KR101676914B1

KR101676914B1 - 액화가스 처리 시스템

Info

Publication number: KR101676914B1
Application number: KR1020140094818A
Authority: KR
Inventors: 백은성
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2016-11-17
Also published as: KR20160013436A

Abstract

본 발명은 액화가스 처리 시스템에 관한 것으로서, 액화가스 저장탱크에서 고압 수요처를 연결하여 증발가스를 공급하는 증발가스 공급라인; 및 상기 증발가스 공급라인 상에 복수 단으로 구비되며 증발가스를 다단 가압하는 증발가스 압축기를 포함하고, 상기 증발가스 압축기는, 상기 고압 수요처의 로드가 기설정 로드보다 감소하는 경우, 상류측 단부터 하류측 단까지 순차적으로 바이패스하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템은, 선박이 처한 상황에 따라 선박이 구비하고 있는 사용가능한 연료를 최적화하여 사용하도록 함으로써, 증발가스의 낭비를 줄여주고, 선박이 소모하는 에너지를 효율적으로 사용함에 따라 선박의 연료비용이 절약되는 효과가 있다.

Description

액화가스 처리 시스템{A Treatment System Of Liquefied Gas}

본 발명은 액화가스 처리 시스템에 관한 것이다.

선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.

이러한 선박은 엔진을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.

그러나 최근에는, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 사용되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.

일반적으로, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부한 설비라고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162℃도 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유비중의 약 2분의 1이 된다. 그러나 엔진이 구동되기 위해 필요한 온도 및 압력 등은, 탱크에 저장되어 있는 LNG의 상태와는 다를 수 있다. 따라서 액체 상태로 저장되는 LNG의 온도 및 압력 등을 제어하여 엔진에 공급하는 기술을 연구하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 선박의 운항 조건에 따라 증발가스, 액화가스 또는 오일의 사용을 최적화하도록 제어함으로써, 선박이 소모하는 에너지를 효율적으로 사용하게 하기 위한 액화가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 증발가스 압축기의 후단에 오일 분리기를 설치하여 시스템 상의 오일 축적을 방지하기 위한 액화가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크에서 고압 수요처를 연결하여 증발가스를 공급하는 증발가스 공급라인; 및 상기 증발가스 공급라인 상에 복수 단으로 구비되며 증발가스를 다단 가압하는 증발가스 압축기를 포함하고, 상기 증발가스 압축기는, 상기 고압 수요처의 로드가 기설정 로드보다 감소하는 경우, 상류측 단부터 하류측 단까지 순차적으로 바이패스하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 증발가스 압축기는, 제1 내지 5 단으로부터 각 단의 증발가스를 바이패스시키는 제1 내지 5 바이패스 밸브를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 증발가스 압축기는 상기 고압 수요처의 로드가 기설정 로드보다 증가하는 경우, 제5 단 압축기부터 제1 단 압축기까지 순차적으로 각각의 바이패스 밸브를 폐쇄할 수 있다.

구체적으로, 상기 증발가스 압축기는, 상기 고압 수요처의 로드가 기설정 로드보다 감소하는 경우, 상기 제1 단 압축기부터 상기 제5 단 압축기까지 순차적으로 각각의 바이패스 밸브를 개방할 수 있다.

구체적으로, 상기 증발가스 압축기의 적어도 일부에 의해 가압된 증발가스를 저압 수요처로 공급하는 증발가스 분기라인; 상기 액화가스 저장탱크에서 상기 고압 수요처를 연결하여 액화가스를 공급하는 액화가스 공급라인; 및 오일 저장탱크에서 상기 고압 수요처를 연결하는 오일 공급라인을 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 증발가스 압축기는, 2 개 이상 구비되어 각각 병렬로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 기설정로드는, 상기 고압 수요처의 로드가 정상 상태인 경우의 로드를 포함하는 기설정 범위 내일 수 있다.

구체적으로, 상기 정상 상태는, 상기 고압 수요처의 로드 변화율이 5% 내지 10% 상태일 수 있다.

구체적으로, 상기 액화가스 공급라인에 구비되며 상기 액화가스를 상기 고압 수요처로 공급하는 보조 펌프; 상기 보조 펌프로부터 액화가스를 공급받아 고압으로 압축하는 메인 펌프; 및 상기 메인 펌프로부터 액화가스를 공급받아 가열시키는 열교환기를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 고압 수요처에 의해서 구동되는 샤프트 제너레이터를 더 포함하고, 상기 고압 수요처는, 고압가스 분사 엔진이고, 상기 저압 수요처는, DFDE, 재액화장치 또는 GCU일 수 있다.

본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템은, 선박이 처한 상황에 따라 선박이 구비하고 있는 사용가능한 연료를 최적화하여 사용하도록 함으로써, 증발가스의 낭비를 줄여주고, 선박이 소모하는 에너지를 효율적으로 사용함에 따라 선박의 연료비용이 절약되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템은, 증발가스 압축기의 하류측 단에 오일분리기를 구비하여 시스템 상의 오일 축적을 방지함으로써, 오염을 방지하고 시스템 구동의 신뢰성이 향상되는 효과가 있으며, 증발가스 압축기의 로드가 줄어들어 증발가스의 압축 효율이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 제3 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 제4 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 5는 본 발명에 제5 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 6은 본 발명에 제5 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 증발가스 압축기의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 8은 증발가스 발생량에 따른 본 발명의 액화가스 처리 시스템의 구동에 관한 그래프이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

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

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 펌프(30), 열교환기(40), 증발가스 압축기(50), 오일 저장탱크(60)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. 또한 LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발가스는 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

액화가스 저장탱크(10)는, 수요처(20)에 공급될 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때, 액화가스 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.

액화가스 저장탱크(10)는, 외조탱크(도시하지 않음), 내조 탱크(도시하지 않음), 단열부(도시하지 않음)를 포함한다. 외조 탱크는 액화가스 저장탱크(10)의 외벽을 이루는 구조로서, 스틸로 형성될 수 있으며, 단면이 다각형 형태일 수 있다.

내조 탱크는, 외조 탱크의 내부에 구비되며, 서포트(Support; 도시하지 않음)에 의해 외조 탱크의 내부에 지지 설치될 수 있다. 이때, 서포트는 내조 탱크의 하단에 구비될 수 있고, 물론 내조 탱크의 좌우 유동을 억제하기 위해 내조 탱크의 측면에도 구비될 수 있다.

내조 탱크는 스테인레스 재질로 형성될 수 있으며, 5bar 내지 10bar(일례로 6bar)의 압력을 견딜 수 있도록 설계될 수 있다. 내조 탱크를 이와 같이 일정 압력에 견딜 수 있도록 설계하는 것은, 내조 탱크의 내부에 구비된 액화가스가 증발되어 증발가스가 생성됨에 따라 내조 탱크의 내압이 상승될 수 있기 때문이다.

내조 탱크의 내부에는 배플(Baffle; 도시하지 않음)이 구비될 수 있다. 배플은 격자 형태의 플레이트를 의미하며, 배플이 설치됨에 따라 내조 탱크 내부의 압력은 고르게 분포되어 내조 탱크가 일부분에 집중 압력을 받는 것을 방지할 수 있다.

단열부는, 내조 탱크와 외조 탱크의 사이에 구비되며 외부 열에너지가 내조 탱크로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이때 단열부는 진공상태일 수 있다. 단열부를 진공으로 형성함에 따라, 액화가스 저장탱크(10)는 일반적인 탱크와 비교할 때, 높은 압력에 더욱 효율적으로 견뎌낼 수 있다. 일례로 액화가스 저장탱크(10)는 진공의 단열부를 통해 5bar 내지 20bar의 압력을 버텨낼 수 있다.

이와 같이 본 실시예는 진공 형태의 단열부를 외조 탱크와 내조 탱크 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.

본 발명의 제1 실시예에서는 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(20) 사이에는 증발가스를 공급하는 증발가스 공급라인(11) 및 액화가스를 공급하는 액화가스 공급라인(13)이 설치될 수 있고, 증발가스 공급라인(11) 상에는 증발가스 분기라인(12)이 분기되어 구비될 수 있다.

증발가스 공급라인(11)은, 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(20)를 연결하여 그 사이에 증발가스 압축기(50)를 구비할 수 있으며 고압으로 다단 가압된 증발가스를 수요처(20)로 공급할 수 있다. 이때, 증발가스 공급라인(11)에 의해 공급되는 수요처(20)는 고압 수요처(21)일 수 있다.

