KR101960213B1 - An apparatus for feeding a combustible gas to a gas consuming member and liquefying the combustible gas - Google Patents

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이노베이티브 크라이오제닉 시스템즈, 인크.
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Abstract

본 발명은 가스 소비 부재(3, 4, 5)에 가연성 가스를 급송하고 상기 가연성 가스를 액화하기 위한 설비(1)에 관련하며, 설비(1)는 - 밀폐 및 단열 탱크(2); - 강제 기화 디바이스(10)- 강제 기화 디바이스는 - 가연성 가스와 접촉하도록 의도된 기화 챔버(13, 14); 및 - 탱크(2)로부터 액체 페이즈 가연성 가스 스트림을 인출하고 기화 챔버(13, 14)의 내부 공간(15)에서 이를 기화시키도록 배열된 입구 회로(11)를 포함함 -; - 기화 챔버(13, 14) 내에서 기화된 가연성 가스를 가열하도록 기화 챔버(13, 14)에 연결된 제1 채널(25)을 포함하는 열 교환기(20); - 열 교환기(20)의 제1 채널(25)에, 그리고, 3방 커넥터(29)에 연결된 압축기(27)- 3방 커넥터는 가연성 가스 스트림의 제1 부분을 가스 소비 부재(5)에 반송하고, 가연성 가스의 제2 부분을 냉각시키기 위해 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 열 교환기(20)의 제2 채널(26)에 반송함 -; 및 - 상류에서 열 교환기(20)의 제2 채널(26)의 출구(26b)에 연결되고, 하류에서 탱크(2)로 이어지는 복귀 회로(34)에 연결되는 팽창 디바이스(33)를 포함한다.The present invention relates to a facility (1) for feeding a combustible gas to a gas consuming member (3, 4, 5) and liquefying the combustible gas, the facility (1) comprising: - a sealing and adiabatic tank (2); - a forced vaporization device (10), the forced vaporization device comprising: - a vaporization chamber (13, 14) intended to contact a combustible gas; And an inlet circuit (11) arranged to draw the liquid phase combustible gas stream from the tank (2) and to vaporize it in the internal space (15) of the gasification chambers (13, 14); - a heat exchanger (20) comprising a first channel (25) connected to the gasification chambers (13, 14) to heat the combustible gas vaporized in the gasification chambers (13, 14); A three-way connector is connected to the first channel 25 of the heat exchanger 20 and to the compressor 27 connected to the three-way connector 29 to deliver the first portion of the combustible gas stream to the gas consuming member 5 And conveying a second portion of the combustible gas stream to the second channel (26) of the heat exchanger (20) to cool the second portion of the combustible gas; And an expansion device 33 connected to the outlet 26b of the second channel 26 of the heat exchanger 20 upstream and connected to the return circuit 34 downstream from the tank 2.

Figure R1020177036781
Figure R1020177036781

Description

가스 소비 부재에 가연성 가스를 급송하고 상기 가연성 가스를 액화하기 위한 설비An apparatus for feeding a combustible gas to a gas consuming member and liquefying the combustible gas

본 발명은 가연성 가스, 예컨대, 액화 천연 가스(LNG)를 처리하기 위한 설비의 분야에 관련한다.The present invention relates to the field of facilities for the treatment of flammable gases such as liquefied natural gas (LNG).

본 발명은 더 특정하게는 한편으로는 가스 소비 부재에 가연성 가스를 급송하고, 다른 한편으로는 상기 가연성 가스를 액화하기 위한 설비에 관한 것이다.The present invention more particularly relates to a device for feeding a combustible gas to a gas consuming member on the one hand and liquefying the combustible gas on the other hand.

액화 천연 가스는 밀폐된 단열 탱크내에 극저온 온도에서 액체/증기 2-페이즈 평형 상태로 저장된다. 액화 천연 가스 저장 탱크의 단열 배리어는 탱크의 내용물을 가열하는 경향이 있는 열 유동의 현장이며, 이는 액화 천연 가스의 증발에 의해 반영된다. 자연적 증발에 의해 유래된 가스는 가스 소비 부재에 급송되어 그를 업그레이드하기 위해 사용된다. 따라서, 예로서 메탄 탱커(tanker)에서, 증발된 가스는 온보드 장비의 기능을 위해 필요한 전기를 공급하는 전력 발전기 또는 배를 추진하기 위한 파워트레인에 대한 급송에 사용된다. 그러나, 비록 이런 관행이 탱크 내에서의 자연적 증발로부터 유래된 가스를 업그레이드할 수는 있게 하지만, 그 양을 감소시킬 수는 없다.Liquefied natural gas is stored in a liquid / vapor two-phase equilibrium state at a cryogenic temperature in a sealed thermal insulation tank. The insulating barrier of a liquefied natural gas storage tank is the field of heat flow that tends to heat the contents of the tank, which is reflected by the evaporation of liquefied natural gas. Gas derived from natural evaporation is sent to the gas consuming member and used to upgrade it. Thus, for example, in a methane tanker, the vaporized gas is used to feed a power generator to supply the electricity needed for the function of the onboard equipment, or a powertrain to propel the ship. However, although this practice makes it possible to upgrade the gas derived from natural evaporation in the tank, it can not reduce the amount.

따라서, 종래 기술, 특히, US 2015/0 316 208는 하나 이상의 가스 소비 부재를 통한 자연적 증발로부터 유래된 가스의 일부의 업그레이드 및 자연적 증발로부터 유래된 가스의 다른 일부의 액화 양자 모두가 가능한 설비를 개시한다. 이런 설비는 수집 회로를 포함하고, 이 수집 회로는 탱크의 가스 헤드공간의 증기 페이즈 가스를 수집하고, 그후, 이를 열 교환기로 반송하여 그 내부에서 가열되게 한다. 교환기를 벗어날 때, 가열된 가스 스트림은 가스 소비 부재의 동작 조건에 부합되는 높은 압력으로 압축된다. 그후, 압축된 가스의 제1 부분은 하나 이상의 증기 페이즈 가스 소비 부재로 반송되어 그 내부에서 연소되는 반면, 압축된 가스의 제2 부분은 교환기로 복귀되어 탱크의 가스 헤드공간에 수집된 증기-페이스 가스 스트림에 열을 전달한다. 이렇게 냉각된 가스의 제2 부분은 그후 팽창 디바이스에서 감압되고, 팽창 디바이스에서는 줄-톰슨 효과에 의해, 그 팽창 동안 가스 스트림의 온도가 추가로 감소함으로써 이를 부분적으로 액화하게 된다. 팽창 디바이스를 벗어날 때, 페이즈 분리기는 액체 페이즈를 탱크로 반송하고, 가스 페이즈를 다시 열 교환기 상류의 증기 페이즈 가스 수집 회로로 전송하기 이전에 액체 페이즈와 증기 페이즈가 분리될 수 있게 한다.Thus, the prior art, in particular US 2015/031 6208, discloses a facility capable of both upgrading a portion of the gas resulting from natural evaporation through one or more gas consuming members and liquefying another part of the gas derived from natural evaporation do. Such a facility includes a collection circuit that collects the vapor phase gas in the gas head space of the tank and then transports it to a heat exchanger for heating within it. Upon exiting the exchanger, the heated gas stream is compressed to a high pressure consistent with the operating conditions of the gas consuming member. The first portion of the compressed gas is then transported to and combusted within the one or more vapor phase gas consuming members while the second portion of the compressed gas is returned to the exchanger and the vapor phase collected in the gas head space of the tank To transfer heat to the gas stream. The second portion of the cooled gas is then depressurized in the expansion device and, in the expansion device, is partially liquefied by the line-Thomson effect, further reducing the temperature of the gas stream during its expansion. Upon exiting the expansion device, the phase separator returns the liquid phase to the tank and allows the liquid phase and the vapor phase to separate before transferring the gas phase back to the vapor phase gas collection circuit upstream of the heat exchanger.

이런 설비는 가스 스트림의 일 부분을 가스 소비 부재의 작동 조건에 부합되게 하고, 가스 스트림의 다른 부분의 후속 재액화를 가능하게 하는 양자 모두를 위해 가스 스트림의 압축이 사용된다는 점에서 특히 유리하다. 따라서, 이 설비는 단순화되고, 추가적 재액화 기능의 비용이 제한된다.This arrangement is particularly advantageous in that the compression of the gas stream is used for both making a portion of the gas stream compatible with the operating conditions of the gas consuming member and enabling subsequent re-liquefaction of other portions of the gas stream. Thus, the installation is simplified and the cost of additional re-liquefaction functions is limited.

그러나, 이러한 유형의 설비는 완전히 만족스럽지는 못하다. 특히, 특정 임계 동작 조건 하에서, 예로서, 탱크가 단지 부분적으로 충전되어 있을 때, 재액화 수율이 낮다. 탱크가 단지 부분적으로 충전되어 있을 때, 탱크의 가스 헤드공간에 존재하는 증기의 온도는 가스의 평형 온도를 매우 뚜렷하게 초과하여 상승하기 쉽다. 따라서, 탱크 내에 수집된 가스 스트림과 액화될 압축된 가스의 제2 부분 사이의 열의 교환은 압축된 가스의 제2 부분의 대부분을 재액화하기에 불충분할 위험이 있다.However, this type of installation is not entirely satisfactory. In particular, under certain critical operating conditions, for example, when the tank is only partially filled, the re-liquefaction yield is low. When the tank is only partially filled, the temperature of the vapor present in the gas head space of the tank is very likely to rise significantly above the equilibrium temperature of the gas. Thus, the exchange of heat between the gas stream collected in the tank and the second part of the compressed gas to be liquefied is insufficient to re-liquefy most of the second part of the compressed gas.

또한, 또한, 이런 설비의 재액화 효율은 가스 소비 부재(들)에 반송되는 가연성 가스의 제1 부분과 교환기로 복귀되는 가연성 가스의 제2 부분 사이의 분포에 의존한다. 구체적으로, 가스 소비 부재의 수요가 증가하고 결과적으로, 교환기로 복귀되는 가스의 양이 감소할 때, 재액화되는 가스의 양이 급감한다.In addition, the remelting efficiency of such a facility also depends on the distribution between the first portion of the combustible gas being conveyed to the gas consuming member (s) and the second portion of the combustible gas being returned to the exchanger. Specifically, when the demand of the gas consuming member increases, and as a result, the amount of the gas returned to the exchanger decreases, the amount of gas to be liquefied decreases sharply.

