KR101670880B1 - BOG Re-liquefaction Apparatus and Method for Vessel - Google Patents

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Abstract

선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위하여 증발가스를 냉각 유체로 사용하는 재액화 장치가 개시된다.
상기 선박용 증발가스 재액화 장치는, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 압축하는 다수개의 압축기; 상기 다수개의 압축기에 의해 다단계로 압축된 증발가스의 에너지를 소비하는 가스터빈; 상기 가스터빈을 통과한 증발가스와 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 열교환시키는 자가열교환기; 상기 다수개의 압축기, 상기 가스터빈 및 상기 자가열교환기를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 감압장치; 및 상기 가스터빈의 축과 연결되어, 상기 가스터빈에 의해 일로 전환된 증발가스의 엔탈피를 사용하여 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 추가 압축기;를 포함하고, 상기 추가 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기 전단으로 보내진다.Disclosed is a liquefaction device using evaporation gas as a cooling fluid for re-liquefying evaporative gas generated in a liquefied natural gas storage tank installed in a ship.
The ship evaporating gas re-liquefying apparatus includes a plurality of compressors for compressing evaporative gas discharged from the storage tank; A gas turbine consuming energy of the evaporation gas compressed in multiple stages by the plurality of compressors; An autothermal exchanger for exchanging heat between the evaporated gas passing through the gas turbine and the evaporated gas discharged from the storage tank; A pressure reducing device for lowering the pressure of the evaporating gas that has passed through the plurality of compressors, the gas turbine, and the self heat exchanger; And an additional compressor coupled to an axis of the gas turbine to compress the evaporated gas discharged from the storage tank using enthalpy of the evaporated gas converted to work by the gas turbine, The evaporation gas is sent to the upstream side of any one of the plurality of compressors.

Figure R1020150025669
Figure R1020150025669

Description

선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법{BOG Re-liquefaction Apparatus and Method for Vessel}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for re-

본 발명은 선박에 적용되는 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 재액화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for re-liquefying evaporative gas generated in a liquefied natural gas storage tank applied to a ship.

천연가스는 통상 액화되어 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 상태로 원거리에 걸쳐 수송된다. 액화천연가스는 천연가스를 대략 상압 -163℃ 근처의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.Natural gas is usually liquefied and transported over a long distance in the form of Liquefied Natural Gas (LNG). Liquefied natural gas is obtained by cooling natural gas at a cryogenic temperature of about -163 ° C at normal pressure. It is very suitable for long distance transportation through the sea because its volume is greatly reduced as compared with the gas state.

액화천연가스 저장탱크를 단열하여도 외부의 열을 완벽하게 차단시키는데에는 한계가 있고, 액화천연가스 내부로 전달되는 열에 의해 액화천연가스는 저장탱크 내에서 지속적으로 기화하게 된다. 저장탱크 내부에서 기화된 액화천연가스를 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)라고 한다.Even if the liquefied natural gas storage tank is insulated, there is a limit to completely block external heat. Liquefied natural gas continuously vaporizes in the storage tank due to the heat transferred to the liquefied natural gas. Liquefied natural gas vaporized in the storage tank is called Boil-Off Gas (BOG).

증발가스의 발생으로 인하여 저장탱크의 압력이 설정된 안전압력 이상이 되면, 증발가스는 안전밸브를 통하여 저장탱크의 외부로 배출된다. 저장탱크 외부로 배출된 증발가스는 선박의 연료로 사용되거나 재액화되어 다시 저장탱크로 돌려보내진다.When the pressure of the storage tank becomes higher than the set safety pressure due to the generation of the evaporation gas, the evaporation gas is discharged to the outside of the storage tank through the safety valve. The evaporated gas discharged to the outside of the storage tank is used as the fuel of the ship or is re-liquefied and returned to the storage tank.

한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DF(Dual Fuel)엔진 및 ME-GI엔진이 있다.On the other hand, among the engines used in ships, there are DF (Dual Fuel) engine and ME-GI engine which can use natural gas as fuel.

DF엔진은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 6.5bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.The DF engine adopts the Otto Cycle, which consists of four strokes, and injects natural gas with a relatively low pressure of about 6.5 bar into the combustion air inlet and compresses the piston as it rises.

ME-GI엔진은, 2행정으로 구성되며, 300bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다. 최근에는 연료 효율 및 추진 효율이 더 좋은 ME-GI엔진에 대한 관심이 커지고 있는 추세이다.The ME-GI engine consists of two strokes and employs a diesel cycle in which high pressure natural gas at around 300 bar is injected directly into the combustion chamber at the top of the piston. In recent years, there is a growing interest in ME-GI engines with better fuel efficiency and propulsion efficiency.

통상 증발가스 재액화 장치는 냉동 사이클을 가지며, 이 냉동 사이클에 의해 증발가스를 냉각시킴으로써 증발가스를 재액화시킨다. 증발가스를 냉각시키기 위하여 냉각 유체와 열교환을 시키는데, 증발가스를 자체를 냉각 유체로 사용하여 자가 열교환 시키는 부분 재액화 시스템(PRS; Partial Re-liquefaction System)이 사용되고 있다. Usually, the evaporation gas remelting device has a refrigeration cycle, and the evaporation gas is re-liquefied by cooling the evaporation gas by the refrigeration cycle. A Partial Re-liquefaction System (PRS) is used for performing heat exchange with the cooling fluid to cool the evaporation gas, and performing self-heat exchange using the evaporation gas itself as a cooling fluid.

도 1은 종래의 부분 재액화 시스템의 개략적인 구성도이다.Fig. 1 is a schematic diagram of a conventional partial remelting system.

도 1을 참조하면, 액화천연가스 저장탱크(100)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 압축부(300)의 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)를 지나면서 여러 번의 압축 과정을 거치게 된다. 도 1에서는 증발가스가 다섯 번의 압축 과정을 거치는 모습이 도시되어 있다.1, the evaporation gas discharged from the liquefied natural gas storage tank 100 passes through a plurality of compressors 311, 312, 313, 314 and 315 of the evaporation gas compression unit 300, . FIG. 1 shows a state in which the evaporation gas undergoes five compression processes.

증발가스가 압축되면 압력뿐만 아니라 온도도 높아지게 되므로 각 압축기(311, 312, 313, 314, 315) 후단에 열교환기(321, 322, 323, 324, 325)를 설치하여 압축기(311, 312, 313, 314, 315)를 통과한 증발가스의 온도를 낮출 수 있도록 하였다. 각 압축기(311, 312, 313, 314, 315) 후단에 설치된 열교환기(321, 322, 323, 324, 325)를 통해, 일정한 온도 이하의 증발가스가 공급되도록 설정된 각 압축기(311, 312, 313, 314, 315)의 조건을 만족시키고, 증발가스의 온도를 낮춰 압축기(311, 312, 313, 314, 315)에서의 압축 효율을 좋아지게 할 수 있다.When the evaporation gas is compressed, not only the pressure but also the temperature are increased. Therefore, the heat exchangers 321, 322, 323, 324, and 325 are installed downstream of the compressors 311, 312, 313, 314, , 314, 315). 312, 313, and 313 set to supply evaporation gas of a predetermined temperature or less through the heat exchangers 321, 322, 323, 324, and 325 provided at the rear ends of the compressors 311, 312, 313, 314, , 314, and 315, and the temperature of the evaporation gas is lowered, so that the compression efficiency of the compressors 311, 312, 313, 314, and 315 can be improved.

또한, 제 1 압축기(311) 전단과 제 1 열교환기(321) 후단을 연결하도록 제 1 바이패스(By-pass)라인(330)이 설치되고, 제 4 압축기(314) 전단과 제 5 열교환기(325) 후단을 연결하도록 제 2 바이패스라인(331)이 설치되는데, 제 1 바이패스라인(330)과 제 2 바이패스라인(331)은, 엔진에서 사용되는 증발가스의 양이 줄어드는 경우에 증발가스의 유량을 조절하고, 압축기(311, 312, 313, 314, 315) 내부의 서지(Surge) 현상을 방지하는 역할을 한다. 이러한 바이패스 라인은 압축기의 설계에 따라 수량 및 연결 위치가 다양할 수 있다.A first bypass line 330 is provided to connect the front end of the first compressor 311 and the rear end of the first heat exchanger 321. A bypass line 330 is provided to connect the front end of the fourth compressor 311 and the rear end of the first heat exchanger 321, The first bypass line 330 and the second bypass line 331 are connected to the second bypass line 331 in such a manner that when the amount of the evaporative gas used in the engine is reduced And controls the flow rate of the evaporation gas to prevent a surge inside the compressors 311, 312, 313, 314, and 315. These bypass lines may vary in quantity and location depending on the design of the compressor.

액화천연가스 저장탱크(100)로부터 배출된 증발가스가 다섯 번의 압축 과정을 거치고 나면 대략 300bar, 40℃ 상태가 되고, 대략 300bar, 40℃ 상태가 된 증발가스의 일부는 ME-GI엔진으로 보내져(B라인) 연료로 사용되고, 나머지는 자가열교환기(200)로 보내진다(C라인).After the evaporation gas discharged from the liquefied natural gas storage tank 100 has undergone five compression processes, it reaches about 300 bar and 40 ° C., and some of the evaporated gas that has reached about 300 bar and 40 ° C. is sent to the ME- B line) fuel, and the remainder is sent to the self heat exchanger 200 (line C).