증발가스 분기라인(12)은, 증발가스 공급라인(12)에 구비되는 증발가스 압축기(50)의 2 단과 3 단 사이에서 분기되어 수요처(20)와 연결되고, 저압으로 다단 압축된 증발가스를 공급할 수 있다. 이때, 증발가스 분기라인(12)에 의해 공급되는 수요처(20)는 저압 수요처(22)일 수 있다.

액화가스 공급라인(13)은, 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(20)를 연결하여 그 사이에 펌프(30) 및 열교환기(40)를 구비할 수 있으며, 고압으로 압축된 액화가스를 수요처(20)로 공급할 수 있다. 이때, 액화가스 공급라인(13)에 의해 공급되는 수요처(20)는 고압 수요처(21)일 수 있다.

이때 증발가스 공급라인(11), 증발가스 분기라인(12) 및 액화가스 공급라인(13)에는, 각각 공급밸브(도시하지 않음)가 설치되어, 공급밸브의 개도 조절에 따라 증발가스의 공급량이 조절될 수 있다.

수요처(20)는, 액화가스 저장탱크(10)로부터 공급되는 액화가스 또는 증발가스 또는 후술할 오일 저장탱크(06)로부터 공급되는 오일을 통해 구동된다. 즉, 수요처(20)는, 증발가스, 액화가스 또는 오일을 필요로 하며, 이를 원료로 하여 구동되는 모든 장치 및 기구가 포함될 수 있다.

수요처(20)는 액화가스, 증발가스 또는 오일의 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(20) 구동 시 샤프트에 연결된 프로펠러(도시하지 않음)가 회전함에 따라, 선체가 전진 또는 후진할 수 있다.

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

수요처(20)에는 고압 수요처(21)와 저압 수요처(22)를 포함할 수 있다.

고압 수요처(21)는, 고압 가스 분사 엔진(일례로 MEGI)으로 기체연료 엔진일 수 있고, 초임계 상태(섭씨 30도 내지 60도, 200bar 내지 400bar)의 액화가스 또는 증발가스를 공급받아 동력을 발생시킬 수 있으며, 공급되는 액화가스 또는 증발가스의 상태는 고압 가스 분사 엔진이 요구하는 상태에 따라 달라질 수 있다.

고압 수요처(21)는 이중 연료가 사용가능할 수 있다. 이중 연료가 사용가능한 엔진은 통상 디젤 사이클로 구동되는 2 행정 엔진이다. 이러한 디젤 사이클은 기본적으로, 공기가 피스톤에 의해서 압축되고, 압축된 고온의 공기는 점화연료(Pilot Fuel)에 의해서 점화가 이루어지며, 나머지 고압의 가스가 분사되어 폭발이 이루어진다.

이때 점화연료는 HFO(Heavy Fuel Oil) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)를 사용하게 되며, 보통 점화연료와 고압 가스의 비율은 약 5:95 이고, 점화연료의 분사량은 5~100%까지 조정이 가능하다. 따라서 점화연료는 엔진의 구동 연료로도 이용가능하다.

즉, 점화연료의 분사량이 약 5%정도인 경우 엔진 구동 연료로 증발가스(또는 가열된 액화가스; 약 95%)가 주로 사용되며, 점화연료의 분사량이 100%인 경우에는 엔진 구동 연료로 점화연료(오일)가 전부 사용되고, 점화연료의 분사량이 5~100%사이인 경우에는 엔진 구동 연료로 점화연료(오일)와 증발가스(또는 가열된 액화가스)가 혼합되어 사용된다.

고압 수요처(21)는 엔진일 경우 엔진에 의해 구동되는 축에 샤프트 제너레이터(23)가 설치될 수 있다. 샤프트 제너레이터(23)는, 엔진과 결합되어 연동될 수 있으며, 엔진으로부터 동력을 얻어 전력을 발생시키고, 전력을 전기설비(도시하지 않음)에 공급할 수 있다.

이때, 샤프트 제너레이터(23)는 엔진의 구동에 대해 저항을 주게 되는데, 이 저항으로 선체(도시하지 않음)는 엔진에 출력을 증가시키더라도 속도가 증가하지 않고 추가로 증발가스(바람직하게는 잉여 증발가스)를 소모할 수 있다.

샤프트 제너레이터(23)에 의해 증발가스가 소모되고 그로 인해 전력이 생산되는 과정을 통해서, 증발가스 소각으로 인한 환경 문제의 해결과 잉여 자원의 효율적인 활용이 가능하게되어 경제적으로 선박을 운항할 수 있다.

저압 수요처(22)는, DFDE, 재액화장치 또는 가스 연소 장치(GCU)일 수 있다. 저압 수요처(22)는, 후술할 증발가스 압축기(50)에 의해 2단 또는 3단 압축되어 약 7 내지 15bar 정도인 저압 증발가스를 사용하는 수요처(20)로서, 예를 들어 DFDE 엔진일 수 있다.

DFDE 엔진일 경우, 액화가스와 연료유(Fuel Oil)가 혼합되어 공급되지 않고 액화가스 또는 연료유(오일)가 선택적으로 공급될 수 있다. 이는 연소 온도가 상이한 두 물질이 혼합 공급되는 것을 차단하여, 엔진의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.

상기 수요처(20)에 관해 설명된 사항은 일례로서 엔진일 경우에 관한 것으로 수요처(20)는 이에 한정되지 않고, 액화가스를 필요로 하는 곳에 다양하게 적용될 수 있다.

즉, 수요처(20)는 가스터빈(도시하지 않음)일 수 있다. 이때, 가스터빈은 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 저압의 증발가스를 공급받아 소비할 수 있으며, 저압 수요처(22)에 포함될 수 있다.

가스 터빈에 의해 발생된 동력이 프로펠러(도시하지 않음) 등을 회전시켜 선박(도시하지 않음)의 전진 또는 후진을 구현할 수 있다.

펌프(30)는, 액화가스 공급라인(13) 상에 마련되며, 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되는 액화가스를 가압한다. 펌프(30)는 보조 펌프(31)와 메인 펌프(32)를 포함할 수 있다.

보조 펌프(31)는, 액화가스 저장탱크(10)와 메인 펌프(32) 사이의 액화가스 공급라인(13) 상에 구비될 수 있으며, 메인 펌프(32)에 충분한 양의 액화가스가 공급되도록 하여 메인 펌프(32)의 공동현상(Cavitation)을 방지할 수 있다.

또한, 보조 펌프(31)는 액화가스 저장탱크(10)로부터 액화가스를 빼내어서 액화가스를 수 내지 수십 bar 이내로 가압할 수 있으며, 보조 펌프(31)를 거친 액화가스는 1bar 내지 25bar로 가압될 수 있다.

액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는 액체 상태에 놓여있다. 이때, 보조 펌프(31)는 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되는 액화가스를 가압하여 압력 및 온도를 다소 높일 수 있으며, 보조 펌프(31)에 의해 가압된 액화가스는 여전히 액체 상태일 수 있다.

이때, 보조 펌프(31)는, 액화가스 저장탱크(10)내에 구비될 수 있으며 잠형의 형태를 취할 수 있다.

메인 펌프(32)는, 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출된 액화가스를 고압으로 가압하여, 수요처(20)에 공급되도록 한다. 액화가스는 액화가스 저장탱크(10)로부터 약 10bar 정도의 압력으로 배출된 후 보조 펌프(31)에 의해 1 차로 가압되는데, 메인 펌프(32)는 보조 펌프(310에 의해 가압된 액체 상태의 액화가스를 2차로 가압하여, 열교환기(40)에 공급한다.

이때, 메인 펌프(32)는 액화가스를 수요처(20)에서 요구하는 압력, 예를 들어 200bar 내지 400bar(바람직하게는 300bar)까지 가압하여, 수요처(20; 바람직하게는 고압 수요처(21))에 공급함으로써, 수요처(20)가 액화가스를 소비할 수 있도록 할 수 있다.

메인 펌프(32)는 보조 펌프(31)로부터 배출되는 액체 상태의 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 임계 온도보다 상대적으로 높은 섭씨 영하 20도 이하일 수 있다.

또는 메인 펌프(32)는, 액체 상태의 액화가스를 고압으로 가압하여 과냉액체 상태로 변화시킬 수 있다. 여기서 과냉액체 상태란 액화가스의 압력이 임계압력보다 높고, 온도가 임계온도보다 낮은 상태를 의미한다.

