KR101751856B1 - 증발가스 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

저장탱크 내부의 증발가스를 처리하는 시스템이 개시된다.
상기 증발가스 처리 시스템은, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 열매로, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 열교환시켜 가열시키는 제2 열교환기; 및 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 제2 열교환기를 통과한 증발가스를 냉각시키거나 가열시키는 제1 열교환기;를 포함하고, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스는, 상기 제2 열교환기 및 상기 압축기를 통과한 후 다시 제2 열교환기로 보내지고, 상기 압축기는 상온 압축기이다.

Description

증발가스 처리 시스템 및 방법{BOG Treatment System and Method}
본 발명은 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상온 압축기를 이용한 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 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, 액화천연가스를 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 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.
그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -162 ℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 액화천연가스를 저장하는 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다. 이는 에탄 등 다른 저온 액화가스의 경우에도 마찬가지이다.
증발가스는 일종의 손실로서 수송효율에 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 증발가스의 처리를 위해, 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료소비처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.
한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DFGE 및 ME-GI 엔진 등의 가스연료엔진이 있다. DFGE는, 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-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.
도 1은 종래의 증발가스 처리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 증발가스 처리 시스템에 의하면, 저장탱크(T)로부터 배출된 액화가스의 일부는, 펌프(110)에 의해 압축되고 제1 기화기(210)에 의해 기화된 후 추진엔진(E)으로 보내지고, 다른 일부는 제2 기화기(220)에 의해 기화된 후 기액분리기(500)에 의해 기체상과 액체상이 분리된다. 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스는 저장탱크(T)로 보내지고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 가스는 가열기(230)에 의해 가열된 후, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 발전기(G)로 공급된다.
종래의 증발가스 처리 시스템의 일례에 의하면, 저장탱크(T) 내부의 증발가스를 발전기(G)로 공급하기 위하여, 일정 압력 이상에도 견디는 가압형 탱크를 저장탱크(T)로 사용하였고, 가압형 탱크는 저장탱크(T)의 압력만으로 증발가스를 발전기(G)로 공급하도록 운용되었다.
그런데, 가압형 탱크는 가격이 높고, DFGE와 같은 비교적 낮은 압력의 연료를 요구하는 엔진을 탑재한 선박이나 소형 선박에만 적용할 수 있다는 단점이 있었다. 또한, 일단 저장탱크(T)의 압력이 엔진의 요구 압력보다 높아지면, 저장탱크(T) 내부의 증발가스를 대기로 방출(Venting)시켜 저장탱크(T) 내부 압력을 엔진의 요구 압력으로 맞출 수밖에 없어, 액화가스의 손실이 많은 문제점도 있었다.
저장탱크(T)로 가압형 탱크를 사용하는 경우의 단점을 보완하기 위하여, 저장탱크(T)로 상압형 탱크를 사용하고, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 압축기(120)에 의해 압축시키고 제1 열교환기(240)에 의해 냉각시킨 후 발전기(G)로 공급할 수도 있다.
그런데, 종래의 증발가스 처리 시스템에 의하면, 저장탱크(T)로부터 배출되는 대략 -160℃의 극저온의 증발가스를 압축기(120)에 의해 압축시키므로, 극저온에도 견딜 수 있는 고가의 극저온 압축기를 사용하여야 한다는 단점이 있었다.
본 발명은, 종래의 증발가스 처리 시스템을 단점을 보완할 수 있도록, 상압형 탱크로부터 배출되는 증발가스를 상온 압축기에 의해 압축시켜 발전기로 공급하는, 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 저장탱크 내부의 증발가스를 처리하는 시스템에 있어서, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 열매로, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 열교환시켜 가열시키는 제2 열교환기; 및 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 제2 열교환기를 통과한 증발가스를 냉각시키거나 가열시키는 제1 열교환기;를 포함하고, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스는, 상기 제2 열교환기 및 상기 압축기를 통과한 후 다시 제2 열교환기로 보내지고, 상기 압축기는 상온 압축기인, 증발가스 처리 시스템이 제공된다.
상기 저장탱크는 상압형 탱크일 수 있다.
