KR101927980B1 - 가스 처리 시스템을 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템을 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크와 추진엔진을 연결하며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 공급하는 액화가스 공급라인; 상기 액화가스 공급라인에서 분기되는 구동유체 공급라인; 상기 구동유체 공급라인으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 흡입하는 제1 증발가스 흡입유닛; 및 상기 구동유체 공급라인으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 상기 제1 증발가스 흡입유닛으로부터 토출되는 혼합 유체를 흡입함으로써, 상기 혼합 유체를 가압하는 제2 증발가스 흡입유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 처리 시스템을 포함하는 선박{Vessel having Gas Treatment System}
본 발명은 가스 처리 시스템을 포함하는 선박에 관한 것이다.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.
액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.
이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다. 이러한 액화가스를 연료로 사용하는 엔진이 구동되기 위해서 필요한 온도 및 압력 등은, 탱크에 저장되어 있는 액화가스의 상태와는 다를 수 있다.
또한 LNG를 액상으로 보관할 때 탱크로 열침투가 발생함에 따라 일부 LNG가 기화되어 증발가스(BOG: Boil off Gas)가 생성되는데, 이러한 증발가스는 액화가스 처리 시스템상에 문제를 일으킬 수 있어 기존에는 증발가스를 외부로 배출시켜 태우는 방법(기존에는 탱크 압력을 낮춰 탱크의 파손 위험을 제거하기 위해서 증발가스를 단순히 외부로 배출 처리하였다.)으로 소비를 시킴으로서 문제를 해결하고자 하였으나 이는 환경오염과 자원낭비의 문제를 일으키고 있다.
이에 최근에는 증발가스를 효율적으로 처리하는 기술로서, 생성된 증발가스를 액화가스를 통해 재응축하여 액화시켜 엔진에 공급하는 등의 활용방안에 대한 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.
본 발명은 종래의 기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액화가스 저장탱크에서 수요처로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하는 가스 처리 시스템 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템을 포함하는 선박은,액화가스 저장탱크와 추진엔진을 연결하며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 공급하는 액화가스 공급라인; 상기 액화가스 공급라인에서 분기되는 구동유체 공급라인; 상기 구동유체 공급라인으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 흡입하는 제1 증발가스 흡입유닛; 및 상기 구동유체 공급라인으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 상기 제1 증발가스 흡입유닛으로부터 토출되는 혼합 유체를 흡입함으로써, 상기 혼합 유체를 가압하는 제2 증발가스 흡입유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 제1 증발가스 흡입유닛은, 제1 압력을 가진 제1 혼합 유체를 토출하고, 상기 제2 증발가스 흡입유닛은, 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력을 가진 제2 혼합 유체를 토출할 수 있다.
구체적으로, 선박에서 사용되는 전력을 발생시키며, 상기 제2 압력을 가진 연료를 소비하는 발전엔진을 더 포함하고, 상기 발전엔진은, 별도의 펌프없이 상기 제2 증발가스 흡입유닛을 통해 가압된 상기 제2 혼합 유체를 공급받아 소비할 수 있다.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크와 상기 제1 증발가스 흡입유닛을 연결하는 제1 증발가스 흡입라인; 상기 제1 증발가스 흡입유닛과 상기 제2 증발가스 흡입유닛을 연결하는 제2 증발가스 흡입라인; 상기 제2 증발가스 흡입유닛과 상기 발전엔진을 연결하는 제1 증발가스 공급라인; 및 상기 제2 증발가스 흡입유닛과 재액화장치를 연결하는 제2 증발가스 공급라인을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 추진엔진의 연료 소비량에 따라 상기 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛의 구동 여부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 추진엔진의 연료 소비량이 기설정 소비량 이상인 경우, 상기 제1 증발가스 흡입유닛만 구동하여, 상기 제1 혼합 유체만 상기 재액화장치로 공급되도록 제어하고, 상기 추진엔진의 연료 소비량이 기설정 소비량 미만인 경우, 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛을 모두 구동시켜, 상기 제2 혼합유체가 상기 발전엔진으로 공급되도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 증발가스 흡입라인 상에 구비되는 버퍼탱크를 더 포함하고, 상기 버퍼탱크는, 상기 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛이 모두 구동되는 경우, 상기 제2 구동유체 공급라인을 통해 상기 제2 증발가스 흡입유닛으로 공급되는 유체가 상기 제1 증발가스 흡입유닛으로 역류되는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 1 내지 10bar로 가압하는 부스팅 펌프; 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 부스팅 펌프로부터 액화가스를 공급받아 200 내지 400bar로 가압하는 고압 펌프; 및 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 펌프로부터 가압된 액화가스를 공급받아 기화시키는 기화기를 더 포함하고, 상기 구동유체 공급라인은, 상기 액화가스 공급라인 상의 상기 기화기 하류에서 분기되어 상기 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛과 연결될 수 있다.
구체적으로, 재액화장치와 상기 액화가스 저장탱크를 연결하는 리턴라인; 및 상기 리턴라인 상에 구비되며, 상기 재액화장치에서 재액화된 혼합 유체를 기상과 액상으로 분리하는 기액분리기를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 추진엔진은, 고압가스 분사엔진(MEGI)일 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 압력은, 4 내지 5bar의 압력이고, 상기 제2 압력은 6bar 내지 10bar일 수 있다.
구체적으로, 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 1 내지 10bar로 가압하는 부스팅 펌프; 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 부스팅 펌프로부터 액화가스를 공급받아 200 내지 400bar로 가압하는 고압 펌프; 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 펌프로부터 가압된 액화가스를 공급받아 기화시키는 기화기를 더 포함하고, 상기 구동유체 공급라인은, 상기 액화가스 공급라인 상의 상기 부스팅 펌프와 상기 고압 펌프 사이에서 분기되어 상기 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛과 연결되고, 상기 부스팅 펌프로부터 공급되는 액화가스를 강제 기화시키는 강제기화기를 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 추진엔진은, 저압가스 분사엔진(XDF)일 수 있다.
본 발명에 따른 가스 처리 시스템을 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크에서 수요처로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 가스 처리 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.
이하에서 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있으며, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미할 수 있다.
액화가스는 액체 상태, 기체 상태, 액체와 기체 혼합 상태, 과냉 상태, 초임계 상태 등과 같이 상태 변화와 무관하게 지칭될 수 있으며, 증발가스 역시 마찬가지임을 알려 둔다. 또한 본 발명은 처리 대상이 액화가스로 한정되지 않고, 액화가스 처리 시스템 및/또는 증발가스 처리 시스템일 수 있고, 하기 설시할 각 도면의 시스템은 서로 적용될 수 있음은 자명하다. 또한, 이하에서 기술하는 혼합 유체는, 혼합된 증발가스 또는 적어도 일부 액상이 포함된 유체일 수 있다.
또한, 본 발명의 가스 처리 시스템(2)의 실시예들은 각각 서로 조합되어 구성될 수 있으며, 각 구성들의 추가가 서로 교차로 이루어질 수 있음은 물론이다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 선체(H)에 장착될 수 있고, 이때, 선박(1)은 LNG Carrier, 컨테이너 운반선 등의 선박일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(20), 부스팅 펌프(21), 고압 펌프(22), 기화기(23), 추진엔진(31), 발전엔진(32), 증발가스 흡입유닛(41), 재액화장치(51), 기액분리기(60) 및 샤프트 제너레이터(71)를 포함한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)의 개별적인 구성을 기술하기에 앞서, 개별적인 구성들을 유기적으로 연결하는 기본적인 유로들에 대해서 설명하기로 한다. 여기서 유로는 유체가 흐르는 통로로 라인(Line)일 수 있으며 이에 한정되지 않고 유체가 유동하는 구성이면 모두 가능하다.
본 발명의 제1 실시예에서는, 액화가스 공급라인(L1), 구동유체 공급라인(L2), 증발가스 제1 분기라인(L3), 증발가스 흡입라인(L4), 증발가스 공급라인(L5), 제1 리턴라인(L6) 및 제2 리턴라인(L7)을 더 포함할 수 있다. 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스의 공급량이 제어될 수 있다.
액화가스 공급라인(L1)은, 액화가스 저장탱크(20)와 추진엔진(31)을 연결하며, 부스팅 펌프(21), 고압 펌프(22), 기화기(23)를 구비할 수 있고, 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 액화가스를 펌프(21,22)로 가압하여 기화기(23)로 가열한 후 추진엔진(31)에 공급할 수 있다.
구동유체 공급라인(L2)은, 액화가스 공급라인(L1) 상의 기화기(23)와 추진엔진(31) 사이에서 분기되어 증발가스 흡입유닛(41)을 연결하며, 기화기(23)에 의해 기화된 액화가스를 증발가스 흡입유닛(41)에 공급하여 증발가스 흡입유닛(41)의 구동유체로 사용될 수 있도록 할 수 있다.
증발가스 제1 분기라인(L3)은, 구동유체 공급라인(L2) 상에서 분기되어 발전엔진(32)을 연결하며, 기화기(23)에 의해 기화된 액화가스를 발전엔진(32)에 공급할 수 있다.
증발가스 흡입라인(L4)은, 액화가스 저장탱크(20)와 증발가스 흡입유닛(41)을 연결하며, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스가 증발가스 흡입유닛(41)에 의해 흡입되도록 할 수 있다.
증발가스 공급라인(L5)은, 증발가스 흡입유닛(41)과 재액화장치(51)를 연결하며, 증발가스 흡입유닛(41)에서 혼합되어 토출되는 혼합유체를 재액화장치(51)에 공급하도록 할 수 있다.
제1 리턴라인(L6)은, 재액화장치(51)와 기액분리기(60)를 연결하며, 재액화장치(51)에서 재액화된 혼합유체를 기액분리기(60)로 공급할 수 있다.
제2 리턴라인(L7)은, 기액분리기(60)와 액화가스 저장탱크(20)를 연결하며, 기액분리기(60)에서 분리된 액상을 액화가스 저장탱크(20)로 회수할 수 있다.
이하에서는 상기 설명한 각 라인들(L1~L7)에 의해 유기적으로 형성되어 가스 처리 시스템(1)을 구현하는 개별적인 구성들에 대해서 설명하도록 한다.
액화가스 저장탱크(20)는, 추진엔진(31)에 공급될 액화가스 또는 증발가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(20)는, 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때, 액화가스 저장탱크(20)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.
본 실시예에서는, 액화가스 저장탱크(20)에서 액화가스의 증발로 인해 발생하는 증발가스를 후술할 증발가스 흡입유닛(41)을 통해 뽑아냄으로써, 증발가스를 효율적으로 관리할 수 있다.
여기서 액화가스 저장탱크(20)는, 일례로 멤브레인 형 탱크이나, 이에 한정되지 않고 독립형 탱크 등, 다양한 형태로 그 종류를 특별히 한정하지는 않는다.