대략 300bar, 40℃ 상태의 증발가스는 자가열교환기(200)에서 저장탱크(100)로부터 배출(D라인)되는 대략 상압, -160℃ 상태의 증발가스와 열교환되어 대략 300bar -120℃ 상태가 된다. 대략 300bar -120℃ 상태의 증발가스는 감압장치에 의하여 팽창되어 일부 액화되고, 기액분리기(500)에 의하여 액화된 증발가스와 기체상태의 증발가스가 분리되어, 기체상태의 증발가스는 저장탱크(100)로부터 배출되는 증발가스(D라인)와 섞여 다시 자가열교환기(200)로 보내지고, 액화된 증발가스는 저장탱크(100)으로 다시 보내지게 된다. The evaporation gas at about 300 bar and 40 캜 is heat exchanged with the evaporation gas at about atmospheric pressure and -160 캜 discharged from the storage tank 100 (D line) in the self-heat exchanger 200 to be in a state of about 300 bar -120 캜 . The evaporation gas in the state of approximately 300 bar -120 deg. C is expanded by the decompressor to be partially liquefied, and the evaporated gas liquefied by the gas-liquid separator 500 and the gaseous evaporation gas are separated, (D line) discharged from the storage tank 100, and then sent to the self-heat exchanger 200, and the liquefied evaporated gas is sent back to the storage tank 100.

한편, 대략 상압, -160℃ 상태의 증발가스는, 다섯 번의 압축 과정을 거친 대략 300bar, 40℃ 상태의 증발가스와 자가열교환기(200)에서 열교환된 후, 대략 1.05bar, -72℃ 상태가 된다. 대략 1.05bar, -72℃ 상태의 증발가스는 제 1 압축기(311) 및 제 1 열교환기(321)를 지난 후 대략 3.13bar, 17℃ 상태가 되고, 제 2 압축기(312) 및 제 2 열교환기(322)를 지난 후 대략 12.64bar, 43℃ 상태가 되며, 제 3 압축기(313) 및 제 3 열교환기(323)를 지난 후 대략 40.67bar, 43℃ 상태가 된다. On the other hand, the evaporation gas at about atmospheric pressure and -160 deg. C is heat exchanged in the self-heat exchanger 200 and the evaporation gas at about 300 bar and 40 deg. do. The evaporated gas in the state of approximately 1.05 bar and -72 deg. C becomes approximately 3.13 bar and 17 deg. C after passing through the first compressor 311 and the first heat exchanger 321, and the second compressor 312 and the second heat exchanger (43.6 ° C.) after passing through the third compressor (313) and the third heat exchanger (323).

대략 40.67bar, 43℃ 상태의 증발가스는, 일부 DF엔진으로 보내져(A라인) 연료로 사용되고, DF엔진으로 보내지고 남은 증발가스는 제 4 압축기(314) 및 제 4 열교환기(324)를 지난 후 대략 90.38bar, 43℃ 상태가 되고, 제 5 압축기(315) 및 제 5 열교환기(325)를 더 지나 총 다섯 번의 압축 과정을 모두 거치게 되면, 대략 300bar, 40℃의 상태가 된다. 대략 300bar, 40℃의 상태의 증발가스의 일부는 ME-GI엔진의 연료로 사용되고, 남은 일부는 자가열교환기(200)에서 열교환 된다. A라인에는 감압장치를 설치하여 DF엔진으로 공급되는 압축 증발가스의 압력을 낮추도록 할 수 있다.The evaporated gas at about 40.67 bar and 43 ° C is sent to some DF engines (A line) and used as fuel, and the remaining vapor sent to the DF engine passes through the fourth compressor 314 and the fourth heat exchanger 324 After the fifth compressor 315 and the fifth heat exchanger 325 have passed through all the five compression steps, they are in a state of approximately 300 bar and 40 ° C. Some of the evaporated gas at about 300 bar and 40 ° C is used as the fuel for the ME-GI engine, while the remainder is heat exchanged at the autothermal exchanger 200. A line may be provided with a decompression device to lower the pressure of the compressed evaporative gas supplied to the DF engine.

연료유(Fuel Oil) 탱크(600)로부터 공급되는 연료유는, 다수개의 펌프(Pump, 700) 및 히터(Heater, 800)에 의해 DF엔진 또는 ME-GI엔진에서 사용될 수 있는 압력 및 온도 상태가 되어, DF엔진 또는 ME-GI엔진에 공급된다.The fuel oil supplied from the fuel oil tank 600 is supplied to the DF engine or the ME-GI engine by means of a plurality of pumps 700 and a heater 800, And supplied to the DF engine or the ME-GI engine.

종래의 부분 재액화 시스템은, 가격이 비싼 재액화 장치를 별도로 설치하지 않고도 증발가스를 재액화할 수 있어, 액화천연가스 저장탱크의 전체적인 자연기화율(BOR; Boil-off Rate)을 효율적으로 감소시킬 수 있는 획기적인 기술로 평가받고 있다.The conventional partial liquefaction system can re-liquefy the evaporated gas without separately providing a costly re-liquefying device, thereby effectively reducing the overall natural vaporization rate (BOR) of the liquefied natural gas storage tank It is evaluated as a breakthrough technology that can be made.

본 발명은, 부분 재액화 시스템의 액화량을 증대시키기 위하여, 압축된 증발가스를 자가열교환기로 보내기 전에 증발가스가 가진 에너지로 가스터빈 등의 장비를 구동시키는, 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to an evaporative gas re-liquefying apparatus and method for driving an equipment such as a gas turbine with the energy possessed by the evaporated gas before the compressed evaporated gas is sent to the autothermal exchanger, in order to increase the amount of liquefaction of the partial liquefaction system The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위하여 증발가스를 냉각 유체로 사용하는 재액화 장치에 있어서, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 압축하는 다수개의 압축기; 상기 다수개의 압축기에 의해 다단계로 압축된 증발가스의 에너지를 소비하는 가스터빈; 상기 가스터빈을 통과한 증발가스와 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 열교환시키는 자가열교환기; 상기 다수개의 압축기, 상기 가스터빈 및 상기 자가열교환기를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 감압장치; 및 상기 가스터빈의 축과 연결되어, 상기 가스터빈에 의해 일로 전환된 증발가스의 엔탈피를 사용하여 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 추가 압축기;를 포함하고, 상기 추가 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기 전단으로 보내지는, 선박용 증발가스 재액화 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquefaction apparatus using a vaporized gas as a cooling fluid to re-liquefy a vapor generated in a liquefied natural gas storage tank installed in a ship, A plurality of compressors for compressing the evaporated gas to be discharged; A gas turbine consuming energy of the evaporation gas compressed in multiple stages by the plurality of compressors; An autothermal exchanger for exchanging heat between the evaporated gas passing through the gas turbine and the evaporated gas discharged from the storage tank; A pressure reducing device for lowering the pressure of the evaporating gas that has passed through the plurality of compressors, the gas turbine, and the self heat exchanger; And an additional compressor coupled to an axis of the gas turbine to compress the evaporated gas discharged from the storage tank using enthalpy of the evaporated gas converted to work by the gas turbine, And the evaporation gas is sent to the upstream side of any one of the plurality of compressors.

상기 추가 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 다수개의 압축기 중 두 번째 압축기 전단으로 보내질 수 있다.The evaporated gas compressed by the additional compressor may be sent to a second compressor of the plurality of compressors.

상기 추가 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 다수개의 압축기 중 세 번째 압축기 전단으로 보내질 수 있다.The evaporated gas compressed by the additional compressor may be sent to a third compressor of the plurality of compressors.

상기 선박용 증발가스 재액화 장치는, 상기 자가열교환기 및 상기 감압장치를 통과하며 일부 액화된 증발가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함할 수 있다.The vessel evaporation gas re-liquefying apparatus may further include a gas-liquid separator which passes through the self-heat exchanger and the decompression apparatus, and separates a part of the liquefied evaporated gas from the evaporated gas remaining in a gaseous state.

상기 선박용 증발가스 재액화 장치는, 상기 다수개의 압축기 후단에 각각 설치되어, 상기 압축기를 통과한 증발가스의 온도를 낮추는 다수개의 열교환기를 더 포함할 수 있다.The ship evaporating gas re-liquefying apparatus may further include a plurality of heat exchangers disposed downstream of the plurality of compressors to lower the temperature of the evaporated gas passing through the compressors.

상기 선박용 증발가스 재액화 장치는, 상기 다수개의 압축기 중 일부 압축기만을 통과한 증발가스의 일부를 DF엔진으로 보낼 수 있다.The ship evaporating gas re-liquefying apparatus may send a part of the evaporated gas passing through only a part of the plurality of compressors to the DF engine.

상기 선박용 증발가스 재액화 장치는, 상기 다수개의 압축기를 모두 통과한 증발가스의 일부는 ME-GI엔진에 공급하고, 나머지 일부는 상기 가스터빈으로 보낼 수 있다.In the evaporative gas re-liquefying apparatus for a ship, some of the evaporated gas that has passed through all of the plurality of compressors may be supplied to the ME-GI engine, and a part of the evaporated gas may be sent to the gas turbine.

