KR101325505B1 - 저장탱크의 가스 처리 장치 - Google Patents

저장탱크의 가스 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101325505B1
KR101325505B1 KR1020120071364A KR20120071364A KR101325505B1 KR 101325505 B1 KR101325505 B1 KR 101325505B1 KR 1020120071364 A KR1020120071364 A KR 1020120071364A KR 20120071364 A KR20120071364 A KR 20120071364A KR 101325505 B1 KR101325505 B1 KR 101325505B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
liquid nitrogen
nitrogen
outlet
main body
Prior art date
Application number
KR1020120071364A
Other languages
English (en)
Inventor
장대준
서영균
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020120071364A priority Critical patent/KR101325505B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101325505B1 publication Critical patent/KR101325505B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C7/00—Methods or apparatus for discharging liquefied, solidified, or compressed gases from pressure vessels, not covered by another subclass
    • F17C7/02—Discharging liquefied gases
    • F17C7/04—Discharging liquefied gases with change of state, e.g. vaporisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/04—Arrangement or mounting of valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B63J2099/001—Burning of transported goods, e.g. fuel, boil-off or refuse
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

본 발명은 질소가스와 액화천연가스가 증발되어 발생된 증발가스(BOG)가 채워지는 공간부(51)가 형성되는 저장탱크(50)의 가스를 처리하기 위한 저장탱크의 가스 처리 장치에 있어서, 액체질소가 저장되는 액체질소저장기(100); 및 상기 공간부(51)로부터 이송된 질소가스와 증발가스가 상기 액체질소저장기(100)로부터 이송된 액체질소와 열교환되어 질소가스가 외부로 유출되고 증발가스가 액화천연가스로 액화되어 저장되는 본체(200);를 포함하며, 상기 액체질소저장기는 일측에 형성되는 유출로(110)와, 상기 유출로(110) 상에 설치되어 상기 유출로(110)의 개폐를 제어하여 상기 액체질소저장기의 내부압력을 제어하는 유출로제어밸브(115)롤 포함한다.

Description

저장탱크의 가스 처리 장치{Treatment Device for Gas of Storage Tank}
본 발명은 저장탱크의 가스 처리 장치에 관한 것으로서, 액화천연가스를 운송하는 LNG수송선의 저장탱크에서 발생하는 가스를 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다.
액화천연가스는 천연가스의 주성분인 메탄을 1기압 하에서 섭씨 -163도 이하로 온도를 내리면 생성되는 액체인데, 액화된 액화천연가스의 부피는 표준상태인 기체상태의 LNG의 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.47 내외로 원유비중의 약 2분의 1이 된다.
이 때문에, LNG는 수송 및 저장이 수월한 이점이 있는 반면, 극저온의 성질을 가지고 있어 누출될 경우 매우 위험하므로, 수송선에서 절연체(단열재)로 제작된 별도의 저장탱크로 운송 또는 보관을 하게 된다.
한편, 비어 있는 저장탱크의 내부온도는 상온(액화천연가스의 비등점보다 높은 온도)으로 유지된다.
이 때, 액화천연가스를 수송하기 위해 비어 있는 저장탱크의 내부에 액화천연가스를 주입하게 되면, 액화천연가스의 비등점보다 높은 저장탱크의 내부온도(상온)로 인해, 저장탱크의 내부로 주입된 액화천연가스의 일부가 증발되어 증발가스가 발생된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 비어 있는 저장탱크의 내부에 작동유체로서 액체질소를 유입하여 냉각한 후, 액화천연가스를 주입하는 것이 일반적이다.
이에 따라, 액화천연가스가 주입된 저장탱크의 내부에는 냉각에 이용되어 액체질소에서 기체상태로 변화된 질소가스와 액화천연가스가 증발되어 발생된 증발가스가 채워지는 공간부가 형성되게 된다.
공간부에 위치된 증발가스와 질소가스는 뭉쳐서 폭발할 수 있기 때문에, 종래기술 한국등록특허 제0758400호에서는 가스연소장치를 이용하여 증발가스와 질소가스를 태워 없애는 기술을 공지하였다.
그러나 증발가스를 태워서 없애는 것은 자원낭비이기 때문에 공간부에 위치된 증발가스를 회수하기 위한 장치가 필요한 실정이다.
한국등록특허 제0758400호(2007.09.06)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 증발가스와 질소가스를 분리하여, 증발가스를 용이하게 회수하고 질소가스를 외부로 용이하게 배출할 수 있는 저장탱크의 가스 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000a)는 질소가스와 액화천연가스가 증발되어 발생된 증발가스(BOG)가 채워지는 공간부(51)가 형성되는 저장탱크(50)의 가스를 처리하기 위한 저장탱크의 가스 처리 장치(1000a)에 있어서, 액체질소가 저장되는 액체질소저장기(100); 및 상기 공간부(51)로부터 이송된 질소가스와 증발가스가 상기 액체질소저장기(100)로부터 이송된 액체질소와 열교환되어 질소가스가 외부로 유출되고 증발가스가 액화천연가스로 액화되어 저장되는 본체(200);를 포함하며, 상기 액체질소저장기는 일측에 형성되는 유출로(110)와, 상기 유출로(110) 상에 설치되어 상기 유출로(110)의 개폐를 제어하여 상기 액체질소저장기의 내부압력을 제어하는 유출로제어밸브(115)롤 포함한다.
