KR101904412B1 - 가스 재기화 시스템 - Google Patents

가스 재기화 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101904412B1
KR101904412B1 KR1020150181910A KR20150181910A KR101904412B1 KR 101904412 B1 KR101904412 B1 KR 101904412B1 KR 1020150181910 A KR1020150181910 A KR 1020150181910A KR 20150181910 A KR20150181910 A KR 20150181910A KR 101904412 B1 KR101904412 B1 KR 101904412B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fruit
liquefied gas
line
suction device
vaporizer
Prior art date
Application number
KR1020150181910A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170073234A (ko
Inventor
홍원종
설신수
남기일
박상민
김성은
이태영
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020150181910A priority Critical patent/KR101904412B1/ko
Publication of KR20170073234A publication Critical patent/KR20170073234A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101904412B1 publication Critical patent/KR101904412B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0146—Two-phase
    • F17C2225/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2225/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0135—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F17C2227/0316—Water heating
    • F17C2227/0318—Water heating using seawater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/05—Regasification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 가스 재기화 시스템은, 기화기를 통해 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 재기화시켜 수요처로 공급하도록, 상기 액화가스 저장탱크와 상기 수요처를 연결하는 액화가스 공급라인; 상기 기화기에 열원을 전달하는 제1 열매가 순환하는 열매 순환라인; 및 상기 제1 열매에 열원을 전달하는 제2 열매를 작동유체로 하여 상기 제1 열매를 흡입하여, 상기 열매 순환라인의 외부로 토출시키는 흡입장치를 포함하고, 상기 흡입장치는, 상기 열매 순환라인 내에 유동하는 제1 열매의 유동이 기설정 유속 이하로 유동시, 상기 제1 열매를 흡입하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 재기화 시스템{A Regasification System Of Gas}
본 발명은 가스 재기화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162℃ 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준 상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유 비중의 약 2분의 1이 된다.
LNG는 운반의 용이성으로 액화시켜 운송 후 사용처에서 기화시켜서 사용한다. 그러나, 자연재해 및 테러의 위험으로 인하여 육상에 LNG 기화설비를 설치하는 것을 우려한다.
이로 인하여 종래 육상에 설치하는 액화천연가스 재기화 시스템 대신에, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에 재기화 장치를 설치하여 육상으로 기화된 천연가스(Natural Gas)를 공급하는 설비가 각광을 받고 있다.
LNG 재기화 장치 시스템에서 액화가스 저장탱크에 저장된 LNG는 부스팅 펌프에 의해 가압되어 LNG 기화기로 보내어지고, LNG 기화기에서 NG로 기화되어 육상의 수요처로 보내진다. 여기서 LNG 기화기 상에 LNG의 온도를 높이는 열교환이 이루어지는 과정에서 극저온의 LNG로 인해 다양한 문제점에 부딪히고 있다.
따라서, 이와 문제점을 해결하기 위해 효율적인 재기화를 위한 다양한 열교환 기술들이 연구되고 있는 실정이다.
본 발명은 종래의 기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 액화가스의 재기화 효율이 극대화될 수 있는 가스 재기화 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 가스 재기화 시스템은, 기화기를 통해 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 재기화시켜 수요처로 공급하도록, 상기 액화가스 저장탱크와 상기 수요처를 연결하는 액화가스 공급라인; 상기 기화기에 열원을 전달하는 제1 열매가 순환하는 열매 순환라인; 및 상기 제1 열매에 열원을 전달하는 제2 열매를 작동유체로 하여 상기 제1 열매를 흡입하여, 상기 열매 순환라인의 외부로 토출시키는 흡입장치를 포함하고, 상기 흡입장치는, 상기 열매 순환라인 내에 유동하는 제1 열매의 유동이 기설정 유속 이하로 유동시, 상기 제1 열매를 흡입하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 열매 순환라인은, 상기 제1 열매를 순환시키는 제1 열매 펌프를 포함하고, 상기 흡입장치는, 상기 제1 열매 펌프의 오작동시 상기 제1 열매를 흡입할 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입장치는, 상기 제1 열매 펌프의 구동 정지시 상기 제1 열매를 흡입할 수 있다.