상기 감압장치는 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다.The decompression device may be an expansion valve or an expander.

상기 선박용 증발가스 재액화 장치는, 상기 추가 압축기 후단에 설치되어, 상기 추가 압축기에 의해 압축된 증발가스를 냉각시키는 추가 열교환기를 더 포함할 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefying apparatus may further include an additional heat exchanger installed at a downstream end of the additional compressor to cool the evaporated gas compressed by the additional compressor.

상기 선박용 증발가스 재액화 장치는, 상기 가스터빈 후단에서, 상기 가스터빈을 통과한 증발가스의 온도를 측정하는 온도 트랜스미터; 상기 가스터빈 후단에서, 상기 가스터빈을 통과한 증발가스의 압력을 측정하는 압력 트랜스미터; 및 상기 온도 트랜스미터 및 상기 압력 트랜스미터가 측정하는 증발가스의 온도 및 압력 값에 따라 상기 가스터빈 또는 상기 추가 압축기의 작동을 조절하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.The ship evaporating gas re-liquefying apparatus may further include: a temperature transmitter for measuring the temperature of the evaporating gas passing through the gas turbine at a rear end of the gas turbine; A pressure transmitter for measuring the pressure of the evaporated gas passing through the gas turbine at a rear end of the gas turbine; And a controller for adjusting the operation of the gas turbine or the additional compressor according to the temperature and pressure values of the evaporated gas measured by the temperature transmitter and the pressure transmitter.

상기 선박용 증발가스 재액화 장치는, 상기 증발가스의 에너지를 소모시키는 터보 익스팬더를 포함할 수 있다.The vessel evaporation gas re-liquefying apparatus may include a turbo expander for consuming the energy of the evaporation gas.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위하여 증발가스를 냉각 유체로 사용하는 재액화 방법에 있어서, 상기 저장탱크로부터 증발가스가 배출되고, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스는 압축되고, 상기 압축된 증발가스는 일부 에너지를 외부로 전달하고, 상기 일부 에너지를 전달한 압축된 증발가스는 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 열교환되고, 열교환된 상기 증발가스는 감압되어 일부가 재액화되고, 상기 압축된 증발가스로부터 전달된 에너지는 일로 전환되어 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 압축시키고, 상기 일로 전환된 증발가스의 에너지에 의해 압축된 증발가스는 추가적으로 압축되는, 선박용 증발가스 재액화 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a re-liquefaction method for re-liquefying an evaporative gas generated from a liquefied natural gas storage tank using a boil-off gas as a cooling fluid, The evaporated gas discharged from the storage tank is compressed, the compressed evaporated gas transfers some energy to the outside, and the compressed evaporated gas that transfers the certain energy is heat-exchanged with the evaporated gas discharged from the storage tank , The heat-exchanged evaporated gas is decompressed and a part is re-liquefied, the energy transferred from the compressed evaporated gas is converted into work to compress the evaporated gas discharged from the storage tank, and the energy of the evaporated gas converted into the work There is provided a method for re-liquefaction of marine vapor gas, in which the compressed evaporated gas is further compressed.

본 발명의 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법에 의하면, 압축 과정을 거친 증발가스를, 가스터빈을 이용해 증발가스의 온도를 낮춘 후 자가열교환기로 보내므로, 한정된 냉각 매체로 기존 대비 더 많은 양의 증발가스를 재액화시킬 수 있다.According to the apparatus and method for liquefying the ship's evaporative gas for ship, since the evaporation gas having undergone the compression process is sent to the self-heat exchanger after lowering the temperature of the evaporative gas using the gas turbine, a limited amount of evaporation gas The gas can be re-liquefied.

또한, 가스터빈을 통해 증발가스가 가진 에너지를 일로 바꿔, 그 일을 가스터빈의 축에 연결된 압축기를 가동시키는 데에 사용할 수 있으므로, 압축기를 구동시키는데에 사용되는 전력량을 절감할 수 있다.In addition, since the energy of the evaporation gas can be changed to work through the gas turbine and the work can be used to operate the compressor connected to the axis of the gas turbine, the amount of power used to drive the compressor can be reduced.

도 1은 종래의 부분 재액화 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 방법의 개략적인 흐름도이다.Fig. 1 is a schematic diagram of a conventional partial remelting system.
2 is a schematic block diagram of an apparatus for liquefying a ship vaporization gas according to a first preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic block diagram of an evaporative gas re-liquefaction apparatus for a ship according to a second preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic flowchart of a method for liquefying a ship evaporative gas according to a preferred embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법은 액화천연가스 화물창이 설치되는 선박 및 육상에서 다양하게 응용되어 적용될 수 있다. 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. The apparatus and method for liquefying the vaporized gas for ship according to the present invention can be applied to various applications on ships equipped with liquefied natural gas cargo holds and onshore. 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 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 장치의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic block diagram of an apparatus for liquefying a ship vaporization gas according to a first preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 액화천연가스 저장탱크(100)부터 배출되는 증발가스를 다단계로 압축시키는 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315); 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)에 의해 다단계로 압축된 증발가스의 에너지를 소비하는 가스터빈(400); 가스터빈(400)을 통과한 증발가스와 저장탱크(100)로부터 배출된 증발가스를 열교환시키는 자가열교환기(200); 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315), 가스터빈(400) 및 자가열교환기(200)를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 감압장치(510); 액화된 증발가스와 기체상태의 증발가스를 분리하는 기액분리기(500); 및 가스터빈(400)의 축과 연결되는 추가 압축기(410);를 포함한다.Referring to FIG. 2, the evaporation gas re-liquefaction apparatus for a ship of the present embodiment includes a plurality of compressors 311, 312, 313, 314, and 315 for compressing the evaporative gas discharged from the liquefied natural gas storage tank 100 in multiple stages. A gas turbine (400) consuming energy of evaporated gas compressed in multiple stages by a plurality of compressors (311, 312, 313, 314, 315); An autothermal exchanger (200) for exchanging heat between the evaporated gas passing through the gas turbine (400) and the evaporated gas discharged from the storage tank (100); A decompression device 510 for reducing the pressure of the evaporated gas that has passed through the plurality of compressors 311, 312, 313, 314, and 315, the gas turbine 400, and the self heat exchanger 200; A gas-liquid separator (500) for separating the liquefied evaporated gas and the gaseous evaporated gas; And an additional compressor 410 connected to the axis of the gas turbine 400.

본 실시예의 액화천연가스 저장탱크(100)는, 액화천연가스를 보관하며, 외부에서 전달되는 열에 의해 액화천연가스가 기화되어 생성되는 증발가스를 일정 압력 이상이 되면 외부로 배출시킨다.The liquefied natural gas storage tank 100 of the present embodiment stores liquefied natural gas and discharges the evaporated gas generated by vaporization of the liquefied natural gas by heat transmitted from the outside to the outside when the pressure exceeds a predetermined pressure.

본 실시예의 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)는 액화천연가스 저장탱크(100)로부터 배출된 증발가스를 다단계로 압축시킨다. 압축된 증발가스의 일부는 엔진의 연료로 사용되고 일부는 재액화되어 다시 저장탱크(100)로 돌려보내진다.The plurality of compressors 311, 312, 313, 314, and 315 of this embodiment compresses the evaporated gas discharged from the liquefied natural gas storage tank 100 in a multistage manner. Some of the compressed evaporated gas is used as fuel for the engine, and some is re-liquefied and returned to the storage tank 100.

본 실시예에서는 다섯 개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)를 포함하여, 다섯 단계의 압축과정을 거치는 것을 예를 들어 설명하였으나, 압축기의 개수가 한정되는 것은 아니다. 압축기(311, 312, 313, 314, 315) 후단에는, 압축기(311, 312, 313, 314, 315)를 통과한 후 압력뿐만 아니라 온도가 올라간 증발가스의 온도를 낮추는, 열교환기(321, 322, 323, 324, 325)가 각각 설치될 수 있다.In the present embodiment, five compressors including 311, 312, 313, 314 and 315 have been described. However, the number of compressors is not limited. At the downstream end of the compressors 311, 312, 313, 314 and 315, heat exchangers 321 and 322 (not shown) for lowering the temperature of the evaporated gas as well as the pressure after passing through the compressors 311, 312, 313, 314 and 315 , 323, 324, and 325, respectively.

일부 압축과정, 일례로 세 번의 압축과정을 거친 증발가스의 일부는 DF엔진에 공급된다. 또한, 다섯 번의 압축과정을 모두 거친 증발가스의 일부는 고압의 천연가스를 연료로 사용하는 ME-GI엔진에 공급되고, 다섯 번의 압축과정을 모두 거친 증발가스의 나머지 일부는 가스터빈(400)으로 보내진다.Some of the compression process, for example a portion of the evaporative gas that has undergone three compression processes, is fed to the DF engine. In addition, a portion of the evaporated gas that has undergone all five compression processes is fed to the ME-GI engine using high pressure natural gas as fuel, and the remaining portion of the evaporated gas that has undergone all five compression processes is fed to the gas turbine 400 .

