KR101858511B1 - 선박의 운용 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 운용 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 동일한 시스템 장치를 이용하여, 여러 종류의 액화가스 화물을 운반하는 액화가스 운반선에서 발생하는 서로 다른 액화점을 갖는 증발가스를 재액화시킬 수 있고, 또한 액화가스 저장탱크의 유지보수를 실시할 수 있는 선박의 운용 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 선박의 운용 시스템은, 액화가스 운반선의 액화가스 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 저장탱크로 회수하는 재액화 라인;을 포함하고, 상기 재액화 라인에는, 다수개의 압축기와 상기 다수개의 압축기 후단에 각각 마련되는 다수개의 냉각기를 포함하여 상기 증발가스를 다단으로 압축시키는 다단 압축부; 상기 증발가스가 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기를 우회하도록 마련되는 다수개의 제2 밸브; 및 상기 다수개의 제2 밸브를 제어하여 증발가스의 유로를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 운용 시스템 및 방법 {Vessel Operating System and Method}

본 발명은 선박의 운용 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 동일한 시스템 장치를 이용하여, 여러 종류의 액화가스 화물을 운반하는 액화가스 운반선에서 발생하는 서로 다른 액화점을 갖는 증발가스를 재액화시킬 수 있고, 또한 액화가스 저장탱크의 유지보수를 실시할 수 있는 선박의 운용 시스템 및 방법에 관한 것이다.

천연가스는 통상 액화되어 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 상태로 원거리에 걸쳐 수송된다. 액화천연가스는 천연가스를 1기압 하에서 약 -163℃의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 액체 상태의 천연가스는 가스 상태일 때보다 그 부피가 약 1/600로 감소하므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

한편, 액화석유가스(LPG; Liquefied Petroleum Gas)는, 일반적으로 프로판, 프로필렌, 부탄, 부틸렌 등을 주성분으로 하며 프로판가스(Liquefied Propane Gas)라고도 한다. 7 내지 10 기압하에서 프로판을 약 15℃로 냉각하여 액화시키면 부피가 대략 1/260으로 줄어들고, 부탄은 부피가 대략 1/230으로 줄어들므로, 저장 및 운송의 편의를 위해 석유가스도 천연가스와 마찬가지로 액화시켜 이용되고 있다.

액화천연가스, 액화석유가스 등의 액화가스는 저장탱크에 보관되어 육상 수요처로 공급되는데, 저장탱크를 단열하여도 외부의 열을 완벽하게 차단하는 데에는 한계가 있고, 저장탱크 내부로 전달되는 열에 의해 액화가스는 저장탱크 내에서 지속적으로 기화하게 된다. 저장탱크 내부에서 기화된 액화가스를 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)라고 한다.

액화석유가스 운반선(LPGC; Liquefied Petroleum Gas Carrier)은 액화 온도가 1기압에서 약 -30℃ 이상인 액화가스 화물을 이송하고 있고, 액화석유가스 운반선에는 액화 온도가 약 -30℃ 이상인 증발가스를 재액화시켜 저장탱크로 회수하는 재액화 시스템이 마련된다. 액화석유가스 화물은 프로판 등을 주성분으로 하며, 액화천연가스에 비하여 비교적 분자량이 큰 성분을 많이 포함하고 있으므로, 액화 및 기화가 액화천연가스보다 용이하다.

반면, 액화에탄가스 운반선(LEGC; Liquefied Ethane Gas Carrier)에 화물로 적재되는 액화가스 화물은 액화석유가스 운반선에 화물로 적재되는 액화가스 화물보다 저온의 액화 온도를 가진다. 액화에탄가스 화물의 증발가스 중 에탄, 에틸렌 등을 주성분으로 포함하는 비등점이 낮은 증발가스(이하, '에탄 증발가스'라고 한다.)를 재액화시키기 위해서는 에탄 증발가스를 1기압 하에서 대략 -100℃ 이하로 냉각시켜야 하므로, 대략 -30℃의 액화점을 가지는 액화석유가스 증발가스를 재액화시키는 경우보다 냉열이 추가적으로 더 필요하다. 따라서, 추가적인 냉열을 공급하기 위한 별도의 독립적인 냉열 공급 사이클(Cycle)을 액화석유가스 재액화 공정에 추가하여 에탄 재액화 공정으로 사용하고 있으며, 냉열 공급 사이클로는 일반적으로 프로판 냉동사이클이 이용된다.

한편, 액화가스를 운반하는 운반선에 마련되는 액화가스 저장탱크는, 액화가스 화물을 적재하기 위해서 또는 저장탱크의 유지보수를 위해서 탱크 내부의 화물을 모두 배출시키고, 불활성화시킨 후, 내부 온도를 높이는 워밍업(Warming Up)이나 내부 온도를 낮추는 쿨-다운(Cool-Down)을 실시하여야 하는데, 이때, 워밍업을 위해서는 상대적으로 고온의 가스(Hot Gas)를 저장탱크로 공급해주고, 고온의 가스를 공급해주기 위한 별도의 시스템 장치가 선박 내에 마련되어야 한다.

이와 같이, 액화가스 화물을 운반하는 운반선에서, 액화가스 화물을 저장하는 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 재액화시켜 회수하기 위해서는, 운반되는 액화가스에 따라 발생하는 증발가스의 성분이 서로 다르며, 서로 다른 액화 조건을 갖기 때문에 증발가스를 액화시키기 위한 재액화 시스템을 각각 따로 갖추어야 하고, 하나의 운반선에는 한 종류의 액화가스 화물만을 적재하여 운반하여야 하거나 적재되는 액화가스 화물을 교체하는 경우 재액화 시스템을 변경하여 설치하여야 한다.

또한, 이러한 증발가스 재액화 시스템과는 별도로 저장탱크의 유지보수를 위한 워밍업 시스템 장치 또한 설치할 필요가 있다.

따라서, 본 발명은 하나의 운반선에 한 종류의 액화가스 화물이 아닌 여러 종류의 액화가스 화물을 적재하여 운반할 수 있고, 여러 종류의 액화가스 화물을 적재하여 운반하는 경우에도 각기 다른 액화 조건을 갖는 증발가스를 운반선 내 기본 재액화 시스템을 이용하여 시스템의 변경이나 추가 설치 없이도 화물별로 압축 및 재액화시킬 수 있으며, 동일한 재액화 시스템을 이용하여 저장탱크의 유지보수를 위한 가스 공급 또한 실시할 수 있는, 선박의 운용 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 액화가스 운반선의 액화가스 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 재액화시켜 저장탱크로 회수하는 재액화 라인;을 포함하고, 상기 재액화 라인에는, 다수개의 압축기와 상기 압축기 후단에 각각 마련되는 다수개의 냉각기를 포함하여 상기 증발가스를 다단으로 압축시키는 다단 압축부; 상기 다단 압축부에서 압축된 압축 증발가스를 냉각시키는 하나 이상의 열교환기; 및 상기 증발가스를 팽창시켜 저장탱크로 회수하는 팽창부;가 마련되며, 상기 증발가스가 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기를 우회하도록 마련되는 다수개의 제2 밸브; 상기 압축 증발가스가 상기 하나 이상의 열교환기 중 어느 하나의 열교환기를 우회하도록 마련되는 다수개의 제3 밸브; 및 상기 증발가스가 팽창부를 우회하도록 마련되는 제4 밸브;가 더 마련되고, 상기 다수개의 제2 밸브, 다수개의 제3 밸브 및 제4 밸브를 제어하여 증발가스의 유로를 제어하는 제어부;를 포함하는, 선박의 운용 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 상기 열교환기는, 상기 다단 압축부로 도입되는 증발가스의 냉열을 회수하는 제1 열교환기;를 포함하여, 상기 제1 열교환기에서는 상기 다단 압축부로 도입되는 증발가스와 상기 다단 압축부에서 압축된 압축 증발가스가 열교환할 수 있다.

