KR101824421B1 - Fuel gas supply system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연료가스 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액화가스나 증발가스의 재응축하여 연료로 이용하는 연료가스 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel gas supply system, and more particularly, to a fuel gas supply system that recycles liquefied gas or evaporated gas to be used as fuel.
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- .
본 발명은 운전모드에 따라 큰 차이를 보이며 발생하는 증발가스를 적은 증발가스의 공급량으로도 효과적으로 재응축 할 수 있는 연료가스 공급 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a fuel gas supply system capable of efficiently recirculating even a small amount of evaporated gas generated with a large difference depending on an operation mode.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스와 그로부터 발생되는 증발가스를 수용하는 저장유닛; 상기 저장유닛에서 발생된 증발가스를 가압하여 이송하는 압축유닛; 상기 압축유닛에서 압축된 증발가스를 상기 저장유닛의 과냉각된 액화가스를 이용해 재응축시키는 재응축유닛; 상기 재응축유닛에서 수요처로 이어지는 수요처 공급라인에 설치되어 재응축유닛의 액화가스를 상기 수요처의 요구압력 이상으로 가압하는 고압펌프유닛; 및 상기 고압펌프유닛에서 가압된 액화가스를 가열하여 재기화시키는 기화기를 구비하는 열교환유닛; 을 포함하되, 상기 재응축유닛은 상기 저장유닛에서 이송되는 액화가스와 상기 압축유닛에서 압축된 증발가스를 혼합하여 증발가스를 재응축시키는 제1응축부; 및 상기 고압펌프유닛에서 가압되어 이송되는 액화가스와 상기 압축유닛에서 압축된 증발가스를 열교환하여 증발가스를 재응축시키는 제2응축부;를 포함하는 연료가스 공급 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gas turbine comprising: a storage unit for receiving liquefied gas and evaporative gas generated therefrom; A compression unit for compressing and transferring the evaporation gas generated in the storage unit; A re-condensing unit for re-condensing the evaporated gas compressed in the compression unit using the supercooled liquefied gas of the storage unit; A high-pressure pump unit installed in a demand-supply line leading from the re-condensing unit to a customer, for pressurizing the liquefied gas in the re-condensing unit to a pressure required by the customer; And a vaporizer for heating and liquefying the pressurized liquefied gas in the high-pressure pump unit; Wherein the re-condensing unit comprises: a first condenser for mixing the liquefied gas delivered from the storage unit and the evaporated gas compressed in the compression unit to re-condense the evaporated gas; And a second condenser for re-condensing the evaporated gas by heat-exchanging the liquefied gas compressed and transferred by the high-pressure pump unit and the evaporated gas compressed by the compression unit.
상기 압축유닛은 상기 저장유닛에서 이송되는 증발가스를 압축하여 제1응축부로 보내는 제1압축부; 및 증발가스가 상기 제1응축부의 재응축 용량 이상으로 발생 시 증발가스를 제2응축부로 이송시키는 제2압축부;를 포함할 수 있다.Wherein the compression unit comprises: a first compression unit for compressing the evaporated gas transferred from the storage unit and sending it to the first condenser; And a second compression unit for transferring the evaporation gas to the second condenser when the evaporation gas occurs at a temperature equal to or higher than the recondensing capacity of the first condenser.
상기 고압펌프유닛 후단에서 분기되어 상기 제1응축부로 순환되는 최소유량라인을 더 포함하고, 상기 제2응축부는 상기 최소유량라인에서 분기되어 다시 상기 고압펌프유닛 후단으로 연결되는 응축라인에 설치되어, 상기 응축라인을 지나는 액화가스와 상기 압축부에서 상기 제1응축부로 향하는 증발가스 간의 열교환을 수행할 수 있다.Further comprising a minimum flow line branched from a downstream end of the high pressure pump unit and circulating to the first condenser, wherein the second condenser is installed in a condensing line branched from the minimum flow line and connected to the rear end of the high pressure pump unit, And heat exchange may be performed between the liquefied gas passing through the condensation line and the evaporation gas flowing from the compression section to the first condensation section.
상기 제2응축부에서 재응축된 증발가스는 상기 제1응축부로 회수될 수 있다.And the recycled evaporated gas in the second condenser can be recovered to the first condenser.
상기 제1응축부는 상기 저장유닛의 공급펌프에 의해 가압되는 액화가스와 상기 압축유닛의 제1압축부에서 압축되는 증발가스를 혼합하여, 증발가스의 전부 또는 일부를 재응축시킬 수 있다.The first condenser can mix the liquefied gas pressurized by the supply pump of the storage unit with the evaporative gas compressed by the first compressor of the compressor unit to recondense all or a portion of the evaporative gas.
상기 압축유닛은 상기 저장유닛에서 발생하는 증발가스 일부를 고압으로 압축하여 상기 기화기 후단의 수요처 공급라인으로 이송하는 고압압축부를 더 포함할 수 있다.The compression unit may further include a high-pressure compression unit for compressing a part of the evaporation gas generated in the storage unit to a high pressure and transferring the compressed gas to a demand-supply line at a downstream end of the evaporator.
상기 열교환유닛은 상기 기화기 후단에서 그를 통과하는 유체를 수요처에서 요구하는 온도로 가열하는 히터를 더 포함할 수 있다.The heat exchange unit may further include a heater for heating the fluid passing through the vaporizer at a downstream end thereof to a temperature required by a customer.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 저장유닛에 수용된 액화가스를 제1응축부로 이송하는 액화가스 공급라인; 상기 저장유닛에 수용된 증발가스를 제1압축부를 거쳐 상기 제1응축부로 이송하는 증발가스 제1공급라인; 상기 저장유닛에 수용된 증발가스를 제2압축부를 거쳐 상기 제1응축부로 이송하는 증발가스 제2공급라인; 상기 제1응축부에 저장된 액화가스를 고압펌프유닛과 기화기를 거쳐 수요처로 이송하는 수요처 공급라인; 상기 수요처 공급라인의 고압펌프유닛 후단에서 분기되었다가 재합류하여 상기 고압펌프유닛에서 가압된 액화가스를 우회시키는 응축라인; 및 상기 증발가스 제2공급라인의 증발가스와 상기 응축라인의 액화가스를 열교환하여 상기 증발가스 제2공급라인의 증발가스를 재응축시키는 제2응축부;를 포함하는 연료가스 공급 시스템이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquefied gas supply system, comprising: a liquefied gas supply line for transferring liquefied gas accommodated in a storage unit to a first condenser; An evaporation gas first supply line for transferring the evaporation gas accommodated in the storage unit to the first condenser through the first condenser; An evaporation gas second supply line for transferring the evaporation gas accommodated in the storage unit to the first condenser through the second compressor; A demand supply line for transferring the liquefied gas stored in the first condenser to a customer via a high-pressure pump unit and a vaporizer; A condensing line that branches off from the downstream end of the high-pressure pump unit of the demand-supply line and rejoins the high-pressure pump unit to bypass the pressurized liquefied gas; And a second condenser for re-condensing the evaporation gas of the evaporation gas second supply line by heat-exchanging the evaporation gas of the evaporation gas second supply line and the liquefying gas of the condensation line .
상기 액화가스 공급라인은 액화가스 제1공급라인과 액화가스 제2공급라인을 포함하고, 상기 제1응축부는 내부에 저장되는 증발가스를 상기 액화가스 제2공급라인에서 공급되는 액화가스를 분사하여 재응축할 수 있다.The liquefied gas supply line includes a liquefied gas first supply line and a liquefied gas second supply line, and the first condenser blows the evaporation gas stored therein to the liquefied gas second supply line, Can be recycled.
