KR101916693B1 - 액화가스 재기화 시스템 - Google Patents

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KR101916693B1
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황예림
강호숙
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이동원
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이원두
이종철
정승재
하대승
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

액화가스 재기화 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템은 액화가스를 각각 재기화하여 수요처로 공급하는 제1재기화라인 및 제2재기화라인, 제1재기화라인에 순차적으로 마련되는 제1열교환기 및 제2열교환기, 제2재기화라인에 순차적으로 마련되는 제3열교환기 및 제4열교환기, 제1재기화라인과 제2재기화라인 사이에 마련되어 제1열교환기 내지 제4열교환기 측으로 열매체를 공급 및 순환시키는 열매체순환라인을 포함하고, 열매체순환라인은 열매체를 가압하는 열매체펌프와, 열매체펌프에 의해 가압된 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제1가열기와, 제1가열기에 의해 가열된 후 제2열교환기를 경유한 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제2가열기와, 제2가열기에 의해 가열된 후 제4열교환기를 경유한 열매체를 감압하는 감압밸브와, 감압밸브에 의해 감압된 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제3가열기와, 제3가열기에 의해 가열된 후 제1열교환기를 경유한 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제4가열기를 포함하되, 제4가열기에 의해 가열된 후 제1열교환기를 경유한 열매체를 열매체펌프로 순환시키도록 마련될 수 있다.

Description

액화가스 재기화 시스템{LIQUEFIED GAS REGASIFICATION SYSTEM}
본 발명은 액화가스 재기화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액화가스를 기화 및 처리하여 수요처로 공급하는 액화가스 재기화 시스템에 관한 것이다.
최근에는 온실가스와 각종 대기오염 물질의 배출 등 환경에 대한 관심이 증가함에 따라 가솔린이나 디젤을 대신하여 청정 에너지원인 액화탄화수소(LNG, Liquefied Natural Gas)와 같은 액화가스가 널리 사용되고 있다.
액화탄화수소는 가스전에서 채취한 탄화수소가스를 약 섭씨 -162도의 초저온으로 냉각하여 그 부피를 1/600로 줄인 무색 투명한 초저온 액체로서, 저장 및 수송의 용이성을 위해 탄화수소가스를 액화시킨 후 액화탄화수소 운반선 등에 의해 생산지로부터 수요처 등의 목적지까지 원거리에 걸쳐 운반된다. 액화탄화수소 운반선은 해상을 운항하여 육상의 수요처에 액화탄화수소를 하역하게 되는데, 종래에는 저장탱크에 수용된 액화탄화수소를 액화된 상태 그대로 육상 터미널에 하역하게 되고, 하역된 액화탄화수소는 육상 터미널에 설치된 액화탄화수소 재기화 설비에 의해 재기화된 후 가정, 공업단지 등의 수요처로 공급된다.
이러한 재기화 설비가 설치된 육상 터미널은 탄화수소가스 시장 및 수요가 안정적으로 형성되어 있는 곳에 건설하는 경우에는 경제적으로 유리할 수 있으나, 탄화수소가스의 수요가 계절적, 단기적 또는 주기적으로 한정되어 있는 수요처의 경우에는 육상 터미널을 건설하는 것이 높은 설치비와 관리비로 인해 비경제적이라는 문제점이 있다. 특히 자연재해 등에 의해 육상 터미널이 파손되는 경우 인명사고 등의 안전문제가 있으며, 육상 터미널의 파손 시 액화탄화수소 수송선이 수요처까지 액화탄화수소를 수송하더라도 액화탄화수소를 재기화하여 수요처에 공급할 수 없다는 점에서 종래의 액화탄화수소 운반선을 이용한 탄화수소가스의 운반은 한계점을 가지고 있다.
이에 최근에는 해상에서 액화탄화수소를 재기화하여 탄화수소가스를 곧바로 수요처로 공급하기 위해 액화탄화수소 운반선에 재기화 시스템을 설치한 액화탄화수소 재기화 선박(LNG RV, LNG Regasification Vessel) 또는 부유식 액화탄화수소 저장 및 재기화 설비(FSRU, Floating Storage and Regasification Unit) 등이 개발되어 운용되고 있다.
