KR101707501B1 - 증발가스 재액화 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

증발가스 재액화 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 증발가스 재액화 시스템은 선박 또는 해양 구조물에 마련된 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 컴프레서; 컴프레서에서 압축된 증발가스가 컴프레서로 도입될 증발가스와 열교환되는 복수의 열교환기; 및 복수의 열교환기에서 열교환된, 압축된 증발가스가 단열팽창되는 팽창 수단을 포함하되, 복수의 열교환기는 병렬로 마련되어, 컴프레서에서 압축된 증발가스는 분기되어 복수의 열교환기로 도입되는 것을 특징으로 한다.

Description

증발가스 재액화 시스템 및 방법{Reliquefaction System And Method For Boiled-Off Gas}
본 발명은 증발가스 재액화 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 컴프레서로 압축하고 이를 분기하여, 병렬로 마련된 복수의 열교환기에서 컴프레서 도입 전의 증발가스와 열교환시킨 후, 팽창 수단으로 단열팽창시켜 증발가스를 재액화하는 증발가스 재액화 시스템에 관한 것이다.
액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, 천연가스 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있으며, 일 예로 LNG를 해상으로 수송(운반)할 수 있는 LNG 운반선이 사용되고 있다.
천연가스의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 쉽게 증발된다. LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG 저장탱크에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의한 LNG 수송과정에서 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 자연 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다.
BOG는 일종의 LNG 손실로서 LNG의 수송효율에 있어서 중요한 문제이며, LNG 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 LNG 저장탱크 내의 압력이 과도하게 상승하여 탱크가 파손될 위험이 있으므로, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 BOG를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다.
최근에는 BOG의 처리를 위해, BOG를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, BOG를 선박의 엔진의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다. 그리고 잉여의 BOG에 대해서는 가스연소유닛(Gas Combustion Unit, GCU)에서 연소시키는 방법을 사용하고 있다.
가스연소유닛은 BOG를 달리 활용할 데가 없는 경우 저장탱크의 압력 조절을 위하여 불가피하게 잉여의 BOG를 연소하는 것으로서, BOG가 가지고 있는 화학 에너지를 연소에 의해 낭비하는 결과를 초래한다는 문제가 있다.
LNG 운반선의 추진 시스템에서 메인 추진 장치로서 이중 연료 연소(Dual Fuel, DF) 엔진을 적용하는 경우, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 DF 엔진의 연료로서 사용하여 증발가스를 처리할 수 있는데, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스의 양이 DF 엔진에서 선박의 추진에 사용되는 연료의 양을 초과하는 경우에, LNG 저장탱크를 보호하기 위해 증발가스를 가스 연소기로 보내어서 소각시키기도 한다.
출원번호 제10-2010-0116987호
극저온인 LNG는 온도 등 외부 환경 변화에 매우 민감하며, 선박의 운항중에도 화물창 내에서 지속적으로 자연 기화되기 때문에 상당한 양의 BOG(Boil Off Gas, 증발가스)가 발생한다. 저장 용기 내부에 BOG가 과다하게 되면 이로 인해 용기 내 압력이 상승하면서 용기가 내부 압력을 견딜 수 없어 폭발할 위험이 있으므로, BOG는 배출시켜 액화한 후 다시 저장하거나, 연소시켜 제거하는 방식으로 처리하게 된다. 선박으로 운송할 경우 단열 구조를 갖추더라도, 저장 용기 내에서 발생하는 증발가스(BOG)의 양은 약 0.05 vol%/day에 이르며, 종래 액화천연가스 운반선의 운항시 시간당 4 내지 6 톤(t), 한번 운항시 약 300톤의 액화천연가스가 증발가스화되는 것으로 알려진다.
증발가스의 재액화를 위해서는, 저장탱크 내부의 증발가스를 저장탱크 외부로 배출시켜 냉동 사이클을 포함한 재액화 장치를 통해 재액화시키는 방법이 이용되는데, 이때 증발가스는 초저온으로 냉각된 냉매, 예를 들어 질소, 혼합냉매 등과의 열교환을 통해 재액화된 후 저장탱크로 복귀된다. 이와 같은 냉동 사이클을 통한 재액화 장치는 운전의 복잡성으로 인해 전체 시스템 제어가 복잡하고, 많은 동력이 소모되는 문제가 있었다.