상기 제1 열교환기를 통과한 증발가스는 발전기로 보내질 수 있다.
상기 제1 열교환기를 통과한 증발가스는 추진엔진으로 보내질 수 있다.
상기 증발가스 처리 시스템은, 상기 제2 열교환기로부터 상기 압축기로 증발가스를 보내는 라인 상에 설치되는 제2 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 증발가스 처리 시스템은, 상기 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 압축시키는 펌프; 및 상기 펌프에 의해 압축된 액화가스를 기화시키는 제1 기화기;를 더 포함할 수 있다.
상기 펌프 및 상기 제1 기화기를 통과한 증발가스는 추진엔진으로 보내질 수 있다.
상기 증발가스 처리 시스템은, 상기 제1 기화기 후단에서 분기된 가스를 상기 압축기 전단으로 보내는 라인 상에 설치되는 제1 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 시스템의 초기 구동시 상기 제1 밸브를 열 수 있고, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스의 유량이, 상기 저장탱크로부터 배출되어 상기 제2 열교환기로 공급되는 증발가스를, 상기 압축기의 설계 온도까지 열교환시켜 가열시키기에 충분해지면, 상기 제1 밸브를 닫을 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 저장탱크 내부의 증발가스를 처리하는 방법에 있어서, 1) 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를, 압축된 증발가스와 열교환시켜 가열시키고, 2) 상기 1)단계에서 열교환되어 가열된 증발가스를 압축시키고, 3) 상기 2)단계에서 압축된 증발가스를, 상기 1)단계에서 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스와 열교환되는 열매로 사용하고, 4) 상기 3)단계에서 열매로 사용된 증발가스를 냉각 또는 가열하고, 5) 상기 4)단계에서 냉각 또는 가열된 증발가스를 보일러 또는 추진엔진으로 공급하는, 증발가스 처리 방법이 제공된다.
상기 증발가스 처리 방법은, 6) 상기 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 압축시키고, 7) 상기 6)단계에서 압축된 액화가스를 기화시키고, 8) 상기 7)단계에서 기화된 가스를 상기 추진엔진으로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
초기 구동시 상기 7)단계에서 기화된 가스를, 상기 1)단계에서 열교환되어 가열된 증발가스와 합류시킬 수 있다.
본 발명의 증발가스 처리 시스템은, 상압형 탱크를 사용하므로, 가압형 탱크에 비하여 비용이 저렴하고, 선박의 크기에 관계없이 적용될 수 있다. 또한, 저장탱크 자체의 압력에 의해 엔진의 요구 압력을 맞추지 않고, 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 압축기에 의해 압축시켜 엔진의 요구 압력으로 맞추므로, DFGE 등의 저압 엔진 뿐만 아니라, ME-GI엔진 등의 고압 엔진에도 적용할 수 있다. 뿐만 아니라, 저장탱크 내부 압력을 엔진의 요구 압력에 맞추기 위해 증발가스를 대기로 방출시켜야 할 필요가 없으므로, 대기로 방출되는 증발가스의 양을 줄일 수 있다.
본 발명의 증발가스 처리 시스템은, 상온 압축기를 사용하므로, 극저온 압축기에 비하여 비용이 저렴하고, 압축기가 극저온 조건에서 운용되지 않는 경우에도 적용될 수 있다.
본 발명의 증발가스 처리 시스템은, 초기 구동 시 제1 기화기 후단으로부터 압축기 전단으로 가스를 공급하므로, 저장탱크로부터 배출되는 극저온의 증발가스가 상온 압축기로 유입되어 압축기가 손상되는 경우를 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 증발가스 처리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예의 증발가스 처리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 증발가스 처리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제3 실시예의 증발가스 처리 시스템의 개략적인 구성도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 증발가스 처리 시스템은, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진을 탑재한 선박 및 액화가스 저장탱크를 포함하는 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.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예의 증발가스 처리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제2 열교환기(310), 압축기(121), 및 제1 열교환기(240)를 포함한다.
본 실시예의 저장탱크(T)는, 설정 압력 이상이 되면 내부의 증발가스를 배출시키며, 상압형 탱크인 것이 바람직하다.
