KR101346235B1 - 해수 가열 장치 및 이를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템 - Google Patents

해수 가열 장치 및 이를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템 Download PDF

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Abstract

해수 가열 장치 및 이를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템이 개시된다.
본 실시예에 따른 해수 가열 장치는 엔진룸의 냉각 시 발생하는 폐열을 이용하여 온도가 상승된 제 1 해수를 배출하는 엔진룸 쿨링 시스템과, 상기 배출된 제 1 해수를 적재하는 버퍼 탱크와, 상기 제 1 해수를 액화천연가스 재기화 시스템에 공급되는 제 2 해수에 혼합시켜 온도가 증가된 제 3 해수가 상기 액화천연가스 재기화 시스템에 공급되도록, 상기 버퍼 탱크와 해수 공급 라인 사이의 배출 라인에 설치되어 상기 제 1 해수의 공급량을 조절하는 공급 밸브를 포함할 수 있다.

Description

해수 가열 장치 및 이를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템{SEA WATER HEATING APPARATUS AND IT USED LNG REGASIFICATION SYSTEM}
본 발명은 액화천연가스 재기화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수 가열 장치를 통해 온도가 상승된 해수를 액화천연가스 재기화 시스템에 공급할 수 있는 해수 가열 장치 및 이를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 천연가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스(LNG : liquefied natural gas)의 상태로 만들어진 후 액화천연가스 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 운반될 수 있는데, 액화천연가스(LNG)는 천연가스를 상압에서 약 -163℃의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로서 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
여기에서, 액화천연가스 운반선은, 액화천연가스(LNG)를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 액화천연가스를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 액화천연가스 저장탱크를 포함하고 있다. 통상적으로 액화천연가스 운반선은 액화천연가스 저장탱크 내의 액화천연가스를 액화된 상태 그대로 육상 터미널에 하역하며, 하역된 액화천연가스는 육상 터미널에 설치된 액화천연가스 재기화 설비에 의해 재기화된 후, 소비처로 공급될 수 있다.
이러한 재기화 설비가 설치된 육상 터미널은 천연가스 시장이 잘 형성되어 있어서 안정적으로 천연가스의 수요가 있는 곳에 건설하는 경우에는 경제적으로 유리한 것으로 알려져 있지만, 천연가스의 수요가 계절적, 단기적 또는 주기적으로 한정되어 있는 소요처의 경우에, 육상 터미널을 건설하는 것은, 높은 설치비와 관리비로 인해 경제적으로 불리하다.
특히, 자연재해와 더불어 환경 및 안전 등의 이유로 육상 터미널의 건설이 문제에 봉착하게 되었다.
이에 따라, 해상에서 액화천연가스를 재기화하여 천연가스를 육상터미널로 공급할 수 있도록 하기 위해, 액화천연가스 운반선에 액화천연가스 재기화 시스템을 설치한 LNG 재기화 선박(LNG RV : LNG regasification vessel) 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비(FSRU : floating storage and regasification unit)가 개발되었다.
이러한 LNG 재기화 선박 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비에서는 액화천연가스 저장탱크 내의 액화천연가스를 기화기로 공급하여 기화시키게 되는데, 통상적으로 재기화시키는 열원으로 예를 들면, 스팀(steam), 해수(sea water) 등을 사용할 수 있다.
여기에서, 재기화시키는 열원으로 해수를 사용하는 재기화 장비는 다량의 해수를 필요로 하고, 재기화 설비의 재기화 용량이 커질수록 그에 대응하는 많은 양의 해수가 필요하기 때문에 공간이 제한된 선박에 막대한 해수 공급 설비를 설치하는 것이 더 어려워지고 있다.
또한, 재기화시키는 열원으로 스팀을 사용하는 재기화 장비가 개발되고 있지만, LNG의 재기화를 위해 막대한 양의 스팀이 요구되기 때문에, 선박에 설치되는 엔진룸의 보일러 이외에 별도의 재기화 전용 보일러가 설치되어야 하며 이는 선박을 설계하는데 제한 요건이 된다.
또한, 재기화 전용 보일러에서 재기화에 필요한 추가 스팀을 생성하기 위해서는 연료가 사용되기 때문에, 친환경적이지 못하고 에너지 측면에서도 효율적이지 않은 문제점이 있었다.