이처럼 많은 양의 BOG를 액화시키는 데에는 복잡한 재액화 장치와 많은 에너지를 필요로 하며, 연소시켜 제거하는 경우 연료를 사용하지 못하고 버리게 되는 등의 문제로 인해, 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 효율적으로 처리하기 위한 시스템이 필요하다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 선박의 화물창에서 발생하는 증발가스를 효율적으로 재액화시킬 수 있는 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박 또는 해양 구조물에 마련된 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 컴프레서;
상기 컴프레서에서 압축된 증발가스가 상기 컴프레서로 도입될 증발가스와 열교환되는 복수의 열교환기; 및
상기 복수의 열교환기에서 열교환된 상기 압축된 증발가스가 단열팽창되는 팽창 수단을 포함하되,
상기 복수의 열교환기는 병렬로 마련되어, 상기 컴프레서에서 압축된 증발가스는 상기 컴프레서의 후단에서 분기되어 상기 복수의 열교환기로 도입될 수 있다.
바람직하게는, 상기 팽창 수단을 거쳐 단열팽창된 상기 증발가스를 기액분리하는 기액분리기를 더 포함하여, 상기 기액분리기에서 분리된 액화천연가스는 상기 저장탱크로 회수되고, 분리된 기체는 상기 저장탱크에서 발생한 상기 증발가스와 함께 상기 복수의 열교환기로 도입될 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수의 열교환기 각각의 전단 및 후단에는 상기 압축된 증발가스 또는 상기 증발가스의 압력을 감지하는 압력 센서가 마련되고, 상기 복수의 열교환기 각각의 전단 및 후단에는 차단 밸브가 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 열교환기는 PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)이고,상기 압력 센서에서 감지된 상기 압축된 증발가스 또는 상기 증발가스의 열교환기 전단 및 후단의 압력차이로 상기 열교환기의 관로 막힘을 확인하여, 상기 차단 밸브로 상기 열교환기를 개폐할 수 있다.
바람직하게는, 상기 컴프레서에서 상기 증발가스는 150 내지 400 bar의 압력으로 압축되고, 상기 컴프레서에서 압축된 상기 증발가스 중 적어도 일부는 상기 선박 또는 해양 구조물의 엔진 연료로 공급될 수 있다.
바람직하게는, 상기 팽창 수단은 감압 밸브 및 팽창기(expander)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 1) 선박 또는 해양 구조물의 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 단계;
2) 압축된 증발가스를 분기하고 병렬로 마련된 복수의 열교환기로 도입시켜, 상기 저장탱크에서 발생한 압축 전의 증발가스와 열교환시키는 단계; 및
3) 열교환된 상기 증발가스를 단열팽창시키고 기액분리하는 단계를 포함하는 증발가스의 재액화 방법이 제공된다.
본 발명의 증발가스 재액화 시스템은, 복수의 열교환기를 병렬로 마련하여, 컴프레서에서 압축된 증발가스를 분기하여 복수의 열교환기로 도입시켜 컴프레서로 도입되기 전의 증발가스와 열교환시키고, 단열팽창을 거쳐 재액화시킨다. 이와 같이 저장탱크에서 발생하는 증발가스 자체의 냉열을 이용하여 증발가스를 재액화시킬 수 있도록 시스템을 구성하여, 별도의 냉매 시스템을 필요로 하지 않으므로, 초기 설치비 부담과 설비 규모를 줄일 수 있고, 유지보수도 편리해진다.
또한, 재액화를 위해 많은 에너지를 소모하는 재액화 장치를 설치하지 않음으로써 재액화를 위한 장치의 구동 비용을 절감하며, 효과적인 재액화를 통해 연소 등으로 낭비되는 천연가스량을 줄일 수 있어 경제성을 높일 수 있다.