본 실시예의 제2 열교환기(310)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 대략 -160℃의 극저온의 증발가스와, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스를 열교환시킨다. 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스는 압력뿐만 아니라 온도도 올라가므로, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스를 열매로 사용하여 저장탱크(T)로부터 배출되는 극저온의 증발가스를 가열시키는 것이다.
본 실시예의 압축기(121)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 열교환기(310)를 통과한 증발가스를, 발전기(G)가 요구하는 압력으로 압축시킨 후 다시 제2 열교환기(310)로 보낸다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템에 의하면, 저장탱크(T)로부터 배출되는 극저온의 증발가스를 바로 압축기(121)에 의해 압축시키는 것이 아니라, 제2 열교환기(310)에 의해 가열시킨 후 압축기(121)에 의해 압축시키므로, 압축기(121)로 극저온 압축기 대신 상온 압축기를 사용할 수 있다는 장점이 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제2 열교환기(310)로부터 압축기(121)로 증발가스를 보내는 라인 상에 설치되어, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 밸브(420)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 제1 열교환기(240)는, 압축기(121)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(310)를 통과한 증발가스를, 발전기(G)가 요구하는 온도로 냉각시키거나 가열시킨다. 제1 열교환기(240)를 통과한 증발가스는 발전기(G)로 공급된다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 펌프(110) 및 제1 기화기(210)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 펌프(110)는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 액화가스를 추진엔진(E)이 요구하는 압력으로 압축시키고, 본 실시예의 제1 기화기(210)는 펌프(110)에 의해 압축된 액화가스를 기화시켜 추진엔진(E)으로 공급한다.
추진엔진(E)은 발전기(G)에 비해 고압의 가스를 연료로 요구할 수 있고, 펌프(110)에 의해 압축된 후 제1 기화기(210)에 의해 기화된 가스의 압력은, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스의 압력보다 높을 수 있다. 구체적으로, 펌프(110)에 의해 압축된 후 제1 기화기(210)에 의해 기화되어 추진엔진(E)으로 보내지는 가스의 압력은 대략 300bar일 수 있고, 압축기(121)에 의해 압축된 후 발전기(G)로 보내지는 증발가스의 압력은 대략 6.5bar일 수 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제1 기화기(210) 후단에서 분기된 가스를 압축기(121) 전단으로 보내는 라인 상에 설치되어, 가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브(410)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템의 초기 구동 시에는, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스의 유량이, 저장탱크(T)로부터 배출되어 제2 열교환기(310)로 공급되는 증발가스를 열교환시켜 가열시키기에 부족하다.
따라서, 초기 구동 시 제1 밸브(410)를 열어, 제1 기화기(210)를 통과한 가스를 압축기(121) 전단으로 보낸다. 제1 기화기(210)를 통과한 후 압축기(121) 전단으로 보내지는 가스의 온도는 대략 45℃일 수 있다. 제1 기화기(210)를 통과한 후 압축기(121) 전단으로 보내진 가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 열교환기(310)를 통과한 증발가스와 합류되어 압축기(121)로 보내진다. 또한, 제2 밸브(420)를 잠근 상태로 제1 밸브(410)를 통과한 가스만을 압축기(121) 전단으로 공급하여 초기 구동에 사용할 수도 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템의 초기 구동 시, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스의 유량이 부족하여, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스의 온도가 제2 열교환기(310)에 충분히 높아지지 않았더라도, 저장탱크(T)로부터 배출되어 제2 열교환기(310)를 통과한 후 압축기(121)로 보내지는 증발가스는, 제1 기화기(210)를 통과한 후 압축기(121) 전단으로 보내진 가스와 혼합되어, 상온 압축기(121)의 설계 온도까지 온도가 높아질 수 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템을 구동시킨 후 일정한 시간이 지나, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스의 유량이 저장탱크(T)로부터 배출되어 제2 열교환기(310)로 공급되는 증발가스를 열교환시켜 가열시키기에 충분해지면, 제1 밸브(410)를 닫는다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 증발가스 처리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3에 도시된 제2 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 도 1에 도시된 제1 실시예에 비해, 압축기(121)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(310) 및 제1 열교환기(240)를 통과한 증발가스가 발전기(G)가 아닌 추진엔진(E)으로 보내진다는 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제1 실시예의 증발가스 처리 시스템과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 열교환기(310), 압축기(121), 및 제1 열교환기(240)를 포함한다.
