KR101361001B1 - Shutdown method of natural gas liquefaction system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천연가스 액화 시스템과 이의 기동 및 정지 방법에 관한 것으로서, 천연가스 액화 시스템, 특히 파일럿 플랜트에서 냉매의 보관 및 재사용을 가능하도록 하고, 이로 인해 종래의 상용 플랜트에서와는 달리 플랜트의 시동과 정지를 수시로 용이하게 할 수 있게 하며, 이로 인해 파일럿 플랜트의 사용에서 시간적 공간적 효율 등의 실험 환경을 개선할 수 있다.
본 발명은 천연가스 액화 시스템의 냉매의 저장을 위한 정지 방법으로서, 냉매의 순환경로에 설치되어 냉매를 축적하기 위한 리시버탱크 후단의 밸브를 클로즈시키는 단계; 순환경로에 설치된 팽창밸브를 오픈시키는 단계; 천연가스를 냉매와의 열교환에 의해 냉각시키기 위한 열교환기로부터 냉매를 흡입하는 석션드럼의 압력이 제 3 설정압력보다 낮은지를 판단하는 단계; 석션드럼의 압력이 제 3 설정압력보다 낮으면 냉매의 압축을 위한 압축기를 정지시키는 단계; 및 리시버탱크 전단의 밸브를 클로즈시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스 액화 시스템의 정지 방법이 제공된다.The present invention relates to a natural gas liquefaction system and a method for starting and stopping the same, and to enable the storage and reuse of refrigerant in a natural gas liquefaction system, especially a pilot plant, and thus, starting and stopping of the plant unlike in a conventional commercial plant This can be done from time to time, thereby improving the experimental environment, such as time and space efficiency in the use of pilot plants.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of stopping a refrigerant of a natural gas liquefaction system, the method comprising: closing a valve at a rear end of a receiver tank installed in a circulation path of a refrigerant to accumulate refrigerant; Opening an expansion valve installed in the circulation path; Determining whether the pressure of the suction drum for sucking the refrigerant from the heat exchanger for cooling the natural gas by heat exchange with the refrigerant is lower than the third set pressure; Stopping the compressor for compressing the refrigerant when the pressure of the suction drum is lower than the third set pressure; And closing the valve at the front end of the receiver tank.

Figure R1020130092480
Figure R1020130092480

Description

천연가스 액화 시스템의 정지 방법{SHUTDOWN METHOD OF NATURAL GAS LIQUEFACTION SYSTEM}Shutdown method of natural gas liquefaction system {SHUTDOWN METHOD OF NATURAL GAS LIQUEFACTION SYSTEM}

본 발명은 천연가스 액화 시스템의 정지 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 천연가스 액화 시스템, 특히 파일럿 플랜트에서 냉매의 보관 및 재사용을 가능하도록 하고, 이로 인해 종래의 상용 플랜트에서와는 달리 플랜트의 시동과 정지를 수시로 용이하게 할 수 있도록 구성된 천연가스 액화 시스템의 정지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of stopping a natural gas liquefaction system, and more particularly, to enable the storage and reuse of refrigerant in a natural gas liquefaction system, in particular a pilot plant, and thus the starting and stopping of the plant unlike in a conventional commercial plant. It relates to a method of stopping a natural gas liquefaction system is configured to facilitate from time to time.

일반적으로, 천연가스 액화 공정은 가스전에서의 가스를 정제하여 냉매를 이용해서 상온으로부터 약 -160℃ 이하로 냉각시켜서 천연가스를 액화시키는 공정으로서, 천연가스를 액화시킴으로써 그 부피를 6백분의 1정도로 줄이게 됨으로써 기체상태보다 수송 및 저장 효율을 높이도록 하여 경제성을 증대시키도록 한다. In general, a natural gas liquefaction process is a process of liquefying natural gas by refining the gas in the gas field and cooling it to about -160 ° C or less from a normal temperature by using a refrigerant. Reduction can be made to increase transport and storage efficiency over the gas phase, thereby increasing the economics.

천연가스 액화 기술은 특성상 경제성이 우선시되기 때문에 단위 시간당 더 많은 액화천연가스(Liquified Natural Gas, 이하, 'LNG'라 함)를 생산하는 기술 또는 단위 생산량 대비 전력 소모를 줄이도록 하는 기술 위주로 발전되어 왔다. 이에 따라 종래의 천연가스 액화 기술은 대용량 LNG 액화 공정에 초점을 맞춘 제어 기술들이 주류를 이루게 되었다. Natural gas liquefaction technology has been developed based on the technology that produces more liquefied natural gas (LNG) per unit time, or because it is economical in nature, or to reduce power consumption compared to unit output. . As a result, conventional natural gas liquefaction technology has become a mainstream control technology focused on large-capacity LNG liquefaction process.