바람직하게는, 상기 열교환기는, 상기 제1 열교환기에서 냉각된 증발가스 중 냉매로 사용할 적어도 일부의 증발가스를 분기시켜 팽창시키는 제1 팽창 수단; 및 상기 제1 열교환기에서 냉각된 증발가스 중 상기 증발가스를 분기시키고 남은 나머지 증발가스와 상기 제1 팽창 수단에서 팽창에 의해 냉각된 증발가스를 열교환시키는 제2 열교환기;를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 열교환기는, 상기 제2 열교환기에서 냉각된 증발가스 중 냉매로 사용할 적어도 일부의 증발가스를 분기시켜 팽창시키는 제2 팽창 수단; 및 상기 제2 열교환기에서 냉각된 증발가스 중 상기 증발가스를 분기시키고 남은 나머지 증발가스와 상기 제2 팽창 수단에서 팽창에 의해 냉각된 증발가스를 더 냉각시키는 제3 열교환기;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 밸브는, 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기에서 압축된 증발가스를 다른 압축기의 전단으로 우회시키는 압축기 전단 우회밸브; 및 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기에서 압축된 증발가스를 다른 압축기의 후단으로 우회시키는 압축기 후단 우회밸브;를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 밸브는, 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기에서 압축되고 상기 어느 하나의 압축기 하류의 냉각기에서 냉각된 증발가스를 다른 어느 하나의 압축기 전단으로 우회시키는 냉각기 후단 우회밸브; 및 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기에서 압축된 증발가스를 다른 어느 하나의 압축기 하류의 냉각기 전단으로 우회시키는 냉각기 전단 우회밸브;를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제3 밸브는, 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기에서 압축된 증발가스를 상기 다수개의 열교환기를 모두 우회하여 상기 팽창부 또는 상기 저장탱크로 공급되도록 하는 냉각 우회밸브;를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제3 밸브는, 상기 압축 증발가스가 상기 제1 열교환기를 우회하여 상기 팽창부 또는 상기 저장탱크로 공급되도록 하는 제1 열교환기 우회밸브;를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제3 밸브는, 상기 압축 증발가스가 상기 제2 열교환기를 우회하여 상기 팽창부 또는 상기 저장탱크로 공급되도록 하는 제2 열교환기 우회밸브;를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제3 밸브는, 상기 압축 증발가스가 상기 제3 열교환기를 우회하여 상기 팽창부 또는 상기 저장탱크로 공급되도록 하는 제3 열교환기 우회밸브;를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 열교환기에서 냉각된 증발가스를 수용하여 상기 팽창부로 공급하는 리시버; 및 상기 리시버로부터 기체를 배출시키는 압력 제어밸브;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 팽창 수단에서 팽창된 후 상기 제2 열교환기를 통과한 증발가스와 상기 제2 팽창 수단에서 팽창된 후 상기 제3 열교환기를 통과한 증발가스를 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기 하류로 각각 회수하는 냉매 회수밸브;를 하나 이상 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 다단 압축부로 공급되는 증발가스가 상기 제1 열교환기를 우회하여 공급되도록 하는 하나 이상의 제1 밸브;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 다단 압축부로 공급되는 증발가스를 가열시키는 예열기;를 더 포함하고, 상기 제1 밸브는 상기 다단 압축부로 공급되는 증발가스가 상기 제1 열교환기를 우회하여 상기 예열기로 공급되도록 하는 제2 가열 우회밸브;를 포함할 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 다종의 액화가스 화물을 운반하는 운반선에서, 상기 액화가스 화물로부터 발생하는 증발가스를 다수개의 압축기와 냉각기가 순차적으로 연결된 다단 압축부에서 다단 압축시키고, 상기 압축 증발가스를 다수개의 열교환기를 선택적으로 통과하여 냉각시켜 저장탱크로 회수하되, 상기 증발가스의 압축은 상기 증발가스가 상기 다수개의 압축기와 냉각기 중 어느 하나 이상의 압축기 또는 냉각기를 우회하도록 하는 다수개의 제2 밸브의 개폐를 제어하고, 상기 증발가스의 냉각은 상기 다수개의 열교환기 중 어느 하나 이상의 열교환기를 우회하도록 하는 다수개의 제3 밸브의 개폐를 제어하여 증발가스를 운용하는, 선박의 운용 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 다단 압축부는 다수개의 압축기 및 다수개의 냉각기를 포함하며, 상기 증발가스의 성분에 따라 상기 다수개의 제2 밸브의 개폐를 제어하여, 상기 증발가스를 상기 다수개의 압축기 중 서로 다른 2개의 압축기를 선택적으로 통과시켜 2단 압축하고, 상기 서로 다른 2개의 압축기에서 압축되는 증발가스를 상기 다수개의 냉각기 중 서로 다른 2개의 냉각기를 선택적으로 통과시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 다단 압축부는 다수개의 압축기 및 다수개의 냉각기를 포함하며, 상기 증발가스의 성분에 따라 상기 다수개의 제2 밸브의 개폐를 제어하여, 상기 증발가스를 상기 다수개의 압축기 중 서로 다른 3개의 압축기를 선택적으로 통과시켜 3단 압축하고, 상기 서로 다른 3개의 압축기에서 압축되는 증발가스를 상기 다수개의 냉각기 중 서로 다른 3개의 냉각기를 선택적으로 통과시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 다단 압축부는 다수개의 압축기 및 다수개의 냉각기를 포함하며, 상기 증발가스의 성분에 따라 상기 다수개의 제2 밸브의 개폐를 제어하여, 상기 증발가스를 상기 다수개의 압축기 중 서로 다른 2개의 압축기를 선택적으로 통과시켜 2단 압축하고, 상기 서로 다른 2개의 압축기에서 압축되는 증발가스를 상기 다수개의 냉각기 중 어느 하나 이상의 냉각기를 선택적으로 통과시켜 1회 냉각시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 다단 압축부는 다수개의 압축기 및 다수개의 냉각기를 포함하며, 상기 증발가스의 성분에 따라 상기 다수개의 제2 밸브의 개폐를 제어하여, 상기 증발가스를 상기 다수개의 압축기 중 서로 다른 2개의 압축기를 선택적으로 통과시켜 2단 압축하고, 상기 서로 다른 2개의 압축기에서 압축되는 증발가스를 상기 다수개의 냉각기를 모두 우회시킬 수 있다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 의하면, 액화가스 운반선의 액화가스 저장탱크에서 생성된 증발가스를 다수개의 압축기를 포함하는 다단 압축부에서 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나 이상을 이용하여 압축시키고, 상기 압축 증발가스를 자체 증발가스를 냉매로 이용하는 다수개의 열교환기중 어느 하나 이상을 이용하여 냉각시키고, 상기 냉각 증발가스를 팽창시켜 액체 상태로 상기 저장탱크로 회수하되, 상기 액화가스 저장탱크에서 생성된 증발가스를 상기 다수개의 압축기로 직렬 또는 병렬 흐름으로 공급하여 상기 증발가스의 성분에 따라 상기 압축 단계를 달리하여 압축시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 증발가스의 압축은, 상기 증발가스의 적어도 일부를 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기를 우회시켜 나머지 하나 이상의 압축기로 분기시켜 공급하고, 상기 다단 압축부에서 직렬 또는 병렬 흐름으로 압축된 증발가스를 최후단 냉각기에서 하나의 흐름으로 냉각시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 증발가스의 냉각은, 상기 다단 압축부에서 압축시킨 증발가스를 상기 다수개의 열교환기 중 어느 하나 이상의 열교환기를 우회시켜 나머지 하나 이상의 열교환기로 냉각시켜 상기 증발가스의 성분에 따라 상기 열교환 횟수를 달리하여 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 선박의 운용 시스템 및 방법에 따르면, 하나의 운반선에 한 종류의 액화가스 화물이 아닌 여러 종류의 액화가스 화물을 적재하여 운반할 수 있고, 여러 종류의 액화가스 화물을 적재하여 운반하는 경우에도 각기 다른 액화 조건을 갖는 증발가스를 운반선 내 기본 운용 시스템을 이용하여 화물별로 압축 및 재액화시킬 수 있다.

또한, 서로 다른 액화가스 화물의 증발가스를 기본 선박의 운용 시스템을 이용하여 재액화시킬 수 있으므로 설치 비용(CAPEX)을 절감할 수 있으며, 액화가스 화물에 따라 운전 방법을 달리함으로써 증발가스의 처리 용량이 증가하고 운영 비용(OPEX)을 절감할 수 있다.

또한, 저온의 증발가스를 액화시키기 위해서 별도의 독립적인 냉열 공급 사이클을 설치하지 않아도 되므로 설치해야 하는 장비 수가 감소하고, 특히 냉열 공급 사이클의 압축기를 삭제할 수 있어 설치 비용 및 냉열 공급 사이클 구동에 소요되는 전력을 절감할 수 있으며, 증발가스를 자가열교환시키는 방법으로 재액화시키므로, 추가적인 냉열 공급 사이클 없이도 종래의 재액화 시스템과 동등하거나 더욱 향상된 효율을 달성할 수 있다.

또한, 본 발명의 선박의 운용 시스템을 이용하여 증발가스의 재액화는 물론이고, 액화가스 화물을 교체하거나 액화가스 저장탱크의 유지보수를 위하여 액화가스 저장탱크를 워밍업하기 위해 상대적으로 고온의 가스를 주입하여 운영할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 운용 시스템 및 증발가스의 흐름 경로를 간략하게 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 운용 시스템 및 증발가스의 흐름 경로를 간략하게 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 운용 시스템 및 증발가스의 흐름 경로를 간략하게 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박의 운용 시스템 및 증발가스의 흐름 경로를 간략하게 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 선박의 운용 시스템 및 증발가스의 흐름 경로를 간략하게 도시한 구성도이다.

본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

본 발명의 선박의 운용 시스템 및 방법은 액화가스 화물창이 설치되는 선박 및 육상에서 다양하게 응용되어 적용될 수 있다. 특히 저온 액체화물 또는 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박과 해양 구조물, 즉 액화에탄가스(LEG; Liquefied Ethane Gas) 운반선 및 액화석유가스 운반선 등 단일 종류의 액화가스 화물을 운반하는 운반선, 한 번에 다수 종류의 액화가스 화물을 운반하는 운반선 또는 운항시마다 적재 액화가스 화물의 종류를 바꿔서 운반하는 운반선 등 액화가스 운반선과 같은 선박을 비롯하여, FPSO, FSRU와 같은 해상 구조물에도 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 설명에서 '흐름'이라는 용어는 라인을 따라 흐르는 유체, 즉 증발가스를 의미하며 각 라인에서 유체는 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.

또한, 후술할 선박에 탑재된 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는, 1기압에서 -110℃ 이상의 비등점을 가질 수 있으며, 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는, 액화에탄가스(LEG) 또는 액화석유가스(LPG)일 수 있다. 또한, 액화가스 또는 액화가스로부터 발생하는 증발가스는 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄, 중탄화수소 등을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상의 성분을 포함할 수도 있다.

