KR101904367B1 - Utilization of lng used for fuel to liquefy lpg boil off - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LPG 증발 가스(BOG)를 액화시키기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 상기 시스템은 LNG 연료 공급 시스템을 포함하며, 상기 LNG 연료 시스템은 적어도 하나의 LNG 연료 탱크(23), LNG 연료 라인(5) 및 제2 LNG 연료 라인(13); 및 LPG 화물 시스템을 포함하며, 상기 LPG 화물 시스템은 적어도 하나의 LPG 화물 탱크(20), 증발 가스(BOG) 라인(1), 적어도 하나의 재액화 유닛(100) 및 응축물 라인(3); 상기 시스템은 상기 LNG 연료 탱크(23) 및 제2 LNG 연료 라인(13) 사이에서 LNG 연료 라인(5) 상에 제공되는 적어도 하나의 증발기(15, 22)를 더욱 포함하며, 상기 적어도 하나의 증발기(15, 22)는 상기 LPG 화물 시스템과 열교환된다.The present invention relates to a method and system for liquefying LPG vapor (BOG), said system comprising an LNG fuel supply system comprising at least one LNG fuel tank (23), an LNG fuel line 5 and the second LNG fuel line 13; And an LPG cargo system comprising at least one LPG cargo tank (20), an evaporative gas (BOG) line (1), at least one resupply unit (100) and a condensate line (3); The system further comprises at least one evaporator (15, 22) provided on the LNG fuel line (5) between the LNG fuel tank (23) and the second LNG fuel line (13) (15, 22) are heat exchanged with the LPG cargo system.

Figure R1020137035052
Figure R1020137035052

Description

LPG 증발 가스를 액화시키기 위하여 연료로 사용되는 LNG의 활용 {UTILIZATION OF LNG USED FOR FUEL TO LIQUEFY LPG BOIL OFF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an LNG used as a fuel for liquefying LPG vapor,

본 발명은 LPG 증발 가스를 액화시키기 위하여 연료로서 사용되는 LNG를 활용하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and a method for utilizing LNG used as fuel to liquefy LPG vaporized gas.

현재, LPG(Liquefied Petroleum Gas)를 운송하는 선박은 주된 추진력을 위해 주로 저속의 디젤 엔진을 사용하고 있으며, 엔진의 연료는 다양한 유형의 선박용 연료를 사용하고 있다. 그러나, 배출 규제 영역으로 이미 알려진 새로운 환경 규제는 황, 질소 산화물, 입자상 물질의 대기로의 방출을 제한한다. 미래에는, 또한 엄격한 국제적인 배출 규제가 예상된다. 새로운 요구사항을 충족하기 위한 몇 가지 방안이, 예를 들면 배기 가스를 정화하는 업계에 의해 제안되어 왔다. 또 다른 방안은 메탄과 같은 청정한 희박 연소 연료를 사용하는 것이다. 해운 업계의 다대한 연료 소비 및 넓은 항해(sailing) 범위 요구에 대하여, 메탄은 LNG(Liquefied Natural Gas)라 알려진 액체 상태로 가장 효율적인 방식으로 저장되어야 한다. Currently, ships carrying LPG (Liquefied Petroleum Gas) use mainly low-speed diesel engines for their main propulsion, and engine fuels use various types of marine fuels. However, new environmental regulations, already known as emission control areas, limit the release of sulfur, nitrogen oxides and particulate matter into the atmosphere. In the future, strict international emission controls are also expected. Several measures have been proposed by the industry to purify exhaust gases, for example, to meet new requirements. Another option is to use clean, lean burn fuel such as methane. For the marine industry's diverse fuel consumption and wide sailing range requirements, methane should be stored in the most efficient manner in a liquid state known as Liquefied Natural Gas (LNG).

LNG 연료 시스템은 일반적으로 종래기술로 알려져 있으며, 그 시스템의 일례로는 발명의 명칭이 "선박 추진에 사용되는 적어도 하나의 가스 엔진용 LNG 연료 탱크 시스템"인 노르웨이 특허 출원 제20093272호에 개시된 것이 있다.LNG fuel systems are generally known in the prior art, one example of which is disclosed in Norwegian Patent Application No. 20093272, entitled " LNG Fuel Tank System for At least One Gas Engine for Propelling a Ship " .

LPG 캐리어는 보통 한 종류의 화물을 운반할 때, 공통의 증기 분위기를 공유하는 네 개의 화물 탱크를 구비한다. LPG 캐리어는 두 개의 다른 화물을 동시에 운반가능하도록 만들어진다. 이는 두 개의 화물 시스템의 완전한 분리를 가능하게 하도록 갑판 상의 배관 시스템이 2개 설치된다는 의미이다. LPG 캐리어는 예를 들면, 세 개의 탱크에 프로판이, 네번째 화물 탱크에 부탄이 적재될 수 있다. 프로판이 적재된 세 개의 탱크는 증기 연통 공간을 구비하나, 부탄 증기 공간으로부터 철저히 격리되어 있다. 각각의 갑판 배관 시스템은 화물 탱크 압력이 최대 허용 압력을 초과하지 않도록 보장하는 복수의 재액화 유닛에 연결된다. 가스가 해수에 대하여 응축될 수 있도록 재액화 유닛은 충분한 압력으로 증발가스를 압축한다. 응축물(condensate)은 화물 탱크로 되돌아온다. 이러한 방식으로 화물 탱크 압력은 낮게 유지된다. 최대 주위 온도 조건에서 완전히 적재되어 항해하는 VLGC(Very Large Gas Carrier, 일반적으로 약 82.000 m3 화물 운반 용량에서 증발가스를 액화하기 위한 연료 오일 소비(발전기로의)는 약 1,900 kg/일 이다. 이러한 연료 오일 소비를 피할 수 있는 해결책은 현재로서는 없다. 게다가, LNG는 해상용 디젤 오일보다 약 50% 미만의 밀도를 가진다는 사실 때문에, 같은 양의 에너지를 보유하기 위해, LNG는 두 배의 저장 부피가 필요하다. 증가된 연료 저장 부피는 화물을 운반하는 화물선의 비용에 있어서 중요하다. 가령, 북해 유역(North Sea basin)에서의 LPG의 운송과 관련된 또 다른 문제는 항해 지속 시간이 짧으며, 그 결과 정박 시간(harbor time)이 총 왕복 지속 시간과 상당한 관련이 있으며, 따라서 정박 시간의 감소가 중요하다는 것이다. LPG carriers usually have four cargo tanks that share a common steam atmosphere when transporting one type of cargo. The LPG carrier is designed to be capable of transporting two different cargoes at the same time. This means that two piping systems are installed on the deck to enable complete separation of the two cargo systems. The LPG carrier may, for example, be loaded with propane in three tanks and butane in a fourth cargo tank. The three tanks loaded with propane have a vapor communication space, but are thoroughly isolated from the butane vapor space. Each deck piping system is connected to a plurality of refueling units which ensure that the cargo tank pressure does not exceed the maximum permissible pressure. The re-liquefying unit compresses the evaporation gas with sufficient pressure so that the gas can be condensed against the seawater. The condensate is returned to the cargo tank. In this way the cargo tank pressure is kept low. Very Large Gas Carrier (VLGC), which is fully loaded and navigated at maximum ambient temperature conditions, typically has a fuel oil consumption (to the generator) of approximately 1,900 kg / day for liquefying the evaporation gas at a cargo carrying capacity of approximately 82.000 m 3 . In addition, due to the fact that LNG has a density of less than about 50% less than marine diesel oil, LNG has twice the storage volume Another problem associated with the transport of LPG in the North Sea basin, for example, is that the duration of the voyage is short, The result is that the harbor time is significantly related to the total round trip duration and therefore the reduction in berth time is important.

모든 회전하는 장치는 가동 시간에 기초한 정비 간격을 가지므로 냉동 압축기의 정비 및 유지는 또 다른 운영 비용의 문제가 된다. 새로 건조된 선박은 보통 5년의 도킹 간격(docking intervals)을 갖고, 반면에 냉동 압축기는 대략 20,000시간 간격으로 정비된다. 따라서, 항해하는 동안 정비가 요구된다고 판단된다. 따라서, 총 가동 시간을 줄여서 결과적으로 정비 간격의 시간을 연장하고, 바람직하게는 정비 간격을 도킹 간격(docking intervals)에 맞출 수 있게 하는 것이 유리할 것이다.Because all rotating devices have maintenance intervals based on run time, maintenance and maintenance of the refrigeration compressor is another operational cost issue. Newly constructed vessels usually have docking intervals of five years, while freezing compressors are maintained at approximately 20,000 hour intervals. Therefore, it is judged that maintenance is required during the voyage. Thus, it would be advantageous to reduce the total running time, thereby extending the time of the maintenance intervals, and preferably allowing the maintenance intervals to be adjusted to docking intervals.