본 실시예의 저장탱크(T)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 설정 압력 이상이 되면 내부의 증발가스를 배출시키며, 상압형 탱크인 것이 바람직하다.
본 실시예의 제2 열교환기(310)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 대략 -160℃의 극저온의 증발가스와, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스를 열교환시킨다.
본 실시예의 압축기(121)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 열교환기(310)를 통과한 증발가스를 압축시킨 후 다시 제2 열교환기(310)로 보낸다. 단, 본 실시예의 압축기(121)는, 제1 실시예와는 달리, 증발가스를 추진엔진(E)이 요구하는 압력으로 압축시킨다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출되는 극저온의 증발가스를 바로 압축기(121)에 의해 압축시키는 것이 아니라, 제2 열교환기(310)에 의해 가열시킨 후 압축기(121)에 의해 압축시키므로, 압축기(121)로 극저온 압축기 대신 상온 압축기를 사용할 수 있다는 장점이 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 열교환기(310)로부터 압축기(121)로 증발가스를 보내는 라인 상에 설치되어, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 밸브(420)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 제1 열교환기(240)는, 압축기(121)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(310)를 통과한 증발가스를 냉각시키거나 가열시킨다. 단, 본 실시예의 제1 열교환기(240)는, 제1 실시예와는 달리, 추진엔진(E)이 요구하는 온도로 증발가스를 냉각시키거나 가열시킨다. 제1 열교환기(240)를 통과한 증발가스는 추진엔진(E)으로 공급된다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 펌프(110) 및 제1 기화기(210)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 펌프(110)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출되는 액화가스를 추진엔진(E)이 요구하는 압력으로 압축시키고, 본 실시예의 제1 기화기(210)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 펌프(110)에 의해 압축된 액화가스를 기화시켜 추진엔진(E)으로 공급한다.
단, 본 실시예의 증발가스 처리 시스템에 의하면, 제1 실시예와는 달리, 펌프(110)에 의해 압축된 후 제1 기화기(210)에 의해 기화된 가스의 압력과, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스의 압력은 대략 동일하다. 구체적으로, 펌프(110)에 의해 압축된 후 제1 기화기(210)에 의해 기화되어 추진엔진(E)으로 보내지는 가스의 압력과, 압축기(121)에 의해 압축된 후 추진엔진(E)으로 보내지는 증발가스의 압력은, 대략 300bar일 수 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 제1 기화기(210) 후단에서 분기된 가스를 압축기(121) 전단으로 보내는 라인 상에 설치되어, 가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브(410)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 초기 구동 시 제1 밸브(410)를 열어 제1 기화기(210)를 통과한 가스를 압축기(121) 전단으로 보내며, 제1 기화기(210)를 통과한 후 압축기(121) 전단으로 보내지는 가스의 온도는 대략 45℃일 수 있다. 제1 기화기(210)를 통과한 후 압축기(121) 전단으로 보내진 가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 열교환기(310)를 통과한 증발가스와 합류되어 압축기(121)로 보내진다. 또한, 제2 밸브(420)를 잠근 상태로 제1 밸브(410)를 통과한 가스만을 압축기(121) 전단으로 공급하여 초기 구동에 사용할 수도 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템을 구동시킨 후 일정한 시간이 지나, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스의 유량이 저장탱크(T)로부터 배출되어 제2 열교환기(310)로 공급되는 증발가스를 열교환시켜 가열시키기에 충분해지면, 제1 실시예와 마찬가지로, 제1 밸브(410)를 닫는다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제3 실시예의 증발가스 처리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4에 도시된 제3 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 도 3에 도시된 제2 실시예에 비해, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 추진엔진(E)으로 공급하지 않고 재액화시켜 다시 저장탱크(T)로 되돌려 보낸다는 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제2 실시예의 증발가스 처리 시스템과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제2 실시예와 마찬가지로, 제2 열교환기(320), 압축기(121), 및 제1 열교환기(240)를 포함한다.