부스팅 펌프(21)는, 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 액화가스를 1차 가압하여 후술할 고압 펌프(22)로 공급할 수 있다. 구체적으로, 부스팅 펌프(21)는, 액화가스 공급라인(L1) 상에 액화가스 저장탱크(20)와 고압 펌프(22) 사이에 구비되어, 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 액화가스를 고압 펌프(22)에 충분한 양을 공급하여 고압 펌프(22)의 공동현상(cavitation)을 방지하도록 할 수 있다.
부스팅 펌프(21)는, 액화가스 저장탱크(20)로부터 액화가스를 빼내어 수 내지 수십 bar 이내로 가압할 수 있으며, 부스팅 펌프(21)를 거친 액화가스는 1bar 내지 25bar로 가압될 수 있다.
액화가스 저장탱크(20)에 저장된 액화가스는 액체 상태에 놓여있다. 이때 부스팅 펌프(21)는 액화가스 저장탱크(20)로부터 배출되는 액화가스를 가압하여 압력 및 온도를 다소 높일 수 있으며, 부스팅 펌프(21)에 의해 가압된 액화가스는 여전히 액체상태일 수 있다.
본 실시예에서 부스팅 펌프(21)는, 최대 유량을 고압 펌프(22)에 공급할 수 있다. 최대 유량이라 함은 부스팅 펌프(21)가 최대한 배출할 수 있는 유량을 의미한다. 이 경우, 고압 펌프(22)의 요구 유량보다 많은 양의 액화가스가 부스팅 펌프(21)로부터 고압 펌프(22)로 전달되므로, 고압 펌프(22)의 원활한 구동이 가능하게된다.
부스팅 펌프(21)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내부에 위치하여 잠형으로 구성되거나, 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 액화가스의 수위보다 낮은 위치의 외부에 원심형으로 구성될 수 있다.
고압 펌프(22)는, 부스팅 펌프(21)로부터 공급받은 액화가스를 2차 가압하여 (약 200bar 내지 400bar의 고압으로 가압) 후술할 기화기(23)로 공급할 수 있다. 구체적으로, 고압 펌프(22)는, 액화가스 공급라인(L1) 상에 부스팅 펌프(21)와 기화기(23) 사이에 구비되며, 부스팅 펌프(21)로부터 1차 가압된 약 6 내지 8bar의 압력을 가진 상태로 공급된 액화가스를 약 200 내지 400bar의 고압으로 2차 가압하여 기화기(23)로 공급할 수 있다.
고압 펌프(22)는, 약 200 내지 400bar의 고압으로 가압하여, 기화기(23)를 거쳐 추진엔진(31)으로 공급함으로써, 추진엔진(31)이 요구하는 압력을 공급할 수 있고, 이를 통해 추진엔진(31)이 액화가스를 통해 선박(도시하지 않음)이 추력을 발생시키도록 할 수 있다.
고압 펌프(22)는, 부스팅 펌프(21)로부터 배출되는 액체 상태의 액화가스를 고압으로 가압하되, 액화가스가 초임계점(Critical Point)보다 높은 온도 및 압력을 갖는 초임계 상태가 되도록 상변화시킬 수 있다. 이때, 초임계 상태인 액화가스의 온도는 임계온도보다 상대적으로 높은 영하 20도 이하일 수 있다.
또는 고압 펌프(22)는, 액체 상태의 액화가스를 고압으로 가압하여 과냉액체 상태로 변화시킬 수 있다. 여기서 과냉액체 상태의 액화가스란 액화가스의 압력이 임계압력보다 높고, 온도가 임계온도보다 낮은 상태이다.
구체적으로, 고압 펌프(22)는, 부스팅 펌프(21)로부터 배출되는 액체상태의 액화가스를 200bar 내지 400bar까지 고압으로 가압하되, 액화가스의 온도가 임계온도보다 낮은 온도가 되도록 하여, 액화가스를 과냉액체 상태로 상변화시킬 수 있다. 여기서 과냉액체 상태의 액화가스 온도는, 임계온도보다 상대적으로 낮은 영하 140도 내지 영하 60도일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 고압 펌프(22)가 병렬로 구비되어 고압 펌프(22)의 하나가 오작동을 일으키거나 셧다운(Shut down)되는 경우 나머지 하나의 고압 펌프(22)가 작동할 수 있어 부스팅 펌프(21)로부터 공급되는 액화가스를 추진엔진(31)으로 신뢰성있고 안정적으로 공급할 수 있다.
기화기(23)는, 액화가스 공급라인(L1) 상에 마련되어 고압 펌프(22)로부터 배출되는 고압의 액화가스를 가열시킬 수 있다. 구체적으로, 기화기(23)는, 추진엔진(31)과 고압 펌프(22) 사이의 액화가스 공급라인(L1) 상에 마련되어 고압 펌프(22)로부터 공급되는 고압의 액화가스를 가열하여 추진엔진(31)이 원하는 상태로 공급할 수 있다.
즉, 기화기(23)는, 과냉액체 상태 또는 초임계 상태의 액화가스를 고압 펌프(22)에서 배출되는 압력인 200bar 내지 400bar를 유지하면서 가열시켜서, 30도 내지 60도의 초임계 상태의 액화가스로 변환한 후 추진엔진(31)에 공급할 수 잇다.
이때, 기화기(23)는, 액화가스를 가열하기 위한 열매로 글리콜 워터(Glycol Water), 해수(Sea Water), 스팀(Steam) 또는 엔진 배기가스 등을 사용할 수 있으며, 고압의 액화가스의 압력을 변동없이 추진엔진(31)으로 공급할 수 있다.
추진엔진(31)은, 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 액화가스 또는 액화가스 저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스를 연료로 사용하여 선박(도시하지 않음)의 추진동력을 발생시킨다.
추진엔진(31)은, 액화가스 또는 증발가스를 필요로 하며, 이를 원료로 하여 구동될 수 있다. 추진엔진(31)은, 고압가스분사엔진으로 MEGI엔진일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
여기서 추진엔진(31)은, 액화가스 저장탱크(20)와 액화가스 공급라인(L1)을 통해서 연결될 수 있으며, 약 200 내지 400bar의 고압으로 가압된 액화가스 또는 증발가스를 공급받을 수 있다.
추진엔진(31)은, 고압 펌프(22) 및 기화기(23)를 통해 가압 가열된 증발가스 또는 액화가스를 사용할 수 있고, 약 300bar 정도의 고압 증발가스를 사용하는 고압용 엔진일 수 있으며, 프로펠러(P)를 구동하기 위해 직접 프로펠러 축(S)을 회전시키는 엔진 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다.
엔진은 액화가스 또는 증발가스의 연소에 의해 실린더(도시하지 않음) 내부의 피스톤(도시하지 않음)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 샤프트(도시하지 않음)가 회전될 수 있다. 따라서, 추진엔진(31) 구동 시 프로펠러 축(S)에 연결된 프로펠러(P)가 회전함에 따라 선박이 전진 또는 후진할 수 있다.
물론 본 실시예에서 추진엔진(31)은, 프로펠러(P)를 구동하기 위한 엔진일 수 있으나, 발전을 위한 엔진 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다. 즉, 본 실시예는 고압 수요처(91)의 종류를 특별히 한정하지 않는다. 다만, 고압 수요처(61)는, 증발가스, 액화가스, 플래시 가스 및 오일의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 내연기관일 수 있다.
추진엔진(31)은, 이종연료가 사용 가능한 이종연료엔진(DF engine)일 수 있다. 이종연료엔진은 통상 디젤 사이클로 구동되는 2행정 엔진(2-stroke DF engine)이다. 이러한 디젤 사이클은 기본적으로, 공기가 피스톤에 의해 압축되고, 압축된 고온의 공기는 점화연료(Pilot Fuel)에 의해서 점화가 이루어지며, 나머지 고압의 가스가 분사되어 폭발이 이루어진다.
이때 점화연료는 HFO(Heavy Fuel Oil) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)를 사용하게 되며, 보통 점화연료와 고압 가스의 비율은 약 5:95 이고, 점화연료의 분사량은 5~100%까지 조정이 가능하다. 따라서 점화연료는 엔진의 구동 연료로도 이용 가능하다.
즉, 점화연료의 분사량이 약 5%정도인 경우 엔진 구동 연료로 증발가스(또는 가열된 액화가스; 약 95%)가 주로 사용되며, 점화 연료의 분사량이 100%인 경우에는 엔진 구동 연료로 점화연료(오일)가 전부 사용된다.
이때, 점화연료의 분사량 약 50%인 경우(와 증발가스 약 50%)에는, 점화연료와 증발가스가 혼합되어 엔진으로 유입되는 것이 아닌 점화연료가 먼저 발화하여 발열량을 생산하고, 이후, 나머지 증발가스가 유입되어 폭발하여 발열량을 생산하여 엔진 구동에 필요한 발열량을 생산한다.
또한, 추진엔진(31)은, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(XDF)일 수 있다. 추진엔진(31)은, 액화가스 저장탱크(20)와 액화가스 공급라인(L1)을 통해서 연결될 수 있으며, 약 25 내지 40bar의 저압으로 가압된 액화가스 또는 증발가스를 공급받을 수 있다.(이때, 추진엔진(31)이 MEGI엔진인 경우와 달리 고압 펌프(22)를 생략할 수 있다) 추진엔진(31)은, 부스팅 펌프(21) 및 기화기(23)를 통해 가압 가열된 증발가스 또는 액화가스를 사용(고압 펌프(22) 생략)할 수 있고, 약 40bar 정도의 저압 증발가스를 사용하는 저압용 엔진일 수 있으며, 프로펠러(P)를 구동하기 위해 직접 프로펠러 축(S)을 회전시키는 엔진 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다.
본 발명의 실시예에서의 저속 2행정 저압가스 분사엔진은, 바르질라(wartsila)사에서 개발한 2s DF 엔진(XDF 엔진)일 수 있으며, 오토 사이클(Otto cycle)에 따라 구동될 수 있다.
즉, 저속 2행정 저압가스 분사엔진은, 실린더에 공급된 공기-연료 혼합기를 먼저 상사점까지 압축하고, 압축 상사점에서 외부로부터 점화연료(Pilot Fuel)에 의해 점화가 이루어지는 순간에 공기-연료 혼합기가 모두 완전 연소되도록 하여 폭발적인 동력을 발생시키도록 한다. 이때, 공기-연료 혼합 질량비는, 14.7:1보다 적은 희박 상태일 수 있어 린번(Lean burn) 엔진의 형태일 수 있다.
이때 점화 연료는 HFO(Heavy Fuel Oil) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)를 사용하게 되며, 보통 점화연료와 고압 가스의 비율은 약 1:99 정도로 매우 소량만으로도 점화가 가능하다.
