KR101488100B1 - 액화가스 처리 시스템 - Google Patents

액화가스 처리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101488100B1
KR101488100B1 KR20130097713A KR20130097713A KR101488100B1 KR 101488100 B1 KR101488100 B1 KR 101488100B1 KR 20130097713 A KR20130097713 A KR 20130097713A KR 20130097713 A KR20130097713 A KR 20130097713A KR 101488100 B1 KR101488100 B1 KR 101488100B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
liquefied gas
liquefied
pressure
evaporation
Prior art date
Application number
KR20130097713A
Other languages
English (en)
Inventor
백은성
Original Assignee
현대중공업 주식회사
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 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR20130097713A priority Critical patent/KR101488100B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101488100B1 publication Critical patent/KR101488100B1/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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • 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
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • 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
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0157—Compressors
    • 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
    • F17C2227/04—Methods for emptying or filling
    • F17C2227/043—Methods for emptying or filling by pressure cascade
    • 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
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/031—Treating the boil-off by discharge

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크에서 증발가스가 배출되는 증발가스 공급 라인; 상기 증발가스 공급 라인 상에 마련되며, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생된 증발가스를 다단으로 가압하는 증발가스 압축기; 상기 증발가스 압축기에서 2단으로 가압되는 증발가스를 저압 액화가스 수요처로 공급하는 저압 증발가스 공급 라인; 상기 증발가스 압축기에서 3단으로 가압되는 증발가스를 상기 액화가스 저장탱크로 회수하는 회수라인; 상기 증발가스 압축기에서 5단으로 가압되는 증발가스를 고압 액화가스 수요처로 공급하는 고압 증발가스 공급 라인; 상기 회수라인 상에 마련되어 3단으로 가압된 증발가스를 재액화시키는 재액화장치; 상기 재액화장치에서 재액화된 증발가스에서 잔존하는 기체상태의 증발가스를 공급받아 연소시키는 가스연소장치; 및 상기 가스연소장치로 기체상태의 증발가스가 공급되도록 상기 가스연소장치에 연결되는 연소라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크에서 발생된 증발가스를 다단 압축하여 액화가스 수요처로 공급함으로써 증발가스를 활용하여 연료를 절감할 수 있는 액화가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

Description

액화가스 처리 시스템{A Treatment System Liquefied Gas}
본 발명은 액화가스 처리 시스템에 관한 것이다.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.
액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.
이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.
이러한 액화가스는 다양한 수요처로 공급되어 사용되는데, 최근에는 액화천연가스를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 개발되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.
그러나 엔진 등과 같은 수요처가 요구하는 액화가스의 온도 및 압력 등은, 액화가스 저장탱크에 저장되어 있는 액화가스의 상태와는 다를 수 있다. 따라서 최근에는 액체 상태로 저장되는 액화가스의 온도 및 압력 등을 제어하여 수요처에 공급하는 기술에 대하여, 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액화가스 저장탱크에서 발생된 증발가스를 압축하여 액화가스 수요처로 공급함으로써 증발가스를 활용하여 연료를 절감할 수 있는 액화가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크에서 증발가스가 배출되는 증발가스 공급 라인; 상기 증발가스 공급 라인 상에 마련되며, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생된 증발가스를 다단으로 가압하는 증발가스 압축기; 상기 증발가스 압축기에서 2단으로 가압되는 증발가스를 저압 액화가스 수요처로 공급하는 저압 증발가스 공급 라인; 상기 증발가스 압축기에서 3단으로 가압되는 증발가스를 상기 액화가스 저장탱크로 회수하는 회수라인; 상기 증발가스 압축기에서 5단으로 가압되는 증발가스를 고압 액화가스 수요처로 공급하는 고압 증발가스 공급 라인; 상기 회수라인 상에 마련되어 3단으로 가압된 증발가스를 재액화시키는 재액화장치; 상기 재액화장치에서 재액화된 증발가스에서 잔존하는 기체상태의 증발가스를 공급받아 연소시키는 가스연소장치; 및 상기 가스연소장치로 기체상태의 증발가스가 공급되도록 상기 가스연소장치에 연결되는 연소라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 회수라인 상에 마련되어 상기 재액화장치로부터 재액화된 증발가스에서 기체상태의 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함하고, 상기 연소라인은 상기 기액분리기에서 배출되는 증발가스와 합류하여 상기 가스연소장치까지 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액화가스 저장탱크에서 상기 고압 액화가스 수요처까지 연결되는 액화가스 공급 라인; 및 상기 액화가스 공급 라인에서 분기되어 상기 저압 액화가스 수요처까지 연결되는 보조라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조라인 상에 마련되어 액화가스를 기체와 액체로 분리하는 보조기액분리기; 및 상기 보조기액분리기에서 배출되는 액화가스를 가열하여 상기 저압 액화가스 수요처로 공급하는 보조히터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크에서 발생된 증발가스를 다단 압축하여 액화가스 수요처로 공급함으로써 증발가스를 활용하여 연료를 절감할 수 있다.