상기 수요처 공급라인의 고압펌프유닛 후단에서 상기 제1응축부로 연결되는 최소유량라인을 더 포함하고, 상기 응축라인은 상기 최소유량라인에서 분기되어 상기 수요처 공급라인의 고압펌프유닛 후단으로 재합류될 수 있다.Further comprising a minimum flow line connected from the downstream end of the high pressure pump unit to the first condenser, wherein the condensing line is branched at the minimum flow line and rejoined to the downstream end of the high pressure pump unit of the demand source supply line have.
최소유량 운전 시에는 상기 증발가스 제2공급라인, 응축라인, 및 상기 수요처 공급라인으로부터 상기 수요처로의 유체흐름을 차단하되, 상기 제1응축부에 저장된 액화가스를 상기 최소유량라인을 통해 상기 고압펌프유닛를 거쳐 순환되도록 하여, 상기 고압펌프유닛의 지속적인 작동을 가능하게 할 수 있다.And a second condensing unit for shutting off the flow of the fluid from the evaporation gas second supply line, the condensation line, and the customer supply line to the customer when the minimum flow rate operation is performed, Pump unit, so as to enable continuous operation of the high-pressure pump unit.
정상 운전 시에는 상기 증발가스 제2공급라인 및 응축라인으로의 유체흐름을 차단하고 제2응축부의 가동을 중단하되, 선적 운전 시에는 상기 증발가스 제2공급라인 및 응축라인으로의 유체흐름을 개방하고 제2응축부를 가동시켜, 운전모드에 따라 달리 운용될 수 있다.The second fluid line is connected to the second supply line and the condensing line, and the second fluid line is connected to the second fluid line, And the second condenser is operated, and can be operated differently according to the operation mode.
상기 선적 운전 시에 상기 제1응축부와 상기 제2응축부에서 재응축시킬 수 있는 양 이상으로 상기 저장유닛에서 발생되는 증발가스의 양이 과다한 경우, 초과분의 증발가스를 고압압축부로 가압하여 기화기 후단에 직접 공급하는 증발가스 고압공급라인을 더 포함할 수 있다.When the amount of the evaporation gas generated in the storage unit is excessive or more than the amount that can be recondensed in the first condensing unit and the second condensing unit during the shipment operation, the excessive evaporation gas is pressurized to the high- And a vapor gas high-pressure supply line for supplying the vaporized gas directly to the downstream end.
상기 수요처로 공급되는 연료가스의 온도를 조절하는 히터가 마련되고, 상기 수요처 공급라인에서 분기되는 열교환라인을 더 포함할 수 있다.A heater for controlling the temperature of the fuel gas supplied to the demander may be provided, and the heat exchange line may be branched from the demander supply line.
본 발명에 따른 연료가스 공급 시스템은 액화가스를 재기화하여 수요처(HP Fuel Gas Consumer)에 공급할 수 있으므로, 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등의 배출이 적어 배기가스 처리장비 비용을 절감할 수 있다.The fuel gas supply system according to the present invention can regenerate the liquefied gas and supply it to a customer (HP Fuel Gas Consumer), so that the emission of sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx) can do.
또한, 운전모드에 따라 큰 차이를 보이며 발생하는 증발가스를 적은 액화가스의 공급량으로도 효과적으로 재응축할 수 있다.In addition, it is possible to effectively recondense even the supply amount of the liquefied gas, which generates a large difference according to the operation mode and generates the evaporated gas.
또한, 운전 중 발생하는 증발가스를 회수하여 연료로 사용할 수 있다. 예를 들어, 다양한 운전에서 발생하는 증발가스, 특히 선적 운전(Loading Operation) 시 과도하게 발생하는 증발가스를 제2저압압축부(Aux. LP BOG Compressor) 및 제2응축부(Aux. BOG Recondenser)를 이용하여 재응축시켜 회수 할 수 있다. In addition, the evaporative gas generated during operation can be recovered and used as fuel. For example, the evaporation gas generated in various operations, especially the evaporation gas that occurs excessively during the loading operation, is introduced into the second low pressure compression unit (Aux. LP BOG Compressor) and the second condensation unit (Aux BOG Recondenser) Can be recycled and recycled.
또한, 선적 운전 시, 제2응축부를 통과하는 액화가스는 고압펌프유닛(HP LNG Booster Pump)에서 가압되어 충분히 과냉각된 상태이므로, 제2압축부로부터 제1응축부까지 이송되는 증발가스(BOG)와 열교환하여도 증발가스를 발생시키지 않아 효율적인 연료가스 공급이 가능하다.Further, during the shipment operation, the liquefied gas passing through the second condenser is pressurized by the high pressure pump unit (HP LNG Booster Pump) and is sufficiently undercooled, so that the evaporation gas (BOG), which is transferred from the second compression unit to the first condenser, It is possible to efficiently supply the fuel gas without generating evaporation gas.
또한, 고압펌프유닛을 통과한 액화가스 일부가 제2응축부에서 증발가스를 응축하도록 함으로써, 증발가스를 추가 에너지원 없이 재응축하여 사용하므로 별도의 재액화장치 등이 필요없다. 또, 이를 통해 재액화에 필요한 에너지도 최소화할 수 있다.Further, since a portion of the liquefied gas passing through the high-pressure pump unit condenses the evaporated gas in the second condensed portion, the evaporated gas is recycled without using an additional energy source. In addition, energy required for re-liquefaction can be minimized.
또한, 선적 운전(Loading Operation) 시 발생하는 과잉 증발가스를 재응축하기 위해 제2응축부(Aux. BOG Recondenser)를 설치하되, 최소유량라인(Minimum Flow Line)에서 분기된 응축라인에 설치하여 배관 물량을 최소화할 수 있다.In addition, a second condenser (BOG Recondenser) is installed for recondensing the excess evaporative gas generated during the loading operation, and it is installed in a condensing line branched from the minimum flow line, The amount of water can be minimized.
또한, 선적 운전 시 발생하는 과잉 증발가스를 재응축시키는데 있어서, 고압펌프유닛(HP LNG Booster Pump)에서 가압된 액화가스를 전량 사용하지 않고, 응축라인을 통해 액화에 필요한 양만 조절하여 공급 사용함으로써, 배관 물량을 줄이며 제2응축부(Aux. BOG Recondenser)의 크기도 최소화할 수 있다.Further, in order to recycle the excess evaporative gas generated during the shipment operation, the high pressure pump unit (HP LNG Booster Pump) supplies and uses only the amount required for liquefaction through the condensing line without using the entire amount of pressurized liquefied gas, It is possible to reduce the amount of piping and minimize the size of the second condenser (Aux BOG Recondenser).
또한, 선적 운전 시에만 과잉 증발가스가 제2응축부를 통과하게 되므로, 정상 운전 시 압력 강하에 의한 에너지 손실이 발생하는 문제가 없다.Further, since the excess evaporation gas passes through the second condensing section only during the shipment operation, there is no problem of energy loss due to pressure drop during normal operation.
