KR101498388B1

KR101498388B1 - 액화가스 처리 시스템

Info

Publication number: KR101498388B1
Application number: KR20130131199A
Authority: KR
Inventors: 백은성
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-03-03

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템은, 제1 액화가스 저장탱크; 상기 제1 액화가스 저장탱크에 저장된 제1 액화가스를 연료로 공급하는 제1 액화가스 공급라인; 상기 제1 액화가스 저장탱크에서 생성된 제1 증발가스를 연료로 공급하는 제1 증발가스 공급라인; 제2 액화가스 저장탱크; 상기 제1 액화가스 저장탱크와 상기 제2 액화가스 저장탱크 사이에 구비되며, 상기 제1 액화가스가 상기 제2 액화가스 저장탱크로 유입되도록 하는 제1 액화가스 유입라인; 및 상기 제2 액화가스 저장탱크와 상기 제1 증발가스 공급라인 사이에 구비되며, 상기 LNG 액화가스 유입라인을 통해 상기 제2 액화가스 저장탱크로 유입된 상기 제1 액화가스가 기화되어 생성된 제1 증발가스를 연료로 공급하는 제1 증발가스 유출라인을 포함하고, 상기 제1 액화가스는 상기 제2 액화가스보다 비등점이 상대적으로 낮으며, 상기 제1 증발가스는 상기 제2 액화가스 저장탱크에 저장된 제2 액화가스의 온열에 의해 상기 제1 액화가스가 기화되어 생성되며, 상기 제2 액화가스는 상기 제1 액화가스의 냉열에 의해 과냉되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템은, LNG 저장탱크 내부에 저장된 상대적으로 비등점이 낮은 LNG 액화가스를 상대적으로 비등점이 높은 LPG 액화가스가 저장된 LPG 저장탱크에 공급되도록 구성함으로써, LPG 저장탱크에서 LPG 증발가스가 생성되는 것을 억제시킬 수 있어, LPG 증발가스의 낭비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 LPG 저장탱크의 압력을 낮춰 탱크의 파손 위험을 제거할 수 있고, LPG 증발가스를 액화시키기 위한 액화장치를 별도로 설치할 필요가 없어, 액화장치 설치 및 설비 공수를 절감할 수 있고, 또한, LPG 저장탱크에 공급되는 LNG 액화가스가 LPG 액화가스의 온열에 의해 증발됨으로써, 수요처의 연료로 사용될 LNG 증발가스를 용이하게 얻을 수 있어, LNG 연료 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다.

Description

액화가스 처리 시스템{A Liquefied Gas Treatment System}

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 메탄(CH₄)을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색투명한 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 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판이 1/260, 부탄이 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 LPG 운반선 등의 다른 선박에도 적용되고 있다.

그러나 엔진 등과 같은 수요처가 요구하는 액화가스의 온도 및 압력 등은, 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.