구체적으로, 상기 열매 순환라인인 제1 열매 순환라인은, 상기 제1 열매를 순환시키는 제1 열매 펌프; 및 상기 제1 열매와 상기 제2 열매를 열교환시켜, 상기 제1 열매로 열원을 공급시키는 열매 열교환기를 포함하고, 상기 제1 열매 순환라인 상에 분기되어 상기 흡입장치와 연결되는 제1 분기라인; 상기 제2 열매가 유동하는 제2 열매 라인에서 분기되어 상기 흡입장치와 연결되는 제2 분기라인을 더 포함하고, 상기 흡입장치는, 상기 제2 분기라인으로부터 공급되는 상기 제2 열매를 이용하여 상기 제1 분기라인을 통해 상기 제1 열매를 흡입할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 분기라인은, 상기 제1 열매 순환라인 상에 상기 기화기의 상기 제1 열매 유출구의 하류에서 분기될 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입장치는, 상기 제1 열매 펌프의 오작동시 상기 제1 열매를 흡입될 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입장치는, 상기 제1 열매 펌프의 구동 정지시 상기 제1 열매를 흡입할 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입장치는, 상기 제1 열매 펌프의 구동 정지시 상기 제1 열매를 흡입할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 열매는, 상기 액화가스의 온도보다 어는 점이 높은 유체일 수 있다.
본 발명에 따른 가스 재기화 시스템은, 액화가스의 재기화 효율을 향상시키고, 재기화 운전비용이 최적화되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 명세서에서, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다. 이는 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다. 또한, LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발가스는 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 가스 재기화 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 부스팅 펌프(31), 버퍼 탱크(32), 고압 펌프(33) 및 기화장치(34)를 구비하여, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 부스팅 펌프(31)를 통해 빼내어 버퍼 탱크(32)를 거쳐 고압 펌프(33)로 가압시키고 기화장치(34)를 통해 액화가스를 재기화시켜 수요처(20)로 공급하였고, 종래의 가스 재기화 시스템(1)상에서 발생되는 다양한 증발가스들은, 제2 내지 제4 라인(L2~L4)을 통해 가스연소장치(40)로 공급하여 처리하였다.
여기서 기화장치(34)는, 글리콜워터 순환라인(GL) 상에 기화기(341), 열매 열교환기(342) 및 제1 열매 펌프(343)를 구비하며, 열매 열교환기(342)를 통해, 제5 라인(L5) 상에 구비되는 제2 열매 펌프(35)로부터 공급되는 제2 열매와 제1 열매를 열교환시켜 제2 열매로부터 열원을 공급받고, 제1 열매 펌프(343)로 제1 열매를 순환시켜 기화기(341)로 공급하여 제1 열매를 통해 액화가스를 재기화시키고 있다.
제1 열매는 액화가스보다 어는점이 높아 액화가스로부터 냉열량을 과다하게 받는 경우 얼게될 수 있다. 액화가스로부터 받는 냉열량은 열교환시간과 면적 등에 의해 결정된다. 액화가스와 열교환하는 면적은 기화기(341)의 설계에 의해 이미 정해지게 되나 열교환 시간은 제1 열매 펌프(343)의 구동에 의해 결정되게 된다.
이때, 제1 열매 펌프(343)가 오작동을 일으키거나 정지되는 경우 또는 글리콜 워터 라인(GL) 상에 다양한 문제가 발생시, 기화기(341) 내에서 제1 열매는 유속이 느려지거나 정지하게 된다.