그러므로, 본 발명의 목적은 LPG 증발가스를 액화시키기 위하여 연료로서 사용되는 LNG를 활용하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 데 있고, 이로써 상기한 문제점 중 적어도 하나를 해결한다.It is therefore an object of the present invention to provide a system and method for utilizing an LNG used as a fuel to liquefy LPG evaporation gas, thereby solving at least one of the above problems.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 LPG 증발 가스(BOG)를 액화시키는 시스템을 개시하는데, 상기 시스템은, 적어도 하나의 LNG 연료 탱크(23), LNG 연료 라인(5) 및 제2 LNG 연료 라인(13)을 구비하는 LNG 연료 공급 시스템과; 적어도 하나의 LPG 화물 탱크(20), 증발 가스 라인(1), 적어도 하나의 재액화 유닛(100) 및 응축물 라인(3)을 구비하는 LPG 화물 시스템을 포함하며, 상기 시스템은 또한, 상기 LNG 연료 탱크(23)와 상기 제2 LNG 연료 라인(13) 사이에서 상기 LNG 연료 라인(5)에 제공되는 적어도 하나의 증발기(15, 22)도 포함하며, 상기 적어도 하나의 증발기(15, 22)는 상기 LPG 화물 시스템과 열교환한다.To solve this problem, the present invention discloses a system for liquefying LPG evaporation gas (BOG), comprising at least one LNG fuel tank (23), an LNG fuel line (5) and a second LNG fuel line (LNG) fuel supply system (10); Comprising an LPG cargo system comprising at least one LPG cargo tank (20), an evaporation gas line (1), at least one refueling unit (100) and a condensate line (3) Further comprising at least one evaporator (15,22) provided in the LNG fuel line (5) between the fuel tank (23) and the second LNG fuel line (13), the at least one evaporator Exchanges heat with the LPG cargo system.

또한, 본 발명은, 적어도 하나의 LNG 연료 탱크(23), 제1 LNG 연료 라인(5) 및 제2 LNG 연료 라인(13)을 구비하는 LNG 연료 공급 시스템과; 적어도 하나의 LPG 화물 탱크(20), 증발 가스 라인(1), 적어도 하나의 재액화 유닛(100) 및 응축물 라인(3)을 구비하는 LPG 화물 시스템을 포함하는 시스템에서 LPG 증발 가스를 액화시키는 방법도 개시하는데, 상기 방법은 상기 LNG 연료 탱크와 상기 제2 LNG 연료 라인(13) 사이의 제1 LNG 연료 라인(5) 상에 위치되는 적어도 하나의 증발기(22, 15)를 제공하는 단계; 상기 LNG 연료 탱크로부터 흘러나오는 LNG가 증발하는 것에 의하여 증발 가스(BOG)를 응축시키는 단계; 및 상기 응축된 증발 가스(BOG)를 LPG 화물 탱크로 보내는 단계를 포함한다. 전형적으로, 증발기(22, 15)의 수는 동시에 수송 가능한 화물의 수와 일치한다. 이것은 보통 두 개이다.The present invention also relates to an LNG fuel supply system comprising at least one LNG fuel tank 23, a first LNG fuel line 5 and a second LNG fuel line 13; A system comprising an LPG cargo system comprising at least one LPG cargo tank (20), an evaporation gas line (1), at least one refueling unit (100) and a condensate line (3) The method also includes providing at least one evaporator (22, 15) positioned on a first LNG fuel line (5) between the LNG fuel tank and the second LNG fuel line (13); Condensing the evaporated gas (BOG) by evaporation of the LNG flowing out from the LNG fuel tank; And sending the condensed evaporative gas (BOG) to an LPG cargo tank. Typically, the number of evaporators 22, 15 coincides with the number of simultaneously transportable cargoes. This is usually two.

본 발명의 다른 바람직한 실시예는 특허청구범위의 종속청구항 및 첨부된 도면을 참조한 이하의 상세한 설명에 의하여 이해될 수 있다.Other preferred embodiments of the present invention may be understood by reference to the dependent claims of the claims and the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술인 재액화 유닛의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 또 다른 실시예의 개략도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic view of a prior art liquefaction unit.
Figure 2 is a schematic diagram of one embodiment of a system according to the present invention.
3 is a schematic diagram of another embodiment of a system according to the present invention.

LPG는 액화 화물로 저장되고 운송되는 여러 가지 등급 또는 제품 범위의 석유가스로 이해되어야 한다. 다양한 석유 가스 중에서도 프로판과 부탄을 주요한 예로 들 수 있는데, 프로판은 전형적으로 0부피%에서 5부피% 사이의 임의의 농도의 에탄을 포함하며, 프로판 내의 부탄 함유량은 0부피%에서 20부피% 사이의 임의의 농도를 갖는다. 전형적으로 70부피% 내지 98 부피% 범위의 프로판으로 주로 구성된 이와 같은 혼합물은 상용의 프로판으로 알려져 있는데, 이하에서는 이를 프로판이라고 칭한다. LPG should be understood as oil gas of various grades or product ranges that are stored and transported as liquefied goods. Among the various petroleum gases, propane and butane are major examples, propane typically containing ethane at any concentration between 0% and 5% by volume, and butane content in propane ranging from 0% to 20% by volume And has arbitrary concentration. Such a mixture, which is typically composed of 70% by volume to 98% by volume of propane, is known as propane, which is hereinafter referred to as propane.

부탄은 노말-부탄(normal-butane)과 이소-부탄(iso-butane)이 가능한 비율의 불포화 탄화수소와의 임의의 혼합물일 수 있는데, 이하에서는 이를 부탄이라고 칭한다.Butane can be any mixture of normal-butane and iso-butane with a proportion of unsaturated hydrocarbons, hereinafter referred to as butane.

더욱이, 프로판 및 부탄 LPG는 최소한 다음의 성분을 포함하여야 한다:Furthermore, propane and butane LPG should contain at least the following components:

암모니아(Ammonia),Ammonia,

부타디엔(Butadiene),Butadiene,

부탄(Butane)-부탄(Butane) 혼합물(모든 혼합물),Butane-Butane mixture (all mixtures),

부틸렌(Butylenes),Butylenes,

디에틸 에테르(Diethyl ether),Diethyl ether,

프로필렌(Propylene),Propylene,

비닐 클로라이드(Vinyl chloride).Vinyl chloride.

상온보다 낮은 온도에서 저장되고 수송되는 LPG는 일정량의 증기를 자연적으로 계속해서 방출할 것이다. 화물 탱크 내에서 압력을 유지하는 일반적인 과정은 이러한 증기를 추출하고, 액화시키고, 응축 상태로 화물 탱크로 되돌려보내는 것이다. 재액화 유닛은 이하 상기 증기를 액화시키는 냉매 유닛(refrigeration unit)으로 이해되고, 접두사 "재(re)"는 액화 가스로부터 증기의 액화를 가리킨다.LPG stored and transported at temperatures below room temperature will continue to release a certain amount of steam naturally. A common process of maintaining pressure in cargo tanks is to extract, liquefy, and return these vapors to the cargo tank in a condensed state. The re-liquefaction unit is hereinafter referred to as a refrigeration unit for liquefying the vapor and the prefix " re "refers to liquefaction of the vapor from the liquefied gas.

LPG는 대기압보다 고압, 또는 외기보다 낮은 온도, 또는 이 둘이 조합된 조건에서 액체 상태로 수송된다. 본 발명은 액화된 화물, 즉 LPG를 외기 온도보다 낮은 온도에서 수송하는, 소위 완전 냉각 LPG 캐리어로 알려진 LPG 캐리어와; 대기압보다 높은 압력 및 주위보다 낮은 온도에서 액화된 화물 및 LPG를 수송하는 LPG 캐리어와 관련된다. 후자의 LPG 캐리어는 반-냉장식(semi-refrigerated)/반-가압식(semi-pressurised)으로 알려져 있다.The LPG is transported in a liquid state at a higher pressure than the atmospheric pressure, a temperature lower than the ambient temperature, or a combination of the two. The present invention relates to an LPG carrier, known as a so-called fully cooled LPG carrier, which transports liquefied cargo, i.e., LPG, at a temperature lower than ambient temperature; Lt; RTI ID = 0.0 > LPG < / RTI > carrier transporting liquefied cargo and LPG at pressures above ambient and below ambient. The latter LPG carrier is known as semi-refrigerated / semi-pressurized.

화물 유형은 앞에서 언급한 여러 등급 또는 제품의 LPG 중 어느 것이다.Cargo types are any of the above-mentioned grades or LPG of the product.

응축물(condensate)은 액화된 증발 가스로 이해되어야 하며, 여기서 증발 가스라 함은 화물 탱크로의 일정한 열 누출로 인해 화물로부터 배출되는 증기이다. The condensate should be understood as liquefied vapor, where the vapor is the vapor exiting the cargo due to constant heat leakage to the cargo tank.

온간 화물은 현재의 화물 탱크 압력에서 LPG 포화 온도 이상의 온도에서 적재(loaded)된 LPG 이다.Hot cargo is LPG loaded at temperatures above the LPG saturation temperature at the current cargo tank pressure.

