패스(414)는 열교환기(500)의 후단인 제3 공급관(58)에서 분기되어 상기 제2 압축기(204)로 증발증기를 재순환시킬 수 있다.The second bypass 414 may branch from the third supply pipe 58, which is the rear end of the heat exchanger 500, to recycle the vaporized vapor to the second compressor 204.

상기 제2 바이패스(414)가 열교환기(500)의 후단에서 분기되는 이유는 상기 증발증기의 온도가 저온상태이고, 이중연료엔진(30)에서 요구하는 적정 온도의 범위 이내에 최대한 유지시키기 위해서이다.The reason why the second bypass 414 is branched at the rear end of the heat exchanger 500 is to keep the temperature of the evaporated steam at a low temperature and to keep it within a range of a proper temperature required by the dual fuel engine 30. .

상기 제1, 2 바이패스(412,414)는 압축부(200)로 공급되는 가스량을 조절하기 위한 조절밸브(42)를 더 포함할 수 있다.The first and second bypasses 412 and 414 may further include a control valve 42 for adjusting the amount of gas supplied to the compression unit 200.

상기 조절밸브(42)는 상기 제1 바이패스(412)에 설치되는 제1 조절밸브(42a)와, 제2 바이패스(414)에 설치되는 제2 조절밸브(42b)를 더 포함할 수 있다.The control valve 42 may further include a first control valve 42a installed in the first bypass 412 and a second control valve 42b installed in the second bypass 414. .

상기 제1 바이패스(412)는 제1 압축기(202)의 출구단으로부터 증발증기를 공급받아, 상기 제1 압축기(202)의 입구단인 제1 공급관(52)으로 바이패스 시킬 수 있으며, 제4 열교환기(340)가 마련될 수 있다.The first bypass 412 receives the evaporated steam from the outlet end of the first compressor 202, and may bypass the first supply pipe 52, which is an inlet end of the first compressor 202, Four heat exchangers 340 may be provided.

이와 같이 제1 압축기(202)를 경유한 증발증기를 상기 제1 압축기(202)의 전단으로 재순환시키는 이유는, 상기 증발증기의 온도가 저온일수록 상기 제1 압축기(202)를 포함한 나머지 압축기들의 압축시간이 증가될 수 있으며, 이로 인해 압축부(200) 전체에서의 압축 효율이 저하되는 것을 방지하기 위해서이다.The reason for recycling the evaporated steam via the first compressor 202 to the front end of the first compressor 202 is that the lower the temperature of the evaporated steam, the lower the compression of the remaining compressors including the first compressor 202. The time may be increased, thereby preventing the compression efficiency of the entire compression unit 200 from being lowered.

상기 가스 연소기(2)는 상기 압축기(200) 고장 또는 에러 발생시 증발증기의 연소를 가능하게 할 수 있다.
The gas combustor 2 may enable combustion of the evaporated steam when the compressor 200 fails or an error occurs.

본 발명의 일 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템의 작동 상태를 첨부된 도 1을 참조하여 설명한다.An operating state of the compression system for reducing evaporative vapor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

저장부(100)에 구비된 LNG는 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108) 내부에서 증발증기(BOG)가 발생되고, 상기 증발증기는 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에 각각 결합된 배관(50)을 통해 화살표 방향으로 이동될 수 있다.The LNG provided in the storage unit 100 generates boil-off steam (BOG) in the first to fourth tanks 102, 104, 106, and 108, and the boil-off steam is first to fourth tanks 102 and 104. , 106 and 108 may be moved in the direction of the arrow through the pipe 50 respectively coupled.

상기 증발증기는 이중연료엔진(30)의 연료로 사용할 때, 증발증기의 메탄가(Methane Number)가 이중연료엔진(30)에서 요구하는 조건에 적합해야 한다.When the evaporated steam is used as the fuel of the dual fuel engine 30, the methane number of the evaporated steam should be suitable for the conditions required by the dual fuel engine (30).

이를 위해 기화기(20)에 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에 저장된 LNG가 펌프(101)에 의해 펌핑 공급된다.To this end, LNG stored in the first to fourth tanks 102, 104, 106, and 108 in the vaporizer 20 is pumped and supplied by the pump 101.