이와 같은 재기화 시스템 또는 재기화 설비는 저장탱크 내부에 수용된 극저온의 액화탄화수소를 해수(seawater) 또는 열 전달매체와 열교환함으로써 액화탄화수소를 기화시키는 방법 등이 이용되고 있는데, 해수를 액화탄화수소와 직접 열교환시킬 경우, 해수의 결빙 또는 염분에 의한 장비의 부식에 의해 재기화 설비의 내구성이 크게 저하되는 문제점이 있으며, 해수의 온도가 일정하지 않으므로 액화탄화수소 재기화 성능의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 열 전달매체를 이용하여 액화탄화수소를 기화시키는 경우 열 전달매체를 가열하는 보일러 등의 별도의 열원을 필요로 하므로 친환경적이지 못하고 에너지 소비 측면에서도 비효율적인 문제점이 있었다.
이에 액화탄화수소와 같은 액화가스를 효과적이면서도 효율적으로 재기화하여 수요처로 보내기 위한 연구 개발이 요구된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0085284호(2008. 09. 24. 공개)
본 발명의 실시 예는 설비 운용의 효율성을 도모할 수 있는 액화가스 재기화 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 액화가스의 재기화 생산성 및 효율을 향상시킬 수 있는 액화가스 재기화 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 액화가스 재기화 공정의 신뢰성을 도모할 수 있는 액화가스 재기화 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 낮은 온도의 해수를 열원으로 활용하여 액화가스의 재기화를 효과적으로 구현할 수 있는 액화가스 재기화 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 액화가스와 열매체 간의 열 전달효율 및 열 교환효율을 향상시킬 수 있는 액화가스 재기화 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 각각 재기화하여 수요처로 공급하는 제1재기화라인 및 제2재기화라인, 상기 제1재기화라인에 순차적으로 마련되는 제1열교환기 및 제2열교환기, 상기 제2재기화라인에 순차적으로 마련되는 제3열교환기 및 제4열교환기, 상기 제1재기화라인과 상기 제2재기화라인 사이에 마련되어 상기 제1열교환기 내지 상기 제4열교환기 측으로 열매체를 공급 및 순환시키는 열매체순환라인을 포함하고, 상기 열매체순환라인은 상기 열매체를 가압하는 열매체펌프와, 상기 열매체펌프에 의해 가압된 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제1가열기와, 상기 제1가열기에 의해 가열된 후 상기 제2열교환기를 경유한 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제2가열기와, 상기 제2가열기에 의해 가열된 후 상기 제4열교환기를 경유한 열매체를 감압하는 감압밸브와, 상기 감압밸브에 의해 감압된 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제3가열기와, 상기 제3가열기에 의해 가열된 후 상기 제1열교환기를 경유한 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제4가열기를 포함하되, 상기 제4가열기에 의해 가열된 후 상기 제1열교환기를 경유한 열매체를 상기 열매체펌프로 순환시키도록 마련되어 제공될 수 있다.
상기 열매체는 응축성 열 전달매체로 이루어져 제공될 수 있다.
상기 제1재기화라인 및 상기 제2재기화라인을 따라 이송되는 액화가스 중 적어도 어느 하나의 액화가스를 가압하는 가압펌프를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 열원은 해수로 이루어지고, 상기 제1가열기 내지 상기 제4가열기 측으로 해수를 각각 공급 및 순환시키는 해수순환라인을 더 포함하여 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템은 설비 운용의 효율성을 도모할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템은 액화가스의 재기화 생산성 및 효율이 향상되는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템은 액화가스 재기화 공정의 신뢰성을 도모할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템은 낮은 온도의 해수를 열원으로 활용하여 액화가스의 재기화를 효과적으로 구현할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템은 안정적인 액화가스 재기화 공정을 도모할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템은 액화가스와 열매체 간의 열 전달효율 및 열 교환효율을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템을 나타내는 개념도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템(100)을 나타내는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템(100)은 액화가스를 수용하는 저장탱크(110), 저장탱크(110)의 액화가스를 각각 재기화하여 수요처(190)로 공급하는 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122), 제1재기화라인(121)에 순차적으로 마련되는 제1열교환기(131) 및 제2열교환기(132), 제2재기화라인(122)에 순차적으로 마련되는 제3열교환기(133) 및 제4열교환기(134), 제1열교환기(131) 내지 제4열교환기(134)로 열매체를 공급 및 순환시키는 열매체순환라인(140), 제1재액화라인 및 제2재액화라인을 따라 이송되는 액화가스를 가압하는 가압펌프(124), 열원인 해수를 열매체순환라인(140)의 제1가열기(142) 내지 제4가열기(146) 측으로 각각 공급 및 순환시키는 해수순환라인(150)을 포함하여 마련될 수 있다.