[종래기술]BACKGROUND ART [0002]

대한민국 공개 특허 공보 KR 20100102872호는 LPG 및 LNG를 동시에 선적할 수 있는 복합 선박 또는 부유식 생산 저장 및 하역 선박에 사용되는 방법을 개시한다. 대한민국 공개 특허 공보 KR 20100102872호에 서술된 발명은 LPG 재액화 시스템의 복잡성을 감소하기 위해 LPG 증발 가스를 응축하기 위해 압축 및 액화에 앞서서 LNG 증발 가스의 낮은 온도를 활용하는 법을 개시한다.Korean Patent Publication No. 20100102872 discloses a method for use in a composite ship capable of simultaneously loading LPG and LNG, or a floating production storage and unloading vessel. The invention described in Korean Patent Publication No. 20100102872 discloses the utilization of the low temperature of the LNG evaporation gas prior to compression and liquefaction to condense the LPG evaporation gas to reduce the complexity of the LPG re-liquefaction system.

대한민국 공개 특허 공보 KR 20100102872는, LPG 증발 가스를 LNG 연료 가스 시스템과 결합하여 응축하기 위하여 LNG의 잠열과 현열을 조합하여 사용하는 본 발명과는 반대로, LPG 증발 가스를 응축하기 위해 LNG 증발 가스의 현열을 사용한다.Korean Patent Publication No. KR 20100102872 discloses a method for condensing LPG vapor with a latent heat and a sensible heat of LNG in combination with an LNG fuel gas system in order to condense the LPG evaporation gas, Lt; / RTI >

미국 특허 공보 US 5860294호는 비활성 가스 및 기체성 탄화수소의 혼합으로부터 기체의 탄화수소의 응축 방법을 개시하는데, 특히 LPG/LEG(LEG=Liquefied Ethylene Gas) 선박의 저장 탱크에 관한 것이다.U.S. Patent No. 5,860,294 discloses a method of condensing gaseous hydrocarbons from a mixture of inert and gaseous hydrocarbons, and more particularly to a storage tank for LPG / LEG (LEG = Liquefied Ethylene Gas) vessels.

미국 특허 공보 US 5860294호는 본 발명의 재액화 유닛(100)과 동일한 재액화 시스템에 대해 먼저 설명하고 있지만, 보통의 화물 응축기에서 응축되지 않을 가스 혼합물로부터 기체 탄화수소를 회수하기 위한 하류 제2 응축 시스템을 가진다.U.S. Patent No. 5,860,294 describes a remanufacturing system similar to the remanufacturing unit 100 of the present invention, but it is also possible to use a downstream second condensing system (not shown) for recovering gaseous hydrocarbons from a gaseous mixture that will not condense in a normal cargo condenser .

미국 특허 공보 US 5860294호의 제2 응축 시스템이 제 기능을 하기 위해서는, 주된 화물 응축기가 동작 상태에 있어야 하며, 이 교환기에서 부분 응축이 발생하여야 한다.In order for the second condensing system of US Pat. No. 5,860,294 to function, the main cargo condenser must be in operation and partial condensation must occur at the exchanger.

본 발명에서 두 번째의 응축 시스템(22)은 화물 재액화 시스템의 상류에 위치하고 주된 화물 응축기의 동작에 의존하지 않는다.The second condensation system 22 in the present invention is located upstream of the cargo material liquefaction system and does not depend on the operation of the main cargo condenser.

대한민국 공개 특허 공보 KR 20010077227호는 LNG 증발가스의 재액화를 위한 방법을 개시하는데, 예를 들면, 국가의 천연 가스 분포망(grid)으로 보내지기 전에 증발기로 보내진 LNG 흐름의 부분에 대하여 LNG 증발 가스가 액화된다. 증발 가스 응축수는 LNG 배출(export) 라인과 혼합된다. 응축수는 저장 탱크로 되돌아가지 않는다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 20010077227 discloses a method for re-liquefaction of an LNG evaporation gas, for example, to a portion of an LNG stream sent to an evaporator before being sent to a national natural gas distribution grid, Is liquefied. Evaporative gas condensate is mixed with the LNG export line. Condensate does not return to the storage tank.

액체 LNG는 결합된 LNG 및 응축수 흐름의 증발 이전에 증발가스가 LNG로의 열 교환/흡수에 의해 LNG 저장 탱크에서 압력을 제어하기 위해 사용된다.Liquid LNG is used to control the pressure in the LNG storage tank by heat exchange / absorption of the evaporated gas into the LNG prior to evaporation of the combined LNG and condensate streams.

유럽 특허 공보 EP 1990272호는 원칙적으로 대한민국 공개 특허 공보 KR 20010077227호와 비슷하지만 응축수가 저장탱크로 되돌아가고 증발된 물질이 가스 엔진으로 연료로서 보내진다.European Patent Publication EP 1990272 is in principle similar to Korean Patent Publication No. 20010077227, but the condensate returns to the storage tank and the evaporated material is sent as fuel to the gas engine.

미국 특허 공보 US 3306660호는 다중 성분의 극저온 유체를 저장하기 위한 방법 및 시스템을 개시하는데, 자연적으로 증발되는 더 많은 휘발성 성분들이 획득되고, 응축되고, 저장 탱크로 재유입된다. 펌프되어 나온 극저온의 액체는 증발 가스를 응축하기 위해 사용된다. US Patent No. 3306660 discloses a method and system for storing multi-component cryogenic fluids wherein more volatile components that are naturally evaporated are obtained, condensed, and reintroduced into the storage tank. The cryogenic liquid that is pumped out is used to condense evaporative gases.

국제 특허 공개 WO 2011062505호는 LNG 저장 탱크로부터 증발가스를 회복하기 위한 프로세스를 개시하는데, LNG는 LNG 증발 가스를 흡수하는 재응축 탱크(re-condensing tank)로 보내진다.International Patent Publication No. WO 2011062505 discloses a process for recovering evaporative gas from an LNG storage tank, wherein the LNG is sent to a re-condensing tank that absorbs the LNG vapor.

미국 특허 공보 US 2795937호는 액화된 가스의 저장 및 수송을 위한 프로세스 및 장치를 개시하는데, 제1 탱크는 액화 천연 가스(LNG)를 보유하고 제1 탱크는 더 높은 비등점의 액체를 보유한다. 더 높은 비등 온도 액체의 탱크 액체에서 열 교환에 의해 연소 엔진에 들어가기 전에, LNG는 선박내에서 연료로서 사용되며, 증발되고, 가열된다. 상기 미국 특허 공보 US 2795937호는 이러한 열 교환이 액체 표면으로부터 증발을 방지하고 증발 가스 재액화 시스템이 필요하지 않다고 교시한다. U.S. Pat. No. 2,795,937 discloses a process and apparatus for the storage and transport of liquefied gases, wherein the first tank has liquefied natural gas (LNG) and the first tank has a higher boiling point liquid. Prior to entering the combustion engine by heat exchange in the tank liquid of the higher boiling temperature liquid, the LNG is used as fuel in the vessel, evaporated and heated. U.S. Pat. No. 2,795,937 teaches that such heat exchange prevents evaporation from the liquid surface and does not require an evaporative gas remelting system.

미국 특허 공보 US 3864918호는 LNG 화물 탱크로부터 증발 가스가 획득되고, 두 개의 성분의 흐름으로 분리되는 방법을 개시한다. 제1 흐름은 압축되고, 냉각되어, 액화된다. 제2 흐름은 선박을 구동하기 위하여 연료로서 사용된다. U.S. Patent No. 3,864,918 discloses a method in which evaporative gas is obtained from an LNG tank and separated into two components of the stream. The first stream is compressed, cooled, and liquefied. The second flow is used as fuel to drive the ship.

미국 특허 출원 공개 공보 US 2006/0053806호는 해상의 LNG 캐리어 연료로서 및 화물 탱크의 압력 제어를 위하여 증발 가스를 연료로서 공급하는 시스템을 서술한다. U.S. Patent Application Publication No. 2006/0053806 describes a system for supplying evaporative gas as fuel as a marine LNG carrier fuel and for pressure control of a cargo tank.

도 1은, 적어도 하나의 화물 탱크(20)에 연결되는 전형적인 종래 기술의 재액화 유닛(100)을 참고로 보여주고 있다. 화물 선적(loading) 라인들은 도시되어 있지 않다. 화물 탱크(20)로부터의 증발 가스는 증발 가스 라인(1)을 통하여 화물 압축기(40)로 흐르며, 화물 압축기는 전형적으로 제1 스테이지의 다단 압축기이며, 증기는 중간의 압력으로 압축된다. 도 1에 도시된 재액화 유닛에 의하여 처리되지 않은 임의의 양의 증기는 도시되지 않은, 작동 유닛과 병렬로 설치된 증발 가스 라인(51)을 통하여 흐른다. 1 shows, by way of reference, a typical prior art liquefaction unit 100 connected to at least one cargo tank 20. Cargo loading lines are not shown. The evaporated gas from the cargo tank 20 flows through the evaporative gas line 1 to the cargo compressor 40, which is typically a first stage multi-stage compressor, and the steam is compressed to an intermediate pressure. Any amount of vapor that has not been treated by the refill liquor unit shown in Figure 1 flows through the evaporation gas line 51, which is installed in parallel with the operating unit, not shown.