또한, 하나의 선박에 저장탱크(10)가 다수 개 마련될 수 있으며, 다수 개의 저장탱크(10)에는 1종의 액화가스가 저장될 수도 있고, 또는 다수 개의 저장탱크(10) 각각에 서로 다른 2종 이상의 액화가스가 저장될 수도 있으며, 운항시마다 저장탱크(10)에 다른 액화가스 화물을 적재하여 운반할 수도 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 시스템을 이용하여 서로 다른 성분의 증발가스를 모두 재액화시켜 저장탱크(10)로 회수할 수 있다.

또한, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 운용 시스템과 제1 내지 제5 실시예에 따른 증발가스의 흐름 경로를 간략하게 도시한 구성도이다. 먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 운용 시스템을 설명하기로 하고, 그 후, 도 1 내지 도 5를 각각 참조하여 각 실시예에 따른 선박의 운용 방법과 각 실시예에 따른 증발가스의 흐름 경로를 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 운용 시스템은, 액화가스 화물을 저장하는 저장탱크(10), 저장탱크(10)에서 액화가스 화물로부터 자연기화하여 생성된 증발가스를 배출하여 배출시킨 증발가스를 압축시키는 다수개의 압축기를 포함하는 다단 압축부(20), 다단 압축부(20)에서 압축된 압축 증발가스를 응축 또는 과냉각시키는 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 및 다단 압축부(20)에서 압축되고 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 중 어느 하나 이상을 통과하면서, 또는 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 중 어느 하나 이상을 우회하면서 압축 및 냉각된 증발가스를 팽창시키는 팽창부(53)를 포함한다.

본 발명에 따른 선박의 운용 시스템은, 저장탱크(10)에서 생성된 증발가스를 재액화시켜 저장탱크(10)로 회수할 수 있고, 증발가스를 재액화시켜 회수하기 위해 다단 압축부(20), 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 및 팽창부(53) 등이 마련되어 증발가스가 저장탱크(10)로부터 기체상태로 배출되어 압축 및 열교환 등을 통해 액체상태로 되돌아가는 경로를 제공하는 라인을 이하 재액화 라인이라 하기로 한다. 본 실시예에서, 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스는 냉열 회수, 압축, 응축, 과냉각 및 팽창 등에 의해 액화되어 저장탱크(10)로 회수될 수 있는데, 재액화 라인은 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스가 이러한 공정을 거치도록 유로를 제공하며, 다단 압축부(30)와 후술할 제1 중간 냉각기(41), 리시버(90) 및 제2 중간 냉각기(42) 등이 마련된다. 또는, 재액화 라인은 증발가스가 재액화 라인에 마련되는 장치 중 어느 하나 이상만을 통과하여 액화되지 않고 가열된 기체 상태로 저장탱크(10)로 공급되는 유로를 제공할 수도 있다.

본 실시예의 저장탱크(10)는 증발가스의 발생으로 인하여 저장탱크(10)의 압력이 설정된 안전압력 이상이 되면, 안전밸브(미도시)를 통하여 저장탱크(10)의 외부로 증발가스가 배출된다. 저장탱크(10) 외부로 배출된 증발가스는 본 실시예의 선박 운용 시스템에 의해 재액화되어 또는 가열되어 다시 저장탱크(10)로 돌려보내진다.

본 실시예의 다단 압축부(20)는 다수개의 압축기(20a, 20b, 20c, 20d)를 포함하여 증발가스를 다단(Multistage)으로 압축시키며, 본 실시예에서는 다단 압축부(20)가 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이 제1 압축기(20a), 제2 압축기(20b), 제3 압축기(20c) 및 제4 압축기(20d)를 포함하는 4단 압축부(20)로 마련되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 본 실시예에서는 네 개의 압축기(20a, 20b, 20c, 20d)를 포함하여, 증발가스가 최대 4단계의 압축과정을 거치는 것을 예를 들어 설명하였으나, 압축기의 개수 또는 압축과정의 단수가 이에 한정되는 것은 아니다.

다단 압축부(20)에는 다수개의 압축기와 압축기 사이에 각 압축기를 통과하면서 압력뿐만 아니라 온도가 올라간 증발가스의 온도를 낮추는 다수개의 냉각기(21a, 21b, 21c)가 마련된다. 예를 들어 제1 압축기(20a)와 제2 압축기(20b) 사이에는 제1 압축기(20a)를 통과하면서 압력뿐만 아니라 온도가 올라간 증발가스의 온도를 낮추는 제1 냉각기(21a)가 마련된다.

또한, 다단 압축부(20)의 최후단 압축기, 예를 들어 본 실시예의 제4 압축기(20d) 후단에는 다단 압축부(20)에서 압축된 증발가스를 냉각, 바람직하게는 응축시키는 것을 목적으로 하는 애프터 쿨러(21d)가 마련된다.

애프터 쿨러(21d)에서 증발가스를 냉각시키는 냉매는 해수 또는 청수일 수 있으며, 또는 증발가스 자체, 예를 들어 저장탱크(10)에서 발생하여 이코노마이저(30)로 공급되는 증발가스를 냉매로 활용할 수도 있으나, 본 실시예에서는 해수, 바람직하게는 약 30 내지 40℃, 더욱 바람직하게는 약 32℃의 해수를 냉매로 하여 압축 증발가스를 냉각시키거나 적어도 일부의 증발가스를 응축시킬 수 있다.

또한, 다단 압축부(20)는 다수개의 압축기(20a, 20b, 20c, 20d)와 냉각기(21a, 21b, 21c, 21d)가 순차적으로 번갈아가며 직렬로 연결되며, 압축기와 냉각기 사이에는 압축기에서 압축된 증발가스 및 냉각기에서 냉각된 증발가스의 유로를 제어하는 다수개의 압축부 밸브(22a, 22b, 22c, 22d)가 마련된다. 다수개의 압축부 밸브(22a, 22b, 22c, 22d)는 후술할 다수개의 제2 밸브(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h)와 함께 다단 압축부(20)에서 압축 및 냉각되는 증발가스의 유로를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다수개의 압축기(20a, 20b, 20c, 20d) 중 어느 하나 이상의 압축기(20a, 20b, 20c, 30d)를 우회하도록 연결되는 압축기 우회라인과, 우회라인 상에 마련되는 다수개의 제2 밸브(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따르면, 다수개의 제2 밸브(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h)는 도시하지 않은 제어부에 의해 제어될 수 있고, 다수개의 제2 밸브(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h)의 개폐를 제어함으로써 4개의 압축기가 직렬로 연결된 4단 압축부(20)를 증발가스의 종류에 따라 4단, 3단 또는 2단 압축부로 운영할 수 있고, 다단 압축부(20)의 다수개의 압축기(20a, 20b, 20c, 20d) 또는 다수개의 냉각기(21a, 21b, 21c, 21d)로 증발가스를 직렬 흐름 또는 병렬 흐름으로 공급하여 운영할 수 있다.

도 1 내지 5에 도시한 바와 같이 4단 압축부(20)의 경우를 예로 들면, 제2 밸브는, 제1 압축기(20a)에서 압축된 증발가스 중 적어도 일부가 제1 냉각기(21a)를 우회하여 후단 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기 전단 또는 후단으로 공급되도록 하는 제2a 밸브(2a), 제1 압축기(20a)에서 압축되고 제1 냉각기(21a)에서 냉각된 증발가스 중 적어도 일부가 제2 압축기(20b) 및 제2 냉각기(21b)를 우회하여 후단 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기 전단 또는 후단으로 공급되도록 하는 제2b 밸브(2b) 및 제2 압축기(20b)에서 압축되고 제2 냉각기(21a)에서 냉각된 증발가스 중 적어도 일부가 제3 압축기(20c) 및 제3 냉각기(21c)를 우회하여 제4 압축기(20d) 전단 또는 후단으로 공급되도록 하는 제2c 밸브(2c)를 포함하고, 제2a 밸브(2a) 및 제2b 밸브(2b)에 의해 분기된 증발가스의 경로를 제어하는 제2d 밸브(2d)와 제2a 밸브(2a), 제2b 밸브(2b) 및 제2c 밸브(2c)에 의해 분기된 증발가스의 경로를 제어하는 제2e 밸브(2e)를 더 포함할 수 있다.

또한, 제2 밸브는, 제2 압축기(20b)에서 압축된 증발가스의 적어도 일부를 제2 냉각기(21b) 전단에서 분기시켜 후단 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기 전단 또는 후단으로 공급되도록 하는 제2f 밸브(2f), 제2 압축기(20b)에서 압축된 증발가스의 적어도 일부 또는 제3 압축기(20c)에서 압축된 증발가스의 적어도 일부를 제3 냉각기(21c) 전단에서 분기시켜 제4 압축기(20d)의 전단 또는 후단으로 공급되도록 하는 제2g 밸브(2g) 및 제2h 밸브(2h)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 제2 밸브에 의해, 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기에서 압축된 증발가스는, 다수개의 후단 냉각기 중 어느 하나의 냉각기 전단으로 공급되어 압축기 바로 후단에 마련된 냉각기가 아닌 다른 어느 하나의 압축기 후단에 마련된 냉각기에서 냉각될 수도 있고, 다수개의 냉각기 중 어느 하나의 냉각기에서 냉각된 증발가스가 냉각기 바로 후단에 마련된 압축기가 아닌 다른 어느 하나의 냉각기 후단 또는 전단에 마련된 압축기에서 압축될 수도 있다.