이하 실시 예에서는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서, 액화가스를 액화천연가스로, 기화가스를 천연가스로 적용하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 액화에탄가스, 액화탄화수소가스 등 다양한 액화가스 및 이로부터 재기화된 기화가스가 적용되는 경우에도 동일한 기술적 사상으로 동일하게 이해되어야 한다.
수요처(190)는 육상의 가정, 공업단지 등 천연가스를 소비하고자 하는 소비처 또는 탄화수소를 연료가스로 사용하는 각종 설비 등의 소비수단으로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 구조 및 방식의 설비로 이루어지는 경우를 포함한다.
재기화라인(120)은 액화천연가스를 천연가스로 재기화하여 수요처(190)로 공급하도록 마련된다. 재기화라인(120)은 액화천연가스를 천연가스를 각각 독립적으로 재기화 및 승온하여 수요처(190)로 공급하는 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122)을 포함하여 마련될 수 있다. 제1재기화라인(121)은 액화천연가스가 수용된 저장탱크(110)로부터 송출펌프(123)에 의해 액화천연가스를 공급받되, 가압펌프(124)에 의해 가압된 액화천연가스를 제1열교환기(131) 및 제2열교환기(132)를 순차적으로 거쳐 재기화 및 승온시킨 후 수요처(190)로 공급할 수 있다. 제2재기화라인(122) 역시 저장탱크(110)로부터 송출펌프(123)에 의해 액화천연가스를 공급받되, 가압펌프(124)에 의해 가압된 액화천연가스를 제3열교환기(133) 및 제4열교환기(134)를 순차적으로 거쳐 재기화 및 승온시킨 후 수요처(190)로 공급할 수 있다. 이를 위해 재기화라인(120)의 입구 측 단부는 액화천연가스를 수용하는 저장탱크(110)에 연결되되, 중단부에서 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122)이 분기되고, 출구 측 단부는 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122)이 재합류하여 천연가스를 필요로 하는 수요처(190)에 연결되어 마련될 수 있다.
가압펌프(124)는 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122)을 따라 이송되는 액화천연가스 중 적어도 어느 하나를 가압하도록 마련된다. 가압펌프(124)는 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122)을 따라 이송되는 액화천연가스 중 적어도 어느 하나를 수요처(190)가 요구하는 천연가스의 압력수준 또는 액화천연가스의 재기화에 적합한 압력수준으로 가압할 수 있다. 가압펌프(124)는 도 1에 도시된 바와 같이, 설비구축 비용을 저감하고 설비 운용의 효율성을 도모하기 위해, 재기화라인(120) 상의 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122)이 분기되는 지점 전단에 한 개조가 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122) 상의 열교환기 전단에 각각 마련되어 당해 재기화라인(120)을 따라 이송되는 액화천연가스를 독립적으로 가압하도록 마련되는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.
또한 도면에는 도시하지 않았으나, 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122)이 분기되는 지점에 유량조절밸브(미도시)가 마련되어, 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122)으로 유입되는 액화천연가스의 공급여부 및 공급량을 조절할 수 있다.