또한, 상기 유출로제어밸브(115)는 상기 액체질소저장기(100)에 저장된 액체질소의 온도가 증발가스의 액화점과 승화점 사이가 되도록 상기 액체질소저장기(100)의 내부압력을 4기압(400kpa)과 14기압(1,400kpa) 사이로 제어한다.
또한, 상기 본체(200)는 상기 본체(200)의 내부에 형성되며 상기 액체질소저장기(100)로부터 이송된 액체질소가 유입되어 순환한 후 다시 상기 액체질소저장기(100)로 귀환하는 순환유로(220a), 상기 순환유로(220a)의 외측에 형성되고 상기 공간부(51)로부터 이송된 질소가스와 증발가스가 채워지는 열교환부(240a)를 포함한다.
또한, 상기 본체(200)는 상기 열교환부(240a)의 내면에서 지그재그형태로 교대로 돌출 형성되어 상기 열교환부(240a)로 유입되는 질소가스와 증발가스를 지그재그로 안내하는 다수개의 가이드벽(250a), 상기 열교환부(240a)의 상단부와 연통되어 상기 열교환부(240a)에서 상승된 질소가스를 외부로 유출하는 제1유출구(260a), 및 상기 제1유출구(260a)상에 설치되어 상기 제1유출구(260a)가 유출하는 질소가스의 유출량을 제어하는 제1유출구제어밸브(265a)를 더 포함한다.
또한, 상기 액체질소저장기(100)는 상기 순환유로(220a)로부터 질소가스와 증발가스와 열교환되어 기체질소로 상태변화되어 이송되는 액체질소를 상기 유출로(110)를 통해 외부로 유출한다.
본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000b)는 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000a)가 본체(200)가 다르게 구성된다.
이 때, 상기 본체(200)는 상기 본체(200)의 내부에 형성되며 상기 액체질소저장기(100)로부터 이송된 액체질소가 유입되어 상하방향으로 순환한 후 다시 상기 액체질소저장기(100)로 귀환하는 순환유로(220b), 상기 순환유로(220b)의 외측에 형성되고 상기 공간부(51)로부터 이송된 질소가스와 증발가스가 채워지는 열교환부(240b)를 포함한다.
또한, 상기 본체(200)는 상기 열교환부(240b)의 좌단부와 우단부에서 지그재그형태로 돌출 형성되어 상기 열교환부(240b)로 유입되는 질소가스와 증발가스를 지그재그로 안내하는 다수개의 집진판(250b), 상기 열교환부(240b)의 상단부와 연통되어 상기 열교환부(240b)에서 상승된 질소가스를 외부로 유출하는 제1유출구(260b), 상기 제1유출구(260b)상에 설치되어 상기 제1유출구(260b)가 유출하는 질소가스의 유출량을 제어하는 제1유출구제어밸브(265b), 및 상기 순환유로(220b)의 상단부와 연통되며 상기 순환유로(220b)에서 질소가스와 증발가스와 열교환되어 기체질소로 상태변화되어 상승되는 액체질소를 외부로 유출하는 제2유출구(270b), 상기 제2유출구(270b)상에 설치되어 상기 제2유출구(270b)가 유출하는 기체질소의 유출량을 제어하는 제2유출구제어밸브(275b)를 포함한다.
또한, 상기 집진판(250b)은 상기 열교환부(240b)의 상측으로 경사지도록 형성된다.
또한, 상기 본체(200)는 상기 본체(200)의 내면과 외면이 서로 일정거리 이격되어 저장공간(201b)이 형성되고, 상기 집진판(250b)과 상기 열교환부(240b) 사이 공간을 집진부(245b)라고 할 때, 상기 저장공간(201b)과 상기 집진부(245b)를 연통하는 연통홀(203b)이 형성된다.
또한, 상기 액체질소저장기(100)는 상기 순환유로(220b)로부터 질소가스와 증발가스와 열교환되어 기체질소로 상태변화되어 이송되는 액체질소를 상기 유출로(110)를 통해 외부로 유출한다.
또한, 상기 저장탱크의 가스 처리 장치(1000b)는 상기 액체질소저장기(100)와 상기 본체(200) 사이에 설치되어 상기 본체(200)로 이송되는 액체질소를 펌핑하는 펌핑기(300);를 더 포함한다.