저속 2행정 저압가스 분사엔진은 25bar 내지 40bar의 액화가스를 공급받아 동력을 발생시킬 수 있으며, 공급되는 에탄의 상태는 저속 2행정 저압가스 분사엔진이 요구하는 상태에 따라 달라질 수 있다.
MEGI 엔진은, 구동시키기 위해 필요한 공급연료의 압력이 약 200bar 내지 300bar인 고압이 필요하여, 구동하기 위한 소모 전력이 약 210KW 내지 220KW(약 215KW) 정도로 상당히 많은 전력이 필요한 단점이 있으나, 저속 2행정 저압가스 분사엔진은, 구동시키기 위해 필요한 공급연료의 압력이 25bar 내지 40bar인 저압으로, 구동하기 위한 소모 전력이 약 13KW 내지 17KW(약 15KW) 정도로 MEGI 엔진에 비해 많은 전력을 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, MEGI 엔진은 구동압력이 상당히 높아 MEGI 엔진이 필요로 하는 압력을 생성하기 위해서 그에 수반되어 구축되는 가스 처리 시스템이 매우 복잡하고 많은 공간을 차지하는 단점이 있다. 그에 반해 저속 2행정 저압가스 분사엔진은, 구동압력이 저압으로 낮아 연료공급시스템이 매우 간단하고 차지하는 공간이 적은 이점이 있다.
발전엔진(32)은, 약 6 내지 10bar 정도인 저압 증발가스를 사용하는 수요처로서, 예를 들어 DFDE 엔진일 수 있다. 또한, 발전엔진(32)은, 이종연료가 사용 가능한 이종연료엔진으로, 증발가스뿐만 아니라 오일을 연료로 사용할 수 있으나, 증발가스와 오일이 혼합되어 공급되지 않고 증발가스 또는 오일이 선택적으로 공급될 수 있다. 이는 연소 온도가 상이한 두 물질이 혼합 공급되는 것을 차단하여, 발전엔진(32)의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.
여기서 발전엔진(32)은, 증발가스 흡입유닛(41)으로부터 공급되는 증발가스를 공급받아 구동될 수 있다. 발전엔진(32)은, 증발가스를 필요로 하며 이를 원료로 하여 구동될 수 있고 상기 기술한 DFDE 엔진뿐만 아니라 발전기(예를 들어 DFDG), 보일러(예를 들어 스팀을 생성하는 보일러)일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
발전엔진(32)은, 증발가스 흡입유닛(41)으로부터 공급되는 증발가스를 공급받아 구동되어 전력을 발생시킬 수 있으며, 발생된 전력을 재액화장치(51)로 공급할 수 있다.
이때, 발전엔진(32)은, 재액화장치(51)와의 사이에 전력공급라인(부호 도시하지 않음)에 의해서 연결되어 발전엔진(32)에서 발생된 전력을 공급할 수 있으며, 전력공급라인 상에 변환기(도시하지 않음)가 설치되어 발전엔진(32)에서 발생된 전력을 재액화장치(51)가 필요로 하는 전력으로 변환할 수 있다.
증발가스 흡입유닛(41)은, 고압 펌프(22)를 거쳐 기화기(23)에서 고압 가열된 기상의 액화가스를 구동유체(Driving Fluid)로 하여, 기화기(23)로부터 구동유체 공급라인(L2)을 통해 기상의 액화가스를 공급받아, 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스를 증발가스 흡입라인(L4)을 통해 흡입한 후 재액화장치(51)로 공급할 수 있다. 여기서 증발가스 흡입유닛(41)은, 이젝터(Ejector), 이덕터(Eductor) 또는 제트 펌프(jet pump)일 수 있다.
구체적으로, 증발가스 흡입유닛(41)은, 구동유체 공급라인(L2), 증발가스 흡입라인(L4) 및 증발가스 공급라인(L5)과 연결되며, 구동유체 공급라인(L2)을 통해서 기상의 액화가스를 공급받아 증발가스 흡입라인(L4)을 통해 액화가스 저장탱크(20)에서 발생된 증발가스를 흡입하여 재액화장치(51)로 공급할 수 있다.
여기서 증발가스 흡입유닛(41)은, 토출시키는 혼합유체(증발가스)를 발전엔진(32)으로 공급하지 않고 재액화장치(51)로만 공급할 수 있다.
발전엔진(32)은, 대략 6 내지 10bar의 압력을 가진 연료(증발가스 또는 액화가스)를 공급받아야만 구동이 가능해진다. 그러나, 증발가스 흡입유닛(41)은, 실질적으로 액화가스 저장탱크(20)에 발생된 1 내지 1.06bar의 증발가스를 흡입하여 압력을 상승시키더라도 6 내지 10bar까지의 압력상승은 현재의 기술에서 불가능에 가깝다. 이에 현 기술로는 별도의 가압장치를 추가로 구축하여 발전엔진(32)으로 공급되어야 하여 증발가스 흡입유닛(41)으로 공급하기에는 설계 비용이 증대되는 단점이 있다. 이에 본 발명의 실시예에서 증발가스 흡입유닛(41)은, 토출시키는 혼합유체(증발가스)를 발전엔진(32)으로 공급하지 않고 재액화장치(51)로만 공급할 수 있다.
재액화장치(51)는, 발전엔진(32)에 비해 구동가능한 압력의 범위가 넓고 사용 압력도 3 내지 5bar에 불과하여 저압에서도 용이하게 구동될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는, 증발가스 흡입유닛(41)에서 토출되는 저압의 혼합유체를 재액화장치(51)에만 공급함으로써, 증발가스 흡입유닛(41)의 토출유체를 최적으로 사용할 수 있으며, 그에 따라 설계 비용도 절감할 수 있고, 시스템 구동 신뢰성도 향상되는 효과가 있다.
증발가스 흡입유닛(41)은, 액화가스 저장탱크(20) 내부에 발생된 증발가스를 일정량 흡입하기 위해서 일정량의 증발가스를 흡입하기 위한 구동 유체량을 계산할 수 있으며, 계산된 구동 유체량만큼을 구동유체 공급라인(L2)을 통해서 공급받을 수 있다.
증발가스 흡입유닛(41)은, 구동 유체로 기상의 액화가스를 공급받아 액화가스 저장탱크(20)에서 발생된 증발가스를 흡입하여 구동유체인 기상의 액화가스와 혼합시키며, 이때, 구동유체가 가지고 있던 운동에너지는 혼합 유체 전체의 운동에너지로 변환되고, 이어서 증발가스 흡입유닛(41)의 노즐(부호 도시하지 않음)의 단면이 확대되는 말단 부분에서 혼합 유체의 속도가 저하됨에 따라 혼합 유체의 운동에너지는 다시 압력으로 변환하게 된다. 이로 인해 액화가스 저장탱크(20)에서 발생된 1 내지 1.06bar의 증발가스는 약 3 내지 5bar의 압력(바람직하게는 약 4bar)을 얻게 된다.
본 발명에서는, 기화기(23)로부터 공급되는 액화가스의 압력이 약 200 내지 400bar의 압력(바람직하게는 약 300bar)이나 증발가스 흡입유닛(41)로 유입된 후의 구동유체는 압력이 상대적으로 떨어지고, 압력하강*구동유체유량인 압력전달용량을 흡입유체(액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스)로 공급함으로써 흡입 유체의 압력을 약 3 내지 5bar의 압력(바람직하게는 약 4bar)만큼 상승시킬 수 있다.
여기서 구동 유체의 압력이 고압이므로 적은 양의 유체로도 흡입 유체의 압력을 손쉽게 상승시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서 증발가스 흡입유닛(41)은, 선박을 추진시키는 속도에는 상관없이 독립적으로 재액화장치(51)로 혼합유체를 일정한 유량으로 공급할 수 있다. 이 경우, 선박을 추진시키는 속도는 부스팅 펌프(21) 및 고압 펌프(22)를 통해 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 액화가스를 추진엔진(31)으로 공급시켜 조절하도록 할 수 있다. 즉, 부스팅 펌프(21) 및 고압 펌프(22)는 선박의 추진 속도에 종속되어 구동되고, 증발가스 흡입유닛(41)은, 선박의 추진 속도에 독립적으로 구동될 수 있다.
이로 인해 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스의 처리가 지속적으로 이루어질 수 있어 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 효과적으로 관리할 수 있다.
재액화장치(51)는, 증발가스 공급라인(L5)을 통해서 증발가스 흡입유닛(41)과 연결되고, 제1 리턴라인(L6)을 통해서 기액분리기(60)와 연결될 수 있다. 여기서, 재액화장치(51)는, 1개 구비될 수 있고, 증발가스 흡입유닛(41)의 개수에 대응되어 복수 개 구비될 수도 있다.
재액화장치(51)는, 증발가스 흡입유닛(41)에서 토출되는 혼합유체(증발가스와 기상의 액화가스가 혼합된 유체)를 전량 재액화시켜 액화가스 저장탱크(20)로 복귀시킬 수 있다.
여기서 재액화 냉매는 불활성 기체로 바람직하게는 질소(N2)일 수 있다.
재액화장치(51)는, 재액화 열교환기(도시하지 않음), 재액화 팽창기(도시하지 않음), 재액화 압축기(도시하지 않음) 및 재액화 순환라인(도시하지 않음)을 포함하며, 재액화 순환라인에는 재액화 열교환기, 재액화 팽창기, 재액화 압축기가 구비되어 재액화 냉매가 각 장비들을 재액화 압축기, 재액화 팽창기, 재액화 열교환기 순으로 순환하게 된다.
구체적으로, 재액화 냉매는 재액화 열교환기에서 혼합가스로부터 열원을 공급받아 가열되고, 재액화 열교환기를 통과한 후 재액화 압축기로 공급된다. 재액화 냉매는 재액화 압축기에서 다단 가압되어 압력이 상승하게 되고 재액화 열교환기를 다시 거쳐 재액화 팽창기로 공급된다. 재액화 냉매는 재액화 팽창기에서 팽창되어 압력이 하강되고 그로 인해 온도가 하강하는 효과를 얻게 됨으로써 냉원을 얻게 된다. 이러한 과정을 통해서 냉원을 얻게된 재액화 냉매는 다시 재액화 열교환기로 공급되어 상온의 혼합가스와 열교환되어 혼합가스를 냉각시킴으로서 재액화시키는 역할을 하게된다. 혼합가스를 재액화시킨 재액화 냉매는 반대급부로 열원을 얻게되고 다시 재액화 압축기로 공급되어 상기 기술한 과정을 반복 순환하게 된다.