또한, 압축유닛을 제1저압압축부와, 제2저압압축부, 및 고압압축부 세 개를 마련함으로써, 운전 상태에 따라 구분하여 이용할 수 있다. 예를 들어, 선적 운전 시 같이 정상 운전 시와는 달리 과잉 증발가스가 발생할 경우 제1압축부가 처리할 수 있는 용량 이상의 나머지 증발가스에 대해서는 제2압축부를 사용함으로써, 증발가스 이송을 제1저압압축부와 제2저압압축부가가 함께 담당하는 것이다. 나아가, 제1저압압축부와 제2저압압축부가 담당할 수 있는 용량 이상으로 증발가스가 발생하는 경우에 나머지 증발가스에 대하여는 고압압축부가 적용 및 사용될 수 있다.Further, by providing the compression unit as the first low-pressure compression section, the second low-pressure compression section, and the three high-pressure compression sections, the compression unit can be used in accordance with the operation state. For example, unlike normal operation during the shipping operation, when the excess evaporative gas is generated, the second compressed portion is used for the remaining evaporative gas over the capacity that can be treated by the first compres- sion portion, And the second low-pressure compression unit take charge of the same. Further, in the case where the evaporation gas is generated at a capacity that can be exceeded by the capacity of the first low-pressure compression section and the second low-pressure compression section, the high-pressure compression section can be applied and used for the remaining evaporation gas.
또한, 제2응축부(Aux. BOG Recondenser)를 통해 재응축된 증발가스를 저장탱크가 아닌 제1응축부(Main BOG Recondenser)로 이송하여 에너지 낭비를 절감할 수 있다. 즉, 만약 재응축된 증발가스를 저압의 저장탱크로 리턴(Return)시키면 저압(5kPag) 환경에서 다시 공급펌프로 가압하여 제1응축부로 이송시켜야 하므로, 그만큼의 에너지 낭비를 줄일 수 있는 것이다.In addition, the evaporated gas recycled through the second condenser (BOG Recondenser) can be transferred to the first condenser (Main BOG Recondenser) instead of the storage tank to reduce energy waste. That is, if the re-condensed evaporated gas is returned to the low-pressure storage tank, it is necessary to pressurize the re-condensed evaporated gas again in the low-pressure (5 kPag) environment and transfer it to the first condenser.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연료가스 공급 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 연료가스 공급 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 연료가스 공급 시스템의 정상 운전 상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 연료가스 공급 시스템의 최소유량 운전 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 연료가스 공급 시스템의 선적 운전 상태를 나타낸다.1 shows a fuel gas supply system according to a first embodiment of the present invention.
2 shows a fuel gas supply system according to a second embodiment of the present invention.
3 shows a normal operation state of the fuel gas supply system according to the second embodiment of the present invention.
4 shows a minimum flow operation state of the fuel gas supply system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows a shipping operation state of the fuel gas supply system according to the second embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
이하에서는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일례로서, 액화천연가스 및 이로부터 발생하는 증발가스를 적용하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 액화 에탄가스, 액화 탄화수소가스 등 다양한 액화가스 및 이로부터 발생하는 증발가스가 적용되는 경우에도 동일한 기술적 사상으로 동일하게 이해되어야 한다.Hereinafter, the liquefied natural gas and the evaporative gas generated from the liquefied natural gas have been described as an example to facilitate understanding of the present invention, but the present invention is not limited thereto, and various liquefied gases such as liquefied ethane gas and liquefied hydrocarbon gas, Even if evaporative gas is applied, the same technical idea should be equally understood.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연료가스 공급 시스템을 도시한다. 이를 참조하면, 제1실시예에서는 액화가스와 그로부터 발생되는 증발가스를 수용하는 저장유닛(100), 저장유닛(100)에서 발생된 증발가스를 가압하여 이송하는 압축유닛(200), 압축유닛(200)에서 압축된 증발가스를 저장유닛(100)의 과냉각된 액화가스를 이용해 재응축시키는 재응축유닛(300), 재응축유닛(300)에서 수요처(10)로 이어지는 수요처 공급라인(L30)에 설치되어 재응축유닛(300)의 액화가스를 수요처(10)의 요구압력 이상으로 가압하는 고압펌프유닛(400), 및 고압펌프유닛(400)에서 가압된 액화가스를 가열하여 재기화시키는 기화기(510)를 구비하는 열교환유닛(500)을 포함하되, 재응축유닛(300)은 저장유닛(100)에서 이송되는 액화가스와 압축유닛(200)에서 압축된 증발가스를 혼합하여 증발가스를 재응축시키는 제1응축부(310), 및 고압펌프유닛(400)에서 가압되어 이송되는 액화가스와 압축유닛(200)에서 압축된 증발가스를 열교환하여 증발가스를 재응축시키는 제2응축부(320)를 포함할 수 있다. 1 shows a fuel gas supply system according to a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a
다시 말해, 본 발명의 제1실시예에 따른 연료가스 공급 시스템은, 저장유닛(100)에 수용된 액화가스를 제1응축부(310)로 이송하는 액화가스 공급라인(L10), 저장유닛(100)에 수용된 증발가스를 제1압축부(210)를 거쳐 제1응축부(310)로 이송하는 증발가스 제1공급라인(L21), 저장유닛(100)에 수용된 증발가스를 제2저압압축부(220)를 거쳐 제1응축부(310)로 이송하는 증발가스 제2공급라인(L22), 제1응축부(310)에 저장된 액화가스를 고압펌프유닛(400)과 기화기(510)를 거쳐 수요처(10)로 이송하는 수요처 공급라인(L30), 수요처 공급라인(L30)의 고압펌프유닛(400) 후단에서 분기되었다가 재합류하여 고압펌프유닛(400)에서 가압된 액화가스를 우회시키는 응축라인(L41), 및 증발가스 제2공급라인(L22)의 증발가스와 응축라인(L41)의 액화가스를 열교환하여 증발가스 제2공급라인(L22)의 증발가스를 재응축시키는 제2응축부(320)를 포함할 수 있다. 이하에서는 이러한 연료가스 공급 시스템을 이루는 각 부분들을 상세히 살펴보기로 한다.In other words, the fuel gas supply system according to the first embodiment of the present invention includes a liquefied gas supply line L10 for transferring the liquefied gas stored in the