또한, 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다수개의 열교환기(30, 41, 42)는, 저장탱크(10)로부터 다단 압축부(20)로 공급되는 증발가스의 냉열을 회수하는 제1 열교환기(30), 다단 압축부(20)에서 압축된 압축 증발가스를 과냉각시키는 제2 열교환기(41) 및 제3 열교환기(42)를 포함할 수 있다.

제1 열교환기(30)는 이코노마이저(Economizer)일 수 있고, 저장탱크(10)로부터 다단 압축부(20)로 공급되는 증발가스와 다단 압축부(20)에서 압축된 증발가스를 열교환시켜, 저장탱크(10)로부터 다단 압축부(20)로 공급되는 증발가스의 냉열에 의해 다단 압축부(20)에서 압축된 압축 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 물성에 따라 다르지만, 증발가스는 애프터 쿨러(21d) 또는 이코노마이저(20)를 통과하면서 전부 응축될 수 있다.

제2 열교환기(41)는 제1 열교환기(30)에서 냉각 또는 응축된 증발가스 또는 제1 열교환기(30)를 우회한 압축 증발가스를 냉각 또는 과냉각시키는데, 제2 열교환기(41)로 공급되는 증발가스 흐름 중 적어도 일부를 분기시켜 팽창시키는 제1 팽창 수단(51)을 더 포함한다.

제2 열교환기(41)에서는, 제1 팽창 수단(51)으로 분기되어 제1 팽창 수단(51)에 의해 팽창되고 팽창에 의해 냉각된 증발가스를 냉매로 하여, 제1 팽창 수단(51)으로 증발가스 냉매를 분기시키고 남은 나머지 증발가스와 열교환시켜, 증발가스 냉매를 분기시키고 남은 나머지 증발가스를 과냉각시킬 수 있다.

제2 열교환기(41)에서 냉매로 사용된 후 배출되는 증발가스는 다단 압축부(20)의 중간 단, 즉 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기 후단으로 합류된다. 본 실시예에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 제2 열교환기(41)에서 냉매로 사용된 팽창 증발가스는 제2 압축기(20b)의 하류, 더욱 바람직하게는, 제2 압축기(20b)와 제2 냉각기(21b) 사이로 합류된다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니고, 제2 열교환기(41)에서 냉매로 사용된 후 배출되는 팽창 증발가스와 가장 유사한 압력을 갖는 압축기의 후단으로 합류시킬 수 있다.

또한, 제3 열교환기(42)는 다단 압축부(20)에서 압축된 증발가스 또는 다단 압축부(20)에서 압축되고 제1 열교환기(30) 및 제2 열교환기(41) 중 어느 하나 이상의 열교환기에서 열교환 후 냉각 또는 과냉각된 증발가스를 추가 과냉각시키며, 제3 열교환기(42)로 공급되는 증발가스 흐름 중 적어도 일부를 분기시켜 팽창시키는 제2 팽창 수단(52)를 더 포함한다.

제3 열교환기(42)에서는, 제2 팽창 수단(52)으로 분기되어 제2 팽창 수단(52)에 의해 팽창되고 팽창에 의해 냉각된 증발가스를 냉매로 하여, 제2 팽창 수단(52)으로 증발가스 냉매를 분기시키고 남은 나머지 증발가스와 열교환시켜, 증발가스 냉매를 분기시키고 남은 나머지 증발가스를 과냉각시킬 수 있다.

제3 열교환기(42)에서 냉매로 사용된 후 배출되는 증발가스는 다단 압축부(20)의 중간단, 즉 어느 하나의 압축기 후단으로 합류된다. 본 실시예에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 제3 열교환기(42)에서 냉매로 사용된 팽창 증발가스는 제1 압축기(20a)의 하류, 더욱 바람직하게는, 제1 압축기(20a)와 제1 냉각기(21a) 사이로 합류된다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니고, 제3 열교환기(42)에서 냉매로 사용된 후 배출되는 팽창 증발가스와 가장 유사한 압력을 갖는 압축기의 후단으로 합류시킬 수 있다.

단, 제2 열교환기(41)에서 냉매로 사용된 후 배출되는 팽창 증발가스는 제3 열교환기(42)에서 냉매로 사용된 후 배출되는 팽창 증발가스보다 더 하류에 위치하는 압축기 후단으로 합류된다.

또한, 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 다단 압축부(20)의 다수개의 압축기(20a, 20b, 20c, 20d) 및 다수개의 냉각기(21a, 21b, 21c, 21d) 중 적어도 하나 이상의 압축기 및 냉각기를 통과하면서 압축 및 냉각된 증발가스는 다수개의 열교환기, 즉 본 실시예에서 제1 열교환기(30), 제2 열교환기(41) 및 제3 열교환기(42)를 모두 이용하여 응축 및 과냉각되어 저장탱크(10)로회수되거나 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 중 어느 하나 이상의 열교환기를 우회하면서 응축 및 과냉각되어 또는 냉각되지 않고 저장탱크(10)로 회수될 수 있는데, 압축 증발가스가 저장탱크(10)로 회수되는 경로를 제어하는 다수개의 제3 밸브(3a, 3b, 3c, 3d)를 더 포함할 수 있다. 제3 밸브(3a, 3b, 3c, 3d)는 도시하지 않은 제어부에 의해 제어될 수 있다.

예를 들어, 도 1 내지 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 제3 밸브(3a, 3b, 3c, 3d)는, 4단 압축부(20)의 제1 압축기(20a), 제2 압축기(20b), 제3 압축기(20c) 및 제4 압축기(20d) 중 어느 하나 이상의 압축기에서 압축된 증발가스가 제1 열교환기(30), 제2 열교환기(41) 및 제3 열교환기(42)를 모두 우회하여 저장탱크(10)로 회수되도록 하는 제3a 밸브(3a), 4단 압축부(20)에서 압축된 증발가스가 제1 열교환기(30)를 우회하도록 하는 제3b 밸브(3b), 4단 압축부(20)에서 압축된 증발가스가 제2 열교환기(41)를 우회하도록 하는 제3c 밸브(3c) 및 4단 압축부(20)에서 압축된 증발가스가 제3 열교환기(42)를 우회하도록 하는 제3d 밸브(3d)를 포함할 수 있다.

또한, 제3 밸브는, 4단 압축부(20)에서 압축된 증발가스가 제1 열교환기(30)로 공급되어 제1 열교환기(30)에서 저장탱크(10)로부터 4단 압축부(20)로 공급되는 증발가스의 냉열에 의해 냉각되도록 압축 증발가스를 제1 열교환기(30)로 공급되는 제1 열교환기 밸브(V2), 압축 증발가스가 제2 열교환기(41)에서 자가 열교환하여 과냉각되도록 제2 열교환기(41)로 공급하는 제2 열교환기 밸브(V4) 및 압축 증발가스의 적어도 일부를 팽창시켜 냉매로 사용할 수 있도록 제1 팽창 수단(51)으로 공급하는 제1 팽창 수단 밸브(V3)를 더 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제3 열교환기 밸브(V6) 및 제2 팽창 수단 밸브(V5)를 더 포함할 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 열교환기(30), 제2 열교환기(41) 및 제3 열교환기(42) 중 어느 하나 이상의 열교환기에서 냉각 또는 과냉각된 증발가스를 팽창시키는 팽창부(53)를 더 포함한다. 팽창부(53)는 과냉각된 응축 증발가스를 팽창시키며 액화 유량을 조절할 수 있다. 팽창부(53)에서 팽창된 증발가스, 또는 팽창부(53)를 우회한 증발가스는 저장탱크(10)로 회수된다.

또한, 본 실시예에 따르면, 저장탱크(10)로 회수되는 증발가스가 팽창부(53)를 우회하도록 하는 제4 밸브(4a) 및 증발가스가 팽창부(53)로 공급되도록 하는 팽창부 밸브(V8)를 더 포함할 수 있다.

제4 밸브(4a)에 의해 가스는 저장탱크(10)로 바로 공급될 수 있으며, 특히, 제4 밸브(4a)는 후술할 다단 압축부(20)에서 압축하고 가열된 저장탱크(10)의 워밍 업을 위하여 공급하는 핫 가스(Hot Gas)를 저장탱크(10)로 바로 공급할 수 있도록 한다.

본 실시예에서 제1 팽창 수단(51), 제2 팽창 수단(52) 및 팽창부(53)는 줄 톰슨 밸브와 같은 팽창밸브일 수 있고 또는 팽창기일 수도 있다.

또한, 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저장탱크(10)에서 발생하여 다단 압축부(20)로 공급되는 증발가스는, 제1 열교환기(30)에서 압축 증발가스와 열교환하여 가열될 수 있는데, 증발가스의 냉열이 제1 열교환기(30)에서 회수되도록 증발가스가 제1 열교환기(30)로 공급되는 경로를 개폐하는 제1 예열 밸브(V1), 제1 열교환기(30)를 우회하여 다단 압축부(20)로 공급되도록 하는 제1 예열 우회 밸브(1a) 및 제2 예열 우회 밸브(1b)를 더 포함한다.

제2 예열 우회 밸브(1b)는 제1 열교환기(30)를 우회한 증발가스가 예열기(31)에서 가열되도록 하는데, 예열기(31)는 제1 열교환기(30)의 고장 등으로 제1 열교환기(30)를 사용할 수 없을 때, 또는 제1 열교환기(30)에서 증발가스의 냉열을 회수하는 열매체, 즉 다단 압축부(20)에서 압축된 압축 증발가스가 존재하지 않는 초기 스타트 업(Initial Start Up) 또는 저장탱크의 유지보수 시에 다단 압축부(20)로 공급되는 증발가스를 가열하는 역할을 한다.