상기 기술한 재액화 장치(51)의 열교환 사이클은 Reverse Brayton Cycle이나 본 발명의 실시예에 적용되는 재액화 장치(51)는 이에 한정되는 것은 아니고 혼합 냉매 및 순수 냉매를 이용한 증기 압축식 냉동사이클(Cascade 방식 포함)과 기타 다른 냉동 사이클(예를 들어 Claude refrigerator 등(expansion turbine 및 expansion valve 병행 사용 가능))도 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 기술한 바와 같이 재액화장치(51)는, 증발가스를 재액화하기 위해서 사용되는 장비가 많고 또한, 그에 따라 소비되는 전력이 타 장비에 비해서 굉장히 많이 소요된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는, 재액화장치(51)에 전력을 추가적으로 보강하기 위해서 잉여의 동력을 전력으로 재생산하는 샤프트 제너레이터(71)로부터 전력을 공급받을 수 있으며, 또는 잉여의 증발가스를 소비하여 전력으로 재생산하는 발전엔진(32)으로부터 전력을 공급받을 수 있다.
이를 통해서 본 발명의 실시예에서는, 재액화장치(51)에 사용되는 전력을 충분하게 공급할 수 있어, 구동 신뢰성이 향상되며, 증발가스의 처리가 매우 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.
기액분리기(60)는, 제1 리턴라인(L6)을 통해서 재액화장치(51)와 연결되고, 제2 리턴라인(L7)을 통해서 액화가스 저장탱크(20)와 연결될 수 있다.
기액분리기(60)는, 재액화장치(51)로부터 제1 리턴라인(L6)을 통해 재액화된 혼합유체를 공급받아 기상과 액상으로 분리할 수 있으며, 분리된 액상은 제2 리턴라인(L7)을 통해서 액화가스 저장탱크(20)로 복귀할 수 있다.
샤프트 제너레이터(Shaft Generator; 71)는, 프로펠러 축(S)과 결합하여 연동되며, 추진 엔진(31)으로부터 적어도 일부의 동력을 얻어 전력을 발생시키고, 전력을 재액화장치(51)로 공급할 수 있다. 또는 샤프트 제너레이터(71)는, 전력을 에너지 저장 설비(Energy Storage System; 도시하지 않음)에 공급하여 전력을 에너지형태로 저장할 수 있다.
샤프트 제너레이터(71)는, 추진엔진(31)의 구동에 대해 저항을 주는데(여기서 추진엔진(31)은 MEGI 엔진), 이 저항으로 선박은 추진엔진(31) 즉, MEGI엔진의 출력을 증가시키더라도 속도가 증가하지 않고 액화가스 또는 증발가스를 소모할 수 있다.
샤프트 제너레이터(71)는, 재액화장치(51)와의 사이에 전력공급라인(부호 도시하지 않음)에 의해서 연결되어 샤프트 제너레이터(71)에서 발생된 전력을 공급할 수 있으며, 전력공급라인 상에 변환기(도시하지 않음)가 설치되어 샤프트 제너레이터(71)에서 발생된 전력을 재액화장치(51)가 필요로 하는 전력으로 변환할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(1) 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크(20)에서 수요처(31,51)로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(20), 부스팅 펌프(21), 고압 펌프(22), 기화기(23), 추진엔진(31), 강제기화기(401), 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c), 재액화장치(52a,52b,52c), 기액분리기(60) 및 제1 제어부(81)를 포함한다.
본 실시예는, 강제기화기(401) 및 제1 제어부(81)의 구성이 추가되었으며, 발전엔진(32) 및 샤프트 제너레이터(71)의 구성이 생략되었으며, 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c) 및 재액화장치(52a,52b,52c)가 복수 개 병렬로 구성되는 것으로 변경되었으며, 그 외의 구성은 상기 제1 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제1 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에서는, 구동유체 공급라인(L8)을 더 포함할 수 있다.
구동유체 공급라인(L8)은, 액화가스 공급라인(L1) 상의 부스팅 펌프(21)와 고압 펌프(22) 사이에서 분기되어 증발가스 흡입유닛들(42a,42b,42c)을 연결하며, 강제기화기(401)를 구비할 수 있다.
구동유체 공급라인(L8)은, 부스팅 펌프(21))에 의해 저압으로 가압된 액화가스를 강제 기화기(401)로 공급하고, 강제 기화기401)에서 강제 기화된 액화가스를 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c) 각각에 공급하여 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c)의 구동유체로 사용될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 구동유체 공급라인(L8)은, 증발가스 흡입유닛(42a)에 연결되는 제1 구동유체 공급라인(L8a), 증발가스 흡입유닛(42b)에 연결되는 제2 구동유체 공급라인(L8b) 및 증발가스 흡입유닛(42c)에 연결되는 제3 구동유체 공급라인(L8c)을 포함할 수 있다.
구동유체 공급라인(L8)에는 제1 조절밸브(V1) 및 제2 조절밸브(V2)가 설치되어, 밸브의 개도 조절에 따라 기화된 액화가스의 공급량이 제어될 수 있고 제1 제어부(81)와 유선 또는 무선으로 연결되어 제어될 수 있다.
구체적으로, 제1 조절밸브(V1)는, 제1 구동유체 공급라인(L8a) 상에 구비되며, 개도 조절을 통해 제1 구동유체 공급라인(L8a) 상에 유동하는 기화된 액화가스의 유량을 제어할 수 있고, 제2 조절밸브(V2)는, 제2 구동유체 공급라인(L8b) 상에 구비되며, 개도 조절을 통해 제2 구동유체 공급라인(L8b) 상에 유동하는 기화된 액화가스의 유량을 제어할 수 있다. 여기서 제2 조절밸브(V2)는, 제3 구동유체 공급라인(L8c) 상에도 구비되며, 삼방밸브로 형성되어, 개도 조절을 통해 제3 구동유체 공급라인(L8c) 상에 유동하는 기화된 액화가스의 유량을 제어할 수 있다.
또한, 구동유체 공급라인(L8) 상에는 별도의 감압장치가 구비되지 않을 수 있다.
본 발명의 실시예에서 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c)은, 복수 개 구비될 수 있으며, 구동유체 공급라인(L8) 상에 병렬로 구비될 수 있다.
여기서 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c)은, 각각 증발가스 흡입라인(L4)과 병렬로 연결될 수 있고, 각각 증발가스 공급라인(L5a,L5b,L5c)을 통해 재액화장치(52a,52b,52c)와 연결될 수 있다.
강제기화기(401)는, 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 액화가스를 강제 기화시킨다.
구체적으로, 강제 기화기(401)는, 구동유체 공급라인(L8) 상의 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c)의 상류에 마련되며, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 부스팅 펌프(21)로부터 공급받아 강제로 기화시켜 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c)이 필요로 하는 구동유체의 양 만큼을 공급할 수 있다.
강제기화기(401)는, 액화가스를 기화시키기 위한 열원으로 추진엔진(31) 또는 발전엔진(32)에서 사용되는 윤활유, 추진엔진(31) 또는 발전엔진(32)에서 배출되는 배기가스, 또는 재액화장치(51)에서 가열된 재액화냉매를 사용할 수 있다.
제1 제어부(81)는, 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c) 각각으로 공급될 기화된 액화가스의 양을 조절한다.
구체적으로, 제1 제어부(81)는, 병렬 구비된 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c) 각각으로의 기화된 액화가스의 공급량을 조절하여, 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c) 각각이 액화가스 저장탱크(20)로부터 흡입하는 증발가스량을 제어할 수 있다.
이를 위해서 제1 제어부(81)는, 제1 및 제2 조절밸브(V1,V2)의 개도를 조절하여 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c)이 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스를 흡입하는 양을 제어할 수 있다.
제1 제어부(81)는, 후술할 감지센서(81a)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 액화가스 저장탱크(20)의 내압 정보를 전달받을 수 있다.
구체적으로, 제1 제어부(81)는, 감지센서(81a)에서 측정된 내압이 기설정압력 이상이면, 제1 및 제2 조절밸브(V1,V2)의 순서로 개도 개방을 순차적으로 늘리도록 제어하고, 감지센서(81a)에서 측정된 내압이 기설정압력 미만이면, 제1 및 제2 조절밸브(V1,V2)의 순서로 개도 개방을 순차적으로 줄이도록 제어할 수 있다.
즉, 제1 제어부(81)는, 복수 개의 병렬 연결된 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c)을 별도의 감압장치 없이 액화가스 저장탱크(20)에서 흡입되는 증발가스의 양을 단속적으로 제어할 수 있다.
감지센서(81a)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 측정할 수 있다. 구체적으로, 감지센서(81a)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내측 또는 외측에 형성되어, 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 측정할 수 있으며, 제1 제어부(81)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 액화가스 저장탱크(20)의 내압 정보를 전달할 수 있다.
증발가스 흡입유닛이 1 개만 존재하는 경우에는, 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스의 흡입양을 제어하기 위해서, 증발가스 흡입유닛으로 공급되는 구동유체의 압력을 조절하여야 했고, 그에 따라 구동유체 공급라인(L8) 상에는 항상 별도의 감압장치가 구비되어야 했다.
이를 해결하기 위해서 본 발명의 실시예에서는, 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c)을 복수 개 병렬로 구비하여, 감압장치없이도 액화가스 저장탱크(20)에서 흡입되는 증발가스의 양을 효율적으로 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는, 시스템의 구축 비용을 절감할 수 있고, 액화가스 저장탱크(20)에 발생된 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(2) 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크(20)에서 수요처(31,51)로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템(3)은, 액화가스 저장탱크(20), 부스팅 펌프(21), 고압 펌프(22), 기화기(23), 추진엔진(31), 강제기화기(401), 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c), 재액화장치(52a,52b,52c), 기액분리기(60) 및 제1 제어부(81)를 포함한다.
본 실시예는, 구동유체 공급라인(L8)이 구동유체 공급라인(L2)으로 변경되었으며, 그 외의 구성은 상기 제2 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제2 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템(3)을 설명하도록 한다.
본 발명의 제3 실시예에서는, 본 발명의 제2 실시예에서 구동유체 공급라인(L8; 도 2에 도시)이 부스팅 펌프(21)와 고압 펌프(22) 사이에 구비되는 것과 달리 구동유체 공급라인(L2)이 기화기(23)와 추진엔진(31) 상에 구비될 수 있다.
그에 따라 구동유체 공급라인(L2)은, 증발가스 흡입유닛(42a)에 연결되는 제1 구동유체 공급라인(L2a), 증발가스 흡입유닛(42b)에 연결되는 제2 구동유체 공급라인(L2b) 및 증발가스 흡입유닛(42c)에 연결되는 제3 구동유체 공급라인(L2c)을 포함할 수 있고, 제1 조절밸브(V1)는, 제1 구동유체 공급라인(L2a) 상에 구비되며, 개도 조절을 통해 제1 구동유체 공급라인(L2a) 상에 유동하는 기화된 액화가스의 유량을 제어할 수 있고, 제2 조절밸브(V2)는, 제2 구동유체 공급라인(L2b) 상에 구비되며, 개도 조절을 통해 제2 구동유체 공급라인(L2b) 상에 유동하는 기화된 액화가스의 유량을 제어할 수 있다.