구체적으로, 메인 펌프(32)는 보조 펌프(31)로부터 배출되는 액체 상태의 액화가스를 200bar 내지 400bar 까지 고압으로 가압하되, 액화가스의 온도가 임계온도보다 낮은 온도가 되도록 하여, 액화가스를 과냉액체 상태로 상변화시킬 수 있다. 여기서, 과냉액체 상태인 액화가스의 온도는, 임계온도보다 상대적으로 낮은 섭씨 영하 140도 내지 영하 60일 수 있다.

열교환기(40)는, 수요처(20)와 펌프(30) 사이의 액화가스 공급라인(13) 상에 마련되며, 펌프(30)로부터 공급되는 액화가스를 열교환시킨다. 열교환기(40)에 액화가스를 공급하는 펌프(30)는 메인 펌프(32)일 수 있으며, 열교환기(40)는 과냉액체상태 또는 초임계 상태의 액화가스를 메인 펌프(32)에서 배출되는 압력인 200bar 내지 400bar 를 유지하면서 열교환시켜서, 섭씨 30도 내지 60도의 초임계 상태의 액화가스로 변환한 후 수요처(20)에 공급할 수 있다.

증발가스 압축기(50)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 가압할 수 있다. 증발가스 압축기(50)는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되어 약 10bar 내외의 압력으로 배출되는 증발가스를 200bar 내지 400bar로 가압하여 수요처(20)로 공급할 수 있다.

증발가스 압축기(50)는 복수 개 구비되어 증발가스를 다단 가압시킬 수 있다. 일례로 증발가스 압축기(50)는 증발가스의 흐름을 기준으로 상류측부터 증발가스 제1 단 압축기(51), 증발가스 제2 단 압축기(52), 증발가스 제3 단 압축기(53), 증발가스 제4 단 압축기(54), 증발가스 제5 단 압축기(55)인 5 개로 구성되어 증발가스가 5단 가압되도록 할 수 있다.

구체적으로, 증발가스 압축기(50)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 약 1.05bar로 유입되어 증발가스 제1 단 압축기(51)에서 약 5bar 내외로 가압되고, 증발가스 제2 단 압축기(52)에서 약 15bar 내외로, 증발가스 제3 단 압축기(53)에서 약 90bar 내외로, 증발가스 제4 단 압축기(54)에서 약 150bar 내외로, 증발가스 제5 단 압축기(55)에서 약 300bar 내외로 가압될 수 있다.

다만, 상기에서 기술한 각 단에서 토출되는 증발가스의 압력은 일례로서 한정되지 않으며 별도의 작업을 통해서 변경가능하다.

증발가스 제2 단 압축기(52)에서 가압된 증발가스는, 증발가스 분기라인(12)을 통해 저압 수요처(22)로 공급되거나, 다시 증발가스 공급라인(11)을 통해 증발가스 제3 단 압축기(53)로 유입되어 다단 압축될 수 있고, 증발가스 제5 단 압축기(55)에서 가압된 증발가스는, 증발가스 공급라인(11)에 의해서 고압 수요처(21)로 공급될 수 있다.

증발가스 분기라인(12)은 일단이 증발가스 공급라인(11) 상에서 증발가스 압축기(50) 사이에 연결되며 가압된 증발가스를 저압 수요처(22)로 공급할 수 있다. 일례로 5 개의 증발가스 압축기(50)가 구비될 경우, 증발가스 제2 단 압축기(52)와 증발가스 제3 단 압축기(53) 사이에 증발가스 분기라인(12)이 연결될 수 있다.

따라서, 증발가스 제2 단 압축기(52)에서 가압된 증발가스는, 저압 수요처(22) 또는 고압 수요처(21)로 각각 분기되어 공급될 수 있다.

또한, 증발가스 제1 단 압축기(51)에서부터 증발가스 제5 단 압축기(55)까지 5 단 가압된 증발가스는, 증발가스 공급라인(11)을 통해 고압 수요처(21)로 공급될 수 있다. 여기서 증발가스 공급라인(11)으로 공급되는 증발가스와 액화가스 공급라인(13)으로 공급되는 액화가스를 혼합시켜 고압 수요처(21)로 공급할 수 있다. 이를 위해 고압 수요처(21)의 상류에는 혼합기(도시하지 않음)가 구비될 수 있다.

각 단의 증발가스 압축기(51~55) 사이에는, 증발가스 냉각기(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. 증발가스 압축기(50)에 의하여 증발가스가 가압되면, 압력 상승에 따라 온도 역시 상승될 수 있기 때문에, 본 실시예에서는 증발가스 냉각기를 사용하여 증발가스의 온도를 다시 낮춰줄 수 있다.

증발가스 냉각기는 증발가스 압축기(50)와 동일한 수로 설치될 수 있으며, 각 증발가스 냉각기는 각 증발가스 압축기(51~55)의 하류에 마련될 수 있다.

증발가스 압축기(50)가 증발가스를 가압하는 것은, 증발가스의 액화 효율을 높이기 위함이다. 증발가스는 압력이 상승할 경우 끓는점이 상승하게 되며, 이는 곧 상대적으로 높은 온도에서도 액화될 수 있음을 의미한다. 따라서 본 실시예는 증발가스 압축기(50)로 증발가스의 압력을 높임으로써, 증발가스가 쉽게 액화되도록 할 수 있다. 이때 증발가스의 흐름을 기준으로 마지막에 위치한 증발가스 압축기(50)에서 토출된 증발가스는 200bar 내지 400bar 의 압력을 가질 수 있다.

다만, 증발가스 분기라인(12)의 상류에 위치한 증발가스 제2 단 압축기(52)에서 토출된 증발가스는, 저압 수요처(22)에서 요구하는 압력을 가질 수 있고, 저압 수요처(22)의 요구 압력은 1 내지 50bar일 수 있다.

오일 저장탱크(60)는, 수요처(20)에 공급될 오일을 저장한다. 구체적으로, 오일 저장탱크(60)는, 오일 펌프(도시하지 않음)에 의해 고압 수요처(21)로 오일을 공급할 수 있다.

오일 저장탱크(60)는, 오일을 상온에서 액체상태로 저장할 수 있으며, 외부의 충격을 방지할 수 있고, 오일의 저장이 용이하도록 설계될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에서 오일 저장탱크(60)와 수요처(20) 사이에는 오일을 공급하는 오일 공급라인(14)이 설치될 수 있다.

구체적으로, 오일 공급라인(14)은, 오일 저장탱크(60)와 고압 수요처(21)를 직접적으로 연결할 수 있으며, 증발가스 공급라인(11) 상에서 합류하거나 또는 증발가스 공급라인(11)과 액화가스 공급라인(13)이 합류하는 지점에서 함께 합류하여 오일 저장탱크(60)와 고압 수요처(21)를 간접적으로 연결할 수 있다.

이때 오일 공급라인(14)에는, 오일 공급 밸브(61)가 설치되어, 오일 공급밸브(61)의 개도 조절에 따라 오일의 공급량이 조절될 수 있다.

오일 공급 밸브(61)는, 삼방 밸브로 구성되어 오일 공급라인(61)과 증발가스 공급라인(11)을 연결할 수 있으며, 사방밸브로 구성되어 오일 공급라인(61), 액화가스 공급라인(13) 및 증발가스 공급라인(11)을 연결할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(1)의 구동에 대해서 설명하기에 앞서 도 8을 참고하여 액화가스 처리 시스템(1)의 구동 제어에 대해서 설명하도록 한다.

도 8은 증발가스 발생량에 따른 본 발명의 액화가스 처리 시스템의 구동에 관한 그래프이다. 가로 축은 선박의 속도(단위는 Knot)이며, 세로 축은 증발가스의 발생량(단위는 kg/hr)이다.

도 8을 참고하여 보면, 선박(도시하지 않음)이 출발지에서부터 목적지까지 운항하면서 변경되는 선박의 속도에 따른 엔진의 증발가스 소모량과 액화가스 저장탱크의 발생량을 비교한다.

제1 모드에서 선박의 액화가스 저장탱크(10)로 액화가스를 선적하고, 제2 모드에서 선박이 출발지에서 저속으로 출발하며, 제3, 4 모드에서 선박이 출발지에서 목적지로 운항되며, 다시 제2 모드에서 선박이 목적지로 저속으로 도착하며, 제1 모드에서 선박의 액화가스 저장탱크(10)에서 액화가스를 하역한다.