먼저, 수요처(10)는 후술할 증발가스 공급라인(L20) 또는 액화가스 공급라인(L10)을 통해, 저장유닛(100)에 수용된 액화가스가 기화되거나 자연증발된 증발가스 등으로 이루어지는 기체 상태의 연료가스를 공급받아 선박의 추진력 발생시키는 엔진일 수 있다. 일례로 엔진은 고온·고압의 연소가스로 가동되는 회전형 열기관인 가스터빈이거나, ME-GI 엔진과 같은 고압가스 분사엔진, 또는 약 15 내지 17 bar 수준의 중압의 연료가스, 구체적으로 연료가스를 공급받아 출력을 발생시킬 수 있는 X-DF 엔진이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 기체 상태의 연료가스를 공급받아 출력을 발생시킬 수 있다면 다양한 형식의 엔진으로 이루어지는 경우를 포함한다.First, the
GCU(20, Gas Combustion Unit)는 증발가스 제1공급라인(L21)으로부터 제1저압압축부(210)에 의해 가압된 유체를 공급받아 그를 소각하는 방식으로 연료가스를 소비할 수 있다.The GCU 20 may consume the fuel gas in such a manner that it receives the fluid pressurized by the first low
저장유닛(100)을 설명하기로 한다. 저장유닛(100)은 병렬로 배치되는 다수개의 저장탱크(101)를 포함할 수 있다. 이때, 각각의 저장탱크(101)는 천연가스의 생산지 등으로부터 액화연료를 공급받아 수용 및 저장하여, 목적지에 이르러 하역하기까지 액화연료를 안정적으로 보관한다. 또, 저장탱크(101)는 외부의 열 침입에 의한 액화연료의 기화를 최소화할 수 있도록 단열 처리된 멤브레인 타입의 화물창으로 마련될 수 있다. 저장탱크(101)에 저장되는 액화연료는 후술하는 바와 같이 선박의 추진용 엔진, 발전용 엔진 및 GCU 등의 연료가스로 이용될 수 있다.The
공급펌프(110)는 저장탱크(101) 내부의 액화가스 공급라인(L10)의 입구측 단부에 마련되되 작동 효율성을 향상시킬 수 있도록 저장탱크(101) 내측의 저면에 인접하게 마련될 수 있다. 공급펌프(110)는 저장탱크(101)에 수용된 액화가스를 액화가스 공급라인(L10)으로 송출시킬 수 있다. The
순환라인(120)은 공급펌프(110)를 통해 액화가스 공급라인(L10)으로 공급되는 액화가스 일부를 다시 저장탱크(101)로 복귀시킴으로써, 제1응축부(310) 내부의 액화가스량 또는 수요처(10)에서 요구하는 연료의 양에 따라 제1응축부(310)로 공급되는 액화가스 양을 조절할 수 있다.The
다음으로 압축유닛(200)을 설명하기로 한다. 압축부(200)는 저장유닛(100)에서 이송되는 증발가스를 압축하여 제1응축부(310)로 보내는 제1압축부(210), 및 증발가스가 제1응축부(310)의 재응축 용량 이상으로 발생 시 증발가스를 제2응축부(320)로 이송시키는 제2압축부(220)를 포함할 수 있다.Next, the
제1저압압축부(210)는 증발가스 제1공급라인(L21)에, 제2저압압축부(220)는 증발가스 제2공급라인(L22) 상에 각각 마련될 수 있다. 이때, 본 연료가스 공급 시스템의 운전 모드에 따라 제1저압압축부(210)는 상시 가동되고, 제2저압압축부(220)는 선적 운전 시에만 가동될 수 있다. 선적 운전 시에는 저장유닛(100)에 많은 증발가스가 발생하게 되므로, 제2저압압축부(220)와 제1저압압축부(210)가 함께 가동되는 것이다.The first low
재응축유닛(300)을 설명하기로 한다. 재응축유닛(300)은 크게 제1응축부(310)와 제2응축부(320)를 포함한다. The
제1응축부(310)는 액화가스 공급라인(L10)으로부터 공급되는 액화가스를 일시 저장하는 저장고 역할을 할 수 있다. 나아가, 제1응축부(310)는 저장유닛(100)의 공급펌프(110)에 의해 가압되는 액화가스와 압축유닛(200)의 제1저압압축부(210)에서 압축되는 증발가스를 혼합하여, 증발가스의 전부 또는 일부를 재응축시킬 수 있다. 이때, 유입되는 증발가스의 재응축은 액화가스 제2공급라인(L12)을 통해 공급되는 액화가스의 분사에 의해 구현될 수 있다.The
제2응축부(320)는 후술할 응축라인(L41)에 마련되어, 증발가스 제1공급라인(L21) 및 제2공급라인(L22)과의 열교환을 통해 수요처 공급라인(L30)에서 고압펌프유닛(400)에 의해 가압되는 액화가스를 이용해 증발가스 제2공급라인(L22)을 지나 제1응축부(310)로 향하는 증발가스를 재응축시킬 수 있다.The
고압펌프유닛(400)은 제1응축부(310)에 수용된 액화가스를 수요처 공급라인(L30)으로 송출시킴과 동시에, 수요처(10)가 요구하는 연료가스의 압력 조건에 상응하는 압력수준으로 액화가스를 가압할 수 있다. 일례로 수요처(10)가 가스 터빈으로 이루어지는 경우, 고압펌프유닛(400)은 액화가스를 약 30 내지 40 barg로 가압하여 기화기(510) 쪽으로 송출할 수 있다.The high
열교환유닛(500)은 기화기(510)를 구비하여, 제1저압압축부(210)에서 수요처 공급라인(L30)을 통해 수요처(10) 쪽으로 공급되는 액화가스를 기화시킨다. 또한, 열교환유닛(500)은 기화기(510) 뿐만 아니라, 기화기(510) 후단에서 그를 통과하는 유체를 수요처(10)에서 요구하는 온도로 가열하는 히터(520)를 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 수요처 공급라인(L30)에는 열교환라인(L31)이 추가로 마련되고, 열교환라인(L31) 상에는 히터(520)가 마련되어, 수요처 공급라인(L30)을 통해 수요처(10)로 공급되는 연료가스의 온도를 조절할 수 있다. 이러한 열교환라인(L31)은 수요처 공급라인(L30)을 통해 수요처(10)로 공급되는 연료를 수요처(10)가 요구하는 온도로 일정하게 공급할 수 있다.The
액화가스 공급라인(L10)은 상술한 저장유닛(100)과 재응축유닛(300)을 연결한다. 구체적으로, 액화가스 공급라인(L10)은 일측 단부에 마련된 공급펌프(110)로부터 송출되는 연료가스를 제1응축부(310)로 공급한다. 그리고 액화가스 공급라인(L10)은 액화가스 제1공급라인(L11)과 액화가스 제2공급라인(L12)을 포함할 수 있다. The liquefied gas supply line L10 connects the
액화가스 제1공급라인(L11)은 액화가스 공급라인(L10)에서 분기되어 제1응축부(310)의 하부로 연결되고, 액화가스 제2공급라인(L12)은 액화가스 공급라인(L10)에서 분기되어 제1응축부(310)의 상부로 연결되되, 제1응축부(310) 상측에 액화가스를 분사하여 제1응축부(310) 내부로 공급되는 증발가스를 재응축할 수 있다.The liquefied gas first supply line L11 is branched at the liquefied gas supply line L10 and connected to the lower portion of the
증발가스 공급라인(L20)은 저장유닛(100)에 저장된 증발가스를 압축유닛(200)에 공급하되, 후단에서 증발가스 제1공급라인(L21)과 증발가스 제2공급라인(L22)으로 분기될 수 있다.The evaporation gas supply line L20 supplies the evaporation gas stored in the
증발가스 제1공급라인(L21)은 증발가스 공급라인(L20)에서 GCU(20) 쪽으로 연장될 수 있다. 이때, 증발가스 제1공급라인(L21)에는 GCU(20) 쪽으로 증발가스를 가압 및 공급하는 제1저압압축부(210)가 마련될 수 있다. The first evaporation gas supply line L21 may extend toward the
그리고 증발가스 제1공급라인(L21)은 GCU(20) 쪽으로 연장되되, 제1분기라인(L21a)과 제2분기라인(L21b)으로 증발가스 일부를 이송할 수 있다. 이때, 제1분기라인(L21a)은 증발가스 제1공급라인(L21)과 증발가스 제2공급라인(L22)을 연결하고, 제2분기라인(L21b)은 증발가스 제1공급라인(L21)과 제1응축부(310)를 연결하여, 증발가스를 각각 증발가스 제2공급라인(L22)이나 제1응축부(310)로 이송할 수 있다.The first evaporation gas supply line L21 extends toward the
증발가스 제2공급라인(L22)은 증발가스 공급라인(L20)에서 제2저압압축부(220)와 제2응축부(320)를 거쳐 제1응축부(310) 쪽으로 연장될 수 있다. 이러한 증발가스 제2공급라인(L22)은 증발가스 제1공급라인(L21)에서 처리하기 과다한 정도의 증발가스가 저장탱크(101)에 발생되는 때에만 이용되어, 증발가스 제1공급라인(L21)에 비하여 상대적으로 그를 통과하는 유체이송량이 적을 수 있다. 또 증발가스 제2공급라인(L22)을 지나는 증발가스는 제2응축부(320)에서 재응축되어 제1응축부(310)로 회수될 수 있다.The evaporation gas second supply line L22 may extend from the evaporation gas supply line L20 to the
수요처 공급라인(L30)은 제1응축부(310)를 거친 액화가스를 고압펌프유닛(400)을 거쳐 가압하고, 가압된 액화가스를 기화기(510)로 기화하여 수요처(10)로 공급한다.The demand-supply line L30 pressurizes the liquefied gas passing through the
수요처 공급라인(L30)의 고압펌프유닛(400) 후단에는 제1응축부(310)로 연결되는 최소유량라인(L40)이 마련되고, 응축라인(L41)은 이러한 최소유량라인(L40)에서 분기되어 수요처 공급라인(L30)의 고압펌프유닛(400) 후단으로 재합류될 수 있다.The minimum flow line L40 connected to the