기화기 조절 밸브(22)는 상기 기화기(20)로 공급되는 LNG의 양을 조절하여 기화시키는 증발증기의 양을 조절할 수 있다.The vaporizer control valve 22 may adjust the amount of vaporized vapor to vaporize by adjusting the amount of LNG supplied to the vaporizer 20.

상기 증발증기는 기화기(20)에서 기화되어 제4 공급관(56)을 통해 제1 공급관(52)으로 공급되고, 상기 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에서 증발된 증발증기와 혼합되어 압축부(200)에 공급된다.The vaporized vapor is vaporized in the vaporizer 20 is supplied to the first supply pipe 52 through the fourth supply pipe 56, the vaporized vapor evaporated in the first to fourth tanks (102, 104, 106, 108) It is mixed with and supplied to the compression unit 200.

제1 내지 제4 압축기(202,204,206,208)는 공급된 증발증기가 이중연료엔진(30)에서 안정적으로 연소 가능한 압력과 온도로 변화 가능하도록 압축이 이루어진다.The first to fourth compressors 202, 204, 206 and 208 are compressed so that the evaporated steam supplied can be changed to a pressure and a temperature which can be stably combusted in the dual fuel engine 30.

제1 압축기(202)는 제1 공급관(52)에서 공급된 증발증기를 압축하여 제2 압축기(204)로 공급하고, 연속적으로 제2 압축기(204)와, 제3 압축기(206) 및 제4 압축기(208)를 통해 압축되어 제3 공급관(58)으로 공급된다.The first compressor 202 compresses and supplies the vaporized vapor supplied from the first supply pipe 52 to the second compressor 204, and continuously the second compressor 204, the third compressor 206, and the fourth compressor. It is compressed through the compressor 208 and supplied to the third supply pipe 58.

본 실시예에서는 압축부(200)로 공급되는 증발증기에 대해 히팅을 실시하거나, 상기 압축부(200)에서 별도의 열교환을 실시하지 않고, 제3 공급관(58)으로 바로 공급한다.In the present embodiment, heating is performed on the evaporated steam supplied to the compression unit 200, or directly supplied to the third supply pipe 58 without performing a separate heat exchange from the compression unit 200.

그리고, 상기 증발증기에 대해 이중연료엔진(30)으로 공급되기 이전에 열교환기(500)를 통해 열교환을 실시하여 상기 증발증기의 온도를 소정의 온도로 상승시켜서 이중연료엔진(30)으로 공급한다.Then, before the evaporated steam is supplied to the dual fuel engine 30, heat is exchanged through the heat exchanger 500 to raise the temperature of the evaporated steam to a predetermined temperature and supply the dual fuel engine 30 to the evaporated steam. .

따라서, 상기 저장탱크(100)에서 발생된 증발증기는 이중연료엔진(30)의 연소에 필요한 압력과 온도로 변환되어 일정하게 공급될 수 있다.Therefore, the evaporated steam generated in the storage tank 100 may be converted into a pressure and a temperature required for the combustion of the dual fuel engine 30 and may be constantly supplied.

증발증기는 제3 공급관(58)을 통해 이중연료엔진(30)으로 이동되는 도중에 일부의 증발증기가 상기 이중연료엔진(30)으로 공급되고, 일부의 증발증기는 바이패스부(400)를 통해 제2 공급관(52)으로 바이패스되어 압축부(200)로 공급될 수 있으며, 밸브(403)에 의해 개도량이 조절된다.The evaporated steam is supplied to the dual fuel engine 30 while the evaporated steam is transferred to the dual fuel engine 30 through the third supply pipe 58, and the partial evaporated steam is passed through the bypass unit 400. The second supply pipe 52 may be bypassed and supplied to the compression unit 200, and the opening amount may be adjusted by the valve 403.

이로 인해 상기 압축부(200)에서의 압력강하의 발생을 방지하고 안정적인 작동을 도모할 수 있다.This prevents the occurrence of a pressure drop in the compression unit 200 and can achieve a stable operation.

LNG운반선은 밸러스트 항해(Ballast voyage) 중, 힐 아웃이 이루어지는 조건에서도 최소한의 증발증기만을 이용하여 LNG운반선의 안정적인 항해 및 이중연료엔진(30)의 작동이 가능해질 수 있다.The LNG carrier may be capable of stable sailing and operation of the dual fuel engine 30 of the LNG carrier by using only minimal evaporation steam even in a condition where a hill out is made during ballast voyage.