또한, 자연적 증발로부터 유래된 가스-페이즈 천연 가스는 휘발성 성분, 예컨대, 질소의 조성이 탱크 내에 저장된 액체 상태의 액화 천연 가스보다 더 농후하다. 따라서, 0.5%의 질소 몰 농도를 갖는 액화 천연 가스 화물에 대하여, 자연적 증발로부터 유래된 가스는 14% 내지 15% 정도의 질소 농도를 가질 수 있다. 게다가, 줄-톰슨 팽창을 사용하면서 그 출구에서 증기 페이즈가 증기 페이즈 가스 수집 회로로 복귀되는 팽창 디바이스의 사용은 설비에 의해 처리된 가스 스트림에서 질소가 농축되게 한다. 따라서, 하나 이상의 가스 소비 부재로 반송되는 압축된 가스의 부분은 20%보다 매우 더 높은 질소 농도를 가질 수도 있다. 이제, 높은 농도의 질소는 가스 소비 부재에서의 가스의 불완전 연소를 초래하고, 가스 소비 부재의 동작 결함을 초래한다.In addition, the gas-phase natural gas derived from natural evaporation is richer in the composition of volatile components, such as nitrogen, than the liquid natural gas in the liquid state stored in the tank. Thus, for liquefied natural gas gasses having a molar concentration of 0.5%, the gas derived from natural evaporation can have a nitrogen concentration of about 14% to 15%. In addition, the use of an expansion device at the outlet of which the steam phase is returned to the vapor phase gas collection circuit while using line-Thomson expansion causes nitrogen to concentrate in the gas stream treated by the installation. Thus, a portion of the compressed gas being conveyed to the one or more gas consuming members may have a nitrogen concentration that is much higher than 20%. Now, a high concentration of nitrogen causes incomplete combustion of the gas in the gas consuming member and results in operating defects in the gas consuming member.

마지막으로, 비록, 방법이 가스를 재액화할 수 있게 하지만, 소스에서, 탱크 내에 저장된 액화된 가스의 자연적 증발을 제한할 수는 없다.Finally, although the method allows the gas to be re-liquefied, at the source, it can not limit the natural evaporation of the liquefied gas stored in the tank.

본 발명의 기초를 형성하는 개념은 양호한 가연성 가스 재액화 수율을 갖는, 가스 소비 부재에 가연성 가스를 급송하고 상기 가연성 가스를 재액화하기 위한 설비를 제안하는 것이다.The concept forming the basis of the present invention is to propose a facility for feeding a combustible gas to a gas consuming member and re-liquefying the combustible gas, with a good flammable gas re-liquefaction yield.

일 실시예에 따라서, 본 발명은 가스 소비 부재에 가연성 가스를 급송하고 상기 가연성 가스를 액화하기 위한 설비를 제공하며; 이 설비는: According to one embodiment, the present invention provides a facility for feeding a combustible gas to a gas consuming member and for liquefying the combustible gas; These facilities include:

- 액체-증기 2-페이즈 평형 상태의 가연성 가스로 충전되도록 의도된 내부 공간을 포함하는 밀폐된 단열 탱크;A sealed thermal insulation tank comprising an interior space intended to be filled with flammable gas in a liquid-vapor two-phase equilibrium state;

- 강제 기화 디바이스- 강제 기화 디바이스는 - Forced Evaporation Device - Forced Evaporation Device

- 기화 챔버로서, 가연성 가스와 접촉하도록 의도되고 기화 챔버의 내부 공간과 가연성 가스 사이에서 열을 교환하기 위한 열 교환 벽을 포함하는 기화 챔버; 및A gasification chamber, the gasification chamber being intended to be in contact with a combustible gas and comprising a heat exchange wall for exchanging heat between the internal space of the gasification chamber and the combustible gas; And

- 입구 회로를 포함하고, 입구 회로는:- an inlet circuit, the inlet circuit comprising:

o 탱크의 내부 공간으로부터 액체 페이즈 가연성 가스 스트림을 인출하 도록 배열되는, 탱크의 내부 공간에서 나타나는 도입부; 및o an inlet that appears in the internal space of the tank, arranged to draw a liquid phase flammable gas stream from the internal space of the tank; And

o 인출된 가연성 가스 스트림이 기화 챔버의 내부 공간에서 기화하도록 기화 챔버의 내부 공간에서 나타나는 압력 손실 부재를 포함함 -;o the pressure loss member appearing in the internal space of the gasification chamber so that the drawn combustible gas stream is vaporized in the internal space of the gasification chamber;

- 제1 및 제2 채널과 제2 채널로부터 제1 채널로 열을 전달하기 위한 열 교환 벽을 포함하는 열 교환기로서, 제1 채널 및 제2 채널 각각은 입구와 출구를 포함하고; 제1 채널의 입구는 열 교환기 내에서 기화 챔버에서 기화된 가연성 가스 스트림을 가열하도록 기화 챔버에 연결되는, 열 교환기;A heat exchanger comprising a heat exchange wall for transferring heat from the first and second channels to the first channel, the first channel and the second channel each comprising an inlet and an outlet; The inlet of the first channel being connected to the gasification chamber to heat the combustible gas stream vaporized in the gasification chamber in the heat exchanger;

- 열 교환기 내의 가열된 가연성 가스 스트림을 압축하도록 열 교환기의 제1 채널의 출구에 상류에서 연결되고 3방 커넥터에 하류에서 연결되는 압축기로서, 3방 커넥터는 가연성 가스 스트림의 제1 부분을 가스 소비 부재에 반송할 수 있고, 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 냉각하기 위해 열 교환기의 제2 채널의 입구로 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 반송할 수 있는, 압축기; 및 A compressor connected upstream of the outlet of the first channel of the heat exchanger to compress the heated combustible gas stream in the heat exchanger and connected downstream to the three-way connector, the three-chamber connector comprising a first portion of the combustible gas stream, The compressor being capable of carrying a second portion of the combustible gas stream to the inlet of the second channel of the heat exchanger to cool the second portion of the combustible gas stream; And

- 열 교환기의 제2 채널의 출구에 상류에서 연결되고 탱크로 이어지는 복귀 회로에 하류에서 연결되는 팽창 디바이스로서, 열 교환기의 제2 채널로부터 유래되는 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 감압하도록 배열되는 팽창 디바이스를 포함한다.An expansion device connected upstream to the outlet of the second channel of the heat exchanger and connected downstream to the return circuit leading to the tank, the expansion device comprising: an expansion device arranged to reduce a second portion of the combustible gas stream resulting from the second channel of the heat exchanger Device.

따라서, 교환기의 제1 채널의 입구로 반송되도록 의도된 증기 페이즈는 강제 기화 방법을 통해 얻어지며, 그 온도는 탱크의 충전 레벨에 무관하게 저장 압력에서 액체-증기 평형 온도에 가깝게 유지되도록 제어될 수 있다. 따라서, 스트림의 제2 부분에 대한 재액화 수율이 현저하게 개선된다.Thus, the vapor phase intended to be transported to the inlet of the first channel of the exchanger is obtained via a forced vaporization process, the temperature of which can be controlled to remain close to the liquid-vapor equilibrium temperature at the storage pressure regardless of the charge level of the tank have. Thus, the re-liquefaction yield for the second portion of the stream is significantly improved.

또한, 이러한 강제 기화 디바이스에 의해, 해수, 중간 액체 또는 동력화나 특정 버너로부터 유도된 연소 가스와의 열 교환을 이용한 강제 기화 설비를 사용하는 것과는 반대로 외부적 열 소스를 사용하지 않고 액화된 가스의 기화가 수행될 수 있다. 따라서, 가연성 가스는 취입된 부분에 대한 열원으로서 작용한다. 따라서, 기화 챔버가 탱크의 내부 공간에 배열될 때, 강제 기화 디바이스는 탱크의 가스 헤드공간에 존재하는 자연적 증발로부터 유도된 증기 페이즈를 냉각 및 응축시키고 및/또는 탱크 내의 가스의 저장 압력에서 그 평형 온도 미만의 온도로 탱크 내에 저장된 가스의 액체 페이즈를 냉각시킬 수 있게 하여 자연적 증발을 제한한다.In addition, this forced vaporization device allows vaporization of the liquefied gas without the use of an external heat source, as opposed to the use of forced vaporization equipment using seawater, intermediate liquid, or power exchange or heat exchange with a combustion gas derived from a particular burner Can be performed. Thus, the combustible gas acts as a heat source for the blown part. Thus, when the gasification chamber is arranged in the inner space of the tank, the forced gasification device cools and condenses the vapor phase resulting from the natural evaporation present in the gas head space of the tank and / Permits cooling of the liquid phase of the gas stored in the tank at a temperature below the temperature, thereby limiting natural evaporation.

따라서, 전술한 강제 기화 디바이스와 전술한 열 교환기의 조합은 상승 효과를 갖는다. 구체적으로, 한편으로, 전술한 기화 디바이스로부터 유도된 가스 스트림을 열 교환기에 공급함으로써, 열 교환기 출구에서 팽창 디바이스의 재액화 정도를 실질적으로 증가시킬 수 있다. 다른 한편으로, 강제 기화 디바이스의 냉각 파워는 기화 챔버 내측의 기화된 가스 스트림의 유량에 따라 증가하기 때문에, 스트림의 일부만이 가스 소비 부재를 향해 안내되는 설비의 상류에서의 그 사용은 그 파워를 실질적으로 증가시킬 수 있게 한다.Thus, the combination of the forced vaporization device described above and the heat exchanger described above has a synergistic effect. Specifically, on the one hand, it is possible to substantially increase the degree of re-liquefaction of the expansion device at the heat exchanger outlet by supplying a gas stream derived from the above-described vaporization device to the heat exchanger. On the other hand, because the cooling power of the forced vaporization device increases with the flow rate of the vaporized gas stream inside the gasification chamber, its use upstream of the facility where only a portion of the stream is directed towards the gas consuming member, .