또한, 종래의 천연가스 액화 시스템은 기동 및 정지가 반복되는 일이 없으며, 이러한 상황은 실험설비인 파일럿 플랜트에서 필요한 기술이다. 따라서 알려진 상용급 천연가스 액화 시스템에서 냉매의 저장과 재사용을 위한 시동 및 정지에 대해서는 알려진 바가 없다.In addition, the conventional natural gas liquefaction system does not have to be repeatedly started and stopped, this situation is a necessary technology in the pilot plant, which is an experimental facility. Thus, there is no known start and stop for the storage and reuse of refrigerant in known commercial grade natural gas liquefaction systems.

그러나, 종래의 상용화된 천연가스 액화 시스템은 한번 기동하게 되면 정지를 하는 일이 거의 없기 때문에 기동 및 정지를 고려하지 않지만, 파일럿 플랜트에서는 그 성격이 다르며, 그 중 가장 큰 부분이 시동 및 정지가 자주 발생한다는 것이다. 특히, 천연가스 액화 시스템이 정지하게 되면 냉매 사이클에 있는 냉매들은 정체하게 될 것이고, 이로 인해 사이클 내에서 각 구간의 압력 차이가 커지게 되어 냉매를 그대로 방치하는 것이 어렵게 되는 문제점을 가지고 있었다.However, the conventional commercialized natural gas liquefaction system does not consider starting and stopping because it rarely stops once started, but in a pilot plant, its characteristics are different, the largest part of which is frequently started and stopped. It happens. In particular, when the natural gas liquefaction system is stopped, the refrigerants in the refrigerant cycle will be stagnant, which causes a problem in that it is difficult to leave the refrigerant as it is due to a large pressure difference in each section within the cycle.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 천연가스 액화 시스템, 특히 파일럿 플랜트에서 냉매의 보관 및 재사용을 가능하도록 하고, 이로 인해 종래의 상용 플랜트에서와는 달리 플랜트의 시동과 정지를 용이하게 할 수 있게 하여 파일럿 플랜트의 사용에서 시간적 공간적 효율을 높일 수 있으며, 냉매를 재사용함으로써 유지관리 비용을 절감하도록 하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the present invention is to enable the storage and reuse of the refrigerant in the natural gas liquefaction system, in particular pilot plant, which is unlike the start-up of the plant unlike conventional commercial plants The purpose of the present invention is to make it easy to stop, thereby increasing time and space efficiency in the use of the pilot plant, and to reduce the maintenance cost by reusing the refrigerant.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 천연가스 액화 시스템의 냉매의 저장을 위한 정지 방법으로서, 냉매의 순환경로에 설치되어 냉매를 축적하기 위한 리시버탱크 후단의 밸브를 클로즈시키는 단계; 상기 순환경로에 설치된 팽창밸브를 오픈시키는 단계; 천연가스를 냉매와의 열교환에 의해 냉각시키기 위한 열교환기로부터 냉매를 흡입하는 석션드럼의 압력이 제 3 설정압력보다 낮은지를 판단하는 단계; 상기 석션드럼의 압력이 제 3 설정압력보다 낮으면 냉매의 압축을 위한 압축기를 정지시키는 단계; 및 상기 리시버탱크 전단의 밸브를 클로즈시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스 액화 시스템의 정지 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a method for stopping the storage of the refrigerant of the natural gas liquefaction system, the method comprising: closing the valve at the rear end of the receiver tank for accumulating the refrigerant is installed in the circulation path of the refrigerant; Opening an expansion valve installed in the circulation path; Determining whether the pressure of the suction drum for sucking the refrigerant from the heat exchanger for cooling the natural gas by heat exchange with the refrigerant is lower than the third set pressure; Stopping the compressor for compressing the refrigerant when the pressure of the suction drum is lower than a third set pressure; And closing the valve in front of the receiver tank.

본 발명에 따르면, 천연가스 액화 시스템, 특히 파일럿 플랜트에서 냉매의 보관 및 재사용을 가능하도록 하고, 이로 인해 종래의 상용 플랜트에서와는 달리 플랜트의 시동과 정지를 수시로 용이하게 할 수 있게 하며, 파일럿 플랜트의 사용에서 시간적 공간적 효율 등의 실험 환경을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 실험 능률 향상에 기여할 수 있다.According to the present invention, it is possible to store and reuse the refrigerant in a natural gas liquefaction system, in particular a pilot plant, thereby making it easy to start and stop the plant from time to time, unlike in a conventional commercial plant, and use of a pilot plant. In addition to improving the experimental environment such as temporal and spatial efficiency, it can contribute to the improvement of the experimental efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 천연가스 액화 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 천연가스 액화 시스템의 기동 방법을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 천연가스 액화 시스템의 정지 방법을 도시한 흐름도.1 is a block diagram showing a natural gas liquefaction system according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of starting a natural gas liquefaction system according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of stopping a natural gas liquefaction system according to the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