또한, LPG 저장탱크는 LPG 운반선 또는 육상에 설치되고 있으며, LPG 저장탱크에 저장된 액상의 LPG가 외부로부터의 열침투에 의해 기화되어 증발가스(BOG: Boil off Gas)가 생성되는데, 기존에는 LPG 저장탱크의 압력을 낮춰 탱크의 파손 위험을 제거하기 위하여, LPG 증발가스를 단순히 외부로 배출 처리하였으나, LPG 증발가스를 전혀 활용하지 못하여 에너지 낭비가 발생한다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, LPG 저장탱크에서 생성된 LPG 증발가스를 액화장치를 통해 LPG 저장탱크로 회수하는 등 LPG 증발가스를 재활용하는 방안에 대해서도 개발의 필요성이 점차 증대되고 있고 있으나, 비용이 과다하게 소요되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 LNG 저장탱크 내부에 저장된 상대적으로 비등점이 낮은 LNG 액화가스를 이용하여 LPG 저장탱크에 저장된 상대적으로 비등점이 높은 LPG 액화가스를 과냉시킴으로써, LPG 저장탱크 내부에서 LPG 증발가스가 생성되는 것을 억제시킬 수 있는 액화가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, LPG 저장탱크 내부에 저장된 LPG 액화가스를 이용하여 LNG 저장탱크 내부에 저장된 LNG 액화가스를 기화시킴으로써, 수요처의 연료로 사용될 LNG 증발가스를 용이하게 얻을 수 있는 액화가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 액화가스 처리 시스템은, 제1 액화가스 저장탱크; 상기 제1 액화가스 저장탱크에서 생성된 제1 증발가스를 연료로 공급하는 제1 증발가스 공급라인; 제2 액화가스 저장탱크; 상기 제1 액화가스 저장탱크와 상기 제2 액화가스 저장탱크 사이에 구비되며, 상기 제1 액화가스가 상기 제2 액화가스 저장탱크로 유입되도록 하는 제1 액화가스 유입라인; 및 상기 제2 액화가스 저장탱크와 상기 제1 증발가스 공급라인 사이에 구비되며, 상기 LNG 액화가스 유입라인을 통해 상기 제2 액화가스 저장탱크로 유입된 상기 제1 액화가스가 기화되어 생성된 제1 증발가스를 연료로 공급하는 제1 증발가스 유출라인을 포함하고, 상기 제1 액화가스는 상기 제2 액화가스보다 비등점이 상대적으로 낮으며, 상기 제1 증발가스는 상기 제2 액화가스 저장탱크에 저장된 제2 액화가스의 온열에 의해 상기 제1 액화가스가 기화되어 생성되며, 상기 제2 액화가스는 상기 제1 액화가스의 냉열에 의해 과냉되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 제1 액화가스 저장탱크는, LNG 저장탱크이며, 상기 제2 액화가스 저장탱크는, 적어도 하나 이상의 LPG 저장탱크이고, 상기 제1 액화가스는, LNG 액화가스이며, 상기 제2 액화가스는, LPG 액화가스이고, 상기 제1 증발가스는, LNG 증발가스이며, 상기 제1 증발가스 공급라인은, LNG 증발가스 공급라인이고, 상기 제1 액화가스 유입라인은, LNG 액화가스 유입라인이며, 상기 제1 증발가스 유출라인은, LNG 증발가스 유출라인일 수 있다.

구체적으로, 상기 LNG 액화가스 유입라인은, 일단부가 상기 LNG 저장탱크에 연결되고, 타단부가 적어도 하나 이상의 상기 LPG 저장탱크 각각과 연결될 수 있다.

구체적으로, 상기 LNG 액화가스 유입라인의 타단부 측 각각에는, 유입 제어밸브가 각각 설치될 수 있다.

구체적으로, 상기 LNG 증발가스 유출라인은, 일단부가 적어도 하나 이상의 상기 LPG 저장탱크 각각의 상부에 연결되고, 타단부가 상기 LNG 증발가스 공급라인에 연결될 수 있다.

구체적으로, 상기 LNG 증발가스 유출라인의 일단부 측 각각에는, 유출 제어밸브가 각각 설치될 수 있다.

구체적으로, 상기 LNG 저장탱크에는, 제1 수요처까지 연결된 LNG 액화가스 공급라인과 상기 LNG 증발가스 공급라인이 구비되고, 상기 LNG 액화가스 공급라인 상에 마련되며, 상기 LNG 저장탱크로부터 배출된 상기 LNG 액화가스를 가압하는 펌프; 상기 제1 수요처와 상기 펌프 사이의 상기 LNG 액화가스 공급라인 상에 마련되는 열교환기; 및 상기 LNG 증발가스 공급라인에 설치되며, 상기 LNG 저장탱크에서 생성된 상기 LNG 증발가스를 가압하거나, 상기 LNG 액화가스가 상기 LPG 저장탱크를 통과하면서 생성되는 상기 LNG 증발가스를 가압하고, 상기 열교환기와 상기 제1 수요처 사이의 상기 LNG 액화가스 공급라인을 통해 상기 가압된 LNG 증발가스를 상기 제1 수요처에 공급하는 LNG 증발가스 압축기를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 LNG 증발가스 압축기는, 일단이 상기 LNG 저장탱크에 연결되고 타단이 상기 열교환기와 상기 제1 수요처 사이의 상기 LNG 액화가스 공급라인에 연결되는 상기 LNG 증발가스 공급라인에 복수 개로 구비되어 상기 LNG 증발가스를 다단 압축시킬 수 있다.