라인(46)을 통해 화물 압축기(40)를 빠져나가는 증발 가스는 이코노마이저(43)로 들어가는데, 이 이코노마이저에서 증발 가스는 포화 온도에 가까워진다. 이어서 증발 가스는 라인(47)을 통해 이코노마이저(43)로부터 화물 압축기(41)로 흐르고, 이 화물 압축기에서 증발 가스는 화물 응축기(42)에서 얻을 수 있는 온도에 대응되는 기포점(bubble point) 압력으로 압축된다. 화물 압축기(41)는 전형적으로 제2 스테이지의 다단 압축기이다. 때때로 둘 이상의 압축 스테이지가 필요하고, 이들은 전형적으로 화물 압축기(41)와 직렬로 설치될 수 있다.The evaporated gas exiting the cargo compressor 40 through line 46 enters the economizer 43 where the evaporated gas is near the saturation temperature. The evaporation gas then flows from the economizer 43 through the line 47 to the cargo compressor 41 where the evaporation gas reaches a bubble point pressure corresponding to the temperature obtainable by the cargo condenser 42 . The cargo compressor 41 is typically a second stage multi-stage compressor. Sometimes two or more compression stages are required, and these may typically be installed in series with the cargo compressor 41.

압축 증발 가스는 그 이후에 라인(48)을 통하여 화물 응축기(42)로 들어가서 해수 또는 전형적으로 해수 온도 이상의 어느 냉각 매체에 의하여 응축된다. 해수는 지금까지 화물 응축기(42)를 위한 가장 일반적으로 사용되는 히트 싱크(heat sink)이지만 물과 부동액(anti freeze agent)의 혼합이 또한 가능하다. 부동액은 임의의 적당한 글리콜이 될 수 있다.The compressed vaporized gas then enters the cargo condenser 42 via line 48 and is condensed by the seawater or any cooling medium, typically above sea water temperature. Seawater is by far the most commonly used heat sink for cargo condenser 42, but it is also possible to mix water with an anti freeze agent. The antifreeze can be any suitable glycol.

화물 응축기(42)로부터 응축된 증발 가스의 결과물인, 화물 응축기(42)를 떠나는, 온간 응축물은 라인(49)을 통하여 이코노마이저(43)로 흐른다. 라인(50)은 라인(49)에서 분기되는데, 온간 응축물의 주된 부분에 대해 필요한 중간 단계 냉각 및 보조 냉각을 제공하는 레벨 제어 밸브(44)를 통하여 작은 부분이 흐른다. 일반적으로는 라인(49)에는 도시하지는 않았지만 액체 수용기(liquid receiver)가 장착된다. 화물 탱크(20)로 돌려보내지는(returned) 잔류 온간 응축물은 이코노마이저(43) 내부에서 코일(52)을 통하여 분기되어 코일(50)로부터 추가로 더 흘러나오고, 보조 냉각된 상태(sub cooled state)에서 코일(52)을 통과한다. 지금의 보조 냉각된 응축물은 라인(3)을 통해 흘러 화물 탱크로 되돌려진다. 응축수 생산 밸브(45)는 화물 탱크(20)로 되돌려 보내지는 응축물 흐름의 양을 조절한다. 도시되지 않은 병렬로 배치된 다른 재액화 유닛으로부터 나온 응축물은 라인(3)으로 연결된다.The warm condensate leaving the cargo condenser 42, which is the product of the evaporated gas condensed from the cargo condenser 42, flows to the economizer 43 via line 49. Line 50 branches at line 49 where a small portion flows through a level control valve 44 that provides the necessary intermediate cooling and subcooling for the main portion of the warm condensate. In general, a liquid receiver is mounted on the line 49 although not shown. Residual warm condensate returned to the cargo tank 20 is diverted through the coil 52 in the economizer 43 and further flows from the coil 50 into the subcooled state ) Through the coil (52). The present auxiliary cooled condensate flows through line 3 and is returned to the cargo tank. A condensate production valve (45) regulates the amount of condensate flow returned to the cargo tank (20). Condensate from another remelting unit arranged in parallel, not shown, is connected to line 3.

도 2는 지금까지의 별개의 구획된 두 개의 시스템인, LNG 연료 가스 공급 시스템(over the stippled line) 및 LPG 화물 시스템을 도시한다. LNG 연료 가스 공급 시스템에는 하나 이상의 연결되는 LNG 연료 탱크(23)가 제공된다. 연료 탱크(23)에서 일정한 증기압보다 많거나 적은 것을 보장하고, 연료 라인(5)에서 더욱 충분한 연료 가스 공급 압력을 보장하기 위해, 연료 가스 공급 시스템은 압력이 형성된 열 교환기(24)에서 증발되는 LNG의 양을 제어하는 밸브(27)도 또한 구비한다. 잘 알려진 원리에 따르면, LNG는 증발기(25)에 공급되며, LNG는 증발되며, 생성된 증기는 과열기(26)로 흐르고, 라인(3)을 통하여 주된 엔진으로 이송되기 전에, 증기는 바람직한 연료 가스 온도로 가열된다. 연료 탱크(23) 내의 압력의 감소가 요구되는 경우에 LNG의 증발 가스가 과열기(26)로 보내지도록 하는 증기 라인(8) 및 밸브(28)가 도 2에 또한 도시되어 있다. 그러나, 다수의 상황에서 증기 라인(8)에서의 흐름은 없다. Figure 2 shows an LNG over-stippled line and LPG cargo system, two separate compartmented systems to date. The LNG fuel gas supply system is provided with one or more connected LNG fuel tanks (23). In order to ensure that the vapor pressure in the fuel tank 23 is higher or lower than a certain vapor pressure and in order to ensure a more sufficient fuel gas supply pressure in the fuel line 5, the fuel gas supply system is provided with an LNG And a valve 27 for controlling the amount of fluid. According to the well-known principle, LNG is fed to the evaporator 25, the LNG is evaporated and the resulting steam flows into the superheater 26 and before being conveyed to the main engine via line 3, Lt; / RTI > A steam line 8 and a valve 28 are also shown in Fig. 2 that allow the evaporated gas of the LNG to be sent to the superheater 26 when a reduction in pressure in the fuel tank 23 is required. However, there is no flow in the steam line 8 in many situations.

엔진 연료 가스 분사(injection) 압력은 오토 또는 디젤 엔진이냐에 따라 달라지는데, 오토 엔진에서는 4-바의 적당한 가스 분사 압력만을 필요로 하는데 반하여, 디젤 엔진에서는 300 내지 350 바의 가스 분사 압력이 필요하다. 대체 가능한 높은 압력이 압력 상승을 위한 전용(dedicated) 펌프를 요구하는 것과는 별개로, 압력에 있어서 이런 상당한 차이는 본 발명에 제한적인 영향을 미친다. 부가적인 펌프 시스템은 기술 분야에서 통상의 기술자에게 일반적으로 알려졌기 때문에 도시하지 않는다.Engine Fuel Gas injection pressure varies depending on whether the engine is an auto or diesel engine, while a gas injection pressure of 300 to 350 bar is required for a diesel engine, while an auto engine requires only a proper gas injection pressure of 4 bar. Apart from requiring replaceable high pressure dedicated pumps for pressure rise, this significant difference in pressure has a limited effect on the present invention. Additional pump systems are not shown because they are generally known to those of ordinary skill in the art.

상기 서술한 바와 같이, 높은 연료 가스 압력이 요구되는 디젤 엔진에서는 증발기(25)에 들어가기 전까지 LNG 압력을 필요한 압력까지 끌어올리기 위해 연료 라인(5)에 연결되는 부가적인 LNG 연료 펌프가 필요하다. 이 실시예에서, 증기 라인(8)은 안전 위치(safe location)로 이어지거나, 또는 선택적으로는 가스 설비 가입 소비자(utility consumer)로 이어지는데, 대부분의 상황에서 증기 라인(8)에는 흐름은 없다.As described above, in a diesel engine requiring high fuel gas pressure, an additional LNG fuel pump is required which is connected to the fuel line 5 to raise the LNG pressure to the required pressure until entering the evaporator 25. [ In this embodiment, the steam line 8 leads to a safe location or, alternatively, to a utility consumer, where there is no flow in the steam line 8 in most situations.

도 1을 참고하여 위에서 설명한 바와 같이, 도 2의 LPG 화물 시스템에는 재액화 유닛(100) 및 적어도 하나의 LPG 화물 탱크(20), 증발 가스(boil of gas)를 재액화 유닛(100)으로 흐르게 하는 증발 가스 라인(BOG line, 1) 및 응축물을 밸브(45)를 통하여 화물 탱크(20)로 돌려보내는(returning) 응축물 라인(3)이 제공된다.As described above with reference to Figure 1, the LPG cargo system of Figure 2 includes a re-liquefaction unit 100 and at least one LPG cargo tank 20, a boil of gas flowing into the liquefaction unit 100 There is provided a condensate line 3 for returning the evaporation gas line BOG line 1 and the condensate to the cargo tank 20 through the valve 45.