본 실시예의 저장탱크(T)는, 제2 실시예와 마찬가지로, 설정 압력 이상이 되면 내부의 증발가스를 배출시키며, 상압형 탱크인 것이 바람직하다.
본 실시예의 제2 열교환기(320)는, 제2 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 대략 -160℃의 극저온의 증발가스와, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스를 열교환시킨다.
본 실시예의 압축기(121)는, 제2 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 열교환기(320)를 통과한 증발가스를 압축시킨 후 다시 제2 열교환기(320)로 보낸다. 단, 본 실시예의 압축기(121)는, 제1 실시예와는 달리, 추진엔진(E)이 요구하는 압력과는 무관하게, 제2 열교환기(320)에서의 재액화 효율을 고려하여 증발가스를 압축시킨다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템에 의하면, 제2 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출되는 극저온의 증발가스를 바로 압축기(121)에 의해 압축시키는 것이 아니라, 제2 열교환기(320)에 의해 가열시킨 후 압축기(121)에 의해 압축시키므로, 압축기(121)로 극저온 압축기 대신 상온 압축기를 사용할 수 있다는 장점이 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제2 실시예와 마찬가지로, 제2 열교환기(320)로부터 압축기(121)로 증발가스를 보내는 라인 상에 설치되어, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 밸브(420)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 제1 열교환기(240)는, 제2 실시예와는 달리, 압축기(121)로부터 제2 열교환기(320)로 증발가스를 보내는 라인 상에 설치되어, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스를 냉각시킨 후 제2 열교환기(320)로 보낸다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스를, 제1 열교환기(240)를 우회시켜 바로 제2 열교환기(320)로 보내는 라인 상에 설치되어, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제4 밸브(440)를 더 포함할 수 있다.
압축기(121)에 의해 압축되고 제1 열교환기(240)에 의해 1차로 냉각된 후, 제2 열교환기(320)에서 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환되어 2차로 냉각된 증발가스는, 일부 또는 전부가 재액화된다. 압축기(121), 제1 열교환기(240), 및 제2 열교환기(320)를 통과하며 일부 또는 전부가 재액화된 유체는 저장탱크(T)로 보내진다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제2 열교환기(320)로부터 저장탱크(T)로 유체를 보내는 라인 상에 설치되어, 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제3 밸브(430)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제2 실시예와 마찬가지로, 펌프(110) 및 제1 기화기(210)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 펌프(110)는, 제2 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출되는 액화가스를 추진엔진(E)이 요구하는 압력으로 압축시키고, 본 실시예의 제1 기화기(210)는, 제2 실시예와 마찬가지로, 펌프(110)에 의해 압축된 액화가스를 기화시켜 추진엔진(E)으로 공급한다.
단, 본 실시예의 증발가스 처리 시스템에 의하면, 제2 실시예와는 달리, 펌프(110)에 의해 압축된 액화가스를 바로 제1 기화기(210)로 보내는 것이 아니라, 펌프(110)에 의해 압축된 액화가스가 제2 열교환기(320)를 통과한 후 제1 기화기(210)로 공급된다.
펌프(110)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(320)로 공급된 액화가스는, 압축기(121) 및 제1 열교환기(240)을 통과한 후 제2 열교환기(320)로 공급된 증발가스를 냉각시키는 냉매로 사용된다. 본 실시예의 증발가스 처리 시스템에 의하면, 액화가스가 가진 냉열을 제2 열교환기(320)에서 증발가스를 냉각시키는 데 사용하므로, 재액화 효율 및 재액화량을 높일 수 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 제2 실시예와 마찬가지로, 제1 기화기(210) 후단에서 분기된 가스를 압축기(121) 전단으로 보내는 라인 상에 설치되어, 가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브(410)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템에 의하면, 제2 실시예와 마찬가지로, 초기 구동 시 제1 밸브(410)를 열어 제1 기화기(210)를 통과한 가스를 압축기(121) 전단으로 보내며, 제1 기화기(210)를 통과한 후 압축기(121) 전단으로 보내지는 가스의 온도는 대략 45℃일 수 있다. 제1 기화기(210)를 통과한 후 압축기(121) 전단으로 보내진 가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 열교환기(320)를 통과한 증발가스와 합류되어 압축기(121)로 보내진다. 또한, 제2 밸브(420)를 잠근 상태로 제1 밸브(410)를 통과한 가스만을 압축기(121) 전단으로 공급하여 초기 구동에 사용할 수도 있다.