구체적으로, 일단이 상기 LNG 증발가스 공급라인 상에서 상기 복수 개의 LNG 증발가스 압축기 사이에 연결되고, 타단이 제2 수요처에 연결되어, 상기 LNG 증발가스를 상기 제2 수요처로 공급하는 저압 LNG 증발가스 공급라인을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템은, LNG 저장탱크 내부에 저장된 상대적으로 비등점이 낮은 LNG 액화가스를 상대적으로 비등점이 높은 LPG 액화가스가 저장된 LPG 저장탱크에 공급되도록 구성함으로써, LPG 저장탱크에서 LPG 증발가스가 생성되는 것을 억제시킬 수 있어, LPG 증발가스의 낭비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 LPG 저장탱크의 압력을 낮춰 탱크의 파손 위험을 제거할 수 있고, LPG 증발가스를 액화시키기 위한 액화장치를 별도로 설치할 필요가 없어, 액화장치 설치 및 설비 공수를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템은, LPG 저장탱크에 공급되는 LNG 액화가스가 LPG 액화가스의 온열에 의해 증발됨으로써, 수요처의 연료로 사용될 LNG 증발가스를 용이하게 얻을 수 있어, LNG 연료 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(1)은 LNG 저장탱크(10), 제1 수요처(20a), 제2 수요처(20b), 펌프(30), 열교환기(40), LNG 증발가스 압축기(50), LPG 저장탱크(110), LNG 액화가스 유입라인(120), 유입 제어밸브(130), LNG 증발가스 유출라인(140), 유출 제어밸브(150)를 포함한다.

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.

본 발명에서 LNG는 제1 액화가스이고 LPG는 제2 액화가스라 할 수 있으며, 이때 제1 액화가스의 비등점이 제2 액화가스보다 상대적으로 낮을 수 있다. 여기서 제1 액화가스는 LNG의 주성분인 메탄으로 한정될 수 있고, 제2 액화가스는 LPG의 성분인 프로판, 부탄, 에탄으로 한정될 수 있다.

물론 본 발명은 제1 및 제2 액화가스를 각각 LNG 및 LPG로 한정하는 것은 아니며, 제1 및 제2 액화가스는 LNG와 LPG 뿐만 아니라 서로 다른 비등점을 갖는 모든 액화가스를 의미할 수 있다. 이하에서는 편의상 제1 액화가스가 LNG이고 제2 액화가스가 LPG인 경우로 설명한다.

LNG 저장탱크(10)는, 수요처(20a, 20b)에 공급될 액상의 LNG 액화가스를 저장한다. LNG 저장탱크(10)는 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때 LNG 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다. LNG 저장탱크(10)는, LNG 액화가스를 엔진의 연료로 사용하는 선박에 설치된 것이거나, 육상에 설치된 것일 수 있다. LNG 저장탱크(10)에 저장된 LNG 액화가스는 1기압 하에서 비등점이 -162℃이다.

수요처(20a, 20b)는, LNG 저장탱크(10)로부터 공급되는 LNG 액화가스를 통해 구동되어 동력을 발생시킨다. 이때 수요처(20a, 20b)는 제1 수요처(20a)와 제2 수요처(20b)를 포함하며, 제1 수요처(20a)는 MEGI 엔진일 수 있고, 제2 수요처(20b)는 이중연료 엔진(DFDE)일 수 있다.

수요처(20a, 20b)는 LNG 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 수요처(20a, 20b)의 구동 시 샤프트에 연결된 프로펠러(도시하지 않음)가 회전함에 따라, 선체가 전진 또는 후진할 수 있다.

물론 본 실시예에서 수요처(20a, 20b)는 프로펠러를 구동하기 위한 엔진일 수 있으나, 발전을 위한 엔진 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다. 즉 본 실시예는 수요처(20a, 20b)의 종류를 특별히 한정하지 않는다. 다만, 수요처(20a, 20b)는 LNG 액화가스의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 내연기관일 수 있다.

LNG 저장탱크(10)와 제1 수요처(20a) 사이에는 LNG 액화가스를 전달하는 LNG 액화가스 공급라인(21)이 설치될 수 있고, LNG 액화가스 공급라인(21)에는 펌프(30), 열교환기(40) 등이 구비되어 LNG 액화가스가 제1 수요처(20a)에 공급되도록 할 수 있다.