이 경우 종래의 가스 재기화 시스템(1)에서 기화기(341) 내의 제1 열매는 액화가스와 열교환하는 시간이 정상작동시보다 늘어나게 되고 그로 인해 부피가 팽창하고 얼게되어 크랙(Crack)을 일으키거나 심할경우 기화기(341)가 파괴될 수 있는 문제점이 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 부스팅 펌프(31), 버퍼 탱크(32), 고압 펌프(33), 기화장치(34), 가스 연소 장치(40) 및 흡입장치(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 부스팅 펌프(31), 버퍼 탱크(32), 고압 펌프(33), 기화장치(34), 제2 열매 펌프(35), 가스 연소 장치(40) 등은 종래의 가스 재기화 시스템(1)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
여기서 가스 재기화 시스템(2)이 설치된 선박은, 해상에서 액화가스를 재기화하여 액화가스를 수요처(20; 일례로 육상 터미널)로 공급할 수 있도록 하기 위해, 액화가스 운반선(도시하지 않음)에 가스 재기화 시스템(2)을 설치한 액화가스 재기화 선박(LNG RV) 또는 부유식 액화가스 저장 및 재기화 설비(FSRU)일 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에서는, 제1 내지 제5 라인(L1~L5), 제1 및 제2 분기라인(DL1~DL2) 및 글리콜워터 순환라인(GL)을 더 포함할 수 있다. 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 액화가스, 증발가스, 제1 열매 또는 제2 열매의 공급량이 제어될 수 있다.
제1 라인(L1)은, 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(20)를 연결하며, 부스팅 펌프(31), 버퍼 탱크(32), 고압 펌프(33) 및 기화장치(34)를 구비할 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 부스팅 펌프(31) 및 고압 펌프(33)를 통해 수요처(20)로 공급할 수 있다.
제2 라인(L2)은, 제1 라인(L1)과 가스연소장치(40)를 연결하며, 수요처(20)가 수용가능한 기화된 액화가스 이상이 수요처(20)로 공급되는 경우, 잉여분을 가스연소장치(40)로 공급하거나, 액화가스의 수요처(20)로 재기화 공급이 완료된 경우, 제1 라인(L1) 상에 발생된 증발가스를 제거하기 위해 제1 라인(L1) 상의 잔여 증발가스를 가스연소장치(40)로 공급할 수 있다.
제3 라인(L3)은, 버퍼 탱크(32)와 가스연소장치(40)를 연결하며, 버퍼 탱크(32)에서 발생된 증발가스가 과량인 경우 버퍼 탱크(32)의 내압조절을 위해 증발가스를 가스연소장치(40)로 공급할 수 있다.
제4 라인(L4)은, 액화가스 저장탱크(10)와 가스연소장치(40)를 연결하며, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스를 가스연소장치(40)로 공급할 수 있다. 이때, 제4 라인(L4)은, 가스연소장치(40)와 연결되어 있으나, 증발가스를 소비 및 재액화할 수 있는 곳이라면 무엇이든 가능하며 가스연소장치(40)에 한정되지 않는다.
제5 라인(L5)은, 폐순환 라인 또는 일방향 라인으로 열매 열교환기(342) 및 제2 펌프(35)를 구비할 수 있으며, 제2 열매가 유동할 수 있다.
제1 분기라인(DL1)은, 글리콜워터 순환라인(GL) 상의 기화기(341) 하류에서 분기되어 흡입장치(50)와 연결되며, 제1 열매를 흡입장치(50)로 공급할 수 있다.
제2 분기라인(DL2)은, 제5 라인(L5) 상의 열매 열교환기(342) 하류에서 분기되어 흡입장치(50)와 연결되며, 제2 열매를 흡입장치(50)로 공급할 수 있다. 여기서 임시저장탱크(51)가 추가 구비되어 제2 분기라인(DL2)은 임시저장탱크(51)까지 연장되어 연결될 수 있다.
글리콜워터 순환라인(GL)은, 폐순환 라인으로 기화기(341), 열매 열교환기(342) 및 제1 열매 펌프(342)를 구비할 수 있으며, 제1 열매가 유동하여 상기 구성들을 순환하도록 할 수 있다.
액화가스 저장탱크(10)는, 수요처(20)에 공급될 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때, 액화가스 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.
여기서 액화가스 저장탱크(10)는, 다양한 형태로 그 종류를 한정하지는 않는다.
수요처(20)는, 기화장치(34)에 의해 기화된 액화가스를 공급받아 소비할 수 있다. 여기서 수요처(20)는, 액화가스를 기화시켜 기상의 액화가스를 공급받아 사용할 수 있으며, 육상에 설치되는 육상 터미널일 수 있다.