여기서 제2 조절밸브(V2)는, 제3 구동유체 공급라인(L2c) 상에도 구비되며, 삼방밸브로 형성되어, 개도 조절을 통해 제3 구동유체 공급라인(L2c) 상에 유동하는 기화된 액화가스의 유량을 제어할 수 있다.
이 경우 구동유체 공급라인(L2)은 별도의 감압장치를 구비하지 않을 수 있다.
이를 통해서 본 발명의 제3 실시예에서는, 본 발명의 제2 실시예에 비해서, 강제 기화기(401)의 생략이 가능해지고, 별도의 감압장치를 구비할 필요가 없이 복수 개의 증발가스 흡입유닛(42a,42b,42c)의 병렬 구비를 통해 액화가스 저장탱크(20)에서 흡입되는 증발가스의 유량을 제어할 수 있어, 시스템 구축 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템(4)은, 액화가스 저장탱크(20), 부스팅 펌프(21), 고압 펌프(22), 기화기(23), 추진엔진(31), 발전엔진(32), 버퍼탱크(402), 증발가스 흡입유닛(43a,43b), 재액화장치(51), 기액분리기(60) 및 제2 제어부(82)를 포함한다.
본 실시예는, 버퍼탱크(402), 제2 제어부(82) 및 증발가스 흡입라인(L9)이 추가되었으며, 제1 제어부(81)가 생략되었고, 그 외의 구성은 상기 제1 내지 제3 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제1 내지 제3 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템(4)을 설명하도록 한다.
본 발명의 제4 실시예에서는, 증발가스 흡입유닛(43a,43b)이 서로 직렬연결될 수 있다.
여기서 구동유체 공급라인(L2)은, 액화가스 공급라인(L1) 상에서 분기되어 증발가스 흡입유닛(43a)과 연결되는 제1 구동유체 공급라인(L2)과, 제1 구동유체 공급라인(L2) 상에서 분기되어 증발가스 흡입유닛(43b)에 연결되는 제2 구동유체 공급라인(L2a)으로 형성될 수 있고, 증발가스 흡입라인(L4)은, 제1 증발가스 흡입라인(L4)으로, 증발가스 흡입라인(L9)은, 제2 증발가스 흡입라인(L9)으로 명명될 수 있다.
구체적으로, 증발가스 흡입유닛(43a,43b)은, 제1 구동유체 공급라인(L2)으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스를 증발가스 흡입라인(L4)을 통해 흡입하는 제1 증발가스 흡입유닛(43a)과, 제2 구동유체 공급라인(L2a)으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 제1 증발가스 흡입유닛(43a)으로부터 토출되는 혼합유체를 증발가스 흡입라인(L9)을 통해 흡입하는 제2 증발가스 흡입유닛(43b)으로 구성될 수 있다.
여기서 제2 증발가스 흡입유닛(43b)은, 제1 증발가스 흡입유닛(43a)에서 토출되는 혼합가스를 흡입하여 추가로 가압하게되며, 가압된 혼합유체를 재액화장치(51) 또는 발전엔진(32)으로 공급할 수 있다.
이때, 제1 증발가스 흡입유닛(43a)에서 토출되는 제1 혼합유체는 제1 압력(3 내지 5bar)을 가지며, 제2 증발가스 흡입유닛(43b)에서 토출되는 제2 혼합유체는, 제1 압력보다 높은 제2 압력(6 내지 10bar)을 가질 수 있다.
이를 통해서 본 발명의 실시예에서 발전엔진(32)은, 별도의 펌프나 압축기 없이도, 제2 증발가스 흡입유닛(43b)을 통해 가압된 제2 혼합유체를 공급받아 구동될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 증발가스 제2 분기라인(L10)을 더 포함할 수 있다.
증발가스 제2 분기라인(L10)은, 증발가스 공급라인(L5) 상에서 분기되어 발전엔진(32)과 연결되며, 제2 증발가스 흡입유닛(43b)에서 토출된 제2 압력(6 내지 10bar)을 가진 제2 혼합유체를 발전엔진(32)으로 공급할 수 있다.
제2 제어부(82)는, 추진엔진(31)의 연료 소비량에 따라 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(43a,43b)의 구동 여부를 제어할 수 있다. 여기서 제2 제어부(82)는, 추진엔진(31), 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(43a,43b)과 유선 또는 무선으로 연결되어, 추진엔진(31)의 연료 소비량 정보를 전달받거나, 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(43a,43b)에 구동 신호를 전달할 수 있다.
구체적으로, 제2 제어부(82)는, 추진엔진(31)의 연료 소비량이 기설정 소비량 이상인 경우, 제1 증발가스 흡입유닛(43a)만 구동하여, 제1 혼합 유체만 재액화장치(51)로 공급되도록 제어하고, 추진엔진(31)의 연료 소비량이 기설정 소비량 미만인 경우, 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(43a,43b)을 모두 구동시켜, 제2 혼합유체가 발전엔진(32)으로 공급되도록 제어할 수 있다.
즉, 본 실시예에서는, 추진엔진(31)의 연료 소비량이 많으면 제1 증발가스 흡입유닛(43a)으로 유입되는 구동유체량이 줄어들게되므로, 제2 증발가스 흡입유닛(43b)은 구동을 정지하고 제1 증발가스 흡입유닛(43a)만 가동하여 3 내지 5bar(바람직하게는 4bar)로 토출되는 제1 혼합유체를 재액화장치(51)에만 공급하고, 추진엔진(31)의 연료 소비량이 적으면 제1 증발가스 흡입유닛(43a)으로 유입되는 구동유체량이 늘어나게 되므로, 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(43a,43b)을 모두 구동하여, 6 내지 10bar( 바람직하게는 6.5bar)로 토출되는 제2 혼합유체를 발전엔진(32)에 공급할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제4 실시예에서는, 제2 제어부(82)를 통해서 추진엔진(31)의 연료 소비량에 따라 재액화장치(51) 또는 발전엔진(32)에 증발가스를 선택적으로 소비할 수 있어, 증발가스 소비의 효율이 극대화되는 효과가 있다.
버퍼탱크(402)는, 제2 증발가스 흡입라인(L9) 상에 구비되어, 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(43a,43b)이 모두 구동되는 경우, 제2 구동유체 공급라인(L2a)을 통해 제2 증발가스 흡입유닛(43b)으로 공급되는 유체가 제1 증발가스 흡입유닛(43a)으로 역류되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 버퍼탱크(402)는, 제2 증발가스 흡입유닛(43b)을 통과하는 유체가 제1 증발가스 흡입유닛(43a)으로 역류하더라도 역류되는 유체가 임시저장되도록 하여 압력이 손실되도록 함으로써, 역류를 방지할 수 있고 이로 인해 액화가스 저장탱크(20)의 안전성이 증대되는 효과가 있다.
이와 같이 본 발명의 제4 실시예에서는, 증발가스 흡입유닛(43a,43b)을 복수 개 직렬로 배치하여, 별도의 승압장치 없이도 증발가스 흡입유닛(43a,43b)의 토출유체를 발전엔진(32)이 소비가능하도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는, 시스템 구축 비용이 절감되고, 증발가스 흡입유닛(43a,43b)을 펌프나 압축기 등의 복잡한 구동장치에 대신하여 사용하므로, 시스템 신뢰성 및 구동성능이 매우 향상되는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 처리 시스템(5)은, 액화가스 저장탱크(20), 부스팅 펌프(21), 고압 펌프(22), 기화기(23), 추진엔진(31), 발전엔진(32), 증발가스 흡입유닛(44), 재액화장치(51), 기액분리기(60) 및 제3 제어부(83)를 포함한다.
본 실시예는, 제1 실시예에서 발전엔진(32)으로 공급되는 연결라인이 증발가스 제1 분기라인(L3)에서 증발가스 제2 분기라인(L10)으로 변경되고, 제3 제어부(83)가 추가 구비되었으며, 그 외의 구성은 상기 제1 내지 제4 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제1 내지 제4 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 처리 시스템(5)을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에서는 유량조절 제1 밸브(B1), 공급제어밸브(B2)를 추가 구비할 수 있다. 여기서 유량조절 제1 밸브(B1), 공급제어밸브(B2)는 후술할 제3 제어부(83)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 제3 제어부(83)로부터 개도조절 구동 지시를 전달받을 수 있다.
유량조절 제1 밸브(B1)는, 증발가스 공급라인(L5) 상에 구비되어 제3 제어부(83)로부터 전달되는 구동 정보에 따라 증발가스 공급라인(L5) 상에 유동되는 증발가스의 유량을 제어할 수 있다.
공급제어밸브(B2)는, 증발가스 공급라인(L5) 상에 증발가스 제2 분기라인(L10)이 분기되는 지점에 구비되어 제3 제어부(83)로부터 전달되는 구동 정보에 따라 증발가스 공급라인(L5) 상에 유동되는 증발가스의 유량 방향을 발전엔진(32) 또는 재액화장치(51)로 공급할 지 여부를 제어할 수 있다.
제3 제어부(83)는, 증발가스 공급라인(L5) 상에 유동하는 혼합 유체의 유량을 제어하여, 증발가스 흡입라인(L4) 상에 유동하는 증발가스의 유량을 제어한다. 여기서 제3 제어부(83)는, 유량조절 제1 밸브(B1), 공급제어밸브(B2)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 개도조절 구동지시를 송신할 수 있고, 감지센서(81a)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 액화가스 저장탱크(20)의 내압정보를 수신할 수 있다.
구체적으로, 제3 제어부(83)는, 감지센서(81a)로부터 액화가스 저장탱크(20)의 내압 정보를 전달받아, 유량조절 제1 밸브(B1)를 제어할 수 있으며, 상세하게는, 제3 제어부(83)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 기설정압력 이상인 경우, 유량조절 제1 밸브(B1)의 개도를 늘려 액화가스 저장탱크(20)에서 발생된 증발가스가 증발가스 흡입라인(L4)으로 유입되는 양이 늘어나도록 제어하고, 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 기설정압력 미만인 경우, 유량조절 제1 밸브(B1)의 개도를 줄여 액화가스 저장탱크(20)에서 발생된 증발가스가 증발가스 흡입라인(L4)으로 유입되는 양이 줄어들도록 제어할 수 있다.
