KR101751845B1 - 선박 - Google Patents

Abstract

저장탱크로부터 배출되는 저온의 증발가스 자체를 냉각 유체로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 시스템을 포함하는 선박이 개시된다.
상기 선박은, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 압축시키는 압축부; 상기 압축부에 의해 압축된 증발가스를 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 압축부에 의해 압축된 후 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스의 압력을 낮추는 감압장치; 및 상기 감압장치를 통과한 유체를 상기 저장탱크로 보내는 라인 상에 질소를 공급하는 질소공급라인;을 포함한다.

Description

선박{Vessel}

본 발명은 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 재액화하는 시스템을 탑재한 선박에 관한 것이다.

근래 LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다.

액화천연가스는 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, 천연가스를 액화천연가스로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적이다.

그러나 천연가스의 액화 온도는 상압에서 대략 -162 ℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도 변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 액화천연가스 운반선의 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로, 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 발생한다. 이는 에탄 등 다른 저온 액화가스의 경우에도 마찬가지이다.

증발가스는 일종의 손실로서, 증발가스를 줄이는 것은 수송 효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료 소비처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 이용되고 있다.

도 1은, 저장탱크로부터 배출되는 저온의 증발가스 자체를 냉각 유체로 사용하여, 증발가스를 재액화시키는, 종래의 부분 재액화 시스템(PRS; Partial Re-liquefaction System)의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 부분 재액화 시스템은, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 압축시키는 압축부(10); 압축부(10)에 의해 압축된 증발가스를, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환시켜 냉각시키는 열교환기(20); 열교환기(20)를 통과한 증발가스의 압력을 낮추는 감압장치(30); 및 열교환기(20) 및 감압장치(30)를 통과하며 일부 재액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기(40);를 포함한다.

종래의 부분 재액화 시스템에 의하면, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 열교환기(20)를 통과한 후 압축부(10)로 보내져 압축되고, 압축부(10)에 의해 압축된 증발가스는 다시 열교환기(20)로 보내져, 저장탱크(T)로부터 배출된 저온의 증발가스와 열교환되어 냉각된 후, 감압장치(30)에 의해 감압되어 압력이 낮아진다. 감압장치(30)를 통과한 증발가스는 기액분리기(40)로 보내져, 재액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 증발가스가 분리된다. 기액분리기(40)에 의해 분리된 액화천연가스는 저장탱크(T)로 보내지고, 기체상태의 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 다시 열교환기(20)로 보내진다.

종래의 부분 재액화 시스템은, 재액화된 액화천연가스의 양이 많으면 저장탱크로 돌려보내지는 재액화된 액화천연가스의 유속이 빨라지고, 재액화된 액화천연가스의 양이 적으면 저장탱크로 돌려보내지는 재액화된 액화천연가스의 유속이 느려지므로, 재액화량에 따라 재액화된 액화천연가스를 저장탱크로 되돌려 보내는 속도가 가변적이라는 문제점이 있었다. 저장탱크로 되돌려 보내지는 액화천연가스의 유속이 변화되면 열손실이 커지므로 재액화 효율이 떨어질 수 있다.

본 발명은, 재액화된 액화천연가스를 저장탱크로 되돌려 보내는 라인 상에 질소를 공급하는 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 저장탱크로부터 배출되는 저온의 증발가스 자체를 냉각 유체로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 시스템을 포함하는 선박에 있어서, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 압축시키는 압축부; 상기 압축부에 의해 압축된 증발가스를 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 압축부에 의해 압축된 후 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스의 압력을 낮추는 감압장치; 및 상기 감압장치를 통과한 유체를 상기 저장탱크로 보내는 라인(이하, '회수라인'이라고 한다.) 상에 질소를 공급하는 질소공급라인;을 포함하는, 선박이 제공된다.

상기 선박은, 상기 감압장치 후단에 설치되어, 재액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함할 수 있고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스는 상기 회수라인을 따라 상기 저장탱크로 보내질 수 있다.

상기 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 상기 열교환기로 보내질 수 있다.

상기 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는, 별도의 라인을 통해 단독으로 상기 열교환기로 보내질 수 있다.