도 1은 종래의 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템에서 액화가스 저장탱크의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 액화가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 액화가스 수요처(20), 펌프(30), 액화가스 열교환기(40)를 포함한다. 이때 액화가스 수요처(20)는 고압엔진인 기체연료 엔진 또는 저압 엔진인 이중연료 엔진일 수 있고, 펌프(30)는 부스팅 펌프(Boosting Pump; 31)와 고압 펌프(High Pressure Pump; 32)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하 본 명세서에서, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다. 이는 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다.
종래의 액화가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10)로부터 액체 상태의 액화가스를 빼내어 부스팅 펌프(31), 고압 펌프(32)를 통해 가압시킨 후 액화가스 열교환기(40)에서 글리콜 워터 등으로 가열하여 액화가스 수요처(20)에 공급하는 방식을 사용하였다.
그러나 이 경우 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액체 상태의 액화가스만을 사용하기 때문에, 외부 열침투에 의하여 액화가스 저장탱크(10) 내에서 자연스럽게 발생되는 증발가스는 액화가스 저장탱크(10)의 내압을 낮추기 위해 증발가스 배출 라인(16)을 따라 외부로 배출 처리하였다. 따라서 종래의 액화가스 처리 시스템(1)은 증발가스를 전혀 활용하지 못하여 에너지 낭비가 발생한다는 문제점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템에서 액화가스 저장탱크의 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 고압 액화가스 수요처(20a), 저압 액화가스 수요처(20b), 펌프(30) 액화가스 열교환기(40), 증발가스 압축기(50), 증발가스 열교환기(60), 증발가스 재액화장치(70), 기액분리기(80), 가스연소장치(100)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서 액화가스 저장탱크(10), 펌프(30) 및 액화가스 열교환기(40) 등은 종래의 액화가스 처리 시스템(1)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스 수요처(20a,20b)에 공급될 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때 액화가스 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 액화가스 저장탱크(10)는, 외조 탱크(11), 내조 탱크(12), 단열부(13)를 포함한다. 외조 탱크(11)는 액화가스 저장탱크(10)의 외벽을 이루는 구조로서, 스틸로 형성될 수 있다.
내조 탱크(12)는, 외조 탱크(11)의 내부에 구비되며, 서포트(Support; 14)에 의해 외조 탱크(11)의 내부에 지지 설치될 수 있다. 이때 서포트(14)는 내조 탱크(12)의 하단에 구비될 수 있고, 물론 내조 탱크(12)의 좌우 유동을 억제하기 위해 내조 탱크(12)의 측면에도 구비될 수 있다.
내조 탱크(12)는 스테인레스 재질로 형성될 수 있으며, 5bar 내지 10bar(일례로 6bar)의 압력을 견딜 수 있도록 설계될 수 있다. 내조 탱크(12)를 이와 같이 일정 압력에 견딜 수 있도록 설계하는 것은, 내조 탱크(12)의 내부에 구비된 액화가스가 증발되어 증발가스가 생성됨에 따라 내조 탱크(12)의 내압이 상승될 수 있기 때문이다.