더욱이, 강제 기화 방법에서 유도된 증기 페이즈를 사용함으로써, 최고 휘발성 화합물의 함량은 탱크에 저장된 가스의 액체 페이즈의 함량과 실질적으로 동일하다. 처리된 가스 스트림의 최고 휘발성 화합물의 농도는 제한되고 시간에 걸쳐 실질적으로 일정하다. 따라서, 가연성 가스가 질소를 포함하는 가스 혼합물로 구성될 때, 이는 가스 소비 부재의 정확한 기능과 양립할 수 있는 범위로 유지되도록, 설비에서 처리되는 증기 페이즈의 질소 농도의 감소를 초래한다. 또한, 설비 입구의 증기 페이즈 가스가 휘발성 성분이 풍부한 조성을 적게 가질수록 액화 수율이 더 커질 것이다. 결과적으로, 강제 기화 방법으로부터 유도된 증기 페이즈의 사용은 팽창 디바이스에서 감압하는 동안 액화의 정도를 증가시키는 것을 가능하게 한다.Moreover, by using the vapor phase derived from the forced vaporization process, the content of the highest volatile compound is substantially equal to the content of the liquid phase of the gas stored in the tank. The concentration of the highest volatile compound in the treated gas stream is limited and substantially constant over time. Thus, when the combustible gas is composed of a gas mixture comprising nitrogen, this leads to a reduction in the nitrogen concentration of the steam phase being treated in the facility, so as to remain within a range compatible with the correct functioning of the gas consuming member. In addition, the liquefaction yield will be greater as the vapor phase gas at the facility entrance has less volatile component-rich composition. As a result, the use of the vapor phase derived from the forced vaporization method makes it possible to increase the degree of liquefaction during depressurization in the expansion device.

결과적으로, 최고 휘발성 화합물의 농도 및 교환기로 진입되는 가스 스트림의 온도가 탱크의 충전 레벨 또는 열 이력에 의존하지 않기 때문에, 교환기로 진입하는 가스의 열역학적 조건은 최적이며 시간에 따라 변하지 않는다.As a result, the thermodynamic condition of the gas entering the exchanger is optimal and does not change over time, because the concentration of the highest volatile compound and the temperature of the gas stream entering the exchanger do not depend on the charge level or thermal history of the tank.

실시예들에 따르면, 그러한 설비는 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.According to embodiments, such a facility may include one or more of the following features.

일 실시예에 따르면, 입구 회로 도입부는 탱크의 충전 레벨에 무관하게 탱크에 저장된 가연성 가스의 액체 페이즈를 인출하도록 탱크의 베이스에 가까운 탱크의 저부 부분에 위치된다According to one embodiment, the inlet circuit inlet is located at the bottom of the tank near the base of the tank to draw out the liquid phase of the combustible gas stored in the tank, regardless of the level of charge of the tank

일 실시예에 따르면, 기화 챔버는 탱크의 내부 공간에 위치되고, 따라서, 열 교환 벽은 기화 챔버의 내부 공간과 탱크에 저장된 가연성 가스 사이의 열 교환을 허용한다.According to one embodiment, the gasification chamber is located in the interior space of the tank, and thus the heat exchange wall allows heat exchange between the internal space of the gasification chamber and the combustible gas stored in the tank.

일 실시예에 따르면, 설비는 가연성 가스 스트림을 생성하고 탱크의 내부 공간에서 가연성 가스의 저장 압력 미만의 압력(P1)을 기화 챔버의 내부 공간에 적용하도록 배열된 펌프를 포함한다.According to one embodiment, the installation includes a pump arranged to produce a combustible gas stream and to apply pressure (P1) below the storage pressure of the combustible gas in the internal space of the tank to the internal space of the vaporization chamber.

일 실시예에 따르면, 펌프는 12와 95 kPa(절대압력) 사이의 압력(P1)을 내부 공간에 인가할 수 있는 진공 펌프이다.According to one embodiment, the pump is a vacuum pump capable of applying pressure (P1) between 12 and 95 kPa (absolute pressure) to the interior space.

일 실시예에 따르면, 펌프는 상기 제1 채널과 압축기 사이의 열 교환기의 제1 채널의 하류에 위치된다.According to one embodiment, the pump is located downstream of the first channel of the heat exchanger between the first channel and the compressor.

일 실시예에 따르면, 입구 회로는 압력 손실 부재의 상류에 압력 조정기를 포함한다.According to one embodiment, the inlet circuit includes a pressure regulator upstream of the pressure loss member.

일 실시예에 따르면, 입구 회로는 압력 조정기의 상류에 액화된 액체 페이즈 가스 스트림을 흡입하고 입구 회로 도입부에서 탱크의 내부 공간에서 달성될 수 있는 최대 정수압보다 큰 전달 압력을 생성할 수 있는 추가적 펌프를 포함한다.According to one embodiment, the inlet circuit comprises an additional pump which is capable of sucking the liquefied liquid phase gas stream upstream of the pressure regulator and producing a delivery pressure greater than the maximum hydrostatic pressure that can be achieved in the inner space of the tank at the inlet circuit inlet .

일 실시예에 따르면, 입구 회로는 하나 이상의 압력 손실 부재를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the inlet circuit may include one or more pressure loss members.

일 실시예에 따르면, 입구 회로는 기화 챔버 내측에서 액화된 가스를 분무할 수 있는 분무 노즐로 형성된 복수의 압력 손실 부재를 포함한다.According to one embodiment, the inlet circuit comprises a plurality of pressure loss members formed of atomizing nozzles capable of atomizing the liquefied gas inside the gasification chamber.

다른 실시예에 따르면, 상기 또는 각 압력 손실 부재는 입구 회로 유동 단면, 다공성 재료 또는 등엔트로피 감압 기계의 변형으로부터 선택된다.According to another embodiment, the or each pressure loss member is selected from a variation of an inlet circuit flow cross-section, a porous material or an isentropic pressure reducing machine.

일 실시예에 따르면, 열 교환 벽은 기화 챔버의 교환 표면적을 증가시키기 위한 핀(fin)을 포함한다.According to one embodiment, the heat exchange wall comprises a fin for increasing the exchange surface area of the gasification chamber.

실시예 변형예에 따르면, 강제 기화 디바이스는 2개의 기화 챔버를 포함하며, 2개의 기화 챔버 중 하나는 탱크의 상부 부분에 배치되어 상기 기화 챔버의 내부 공간과 탱크에 저장된 가연성 가스의 가스 페이즈 사이의 열 교환을 허용하고, 다른 하나는 상기 기화 챔버의 내부 공간과 탱크 내에 저장된 가연성 가스의 액체 페이즈 사이의 열 교환을 허용하도록 탱크의 하부 부분에 배치된다.According to an alternative variant, the forced vaporization device comprises two vaporisation chambers, one of which is located in the upper part of the tank, between the internal space of the vaporisation chamber and the gas phase of the combustible gas stored in the tank And the other is disposed in the lower portion of the tank to allow heat exchange between the internal space of the gasification chamber and the liquid phase of the combustible gas stored in the tank.

유익한 변형예에 따르면, 각각의 기화 챔버는 입구 회로 도입부 및 열 교환기의 제1 채널의 입구에 회로 부분을 통해 연결되고, 이 회로 부분은 다른 기화 챔버를 입구 회로의 도입부에 그리고 열 교환기의 제1 채널의 입구에 연결하는 대응 회로 부분과 병렬로 배치된다. 바람직하게는, 병렬로 배치된 2개의 회로 부분 각각은 유량 제어 밸브를 구비한다.According to an advantageous variant, each vaporization chamber is connected to the inlet of the inlet circuit inlet and to the inlet of the first channel of the heat exchanger via a circuit part, which connects the other vaporization chamber to the inlet of the inlet circuit and to the first Are arranged in parallel with corresponding circuit portions connecting to the inlet of the channel. Preferably, each of the two circuit portions arranged in parallel has a flow control valve.

유리한 변형예에 따르면, 압축기는 다단 압축기이다. 유리하게, 압축기는 복수의 압축 단과 복수의 중간 열 교환기를 포함하며, 각각의 중간 열 교환기는 압축 단 중 하나의 출구에 배치된다.According to an advantageous variant, the compressor is a multi-stage compressor. Advantageously, the compressor comprises a plurality of compression stages and a plurality of intermediate heat exchangers, each intermediate heat exchanger being disposed at one of the compression stages.

일 실시예에 따르면, 팽창 디바이스는 줄-톰슨(Joule-Thomson) 밸브로도 공지된 팽창 밸브이다.According to one embodiment, the expansion device is an expansion valve, also known as a Joule-Thomson valve.

일 실시예에 따르면, 팽창 디바이스는 터보 팽창기이다.According to one embodiment, the expansion device is a turboexpander.

일 실시예에 따르면, 설비는 상류에서 팽창 디바이스에, 그리고, 하류에서 한편으로는 탱크로 이어지는 복귀 회로에 그리고 다른 한편으로는 열 교환기의 제1 채널의 입구에 연결된 복귀 파이프에 연결되는 페이즈 분리기를 포함하고; 페이즈 분리기는 가연성 가스 스트림의 액체 페이즈를 복귀 회로로 반송하고 가연성 가스 스트림의 가스 페이즈를 복귀 파이프로 반송하도록 배열된다.According to one embodiment, the installation comprises a phase separator connected to the return device leading from the upstream to the expansion device and downstream to the tank on the one hand and to the return pipe connected to the inlet of the first channel of the heat exchanger Include; The phase separator is arranged to carry the liquid phase of the combustible gas stream to the return circuit and convey the gas phase of the combustible gas stream to the return pipe.

일 실시예에 따르면, 가연성 가스는 질소를 포함하는 LNG 또는 LPG 유형의 가스 혼합물이다.According to one embodiment, the combustible gas is a gas mixture of the LNG or LPG type comprising nitrogen.

일 실시예에 따르면, 가연성 가스는 질소를 포함하는 가스 혼합물이며, 질소는 가스 혼합물의 최고 휘발성 성분이다.According to one embodiment, the combustible gas is a gas mixture comprising nitrogen and the nitrogen is the highest volatile component of the gas mixture.