본 실시예에서 예열기(31)는 저장탱크(10)에서 다단 압축부(20)로 공급되는 증발가스의 냉열을 회수하는 제1 열교환기(30)의 리던던시를 위해 마련되는 것일 수도 있고, 또는 다단 압축부(20)로 공급되는 증발가스가 제1 열교환기(30)와 예열기(31)로 각각 나뉘어 공급되도록 동시에 운전될 수도 있다.

예열기(31)에서 증발가스의 냉열을 회수하는 열매체는 해수, 청수 또는 전기일 수 있다.

본 실시예에 따르면, 제1 열교환기(30) 또는 예열기(31)에서 다단 압축부(20)로 공급되는 증발가스의 냉열을 회수함으로써, 다단 압축부(20)의 다수개의압축기(20a, 20b, 20c, 20d)를 극저온용으로 마련하지 않아도 된다.

압축기에서 압축되는 증발가스가 극저온인 경우, 압축기는 고가의 극저온용으로 특별 제작하여 마련하여야 하고, 압축기를 극저온용으로 마련하지 않고 저온의 증발가스를 압축부로 공급하면, 증발가스의 저온에 의해 압축기의 부속품이 파괴되거나 고장될 수 있는데, 따라서 본 실시예에 따르면 증발가스의 냉열을 회수하여 예열시킨 후 다단 압축부(20)로 공급하므로, 압축기를 고가의 극저온용으로 마련하지 않아도 되며, 증발가스의 냉열에 의해 압축기가 손상되는 일을 방지할 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 제1 열교환기(30)와 다단 압축부(20) 사이에는, 다단 압축부(20)로 공급되는 증발가스 중에 포함된 액적이나 미스트 등의 액체 성분을 걸러내는 녹아웃 드럼(Knock-Out Drum)(15)이 더 마련될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 녹아웃 드럼(15)에 의해 다단 압축부(20)로 기체 성분만을 공급할 수 있어 압축시킬 유체 중에 포함될 수 있는 액체 성분에 의해 다단 압축부(20)의 압축기가 손상되는 일을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 제3 열교환기(42)로 공급되는 과냉각 증발가스를 제3 열교환기(42)로 공급하기 전에 수용하고, 다단 압축부(20) 후단으로부터의 재액화 라인의 압력을 제어하는 리시버(60)가 더 마련될 수 있다.

리시버(60)는 리시버(60)에 저장된 과냉각 증발가스로부터 발생한 플래시 가스(Flash Gas) 등의 기체를 배출시키는 기체 배출라인이 연결되고, 기체 배출라인 상에는 기체 배출라인의 개폐 및 기체 배출라인을 통해 배출되는 기체의 유량을 제어하는 압력 제어밸브(61)가 마련될 수 있으며, 압력 제어밸브(61)는 리시버(60)의 내압을 측정하여 리시버(60)의 내압이 설정값 이상이면 개방되어 기체를 외부로 또는 저장탱크(10)로 배출시킴으로써 압력이 제어될 수 있다.

리시버(60)에 의해 재액화 라인의 압력을 유지시킴으로써 냉동 효과(COP;Coefficient Of Performance) 즉, 증발가스의 재액화 효율을 최적화시킬 수 있다.

리시버(60)로부터 배출되는 액체는 제3 열교환기(42)로 공급되어 과냉각된 후 팽창부(53)에서 팽창되거나 또는 팽창부(53)를 우회하여 저장탱크(10)로 액체 상태로 회수된다. 리시버(60)로부터 액체 증발가스는 리시버(60)의 레벨(liquid level)을 측정하여, 측정값이 설정값 이상이면 배출될 수 있으며, 리시버(60)의 레벨 측정값을 이용하여 팽창부(53)의 팽창 정도를 제어하여 재액화되는 증발가스의 전체 유량을 제어할 수도 있다.

이하, 도 1 내지 5를 참조하여, 각 실시예에 따른 증발가스의 흐름 및 선박의 운용 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 증발가스의 흐름 및 선박의 운용 방법을 설명하기로 한다. 본 실시예에 따라 재액화되어 저장탱크로 회수되는 증발가스의 흐름은 굵은 실선으로 표시하였으며, 라인 상에 개폐된 밸브와 폐쇄된 밸브도 각각 표시하였다.

본 실시예에서 증발가스는 에탄(Ethane) 또는 에틸렌(Ethylene)일 수 있으며, 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스가 하나 이상의 성분을 포함하는 복합 증발가스인 경우, 증발가스에 포함된 에탄 또는 에틸렌은 제1 실시예에 의해 전부 액화되어 저장탱크(10)로 회수된다.

본 실시예에 따르면 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 4단 압축부(20)로 공급하고, 4단 압축부(20)의 4개의 압축기(20a, 20b, 20c, 20d) 및 4개의 냉각기(21a, 21b, 21c, 21d)를 번갈아가며 모두 통과하여 압축 및 냉각된다.

이때, 제어부는 재액화 라인 상의 제1 내지 제4 압축부 밸브(22a, 22b, 22c, 22d)는 모두 개방하고, 다수개의 제2 밸브(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h)는 폐쇄할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서 증발가스는 4단 압축부(20)의 4개의 압축기와 4개의 냉각기를 우회하지 않고 모두 통과하면서 압축 및 냉각된다.

또한, 4단 압축부(20)에서 압축 및 냉각된 증발가스는 제1 열교환기(30)로 공급되어, 제1 열교환기(30)에서 4단 압축부(20)로 공급되는 증발가스의 냉열에 의해 냉각되고, 본 실시예에서 증발가스는 제1 열교환기(30)에서 냉각되면서 대부분의 증발가스 또는 전부가 액체상태로 응축될 수 있다.

제1 열교환기(30)에서 냉각된 증발가스는 적어도 일부가 분기되어 제1 팽창 밸브(51)에서 팽창되고, 팽창에 의해 냉각된 증발가스는 제2 열교환기(41)의 냉매로 공급되며, 제2 열교환기(41)에서는 나머지 증발가스가 과냉각된다.

제2 열교환기(41)에서 과냉각된 증발가스는 제3 열교환기(42)에서 추가로 과냉각되고, 제2 열교환기(41)에서 과냉각된 증발가스의 적어도 일부는 제2 팽창 밸브(52)로 분기되어 제2 팽창 밸브(52)에서 팽창되며, 팽창에 의해 냉각된 증발가스가 제3 열교환기(42)의 냉매로 활용된다.

이때, 제어부는 재액화 라인 상의 다수개의 제3 밸브(3a, 3b, 3c, 3d)를 모두 폐쇄하고, 제1 열교환기 밸브(V2), 제2 열교환기 밸브(V4), 제3 열교환기 밸브(V6), 제1 팽창 수단 밸브(V3) 및 제2 팽창 수단 밸브(V5)는 개방한다.

따라서, 본 실시예에서 증발가스는 다수개의 열교환기(30, 41, 42)를 우회하지 않고 모두 통과하면서 응축 및 과냉각되며, 제1 내지 제3 열교환기(30, 41, 42)를 모두 통과하면서 응축 및 과냉각된 증발가스는 팽창부(53)에서 팽창되어 전량이 액체상태로 저장탱크(10)로 회수된다.

이때, 제어부는 재액화 라인 상의 제4 밸브(4a)를 폐쇄하여, 본 실시예에서 증발가스는 팽창부(53)를 우회하지 않고 팽창된다.

즉, 본 실시예에서 증발가스는 4단 압축, 3회 이상의 열교환 및 팽창을 거쳐 저장탱크(10)로 회수된다.

본 실시예 및 후술할 실시예들에서 증발가스는 전량이 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 중 어느 하나 이상을 우회하지 않을 수도 있고, 증발가스의 일부만 우회하고 일부는 통과할 수도 있음은 물론이다. 예를 들어, 압축 증발가스 중 적어도 일부는 제1 열교환기(30)에서 냉각되고 적어도 일부는 제1 열교환기(30)를 우회할 수도 있다.

이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발가스의 흐름 및 선박의 운용 방법을 설명하기로 한다. 본 실시예에 따라 재액화되어 저장탱크로 회수되는 증발가스의 흐름은 굵은 실선으로 표시하였으며, 라인 상에 개폐된 밸브와 폐쇄된 밸브도 각각 표시하였다.

본 실시예에서 증발가스는 프로판(Propane)일 수 있으며, 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스가 하나 이상의 성분을 포함하는 복합 증발가스인 경우, 증발가스에 포함된 프로판은 제2 실시예에 의해 전부 액화되어 저장탱크(10)로 회수된다.

본 실시예에 따르면 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 4단 압축부(20)로 공급하고, 증발가스는 제1 압축기(20a)에서 1단 압축되며, 1단 압축된 증발가스는 제1 냉각기(21a)에서 냉각된 후 제2 압축기(20b)로 공급되며 제2 압축기(20b)에서 2단 압축되고 제2 냉각기(22b)에서 냉각된다.

제2 냉각기(22b)에서 냉각된 2단 압축 증발가스의 적어도 일부는 개방된 제2c 밸브(2c)에 의해 분기되어 제3 압축기(20c) 및 제3 냉각기(21c)를 우회하여 제4 압축기(20d)로 공급되고, 분기시키고 남은 나머지 2단 압축 증발가스는 제3 압축기(20c)에서 압축되며, 제3 압축기(20c)에서 압축된 3단 압축 증발가스는 개방된 제2g 밸브(2g) 및 제2h 밸브(2h)에 의해 제3 냉각기(21c)를 우회하여 제4 냉각기(21d)로 공급된다.