단열부(13)는, 내조 탱크(12)와 외조 탱크(11)의 사이에 구비되며 외부 열에너지가 내조 탱크(12)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이때 단열부(13)는 진공상태일 수 있다. 단열부(13)를 진공으로 형성함에 따라, 액화가스 저장탱크(10)는 일반적인 탱크와 비교할 때 높은 압력에 더욱 효율적으로 견뎌낼 수 있다. 일례로 액화가스 저장탱크(10)는 진공의 단열부(13)를 통해 5bar 내지 20bar의 압력을 버텨낼 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 진공 형태의 단열부(13)를 외조 탱크(11)와 내조 탱크(12) 사이에 구비하는 압력 탱크형 액화가스 저장탱크(10)를 사용함으로써, 증발가스의 발생을 최소화할 수 있고, 내압이 상승하더라도 액화가스 저장탱크(10)가 파손되는 등의 문제가 일어나는 것을 미연에 방지할 수 있다.
액화가스 수요처(20a,20b)는, 액화가스 저장탱크(10)로부터 액화가스를 공급받는다. 액화가스 수요처(20a,20b)는 고압 액화가스 수요처(20a)와 저압 액화가스 수요처(20b)를 포함할 수 있고, 액화가스를 통해 구동되어 동력을 발생시키는 엔진일 수 있으며, 일례로 고압 액화가스 수요처(20a)는 선박에 탑재되는 기체연료엔진(MEGI 엔진)일 수 있고, 저압 액화가스 수요처(20b)는 이중연료 엔진일 수 있다.
저압 액화가스 수요처(20b)가 이중연료 엔진일 경우, 액화가스인 LNG와 오일이 혼합되어 공급되지 않고 LNG 또는 오일이 선택적으로 공급될 수 있다. 이는 연소 온도가 상이한 두 물질이 혼합 공급되는 것을 차단하여, 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.
엔진은 액화가스의 연소에 의해 실린더(도시하지 않음) 내부의 피스톤(도시하지 않음)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 샤프트(도시하지 않음)가 회전될 수 있다. 따라서 엔진 구동 시 최종적으로 샤프트에 연결된 프로펠러(도시하지 않음)가 회전함에 따라, 선체가 전진 또는 후진하게 된다.
물론 본 실시예에서 액화가스 수요처(20a,20b)인 엔진은 프로펠러를 구동하기 위한 엔진일 수 있으나, 발전을 위한 엔진 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다. 즉 본 실시예는 엔진의 종류를 특별히 한정하지 않는다. 다만 엔진은 액화가스의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 내연기관일 수 있다.
액화가스 저장탱크(10)와 액화가스 수요처(20a,20b) 사이에는 액화가스를 전달하는 액화가스 공급 라인(21)이 설치될 수 있고, 액화가스 공급 라인(21)에는 펌프(30), 액화가스 열교환기(40) 등이 구비되어 액화가스 수요처(20a,20b)에 공급되도록 할 수 있다.
이때, 액화가스 공급 라인(21)에는 액화가스 공급 밸브(도시하지 않음)가 설치되어, 액화가스 공급 밸브의 개도 조절에 따라 액화가스의 공급량이 조절될 수 있다.
펌프(31,32)는, 액화가스 공급 라인(21) 상에 마련되며, 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출된 액화가스를 가압한다. 펌프(31,32)는 부스팅 펌프(Boosting Pump; 31)와 고압 펌프(High Pressure Pump; 32)를 포함할 수 있다.