이에 따라, 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치는 질소가스와 증발가스가 액체질소와 열교환되어 질소가스가 외부로 유출되고 증발가스가 액화천연가스로 액화되어 저장됨으로써, 비교적 비용이 저렴한 액체질소를 이용하여 적은 비용으로도 증발가스를 용이하게 회수할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치는 액체질소저장기에 유출로제어밸브가 구성됨으로써, 유출로가 유출하는 기체질소의 유출량을 용이하게 제어할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치는 유출로제어밸브를 이용하여 액체질소저장기의 내부압력을 4기압과 14기압 사이로 제어함으로써, 압력이 제어된 액체질소가 열교환부에서 증발가스와 열교환되어 증발가스가 승화(기체=>고체)되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치는 본체의 열교환부로 유입되는 질소가스와 증발가스를 지그재그로 안내하여 순환유로에서 순환되는 액체질소와 접촉시간이 많아지도록 하는 다수개의 가이드벽이 구성됨으로써, 질소가스와 증발가스와 액체질소의 열교환효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 집진판은 상측으로 경사지도록 형성되어, 집진판에 의해 집진된 액화천연가스를 집진판과 열교환부 사이로 저장되도록 함으로써, 액화된 액화천연가스를 좀 더 용이하게 특정 공간으로 모을 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치는 본체의 내면과 외면이 일정간격 이격되어 저장공간이 형성되고 집진부와 저장공간을 연통하는 연통홀이 형성됨으로써, 집진부에 저장된 액화천연가스를 용이하게 본체의 하측으로 모을 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치는 액체질소저장기와 연통되어 액체질소저장기에 저장된 액체질소를 펌핑하는 펌핑기가 구성됨으로써, 액체질소를 좀 더 용이하게 본체로 이송할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치의 구성도
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치의 가스 흐름도
도 3은 도 1 내지 도 2에 도시된 순환유로의 실시예
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치의 구성도
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치의 가스 흐름도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 방향에 있어서, 도면의 좌측을 좌측으로, 도면의 우측을 우측으로, 도면의 상측을 상측으로, 도면의 하측을 하측으로 정의하며, 도면의 좌우방향을 좌우방향, 도면의 상하방향을 상하방향으로 정의한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치의 구성도, 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치의 가스 흐름도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000a)는 저장탱크(50)의 내부를 냉각하기 위한 작동유체로 이용되었던 액체질소가 기체상태로 변화된 질소가스와 액화천연가스가 증발되어 발생된 증발가스(BOG : Boil of Gas)가 채워지는 공간부(51)가 형성되는 저장탱크(50)의 가스를 처리하기 위한 저장탱크의 가스 처리 장치(1000a)에 있어서, 액체질소저장기(100), 본체(200)를 포함하여 구성된다.
액체질소저장기(100)는 액체질소가 저장되는 구성으로서, 액체질소가 압축저장될 수 있도록 압축탱크나 압축용기가 이용될 수 있으며, 외부로부터 액체질소를 공급받을 수 있다.
또한, 액체질소저장기(100)는 유출로(110)와 유출로제어밸브(115)를 포함하여 구성된다.
유출로(110)는 액체질소저장기(100)의 상단부에서 액체질소저장기(1000의 외측으로 돌출 형성되는 관 형태의 구성이다.
유출로제어밸브(115)는 유출로(110)의 개폐를 제어하여 액체질소저장기(100)로부터 유출로(110)로 유출되는 유체 또는 기체의 유출량을 제어함으로써, 액체질소저장기(100)의 내부압력을 제어한다.
본체(200)는 공간부(51)에 위치된 질소가스와 증발가스와 액체질소저장기(100)에 저장된 액체질소의 열교환을 위한 구성으로서, 제1유입구(210a), 순환유로(220a), 제2유입구(230a), 열교환부(240a), 가이드벽(250a), 제1유출구(260a), 제1유출구제어밸브(265a), 제2유출구(270a), 저장구(280a), 저장구제어밸브(285a)를 포함하여 구성된다.
제1유입구(210a)는 본체(200)의 좌단부 하측에서 본체(200)의 외측으로 돌출 형성되는 관형태의 구성으로서, 액체질소저장기(100)와 연통되어 액체질소저장기(100)로부터 이송된 액체질소가 유입된다.
순환유로(220a)는 본체(200)의 내부에 형성되며 순환유로(220a)의 유로가 시작되는 일단부가 제1유입구(210a)와 연통되어 제1유입구(210a)를 통해 유입된 액체질소가 순환된다. 도 1에는 순환유로(220a)가 U자형태로 형성된 실시예를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 순환유로(220a)는 좀 더 꼬불꼬불한 형태나 직선형태로도 형성될 수 있다.
제2유입구(230a)는 본체(200)의 상단부 좌측에서 본체(200)의 외측으로 돌출 형성되는 관형태의 구성으로서, 공간부(51)와 연통되어 공간부(51)로부터 이송된 질소가스와 증발가스가 유입된다.
열교환부(240a)는 순환유로(220a)의 외측에 형성되며 제2유입구(230a)와 연통되어 제2유입구(230a)를 통해 유입된 질소가스와 증발가스가 순환유로(220a)에서 순환되는 액체질소의 냉기와 열교환되어 질소가스가 기체상태를 유지하면서 열교환부(240a)의 상측으로 상승되고 증발가스가 액화천연가스로 액화되어 열교환부(240a)의 하측으로 하강된다.