상기 선박은, 상기 질소공급라인에 설치되어, 상기 회수라인으로 공급되는 질소의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 밸브는, 상기 회수라인을 따라 상기 저장탱크로 보내지는 유체의 유량 값을 전송 받아, 자동으로 질소 공급량을 조절할 수 있다.

상기 선박은, 상기 회수라인 상에 설치되어, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스를 압축시킨 후 상기 저장탱크로 보내는 펌프를 더 포함할 수 있다.

상기 펌프는, 상기 질소공급라인과 상기 회수라인이 만나는 지점 하류에 설치될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 저장탱크로부터 배출되는 저온의 증발가스 자체를 냉각 유체로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 방법에 있어서, 1) 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 압축시키고, 2) 상기 압축된 증발가스를 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 열교환시켜 냉각시키고, 3) 상기 압축된 후 열교환되어 냉각된 증발가스의 압력을 낮추고, 4) 상기 1)단계 내지 상기 3)단계를 거치면서 재액화된 액화천연가스와, 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리시키고, 5) 상기 분리된 기체상태의 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 합류되어, 상기 2)단계에서 상기 압축된 증발가스를 열교환시켜 냉각시키는 냉매로 사용되고, 6) 상기 4)단계에서 분리된 액화천연가스는 시스템 외부로부터 공급되는 질소와 합류되어 상기 저장탱크로 보내지는, 방법이 제공된다.

상기 6)단계의 분리된 액화천연가스와 질소가 합류된 흐름은 가압된 후 상기 저장탱크로 보내질 수 있다.

상기 6)단계에서, 상기 분리된 액화천연가스가 일정량 이하인 경우에 질소를 공급하여, 상기 분리된 액화천연가스와 질소가 합류된 흐름의 유량을 일정량 이상으로 유지할 수 있다.

상기 6)단계에서, 상기 분리된 액화천연가스와 질소가 합류된 흐름의 유량을 일정하게 유지할 수 있다.

상기 시스템 외부로부터 공급되는 질소의 양과, 상기 분리된 액화천연가스와 질소가 합류된 흐름을 가압하는 압력을, 상기 분리된 액화천연가스와 질소가 합류된 흐름이 일정 속도 이상으로 일정하게 유지되도록 조절할 수 있다.

본 발명은, 재액화된 액화천연가스를 저장탱크로 되돌려 보내는 라인 상에 질소를 공급할 수 있으므로, 저장탱크로 회수되는 재액화된 액화천연가스의 유속을 일정 속도 이상으로 유지시킬 수 있고, 질소공급량을 조절하여 재액화된 액화천연가스가 일정한 속도로 회수되도록 할 수 있다.

액화천연가스를 저장탱크로 일정 속도 이상으로 빠르게 보내면, 시스템 전체의 구동 속도가 증가하므로 시스템의 전반적인 효율이 좋아질 수 있고, 저장탱크로 보내는 액화천연가스의 속도를 일정하게 유지하면, 열손실을 최소화하므로 재액화 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 선박이, 재액화된 액화천연가스를 저장탱크로 되돌려 보내는 라인 상에 질소를 공급하면서도, 기액분리기로부터 저장탱크로 회수되는 유체를 가압시키는 펌프를 더 포함하는 경우, 질소 공급량과 펌프에 의해 가압되는 정도를 조절하여, 경제적이면서도 효과적으로 재액화된 액화천연가스의 유속을 조절할 수 있다.

도 1은 종래의 부분 재액화 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예의 선박에 포함되는 부분 재액화 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 선박에 포함되는 부분 재액화 시스템의 개략도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 선박은, 액화가스를 보관하는 저장탱크를 포함하는 선박, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진을 탑재한 선박 등에 다양하게 응용되어 적용될 수 있다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 저온 액체화물 또는 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박과 해상 구조물, 즉 액화천연가스 운반선, 액화에탄가스(Liquefied Ethane Gas) 운반선, LNG RV와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 구조물에 적용될 수 있다. 다만, 후술하는 실시예들에서는 설명의 편의상 대표적인 저온 액체화물인 액화천연가스를 예로 들어 설명한다.