부스팅 펌프(31)는, 제1 라인(L1) 상에 구비되고, 액화가스 저장탱크(10)의 내부 또는 외부에 설치되어 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 버퍼탱크(32)로 공급할 수 있다. 이때, 부스팅 펌프(31)는, 액화가스 저장탱크(10) 내부에 구비되는 경우 잠형 펌프일 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)의 외부에 설치되는 경우에는 원심형 펌프일 수 있다.
버퍼 탱크(32)는, 제1 라인(L1) 상에 구비되고, 액화가스 저장탱크(10)와 고압 펌프(33) 사이에 구비되어, 고압 펌프(33)로 액화가스를 공급하기 위해 부스팅 펌프(31)에서 공급되는 액화가스를 임시 저장할 수 있다. 구체적으로, 버퍼 탱크(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 공급받아 임시 저장함으로써 액상과 기상을 분리할 수 있으며, 분리된 액상은 고압 펌프(33)로 공급하고 기상은 후술할 가스연소장치(40)로 공급할 수 있다.
즉, 버퍼 탱크(32)는, 액화가스를 임시 저장하여 액상과 기상을 분리한 후 완전한 액상을 고압 펌프(33)로 공급하여, 고압 펌프(33)가 유효흡입수두를 만족하도록 하며, 이로 인해 고압 펌프(33)에서의 공동현상(Cavitation)을 방지할 수 있도록 한다.
또는 버퍼 탱크(32)는, 부스팅 펌프(31) 또는 고압 펌프(33)가 오작동을 일으키는 경우에 액화가스를 임시저장할 수도 있다.
고압 펌프(33)는, 제1 라인(L1) 상에 버퍼 탱크(32)와 기화기(341) 사이에 구비될 수 있으며, 부스팅 펌프(31)로부터 공급받은 액화가스를 고압으로 압축하여 기화기(341)로 공급할 수 있다.
고압 펌프(33)는, 수요처(20)가 요구하는 압력에 맞춰 액화가스를 가압할 수 있으며, 원심형 펌프로 구성될 수 있다.
기화장치(34)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 제1 열매를 이용하여 기화시켜 수요처(20)로 공급할 수 있다. 또한, 기화장치(34)는, 2가지 열매를 이용하는 간접방식 또는 해수 등의 1가지 열매를 이용하는 직접 방식이 모두 적용될 수 있다. 이하는 기화장치(34)가 간접 기화 방식의 경우를 설명하도록 한다.
구체적으로, 기화장치(34)는, 글리콜워터 순환라인(GL) 상에 기화기(341), 열매 열교환기(342) 및 제1 열매 펌프(343)를 포함할 수 있으며, 열매 열교환기(342)에서 제1 열매와 제2 열매의 열교환을 통해 제1 열매가 제2 열매로부터 열원을 공급받고, 열원을 공급받은 제1 열매는 제1 열매 펌프(343)에 의해 기화기(341)로 공급되어 액화가스로 열원을 공급하여 액화가스를 재기화시킬 수 있다.
여기서 제1 열매는 액화가스보다 어는점이 높은 유체일 수 있으며, 일례로 글리콜 워터(Glycol Water)일 수 있고, 제2 열매는, 제2 열매 펌프(35)에 의해 열매 열교환기(342)로 공급되며, 일례로 해수일 수 있다.
가스 연소 장치(Gas Combustion Unit-GCU; 40)는, 제2 내지 제4 라인(L2~L4)을 통해서 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스, 버퍼탱크(22)에서 발생되는 증발가스 또는 제1 라인(L1) 상에 발생되는 증발가스 또는 제1 라인(L1)상의 과량의 기화된 액화가스를 공급받아 소비할 수 있다.
여기서 가스연소장치(40)는, 일례에 불과한 것으로 이에 한정되지 않으며, 증발가스를 소비하는 구성이면 무엇이든 가능할 수 있다.