좀 더 상세하게, 대기압 하에서 액화점이 -163도인 증발가스와 대기압 하에서 액화점이 -195도인 질소가스는 대기압 하에서 온도가 -195도인 액체질소와 열교환되어 대기압 하에서 액화점이 -163도인 증발가스가 액화천연가스로 액화되어 하강되고 대기압 하에서 액화점이 -195도인 질소가스가 기체상태를 그대로 유지하면서 상승된다.(여기에서 질소가스의 승화점(기체=>고체)은 -210도이다.)
그러나 대기압 하에서 승화점(기체=>고체)이 -183도인 증발가스는 대기압 하에서 온도가 -195도인 액체질소와 열교환되어 기체상태에서 고체상태로 승화되어 순환유로(220a)에 달라붙을 수 있다.
이러한 점을 해결하기 위해, 본 발명은 유출로제어밸브(115)를 이용하여 액체질소저장기(100)로부터 본체(200)로 공급되는 액체질소의 압력을 제어하여 액체질소의 온도를 제어하는데, 이에 대해 상세히 설명하자면 다음과 같다.
유출로제어밸브(115)는 액체질소저장기(100)에 저장된 액체질소의 온도가 증발가스의 액화점인 -163도와 증발가스의 승화점인 -183도 사이가 되도록 액체질소의 내부압력을 4기압(400kpa)과 14기압(1,400kpa) 사이로 제어한다.
이에 따라, 압력이 4기압과 14기압 사이로 제어된 액체질소는 온도가 -164도와 -182도 사이가 되어, 증발가스의 액화점인 -163도와 증발가스의 승화점인 -183도 사이에 있게 된다.
이와 같이, 압력이 제어된 액체질소가 증발가스와 열교환되면 증발가스가 승화되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000a)는 질소가스와 증발가스가 액체질소와 열교환되어 질소가스가 외부로 유출되고 증발가스가 액화천연가스로 액화되어 저장됨으로써, 비교적 비용이 저렴한 액체질소를 이용하여 적은 비용으로도 증발가스를 용이하게 회수할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000a)는 유출로제어밸브(115)를 이용하여 액체질소저장기(100)의 내부압력을 4기압과 14기압 사이로 제어함으로써, 압력이 제어된 액체질소가 증발가스와 열교환되어 기체상태의 증발가스가 고체상태로 승화되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
한편, 순환유로(220a)에서 열교환부(240a)로 유입된 질소가스와 증발가스와 열교환된 액체질소는 기체질소로 기화된다.
가이드벽(250a)은 열교환부(240a)의 상단부와 하단부에서 지그재그형태로 교대로 돌출 형성되는 판형태의 구성으로서, 제2유입구(230a)를 통해 열교환부(240a)으로 유입되는 질소가스와 증발가스를 지그재그로 안내한다.
이에 따라, 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000a)는 본체(200)의 열교환부(240a)로 유입되는 질소가스와 증발가스를 지그재그로 안내하여 순환유로(220a)에서 순환되는 액체질소와 접촉시간이 많아지도록 하는 다수개의 가이드벽(250a)이 구성됨으로써, 질소가스와 증발가스와 액체질소의 열교환효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
제1유출구(260a)는 본체(200)의 상단부에서 본체(200)의 외측으로 돌출 형성되는 관형태의 구성으로서, 열교환부(240a)의 상단부와 연통되어 열교환부(240a)에서 상승된 질소가스를 외부로 유출한다.
제1유출구제어밸브(265a)는 제1유출구(260a)상에 설치되어 제1유출구(260)의 개폐를 제어하여 제1유출구(260a)로 유출되는 질소가스의 유출량을 제어한다.
제2유출구(270a)는 본체(200)의 좌단부 상측에서 본체(200)의 외측으로 돌출 형성되는 관형태의 구성으로서, 순환유로(220a)의 유로가 끝나는 타단부와 액체질소저장기(100)를 연결하며 순환유로(220a)에서 기체질소와 증발가스와 열교환되어 기체질소로 상태변화되어 상승되는 액체질소를 액체질소저장기(100)로 유출한다.
이 때, 액체질소저장기(100)는 제2유출구(270a)로부터 이송된 기체질소를 유출로(110)를 통해 외부로 유출하며, 유출로제어밸브(115)는 제2유출구(110)의 개폐를 제어하며 제2유출구로 유출되는 기체질소의 유출량을 제어한다.
저장구(280a)는 본체(200)의 하단부에서 본체(200)의 외측으로 돌출 형성되는 관형태의 구성으로서, 열교환부(240a)와 연통되어 열교환부(240a)의 하측에 모인 액화천연가스를 외부로 배출한다. 이때, 본 발명은 액화천연가스를 저장하기 위해 저장구(280a)와 연결되는 액화천연가스저장탱크를 더 구비할 수 있다.
저장구제어밸브(285a)는 저장구(280a)상에 설치되어 저장구(280a)의 개폐를 제어하며 저장구(280a)로 유출되는 액화천연가스의 유출량을 제어한다.