제1열교환기(131) 및 제2열교환기(132)는 제1재기화라인(121) 상에 순차적으로 마련된다. 제1열교환기(131)는 및 제2열교환기(132)는 제1재기화라인(121)을 따라 이송되는 액화천연가스와 열매체를 순차적으로 각각 열교환하여 액화천연수소를 천연가스로 재기화함과 동시에, 수요처(190)가 요구하는 천연가스의 온도조건에 맞추어 승온시키도록 마련된다. 제1열교환기(131)는 제1재기화라인(121)을 따라 이송되되 가압펌프(124)에 의해 가압된 액화천연가스와 열매체순환라인(140)을 따라 순환하는 열매체를 서로 열교환함으로써, 액화천연가스를 저온의 천연가스로 재기화시킬 수 있다. 제2열교환기(132)는 제1재기화라인(121) 상의 제1열교환기(131)를 통과하여 재기화된 저온의 천연가스와 열매체순환라인(140)을 따라 순환하는 열매체를 서로 열교환함으로써, 저온의 천연가스를 수요처(190)가 요구하는 천연가스 온도조건에 상응하는 수준으로 승온시킬 수 있다.
제3열교환기(133) 및 제4열교환기(134)는 제2재기화라인(122) 상에 순차적으로 마련된다. 제3열교환기(133)는 및 제4열교환기(134)는 제2재기화라인(122)을 따라 이송되는 액화천연가스와 열매체를 순차적으로 각각 열교환하여 액화천연수소를 천연가스로 재기화함과 동시에, 수요처(190)가 요구하는 천연가스의 온도조건에 맞추어 승온시키도록 마련된다. 제3열교환기(133)는 제2재기화라인(122)을 따라 이송되되 가압펌프(124)에 의해 가압된 액화천연가스와 열매체순환라인(140)을 따라 순환하는 열매체를 서로 열교환함으로써, 액화천연가스를 저온의 천연가스로 재기화시킬 수 있다. 제4열교환기(134)는 제2재기화라인(122) 상의 제3열교환기(133)를 통과하여 재기화된 저온의 천연가스와 열매체순환라인(140)을 따라 순환하는 열매체를 서로 열교환함으로써, 저온의 천연가스를 수요처(190)가 요구하는 천연가스 온도조건에 상응하는 수준으로 승온시킬 수 있다.
한편, 종래의 재기화장치는 액화가스를 재기화하여 수요처(190)로 공급하는 하나의 재기화 가스라인에 하나의 열매체공급장치가 각각 마련되는 바, 재기화 가스라인의 수만큼 열매체공급장치를 구축하도록 마련되었다. 이에 따라 복수개의 재기화 가스라인을 구축하고자 하는 경우, 열매체의 유량, 열매체를 가압하는 펌프, 열매체가 이송되는 파이프라인 등의 설비를 다수 구비해야 하므로, 설비 구축 비용이 증가하게 되고, 각각의 재기화 가스라인의 운용을 위한 인력과 시스템이 별도로 구축되어야 하는 바, 설비 운용의 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템(100)은 하나의 열매체순환라인(140)이 두 개의 재기화라인인 제1재기화라인(121)과 제2재기화라인(122) 사이에 마련되어 열매체를 제1열교환기(131) 내지 제4열교환기(134)로 공급 및 순환시키도록 마련된다.
열매체순환라인(140)은 열매체를 가압하는 열매체펌프(141)와, 열매체펌프(141)에 의해 가압된 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제1가열기(142)와, 제1가열기(142)로부터 제2열교환기(132)를 경유한 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제2가열기(143)와, 제2가열기(143)로부터 제4열교환기(134)를 경유한 열매체를 감압시키는 감압밸브(144)와, 감압밸브(144)에 의해 감압된 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제3가열기(145)와, 제3가열기(145)로부터 제1열교환기(131)를 경유한 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제4가열기(146)를 포함하고, 제4가열기(146)로부터 제1열교환기(131)를 경유한 열매체를 다시 열매체펌프(141)로 공급하여 순환시키도록 마련된다.
열매체는 기상 및 액상 간의 상 변화가 용이한 응축성 열 전달매체로 이루어질 수 있다. 열매체는 일 예로, 원가 측면에서 입수가 용이하고, 기상과 액상 간 상 변화를 용이하게 조절할 수 있는 프로판(Propane)을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 기체 및 액상 간의 상 변화가 용이하면서도, 열원 및 천연가스 간의 열교환을 효과적으로 수행할 수 있다면, 다양한 응축성 열 전달매체로 이루어지는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.