또한, 본 발명의 각 라인에서의 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계유체 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예의 선박에 포함되는 부분 재액화 시스템의 개략도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 선박은 압축부(10), 열교환기(20), 감압장치(30), 및 기액분리기(40)를 포함한다. 단, 본 실시예의 선박은, 종래의 부분 재액화 시스템에 추가하여, 기액분리기(40)에 의해 분리된 액화천연가스를 저장탱크(T)로 보내는 라인(L1, 이하, '회수라인'이라고 한다.) 상에 질소를 공급하는, 질소공급라인(L2)을 더 포함한다.

본 실시예의 선박에 설치되는 저장탱크(T)는, 액화천연가스 등의 액화가스를 극저온 상태로 저장할 수 있도록 밀봉 및 단열 방벽을 갖추고 있지만 외부로부터 전달되는 열을 완벽하게 차단할 수는 없다. 따라서, 저장탱크(T) 내에서는 액화가스의 증발이 지속적으로 이루어진다. 저장탱크(T) 내에 증발된 액화가스가 채워질수록 탱크 내압이 상승하게 되므로, 증발가스에 의한 탱크 압력의 과도한 상승을 막고 적정한 수준의 내압을 유지하기 위해, 저장탱크(T) 내부의 증발가스를 배출시켜 압축부(10)로 공급한다.

본 실시예의 압축부(10)는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 압축시킨다. 본 실시예의 압축부(10)에 의해 압축된 증발가스는 도 2에 도시된 바와 같이, 전부가 열교환기(20)로 보내질 수도 있지만, 일부가 분기되어 엔진으로 보내질 수도 있다.

압축부(10)에 의해 압축된 증발가스의 일부가 엔진으로 보내지는 경우, 압축부(10)는 엔진이 요구하는 압력에 맞추어 증발가스를 가압시킬 수 있다. 일례로, 엔진이 ME-GI 엔진인 경우, 압축부(10)는 증발가스를 대략 150 내지 400 bar로 압축시킬 수 있고, 엔진이 발전용 DF 엔진(DFDE)인 경우, 압축부(10)는 증발가스를 대략 6.5bar로 압축시킬 수 있으며, 엔진이 X-DF엔진인 경우 압축부(10)는 증발가스를 대략 16bar로 압축시킬 수 있다.

다만, 압축부(10)에 의해 증발가스가 높은 압력으로 압축되어야 열교환기(20)에서의 효율이 높아지므로, 엔진이 DFDE 또는 X-DF인 경우에도, 압축부(10)는 증발가스를 대략 100bar 이상으로 가압시키고, 압축부(10)에 의해 압축된 후 일부 분기된 증발가스를 엔진으로 보내는 라인 상에 감압장치를 설치하여, 엔진으로 보내지는 증발가스를 엔진의 요구압력에 맞추어 감압시킨 후 엔진으로 보내는 것이 바람직하다.

그 밖에도, 본 실시예의 선박이 ME-GI 엔진 등의 고압가스분사엔진과 X-DF 엔진 등의 저압가스분사엔진을 모두 포함하고 있는 경우, 증발가스를 압축부(10)에 의해 고압가스분사엔진이 요구하는 압력까지 압축시킨 후, 압축부(10)에 의해 압축된 증발가스의 일부는 바로 고압가스분사엔진으로 보내고, 다른 일부는 분기시켜 저압가스분사엔진 전단에 설치된 감압장치에 의해 저압가스분사엔진이 요구하는 압력까지 감압시킨 후, 저압가스분사엔진으로 보낼 수 있다.

본 실시예의 압축부(10)는, 다수개의 압축기를 포함하여 증발가스를 다단계로 압축시킬 수 있고, 다수개의 압축기 후단에 각각 설치되어, 압축기를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시키는 다수개의 냉각기를 더 포함할 수 있다.

본 실시예의 열교환기(20)는, 압축부(10)에 의해 압축된 증발가스를 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환시켜 냉각시킨다. 즉, 압축부(10)에 의해 압축된 증발가스는, 열교환기(20)에서 저장탱크(T)로부터 배출되는 저온의 증발가스로부터 냉열을 전달받아 온도가 낮아진다. 또한, 압축부(10)에 의해 압축된 압력에 따라, 열교환기(20)에서의 냉각 과정을 거치며 증발가스의 일부가 재액화될 수도 있다.