최소유량라인(L40)은 수요처 공급라인(L30)의 고압펌프유닛(400) 후단에서 다시 제1응축부(310)로 액화가스를 복귀시키는 라인일 수 있다. 고압펌프유닛(400)이 고장 등의 문제발생 없이 지속적으로 이송할 수 있는 최소 유량이 있는데, 이를 흘려보내는 최소유량라인(L40)을 확보하여 고압펌프유닛(400)이 정상운전 상태 이전이나 대기 상태에서 무리없이 구동할 수 있게 하는 것이다. The minimum flow line L40 may be a line that returns the liquefied gas from the downstream end of the high
응축라인(L41)은 후술할 선적 운전(Loading Operation) 모드에서 발생되는 과잉 증발가스를 재응축하기 위해 제2응축부(320)가 설치되되, 기존에 확보되어 있는 최소유량라인(L40, Minimum Flow Line)에서 분기되어 설치될 수 있다. The condensation line L41 is provided with a
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 연료가스 공급 시스템을 도시한다. 이하에서 설명하는 제2실시예에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 제1실시예에 의한 연료가스 공급 시스템에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.2 shows a fuel gas supply system according to a second embodiment of the present invention. The description of the second embodiment described below is the same as the description of the fuel gas supply system according to the first embodiment except for the additional description of other reference numerals, It is omitted.
도면을 참조하면, 증발가스 공급라인(L20)에는 저장탱크(101)에 증발가스가 과도하게 발생하는 경우, 이를 고압압축부(230)로 가압하여 수요처 공급라인(L30)의 기화기(510) 후단에 공급하는 증발가스 고압공급라인(L23)이 마련될 수 있다. 이는 후술할 선적 운전(Loading Operation) 모드에서 증발가스가 과다하게 발생되는 경우 증발가스를 수요처(10)에 직접 공급하기 위한 수단으로 기능한다.When the evaporation gas is excessively generated in the
도 3는 본 발명의 제2실시예에 따른 연료가스 공급 시스템의 노말 오퍼레시션 상태를 나타내고, 도 4은 본 발명의 제2실시예에 따른 연료가스 공급 시스템의 최소유량 운전 상태를 나타내며, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 연료가스 공급 시스템의 선적 운전 상태를 나타낸다.FIG. 3 shows the normal operation state of the fuel gas supply system according to the second embodiment of the present invention, FIG. 4 shows the minimum flow operation state of the fuel gas supply system according to the second embodiment of the present invention, 5 shows the shipment operation state of the fuel gas supply system according to the second embodiment of the present invention.
이를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 연료가스 공급 시스템은 크게 정상 운전(Normal Operation) 모드와, 최소유량 운전 모드와, 선적 운전 모드의 세 가지의 운전 모드로 가동될 수 있다. Referring to this, the fuel gas supply system according to the second embodiment of the present invention can be largely operated in three operation modes: a normal operation mode, a minimum flow operation mode, and a shipping operation mode.
최소유량 운전 모드에서는 증발가스 제2공급라인(L22), 응축라인(L41), 및 수요처 공급라인(L30)으로부터 수요처(10)로의 유체흐름을 차단하되, 제1응축부(310)에 저장된 액화가스를 최소유량라인(L40)을 통해 고압펌프유닛(400)를 거쳐 순환되도록 하여, 고압펌프유닛(400)의 지속적인 작동을 가능하게 할 수 있다.In the minimum flow operation mode, the flow of the fluid from the evaporation gas second supply line L22, the condensation line L41, and the demand source supply line L30 to the
정상 운전 모드에서는 증발가스 제2공급라인(L22) 및 응축라인(L41)으로의 유체흐름을 차단하고 제2응축부(320)의 가동을 중단하되, 선적 운전 시에는 증발가스 제2공급라인(L22) 및 응축라인(L41)으로의 유체흐름을 개방하고 제2응축부(320)를 가동시켜, 운전모드에 따라 달리 운용될 수 있다. 이하에서는 이들 각 모드의 작동방식에 대하여 상세히 설명하기로 한다.In the normal operation mode, the flow of the fluid to the evaporation gas second supply line L22 and the condensation line L41 is interrupted, and the operation of the
A. 정상 운전(Normal Operation) 모드 A. Normal Operation Mode
저장탱크(101)에서 공급펌프(110)에 의해 액화가스를 일정압으로 가압하여 제1응축부(310)로 이송시킨다. 이때, 액화가스는 가압되었으므로 해당 압력에서 과냉각된 상태이고, 어느 정도 온도가 더 올라가도 액체 상태를 유지할 수 있다.In the
증발가스(Boil-off Gas)는 액화가스를 저장하는 저장탱크(101)에서 발생되는데, 저장탱크(101)에 마련되는 단열재(insulation)의 두께 및 저장탱크(101)의 크기, 외기조건, 액화가스 저장 용량 등에 따라 증발가스 발생량이 달라진다. 이때, 최대 증발가스 발생량(Max. NBOG)은 단열재(Insulation) 두께 및 저장탱크(101)의 크기와 외기조건은 설계 시 고정되는 값이기 때문에, 저장 상태에 따른 액화가스 저장용량에 따라 보수적인 조건에서 산정될 수 있다. The boil-off gas is generated in the
증발가스는 증발가스 제1공급라인(L21)에서 제1저압압축부(210)에 의해 가압되어 제1응축부(310)로 이송된다. 그리고 제1응축부(310)에서 저장탱크(101)에서 공급펌프(110)를 통해 이송되는 과냉각된 액화가스에 의해 증발가스는 재응축된다. The evaporation gas is pressurized by the first low-
제1응축부(310) 내의 액화가스 및 재응축된 증발가스는 수요처(10)의 요구 압력을 만족시키기 위해 고압펌프유닛(400)으로 충분히 가압한다. 고압으로 가압된 액화가스는 기화기(510)에서 기상으로 재기화된다. 이때의 열원은 해수, 가열된 냉각수 등 일 수 있다. 또 필요 시 히터(520, Fuel Gas Heater)에서 재기화된 연료가스의 온도를 수요처(10)에서 요구하는 온도로 가열한다. 이 때의 열원은 스팀(Steam) 등 일 수 있다.The liquefied gas in the
B. 최소유량 운전(Minimum Flow Circulation) 모드B. Minimum Flow Circulation Mode
초기 운전 및 대기 상태에서 고압펌프유닛(400)를 끄지 않은 상태로 운전을 할 수 있는데, 이는 제1응축부(310)에 저장된 액화가스 일부를 고압펌프유닛(400)과 최소유량라인(L40)을 거쳐 다시 제1응축부(310)로 순환시킴으로써 가능하다. 이 경우 제1응축부(310)는 재응축을 시키는 역할이 아니라 석션드럼(Suction Drum)과 같이 임시로 액화가스를 저장하고 증발가스를 분리시키는 역할을 수행할 수 있다.It is possible to operate part of the liquefied gas stored in the
이 모드에서는 액화가스가 증발가스를 재응축할 수 있을 만큼 이송량이 크지 않고 최소유량라인(L40)을 통한 재순환을 반복하므로 재응축 역할을 할 수 없어, 증발가스는 전량 GCU(20)로 이송 및 소각되거나 불가한 경우 이를 벤트(Vent)시킬 수 있다.In this mode, the liquefied gas is not large enough to recirculate the evaporated gas and recycles through the minimum flow line (L40), so that it can not perform the function of re-condensing, and the evaporated gas is entirely transferred to the GCU It can be incinerated or vented if it is not possible.