또한, 제 1 압축기(311) 전단과 제 1 열교환기(321) 후단을 연결하도록 제 1 바이패스라인(X라인)이 설치될 수 있고, 제 4 압축기(314) 전단과 제 5 열교환기(325) 후단을 연결하도록 제 2 바이패스라인(Y라인)이 설치될 수 있는데, 제 1 바이패스라인(X라인)과 제 2 바이패스라인(Y라인)은, 엔진에서 사용되는 증발가스의 양이 줄어드는 경우에 증발가스의 유량을 조절하고, 압축기(311, 312, 313, 314, 315) 내부의 서지(Surge) 현상을 방지하는 역할을 한다. 이러한 바이패스 라인은 압축기(311, 312, 313, 314, 315)의 설계에 따라 수량 및 연결 위치가 다양할 수 있다.A first bypass line (X line) may be provided to connect the front end of the first compressor 311 and the rear end of the first heat exchanger 321 and the front end of the fourth compressor 314 and the front end of the fifth heat exchanger 325 The first bypass line (X line) and the second bypass line (Y line) may be arranged so that the amount of evaporation gas used in the engine is smaller than the amount of evaporation gas used in the engine 312, 313, 314, and 315 to prevent a surge phenomenon in the compressors 311, 312, 313, 314, and 315. Depending on the design of the compressors 311, 312, 313, 314 and 315, the bypass line may vary in the quantity and the connecting position.

본 실시예의 가스터빈(400)은, 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)를 통과하며 압축된 증발가스의 에너지를 소비하여 증발가스의 온도 및 압력을 낮추며, 다수개 설치될 수 있다. 닫힌계에서 외부로 일을 하면 닫힌계 내부의 전체적인 에너지가 감소되므로, 증발가스가 가스터빈(400)을 작동시키게 되면 증발가스의 온도 및 압력이 감소하게 된다. 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는 가스터빈(400)을 포함하므로, 한정된 냉각 매체로 기존 대비 더 많은 양의 증발가스를 재액화시킬 수 있게 되어, 재액화 효율을 높일 수 있다.The gas turbine 400 of the present embodiment passes through a plurality of compressors 311, 312, 313, 314 and 315 and consumes energy of the compressed evaporated gas to lower the temperature and pressure of the evaporated gas, have. Working outward from the closed system reduces the overall energy inside the closed system, so that the temperature and pressure of the evaporated gas decreases as the evaporated gas activates the gas turbine 400. Since the apparatus for liquefying the vessel evaporative gas according to the present embodiment includes the gas turbine 400, it is possible to re-liquefy a larger amount of evaporative gas with a limited cooling medium, and thus the liquefaction efficiency can be increased.

본 실시예의 가스터빈(400)은, 압축된 증발가스의 에너지를 소비시키기 위하여 증발가스를 팽창시키는 목적으로 설치된 것이며, 압축된 증발가스의 에너지를 소비시키기 위한 다른 장치로 대체될 수 있다. 일례로, 발전기가 연결된 터보 익스팬더(Turbo Expander) 등, 압축 증발가스가 가진 에너지를 전력 등의 다른 형태로 전환할 수 있는 장치가 설치될 수 있다.The gas turbine 400 of this embodiment is provided for the purpose of expanding the evaporation gas to consume the energy of the compressed evaporation gas and may be replaced by another device for consuming the energy of the compressed evaporation gas. For example, a device capable of converting the energy of the compressed evaporation gas into another form such as electric power, such as a turbo expander connected to a generator, may be installed.

본 실시예의 자가열교환기(200)는, 액화천연가스 저장탱크(100)로부터 배출된 대략 상압, -160℃ 상태의 배출 증발가스를, 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)에 의해 압축된 후 가스터빈(400)을 통과한 증발가스와 열교환 시킨다. 자가열교환기(200)의 자가(Self-)는 저온의 증발가스 자체를 냉각 유체로 이용하여 고온의 증발가스와 열교환 시킨다는 의미를 가진다.The self-heat exchanger 200 of this embodiment is provided with a plurality of compressors 311, 312, 313, 314 and 315 for discharging the discharged evaporative gas discharged from the liquefied natural gas storage tank 100 at approximately atmospheric pressure, And then exchanges heat with the evaporated gas that has passed through the gas turbine (400). Self-heating of the self-heat exchanger 200 means that the low-temperature evaporation gas itself is used as a cooling fluid to exchange heat with the high-temperature evaporation gas.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 가스터빈(400)을 포함하여 종래 기술에 비하여 더 낮은 온도, 낮은 압력의 압축 증발가스를 자가열교환기(200)로 공급할 수 있으므로, 같은 양의 배출 증발가스를 냉각 유체로 사용하더라도 더 많은 압축 증발가스를 재액화시킬 수 있다.The evaporative gas re-liquefying apparatus of the present embodiment can supply the compressed evaporation gas of lower temperature and lower pressure to the autothermal exchanger 200 including the gas turbine 400 compared with the prior art, Even if the gas is used as a cooling fluid, more compressed vaporized gas can be re-liquefied.

본 실시예의 감압장치(510)는, 저장탱크(100)로부터 배출된 후 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315), 가스터빈(400) 및 자가열교환기(200)를 통과한 증발가스의 압력을 대략 상압 근처까지 낮춘다. 감압장치(510)는 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다.The decompression apparatus 510 of the present embodiment includes a plurality of compressors 311, 312, 313, 314 and 315, a gas turbine 400 and an evaporator Lower the pressure of the gas to about the normal pressure. The pressure reducing device 510 may be an expansion valve or an expander.

본 실시예의 기액분리기(500)는, 자가열교환기(200) 및 감압장치(510)를 지나면서 일부 재액화된 증발가스와 액화되지 않고 기체상태로 남은 증발가스를 분리하여, 액화된 증발가스는 저장탱크(100)로 돌려보내고, 기체상태의 증발가스는 저장탱크(100)로부터 배출되는 증발가스와 함께 다시 자가열교환기(200)로 보낸다.The gas-liquid separator 500 of this embodiment separates the partially re-liquefied evaporated gas from the evaporated gas remaining in the gaseous state without being liquefied by passing through the self-heat exchanger 200 and the decompressor 510, And returned to the storage tank 100, and the gaseous evaporated gas is sent back to the autothermal exchanger 200 together with the evaporated gas discharged from the storage tank 100.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는 기액분리기(500)를 포함하지 않을 수도 있는데, 기액분리기(500)를 포함하지 않는 경우, 압축부(300)에 의해 압축된 후 자가열교환기(200) 및 감압장치(510)를 통과한 증발가스는, 액체 및 기체가 섞인 상태로 함께 저장탱크(100)로 보내지게 된다.Liquid separator 500 may not include the gas-liquid separator 500. When the gas-liquid separator 500 is not included in the gas-liquid separator 500, the evaporator may be compressed by the compressing unit 300, The evaporated gas that has passed through the pressure reducing device 510 is sent to the storage tank 100 together with the liquid and the gas mixed.

본 실시예의 추가 압축기(410)는, 가스터빈(400)의 축과 연결되어, 가스터빈(400)에 의해 일로 전환된 증발가스의 엔탈피를 사용하여 저장탱크(100)로부터 배출된 증발가스를 압축시킨다.The additional compressor 410 of the present embodiment is connected to the axis of the gas turbine 400 and compresses the evaporated gas discharged from the storage tank 100 using the enthalpy of the evaporated gas converted into one by the gas turbine 400 .

추가 압축기(410)에 의해 압축된 증발가스는, 제 1 압축기(311)와 제 2 압축기(312) 사이, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치가 다수개의 열교환기(321, 322, 323, 324, 325)를 포함하는 경우에는, 제 1 열교환기(321)와 제 2 압축기(312) 사이로 보내진다. 추가 압축기(410)에 의해 압축된 증발가스를, 제 1 압축기(311)(또는 제 1 열교환기(321))와 제 2 압축기(312) 사이로 보내는 라인 상에는, 감압장치(512)가 설치되어, 제 2 압축기(312)의 요구 압력 조건에 맞출 수 있도록 추가 압축기(410)에 의해 압축된 증발가스의 압력을 낮출 수 있다. 감압장치(512)는 팽창기 또는 팽창밸브일 수 있다.The evaporated gas compressed by the additional compressor 410 is supplied to the first compressor 311 and the second compressor 312 and the evaporative gas re-liquefying apparatus for a ship according to the present embodiment is installed between the plurality of heat exchangers 321, 322, 323, 324 , 325, it is sent between the first heat exchanger (321) and the second compressor (312). A decompression device 512 is provided on the line for sending the evaporated gas compressed by the additional compressor 410 between the first compressor 311 (or the first heat exchanger 321) and the second compressor 312, The pressure of the evaporated gas compressed by the further compressor 410 can be lowered to match the required pressure condition of the second compressor 312. Decompression device 512 may be an inflator or an expansion valve.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는 증발가스가 가진 엔탈피를 이용하여 구동되는 추가 압축기(410)를 포함하므로, 압축기(311, 312, 313, 314, 315)의 구동 전력을 절약할 수 있다는 장점이 있다.The evaporative gas re-liquefying apparatus for a ship according to the present embodiment includes an additional compressor 410 driven by using the enthalpy of the evaporated gas, so that the driving power of the compressors 311, 312, 313, 314, and 315 can be saved .