제1 모드는, 선박이 액화가스를 선적하거나 또는 하역하는 경우를 나타낸다.

제1 모드에서 증발가스 발생량은 액화가스의 선적 또는 하역에 따라 증발가스가 발생하나 이는 별도의 처리 과정을 통해 배출되거나 제거될 수 있어 도시하지 않았으며, 선박의 속도는 선적 또는 하역시 스러스터(도시하지 않음)에 의해 매우 저속으로 특정 위치를 유지하므로 가장 왼쪽에 위치하도록 표기하였다.

제2 모드에서 제 4 모드까지는 증발가스 발생량은 일정하게 발생하며 따라서, Laden 증발가스 발생량(c)은 가로 직선으로 표시된다.

제2a 모드에서는 MEGI엔진만 구동하는 구간으로 MEGI 가스 소비량(a)이 특정 기울기를 가지며 증가하도록 표시되며, 제2b 모드에서 제4 모드까지는 MEGI엔진과 샤프트 제너레이터(23)를 동시에 구동하는 구간으로 MEGI+SG 가스 소비량(b)이 MEGI 가스 소비량(a)에서 불연속하게 일정간격 상측으로 이격된 곳에서부터 특정 기울기를 가지며 증가하도록 표시된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는, Laden 증발가스 발생량(c)과 MEGI 가스 소비량(a)의 차이 또는 MEGI+SG 가스 소비량(b)과 Laden 증발가스 발생량(c)의 차이를 통해 각 모드에서의 증발가스 사용의 최적 효율을 도출해낼 수 있으며 이는 이하에서 기술하도록 한다.

제1 모드는, 선박이 액화가스를 선적 또는 하역하는 경우이다. 이러한 제1 모드에서는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스량이 많지 않으므로, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스를 저압 수요처(22)로 공급한다.

제1 모드에서는, 저압 수요처(22)로 증발가스가 공급되며 이때, 저압 수요처(22) 중 DFDE 가 우선적으로 구동될 수 있다. DFDE 가 공급되는 증발가스를 우선적으로 소모하며, DFDE가 소모하는 증발가스량보다 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스량이 더 많은 경우 저압 수요처(22)의 재액화장치(도시하지 않음)가 구동되고 재액화장치가 소모하는 증발가스량과 DFDE 가 소모하는 증발가스량을 합한 양보다 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스량이 더 많은 경우 추가로 가스 연소 장치(GCU)가 구동된다.

제2 모드는, 선박이 출발지에서 출발하는 경우 또는 도착지에 도착하는 경우로 저속으로 운항하게 되므로 수요처(20)에서 필요로 하는 증발가스량은 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스 발생량보다 작으며 기설정 속도이하 또는 기설정 속도로 운항하게 된다.

제2 모드는, 선박이 기설정 속도 이하로 운항하는 경우인 제2a 모드와 선박이 기설정 속도로 운항하는 경우인 제2b 모드를 포함한다. 이러한 제2 모드에서는, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스를 고압 수요처(21) 및 저압 수요처(22)로 공급한다.

제2a 모드에서는, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스가 고압 수요처(21) 및 저압 수요처(22)로 동시에 공급되므로, 고압 수요처(21)의 고압 가스 분사 엔진과 저압 수요처(22)의 DFDE가 동시에 구동된다. 이때, 고압 가스 분사 엔진과 DFDE가 소모하는 증발가스 량보다 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스 량이 더 많은 경우 저압 수요처(22)의 재액화장치가 구동되고, 재액화 장치, DFDE 및 고압 가스 분사 엔진이 소모하는 총 증발가스 량보다 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스 량이 더 맣은 경우에는 추가로 가스 연소 장치가 구동된다.

제2b 모드에서는, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스가 고압 수요처(21) 및 저압 수요처(22)로 동시에 공급되며, 고압 수요처(21)에서는 고압가스 분사엔진이 구동되며 이때, 샤프트 제너레이터(23)도 함께 구동된다.

고압 수요처(21)에서 구동되는 고압가스 분사엔진이 소모하는 증발가스량 및저압 수요처(22)에서 구동되는 DFDE가 소모하는 증발가스량을 합한 양보다 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스량이 더 많은 경우 저압 수요처(22)의 재액화장치가 구동될 수 있다.

제3 및 제4 모드는, 선박이 출발지에서 도착지까지 항해하는 동안의 경우로 선박의 속도가 중속 또는 고속으로 운항하게 된다. 이 경우 수요처(20)에서는 선박의 속도를 높이기 위해 부하가 높게 걸리고 그에 따라 증발가스를 다량 요구하게 되며 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스 량보다 수요처(20)에서 소비하는 증발가스 량이 더 많게 된다.

제3 모드는, 선박이 기설정 속도 이상으로 운항하는 경우이다. 이러한 제3 모드에서는, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스를 고압 수요처(21)로 공급한다. 제3 모드에서는, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스가 고압 수요처(21)로만 공급되므로, 고압 수요처(21)에서의 고압 가스 분사 엔진이 구동되며 이때, 샤프트 제너레이터(23)도 함께 구동된다.

제4 모드는, 선박이 최고 속도로 운항하는 경우이다. 이러한 제4 모드에서는, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스 및 액화가스와 함께 오일 저장탱크(60)의 오일을 고압 수요처(21)로 공급한다. 제4 모드에서는, 고압 수요처(21)에서 고압가스 분사엔진이 구동되는 것과 동시에 샤프트 제너레이터(23)도 구동된다.

여기서 기설정 속도는 선박의 최고 속도의 절반속도를 포함하는 기설정범위일 수 있다. 구체적으로, 기설정 범위는 선박의 최고 속도 절반값의 95% 내지 105% 또는 선박의 최고 속도 절반값의 90% 내지 110% 일 수 있다.

또한, 기설정 속도는 선박의 평균속도를 포함하는 기설정 범위일 수도 있다. 구체적으로, 기설정 범위는 선박의 평균 속도의 95% 내지 105% 또는 선박의 평균 속도의 90% 내지 110% 일 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(1)은, 선박이 처한 상황에 따라 선박이 구비하고 있는 사용가능한 연료를 최적화하여 사용하도록 함으로써, 증발가스의 낭비를 줄여주고, 선박이 소모하는 에너지를 효율적으로 사용함에 따라 선박의 연료비용이 절약되는 효과가 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 펌프(30), 열교환기(40), 증발가스 압축기(50), 오일 저장탱크(60)를 포함한다.

본 발명의 제2 실시예에서 각 구성은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(1)에서의 증발가스 압축기(50)를 제외한 구성과 편의상 동일한 도면 부호를 사용하나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.

증발가스 압축기(50)는, 증발가스 공급라인(11) 상에 구비될 수 있으며, 복수 개 구비되어 병렬로 구성될 수 있다. 일례로 5 단으로 구성되는 증발가스 압축기(50)가 2 개 구비되어 증발가스 공급라인(11) 상의 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(20)사이에 병렬로 구성될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에서는, 선박이 기설정 속도 이상으로 운항하는 경우, 즉 제4 모드의 경우에는 복수의 증발가스 압축기(50)를 모두 구동하여 가압된 증발가스를 고압 수요처(21)로 공급하는 제4a 모드, 복수의 증발가스 압축기(50)를 모두 구동하며, 복수 개의 증발가스 압축기(50) 중 적어도 하나에서 가압된 증발가스를 저압 수요처(22)로 나머지 증발가스는 고압 수요처(21)로 공급하는 제4b 모드, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스 및 액화가스를 동시에 고압 수요처(21)로 공급하는 제4c 모드, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스 및 오일 저장탱크(60)의 오일을 고압 수요처(21)로 공급하는 제4d 모드 중 하나의 제어를 선택하여 액화가스 처리 시스템(2)을 구동할 수 있다.

선박이 출발지에서 도착지로 운항하는 도중에는 출발지에서 출항한지 상당한 시간이 경과하였으므로, 액화가스 저장탱크(10)에는 상당한 양의 증발가스가 발생하고 있게 된다. 따라서, 선박이 구동되기 위한 충분한 양의 연료가 마련되어 있으므로, 신속한 운반물의 이송을 위해 선박이 최대속도로 구동될 수 있다.

선박이 최고속도로 운항하는 경우에는 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 증발가스량이 가장 많으므로 제4a 모드를 가장 먼저 실시하고, 제4a 모드를 실시하면서도 수요처(20)가 소비하는 증발가스 량보다 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스 량이 많은 경우에는 제4b 모드를 실시한다.