C. 선적 운전(Loading Operation) 모드C. Loading Operation Mode
기본적으로 정상 운전(Normal Operation) 모드와 동일한 운전을 수행한다. 이 선적 운전 모드에서는, 정상 운전 모드에 비해 과도한 양의 증발가스가 발생하게 된다. 발생하는 증발가스의 양은 선적(Loading) 방법 및 시스템 구성에 따라 차이가 나는데, 아래와 같은 세 경우에 대해 각각 다르게 적용이 된다.Basically, it performs the same operation as normal operation mode. In this shipment operation mode, an excessive amount of evaporative gas is generated as compared with the normal operation mode. The amount of evaporation gas generated differs depending on the loading method and the system configuration. The following three cases apply differently.
1) 증발가스 발생량 < 제2응축부(320)의 용량1) Evaporation gas generation amount < Capacity of the
제1응축부(310)의 압력 및 레벨(Level)을 제어할 수 있을 정도의 증발가스만 제저압1압축부(Main LP 증발가스 Compressor)를 이용하여 제1응축부(310)로 보내고 나머지는 제1저압압축부(Main LP 증발가스 Compressor) 및 제2 저압압축부(Aux. LP 증발가스 Compressor)를 이용하여 제2 응축기(320)로 이송하여 전량을 재응축시킨다. 이때의 냉원은 고압펌프유닛(400)에서 가압된 액화가스며 최소유량라인(L40)에서 분기되어 제2 응축기(320)로 공급된다. Only the evaporated gas that can control the pressure and the level of the
2) 제2응축부(320) 용량 < 증발가스 발생량 < 제2응축부(320) + 제1응축부(310) 용량2) Capacity of the
제2 응축기(320)에서 재응축시킬 수 있는 증발가스양을 우선적으로 제2 응축기(320)로 이송시키고, 그 나머지에 대해 제1응축부(310)로 이송하여 재응축시킨다. The evaporation gas that can be recycled in the
3) 제2응축부(320) + 제1응축부(310) 용량 < 증발가스 발생량 3)
기본적으로 2)의 경우와 같이 운전을 하되, 두 응축부(310,320)에서 재응축시킬 수 있는 양 이상에 대해서는 고압압축부(230)를 이용하여 직접 고압으로 가압하여 기화기(510) 후단에 연결하여 수요처(10)로 이송될 수 있도록 한다.Basically, the operation is performed as in the case of 2), but the high
이상으로 본 발명에 따른 연료가스 공급 시스템의 작동방식에 대하여 설명하였다. 이처럼 본 발명에서는 액화가스를 재기화하여 수요처(10, HP Fuel Gas Consumer)에 공급할 수 있으므로, 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등의 배출이 적어 배기가스 처리장비 비용을 절감할 수 있다.The operation of the fuel gas supply system according to the present invention has been described above. As described above, according to the present invention, since the liquefied gas can be regenerated and supplied to the HP (Fuel Gas Consumer) 10, it is possible to reduce the cost of the exhaust gas treatment equipment due to a small amount of sulfur oxides (SOx), nitrogen oxides .
또한, 운전모드에 따라 큰 차이를 보이며 발생하는 증발가스를 적은 액화가스의 공급량으로도 효과적으로 재응축할 수 있다.In addition, it is possible to effectively recondense even the supply amount of the liquefied gas, which generates a large difference according to the operation mode and generates the evaporated gas.
또한, 운전 중 발생하는 증발가스를 회수하여 연료로 사용할 수 있다. 예를 들어, 다양한 운전에서 발생하는 증발가스, 특히 선적 운전(Loading Operation) 시 과도하게 발생하는 증발가스를 제2저압압축부(220) 및 제2응축부(320)를 이용하여 재응축시켜 회수 할 수 있다. In addition, the evaporative gas generated during operation can be recovered and used as fuel. For example, the evaporation gas generated in various operations, particularly the evaporation gas excessively generated in the loading operation, is recycled by using the second low-
다시 말해, 다양한 운전에서 발생하는 증발가스, 특히 선적 운전(Loading Operation) 시 과도하게 발생하는 증발가스를 제2저압압축부(220) 및 제2응축부(320)를 이용하여 재응축시켜 회수 할 수 있다. 만약 재응축하지 않고 고압으로 바로 가압하여 연료로 공급할 시 압축에 필요한 에너지 소모가 증가하므로 에너지 효율 측면에서 이점이 크다. 액체를 가압 후 기화시키는 것이 기체를 가압하는 것보다 에너지 소모가 적은 것은 열역학적으로 자명하기 때문이다.In other words, the evaporation gas generated in various operations, particularly, the evaporation gas excessively generated during the loading operation is recycled and recycled using the second low-
또한, 선적 운전 시, 제2응축부를 통과하는 액화가스는 고압펌프유닛(400, HP LNG Booster Pump)에서 가압되어 충분히 과냉각된 상태이므로, 제2저압압축부(220)로부터 제1응축부(310)까지 이송되는 증발가스(BOG)와 열교환하여도 증발가스를 발생시키지 않아 효율적인 연료가스 공급이 가능하다.Since the liquefied gas passing through the
또한, 고압펌프유닛(400)을 통과한 액화가스 일부가 제2응축부(320)에서 증발가스를 응축하도록 함으로써, 증발가스를 추가 에너지원 없이 재응축하여 사용하므로 별도의 재액화장치 등이 필요없다. 또, 이를 통해 재액화에 필요한 에너지도 최소화할 수 있다.Further, since a portion of the liquefied gas passing through the high-
또한, 선적 운전(Loading Operation) 시 발생하는 과잉 증발가스를 재응축하기 위해 제2응축부(320)를 설치하되, 최소유량라인(L40, Minimum Flow Line)에서 분기된 응축라인(L41)에 설치하여 배관 물량을 최소화할 수 있다.The
또한, 선적 운전 시 발생하는 과잉 증발가스를 액화시키는데 있어서, 고압펌프유닛(400)에서 가압된 액화가스를 전량 사용하지 않고, 응축라인(L41)을 통해 액화에 필요한 양만 조절하여 공급 사용함으로써, 배관 물량을 줄이며 제2응축부(320)의 크기도 최소화할 수 있다.In order to liquefy the excess evaporative gas generated during the shipment operation, the high
또한, 선적 운전 시에만 과잉 증발가스가 제2응축부(320)를 통과하게 되므로, 정상 운전시 압력 강하에 의한 에너지 손실이 발생하는 문제가 없다.In addition, since the excessive evaporation gas passes through the
또한, 압축유닛(200)을 제1저압압축부(210)와 제2저압압축부(220)와 고압압축부(230) 세 개를 마련함으로써, 운전 상태에 따라 구분하여 이용할 수 있다. 예를 들어, 선적 운전 시 같이 정상 운전 시와는 달리 과잉 증발가스가 발생할 경우 제1저압압축부(210)가 처리할 수 있는 용량 이상의 나머지 증발가스에 대해서는 제2저압압축부(220)를 사용함으로써, 증발가스 이송을 제1저압압축부(210)와 제2저압압축부(220)가 함께 담당하는 것이다. 나아가, 제1저압압축부(210)와 제2저압압축부(220)가 담당할 수 있는 용량 이상으로 증발가스가 발생하는 경우에 나머지 증발가스에 대하여는 고압압축부(230)가 적용 및 사용될 수 있다.In addition, the
또한, 제2응축부(320)를 통해 재응축된 증발가스를 저장탱크가 아닌 제1응축부(310)로 이송하여 에너지 낭비를 절감할 수 있다. 즉, 만약 재응축된 증발가스를 저압의 저장탱크(101)로 리턴(Return)시키면 저압(5kPag) 환경에서 다시 공급펌프(110)로 가압하여 제1응축부로 이송시켜야 하므로, 그만큼의 에너지 낭비를 줄일 수 있는 것이다.In addition, the evaporated gas recycled through the
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 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.