부스팅 펌프(31)는, 액화가스 저장탱크(10)와 고압 펌프(32) 사이의 액화가스 공급 라인(21) 상에, 또는 액화가스 저장탱크(10) 내에 구비될 수 있으며, 고압 펌프(32)에 충분한 양의 액화가스가 공급되도록 하여 고압 펌프(32)의 공동현상(cavitation)을 방지한다. 또한 부스팅 펌프(31)는 액화가스 저장탱크(10)로부터 액화가스를 빼내어서 액화가스를 수 내지 수십 bar 이내로 가압할 수 있으며, 부스팅 펌프(31)를 거친 액화가스는 1bar 내지 25bar로 가압될 수 있다.
액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는 액체 상태에 놓여있다. 이때 부스팅 펌프(31)는 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되는 액화가스를 가압하여 압력 및 온도를 다소 높일 수 있으며, 부스팅 펌프(31)에 의해 가압된 액화가스는 여전히 액체 상태일 수 있다.
고압 펌프(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 배출된 액화가스를 고압으로 가압하여, 고압 액화가스 수요처(20a)에 액화가스가 공급되도록 한다. 액화가스는 액화가스 저장탱크(10)로부터 약 10bar 이내의 압력으로 배출된 후 부스팅 펌프(31)에 의해 1차로 가압되는데, 고압 펌프(32)는 부스팅 펌프(31)에 의해 가압된 액체상태의 액화가스를 2차로 가압하여, 액화가스 열교환기(40)에 공급한다.
이때 고압 펌프(32)는 액화가스를 고압 액화가스 수요처(20a)에서 요구하는 압력, 예를 들어 200bar 내지 400bar까지 가압하여 고압 액화가스 수요처(20a)에 공급함으로써, 고압 액화가스 수요처(20a)가 액화가스를 통해 동력 등을 생산하도록 할 수 있다.
고압 펌프(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 배출되는 액체상태의 액화가스를 고압으로 가압하되, 액화가스가 초임계점(Critical Point)보다 높은 온도 및 높은 압력을 갖는 초임계 상태가 되도록 상변화시킬 수 있다. 이때 초임계 상태인 액화가스의 온도는 임계온도보다 상대적으로 높을 수 있다.
또는 고압 펌프(32)는, 액체 상태의 액화가스를 고압으로 가압하여 과냉액체 상태로 변화시킬 수 있다. 여기서 과냉액체 상태의 액화가스란 액화가스의 압력이 임계압력보다 높고, 온도가 임계온도보다 낮은 상태이다.
구체적으로 고압 펌프(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 배출되는 액체상태의 액화가스를 200bar 내지 400bar까지 고압으로 가압하되, 액화가스의 온도가 임계온도보다 낮은 온도가 되도록 하여, 액화가스를 과냉액체 상태로 상변화시킬 수 있다. 여기서, 과냉액체 상태인 액화가스의 온도는, 임계온도보다 상대적으로 낮은 -140도 내지 -60도일 수 있다.
다만 고압 펌프(32)는, 저압 액화가스 수요처(20b)인 경우에는 생략될 수 있다. 즉 저압 액화가스 수요처(20b)로서 저압 엔진인 이중연료 엔진일 경우, 액화가스는 부스팅 펌프(31)에 의하여 가압된 뒤 강제기화기(91), 보조기액분리기(92), 보조히터(93)를 통해 저압 액화가스 수요처(20b)로 공급될 수 있다.
여기서, 액화가스 공급 라인(21)은 분기되어, 분기라인(211)이 형성될 수 있으며, 분기라인(211)의 일단은 부스팅 펌프(31)와 고압 펌프(32)사이에 마련되고, 타단은 저압 액화가스 수요처(20b)까지 연결될 수 있다.
이때, 분기라인(211) 상에는 액화가스 강제기화기(91), 보조기액분리기(92), 보조히터(93)가 직렬로 구비되어, 액화가스가 강제기화된 후 기체와 액체가 분리되어 보조히터(93)에 의해 가열된 후 저압 액화가스 수요처(20b)로 공급될 수 있다.