본 실시예의 감압장치(30)는, 열교환기(20) 후단에 설치되어, 압축부(10)에 의해 압축된 후 열교환기(20)에 의해 냉각된 증발가스의 압력을 낮춘다. 압축부(10)에 의해 압축된 후 열교환기(20) 및 감압장치(30)를 통과한 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다.

본 실시예의 기액분리기(40)는, 감압장치(30) 후단에 설치되어, 열교환기(20) 및 감압장치(30)를 통과하며 재액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리한다. 기액분리기(40)에 의해 분리된 액화천연가스는 저장탱크(T)로 보내지고, 기액분리기(40)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 다시 열교환기(20)로 보내지거나, 별도의 라인을 통해 단독으로 열교환기(20)로 보내질 수 있다.

기액분리기(40)에 의해 분리된 후 열교환기(20)로 보내진 기체상태의 증발가스가 가지는 냉열은, 열교환기(20) 내부에서 재활용될 수 있으며, 열교환기(20) 내부를 단독으로 통과한 기체상태의 증발가스는, 보일러, 엔진, GCU 등의 여러 수요처에 공급될 수 있다.

본 실시예의 선박은 기액분리기(40)를 포함하지 않을 수도 있는데, 본 실시예의 선박이 기액분리기(40)를 포함하지 않는 경우, 열교환기(20) 및 감압장치(30)를 통과한 유체는, 기액혼합상태로 바로 저장탱크(T)로 보내진다.

후술할 제2 실시예와 같이, 감압장치(30)를 통과한 후 저장탱크(T)로 보내지는 유체의 유속을 높이기 위하여 펌프(70)를 포함하는 경우에는, 펌프(70)의 고장을 초래할 수도 있는 기체 성분을 분리해내는 기액분리기(40)가 필수적이다. 그러나, 질소공급라인(L2)에 의해 질소를 공급하여 회수라인(L1) 상의 유체의 유량을 증가시켜 유체의 유속을 높이는 방법은, 기액분리기(40)를 포함하지 않는 경우에도 적용될 수 있다.

본 실시예의 선박은, 재액화된 액화천연가스의 양이 적은 경우에, 질소공급라인(L2)을 통해 회수라인(L1)에 질소를 공급하여, 회수라인(L1) 상의 유체 유량을 일정량 이상으로 유지할 수 있다. 재액화된 액화천연가스의 양이 적으면 회수라인(L1) 상의 유체 속도가 느려져, 재액화된 액화천연가스를 원활하게 저장탱크(T)로 회수할 수 없게 될 수 있는데, 본 실시예의 선박에 의하면, 회수라인(L1) 상의 유체 유량을 일정량 이상으로 유지하여, 회수라인(L1)을 흐르는 유체 속도를 일정 속도 이상으로 유지할 수 있다.

또한, 본 실시예의 선박은, 재액화된 액화천연가스의 양이 적은 경우에, 질소공급라인(L2)을 통해 회수라인(L1)에 질소를 공급하여, 회수라인(L1) 상의 유체 유량을 일정량으로 유지함으로써, 회수라인(L1)을 흐르는 유체 속도를 일정하게 유지할 수 있다.

본 실시예의 선박은, 질소공급라인(L2)에 설치되어, 회수라인(L1)으로 공급되는 질소의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브(80)를 더 포함할 수 있다. 제1 밸브(80)는, 기액분리기(40)에 의해 분리되어 회수라인(L1)을 따라 저장탱크(T)로 보내지는 재액화된 액화천연가스의 유량 값을 전송받아, 자동으로 질소 공급량을 조절하도록 운용될 수 있다.