L10: 액화가스 공급라인 L11: 액화가스 제1공급라인
L12: 액화가스 제2공급라인 L20: 증발가스 공급라인
L21: 증발가스 제1공급라인 L21a: 제1분기라인
L21b: 제2분기라인 L22: 증발가스 제2공급라인
L23: 증발가스 고압공급라인 L30: 수요처 공급라인
L31: 열교환라인 L40: 최소유량라인
L41: 응축라인 10: 수요처
20: GCU 100: 저장유닛
110: 공급펌프 120: 순환라인
200: 압축유닛 210: 제1저압압축부
220: 제2저압압축부 230: 고압압축부
300: 재응축유닛 310: 제1응축부
320: 제2응축부 400: 고압펌프유닛
500: 열교환유닛 510: 기화기
101: 저장탱크L10: liquefied gas supply line L11: liquefied gas first supply line
L12: liquefied gas second supply line L20: evaporation gas supply line
L21: First evaporation gas supply line L21a: First branch line
L21b: second branch line L22: evaporation gas second supply line
L23: Evaporation gas high pressure supply line L30: Demand supply line
L31: Heat exchange line L40: Minimum flow line
L41: condensation line 10: customer
20: GCU 100: storage unit
110: feed pump 120: circulation line
200: compression unit 210: first low pressure compression unit
220: second low-pressure compression section 230: high-pressure compression section
300: Re-condensing unit 310: First condensing part
320: second condenser 400: high pressure pump unit
500: heat exchange unit 510: vaporizer
101: Storage tank
Claims (14)
상기 저장유닛에서 발생된 증발가스를 가압하여 이송하는 압축유닛;
상기 압축유닛에서 압축된 증발가스를 상기 저장유닛의 과냉각된 액화가스를 이용해 재응축시키는 재응축유닛;
상기 재응축유닛에서 수요처로 이어지는 수요처 공급라인에 설치되어 상기 재응축유닛의 액화가스를 상기 수요처의 요구압력 이상으로 가압하는 고압펌프유닛; 및
상기 고압펌프유닛에서 가압된 액화가스를 가열하여 재기화시키는 기화기를 구비하는 열교환유닛;을 포함하고,
상기 재응축유닛은
상기 저장유닛에서 이송되는 액화가스와 상기 압축유닛에서 압축된 증발가스를 혼합하여 증발가스를 재응축시키는 제1응축부; 및
상기 고압펌프유닛에서 가압되어 이송되는 액화가스와 상기 압축유닛에서 압축된 증발가스를 열교환하여 증발가스를 재응축시키는 제2응축부;
상기 고압펌프유닛 후단에서 분기되어 상기 제1응축부로 순환되는 최소유량라인;을 포함하고,
상기 제2응축부는 상기 최소유량라인에서 분기되어 다시 상기 고압펌프유닛 후단으로 연결되는 응축라인에 설치되고, 상기 응축라인을 지나는 액화가스와 상기 압축유닛에서 상기 제1응축부로 향하는 증발가스 간의 열교환을 수행하는 연료가스 공급 시스템.A storage unit for receiving the liquefied gas and the evaporative gas generated therefrom;
A compression unit for compressing and transferring the evaporation gas generated in the storage unit;
A re-condensing unit for re-condensing the evaporated gas compressed in the compression unit using the supercooled liquefied gas of the storage unit;
A high pressure pump unit installed in a customer supply line leading from the re-condensing unit to a customer and for pressurizing the liquefied gas of the re-condensing unit to a pressure required by the customer; And
And a heat exchanger unit having a carburetor for heating and re-heating the pressurized liquefied gas in the high-pressure pump unit,
The re-condensing unit
A first condenser for mixing the liquefied gas delivered from the storage unit and the evaporation gas compressed by the compression unit to re-condense the evaporation gas; And
A second condenser for re-condensing the evaporated gas by exchanging heat between the liquefied gas compressed and transported by the high-pressure pump unit and the evaporated gas compressed by the compressor;
And a minimum flow line branched from the downstream end of the high pressure pump unit and circulated to the first condenser,
The second condenser is installed in a condensing line branched from the minimum flow rate line and connected to the rear end of the high pressure pump unit and performs heat exchange between liquefied gas passing through the condensing line and evaporation gas flowing from the compression unit to the first condensing unit The fuel gas supply system performing the fuel gas supply system.
상기 압축유닛은
상기 저장유닛에서 이송되는 증발가스를 압축하여 상기 제1응축부로 보내는 제1저압압축부; 및
증발가스가 상기 제1응축부의 재응축 용량 이상으로 발생 시 증발가스를 제2응축부로 이송시키는 제2저압압축부;를 포함하는 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 1,
The compression unit
A first low-pressure compression unit for compressing the evaporated gas transferred from the storage unit and sending it to the first condenser; And
And a second low-pressure compression section for transferring the evaporation gas to the second condenser section when the evaporation gas occurs at a temperature equal to or higher than the recondensing capacity of the first condenser section.
상기 제2응축부에서 재응축된 증발가스는 상기 제1응축부로 회수되는 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 1,
And the recondensed evaporated gas in the second condensed portion is recovered to the first condensed portion.
상기 제1응축부는
상기 저장유닛의 공급펌프에 의해 가압되는 액화가스와 상기 압축유닛의 제1저압압축부에서 압축되는 증발가스를 혼합하여, 증발가스의 전부 또는 일부를 재응축시키는 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 1,
The first condenser
The liquefied gas being pressurized by the supply pump of the storage unit and the evaporation gas compressed by the first low-pressure compression section of the compression unit are recycled to recycle all or a part of the evaporation gas.
상기 압축유닛은
상기 저장유닛에서 발생하는 증발가스 일부를 고압으로 압축하여 상기 기화기 후단의 수요처 공급라인으로 이송하는 고압압축부를 더 포함하는 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 1,
The compression unit
Further comprising a high-pressure compression section for compressing a part of the evaporation gas generated in the storage unit to a high pressure and transferring the compressed gas to a demand-supply line at a downstream end of the evaporator.