제4a 모드를 실시하는 도중에 수요처(20)가 소비하는 증발가스량보다 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스 량이 적은 경우에는, 제4c 모드 또는 제4d 모드를 실시할 수 있다.

이때, 액화가스 저장탱크(10)의 내압이 기설정압력보다 크면 제4c 모드를 실시하고, 액화가스 저장탱크(10)의 내압이 기설정압력보다 작으면, 제4d 모드를 실시할 수 있다.

상기와 같은 제4a 모드 내지 제4d 모드의 구동에서 고압 수요처(21)를 구동하는 경우에는 고압가스 분사엔진이 구동됨과 동시에 샤프트 제너레이터(23)도 함께 구동될 수 있다.

여기서 기설정 속도는 선박의 최고속도를 포함하는 기설정 범위내 일 수 있으며, 기설정 범위는 선박의 최고 속도의 95% 내지 105% 또는 선박의 최고 속도의 90% 내지 110% 일 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에서의 액화가스 처리 시스템(2)의 제어는, 본 발명의 제1 실시예에서의 제4 모드를 구체적으로 제어하는 것이나 이에 한정되지 않고 자유롭게 적용될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(2)은, 선박이 처한 상황에 따라 선박이 구비하고 있는 사용가능한 연료를 최적화하여 사용하도록 함으로써, 증발가스의 낭비를 줄여주고, 선박이 소모하는 에너지를 효율적으로 사용함에 따라 선박의 연료비용이 절약되는 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(3)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 펌프(30), 열교환기(40), 증발가스 압축기(50), 오일 저장탱크(60)를 포함한다.

본 발명의 제3 실시예에서 각 구성은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(1)에서의 증발가스 압축기(50)를 제외한 구성과 편의상 동일한 도면 부호를 사용하나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.

증발가스 압축기(50)는, 제1 내지 제5 바이패스 라인(511,521,531,541,551) 및 제1 내지 제5 바이패스 밸브(512,522,532,542,552)를 포함한다.

제1 바이패스 라인(511)은, 증발가스 공급라인(11) 상의 증발가스 제1 단 압축기(51)와 증발가스 제2 단 압축기(52) 사이에서 분기되어 증발가스 공급라인(11) 상의 증발가스 제1 단 압축기(51)의 상류로 합류할 수 있다.

제1 바이패스 라인(511)은, 제1 바이패스 밸브(512)를 구비하여 증발가스 제2 단 압축기(52)의 증발가스 압축 가능용량에 따라 개도 조절을 통해 증발가스를 바이패스할 수 있다.

제2 내지 4 바이패스 라인(521,531,541)은, 각각 증발가스 공급라인(11) 상의 증발가스 제2 내지 4 단 압축기(52,53,54)와 제3 내지 5 단 압축기(53,54,55) 사이에 분기되어, 각각 증발가스 공급라인(11) 상의 증발가스 제1 내지 3 단 압축기(51,52,53)와 증발가스 제2 내지 4 단 압축기(52,53,54) 사이에 합류할 수 있다.

제2 내지 4 바이패스 라인(521,531,541)은, 각각 제2 내지 4 바이패스 밸브(522,532,542)를 구비하여, 각각 증발가스 제3 내지 5 단 압축기(53,54,55)의 증발가스 압축 가능용량에 따라 개도 조절을 통해 증발가스를 각각 바이패스할 수 있다.

제5 바이패스 라인(551)은, 증발가스 공급라인(11) 상의 증발가스 제5 단 압축기(55)의 하류에서 분기되어 증발가스 제4 단 압축기(54)와 증발가스 제5 단 압축기(55) 사이에 합류할 수 있다.

제5 바이패스 라인(551)은, 제5 바이패스 밸브(552)를 구비하여, 수요처(20), 구체적으로 고압 수요처(21)의 요구 압력에 따라 개도 조절을 통해 증발가스를 바이패스할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에서는, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서의 액화가스 처리 시스템(1,2)의 제어 중 그에 따른 증발가스 압축기(50)를 제어하기 위한 바이패스 컨트롤에 대하여 이하에서 상세하게 기술하도록 한다.

제1 모드 내지 제4 모드는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서 기술한 바와 동일 또는 유사할 수 있으며, 제1 내지 제4 모드에 대해서는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서 기술한 내용으로 갈음하도록 한다.

제1 모드에서는, 증발가스 압축기(50)의 상류측 일부를 각 단의 기설정압력 이상에서 증발가스를 바이패스시키고, 증발가스 압축기(50)의 하류측 나머지를 증발가스를 바이패스시킬 수 있다.

구체적으로, 제1 모드에서는, 증발가스 제1 및 제2 단 압축기(51,52)는 각각 제1 및 제2 기설정압력 이상에서 제1 및 제2 바이패스 밸브(512,522)의 개도를 개방하고, 증발가스 제3 내지 제5 단 압축기(53,54,55)는, 각 단의 기설정압력에 상관없이 제1 모드 구동하는 동안 제3 내지 제5 바이패스 밸브(532,542,552)의 개도를 개방할 수 있다.

여기서 제1 기설정압력은 예비적으로 약 150bar로 고정된 압력값(Fixed discharge pressure(Preliminary set point:150bar))을 가질 수 있으며, 제2 기설정압력은 증발가스 제2 단 압축기(52)에서 토출되는 증발가스의 압력(2nd discharge pressure)값에 따라 변경될 수 있다.

즉, 제1 모드에서는, 증발가스 제3 내지 제5 단 압축기(53,54,55)에서 증발가스를 가압하지 않을 것이므로, 제3 내지 제5 바이패스 밸브(532,542,552)의 개도를 개방하여 증발가스가 압축되지 않도록 제어할 수 있다.

제2 모드에서는, 증발가스 압축기(50)를 각 단의 기설정압력 이상에서 증발가스를 바이패스시킬 수 있다.

구체적으로, 제2 모드에서는, 증발가스 제1 내지 제5 단 압축기(51,52,53,54,55)는 각각 제1 내지 제5 기설정압력 이상에서 제1 내지 제5 바이패스 밸브(512,522,532,542,552)의 개도를 개방할 수 있다.

여기서 제1 기설정압력은 고압 수요처(21)에서 요구되는 압력(MEGI required Set Pressure)값에 따라 변경될 수 있으며, 제2 기설정압력은 증발가스 제2 단 압축기(52)에서 토출되는 증발가스의 압력(2nd discharge pressure)값에 따라 변경될 수 있고, 제3 내지 제5 기설정압력은 증발가스 제3 내지 제5 단 압축기(53,54,55)의 단간 압력(interstage pressure)에 따라 변경될 수 있다.

즉, 제2 모드에서는, 고압 수요처(21) 및 저압 수요처(22) 모두로 증발가스를 각각의 수요처(20)가 요구하는 압력으로 가압하여 공급하여야 하므로, 제1 내지 제5 바이패스 밸브(512,522,532,542,552)는 각각 제1 내지 제5 기설정압력에서 각 밸브(512,522,532,542,552)의 개도를 개방하여 증발가스 압축기(50) 각 단에 과도한 압력이 걸리지 않도록 할 수 있다.

제3 모드에서는, 증발가스 압축기(50)의 상류측 일부를 각 단의 기설정압력 이상에서 증발가스를 바이패스시킬 수 있다.

구체적으로, 제3 모드에서는, 증발가스 제1 단 압축기(51)는, 제1 기설정압력 이상에서 제1 바이패스 밸브(512)의 개도를 개방하고, 증발가스 제2 내지 제5 단 압축기(52,53,54,55)는 제2 내지 제 5 바이패스 밸브(522,532,542,552)의 개도를 폐쇄할 수 있다.

여기서 제1 기설정압력은 고압 수요처(21)에서 요구되는 압력(Gas pressure set point required by MEGI)값에 따라 변경될 수 있으며, 제2 기설정압력은 증발가스 제2 단 압축기(52)에서 토출되는 증발가스의 압력(2nd discharge pressure)값에 따라 변경될 수 있다.

즉, 제3 모드에서는, 증발가스 제1 및 제2 단 압축기(51,52)에서는 저압 수요처(22)에 공급하기 위해 각 단의 기설정압력 이상에서 제1 및 제2 바이패스 밸브(512,522)의 개도를 개방하며, 증발가스 제3 내지 제5 단 압축기(53,54,55)에서는 고압 수요처(21)에 증발가스를 최대한 많은 양을 가압하여 공급하여야 하므로, 제3 내지 제5 바이패스 밸브(532,542,552)의 개도를 모두 폐쇄하여 각 단의 증발가스 압축기(53,54,55)에 고부하가 걸리도록 할 수 있다.

