KR101739985B1 - 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위하여 증발가스를 냉각 유체로 사용하는 재액화 장치가 개시된다.
상기 선박용 증발가스 재액화 장치는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 상기 압축기를 통과한 증발가스를 열교환시키는 열교환기; 및 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 팽창기와 팽창밸브;를 포함한다.

Description

선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법{BOG Re-liquefaction Apparatus and Method for Vessel}
본 발명은 선박에 적용되는 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 재액화 장치 및 방법에 관한 것이다.
천연가스는 통상 액화되어 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 상태로 원거리에 걸쳐 수송된다. 액화천연가스는 천연가스를 대략 상압 -163℃ 근처의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
액화천연가스 저장탱크를 단열하여도 외부의 열을 완벽하게 차단시키는데에는 한계가 있고, 액화천연가스 내부로 전달되는 열에 의해 액화천연가스는 저장탱크 내에서 지속적으로 기화하게 된다. 저장탱크 내부에서 기화된 액화천연가스를 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)라고 한다.
증발가스의 발생으로 인하여 저장탱크의 압력이 설정된 압력 이상이 되면, 증발가스는 저장탱크 외부로 배출된 후 선박의 연료로 사용되거나 재액화되어 다시 저장탱크로 돌려보내진다.
한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DF(Dual Fuel)엔진 및 ME-GI엔진이 있다.
DF엔진은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 6.5bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.
ME-GI엔진은, 2행정으로 구성되며, 300bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다. 최근에는 연료 효율 및 추진 효율이 더 좋은 ME-GI엔진에 대한 관심이 커지고 있는 추세이다.
도 1은 종래의 부분 재액화 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 부분 재액화 시스템은, 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여, 저장탱크(10)로부터 배출된 후 열교환기(20)를 통과한 증발가스를 압축시키는 압축기(30); 저장탱크(10)로부터 배출된 후 압축기(30)에서 압축된 증발가스의 온도를 낮추는 열교환기(20); 저장탱크(10)로부터 배출되어 압축기(30)에서 압축된 후 열교환기(20)를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 팽창수단(40); 및 열교환기(20)와 팽창수단(40)을 지나면서 일부 재액화된 증발가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기(50);를 포함한다.
종래의 부분 재액화 시스템의 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스는, 열교환기(20)로 보내져 압축된 증발가스와 열교환된 후 압축기(30)로 보내진다. 열교환기(20) 및 압축기(30)를 통과한 증발가스의 일부는 엔진(60)으로 보내져 연료로 사용되고, 나머지 일부는 열교환기(20)로 보내져 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 열교환된다. 압축기(30) 및 열교환기(20)를 통과한 증발가스는 팽창수단(40)에 의해 압력이 낮아져 일부가 재액화된 후, 기액분리기(50)에 의해 기체상과 액체상이 분리된다. 기액분리기(50)로부터 분리된 액체상태의 증발가스는 저장탱크(10)로 돌려보내지고, 기액분리기(50)로부터 분리된 기체상태의 증발가스는 저장탱크(10)로부터 배출되는 증발가스와 합류하여 다시 열교환기(20)로 보내진다.
종래의 부분 재액화 시스템은, 압축기(30) 및 열교환기(20)를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 팽창수단(40)으로 팽창기(expander) 또는 팽창밸브(expansion valve)를 사용하였다. 그런데, 종래의 부분 재액화 시스템은, 팽창수단(40)으로 팽창기를 사용하는 경우에는 재액화 효율은 좋으나 팽창기의 가격이 비싸 경제성이 떨어진다는 단점이 있고, 팽창수단(40)으로 팽창밸브를 사용하는 경우에는 비용은 저렴하나 재액화 효율이 떨어진다는 단점이 있었다.
도 2는 종래의 부분 재액화 시스템에서 팽창기를 사용한 경우와 팽창밸브를 사용한 경우를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 저장탱크(10)로부터 배출된 후 압축기(30)에 의해 압축된 증발가스(도 2의 1)는, 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 열교환기(20)에서 열교환되어 온도가 낮아진 후(도 2의 2), 팽창수단(40)에 의해 압력이 낮아진다. 팽창수단(40)으로 팽창밸브를 사용하는 경우에는 엔탈피가 거의 그대로 유지되면서 압력이 낮아지지만(도 2의 3), 팽창수단(40)으로 팽창기를 사용하는 경우에는 엔탈피가 더 낮아지게 된다(도 3의 4). 유체의 엔탈피를 낮출수록 재액화되는 증발가스의 양이 많아지므로, 팽창수단(40)으로 팽창밸브를 사용하는 경우보다 팽창기를 사용하는 경우에 재액화 효율이 높아짐을 알 수 있다.