액화가스 열교환기(40)는, 고압 액화가스 수요처(20a)와 펌프(31,32) 사이의 액화가스 공급 라인(21) 상에 마련되며, 펌프(31,32)로부터 공급되는 액화가스를 열교환시킨다. 액화가스 열교환기(40)에 액화가스를 공급하는 펌프(31,32)는 고압 펌프(32)일 수 있으며, 액화가스 열교환기(40)는 과냉액체 상태 또는 초임계 상태의 액화가스를 고압 펌프(32)에서 배출되는 압력인 200bar 내지 400bar를 유지하면서 가열시켜서, 30도 내지 60도의 초임계 상태의 액화가스로 변환한 후 고압 액화가스 수요처(20a)에 공급할 수 있다.
액화가스 열교환기(40)는 전기 에너지를 사용하거나 열전달매체를 사용하여 액화가스를 가열할 수 있다. 이때, 열 전달매체는 글리콜 워터일 수 있고, 글리콜 워터라 함은 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol)과 물을 혼합한 유체로서, 매체 히터(도시하지 않음)에서 가열되고 액화가스 열교환기(40)에서 냉각되어 순환할 수 있다.
증발가스 압축기(50)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 가압한다. 증발가스 압축기(50)는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되어 10bar 내외의 압력으로 배출되는 증발가스를 가압하여 저압 액화가스 수요처(20b) 또는 고압 액화가스 수요처(20a)로 공급하거나, 액화가스 저장탱크(10)로 회수시킬 수 있다.
증발가스 압축기(50)는, 복수로 구비되어 증발가스를 다단 가압시킬 수 있다. 일례로 증발가스 압축기(50)는 5개가 구비되어 증발가스가 5단 가압되도록 할 수 있고, 증발가스 압축기(50)에서 2단 가압된 증발가스는 저압 증발가스 공급 라인(23)을 통해 저압 액화가스 수요처(20b)에 공급될 수 있다. 일례로 5개의 증발가스 압축기(50)가 구비될 경우, 증발가스의 흐름을 기준으로 2번째 증발가스 압축기(50)의 후단에 저압 증발가스 공급 라인(23)이 연결될 수 있다. 따라서 2번째 증발가스 압축기(50)에서 가압된 증발가스는, 저압 액화가스 수요처(20b)로 공급될 수 있다.
또한, 증발가스의 흐름을 기준으로 3번째 증발가스 압축기(50)의 후단에, 회수라인(24)이 연결될 수 있다. 회수라인(24)을 통해 3번째 증발가스 압축기(50)에서 가압된 증발가스는 액화가스 저장탱크(10)로 회수될 수 있다. 회수라인(24)은 액화가스 저장탱크(10)까지 연결될 수 있으며, 3단으로 가압된 증발가스가 재액화되고 기체와 액체로 분리될 수 있도록, 회수라인(24) 상에는 재액화장치(70)와 기액분리기(80)가 마련될 수 있다. 재액화장치(70)와 기액분리기(80)에 대하여는 후술하기로 한다.
게다가, 5단 가압된 증발가스는 200bar 내지 400bar로 가압되어, 고압 증발가스 공급 라인(25)을 통해 고압 액화가스 수요처(20a)에 공급될 수 있다. 고압 증발가스 공급 라인(25)은 일단이 증발가스 압축기(50)의 배출구에 연결되며, 증발가스를 고압 액화가스 수요처(20a)로 공급할 수 있도록, 타단이 액화가스 공급 라인(21)까지 연결될 수 있다.
여기서, 고압 증발가스 공급 라인(25)으로 공급되는 증발가스와 액화가스 공급 라인(21)으로 공급되는 액화가스를 혼합시켜 고압 액화가스 수요처(20a)로 공급할 수 있다. 이를 위해, 고압 액화가스 수요처(20a)의 상류에는 혼합기(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. 혼합기는 액화가스 공급 라인(21)상에 마련될 수 있으며, 고압 증발가스 공급 라인(25)의 타단이 연결될 수 있다. 이러한, 혼합기는 증발가스와 액화가스가 저장되도록 공간을 이루는 압력 탱크의 형태로 이루어질 수 있다.