병렬로 마련된 복수의 열교환기를 통해 열교환시킴으로써 열교환기 중 일부의 관로가 막히거나 장비 교체, 또는 점검 등이 필요한 때에도 나머지 열교환기를 통해 재액화 공정을 수행하여, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 지속적으로 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 열교환기의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에서의 증발가스 재액화가 이루어지는 개략적인 경로를 도시한 P-H 선도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조물에서의 증발가스 처리 시스템의 개략 구성도가 도시되어 있다.
도 1에는, 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 고압 천연가스 분사 엔진, 즉 ME-GI 엔진을 설치한 LNG 운반선에 본 발명의 증발가스 처리 시스템이 적용된 예가 도시되어 있지만, 본 발명의 후술할 증발가스 처리를 위한 시스템은 액화가스 저장탱크가 설치된 모든 종류의 해상 구조물, 즉 LNG 운반선, LNG RV와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 플랜트에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른, 해상 구조물의 증발가스 처리 시스템에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크(11)에서 발생되어 배출된 증발가스(NBOG)는, 증발가스 공급라인(L1)을 따라 이송되어 증발가스 압축부(13)에서 압축된 후 고압 천연가스 분사 엔진, 예컨대 ME-GI 엔진에 공급된다. 증발가스는 증발가스 압축부(13)에 의해 대략 150 내지 300 bara 정도의 고압으로 압축된 후 고압 천연가스 분사 엔진, 예컨대 ME-GI 엔진에 연료로서 공급된다.
저장탱크는 LNG 등의 액화가스를 극저온 상태로 저장할 수 있도록 밀봉 및 단열 방벽을 갖추고 있지만, 외부로부터 전달되는 열을 완벽하게 차단할 수는 없다. 그에 따라 저장탱크(11) 내에서는 액화가스의 증발이 지속적으로 이루어지며, 증발가스의 압력을 적정한 수준으로 유지하기 위해 증발가스 배출라인(L1)을 통하여 저장탱크(11) 내부의 증발가스를 배출시킨다.
저장탱크(11)의 내부에는 필요시 LNG를 저장탱크의 외부로 배출시키기 위해 배출 펌프(12)가 설치된다.
증발가스 압축부(13)는 하나 이상의 증발가스 압축기(14)와, 이 증발가스 압축기(14)에서 압축되면서 온도가 상승한 증발가스를 냉각시키기 위한 하나 이상의 중간 냉각기(15)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 5개의 증발가스 압축기(14)와 5개의 중간 냉각기(15)를 포함하는 다단 압축의 증발가스 압축부(13)가 예시되어 있다. 증발가스 압축부(13)는 예를 들어 증발가스를 약 301 bara까지 압축하도록 구성될 수 있다.
증발가스 압축부(13)에서 압축된 증발가스는 증발가스 공급라인(L1)을 통하여 고압 천연가스 분사 엔진에 공급되는데, 고압 천연가스 분사 엔진에서 필요로 하는 연료의 필요량에 따라 압축된 증발가스 전부를 고압 천연가스 분사 엔진에 공급할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 저장탱크(11)로부터 배출되어 증발가스 압축부(13)에서 압축된 증발가스를 제1 스트림이라 할 때, 압축된 증발가스의 제1 스트림을 제2 스트림과 제3 스트림으로 나누어, 제2 스트림은 고압 천연가스 분사 엔진에 연료로서 공급하고 제3 스트림은 액화시켜 저장탱크로 복귀시키도록 구성할 수 있다.
이때, 제2 스트립은 증발가스 공급라인(L1)을 통해 고압 천연가스 분사 엔진에 공급되고, 제3 스트림은 증발가스 복귀라인(L3)을 통해 저장탱크(11)로 복귀된다. 압축된 증발가스의 제3 스트림을 액화시킬 수 있도록 증발가스 복귀라인(L3)에는 열교환기(21)가 설치된다. 열교환기(21)에서는 압축된 증발가스의 제3 스트림을 저장탱크(11)로부터 배출된 후 증발가스 압축부(13)로 공급되는 증발가스와 열교환시킨다.