흡입장치(50)는, 제2 열매 공급펌프(35)로부터 공급되는 제2 열매를 작동유체(Driving Fluid)로 하여, 제2 열매 펌프(35)로부터 제2 열매를 공급받아, 글리콜워터 순환라인(GL) 상에 유동하는 제1 열매를 흡입할 수 있다. 여기서 본 발명의 가스 재기화 시스템(2)에서는 임시 저장탱크(51)를 더 포함할 수 있으며, 흡입장치(50)에서 토출되는 유체를 임시 저장할 수 있다.
구체적으로, 흡입 장치(50)는, 제2 분기라인(DL2) 상에 구비되어 제1 분기라인(DL1)과 연결되며, 제2 분기라인(DL2)을 통해 제2 열매를 공급받아 발생되는 압력변화를 통해 글리콜워터 순환라인(GL) 상의 기화기(341) 내에 존재하는 제1 열매를 제1 분기라인(DL1)을 통해 흡입할 수 있고, 제1 열매와 제2 열매는 혼합되어 임시 저장탱크(51)로 공급되어 임시저장될 수 있다.
흡입 장치(50)는, 작동유체로 제2 열매를 공급받아 글리콜워터 순환라인(GL) 상에 기화기(341) 내에 존재하는 제1 열매를 흡입하여 제2 열매와 혼합되며 일례로 이젝터, 인젝터, 이덕터 또는 제트일 수 있고, 가장 바람직하게는 이덕터일 수 있다.
흡입 장치(50)가 일례로 이덕터인 경우, 작동유체인 제2 열매는 3 내지 10bar로 유입되어 상대적으로 압력이 낮은 글리콜워터 순환라인(GL) 상 기화기(341) 내의 제1 열매를 흡입하여 혼합되고, 이어서 흡입 장치(50)의 노즐(도시하지 않음)의 단면이 확대되는 말단 부분에서 속도가 저하됨에 따라 혼합 유체의 운동에너지는 다시 압력으로 변환되어 1 내지 3bar로 감압된다.
이때, 흡입 장치(50)는, 제1 열매의 흡입 유량이 많아지면 토출 압력이 낮아지고, 제1 열매의 흡입 유량이 저으면 토출압력이 높아지는 특성이 존재한다. 따라서, 임시저장탱크(52)가 밀폐형인 경우, 제2 분기라인(DL2) 상에 감압밸브(도시하지 않음)를 추가 설치하여 임시저장탱크(52)에 가해지는 힘을 최소화할 수 있다.
제1 열매 펌프(343)가 오작동을 일으키거나 정지되는 경우 또는 글리콜 워터 라인(GL) 상에 다양한 문제가 발생시, 기화기(341) 내에서 제1 열매는 유속이 느려지거나 정지하게 된다. 이 경우 종래의 가스 재기화 시스템(1)에서 기화기(341) 내의 제1 열매는 액화가스와 열교환하는 시간이 정상작동시보다 늘어나게 되고, 액화가스보다 어는점이 높은 제1 열매는, 액화가스로부터 냉열량을 과다하게 받아 부피가 팽창하며 얼게되어 크랙(Crack)을 일으키거나 기화기(341)를 파손시키게 된다.
이에 본 발명의 실시예에서는 흡입장치(50)를 구비하여, 글리콜워터 순환라인(GL) 내에 유동하는 제1 열매의 유동이 기설정유속 이하로 유동하는 경우, 제1 분기라인(DL1) 상에 구비되는 제1 조절밸브(52) 및 제2 분기라인(DL2) 상에 구비되는 제3 조절밸브(부호도시하지 않음)를 개방하여 흡입 장치(50)가 제1 열매를 흡입하도록 하고, 이를 통해 기화기(341) 내에 잔류하는 제1 열매를 모두 제거할 수 있어 제1 열매가 어는 것을 방지하고 기화기(341)의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
여기서 기설정유속은 제1 열매와 액화가스와 열교환시, 제1 열매가 얼지 않고 액화가스를 기화시키도록 하는 유속이다.