증발가스 공급 라인(22)과 저압 증발가스 공급 라인(23) 및 고압 증발가스 공급 라인(25) 상에는 증발가스 공급 밸브(도시하지 않음)가 구비될 수 있고, 증발가스 공급 밸브는 저압 액화가스 수요처(20b)로 공급되는 증발가스의 유량과 3번째 증발가스 압축기(50)를 통하여 액화가스 저장탱크(10)로 회수되는 증발가스의 유량 및 고압 액화가스 수요처(20a)로 공급되는 증발가스의 유량을 제어할 수 있다.
증발가스 열교환기(60)는 증발가스 공급 라인(22)상에 구비될 수 있으며, 이때 증발가스 공급 라인(22)은 분기되어 후술되는 가스연소장치(100)로 가열된 증발가스가 공급되도록 마련될 수 있다. 이러한, 증발가스 열교환기(60)는 히터로 이루어질 수 있으며, 전기 에너지를 사용하거나 글리콜 워터와 같은 열전달매체를 사용하여 증발가스를 가열할 수 있다.
여기서, 증발가스 열교환기(60)에서 가열된 증발가스는, 회수라인(24)에서 재액화장치(70)에 의해 액화되고 기액분리기(80)에 의해 액체와 분리된 기체상태의 증발가스와 합류하여, 가스연소장치(100)로 공급되어 연소될 수 있다. 이때, 증발가스 열교환기(60)에서 가열된 증발가스가 액체와 분리된 증발가스가 합류되도록, 일단이 기액분리기(80)에 연결되고 타단이 분기된 증발가스 공급 라인(22)에 연결되는 기체라인(251)이 마련될 수 있다.
한편, 기체라인(251)으로 배출되는 기체상태의 증발가스와 달리, 기액분리기(80)에서 기체와 분리된 액체상태의 증발가스는 액화가스 저장탱크(10)로 회수되며, 아래에서 설명하도록 한다.
재액화장치(70)는 회수라인(24) 상에 마련되어 3단으로 가압된 증발가스를 재액화시킬 수 있다. 재액화 장치(70)는 증발가스 압축기(50)에 의해 가압된 증발가스를 충분히 냉각시켜서 액상으로 변화시킬 수 있으며, 액상으로 변화된 증발가스가 액화가스 저장탱크(10)로 재유입되어, 펌프(31,32)를 통해 고압 액화가스 수요처(20a)로 유입되어 고압 액화가스 수요처(20a)의 연료로 사용될 수 있으며, 경우에 따라 액화가스 저장탱크(10)로 공급되어 안정적으로 액화가스 저장탱크(10)의 압력을 제어할 수 있다.
기액분리기(separator, 80)는 회수라인(24) 상에 마련되어 재액화장치(70)로부터 재액화된 증발가스에서 기체상태인 증발가스를 분리할 수 있다. 이에 따라, 기액분리기(80)에 공급되는 증발가스는 증발가스 압축기(50)에서 3단으로 가압된 후 재액화장치(70)에서 재액화된 증발가스이다.
기액분리기(80)에서 증발가스는 액체와 기체로 분리되어, 액체는 회수라인(24)을 통해 액화가스 저장탱크(10)로 공급되고, 기체는 플래시 가스로서 기체라인(251)으로 배출되어 분기된 증발가스 공급 라인(22)과 합류한 후 연소라인(26)을 통해 가스연소장치(100)로 공급될 수 있다. 여기서, 연소라인(26)은 기액분리기(80)에서 배출되는 기체상태의 증발가스와 합류하여 가스연소장치(100)까지 연결될 수 있다.
본 실시예에서는 액화된 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)로 회수시키고, 기액분리기(80)에서 발생된 기체상태의 증발가스인 플래시 가스를 가스연소장치(100)에서 연소시킬 수 있다. 여기서, 가스연소장치(100)는 가스버너로 이루어질 수 있으며, 플래시가스를 연소시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 다단 압축하여 액화가스 수요처로 공급함으로써 증발가스를 활용하여 연료를 절감할 수 있다.