일 실시예에 따라서, 본 발명은 전술한 설비에 의해 가스 소비 부재에 가연성 가스를 급송하고 상기 가연성 가스를 액화하기 위한 방법을 제공하며; 이 방법은: According to one embodiment, the present invention provides a method for dispensing a combustible gas to a gas consuming member and liquefying the combustible gas by the apparatus described above; This way:

- 액체-증기 2-페이즈 평형 상태의 가연성 가스를 포함하는 탱크로부터 액화된 가연성 가스의 스트림을 탱크로부터 인출하고 이를 기화 챔버로 반송하는 단계; - withdrawing a stream of liquefied combustible gas from a tank containing a flammable gas in the liquid-vapor two-phase equilibrium state from the tank and returning it to the vaporization chamber;

- 기화 챔버의 내부 공간에서 액화된 가스 스트림을 감압시키는 단계; - depressurizing the liquefied gas stream in the interior space of the gasification chamber;

- 기화 챔버 내의 감압된 가연성 가스 스트림과 탱크 내에 포함된 가연성 가스 사이에서 기화 챔버 벽을 통해 열 교환을 수행하여, 탱크에 포함된 가연성 가스로부터 열을 흡수함으로써 인출된 가스 스트림을 기화시키는 단계; - performing heat exchange between the reduced pressure combustible gas stream in the gasification chamber and the combustible gas contained in the tank through the wall of the gasification chamber to vaporize the withdrawn gas stream by absorbing heat from the combustible gas contained in the tank;

- 기화 챔버와 열 교환기의 제1 채널의 입구 사이에서 증기 페이즈 가연성 가스 스트림을 반송하는 단계; Conveying a vapor phase combustible gas stream between the gasification chamber and the inlet of the first channel of the heat exchanger;

- 제2 채널로부터 열 교환기의 제1 채널로 열을 전달하는 단계; Transferring heat from the second channel to the first channel of the heat exchanger;

- 열 교환기의 제1 채널을 나가는 가연성 가스 스트림을 압축하는 단계; Compressing the combustible gas stream exiting the first channel of the heat exchanger;

- 압축된 가연성 가스 스트림의 제1 부분을 가스 소비 부재로 운반하고 압축된 가스 스트림의 제2 부분을 열 교환기의 제2 채널의 입구로 반송하는 단계; 및 Conveying a first portion of the compressed combustible gas stream to the gas consuming member and returning a second portion of the compressed gas stream to an inlet of a second channel of the heat exchanger; And

- 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 열 교환기의 제2 채널로부터 팽창 디바이스로 반송하는 단계; Conveying a second portion of the combustible gas stream from the second channel of the heat exchanger to the expansion device;

- 감압된 가연성 가스 스트림의 제2 부분의 적어도 하나의 액체 페이즈 부분을 탱크로 반송하는 단계를 포함한다.And conveying at least one liquid phase portion of the second portion of the reduced pressure combustible gas stream to the tank.

일 실시예에 따르면, 기화 챔버에서 액화된 가스 스트림을 감압하기 위해, 액화된 가연성 가스의 저장 압력 미만의 압력(P1)이 진공 펌프에 의해 탱크에서 생성된다.According to one embodiment, to reduce the liquefied gas stream in the gasification chamber, a pressure P1 below the storage pressure of the liquefied combustible gas is produced in the tank by a vacuum pump.

유리한 변형예에 따르면, 압력(P1)은 12와 95 kPa(절대압력) 사이, 예를 들어 약 50 kPa(절대압력)이다.According to an advantageous variant, the pressure P1 is between 12 and 95 kPa (absolute pressure), for example about 50 kPa (absolute pressure).

일 실시예에 따르면, 본 발명은 전술한 설비를 포함하는 선박을 제공한다.According to one embodiment, the present invention provides a vessel comprising the above-described facility.

일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 가연성 가스가 극저온 전달 파이프를 통해 부유 또는 육상 기반 저장 설비로부터 선박의 탱크로 또는 그 반대로 전달되는 그러한 선박에 로딩 또는 언로딩하는 방법을 제공한다.According to one embodiment, the present invention also provides a method for loading or unloading a flammable gas to such a vessel through which the cryogenic gas is delivered from a floating or land based storage facility to a vessel's tank or vice versa.

일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 가연성 가스 전달 시스템을 제공하며, 이 시스템은 전술한 선박, 선박의 선체에 설치된 탱크를 부유 또는 육상 기반 저장 설비에 연결하도록 배열된 극저온 전달 파이프 및 극저온 전달 파이프를 통해 가연성 가스 스트림을 부유 또는 육상 기반 저장 설비로부터 선박의 탱크로 또는 그 반대로 구동하기 위한 펌프를 포함한다.According to one embodiment, the present invention also provides a flammable gas delivery system comprising a vessel as described above, a cryogenic delivery pipe arranged to connect the tank installed in the hull of the vessel to a floating or land based storage facility, And a pump to drive the combustible gas stream from the floating or land based storage facility to the vessel's tank or vice versa.

다른 실시예에 따라서, 본 발명은 가스 소비 부재에 가연성 가스를 급송하고 상기 가연성 가스를 액화하기 위한 설비를 제공하며; 이 설비는: According to another embodiment, the present invention provides a facility for feeding a combustible gas to a gas consuming member and for liquefying the combustible gas; These facilities include:

- 액체-증기 2-페이즈 평형 상태의 가연성 가스로 충전되도록 의도된 내부 공간을 포함하는 밀폐된 단열 탱크;A sealed thermal insulation tank comprising an interior space intended to be filled with flammable gas in a liquid-vapor two-phase equilibrium state;

- 강제 기화 디바이스- 강제 기화 디바이스는 - Forced Evaporation Device - Forced Evaporation Device

o 상기 탱크의 내부 공간에서 나타나고, 상기 탱크의 내부 공간에서 액체 페이즈 가연성 가스 스트림을 취입하도록 배열된 도입부를 포함하는 증기 페이즈 가스 수집 회로; 및a vapor phase gas collection circuit comprising an inlet arranged to receive a liquid phase flammable gas stream in the interior space of said tank, said inlet being present in the interior space of said tank; And

o 탱크 내에 존재하는 증기 페이즈 가스 스트림을 도입부를 통해 흡입하고 탱크 내의 액체 페이즈의 기화가 촉진되고 탱크 내에 포함된 액화된 가스가 대기압에서 상기 액화된 가스의 액체-증기 평형 온도 미만의 온도를 갖는 액체-증기 2-페이즈 평형 상태에 놓이도록 대기압 미만의 압력(P1)을 탱크 내에 유지할 수 있는 압축기를 포함함 -;o the vapor phase gas stream present in the tank is sucked through the inlet and the vaporization of the liquid phase in the tank is promoted and the liquefied gas contained in the tank is introduced into the liquid having a temperature below the liquid-vapor equilibrium temperature of the liquefied gas at atmospheric pressure - a compressor capable of holding a pressure (P1) below atmospheric pressure in the tank so as to be in a vapor two-phase equilibrium state;

- 제1 및 제2 채널과, 제2 채널로부터 제1 채널로 열을 전달하기 위한 열 교환 벽을 포함하는 열 교환기- 제1 채널 및 제2 채널 각각은 입구 및 출구를 포함하고; 제1 채널의 입구는 증기 페이즈 가스 수집 회로에 연결되어 열 교환기 내에서 탱크에서 기화된 가연성 가스 스트림을 가열하고; 압축기는 열 교환기 내의 가열된 가연성 가스 스트림을 압축하도록 열 교환기의 제1 채널의 출구에 상류에서 연결되고, 하류에서 3방 커넥터에 연결되며, 3방 커넥터는 가연성 가스 스트림의 제1 부분을 가스 소비 부재에 반송하고 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 냉각시키기 위해 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 열 교환기의 제2 채널의 입구로 반송함 -; 및 A heat exchanger comprising a first and a second channel and a heat exchange wall for transferring heat from the second channel to the first channel, the first channel and the second channel each comprising an inlet and an outlet; The inlet of the first channel is connected to a vapor phase gas collection circuit to heat the combustible gas stream vaporized in the tank in the heat exchanger; The compressor is connected upstream to the outlet of the first channel of the heat exchanger to compress the heated combustible gas stream in the heat exchanger and is connected downstream to the three chamber connector and the three chamber connector connects the first portion of the combustible gas stream to the gas consumption Carrying a second portion of the combustible gas stream to the inlet of the second channel of the heat exchanger for transport to the member and to cool the second portion of the combustible gas stream; And

- 열 교환기의 제2 채널의 출구에 상류에서 연결되고 탱크로 이어지는 복귀 회로에 하류에서 연결되는 팽창 디바이스- 팽창 디바이스는 열 교환기의 제2 채널로부터 유래되는 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 감압하도록 배열됨 -를 포함한다.An expansion device connected upstream at the outlet of the second channel of the heat exchanger and connected downstream to the return circuit leading to the tank is arranged to decompress the second part of the combustible gas stream coming from the second channel of the heat exchanger .

첨부 도면을 참조로 하는 제한이 아닌 단지 예시를 위해 제공된 본 발명의 몇몇 특정 실시예에 대한 다음 설명으로부터 본 발명을 더 양호하게 이해하게 될 것이며, 본 발명의 다른 목적, 세부사항, 특징 및 장점을 더 명확하게 알 수 있을 것이다.
- 도 1은 가스 소비 부재에 가연성 가스를 급송하고 상기 가연성 가스를 액화하기 위한 설비의 개략도이다.
- 도 2는 가연성 가스를 로딩/언로딩하기 위한 전달 시스템 및 선박의 개략도이다.
- 도 3은 한편으로는 열 교환기의 입구에서 -40℃, -120℃ 및 -160℃의 온도를 각각 갖는 가스에 대한 도 1에 따른 설비를 통해 가연성 가스가 그 엔진에 급송되는 배의 속도(knots 단위)의 함수로서 재액화된 가스(kg/hour 단위)의 유량(곡선 a, b 및 c), 그리고, 다른 한편으로는 가스 소비 부재로 스트림의 단지 일부만이 안내되는 설비의 상류에 위치되어 있는지 여부에 따라 강제 기화 디바이스에 의해 재액화될 수 있는 가스의 유량(곡선 d, e)을 나타내는 그래프이다.
- 도 4는 다른 실시예에 따른 가스 소비 부재에 가연성 가스를 급송하고 상기 가연성 가스를 액화하기 위한 설비의 개략도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will now be better understood from the following description of some specific embodiments of the invention given by way of illustration only and not by way of limitation with reference to the accompanying drawings, It will be clearer.
1 is a schematic view of a facility for feeding a combustible gas to a gas consuming member and for liquefying the combustible gas;
2 is a schematic view of a ship and a delivery system for loading / unloading a combustible gas;
- figure 3 shows, on the one hand, the speed at which the combustible gas is fed to the engine through the equipment according to figure 1 for gases having respective temperatures of -40 ° C, -120 ° C and -160 ° C at the inlet of the heat exchanger (curves a, b and c) of the gas (in units of kilograms / hour) resorbed as a function of the flow rate (in knots units) and, on the other hand, (Curve d, e) of the gas that can be re-liquefied by the forced vaporization device depending on whether or not the gas is liquid.
4 is a schematic view of a facility for feeding a combustible gas to a gas consuming member according to another embodiment and for liquefying the combustible gas;

명세서 및 청구범위에서, "가연성 가스"라는 용어는 포괄적 특성을 가지며, 단일 순수 물질로 구성된 가스나 복수의 성분으로 구성된 가스 혼합물을 우열을 두지 않고 지칭한다.In the specification and claims, the term "combustible gas" has a generic character and refers to a gas mixture consisting of a single pure material or a plurality of components without distinguishing.