제4a 및 4b 모드에서는, 복수 개의 병렬로 연결된 증발가스 압축기(50) 중 하나의 증발가스 압축기는 제1 내지 제5 바이패스 밸브(512,522,532,542,552)의 개도를 폐쇄하고, 나머지 증발가스 압축기는, 제1 내지 제5 기설정압력 이상에서 제1 내지 제5 바이패스 밸브(512,522,532,542,552)의 개도를 개방할 수 있다.

즉, 복수 개의 증발가스 압축기(50) 중 일부의 압축기에는 고부하가 걸리도록 모든 밸브(512,522,532,542,552)의 개도를 폐쇄할 수 있고, 나머지 압축기에는 적정한 부하가 걸리도록 제1 내지 제5 기설정압력 이상에서 제1 내지 제5 바이패스 밸브(512,522,532,542,552)의 개도를 개방할 수 있다.

제4c 모드에서는, 복수 개의 병렬로 연결된 증발가스 압축기(50) 중 모두를 제1 내지 제5 바이패스 밸브(512,522,532,542,552)의 개도를 폐쇄할 수 있다.

즉, 복수 개의 증발가스 압축기(50) 모두에 고부하가 걸리도록 모든 밸브(512,522,532,542,552)의 개도를 폐쇄할 수 있다.

제4d 모드에서는, 증발가스 제1 단 압축기(51)는, 제1 기설정압력 이상에서 제1 바이패스 밸브(512)의 개도를 개방하고, 증발가스 제2 내지 제5 단 압축기(52,53,54,55)는, 제2 내지 제5 바이패스 밸브(522,532,542,552)의 개도를 폐쇄할 수 있다.

여기서 제1 단 기설정 압력은 고압 수요처(21)가 요구하는 압력일 수 있으며, 또는 130 내지 170bar(바람직하게는 150bar)일 수 있다.

제2 단 기설정 압력은 저압 수요처(22)에서 요구하는 압력일 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(3)은, 선박이 처한 상황에 따라 선박이 구비하고 있는 사용가능한 연료를 최적화하여 사용하도록 함으로써, 증발가스의 낭비를 줄여주고, 선박이 소모하는 에너지를 효율적으로 사용함에 따라 선박의 연료비용이 절약되는 효과가 있다.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(4)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 펌프(30), 열교환기(40), 증발가스 압축기(50), 오일 저장탱크(60)를 포함한다.

본 발명의 제4 실시예에서 각 구성은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(4)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면 부호를 사용하나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.

본 발명의 제4 실시예에서는 본 발명의 제3 실시예에서의 구성과 동일 또는 유사하므로 구성상의 설명은 생략하도록 하며, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서의 액화가스 처리 시스템(1,2)의 제어 중 수요처(20)의 부하가 증가하거나 감소하는 경우에 증발가스 압축기(50)를 제어하기 위한 바이패스 컨트롤에 대하여 이하에서 상세하게 기술하도록 한다.

본 발명의 제4 실시예에서, 증발가스 압축기(50)는, 수요처(20)의 로드가 기설정 로드보다 감소하는 경우 상류측 단부터 하류측 단까지 순차적으로 바이패스한다.

구체적으로, 증발가스 압축기(50)는, 수요처(20)의 로드가 기설정 로드보다 감소하는 경우 증발가스 제1 단 압축기(51)부터 증발가스 제5 단 압축기(55)까지 순차적으로 제1 내지 제5 바이패스 밸브(512,522,532,542,552)를 개방할 수 있고, 수요처(20)의 로드가 기설정 로드보다 증가하는 경우, 증발가스 제5 단 압축기(55)부터 증발가스 제1 단 압축기(51)까지 순차적으로 제5 내지 제1 바이패스 밸브(552,542,532,522,512)를 폐쇄한다.

여기서 기설정 로드는 수요처(20)의 로드가 정상상태일 경우의 로드일 수 있으며, 정상상태는 수요처(20)의 로드 변화율이 5% 내지 10% 인 상태일 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(4)은, 선박이 처한 상황에 따라 선박이 구비하고 있는 사용가능한 연료를 최적화하여 사용하도록 함으로써, 증발가스의 낭비를 줄여주고, 선박이 소모하는 에너지를 효율적으로 사용함에 따라 선박의 연료비용이 절약되는 효과가 있다.

도 5 및 도6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(5)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 펌프(30), 열교환기(40), 증발가스 압축기(50)를 포함한다.

본 발명의 제5 실시예에서 각 구성은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(1)에서의 증발가스 압축기(50)를 제외한 구성과 편의상 동일한 도면 부호를 사용하나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.

본 발명의 제5 실시예에서는, 증발가스 병렬 공급라인(11a)을 더 포함한다.

증발가스 병렬 공급라인(11a)은, 증발가스 공급라인(11) 상의 증발가스 제1 병렬 압축기(51a)의 상류에서 분기되어, 증발가스 공급라인(11) 상의 증발가스 제1 병렬 압축기(51a)와 증발가스 제2 단 압축기(52) 사이에 합류될 수 있다.

증발가스 병렬 공급라인(11a)은, 증발가스 제1 병렬 압축기(51a)를 경유할 수 있으며, 증발가스 제2 병렬 압축기(51b)를 구비할 수 있다.

증발가스 병렬 공급라인(11a)은, 증발가스 병렬 공급밸브(도시하지 않음)가 설치되어, 증발가스 병렬 공급밸브의 개도 조절에 따라 증발가스의 공급량이 조절될 수 있다.

증발가스 압축기(50)는, 일례로 5 단으로 구성될 수 있으며, 증발가스 제1 내지 제5 단 압축기(51,52,53,54,55)로 구성될 수 있다.

증발가스 제1 단 압축기(51)는, 증발가스 제1 병렬 압축기(51a) 및 증발가스 제2 병렬 압축기(51b)로 구성될 수 있으며, 증발가스 제1 병렬 압축기(51a)에는, 메인 실린더(5131)가 구비되고, 증발가스 제2 병렬 압축기(51b)에는, 보조 실린더(5132)가 구비될 수 있다.

즉, 증발가스 제1 단 압축기(51)에서 증발가스를 압축하여 토출시키는 제1 실린더(513)가 병렬로 2 개 이상 구비될 수 있다.

제1 실린더(513)에는 압축용량을 제어하는 제1 언로더 밸브(514)를 구비할 수 있으며, 제1 언로더 밸브(514)는 2개이상 구비될 수 있다. 일례로 증발가스 제1 단 압축기(51)의 제1 실린더(513)가 2개 병렬로 구성되는 경우에는, 각 실린더(5131,5132) 당 2 개 이상의 언로더 밸브가 구비될 수 있다.

즉, 증발가스 제1 단 압축기(51)의 제1 실린더(513)가 메인 실린더(5131)와 보조 실린더(5132)로 구성되는 경우에는, 메인 실린더(5131)에 제1-25 언로더 밸브(5141) 및 제1-50 언로더 밸브(5142)가 구비될 수 있고, 보조 실린더(5132)에 제1-75 언로더 밸브(5143) 및 제1-100 언로더 밸브(5144)가 구비될 수 있다.

제1-25 언로더 밸브(5141), 제1-50 언로더 밸브(5142), 제1-75 언로더 밸브(5143) 및 제1-100 언로더 밸브(5144)가 모두 개방되면 증발가스 제1 단 압축기(51)의 압축 용량은 0%가 되며, 제1-25 언로더 밸브(5141)가 폐쇄되고, 제1-50 언로더 밸브(5142), 제1-75 언로더 밸브(5143) 및 제1-100 언로더 밸브(5144)가 개방되면 증발가스 제1 단 압축기(51)의 압축 용량은 25%가 된다.

제1-25 언로더 밸브(5141) 및 제1-50 언로더 밸브(5142)가 폐쇄되고, 제1-75 언로더 밸브(5143) 및 제1-100 언로더 밸브(5144)가 개방되면 증발가스 제1 단 압축기(51)의 압축 용량은 50%가 되며, 제1-25 언로더 밸브(5141), 제1-50 언로더 밸브(5142) 및 제1-75 언로더 밸브(5143)가 폐쇄되고 제1-100 언로더 밸브(5144)가 개방되면 증발가스 제1 단 압축기(51)의 압축 용량은 75%가 되고, 제1-25 언로더 밸브(5141), 제1-50 언로더 밸브(5142), 제1-75 언로더 밸브(5143) 및 제1-100 언로더 밸브(5144)가 모두 폐쇄되면 100%가 된다.