1,2: 액화가스 처리 시스템
10: 액화가스 저장탱크 11: 외조 탱크
12: 내조 탱크 13: 단열부
14: 서포트 20: 액화가스 수요처
20a: 고압 액화가스 수요처 20b: 저압 액화가스 수요처
21: 액화가스 공급 라인 211: 분기라인
22: 증발가스 공급 라인 23: 저압 증발가스 공급 라인
24: 회수라인 25: 고압 증발가스 공급 라인
26: 연소라인 30: 펌프
31: 부스팅 펌프 32: 고압 펌프
40: 액화가스 열교환기 50: 증발가스 압축기
60: 증발가스 열교환기 70: 증발가스 재액화장치
80: 기액분리기 91: 강제기화기
92: 보조기액분리기 93: 보조히터
100: 가스연소장치 251: 기체라인

Claims (4)

  1. 액화가스 저장탱크에서 증발가스가 배출되는 증발가스 공급 라인;
    상기 증발가스 공급 라인 상에 마련되며, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생된 증발가스를 다단으로 가압하는 증발가스 압축기;

    상기 증발가스 압축기에서 2단으로 가압되는 증발가스를 저압 액화가스 수요처로 공급하는 저압 증발가스 공급 라인;
    상기 증발가스 압축기에서 3단으로 가압되는 증발가스를 상기 액화가스 저장탱크로 회수하는 회수라인;
    상기 증발가스 압축기에서 5단으로 가압되는 증발가스를 고압 액화가스 수요처로 공급하는 고압 증발가스 공급 라인;
    상기 회수라인 상에 마련되어 3단으로 가압된 증발가스를 재액화시키는 재액화장치;
    상기 재액화장치에서 재액화된 증발가스에서 잔존하는 기체상태의 증발가스를 공급받아 연소시키는 가스연소장치; 및
    상기 가스연소장치로 기체상태의 증발가스가 공급되도록 상기 가스연소장치에 연결되는 연소라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회수라인 상에 마련되어 상기 재액화장치로부터 재액화된 증발가스에서 기체상태의 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함하고,
    상기 연소라인은 상기 기액분리기에서 배출되는 증발가스와 합류하여 상기 가스연소장치까지 연결되는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액화가스 저장탱크에서 상기 고압 액화가스 수요처까지 연결되는 액화가스 공급 라인; 및
    상기 액화가스 공급 라인에서 분기되어 상기 저압 액화가스 수요처까지 연결되는 보조라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보조라인 상에 마련되어 액화가스를 기체와 액체로 분리하는 보조기액분리기; 및
    상기 보조기액분리기에서 배출되는 액화가스를 가열하여 상기 저압 액화가스 수요처로 공급하는 보조히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
KR20130097713A 2013-08-19 2013-08-19 액화가스 처리 시스템 KR101488100B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130097713A KR101488100B1 (ko) 2013-08-19 2013-08-19 액화가스 처리 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130097713A KR101488100B1 (ko) 2013-08-19 2013-08-19 액화가스 처리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101488100B1 true KR101488100B1 (ko) 2015-01-29

Family

ID=52593080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130097713A KR101488100B1 (ko) 2013-08-19 2013-08-19 액화가스 처리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101488100B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101623171B1 (ko) 2015-09-04 2016-05-31 대우조선해양 주식회사 증발가스 재액화 시스템
WO2016195237A1 (ko) * 2015-06-02 2016-12-08 대우조선해양 주식회사 증발가스 재액화 시스템
KR101910705B1 (ko) 2016-06-23 2018-10-22 현대중공업 주식회사 증발가스 재액화 시스템 및 선박
KR20190028126A (ko) * 2017-09-08 2019-03-18 현대중공업 주식회사 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
US10364013B2 (en) 2015-06-02 2019-07-30 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Ship
US10399655B2 (en) 2015-06-02 2019-09-03 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Ship
KR20210008690A (ko) * 2019-07-15 2021-01-25 대우조선해양 주식회사 Ｇｃｕ 제어 시스템 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003227608A (ja) 2002-02-05 2003-08-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液化天然ガスの処理装置および液化天然ガスの運搬船
KR20100123302A (ko) * 2009-05-15 2010-11-24 삼성중공업 주식회사 연료 가스 공급 시스템 및 이를 구비한 ｌｎｇ 운반선
KR20110118604A (ko) * 2011-09-23 2011-10-31 정승교 가스 공급 장치