또한, 제3 제어부(83)는, 감지센서(81a)로부터 액화가스 저장탱크(20)의 내압 정보를 전달받아, 공급제어밸브(B2)를 제어할 수 있으며, 상세하게는, 제3 제어부(83)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 기설정압력 이상인 경우, 공급제어밸브(B2)의 재액화장치(51) 방향의 개도를 폐쇄하여 증발가스 흡입유닛(44)에서 토출되는 혼합유체가 발전엔진(32)으로만 공급되도록 제어하고, 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 기설정압력 미만인 경우, 공급제어밸브(B2)의 발전엔진(32) 방향의 개도를 폐쇄하여 증발가스 흡입유닛(44)에서 토출되는 혼합유체가 재액화장치(51)로만 공급되도록 제어할 수 있다. 물론, 이 경우 발전엔진(32)으로 공급되는 혼합유체는 별도의 가압장치에 의해서 6 내지 10bar(바람직하게는 6.5bar)로 가압되어 공급될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제5 실시예에서는, 증발가스 흡입유닛(44)에서 흡입되는 증발가스의 유량 또는 압력을 조절하지 않고, 증발가스 흡입유닛(44)에서 토출되는 혼합유체의 유량 또는 압력을 제어하여 액화가스 저장탱크(20)에서 흡입되는 증발가스의 흡입량을 제어할 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 제5 실시예에서는, 증발가스 흡입라인(L4) 상에 별도의 감압장치 또는 밸브가 없어도 액화가스 저장탱크(20)에서 흡입되는 증발가스의 흡입량을 제어할 수 있게 되어, 효과적인 증발가스의 처리가 가능해지는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 처리 시스템(6)은, 액화가스 저장탱크(20), 부스팅 펌프(21), 고압 펌프(22), 기화기(23), 추진엔진(31), 발전엔진(32), 증발가스 흡입유닛(45), 재액화장치(51), 기액분리기(60) 및 제4 제어부(84)를 포함한다.
본 실시예는, 제5 실시예에서 제3 제어부(83)가 제4 제어부(84)로 변경되고, 유량조절 제1 밸브(B1), 공급제어밸브(B2) 대신 유량조절 제2 밸브(B3)가 추가 구비되었으며, 그 외의 구성은 상기 제1 내지 제5 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제1 내지 제5 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 처리 시스템(6)을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에서는 유량조절 제2 밸브(B3)를 추가 구비할 수 있다. 여기서 유량조절 제2 밸브(B3)는 후술할 제4 제어부(84)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 제4 제어부(84)로부터 개도조절 구동 지시를 전달받을 수 있다.
유량조절 제2 밸브(B3)는, 구동유체 공급라인(L2) 상에 구비되어 제4 제어부(84)로부터 전달되는 구동 정보에 따라 구동유체 공급라인(L2) 상에 유동되는 증발가스의 유량을 제어할 수 있다.
제4 제어부(84)는, 구동유체 공급라인(L2) 상에 유동하는 기화된 액화가스의 유량을 제어하여, 증발가스 흡입라인(L4) 상에 유동하는 증발가스의 유량을 제어한다. 여기서 제4 제어부(84)는, 유량조절 제2 밸브(B3)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 개도조절 구동지시를 송신할 수 있고, 감지센서(81a)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 액화가스 저장탱크(20)의 내압정보를 수신할 수 있다.
구체적으로, 제4 제어부(83)는, 감지센서(81a)로부터 액화가스 저장탱크(20)의 내압 정보를 전달받아, 유량조절 제2 밸브(B3)를 제어할 수 있으며, 상세하게는, 제4 제어부(84)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 기설정압력 이상인 경우, 유량조절 제2 밸브(B3)의 개도를 늘려 액화가스 저장탱크(20)에서 발생된 증발가스가 증발가스 흡입라인(L4)으로 유입되는 양이 늘어나도록 제어하고, 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 기설정압력 미만인 경우, 유량조절 제2 밸브(B3)의 개도를 줄여 액화가스 저장탱크(20)에서 발생된 증발가스가 증발가스 흡입라인(L4)으로 유입되는 양이 줄어들도록 제어할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제6 실시예에서는, 증발가스 흡입유닛(45)에서 흡입되는 증발가스의 유량 또는 압력을 조절하지 않고, 증발가스 흡입유닛(45)으로 유입되는 구동유체의 유량 또는 압력을 제어하여 액화가스 저장탱크(20)에서 흡입되는 증발가스의 흡입량을 제어할 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 제6 실시예에서는, 증발가스 흡입라인(L4) 상에 별도의 감압장치 또는 밸브가 없어도 액화가스 저장탱크(20)에서 흡입되는 증발가스의 흡입량을 제어할 수 있게 되어, 효과적인 증발가스의 처리가 가능해지는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 따른 가스 처리 시스템(7)은, 액화가스 저장탱크(20), 부스팅 펌프(21), 고압 펌프(22), 기화기(23), 추진엔진(31), 증발가스 흡입유닛(46a,46b), 재액화장치(51), 기액분리기(60) 및 제5 제어부(85)를 포함한다.
본 실시예는, 제3 실시예에서 제5 제어부(85), 제1 밸브(B4) 및 제2 밸브(B5)가 추가 구비되었으며, 그 외의 구성은 상기 제1 내지 제6 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제1 내지 제6 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 7을 참조하여 본 발명의 제7 실시예에 따른 가스 처리 시스템(7)을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에서는 증발가스 흡입유닛(46a,46b)이 복수 개 형성되어 병렬연결될 수 있으며, 일례로 증발가스 흡입유닛(46a,46b)은, 제1 증발가스 흡입유닛(46a) 및 제2 증발가스 흡입유닛(46b)일 수 있다.
제1 증발가스 흡입유닛(46a)은, 증발가스 흡입 처리량이 시간당 고정용량형 또는 가변용량형일 수 있으며, 제2 증발가스 흡입유닛(46a)은, 증발가스 흡입 처리량이 시간당 고정용량형 일 수 있다. 여기서 제1 증발가스 흡입유닛(46a)은, 증발가스 흡입 처리량이 시간당 가변용량형인 경우 가변형 이젝터일 수 있고, 후술할 제5 제어부(85)와 유선 또는 무선으로 연결되어 구동지시를 전달받을 수 있다.
제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(46a)이 증발가스 흡입 처리량이 시간당 고정용량형인 경우, 증발가스 흡입 처리량이 구동유체 공급라인(L2)으로부터 200bar 내지 400bar의 기화된 액화가스를 공급받는 경우에 시간당 1500kg 일 수 있고, 제1 증발가스 흡입유닛(46a)이 증발가스 흡입 처리량이 시간당 가변용량형인 경우, 즉, 가변형 이젝터인 경우, 증발가스 흡입 처리량이 구동유체 공급라인(L2)으로부터 200bar 내지 400bar의 기화된 액화가스를 공급받는 경우에 시간당 1000kg 내지 1700kg으로 가변적일 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서 구동유체 공급라인(L2)은, 제1 증발가스 흡입유닛(46a)과 연결되는 제1 구동유체 공급라인(L2a)과 제2 증발가스 흡입유닛(46b)과 연결되는 제2 구동유체 공급라인(L2b)으로 형성될 수 있으며, 증발가스 흡입라인(L4)은, 제1 증발가스 흡입유닛(46a)과 연결되는 제1 증발가스 흡입라인(L4a)과 제2 증발가스 흡입유닛(46b)과 연결되는 제2 증발가스 흡입라인(L4b)으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 제1 밸브(B4) 및 제2 밸브(B5)를 추가 구비할 수 있다. 여기서 제1 밸브(B4) 및 제2 밸브(B5)는 후술할 제5 제어부(85)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 제5 제어부(85)로부터 구동 지시를 전달받을 수 있다.
제1 밸브(B4)는, 제1 구동유체 공급라인(L2a) 상에 구비되어 제5 제어부(85)로부터 전달되는 구동 정보에 따라 제1 구동유체 공급라인(L2a) 상에 유동되는 증발가스의 유량을 제어할 수 있다. 여기서 제1 밸브(B4)는, 개도를 단속적으로 온(On) 또는 오프(Off)시키는 온-오프(On-Off)밸브일 수 있으며, 또는 제1 구동유체 공급라인(L2a) 상에 유동하는 기화된 액화가스를 감압하는 감압밸브일 수 있다.
제2 밸브(B5)는, 제2 구동유체 공급라인(L2b) 상에 구비되어 제5 제어부(85)로부터 전달되는 구동 정보에 따라 제2 구동유체 공급라인(L2b) 상에 유동되는 증발가스의 유량을 제어할 수 있다. 여기서 제2 밸브(B5)는, 개도를 단속적으로 온(On) 또는 오프(Off)시키는 온-오프(On-Off)밸브일 수 있다.
제5 제어부(85)는, 선박의 항해 상태에 따라 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(46a,46b)이 증발가스를 흡입하는 양을 제어할 수 있다. 여기서 제5 제어부(85)는, 제1 및 제2 밸브(B4,B5)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 개도조절 구동지시를 송신할 수 있고, 제1 증발가스 흡입유닛(46a)과 유선 또는 무선으로 연결되어, 흡입용량가변제어 지시를 송신할 수 있으며, 감지센서(81a)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 액화가스 저장탱크(20)의 내압정보를 수신할 수 있다.
제5 제어부(85)는, 제1 밸브(B4) 및 제2 밸브(B5)가 모두 온-오프밸브인 제1 온-오프밸브(B4) 및 제2 온-오프밸브(B5)인 경우, 제1 온-오프밸브(B4) 및 제2 온-오프밸브(B5)의 개도를 조절하여, 선박의 항해 상태에 따라 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(46a,46b)이 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스를 흡입하는 양을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제5 제어부(85)는, 감지센서(81a)에서 측정된 내압이 제1 기설정압력 범위 내이면, 제1 및 제2 온-오프밸브(B4,B5)의 개도를 모두 개방(On)하도록 제어하고, 감지센서(81a)에서 측정된 내압이 제2 기설정압력 범위 내이면, 제1 온-오프밸브(B4)의 개도만 개방(On)하도록 제어할 수 있다.
이를 통해서 공선 항해시 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스량인 약 1500kg/h를 제1 증발가스 흡입유닛(46a)만이 처리하도록 하고, 만선 행해시 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스량인 약 3000kg/h를 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(46a,46b)이 처리하도록 함으로써, 증발가스 흡입유닛(46a,46b)의 구동유체를 별도로 감압시킬 필요없이 증발가스 흡입유닛(46a,46b)의 흡입 증발가스량을 단속적으로 제어할 수 있어, 구동 신뢰성이 향상되고 구축 비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 제5 제어부(85)는, 제1 밸브(B4)가 감압밸브(B4)이고 제2 밸브(B5)가 온-오프밸브(B5)인 경우, 감압밸브(B4) 및 온-오프밸브(B5)의 개도를 조절하여, 선박의 항해 상태에 따라 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(46a,46b)이 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스를 흡입하는 양을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제5 제어부(85)는, 감지센서(81a)에서 측정된 내압이 제1 기설정압력 범위 내이면, 온-오프밸브(B5)의 개도를 폐쇄(Off)하고, 감압밸브(B4)를 제어하여, 제1 증발가스 흡입유닛(46a)만이 액화가스 저장탱크(20) 에서 발생된 증발가스를 가변적으로 흡입하도록 제어하고, 감지센서(81a)에서 측정된 내압이 제2 기설정압력 범위 내이면, 온-오프밸브(B5)의 개도를 개방(On)하고, 갑압밸브(B4)를 제어하여, 제2 증발가스 흡입유닛(46b)이 증발가스를 일정 흡입량으로 흡입함과 동시에 제1 증발가스 흡입유닛(46a)이 증발가스를 가변 흡입량으로 흡입하도록 제어할 수 있다.