이에 따라, 친환경적이면서 에너지 효율적인 해수를 이용하면서도, 상대적으로 적은 양의 해수를 이용하여 액화천연가스를 재기화시키는 방안이 연구되고 있다.
발명의 배경이되는 기술로서, 공개특허 제10-2009-0057743호의 재기화 장치용 해수 가열 시스템의 증발 가스 덤핑 장치가 개시되어 있지만, 친환경적으로 해수의 양을 줄이면서 액화천연가스를 재기화시키는 방안에 대해서는 언급된 바 없는 상태이다.
공개특허 10-2009-0057743
본 발명의 실시예에서는 엔진룸의 냉각 시스템에서 발생하는 폐열을 이용하여 해수의 온도를 증가시킴으로써, 적은 양의 해수를 이용하여 액화천연가스를 재기화시킬 수 있는 해수 가열 장치 및 이를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 엔진룸의 냉각 시 발생하는 폐열을 이용하여 온도가 상승된 제 1 해수를 배출하는 엔진룸 쿨링 시스템과, 상기 배출된 제 1 해수를 적재하는 버퍼 탱크와, 상기 제 1 해수를 액화천연가스 재기화 시스템에 공급되는 제 2 해수에 혼합시켜 온도가 증가된 제 3 해수가 상기 액화천연가스 재기화 시스템에 공급되도록, 상기 버퍼 탱크와 해수 공급 라인 사이의 배출 라인에 설치되어 상기 제 1 해수의 공급량을 조절하는 공급 밸브를 포함하는 해수 가열 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 버퍼 탱크는, 상기 제 1 해수를 적재할 수 있는 별도의 저장 탱크 또는 선박의 밸러스트 탱크일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화천연가스의 재기화를 위한 열매를 공급하는 열매 공급부와, 엔진룸의 냉각 시 발생하는 폐열을 이용하여 온도가 상승된 제 1 해수를 적재 및 공급하는 해수 가열 장치와, 상기 적재 및 공급되는 제 1 해수와 해수 유입구를 통해 공급되는 제 2 해수를 혼합하여 온도가 증가된 제 3 해수를 공급하는 해수 공급 라인과, 상기 열매와 상기 제 3 해수간의 열교환을 통해 온도가 증가된 열매를 공급하는 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기와, 상기 제 1 열교환기로부터 공급되는 열매를 이용하여 상기 액화천연가스를 기화시키는 기화기와, 상기 제 2 열교환기로부터 공급되는 열매를 이용하여 상기 기화기로부터 전달받은 천연가스를 가열하는 가열기를 포함하는 해수 가열 장치를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 해수 가열 장치는, 엔진룸 쿨링 시스템과, 상기 제 1 해수를 적재하는 버퍼 탱크와, 상기 해수 공급 라인에 상기 제 1 해수를 공급하는 공급 밸브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 액화천연가스 재기화 시스템의 버퍼 탱크는, 상기 제 1 해수를 적재할 수 있는 별도의 저장 탱크 또는 선박의 밸러스트 탱크일 수 있다.
또한, 상기 열매공급부는, 상기 열매를 저장하는 열매 저장 탱크와, 상기 열매 저장 탱크에 연결되어 상기 기화기 및 상기 가열기 중 어느 하나 이상으로 상기 열매를 공급하는 열매 공급 라인과, 상기 열매 공급 라인에 설치되고 상기 열매를 펌핑하여 상기 제 1 열교환기 및 상기 제 2 열교환기 중 어느 하나 이상으로 공급하는 펌프를 포함할 수 있다.