압축되기 전의 증발가스의 제1 스트림의 유량이 제3 스트림의 유량보다 많기 때문에, 압축된 증발가스의 제3 스트림은 압축되기 전의 증발가스의 제1 스트림으로부터 냉열을 공급받아 액화될 수 있다. 이와 같이 열교환기(21)에서는 저장탱크(11)로부터 배출된 직후의 극저온의 증발가스와 증발가스 압축부(13)에서 압축된 고압 상태의 증발가스를 열교환시켜 이 고압 상태의 증발가스를 액화시킨다.
열교환기(21)에서 액화된 증발가스(LBOG)는 팽창밸브(22)를 통과하면서 감압되어 기액 혼합상태로 기액분리기(23)에 공급된다. 팽창밸브(22)를 통과하면서 LBOG는 대략 상압으로 감압될 수 있다. 액화된 증발가스는 기액분리기(23)에서 기체와 액체 성분이 분리되어, 액체성분, 즉 LNG는 증발가스 복귀라인(L3)을 통해 저장탱크(11)로 이송되고, 기체성분, 즉 증발가스는 증발가스 재순환라인(L5)을 통해 저장탱크(11)로부터 배출되어 증발가스 압축부(13)로 공급되는 증발가스에 합류된다. 더욱 상세하게는, 증발가스 재순환라인(L5)은 기액분리기(23)의 상단으로부터 연장되어 증발가스 공급라인(L1)에서 열교환기(21)보다 상류측에 연결된다.
위에서는 설명의 편의상 열교환기(21)가 증발가스 복귀라인(L3)에 설치된 것으로 설명하였으나, 실제로 열교환기(21)에서는 증발가스 공급라인(L1)을 통해 이송되고 있는 증발가스의 제1 스트림과 증발가스 복귀라인(L3)을 통해 이송되고 있는 증발가스의 제3 스트림 사이에 열교환이 이루어지고 있으므로, 열교환기(21)는 증발가스 공급라인(L1)에 설치된 것이기도 하다.
증발가스 재순환라인(L5)에는 또 다른 팽창밸브(24)가 더 설치될 수 있으며, 그에 따라 기액분리기(23)로부터 배출된 기체 성분은 팽창밸브(24)를 통과하면서 감압될 수 있다. 또한 열교환기(21)에서 액화된 후 기액분리기(23)로 공급되는 증발가스의 제3 스트림과 기액분리기(23)에서 분리되어 증발가스 재순환라인(L5)을 통해 이송되는 기체 성분을 열교환시켜 제3 스트림을 더욱 냉각시킬 수 있도록 증발가스 재순환라인(L5)에는 냉각기(25)가 설치된다. 즉, 냉각기(25)에서는 고압 액체 상태의 증발가스를, 저압 극저온 기체 상태의 천연가스와 열교환으로 추가 냉각시킨다.
여기에서, 설명의 편의상 냉각기(25)가 증발가스 재순환라인(L5)에 설치된 것으로 설명하였으나, 실제로 냉각기(25)에서는 증발가스 복귀라인(L3)을 통해 이송되고 있는 증발가스의 제3 스트림과 증발가스 재순환라인(L5)을 통해 이송되고 있는 기체 성분 사이에 열교환이 이루어지고 있으므로, 냉각기(25)는 증발가스 복귀라인(L3)에 설치된 것이기도 하다.
한편, 저장탱크(11)에서 발생하는 증발가스의 양이 고압 천연가스 분사 엔진에서 요구하는 연료량보다 많아 잉여의 증발가스가 발생할 것으로 예상되는 경우에는, 증발가스 압축부(13)에서 압축된 혹은 단계적으로 압축되고 있는 도중의 증발가스를, 증발가스 분기라인(L7, L8)을 통하여 분기시켜 증발가스 소비수단에서 사용한다. 증발가스 소비수단으로서는 ME-GI 엔진에 비해 상대적으로 낮은 압력의 천연가스를 연료로서 사용할 수 있는 GCU, DF Generator, 가스 터빈, DFDE 등이 사용될 수 있다.