여기서 힐 아웃은 저장탱크(100)에 저장된 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에 저장된 LNG가 목적지에서 별도의 탱크로 펌핑된 후에, 상기 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에 저장된 LNG는 최소한의 양만이 남아있게 된다.The heel out may be performed after the LNG stored in the first to fourth tanks 102, 104, 106, and 108 stored in the storage tank 100 is pumped to a separate tank at a destination, and the first to fourth tanks 102, The LNG stored in 104, 106, 108 will remain in a minimal amount.

상기 상태에서는 상기 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에 남아있는 LNG를 펌프(101)가 펌핑하여 기화기(20)에 공급시켜서, 증발증기를 생성하여 압축부(200)에 공급하고, 이중연료엔진(30)의 연료로 사용하기 어려울 수 있다.In this state, the LNG remaining in the first to fourth tanks 102, 104, 106, and 108 is pumped by the pump 101 and supplied to the vaporizer 20 to generate evaporated steam to the compression unit 200. It can be difficult to supply and use as fuel for the dual fuel engine 30.

따라서, 상기 기화기(20)에서 생성되지 않고, 상기 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에 자연적으로 생성되는 증발증기만을 가지고 LNG운반선이 항해가 이루어지는 상태를 힐 아웃 이라고 한다.
Therefore, the state in which the LNG carrier is sailed with only the evaporated steam generated in the first to fourth tanks 102, 104, 106 and 108 and not generated in the vaporizer 20 is referred to as hill out.

본 발명의 다른 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템의 작동 상태를 첨부된 도 2를 참조하여 설명한다.The operating state of the compression system for reducing evaporative steam according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

이중연료엔진(30)이 초기에 시동이 이루어질 경우에는 상기 이중연료엔진(30)에서 연소 가능한 압력과 온도가 유지되는 것이 가장 이상적이다.When the dual fuel engine 30 is initially started, it is most ideal that the pressure and temperature combustible in the dual fuel engine 30 are maintained.

예를 들어, 상기 이중연료엔진(30)에서 안정적으로 연소 가능한 압력이 Pbar 이상이고, 온도가 T℃ 이상일 경우에는 상기 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에 -162℃로 저장된 LNG를 상기 압력(P)과 온도(T)로 변화시켜 이중연료엔진(30)에 공급해야 한다.For example, when the pressure capable of stably combusting the dual fuel engine 30 is Pbar or more and the temperature is T ° C or more, the first to fourth tanks 102, 104, 106, and 108 may be -162 ° C. The stored LNG should be supplied to the dual fuel engine 30 by changing the pressure P and the temperature T.

이를 위해 증발증기는 제1 압축기(202)에서 압축되어 소정의 압력과 온도로 변화한 후에, 제2 압축기(204)로 공급된다.To this end, the evaporated vapor is compressed in the first compressor 202 and changed to a predetermined pressure and temperature, and then supplied to the second compressor 204.

제1 열교환기(310)는 상기 제1 압축기(202)에서 압축된 증발증기를 공급받아 열교환을 실시하여 소정의 온도로 증발증기를 상승시킨 후에, 제2 압축기(204)로 공급할 수 있다.The first heat exchanger 310 may receive the evaporated vapor compressed by the first compressor 202 to heat exchange to raise the evaporated steam to a predetermined temperature, and then supply the second evaporated steam to the second compressor 204.

또한, 상기 제1 압축기(202)를 통해 압축된 증발증기는 제1 열교환기(310)를 경유하지 않고, 제1 조절밸브(42a)를 통해 공급량이 조절되어 제2 압축기(204)로 공급될 수 있다.In addition, the evaporated vapor compressed through the first compressor 202 is supplied via the first control valve 42a to be supplied to the second compressor 204 without passing through the first heat exchanger 310. Can be.

이때, 제1 열교환기(310)를 통해 열교환된 증발증기는 제2 조절밸브(42b)를 통해 양이 조절되어 상기 제1 압축기(202)로 공급된 후에 제2 압축기(204)로 재공급될 수 있다.At this time, the evaporated steam heat exchanged through the first heat exchanger 310 is supplied to the first compressor 202 after the amount is adjusted through the second control valve 42b and then supplied to the second compressor 204 again. Can be.