도 3은 도 1 내지 도 2에 도시된 제1유입구와 순환유로와 제2유출구의 실시예이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1유입구(210a')와 순환유로(220a')와 제2유출구(270a')는 우측으로 갈수록 하측으로 경사진 형태로 형성될 수 있으며, 이 때, 액체질소는 높이차에 의해 액체질소저장기(100)로부터 순환유로(220a')로 용이하게 유입 및 순환될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치의 구성도, 도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치의 가스 흐름도이다.
도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000b)는 저장탱크(50)의 내부를 냉각하기 위한 작동유체로 이용되었던 액체질소가 기체상태로 변화된 질소가스와 액화천연가스가 증발되어 발생된 증발가스(BOG : Boil of Gas)가 채워지는 공간부(51)에 형성되는 저장탱크(50)의 가스를 처리하기 위한 저장탱크의 가스 처리 장치(1000b)에 있어서, 액체질소저장기(100), 본체(200)를 포함하여 구성된다.
액체질소저장기(100)는 액체질소가 저장되는 구성으로서, 액체질소가 압축저장될 수 있도록 압축탱크나 압축용기가 이용될 수 있다.
또한, 액체질소저장기(100)는 유출로(110)와 유출로제어밸브(115)를 포함하여 구성된다.
유출로(110)는 액체질소저장기(100)의 상단부에서 액체질소저장기(1000의 외측으로 돌출 형성되는 관 형태의 구성이다.
유출로제어밸브(115)는 유출로(110)의 개폐를 제어하여 액체질소저장기(100)로부터 유출로(110)로 유출되는 유체 또는 기체의 유출량을 제어함으로써, 액체질소저장기(100)의 내부압력을 제어한다.
본체(200)는 공간부(51)에 위치된 질소가스와 증발가스와 액체질소저장기(100)에 저장된 액체질소의 열교환을 위한 구성으로서, 제1유입구(210b), 순환유로(220b), 제2유입구(230b), 열교환부(240b), 집진판(250b), 제1유출구(260b), 제1유출구제어밸브(265b), 제2유출구(270b), 제2유출구제어밸브(275b), 제3유출구(280b), 저장구(290b), 저장구제어밸브(295b)를 포함하여 구성된다.
제1유입구(210b)는 본체(200)의 좌단부 하측에서 본체(200)의 외측으로 돌출 형성되는 관형태의 구성으로서, 액체질소저장기(100)와 연통되어 액체질소저장기(100)로부터 이송된 액체질소가 유입된다.
순환유로(220b)는 본체(200)의 내부에 형성되며 순환유로(220b)의 유로가 시작되는 일단부가 제1유입구(210b)와 연통되어 제1유입구(210b)를 통해 유입된 액체질소가 상하방향으로 순환된다. 도 2에는 순환유로(220b)가 상측으로 꺽어지는 U자형태로 형성된 실시예를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 순환유로(220b)는 좀 더 꼬불꼬불한 형태나 직선형태로도 형성될 수 있다.
제2유입구(230b)는 본체(200)의 우단부 하측에서 본체(200)의 외측으로 돌출 형성되는 관형태의 구성으로서, 공간부(51)와 연통되어 공간부(51)로부터 이송된 질소가스와 증발가스가 유입된다.
열교환부(240b)는 순환유로(220b)의 외측에 형성되며 제2유입구(230b)와 연통되어 제2유입구(230b)를 통해 유입된 질소가스와 증발가스가 순환유로(220b)에서 순환되는 액체질소의 냉기와 열교환되어 질소가스가 기체상태를 유지하면서 열교환부(240b)의 상측으로 상승되고 증발가스가 액화천연가스로 액화되어 열교환부(240b)의 하측으로 하강된다.
좀 더 상세하게, 대기압 하에서 액화점이 -163도인 증발가스와 대기압 하에서 액화점이 -195도인 질소가스는 대기압 하에서 온도가 -195도인 액체질소와 열교환되어 대기압 하에서 액화점이 -163도인 증발가스가 액화천연가스로 액화되어 하강되고 대기압 하에서 액화점이 -195도인 질소가스가 기체상태를 그대로 유지하면서 상승된다.(여기에서 질소가스의 승화점(기체=>고체)은 -210도이다.)
그러나 대기압 하에서 승화점(기체=>고체)이 -183도인 증발가스는 대기압 하에서 온도가 -195도인 액체질소와 열교환되어 기체상태에서 고체상태로 승화되어 순환유로(220b)에 달라붙을 수 있다.
이러한 점을 해결하기 위해, 본 발명은 유출로제어밸브(115)를 이용하여 액체질소저장기(100)로부터 본체(200)로 공급되는 액체질소의 압력을 제어하여 액체질소의 온도를 제어하는데, 이에 대해 상세히 설명하자면 다음과 같다.
유출로제어밸브(115)는 액체질소저장기(100)에 저장된 액체질소의 온도가 증발가스의 액화점인 -163도와 증발가스의 승화점인 -183도 사이가 되도록 액체질소의 내부압력을 4기압(400kpa)과 14기압(1,400kpa) 사이로 제어한다.
이에 따라, 압력이 4기압과 14기압 사이로 제어된 액체질소는 온도가 -164도와 -182도 사이가 되어, 증발가스의 액화점인 -163도와 증발가스의 승화점인 -183도 사이에 있게 된다.