도 1은 본 발명에 따른 천연가스 액화 시스템을 도시한 구성도로서, 본 발명에 따른 천연가스 액화 시스템(100)은 천연가스 액화 공정 중에서 가장 많이 쓰이는 공정 중 하나인 프로판 예냉 혼합냉매 공정(C3MR process)을 적용할 수 있는 시스템으로서, 기동 및 정지가 필요한 액화 플랜트, 예컨대, 파일럿 플랜트에 적용할 수 있으며, 프로판 예냉 혼합냉매 공정이 두 개의 냉매 사이클로 형성되고, 따라서 냉매의 종류도 프로판 냉매와 혼합냉매 두 가지를 사용하는데, 이러한 공정은 같은 이름으로 여러 가지 구조로 설계 및 제작될 수 있다.1 is a block diagram showing a natural gas liquefaction system according to the present invention, the natural gas liquefaction system 100 according to the present invention is one of the most used process of natural gas liquefaction process propane pre-cooled mixed refrigerant process (C3MR process This system can be applied to liquefaction plants that need to be started and stopped, for example, pilot plants, and the propane precooled mixed refrigerant process is formed by two refrigerant cycles. Two are used, and this process can be designed and fabricated with different structures under the same name.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 천연가스 액화 시스템(100)은 천연가스의 냉각을 위한 제 1 냉매가 순환 공급되는 1차열교환기(110)와, 1차열교환기(110)에 제 1 냉매를 냉각하여 순환 공급하는 제 1 냉매순환공급부(120)와, 1차열교환기(110)에 의해 예냉된 천연가스를 제 2 냉매와의 열교환에 의해 냉각시키도록 천연가스의 피드라인(10)에 설치되는 2차열교환기(130)와, 2차열교환기(130)에 제 2 냉매를 냉각하여 순환 공급하는 제 2 냉매순환공급부(140)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the natural gas liquefaction system 100 according to the present invention includes a primary heat exchanger 110 and a primary heat exchanger 110 to which a first refrigerant for circulating natural gas is circulatedly supplied. The first refrigerant circulation supply unit 120 for cooling and circulating the first refrigerant and the natural gas feed line to cool the natural gas precooled by the primary heat exchanger 110 by heat exchange with the second refrigerant ( 10 may include a secondary heat exchanger (130) and a second refrigerant circulation supply unit (140) for cooling and supplying the second refrigerant to the secondary heat exchanger (130).

1차열교환기(110)는 피드라인(10)에서 2차열교환기(130)의 전단에 설치되고, 천연가스를 제 1 냉매와의 열교환에 의해 냉각시키는 제 1 열교환기(111)와, 제 1 열교환기(111)와 병렬을 이루도록 설치되고, 제 2 냉매순환공급부(140)에 의해 순환되는 제 2 냉매를 제 1 냉매와의 열교환에 의해 냉각시키는 제 2 열교환기(112)를 포함할 수 있으며, 예냉된 천연가스와 제 2 냉매의 온도가 -30∼-40℃일 수 있다. 한편, 제 1 열교환기(111)는 일례로 Kettle형 열교환기를 사용할 수 있고, 이것은 Shell&Tube, Flate-fin 열교환기 등의 열교환기로 구현될 수 있다The primary heat exchanger 110 is installed at the front end of the secondary heat exchanger 130 in the feed line 10, the first heat exchanger 111 for cooling the natural gas by heat exchange with the first refrigerant, and The second heat exchanger 112 may be installed to be parallel to the first heat exchanger 111 and cool the second refrigerant circulated by the second refrigerant circulation supply unit 140 by heat exchange with the first refrigerant. The temperature of the pre-cooled natural gas and the second refrigerant may be -30 to -40 ° C. Meanwhile, the first heat exchanger 111 may use, for example, a Kettle type heat exchanger, which may be implemented as a heat exchanger such as a Shell & Tube or Flate-fin heat exchanger.

피드라인(10)은 상온 고압의 전처리가 된 천연가스가 액화되기 위해서, 주입되는 라인으로서 천연가스가 1차열교환기(110)를 지나서 예냉되고, 2차열교환기(130)를 지나서 액화가 되어 LNG(Liquefied Natural Gas)가 되도록 한다.In order to liquefy the natural gas subjected to pretreatment at room temperature and high pressure, the feed line 10 is a pre-cooled natural gas passing through the primary heat exchanger 110 and liquefied through the secondary heat exchanger 130. Make LNG (Liquefied Natural Gas).