도 1에서, 한편으로는 하나 이상의 가스 소비 부재에 가연성 가스를 급송하고, 다른 한편으로는 가연성 가스를 액화시키는 설비(1)가 예시되어 있다. 이러한 설비(1)는 육상 또는 부유 구조물 상에 설치될 수 있다. 부유 구조물의 경우, 설비(1)는 메탄 탱커(tanker)와 같은 액화 천연 가스 화물선이나 액화 또는 재기화 바지선을 위한 것이거나 보다 일반적으로 가스 소비 부재를 구비한 임의의 배를 위한 것일 수 있다In Fig. 1, there is illustrated a facility 1 for feeding a combustible gas to one or more gas consuming members, on the one hand, and liquefying a combustible gas, on the other hand. Such a facility 1 may be installed on a land or floating structure. In the case of a floating structure, the installation 1 may be for a liquefied natural gas cargo ship such as a methane tanker or for a liquefied or regasified barge, or more generally for any vessel with a gas consuming element

도 1에 예시된 설비(1)는 3개의 상이한 유형의 가연성 가스 소비 부재, 즉 버너(3), 발전기(4) 및 배를 추진하기 위한 엔진(5)을 포함한다.The plant 1 illustrated in Fig. 1 comprises three different types of combustible gas consuming elements, namely a burner 3, a generator 4 and an engine 5 for propelling the ship.

버너(3)는 파워 생산 설비에 통합되거나 가스 연소 유닛(GCU)에 통합될 수 있다. 파워 생산 설비는 특히 증기 생성 보일러를 포함할 수 있다. 증기는 에너지 생산을 위한 증기 터빈에 대한 급송 및/또는 선박의 난방 네트워크에 대한 급송을 위한 것일 수 있다. 버너(3)는 그 질소 농도가 높은, 예를 들어 표준 가스 연소 유닛에 대해 30 % 내지 35 % 더 큰, 그러나, 연료를 공급하는 것에 의해 이것을 훨씬 초과할 수 있는, 가연성 가스로 기능할 수 있다.The burner 3 may be incorporated into a power production facility or integrated into a gas combustion unit (GCU). The power production facility may in particular include a steam generating boiler. The steam may be for feeding to the steam turbine for energy production and / or for feeding the ship to the heating network. The burner 3 can function as a flammable gas whose nitrogen concentration is high, for example 30% to 35% larger than the standard gas combustion unit, but which can be far exceeded by supplying fuel .

발전기(4)는 예를 들어, DFDE(이중-연료 디젤 전기) 기술의 디젤/천연 가스 혼합 급송 열 엔진을 포함한다. 그러한 열 엔진은 디젤과 천연 가스의 혼합물을 연소시킬 수 있거나 또는 이들 두 가연성 물질 중 하나 또는 나머지를 사용할 수 있다. 그러한 열 엔진에 공급되는 천연 가스는 수 bar 내지 수십 bar 정도의 압력, 예를 들어, 약 6 내지 8 bar(절대압력)를 가져야만 한다. 또한, 이러한 열 엔진에 부합되는 기능을 허용하기 위해, 천연 가스는 15 % 내지 20 % 정도의 한계 동작 농도 미만의 질소 농도를 가져야한다.The generator 4 includes, for example, a diesel / natural gas mixed feed heat engine of DFDE (dual-fuel diesel electric) technology. Such a heat engine can burn a mixture of diesel and natural gas or use one or the other of these two combustible materials. The natural gas supplied to such a heat engine must have a pressure on the order of a few bar to several tens of bar, for example about 6 to 8 bar (absolute pressure). In addition, in order to allow functions compatible with this heat engine, the natural gas must have a nitrogen concentration below the limiting operating concentration of about 15% to 20%.

배를 추진하기 위한 엔진(5)은 예를 들어 MAN 사에 의해 개발된 "ME-GI"기술의 이중 연료 2-행정 저속 엔진이다. 이러한 엔진(5)은 가연재로서 천연 가스와, 천연 가스를 점화하기 위해 천연 가스 주입 이전에 주입되는 소량의 파일롯 연료를 사용한다. 이러한 엔진(5)에 급송하기 위해, 천연 가스는 먼저 150와 400 bar(절대압력) 사이, 특히 250과 300 bar(절대압력) 사이의 높은 압력에서 압축되어야 한다. 또한, 이러한 엔진은 천연 가스의 품질에 매우 민감하며, 순응적 기능을 가능하게 하기 위해, 천연 가스는 15 % 내지 20 % 정도의 임계 값을 초과하지 않는 질소 농도를 가져야 한다.The engine 5 for propelling the boat is, for example, a dual fuel two-stroke low-speed engine of the "ME-GI" technology developed by MAN. This engine 5 uses natural gas as a combustible material and a small amount of pilot fuel injected before natural gas injection to ignite the natural gas. To feed to this engine 5, the natural gas must first be compressed at high pressures between 150 and 400 bar (absolute pressure), in particular between 250 and 300 bar (absolute pressure). In addition, such engines are highly sensitive to the quality of natural gas, and to enable adaptive function, the natural gas must have a nitrogen concentration that does not exceed a threshold value of 15% to 20%.

설비(1)는 밀폐 및 단열 탱크(2)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 탱크(2)는 멤브레인 탱크이다. 예로서, 이러한 멤브레인 탱크는 특허 출원 WO 14/057221, FR 2 691 520 및 FR 2 877 638에 기재되어 있다. 이러한 멤브레인 탱크는 대기압과 실질적으로 동일하거나 미소하게 더 높은 압력에서 가연성 가스를 저장하기 위한 것이다. 다른 대안적인 실시예에 따르면, 탱크(2)는 또한 자립형 탱크일 수 있으며, 특히 평행 육면체, 각주형, 구형, 원통형 또는 다엽 형상을 가질 수 있다. 특정 유형의 탱크(2)는 대기압 보다 실질적으로 높은 압력에서 가스 저장을 허용한다.The installation (1) includes a sealed and adiabatic tank (2). According to one embodiment, the tank 2 is a membrane tank. By way of example, such membrane tanks are described in patent applications WO 14/057221, FR 2 691 520 and FR 2 877 638. Such membrane tanks are intended to store flammable gases at substantially the same or slightly higher pressure than the atmospheric pressure. According to another alternative embodiment, the tank 2 may also be a self-contained tank, and in particular may have a parallelepiped, prismatic, spherical, cylindrical or multi-leafed configuration. Certain types of tanks 2 allow gas storage at pressures substantially greater than atmospheric.

탱크(2)는 가연성 가스로 채워지도록 의도된 내부 공간(7)을 포함한다. 가연성 가스는 특히 액화 천연 가스(LNG), 즉, 주로 메탄, 그리고, 또한 소량의 에탄, 프로판, n-부탄, i-부탄, n-펜탄, i-펜탄, 네오펜탄 및 질소 같은 하나 이상의 다른 탄화수소를 포함하는 가스 혼합물일 수 있다. 가연성 가스는 또한 에탄 또는 액화 석유 가스(LPG), 즉 프로판 및 부탄을 필수적으로 함유하는 정유로부터 유도된 탄화수소의 혼합물일 수 있다.The tank 2 includes an internal space 7 intended to be filled with a combustible gas. The flammable gases are in particular liquefied natural gas (LNG), which is mainly methane and also one or more other hydrocarbons such as ethane, propane, n-butane, i-butane, n-pentane, i-pentane, neopentane, ≪ / RTI > The combustible gas may also be a mixture of hydrocarbons derived from ethane or liquefied petroleum gas (LPG), an essential oil essentially containing propane and butane.

가연성 가스는 액체-증기 2-페이즈 평형 상태로 탱크(2)의 내부 공간(7)에 저장된다. 따라서, 가스는 탱크(2)의 상부 부분(8)의 증기 페이즈 및 탱크(2)의 하부 부분(9)의 액체 페이즈에 존재한다. 그 액체-증기 2-페이즈 평형 상태에 대응하는 액화 천연 가스의 평형 온도는 대기압에서 저장될 때 약 -162℃이다.The combustible gas is stored in the internal space (7) of the tank (2) in a liquid-vapor two-phase equilibrium state. Thus, the gas is present in the vapor phase of the upper portion 8 of the tank 2 and in the liquid phase of the lower portion 9 of the tank 2. The equilibrium temperature of the liquefied natural gas corresponding to the liquid-vapor two-phase equilibrium state is about -162 ° C when stored at atmospheric pressure.

설비(1)는 탱크(2)의 내부 공간(7)에서 액체 페이즈 가연성 가스 스트림을 취입하고 이를 감압시켜 가스의 기화의 잠열을 사용하여 탱크(2)의 내부 공간(7)에 잔류하는 액화된 가스를 냉각시키는 강제 기화 디바이스(10)를 포함한다.The facility 1 takes in the liquid phase combustible gas stream in the internal space 7 of the tank 2 and depressurizes it so that the liquid liquefied in the internal space 7 of the tank 2 And a forced vaporization device 10 for cooling the gas.