열매체펌프(141)는 제2재기화라인(122)의 제3열교환기(133)를 경유 및 순환하며 재액화된 액상의 열매체를 공급받아 가압하도록 마련된다. 열매체펌프(141)는 열매체를 가압함과 동시에, 열매체를 열매체순환라인(140)을 따라 공급 및 순환시킬 수 있다. 열매체펌프(141)는 열매체순환라인(140)을 따라 이송되는 열매체가 열원인 해수, 액화천연가스 및 저온의 천연가스와 효과적인 열교환을 수행할 수 있는 압력수준으로 열매체를 가압할 수 있다. 일 예로, 열매체펌프(141)는 열매체를 약 7 내지 8 bar의 압력수준으로 가압할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 열매체의 성분 또는 수요처(190)가 요구하는 천연가스의 온도조건 등에 따라 열매체펌프(141)의 가압수준은 다양하게 변경될 수 있다.
제1가열기(142)는 열매체순환라인(140) 상의 열매체펌프(141)의 후단에 마련되어, 열매체펌프(141)에 의해 가압된 열매체를 열원과 열교환하여 가열하도록 마련된다. 열원은 해수로 이루어지되, 제1가열기(142)는 열교환기로 이루어져 열매체펌프(141)에 의해 가압된 열매체와 후술하는 해수순환라인(150)을 통해 유입된 해수를 열교환하여 열매체를 기화 또는 승온시킬 수 있다.
제1가열기(142)를 거쳐 기화 또는 승온된 열매체는 열매체순환라인(140)을 따라 이송되어 제1재기화라인(121)의 제2열교환기(132) 측으로 진입할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제1재기화라인(121)으로 진입하는 가압된 액화천연가스는 제1열교환기(131)를 거쳐 저온의 천연가스로 재기화되는 바, 제2열교환기(132)에서는 제1재기화라인(121) 상의 저온의 천연가스와 제1가열기(142)를 거쳐 기화 또는 승온된 열매체가 서로 열교환을 수행할 수 있다. 제2열교환기(132)에서의 열교환을 통해, 제1재기화라인(121) 상의 저온의 천연가스는 수요처(190)가 요구하는 온도수준까지 승온되고, 이와 동시에 열매체순환라인(140) 상의 열매체는 냉각되어 제2가열기(143)로 이송될 수 있다.
제2가열기(143)는 열매체순환라인(140) 상의 제2열교환기(132)의 후단에 마련되어, 제2열교환기(132)를 경유하여 냉각된 열매체를 열원과 열교환하여 가열하도록 마련된다. 열원은 해수로 이루어지되, 제2가열기(143)는 열교환기로 이루어져 제2열교환기(132)를 경유하며 냉각된 열매체와 후술하는 해수순환라인(150)을 통해 유입된 해수를 열교환하여 열매체를 기화 또는 승온시킬 수 있다.
제2가열기(143)를 거쳐 기화 또는 승온된 열매체는 열매체순환라인(140)을 따라 이송되어 제2재기화라인(122)의 제4열교환기(134) 측으로 진입할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제2재기화라인(122)으로 진입하는 가압된 액화천연가스는 제3열교환기(133)를 거쳐 저온의 천연가스로 재기화되는 바, 제4열교환기(134)에서는 제2재기화라인(122) 상의 저온의 천연가스와 제2가열기(143)를 거쳐 기화 또는 승온된 열매체가 서로 열교환을 수행할 수 있다. 제4열교환기(134)에서의 열교환을 통해, 제2재기화라인(122) 상의 저온의 천연가스는 수요처(190)가 요구하는 온도수준까지 승온되고, 이와 동시에 열매체순환라인(140) 상의 열매체는 냉각되어 감압밸브(144)로 이송될 수 있다.