한편, 팽창기의 가격이 높아지는 이유는, 팽창기는 높은 압력에서도 운전될 수 있고 유체가 팽창되면서 액체와 기체의 혼합상태가 되는 경우에도 작동될 수 있도록 설계되기 때문이다.
본 발명은, 종래의 부분 재액화 시스템에서 팽창수단으로 팽창밸브 또는 팽창기를 단독으로 사용할 때의 단점을 해소하기 위하여, 팽창밸브와 팽창기를 모두 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위하여 증발가스를 냉각 유체로 사용하는 재액화 장치에 있어서, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 상기 압축기를 통과한 증발가스를 열교환시키는 열교환기; 및 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 팽창기와 팽창밸브;를 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 장치가 제공된다.
상기 팽창기는 상기 열교환기 후단에 설치될 수 있고, 상기 팽창밸브는 상기 팽창기 후단에 설치될 수 있으며, 상기 팽창기 내에서 증발가스가 단상으로 유지될 수 있다.
상기 팽창밸브는 상기 열교환기 후단에 설치될 수 있고, 상기 팽창기는 상기 팽창밸브 후단에 설치될 수 있으며, 상기 팽창기는 상기 팽창밸브가 감압시킨 압력만큼의 낮은 압력 범위에서 구동될 수 있다.
상기 팽창밸브는 증발가스를 포화액선까지 팽창시킬 수 있다.
상기 선박용 증발가스 재액화 장치는, 상기 열교환기를 통과한 후 상기 팽창기 및 상기 팽창밸브에 의해 감압되어 일부 재액화된 증발가스와, 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함할 수 있다.
상기 선박용 증발가스 재액화 장치는, 다수개의 압축기를 포함할 수 있고, 상기 다수개의 압축기 후단에 각각 설치되는 다수개의 냉각기를 더 포함할 수 있다.
상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는 엔진의 연료로 사용될 수 있고, 상기 엔진은 DF엔진 또는 ME-GI엔진일 수 있다.
상기 팽창밸브는 줄-톰슨 밸브일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위하여 증발가스를 냉각 유체로 사용하는 재액화 방법에 있어서, 상기 저장탱크로부터 증발가스가 배출되고, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스는 압축되고, 상기 압축된 증발가스와 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스는 열교환되고, 상기 압축된 후 열교환된 증발가스는 1차로 포화액선까지 감압되고, 상기 포화액선까지 팽창된 증발가스는 2차로 상압까지 감압되는, 선박용 증발가스 재액화 방법이 제공된다.
본 발명의 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법에 의하면, 팽창기를 저압 범위에서 운전할 수 있거나, 팽창기에 의해 팽창되는 유체가 단상(single-phase)을 유지할 수 있으므로, 팽창기의 설계가 용이하고 완화된 물성치(material property)를 가지는 재료를 사용하여 팽창기를 제작할 수 있다. 따라서, 팽창기의 제작 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법에 의하면, 팽창기와 팽창밸브를 모두 사용하여 증발가스를 팽창시키므로, 설계가 용이하고 완화된 물성치를 가지는 재료를 사용하여 제작된 팽창기를 사용하더라도, 종래의 부분 재액화 시스템과 동등한 재액화 효율을 가질 수 있다.
도 1은 종래의 부분 재액화 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 종래의 부분 재액화 시스템에서 팽창기를 사용한 경우와 팽창밸브를 사용한 경우를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 장치의 개략적인 구성도이다.
도 5는 유체의 엔탈피 및 압력에 따른 상 변화를 개략적으로 도시한 그래프이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법은 액화천연가스 화물창이 설치되는 선박 및 육상에서 다양하게 응용되어 적용될 수 있다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 저장탱크(10)로부터 배출된 후 열교환기(20)를 통과한 증발가스를 압축시키는 압축기(30); 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 압축기(30)를 통과한 증발가스를 열교환시키는 열교환기(20); 저장탱크(10)로부터 배출되어 압축기(30)에 의해 압축된 후 열교환기(20)를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 팽창기(43); 팽창기(43)를 통과한 증발가스의 압력을 다시 한 번 낮추는 팽창밸브(44); 및 팽창밸브(44)를 지나면서 일부 재액화된 증발가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기(50);를 포함한다.