이와 같이, 압력이 제어된 액체질소가 증발가스와 열교환되면 증발가스가 승화되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 순환유로(220b)에서 열교환부(240b)로 유입된 질소가스와 증발가스와 열교환된 액체질소는 기체질소로 기화된다.
집진판(250b)은 열교환부(240b)의 좌단부와 우단부에서 지그재그형태로 교대로 돌출 형성되는 판형태의 구성으로서, 제2유입구(230b)를 통해 열교환부(240b)로 유입되는 질소가스와 증발가스를 지그재그로 안내한다.
또한, 집진판(250b)은 열교환부(240b)의 상측으로 경사지도록 형성되어 열교환부(240b)에서 액화된 액화천연가스가 집진판(250b)과 열교환부(240b) 사이인 집진부(245b)로 저장되도록 한다.
또한, 본체(200)는 내면과 외면이 일정거리 이격되어 저장공간(201b)이 형성되고, 저장공간(201b)과 집진부(245b)를 연통하는 연통홀(203b)이 형성되어, 집진부(245b)에 저장된 액화천연가스가 연통홀(203b)을 통해 저장공간(201b)으로 유입되어 저장된다.
저장공간(201b)으로 유입된 액화천연가스는 흘러내려 본체(200)의 하측에 해당되는 저장공간(201b)의 소정 영역으로 모이게 된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000b)는 본체(200)에 다수개의 집진판(250b)이 구성됨으로서, 열교환부(240b)에서 액화된 액화천연가스를 좀 더 효율적으로 집진할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 실시예 2에 따른 다수개의 집진판(250b)은 상측으로 경사지도록 형성되어, 집진판(250b)에 의해 집진된 액화천연가스를 집진판(250b)과 열교환부(240b) 사이로 저장되도록 함으로서, 액화된 액화천연가스를 좀 더 용이하게 특정 공간으로 모을 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000b)는 본체(200)의 내면과 외면이 서로 일정거리 이격되어 저장공간(201b)이 형성되고, 집진부(245b)와 저장공간(201b)을 연통하는 연통홀(203b)이 형성됨으로서, 집진부(245b)에 저장된 액화천연가스를 용이하게 한곳으로 모을 수 있는 장점이 있다.
제1유출구(260b)는 본체(200)의 상단부에서 본체(200)의 외측으로 돌출 형성되는 관형태의 구성으로서, 열교환부(240b)의 상단부와 연통되어 열교환부(240b)에서 상승된 질소가스를 외부로 유출한다.
제1유출구제어밸브(265b)는 제1유출구(260b)상에 설치되어 제1유출구의 개폐를 제어하여 제1유출구(260b)가 유출하는 질소가스의 유출량을 제어한다.
제2유출구(270b)는 본체(200)의 우단부 상측에서 본체(200)의 외측으로 돌출 형성되며 순환유로(220b)의 상단부와 연통되어 순환유로(220b)에서 질소가스와 증발가스와 열교환되어 기체질소로 상태변화되어 상승되는 액체질소를 외부로 유출한다.
제3유출구(280b)는 순환유로(220b)의 유로가 끝나는 타단부와 액체질소저장기(100)를 연결하며 제2유출구(270b)가 미처 유출하지 못한 잔존 기체질소를 액체질소저장기(100)로 유출한다.
저장구(290b)는 본체(200)의 하단부에서 본체(200)의 외측으로 돌출 형성되는 관형태의 구성으로서, 저장공간(201b)의 하단부와 연통되어 열교환부(240b)의 하측에 모인 액화천연가스를 외부로 배출한다. 이때, 본 발명은 액화천연가스를 저장하기 위해 저장구(290b)와 연결되는 액화천연가스저장탱크를 더 구비할 수 있다.
저장구제어밸브(295b)는 저장구(290b)상에 설치되어 저장구(290b)로 유출되는 액화천연가스의 유출량을 제어한다.
또한, 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000b)는 펌핑기(300)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
펌핑기(300)는 액체질소저장기(100)와 본체(200) 사이에 설치되어 액체질소저장기(100)로부터 이송된 액체질소를 본체(200)로 펌핑한다. 즉, 펌핑기(300)는 액체질소에 빠른 유속을 부여한다.