도 2에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발가스의 재액화 시스템을 개략적으로 도시하였다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 증발가스 재액화 시스템은, 선박 또는 해양 구조물에 마련된 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스를 압축하는 컴프레서(100)와, 컴프레서(100)에서 압축된 증발가스가 컴프레서(100)로 도입될 증발가스와 열교환되는 복수의 열교환기(210, 310)와, 복수의 열교환기에서 열교환된, 압축된 증발가스가 단열팽창되는 감압 밸브(400)를 포함한다.
본 실시예의 컴프레서(100)는, 전술한 실시예의 도 1에 도시된 증발가스 압축부(도 1의 13)와 같이, 복수의 압축기(미도시)와 중간냉각기(미도시)를 포함하는 다단 구성으로 이루어질 수 있으며, 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스를 150 내지 400 bar로 압축할 수 있다.
압축을 거치면서 증발가스는 온도가 높아지는데, 이를 저장탱크(T)에서 발생하여 컴프레서(100)로 도입될 증발가스와 열교환기(210, 310)에서 열교환시킴으로써 압축된 증발가스에 냉열을 전달한다.
본 실시예에서는 이때 복수의 열교환기(210, 310)를 병렬로 마련하여, 컴프레서에서 압축된 증발가스를 분기하여 복수의 열교환기로 도입시키게 된다. 도 2에서 저장탱크(T)로부터 컴프레서(100)로 향하는 증발가스의 흐름(L1)과, 컴프레서(100) 후단에서 분기된 후(L2) 다시 열교환기의 수에 따라 분기된 증발가스의 흐름(L2a, L2b)이 열교환기(210, 310)에서 열교환되는 것을 확인할 수 있다.
바람직하게는, 본 실시예의 열교환기는 PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)이다.
PCHE 열교환기의 개략적인 구조를 도 3에 도시하였다. 도 3에 도시된 바와 같이 PCHE 열교환기는 열교환될 유체가 서로 다른 방향에서 열교환기로 유입되어(S1, S2) 이를 통과하면서 열교환이 이루어진다. 이와 같은 PCHE 열교환기는 열교환가능한 온도 범위가 -200 내지 900℃ 정도로 매우 넓고, 열교환기 단위 부피당 열전이 면적이 넓어 높은 열 전달률을 나타내며, 기체와 액체, 이상(two-phase) 흐름 등의 여러 유체에 이용할 수 있는 장점이 있다.
반면에 열교환기 내부의 circuit이 매우 작아 관로가 막히는 문제가 있을 수 있는데, 이러한 경우 열교환기를 작동시킬 수 없게 된다. 본 실시예는 이러한 문제의 해결을 위해 병렬로 복수의 열교환기(210, 310)를 마련함으로써, 열교환기 일부에서 관로 막힘이나 다른 고장, 열교환기 교체 등의 유지보수가 이루어질 때에도 나머지 열교환기를 통해 증발가스의 열교환이 이루어질 수 있어 중단 없이 증발가스를 재액화할 수 있도록 시스템을 구성하였다.
복수의 열교환기 각각의 전단 및 후단에는 압축된 증발가스 또는 증발가스의 압력을 감지하는 압력 센서(220, 240, 320, 340)가 마련되고, 복수의 열교환기 각각의 전단 및 후단에는 차단 밸브(230, 250, 330, 350)가 마련된다. 이러한 압력 센서에서 감지된 압축된 증발가스 또는 증발가스의 열교환기 전단 및 후단의 압력 변화를 감지하여 열교환기의 관로 막힘 등 이상을 확인할 수 있고, 차단 밸브를 통해 해당 열교환기로 흐르는 유로를 개폐할 수 있다.
도 2의 실시예에는 이와 같이 각각 열교환기, 열교환기 전 후단에 마련된 압력 센서 및 차단 밸브를 포함하는 2개의 열교환부, 즉 제1 열교환부(200)와 제2 열교환부(300)가 병렬로 마련되어 컴프레서에서 압축된 증발가스가 컴프레서 후단에서 분기되어 각각의 열교환부로 도입되는 시스템을 도시하였다.