이때, 제어부는 재액화 라인 상의 제1 압축부 밸브(22a), 제2 압축부 밸브(22b), 제4 압축부 밸브(22d)는 개방하고, 제3 압축부 밸브(22c)는 폐쇄한다. 또한, 다수개의 제2 밸브(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h)중 제2c 밸브(2c) 및 제2e 밸브(2e), 제2g 밸브(2g) 및 제2h 밸브(2h)는 개방하고 나머지 제2 밸브는 폐쇄할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서 증발가스는 4단 압축부(20)의 4개의 압축기와 4개의 냉각기를 이용하여, 적어도 일부의 증발가스는 제3 압축기(20c) 또는 제3 냉각기(21c)를 우회하고, 적어도 일부의 증발가스는 제4 압축기(20d)를 우회하여 3개의 압축기와 3개의 냉각기를 선택적으로 통과하면서 압축 및 냉각된다.

즉, 본 실시예에서 증발가스는 4단 압축부(20)에서 3단 압축 및 3단 냉각된다.

또한, 4단 압축부(20)에서 3단 압축 및 냉각된 증발가스는 제1 열교환기(30)로 공급되어, 제1 열교환기(30)에서 4단 압축부(20)로 공급되는 증발가스의 냉열에 의해 냉각되고, 본 실시예에서 증발가스는 제1 열교환기(30)에서 냉각되면서 또는 제4 냉각기(21d)를 통과하면서 대부분의 증발가스 또는 전부가 액체상태로 응축될 수 있다.

제1 열교환기(30)에서 냉각된 증발가스는 개방된 제3c 밸브(3c)에 의해 제2 열교환기(41)를 우회하여 리시버(60)로 공급된다.

제1 열교환기(30)에서 냉각되고 제2 열교환기(41)를 우회한 증발가스는 제3 열교환기(42)에서 과냉각되고, 제1 열교환기(30)에서 냉각된 증발가스의 적어도 일부는 제2 팽창 밸브(52)로 분기되어, 제2 팽창 밸브(52)에서 팽창되며, 팽창에 의해 냉각된 증발가스가 제2 열교환기(41)의 냉매로 활용된다.

이때, 제어부는 재액화 라인 상의 다수개의 제3 밸브(3a, 3b, 3c, 3d) 중 제3c 밸브(3c)를 개방하여, 본 실시예에서 압축 증발가스는 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 중 제2 열교환기(41)를 우회하고 제1 열교환기(30) 및 제3 열교환기(42)를 통과하면서 적어도 2회 열교환하면서 응축 및 과냉각된다.

제1 및 제3 열교환기(30, 42)를 통과하면서 응축 및 과냉각된 증발가스는 팽창부(53)에서 팽창되어 전량이 액체상태로 저장탱크(10)로 회수된다.

이때, 제어부는 재액화 라인 상의 제4 밸브(4a)를 폐쇄하여, 본 실시예에서 증발가스는 팽창부(53)를 우회하지 않고 팽창된다.

즉, 본 실시예에서 증발가스는 3단 압축, 2회 이상의 열교환 및 팽창을 거쳐 저장탱크(10)로 회수된다.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 증발가스의 흐름 및 선박의 운용 방법을 설명하기로 한다. 본 실시예에 따라 재액화되어 저장탱크로 회수되는 증발가스의 흐름은 굵은 실선으로 표시하였으며, 라인 상에 개폐된 밸브와 폐쇄된 밸브도 각각 표시하였다.

본 실시예에서 증발가스는 부탄(Butane)일 수 있으며, 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스가 하나 이상의 성분을 포함하는 복합 증발가스인 경우, 증발가스에 포함된 부탄은 제3 실시예에 의해 전부 액화되어 저장탱크(10)로 회수된다.

본 실시예에 따르면 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 4단 압축부(20)로 공급하고, 증발가스는 제1 압축기(20a)에서 1단 압축되며, 1단 압축된 증발가스는 제1 냉각기(21a)에서 냉각되고, 제1 냉각기(21a)에서 냉각된 증발가스는 적어도 일부는 제2 압축기(20b)로 공급되어 제2 압축기(20b)에서 2단 압축된다. 나머지 증발가스는 개방된 제2b 밸브(2b), 제2d 밸브(2d) 및 제2c 밸브(2c)에 의해 적어도 일부는 제2 압축기(20b) 및 제2 냉각기(21b)를 우회하여 제3 압축기(30c)로 공급되어 제3 압축기(30c)에서 2단 압축되며, 나머지는 개방된 제2b 밸브(2b), 제2d 밸브(2d) 및 제2e 밸브(2e)에 의해 제2 압축기(20b), 제2 냉각기(21b), 제3 압축기(20c) 및 제3 냉각기(21c)를 우회하여 제4 압축기(20d)로 공급되어 제4 압축기(20d)에서 2단 압축된다.

이때, 제3 및 제4 압축기(20c, 20d)를 우회하고 제2 압축기(20b)에서 2단 압축된 증발가스는 개방된 제2f 밸브(2f), 제2g 밸브(2g) 및 제2h 밸브(2h)에 의해 제4 압축기(20d)와 제4 냉각기(21d) 사이로 공급되어 제4 냉각기(21d)에서 냉각되고, 제2 압축기(20b)를 우회하여 제3 압축기(20c)에서 2단 압축된 증발가스는 개방된 제2g 밸브(2g) 및 제2h 밸브(2h)에 의해 제4 냉각기(21d)에서 냉각된다.

제어부는 재액화 라인 상의 제1 압축부 밸브(22a) 및 제4 압축부 밸브(22d)는 개방하고, 제2 압축부 밸브(22b) 및 제3 압축부 밸브(22c)는 폐쇄한다. 또한, 다수개의 제2 밸브(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h)중 제2b 밸브(2b), 제2c 밸브(2c), 제2d 밸브, 제2e 밸브(2e), 제2f 밸브(2f), 제2g 밸브(2g) 및 제2h 밸브(2h)는 개방하고 나머지 제2 밸브, 즉 제2a 밸브(2a)는 폐쇄할 수 있다.

따라서, 본 실시예에서 증발가스는 4단 압축부(20)의 4개의 압축기와 4개의 냉각기를 선택적으로 우회하여 4개의 압축기 및 냉각기 중 2개의 압축기와 2개의 냉각기를 선택적으로 통과하면서 압축 및 냉각된다.

즉, 본 실시예에서 증발가스는 4단 압축부(20)에서 2단 압축 및 2단 냉각된다.

또한, 제어부는 재액화 라인 상의 다수개의 제3 밸브(3a, 3b, 3c, 3d) 중 제3a 밸브(3a)는 폐쇄하고, 나머지 제3 밸브(3b, 3c, 3d)는 모두 개방하여, 본 실시예에서 증발가스는 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 모두를 우회한다.

이때, 4단 압축부(20)에서 2단 압축 및 냉각된 증발가스는 개방된 제3b 밸브(3b)에 의해 제1 열교환기(30)를 우회하고, 개방된 제3c 밸브(3c) 및 제4c 밸브(4c)에 의해 제2 열교환기(41) 및 제3 열교환기(42)를 모두 우회한다. 본 실시예에서 증발가스는 제4 냉각기(21d)에서 냉각되면서 대부분의 증발가스 또는 전부가 액체상태로 응축될 수 있다.

4단 압축부(20)에서 2단 압축 및 냉각된 증발가스는 팽창부(53)에서 팽창되어 전량이 액체상태로 저장탱크(10)로 회수된다.

이때, 제어부는 재액화 라인 상의 제4 밸브(4a)를 폐쇄하여, 본 실시예에서 증발가스는 팽창부(53)를 우회하지 않고 팽창된다.

즉, 본 실시예에서 증발가스는 2단 압축 및 팽창을 거쳐 저장탱크(10)로 회수된다.

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 증발가스의 흐름 및 선박의 운용 방법을 설명하기로 한다. 본 실시예에서는 증발가스를 재액화시키는 것이 아니라 가열시켜 저장탱크로 공급할 수 있으며, 저장탱크로 회수되는 증발가스의 흐름은 굵은 실선으로 표시하고, 라인 상에 개폐된 밸브와 폐쇄된 밸브도 각각 표시하였다.

즉, 본 실시예 및 후술할 제5 실시예에서는, 저장탱크(10)로부터 배출되는 증발가스를 증발가스의 재액화를 위하여 마련되는 다단 압축부(20) 및 다수개의 열교환기(30, 41, 42)를 이용하여 가열하여 저장탱크(10)의 유지보수, 더욱 구체적으로는 워밍 업을 위하여 공급할 수 있다.

본 실시예에서 증발가스는 에탄, 에틸렌 또는 프로판일 수 있다.

본 실시예에 따르면 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 4단 압축부(20)로 공급하고, 이때, 저장탱크(10)로 공급되는 증발가스는 전술한 제1 내지 제3 실시예와는 달리 제1 열교환기(30)에서 예열되지 않고, 개방된 제1b 밸브(1b)에 의해 제1 열교환기(30)를 우회하여 예열기(31)로 공급되며, 예열기(31)에서 가열된 후 4단 압축부(20)로 공급된다.