본 실시예의 선박은, 기액분리기(40)에 의해 분리되어 열교환기(20)로 보내지는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 밸브(50); 및 기액분리기(40)에 의해 분리되어 저장탱크(T)로 보내지는 액화천연가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제3 밸브(60); 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 선박에 포함되는 부분 재액화 시스템의 개략도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 선박은, 제1 실시예와 마찬가지로, 압축부(10), 열교환기(20), 감압장치(30), 기액분리기(40), 및 질소공급라인(L2)을 포함한다. 단, 본 실시예의 선박은, 제1 실시예와는 달리, 회수라인(L1) 상에 설치되는 펌프(70)를 더 포함한다.

본 실시예의 선박에 설치되는 저장탱크(T)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 내부의 증발가스를 배출시켜 압축부(10)로 공급한다.

본 실시예의 압축부(10)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 압축시킨다. 본 실시예의 압축부(10)에 의해 압축된 증발가스는 도 3에 도시된 바와 같이, 전부가 열교환기(20)로 보내질 수도 있지만, 일부가 분기되어 엔진으로 보내질 수도 있다.

압축부(10)에 의해 압축된 증발가스의 일부가 엔진으로 보내지는 경우, 제1 실시예와 마찬가지로, 압축부(10)는 엔진이 요구하는 압력에 맞추어 증발가스를 가압시킬 수 있다. 일례로, 엔진이 ME-GI 엔진인 경우, 압축부(10)는 증발가스를 대략 150 내지 400 bar로 압축시킬 수 있고, 엔진이 발전용 DF 엔진(DFDE)인 경우, 압축부(10)는 증발가스를 대략 6.5bar로 압축시킬 수 있으며, 엔진이 X-DF엔진인 경우 압축부(10)는 증발가스를 대략 16bar로 압축시킬 수 있다.

또한, 엔진이 DFDE 또는 X-DF인 경우에도, 제1 실시예와 마찬가지로, 압축부(10)는 증발가스를 대략 100bar 이상으로 가압시키고, 압축부(10)에 의해 압축된 후 일부 분기된 증발가스를 엔진으로 보내는 라인 상에 감압장치를 설치하여, 엔진으로 보내지는 증발가스를 엔진의 요구압력에 맞추어 감압시킨 후 엔진으로 보내는 것이 바람직하다.

그 밖에도, 본 실시예의 선박이 ME-GI 엔진 등의 고압가스분사엔진과 X-DF 엔진 등의 저압가스분사엔진을 모두 포함하고 있는 경우, 제1 실시예와 마찬가지로, 증발가스를 압축부(10)에 의해 고압가스분사엔진이 요구하는 압력까지 압축시킨 후, 압축부(10)에 의해 압축된 증발가스의 일부는 바로 고압가스분사엔진으로 보내고, 다른 일부는 분기시켜 저압가스분사엔진 전단에 설치된 감압장치에 의해 저압가스분사엔진이 요구하는 압력까지 감압시킨 후, 저압가스분사엔진으로 보낼 수 있다.

본 실시예의 압축부(10)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 다수개의 압축기를 포함하여 증발가스를 다단계로 압축시킬 수 있고, 다수개의 압축기 후단에 각각 설치되어, 압축기를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시키는 다수개의 냉각기를 더 포함할 수 있다.

본 실시예의 열교환기(20)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 압축부(10)에 의해 압축된 증발가스를 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환시켜 냉각시킨다. 열교환기(20)에서 냉각 과정을 거친 증발가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 압축부(10)에 의해 압축된 압력에 따라 일부가 재액화될 수도 있다.

본 실시예의 감압장치(30)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 열교환기(20) 후단에 설치되어, 압축부(10)에 의해 압축된 후 열교환기(20)에 의해 냉각된 증발가스의 압력을 낮춘다. 압축부(10)에 의해 압축된 후 열교환기(20) 및 감압장치(30)를 통과한 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다.

본 실시예의 기액분리기(40)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 감압장치(30) 후단에 설치되어, 열교환기(20) 및 감압장치(30)를 통과하며 재액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리한다.

단, 기액분리기(40)에 의해 분리된 액화천연가스는, 제1 실시예와는 달리, 바로 저장탱크(T)로 보내지지 않고, 펌프(70)에 의해 가압된 후 저장탱크(T)로 보내진다.