강제 기화 디바이스(10)는 액체 페이즈에 침지되어 있는 도입부(12)를 포함하고 하나 이상의 기화 챔버(13, 14)에 수집된 액체 페이즈 가스 스트림을 반송할 수 있는 입구 회로(11)를 포함한다.The forced vaporization device 10 includes an inlet circuit 11 that includes an inlet portion 12 that is immersed in a liquid phase and is capable of transporting the collected liquid phase gas stream to one or more of the gasification chambers 13,14.

기화 챔버(13, 14)는 탱크(2)에 저장된 가연성 가스에 침지된다. 각각의 챔버(13, 14)는 내부 공간(15)과 상기 내부 공간(15)과 탱크(2)에 저장된 가연성 가스 사이에서 열을 교환하기 위한 열 교환 벽을 포함한다.The vaporization chambers 13 and 14 are immersed in the combustible gas stored in the tank 2. Each of the chambers 13 and 14 includes an inner space 15 and a heat exchange wall for exchanging heat between the inner space 15 and the combustible gas stored in the tank 2.

일 실시예에 따라서, 기화 챔버(13, 14)는 기화 챔버(13, 14)의 열 교환 벽과 조합되어 탱크(2) 내에 수용된 가연성 가스와의 그 교환 표면적을 증가시킬 수 있게 하는, 도시되어 있지 않은 핀을 구비한다.According to one embodiment, the vaporization chambers 13, 14 are shown, which, in combination with the heat exchange walls of the vaporization chambers 13, 14, allows to increase its exchange surface area with the combustible gas contained in the tank 2 Which is not provided with a pin.

또한, 입구 회로(11)는 기화 챔버(13, 14)의 내부 공간(15)에서 나타나는 도시하지 않은 압력 손실 부재를 포함하여, 취해진 가연성 가스 스트림을 기화 챔버(13, 14)의 내부 공간에서 기화시킨다.The inlet circuit 11 also includes a pressure loss member not shown in the internal space 15 of the gasification chambers 13 and 14 so as to vaporize the taken combustible gas stream in the internal spaces of the gasification chambers 13 and 14 .

또한, 기능할 때, 기화 챔버(13, 14)의 내부 공간(15)은 탱크(2)의 내부 공간(7)에 존재하는 압력 미만의 압력으로 배치된다. 이를 위해, 설비는 탱크(2)의 내부 공간(7)에 존재하는 압력 미만의 절대 압력에서 기화 챔버(13, 14)의 내부 공간(15)을 유지할 수 있도록 치수설정된 진공 펌프(17)를 포함한다. 예를 들어, 가연성 가스가 액화 천연 가스이고 대기압에서 탱크에 저장될 때, 기화 챔버(13, 14) 내부에 존재하는 작동 절대 압력은 12와 95 kPa(절대압력) 사이, 예로서, 약 50 kPa(절대압력)이다.Further, when functioning, the internal space 15 of the vaporization chambers 13, 14 is disposed at a pressure less than the pressure existing in the internal space 7 of the tank 2. To this end, the installation includes a vacuum pump 17 dimensioned to hold the internal space 15 of the vaporization chambers 13, 14 at an absolute pressure less than the pressure present in the internal space 7 of the tank 2 do. For example, when the combustible gas is liquefied natural gas and is stored in the tank at atmospheric pressure, the operating absolute pressure present in the gasification chambers 13, 14 is between 12 and 95 kPa (absolute pressure), for example about 50 kPa (Absolute pressure).

이러한 강제 기화 디바이스(10)의 작동 원리는 다음과 같다. 액체 페이즈 가연성 가스가 탱크(2)에 취입된 후, 기화 챔버(13, 14)에서 감압될 때, 이렇게 감압된 가연성 가스는 온도가 감소된다. 결과적으로, 취해진 가연성 가스가 기화 챔버(13, 14)를 통해 탱크(2) 내에 잔류하는 가연성 가스와 열적 접촉 상태로 배치되기 때문에, 이는 적어도 부분적으로 기화하고, 기화시, 탱크(2) 내에 존재하는 가연성 가스로부터 그 기화에 필요한 열을 인출하며, 이는 탱크(2) 내에 잔류하는 가연성 가스가 냉각될 수 있게 한다.The operation principle of the forced vaporizing device 10 is as follows. When the liquid phase flammable gas is introduced into the tank 2 and then depressurized in the vaporization chambers 13 and 14, the temperature of this decompressed combustible gas is reduced. As a result, since the taken combustible gas is placed in thermal contact with the combustible gas remaining in the tank 2 through the vaporization chambers 13 and 14, it is at least partially vaporized and is present in the tank 2 To withdraw the heat necessary for its vaporization from the combustible gas which is present in the tank 2, which allows the combustible gas remaining in the tank 2 to be cooled.

일 실시예에 따르면, 입구 회로(11)는 기화 챔버(13, 14) 각각의 내부 공간(15) 내측에서 액화된 가스를 분무할 수 있는 분무 노즐로 형성된 복수의 압력 손실 부재를 포함한다. 유리하게는, 분무 노즐은 액화된 가스를 기화 챔버(13, 14)의 내부 벽에 미세하고 균질하게 분무한다. 대안적으로, 각 압력 손실 부재는 입구 회로 유동 단면, 다공성 재료 또는 등엔트로피 감압 기계의 변형으로부터 선택된다.According to one embodiment, the inlet circuit 11 includes a plurality of pressure loss members formed of atomizing nozzles capable of atomizing the liquefied gas inside the internal space 15 of each of the gasification chambers 13, 14. Advantageously, the spray nozzle atomizes the liquefied gas finely and homogeneously into the inner walls of the gasification chambers 13, 14. Alternatively, each pressure loss member is selected from an inlet circuit flow cross-section, a porous material, or a variation of a isentropic pressure reducing machine.

진공 펌프(17)는 공칭 유량의 함수로서 진공 펌프(17)를 제어할 수 있는 제어 유닛(30)에 의해 제어된다. 진공 펌프는 설비의 동작 유량에 대하여, 생성된 진공이 12와 95 kPa(절대압력) 사이, 예로서 약 50 kPa(절대압력)이도록 구성된 유량/압력 특징을 갖는다.The vacuum pump 17 is controlled by a control unit 30 which is capable of controlling the vacuum pump 17 as a function of the nominal flow rate. The vacuum pump has a flow rate / pressure characteristic that is configured such that the generated vacuum is between about 12 and 95 kPa (absolute pressure), for example about 50 kPa (absolute pressure), relative to the operating flow rate of the plant.

입구 회로(11)는 압력 손실 부재의 상류에, 강제 기화 디바이스(10)의 입구에서 액화된 가스의 압력을 임계 압력으로 제한하기 위한 도시되지 않은 압력 조정기를 포함한다. 이러한 압력 조정기는 탱크(2) 내부의 액화된 가스에 의해 가해지는 정수압과 무관하게, 그리고, 결과적으로 탱크(2)의 충전 레벨과 무관하게 입구 회로(11)로 진입되는 액화된 가스의 압력을 일정하게 유지할 수 있게 한다. 예를 들어, 압력 조정기에 의해 적용되는 압력 임계값은 대기압 정도이다.The inlet circuit 11 includes an unillustrated pressure regulator upstream of the pressure loss member for limiting the pressure of the liquefied gas at the inlet of the forced vaporization device 10 to a critical pressure. This pressure regulator is capable of regulating the pressure of the liquefied gas entering the inlet circuit 11 irrespective of the hydrostatic pressure applied by the liquefied gas in the tank 2 and consequently irrespective of the charge level of the tank 2 Keep it constant. For example, the pressure threshold applied by the pressure regulator is about the atmospheric pressure.

또한, 도시된 실시예에서, 입구 회로(11)는 압력 조정기의 상류에, 탱크(1) 내측의 액화된 가스에 의해 가해지는 정수압 보다 높은 복귀 압력을 생성할 수 있는 추가적 펌프(18)를 입구 회로(11)로의 도입부의 높이에 포함한다. 이러한 배열은 압력 손실 부재에서의 구동 압력이 따라서 증가된다는 점에서 유리하며, 이는 한편으로는 압력 손실 부재의 수를 제한할 수 있고, 다른 한편으로는 유량의 더 큰 안정성을 보증할 수 있게 한다.Further, in the illustrated embodiment, the inlet circuit 11 is provided upstream of the pressure regulator with an additional pump 18, which can generate a return pressure higher than the hydrostatic pressure exerted by the liquefied gas inside the tank 1, Is included in the height of the lead-in portion to the circuit (11). This arrangement is advantageous in that the driving pressure in the pressure loss member is accordingly increased, which on the one hand can limit the number of pressure loss members and on the other hand it ensures a greater stability of the flow rate.

도시된 실시예에서, 강제 기화 디바이스(10)는 탱크(2)의 내부 공간(7)에 위치한 2개의 기화 챔버(13, 14)를 포함한다. 기화 챔버(14) 중 하나는 탱크(2)의 저부 부분(9)에 배치되고, 따라서 상기 기화 챔버(14)의 내부 공간(15)과 탱크(2)에 저장된 액체 페이즈 가연성 가스 사이의 열 교환을 허용하도록 의도된다. 이런 기화 챔버(14)는 따라서, 그 평형 온도 미만까지 챔버(2) 내에 잔류하는 가연성 가스의 액체 페이즈를 냉각시킬 수 있게 한다. 따라서, 탱크(2) 내에 잔류하는 가연성 가스의 액체 페이즈는 자체적으로 냉각된 열역학적 상태가 되게 된다.In the illustrated embodiment, the forced vaporization device 10 includes two vaporization chambers 13, 14 located in the interior space 7 of the tank 2. One of the vaporization chambers 14 is disposed in the bottom portion 9 of the tank 2 and thus the heat exchange between the internal space 15 of the vaporization chamber 14 and the liquid phase combustible gas stored in the tank 2 . ≪ / RTI > This vaporization chamber 14 thus allows cooling of the liquid phase of the combustible gas remaining in the chamber 2 to below its equilibrium temperature. Thus, the liquid phase of the combustible gas remaining in the tank 2 becomes a self-cooled thermodynamic state.