4단 압축부(20)로 공급된 증발가스는 제1 압축기(20a)에서 1단 압축되며, 1단 압축된 증발가스는 제1 냉각기(21a)에서 냉각되고, 제1 냉각기(21a)에서 냉각된 증발가스는 적어도 일부는 제2 압축기(20b)로 공급되어 제2 압축기(20b)에서 2단 압축되고, 나머지 증발가스는 개방된 제2b 밸브(2b), 제2d 밸브(2d) 및 제2c 밸브(2c)에 의해 적어도 일부는 제2 압축기(20b) 및 제2 냉각기(21b)를 우회하여 제3 압축기(30c)로 공급되어 제3 압축기(30c)에서 2단 압축되며, 나머지는 개방된 제2b 밸브(2b), 제2d 밸브(2d) 및 제2e 밸브(2e)에 의해 제2 압축기(20b), 제2 냉각기(21b), 제3 압축기(20c) 및 제3 냉각기(21c)를 우회하여 제4 압축기(20d)로 공급되어 제4 압축기(20d)에서 2단 압축된다.

단, 본 실시예에서는 2단 압축된 증발가스가 제4 냉각기(21d)를 통과하지 않으며, 즉, 본 실시예의 4단 압축부(20)에서 증발가스는 2개의 압축기를 선택적으로 통과하여 2단 압축되고 1개의 냉각기에서 냉각된다.

이때, 제어부는 재액화 라인 상의 제1 압축부 밸브(22a)는 개방하고, 제2 압축부 밸브(22b), 제3 압축부 밸브(22c) 및 제4 압축부 밸브(22d)는 폐쇄한다. 또한, 다수개의 제2 밸브(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h)중 제2b 밸브(2b), 제2c 밸브(2c), 제2d 밸브(2d), 제2e 밸브(2e), 제2f 밸브(2f) 및 제2g 밸브(2g) 및 제2h 밸브(2h)는 개방하고 나머지 제2 밸브, 즉 제2a 밸브(2a)만을 폐쇄할 수 있다.

따라서, 본 실시예에서 증발가스는 4단 압축부(20)의 4개의 압축기와 4개의 냉각기를 선택적으로 우회하여 4개의 압축기 및 냉각기 중 2개의 압축기와 1개의 냉각기를 선택적으로 통과하면서 압축 및 냉각된다.

즉, 본 실시예에서 증발가스는 4단 압축부(20)에서 2단 압축 및 1단 냉각된다.

또한, 4단 압축부(20)에서 2단 압축 및 1단 냉각된 증발가스는 개방된 제3a 밸브(3a)에 의해 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 및 리시버(60)를 통과하지 않고 모두 우회한다.

이때, 제어부는 재액화 라인 상의 다수개의 제3 밸브(3a, 3b, 3c, 3d) 중 제3a 밸브(3a)는 개방하고, 나머지 제3 밸브(3b, 3c, 3d)는 폐쇄하여, 본 실시예에서 증발가스는 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 모두를 우회한다.

본 실시예에서, 4단 압축부(20)에서 2단 압축 및 1회 냉각된 증발가스는 제4 밸브(4a)에 의해 팽창부(53)를 우회하여 저장탱크(10)로 공급된다.

즉, 본 실시예에서 증발가스는 2단 압축되어 압축 및 가열된 상태로 저장탱크(10)로 공급된다.

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 증발가스의 흐름 및 선박의 운용 방법을 설명하기로 한다. 본 실시예에서는 증발가스를 재액화시키는 것이 아니라 가열시켜 저장탱크로 공급할 수 있으며, 저장탱크로 회수되는 증발가스의 흐름은 굵은 실선으로 표시하고, 라인 상에 개폐된 밸브와 폐쇄된 밸브도 각각 표시하였다.

즉, 본 실시예에서는, 저장탱크(10)로부터 배출되는 증발가스를 증발가스의 재액화를 위하여 마련되는 다단 압축부(20) 및 다수개의 열교환기(30, 41, 42)를 이용하여 가열하여 저장탱크(10)의 유지보수, 더욱 구체적으로는 워밍업을 위하여 공급할 수 있다.

본 실시예에서 증발가스는 부탄일 수 있다.

본 실시예에 따르면 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 4단 압축부(20)로 공급하고, 이때, 저장탱크(10)로 공급되는 증발가스는 전술한 제1 내지 제3 실시예와는 달리 제1 열교환기(30)에서 예열되지 않고, 개방된 제1b 밸브(1b)에 의해 제1 열교환기(30)를 우회하여 예열기(31)로 공급되며, 예열기(31)에서 가열된 후 4단 압축부(20)로 공급된다.

4단 압축부(20)로 공급된 증발가스는 제1 압축기(20a)에서 1단 압축되며, 1단 압축된 증발가스는 개방된 제2a 밸브(2a)에 의해 제1 냉각기(21a)를 우회하여 적어도 일부는 제2 압축기(20b)로 공급되어 제2 압축기(20b)에서 2단 압축되고, 나머지 증발가스는 개방된 제2b 밸브(2b), 제2d 밸브(2d) 및 제2c 밸브(2c)에 의해 적어도 일부는 제2 압축기(20b) 및 제2 냉각기(21b)를 우회하여 제3 압축기(20c)로 공급되어 제3 압축기(20c)에서 2단 압축되며, 나머지는 개방된 제2b 밸브(2b), 제2d 밸브(2d) 및 제2e 밸브(2e)에 의해 제2 압축기(20b), 제2 냉각기(21b), 제3 압축기(20c) 및 제3 냉각기(21c)를 우회하여 제4 압축기(20d)로 공급되어 제4 압축기(20d)에서 2단 압축된다.

단, 본 실시예에서는 2단 압축된 증발가스가 제4 냉각기(21d)를 통과하지 않으며, 즉, 본 실시예의 4단 압축부(20)에서 증발가스는 2개의 압축기를 선택적으로 통과하여 2단 압축되고, 4단 압축부(20)의 냉각기는 모두 우회하며, 냉각되지 않는다.

이때, 제어부는 재액화 라인 상의 압축부 밸브(22a, 22b, 22c, 22d)는 모두 폐쇄한다. 또한, 다수개의 제2 밸브(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h)는 전부 개방할 수 있다.

따라서, 본 실시예에서 증발가스는 4단 압축부(20)의 4개의 압축기를 선택적으로 우회하고 4개의 냉각기를 모두 우회하여 4개의 압축기 및 냉각기 중 2개의 압축기를 선택적으로 통과하면서 압축되며 냉각되지는 않는다.

즉, 본 실시예에서 증발가스는 4단 압축부(20)에서 2단 압축된다.

또한, 4단 압축부(20)에서 2단 압축된 증발가스는 개방된 제3a 밸브(3a)에 의해 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 및 리시버(60)를 통과하지 않고 모두 우회한다.

이때, 제어부는 재액화 라인 상의 다수개의 제3 밸브(3a, 3b, 3c, 3d) 중 제3a 밸브(3a)는 개방하고, 나머지 제3 밸브(3b, 3c, 3d)는 폐쇄하여, 본 실시예에서 증발가스는 다수개의 열교환기(30, 41, 42) 모두를 우회한다.

본 실시예에서, 4단 압축부(20)에서 2단 압축된 증발가스는 제4 밸브(4a)에 의해 팽창부(53)를 우회하여 저장탱크(10)로 공급된다.

즉, 본 실시예에서 증발가스는 2단 압축되어 압축 및 가열된 상태로 저장탱크(10)로 공급된다.

즉, 본 발명에 따르면, 다수개의 압축기와 냉각기를 포함하는 다단 압축부(20), 예를 들어 4개의 압축기(20a, 20b, 20c, 20d)와 4개의 냉각기(21a, 21b, 21c, 21d)를 포함하는 4단 압축부(20)와, 다수개의 열교환기, 예를 들어 제1 열교환기(30), 제2 열교환기(41) 및 제3 열교환기(42)를 포함하며, 또한 저장탱크(10)로 회수되는 팽창부(53)가 마련된 선박의 기본 운용 시스템에, 증발가스가 다수개의 압축기 및 냉각기를 선택적으로 우회할 수 있도록 하는 제2 밸브(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h), 다수개의 열교환기를 선택적으로 우회할 수 있는 제3 밸브(3a, 3b, 3c, 3d) 및 팽창부(53)를 우회하는 제4 밸브(4a)를 마련하고, 제어부에 의해 증발가스의 성분 및 저장탱크(10)로 공급하고자 하는 목적에 따라 선택적으로 제어하여 서로 다른 증발가스 성분 및 목적에 따른 시스템을 각각 마련하지 않아도 증발가스를 운용할 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 : 저장탱크
20 : 다단 압축부
30 : 제1 열교환기
41 : 제2 열교환기
42 : 제3 열교환기
53 : 팽창부
2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h : 제2 밸브
3a, 3b, 3c, 3d : 제3 밸브
4a : 제4 밸브

Claims (21)