이때 LNG 액화가스 공급라인(21)에는 연료 공급 밸브(부호 도시하지 않음)가 설치되어, 연료 공급 밸브의 개도 조절에 따라 LNG의 공급량이 조절될 수 있다.

펌프(30)는, LNG 액화가스 공급라인(21) 상에 마련되며, LNG 저장탱크(10)로부터 배출된 LNG 액화가스를 가압한다. 펌프(30)는 부스팅 펌프(31)와 고압 펌프(32)를 포함할 수 있다.

부스팅 펌프(31)는, LNG 저장탱크(10) 내에 구비되거나, 또는 LNG 저장탱크(10)와 고압 펌프(32) 사이의 LNG 액화가스 공급라인(21) 상에 구비될 수 있으며, 고압 펌프(32)에 충분한 양의 LNG가 공급되도록 하여 고압 펌프(32)의 공동현상(cavitation)을 방지한다.

고압 펌프(32)는, LNG 저장탱크(10)로부터 배출된 LNG 액화가스를 고압으로 가압하여, 제1 수요처(20a)에 공급되도록 한다. LNG 액화가스는 LNG 저장탱크(10)로부터 배출된 후 부스팅 펌프(31)에 의해 1차로 가압되는데, 고압 펌프(32)는 부스팅 펌프(31)에 의해 가압된 액체상태의 LNG 액화가스를 2차로 가압하여, 열교환기(40)를 통해 제1 수요처(20a)에 공급한다.

열교환기(40)는, 제1 수요처(20a)와 펌프(30) 사이의 LNG 액화가스 공급라인(21) 상에 마련되며, 펌프(30)로부터 공급되는 LNG 액화가스를 가열한다. 열교환기(40)는 보일러(도시하지 않음)를 통해 공급되는 스팀이나 글리콜 히터(도시하지 않음)로부터 공급되는 글리콜 워터를 이용하여 LNG 액화가스를 가열하거나, 전기에너지를 이용하여 LNG 액화가스를 가열할 수 있고, 또는 선박에 구비되어 있는 발전기나 기타 설비 등으로부터 발생되는 폐열을 이용하여 LNG 액화가스를 가열할 수 있다.

LNG 증발가스 압축기(50)는, LNG 증발가스 공급라인(22)에 설치되며, LNG 저장탱크(10)에서 생성되어 배출되는 LNG 증발가스를 가압하거나, LNG 액화가스가 후술할 LPG 저장탱크(110)를 통과하면서 생성되어 유출되는 LNG 증발가스를 가압하여, 제1 수요처(20a)나 제2 수요처(20b)로 공급할 수 있다.

LNG 증발가스 압축기(50)는, 복수로 구비되어 LNG 증발가스를 다단 압축시킬 수 있다. 일례로 LNG 증발가스 압축기(50)는 5개가 구비되어 LNG 증발가스가 5단 압축되도록 할 수 있는데, 이때 2단 압축된 LNG 증발가스는 저압 LNG 증발가스 공급라인(23)을 통해 제2 수요처(20b)에 공급될 수 있고, 5단 압축된 LNG 증발가스는 LNG 증발가스 공급라인(22)에 연결되는 LNG 액화가스 공급라인(21)을 통해 제1 수요처(20a)에 공급될 수 있다.

LNG 증발가스 공급라인(22)은, 일단이 LNG 저장탱크(10)의 상부에 연결되고 타단이 제1 수요처(20a) 전단의 LNG 액화가스 공급라인(21)에 연결되어, 복수 개의 LNG 증발가스 압축기(50)에 의해 가압된 증발가스를 제1 수요처(20a)에 공급하는 통로를 제공할 수 있으며, 복수 개의 LNG 증발가스 압축기(50) 사이에서 분지되는 저압 LNG 증발가스 공급라인(23)을 통해 증발가스를 제2 수요처(20b)에 공급하는 통로를 제공할 수 있다. 또한, LNG 증발가스 압축기(50) 상류의 LNG 증발가스 공급라인(22)에는, 일단이 후술할 LPG 저장탱크(110)의 상부에 연결되는 후술할 LNG 증발가스 유출라인(140)의 타단이 연결될 수 있다.