다른 기화 챔버(13)는 탱크(2)의 상단 부분(8), 즉, 가스 헤드공간에 배치되고, 따라서 상기 기화 챔버(13)의 내부 공간(15)과 탱크(2)에 잔류하는 증기 페이즈 가연성 가스 사이의 열 교환을 허용하도록 의도된다. 따라서, 이러한 기화 챔버(13)는 탱크(2)의 내부 공간(7)에서의 자연적 증발로부터 유래된 가연성 가스의 가스 페이즈를 응축 및/또는 냉각시킬 수 있게 한다.The other vaporization chamber 13 is located in the upper part 8 of the tank 2, i.e. in the gas head space and thus in the vapor phase 13 remaining in the internal space 15 of the vaporization chamber 13 and in the tank 2. [ Is intended to allow heat exchange between the combustible gases. This vaporization chamber 13 thus allows condensation and / or cooling of the gas phase of the combustible gas resulting from the natural evaporation in the internal space 7 of the tank 2.

도시되지 않은 일 실시예에서, 설비는 전달 파이프 및 복귀 파이프를 통해 전술한 탱크(2)에 연결된 보조 밀폐 및 단열 탱크를 포함할 수 있다. 또한, 설비(1)는 주 탱크와 보조 탱크 사이에서 액화된 가스를 전달 파이프 및 복귀 파이프를 통해 순환시키는 펌프를 포함한다. 보조 탱크는 탱크(2) 보다 작은 용량을 가지며, 강제 기화 디바이스(10)는 보조 탱크에 수용된다. 그러한 실시예는 액화된 가스의 온도의 보다 양호한 균질화를 가능하게 하고 탱크(2) 내측의 열 계층화의 생성을 제한한다는 점에서 유리하다. 또한, 이러한 보조 탱크는 보조 탱크가 강제 기화 디바이스(10)를 공유할 수 있도록 몇몇 탱크(2)에 연결되는 실시예 변형예를 허용한다.In one embodiment, which is not shown, the installation may include a secondary containment and thermal insulation tank connected to the above-described tank 2 via a transfer pipe and a return pipe. The facility 1 also includes a pump circulating liquefied gas between the main tank and the auxiliary tank through the transfer pipe and the return pipe. The auxiliary tank has a smaller capacity than the tank 2, and the forced vaporization device 10 is accommodated in the auxiliary tank. Such an embodiment is advantageous in that it allows for better homogenization of the temperature of the liquefied gas and limits the generation of thermal stratification inside the tank 2. This auxiliary tank also permits variants of the embodiment to be connected to several tanks 2 so that the auxiliary tank can share the forced vaporization device 10.

도 1로 되돌아가면, 강제 기화 디바이스(10)가 탱크(2) 외부에 위치한 열 교환기(20)에 이르는 증기 페이즈 가스 수집 회로(19)에 하류에서 연결되는 것이 관찰된다. 도시된 실시예에서, 2개의 기화 챔버(13, 14)는 서로 병렬적으로 배열된다. 달리 말하면, 기화 챔버(13, 14) 각각은, 한편으로는 액체 페이즈에 침지된 도입부(12)에 연결되고 다른 한편으로는 다른 기화 챔버(13, 14)의 대응 회로 부분에 병렬적인 회로 부분을 통해 증기 페이즈 가스 수집 회로(19)에 연결된다. 2개의 병렬 부분 각각에는 2개의 기화 챔버(13, 14) 각각을 통과하는 가스 유량을 조정하기 위해 밸브(21, 22)가 구비되어 있다. 이러한 배열은 또한 예를 들어 증기 페이즈를 응축시키기 위한 것인지 액체 페이즈를 냉각시키기 위한 것인지 여부에 따라 2개의 기화 챔버(13, 14) 중 하나 또는 다른 하나를 사용하도록 선택할 수 있게 한다.Returning to Fig. 1, it is observed that the forced vaporization device 10 is connected downstream to the vapor phase gas collection circuit 19 leading to the heat exchanger 20 located outside the tank 2. In the illustrated embodiment, the two vaporization chambers 13, 14 are arranged in parallel with each other. In other words, each of the vaporization chambers 13, 14 is connected on the one hand to the inlet 12 immersed in the liquid phase and on the other hand a circuit part parallel to the corresponding circuit part of the other vaporization chamber 13, 14 To the vapor phase gas collection circuit (19). Each of the two parallel portions is provided with valves 21, 22 for adjusting the gas flow rate through each of the two gasification chambers 13, 14. This arrangement also makes it possible to choose to use one or the other of the two vaporization chambers 13, 14 depending on, for example, whether to condense the vapor phase or to cool the liquid phase.

다른 실시예에서, 기화 챔버(13, 14)는 직렬로 배열된다. 다른 실시예에서, 강제 기화 디바이스(10)는 오직 하나의 기화 챔버(13, 14)만을 포함하며, 이 챔버는 가능하게는 탱크(2)의 상부 부분(8) 또는 그 하부 부분(9)에 배치된다.In another embodiment, the vaporization chambers 13, 14 are arranged in series. In another embodiment, the forced vaporization device 10 includes only one vaporization chamber 13, 14, which is preferably located in the upper portion 8 or lower portion 9 of the tank 2, .

더욱이, 도시된 실시예에서, 설비(1)는 탱크(2)의 가스 헤드공간에서 나타나는, 즉 탱크(2)의 최대 충전 높이를 초과한 도입부(23)를 포함한다. 이 도입부(23)는 밸브(24)를 통해 증기 페이즈 가스 수집 회로(19)에 연결된다. 이러한 배열은 강제 기화 디바이스(10)를 사용하지 않고 설비(1)를 동작시키거나 또는 자연적 증발로부터 유도된 증기 페이즈를 강제 증발 디바이스(10)로부터 유도된 증기 페이즈와 조합시킴으로써 설비(2)를 작동시키는 것을 가능하게 한다. 이 경우, 설비(1)는 강제 기화 디바이스(10)를 사용하지 않고 설비(1)가 작동할 때 그것을 바이패스하기 위한 진공 펌프(17)와 병렬인, 도시되지 않은 분기 회로를 구비할 수 있다.Moreover, in the illustrated embodiment, the installation 1 comprises an inlet 23 that appears in the gas head space of the tank 2, i. E., Exceeds the maximum filling height of the tank 2. The inlet 23 is connected to the vapor phase gas collection circuit 19 via a valve 24. This arrangement operates the facility 2 by operating the facility 1 without using the forced vaporization device 10 or by combining the vapor phase derived from the natural evaporation with the vapor phase derived from the forced evaporation device 10 . In this case, the facility 1 may include a branching circuit (not shown) in parallel with the vacuum pump 17 for bypassing the facility 1 when it is operated without using the forced vaporization device 10 .

열 교환기(20)는 입구(25a, 26a) 및 출구(25b, 26b)와 제2 채널(26)로부터 제1 채널(25)로 열을 전달하기 위한 열 교환 벽을 각각 갖는 제1 및 제2 채널(25, 26)을 포함한다. 열 교환을 최적화하기 위해, 열 교환기(20)는 역류형 교환기이다. 제1 채널(25) 상의 입구(25a)는 강제 기화 디바이스(10)로부터 나오는 가스 스트림을 가열하기 위해 증기 페이즈 가스 수집 회로(19)에 연결된다.The heat exchanger 20 includes a first and a second heat exchanging walls 25a and 26a and an outlet 25b and 26b and a heat exchange wall for transferring heat from the second channel 26 to the first channel 25, Channels 25,26. To optimize heat exchange, the heat exchanger 20 is a countercurrent exchanger. The inlet 25a on the first channel 25 is connected to the vapor phase gas collection circuit 19 to heat the gas stream exiting the forced vaporization device 10.

전술한 펌프(17)는 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 하류에 위치하여 강제 기화 디바이스(10) 또는 가스 헤드공간으로부터 열 교환기(20)의 제1 채널(25)을 통해 유입되는 가스 스트림을 흡입할 수 있게 한다. 제1 채널(25)의 출구(25b)는 압축기(27)의 방향으로 가스 스트림을 복귀시키는 펌프(17)를 통해 압축기(27)에 연결된다. 압축기(27)는 가스 소비 부재의 작동과 양립할 수 있는 압력으로 가스 스트림을 압축하기 위한 것이다.The pump 17 described above is located downstream of the first channel 25 of the heat exchanger 20 and is connected to the first channel 25 of the heat exchanger 20 from the forced vaporization device 10 or the gas head space, Thereby allowing the gas stream to be sucked in. The outlet 25b of the first channel 25 is connected to the compressor 27 via a pump 17 which returns the gas stream in the direction of the compressor 27. The compressor 27 is for compressing the gas stream at a pressure compatible with the operation of the gas consuming member.

도시된 실시예에서, 압축기(27)는 다단 압축기이다. 달리 말하면, 압축기(27)는 복수의 압축 단(27a, 27b, 27c, 27d, 27e) 및 각 압축 단(27a, 27b, 27c, 27d, 27e)의 출구에 배치된 중간 열 교환기(28a, 28b, 28c, 28d, 28e)를 포함한다. 중간 열 교환기(28a, 28b, 28c, 28d, 28e)는 2개의 압축 단 사이에서 압축된 가스를 냉각하기 위한 것이다. 예를 들어, 열 교환기(28a, 28b, 28c, 28d, 28e)는 특히 해수와의 교환을 제공하여, 압축된 가스 스트림을 해수의 온도와 실질적으로 동일한 온도가 될 수 있게 한다.In the illustrated embodiment, the compressor 27 is a multi-stage compressor. In other words, the compressor 27 is provided with a plurality of compression stages 27a, 27b, 27c, 27d and 27e and intermediate heat exchangers 28a and 28b arranged at the outlets of the respective compression stages 27a, 27b, 27c, 27d and 27e , 28c, 28d, 28e. The intermediate heat exchangers 28a, 28b, 28c, 28d, 28e are for cooling the compressed gas between the two compression stages. For example, the heat exchangers 28a, 28b, 28c, 28d, and 28e provide an exchange with, inter alia, seawater so that the compressed gas stream can be at a temperature substantially equal to the temperature of the seawater.

도시되지 않은 실시예에 따르면, 진공 펌프(17)는 압축기(27)의 제1 압축 단으로 구성될 수 있다.According to an embodiment not shown, the vacuum pump 17 may be constituted by a first compression stage of the compressor 27.