KR101295667B1 (ko) 2012-02-06 2013-08-13 에스티엑스조선해양 주식회사 케틀형 열교환기를 이용한 이종연료 디젤 엔진용 ｌｎｇ 공급장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003227608A (ja) 2002-02-05 2003-08-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液化天然ガスの処理装置および液化天然ガスの運搬船
KR20100123302A (ko) * 2009-05-15 2010-11-24 삼성중공업 주식회사 연료 가스 공급 시스템 및 이를 구비한 ｌｎｇ 운반선
KR20110118604A (ko) * 2011-09-23 2011-10-31 정승교 가스 공급 장치
KR101295667B1 (ko) 2012-02-06 2013-08-13 에스티엑스조선해양 주식회사 케틀형 열교환기를 이용한 이종연료 디젤 엔진용 ｌｎｇ 공급장치

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016195237A1 (ko) * 2015-06-02 2016-12-08 대우조선해양 주식회사 증발가스 재액화 시스템
US10364013B2 (en) 2015-06-02 2019-07-30 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Ship
US10399655B2 (en) 2015-06-02 2019-09-03 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Ship
US10654553B2 (en) 2015-06-02 2020-05-19 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Ship with boil-off gas liquefaction system
US10661873B2 (en) 2015-06-02 2020-05-26 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Ship
US10661874B2 (en) 2015-06-02 2020-05-26 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Ship
KR101623171B1 (ko) 2015-09-04 2016-05-31 대우조선해양 주식회사 증발가스 재액화 시스템
KR101910705B1 (ko) 2016-06-23 2018-10-22 현대중공업 주식회사 증발가스 재액화 시스템 및 선박
KR20190028126A (ko) * 2017-09-08 2019-03-18 현대중공업 주식회사 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102286702B1 (ko) * 2017-09-08 2021-08-09 한국조선해양 주식회사 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR20210008690A (ko) * 2019-07-15 2021-01-25 대우조선해양 주식회사 Ｇｃｕ 제어 시스템 및 방법
KR102233193B1 (ko) * 2019-07-15 2021-03-29 대우조선해양 주식회사 Ｇｃｕ 제어 시스템 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101913005B1 (ko) 가스 처리 시스템을 포함하는 선박
KR101289212B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR101488100B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
JP6313388B2 (ja) 液化ガス処理システム
KR101380427B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR20150039427A (ko) 액화가스 처리 시스템
KR101423003B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR20150062841A (ko) 액화가스 처리 시스템
KR101904416B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR20160008810A (ko) 선박용 엔진의 연료공급 시스템 및 방법
KR20150089353A (ko) 증발가스 처리 시스템
KR20150062826A (ko) 액화가스 처리 시스템
KR102016030B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR101485685B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR20140127111A (ko) Lng 연료 공급 시스템
KR20150039442A (ko) 액화가스 처리 시스템
KR101909239B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR20150070454A (ko) 액화가스 처리 시스템
KR101498388B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR101557555B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR20160103210A (ko) 액화가스 처리 시스템
KR102088551B1 (ko) 액화가스 처리 시스템 및 선박
KR102053479B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR101882552B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR20150066256A (ko) 액화가스 처리 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180205

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181030

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200107

Year of fee payment: 6