저압 LNG 증발가스 공급라인(23)은, 일단이 LNG 증발가스 공급라인(22) 상에서 복수 개의 LNG 증발가스 압축기(50) 사이에 연결되고, 타단이 제2 수요처(20b)에 연결되어, 압축된 LNG 증발가스를 제2 수요처(20b)로 공급하는 통로를 제공할 수 있다. 일례로 5개의 LNG 증발가스 압축기(50)가 구비될 경우, LNG 증발가스의 흐름을 기준으로 2번째 LNG 증발가스 압축기(50)의 하류에 저압 LNG 증발가스 공급라인(23)이 연결될 수 있다. 따라서 2번째 LNG 증발가스 압축기(50)에서 압축된 LNG 증발가스는, 제2 수요처(20b) 또는 3번째 LNG 증발가스 압축기(50)로 각각 분기되어 공급될 수 있다.

LPG 저장탱크(110)는, 선박 또는 육상에 적어도 하나 이상 설치될 수 있으며, LPG 액화가스를 액체상태로 저장한다. LPG 저장탱크(110)에 저장된 액상의 LPG 액화가스는 외부로부터의 열침투에 의해 기화되어 LPG 증발가스가 생성되는데, 기존에는 LPG 저장탱크의 압력을 낮춰 탱크의 파손 위험을 제거하기 위하여, LPG 증발가스를 단순히 외부로 배출 처리하였으나, LPG 증발가스를 전혀 활용하지 못하여 에너지 낭비가 발생한다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, LPG 저장탱크에서 생성된 LPG 증발가스를 액화장치를 통해 LPG 저장탱크로 회수할 경우, 액화장치 설치 및 설비 공수가 많이 소요되는 등의 문제가 있었다. 이에 본 실시예에서는, LPG 저장탱크(110)의 내부에서 LPG 증발가스가 생성되는 것을 근본적으로 억제시킬 수 있도록, 후술할 LNG 증발가스 유입라인(120)이 구비될 수 있으며, 또한 LPG 저장탱크(110)의 내부에서 생성되는 LNG 증발가스를 수요처(20a, 20b)의 연료로 사용할 수 있도록, 후술할 LNG 증발가스 유출라인(140)이 구비될 수 있다.

LPG 저장탱크(110)는, LPG의 성분인 프로판, 부탄 또는 에탄을 저장할 수 있도록, 선박 또는 육상에 적어도 하나 이상 설치될 수 있는데, 예를 들어, 제1 LPG 저장탱크(110a)에는 에탄이 저장되고, 제2 LPG 저장탱크(110b)에는 프로판이 저장되고, 제3 LPG 저장탱크(110c)에는 부탄이 저장될 수 있다.

제1 LPG 저장탱크(110a)에 저장된 LPG 액화가스인 에탄(C₂H₆)은 1기압 하에서 비등점이 -89.0℃이고, 제2 LPG 저장탱크(110b)에 저장된 LPG 액화가스인 프로판(C₃H₈)은 1기압 하에서 비등점이 -42℃이고, 제3 LPG 저장탱크(110b)에 저장된 LPG 액화가스인 부탄(C₄H₁₀)은 -0.5℃이다. 이와 같이, LPG 액화가스의 비등점은, LNG 저장탱크(10)에 저장된 LNG 액화가스가 1기압 하에서 비등점이 -162℃임을 고려할 때, 매우 높음을 알 수 있다.

LNG 액화가스 유입라인(120)은, LNG 저장탱크(10)의 내부에 저장된 상대적으로 비등점이 낮은 LNG 액화가스의 냉열을 활용하여 LPG 저장탱크(110)에 저장된 상대적으로 비등점이 높은 LPG 액화가스를 과냉시킬 수 있도록, 일단부가 LNG 저장탱크(10)에 연결되고, 타단부가 적어도 하나 이상의 LPG 저장탱크(110a, 110b, 110c) 각각과 연결될 수 있다.

이러한 LNG 액화가스 유입라인(120)은, 적어도 하나 이상의 LPG 저장탱크(110a, 110b, 110c) 각각의 상태, 예를 들어, LPG 액화가스의 온도, 탱크 내부 압력 등의 상태에 따라, 후술할 유입 제어밸브(130)를 조작하여 LNG 저장탱크(10)에 저장된 LNG 액화가스를 LPG 저장탱크(110a, 110b 또는 110c)로 공급할 수 있게 통로를 제공함으로써, LPG 저장탱크(110a, 110b 또는 110c)에서 발생될 수 있는 위험 요소를 사전에 예방할 수 있게 한다.