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 추가 압축기(410) 후단에 설치되는 추가 열교환기(420)를 더 포함할 수 있는데, 추가 열교환기(420)는, 저장탱크(100)로부터 배출된 후 추가 압축기(410)에 의해 압축된 증발가스를 냉각시킨다.The evaporating gas re-liquefying apparatus of the present embodiment may further include an additional heat exchanger 420 installed at a downstream end of the additional compressor 410. The additional heat exchanger 420 may be disposed downstream of the storage tank 100 To cool the evaporated gas compressed by the additional compressor (410).

또한, 추가 압축기(410) 전단과 추가 열교환기(420) 후단을 연결하도록 제 3 바이패스라인(Z라인)이 설치될 수 있는데, 제 3 바이패스라인(Z라인)은, 엔진에서 사용되는 증발가스의 양이 줄어드는 경우에 증발가스의 유량을 조절하고, 추가 압축기(410) 내부의 서지(Surge) 현상을 방지하는 역할을 한다. 이러한 바이패스 라인은 추가 압축기(410)의 설계에 따라 수량 및 연결 위치가 다양할 수 있다.A third bypass line (Z line) may be provided to connect the front end of the additional compressor 410 and the rear end of the additional heat exchanger 420. The third bypass line (Z line) And adjusts the flow rate of the evaporated gas when the amount of the gas is reduced, thereby preventing the surge inside the additional compressor (410). This bypass line may vary in quantity and location depending on the design of the additional compressor 410.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 가스터빈(400) 또는 추가 압축기(410)의 작동을 조절하는 컨트롤러(430); 가스터빈(400) 후단에서 가스터빈(400)을 통과한 증발가스의 온도를 측정하는 온도 트랜스미터(Temperature Transmitter, 440); 및 가스터빈(400) 후단에서 가스터빈(400)을 통과한 증발가스의 압력을 측정하는 압력 트랜스미터(Pressure Transmitter, 450);를 더 포함할 수 있다.The vessel evaporation gas re-liquefying apparatus of the present embodiment includes a controller 430 for controlling the operation of the gas turbine 400 or the additional compressor 410; A temperature transmitter 440 for measuring the temperature of the evaporated gas passing through the gas turbine 400 at a rear end of the gas turbine 400; And a pressure transmitter 450 for measuring the pressure of the evaporated gas passing through the gas turbine 400 at the rear end of the gas turbine 400.

본 실시예의 컨트롤러(430)는, 온도 트랜스미터(440) 및 압력 트랜스미터(450)가 측정하는 증발가스의 온도 및 압력 값에 따라 가스터빈(400) 또는 추가 압축기(410)의 작동을 조절한다. 가스터빈(400)이 증발가스의 엔탈피를 너무 많이 일로 전환시키면, 증발가스의 에너지가 너무 낮아지게 되어 증발가스가 액화되고, 액화된 증발가스는 가스터빈(400)을 손상시킬 수 있으므로, 컨트롤러(430)는 가스터빈(400)을 통과하는 증발가스가 액화되지 않는 범위에서 가스터빈(400) 또는 추가 압축기(410)가 작동하도록 조절한다.
The controller 430 of the present embodiment adjusts the operation of the gas turbine 400 or the additional compressor 410 according to the temperature and pressure value of the evaporated gas measured by the temperature transmitter 440 and the pressure transmitter 450. If the gas turbine 400 converts too much of the enthalpy of the evaporated gas, the energy of the evaporated gas becomes too low, the evaporated gas liquefies, and the liquefied evaporated gas may damage the gas turbine 400, 430 adjusts the operation of the gas turbine 400 or the additional compressor 410 so long as the evaporated gas passing through the gas turbine 400 is not liquefied.

도 3은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 장치의 개략적인 구성도이다. 이하, 제 1 실시예와 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명을 생략하고, 차이점을 위주로 설명한다.FIG. 3 is a schematic block diagram of an evaporative gas re-liquefaction apparatus for a ship according to a second preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, the same members as those of the first embodiment will not be described in detail, and differences will be mainly described.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 액화천연가스 저장탱크(100)부터 배출되는 증발가스를 다단계로 압축시키는 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315); 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)에 의해 다단계로 압축된 증발가스의 에너지를 소비하는 가스터빈(400); 가스터빈(400)을 통과한 증발가스와 저장탱크(100)로부터 배출된 증발가스를 열교환시키는 자가열교환기(200); 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315), 가스터빈(400) 및 자가열교환기(200)를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 감압장치(510); 액화된 증발가스와 기체상태의 증발가스를 분리하는 기액분리기(500); 및 가스터빈(400)의 축과 연결되는 추가 압축기(410);를 포함한다.Referring to FIG. 3, in the same manner as in the first embodiment, a plurality of compressors 311, 312, and 312 for compressing the evaporated gas discharged from the liquefied natural gas storage tank 100 in multi- 313, 314, 315); A gas turbine (400) consuming energy of evaporated gas compressed in multiple stages by a plurality of compressors (311, 312, 313, 314, 315); An autothermal exchanger (200) for exchanging heat between the evaporated gas passing through the gas turbine (400) and the evaporated gas discharged from the storage tank (100); A decompression device 510 for reducing the pressure of the evaporated gas that has passed through the plurality of compressors 311, 312, 313, 314, and 315, the gas turbine 400, and the self heat exchanger 200; A gas-liquid separator (500) for separating the liquefied evaporated gas and the gaseous evaporated gas; And an additional compressor 410 connected to the axis of the gas turbine 400.

본 실시예의 액화천연가스 저장탱크(100)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 액화천연가스를 보관하며, 외부에서 전달되는 열에 의해 액화천연가스가 기화되어 생성되는 증발가스를 일정 압력 이상이 되면 외부로 배출시킨다.As in the first embodiment, the liquefied natural gas storage tank 100 of the present embodiment stores liquefied natural gas. When the liquefied natural gas is vaporized by heat transmitted from the outside, .

본 실시예의 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 액화천연가스 저장탱크(100)로부터 배출된 증발가스를 다단계로 압축시킨다. 압축된 증발가스의 일부는 엔진의 연료로 사용되고 일부는 재액화되어 다시 저장탱크(100)로 돌려보내진다.The plurality of compressors 311, 312, 313, 314 and 315 of the present embodiment compresses the evaporated gas discharged from the liquefied natural gas storage tank 100 in a multistage manner as in the first embodiment. Some of the compressed evaporated gas is used as fuel for the engine, and some is re-liquefied and returned to the storage tank 100.

압축기(311, 312, 313, 314, 315) 후단에는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 압축기(311, 312, 313, 314, 315)를 통과한 후 압력뿐만 아니라 온도가 올라간 증발가스의 온도를 낮추는, 열교환기(321, 322, 323, 324, 325)가 각각 설치될 수 있다.313, 314, and 315, the temperature of the evaporated gas whose temperature has risen as well as the pressure after passing through the compressors 311, 312, 313, 314, and 315 is set at the rear stage of the compressors 311, And heat exchangers 321, 322, 323, 324, and 325, respectively.

일부 압축과정을 거친 증발가스의 일부는, 제 1 실시예와 마찬가지로, DF엔진에 공급된다. 또한, 압축과정을 모두 거친 증발가스는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 일부는 고압의 천연가스를 연료로 사용하는 ME-GI엔진에 공급되고, 나머지 일부는 가스터빈(400)으로 보내진다.Some of the evaporation gas subjected to some compression processes is supplied to the DF engine as in the first embodiment. As in the first embodiment, a portion of the evaporated gas that has undergone the compression process is supplied to the ME-GI engine that uses high-pressure natural gas as fuel, and the remaining portion is sent to the gas turbine 400. [

또한, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(311) 전단과 제 1 열교환기(321) 후단을 연결하도록 제 1 바이패스라인(X라인)이 설치될 수 있고, 제 4 압축기(314) 전단과 제 5 열교환기(325) 후단을 연결하도록 제 2 바이패스라인(Y라인)이 설치될 수 있다.As in the first embodiment, the first bypass line (X line) may be provided so as to connect the front end of the first compressor 311 and the rear end of the first heat exchanger 321, and the front end of the fourth compressor 314 And a second bypass line (Y line) may be provided so as to connect the rear end of the fifth heat exchanger 325.

본 실시예의 가스터빈(400)은, 제 1 실시예와 마찬가지로, 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)를 통과하며 압축된 증발가스의 에너지를 소비하여 증발가스의 온도 및 압력을 낮추며, 다수개 설치될 수 있고, 발전기가 연결된 터보 익스팬더(Turbo Expander) 등의 압축된 증발가스의 에너지를 소비시키기 위한 다른 장치로 대체될 수 있다.The gas turbine 400 of this embodiment is configured to consume the energy of the compressed evaporated gas passing through the plurality of compressors 311, 312, 313, 314, and 315 and to regulate the temperature and pressure of the evaporated gas And can be replaced by other devices for consuming the energy of the compressed evaporative gas such as a turbo expander, which can be installed in a plurality of units and connected to the generator.

본 실시예의 자가열교환기(200)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 액화천연가스 저장탱크(100)로부터 배출된 대략 상압, -160℃ 상태의 배출 증발가스를, 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)에 의해 압축된 후 가스터빈(400)을 통과한 증발가스와 열교환 시킨다.The self heat exchanger 200 of the present embodiment is arranged so that the discharged evaporative gas discharged from the liquefied natural gas storage tank 100 at approximately atmospheric pressure and -160 DEG C is supplied to a plurality of compressors 311, 313, 314, and 315, and then exchanges heat with the evaporated gas that has passed through the gas turbine 400.