제 1 냉매순환공급부(120)는 1차열교환기(110)의 후단에 설치되어 제 1 냉매를 흡입하는 제 1 석션드럼(121)과, 제 1 석션드럼(121)으로부터 흡입되어 배출되는 제 1 냉매를 압축시키는 제 1 압축기(122)와, 제 1 압축기(122)에 의해 압축된 제 1 냉매를 응축시키는 제 1 콘덴서(123)와, 제 1 콘덴서(123)에 의해 응축된 제 1 냉매를 축적시키는 제 1 리시버탱크(124)와, 제 1 리시버탱크(124)에 축적된 제 1 냉매를 팽창시켜서 1차열교환기(110)에 공급시키는 제 1 팽창밸브(125)와, 제 1 리시버탱크(124)의 전단과 후단에 제 1 냉매의 흐름을 조절하도록 각각 설치되는 제 1 및 제 2 밸브(126,127)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 압축기(122)는 제 1 냉매의 압축 상황에 따라 다양한 압축기가 사용될 수 있는데, 일례로 왕복동형 압축기가 사용될 수 있다. 또한, 제 1 석션드럼(121)은 제 1 압축기(122) 입구쪽의 압력을 유지하기 위한 버퍼 역할을 하게 된다.The first refrigerant circulation supply unit 120 is installed at the rear end of the primary heat exchanger 110 to suction and discharge the first suction drum 121 and the first suction drum 121 to suck the first refrigerant. The first compressor 122 compresses the refrigerant, the first condenser 123 condensing the first refrigerant compressed by the first compressor 122, and the first refrigerant condensed by the first condenser 123. The first receiver tank 124 to accumulate, the first expansion valve 125 for expanding the first refrigerant accumulated in the first receiver tank 124 and supplying the primary heat exchanger 110 to the first receiver tank 124. First and second valves 126 and 127 may be installed at the front and rear ends of the 124 to control the flow of the first refrigerant, respectively. Here, various compressors may be used for the first compressor 122 according to the compression situation of the first refrigerant. For example, a reciprocating compressor may be used. In addition, the first suction drum 121 serves as a buffer for maintaining the pressure at the inlet side of the first compressor 122.

제 1 밸브(126)의 전단에는 제 1 냉매의 일방향 흐름을 허용하는 제 1 체크밸브(128)가 설치될 수 있다. 또한, 제 1 냉매순환공급부(120)는 제 1 냉매의 순환경로를 제공하기 위한 제 1 냉매순환라인(129)을 가진다. A first check valve 128 may be installed at a front end of the first valve 126 to allow one-way flow of the first refrigerant. In addition, the first refrigerant circulation supply unit 120 has a first refrigerant circulation line 129 for providing a circulation path of the first refrigerant.

2차열교환기(130)는 1차열교환기(110), 구체적으로 제 1 열교환기(111)에 의해 예냉된 천연가스를 제 2 냉매와의 열교환에 의해 냉각시키도록 천연가스의 피드라인(10) 상에서 전후로 각각 설치되는 제 3 열교환기(131) 및 제 4 열교환기(132)를 포함할 수 있다.The secondary heat exchanger 130 feeds the natural gas feed line 10 to cool the natural gas preheated by the primary heat exchanger 110, specifically, the first heat exchanger 111 by heat exchange with a second refrigerant. ) May include a third heat exchanger 131 and a fourth heat exchanger 132 which are respectively installed back and forth on the back side.

제 3 열교환기(131)는 예냉된 천연가스를 초저온 영역까지 냉각시키기 위한 것으로서, 일례로 단위면적당 효율이 좋은 Flate-fin형 열교환기를 사용할 수 있다. 또한 제 4 열교환기(132)는 초저온 영역에서 최종 LNG를 생산하는 열교환기로 Flate-fin형 열교환기를 사용할 수 있다.The third heat exchanger 131 is for cooling the pre-cooled natural gas to an ultra low temperature region, and for example, a flate-fin type heat exchanger having high efficiency per unit area may be used. In addition, the fourth heat exchanger 132 may use a flate-fin type heat exchanger as a heat exchanger for producing final LNG in the cryogenic region.

제 2 냉매순환공급부(140)는 제 3 열교환기(131) 및 제 4 열교환기(132)의 후단에 설치되어 제 2 냉매를 흡입하는 제 2 석션드럼(141)과, 제 2 석션드럼(141)으로부터 흡입되어 배출되는 제 2 냉매를 압축시키는 제 2 압축기(142)와, 제 2 압축기(142)에 의해 압축된 제 2 냉매를 응축시키는 제 2 콘덴서(143)와, 제 2 콘덴서(143)에 의해 응축된 제 2 냉매를 축적하는 제 2 리시버(144)와, 제 2 리시버(144)의 전단과 후단에 제 2 냉매의 흐름을 조절하도록 각각 설치되는 제 3 및 제 4 밸브(145,146)와, 제 2 리시버탱크(144)로부터 공급되는 제 2 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리시키도록 제 3 열교환기의 전단에 설치되는 기액분리기(148)와, 기액분리기(148)에 의해 분리되는 기상냉매와 액상냉매를 각각 팽창시키기 위한 제 2 및 제 3 팽창밸브(149,151)와, 제 3 열교환기(131) 및 제 4 열교환기(132)를 통과한 기상냉매와 제 3 열교환기(131)를 통과한 액상냉매를 혼합하는 믹서(152)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 석션드럼(141)은 제 2 압축기(142) 입구쪽의 압력을 유지하기 위한 버퍼 역할을 하게 된다.The second refrigerant circulation supply unit 140 is installed at the rear ends of the third heat exchanger 131 and the fourth heat exchanger 132, and a second suction drum 141 for sucking the second refrigerant, and a second suction drum 141. 2nd compressor 142 which compresses the 2nd refrigerant | coolant suctioned | emitted and discharged | emitted from A second receiver 144 for accumulating the second refrigerant condensed by the second refrigerant, third and fourth valves 145 and 146 respectively installed to control the flow of the second refrigerant at the front and rear ends of the second receiver 144; Gas phase separator 148 installed at the front end of the third heat exchanger to separate the second refrigerant supplied from the second receiver tank 144 into the gas phase refrigerant and the liquid phase refrigerant, and the gas phase separated by the gas liquid separator 148. Second and third expansion valves 149 and 151 for expanding the refrigerant and the liquid refrigerant, and the third heat exchanger 131 and the fourth thermal bridge. It may include a mixer 152 for mixing the liquid phase refrigerant passes through the gas refrigerant to the third heat exchanger 131 is passed through the exchanger (132). Here, the second suction drum 141 serves as a buffer for maintaining the pressure at the inlet side of the second compressor 142.