기액분리기(40)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 다시 열교환기(20)로 보내질 수도 있고, 별도의 라인을 통해 단독으로 열교환기(20)로 보내질 수도 있다. 열교환기(20) 내부를 단독으로 통과한 기체상태의 증발가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 보일러, 엔진, GCU 등의 여러 수요처에 공급될 수 있다.

본 실시예의 선박은, 제1 실시예와 마찬가지로, 재액화된 액화천연가스의 양이 적은 경우에 회수라인(L1)에 질소를 공급하는, 질소공급라인(L2)을 포함한다.

또한, 본 실시예의 선박은, 제1 실시예와 마찬가지로, 질소공급라인(L2)에 설치되어, 회수라인(L1)으로 공급되는 질소의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브(80)를 더 포함할 수 있고, 제1 밸브(80)는, 기액분리기(40)에 의해 분리되어 펌프(70)로 보내지는 재액화된 액화천연가스의 유량 값을 전송받아, 자동으로 질소 공급량을 조절하도록 운용될 수 있다.

본 실시예의 펌프(70)는, 회수라인(L1) 상에 설치되어, 기액분리기(40)에 의해 분리되어 회수라인(L1)을 따라 저장탱크(T)로 되돌려 보내지는 재액화된 액화천연가스를 압축시킨다.

본 실시예의 펌프(70)는, 질소공급라인(L2)과 회수라인(L1)이 만나는 지점 하류에 설치되어, 액화천연가스와 질소가 혼합된 유체를 압축시킬 수 있다.

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또한, 본 실시예의 펌프(70)가 유체를 가압하는 압력과, 질소공급량을 적절히 조절하여, 경제적이면서도 효율적으로 유체의 유속을 조절할 수 있다. 일례로, 펌프(70)에 의해 유체를 압축시키는데 필요한 비용과 질소 공급에 필요한 비용을 비교하고, 펌프(70)에 의해 유체를 압축시켜 증가시킬 수 있는 유속과 질소 공급에 의해 증가시킬 수 있는 유속을 비교하여, 양 인자(factor)를 결합시켜 분석하면, 재액화량에 따른 최적값을 산출할 수 있다.

본 실시예의 펌프(70)는, 회수라인(L1)을 따라 펌프(70)로 보내지는 유체의 유량 값을 전송받아 자동으로 압력을 조절할 수 있도록 운용될 수 있다.

본 실시예의 선박은, 기액분리기(40)에 의해 분리되어 열교환기(20)로 보내지는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 밸브(50); 및 기액분리기(40)에 의해 분리되어 펌프(70)로 보내지는 액화천연가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제3 밸브(60); 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

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 : 압축부 20 : 열교환기
30 : 감압장치 40 : 기액분리기
50, 60, 80 : 밸브 70 : 펌프

Claims (13)

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9. 저장탱크로부터 배출되는 저온의 증발가스 자체를 냉각 유체로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 방법에 있어서,
   1) 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 압축시키고,
   2) 상기 압축된 증발가스를 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 열교환시켜 냉각시키고,
   3) 상기 압축된 후 열교환되어 냉각된 증발가스의 압력을 낮추고,
   4) 상기 1)단계 내지 상기 3)단계를 거치면서 재액화된 액화천연가스와, 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리시키고,
   5) 상기 분리된 기체상태의 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 합류되어, 상기 2)단계에서 상기 압축된 증발가스를 열교환시켜 냉각시키는 냉매로 사용되고,
   6) 상기 4)단계에서 분리된 액화천연가스는 시스템 외부로부터 공급되는 질소와 합류되어 상기 저장탱크로 보내지고,
   상기 6)단계에서, 상기 분리된 액화천연가스가 일정량 이하인 경우에 질소를 공급하여, 상기 분리된 액화천연가스와 질소가 합류된 흐름의 유량을 일정량 이상으로 유지하는, 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 6)단계의 분리된 액화천연가스와 질소가 합류된 흐름은 가압된 후 상기 저장탱크로 보내지는, 방법.
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12. 청구항 9에 있어서,
    상기 6)단계에서, 상기 분리된 액화천연가스와 질소가 합류된 흐름의 유량을 일정하게 유지하는, 방법.
13. 삭제

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