본 실시예의 감압장치(510)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(100)로부터 배출된 후 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315), 가스터빈(400) 및 자가열교환기(200)를 통과한 증발가스의 압력을 대략 상압 근처까지 낮춘다. 감압장치(510)는 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다.The decompression apparatus 510 of the present embodiment is configured such that a plurality of compressors 311, 312, 313, 314 and 315, a gas turbine 400 and an autothermal exchanger The pressure of the evaporating gas that has passed through the evaporator 200 is lowered to about the normal pressure. The pressure reducing device 510 may be an expansion valve or an expander.

본 실시예의 기액분리기(500)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 자가열교환기(200) 및 감압장치(510)를 지나면서 일부 재액화된 증발가스와 액화되지 않고 기체상태로 남은 증발가스를 분리하여, 액화된 증발가스는 저장탱크(100)로 돌려보내고, 기체상태의 증발가스는 저장탱크(100)로부터 배출되는 증발가스와 함께 다시 자가열교환기(200)로 보낸다.The gas-liquid separator 500 of this embodiment separates the partially re-liquefied evaporated gas and the evaporated gas left in a gaseous state without being liquefied by passing through the autothermal exchanger 200 and the decompressor 510, as in the first embodiment The liquefied evaporated gas is returned to the storage tank 100, and the gaseous evaporated gas is returned to the autothermal exchanger 200 together with the evaporated gas discharged from the storage tank 100.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(500)를 포함하지 않을 수도 있다.The vessel evaporation gas re-liquefying apparatus of this embodiment may not include the gas-liquid separator 500 as in the first embodiment.

본 실시예의 추가 압축기(410)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 가스터빈(400)의 축과 연결되어, 가스터빈(400)에 의해 일로 전환된 증발가스의 엔탈피를 사용하여 저장탱크(100)로부터 배출된 증발가스를 압축시킨다.The additional compressor 410 of the present embodiment is connected to the shaft of the gas turbine 400 and is connected to the storage tank 100 using the enthalpy of the evaporated gas converted into one by the gas turbine 400, Thereby compressing the evaporated gas.

추가 압축기(410)에 의해 압축된 증발가스는, 제 1 실시예와는 달리, 제 2 압축기(312)와 제 3 압축기(313) 사이, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치가 다수개의 열교환기(321, 322, 323, 324, 325)를 포함하는 경우에는, 제 2 열교환기(322)와 제 3 압축기(313) 사이로 보내진다. 추가 압축기(410)에 의해 압축된 증발가스를, 제 2 압축기(312)(또는 제 2 열교환기(322))와 제 3 압축기(313) 사이로 보내는 라인 상에는, 감압장치(512)가 설치되어, 제 3 압축기(313)의 요구 압력 조건에 맞출 수 있도록 추가 압축기(410)에 의해 압축된 증발가스의 압력을 낮출 수 있다. 감압장치(512)는 팽창기 또는 팽창밸브일 수 있다.Unlike the first embodiment, the evaporation gas compressed by the additional compressor 410 is supplied between the second compressor 312 and the third compressor 313, the evaporating gas re- (321, 322, 323, 324, 325), it is sent between the second heat exchanger (322) and the third compressor (313). A decompression device 512 is provided on the line for sending the evaporated gas compressed by the additional compressor 410 between the second compressor 312 (or the second heat exchanger 322) and the third compressor 313, The pressure of the evaporated gas compressed by the additional compressor 410 can be lowered so as to meet the required pressure condition of the third compressor 313. Decompression device 512 may be an inflator or an expansion valve.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는 증발가스가 가진 엔탈피를 이용하여 구동되는 추가 압축기(410)를 포함하므로, 압축기(311, 312, 313, 314, 315)의 구동 전력을 절약할 수 있다는 장점이 있다.The evaporative gas re-liquefying apparatus for a ship according to the present embodiment includes an additional compressor 410 driven by using the enthalpy of the evaporated gas, so that the driving power of the compressors 311, 312, 313, 314, and 315 can be saved .

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 추가 압축기(410) 후단에 설치되는 추가 열교환기(420)를 더 포함할 수 있다.The evaporating gas re-liquefying apparatus for vessels of the present embodiment may further include an additional heat exchanger 420 installed at the downstream end of the additional compressor 410, as in the first embodiment.

또한, 제 1 실시예와 마찬가지로, 추가 압축기(410) 전단과 추가 열교환기(420) 후단을 연결하도록 제 3 바이패스라인(Z라인)이 설치될 수 있다.Also, as in the first embodiment, a third bypass line (Z line) may be provided to connect the front end of the additional compressor 410 and the rear end of the additional heat exchanger 420.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 가스터빈(400) 또는 추가 압축기(410)의 작동을 조절하는 컨트롤러(430); 가스터빈(400) 후단에서 가스터빈(400)을 통과한 증발가스의 온도를 측정하는 온도 트랜스미터(Temperature Transmitter, 440); 및 가스터빈(400) 후단에서 가스터빈(400)을 통과한 증발가스의 압력을 측정하는 압력 트랜스미터(Pressure Transmitter, 450);를 더 포함할 수 있다.The vessel evaporation gas re-liquefying apparatus of this embodiment, like the first embodiment, includes a controller 430 for controlling the operation of the gas turbine 400 or the additional compressor 410; A temperature transmitter 440 for measuring the temperature of the evaporated gas passing through the gas turbine 400 at a rear end of the gas turbine 400; And a pressure transmitter 450 for measuring the pressure of the evaporated gas passing through the gas turbine 400 at the rear end of the gas turbine 400.

본 실시예의 컨트롤러(430)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 온도 트랜스미터(440) 및 압력 트랜스미터(450)가 측정하는 증발가스의 온도 및 압력 값에 따라 가스터빈(400)을 통과하는 증발가스가 액화되지 않는 범위에서 가스터빈(400) 또는 추가 압축기(410)가 작동하도록 조절한다.
The controller 430 of the present embodiment is configured such that the evaporator gas passing through the gas turbine 400 is heated by the temperature transmitter 440 and the temperature of the evaporator gas measured by the pressure transmitter 450 The gas turbine 400 or the additional compressor 410 is operated so that it is not liquefied.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 방법의 개략적인 흐름도이다. 단일선으로 된 화살표는, 액화천연가스, 저장탱크(100)로부터 배출된 증발가스 또는 압축된 후 감압장치(510)에 의해 감압된 증발가스의 흐름을 나타내고, 이중선으로 된 화살표는, 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)에 의해 압축된 증발가스의 흐름을 나타내며, 점선으로 된 화살표는, 증발가스가 가진 에너지의 흐름을 나타낸다. 또한, '저압'의 의미는 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315) 중 일부만을 통과한 상태를 의미하고, '고압'의 의미는 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)를 모두 통과한 상태를 의미한다.FIG. 4 is a schematic flowchart of a method for liquefying a ship evaporative gas according to a preferred embodiment of the present invention. The single line arrows indicate the flow of liquefied natural gas, the evaporation gas discharged from the storage tank 100 or the evaporation gas depressurized by the depressurization device 510 after being compressed, and the double- (311, 312, 313, 314, 315), and an arrow with a dotted line indicates a flow of energy possessed by the evaporation gas. The term 'high pressure' means a state in which only a part of the plurality of compressors 311, 312, 313, 314 and 315 has passed, and 'high pressure' means a state in which a plurality of compressors 311, 312, 313, 314, 315) are all passed.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 저장탱크로부터 배출된 증발가스는(S100), 자가열교환기로 보내져, 다수개의 압축기에 의해 압축된 후 가스터빈을 통과한 증발가스와 열교환된 후(S200), 다수개의 압축기에 의해 압축된다(S300). 다수개의 압축기에 의해 저압으로 압축된 증발가스의 일부는 DF엔진으로 보내지고(S310), 다수개의 압축기에 의해 고압으로 압축된 증발가스의 일부는 ME-GI엔진으로 보내지며(S320), 다수개의 압축기에 의해 고압으로 압축된 증발가스의 나머지 일부는 가스터빈으로 보내진다(S400).Referring to FIGS. 2, 3 and 4, the evaporated gas discharged from the storage tank is sent to an autothermal exchanger, compressed by a plurality of compressors, exchanged with an evaporated gas passing through the gas turbine (S200 ) And compressed by a plurality of compressors (S300). A portion of the evaporated gas compressed to a low pressure by the plurality of compressors is sent to the DF engine (S310), and a portion of the evaporated gas compressed to a high pressure by the plurality of compressors is sent to the ME-GI engine (S320) The remaining part of the evaporated gas compressed by the compressor at high pressure is sent to the gas turbine (S400).

다수개의 압축기에 의해 고압으로 압축된 후 가스터빈으로 보내진 증발가스는 가스터빈을 작동시키고(S400), 가스터빈에 의해 에너지가 낮아져 온도 및 압력이 낮아진 증발가스는 자가열교환기로 보내진다(S500).The evaporated gas compressed to a high pressure by the plurality of compressors and then sent to the gas turbine operates the gas turbine (S400), and the evaporated gas whose temperature and pressure are lowered by the gas turbine is sent to the self heat exchanger (S500).