본 실시예의 저장탱크(10)는, 액화천연가스를 보관하며, 외부에서 전달되는 열에 의해 액화천연가스가 기화되어 생성되는 증발가스를 일정 압력 이상이 되면 외부로 배출시킨다.
본 실시예의 압축기(30)는, 저장탱크(10)로부터 배출된 후 열교환기(20)를 통과한 증발가스를 압축시킨다. 압축기(30)는 다수개 설치될 수 있는데, 일반적으로 다섯 개의 압축기(30)가 설치되어 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스를 다섯 단계로 압축시킨다. 또한, 다수개의 압축기(30) 후단에는 냉각기가 각각 설치되어, 압축기(30)를 통과한 후 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 증발가스의 온도를 낮출 수 있다.
압축기(30)에 의해 압축된 증발가스의 일부는 엔진(60)으로 보내지고, 다른 일부는 열교환기(20)로 보내진다. 엔진(60)은 ME-GI엔진 또는 DF엔진일 수 있고, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치가 적용되는 선박은, ME-GI엔진과 DF엔진을 모두 포함할 수 있다. 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치가 다수개의 압축기(30)를 포함하고, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치가 적용되는 선박이 ME-GI엔진과 DF엔진을 모두 포함하는 경우, 다수개의 압축기(30) 중 일부만을 통과한 증발가스는 DF엔진으로 보내지고, 다수개의 압축기(30)를 모두 통과한 증발가스는 ME-GI엔진으로 보내질 수 있다.
본 실시예의 열교환기(20)는, 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와, 저장탱크(10)로부터 배출된 후 열교환기(20) 및 압축기(30)를 통과한 증발가스를 열교환 시킨다. 즉, 본 실시예의 열교환기(20)는, 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여, 저장탱크(10)로부터 배출된 후 열교환기(20) 및 압축기(30)를 통과한 증발가스의 온도를 낮춘다.
본 실시예의 팽창기(43)는, 열교환기(20) 및 팽창밸브(44) 사이에 설치되어, 저장탱크(10)로부터 배출되어 열교환기(20) 및 압축기(30)를 통과한 후, 다시 열교환기(20)를 통과한 증발가스의 압력을 낮춘다.
도 5는 유체의 엔탈피 및 압력에 따른 상 변화를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 5를 참조하면, 유체가 액체 상태로부터 습증기 상태로 변화하는 순간을 나타낸 그래프를 포화액선이라고 하는데, 본 실시예의 팽창기(43)는 증발가스를 포화액선까지 감압시킨다. 습증기란, 액체 방울을 부유 상태로 함유하고 있는 증기를 의미한다.
본 실시예의 팽창기(43)는 증발가스를 포화액선까지만, 즉, 증발가스가 액화되기 직전까지만 팽창시키므로, 증발가스가 단상(single-phase)을 유지하는 범위에서 구동될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 팽창기(43)에 의하면, 증발가스가 액체와 기체의 2상(2-phase)으로 나누어지는 경우까지 구동되었던 종래의 팽창기보다, 설계 및 제작 비용을 크게 낮출 수 있다.
본 실시예의 팽창밸브(44)는, 팽창기(43) 후단에 설치되어, 팽창기(43)에 의해 압력이 낮아진 증발가스의 압력을 대략 상압까지 다시 한 번 낮춘다. 본 실시예의 팽창밸브(44)는 줄-톰슨 밸브(J-T valve)일 수 있다.
본 실시예의 기액분리기(50)는, 팽창밸브(44)를 통과하며 일부 재액화된 증발가스와 액화되지 않고 기체상태로 남은 증발가스를 분리한다. 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는 기액분리기(50)를 포함하지 않을 수도 있는데, 기액분리기(50)를 포함하지 않는 경우, 팽창기(43) 및 팽창밸브(44)를 통과한 증발가스는 액체 및 기체가 섞인 상태로 함께 저장탱크(10)로 보내지게 된다.