일반적인 항해(voyage)를 고려하면, 프로판을 운반하는 최대 주위의 온도 조건에서 전형적인 초대형 가스 운반선(VLGC: Very Large Gas Carrier)은 대략 425kW의 화물 탱크 시스템으로의 열 누출(heat leakage)이 있다. 생성된 LPG 증발률은 평균 약 3,300 내지 3,800 kg/시간이다. 게다가, 초대형 가스 운반선(VLGC)에 전형적으로 설치된 추진력은 14MW인데, 이 추진력은 최대 연속정격출력에서 전형적으로 7500kJ/kWh의 에너지 소비하는 것으로, 이 조건에서 요구되는 LNG의 양은 약 2,120 kg/시간이다. 따라서, 모든 실제적인 조건에서 LNG의 냉동 잠재력은, 라덴 향해(laden voyage) 중에, 특히 최대의 설계(design) 아래의 외기 온도 및/또는 최대 연속정격출력에서의 속도에서, 재액화 유닛을 가동시킬 필요는 없게 할 것이다. 사실, 이런 조건에서 재액화 동작은 완전히 없앨 수 있다.Considering general voyage, a typical Very Large Gas Carrier (VLGC) at maximum ambient temperature conditions carrying propane has heat leakage to a cargo tank system of approximately 425 kW. The LPG evaporation rate generated is on average about 3,300 to 3,800 kg / hr. In addition, the propulsive force typically installed in a super large gas carrier (VLGC) is 14 MW, which typically consumes 7500 kJ / kWh at maximum continuous rated output, where the required amount of LNG is about 2,120 kg / h . Thus, the refrigeration potential of LNG in all practical conditions will cause the liquefaction unit to operate during laden voyage, especially at ambient temperature below maximum design and / or at maximum continuous rated output You will not need to. In fact, re-liquefaction behavior can be eliminated completely under these conditions.

그러므로, 증발 LPG를 액화하기 위하여 연료로서 사용되는 LNG를 활용하는 본 발명에 따른 시스템은, LNG 연료 탱크(23)와 제2 LNG 연료 라인(13) 사이에서 LNG 연료 라인(5)에 제공되는 적어도 하나 이상의 증발기(15, 22)를 포함하는데, 상기 적어도 하나 이상의 증발기(15, 22)는 LPG 화물 시스템과 열교환을 하게 되어, LNG 연료 시스템을 LPG 증발 가스 시스템으로 효과적으로 통합한다. Therefore, a system according to the present invention that utilizes LNG used as fuel to liquefy evaporated LPG is provided at least between the LNG fuel line 23 and the second LNG fuel line 13, Wherein the at least one evaporator (15, 22) is in heat exchange with the LPG cargo system to effectively integrate the LNG fuel system into the LPG evaporative gas system.

증발기(22)로 직접 공급되는 증발 가스 라인 상에 설치되는 전용(dedicated) 블로워는 명백히 선택 사항이지만, 이미 설치된 화물 압축기가 있을 때, 추가적인 장치의 비용이 들게 된다. 게다가, 이런 해결책은 바람직하지 않으며, 따라서 도시하지 않았다. 그러나, 대안으로서, 증발기(22)로 증기가 자유롭게 흐르게 하는 것도 가능한데, 이러한 조합을 위해서는 리턴(return) 펌프가 고려되어야 한다.The dedicated blower installed on the evaporative gas line, which is fed directly to the evaporator 22, is obviously optional, but when there is an already installed cargo compressor, the cost of the additional equipment is increased. Moreover, such a solution is undesirable and therefore not shown. However, as an alternative, it is also possible to allow the vapor to flow freely to the evaporator 22, and a return pump must be considered for this combination.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 적어도 하나의 증발기(22)는 연료 탱크(23)에서 압력에 의해 라인(5)을 통하여 흘러나오는 LNG를 증발시킴으로써 증발 가스(BOG)를 응축시키도록 구성된 증발 가스 응축기(BOG condenser)이다. 응축물은 라인(2)을 통하여 화물 탱크(20)로 다시 보내어진다. 주변의 다른 경로를 보면, LNG는 증발 가스에 대하여 증발 가스의 양 및 연료 소비량의 여하에 따라서 증발되는데, 이 때의 LNG는 부분적으로 증발되거나, 완전히 증발되거나, 완전히 증발 및 과열된다. 생성물(product)은 증발기(22)를 떠나서, 잔류 LNG가 증발되는 증발기(25)로 들어간다. 증기는 증발기(25)로부터 증기가 바람직한 연료 가스 온도로 가열되는 과열기(26)로 유동된다. 적어도 하나의 증발기(22)를 떠난 증기가 과열되는 LNG의 연료 소비량 및 증발량의 경우, 상기 증발기(25) 및 상기 과열기가 모두 생략될 수 있다. 적어도 하나의 증발기(22)를 떠난 증기가 완전히 증발되는 LNG의 연료 소비량 및 증발량의 경우, 상기 증발기(25)가 생략될 수 있다.According to a first embodiment of the invention, at least one evaporator 22 is arranged to evaporate the LNG flowing through the line 5 by pressure in the fuel tank 23, thereby evaporating the evaporated gas (BOG) Gas condenser (BOG condenser). The condensate is sent back to cargo tank 20 via line (2). Looking at other routes around, LNG evaporates depending on the amount of evaporative gas and the amount of fuel consumed for the evaporative gas, where the LNG is partially evaporated, completely evaporated, or completely evaporated and overheated. The product leaves the evaporator 22 and enters the evaporator 25 where the remaining LNG is evaporated. The steam flows from the evaporator 25 to the superheater 26 where the steam is heated to the desired fuel gas temperature. Both the evaporator 25 and the superheater may be omitted in the case of the amount of fuel consumption and evaporation amount of the LNG in which the steam leaving the at least one evaporator 22 is overheated. In the case of the fuel consumption and the evaporation amount of the LNG from which the vapor leaving at least one evaporator 22 is completely evaporated, the evaporator 25 may be omitted.

상술된 실시예에서 모든 LNG의 흐름은 연료 탱크(23)로부터 증발기(22)를 통하여 지나간다. 그러나, 어떤 상황에서, 가령, 불충분한 증발 가스 또는 증발되지 않은 가스(no boil off gas), 증발기를 통하는 LNG의 흐름을 제어하는 것이 유리할 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 증발 가스 라인(1)에 증발 가스가 없는 때에 밸브(29)는 열리고 밸브(30)는 닫히도록 하고 그 반대의 경우에는 반대가 되도록, 두 개의 밸브(29, 30) 각각은 증발기(22)의 전면에, 그리고 증발기와 병렬로 제공된다. 밸브(29, 30)는 증발기(22, 15)로 흐르는 LNG의 양, 현재 LNG 소비 및 증발가스 라인(1)에 있는 이용가능한 증발 가스(BOG)의 양을 조절한다. 이 실시예는 증발기(22, 15)를 떠나는 생성된 물질을 완전히 증발시키고, 증기가 바람직한 연료 가스 온도로 가열되는 과열기(26)로 상기 증기가 이송되는 것을 보장한다. 규제는 알려진 원리에 의한 것이므로 도시하지 않는다. 증발기(22, 15)에서 필요하지 않은 어느 잉여 LNG는 증발기(25)로 직접 이송되는데, 잉여 LNG는 과열기(26)로 이송되기 전에 증발된다. 밸브(29, 30)는 도시되지 않은 3-웨이 밸브(three-way valve)로 동등하게 잘 대체 가능하다. 밸브 (29, 30)장치는 따라서 같은 기능을 제공하는 대체 가능한 밸브 장치를 나타낸다. In the above-described embodiment, the flow of all the LNG passes from the fuel tank 23 through the evaporator 22. However, under certain circumstances, it may be advantageous, for example, to control the flow of LNG through the evaporator, such as an insufficient evaporative gas or a no boil off gas. According to an embodiment of the present invention, two valves 29, 29 are provided so that when the evaporation gas line 1 is free of evaporation gas, the valve 29 is opened and the valve 30 is closed and vice versa, 30 are provided on the front surface of the evaporator 22 and in parallel with the evaporator. The valves 29 and 30 regulate the amount of LNG flowing into the evaporators 22 and 15, the current LNG consumption and the amount of available evaporative gas (BOG) in the evaporative gas line 1. This embodiment fully evaporates the resulting material leaving the evaporators 22 and 15 and ensures that the steam is transferred to a superheater 26 where the steam is heated to the desired fuel gas temperature. Regulation is based on known principles and is not shown. Any surplus LNG that is not needed in the evaporators 22 and 15 is directly conveyed to the evaporator 25 where the surplus LNG is evaporated before being conveyed to the superheater 26. [ Valves 29 and 30 are equally well replaceable with a three-way valve, not shown. The valve 29, 30 device thus represents a replaceable valve device that provides the same function.