또한, 상기 펌프의 후단에서 상기 열매 공급 라인과 상기 열매 저장 탱크를 연결하는 바이패스라인과, 상기 바이패스라인에 설치되어 상기 열매 저장 탱크의 열매를 순환시키기 위한 제 1 조절 밸브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열매 공급 라인은, 상기 제 1 열교환기를 경유하여 상기 기화기로 연장된 분기 라인과, 상기 분기 라인에 설치되어 상기 열매의 공급량을 조절하는 제 2 조절 밸브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열매 공급 라인은, 상기 가열기로부터 배출되는 상기 열매의 배출량을 조절하는 제 3 조절 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 해수 가열 장치를 통해 온도가 증가된 해수가 공급되어 열매와의 열교환을 통해 열매의 온도를 상승시키고, 온도가 상승된 열매와 액화천연가스 간의 열교환을 통해 기화 및 가열시켜 액화천연가스를 천연가스로 기화시켜 배출할 수 있으며, 엔진룸 쿨링 시스템의 폐열을 이용하여 해수의 온도를 상승시켜 액화천연가스 재기화 시스템에 공급함으로써, 기존의 방식보다 상대적으로 적은 양의 해수를 이용하여 효과적으로 액화천연가스를 재기화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 액화천연가스 재기화 장치에 공급되는 해수를 가열하는 해수 가열 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 해수 가열 장치를 통해 가열된 해수를 이용하여 액화천연가스를 재기화하는 액화천연가스 재기화 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 해수 가열 장치를 통해 가열된 해수를 이용하여 액화천연가스를 재기화하는 과정을 예시한 도면이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 액화천연가스 재기화 장치에 공급되는 해수를 가열하는 해수 가열 장치의 구성도로서, 해수 가열 장치(100)는 엔진룸 쿨링 시스템(110), 버퍼 탱크(120), 공급 밸브(130) 등을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 엔진룸 쿨링 시스템(110)은 해수를 이용하여 엔진룸을 냉각시키는 시스템으로, 엔진룸의 냉각 시 열교환을 통해 온도가 상승된 해수(이하 '제 1 해수'라 함)를 버퍼 탱크(120)로 배출할 수 있다.
그리고, 버퍼 탱크(120)는 엔진룸 쿨링 시스템(110)으로부터 배출되는 제 1 해수를 지속적으로 적재할 수 있으며, 이러한 제 1 해수는 액화천연가스 재기화 시에 공급 밸브(130)의 조절을 통해 엔진룸 쿨링 시스템(110)의 배출 라인(101)을 통해 해수 공급 라인(201)으로 공급될 수 있다.
엔진룸 쿨링 시스템(110)의 배출 라인(101)은 엔진룸 쿨링 시스템(110)으로부터 연장되어 해수 공급 라인(201)의 연결 관부재(예: T관)까지 연결되어 있을 수 있다.
엔진룸 쿨링 시스템(110)의 배출 라인(101)에는 버퍼 탱크(120)와 공급 밸브(130)가 설치되어 있을 수 있다.
즉, 버퍼 탱크(120)는 엔진룸 쿨링 시스템(110)의 배출 라인(101) 상에 구비된 저장 탱크이거나 혹은 밸러스트 탱크인 것으로, 밸러스트 탱크의 경우 엔진룸 쿨링 시스템(110)의 배출 라인(101)을 밸러스트 탱크로 연결하여 제 1 해수를 저장할 수 있다.
이러한 해수 공급 라인(201)은 해수 유입구(sea chest)를 통해 액화천연가스 재기화 시스템으로 공급되는 배관 라인을 의미하며, 버퍼 탱크(120)로부터 공급되는 제 1 해수와 해수 유입구를 통해 공급되는 해수(이하 '제 2 해수'라 함)가 혼합되어 온도가 증가될 수 있으며, 온도가 증가된 해수(이하 '제 3 해수'라 함)는 액화천연가스 재기화 시스템으로 공급될 수 있다.
예컨대, 제 2 해수량은 제 1 해수량에 비해 수배에서 수십배 정도로 많은 량에 해당되고, 제 2 해수의 온도는 제 1 해수에 비해 상대적으로 차가운 온도를 가질 수 있다.