제1 언로더 밸브(514)의 개방 및 패쇄는 후술할 질소 공급기(56)를 통해서 이루어질 수 있다.

증발가스 제2 내지 제5 단 압축기(52,53,54,55)는, 각 단 압축기(52,53,54,55)로 유입되는 증발가스를 가압하여 토출시키는 제2 내지 제5 실린더(523,533,544,554)를 구비할 수 있다.

제2 내지 제5 실린더(523,533,544,554)에는 압축용량을 제어하는 언로더 밸브(524,534,545,555)를 구비할 수 있으며, 각 실린더(523,533,544,554)당 2 개 이상의 언로더 밸브(5241,5242,5341,5342,5451,5452,5551,5552)를 구비할 수 있다.

즉 증발가스 제2 단 압축기(52)의 제2 실린더(523)에는 제2 언로더 밸브(524)가 2개 이상 구비될 수 있으며, 일례로 제2-50 언로더 밸브(5241) 및 제2-100 언로더 밸브(5242)로 2개 구성될 수 있다.

제2-50 언로더 밸브(5241) 및 제2-100 언로더 밸브(5242)가 모두 개방되면 증발가스 제2 단 압축기(52)의 압축 용량은 0%가 되며, 제2-50 언로더 밸브(5241)가 폐쇄되고 제2-100 언로더 밸브(5242)가 개방되면 증발가스 제2 단 압축기(52)의 압축 용량은 50%가 되고, 제2-50 언로더 밸브(5241) 및 제2-100 언로더 밸브(5242)가 모두 폐쇄되면 100%가 된다.

제2 언로더 밸브(524)의 개방 및 패쇄 역시 질소 공급기(56)를 통해서 이루어질 수 있다.

증발가스 제2 단 압축기(52)에서 기술한 제2 실린더(523) 및 제2 언로더 밸브(524)에 대한 내용은, 증발가스 제3 내지 제5 단 압축기(53,54,55)에서도 동일하게 적용될 수 있다.

이와 같이 증발가스 제1 단 압축기(51)에서는 증발가스 제2 내지 제5 단 압축기(52,53,54,55)와 달리 제1 언로더 밸브(514)를 4개 구비하여 압축용량을 더 세분화할 수 있으며, 이를 통해 증발가스 압축기(50)를 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

다만, 증발가시 제1 단 압축기(51)와 증발가스 제2 내지 제5 단 압축기(52,53,54,55)은 언로더 밸브의 개수가 상이하므로 압축제어의 용량이 서로 상이하게 된다.

이때, 증발가스 제2 내지 제5 단 압축기(52,53,54,55)에서는, 제2 내지 제5 바이패스 라인(521,531,541,551)을 통해 제1 단 압축기(51)에서 토출되는 증발가스의 압축용량과 증발가스 제2 내지 제5 단 압축기(52,53,54,55)에서 받아들이는 증발가스의 압축용량의 차이만큼 보상하도록, 제2 내지 5 바이패스 밸브(522,532,542,552)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.

증발가스 압축기(50)는, 언로더 밸브(514,524,534,545,555)를 조절하기 위해 언로더 밸브(514,524,534,545,555)로 질소를 공급하거나 또는 언로더 밸브(514,524,534,545,555)로 질소를 토출시키는 질소 공급기(56)를 더 포함할 수 있다.

질소 공급기(56)는, 메인 질소 공급라인(561)을 통해 언로더 밸브(514,524,534,545,555)로 질소를 공급할 수 있다.

구체적으로, 질소 공급기(56)는, 메인 질소 공급라인(561)에서 분기된 제1 질소 공급라인(562)을 통해 증발가스 제1 단 압축기(51)의 제1 언로더 밸브(514)로 질소를 공급하고, 메인 질소 공급라인(561)에서 분기된 제2 질소 공급라인(563)을 통해 증발가스 제2 단 압축기(52)의 제2 언로더 밸브(524)로, 메인 질소 공급라인(561)에서 분기된 제3 질소 공급라인(564)을 통해 증발가스 제3 단 압축기(53)의 제3 언로더 밸브(534)로, 메인 질소 공급라인(561)에서 분기된 제4 질소 공급라인(565)을 통해 증발가스 제4 단 압축기(54)의 제4 언로더 밸브(545)로, 메인 질소 공급라인(561)에서 분기된 제5 질소 공급라인(566)을 통해 증발가스 제5 단 압축기(55)의 제1 언로더 밸브(555)로 질소를 공급할 수 있다.

제1 질소 공급라인(562)에서는 다시 제1-25 질소 공급라인(5621), 제1-50 질소 공급라인(5622), 제1-75 질소 공급라인(5623) 및 제1-100 질소 공급라인(5624)이 분기되어 각각 제1-25 언로더 밸브(5141), 제1-50 언로더 밸브(5142), 제1-75 언로더 밸브(5143) 및 제1-100 언로더 밸브(5144)와 연결되어 질소 공급기(56)로부터 질소를 공급할 수 있다.

제2 내지 제5 질소 공급라인(563,564,565,566)에서는, 제2-50 내지 5-50 질소 공급라인(5631,5641,5651,5661) 및 제2-100 내지 5-100 질소 공급라인(5632,5642,5652,5662)이 분기되어 각각 제2-50 내지 5-50 언로더 밸브(5241,5341,5441,5551) 및 제2-100 내지 5-100 언로더 밸브(5242,5342,5442,5552)와 연결되어 질소 공급기(56)로부터 질소를 공급할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(5)은, 선박이 처한 상황에 따라 선박이 구비하고 있는 사용가능한 연료를 최적화하여 사용하도록 함으로써, 증발가스의 낭비를 줄여주고, 선박이 소모하는 에너지를 효율적으로 사용함에 따라 선박의 연료비용이 절약되는 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 개념도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제6 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(6)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 펌프(30), 열교환기(40), 증발가스 압축기(50), 오일 저장탱크(60), 오일 분리기(70)를 포함한다.

본 발명의 제6 실시예에서 각 구성은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(3)에서의 증발가스 압축기(50) 및 오일 분리기(70)를 제외한 구성과 편의상 동일한 도면 부호를 사용하나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.

증발가스 압축기(50)는, 하류측 단으로부터 증발가스를 바이패스시키는 바이패스 라인(541,551)을 구비할 수 있으며, 각각의 바이패스 라인(541,551) 상에는 후술할 오일 분리기(71,72)가 구비될 수 있다.

구체적으로, 증발가스 압축기(50)는, 증발가스 제4 단 및 제5단 압축기(54,55)로부터 바이패스시키는 제4 및 제5 바이패스 라인(541,551)을 구비할 수 있다.

증발가스 압축기(50)는 일례로 증발가스 제4 단 및 제5 단 압축기(54,55)에는 오일을 사용하여 압축기(54,55)를 구동할 수 있다. 이러한 증발가스 압축기(50)를 바이패스하게 되는 경우 증발가스 압축기(50)에서 토출되는 가압된 증발가스에는 오일이 섞이게 되며, 오일은 점차적으로 액화가스 처리 시스템(6) 상에 축적되게 된다.

오일이 액화가스 처리 시스템(6)에 누적되게 되면 액화가스 처리 시스템(6)을 구성하는 각각의 구성요소들을 이어주는 구동 라인(부호 도시하지 않음)이 경색되게되어 내구성이 약화되고 구동 효율이 저하될 수 있다. 심할 경우에는 구동 라인이 파손되어 액화가스 처리 시스템(6)의 구동이 중단되는 경우가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제6 실시예에서는, 다단으로 구성되는 증발가스 압축기(50)에서 오일이 공급되는 증발가스 제4 단 및 제5 단 압추기(54,55)의 바이패스 라인(541,551) 상에 오일 분리기(71,72)를 설치하여 오일을 분리해냄으로써, 액화가스 처리 시스템(6) 상에 오일이 축적되는 것을 방지할 수 있다.

오일 분리기(70)는, 제4 및 제 5 바이패스 라인(541,551) 상에 구비되며 오일을 분리한다. 구체적으로, 오일 분리기(70)는, 제4 단 오일 분리기(71) 및 제5 단 오일 분리기(72)를 구비할 수 있다.