제 3 밸브(145)의 전단에는 제 2 냉매의 일방향 흐름을 허용하는 제 2 체크밸브(147)가 설치될 수 있다. 또한, 제 2 냉매순환공급부(140)는 제 2 냉매의 순환경로를 제공하기 위한 제 2 냉매순환라인(153)을 가진다.A second check valve 147 may be installed at a front end of the third valve 145 to allow one-way flow of the second refrigerant. In addition, the second refrigerant circulation supply unit 140 has a second refrigerant circulation line 153 for providing a circulation path of the second refrigerant.

1차열교환기(110) 및 제 1 냉매순환공급부(120)는 제 1 냉매로서 프로판을 사용할 수 있고, 2차열교환기(130) 및 제 2 냉매순환공급부(140)는 제 2 냉매로서 혼합냉매를 사용할 수 있다.The primary heat exchanger 110 and the first refrigerant circulation supply unit 120 may use propane as the first refrigerant, and the secondary heat exchanger 130 and the second refrigerant circulation supply unit 140 may use the mixed refrigerant as the second refrigerant. Can be used.

제 1 냉매, 에컨대 프로판 냉매 사이클과 제 2 냉매, 예컨대 혼합냉매 사이클에서 각 압축기(122,142) 후단의 리시버탱크(124,144)를 보면 전단과 후단에 각각 제 1 및 제 2 밸브(126,127,145,146)가 설치되어 있는데, 제 1 및 제 2 밸브(126,127,145,146)로 각 사이클의 냉매를 저장할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 체크밸브(128,147)에 의해 압축된 냉매의 역류를 방지한다. 따라서, 제 1 냉매 또는 제 2 냉매의 저장과 재사용을 위한 시동 및 정지가 가능해지며, 이를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In the first and second propane refrigerant cycles and the second refrigerant, for example, the mixed refrigerant cycle, the receiver tanks 124 and 144 at the rear end of the compressors 122 and 142 are provided with the first and second valves 126, 127, 145 and 146 respectively at the front and rear ends. The first and second valves 126, 127, 145, and 146 may store refrigerant in each cycle. In addition, backflow of the refrigerant compressed by the first and second check valves 128 and 147 is prevented. Therefore, starting and stopping for storing and reusing the first refrigerant or the second refrigerant are possible, which will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 천연가스 액화 시스템의 기동 방법을 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a method of starting a natural gas liquefaction system according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액화 시스템의 기동방법은 냉매의 순환경로에 설치되어 냉매를 축적하기 위한 리시버탱크의 압력이 제 1 설정압력보다 높은지를 판단하는 단계(S11)와, 리시버탱크의 압력이 제 1 설정압력보다 높으면 리시버탱크 후단의 밸브를 오픈시키는 단계(S12)와, 천연가스를 냉매와의 열교환에 의해 냉각시키기 위한 열교환기로부터 냉매를 흡입하는 석션드럼의 압력이 제 2 설정압력보다 높은지를 판단하는 단계(S13)와, 석션드럼의 압력이 제 2 설정압력보다 높으면 리시버탱크 전단의 밸브를 오픈함과 아울러 냉매의 압축을 위한 압축기를 구동시키는 단계(S14,S15)를 포함할 수 있다. 여기서, 리시버탱크, 리시버탱크 후단의 밸브, 열교환기, 석션드럼, 리시버탱크 전단의 밸브는 제 1 냉매 사이클에 대한 기동방법인 경우에는 제 1 리시버탱크(124), 제 2 밸브(127), 1차열교환기(110), 제 1 석션드럼(121), 제 1 밸브(126)를 의미할 수 있고, 제 2 냉매 사이클에 대한 기동방법인 경우에는 제 2 리시버탱크(144), 제 4 밸브(146), 2차열교환기(130), 제 2 석션드럼(141), 제 3 밸브(145)를 의미할 수 있다.As shown in FIG. 2, the method of starting a liquefaction system according to the present invention includes determining a pressure of a receiver tank installed in a circulation path of a coolant to accumulate coolant is higher than a first set pressure (S11); When the pressure of the receiver tank is higher than the first set pressure, opening the valve at the rear end of the receiver tank (S12), and the pressure of the suction drum for sucking the refrigerant from the heat exchanger for cooling the natural gas by heat exchange with the refrigerant Determining whether the pressure is higher than the second set pressure (S13); and if the pressure of the suction drum is higher than the second set pressure, opening the valve in front of the receiver tank and driving the compressor for compressing the refrigerant (S14, S15). It may include. Here, the receiver tank, the valve at the rear end of the receiver tank, the heat exchanger, the suction drum, and the valve at the front of the receiver tank are the first receiver tank 124, the second valve 127, and 1 in the case of the starting method for the first refrigerant cycle. The heat exchanger 110, the first suction drum 121, and the first valve 126 may refer to the heat exchanger 110, and the second receiver tank 144 and the fourth valve in the case of the starting method for the second refrigerant cycle. 146), the secondary heat exchanger 130, the second suction drum 141, and the third valve 145.