재액화 유닛(100) 안의 화물 압축기(40, 41) 주위의 배관 시스템(piping system)은 하나의 스테이지의 압축 방식(single stage compression modus)으로 작동한다. 하나의 스테이지의 압축 방식 내의 화물 압축기(40, 41)의 배열은 통상의 기술자에 의해 명백하며, 그 제안은 몇 가지 가능한 해결책 중의 하나이다. 하나의 스테이지의 압축 방식에서, 체적 용량(volumetric capacity)은 높으며(high), 보통 단지 하나의 압축기가 동작상태에 있도록 요구되며 따라서 전체 압축 구동 시간에서 전체적인 감소를 제공한다. LPG 화물 탱크(20)로부터의 증발 가스는 그 후 라인(1)에서 증발 가스가 보통 압력하에 들어올려지는 화물 압축기(40, 41)로 직접 흐른다. 라인(48) 또는 라인(49) 상에 편리한 위치에서 압축 가스는 라인(61)을 통하여 분기되며, 증발 가스가 응축되어 라인(2)을 통하여 화물 탱크(20)로 다시 돌아와 증발기(22)로 흐른다. 밸브(71) 및 밸브(72)는 어디에서 증발 가스의 분기가 형성될지를 규제한다.The piping system around the cargo compressors 40, 41 in the liquefaction unit 100 operates in a single stage compression mode. The arrangement of the cargo compressors 40, 41 in the one-stage compression mode is evident by the ordinary artisan, and the proposal is one of several possible solutions. In one stage of compression, volumetric capacity is high, usually only one compressor is required to be in operation and thus provides a total reduction in overall compression drive time. The vaporized gas from the LPG cargo tank 20 then flows directly to the cargo compressors 40 and 41 where the vaporized gas is lifted under normal pressure in line 1. At a convenient location on line 48 or line 49 the compressed gas is diverted through line 61 and the evaporated gas is condensed back to cargo tank 20 through line 2 to evaporator 22 Flows. The valve 71 and the valve 72 regulate where the branch of the evaporation gas is formed.

본 발명의 또 다른 실시예에서 적어도 하나의 증발기(15)는 응축물 라인(3) 상에 제공되는 응축물 서브 쿨러(condensate sub cooler)며, 재액화 유닛(100) 및 화물 탱크(20) 사이에서, 응축물 서브 쿨러(15)는 LPG 응축물을 연료 탱크(23)로부터 LNG를 증발시킴으로서 서브 냉각하기에 적합화된다. 증발 가스(BOG) 응축기(22)를 참고하여 상기 서술했던대로 실시예에서 응축물 서브 쿨러(sub cooler)는 단독으로 사용될 수 있다.In another embodiment of the present invention at least one evaporator 15 is a condensate sub cooler provided on the condensate line 3 and a condensate subcooler provided between the refueling unit 100 and the cargo tank 20 The condensate subcooler 15 is adapted to subcool the LPG condensate by evaporating the LNG from the fuel tank 23. The condensate subcooler in the embodiment as described above with reference to the evaporative gas (BOG) condenser 22 can be used alone.

이하 상세한 설명에서 개시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 이용가능한 때에 LNG 내에서, 과도한 냉각 용량(excessive refrigerant capacity)의 활용 및 동작 상의 유연성을 증가시키는 증발기(15) 및 증발기(22) 모두가 제공된다. 이 실시예에서, 증발기(15)를 우회하거나 통과를 가능하게 하기 위하여 밸브(16) 및 밸브(17)가 제공된다. In the preferred embodiment of the present invention, as described in the following detailed description, both the evaporator 15 and the evaporator 22, which, when available, increase the flexibility and operational flexibility of excessive refrigerant capacity within the LNG Is provided. In this embodiment, a valve 16 and a valve 17 are provided to bypass or allow passage of the evaporator 15.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, LPG 화물 탱크(20)로부터 배출된 증발 가스는 라인(1)에서 증발 가스 압력이 적당하게 높아지는 화물 압축기(40, 41)로 직접 흐른다. 재액화 유닛(100) 내의 화물 압축기(40, 41) 주위의 배관 시스템은 하나의 스테이지의 압축 방식에서 작동하도록 배열된다. 화물 압축기(40, 41)로부터 적당히 압축된 압축 가스는 라인(2)을 통하여 증발된 가스가 응축되고 화물 탱크(20)로 다시 돌아오는 증발기(22)로 흐른다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the evaporated gas discharged from the LPG cargo tank 20 flows directly to the cargo compressors 40 and 41 where the evaporated gas pressure in the line 1 is suitably increased. The piping system around the cargo compressors (40, 41) in the remelting unit (100) is arranged to operate in one stage of compression mode. The compressed gas suitably compressed from the cargo compressors 40 and 41 flows to the evaporator 22 where the vaporized gas is condensed through the line 2 and returned to the cargo tank 20.

증발기(22)에서 증발 가스(BOG)는 라인(5)을 통하여 연료 탱크(23)로부터 압력에 의하여 흐르는 LNG를 증발하는 것에 의해 응축된다. 응축된 증발가스(BOG)는 라인(2)을 통하여 화물 탱크(20)로 다시 보내진다. 주위의 다른 방법이 보여지듯이, LNG는 증발 가스에 대하여 증발되고, 현재의 증발량 및 지금의 연료 소비를 소비하는 양에 의존하여 LNG는 부분적으로 증발되거나, 완전히 증발되거나, 완전히 증발 및 과열된다. 생성물(product)은 증발기(22)를 떠나, 잔류 LNG가 증발되는 증발기(25)로 들어간다. 증기는 라인(12)을 통해 증발기(25)로부터 증기가 바람직한 연료 가스 온도까지 가열되는 과열기(26)로 이송된다. 적어도 하나의 증발기(22)를 떠난 증기가 과열되는 LNG의 연료 소비량 및 증발 가스량의 경우, 상기 증발기(25) 및 상기 과열기가 모두 생략될 수 있다. 적어도 하나의 증발기(22)를 떠난 증기가 완전히 증발되는 LNG의 연료 소비량 및 증발량의 경우, 상기 증발기(25)가 생략될 수 있다. The evaporated gas (BOG) in the evaporator 22 is condensed by evaporating the LNG flowing through the line 5 by pressure from the fuel tank 23. The condensed evaporated gas (BOG) is sent back to cargo tank 20 through line 2. As another way around, the LNG is evaporated against the evaporative gas, and depending on the amount of current evaporation and the current consumption of fuel, the LNG is partially evaporated, completely evaporated, or completely evaporated and overheated. The product leaves the evaporator 22 and enters the evaporator 25 where the remaining LNG is evaporated. The vapor is transferred from the evaporator 25 via line 12 to a superheater 26 where the vapor is heated to the desired fuel gas temperature. Both the evaporator 25 and the superheater may be omitted in the case of the fuel consumption amount and the evaporation gas amount of the LNG in which the steam leaving the at least one evaporator 22 is overheated. In the case of the fuel consumption and the evaporation amount of the LNG from which the vapor leaving at least one evaporator 22 is completely evaporated, the evaporator 25 may be omitted.

상기 서술했던 실시예에서 모든 LNG의 흐름은 연료 탱크(23)로부터 증발기(22)를 통하여 지나간다. 그러나, 어떤 상황에서, 가령, 불충분한 증발 가스 또는 증발되지 않은 가스(no boil off gas), 증발기를 통하는 LNG의 흐름을 제어하는 것이 유리할 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면,In the embodiment described above, all of the LNG flows from the fuel tank 23 through the evaporator 22. However, under certain circumstances, it may be advantageous, for example, to control the flow of LNG through the evaporator, such as an insufficient evaporative gas or a no boil off gas. According to an embodiment of the present invention,

증발 가스 라인(BOG line, 1)에 증발 가스가 없는 때에 밸브(29)는 열리고 밸브(30)는 닫히도록 하고 그 반대의 경우에는 반대가 되도록, 두 개의 밸브(29, 30) 각각은 증발기(22)의 전면에, 그리고 증발기와 병렬로 제공된다. 두 개의 밸브(29, 30)는 증발기(22, 15)로 흐르는 LNG의 양, 현재 LNG 소비 및 증발가스 라인(BOG line, 1)에 있는 이용가능한 증발 가스(BOG)의 양을 또한 조절 가능하다. 증발기(22, 15)로 흐르는 LNG는 완전히 증발되며, 증기는 증기가 바람직한 연료 가스 온도로 가열될 수 있는 과열기(26)로 이송된다. 증발기(22, 15)에서 필요하지 않은 임의의 잉여 LNG는 증발기(25)로 직접 이송되고, 잉여 LNG는 과열기(26)로 전송되기 전에 증발된다. 두 개의 밸브(29, 30)는 같은 기능을 제공하는 삼방향 밸브(three way valve)로 동등하게 잘 대체 가능하다.  Each of the two valves 29 and 30 is connected to an evaporator (not shown) so that the valve 29 is opened and the valve 30 is closed when the evaporative gas line BOG line 1 is empty, 22 and in parallel with the evaporator. The two valves 29 and 30 are also capable of adjusting the amount of LNG flowing into the evaporators 22 and 15, the current LNG consumption and the amount of available evaporation gas (BOG) in the evaporative gas line (BOG line, 1) . The LNG flowing to the evaporators 22, 15 is completely evaporated and the vapor is transferred to the superheater 26 where the vapor can be heated to the desired fuel gas temperature. Any surplus LNG that is not needed in the evaporators 22 and 15 is transferred directly to the evaporator 25 and the surplus LNG is evaporated before being sent to the superheater 26. [ The two valves 29 and 30 are equally well replaceable with a three way valve providing the same function.