제4 단 오일 분리기(71)는, 제4 바이패스 라인(541) 상에 구비되어 오일을 분리할 수 있으며, 분리된 오일은 제4 단 오일 공급라인(543)을 통해 증발가스 제4 단 압축기(54)의 제4 실린더(544)로 공급할 수 있고, 증발가스는 제4 바이패스 라인(541)을 통해 증발가스 제3 단 압축기(53)와 증발가스 제4 단 압축기(54) 사이로 공급할 수 있다.

제5 단 오일 분리기(72)는, 제5 바이패스 라인(551) 상에 구비되어 오일을 분리할 수 있으며, 분리된 오일은 제5 단 오일 공급라인(553)을 통해 증발가스 제5 단 압축기(55)의 제5 실린더(554)로 공급할 수 있고, 증발가스는 제5 바이패스 라인(551)을 통해 증발가스 제4 단 압축기(54)와 증발가스 제5 단 압축기(55) 사이로 공급할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템(6)은, 증발가스 압축기(50)의 하류측 단에 오일분리기(70)를 구비하여 시스템(60) 상의 오일 축적을 방지함으로써, 오염을 방지하고 시스템(60) 구동의 신뢰성이 향상되는 효과가 있으며, 증발가스 압축기(50)의 로드가 줄어들어 증발가스의 압축 효율이 증대되는 효과가 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1,2,3,4,5,6: 증발가스 처리 시스템. 10: 액화가스 저장탱크
11: 증발가스 공급라인 11a: 증발가스 병렬 공급라인
12: 증발가스 분기라인 13: 액화가스 공급라인
14: 오일 공급라인 20: 수요처
21: 제1 수요처 22: 제2 수요처
23: 샤프트 제너레이터 30: 펌프
31: 보조 펌프 32: 메인 펌프
40: 열교환기 50: 증발가스 압축기
51: 증발가스 제1 단 압축기 51a: 증발가스 제1 병렬 압축기
51b: 증발가스 제2 병렬 압축기 511: 제1 바이패스 라인
512: 제1 바이패스 밸브 513: 제1 실린더
5131: 메인 실린더 5132: 보조 실린더
514: 제1 언로더 밸브 5141: 제1-25 언로더 밸브
5142: 제1-50 언로더 밸브 5143: 제1-75 언로더 밸브
5144: 제1- 100 언로더 밸브 52: 증발가스 제2 단 압축기
521: 제2 바이패스 라인 522: 제2 바이패스 밸브
523: 제2 실린더 524: 제2 언로더 밸브
5241: 제2-50 언로더 밸브 5242: 제2-100 언로더 밸브
53: 증발가스 제3 단 압축기 531: 제3 바이패스 라인
532: 제3 바이패스 밸브 533: 제3 실린더
534: 제3 언로더 밸브 5341: 제3-50 언로더 밸브
5342: 제3-100 언로더 밸브 54: 증발가스 제4 단 압축기
541: 제4 바이패스 라인 542: 제4 바이패스 밸브
543: 제4 단 오일 공급라인 544: 제4 실린더
545: 제4 언로더 밸브 5451: 제4-50 언로더 밸브
5452: 제4-100 언로더 밸브 55: 증발가스 제5 단 압축기
551: 제5 바이패스 라인 552: 제5 바이패스 밸브
553: 제5 단 오일 공급라인 554: 제5 실린더
555: 제5 언로더 밸브 5551: 제5-50 언로더 밸브
5552: 제5-100 언로더 밸브 56: 질소 공급기
561: 메인 질소 공급라인 562: 제1 질소 공급라인
5621: 제1-25 질소 공급라인 5622: 제1-50 질소 공급라인
5623: 제1 75 질소 공급라인 5624: 제1-100 질소 공급라인
563: 제2 질소 공급라인 5631: 제2-50 질소 공급라인
5632: 제2-100 질소 공급라인 564: 제3 질소 공급라인
5641: 제3-50 질소 공급라인 5642: 제3-100 질소 공급라인
565: 제4 질소 공급라인 5651: 제4-50 질소 공급라인
5652: 제4-100 질소 공급라인 566: 제5 질소 공급라인
5661: 제5-50 질소 공급라인 5662: 제5-100 질소 공급라인
60: 오일 저장탱크 61: 오일 공급 밸브
70: 오일 분리기 71: 제4 단 오일 분리기
72: 제5 단 오일 분리기 a: MEGI 가스 소비량
b: MEGI+SG 가스 소비량 c: Laden 증발가스 발생량

Claims

액화가스 저장탱크에서 고압 수요처를 연결하여 증발가스를 공급하는 증발가스 공급라인;
상기 증발가스 공급라인 상에 복수 단으로 구비되며 증발가스를 다단 가압하는 증발가스 압축기; 및
상기 증발가스 압축기에서 토출되는 각 단의 증발가스를 각각 바이패스시키는 복수 개의 바이패스 밸브들을 포함하고,
상기 고압 수요처의 로드가 기설정 로드보다 감소하는 경우,
상기 증발가스 압축기는, 토출되는 증발가스를 상류측 단에서 하류측 단의 순서로, 각각의 단에서 순차적으로 바이패스하되,
상기 바이패스 밸브들은, 상기 증발가스 압축기 상류측 단에서 토출되는 증발가스에서 하류측 단에서 토출되는 증발가스의 순서로 각각의 단에서 바이패스되도록, 순차적으로 개방되고,
상기 증발가스 압축기는,
상류에 마련되는 일부의 증발가스 압축기 및 하류에 마련되는 나머지의 증발가스 압축기로 이루어지되,
상기 일부의 증발가스 압축기 각 단의 증발가스를 바이패스시키는 일부의 바이패스 밸브와 상기 나머지의 증발가스 압축기 각 단의 증발가스를 바이패스시키는 나머지의 바이패스 밸브를 포함하며,
제1 모드에서는,
상기 일부의 증발가스 압축기는, 각 단의 기설정압력 이상에서 상기 일부의 바이패스 밸브를 개방하고,
상기 나머지의 증발가스 압축기는, 각 단의 기설정압력과 상관없이 상기 나머지의 바이패스 밸브를 개방하고,
제2 모드에서는,
상기 증발가스 압축기는, 각 단의 기설정압력 이상에서 상기 일부의 바이패스 밸브 및 상기 나머지의 바이패스 밸브를 개방하고,
제3 모드에서는,
상기 일부의 증발가스 압축기는, 각 단의 기설정압력 이상에서 상기 일부의 바이패스 밸브를 개방하고,
상기 나머지의 증발가스 압축기는, 상기 나머지의 바이패스 밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 바이패스 밸브들은,
제1 내지 5 단으로부터 각 단의 증발가스를 바이패스시키는 제1 내지 5 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 바이패스 밸브들은,
상기 고압 수요처의 로드가 기설정 로드보다 증가하는 경우, 상기 제5 바이패스 밸브부터 상기 제1 바이패스 밸브까지 순차적으로 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 바이패스 밸브들은,
상기 고압 수요처의 로드가 기설정 로드보다 감소하는 경우, 상기 제1 바이패스 밸브부터 상기 제5 바이패스 밸브까지 순차적으로 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 증발가스 압축기의 적어도 일부에 의해 가압된 증발가스를 저압 수요처로 공급하는 증발가스 분기라인;
상기 액화가스 저장탱크에서 상기 고압 수요처를 연결하여 액화가스를 공급하는 액화가스 공급라인; 및
오일 저장탱크에서 상기 고압 수요처를 연결하는 오일 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 증발가스 압축기는,
2 개 이상 구비되어 각각 병렬로 구성되는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 기설정로드는,
상기 고압 수요처의 로드가 정상 상태인 경우의 로드를 포함하는 기설정 범위 내인 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 정상 상태는,
상기 고압 수요처의 로드 변화율이 5% 내지 10% 상태인 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 액화가스 공급라인에 구비되며 상기 액화가스를 상기 고압 수요처로 공급하는 보조 펌프;
상기 보조 펌프로부터 액화가스를 공급받아 고압으로 압축하는 메인 펌프; 및
상기 메인 펌프로부터 액화가스를 공급받아 가열시키는 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 고압 수요처에 의해서 구동되는 샤프트 제너레이터를 더 포함하고,
상기 고압 수요처는,
고압가스 분사 엔진이고,
상기 저압 수요처는,
DFDE, 재액화장치 또는 GCU인 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.