본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치의 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스는, 열교환기(20)로 보내져 압축된 증발가스와 열교환된 후 압축기(30)로 보내진다. 열교환기(20) 및 압축기(30)를 통과한 증발가스의 일부는 엔진(60)으로 보내져 연료로 사용되고, 나머지 일부는 열교환기(20)로 보내져 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 열교환된다. 압축기(30) 및 열교환기(20)를 통과한 증발가스는, 팽창기(43)에 의해 포화액선까지 압력이 낮아져 팽창기(43)에서는 기체상태로 유지되다가, 팽창밸브(44)에 의해 압력이 더 낮아지며 일부가 재액화된다. 팽창밸브(44)를 통과하며 일부가 재액화된 증발가스는 기액분리기(50)에 의해 기체상과 액체상이 분리되고, 기액분리기(50)로부터 분리된 재액화된 증발가스는 저장탱크(10)로 돌려보내지며, 기액분리기(50)로부터 분리된 기체 상태의 증발가스는 저장탱크(10)로부터 배출되는 증발가스와 합류하여 다시 열교환기(20)로 보내진다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4에 도시된 제 2 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 도 1에 도시된 제 1 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치에 비해, 열교환기 후단에 팽창밸브가 먼저 연결되고, 팽창밸브 후단에 팽창기가 연결된다는 점에서 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제 1 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치와 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 압축기(30), 열교환기(20), 팽창밸브(41), 팽창기(42) 및 기액분리기(50);를 포함한다. 단, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 제 1 실시예와는 달리, 열교환기 후단에 팽창밸브가 설치되고, 팽창밸브 후단에 팽창기가 설치되어, 열교환기를 통과한 증발가스는 먼저 팽창밸브에 의해 팽창된 후 팽창기에 의해 다시 한 번 팽창된다.
본 실시예의 저장탱크(10)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 액화천연가스를 보관하며, 외부에서 전달되는 열에 의해 액화천연가스가 기화되어 생성되는 증발가스를 일정 압력 이상이 되면 외부로 배출시킨다.
본 실시예의 압축기(30)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(10)로부터 배출된 후 열교환기(20)를 통과한 증발가스를 압축시킨다. 압축기(30)는 다수개 설치될 수 있는데, 일반적으로 다섯 개의 압축기(30)가 설치되어 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스를 다섯 단계로 압축시킨다. 또한, 다수개의 압축기(30) 후단에는 냉각기가 각각 설치되어, 압축기(30)를 통과한 후 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 증발가스의 온도를 낮출 수 있다.
압축기(30)에 의해 압축된 증발가스는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 일부는 엔진(60)으로 보내지고 다른 일부는 열교환기(20)로 보내진다. 엔진(60)은 ME-GI엔진 또는 DF엔진일 수 있고, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치가 적용되는 선박은, 제 1 실시예와 마찬가지로, ME-GI엔진과 DF엔진을 모두 포함할 수 있다. 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치가 다수개의 압축기(30)를 포함하고, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치가 적용되는 선박이 ME-GI엔진과 DF엔진을 모두 포함하는 경우, 제 1 실시예와 마찬가지로, 다수개의 압축기(30) 중 일부만을 통과한 증발가스는 DF엔진으로 보내지고, 다수개의 압축기(30)를 모두 통과한 증발가스는 ME-GI엔진으로 보내질 수 있다.
본 실시예의 열교환기(20)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와, 저장탱크(10)로부터 배출된 후 열교환기(20) 및 압축기(30)를 통과한 증발가스를 열교환 시킨다.
본 실시예의 팽창밸브(44)는, 제 1 실시예와는 달리, 열교환기와 팽창기(43) 사이에 설치되어, 저장탱크(10)로부터 배출되어 열교환기(20) 및 압축기(30)를 통과한 후, 다시 열교환기(20)를 통과한 증발가스의 압력을 낮춘다. 본 실시예의 팽창밸브(44)는 줄-톰슨 밸브(J-T valve)일 수 있다.
본 실시예의 팽창기(43)는, 제 1 실시예와는 달리, 팽창밸브(44) 후단에 설치되어, 팽창밸브(43)에 의해 압력이 낮아진 증발가스의 압력을 대략 상압까지 다시 한 번 낮춘다.