이를 통해서 공선 항해시 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스량인 약 1000kg/h~1700kg/h를 제1 증발가스 흡입유닛(46a)만이 처리하도록 하고, 만선 행해시 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스량인 약 2500kg/h~3200kg/h를 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(46a,46b)이 처리하도록 함과 동시에 공선 또는 만선 행해시 다양하게 변동되는 증발가스의 양(1000~1700kg/h 또는 2500~3200Kg/h)을 탄력적으로 처리할 수 있도록 함으로써, 증발가스 흡입유닛(46a,46b)의 구동유체를 별도로 감압시킬 필요없이 증발가스 흡입유닛(46a,46b)의 흡입 증발가스량을 일부 단속 일부 가변적으로 제어할 수 있어, 구동 신뢰성이 향상되고 구축 비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 제1 증발가스 흡입유닛(46a)이 가변형 이젝터인 경우, 제1 밸브(B4)가 생략될 수 있고, 제2 밸브(B5)만이 온-오프밸브(B5)로서 구비될 수 있다.
이때, 제5 제어부(85)는, 제1 증발가스 흡입유닛(46a) 및 온-오프밸브(B5)를 제어하여, 선박의 항해 상태에 따라 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(46a,46b)이 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스를 흡입하는 양을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제5 제어부(85)는, 감지센서(81a)에서 측정된 내압이 제1 기설정압력 범위 내이면, 온-오프밸브(B5)의 개도를 폐쇄(Off)하여, 제1 증발가스 흡입유닛(46a) 만이 액화가스 저장탱크(20)에서 발생된 증발가스를 가변적을 흡입하도록 제어하고, 감지센서(81a)에서 측정된 내압이 제2 기설정압력 범위 내이면, 온-오프밸브(B5)의 개도를 개방(On)하여, 제2 증발가스 흡입유닛(46b)이 증발가스를 일정 흡입량으로 흡입함과 동시에 제1 증발가스 흡입유닛(46a)이 증발가스를 가변 흡입량으로 흡입하도록 제어할 수 있다.
이를 통해서 공선 항해시 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스량인 약 1500kg/h를 제2 증발가스 흡입유닛(46b)만이 처리하도록 하고, 만선 행해시 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스량인 약 3000kg/h를 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛(46a,46b)이 처리하도록 함과 동시에 만선 행해시 다양하게 변동되는 증발가스의 양(2500kg/h~3200Kg/h)을 탄력적으로 처리할 수 있도록 함으로써, 증발가스 흡입유닛(46a,46b)의 구동유체를 별도로 감압시킬 필요없이 증발가스 흡입유닛(46a,46b)의 흡입 증발가스량을 일부 단속 일부 가변적으로 제어할 수 있어, 구동 신뢰성이 향상되고 구축 비용이 절감되는 효과가 있다.
여기서 제1 기설정압력은, 선박이 만선 항해(Laden Voyage)인 경우에 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스에 의해 형성되는 내압이며, 제2 기설정압력은 선박이 공선 항해(Ballast Voyage)인 경우에 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스에 의해 형성되는 내압이다.
일례로 제1 기설정압력은, 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스량이 1400 내지 1600kg/h인 경우에 형성되는 내압이며, 제2 기설정압력은 액화가스 저장탱크(20)에서 발생되는 증발가스량이 2900 내지 3100kg/h인 경우에 형성되는 내압일 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(7) 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크(20)에서 수요처(31,51)로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제8 실시예에 따른 가스 처리 시스템(8)은, 액화가스 저장탱크(20), 부스팅 펌프(21), 고압 펌프(22), 기화기(23), 추진엔진(31), 증발가스 흡입유닛(47), 재액화장치(51) 및 기액분리기(60)를 포함한다.
본 실시예는, 제1 실시예에서 기화기(23)의 구성이 변경되었으며, 그 외의 구성은 상기 제1 내지 제7 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제1 내지 제7 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 8을 참조하여 본 발명의 제8 실시예에 따른 가스 처리 시스템(8)을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에서 기화기(23)는, 증발가스 공급라인(L5)이 추가로 경유되어 증발가스 흡입유닛(47)에서 토출되는 혼합유체를 공급받을 수 있으며, 증발가스 흡입유닛(47)에서 토출되는 혼합유체와 고압 펌프(22)로부터 공급되는 액화가스를 열교환하여, 고압 펌프(22)로부터 공급되는 액화가스를 기화시킬 수 있다.
구체적으로, 기화기(23)는, 증발가스 공급라인(L5)상의 증발가스 흡입유닛(47)과 재액화장치(51) 사이에 구비될 수 있으며, 이와 동시에 액화가스 공급라인(L1) 상의 고압 펌프(22)와 추진엔진(31) 사이에 구비될 수 있고, 이를 통해서 기화기(23)는, 고압 펌프(22)로부터 공급되는 액화가스와 증발가스 흡입유닛(47)으로부터 공급되는 혼합유체를 열교환할 수 있다.
여기서 기화기(23)는, 재액화장치(51) 측면에서 보면 예냉기일 수 있다.
이를 통해서 본 발명의 실시예에서는, 기화기(23)에 공급되는 열원을 추가로 구비할 필요가 없어, 구축 비용이 절감되고, 이와 더불어 재액화장치(51)로 공급될 혼합유체를 예냉(Pre-cooling)할 수 있어, 재액화장치(51)의 구동효율이 증대되는효과가 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(8) 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크(20)에서 수요처(31,51)로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다.
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제9 실시예에 따른 가스 처리 시스템(9)은, 액화가스 저장탱크(20), 부스팅 펌프(21), 고압 펌프(22), 기화기(23), 추진엔진(31), 발전엔진(32), 가변주파수구동펌프(403), 강제기화기(404), 증발가스 흡입유닛(48), 재액화장치(51) 및 기액분리기(60)를 포함한다.
본 실시예는, 제5 및 제6 실시예에서 구동유체 공급라인(L2)이 구동유체 공급라인(L11)으로 변경되었고, 가변주파수구동펌프(403), 강제기화기(404)가 추가되었으며, 유량조절 제1 밸브(B1), 공급제어밸브(B2) 및 유량조절 제2 밸브(B2)가 생략되었으며, 그 외의 구성은 상기 제1 내지 제8 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제1 내지 제8 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 9를 참조하여 본 발명의 제9 실시예에 따른 가스 처리 시스템(9)을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에서는, 구동유체 공급라인(L11)이 부스팅 펌프(21)와 고압 펌프(22) 사이에서 분기되어, 증발가스 흡입유닛(48)에 연결될 수 있으며, 구동유체 공급라인(L11) 상에 가변주파수구동펌프(403) 및 강제기화기(404)를 추가구비할 수 있다.
물론, 이 경우, 구동유체 공급라인(L11) 상에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.
이를 통해서 본 발명의 실시예에서는, 증발가스 흡입유닛(48)의 상류에 별도의 감압장치를 구비하지 않고, 그 대신 가변주파수구동펌프(403)와 강제기화기(404)를 통해서 액화가스를 증발가스 흡입유닛(48)에 공급함으로써, 증발가스 흡입유닛(48)이 구동유체 공급라인(L11) 상에 별도의 감압장치를 구비하지 않고도 액화가스 저장탱크(20)에서 흡입되는 증발가스의 양을 제어할 수 있는 효과가 있다.
가변주파수구동펌프(403; VFD Pump)는, 구동유체 공급라인(L11) 상에 구비되며, 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 액화가스를 가압하여, 증발가스 흡입유닛(48)으로 공급한다.
가변주파수구동펌프(403)는, 액화가스 공급라인(L1) 상에서 부스팅 펌프(21)로부터 공급되는 액화가스를 공급받아 가변적으로 가압하여 증발가스 흡입유닛(48)에 공급할 수 있다.
강제기화기(404)는, 구동유체 공급라인(L11) 상의 가변주파수구동펌프(403)와 증발가스 흡입유닛(48) 사이에 구비되며, 가변주파수구동펌프(403)로부터 공급되는 액화가스를 기화시켜 증발가스 흡입유닛(48)에 공급할 수 있다.
여기서 강제기화기(404)는, 액화가스를 기화시킬 열원으로 추진엔진(31) 또는 발전엔진(32)에서 배출되는 배기가스 또는 추진엔진(31) 또는 발전엔진(32)에서 사용되는 윤활유 또는 해수를 사용할 수 있고, 별도의 열원 공급장치(글리콜 워터 순환 시스템 등)를 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(9) 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크(20)에서 수요처(31,51)로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다.
도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제10 실시예에 따른 가스 처리 시스템(10)은, 액화가스 저장탱크(20), 부스팅 펌프(21), 고압 펌프(22), 기화기(23), 추진엔진(31), 발전엔진(32), 증발가스 흡입유닛(49), 재액화장치(51), 기액분리기(60), 구동유체 공급라인(L12) 및 제6 제어부(86)를 포함한다.
본 실시예는, 제5 및 제6 실시예에서 구동유체 공급라인(L2)이 구동유체 공급라인(L12)으로, 제3 및 제4 제어부(84,84)가 제6 제어부(86)로 변경되었고, 유량조절 제1 밸브(B1), 공급제어밸브(B2) 및 유량조절 제2 밸브(B2)가 제1 내지 제3 밸브(B6~B8)로 변경되었으며, 그 외의 구성은 상기 제1 내지 제9 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제1 내지 제9 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 10을 참조하여 본 발명의 제10 실시예에 따른 가스 처리 시스템(10)을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에서는, 구동유체 공급라인(L12)이 액화가스 공급라인(L1)의 기화기(23)와 추진엔진(31) 사이에서 분기되며, 각각 병렬로 구비되는 제1 내지 제3 구동유체 공급라인(L12a,L12b,L12c)을 포함할 수 있다.
제1 구동유체 공급라인(L12a)은, 액화가스 공급라인(L1)의 기화기(23)와 추진엔진(31) 사이에서 분기되어 증발가스 흡입유닛(49)과 연결될 수 있으며, 제1 밸브(B6)를 구비할 수 있다.
여기서 제1 구동유체 공급라인(L12a)은, 유동저항이 대략 50bar에 해당될 수 있다.
제2 구동유체 공급라인(L12b)은, 일단이 액화가스 공급라인(L1)의 기화기(23)와 추진엔진(31) 사이에서 분기되어 제1 구동유체 공급라인(L12a)과 병렬로 마련될 수 있으며, 타단이 제1 구동유체 공급라인(L12a)에 합류되도록 연결될 수 있다.