제2 열교환기(320)는 제2 압축기(204)에서 압축된 증발증기에 대해 열교환을 실시하여 제3 압축기(206)으로 공급하고, 제3 압축기(206)는 상기 열교환된 증발증기를 공급받아 압축하여 제3 열교환기(330)로 공급할 수 있다.The second heat exchanger 320 performs heat exchange with respect to the evaporated steam compressed by the second compressor 204 to supply the third compressor 206, and the third compressor 206 receives the heat exchanged evaporated steam. It may be compressed and supplied to the third heat exchanger 330.

제4 압축기(208)는 상기 제3 열교환기(330)를 통해 소정의 온도로 열교환된 증발증기를 공급받아 제4 압축기(208)로 공급한다.The fourth compressor 208 receives the evaporated steam heat-exchanged to a predetermined temperature through the third heat exchanger 330 and supplies it to the fourth compressor 208.

상기 제4 압축기(208)에서 최종적으로 압축된 증발증기는 제3 공급관(58)으로 배출된다.The vaporized vapor finally compressed by the fourth compressor 208 is discharged to the third supply pipe 58.

상기 증발증기는 이중연료엔진(30)으로 공급되기 이전에 열교환기(500)를 통해 한번 더 열교환되며 소정의 온도로 히팅되어 이중연료엔진(30)으로 공급되며, 상기 이중연료엔진(30)에서 요구하는 압력과 온도로 공급될 수 있다.The evaporated steam is heat exchanged once more through the heat exchanger 500 and heated to a predetermined temperature before being supplied to the dual fuel engine 30, and is supplied to the dual fuel engine 30, in the dual fuel engine 30. Can be supplied at the required pressure and temperature.

증발증기는 제3 공급관(58)을 통해 이중연료엔진(30)으로 이동되는 도중에 일부의 증발증기가 상기 이중연료엔진(30)으로 공급되고, 일부의 증발증기는 바이패스부(400)를 통해 제2 공급관(52)으로 바이패스되어 압축부(200)로 공급될 수 있다.The evaporated steam is supplied to the dual fuel engine 30 while the evaporated steam is transferred to the dual fuel engine 30 through the third supply pipe 58, and the partial evaporated steam is passed through the bypass unit 400. The second supply pipe 52 may be bypassed and supplied to the compression unit 200.

이로 인해 상기 압축부(200)에서의 압력강하의 발생을 방지하고 안정적인 작동을 도모할 수 있다.
This prevents the occurrence of a pressure drop in the compression unit 200 and can achieve a stable operation.

본 발명의 다른 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템의 작동 상태를 첨부된 도 3을 참조하여 설명한다.An operating state of the compression system for reducing evaporative vapor according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

상기 증발증기는 기화기(20)에서 기화되어 제4 공급관(56)을 통해 제1 공급관(52)으로 공급되고, 상기 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에서 증발된 증발증기와 혼합되어 압축부(200)에 공급되기 이전에 히터(600)를 통해 저온 상태의 증발증기의 온도를 소정의 온도로 상승시킨다.The vaporized vapor is vaporized in the vaporizer 20 is supplied to the first supply pipe 52 through the fourth supply pipe 56, the vaporized vapor evaporated in the first to fourth tanks (102, 104, 106, 108) And the temperature of the evaporated vapor in a low temperature state is raised to a predetermined temperature through the heater 600 before being mixed with and supplied to the compression unit 200.

상기 증발증기가 압축부(200)로 공급되기 이전에 히터(600)를 경유하여 공급되는 이유는, 저온의 증발증기의 온도를 높여 압축부(200)에 공급시키기 위해서이다.The reason why the evaporated steam is supplied via the heater 600 before the evaporated steam is supplied to the compression unit 200 is to increase the temperature of the low temperature evaporated steam and supply the same to the compression unit 200.

상기 증발증기는 히터(600)를 경유하여 제1 압축기(202)로 공급될 수 있다. 상기 제1 압축기(202)는 증발증기를 압축하여 제2 압축기(204)로 공급한다.The vaporized vapor may be supplied to the first compressor 202 via the heater 600. The first compressor 202 compresses and supplies the vaporized vapor to the second compressor 204.