한편, 리시버탱크의 압력이 제 1 설정압력과 동일하거나 낮으면 리시버탱크 후단의 밸브를 클로즈시킨 상태를 유지하고, 경보를 발생시키는 단계(S16)를 수행할 수 있으며, 석션드럼의 압력이 제 2 설정압력과 동일하거나 낮으면 리시버탱크 전단의 밸브를 클로즈시킨 상태를 유지하고, 경보를 발생시키는 단계(S17)를 수행할 수 있다.On the other hand, when the pressure of the receiver tank is equal to or lower than the first set pressure, it is possible to maintain the state in which the valve at the rear end of the receiver tank is closed and generate an alarm (S16), and the pressure of the suction drum is second. When the pressure is equal to or lower than the set pressure, the valve of the front end of the receiver tank may be kept closed and an alarm may be generated (S17).

도 3은 본 발명에 따른 천연가스 액화 시스템의 정지 방법을 도시한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of stopping a natural gas liquefaction system according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 천연가스 액화 시스템의 정지 방법은, 냉매의 순환경로에 설치되어 냉매를 축적하기 위한 리시버탱크 후단의 밸브를 클로즈시키는 단계(S21)와, 순환경로에 설치된 팽창밸브를 오픈시키는 단계(S22)와, 천연가스를 냉매와의 열교환에 의해 냉각시키기 위한 열교환기로부터 냉매를 흡입하는 석션드럼의 압력이 제 3 설정압력보다 낮은지를 판단하는 단계(S23)와, 석션드럼의 압력이 제 3 설정압력보다 낮으면 냉매의 압축을 위한 압축기를 정지시키는 단계(S24)와, 리시버탱크 전단의 밸브를 클로즈시키는 단계(S25)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the method for stopping a natural gas liquefaction system according to the present invention includes installing a refrigerant in a circulation path and closing a valve at a rear end of a receiver tank for accumulating the refrigerant (S21), and in the circulation path. Opening the installed expansion valve (S22), and determining whether the pressure of the suction drum for sucking the refrigerant from the heat exchanger for cooling the natural gas by the heat exchange with the refrigerant (S23) and When the pressure of the suction drum is lower than the third set pressure, the method may include stopping the compressor for compressing the refrigerant (S24), and closing the valve in front of the receiver tank (S25).

여기서, 리시버탱크, 리시버탱크 후단의 밸브, 팽창밸브, 열교환기, 석션드럼, 압축기, 리시버탱크 전단의 밸브는 제 1 냉매 사이클에 대한 정지방법인 경우에는 제 1 리시버탱크(124), 제 2 밸브(127), 제 1 팽창밸브(125), 1차열교환기(110), 제 1 석션드럼(121), 제 1 압축기(122), 제 1 밸브(126)를 의미할 수 있고, 제 2 냉매 사이클에 대한 정지방법인 경우에는 제 2 리시버탱크(144), 제 4 밸브(146), 제 2 및 제 3 팽창밸브(149,151), 2차열교환기(130), 제 2 석션드럼(141), 제 2 압축기(142), 제 3 밸브(145)를 의미할 수 있다.Here, the receiver tank, the valve at the rear end of the receiver tank, the expansion valve, the heat exchanger, the suction drum, the compressor, the valve in front of the receiver tank, the first receiver tank 124, the second valve when the stop method for the first refrigerant cycle. 127, the first expansion valve 125, the primary heat exchanger 110, the first suction drum 121, the first compressor 122, and the first valve 126. In the case of stopping the cycle, the second receiver tank 144, the fourth valve 146, the second and third expansion valves 149 and 151, the secondary heat exchanger 130, the second suction drum 141, It may mean the second compressor 142 and the third valve 145.