여기서 제2 구동유체 공급라인(L12b)은, 제1 구동유체 공급라인(L12a)에 비해 유동저항(라인의 마찰계수에 비례하는 저항)이 상이할 수 있으며, 일례로 제2 구동유체 공급라인(L12b)은, 유동저항에 의해 기화된 액화가스가 증발가스 흡입유닛(49)으로 공급시 대략 20bar의 갑압을 구현할 수 있다.
또한, 제2 구동유체 공급라인(L12b)은, 제2 밸브(B7)를 구비할 수 있다.
제3 구동유체 공급라인(L12c)은, 일단이 액화가스 공급라인(L1)의 기화기(23)와 추진엔진(31) 사이에서 분기되어 제1 및 제2 구동유체 공급라인(L12a,L12b)과 병렬로 마련될 수 있으며, 타단이 제1 구동유체 공급라인(L12a)에 합류되도록 연결될 수 있다.
여기서 제3 구동유체 공급라인(L12c)은, 제1 및 제2 구동유체 공급라인(L12a,L12b)에 비해 유동저항(라인의 마찰계수에 비례하는 저항)이 상이할 수 있으며, 일례로 제3 구동유체 공급라인(L12c)은, 유동저항에 의해 기화된 액화가스가 증발가스 흡입유닛(49)으로 공급시 대략 10bar의 갑압을 구현할 수 있다.
또한, 제3 구동유체 공급라인(L12c)은, 제3 밸브(B8)를 구비할 수 있다.
제1 밸브(B6) 내지 제3 밸브(B8)는 후술할 제6 제어부(86)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 제6 제어부(86)로부터 구동 지시를 전달받을 수 있다.
제6 제어부(86)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내압에 따라 증발가스 흡입유닛(49)이 증발가스를 흡입하는 양을 제1 내지 제3 밸브(B6~B8)를 통해서 제어할 수 있다. 여기서 제6 제어부(86)는, 제1 내지 제3 밸브(B6~B8)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 개도조절 구동지시를 송신할 수 있고, 감지센서(81a)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 액화가스 저장탱크(20)의 내압정보를 수신할 수 있다.
구체적으로, 제6 제어부(86)는, 감지 센서(81a)로부터 액화가스 저장탱크(20)의 내압 정보를 전달받아, 제1 내지 제3 밸브(B6~B8)의 개도를 제어할 수 있다.
이하에서는 제6 제어부(86)의 제어구동을 상세히 상술하도록 하겠으며, 서술의 명확성을 위해서 제6 제어부(86)가 제어하는 밸브를 제1 내지 제3 밸브(B6~B8에서 제1 및 제2 밸브(B6~B7)로 한정하도록 한다.
제6 제어부(86)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 기설정압력 이상인 경우 제2 밸브(B7)의 개도를 폐쇄하고, 제1 밸브(B6)의 개도만 개방하여, 증발가스 흡입유닛(49)으로 공급되는 기화된 액화가스의 압력이 높아지도록 제어하고, 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 기설정압력 미만인 경우, 제1 및 제2 밸브(B6,B7)의 개도를 모두 개방하여, 증발가스 흡입유닛(49)으로 공급되는 기화된 액화가스의 압력이 낮아지도록 제어할 수 있다.
이를 통해서 본 발명의 실시예에서는, 증발가스 흡입유닛(49)의 상류에 별도의 감압장치를 구비하지 않고, 그 대신 복수 개 병렬 구비되는 유동저항이 서로 상이한 구동유체 공급라인(L12a,L12b,L12c)을 통해서 액화가스를 증발가스 흡입유닛(49)에 공급함으로써, 증발가스 흡입유닛(49)이 구동유체 공급라인(L12a,L12b,L12c) 상에 별도의 감압장치를 구비하지 않고도 액화가스 저장탱크(20)에서 흡입되는 증발가스의 양을 제어할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(10) 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크(20)에서 수요처(31,51)로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 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.
1~10: 가스 처리 시스템 20: 액화가스 저장탱크
21: 부스팅 펌프 22: 고압 펌프
23: 기화기 31: 추진엔진
32: 발전엔진 41~49: 증발가스 흡입유닛
401: 강제기화기 402: 버퍼 탱크
403: 가변주파수구동펌프 404: 강제기화기
51~52:재액화장치 60: 기액분리기
71: 샤프트 제너레이터 81~86: 제1 내지 제6 제어부
81a: 감지센서
L1: 액화가스 공급라인 L2: 구동유체 공급라인
L3: 증발가스 제1 분기라인 L4: 증발가스 흡입라인
L5: 증발가스 공급라인 L6: 제1 리턴라인
L7: 제2 리턴라인 L8: 구동유체 공급라인
L9: 증발가스 흡입라인 L10: 증발가스 제2 분기라인
L11: 구동유체 공급라인 L12: 구동유체 공급라인
V1: 제1 조절밸브 V2: 제2 조절밸브
B1: 유량조절 제1 밸브 B2: 공급제어밸브
B3: 유량조절 제2 밸브 B4: 제1 밸브
B5: 제2 밸브 B6: 제1 밸브
B7: 제2 밸브 B8: 제3 밸브
S: 프로펠러 축 P: 프로펠러

Claims (13)

  1. 액화가스 저장탱크와 추진엔진을 연결하며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 공급하는 액화가스 공급라인;
    상기 액화가스 공급라인에서 분기되는 구동유체 공급라인;
    상기 구동유체 공급라인으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 흡입하는 제1 증발가스 흡입유닛;
    상기 구동유체 공급라인으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 상기 제1 증발가스 흡입유닛으로부터 토출되는 혼합 유체를 흡입함으로써, 상기 혼합 유체를 가압하는 제2 증발가스 흡입유닛; 및
    상기 제2 증발가스 흡입유닛으로 공급되는 유체가 상기 제1 증발가스 흡입유닛으로 역류되는 것을 방지하는 버퍼탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 증발가스 흡입유닛은, 제1 압력을 가진 제1 혼합 유체를 토출하고,
    상기 제2 증발가스 흡입유닛은, 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력을 가진 제2 혼합 유체를 토출하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  3. 제 2 항에 있어서,
    선박에서 사용되는 전력을 발생시키며, 상기 제2 압력을 가진 연료를 소비하는 발전엔진을 더 포함하고,
    상기 발전엔진은,
    별도의 펌프없이 상기 제2 증발가스 흡입유닛을 통해 가압된 상기 제2 혼합 유체를 공급받아 소비하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액화가스 저장탱크와 상기 제1 증발가스 흡입유닛을 연결하는 제1 증발가스 흡입라인;
    상기 제1 증발가스 흡입유닛과 상기 제2 증발가스 흡입유닛을 연결하는 제2 증발가스 흡입라인;
    상기 제2 증발가스 흡입유닛과 상기 발전엔진을 연결하는 제1 증발가스 공급라인; 및
    상기 제2 증발가스 흡입유닛과 재액화장치를 연결하는 제2 증발가스 공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 추진엔진의 연료 소비량에 따라 상기 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛의 구동 여부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  6. 액화가스 저장탱크와 추진엔진을 연결하며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 공급하는 액화가스 공급라인;
    상기 액화가스 공급라인에서 분기되는 구동유체 공급라인;
    상기 구동유체 공급라인으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 흡입하는 제1 증발가스 흡입유닛;
    상기 구동유체 공급라인으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 상기 제1 증발가스 흡입유닛으로부터 토출되는 혼합 유체를 흡입함으로써, 상기 혼합 유체를 가압하는 제2 증발가스 흡입유닛;
    상기 제2 증발가스 흡입유닛으로부터 공급되는 혼합유체를 소비하여, 선박에서 사용되는 전력을 발생시키는 발전엔진;
    상기 제2 증발가스 흡입유닛으로부터 공급되는 혼합유체를 재액화하는 재액화장치; 및
    상기 추진엔진의 연료 소비량에 따라 상기 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛의 구동 여부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 추진엔진의 연료 소비량이 기설정 소비량 이상인 경우, 상기 제1 증발가스 흡입유닛만 구동하여, 상기 제1 증발가스 흡입유닛에서 토출되는 혼합 유체만 상기 재액화장치로 공급되도록 제어하고,
    상기 추진엔진의 연료 소비량이 기설정 소비량 미만인 경우, 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛을 모두 구동시켜, 상기 제2 증발가스 흡입유닛에서 토출되는 혼합유체가 상기 발전엔진으로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 버퍼탱크는,
    상기 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛이 모두 구동되는 경우, 상기 제2 증발가스 흡입라인을 통해 상기 제2 증발가스 흡입유닛으로 공급되는 유체가 상기 제1 증발가스 흡입유닛으로 역류되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 1 내지 10bar로 가압하는 부스팅 펌프;
    상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 부스팅 펌프로부터 액화가스를 공급받아 200 내지 400bar로 가압하는 고압 펌프; 및
    상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 펌프로부터 가압된 액화가스를 공급받아 기화시키는 기화기를 더 포함하고,
    상기 구동유체 공급라인은,
    상기 액화가스 공급라인 상의 상기 기화기 하류에서 분기되어 상기 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛과 연결되는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  9. 제 8 항에 있어서,
    재액화장치와 상기 액화가스 저장탱크를 연결하는 리턴라인; 및
    상기 리턴라인 상에 구비되며, 상기 재액화장치에서 재액화된 혼합 유체를 기상과 액상으로 분리하는 기액분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 추진엔진은,
    고압가스 분사엔진(MEGI)인 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 압력은, 4 내지 5bar의 압력이고,
    상기 제2 압력은 6bar 내지 10bar인 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  12. 액화가스 저장탱크와 추진엔진을 연결하며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 공급하는 액화가스 공급라인;
    상기 액화가스 공급라인에서 분기되는 구동유체 공급라인;
    상기 구동유체 공급라인으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 흡입하는 제1 증발가스 흡입유닛;
    상기 구동유체 공급라인으로부터 기화된 액화가스를 공급받아 상기 제1 증발가스 흡입유닛으로부터 토출되는 혼합 유체를 흡입함으로써, 상기 혼합 유체를 가압하는 제2 증발가스 흡입유닛;
    상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 1 내지 10bar로 가압하는 부스팅 펌프;
    상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 부스팅 펌프로부터 액화가스를 공급받아 200 내지 400bar로 가압하는 고압 펌프;
    상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 펌프로부터 가압된 액화가스를 공급받아 기화시키는 기화기를 포함하고,
    상기 구동유체 공급라인은,
    상기 액화가스 공급라인 상의 상기 부스팅 펌프와 상기 고압 펌프 사이에서 분기되어 상기 제1 및 제2 증발가스 흡입유닛과 연결되고, 상기 부스팅 펌프로부터 공급되는 액화가스를 강제 기화시키는 강제기화기를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 추진엔진은,
    저압가스 분사엔진(XDF)인 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.

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