상기 개시된 예시적인 실시예에서는 LNG 연료 소비가 많을 때인 라덴 항해(voyage) 중의 시스템의 사용에 대하여 주로 언급했다. 하지만, 선적(loading) 중에는 증발 비율이 최대이고 LNG 연료 소비는 낮은 하한에 있으므로, 재액화 유닛(100)은 동작 상태에 있어야 한다. In the exemplary embodiment disclosed above, the use of the system during laden voyage when the LNG fuel consumption is high has been mentioned. However, during loading, the remelting unit 100 must be in an operating state since the evaporation rate is the maximum and the LNG fuel consumption is at the low lower limit.

이러한 조건하에서, 액화 유닛에 프리쿨러로서 증발기(22)내에서 활용되는 최적의 선적을 하는 동안에 사용가능한 LNG의 양을 감소시키기는 데 자연적으로 고려될 것이다.Under these conditions, it will naturally be considered to reduce the amount of LNG usable during optimal shipment utilized in the evaporator 22 as a precooler in the liquefaction unit.

이런 조건하에서, 선적(loading) 중에 최고로 이용가능한 LNG의 감소된 양은 재액화 유닛으로 이어지는 프리-쿨러로서 기능하는 도면 부호 22로 나타낸 장치에서 활용되는 것을 고려하는 것은 당연한 것이다. 그러나, 특히 온간 화물이 선적되는 때, 가령 압축기 입구에서의 안개 문제 때문에, 이것은 최적의 솔루션은 아니다.Under these conditions it is of course contemplated that the reduced amount of LNG that is the highest available during loading is utilized in the apparatus represented by reference numeral 22, which functions as a pre-cooler leading to the liquefier unit. However, this is not an optimal solution, especially when hot cargo is shipped, for example due to fog problems at the compressor inlet.

증발 가스를 예비-냉각(pre-cooling)하는 대신에, 응축물을 보조 냉각하는 것이 화물 탱크(20) 내에서의 플래시 가스의 발생을 감소시키고, 따라서 화물 압축기로 되돌아가는 플래시 가스를 재활용하지 않는 것에 의하여 시스템 효율을 증가시킨다. Instead of pre-cooling the evaporated gas, subcooling the condensate reduces the generation of flash gas in the cargo tank 20 and thus does not recycle the flash gas returning to the cargo compressor Thereby increasing system efficiency.

선적(loading) 중에 모든 증발 가스는 라인(1)을 통하여 재액화 유닛으로 직접 보내지는데, 그곳에서 증발 가스가 응축되고, 라인(3)을 통하여 돌아온다. 라인(3)에서, 응축물 서브 쿨러(15)는 LNG를 냉매로 사용하며 위치한다. 화물 탱크로 다시 돌려 보내지기 전에, 바람직하게는 -50℃이하가 되지 않는 온도에서, 응축물은 감소된다. 응축물 온도는 화물의 유형에 의존하고, 더 온간 화물의 유형을 위해 높아질 수 있다. During the loading, all the evaporated gas is sent directly through the line 1 to the refueling unit, where the evaporated gas condenses and returns via line 3. In line 3, the condensate subcooler 15 is located using LNG as the refrigerant. Before being returned to the cargo tank, the condensate is reduced, preferably at a temperature not below -50 占 폚. The condensate temperature depends on the type of cargo and can be increased for more types of warm cargo.

앞에서 언급한 대로, LPG 캐리어는 두 개의 다른 화물을 동시에 운송할 수 있도록 만들어지며, 두 개의 화물은 프로판 및 부탄이 될 수 있다. 증발기(22, 15)는 일련의 순서로서 동작하는데, 우선, LNG는 적어도 하나의 증발기(22)에서 프로판을 대하여 증발되며, 그 다음에 증발된 LNG는 부탄 상에서 동작하는 병렬 유닛에서 라인(74)을 통하여 라인(80)으로 흐른다. 이 결과에 따른 온도가 더 높은 증발 LNG는 라인(5)을 통하여 연료 가스 시스템으로 돌아온다. 도 3은 이것이 어떻게 부탄이 선적된 하나의 탱크 및 프로판이 선적된 세 개의 탱크와 함께 할 수 있는지의 배열을 나타낸다. 전형적으로 네 개의 재액화 유닛(100)이 설치될 것이지만, 보통 항해(voyage) 중에 두 개가 대기(standby) 될 것이며, 특히 본 발명에 따라 LNG가 연료로서 사용될 때 그러하다. 증발기(22)의 다이어그램 병렬 동작으로부터 보여질 수 있는 것 또한 가능하다. 도 3은 대기하는(standby) 재액화 유닛을 도시하지 않았다.As mentioned earlier, the LPG carrier is made to carry two different cargoes at the same time, and the two cargoes can be propane and butane. The evaporators 22 and 15 operate in a sequential order wherein the LNG is first evaporated with respect to the propane in at least one evaporator 22 and then the evaporated LNG is introduced into the line 74 in the parallel unit operating on butane, To the line 80. [ The resulting higher evaporated LNG is returned to the fuel gas system via line (5). Figure 3 shows how this could be done with one tank of butane loaded and three tanks loaded with propane. Typically four liquefaction units 100 will be installed, but two of the usual voyages will be standby, especially when LNG is used as fuel according to the present invention. It is also possible that the evaporator 22 can be seen from the diagram parallel operation. Figure 3 does not show a standby remelting unit.

본 발명을 도면 및 앞의 설명에서 상세하게 설명하고 기술하였지만, 그런 설명 및 기술은 설명적이며 예시적인 것으로 여겨지며, 제한적이지 않으며, 본 발명을 개시된 실시예로 제한하려는 의도도 아니다. 어떤 특징들이 서로 다른 종속항에 인용되어 있다는 단순한 사실은 이런 특징의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다. 청구범위에서의 어떠한 기준 부호라도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 만들어져서는 안된다. While the invention has been described and illustrated in detail in the drawings and foregoing description, such description and description are to be regarded as illustrative and not in a limiting sense, and are not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. The mere fact that certain features are quoted in different dependent claims does not indicate that a combination of these features can not be used to advantage. No reference signs in the claims should be construed as limiting the scope of the invention.

Claims (9)