1. 액화가스 운반선의 액화가스 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 저장탱크로 회수하는 재액화 라인;을 포함하고,
   상기 재액화 라인에는,
   다수개의 압축기와 상기 다수개의 압축기 후단에 각각 마련되는 다수개의 냉각기를 포함하여 상기 증발가스를 다단으로 압축시키는 다단 압축부;
   상기 증발가스가 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기를 우회하도록 마련되는 다수개의 제2 밸브;
   상기 다단 압축부에서 압축된 압축 증발가스를 냉각시키는 하나 이상의 열교환기;
   상기 압축 증발가스가 상기 하나 이상의 열교환기 중 어느 하나의 열교환기를 우회하도록 마련되는 다수개의 제3 밸브;
   상기 증발가스를 팽창시켜 저장탱크로 회수하는 팽창부; 및
   상기 다수개의 제2 밸브 및 제3 밸브를 제어하여 증발가스의 유로를 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 열교환기는,
   상기 다단 압축부로 도입되는 증발가스의 냉열을 회수하는 제1 열교환기; 및
   상기 압축 증발가스 중 일부를 팽창시켜 냉매로 사용하는 제2 열교환기; 및 제3 열교환기; 중 어느 하나 이상을 포함하고,
   상기 제3 밸브는,
   상기 다수개의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기에서 압축된 증발가스를 상기 다수개의 열교환기를 모두 우회하여 상기 팽창부 또는 상기 저장탱크로 공급되도록 하는 냉각 우회밸브;
   상기 압축 증발가스가 상기 제1 열교환기를 우회하여 상기 팽창부 또는 상기 저장탱크로 공급되도록 하는 제1 열교환기 우회밸브;
   상기 압축 증발가스가 상기 제2 열교환기를 우회하여 상기 팽창부 또는 상기 저장탱크로 공급되도록 하는 제2 열교환기 우회밸브; 및
   상기 압축 증발가스가 상기 제3 열교환기를 우회하여 상기 팽창부 또는 상기 저장탱크로 공급되도록 하는 제3 열교환기 우회밸브; 중 어느 하나 이상을 포함하는, 선박의 운용 시스템.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 증발가스가 상기 팽창부를 우회하도록 마련되는 제4 밸브;를 더 포함하여,
   상기 제어부는 상기 제2 밸브, 제3 밸브 및 제4 밸브를 제어하여 상기 증발가스의 유로를 제어하는, 선박의 운용 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 밸브는,
   상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기에서 압축된 증발가스를 다른 압축기의 전단으로 우회시키는 압축기 전단 우회밸브;
   상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기에서 압축된 증발가스를 다른 압축기의 후단으로 우회시키는 압축기 후단 우회밸브;
   상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기에서 압축되고 상기 어느 하나의 압축기 하류의 냉각기에서 냉각된 증발가스를 다른 어느 하나의 압축기 전단으로 우회시키는 냉각기 후단 우회밸브; 및
   상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기에서 압축된 증발가스를 다른 어느 하나의 압축기 하류의 냉각기 전단으로 우회시키는 냉각기 전단 우회밸브; 중 어느 하나 이상을 포함하는, 선박의 운용 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 열교환기에서는 상기 다단 압축부로 도입되는 증발가스와 상기 다단 압축부에서 압축된 압축 증발가스가 열교환하는, 선박의 운용 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 열교환기로 공급되는 증발가스 중 냉매로 사용할 적어도 일부의 증발가스를 분기시켜 팽창시키는 제1 팽창 수단;을 포함하고,
   상기 제2 열교환기에서는, 상기 제1 팽창 수단에서 팽창에 의해 냉각된 증발가스와, 상기 제1 팽창 수단으로 분기되고 남은 나머지 증발가스가 열교환하는, 선박의 운용 시스템.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제3 열교환기로 공급되는 증발가스 중 냉매로 사용할 적어도 일부의 증발가스를 분기시켜 팽창시키는 제2 팽창 수단;을 포함하고,
   상기 제3 열교환기에서는, 상기 제2 팽창 수단에서 팽창에 의해 냉각된 증발가스와, 상기 제2 팽창 수단으로 분기되고 남은 나머지 증발가스가 열교환하는, 선박의 운용 시스템.
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 열교환기에서 냉각된 증발가스를 수용하여 상기 팽창부로 공급하는 리시버; 및
   상기 리시버로부터 기체를 배출시키는 압력 제어밸브;를 더 포함하는, 선박의 운용 시스템.
10. 청구항 1, 6 또는 7에 있어서,
    상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스 및 상기 제3 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스를 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나의 압축기 하류로 각각 회수하는 냉매 회수밸브;를 하나 이상 포함하는, 선박의 운용 시스템.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 다단 압축부로 공급되는 증발가스가 상기 제1 열교환기를 우회하여 공급되도록 하는 하나 이상의 제1 밸브;를 더 포함하는, 선박의 운용 시스템.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 다단 압축부로 공급되는 증발가스를 가열시키는 예열기;를 더 포함하고,
    상기 제1 밸브는 상기 다단 압축부로 공급되는 증발가스가 상기 제1 열교환기를 우회하여 상기 예열기로 공급되도록 하는 제2 가열 우회밸브;를 포함하는, 선박의 운용 시스템.
13. 다종의 액화가스 화물을 운반하는 운반선에서,
    상기 액화가스 화물로부터 발생하는 증발가스를 다수개의 압축기와 냉각기가 순차적으로 연결된 다단 압축부에서 다단 압축시키고,
    상기 압축 증발가스를 다수개의 열교환기를 선택적으로 통과하여 냉각시켜 저장탱크로 회수하되,
    상기 증발가스의 압축은 상기 증발가스가 상기 다수개의 압축기와 냉각기 중 어느 하나 이상의 압축기 또는 냉각기를 우회하도록 하는 다수개의 제2 밸브의 개폐를 제어하여 증발가스를 압축시키고,
    상기 증발가스의 냉각은 상기 다수개의 열교환기 중 어느 하나 이상의 열교환기를 우회하도록 하는 다수개의 제3 밸브의 개폐를 제어하여 증발가스의 흐름을 제어하며,
    상기 제2 밸브는, 상기 증발가스의 성분에 따라,
    상기 증발가스를 상기 다수개의 압축기 중 서로 다른 2개 이상의 압축기를 선택적으로 통과시켜 적어도 2단 이상으로 압축시키고,
    상기 다단 압축부에서 압축되는 증발가스를 상기 다수개의 냉각기 중 어느 하나 또는 서로 다른 2개 이상의 냉각기를 선택적으로 통과시켜 냉각시키거나, 또는 다수개의 냉각기를 모두 우회시키는, 선박의 운용 방법.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 증발가스가 부탄이거나 부탄을 포함하는 혼합기체인 경우에는,
    상기 증발가스를 상기 다수개의 압축기 중 서로 다른 2개의 압축기를 선택적으로 통과시켜 2단 압축하고,
    상기 서로 다른 2개의 압축기에서 압축되는 증발가스를 상기 다수개의 냉각기 중 서로 다른 2개의 냉각기를 선택적으로 통과시키는, 선박의 운용 방법.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 증발가스가 프로판이거나 프로판을 포함하는 혼합기체인 경우에는,
    상기 증발가스를 상기 다수개의 압축기 중 서로 다른 3개의 압축기를 선택적으로 통과시켜 3단 압축하고,
    상기 서로 다른 3개의 압축기에서 압축되는 증발가스를 상기 다수개의 냉각기 중 서로 다른 3개의 냉각기를 선택적으로 통과시키는, 선박의 운용 방법.
16. 청구항 13에 있어서,
    상기 증발가스가 에탄, 에틸렌, 프로판 중 어느 하나이거나, 에탄, 에틸렌, 프로판 중 어느 하나 이상을 포함하는 혼합기체이고,
    상기 저장탱크의 유지보수를 실시할 때에는,
    상기 증발가스를 상기 다수개의 압축기 중 서로 다른 2개의 압축기를 선택적으로 통과시켜 2단 압축하고,
    상기 서로 다른 2개의 압축기에서 압축되는 증발가스를 상기 다수개의 냉각기 중 어느 하나 이상의 냉각기를 선택적으로 통과시켜 1단 냉각시키는, 선박의 운용 방법.
17. 청구항 13에 있어서,
    상기 증발가스가 부탄이거나, 부탄을 포함하는 혼합기체이고,
    상기 저장탱크의 유지보수를 실시할 때에는,
    상기 증발가스를 상기 다수개의 압축기 중 서로 다른 2개의 압축기를 선택적으로 통과시켜 2단 압축하고,
    상기 서로 다른 2개의 압축기에서 압축되는 증발가스를 상기 다수개의 냉각기를 모두 우회시키는, 선박의 운용 방법.
18. 액화가스 운반선의 액화가스 저장탱크에서 생성된 증발가스를 다수개의 압축기를 포함하는 다단 압축부에서 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나 이상을 이용하여 압축시키되,
    상기 액화가스 저장탱크에서 생성된 증발가스를 상기 다수개의 압축기로 직렬 또는 병렬 흐름으로 공급하여 상기 증발가스의 성분에 따라 상기 압축 단계를 달리하여 압축시키며,
    상기 증발가스의 압축은,
    상기 증발가스의 적어도 일부를 상기 다수개의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기를 우회시켜 나머지 하나 이상의 압축기로 분기시켜 공급하고,
    상기 압축 및 압축에 의해 가열된 증발가스는,
    상기 저장탱크로 회수하거나, 상기 다단 압축부의 최후단 냉각기에서 하나의 흐름으로 합류시켜 냉각시키는, 선박의 운용 방법.
19. 삭제
20. 삭제
21. 청구항 18에 있어서,
    상기 압축 증발가스를 자체 증발가스를 냉매로 이용하는 다수개의 열교환기중 어느 하나 이상을 이용하여 상기 증발가스의 성분에 따라 열교환 횟수를 달리하여 냉각시키고,
    상기 냉각 증발가스를 팽창시켜 액체 상태로 상기 저장탱크로 회수하는, 선박의 운용 방법.

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