감압밸브(144)는 열매체순환라인(140) 상의 제4열교환기(134) 후단에 마련되어, 제4열교환기(134)를 경유하여 냉각된 열매체를 감압하도록 마련된다. 감압밸브(144)는 열매체순환라인(140)을 따라 이송되는 열매체가 후술하는 제3가열기(145) 및 제4가열기(146)에서 열교환 및 가열 시 기화될 수 있는 압력수준으로 열매체를 감압시킬 수 있다. 일 예로, 열매체펌프(141)에 의해 열매체가 약 7 내지 8 bar의 압력수준으로 가압된 경우, 감압밸브(144)는 열매체의 압력을 약 2 내지 3 bar의 압력수준으로 감압시킴으로써, 열매체는 후술하는 제3가열기(145) 및 제4가열기(146)에서 열원과의 열교환에 의해 기화 또는 승온되고, 제1재기화라인(121)의 제1열교환기(131) 또는 제2재기화라인(122)의 제3열교환기(133)에서 액화천연가스와의 열교환에 의해 냉각 및 재액화될 수 있다. 그러나 당해 수치는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서, 열매체가 제3가열기(145)를 거치면서 기화 또는 승온되고 제1열교환기(131)를 경유하면서 재액화되며, 다시 제4가열기(146)를 거치면서 기화 또는 승온되고 제3열교환기(133)를 경유하면서 재액화될 수 있는 압력수준이라면 다양한 범위의 압력수준으로 감압되는 경우를 포함한다.
제3가열기(145)는 열매체순환라인(140) 상의 감압밸브(144) 후단에 마련되어, 감압밸브(144)에 의해 감압된 열매체를 열원과 열교환하여 가열하도록 마련된다. 열원은 해수로 이루어지되, 제3가열기(145)는 열교환기로 이루어져 감압밸브(144)에 의해 감압된 열매체와 후술하는 해수순환라인(150)을 통해 유입된 해수를 열교환하여 열매체를 기화 또는 승온시킬 수 있다.
제3가열기(145)를 거쳐 기화 또는 승온된 열매체는 열매체순환라인(140)을 따라 이송되어 제1재기화라인(121)의 제1열교환기(131) 측으로 진입할 수 있다. 제1열교환기(131)에서는 제1재기화라인(121)으로 진입하는 가압된 액화천연가스와 열매체순환라인(140) 상의 제3가열기(145)에 의해 기화 또는 승온된 열매체가 서로 열교환을 수행할 수 있다. 제1열교환기(131)에서의 열교환을 통해, 제1재기화라인(121) 상의 액화천연가스는 저온의 천연가스로 재기화되고, 이와 동시에 열매체순환라인(140) 상의 열매체는 냉각 및 재액화되어 제4가열기(146)로 이송될 수 있다.
제4가열기(146)는 열매체순환라인(140) 상의 제1열교환기(131) 후단에 마련되어, 제1열교환기(131)를 경유하여 냉각 및 재액화된 열매체를 열원과 열교환하여 기화 또는 승온시키도록 마련된다. 열원은 해수로 이루어지되, 제4가열기(146)는 열교환기로 이루어져 제1열교환기(131)를 경유하며 냉각 및 재액화된 열매체와 후술하는 해수순환라인(150)을 통해 유입된 해수를 열교환하여 열매체를 기화 또는 승온시킬 수 있다.
제4가열기(146)를 거쳐 기화 또는 승온된 열매체는 열매체순환라인(140)을 따라 이송되어 제2재기화라인(122)의 제3열교환기(133) 측으로 진입할 수 있다. 제3열교환기(133)에서는 제2재기화라인(122)으로 진입하는 가압된 액화천연가스와 열매체순환라인(140) 상의 제4가열기(146)에 의해 기화 또는 승온된 열매체가 서로 열교환을 수행할 수 있다. 제3열교환기(133)에서의 열교환을 통해, 제2재기화라인(122) 상의 액화천연가스는 저온의 천연가스로 재기화되고, 이와 동시에 열매체순환라인(140) 상의 열매체는 냉각 및 재액화되어 열매체펌프(141)로 이송됨으로써, 열매체가 열매체순환라인(140) 상에서 순환될 수 있다.