본 실시예의 증발가스 처리 시스템을 구동시킨 후 일정한 시간이 지나, 압축기(121)에 의해 압축된 증발가스의 유량이 저장탱크(T)로부터 배출되어 제2 열교환기(320)로 공급되는 증발가스를 열교환시켜 가열시키기에 충분해지면, 제2 실시예와 마찬가지로, 제1 밸브(410)를 닫는다.
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.
110 : 펌프 120, 121 : 압축기
210, 220 : 기화기 230 : 가열기
240, 310, 320 : 열교환기 410, 420, 430, 440 : 밸브
500 : 기액분리기

Claims (12)

  1. 저장탱크 내부의 증발가스를 처리하는 시스템에 있어서,
    상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 압축기;
    상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 열매로, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 열교환시켜 가열시키는 제2 열교환기;
    상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 제2 열교환기를 통과한 증발가스를 냉각시키거나 가열시키는 제1 열교환기;
    상기 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 압축시키는 펌프;
    상기 펌프에 의해 압축된 액화가스를 기화시키는 제1 기화기; 및
    상기 제1 기화기 후단에서 분기된 가스를 상기 압축기 전단으로 보내는 라인 상에 설치되는 제1 밸브;를 포함하고,
    상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스는, 상기 제2 열교환기 및 상기 압축기를 통과한 후 다시 제2 열교환기로 보내지고,
    상기 시스템의 초기 구동시 상기 제1 밸브를 열고,
    상기 압축기에 의해 압축된 증발가스의 유량이, 상기 저장탱크로부터 배출되어 상기 제2 열교환기로 공급되는 증발가스를, 상기 압축기의 설계 온도까지 열교환시켜 가열시키기에 충분해지면, 상기 제1 밸브를 닫으며,
    상기 압축기는 상온 압축기인, 증발가스 처리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 저장탱크는 상압형 탱크인, 증발가스 처리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 열교환기를 통과한 증발가스는 발전기로 보내지는, 증발가스 처리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 열교환기를 통과한 증발가스는 추진엔진으로 보내지는, 증발가스 처리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 열교환기로부터 상기 압축기로 증발가스를 보내는 라인 상에 설치되는 제2 밸브를 더 포함하는, 증발가스 처리 시스템.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 펌프 및 상기 제1 기화기를 통과한 증발가스는 추진엔진으로 보내지는, 증발가스 처리 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 저장탱크 내부의 증발가스를 처리하는 방법에 있어서,
    1) 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를, 압축기에 의해 압축된 증발가스와 열교환시켜 가열시키고,
    2) 상기 1)단계에서 열교환되어 가열된 증발가스를 상기 압축기에 의해 압축시키고,
    3) 상기 2)단계에서 압축된 증발가스를, 상기 1)단계에서 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스와 열교환되는 열매로 사용하고,
    4) 상기 3)단계에서 열매로 사용된 증발가스를 냉각 또는 가열하고,
    5) 상기 4)단계에서 냉각 또는 가열된 증발가스를 보일러 또는 추진엔진으로 공급하고
    6) 상기 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 압축시키고,
    7) 상기 6)단계에서 압축된 액화가스를 기화시키고,
    시스템의 초기 구동시, 제1 밸브를 열어, 상기 7)단계에서 기화된 가스를 상기 1)단계에서 열교환되어 가열된 증발가스와 합류시켜 상기 압축기로 보내고,
    상기 압축기에 의해 압축된 증발가스의 유량이, 상기 1)단계에서 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 상기 압축기의 설계 온도까지 열교환시켜 가열시키기에 충분해지면, 상기 제1 밸브를 닫는, 증발가스 처리 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    8) 상기 7)단계에서 기화된 가스를 상기 추진엔진으로 공급하는, 증발가스 처리 방법.
  12. 삭제
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