제2 압축기(204)는 제1 압축기(202)에서 공급된 증발증기를 압축하여 소정의 압력과 온도로 제3 압축기(206)로 공급하고, 상기 제3 압축기(206)에서 최종적으로 압축을 실시하여 제3 공급관(58)으로 공급한다.The second compressor 204 compresses the evaporated vapor supplied from the first compressor 202 and supplies the same to the third compressor 206 at a predetermined pressure and temperature, and finally performs compression in the third compressor 206. To the third supply pipe 58.

제1 열교환기(310)는 제1 압축기(202)에서 압축된 증발증기에 대해 열교환을 실시하여 온도와 압력을 조정하여 제2 압축기(204)로 공급하고, 제2 열교환기(320)는 제2 압축기(204)에서 압축된 증발증기에 대해 열교환을 실시하여 제3 압축기(206)로 공급한다.The first heat exchanger 310 performs heat exchange on the evaporated steam compressed by the first compressor 202 to adjust the temperature and the pressure to supply the second compressor 204, and the second heat exchanger 320 Heat exchange is performed on the evaporated steam compressed by the two compressors 204 and supplied to the third compressor 206.

이와 같이 제1,2,3 압축기(202, 204, 206)와 열교환부(300)를 경유한 증발증기는 제3 열교환기(330)를 통해 최종적으로 열교환되어 상기 제3 공급관(58)을 통해 이중연료엔진(30)으로 공급될 수 있다.As such, the evaporated vapors passing through the first, second, and third compressors 202, 204, and 206 and the heat exchange part 300 are finally heat exchanged through the third heat exchanger 330, and then through the third supply pipe 58. It may be supplied to the dual fuel engine (30).

본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템의 작동 상태를 다시 첨부된 도 4를 참조하여 설명한다.The operating state of the compression system for reducing evaporative steam according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 again.

상기 증발증기는 이중연료엔진(30)의 연료로 사용할 때, 상기 증발증기의 메탄가(Methane Number)가 이중연료엔진(50)에서 요구하는 조건에 적합한 것이 안정적인 이중연료엔진(30)의 작동을 도모할 수 있다.When the evaporated steam is used as a fuel of the dual fuel engine 30, it is possible to operate the dual fuel engine 30 that is stable in that the methane number of the evaporated steam is suitable for the conditions required by the dual fuel engine 50. can do.

왜냐하면, 메탄가가 이중연료엔진(30)에서 요구하는 메탄가 보다 상대적으로 높을 경우에는 상기 이중연료엔진(30)에서 노킹(Knocking)현상이 발생되기 때문이다.This is because when the methane number is higher than the methane value required by the dual fuel engine 30, knocking occurs in the dual fuel engine 30.

이를 위해 기화기(20)에 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에 저장된 LNG가 펌프(101)에 의해 펌핑 공급된다. 기화기 조절 밸브(22)는 상기 기화기(20)로 공급되는 LNG의 양을 조절하여 기화시키는 증발증기의 양을 조절할 수 있다.To this end, LNG stored in the first to fourth tanks 102, 104, 106, and 108 in the vaporizer 20 is pumped and supplied by the pump 101. The vaporizer control valve 22 may adjust the amount of vaporized vapor to vaporize by adjusting the amount of LNG supplied to the vaporizer 20.

예를 들어, 상기 이중연료엔진(30)에서 안정적으로 연소 가능한 압력이 Pbar 이상이고, 온도가 T℃ 이상일 경우에는 상기 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에 -162℃로 저장된 LNG를 상기 압력(P)과 온도(T)로 변화시켜 이중연료엔진(30)에 공급해야한다.For example, when the pressure capable of stably combusting the dual fuel engine 30 is Pbar or more and the temperature is T ° C or more, the first to fourth tanks 102, 104, 106, and 108 may be -162 ° C. Stored LNG should be supplied to the dual fuel engine 30 by changing the pressure (P) and the temperature (T).

또한, 상기 이중연료엔진(30)이 안정적으로 작동 가능한 양으로 공급해야만 상기 이중연료엔진(30)이 작동 도중에 정지하지 않고 안정적으로 작동할 수 있다.In addition, the dual fuel engine 30 can be stably operated without stopping while the dual fuel engine 30 is supplied in an amount that can be stably operated.