다수개의 압축기 및 가스터빈을 통과한 후 자가열교환기로 보내진 증발가스는 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 열교환되고(S200), 다수개의 압축기, 가스터빈 및 자가열교환기를 통과한 증발가스는 감압장치에 의해 감압된다(S600). 자가열교환기 및 감압장치를 통과하며 일부 액화된 증발가스는, 기액분리기에 의해 분리되어(S700) 저장탱크로 보내지고, 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는 다시 자가열교환기로 보내져(S720) 열교환(S200) 및 압축(S300) 과정을 거친다.The evaporated gas that has passed through the plurality of compressors and the gas turbine and then sent to the self heat exchanger is heat-exchanged with the evaporated gas discharged from the storage tank (S200). The evaporated gas passing through the plurality of compressors, the gas turbine, and the self- (S600). The liquefied vaporized gas is separated by the gas-liquid separator (S700) and sent to the storage tank, and the gaseous vaporized gas separated by the gas-liquid separator is sent to the self-heat exchanger again (S720 ) Heat exchange (S200) and compression (S300).

한편, 가스터빈에 의해 일로 전환된 증발가스의 엔탈피는, 가스터빈의 축과 연결된 추가 압축기를 작동시키는 데 사용되고(S410), 추가 압축기는 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 압축시킨다(S420). 추가 압축기에 의해 압축된 증발가스를 냉각시킨 후(S430), 압축 및 냉각된 증발가스를 압축기 전단으로 보낸다(S440).On the other hand, the enthalpy of the evaporated gas converted to one by the gas turbine is used to operate an additional compressor connected to the axis of the gas turbine (S410), and the additional compressor compresses the evaporated gas discharged from the storage tank (S420). After the evaporated gas compressed by the additional compressor is cooled (S430), the compressed and cooled evaporated gas is sent to the upstream side of the compressor (S440).

추가 압축기(410)에 의해 압축된 증발가스는, 바람직하게는 제 2 압축기(312) 전단이나, 제 3 압축기(313) 전단으로 보내질 수 있다.The evaporated gas compressed by the additional compressor 410 can preferably be sent to the front of the second compressor 312 or to the front of the third compressor 313.

이하, 저장탱크(100)로부터 배출된 증발가스를 '배출 증발가스'라 하고, 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)에 의해 고압으로 압축된 증발가스를 '압축 증발가스'라고 한다.Hereinafter, the evaporated gas discharged from the storage tank 100 is referred to as 'discharge evaporated gas' and the evaporated gas compressed at a high pressure by the plurality of compressors 311, 312, 313, 314 and 315 is referred to as 'compressed evaporated gas' do.

저장탱크(100)로부터 배출된 대략 상압, -160℃ 상태의 증발가스는, 다수개의 압축기(311, 312, 313, 314, 315)에 의해 압축된 후 가스터빈(400)을 통과하여 대략 60bar, -70℃ 상태가 된 증발가스와, 자가열교환기(200)에서 열교환되어, 대략 1.05bar, -72℃ 상태가 된다. 이후, 대략 1.05bar, -72℃ 상태의 증발가스는 종래와 마찬가지의 압축 과정을 거치게 된다. The evaporated gas discharged from the storage tank 100 at about atmospheric pressure and -160 ° C is compressed by a plurality of compressors 311, 312, 313, 314 and 315 and then passed through the gas turbine 400, Exchanged in the self-heat exchanger 200 with the evaporated gas in the -70 ° C state, and becomes a state of approximately 1.05 bar and -72 ° C. Thereafter, the evaporation gas at approximately 1.05 bar and -72 deg. C undergoes the same compression process as the conventional one.

대략 1.05bar, -72℃ 상태의 증발가스는 제 1 압축기(311)에 의해 압축되면 대략 3.20bar, 17℃ 상태가 되고, 제 1 열교환기(321)를 거쳐 대략 3.13bar, 17℃ 상태가 된다. 대략 3.13bar, 17℃ 상태의 증발가스는 제 2 압축기(312)에 의해 대략 13.06bar, 143℃로 압축되고, 제 2 열교환기(322)에 의해 대략 12.64bar, 43℃로 냉각된다. 대략 12.64bar, 43℃의 증발가스는 제 3 압축기(313)를 거쳐 대략 41.83bar, 150℃ 상태가 되고, 제 3 열교환기(323)를 거쳐 대략 40.67bar, 43℃ 상태가 된다.The evaporated gas in the state of approximately 1.05 bar and -72 ° C. is compressed by the first compressor 311 to approximately 3.20 bar and 17 ° C. and becomes approximately 3.13 bar and 17 ° C. through the first heat exchanger 321 . The evaporated gas at about 3.13 bar, 17 캜 state is compressed to about 13.06 bar and 143 캜 by the second compressor 312 and cooled to about 12.64 bar and 43 캜 by the second heat exchanger 322. The evaporated gas at approximately 12.64 bar and 43 ° C is approximately 41.83 bar and approximately 150 ° C through the third compressor 313 and approximately 40.67 bar and 43 ° C through the third heat exchanger 323.

세 번의 압축 과정을 거쳐 대략 40.67bar, 43℃ 상태가 된 증발가스의 일부는 DF엔진에 공급되고, 나머지는 계속하여 압축 과정을 거친다. 세 번의 압축 과정을 거친 증발가스를 DF엔진으로 보내는 라인 상에는 감압장치(511)를 설치하여 DF엔진으로 공급되는 압축 증발가스의 압력을 낮추도록 할 수 있다. 감압장치(511)는 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다.After three compression cycles, some of the evaporated gas at approximately 40.67 bar, 43 ° C is fed to the DF engine and the rest continues to compress. A pressure reducing device 511 may be installed on the line for sending the evaporated gas through the three compression processes to the DF engine to lower the pressure of the compressed evaporative gas supplied to the DF engine. The pressure reducing device 511 may be an expansion valve or an expander.

대략 40.67bar, 43℃ 상태의 증발가스가 제 4 압축기(314)를 거쳐 대략 92.72bar, 114℃의 상태가 되고, 제 4 열교환기(324)를 거쳐 대략 90.38bar, 43℃의 상태가 된다. 대략 90.38bar, 43℃의 상태의 증발가스는 제 5 압축기(315)를 거쳐 대략 312.35bar, 152℃ 상태가 되고, 제 5 열교환기(325)를 거쳐 대략 300bar, 40℃ 상태가 된다.The boil-off gas at about 40.67 bar and 43 ° C is passed through the fourth compressor 314 at about 92.72 bar and 114 ° C and the fourth heat exchanger 324 at about 90.38 bar and 43 ° C. The evaporated gas in the state of approximately 90.38 bar and 43 ° C flows through the fifth compressor 315 to approximately 312.35 bar and 152 ° C and reaches the third heat exchanger 325 to approximately 300 bar and 40 ° C.

다섯 번의 압축 과정을 거쳐 대략 300bar, 40℃ 상태가 된 증발가스의 일부는 ME-GI엔진에 공급되고, 나머지는 가스터빈(400)에 공급된다.A part of the evaporated gas, which has reached the temperature of about 300 bar and 40 ° C through five compression processes, is supplied to the ME-GI engine, and the rest is supplied to the gas turbine 400.

가스터빈(400)에 의해 증발가스의 일부 에너지가 추가 압축기(410)의 구동 에너지로 전환되고, 전체 에너지가 낮아진 압축 증발가스는 대략 60bar, -70℃ 상태가 되며, 대략 60bar, -70℃ 상태의 압축 증발가스는, 저장탱크(100)로부터 배출된 대략 상압, -160℃ 상태의 증발가스와 자가열교환기(200)에서 열교환된다.Some of the energy of the evaporated gas is converted to driving energy of the additional compressor 410 by the gas turbine 400 and the compressed evaporated gas of which the total energy is lowered becomes approximately 60 bar and -70 ° C, The evaporated gas in the autoclave 200 is heat-exchanged with the evaporated gas in the state of approximately atmospheric pressure, -160 ° C discharged from the storage tank 100.

자가열교환기(200)에서 배출 증발가스와 열교환된 후의 압축 증발가스는 대략 -125℃인 것이 바람직한데, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 방법에 의하면, 대략 60bar, -70℃ 상태의 압축 증발가스를 -55℃만큼만 냉각시키면 되므로, 기존에 가스터빈(400)을 거치지 않은 대략 300bar, 40℃ 상태의 압축 증발가스를 -165℃만큼 냉각시켜야 할 때와 비교하여, 같은 양의 배출 증발가스를 냉각 유체로 사용하였을 때의 재액화 효율이 대략 세 배 정도 높다.In the evaporative gas re-liquefaction method for ship according to the present embodiment, the compressed evaporation gas at about 60 bar and -70 캜 is discharged from the self-heat exchanger 200 at a temperature of about -125 ° C. It is possible to cool the same amount of the evaporated emission gas as compared with the case where the compressed evaporation gas at the temperature of approximately 300 bar and 40 ° C that has not been subjected to the gas turbine 400 is cooled by -165 ° C When used as a fluid, the re-liquefaction efficiency is about three times higher.