따라서, 해수 가열 장치를 통해 온도가 상승된 제 1 해수를 해수 유입구를 통해 공급되는 제 2 해수와 혼합하여 액화천연가스 재기화 시스템에 온도가 증가된 제 3 해수를 공급함으로써, 기존에 공급되던 해수의 양보다 상대적으로 훨씬 적은 양으로 액화천연가스를 재기화할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 해수 가열 장치를 통해 온도가 상승된 제 1 해수가 공급되면, 해수 유입구를 통해 공급되는 제 2 해수와 혼합되어 온도가 증가된 제 3 해수가 공급되고, 액화천연가스 저장 탱크로부터 배출되는 액화천연가스에 대해 열매와 제 3 해수의 열교환 및 기화기와 가열기의 열교환을 통해 천연가스로 재기화시켜 배출하는 액화천연가스 재기화 시스템에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 해수 가열 장치를 통해 가열된 해수를 이용하여 액화천연가스를 재기화하는 액화천연가스 재기화 시스템의 구성도로서, 액화천연가스 재기화 시스템(200)은 열매 공급부(210), 제 1 열교환기(220), 기화기(230), 제 2 열교환기(240), 가열기(250) 등을 포함할 수 있다. 여기에서, 도 1에 도시된 해수 가열 장치(100)와 액화천연가스 재기화 시스템(200)을 별도로 하여 도시하였으나, 도 1에 도시된 해수 가열 장치(100)도 또한 액화천연가스 재기화 시스템(200)의 구성으로 포함시켜 이해될 수 있다.
도 2를 참조하면, 열매 공급부(210)는 열매 공급 탱크, 조절 밸브 등을 포함하여 액화천연가스 재기화를 위한 열매를 공급하는 것으로, 액화천연가스 재기화 시 열매 공급 탱크에 적재되어 있는 열매(예를 들면, 프로판(propane) 등)를 열매 공급 라인 및 그의 분기 라인 및 제 1 열교환기(220)를 통해 기화기(230)로 공급하고, 열매 공급 라인 및 제 2 열교환기(240)를 통해 하기에 설명할 가열기(250)로 공급할 수 있다.
여기에서, 열매가 기화기(230)로 공급되는 열매 공급 라인의 분기 라인 상에는 예를 들면, 전도, 대류 등의 방식으로 유체간 열교환을 수행하는 제 1 열교환기(220)가 마련될 수 있는데, 제 1 열교환기(220)는 도 1에 도시된 해수 가열 장치(100)를 통해 온도가 증가된 제 3 해수가 공급되면, 열매 공급부(210)로부터 공급되는 열매와 제 3 해수간의 열교환이 이루어지고, 이러한 열교환을 통해 열매의 온도가 상승하며, 온도가 상승된 열매는 기화기(230)로 공급되고, 열교환을 통해 온도가 하강된 해수(이하 '제 4 해수'라 함)는 해수 방출 라인을 통해 방출될 수 있다.
해수 가열 장치(100)(도 1 또는 도 3 참조)는 엔진룸 쿨링 시스템(110)으로부터 배출되는 제 1 해수(즉, 온도가 상승된 해수)를 저장하는 버퍼 탱크(120), 배출 라인(101) 및 해수 공급 라인(201)에 제 1 해수를 공급하기 위해 배출 라인(101)에 설치된 공급 밸브(130) 등을 포함할 수 있다. 이 때, 버퍼 탱크(120)는 엔진룸 쿨링 시스템(110)의 배출 라인(101) 상에 구비된 저장 탱크이거나 혹은 밸러스트 탱크인 것으로, 밸러스트 탱크의 경우 엔진룸 쿨링 시스템(110)의 배출 라인(101)을 밸러스트 탱크로 연결하여 제 1 해수를 저장할 수 있다.
또한, 열매 공급부(210)는 열매 공급 탱크에 적재되어 있는 열매를 조절 밸브 및 열매 공급 라인을 통해 가열기(250)로 공급할 수 있다.
여기에서, 열매가 가열기(250)로 공급되는 열매 공급 라인 상에는 예를 들면, 전도, 대류 등의 방식으로 유체간 열교환을 수행하는 제 2 열교환기(240)가 마련될 수 있는데, 제 2 열교환기(240)는 해수 가열 장치(100)를 통해 온도가 증가된 제 3 해수가 공급되면, 열매 공급부(210)로부터 공급되는 열매와 제 3 해수간의 열교환이 이루어지고, 이러한 열교환을 통해 열매의 온도가 상승하며, 온도가 상승된 열매는 가열기(250)로 공급되고, 열교환을 통해 온도가 하강된 해수(이하 '제 5 해수'라 함)는 해수 방출 라인을 통해 방출될 수 있다.