상기 열교환유닛은
상기 기화기 후단에서 그를 통과하는 유체를 수요처에서 요구하는 온도로 가열하는 히터를 더 포함하는 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 1,
The heat exchange unit
Further comprising a heater for heating the fluid passing through the vaporizer at a downstream end thereof to a temperature required by a customer.
상기 저장유닛에 수용된 증발가스를 제1저압압축부를 거쳐 상기 제1응축부로 이송하는 증발가스 제1공급라인;
상기 저장유닛에 수용된 증발가스를 제2저압압축부를 거쳐 상기 제1응축부로 이송하는 증발가스 제2공급라인;
상기 제1응축부에 저장된 액화가스를 고압펌프유닛과 기화기를 거쳐 수요처로 이송하는 수요처 공급라인;
상기 수요처 공급라인의 고압펌프유닛 후단에서 분기되었다가 재합류하여 상기 고압펌프유닛에서 가압된 액화가스를 우회시키는 응축라인;
상기 증발가스 제2공급라인의 증발가스와 상기 응축라인의 액화가스를 열교환하여 상기 증발가스 제2공급라인의 증발가스를 재응축시키는 제2응축부; 및
상기 수요처 공급라인의 고압펌프유닛 후단에서 상기 제1응축부로 연결되는 최소유량라인;을 포함하고,
상기 응축라인은 상기 최소유량라인에서 분기되어 상기 수요처 공급라인의 고압펌프유닛 후단으로 재합류되는 연료가스 공급 시스템.A liquefied gas supply line for transferring the liquefied gas contained in the storage unit to the first condenser;
An evaporation gas first supply line for transferring the evaporation gas accommodated in the storage unit to the first condenser through the first low-pressure compression unit;
An evaporation gas second supply line for transferring the evaporation gas accommodated in the storage unit to the first condenser through the second low-pressure compression unit;
A demand supply line for transferring the liquefied gas stored in the first condenser to a customer via a high-pressure pump unit and a vaporizer;
A condensing line that branches off from the downstream end of the high-pressure pump unit of the demand-supply line and rejoins the high-pressure pump unit to bypass the pressurized liquefied gas;
A second condenser for re-condensing the evaporation gas of the evaporation gas second supply line by exchanging heat between the evaporation gas of the evaporation gas second supply line and the liquefying gas of the condensation line; And
And a minimum flow line connected from the downstream end of the high-pressure pump unit of the demand-supply line to the first condenser,
Wherein the condensing line is branched at the minimum flow rate line and rejoined to a downstream end of the high pressure pump unit of the demand source supply line.
상기 액화가스 공급라인은 액화가스 제1공급라인과 액화가스 제2공급라인을 포함하고,
상기 제1응축부는 내부에 저장되는 증발가스를 상기 액화가스 제2공급라인에서 공급되는 액화가스를 분사하여 재응축하는 연료가스 공급시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the liquefied gas supply line includes a liquefied gas first supply line and a liquefied gas second supply line,
Wherein the first condensing portion injects evaporation gas stored in the second condensing portion into the second condensing portion to spray the liquefied gas supplied from the second liquefied gas supply line and regenerate the condensed gas.
최소유량 운전 시에는
상기 증발가스 제2공급라인, 응축라인, 및 상기 수요처 공급라인으로부터 상기 수요처로의 유체흐름을 차단하되,
상기 제1응축부에 저장된 액화가스를 상기 최소유량라인을 통해 상기 고압펌프유닛를 거쳐 순환되도록 하여, 상기 고압펌프유닛의 지속적인 작동을 가능하게 하는 연료가스 공급시스템.9. The method of claim 8,
At minimum flow rate operation
The evaporation gas second supply line, the condensation line, and the flow of the fluid from the demand supply line to the customer,
Wherein the liquefied gas stored in the first condenser is circulated through the high-pressure pump unit through the minimum flow line to enable continuous operation of the high-pressure pump unit.
상기 저장유닛에 수용된 증발가스를 제1저압압축부를 거쳐 상기 제1응축부로 이송하는 증발가스 제1공급라인;
상기 저장유닛에 수용된 증발가스를 제2저압압축부를 거쳐 상기 제1응축부로 이송하는 증발가스 제2공급라인;
상기 제1응축부에 저장된 액화가스를 고압펌프유닛과 기화기를 거쳐 수요처로 이송하는 수요처 공급라인;
상기 수요처 공급라인의 고압펌프유닛 후단에서 분기되었다가 재합류하여 상기 고압펌프유닛에서 가압된 액화가스를 우회시키는 응축라인; 및
상기 증발가스 제2공급라인의 증발가스와 상기 응축라인의 액화가스를 열교환하여 상기 증발가스 제2공급라인의 증발가스를 재응축시키는 제2응축부;를 포함하고,
정상 운전 시에는 상기 증발가스 제2공급라인 및 응축라인으로의 유체흐름을 차단하고 제2응축부의 가동을 중단하되,
선적 운전 시에는 상기 증발가스 제2공급라인 및 응축라인으로의 유체흐름을 개방하고 제2응축부를 가동시켜, 운전모드에 따라 달리 운용되는 연료가스 공급시스템.A liquefied gas supply line for transferring the liquefied gas contained in the storage unit to the first condenser;
An evaporation gas first supply line for transferring the evaporation gas accommodated in the storage unit to the first condenser through the first low-pressure compression unit;
An evaporation gas second supply line for transferring the evaporation gas accommodated in the storage unit to the first condenser through the second low-pressure compression unit;
A demand supply line for transferring the liquefied gas stored in the first condenser to a customer via a high-pressure pump unit and a vaporizer;
A condensing line that branches off from the downstream end of the high-pressure pump unit of the demand-supply line and rejoins the high-pressure pump unit to bypass the pressurized liquefied gas; And
And a second condenser for re-condensing the evaporation gas of the evaporation gas second supply line by exchanging heat between the evaporation gas of the evaporation gas second supply line and the liquefying gas of the condensation line,
Wherein the second condensing unit is interrupted while the flow of the fluid to the evaporation gas second supply line and the condensing line is interrupted during normal operation,
Wherein the fuel gas supply system is operated differently according to the operation mode by opening the fluid flow to the evaporation gas second supply line and the condensation line at the time of shipment operation and activating the second condensation section.
상기 선적 운전 시에
상기 제1응축부와 상기 제2응축부에서 재응축시킬 수 있는 양 이상으로 상기 저장유닛에서 발생되는 증발가스의 양이 과다한 경우,
초과분의 증발가스를 고압압축부로 가압하여 기화기 후단에 직접 공급하는 증발가스 고압공급라인을 더 포함하는 연료가스 공급시스템.13. The method of claim 12,
During the loading operation
When the amount of the evaporation gas generated in the storage unit is excessively larger than an amount that can be recycled in the first condensing unit and the second condensing unit,
Further comprising: an evaporation gas high pressure supply line which directly pressurizes excess evaporation gas to the high pressure compression section and directly supplies it to the downstream end of the vaporizer.
상기 수요처로 공급되는 연료가스의 온도를 조절하는 히터가 마련되고, 상기 수요처 공급라인에서 분기되는 열교환라인을 더 포함하는 연료가스 공급시스템.13. The method according to any one of claims 8 to 12,
Further comprising a heat exchanger line provided at a downstream side of the demand source supply line, wherein the heater is provided to regulate the temperature of the fuel gas supplied to the customer.
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