해수순환라인(150)은 열원인 해수를 열매체순환라인(140) 상의 제1가열기(142) 내지 제4가열기(146) 측으로 각각 공급 및 순환시키도록 마련된다. 해수순환라인(150)은 해수를 순환시키는 해수펌프(미도시)를 구비할 수 있으며, 해수펌프는 액화가스 재기화 시스템(100)이 탑재된 부유식 해상구조물의 인근 해역의 해수를 해수순환라인(150)을 따라 제1가열기(142) 내지 제4가열기(146) 측으로 공급 및 순환시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템(100)은 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122)의 2개 조의 재기화라인(121, 122)을 하나의 열매체순환라인(140)을 이용하여 운용할 수 있음과 동시에, 운용 상황에 따라 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122) 중 어느 하나의 재기화라인(121, 122)을 선택하여 운용할 수 있다. 일 예로, 제1재기화라인(121) 만을 운용하고자 하는 경우에는 제1재기화라인(121) 및 제2재기화라인(122)이 분기되는 지점에 마련되는 유량조절밸브(미도시)에 의해 제2재기화라인(122)으로 유입되는 액화천연가스의 공급을 차단함과 동시에, 열매체순환라인(140)의 제2가열기(143) 및 제4가열기(146)의 작동을 중지함으로써 구현이 가능하다. 또한, 이와는 반대로 제2재기화라인(122) 만을 운용하고자 하는 경우에는 유량조절밸브(미도시)에 의해 제1재기화라인(121)으로 유입되는 액화천연가스의 공급을 차단함과 동시에, 열매체순환라인(140)의 제1가열기(142) 및 제2가열기(143) 중 어느 하나, 제3가열기(145) 및 제4가열기(146) 중 어느 하나의 작동을 중지함으로써 구현이 가능하다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 재기화 시스템(100)은 하나의 열매체순환라인(140)을 이용하여 2개 조의 재기화라인(121, 122)을 동시에 운용할 수 있으므로 설비 운용의 효율성이 향상될 수 있으며, 어느 하나의 재기화라인(121, 122)을 선택하여 운용할 수 있으므로 설비 운용의 다양성을 도모하는 효과를 가질 수 있다. 또한 해수를 열원으로 하되, 열매체를 열 전달의 매개부재로 활용하여 액화천연가스의 재기화를 효과적으로 구현할 수 있으므로, 불필요한 에너지 소비를 절감하는 효과를 가질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100: 액화가스 재기화 시스템 110: 저장탱크
120: 재기화라인 121: 제1재기화라인
122: 제2재기화라인 123: 송출펌프
124: 가압펌프 131: 제1열교환기
132: 제2열교환기 133: 제3열교환기
134: 제4열교환기 140: 열매체순환라인
141: 열매체펌프 142: 제1가열기
143: 제2가열기 144: 감압밸브
145: 제3가열기 146: 제4가열기
150: 해수순환라인

Claims (4)

  1. 액화가스를 각각 재기화하여 수요처로 공급하는 제1재기화라인 및 제2재기화라인;
    상기 제1재기화라인에 순차적으로 마련되는 제1열교환기 및 제2열교환기;
    상기 제2재기화라인에 순차적으로 마련되는 제3열교환기 및 제4열교환기;
    상기 제1재기화라인과 상기 제2재기화라인 사이에 마련되어 상기 제1열교환기 내지 상기 제4열교환기 측으로 열매체를 공급 및 순환시키는 열매체순환라인;을 포함하고,
    상기 열매체순환라인은
    상기 열매체를 가압하는 열매체펌프와, 상기 열매체펌프에 의해 가압된 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제1가열기와, 상기 제1가열기에 의해 가열된 후 상기 제2열교환기를 경유한 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제2가열기와, 상기 제2가열기에 의해 가열된 후 상기 제4열교환기를 경유한 열매체를 감압하는 감압밸브와, 상기 감압밸브에 의해 감압된 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제3가열기와, 상기 제3가열기에 의해 가열된 후 상기 제1열교환기를 경유한 열매체를 열원과 열교환하여 가열하는 제4가열기를 포함하되, 상기 제4가열기에 의해 가열된 후 상기 제3열교환기를 경유한 열매체를 상기 열매체펌프로 순환시키도록 마련되는 액화가스 재기화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열매체는
    응축성 열 전달매체로 이루어지는 액화가스 재기화 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1재기화라인 및 상기 제2재기화라인을 따라 이송되는 액화가스 중 적어도 어느 하나의 액화가스를 가압하는 가압펌프를 더 포함하는 액화가스 재기화 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열원은 해수로 이루어지고,
    상기 제1가열기 내지 상기 제4가열기 측으로 해수를 각각 공급 및 순환시키는 해수순환라인을 더 포함하는 액화가스 재기화 시스템.
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