이를 위해 증발증기는 압축부(200)에서 압축되어 소정의 압력과 온도로 변화한 후에, 일부의 증발증기는 이중연료엔진(30)으로 공급되고, 일부의 증발증기는 제2 바이패스(414)로 바이패스 된다.To this end, after the evaporated steam is compressed in the compression unit 200 and changed to a predetermined pressure and temperature, some evaporated steam is supplied to the dual fuel engine 30, and some evaporated steam is the second bypass 414. Bypassed.

제1 바이패스(412)에서는 공급된 증발증기를 제4 열교환기(340)를 통해 열교환을 실시하여 소정의 온도로 하강시켜서 상기 제1 공급관(52)으로 재공급한다.In the first bypass 412, the supplied evaporated steam is exchanged through the fourth heat exchanger 340, lowered to a predetermined temperature, and resupplied to the first supply pipe 52.

그러면, 상기 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에서 발생된 증발증기와 혼합되어 제1 압축기(202)로 재공급되고, 상기 제1 압축기(202)에서 압축되는 증발증기의 양과 온도가 이중연료엔진(30)에서 요구하는 압력과 온도를 위해 조정될 수 있다.Then, the mixture of the evaporated steam generated in the first to fourth tanks (102, 104, 106, 108) is fed back to the first compressor 202, the compression of the evaporated steam is compressed in the first compressor (202) The amount and temperature can be adjusted for the pressure and temperature required by the dual fuel engine 30.

예를 들어, 상기 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)에서 공급되는 증발증기의 양이 감소될 경우에는 제2 바이패스(414)를 통해 공급되는 증발증기의 양이 더해지면서 상기 압축부(200)에서 안정적으로 압축 가능한 양으로 제어될 수 있다.For example, when the amount of vaporized steam supplied from the first to fourth tanks 102, 104, 106, and 108 is reduced, the amount of vaporized vapor supplied through the second bypass 414 is added. The compression unit 200 may be controlled in an amount that can be stably compressed.

상기 제1 바이패스(412)는 증발증기의 온도가 제4 열교환기(340)를 경유하여 제1 공급관(52)으로 공급될 수 있으며, 제1 조절 밸브(42a)에 의해 공급량이 조절될 수 있다.The first bypass 412 may be supplied to the first supply pipe 52 via the fourth heat exchanger 340, the temperature of the evaporated steam, the supply amount may be adjusted by the first control valve 42a have.

또한, 증발증기의 온도는 제1 압축기(202)에서 한 번 압축된 후의 온도가 제1 공급관(52)으로 공급되는 증발증기의 온도보다는 상대적으로 높기 때문에 상기 제1 바이패스(412)를 통해 제1 압축기(202)로 재공급된 증발증기의 온도도 상대적으로 소정 온도 이상 상승될 수 있다.In addition, since the temperature of the evaporated steam is compressed once in the first compressor 202 is relatively higher than the temperature of the evaporated steam supplied to the first supply pipe (52) through the first bypass (412) The temperature of the evaporated steam resupplied to the first compressor 202 may also be relatively increased above a predetermined temperature.

이와 같이 증발증기는 제1 바이패스(412)를 통해 양과 온도가 조절되어 제1 압축기(202)로 공급되어 압축되고, 제2,3,4 압축기(204,206,208)를 통해 연속적으로 압축되면서 소정의 압력과 온도로 제3 공급관(58)으로 배출된다.As such, the amount and temperature of the vaporized vapor are controlled and supplied to the first compressor 202 through the first bypass 412, and the compressed vapor is continuously compressed through the second, third and fourth compressors 204, 206, and 208. Excess temperature is discharged to the third supply pipe (58).

상기 증발증기는 이중연료엔진(30)으로 공급되기 이전에 열교환기(500)를 통해 한번 더 열교환되고, 일부의 증발증기는 상기 제3 공급관(58)을 통해 이동되고, 일부의 증발증기는 제2 바이패스(414)를 통해 제2 압축기(204)로 재순환 될 수 있다.The evaporated steam is once more heat exchanged through the heat exchanger 500 before being supplied to the dual fuel engine 30, some evaporated steam is moved through the third supply pipe 58, some of the evaporated steam It can be recycled to the second compressor 204 via two bypass 414.

이와 같이 압축부(200)를 통해 압축된 증발증기를 상기 압축부(200)로 재순환시킴으로서, 상기 이중연료엔진(30)에서 요구하는 압력과 온도 상태로 유사하게 조절할 수 있다.By recirculating the evaporated steam compressed by the compression unit 200 to the compression unit 200 as described above, it can be similarly adjusted to the pressure and temperature conditions required by the dual fuel engine 30.