증발가스의 압력을 팽창밸브가 최대한 많이 낮춘 후에 팽창기가 상압까지 낮추는 경우에는, 팽창기가 매우 낮은 압력에서 구동되게 되므로 팽창기의 비용은 크게 낮출 수 있으나, 재액화 효율이 너무 낮아지게 된다. 반면, 증발가스의 압력을 팽창밸브가 최소한만 낮춘 후에 팽창기가 상압까지 낮추는 경우에는, 팽창기가 넓은 범위의 압력에서 구동되게 되므로 재액화 효율은 높아지나, 팽창기가 비교적 높은 압력에서 구동되게 되므로 팽창기의 비용 절감 효과는 미미하게 된다.
따라서, 팽창밸브에서 증발가스의 압력을 어느 정도까지 낮추어야 하는지는, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법을 실제로 선박에 적용하면서, 재액화 효율 및 팽창기의 설계 및 제작 비용을 조율하여 결정할 문제이며, 그 일례로는 팽창밸브에서 증발가스를 포화액선까지 낮춘 후에 팽창기에서 상압까지 낮추는 경우를 생각해볼 수 있다.
본 실시예의 팽창기(43)는 종래의 부분 재액화 시스템에 적용되는 팽창기에 비해 낮은 압력 범위에서 구동되므로, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법에 의하면 팽창기의 설계 및 제작 비용을 크게 낮출 수 있다.
본 실시예의 기액분리기(50)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 팽창밸브(44)를 통과하며 일부 재액화된 증발가스와 액화되지 않고 기체상태로 남은 증발가스를 분리한다. 또한, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(50)를 포함하지 않을 수도 있고, 기액분리기(50)를 포함하지 않는 경우, 팽창밸브(43) 및 팽창기(44)를 통과한 증발가스는 액체 및 기체가 섞인 상태로 함께 저장탱크(10)로 보내지게 된다.
본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 장치의 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 열교환기(20)로 보내져 압축된 증발가스와 열교환된 후 압축기(30)로 보내진다. 열교환기(20) 및 압축기(30)를 통과한 증발가스의 일부는 엔진(60)으로 보내져 연료로 사용되고, 나머지 일부는 열교환기(20)로 보내져 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 열교환된다.
압축기(30) 및 열교환기(20)를 통과한 증발가스는, 제 1 실시예와는 달리, 팽창밸브에 의해 일정 범위까지 압력이 낮아진 후 팽창기에 의해 압력이 더 낮아진다. 팽창밸브(44) 및 팽창기를 통과하며 일부가 재액화된 증발가스는 기액분리기(50)에 의해 기체상과 액체상이 분리되고, 기액분리기(50)로부터 분리된 재액화된 증발가스는 저장탱크(10)로 돌려보내지며, 기액분리기(50)로부터 분리된 기체 상태의 증발가스는 저장탱크(10)로부터 배출되는 증발가스와 합류하여 다시 열교환기(20)로 보내진다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10 : 저장탱크 20 : 열교환기
30 : 압축기 40 : 팽창수단
41, 44 : 팽창밸브 42, 43 : 팽창기
50 : 기액분리기 60 : 엔진

Claims (10)

  1. 선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위하여 증발가스를 냉각 유체로 사용하는 재액화 장치에 있어서,
    상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 압축기;
    상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 상기 압축기를 통과한 증발가스를 열교환시키는 열교환기; 및
    상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 팽창기와 팽창밸브;를 포함하고,
    상기 팽창기와 상기 팽창밸브는 직렬로 연결되고,
    상기 팽창기 내에서 유체가 단상으로 유지되며,
    상기 팽창기가 상기 팽창밸브 전단에 설치되는 경우에는, 상기 팽창기는 증발가스를 포화액선까지 감압시키고,
    상기 팽창밸브가 상기 팽창기 전단에 설치되는 경우에는, 상기 팽창밸브는 증발가스를 포화액선까지 감압시키는, 선박용 증발가스 재액화 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환기를 통과한 후 상기 팽창기 및 상기 팽창밸브에 의해 감압되어 일부 재액화된 증발가스와, 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    다수개의 압축기를 포함하고,
    상기 다수개의 압축기 후단에 각각 설치되는 다수개의 냉각기를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 장치.
  7. 청구항 1, 청구항 5, 및 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는 엔진의 연료로 사용되고,
    상기 엔진은 DF엔진 또는 ME-GI엔진인, 선박용 증발가스 재액화 장치.
  8. 청구항 1, 청구항 5, 및 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 팽창밸브는 줄-톰슨 밸브인, 선박용 증발가스 재액화 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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