LNG 저장탱크(10)로부터 LNG 액화가스 유입라인(120)을 통해 LPG 저장탱크(110)로 유입된 LNG 액화가스는, LPG 저장탱크(110)에 저장된 LPG 액화가스와 혼합되면서 LPG 액화가스의 온열에 의해 기화되어 수요처(20a, 20b)의 연료로 사용될 LNG 증발가스로 변환되고, 동시에 LPG 액화가스는 LNG 액화가스의 냉열에 의해 과냉 상태가 되어 LPG 증발가스의 생성을 근본적으로 억제될 수 있다.

유입 제어밸브(130)는, LNG 저장탱크(10)로부터 적어도 하나 이상의 LPG 저장탱크(110a, 110b, 110c) 각각에 연결되는 LNG 액화가스 유입라인(120) 타단부 측에 각각 설치될 수 있으며, 수요처(20a, 20b)의 연료로 사용될 LNG 증발가스를 생성시키기 위해 LPG 저장탱크(110a, 110b 또는 110c)의 상태에 관계없이 LNG 저장탱크(10)의 LNG 액화가스가 LPG 저장탱크(110a, 110b 또는 110c)에 공급되도록 제어할 수 있지만, LPG 저장탱크(110a, 110b 또는 110c)의 상태를 파악하여, 온도가 필요 이상으로 높다고 판단되는 LPG 저장탱크(110a, 110b 또는 110c)에 우선적으로 LNG 저장탱크(10)의 LNG 액화가스가 공급될 수 있도록 제어하는 것이 바람직하다.

LNG 증발가스 유출라인(140)은, LPG 저장탱크(110a, 110b, 110c)의 내부에 저장된 상대적으로 비등점이 높은 LPG 액화가스의 온열을 활용하여, LNG 저장탱크(10)로부터 LNG 액화가스 유입라인(120)을 통해 유입되는 상대적으로 비등점이 낮은 LNG 액화가스를 기화시켜 생성되는 LNG 증발가스를 수요처(20a, 20b)로 공급시킬 수 있도록, 일단부가 적어도 하나 이상의 LPG 저장탱크(110a, 110b, 110c) 각각의 상부에 연결되고, 타단부가 LNG 증발가스 압축기(50) 상류의 LNG 증발가스 공급라인(22)에 연결될 수 있다.

유출 제어밸브(150)는, 적어도 하나 이상의 LPG 저장탱크(110a, 110b, 110c) 각각에 연결되는 LNG 증발가스 유출라인(140)의 일단부 측 각각에 설치될 수 있으며, LNG 저장탱크(10)의 LNG 액화가스가 공급된 LPG 저장탱크(110a, 110b 또는 110c)로부터 생성되는 LNG 증발가스의 량을 제어하여 수요처(20a, 20b)의 연료로 사용될 수 있게 한다.

이와 같이 본 실시예는, LNG 저장탱크(10) 내부에 저장된 상대적으로 비등점이 낮은 LNG 액화가스를 상대적으로 비등점이 높은 LPG 액화가스가 저장된 LPG 저장탱크(110)에 공급되도록 구성함으로써, LPG 저장탱크(110)에서 LPG 증발가스가 생성되는 것을 억제시킬 수 있어, LPG 증발가스의 낭비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 LPG 저장탱크(110)의 압력을 낮춰 탱크의 파손 위험을 제거할 수 있고, LPG 증발가스를 액화시키기 위한 액화장치를 별도로 설치할 필요가 없어, 액화장치 설치 및 설비 공수를 절감할 수 있고, 또한, LPG 저장탱크(110)에 공급되는 LNG 액화가스가 LPG 액화가스의 온열에 의해 증발됨으로써, 수요처(20a, 20b)의 연료로 사용될 LNG 증발가스를 용이하게 얻을 수 있어, LNG 연료 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다.