상기 제2 압축기(204)로 공급된 증발증기는 제2 조절밸브(42b)에 의해 공급량이 조절되고, 상기 제2 압축기(204)에서 재압축될 수 있다.The evaporated steam supplied to the second compressor 204 may be adjusted by the second control valve 42b and recompressed by the second compressor 204.

참고로 제1 압축기(202)로 공급되는 증발증기는 제1 조절밸브(42a)에 의해 조절될 수 있다.For reference, the evaporated steam supplied to the first compressor 202 may be controlled by the first control valve 42a.

증발증기는 열교환기(500)를 통해 소정의 온도로 변경되어 이중연료엔진(30)으로 공급되며, 상기 이중연료엔진(30)에서 요구하는 압력과 온도로 안정적으로 공급될 수 있다.The evaporated steam is changed to a predetermined temperature through the heat exchanger 500 and supplied to the dual fuel engine 30, and stably supplied at a pressure and a temperature required by the dual fuel engine 30.

따라서, 상기 저장탱크(100)에서 발생된 증발증기는 이중연료엔진(30)의 연소에 필요한 압력과 온도로 변환되어 일정하게 공급되며, 상기 제1,2 바이패스(412,414)를 통해 최소한의 증발증기가 이중연료엔진(30)으로 공급될 수 있다.Therefore, the evaporated steam generated in the storage tank 100 is converted into a pressure and temperature necessary for the combustion of the dual fuel engine 30 and is constantly supplied. The evaporated steam is minimally evaporated through the first and second bypasses 412 and 414. Steam may be supplied to the dual fuel engine (30).

만약, 상기 압축부(200)가 오작동하거나, 일부의 설비가 고장날 경우에는, 상기 이중연료엔진(30)으로 증발증기가 공급되지 않고 제3 공급관(58)과 연결된 가스연소기(2)로 증발증기가 공급되어 연소될 수 있다.If the compression unit 200 malfunctions or some of the facilities fail, evaporative steam is not supplied to the dual fuel engine 30 but is connected to the gas combustion unit 2 connected to the third supply pipe 58. Can be supplied and burned.

이와 같은 특징은 LNG운반선이 밸러스트 항해(Ballast voyage) 중, 힐 아웃(Heel-out)이 이루어지는 조건에서도 최소한의 증발증기만을 이용하여 LNG 운반선의 안정적인 항해 및 이중연료엔진(30)의 작동이 가능해질 수 있다.
This feature makes it possible to operate the LNG carriers in a stable manner and to operate the dual fuel engine 30 by using only minimal evaporation steam even in a condition where the heal-out takes place during ballast voyage. Can be.

본 발명에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템의 각 실시예에 따른 압력과 온도 상태와 이중연료엔진에서 요구하는 압력과 온도 상태에 대해 첨부된 도 5를 참조하여 설명한다.The pressure and temperature conditions and the pressure and temperature conditions required by the dual fuel engine according to each embodiment of the compression system for reducing evaporative steam according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.

참고로 X축은 이중연료엔진에서 안정적인 연소를 가능하게 하는 온도를 나타낸 것이고, Y축은 이중연료엔진에서 안정적인 연소를 가능하게 하는 압력을 도시하였다.For reference, the X-axis shows the temperature that enables stable combustion in the dual fuel engine, and the Y-axis shows the pressure that enables stable combustion in the dual fuel engine.

또한, 본 그래프에는 제1 내지 제4 실시예에 대한 그래프가 도시되었다.Also shown in the graphs are graphs for the first to fourth embodiments.

첨부된 도 5를 참조하면, 이중연료엔진은 안정적인 증발증기의 연소를 위해 압력(Prequire)과 안정적인 온도(Tstability)가 요구될 수 있다.Referring to FIG. 5, the dual fuel engine may require a pressure and a stable temperature for stable combustion of the vaporized steam.

일점쇄선으로 도시한 제1,4 실시예에 의한 온도 및 성능 그래프를 보면, 상기 이중연료엔진에서 요구하는 온도와 압력을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.Looking at the temperature and performance graph according to the first and fourth embodiments shown by a dashed line, it can be seen that the temperature and pressure required by the dual fuel engine are satisfied.