본 실시예에서 열교환부를 거친 증발가스는 유로를 따라(L3) 감압 밸브(400)로 도입되고, 감압 밸브(400)를 통과하며 단열팽창된 증발가스는 기액분리기(500)로 도입되어 기액분리된다. 기액분리기(500)에서 분리된 액화천연가스는 저장탱크(T)로 회수되고(L4), 분리된 기체는 저장탱크(T)에서 발생한 증발가스의 흐름에 합류되어(L5), 함께 복수의 열교환기(200, 300)로 도입될 수 있다.
감압 밸브(400)는 줄-톰슨 밸브가 사용될 수 있으며, 감압 밸브를 대신하여 팽창기(expander)를 비롯한 다른 감압 장치가 사용될 수도 있다. 냉각된 증발가스는 감압 밸브 등의 감압 장치를 통해 단열팽창되면서 압력이 낮아진다.
이와 같이 저장탱크(T)에서 발생한 증발가스를 압축, 냉각 및 단열팽창 과정을 거치면서 재액화되어, 기액분리기(500)를 통해 액화천연가스가 분리되어 저장탱크(T)로 회수된다.
한편, 컴프레서(T)에서 150 내지 400 bar의 압력으로 압축된 증발가스 중 적어도 일부는 선박 또는 해양 구조물의 엔진(E) 연료로 공급될 수 있는데, 특히 이때의 엔진은 고압가스를 연료로 하는 고압가스 분사엔진, 바람직하게는 ME-GI 엔진이다. 전술한 실시예에서와 같이 ME-GI 엔진 외에, ME-GI 엔진보다 낮은 압력의 연료를 공급받는 DFDE나 DF generator 등을 추가로 구성하여 컴프레서 중간에서 압축된 가스를 분기하여 이들의 연료로 공급할 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예에서는, 1) 선박 또는 해양 구조물의 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 단계; 2) 압축된 증발가스를 분기하고 병렬로 마련된 복수의 열교환기로 도입시켜, 저장탱크에서 발생한 압축 전의 증발가스와 열교환시키는 단계; 및 3) 열교환된 증발가스를 단열팽창시키고 기액분리하는 단계를 거쳐 증발가스를 재액화하게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 컴프레서
200, 300: 열교환부
210, 310: 열교환기
220, 240, 320, 340: 압력 센서
230, 250, 330, 350: 차단 밸브
400: 감압 밸브
500: 기액분리기
T: 저장탱크
E: 엔진

Claims (7)

  1. 선박 또는 해양 구조물에 마련된 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 컴프레서;
    상기 컴프레서에서 압축된 증발가스가 상기 컴프레서로 도입될 증발가스와 열교환되는 복수의 열교환기;
    상기 복수의 열교환기에서 열교환된 상기 압축된 증발가스가 단열팽창되는 팽창 수단; 및
    상기 팽창 수단을 거쳐 단열팽창된 상기 증발가스를 기액분리하는 기액분리기;를 포함하고,
    상기 복수의 열교환기는 병렬로 마련되어, 상기 컴프레서에서 압축된 증발가스는 상기 컴프레서의 후단에서 분기되어 상기 복수의 열교환기로 도입되고,
    상기 기액분리기에서 분리된 액화천연가스는 상기 저장탱크로 회수되고, 분리된 기체는 상기 저장탱크에서 발생한 상기 증발가스와 함께 상기 복수의 열교환기로 도입되는, 증발가스 재액화 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 열교환기 각각의 전단 및 후단에는 상기 압축된 증발가스 또는 상기 증발가스의 압력을 감지하는 압력 센서가 마련되고,
    상기 복수의 열교환기 각각의 전단 및 후단에는 차단 밸브가 마련되는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 열교환기는 PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)이고,
    상기 압력 센서에서 감지된 상기 압축된 증발가스 또는 상기 증발가스의 열교환기 전단 및 후단의 압력차이로 상기 열교환기의 관로 막힘을 확인하여, 상기 차단 밸브로 상기 열교환기를 개폐하는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 컴프레서에서 상기 증발가스는 150 내지 400 bar의 압력으로 압축되고,
    상기 컴프레서에서 압축된 상기 증발가스 중 적어도 일부는 상기 선박 또는 해양 구조물의 엔진 연료로 공급되는 것을 특징으로 하는 증발가스의 재액화 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 팽창 수단은, 감압 밸브 또는 팽창기(expander)인, 증발가스의 재액화 시스템.
  7. 삭제
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101903755B1 (ko) * 2017-09-11 2018-10-05 삼성중공업 주식회사 선박의 연료가스 공급시스템
KR20190102416A (ko) * 2018-02-26 2019-09-04 대우조선해양 주식회사 선박용 증발가스 재액화 시스템 및 방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101888944B1 (ko) * 2014-07-25 2018-08-17 현대중공업 주식회사 기액분리기와 이를 포함하는 액화가스 처리 시스템
KR101909239B1 (ko) * 2014-10-14 2018-10-18 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템
KR101910224B1 (ko) * 2014-12-19 2018-10-22 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템
JP6741691B2 (ja) 2015-06-02 2020-08-19 デウ シップビルディング アンド マリン エンジニアリング カンパニー リミテッド 船舶
US10661873B2 (en) 2015-06-02 2020-05-26 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Ship
CN109070977B (zh) * 2016-03-31 2021-03-30 大宇造船海洋株式会社 船只以及汽化气体再液化方法
WO2018219855A1 (en) * 2017-05-30 2018-12-06 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of using an indirect heat exchanger and facility for processing liquefied natural gas comprising such heat exchanger
RU2738946C1 (ru) * 2017-07-31 2020-12-18 Дэу Шипбилдинг Энд Марин Инжиниринг Ко., Лтд. Система и способ повторного сжижения отпарного газа для судна
KR101938176B1 (ko) * 2017-07-31 2019-01-14 대우조선해양 주식회사 증발가스 재액화 시스템 및 증발가스 재액화 시스템 내의 윤활유 배출 방법
JP6986132B2 (ja) * 2017-07-31 2021-12-22 デウ シップビルディング アンド マリン エンジニアリング カンパニー リミテッド 蒸発ガス再液化システム、蒸発ガス再液化システム内の潤滑油排出方法、およびエンジンの燃料供給方法
KR101957321B1 (ko) * 2017-07-31 2019-03-12 대우조선해양 주식회사 증발가스 재액화 시스템
KR101957322B1 (ko) * 2017-07-31 2019-03-12 대우조선해양 주식회사 증발가스 재액화 시스템 및 증발가스 재액화 시스템 내의 윤활유 배출 방법
KR102117389B1 (ko) * 2018-02-26 2020-06-01 대우조선해양 주식회사 선박용 증발가스 재액화 시스템 및 방법
KR102433264B1 (ko) * 2018-04-24 2022-08-18 한국조선해양 주식회사 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 해양 부유물
KR102596632B1 (ko) * 2019-08-14 2023-11-02 삼성중공업 주식회사 선박의 연료가스 관리시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101289212B1 (ko) 2013-05-30 2013-07-29 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY113626A (en) * 1995-10-05 2002-04-30 Bhp Petroleum Pty Ltd Liquefaction apparatus
JPH09157667A (ja) * 1995-12-07 1997-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液化ガス運搬船用液化ガス蒸発装置
KR101133431B1 (ko) 2009-04-23 2012-04-09 김일신 암반용 앵커
KR101106088B1 (ko) * 2011-03-22 2012-01-18 대우조선해양 주식회사 고압 천연가스 분사 엔진용 연료 공급 시스템의 재액화 장치에 사용되는 비폭발성 혼합냉매

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101289212B1 (ko) 2013-05-30 2013-07-29 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101903755B1 (ko) * 2017-09-11 2018-10-05 삼성중공업 주식회사 선박의 연료가스 공급시스템
KR20190102416A (ko) * 2018-02-26 2019-09-04 대우조선해양 주식회사 선박용 증발가스 재액화 시스템 및 방법
KR102033537B1 (ko) 2018-02-26 2019-10-17 대우조선해양 주식회사 선박용 증발가스 재액화 시스템 및 방법

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