한편, 기화기(230)는 액화천연가스 저장 탱크로부터 배출되는 액화천연가스(LNG)를 기화시키는 것으로, 열매 공급부(210)로부터 제 1 교환기(220)를 통해 공급되는 열매와 액화천연가스 저장 탱크로부터 배출되는 대략 -163℃의 액화천연가스 간에 예를 들면, 전도, 대류 등의 방식으로 유체간 열교환이 진행될 수 있다. 이에 따라, 대략 -163℃의 액화천연가스는 기화되어 대략 -30℃의 천연가스(NG)로 배출될 수 있다. 여기에서, 유체간 열교환을 진행하기 위해 공급되는 열매는 열매 공급부(210)의 열매 저장 탱크로 배출되는 방식으로 열매가 순환될 수 있다.
또한, 가열기(250)는 기화기(230)로부터 입력받은 천연가스를 가열하여 기 설정된 적정 조건의 천연가스(NG)로 만들어 방출할 수 있다.
즉, 가열기(250)는 기화기(230)로부터 배출되는 대략 -30℃의 천연가스와 열매 공급부(210)로부터 제 2 교환기(220)를 통해 공급되는 열매 간에 예를 들면, 전도, 대류 등의 방식으로 유체간 열교환이 진행될 수 있다. 이에 따라, 대략 -30℃의 천연가스는 기 설정된 적정 조건(예를 들면, 100 bar, 5-50℃ 등)을 갖도록 가열되어 기 설정된 적정 조건의 천연가스(NG)로 배출될 수 있다. 여기에서, 유체간 열교환을 진행하기 위해 공급되는 열매는 열매 공급부(210)의 열매 저장 탱크로 배출되는 방식으로 열매가 순환될 수 있다.
따라서, 해수 가열 장치를 통해 온도가 증가된 해수가 공급되어 열매와의 열교환을 통해 열매의 온도를 상승시키고, 온도가 상승된 열매와 액화천연가스 간의 열교환을 통해 기화 및 가열시켜 액화천연가스를 천연가스로 기화시켜 배출할 수 있으며, 엔진룸 쿨링 시스템의 폐열을 이용하여 해수의 온도를 상승시켜 액화천연가스 재기화 시스템에 공급함으로써, 기존의 방식보다 상대적으로 적은 양의 해수를 이용하여 효과적으로 액화천연가스를 재기화시킬 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 해수 가열 장치 및 액화천연가스 재기화 시스템에서 제 3 해수와 열매간에 진행되는 제 1 열교환을 통해 온도가 상승된 열매를 이용하여 액화천연가스를 기화시키고, 제 3 해수와 열매간에 진행되는 제 2 열교환을 통해 온도가 상승된 열매를 이용하여 기 설정된 적정 조건으로 가열하여 천연가스를 배출하는 과정에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 해수 가열 장치를 통해 가열된 해수를 이용하여 액화천연가스를 재기화하는 과정을 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 해수 가열 장치(100)에서는 엔진룸 쿨링 시스템(110)의 엔진룸의 냉각 시 열교환을 통해 온도가 상승된 해수를 버퍼 탱크(120)로 배출하고, 버퍼 탱크(120)를 통해 엔진룸 쿨링 시스템(110)으로부터 배출되는 제 1 해수를 지속적으로 적재할 수 있으며, 이러한 제 1 해수는 액화천연가스 재기화 시에 공급 밸브(130)의 조절을 통해 해수 공급 라인(201)으로 공급될 수 있다.
이 때, 버퍼 탱크(120)는 엔진룸 쿨링 시스템(110)의 배출 라인(101) 상에 구비된 저장 탱크이거나 혹은 밸러스트 탱크인 것으로, 밸러스트 탱크의 경우 엔진룸 쿨링 시스템(110)의 배출 라인(101)을 밸러스트 탱크로 연결하여 제 1 해수를 저장할 수 있다.
이러한 버퍼 탱크(120)로부터 공급되는 제 1 해수와 해수 유입구를 통해 공급되는 제 2 해수가 혼합되어 온도가 증가될 수 있으며, 온도가 제 2 해수에 비해 증가된 제 3 해수는 액화천연가스 재기화 시스템(200)으로 공급될 수 있다.