제1 흡입펌프(343)의 오작동시, 예를 들어 제1 흡입펌프(343)의 구동력이 약화되어 제1 열매의 유동이 기설정유속 이하로 유동하는 경우, 제1 분기라인(DL2)이 글리콜워터 순환라인(GL) 상 기화기(341)의 상류에 연결하게되면, 이미 제1 열매펌프(343)가 제1 열매를 기화기(341)로 공급하는 공급력의 방향과 반대방향으로 흡입력이 작용하게 되어, 기화기(341) 내에 잔류하는 제1 열매를 완전히 흡입하기 어려워지고, 공급력과 흡입력이 평형이 되는 경우 오히려 정체되게 되어 제1 열매가 더욱 빠르게 얼게 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서 제1 분기라인(DL1)은 기화기(341)의 하류에 연결하여, 제1 열매펌프(343)의 공급력을 흡입력에 보강시켜 제1 열매의 빠른 흡입을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 글리콜워터 순환라인(GL) 내에 유동하는 제1 열매의 유동이 정지하는 경우, 제1 분기라인(DL1) 상에 구비되는 제1 조절밸브(52) 및 제2 분기라인(DL2) 상에 구비되는 제3 조절밸브(부호도시하지 않음)를 개방함과 동시에, 글리콜워터 순환라인(GL) 상의 기화기(341)와 제1 열매 펌프(342) 사이에 구비되는 제2 조절밸브(53)를 폐쇄하여 흡입 장치(50)가 제1 열매를 흡입함과 동시에 제1 열매가 기화기(341)로 유입되는 것을 방지하도록 한다.
이와 같이 제1 열매의 유동이 정지하는 경우에는, 제2 조절밸브(53)를 폐쇄하여, 흡입장치(50)가 제1 열매를 흡입하는 경우, 제1 열매가 기화기(341)로 유입되는 것을 방지할 수 있어, 제1 열매의 드레인(Drain)시 기화기(341)에서 어는 것을 방지할 수 있고, 기화기(341) 내에 잔류하는 제1 열매를 모두 제거할 수 있어 기화기(341)의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템(2)은, 흡입장치(50)를 구비하여, 열매펌프(343)의 오작동으로 인해 기화기(341) 내의 열매가 얼게되는 긴급상황시 이를 모두 제거하도록 하여, 기화기(341)의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 흡입장치(50)는, 기화기(341) 내의 열매를 제거하기 위한 고가의 펌프를 대체할 수 있어, 비용절감효과가 있으며, 펌프 구동시 추가되는 전력을 소모하지 않을 수 있어 에너지 효율이 증대되는 효과가 있다.
이로 더불어 가스 재기화 시스템(2)의 액화가스의 재기화 효율을 향상시키고, 재기화 운전비용이 최적화되며 구동 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 종래의 가스 재기화 시스템 2: 본 발명의 가스 재기화 시스템
10: 액화가스 저장탱크 20: 수요처
31: 부스팅 펌프 32: 버퍼탱크
33: 고압 펌프 34: 기화장치
341: 기화기 342: 열매 열교환기
343: 제1 열매 펌프 35: 제2 열매 펌프
40: 가스 연소 장치 50: 흡입장치
51: 임시저장탱크 52: 제1 조절밸브
53: 제2 조절밸브
L1~L5: 제1~제5 라인 GL: 글리콜워터 순환라인
DL1~DL2: 제1~제2 드레인라인

Claims (8)

  1. 기화기를 통해 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 재기화시켜 수요처로 공급하도록, 상기 액화가스 저장탱크와 상기 수요처를 연결하는 액화가스 공급라인;
    상기 기화기에 열원을 전달하는 제1 열매가 순환하는 열매 순환라인; 및
    상기 제1 열매에 열원을 전달하는 제2 열매를 작동유체로 하여 상기 제1 열매를 흡입하여, 상기 열매 순환라인의 외부로 토출시키는 흡입장치를 포함하고,
    상기 흡입장치는,
    상기 열매 순환라인 내에 유동하는 제1 열매의 유동이 기설정 유속 이하로 유동시, 상기 제1 열매를 흡입하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 열매 순환라인은,
    상기 제1 열매를 순환시키는 제1 열매 펌프를 포함하고,
    상기 흡입장치는,
    상기 제1 열매 펌프의 오작동시 상기 제1 열매를 흡입하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 흡입장치는,
    상기 제1 열매 펌프의 구동 정지시 상기 제1 열매를 흡입하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 열매 순환라인인 제1 열매 순환라인은,
    상기 제1 열매를 순환시키는 제1 열매 펌프; 및
    상기 제1 열매와 상기 제2 열매를 열교환시켜, 상기 제1 열매로 열원을 공급시키는 열매 열교환기를 포함하고,
    상기 제1 열매 순환라인 상에 분기되어 상기 흡입장치와 연결되는 제1 분기라인;
    상기 제2 열매가 유동하는 제2 열매 라인에서 분기되어 상기 흡입장치와 연결되는 제2 분기라인을 더 포함하고,
    상기 흡입장치는, 상기 제2 분기라인으로부터 공급되는 상기 제2 열매를 이용하여 상기 제1 분기라인을 통해 상기 제1 열매를 흡입하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 분기라인은,
    상기 제1 열매 순환라인 상에 상기 기화기의 제1 열매 유출구의 하류에서 분기되는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 흡입장치는,
    상기 제1 열매 펌프의 오작동시 상기 제1 열매를 흡입하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 흡입장치는,
    상기 제1 열매 펌프의 구동 정지시 상기 제1 열매를 흡입하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 열매는,