1: 액화가스 처리 시스템
10: LNG 저장탱크 20a: 제1 수요처
20b: 제2 수요처 21: LNG 액화가스 공급라인
22: LNG 증발가스 공급라인 23: 저압 LNG 증발가스 공급라인
30: 펌프 31: 부스팅 펌프
32: 고압 펌프 40: 열교환기
50: LNG 증발가스 압축기 110, 110a, 110b, 110c: LPG 저장탱크
120: LNG 액화가스 유입라인 130: 유입 제어밸브
140: LNG 증발가스 유출라인 150: 유출 제어밸브

Claims

제1 액화가스 저장탱크;
상기 제1 액화가스 저장탱크에서 생성된 제1 증발가스를 연료로 공급하는 제1 증발가스 공급라인;
제2 액화가스 저장탱크;
상기 제1 액화가스 저장탱크와 상기 제2 액화가스 저장탱크 사이에 구비되며, 상기 제1 액화가스가 상기 제2 액화가스 저장탱크로 유입되도록 하는 제1 액화가스 유입라인; 및
상기 제2 액화가스 저장탱크와 상기 제1 증발가스 공급라인 사이에 구비되며, 상기 제1 액화가스 유입라인을 통해 상기 제2 액화가스 저장탱크로 유입된 상기 제1 액화가스가 기화되어 생성된 제1 증발가스를 연료로 공급하는 제1 증발가스 유출라인을 포함하고,
상기 제1 액화가스는 상기 제2 액화가스보다 비등점이 상대적으로 낮으며, 상기 제1 증발가스는 상기 제2 액화가스 저장탱크에 저장된 제2 액화가스의 온열에 의해 상기 제1 액화가스가 기화되어 생성되며, 상기 제2 액화가스는 상기 제1 액화가스의 냉열에 의해 과냉되는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 액화가스 저장탱크는, LNG 저장탱크이며,
상기 제2 액화가스 저장탱크는, 적어도 하나 이상의 LPG 저장탱크이고,
상기 제1 액화가스는, LNG 액화가스이며,
상기 제2 액화가스는, LPG 액화가스이고,
상기 제1 증발가스는, LNG 증발가스이며,
상기 제1 증발가스 공급라인은, LNG 증발가스 공급라인이고,
상기 제1 액화가스 유입라인은, LNG 액화가스 유입라인이며,
상기 제1 증발가스 유출라인은, LNG 증발가스 유출라인인 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 LNG 액화가스 유입라인은,
일단부가 상기 LNG 저장탱크에 연결되고, 타단부가 적어도 하나 이상의 상기 LPG 저장탱크 각각과 연결되는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 LNG 액화가스 유입라인의 타단부 측 각각에는,
유입 제어밸브가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 LNG 증발가스 유출라인은,
일단부가 적어도 하나 이상의 상기 LPG 저장탱크 각각의 상부에 연결되고, 타단부가 상기 LNG 증발가스 공급라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 LNG 증발가스 유출라인의 일단부 측 각각에는,
유출 제어밸브가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 LNG 저장탱크에는, 제1 수요처까지 연결된 LNG 액화가스 공급라인과 상기 LNG 증발가스 공급라인이 구비되고,
상기 LNG 액화가스 공급라인 상에 마련되며, 상기 LNG 저장탱크로부터 배출된 상기 LNG 액화가스를 가압하는 펌프;
상기 제1 수요처와 상기 펌프 사이의 상기 LNG 액화가스 공급라인 상에 마련되는 열교환기; 및
상기 LNG 증발가스 공급라인에 설치되며, 상기 LNG 저장탱크에서 생성된 상기 LNG 증발가스를 가압하거나, 상기 LNG 액화가스가 상기 LPG 저장탱크를 통과하면서 생성되는 상기 LNG 증발가스를 가압하고, 상기 열교환기와 상기 제1 수요처 사이의 상기 LNG 액화가스 공급라인을 통해 상기 가압된 LNG 증발가스를 상기 제1 수요처에 공급하는 LNG 증발가스 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 LNG 증발가스 압축기는,
일단이 상기 LNG 저장탱크에 연결되고 타단이 상기 열교환기와 상기 제1 수요처 사이의 상기 LNG 액화가스 공급라인에 연결되는 상기 LNG 증발가스 공급라인에 복수 개로 구비되어 상기 LNG 증발가스를 다단 압축시키는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 8 항에 있어서,
일단이 상기 LNG 증발가스 공급라인 상에서 상기 복수 개의 LNG 증발가스 압축기 사이에 연결되고, 타단이 제2 수요처에 연결되어, 상기 LNG 증발가스를 상기 제2 수요처로 공급하는 저압 LNG 증발가스 공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.