한편, 저장탱크(100)로부터 배출된 대략 상압, -160℃ 상태의 증발가스의 일부는, 추가 압축기(410)로 보내져 압축되고 추가 열교환기(420)에 의해 냉각된 후 압축기 전단으로 보내진다. 추가 압축기(410)에 의해 압축된 후 추가 열교환기(420)에 의해 냉각된 증발가스는, 제 2 압축기(312) 전단으로 보내지는 경우에는, 대략 3.13bar, 17℃ 상태인 것이 바람직하고, 제 3 압축기(313) 전단으로 보내지는 경우에는, 대략 12.64bar, 43℃ 상태인 것이 바람직하다.On the other hand, a part of the evaporated gas discharged from the storage tank 100 at approximately atmospheric pressure, -160 ° C is sent to the additional compressor 410, compressed, cooled by the additional heat exchanger 420, The evaporated gas cooled by the additional heat exchanger 420 after being compressed by the additional compressor 410 is preferably in the state of about 3.13 bar and 17 ° C when it is sent to the upstream side of the second compressor 312, 3 compressor 313, it is preferable that the temperature is about 12.64 bar, 43 [deg.] C.

본 실시예에서는 증발가스가 다섯 번의 압축과정을 거치는 경우를 설명하였으나, 증발가스는 필요한 만큼 압축될 수 있고, 압축 횟수가 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, the case where the evaporation gas undergoes five compression processes has been described. However, the evaporation gas can be compressed as necessary, and the number of times of compression is not limited.

연료유(Fuel Oil) 탱크(600)로부터 공급되는 연료유는, 다수개의 펌프(Pump, 700) 및 히터(Heater, 800)에 의해 DF엔진 또는 ME-GI엔진에서 사용될 수 있는 압력 및 온도 상태가 되어, DF엔진 또는 ME-GI엔진에 공급된다.
The fuel oil supplied from the fuel oil tank 600 is supplied to the DF engine or the ME-GI engine by means of a plurality of pumps 700 and a heater 800, And supplied to the DF engine or the ME-GI engine.

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. It is.

100 : 액화천연가스 저장탱크 200 : 자가열교환기
311, 312, 313, 314, 315 : 압축기
321, 322, 323, 324, 325 : 열교환기
400 : 가스터빈 410 : 추가 압축기
420 : 추가 열교환기 430 : 컨트롤러
440 : 온도 트랜스미터 450 : 압력 트랜스미터
500 : 기액분리기 510, 511, 512 : 감압장치
600 : 연료유 탱크 700 : 펌프
800 : 히터100: liquefied natural gas storage tank 200: self-heat exchanger
311, 312, 313, 314, 315: compressors
321, 322, 323, 324, 325: heat exchanger
400: gas turbine 410: additional compressor
420: additional heat exchanger 430: controller
440: Temperature transmitter 450: Pressure transmitter
500: gas-liquid separator 510, 511, 512: decompression device
600: fuel oil tank 700: pump
800: heater

Claims (12)

선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위하여 증발가스를 냉각 유체로 사용하는 재액화 장치에 있어서,
상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 압축하는 다수개의 압축기;
상기 다수개의 압축기에 의해 다단계로 압축된 증발가스의 에너지를 소비하는 가스터빈;
상기 가스터빈을 통과한 증발가스와 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 열교환시키는 자가열교환기;
상기 다수개의 압축기, 상기 가스터빈 및 상기 자가열교환기를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 감압장치; 및
상기 가스터빈의 축과 연결되어, 상기 가스터빈에 의해 일로 전환된 증발가스의 엔탈피를 사용하여 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 추가 압축기;를 포함하고,
상기 추가 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기 전단으로 보내지는, 선박용 증발가스 재액화 장치.1. A re-liquefying device for use as an evaporating gas as a cooling fluid for re-liquefying evaporated gas generated in a liquefied natural gas storage tank installed in a ship,
A plurality of compressors for compressing the evaporated gas discharged from the storage tank;
A gas turbine consuming energy of the evaporation gas compressed in multiple stages by the plurality of compressors;
An autothermal exchanger for exchanging heat between the evaporated gas passing through the gas turbine and the evaporated gas discharged from the storage tank;
A pressure reducing device for lowering the pressure of the evaporating gas that has passed through the plurality of compressors, the gas turbine, and the self heat exchanger; And
And an additional compressor coupled to an axis of the gas turbine to compress the evaporated gas discharged from the storage tank using the enthalpy of the evaporated gas converted to work by the gas turbine,
Wherein the evaporated gas compressed by the additional compressor is sent to a front end of one of the plurality of compressors. 청구항 1에 있어서,
상기 추가 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 다수개의 압축기 중 두 번째 압축기 전단으로 보내지는, 선박용 증발가스 재액화 장치.The method according to claim 1,
Wherein the evaporated gas compressed by the additional compressor is sent to a front side of a second one of the plurality of compressors. 청구항 1에 있어서,
상기 추가 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 다수개의 압축기 중 세 번째 압축기 전단으로 보내지는, 선박용 증발가스 재액화 장치.The method according to claim 1,
Wherein the evaporated gas compressed by the additional compressor is sent to a third compressor upstream of the plurality of compressors. 청구항 1에 있어서,
상기 자가열교환기 및 상기 감압장치를 통과하며 일부 액화된 증발가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a gas-liquid separator for separating a part of liquefied evaporated gas and an evaporated gas remaining in a gaseous state through said self-heat exchanger and said decompression device. 청구항 1에 있어서,
상기 다수개의 압축기 후단에 각각 설치되어, 상기 압축기를 통과한 증발가스의 온도를 낮추는 다수개의 열교환기를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a plurality of heat exchangers installed downstream of the plurality of compressors to lower the temperature of the evaporative gas passing through the compressor. 청구항 1에 있어서,
상기 다수개의 압축기 중 일부 압축기만을 통과한 증발가스의 일부를 DF엔진으로 보내는, 선박용 증발가스 재액화 장치.The method according to claim 1,
And a part of the evaporated gas that has passed through only some compressors among the plurality of compressors is sent to the DF engine. 청구항 1에 있어서,
상기 다수개의 압축기를 모두 통과한 증발가스의 일부는 ME-GI엔진에 공급하고, 나머지 일부는 상기 가스터빈으로 보내는, 선박용 증발가스 재액화 장치.The method according to claim 1,
And a part of the evaporated gas that has passed through all of the plurality of compressors is supplied to the ME-GI engine and the remaining part is sent to the gas turbine. 청구항 1에 있어서,
상기 감압장치는 팽창밸브 또는 팽창기인, 선박용 증발가스 재액화 장치.The method according to claim 1,
Wherein the decompression device is an expansion valve or an inflator. 청구항 1에 있어서,
상기 추가 압축기 후단에 설치되어, 상기 추가 압축기에 의해 압축된 증발가스를 냉각시키는 추가 열교환기를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an additional heat exchanger installed downstream of the additional compressor for cooling the evaporated gas compressed by the additional compressor. 청구항 1에 있어서,
상기 가스터빈 후단에서, 상기 가스터빈을 통과한 증발가스의 온도를 측정하는 온도 트랜스미터;
상기 가스터빈 후단에서, 상기 가스터빈을 통과한 증발가스의 압력을 측정하는 압력 트랜스미터; 및
상기 온도 트랜스미터 및 상기 압력 트랜스미터가 측정하는 증발가스의 온도 및 압력 값에 따라 상기 가스터빈 또는 상기 추가 압축기의 작동을 조절하는 컨트롤러를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 장치.The method according to claim 1,
A temperature transmitter for measuring the temperature of the evaporated gas passing through the gas turbine at a rear end of the gas turbine;
A pressure transmitter for measuring the pressure of the evaporated gas passing through the gas turbine at a rear end of the gas turbine; And
Further comprising a controller for adjusting the operation of said gas turbine or said additional compressor in accordance with said temperature transmitter and the temperature and pressure value of the evaporated gas measured by said pressure transmitter. 청구항 1에 있어서,
상기 증발가스의 에너지를 소모시키는 터보 익스팬더를 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 장치.The method according to claim 1,
And a turbo expander for consuming energy of the evaporation gas. 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위하여 증발가스를 냉각 유체로 사용하는 재액화 방법에 있어서,
상기 저장탱크로부터 증발가스가 배출되고,
상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스는 압축되고,
상기 압축된 증발가스는 일부 에너지를 외부로 전달하고,
상기 일부 에너지를 전달한 압축된 증발가스는 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 열교환되고,
열교환된 상기 증발가스는 감압되어 일부가 재액화되고,
상기 압축된 증발가스로부터 전달된 에너지는 일로 전환되어 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 압축시키고,
상기 일로 전환된 증발가스의 에너지에 의해 압축된 증발가스는 추가적으로 압축되는, 선박용 증발가스 재액화 방법.A re-liquefaction method using a vaporized gas as a cooling fluid to re-liquefy the evaporated gas generated in a liquefied natural gas storage tank,
The evaporation gas is discharged from the storage tank,
The evaporated gas discharged from the storage tank is compressed,
The compressed evaporated gas transfers some energy to the outside,
The compressed evaporated gas that delivered some energy is heat-exchanged with the evaporated gas discharged from the storage tank,
The heat-exchanged evaporated gas is decompressed to partially re-liquefy,
The energy transferred from the compressed evaporated gas is converted into a work to compress the evaporated gas discharged from the storage tank,
Wherein the evaporated gas compressed by the energy of the evaporated gas converted into the work is further compressed.
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