    상기 액화가스의 온도보다 어는 점이 높은 유체인 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
KR1020150181910A 2015-12-18 2015-12-18 가스 재기화 시스템 KR101904412B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150181910A KR101904412B1 (ko) 2015-12-18 2015-12-18 가스 재기화 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150181910A KR101904412B1 (ko) 2015-12-18 2015-12-18 가스 재기화 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170073234A KR20170073234A (ko) 2017-06-28
KR101904412B1 true KR101904412B1 (ko) 2018-11-30

Family

ID=59280632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150181910A KR101904412B1 (ko) 2015-12-18 2015-12-18 가스 재기화 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101904412B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021024350A1 (ja) * 2019-08-05 2021-02-11 合同会社パッチドコニックス 液化ガスを排出・供給する装置・システムおよび方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101434431B1 (ko) 2012-01-18 2014-09-30 삼성중공업 주식회사 천연가스 연료공급 시스템 및 천연가스 연료공급 시스템이 탑재된 선박
KR101447824B1 (ko) 2013-06-04 2014-10-13 에스티엑스조선해양 주식회사 고압가스연료 추진선박의 자연증발가스 처리 시스템 및 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101941314B1 (ko) * 2014-04-02 2019-01-23 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101434431B1 (ko) 2012-01-18 2014-09-30 삼성중공업 주식회사 천연가스 연료공급 시스템 및 천연가스 연료공급 시스템이 탑재된 선박
KR101447824B1 (ko) 2013-06-04 2014-10-13 에스티엑스조선해양 주식회사 고압가스연료 추진선박의 자연증발가스 처리 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170073234A (ko) 2017-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101941357B1 (ko) 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102306455B1 (ko) 액화가스 재기화 시스템
KR101904367B1 (ko) Lpg 증발 가스를 액화시키기 위하여 연료로 사용되는 lng의 활용
KR102077927B1 (ko) 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박
KR20170033649A (ko) 액화가스 재기화 시스템
JP6710286B2 (ja) ガス再気化システムを備える船舶
KR102286693B1 (ko) 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR20190008798A (ko) Lng 운반선과 fsru의 하이브리드 선박
KR101924690B1 (ko) 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR20170033675A (ko) 액화가스 재기화 시스템
KR101904412B1 (ko) 가스 재기화 시스템
KR101850606B1 (ko) 가스 재기화 시스템을 구비하는 선박
KR20190012027A (ko) 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102477625B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR102237252B1 (ko) 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102113790B1 (ko) 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102373565B1 (ko) 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR20180116098A (ko) 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102528496B1 (ko) 선박의 연료가스 관리시스템
KR102306454B1 (ko) 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR20170048773A (ko) 액화가스 재기화 시스템
KR20180028180A (ko) 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR101941338B1 (ko) 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR20230082736A (ko) 선박의 액화가스 운용 시스템
KR20210010970A (ko) 선박의 연료가스 관리시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right