이에 따라, 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치(1000b)는 액체질소저장기(100)와 연통되어 액체질소저장기(100)에 저장된 액체질소를 펌핑하는 펌핑기(300)가 구성됨으로써, 액체질소를 좀 더 용이하게 본체(200)로 이송할 수 있을 뿐만 아니라 액체질소가 상하방향의 순환유로(220b)를 잘 지나갈수 있게 하는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
50 : 저장탱크 51 : 공간부
1000a: 본 발명의 실시예 1에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치
100 : 액체질소저장기
110 : 유출로 115: 유출로제어밸브
200 : 본체
210a : 제1유입구 220a : 순환유로
230a : 제2유입구 240a : 열교환부
250a : 가이드벽 260a : 제1유출구
265a : 제1유출구제어밸브 270a : 제2유출구
280a : 저장구 285a : 저장구제어밸브
1000b: 본 발명의 실시예 2에 따른 저장탱크의 가스 처리 장치
100 : 액체질소저장기
200 : 본체
201b : 저장공간 203b : 연통홀
210b : 제1유입구 220b : 순환유로
230b : 제2유입구 240b : 열교환부
245b : 집진부
250b : 집진판 260b : 제1유출구
265b : 제1유출구제어밸브 270b : 제2유출구
275b : 제2유출구제어밸브 280b : 제3유출구
290b : 저장구 295b : 저장구제어밸브
300 : 펌핑기

Claims (11)

  1. 질소가스와 액화천연가스가 증발되어 발생된 증발가스(BOG)가 채워지는 공간부(51)가 형성되는 저장탱크(50)의 가스를 처리하기 위한 저장탱크의 가스 처리 장치에 있어서,
    액체질소가 저장되는 액체질소저장기(100); 및
    상기 공간부(51)로부터 이송된 질소가스와 증발가스가 상기 액체질소저장기(100)로부터 이송된 액체질소와 열교환되어 질소가스가 외부로 유출되고 증발가스가 액화천연가스로 액화되어 저장되는 본체(200);를 포함하며,
    상기 액체질소저장기는
    일측에 형성되는 유출로(110)와, 상기 유출로(110) 상에 설치되어 상기 유출로(110)의 개폐를 제어하여 상기 액체질소저장기(100)의 내부압력을 4기압(400kpa)과 14기압(1,400kpa) 사이로 제어하는 유출로제어밸브(115)를 포함하는 저장탱크의 가스 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 본체(200)는
    상기 본체(200)의 내부에 형성되며 상기 액체질소저장기(100)로부터 이송된 액체질소가 유입되어 순환한 후 다시 상기 액체질소저장기(100)로 귀환하는 순환유로(220a),
    상기 순환유로(220a)의 외측에 형성되고 상기 공간부(51)로부터 이송된 질소가스와 증발가스가 채워지는 열교환부(240a)를 포함하는 저장탱크의 가스 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 본체(200)는
    상기 열교환부(240a)의 내면에서 지그재그형태로 교대로 돌출 형성되어 상기 열교환부(240a)로 유입되는 질소가스와 증발가스를 지그재그로 안내하는 다수개의 가이드벽(250a),
    상기 열교환부(240a)의 상단부와 연통되어 상기 열교환부(240a)에서 상승된 질소가스를 외부로 유출하는 제1유출구(260a), 및
    상기 제1유출구(260a)상에 설치되어 상기 제1유출구(260a)가 유출하는 질소가스의 유출량을 제어하는 제1유출구제어밸브(265a)를 더 포함하는 저장탱크의 가스 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 액체질소저장기(100)는
    상기 순환유로(220a)로부터 질소가스와 증발가스와 열교환되어 기체질소로 상태변화되어 이송되는 액체질소를 상기 유출로(110)를 통해 외부로 유출하는 저장탱크의 가스 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 본체(200)는
    상기 본체(200)의 내부에 형성되며 상기 액체질소저장기(100)로부터 이송된 액체질소가 유입되어 상하방향으로 순환한 후 다시 상기 액체질소저장기(100)로 귀환하는 순환유로(220b),
    상기 순환유로(220b)의 외측에 형성되고 상기 공간부(51)로부터 이송된 질소가스와 증발가스가 채워지는 열교환부(240b)를 포함하는 저장탱크의 가스 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 본체(200)는
    상기 열교환부(240b)의 좌단부와 우단부에서 지그재그형태로 돌출 형성되어 상기 열교환부(240b)로 유입되는 질소가스와 증발가스를 지그재그로 안내하는 다수개의 집진판(250b),
    상기 열교환부(240b)의 상단부와 연통되어 상기 열교환부(240b)에서 상승된 질소가스를 외부로 유출하는 제1유출구(260b),
    상기 제1유출구(260b)상에 설치되어 상기 제1유출구(260b)가 유출하는 질소가스의 유출량을 제어하는 제1유출구제어밸브(265b), 및
    상기 순환유로(220b)의 상단부와 연통되며 상기 순환유로(220b)에서 질소가스와 증발가스와 열교환되어 기체질소로 상태변화되어 상승되는 액체질소를 외부로 유출하는 제2유출구(270b),
    상기 제2유출구(270b)상에 설치되어 상기 제2유출구(270b)가 유출하는 기체질소의 유출량을 제어하는 제2유출구제어밸브(275b)를 포함하는 저장탱크의 가스 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 집진판(250b)은
    상기 열교환부(240b)의 상측으로 경사지도록 형성되는 저장탱크의 가스 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 본체(200)는
    상기 본체(200)의 내면과 외면이 서로 일정거리 이격되어 저장공간(201b)이 형성되고,
    상기 집진판(250b)과 상기 열교환부(240b) 사이 공간을 집진부(245b)라고 할 때,
    상기 저장공간(201b)과 상기 집진부(245b)를 연통하는 연통홀(203b)이 형성되는 저장탱크의 가스 처리 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 액체질소저장기(100)는
    상기 순환유로(220b)로부터 질소가스와 증발가스와 열교환되어 기체질소로 상태변화되어 이송되는 액체질소를 상기 유출로(110)를 통해 외부로 유출하는 저장탱크의 가스 처리 장치.