한편, 열매가 기화기(230)로 공급되는 열매 공급 라인(219)의 분기 라인(217) 상에는 예를 들면, 전도, 대류 등의 방식으로 유체간 열교환을 수행하는 제 1 열교환기(220)가 마련되고, 해수 가열 장치(100)를 통해 온도가 증가된 제 3 해수가 공급되면, 열매 공급부(210)로부터 공급되는 열매와 제 3 해수간의 열교환이 이루어지는 제 1 열교환기(220)의 제 1 열교환을 통해 열매의 온도가 상승하며, 온도가 상승된 열매는 기화기(230)로 공급되고, 열교환을 통해 온도가 하강된 제 4 해수는 해수 방출 라인을 통해 방출될 수 있다.
여기에서, 열매 공급부(210)는 펌프(212)와 다수의 조절 밸브(213, 214, 215) 및 제반 공급 라인 설비를 포함할 수 있다.
예컨대, 열매 공급부(210)는 열매를 저장하는 열매 저장 탱크(211)와, 열매 저장 탱크(211)에 연결된 열매 공급 라인(219)과, 열매 저장 탱크(211)의 배출쪽 열매 공급 라인(219)에 설치되고 열매를 펌핑하여 제 1 열교환기(220) 또는 제 2 열교환기(240)로 공급하는 펌프(212)와, 펌프(212)의 배출쪽 열매 공급 라인(219)과 열매 저장 탱크(211)의 측부 사이에 연결된 바이패스라인(218)과, 바이패스라인(218)에 설치되어서 열매 저장 탱크(211)의 열매 자체를 순환시키기 위한 제 1 조절 밸브(213)와, 제 1 열교환기(220)를 경유하여 기화기(230)쪽으로 연장된 열매 공급 라인(219)의 분기 라인(217)에 설치되어서 열매의 공급량을 조절하는 제 2 조절 밸브(214)와, 가열기(250)와 열매 저장 탱크(211) 사이의 열매 공급 라인(219)에 설치되어서 가열기(250)로부터의 열매의 배출량을 조절하는 제 3 조절 밸브(215) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 바이패스라인(218)은 펌프(212)의 후단에서 열매 공급 라인(219)과 열매 저장 탱크(211)를 연결할 수 있다.
여기서, 제 1 조절 밸브(213)는 폐쇄되어 있다가, 제 2 조절 밸브(214) 또는 제 3 조절 밸브(215)가 온도 조절 또는 열매 공급량 조절을 위해 일부 또는 전체 폐쇄될 때, 열매 공급 라인(219)에서 부하가 증가되는 것을 막기 위하여, 제 1 조절 밸브(213)가 개방되어서 열매를 열매 저장 탱크(211) 쪽으로 회수 및 순환시킴에 따라, 열매 공급 라인(219) 및 분기 라인(217)에 과도한 부하가 발생되는 것을 방지하는 역할을 담당할 수 있다.
또한, 열매 공급부(210)로부터 제 1 교환기(220)를 통해 공급되는 열매와 액화천연가스 저장 탱크로부터 배출되는 대략 -163℃의 액화천연가스 간에 예를 들면, 전도, 대류 등의 방식으로 기화기(230)에서 유체간 열교환이 진행될 수 있다. 이에 따라, 대략 -163℃의 액화천연가스는 기화되어 대략 -30℃의 천연가스(NG)로 배출될 수 있다. 여기에서, 유체간 열교환을 진행하기 위해 공급되는 열매는 열매 공급부(210)의 열매 저장 탱크(211)로 회수되는 방식으로 열매가 순환될 수 있다.
한편, 열매가 가열기(250)로 공급되는 열매 공급 라인(219) 상에는 예를 들면, 전도, 대류 등의 방식으로 유체간 열교환을 수행하는 제 2 열교환기(240)가 마련되고, 해수 가열 장치(100)를 통해 온도가 증가된 제 3 해수가 공급되면, 열매 공급부(210)로부터 공급되는 열매와 제 3 해수간의 열교환이 이루어지는 제 2 열교환기(240)의 제 2 열교환을 통해 열매의 온도가 상승하며, 온도가 상승된 열매는 가열기(250)로 공급되고, 열교환을 통해 온도가 하강된 제 5 해수는 해수 방출 라인을 통해 방출될 수 있다.