본 발명에 따른 천연가스 액화 시스템의 기동 및 정지 방법을 제 1 냉매, 예컨대 프로판 사이클을 예로 들어 설명하기로 한다.A method of starting and stopping a natural gas liquefaction system according to the present invention will be described taking a first refrigerant, for example, a propane cycle as an example.

운전자가 시동 버튼을 누르게 되면, 제 1 리시버탱크(124)의 압력을 체크해서 제 1 설정압력보다 높으면(S11), 그 후단의 제 2 밸브(127)를 오픈하고(S12), 그렇지 않을 경우에는 운전자에게 리시버탱크 저압 경보를 발생시킨다(S16). When the driver presses the start button, the pressure of the first receiver tank 124 is checked to be higher than the first set pressure (S11), and the second valve 127 of the rear end is opened (S12). The driver tank generates a low pressure alarm (S16).

제 2 밸브(127)가 개방되면, 제 1 냉매는 제 1 팽창(125)까지 흘러가게 되고, 제 2 밸브(127)의 후단부터 천천히 압력이 천천히 증가하다가 제 1 압축기(122)의 제 1 석션드럼(121)의 압력이 제 2 설정압력보다 높아졌을 때, 제 1 리시버탱크(124) 전단의 제 1 밸브(126)를 오픈하고(S14), 제 1 압축기(122)를 구동시킨다(S15). When the second valve 127 is opened, the first refrigerant flows to the first expansion 125, and the pressure gradually increases from the rear end of the second valve 127, and then the first suction of the first compressor 122. When the pressure of the drum 121 is higher than the second set pressure, the first valve 126 in front of the first receiver tank 124 is opened (S14), and the first compressor 122 is driven (S15). .

또한, 운전자가 정지 신호를 보내는 즉시, 제 1 냉매의 저장을 위해서 프로판의 제 1 리시버탱크(124) 후단의 제 2 밸브(127)를 클로즈로 전환해서 제 1 리시버탱크(124)에 제 1 냉매를 충전할 준비를 한다(S21). 그리고 사이클 상에서 제 1 팽창밸브(125)의 제어모드를 수동모드로 바꾸고서 제 1 팽창밸브(125)를 100% 오픈한다(S22). 여기서, 제 1 팽창밸브(125)를 수동으로 100% 오픈시키는 이유는 제 2 밸브(127)를 클로즈시킴으로써 압력은 서서히 내려갈 것이고, 제 2 밸브(127)를 지나 제 1 압축기(122) 셕션쪽의 압력이 빠르게 감소되는 것을 막기 위함이다. In addition, immediately after the driver sends a stop signal, the second valve 127 at the rear end of the first receiver tank 124 of propane is closed to store the first refrigerant, and the first refrigerant is transferred to the first receiver tank 124. Prepare to charge (S21). In operation S22, the first expansion valve 125 is opened 100% by changing the control mode of the first expansion valve 125 to the manual mode on the cycle. Here, the reason for manually opening the first expansion valve 125 by 100% is that by closing the second valve 127, the pressure will gradually decrease, passing through the second valve 127 on the side of the first compressor 122 section. This is to prevent the pressure from decreasing rapidly.

제 1 팽창밸브(125)를 100% 오픈한 후, 제 1 석션드럼(121)의 압력이 제 3 설정압력보다 낮아지기 전까지 계속해서 압축을 하면서(S23), 제 1 리시버탱크(124)에 제 1 냉매를 충전하다가 제 1 석션드럼(121)의 압력이 제 3 설정압력보다 낮아졌을 때, 제 1 압축기(122)의 기동을 중지한다(S24). 제 1 압축기(122) 후단에는 제 1 체크밸브(128)가 있지만, 오랜 시간 저장할 경우 역류의 가능성이 있기 때문에 제 3 밸브(145)를 클로즈하게 된다(S25).After the first expansion valve 125 is opened at 100%, the first suction tank 121 is continuously compressed until the pressure of the first suction drum 121 becomes lower than the third set pressure (S23). When the pressure of the first suction drum 121 is lower than the third set pressure while charging the refrigerant, the starting of the first compressor 122 is stopped (S24). Although there is a first check valve 128 at the rear end of the first compressor 122, the third valve 145 is closed because there is a possibility of backflow when stored for a long time (S25).

본 발명에 따른 천연가스 액화 시스템과 이의 기동 및 정지 방법에 의하면, 이와 같은 작업을 반복하는데 무리가 없으며. 기동과 중지를 여러 번 한다고 하더라도 냉매의 손실없이 기동 및 중지 버튼만으로 파일럿 플랜트를 기동 및 중지할 수 있다. According to the natural gas liquefaction system and its start and stop method according to the present invention, there is no problem in repeating such an operation. Even if you start and stop several times, you can start and stop the pilot plant with only the start and stop buttons without loss of refrigerant.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 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 and scope of the invention will be.