  11. 제6항에 있어서, 상기 저장탱크의 가스 처리 장치는
    상기 액체질소저장기(100)와 상기 본체(200) 사이에 설치되어 상기 본체(200)로 이송되는 액체질소를 펌핑하는 펌핑기(300);를 더 포함하는 저장탱크의 가스 처리 장치.
KR1020120071364A 2012-06-29 2012-06-29 저장탱크의 가스 처리 장치 KR101325505B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120071364A KR101325505B1 (ko) 2012-06-29 2012-06-29 저장탱크의 가스 처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120071364A KR101325505B1 (ko) 2012-06-29 2012-06-29 저장탱크의 가스 처리 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101325505B1 true KR101325505B1 (ko) 2013-11-07

Family

ID=49856778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120071364A KR101325505B1 (ko) 2012-06-29 2012-06-29 저장탱크의 가스 처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101325505B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150080088A (ko) * 2013-12-30 2015-07-09 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템
KR20150099363A (ko) * 2014-04-02 2015-08-31 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템
KR20220046129A (ko) * 2020-10-07 2022-04-14 주식회사 포스코 오일탱크의 유증기 포집장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960029476U (ko) * 1995-02-18 1996-09-17 양삼원 대기수분의 액화장치
KR20070011073A (ko) * 2006-03-02 2007-01-24 신영중공업주식회사 Ｂｏｇ 재액화 장치
KR20070038668A (ko) * 2005-10-06 2007-04-11 삼성중공업 주식회사 액화천연가스 운반선용 액화천연가스 재액화 방법 및 장치
JP2009204080A (ja) * 2008-02-27 2009-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液化ガス再液化装置、これを備えた液化ガス貯蔵設備および液化ガス運搬船、並びに液化ガス再液化方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960029476U (ko) * 1995-02-18 1996-09-17 양삼원 대기수분의 액화장치
KR20070038668A (ko) * 2005-10-06 2007-04-11 삼성중공업 주식회사 액화천연가스 운반선용 액화천연가스 재액화 방법 및 장치
KR20070011073A (ko) * 2006-03-02 2007-01-24 신영중공업주식회사 Ｂｏｇ 재액화 장치
JP2009204080A (ja) * 2008-02-27 2009-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液化ガス再液化装置、これを備えた液化ガス貯蔵設備および液化ガス運搬船、並びに液化ガス再液化方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150080088A (ko) * 2013-12-30 2015-07-09 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템
KR101682584B1 (ko) 2013-12-30 2016-12-06 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템
KR20150099363A (ko) * 2014-04-02 2015-08-31 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템
KR101883524B1 (ko) * 2014-04-02 2018-07-31 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템
KR20220046129A (ko) * 2020-10-07 2022-04-14 주식회사 포스코 오일탱크의 유증기 포집장치
KR102431433B1 (ko) * 2020-10-07 2022-08-18 포스코홀딩스 주식회사 오일탱크의 유증기 포집장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7155917B2 (en) Apparatus and methods for converting a cryogenic fluid into gas
KR101271761B1 (ko) 원유 운반선의 휘발성 유기 화합물 배출 감소 장치
CN101622491B (zh) 具有隔开的低温空间的低温流体储罐
KR101254130B1 (ko) 선박의 액화 천연가스 주유장치
JP6684789B2 (ja) 液化ガスを冷却するための装置および方法
RU2628337C2 (ru) Способы хранения криогенных текучих сред в резервуарах для хранения
KR101325505B1 (ko) 저장탱크의 가스 처리 장치
KR20010049264A (ko) 액화 가스를 저장 또는 수송하기 위한 냉각 탱크의 보존방법 및 그 장치
KR20150115092A (ko) 액화가스 처리 시스템
KR20120123783A (ko) 선박 엔진용 엘엔지 연료 공급시스템
KR101516913B1 (ko) 액화천연가스 기화장치
JP5481274B2 (ja) Ｌｐｇ液移充填装置
KR100831946B1 (ko) 액화천연가스의 재기화 방법 및 설비
KR101903760B1 (ko) 액화가스 재기화 시스템
KR101303619B1 (ko) 선박 엔진용 엘엔지 연료 공급시스템
JP2009192004A (ja) 液化ガス気化設備
JP2017106655A (ja) 熱交換器
JP6427373B2 (ja) 液化天然ガス気化システム
KR102135056B1 (ko) 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기
JP2014507614A (ja) 温度制御
KR102610804B1 (ko) 배출 효율이 향상된 극저온 유체 저장탱크
KR20200145244A (ko) 수소 연료 전지 구동을 위한 극저온 액체 연료 탱크 구조물
KR102363309B1 (ko) 선박용 연료가스 공급장치
CN103511127A (zh) 船舶发动机用液化天然气燃料供给系统
JP2008224119A (ja) 回収冷熱の利用方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee