KR101722369B1 - Fuel gas supplying system in ships - Google Patents

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Abstract

연료가스 공급시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템은 액화가스 및 증발가스를 수용하는 저장탱크, 저장탱크의 증발가스를 순차적으로 가압하는 제1압축부 및 제2압축부를 구비하고 제1압축부 및 제2압축부를 통과하여 가압된 증발가스를 제1엔진으로 공급하는 제1연료가스 공급라인, 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인, 제1압축부를 통과한 증발가스의 일부를 공급받아 이에 함유된 질소성분을 분리하는 질소분리기, 질소분리기에 의해 분리되어 제1농도의 질소성분을 함유하는 제1가스흐름을 제2엔진으로 공급하는 제2연료가스 공급라인 및 질소분리기에 의해 분리되어 제2농도의 질소성분을 함유하는 제2가스흐름을 제1압축부 후단으로 재공급하는 질소저감라인을 포함하여 제공될 수 있다.A fuel gas supply system is disclosed. A fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention includes a storage tank for storing a liquefied gas and an evaporated gas, a first compression unit and a second compression unit for sequentially pressurizing the evaporation gas of the storage tank, A first fuel gas supply line for supplying the pressurized evaporative gas to the first engine through the second compression section, a re-liquefaction line for supplying a part of the pressurized evaporative gas and re-liquefying it, A nitrogen gas separator for separating the nitrogen component contained therein, a second fuel gas supply line for supplying a first gas flow separated by the nitrogen separator and containing a nitrogen component of a first concentration to the second engine, and a nitrogen separator And a nitrogen reducing line for re-feeding the second gas stream containing the nitrogen component of the second concentration to the downstream end of the first compression section.

Description

연료가스 공급시스템{FUEL GAS SUPPLYING SYSTEM IN SHIPS}[0001] FUEL GAS SUPPLYING SYSTEM IN SHIPS [0002]

본 발명은 연료가스 공급시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료가스의 효율적인 이용 및 관리를 도모할 수 있는 선박용 연료가스 공급시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel gas supply system, and more particularly, to a fuel gas supply system for a ship capable of efficiently using and managing fuel gas.

온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO)의 규제가 강화됨에 따라 조선 및 해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유의 이용을 대신하여, 청정 에너지원인 천연가스를 선박의 연료가스로 이용하는 경우가 많아지고 있다.As IMO regulations on the emission of greenhouse gases and various air pollutants are strengthened, shipbuilding and marine industries are replacing the use of heavy fuel oil and diesel oil, In many cases.

천연가스(Natural Gas)는 통상적으로 저장 및 수송의 용이성을 위해, 천연가스를 약 섭씨 -162도로 냉각해 그 부피를 1/600로 줄인 무색 투명한 초저온 액체인 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)로 상 변화하여 관리 및 운용을 수행하고 있다.Natural gas is typically a liquefied natural gas (Liquefied Natural Gas), a colorless transparent cryogenic liquid with a volume reduced to 1/600 by cooling the natural gas to about -162 degrees Celsius for ease of storage and transportation. Management and operation.

이러한 액화천연가스는 선체에 단열 처리되어 설치되는 저장탱크에 수용되어 저장 및 수송된다. 그러나 액화천연가스를 완전히 단열시켜 수용하는 것은 실질적으로 불가능하므로, 외부의 열이 저장탱크의 내부로 지속적으로 전달되어 액화천연가스가 자연적으로 기화하여 발생되는 증발가스가 저장탱크의 내부에 축적되게 된다. 증발가스는 저장탱크의 내부압력을 상승시켜 저장탱크의 변형 및 훼손을 유발할 수 있으므로 증발가스를 처리 및 제거할 필요가 있다.Such liquefied natural gas is contained in a storage tank installed in an insulated manner on the hull and stored and transported. However, since it is virtually impossible to completely contain the liquefied natural gas, the external heat is continuously transferred to the inside of the storage tank, and the evaporated gas generated by naturally vaporizing the liquefied natural gas is accumulated in the storage tank . It is necessary to treat and remove the evaporated gas since the evaporated gas may increase the internal pressure of the storage tank and cause deformation and damage of the storage tank.

이에 종래에는 저장탱크의 상측에 마련되는 벤트마스트(Vent mast)로 증발가스를 흘려 보내거나, GCU(Gas Combustion Unit)을 이용하여 증발가스를 태워버리는 방안 등이 이용되었다. 그러나 이는 에너지 효율 면에서 바람직하지 못하므로 증발가스를 액화천연가스와 함께 또는 각각 선박의 엔진에 연료가스로 공급하거나, 냉동 사이클 등으로 이루어지는 재액화장치를 이용해 증발가스를 재액화시켜 활용하는 방안이 이용되고 있다.Conventionally, evaporation gas is flowed into a vent mast provided on the upper side of a storage tank, or a method of burning evaporation gas by using a GCU (Gas Combustion Unit) has been used. However, this is not desirable from the viewpoint of energy efficiency. Therefore, a method of re-liquefying the evaporation gas by supplying the evaporation gas with the liquefied natural gas or the fuel gas to the engine of the ship respectively, or using the re- .

한편 천연가스는 메탄(Methane) 외에도 에탄(Ethane), 프로판(Propane), 부탄(Butane), 질소(Nitrogen) 등을 포함하는 혼합물이다. 이 중에서 질소의 끓는 점은 섭씨 약 -195.8도로서, 그 외의 성분인 메탄(끓는 점 섭씨 -161.5도), 에탄(끓는 점 섭씨 -89도) 등에 비해 매우 낮다. Natural gas, on the other hand, is a mixture containing not only methane but also ethane, propane, butane, nitrogen and the like. The nitrogen boiling point is about -195.8 degrees Celsius, which is much lower than that of methane (boiling point -161.5 degrees) and ethane (boiling point-89 degrees Celsius).

이로 인해 저장탱크 내부에서 자연적으로 기화하여 발생하는 증발가스는 상대적으로 끓는 점이 낮은 질소성분을 많이 함유하게 되고, 이는 증발가스의 재액화 효율을 저하시키는 원인이 되어 증발가스의 활용 및 처리에 영향을 미치게 된다. As a result, the evaporation gas generated from the natural vaporization in the storage tank contains a large amount of nitrogen component having a relatively low boiling point, which causes deterioration of the re-liquefaction efficiency of the evaporation gas and thus affects the utilization and treatment of the evaporation gas I am crazy.

이에 따라 증발가스에 함유되는 질소성분을 효과적으로 처리하여 증발가스의 재액화 효율을 향상시킴과 동시에, 연료가스의 효율적인 이용 및 관리를 도모할 수 있는 방안이 요구된다.Accordingly, there is a need for a method capable of effectively treating the nitrogen component contained in the evaporated gas to improve the efficiency of re-liquefaction of the evaporated gas, and to efficiently utilize and manage the fuel gas.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0035223호(2010. 04. 05. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2010-0035223 (published on Apr. 05, 2010)

본 발명의 실시 예는 증발가스의 재액화 효율을 향상시킬 수 있는 연료가스 공급시스템을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a fuel gas supply system capable of improving the re-liquefaction efficiency of evaporation gas.

본 발명의 실시 예는 연료가스를 효율적으로 이용 및 관리할 수 있는 연료가스 공급시스템을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention seeks to provide a fuel gas supply system that can efficiently use and manage fuel gas.

본 발명의 실시 예는 증발가스에 함유된 질소성분을 효율적으로 이용 및 소모할 수 있는 연료가스 공급시스템을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is intended to provide a fuel gas supply system that can efficiently utilize and consume nitrogen components contained in an evaporative gas.

본 발명의 실시 예는 단순한 구조로서 효율적인 설비 운용을 도모할 수 있는 연료가스 공급시스템을 제공하고자 한다.The embodiment of the present invention is intended to provide a fuel gas supply system that can achieve efficient facility operation with a simple structure.

본 발명의 실시 예는 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 연료가스 공급시스템을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a fuel gas supply system capable of improving energy efficiency.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스 및 증발가스를 수용하는 저장탱크, 상기 저장탱크의 증발가스를 순차적으로 가압하는 제1압축부 및 제2압축부를 구비하고 상기 제1압축부 및 상기 제2압축부를 통과하여 가압된 증발가스를 제1엔진으로 공급하는 제1연료가스 공급라인, 상기 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인, 상기 제1압축부를 통과한 증발가스의 일부를 공급받아 이에 함유된 질소성분을 분리하는 질소분리기, 상기 질소분리기에 의해 분리되어 제1농도의 질소성분을 함유하는 제1가스흐름을 제2엔진으로 공급하는 제2연료가스 공급라인 및 상기 질소분리기에 의해 분리되어 제2농도의 질소성분을 함유하는 제2가스흐름을 상기 제1압축부 후단으로 재공급하는 질소저감라인을 포함하여 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a storage tank comprising: a storage tank for storing a liquefied gas and an evaporated gas; a first compression unit and a second compression unit for sequentially pressurizing the evaporation gas of the storage tank; A first fuel gas supply line for supplying the pressurized evaporative gas to the first engine through the compression unit, a re-liquefaction line for supplying a part of the pressurized evaporative gas and re-liquefying it, a part of the evaporative gas passing through the first compression unit A second fuel gas supply line for supplying a first gas flow separated by the nitrogen separator and containing a nitrogen component of a first concentration to the second engine, And a nitrogen reducing line for re-supplying a second gas flow separated by the second gas flow containing the nitrogen component of the second concentration to the downstream end of the first compression section.

재액화라인은 상기 가압된 증발가스의 일부를 1차적으로 감압시키는 제1팽창밸브와, 상기 제1팽창밸브를 통과한 증발가스를 냉각시키는 냉각부와, 상기 냉각부를 통과한 증발가스를 2차적으로 감압시키는 제2팽창밸브와, 상기 제2팽창밸브를 통과하여 기액 혼합상태의 증발가스를 기체 성분과 액체 성분으로 분리하는 기액분리기와, 상기 기액분리기에 의해 분리된 기체 성분을 상기 제2엔진으로 공급하는 증발가스 순환라인을 포함하여 제공될 수 있다.The re-liquefaction line includes a first expansion valve for primarily depressurizing a part of the pressurized evaporative gas, a cooling section for cooling the evaporative gas passing through the first expansion valve, Liquid separator for separating the vaporized gas passing through the second expansion valve into a gas component and a liquid component in a gas-liquid mixed state, and a gas-liquid separator for separating the gas component separated by the gas- And an evaporative gas circulation line for supplying the evaporative gas to the evaporator.

상기 재액화라인은 상기 제1팽창밸브의 전단 또는 후단의 증발가스를 상기 증발가스 순환라인을 따라 이송되는 기체 성분과 열교환하는 열교환부를 더 포함하여 제공될 수 있다.The re-liquefaction line may further include a heat exchange unit for exchanging heat between the evaporation gas upstream or downstream of the first expansion valve and the gas component transferred along the evaporation gas circulation line.

상기 재액화라인은 상기 기액분리기에 의해 분리된 액체 성분을 상기 저장탱크로 공급하는 액화가스 회수라인을 더 포함하여 제공될 수 있다.The re-liquefaction line may further comprise a liquefied gas recovery line for supplying the liquid component separated by the gas-liquid separator to the storage tank.

상기 질소분리기는 멤브레인 필터를 포함하여 제공될 수 있다.The nitrogen separator may be provided including a membrane filter.

상기 냉각부는 상기 제1팽창밸브를 통과한 증발가스를 상기 제1압축부 전단의 증발가스와 열교환하는 열교환기로 이루어져 제공될 수 있다.The cooling unit may be provided with a heat exchanger for exchanging heat between the evaporation gas passing through the first expansion valve and the evaporation gas before the first compression unit.

상기 제1농도의 질소성분은 상기 제2농도의 질소성분보다 고농도의 질소성분을 함유하도록 마련될 수 있다.The nitrogen component of the first concentration may be provided so as to contain a nitrogen component at a higher concentration than the nitrogen component of the second concentration.

저장탱크의 증발가스를 1차 가압하는 제1압축부, 상기 제1압축부를 통과하여 1차 가압된 증발가스를 2차 가압하는 제2압축부, 상기 1차 가압된 증발가스의 일부를 제1농도의 질소성분을 함유하는 제1가스흐름과 제2농도의 질소성분을 함유하는 제2가스흐름으로 분리하는 질소분리기, 상기 저장탱크의 증발가스를 상기 제1압축부 및 상기 제2압축부를 통과하여 제1엔진으로 공급하는 제1연료가스 공급라인, 상기 제2압축부를 통과하여 2차 가압된 증발가스의 일부를 재액화시키는 재액화라인, 상기 제1가스흐름을 제2엔진으로 공급하는 제2연료가스 공급라인 및 상기 제2가스흐름을 상기 제1압축부 후단으로 재공급하는 질소저감라인을 포함하여 제공될 수 있다.A first compression unit for firstly pressurizing the evaporation gas of the storage tank, a second compression unit for secondarily pressurizing the evaporated gas that is firstly pressurized through the first compression unit, a second compression unit for partially compressing the first- Into a first gas flow containing a nitrogen component at a first concentration and a second gas flow containing a nitrogen component at a second concentration, a nitrogen separator for passing the evaporation gas of the storage tank through the first and second compartments A first fuel gas supply line for supplying the first gas flow to the first engine and a second fuel gas supply line for supplying the first gas flow to the second engine, A fuel gas supply line and a nitrogen reducing line for re-supplying the second gas flow to the downstream end of the first compression section.

본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템은 증발가스의 재액화 효율 및 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.The fuel gas supply system according to the embodiment of the present invention has the effect of improving the efficiency and performance of re-liquefaction of the evaporation gas.

본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템은 증발가스의 함유된 질소성분을 효율적으로 이용 및 소모할 수 있는 효과를 가진다.The fuel gas supply system according to the embodiment of the present invention has an effect of efficiently using and consuming the nitrogen component contained in the evaporation gas.

본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템은 연료가스를 효율적으로 이용 및 관리할 수 있는 효과를 가진다.The fuel gas supply system according to the embodiment of the present invention has the effect of efficiently utilizing and managing the fuel gas.

본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템은 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.The fuel gas supply system according to the embodiment of the present invention has an effect of improving the energy efficiency.

본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템은 단순한 구조로서 효율적인 설비 운용을 도모할 수 있는 효과를 가진다.The fuel gas supply system according to the embodiment of the present invention has an effect of enabling efficient facility operation as a simple structure.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided to fully convey the spirit of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The present invention is not limited to the embodiments shown herein but may be embodied in other forms. For the sake of clarity, the drawings are not drawn to scale, and the size of the elements may be slightly exaggerated to facilitate understanding.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템(100)을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a fuel gas supply system 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템(100)은 저장탱크(110), 저장탱크(110)의 증발가스를 순차적으로 가압하는 제1압축부(121) 및 제2압축부(122)를 구비하고 제1압축부(121) 및 제2압축부(122)를 통과하여 가압된 증발가스를 제1엔진으로 공급하는 제1연료가스 공급라인(120), 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인(160), 제1압축부(121)를 통과한 증발가스의 일부를 공급받아 이에 함유된 질소성분을 분리하는 질소분리기(130), 질소분리기(130)에 의해 분리되어 제1농도의 질소성분을 함유하는 제1가스흐름을 제2엔진으로 공급하는 제2연료가스 공급라인(140), 질소분리기(130)에 의해 분리되어 제2농도의 질소성분을 함유하는 제2가스흐름을 제1연료가스 공급라인(120)의 제1압축부(121) 후단으로 재공급하는 질소저감라인(150)을 포함하여 마련될 수 있다.Referring to FIG. 1, a fuel gas supply system 100 according to an embodiment of the present invention includes a storage tank 110, a first compression unit 121 for sequentially pressurizing the evaporation gas of the storage tank 110, A first fuel gas supply line 120 having a compression section 122 and supplying the pressurized gas passed through the first compression section 121 and the second compression section 122 to the first engine, A reflux line 160 for re-liquefying a part of the gas, a nitrogen separator 130 for receiving a part of the evaporated gas passing through the first compression unit 121 and separating the nitrogen component contained therein, a nitrogen separator 130 A second fuel gas supply line 140 for supplying a first gas flow containing a nitrogen component of a first concentration to the second engine by the nitrogen gas separator 130, To the downstream end of the first compression section (121) of the first fuel gas supply line (120) It may be provided, including 150.

이하 실시 예에서는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서, 액화천연가스 및 이로부터 발생하는 증발가스를 적용하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 액화에탄가스, 액화탄화수소가스 등 다양한 액화가스 및 이로부터 발생하는 증발가스가 적용되는 경우에도 동일한 기술적 사상으로 동일하게 이해되어야 한다.In the following examples, liquefied natural gas and evaporative gas generated therefrom are used as an example to help understand the present invention. However, the present invention is not limited thereto, and various liquefied gases such as liquefied ethane gas and liquefied hydrocarbon gas, The same technical idea should be understood in the same way.

저장탱크(110)는 액화천연가스 및 이로부터 발생하는 증발가스를 수용 또는 저장하도록 마련된다. 저장탱크(110)는 외부의 열 침입에 의한 액화천연가스의 기화를 최소화할 수 있도록 단열 처리된 멤브레인 타입의 화물창으로 마련될 수 있다. 저장탱크(110)는 천연가스의 생산지 등으로부터 액화천연가스를 공급받아 수용 또는 저장하여 목적지에 이르러 하역하기까지 액화천연가스 및 증발가스를 안정적으로 보관하되 후술하는 바와 같이 선박의 추진용 엔진 또는 선박의 발전용 엔진 등의 연료가스로 이용되도록 마련될 수 있다. The storage tank 110 is provided to receive or store the liquefied natural gas and the evaporative gas generated therefrom. The storage tank 110 may be provided with a membrane-type cargo hold that is heat-treated to minimize vaporization of liquefied natural gas due to external heat penetration. The storage tank 110 stores the liquefied natural gas and the evaporation gas in a stable manner until the liquefied natural gas is received from the production site of the natural gas, The power generation engine of the present invention can be used as a fuel gas.

저장탱크(110)는 일반적으로 단열 처리되어 설치되나, 외부의 열 침입을 완전히 차단하는 것은 실질적으로 어려우므로, 저장탱크(110) 내부에는 액화천연가스가 자연적으로 기화하여 발생하는 증발가스가 존재하게 된다. 이러한 증발가스는 저장탱크(110)의 내부압력을 상승시켜 저장탱크(110)의 변형 및 폭발 등의 위험을 잠재하고 있으므로 증발가스를 저장탱크(110)로부터 제거 또는 처리할 필요성이 있다. 이에 따라 저장탱크(110) 내부에 발생된 증발가스는 본 발명의 실시 예와 같이 제1연료가스 공급라인(120) 또는 제2연료가스 공급라인(140)에 의해 엔진의 연료가스로 이용되거나 재액화라인(160)에 의해 재액화되어 저장탱크(110)로 재공급될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나 저장탱크(110)의 상부에 마련되는 벤트 마스트(미도시)로 공급하여 증발가스를 처리 또는 소모시킬 수도 있다.Since the storage tank 110 is generally installed in a heat-treated state, it is practically difficult to shut off the intrusion of external heat completely. Therefore, there is an evaporative gas generated by naturally vaporizing the liquefied natural gas in the storage tank 110 do. Such evaporated gas raises the internal pressure of the storage tank 110, and there is a risk of deformation and explosion of the storage tank 110. Therefore, it is necessary to remove or treat the evaporated gas from the storage tank 110. [ The evaporated gas generated in the storage tank 110 may be used as the fuel gas of the engine by the first fuel gas supply line 120 or the second fuel gas supply line 140 as in the embodiment of the present invention, Liquefied by the liquefaction line 160 and re-supplied to the storage tank 110. In addition, although not shown in the drawing, the evaporation gas may be supplied or consumed by supplying a vent mast (not shown) provided at an upper portion of the storage tank 110.

엔진은 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스 및 증발가스 등의 연료가스를 공급받아 선박의 추진력을 발생시키거나 선박의 내부 설비 등의 발전용 전원을 발생시킬 수 있다. 엔진은 상대적으로 고압의 연료가스를 공급받아 출력을 발생시키는 제1엔진과, 상대적으로 저압의 연료가스를 공급받아 출력을 발생시키는 제2엔진으로 이루어질 수 있다. 일 예로 제1엔진은 상대적으로 고압의 연료가스로 출력을 발생시킬 수 있는 ME-GI 엔진 또는 X-DF 엔진으로 이루어지고, 제2엔진은 상대적으로 저압의 연료가스로 출력을 발생시킬 수 있는 DFDE 엔진 등으로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 수의 엔진 및 다양한 종류의 엔진이 이용되는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.The engine may be supplied with fuel gas such as liquefied natural gas and vaporized gas stored in the storage tank 110 to generate propulsive force of the ship or generate electric power for power generation such as internal equipment of the ship. The engine may include a first engine that generates an output by receiving a relatively high-pressure fuel gas, and a second engine that generates an output by receiving a relatively low-pressure fuel gas. For example, the first engine may be an ME-GI engine or an X-DF engine capable of generating an output with a relatively high-pressure fuel gas, and the second engine may include a DFDE An engine, or the like. However, the present invention is not limited thereto, and it should be equally understood that various numbers of engines and various kinds of engines are used.

제1연료가스 공급라인(120)은 저장탱크(110)에 존재하는 증발가스를 가압하여 제1엔진에 연료가스로서 공급하거나, 재액화라인(160)으로 공급하여 가압된 증발가스의 일부를 재액화시키도록 마련될 수 있다. 제1연료가스 공급라인(120)은 입구 측 단부가 저장탱크(110)의 내부에 연결되어 마련되고, 출구 측 단부는 제1엔진으로 연결되며, 그 중단에는 후술하는 질소분리기(130) 및 재액화라인(160)이 분기되어 마련될 수 있다. 제1연료가스 공급라인(120)에는 증발가스를 엔진이 요구하는 조건에 맞추어 처리할 수 있도록 증발가스를 순차적으로 가압하는 제1압축부(121) 및 제2압축부(122)가 마련된다.The first fuel gas supply line 120 pressurizes the evaporation gas present in the storage tank 110 and supplies it as a fuel gas to the first engine or to the re-liquefaction line 160, To be liquefied. The first fuel gas supply line 120 has an inlet side end connected to the inside of the storage tank 110 and an outlet side end connected to the first engine. The liquefaction line 160 may be branched. The first fuel gas supply line 120 is provided with a first compression unit 121 and a second compression unit 122 that sequentially pressurize the evaporation gas so that the evaporation gas can be processed according to the conditions required by the engine.

제1압축부(121)는 증발가스를 1차적으로 압축하는 컴프레서(121a)와 압축되면서 가열된 증발가스를 냉각시키는 쿨러(121b)를 포함할 수 있다. 제1압축부(121)는 제2엔진이 요구하는 연료가스의 압력 및 온도조건에 상응하는 수준으로 저장탱크의 증발가스를 가압할 수 있다. The first compression unit 121 may include a compressor 121a for primarily compressing the evaporated gas and a cooler 121b for cooling the heated evaporated gas while being compressed. The first compression section 121 can pressurize the evaporation gas of the storage tank to a level corresponding to the pressure and temperature conditions of the fuel gas required by the second engine.

제1압축부(121)는 후술하는 바와 같이, 제1압축부(121)에 의해 가압된 증발가스의 일부가 질소분리기(130)를 통과하면서 그 압력이 저하될 우려가 있으므로, 이를 감안하여 제2엔진이 요구하는 연료가스 압력조건보다 소정의 크기 더 높은 압력으로 증발가스를 가압하여 공급하도록 마련될 수 있다.The pressure of the first compressed portion 121 may decrease as a part of the evaporated gas pressurized by the first compressed portion 121 passes through the nitrogen separator 130 as described later. It is possible to pressurize and supply the evaporation gas to a pressure higher than the fuel gas pressure condition required by the engine 2 by a predetermined amount.

제1압축부(121)의 후단에는 제1압축부(121)를 통과하여 일부 가압된 증발가스를 2차적으로 가압하는 제2압축부(122)가 마련될 수 있다. 제2압축부(122)는 제1압축부(121)와 마찬가지로, 증발가스를 압축하는 컴프레서(122a)와 압축되면서 가열된 증발가스를 냉각시키는 쿨러(122b)를 포함할 수 있다. 제2압축부(122)는 제1압축부(121)를 통과한 증발가스를 추가적으로 가압하여 제1엔진이 요구하는 압력 및 온도조건에 상응하는 수준으로 증발가스를 가압할 수 있다.The second compression unit 122 may be provided at the rear end of the first compression unit 121 to secondarily pressurize the partially pressurized gas passing through the first compression unit 121. Like the first compression section 121, the second compression section 122 may include a compressor 122a for compressing the evaporation gas and a cooler 122b for cooling the evaporation gas heated while being compressed. The second compression unit 122 may further pressurize the evaporation gas that has passed through the first compression unit 121 to pressurize the evaporation gas to a level corresponding to the pressure and temperature conditions required by the first engine.

도 1에서는 제1압축부(121)가 3단의 컴프레서(121a) 및 쿨러(121b)로 이루어지고, 제2압축부(122)가 2단의 컴프레서(122a) 및 쿨러(122b)로 이루어진 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로서 엔진의 요구 압력조건 및 온도에 따라 제1압축부(121) 및 제2압축부(122)는 다양한 수의 컴프레서 및 쿨러로 이루어질 수 있다. 1, the first compression section 121 is composed of three compressors 121a and a cooler 121b, and the second compression section 122 is composed of two compressors 122a and a cooler 122b However, the first compression unit 121 and the second compression unit 122 may be composed of various numbers of compressors and coolers depending on the required pressure condition and temperature of the engine.

제1연료가스 공급라인(120) 상의 제1압축부(121) 전단에는 후술하는 재액화라인(160)의 냉각부(162)가 설치될 수 있다. 또한 제1압축부(121)의 후단과 제2압축부(122)의 전단 사이에는 제1압축부(121)를 통과한 증발가스의 일부를 질소분리기(130)로 공급하는 공급라인이 분기되고, 후술하는 질소저감라인(150)이 합류하도록 마련될 수 있으며, 제2압축부(122) 후단에는 제1압축부(121) 및 제2압축부(122)를 통과하여 가압된 증발가스의 일부를 공급받도록 재액화라인(160)이 분기되어 마련될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.The cooling unit 162 of the re-liquefaction line 160, which will be described later, may be installed at the front end of the first compression unit 121 on the first fuel gas supply line 120. Between the rear end of the first compression section 121 and the front end of the second compression section 122, a supply line for supplying a part of the evaporated gas that has passed through the first compression section 121 to the nitrogen separator 130 is branched A portion of the evaporated gas that has passed through the first compressing unit 121 and the second compressing unit 122 and is pressurized may be provided at the downstream end of the second compressing unit 122, The re-liquefaction line 160 may be branched. A detailed description thereof will be given later.

질소분리기(130)는 제1압축부(121)를 통과한 증발가스의 일부를 공급받아 이에 함유된 질소성분을 분리하도록 제1연료가스 공급라인(120) 상의 제1압축부(121) 후단으로부터 분기되는 공급라인을 통해 증발가스의 일부를 공급받을 수 있다. 질소분리기(130)는 제1압축부(121)를 통과한 증발가스의 일부를 제1농도의 질소성분을 함유하는 제1가스흐름 및 제2농도의 질소성분을 함유하는 제2가스흐름으로 분류하여, 제1가스흐름을 제2연료가스 공급라인(140)으로 공급하여 제2엔진에 연료가스로 이용되도록 하고, 제2가스흐름은 후술하는 질소저감라인(150)을 통해 제1연료가스 공급라인(120)의 제1압축부(121) 후단으로 재공급하도록 마련된다.The nitrogen separator 130 separates the nitrogen component contained in the nitrogen gas supplied from the first compression unit 121 on the first fuel gas supply line 120 from the rear end of the first compression unit 121, A part of the evaporated gas can be supplied through the branched supply line. The nitrogen separator 130 classifies a portion of the evaporated gas that has passed through the first compression section 121 into a first gas flow containing a first concentration of nitrogen component and a second gas flow containing a second concentration of nitrogen component The first gas flow is supplied to the second fuel gas supply line 140 to be used as the fuel gas to the second engine and the second gas flow is supplied to the first fuel gas supply line 140 via the nitrogen reduction line 150, To the downstream end of the first compression section 121 of the line 120. [

본 실시 예에서 설명하는 제1농도의 질소성분 및 제2농도의 질소성분은 각각 고농도의 질소성분 및 저농도의 질소성분을 의미하는 것으로서, 제1농도의 질소성분은 제2농도의 질소성분과 비교하여 상대적으로 고농도의 질소성분을 가지며, 제2농도의 질소성분은 제1농도의 질소성분과 비교하여 상대적으로 저농도의 질소성분을 갖는다. 제1농도 및 제2농도는 특정 수치에 한정되는 것은 아니며 제1농도와 제2농도 간의 농도 차이에 따른 상대적인 의미로 이해되어야 할 것이다.The nitrogen component of the first concentration and the nitrogen component of the second concentration, which are described in this embodiment, refer to a nitrogen component of a high concentration and a nitrogen component of a low concentration, respectively. The nitrogen component of the first concentration is compared with the nitrogen component of the second concentration And the nitrogen component of the second concentration has a relatively low nitrogen component as compared with the nitrogen component of the first concentration. The first concentration and the second concentration are not limited to a specific value but should be understood as relative terms depending on the concentration difference between the first concentration and the second concentration.

천연가스는 주성분인 메탄(Methane) 외에도 에탄(Ethane), 프로판(Propane), 부탄(Butane), 질소(Nitrogen) 등을 포함하는 혼합물이다. 이 중 질소의 끓는 점은 섭씨 약 -195.8도로서, 그 외의 성분인 메탄(끓는 점 섭씨 -161.5도), 에탄(끓는 점 섭씨 -89도) 등에 비해 매우 낮다. 이에 따라 저장탱크(110) 내부에서 자연적으로 기화하여 발생하는 자연증발가스는 끓는 점이 낮은 질소성분이 상대적으로 많이 기화되어 질소성분을 많이 함유하게 된다. 이러한 증발가스를 재액화하고자 하는 경우 질소성분은 끓는 점이 낮아 재액화가 매우 어려우므로, 증발가스의 질소성분의 농도가 증가할수록 재액화 효율이 떨어지게 된다. Natural gas is a mixture containing ethane, propane, butane, nitrogen and the like in addition to the main component methane. Among them, the boiling point of nitrogen is about -195.8 degrees Celsius, which is much lower than that of methane (boiling point -161.5 degrees Celsius) and ethane (boiling point -89 degrees Celsius). Accordingly, the natural evaporation gas generated by spontaneously vaporizing in the storage tank 110 is relatively vaporized with a relatively low boiling point nitrogen component, thereby containing a large amount of nitrogen component. When the evaporation gas is to be re-liquefied, the re-liquefaction efficiency becomes lower as the concentration of the nitrogen component of the evaporation gas increases, because the nitrogen component has a low boiling point and is thus difficult to re-cure.

이에 질소분리기(130)가 제1압축부(121)을 통과하여 가압된 증발가스의 일부에 함유된 질소성분을 분리하여, 제1농도의 질소성분을 함유하는 제1가스흐름은 연료가스의 질소성분의 함량에 비교적 크게 영향을 받지 않는 제2엔진에 연료가스로 공급하여 이용 및 소모하되, 제2농도의 질소성분을 함유하는 제2가스흐름을 질소저감라인(150)을 통해 재액화라인(160)이 분기되는 제1연료가스 공급라인(120) 측으로 재공급함으로써, 재액화라인(160)의 증발가스 재액화 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.The nitrogen separator 130 separates the nitrogen component contained in a portion of the pressurized evaporative gas passing through the first compression section 121 so that the first gas stream containing the nitrogen component of the first concentration contains nitrogen The second gas stream containing the nitrogen component of the second concentration is supplied to the second liquefaction line (150) through the nitrogen reduction line (150) 160 to the first fuel gas supply line 120 side to be branched, it is possible to improve the liquefaction performance and efficiency of evaporating gas re-liquefaction line 160.

질소분리기(130)는 멤브레인 필터로 이루어질 수 있다. 멤브레인 필터는 질소성분과의 친화도가 높은 물질을 구비하고, 가압된 증발가스가 그 압력에 의해 멤브레인 필터를 통과함으로써, 질소성분은 멤브레인 필터에 의해 걸러져 제2연료가스 공급라인(140)으로 공급되고, 메탄 등 질소 외의 성분은 그대로 통과하여 질소저감라인(150)으로 공급될 수 있다.The nitrogen separator 130 may be a membrane filter. The membrane filter has a substance having high affinity with the nitrogen component and the pressurized evaporation gas passes through the membrane filter by the pressure so that the nitrogen component is filtered by the membrane filter and supplied to the second fuel gas supply line 140 And the components other than nitrogen such as methane can be supplied to the nitrogen reduction line 150 as it is.

또한 도면에는 도시하지 않았으나, 제1연료가스 공급라인(120) 상의 제1압축부(121) 후단으로부터 질소분리기(130)로 분기되는 지점에는 삼방밸브(미도시)가 마련되어, 제2엔진이 요구하는 연료가스의 공급량에 맞추어 질소분리기(130) 측으로 공급되는 증발가스의 공급량을 조절하도록 마련될 수 있다.Although not shown in the drawing, a three-way valve (not shown) is provided at a branch point from the downstream end of the first compression section 121 on the first fuel gas supply line 120 to the nitrogen separator 130, And the supply amount of the evaporation gas supplied to the nitrogen separator 130 may be adjusted in accordance with the supply amount of the fuel gas.

제2연료가스 공급라인(140)은 질소분리기(130)에 의해 분리된 제1농도의 질소성분을 함유하는 제1가스흐름을 제2엔진에 연료가스로서 공급하도록 마련된다. 이를 위해 제2연료가스 공급라인(140)은 입구 측 단부가 질소분리기(130)에 연결되고, 출구 측 단부가 제2엔진에 연결되어 마련될 수 있다. 또한 도면에는 도시하지 않았으나, 잉여의 연료가스를 소비하도록 출구 측 단부가 분기되어 GCU(Gas Combustion Unit, 미도시)에 연결되도록 마련될 수 있다.The second fuel gas supply line 140 is provided to supply the first gas flow containing the nitrogen component of the first concentration separated by the nitrogen separator 130 as fuel gas to the second engine. To this end, the second fuel gas supply line 140 may be provided with an inlet end connected to the nitrogen separator 130 and an outlet end connected to the second engine. Also, although not shown in the drawings, the outlet side end may be branched so as to consume extra fuel gas and be connected to a gas combustion unit (GCU) (not shown).

질소저감라인(150)은 질소분리기(130)에 의해 분리된 제2농도의 질소성분을 함유하는 제2가스흐름을 제1연료가스 공급라인(120) 상의 제1압축부(121) 후단으로 재공급하도록 마련된다. 제1압축부(121)를 통과하여 가압된 증발가스의 일부가 질소분리기(130)에 의해 저농도의 질소성분을 함유하는 제2가스흐름이 분리되고, 이를 질소저감라인(150)이 제1압축부(121) 후단으로 재공급하여, 제2압축부(122)로 공급되는 증발가스의 질소성분 함량을 저감시킬 수 있다. The nitrogen reduction line 150 is connected to the downstream side of the first compression section 121 on the first fuel gas supply line 120 by the second gas flow containing the nitrogen component of the second concentration separated by the nitrogen separator 130 . A part of the evaporated gas that has passed through the first compression section 121 and is pressurized is separated by the nitrogen separator 130 into a second gas flow containing a low concentration nitrogen component and the nitrogen reduction line 150 is subjected to the first compression It is possible to reduce the nitrogen component content of the evaporated gas supplied to the second compression section 122 by re-

재액화라인(160)은 제1압축부(121) 및 제2압축부(122)를 순차적으로 통과하여 가압된 증발가스와 제1압축부(121), 질소분리기(130) 및 제2압축부(122)를 순차적으로 통과하여 질소성분의 함량이 저감된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키도록 마련된다. 재액화라인(160)으로 공급되는 가압된 증발가스의 일부는 전술한 바와 같이, 제2압축부(122) 전단에서 질소분리기(130)를 거쳐 증발가스의 질소성분의 함량이 저감된 상태이므로, 증발가스의 재액화 효율이 향상될 수 있다.The re-liquefaction line 160 sequentially passes the first compressed portion 121 and the second compressed portion 122 through the first compressed portion 121, the nitrogen separator 130, (122) in order to partially liquefy the evaporated gas in which the content of the nitrogen component has been reduced. Since the portion of the pressurized evaporative gas supplied to the refueling line 160 is in a state where the content of the nitrogen component of the evaporative gas is reduced through the nitrogen separator 130 at the front end of the second compression section 122 as described above, The re-liquefaction efficiency of the evaporation gas can be improved.

재액화라인(160)은 가압된 증발가스의 일부를 1차적으로 감압시키는 제1팽창밸브(161), 제1팽창밸브(161)를 통과한 증발가스를 냉각시키는 냉각부(162), 냉각부(162)를 통과한 증발가스를 2차적으로 감압시키는 제2팽창밸브(163), 제2팽창밸브를 통과하여 기액 혼합상태의 증발가스를 기체 성분 및 액체 성분으로 분리하는 기액분리기(164), 기액분리기(164)에서 분리된 기체 성분을 제2엔진으로 공급하는 증발가스 순환라인(165), 제1팽창밸브(161)의 전단 또는 후단의 증발가스를 증발가스 순환라인(165)을 따라 이송되는 기체 성분과 열교환하는 열교환부(166), 기액분리기(164)에 의해 분리된 액체 성분을 저장탱크로 공급하는 액화가스 회수라인(167)을 포함할 수 있다.The re-liquefaction line (160) includes a first expansion valve (161) for primarily depressurizing a part of the pressurized evaporative gas, a cooling section (162) for cooling the evaporative gas passing through the first expansion valve (161) A second expansion valve 163 for secondarily reducing the evaporated gas that has passed through the second expansion valve 162, a gas-liquid separator 164 for separating the vaporized gas passing through the second expansion valve into a gas component and a liquid component, An evaporation gas circulation line 165 for supplying the gas component separated by the gas-liquid separator 164 to the second engine, and an evaporation gas at the front end or the rear end of the first expansion valve 161 are conveyed along the evaporation gas circulation line 165 And a liquefied gas recovery line 167 for supplying the liquid component separated by the gas-liquid separator 164 to the storage tank.

제1팽창밸브(161)는 재액화라인(160)으로 공급되는 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 1차적으로 감압시키도록 마련된다. 제1팽창밸브(161)는 가압된 증발가스를 미리 감압시킨 후 냉각부(162)로 공급함으로써 재액화 효율을 증대시킬 수 있다. 일 예로 증발가스가 제1압축부(121) 및 제2압축부(122)에 의해 약 300 bar 수준으로 가압된 경우, 제1팽창밸브(161)는 가압된 증발가스를 140 bar 내지 160 bar 이하로 감압시킨 후 냉각부(162)로 공급하여 재액화 효율을 높일 수 있다. 그러나 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서, 제1압축부(121) 및 제2압축부(122)에 의해 증발가스가 가압되는 정도에 따라 제1팽창밸브(161)의 감압 정도는 다양하게 구현될 수 있다. 제1팽창밸브(161)는 줄-톰슨 밸브(Joule-Thomson Valve)로 이루어질 수 있으며, 다만 가압된 증발가스를 감압시킬 수 있다면 팽창기(Expander) 등 다양한 장치로 이루어질 수 있다.The first expansion valve (161) is provided to primarily depressurize a portion of the pressurized evaporative gas supplied to the refueling line (160). The first expansion valve (161) can increase the re-liquefaction efficiency by reducing the pressure of the pressurized evaporative gas in advance and supplying it to the cooling section (162). For example, when the evaporation gas is pressurized to about 300 bar by the first compressing section 121 and the second compressing section 122, the first expansion valve 161 pressurizes the pressurized evaporation gas at 140 bar to 160 bar And then supplied to the cooling unit 162 to increase the re-liquefaction efficiency. However, in order to facilitate the understanding of the present invention, for example, the degree of decompression of the first expansion valve 161 depends on the extent to which the evaporation gas is pressurized by the first compression section 121 and the second compression section 122 And can be variously implemented. The first expansion valve 161 may be a Joule-Thomson valve, but may be formed of various devices such as an expander if the pressure of the pressurized evaporation gas can be reduced.

냉각부(162)는 제1팽창밸브(161) 통과하여 1차적으로 감압된 증발가스를 냉각시키도록 마련된다. 냉각부(162)는 증발가스를 제1연료가스 공급라인(120)을 따라 이송되는 제1압축부(121) 전단의 증발가스와 열교환하는 열교환기로 이루어질 수 있다. 가압된 증발가스는 제1압축부(121) 및 제2압축부(122)에 의해 가압되어 온도 및 압력이 상승한 상태이므로, 제1연료가스 공급라인(120) 상의 제1압축부(121)를 통과하기 전의 저온의 증발가스와 열교환함으로써 가압된 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 이와 같이 냉각부(162)를 열교환기로 마련함으로써, 별도의 냉각장치 없이도 가압된 증발가스를 냉각시킬 수 있으므로, 불필요한 전원의 낭비를 방지하고 설비가 단순화되어, 설비 운용의 효율성을 도모할 수 있다.The cooling section 162 is provided to cool the evaporated gas primarily compressed through the first expansion valve 161. The cooling unit 162 may be a heat exchanger for exchanging the evaporated gas with the evaporated gas before the first compression unit 121 conveyed along the first fuel gas supply line 120. Since the pressurized evaporated gas is pressurized by the first compressing unit 121 and the second compressing unit 122 and the temperature and the pressure are increased, the first compression unit 121 on the first fuel gas supply line 120 It is possible to cool the pressurized evaporated gas by heat exchange with the low temperature evaporated gas before passing through. Since the cooling unit 162 is provided as a heat exchanger, it is possible to cool the pressurized evaporated gas without using a separate cooling device, thereby preventing unnecessary waste of electric power, simplifying the facility, and improving facility operation efficiency.

제2팽창밸브(163)는 냉각부(162)의 후단에 마련될 수 있다. 제2팽창밸브(163)는 냉각부(162)를 통과한 증발가스를 2차적으로 감압하여 증발가스의 재액화를 구현할 수 있다. 제2팽창밸브(163)는 제2엔진이 요구하는 요구하는 연료가스 압력조건에 상응하는 압력 수준으로 감압시킬 수 있다. 제2팽창밸브(163)는 일 예로 줄-톰슨 밸브(Joule-Thomson Valve)로 이루어질 수 있으나, 팽창기(Expander) 등 다양한 장치로 이루어지는 경우를 포함한다.The second expansion valve 163 may be provided at the rear end of the cooling section 162. The second expansion valve 163 is capable of realizing liquefaction of the evaporation gas by secondarily depressurizing the evaporation gas that has passed through the cooling section 162. The second expansion valve 163 can be depressurized to a pressure level corresponding to the required fuel gas pressure condition required by the second engine. The second expansion valve 163 may be a Joule-Thomson valve, for example, but may include various devices such as an expander.

기액분리기(164)는 제2팽창밸브(163)를 통과하면서 냉각 및 감압되어 기액 혼합상태의 증발가스를 수용하되 액체 성분 및 기체 성분을 분리하도록 마련된다. 증발가스는 제2팽창밸브(163)를 통과 시 대부분 재액화가 이루어지기는 하나, 감압하는 과정에서 플래쉬 가스(Flash Gas)가 발생함으로써 기체 성분이 발생할 수 있다. 이에 따라 제1팽창밸브(161), 냉각부(162) 및 제2팽창밸브(163)를 순차적으로 통과하여 기액 혼합상태의 증발가스를 기액분리기(164)가 수용함과 동시에, 기체 성분 및 액체 성분으로 분리하여 재액화 공정의 신뢰성을 도모하고, 각 성분을 별도로 취급할 수 있다.The gas-liquid separator 164 is cooled and decompressed while passing through the second expansion valve 163 to receive the vaporized gas in the gas-liquid mixed state, and to separate the liquid component and the gas component. When the evaporation gas passes through the second expansion valve 163, most of the re-liquidization is performed, but a flash gas is generated in the process of reducing the pressure, so that a gas component may be generated. Thus, the gas-liquid separator 164 receives the vaporized gas in the vapor-liquid mixed state sequentially through the first expansion valve 161, the cooling section 162, and the second expansion valve 163, Components, thereby relieving the reliability of the re-liquefaction process, and treating each component separately.

한편, 증발가스의 재액화를 위해 증발가스의 가압, 냉각 및 감압 시 기액분리기(164)에서 분리되는 플래쉬 가스 등의 기체 성분에는 끓는 점이 낮은 질소성분이 고농도로 함유된다. 고농도의 질소성분을 함유하는 기체 성분을 다시 연료가스 시스템(100) 내에서 순환시킬 경우, 증발가스의 재액화 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 순환되는 기체 성분에 의해 제1압축부(121) 및 제2압축부(122)의 컴프레서(121a, 122a) 등에 불필요한 부하를 가하게 되거나 고사양의 컴프레서(121a, 122a) 설치가 요구되어 설비 운용의 비효율을 초래하는 문제점이 있다.On the other hand, a gas component such as a flash gas, which is separated in the gas-liquid separator 164 when the evaporation gas is pressurized, cooled, and decompressed to re-liquefy the evaporation gas, contains a nitrogen component having a low boiling point at a high concentration. When the gaseous component containing a high concentration of nitrogen component is circulated again in the fuel gas system 100, not only the re-liquefaction efficiency of the evaporation gas is lowered but also the efficiency of the first compression section 121 and the second There is a problem in that an unnecessary load is applied to the compressors 121a and 122a of the compression unit 122 or installation of high-compression compressors 121a and 122a is required, resulting in inefficiency of facility operation.

증발가스 순환라인(165)은 기액분리기(164)에서 분리되어 고농도의 질소성분을 함유하는 기체 성분을 제2엔진에 연료가스로 공급하도록 마련된다. 전술한 바와 같이, 제1팽창밸브(161), 냉각부(162) 및 제2팽창밸브(163)를 거쳐 냉각 및 가압된 증발가스가 감압하는 과정에서 발생하는 기체 성분에 상대적으로 고농도의 질소성분이 함유되는 바, 이 중 재액화 효율이 떨어지는 기체 성분을 증발가스 순환라인(165)을 통해 제2엔진에 연료가스로서 공급 및 이용함으로써, 연료가스의 효율적인 이용을 도모함과 동시에, 기액분리기(164)에 의해 분리되어 상대적으로 저농도의 질소성분을 함유하는 액체 성분의 재액화 효율을 증대시킬 수 있다. The evaporation gas circulation line 165 is provided to supply the gas component, which is separated from the gas-liquid separator 164 and contains a high concentration nitrogen component, as fuel gas to the second engine. As described above, the gas component generated in the course of the decompression of the evaporated gas cooled and pressurized through the first expansion valve 161, the cooling section 162, and the second expansion valve 163 is relatively high in nitrogen component And a gas component having a low re-liquefaction efficiency is supplied to and used as a fuel gas in the second engine through the evaporation gas circulation line 165 to efficiently utilize the fuel gas, and at the same time, the gas-liquid separator 164 ) To increase the re-liquefaction efficiency of the liquid component containing the relatively low concentration nitrogen component.

제2팽창밸브(163)는 냉각부(162)를 통과한 증발가스를 제2엔진이 요구하는 압력조건에 상응하는 수준으로 감압하도록 마련되므로, 증발가스 순환라인(165)은 별도의 압축장치 없이도 기액분리기(164)에서 분리된 기체 성분을 곧바로 제2엔진에 연료가스로 공급할 수 있다. The second expansion valve 163 is provided to reduce the pressure of the evaporated gas that has passed through the cooling section 162 to a level corresponding to the pressure condition required by the second engine so that the evaporated gas circulation line 165 can be operated without any additional compression device The gas component separated in the gas-liquid separator 164 can be directly supplied to the second engine as the fuel gas.

증발가스 순환라인(165)은 재액화라인(160)으로 공급되는 가압된 증발가스의 일부와 증발가스 순환라인(165)을 따라 이송되는 기체 성분을 열교환하는 열교환부(166)를 구비할 수 있다. 증발가스 순환라인(154)을 따라 흐르는 고농도의 질소성분을 함유하는 기체 성분의 냉열을 이용하여 제1팽창밸브(161)의 전단 또는 후단을 따라 흐르는 가압된 증발가스의 냉각을 수행함과 동시에, 재액화라인(160)을 따라 흐르는 가압된 증발가스의 고온의 열을 공급받아 제2엔진이 요구하는 연료가스의 온도조건에 상응하는 수준으로 증발가스 순환라인(165)을 따라 흐르는 기체 성분의 온도를 승온시킬 수 있다. 도 1에서는 열교환부(166)가 재액화라인(160) 상의 제1팽창밸브(161) 전단의 가압된 증발가스와 증발가스 순환라인(165)의 기체 성분을 열교환하는 것으로 도시되어 있으나, 열교환부(166)는 재액화라인(160) 상의 제1팽창밸브(161) 후단에 마련되어, 제1팽창밸브(161)에 의해 1차적으로 감압된 증발가스를 냉각시키도록 마련되는 경우를 포함한다.The evaporation gas circulation line 165 may include a heat exchange portion 166 for exchanging a part of the pressurized evaporation gas supplied to the refueling line 160 and the gas components transferred along the evaporation gas circulation line 165 . The cooling of the pressurized evaporation gas flowing along the front end or the rear end of the first expansion valve 161 is performed by using the cold component of the gas component containing the high concentration nitrogen component flowing along the evaporation gas circulation line 154, Temperature of the gas component flowing along the evaporation gas circulation line 165 to a level corresponding to the temperature condition of the fuel gas required by the second engine, The temperature can be raised. 1, the heat exchanger 166 exchanges heat between the pressurized evaporated gas at the upstream end of the first expansion valve 161 and the gas component of the evaporated gas circulation line 165 on the refueling line 160, The first expansion valve 166 is provided at the rear end of the first expansion valve 161 on the refueling line 160 and is provided to cool the evaporation gas primarily depressurized by the first expansion valve 161.

액화가스 회수라인(167)은 기액분리기(164)에 의해 분리된 액체 성분을 저장탱크(110)로 재공급하도록 기액분리기(164)와 저장탱크(110)를 연결하도록 마련될 수 있다. 액화가스 회수라인(167)은 그 입구 측 단부가 기액분리기(164)의 하측에 연통되어 마련되고, 출구 측 단부가 저장탱크(110)의 내부에 연통되어 마련될 수 있다. 액화가스 회수라인(167)에는 저장탱크(110)로 회수되는 재액화된 액체 성분의 공급량을 조절하는 개폐밸브(미도시)가 마련될 수 있다.The liquefied gas recovery line 167 may be provided to connect the gas-liquid separator 164 and the storage tank 110 so as to re-supply the liquid component separated by the gas-liquid separator 164 to the storage tank 110. The liquefied gas recovery line 167 may be provided such that its inlet side end communicates with the lower side of the gas-liquid separator 164 and its outlet side end communicates with the interior of the storage tank 110. The liquefied gas recovery line 167 may be provided with an on-off valve (not shown) for regulating the supply amount of the re-liquefied liquid component recovered to the storage tank 110.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템(100)은 질소분리기(130)를 이용하여 제1농도의 질소성분을 함유하는 제1가스흐름을 제2엔진에 연료가스로서 이용함과 동시에, 증발가스의 재액화 공정 시 감압하는 과정에서 발생하는 고농도의 질소성분을 함유하는 기체 성분을 증발가스 순환라인(165)을 이용하여 제2엔진에 연료가스로 이용함으로써, 연료가스 공급시스템(100) 내의 질소성분의 효율적인 소모 및 연료가스 시스템(100) 내의 총 질소 함량의 지속적인 저감을 통해 증발가스의 재액화 효율을 향상시키는 효과를 가진다.A fuel gas supply system 100 according to an embodiment of the present invention having such a configuration uses a nitrogen gas separator 130 to utilize a first gas flow containing a nitrogen component of a first concentration as a fuel gas in a second engine And a gas component containing a high concentration of nitrogen component generated in the process of reducing pressure in the liquefaction process of the evaporation gas is used as the fuel gas in the second engine by using the evaporation gas circulation line 165, The efficiency of re-liquefying the evaporated gas through the efficient consumption of the nitrogen component in the fuel gas system 100 and the continuous reduction of the total nitrogen content in the fuel gas system 100 is improved.

이와 더불어, 질소분리기(130)에 의해 분리된 저농도의 질소성분을 함유하는 제2가스흐름을 제1연료가스 공급라인(120)으로 재공급하여 재액화라인(160)을 통한 재액화 공정을 거치도록 함으로써, 증발가스의 재액화 효율 및 성능을 향상시킬 수 있으며, 제2가스흐름을 분리하여 취급함으로써 제2압축부(121)의 설비를 효율적으로 구축할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the second gas flow containing the low concentration nitrogen component separated by the nitrogen separator 130 is supplied again to the first fuel gas supply line 120, and the liquefaction process through the re-liquefaction line 160 is performed The second liquefaction efficiency and performance of the evaporation gas can be improved and the second compressor 121 can be efficiently installed by separately handling the second gas flow.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, You will understand. Accordingly, the true scope of the invention should be determined only by the appended claims.

100: 연료가스 공급시스템 110: 저장탱크
120: 제1연료가스 공급라인 121: 제1압축부
122: 제2압축부 130: 질소분리기
140: 제2연료가스 공급라인 150: 질소저감라인
160: 재액화라인 161: 제1팽창밸브
162: 냉각부 163: 제2팽창밸브
164: 기액분리기 165: 증발가스 순환라인
166: 열교환부 167: 액화가스 회수라인100: fuel gas supply system 110: storage tank
120: first fuel gas supply line 121: first compression section
122: second compression section 130: nitrogen separator
140: Second fuel gas supply line 150: Nitrogen reduction line
160: Re-liquefaction line 161: First expansion valve
162: cooling section 163: second expansion valve
164: Gas-liquid separator 165: Evaporative gas circulation line
166: heat exchanger 167: liquefied gas recovery line

Claims (8)

액화가스 및 증발가스를 수용하는 저장탱크;
상기 저장탱크의 증발가스를 순차적으로 가압하는 제1압축부 및 제2압축부를 구비하고 상기 제1압축부 및 상기 제2압축부를 통과하여 가압된 증발가스를 제1엔진으로 공급하는 제1연료가스 공급라인;
상기 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인;
상기 제1압축부를 통과한 증발가스의 일부를 공급받아 이에 함유된 질소성분을 분리하는 질소분리기;
상기 질소분리기에 의해 분리되어 제1농도의 질소성분을 함유하는 제1가스흐름을 제2엔진으로 공급하는 제2연료가스 공급라인; 및
상기 질소분리기에 의해 분리되어 제2농도의 질소성분을 함유하는 제2가스흐름을 상기 제1압축부 후단으로 재공급하는 질소저감라인을 포함하고,
상기 재액화라인은
상기 가압된 증발가스의 일부를 1차적으로 감압시키되 증발가스의 가압정도에 따라 감압정도를 달리할 수 있는 제1팽창밸브와, 상기 제1팽창밸브를 통과한 증발가스를 상기 제1압축부 전단의 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 냉각부와, 상기 냉각부를 통과한 증발가스를 2차적으로 감압시키는 제2팽창밸브 및 상기 제2팽창밸브를 통과하여 기액 혼합상태의 증발가스를 기체 성분과 액체 성분으로 분리하는 기액분리기를 포함하는 연료가스 공급시스템.A storage tank for storing the liquefied gas and the evaporated gas;
A first compression unit and a second compression unit that sequentially pressurize the evaporation gas of the storage tank, and a first fuel gas supply unit that supplies the evaporated gas, which has passed through the first compression unit and the second compression unit, Supply line;
A re-liquefaction line for supplying a part of the pressurized evaporated gas and re-liquefying it;
A nitrogen separator for receiving a portion of the evaporated gas that has passed through the first compression unit and separating the nitrogen component contained therein;
A second fuel gas supply line which is separated by the nitrogen separator and supplies a first gas flow containing a nitrogen component of a first concentration to a second engine; And
And a nitrogen reducing line which is separated by the nitrogen separator and supplies a second gas flow containing a nitrogen component of a second concentration to the rear end of the first compression section,
The re-liquefaction line
A first expansion valve that partially depressurizes a portion of the pressurized evaporative gas, the depressurization gas having a different degree of depressurization depending on a degree of depressurization of the evaporative gas, A second expansion valve for secondarily reducing the evaporation gas that has passed through the cooling section, and a second expansion valve for passing the evaporation gas in the vapor-liquid mixed state through the second expansion valve to the gas component and the liquid component And a gas-liquid separator for separating the gas-liquid separator into a gas-liquid separator. 제1항에 있어서,
상기 재액화라인은
상기 기액분리기에 의해 분리된 기체 성분을 상기 제2엔진으로 공급하는 증발가스 순환라인을 더 포함하는 연료가스 공급시스템.The method according to claim 1,
The re-liquefaction line
And an evaporative gas circulation line for supplying the gas component separated by the gas-liquid separator to the second engine. 제2항에 있어서,
상기 재액화라인은
상기 제1팽창밸브의 전단 또는 후단의 증발가스를 상기 증발가스 순환라인을 따라 이송되는 기체 성분과 열교환하는 열교환부를 더 포함하는 연료가스 공급시스템.3. The method of claim 2,
The re-liquefaction line
Further comprising a heat exchange unit for exchanging heat between the evaporation gas at the front end or the rear end of the first expansion valve and the gas component transferred along the evaporation gas circulation line. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 재액화라인은
상기 기액분리기에 의해 분리된 액체 성분을 상기 저장탱크로 공급하는 액화가스 회수라인을 더 포함하는 연료가스 공급시스템.The method according to claim 2 or 3,
The re-liquefaction line
And a liquefied gas recovery line for supplying the liquid component separated by the gas-liquid separator to the storage tank. 제1항에 있어서,
상기 질소분리기는
멤브레인 필터를 포함하는 연료가스 공급시스템.The method according to claim 1,
The nitrogen separator
A fuel gas supply system comprising a membrane filter. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1농도의 질소성분은
상기 제2농도의 질소성분보다 고농도의 질소성분을 함유하는 연료가스 공급시스템.The method according to claim 1,
The nitrogen component of the first concentration
And a nitrogen component at a higher concentration than the nitrogen component at the second concentration. 저장탱크의 증발가스를 1차 가압하는 제1압축부;
상기 제1압축부를 통과하여 1차 가압된 증발가스를 2차 가압하는 제2압축부;
상기 1차 가압된 증발가스의 일부를 제1농도의 질소성분을 함유하는 제1가스흐름과 제2농도의 질소성분을 함유하는 제2가스흐름으로 분리하는 질소분리기;
상기 저장탱크의 증발가스를 상기 제1압축부 및 상기 제2압축부를 통과하여 제1엔진으로 공급하는 제1연료가스 공급라인;
상기 제2압축부를 통과하여 2차 가압된 증발가스의 일부를 재액화시키는 재액화라인;
상기 제1가스흐름을 제2엔진으로 공급하는 제2연료가스 공급라인; 및
상기 제2가스흐름을 상기 제1압축부 후단으로 재공급하는 질소저감라인을 포함하고,
상기 재액화라인은
상기 가압된 증발가스의 일부를 1차적으로 감압시키되 증발가스의 가압정도에 따라 감압정도를 달리할 수 있는 제1팽창밸브와, 상기 제1팽창밸브를 통과한 증발가스를 상기 제1압축부 전단의 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 냉각부와, 상기 냉각부를 통과한 증발가스를 2차적으로 감압시키는 제2팽창밸브 및 상기 제2팽창밸브를 통과하여 기액 혼합상태의 증발가스를 기체 성분과 액체 성분으로 분리하는 기액분리기를 포함하는 연료가스 공급시스템.A first compression unit for firstly pressurizing the evaporation gas of the storage tank;
A second compression unit for secondarily pressurizing the first pressurized gas passing through the first compressing unit;
A nitrogen separator for separating a portion of said first pressurized evaporated gas into a first gas flow containing a first concentration of nitrogen component and a second gas flow containing a second concentration of nitrogen component;
A first fuel gas supply line through which the evaporation gas of the storage tank is supplied to the first engine through the first compression unit and the second compression unit;
A re-liquefaction line for re-liquefying part of the secondarily pressurized evaporated gas passing through the second compressed section;
A second fuel gas supply line for supplying the first gas flow to the second engine; And
And a nitrogen reducing line for re-supplying the second gas flow to the downstream end of the first compression section,
The re-liquefaction line
A first expansion valve that partially depressurizes a portion of the pressurized evaporative gas, the depressurization gas having a different degree of depressurization depending on a degree of depressurization of the evaporative gas, A second expansion valve for secondarily reducing the evaporation gas that has passed through the cooling section, and a second expansion valve for passing the evaporation gas in the vapor-liquid mixed state through the second expansion valve to the gas component and the liquid component And a gas-liquid separator for separating the gas-liquid separator into a gas-liquid separator.
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