10 : 피드라인 110 : 1차열교환기
111 : 제 1 열교환기 112 : 제 2 열교환기
120 : 제 1 냉매순환공급부 121 : 제 1 석션드럼
122 : 제 1 압축기 123 : 제 1 콘덴서
124 : 제 1 리시버탱크 125 : 제 1 팽창밸브
126 : 제 1 밸브 127 : 제 2 밸브
128 : 제 1 체크밸브 129 : 제 1 냉매순환라인
130 : 2차열교환기 131 : 제 3 열교환기
132 : 제 4 열교환기 140 : 제 2 냉매순환공급부
141 : 제 2 셕션드럼 142 : 제 2 압축기
143 : 제 2 콘덴서 144 : 제 2 리시버탱크
145 : 제 3 밸브 146 : 제 4 밸브
147 : 제 2 체크밸브 148 : 기액분리기
149 : 제 2 팽창밸브 151 : 제 3 팽창밸브
152 : 믹서 153 : 제 2 냉매순환라인10: feed line 110: primary heat exchanger
111: first heat exchanger 112: second heat exchanger
120: first refrigerant circulation supply unit 121: first suction drum
122: first compressor 123: first condenser
124: first receiver tank 125: first expansion valve
126: first valve 127: second valve
128: first check valve 129: first refrigerant circulation line
130: secondary heat exchanger 131: third heat exchanger
132: fourth heat exchanger 140: second refrigerant circulation supply
141: second cushion drum 142: second compressor
143: second condenser 144: second receiver tank
145: third valve 146: fourth valve
147: second check valve 148: gas-liquid separator
149: second expansion valve 151: third expansion valve
152 mixer 153 second refrigerant circulation line

Claims (2)

천연가스 액화 시스템의 제 1 냉매의 저장을 위한 정지 방법으로서,
상기 제 1 냉매의 순환경로에 설치되어 상기 제 1 냉매를 축적하기 위한 제 1 리시버탱크 후단의 제 2 밸브를 클로즈시키는 단계;
상기 순환경로에 설치된 제 1 팽창밸브를 오픈시키는 단계;
천연가스를 상기 제 1 냉매와의 열교환에 의해 냉각시키기 위한 1차 열교환기로부터 상기 제 1 냉매를 흡입하는 제 1 석션드럼의 압력이 제 3 설정압력보다 낮은지를 판단하는 단계;
상기 제 1 석션드럼의 압력이 제 3 설정압력보다 낮으면 상기 제 1 냉매의 압축을 위한 제 1 압축기를 정지시키는 단계; 및
상기 제 1 리시버탱크 전단의 제 1 밸브를 클로즈시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스 액화 시스템의 정지 방법.As a stop method for the storage of the first refrigerant of the natural gas liquefaction system,
Closing a second valve at a rear end of the first receiver tank installed in the circulation path of the first refrigerant to accumulate the first refrigerant;
Opening a first expansion valve installed in the circulation path;
Determining whether the pressure of the first suction drum for sucking the first refrigerant from the primary heat exchanger for cooling the natural gas by heat exchange with the first refrigerant is lower than a third set pressure;
Stopping the first compressor for compressing the first refrigerant when the pressure of the first suction drum is lower than a third set pressure; And
Closing the first valve in front of the first receiver tank. 천연가스 액화 시스템의 제 2 냉매의 저장을 위한 정지 방법으로서,
상기 제 2 냉매의 순환경로에 설치되어 상기 제 2 냉매를 축적하기 위한 제 2 리시버탱크 후단의 제 4 밸브를 클로즈시키는 단계;
상기 순환경로에 설치된 제 2 및 제 3 팽창밸브를 오픈시키는 단계;
천연가스를 상기 제 2 냉매와의 열교환에 의해 냉각시키기 위한 2차 열교환기로부터 상기 제 2 냉매를 흡입하는 제 2 석션드럼의 압력이 제 3 설정압력보다 낮은지를 판단하는 단계;
상기 제 2 석션드럼의 압력이 제 3 설정압력보다 낮으면 상기 제 2 냉매의 압축을 위한 제 2 압축기를 정지시키는 단계; 및
상기 제 2 리시버탱크 전단의 제 3 밸브를 클로즈시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스 액화 시스템의 정지 방법.
As a stop method for the storage of the second refrigerant of the natural gas liquefaction system,
Closing a fourth valve at a rear end of the second receiver tank installed in the circulation path of the second refrigerant to accumulate the second refrigerant;
Opening second and third expansion valves installed in the circulation path;
Determining whether the pressure of the second suction drum for sucking the second refrigerant from the secondary heat exchanger for cooling the natural gas by heat exchange with the second refrigerant is lower than a third set pressure;
Stopping the second compressor for compressing the second refrigerant when the pressure of the second suction drum is lower than a third set pressure; And
Closing the third valve in front of the second receiver tank.
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