또한, 기화기(230)로부터 배출되는 대략 -30℃의 천연가스와 열매 공급부(210)로부터 제 2 교환기(220)를 통해 공급되는 열매 간에 예를 들면, 전도, 대류 등의 방식으로 가열기(150)에서 유체간 열교환이 진행될 수 있다. 이에 따라, 대략 -30℃의 천연가스는 기 설정된 적정 조건(예를 들면, 100 bar, 5-50℃ 등)을 갖도록 가열되어 기 설정된 적정 조건의 천연가스(NG)로 배출될 수 있다. 여기에서, 유체간 열교환을 진행하기 위해 공급되는 열매는 열매 공급부(210)의 열매 저장 탱크로 배출되는 방식으로 열매가 순환될 수 있다.
따라서, 해수 가열 장치를 통해 온도가 증가된 해수가 공급되어 열매와의 열교환을 통해 열매의 온도를 상승시키고, 온도가 상승된 열매와 액화천연가스 간의 열교환을 통해 기화 및 가열시켜 액화천연가스를 천연가스로 기화시켜 배출할 수 있으며, 엔진룸 쿨링 시스템의 폐열을 이용하여 해수의 온도를 상승시켜 액화천연가스 재기화 시스템에 공급함으로써, 기존의 방식보다 상대적으로 적은 양의 해수를 이용하여 효과적으로 액화천연가스를 재기화시킬 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100 : 해수 가열 장치 110 : 엔진룸 쿨링 시스템
120 : 버퍼 탱크 130 : 공급 밸브
200 : 액화천연가스 재기화 시스템 210 : 열매 공급부
220 : 제 1 열교환기 230 : 기화기
240 : 제 2 열교환기 250 : 가열기

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 액화천연가스의 재기화를 위한 열매를 공급하는 열매 공급부와,
    엔진룸의 냉각 시 발생하는 폐열을 이용하여 온도가 상승된 제 1 해수를 적재 및 공급하는 해수 가열 장치와,
    상기 적재 및 공급되는 제 1 해수와 해수 유입구를 통해 공급되는 제 2 해수를 혼합하여 온도가 증가된 제 3 해수를 공급하는 해수 공급 라인과,
    상기 열매와 상기 제 3 해수간의 열교환을 통해 온도가 증가된 열매를 공급하는 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기와,
    상기 제 1 열교환기로부터 공급되는 열매를 이용하여 상기 액화천연가스를 기화시키는 기화기와,
    상기 제 2 열교환기로부터 공급되는 열매를 이용하여 상기 기화기로부터 전달받은 천연가스를 가열함으로써 기설정된 적정조건의 천연가스로 만들어 방출하는 가열기를 포함하는
    해수 가열 장치를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 해수 가열 장치는,
    엔진룸 쿨링 시스템과,
    상기 제 1 해수를 적재하는 버퍼 탱크와,
    상기 해수 공급 라인에 상기 제 1 해수를 공급하는 공급 밸브를 포함하는
    해수 가열 장치를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 버퍼 탱크는, 상기 제 1 해수를 적재할 수 있는 별도의 저장 탱크 또는 선박의 밸러스트 탱크인
    해수 가열 장치를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 열매공급부는,
    상기 열매를 저장하는 열매 저장 탱크와,
    상기 열매 저장 탱크에 연결되어 상기 기화기 및 상기 가열기 중 어느 하나 이상으로 상기 열매를 공급하는 열매 공급 라인과,
    상기 열매 공급 라인에 설치되고 상기 열매를 펌핑하여 상기 제 1 열교환기 및 상기 제 2 열교환기 중 어느 하나 이상으로 공급하는 펌프를 포함하는
    해수 가열 장치를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 펌프의 후단에서 상기 열매 공급 라인과 상기 열매 저장 탱크를 연결하는 바이패스라인과,
    상기 바이패스라인에 설치되어 상기 열매 저장 탱크의 열매를 순환시키기 위한 제 1 조절 밸브를 포함하는
    해수 가열 장치를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 열매 공급 라인은,
    상기 제 1 열교환기를 경유하여 상기 기화기로 연장된 분기 라인과,
    상기 분기 라인에 설치되어 상기 열매의 공급량을 조절하는 제 2 조절 밸브를 포함하는
    해수 가열 장치를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 열매 공급 라인은,
    상기 가열기로부터 배출되는 상기 열매의 배출량을 조절하는 제 3 조절 밸브를 포함하는
    해수 가열 장치를 이용한 액화천연가스 재기화 시스템.
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