적어도 하나의 LNG 연료 탱크(23), 제1 LNG 연료 라인(5) 및 제1 LNG 연료 라인(5)의 하류에서 제1 LNG 연료 라인(5)에 직렬로 연결되는 제2 LNG 연료 라인(13)을 구비하는 LNG 연료 공급 시스템과; 적어도 하나의 LPG 화물 탱크(20), 증발 가스 라인(1) 및 응축물 라인(3)이 제공되는 적어도 하나의 재액화 유닛(100)을 구비하는 LPG 화물 시스템을 포함하는 LPG 증발 가스(BOG)를 액화하는 시스템에 있어서,
상기 LPG 증발 가스(BOG)를 액화하는 시스템이,
- 상기 LNG 연료 탱크(23)와 상기 제2 LNG 연료 라인(13) 사이에서 상기 제1 LNG 연료 라인(5) 상에 제공되는 2개의 증발기(15, 22)와, 상기 2개의 증발기(15, 22)의 하류에 배치된 적어도 하나의 증발기(25); 그리고
- 상기 증발기(22)를 통하여 흐르는 LNG의 양이 현재의 LNG 연료 소비량 및 증발가스 라인(1)에 존재하는 이용가능한 증발 가스(BOG)의 양에 맞게 조절될 수 있도록, 상기 증발기(22)의 전면에 배치되는 것과 상기 증발기에 병렬로 배치되는 것인 두 개의 밸브(29, 30)를 포함하고,
- 제1 밸브(29)가 폐쇄되고 제2 밸브(30)가 개방된 때에, LNG 연료 탱크(23)와 제2 LNG 연료 라인(13) 사이에서 제1 LNG 연료 라인(5) 상에 제공되는 2개의 증발기(15, 22) 중 증발기(22)는, LNG 연료 탱크(23)에서 나온 LNG가 LPG 화물 시스템과 열 교환하여 증발됨으로써 증발 가스(BOG)를 응축시킬 수 있도록 구성된 BOG 응축기(22)로서 기능하고,
- 또한, 상기 LPG 증발 가스(BOG)를 액화하는 시스템이, 적어도 하나의 재액화 유닛(100)을 더 포함하고, 상기 재액화 유닛에는, 상기 화물 탱크(20)로부터 나오는 증발 가스(BOG)를 충분히 압축하여 상기 화물 탱크(20)로 응축물로서 복귀 이송시키도록 구성된 화물 압축기(40, 41)가 단일 스테이지 방식으로 상기 증발 가스 응축기(22)의 앞에 배치되어 구성되며, 증발기(25)는 상기 응축기(22)에 의해 증발되지 않은 과잉 LNG를 처리하게 구성되며,
- 제1 밸브(29)가 개방되고 제2 밸브(30)가 폐쇄된 때에, LNG 연료 탱크(23)와 제2 LNG 연료 라인(13) 사이에서 제1 LNG 연료 라인(5) 상에 제공되는 2개의 증발기(15, 22) 중 증발기(15)는, 연료 탱크(23)에서 나온 LNG가 증발됨으로써 LPG 응축물을 보조 냉각시킬 수 있도록 구성되어서 상기 재액화 유닛(100)과 화물 탱크(20) 사이에서 응축 라인(3)에 배치된 응축 서브 쿨러(15)로서 기능하는 것을 특징으로 하는 LPG 증발 가스를 액화시키는 시스템.
A second LNG fuel line 13 connected in series to the first LNG fuel line 5 downstream of the at least one LNG fuel tank 23, the first LNG fuel line 5 and the first LNG fuel line 5, An LNG fuel supply system having an LNG supply system; An LPG evaporation gas (BOG) comprising an LPG cargo system comprising at least one LPG cargo tank (20), at least one refueling line (100) provided with an evaporation gas line (1) and a condensate line (3) A system for liquefying a liquid,
A system for liquefying the LPG vaporized gas (BOG)
Two evaporators 15 and 22 provided on the first LNG fuel line 5 between the LNG fuel tank 23 and the second LNG fuel line 13 and two evaporators 15 and 22 provided on the first LNG fuel line 5, At least one evaporator (25) disposed downstream of the evaporator (22); And
The amount of LNG flowing through the evaporator 22 can be adjusted to match the amount of current LNG fuel consumption and the amount of available evaporative gas BOG present in the evaporative gas line 1, (29, 30) arranged in front of the evaporator and in parallel with the evaporator,
- provided on the first LNG fuel line (5) between the LNG fuel tank (23) and the second LNG fuel line (13) when the first valve (29) is closed and the second valve The evaporator 22 of the two evaporators 15 and 22 includes a BOG condenser 22 configured to condense the evaporated gas BOG by evaporating the LNG from the LNG fuel tank 23 by heat exchange with the LPG cargo system, Lt; / RTI >
The system for liquefying the LPG evaporation gas (BOG) further comprises at least one refueling unit (100), and the refueling unit (BOG) from the cargo tank (20) Wherein the evaporator (25) is constructed in such a manner that the cargo compressors (40, 41) configured to fully compress and return the refrigerant to the cargo tank (20) as a condensate are disposed in the single stage manner in front of the evaporative gas condenser Is configured to treat excess LNG that has not been evaporated by the condenser (22)
A first LNG fuel line 13 is provided on the first LNG fuel line 5 between the LNG fuel tank 23 and the second LNG fuel line 13 when the first valve 29 is opened and the second valve 30 is closed The evaporator 15 of the two evaporators 15 and 22 is configured to be capable of subcooling the LPG condensate by evaporating the LNG from the fuel tank 23 so that the liquefaction unit 100 and the cargo tank 20 can be cooled, (15) disposed in the condensing line (3) between the condensing line (3) and the condensing line (3).
청구항 1에 있어서,
리턴 펌프가 상기 증발 가스(BOG) 응축기 다음에 위치되고, 응축된 증발 가스(BOG)를 상기 화물 탱크(20)로 이송하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 LPG 증발 가스를 액화시키는 시스템.
The method according to claim 1,
Characterized in that the return pump is located after the evaporative gas (BOG) condenser and is adapted to transfer the condensed evaporated gas (BOG) to the cargo tank (20).
적어도 하나의 LNG 연료 탱크(23), 제1 LNG 연료 라인(5) 및 제1 LNG 연료 라인(5)의 하류에서 제1 LNG 연료 라인(5)에 직렬로 연결되는 제2 LNG 연료 라인(13)을 포함하는 LNG 연료 공급 시스템과; 적어도 하나의 LPG 화물 탱크(20), 증발 가스 라인(1) 및 응축물 라인(3)이 제공되는 적어도 하나의 재액화 유닛(100)을 포함하는 LPG 화물 시스템을 포함하는 시스템에서 LPG 증발 가스(BOG)를 액화시키는 방법에 있어서,
- 상기 LNG 연료 탱크 및 상기 제2 LNG 연료 라인(13) 사이에서 상기 제1 LNG 연료 라인(5) 상에 위치된 2개의 증발기(22, 15)와, 상기 2개의 증발기(15, 22)의 하류에 배치된 적어도 하나의 증발기(25)를 제공하는 단계;
- 상기 LNG 연료 탱크로부터 흐르는 LNG를 증발시키는 것에 의하여 증발 가스를 응축하는 단계;
-적어도 하나의 재액화 유닛(100)의 화물 압축기(40, 41), 증발 가스(BOG) 응축기 앞에 단일 스테이지 방식으로 배열된 상기 화물 압축기를 배열하는 단계로서, 상기 화물 탱크(20)로부터 흐르는 증발 가스(BOG)는 충분하게 압축되어 응축물로서 다시 상기 화물 탱크(20)로 이송되는, 단계; 및
- 응축된 증발 가스가 상기 LPG 화물 탱크로 보내지는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LPG 증발 가스를 액화시키는 방법.
A second LNG fuel line 13 connected in series to the first LNG fuel line 5 downstream of the at least one LNG fuel tank 23, the first LNG fuel line 5 and the first LNG fuel line 5, An LNG fuel supply system comprising: A system comprising an LPG cargo system comprising at least one LPG cargo tank (20), at least one refueling line (100) provided with an evaporation gas line (1) and a condensate line (3) BOG) is liquefied,
- two evaporators (22, 15) located on the first LNG fuel line (5) between the LNG fuel tank and the second LNG fuel line (13) and two evaporators Providing at least one evaporator (25) disposed downstream;
Condensing the evaporated gas by evaporating the LNG flowing from the LNG fuel tank;
Arranging said cargo compressors arranged in a single stage manner in front of cargo compressors (40, 41), evaporation gas (BOG) condensers of at least one refueling unit (100) The gas BOG is sufficiently compressed and transported back to the cargo tank 20 as a condensate; And
≪ / RTI > wherein the condensed evaporated gas is sent to the LPG cargo tank.
청구항 3에 있어서,
상기 LNG 연료 탱크(23)로부터의 상기 LNG 흐름은 자유 흐름이며, 상기 방법은 상기 증발 가스 응축기 다음에 리턴 펌프를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 리턴 펌프는 상기 응축된 증발 가스를 상기 LPG 화물 탱크(20)로 펌핑(pumping)하는 것을 특징으로 하는 LPG 증발 가스(BOG)를 액화시키는 방법.
The method of claim 3,
Wherein the LNG flow from the LNG fuel tank (23) is free flowing, the method further comprising providing a return pump after the evaporative gas condenser, the return pump delivering the condensed evaporative gas to the LPG cargo To the tank (20). ≪ Desc / Clms Page number 13 >
청구항 3에 있어서,
- 상기 증발기(15, 22)로부터 받은 잔여 LNG가 상기 적어도 하나의 증발기(25)에 의해 증발되고,
- 상기 적어도 하나의 증발기(25)의 하류에 적어도 하나의 과열기(26)가 제공되고,
상기 적어도 하나의 증발기(25)로부터 받은 증기는 바람직한 연료 가스 온도까지 가열되는 것을 특징으로 하는 LPG 증발 가스(BOG)를 액화시키는 방법.
The method of claim 3,
- the residual LNG from the evaporator (15, 22) is evaporated by the at least one evaporator (25)
- at least one superheater (26) is provided downstream of said at least one evaporator (25)
Wherein the vapor from the at least one evaporator (25) is heated to a desired fuel gas temperature.
청구항 3에 있어서,
- 제1 및 제2의 다른 화물을 동시에 운반하는 적어도 두 개의 화물 탱크(20)를 제공하는 단계;
- LNG가 먼저 적어도 하나의 증발기(22)안에서 상기 제1 화물에 대하여 증발되고, 그 후 증발된 LNG는 제2 화물 상에서 작동하는 병렬 배치된 증발기(22) 상에서 라인(74)을 통하여 라인(80)으로 흐르도록, 상기 2개의 증발기(22, 15)를 일련의 순서로 동작하는 단계; 및
- 상기 단계의 결과인 온도가 더 높은 증발 LNG를 제1 LNG 연료 라인(5)을 통해 상기 연료 가스 시스템으로 돌려보내는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LPG 증발 가스를 액화시키는 방법.
The method of claim 3,
- providing at least two cargo tanks (20) simultaneously carrying the first and second different cargoes;
The LNG is first evaporated with respect to the first cargo in at least one evaporator 22 and then the evaporated LNG is introduced into line 80 via line 74 on a parallel arranged evaporator 22 operating on the second cargo, Operating the two evaporators (22, 15) in a sequential order so as to flow through the evaporator (22, 15); And
- returning the higher temperature vaporized LNG resulting from said step to said fuel gas system through said first LNG fuel line (5). ≪ Desc / Clms Page number 13 >
청구항 6에 있어서,
상기 제1 화물은 프로판이고 상기 제2 화물은 부탄인 것을 특징으로 하는 LPG 증발 가스를 액화시키는 방법.
The method of claim 6,
Wherein the first cargo is propane and the second cargo is butane.
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