또한, 실선으로 도시한 제2 실시예와 제3 실시예 모두 이중연료엔진에서 요구하는 온도와 압력 이상의 조건에서 증발증기의 온도 및 압력이 조절되는 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the temperature and pressure of the vaporized steam are controlled under the conditions of the temperature and pressure required for the dual fuel engine in both the second embodiment and the third embodiment shown by the solid line.

따라서, 본 발명에 의한 증발증기 저감용 압축 시스템은 최소한의 증발증기를 연소에 필요한 연료로 사용함과 동시에 이중연료엔진에 적합한 온도와 압력으로 공급되는 것을 알 수 있다.
Therefore, it can be seen that the compression system for reducing evaporative steam according to the present invention uses a minimum amount of evaporated steam as a fuel for combustion and is supplied at a temperature and pressure suitable for a dual fuel engine.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

20 : 기화기
30 : 이중연료엔진
100 : 저장탱크
200 : 압축부
400 : 바이패스부
412, 414 : 제1,2 바이패스
500 : 열교환기
600 : 히터20: Carburetor
30: dual fuel engine
100: storage tank
200: compression unit
400: bypass section
412, 414: 1st, 2nd bypass
500: heat exchanger
600: heater

Claims

A storage tank equipped with a low temperature liquefied gas;
A compression unit including a plurality of compressors configured to receive a boil off gas generated from the storage tank and increase the pressure to supply the engine to the engine;
A heat exchanger for raising the temperature of the vaporized vapor discharged through the outlet end of the compression unit;
Including a bypass (By-Pass) for adjusting the amount of evaporated steam supplied to the engine,
The bypass unit includes:
A first bypass receiving the evaporated steam discharged to any one of the plurality of compressors and recycling the steam to an inlet of the compression unit; And
And a second bypass for receiving the evaporated steam discharged from the outlet of the compression unit and recycling the same to the compression unit.

The method according to claim 1,
The compression unit
Compression system for reducing evaporative steam, characterized in that a plurality of compressors are arranged in series.

The method according to claim 1,
The heat exchanger
Compression system for reducing evaporated steam, characterized in that the water at room temperature is supplied as a refrigerant for heat exchange.

The method of claim 2,
And a vaporizer disposed between the storage tank and the compression unit and configured to change the gas in a liquefied state stored in the storage tank into a gas so as to be supplied to the compression unit.

The method of claim 2,
The first bypass unit
Compression system for reducing evaporated steam, characterized in that one end is connected to the outlet end of the compression section, the other end is connected to the inlet end of the compression section.

6. The method of claim 5,
The first bypass unit
Compression system for reducing the evaporated steam further comprises a valve for adjusting the amount of evaporated steam supplied to the engine.

7. The method according to any one of claims 2 to 6,
The compression unit
A compression system for reducing evaporative steam, the method further comprising an auxiliary heat exchanger disposed between the compressors and performing heat exchange with the compressed evaporative steam.

8. The method of claim 7,
The compression unit
And a control valve disposed between the compressors and controlling an amount of the vaporized steam supplied to the compressor and the auxiliary heat exchanger.

The method of claim 7, wherein
The secondary heat exchanger
Compression system for reducing evaporated steam, characterized in that the water at room temperature is supplied as a refrigerant for heat exchange.

The method according to claim 1,
And between the storage tank and the compression unit further comprises a heater that allows the low temperature liquefied gas supplied from the storage tank to rise to a predetermined temperature.

The method according to claim 1,
The compression unit
First and second heat exchangers respectively disposed between the compressor and the compressor;
Further comprising a third heat exchanger disposed at the outlet end of the compression unit,
And the first and second heat exchangers exchange heat with the refrigerant heat exchanged in the third heat exchanger.

delete

The method according to claim 1,
At least one of the first bypass and the second bypass comprises a control valve for regulating the amount of evaporated steam supplied to the compression unit.

The method according to claim 1,
The first bypass is
Compression system for reducing evaporated steam, characterized in that provided to control the temperature of the evaporated steam supplied to the compression unit.

The method according to claim 1,
The second bypass is
Compression system for reducing evaporated steam, characterized in that provided to adjust the amount of evaporated steam supplied to the compression unit.

The method of claim 1,
The first bypass is,
And a fourth heat exchanger configured to perform heat exchange with the gas compressed in the compression unit.