압축기(27)는 공급될 가연성 가스 소비 부재의 함수로서, 특히 가연성 가스가 이에 공급되어야 하는 압력 레벨 및 그 최대 급송율의 함수로서 치수가 정해진다. 따라서, 가스 소비 부재 중 하나가 전술한 바와 같이 ME-GI 유형의 엔진(5)일 때, 압축기(27)는 전형적으로 압축기(27)를 떠나는 가스 스트림이 250과 300 bar(절대압력) 사이의 압력을 갖도록 치수가 정해진다.The compressor 27 is dimensioned as a function of the combustible gas consuming member to be fed, in particular as a function of the pressure level at which the combustible gas is to be fed and its maximum feed rate. Thus, when one of the gas consuming members is an ME-GI type engine 5 as described above, the compressor 27 is typically operated such that the gas stream leaving the compressor 27 is between 250 and 300 bar (absolute pressure) Dimensions are set to have pressure.

압축기(27)의 하류에서, 설비(1)는 배를 추진하기 위해 가스 스트림의 제1 부분을 엔진(5)에 반송하고 가스 스트림의 제2 부분을 열 교환기(20)의 제2 채널(26)의 입구(26a)에 반송하기 위한 3방 커넥터(29)를 포함한다. 이 3방 커넥터(29)는 제어 유닛(30)에 의해 조종된다. 따라서, 제어 유닛(30)은 엔진(5)의 가연성 가스 수요 및/또는 재액화될 가스의 양의 함수로서 열 교환기(30)의 제2 채널(26)의 입구(26a) 및 엔진(5)으로 각각 순환하는 가스의 비율을 변화시킬 수 있다.Downstream of the compressor 27 the plant 1 delivers a first portion of the gas stream to the engine 5 to propel the ship and a second portion of the gas stream to the second channel 26 of the heat exchanger 20 And a three-way connector 29 for conveying it to the inlet 26a of the housing. The three-way connector 29 is controlled by the control unit 30. [ The control unit 30 therefore controls the inlet 26a and the engine 5 of the second channel 26 of the heat exchanger 30 as a function of the combustible gas demand of the engine 5 and / The ratio of the gas circulating in each case can be changed.

또한, 가연성 가스 소비 부재가 도시된 실시예에서와 같이 상이한 급송 압력을 갖는 경우에, 설비(1)는 2개의 압축 단(27b, 27c) 사이에 배치된 중간 3방 커넥터(31)를 포함하고, 따라서, 압축기(27)의 출구 이전에 가스 소비 부재, 본 경우에는 버너(3) 및 발전기(4)에 가스 스트림의 일부를 전향하는 것을 가능하게 한다. 이러한 배열은 가연성 가스가 상기 소비 부재에 대응하는 급송 압력에 도달할 때 가연성 가스를 가연성 가스 소비 부재로 전환시키는 것을 가능하게 한다.Further, in the case where the combustible gas consuming member has different feed pressures as in the illustrated embodiment, the installation 1 includes an intermediate three-chamber connector 31 disposed between the two compression stages 27b, 27c , Thus making it possible to divert a portion of the gas stream to the gas consuming member, in this case the burner 3 and the generator 4, before the outlet of the compressor 27. This arrangement makes it possible to convert the combustible gas into a combustible gas consuming member when the combustible gas reaches the delivery pressure corresponding to the consumable member.

바람직한 실시예에 따르면, 진공 펌프(17) 및 압축기(27)의 동작 유량은 일정하고 실질적으로 가스 소비 부재의 최대 급송율에 대응한다. 따라서, 제어 유닛(30)은 3방 커넥터(29, 31)에 작용하여 그 수요의 함수로서 가스 소비 부재에 반송되는 가스 스트림의 유량을 적응시키도록 작용한다.According to a preferred embodiment, the operating flow rate of the vacuum pump 17 and the compressor 27 is constant and substantially corresponds to the maximum feed rate of the gas consuming member. Thus, the control unit 30 serves to adapt the flow rate of the gas stream carried on the three-way connector 29, 31 to the gas consuming member as a function of its demand.

가연성 가스 스트림의 제2 부분은 열 교환기(20)의 제2 채널(26)에서 그 열이 증기 페이즈 가스 수집 회로(19)로부터 나오는 증기 페이즈 가스로 전달되는 동안 냉각된다.The second portion of the combustible gas stream is cooled while the heat is transferred from the second channel 26 of the heat exchanger 20 to the vapor phase gas exiting the vapor phase gas collection circuit 19.

열 교환기(20)의 제2 채널(26)의 출구(26b)는 가연성 가스 스트림이 예를 들어 탱크(2) 내에 존재하는 압력과 실질적으로 동일한 압력, 예로서, 대기압에 가까운 압력으로 감압되는 팽창 디바이스(33)를 통해 페이즈 분리기(32)에 연결된다. 결과적으로, 가스 스트림은 줄-톰슨 효과를 통해 적어도 부분적으로 그 온도 및 그 액화의 감소로 이어지는 팽창을 겪는다. 팽창 디바이스(32)는 예를 들어 팽창 밸브이다.The outlet 26b of the second channel 26 of the heat exchanger 20 is connected to an outlet 26b of the second channel 26 of the heat exchanger 20 where the combustible gas stream is expanded to a pressure substantially equal to the pressure present in the tank 2, And is connected to the phase separator 32 via the device 33. [ As a result, the gas stream undergoes an expansion that at least partially leads to a reduction in its temperature and its liquefaction through the joule-Thomson effect. The expansion device 32 is, for example, an expansion valve.

미스트 분리기(mist separator)라고도 불리는 페이즈 분리기(32)는 액체 페이즈가 가스 페이즈로부터 분리되도록 한다. 하류에서, 페이즈 분리기(32)는 한편으로는 탱크(2)에 이르는 복귀 회로(34)에 연결되고, 다른 한편으로는 증기 페이즈 가스 수집 회로(19)에 연결된 복귀 파이프(35)에 연결된다. 따라서, 페이즈 분리기(32)는 가연성 가스의 액체 페이즈를 탱크(2)로 반송하는 반면, 증기 페이즈는 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)로 복귀된다.A phase separator 32, also referred to as a mist separator, allows the liquid phase to separate from the gas phase. Downstream, the phase separator 32 is connected to the return circuit 34 leading to the tank 2 on the one hand and to the return pipe 35 connected to the vapor phase gas collection circuit 19 on the other hand. Thus, the phase separator 32 returns the liquid phase of the combustible gas to the tank 2, while the vapor phase returns to the inlet 25a of the first channel 25 of the heat exchanger 20.

대기압에서 저장된 액화 천연 가스로 기능하는 이전에 기술된 설비의 실시예가 아래에서 설명될 것이다.An embodiment of a previously described facility that functions as a liquefied natural gas stored at atmospheric pressure will be described below.

액화 천연 가스는 약 -162℃의 온도에서 2-페이즈 평형 상태로 탱크(2)에 저장된다. 그 다음, 액체 천연 가스는 예를 들어, 50 kPa (절대압력) 정도의 대기압 미만의 압력이 존재하는 강제 기화 디바이스(10)의 기화 챔버(14, 15) 내로 흡인된다. 이와 같이 인출된 액체 페이즈 천연 가스 스트림은 기화 챔버(14, 15)에서 기화되어 탱크(2)에 잔류하는 천연 가스로부터 열을 추출한다.The liquefied natural gas is stored in the tank 2 in a two-phase equilibrium state at a temperature of about -162 占 폚. The liquid natural gas is then aspirated into the vaporization chambers 14, 15 of the forced vaporization device 10 where there is a pressure of atmospheric pressure, for example, of the order of 50 kPa (absolute pressure). The drawn liquid phase natural gas stream is vaporized in the gasification chambers 14, 15 to extract heat from the natural gas remaining in the tank 2.

따라서, 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)로 반송되는 증기 페이즈 가스 스트림은 50 kPa (절대압력) 정도의 압력 및 탱크(2) 내의 가스의 2-페이즈 평형 온도에 가까운 온도, 전형적으로는 약 -165℃를 갖는다.The steam phase gas stream being conveyed to the inlet 25a of the first channel 25 of the heat exchanger 20 is thus pressurized to a pressure of about 50 kPa (absolute pressure) and to a two- phase equilibrium temperature of the gas in the tank 2 Lt; RTI ID = 0.0 > 165 C. < / RTI >

열 교환기(20)에 의해 가열되고 압축기(27)의 압축 단(27a, 27b, 27c, 27d, 27e)의 일부 또는 전부에 의해 압축된 이후, 가스 스트림의 제1 부분은 그 각각의 필요의 함수로서 하나 이상의 가스 소비 부재에 반송된다. 압축기(27)를 나갈 때, 전형적으로 250와 300 bar 사이의 고압 및 대략 20과 80℃ 사이의 온도를 갖는 가스 스트림의 제2 부분은 열 교환기(20)의 제2 채널(26)로 반송되고 그 내부에서 냉각된다. 열 교환기(20)의 제2 채널(26)을 빠져 나올 때, 가스 스트림은 전형적으로 -140℃ 정도의 온도를 갖는다. 그 다음, 가스 스트림은 팽창 밸브(33)에 의해 감압된 다음, 페이즈 분리기(32)로 반송되고, 페이즈 분리기는 액체 페이즈 및 가스 페이즈를 분리하여 액체 페이즈를 탱크(2)로 복귀시키고 가스 페이즈를 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)로 복귀시킨다.After being heated by the heat exchanger 20 and compressed by some or all of the compression stages 27a, 27b, 27c, 27d, 27e of the compressor 27, the first portion of the gas stream is cooled by a function of its respective need To the at least one gas consuming member. Upon exiting the compressor 27, a second portion of the gas stream, typically having a high pressure between 250 and 300 bar and a temperature between approximately 20 and 80 degrees Celsius, is conveyed to the second channel 26 of the heat exchanger 20 And is cooled therein. When exiting the second channel 26 of the heat exchanger 20, the gas stream typically has a temperature on the order of -140 ° C. The gas stream is then depressurized by expansion valve 33 and then conveyed to phase separator 32 which separates the liquid phase and the gas phase to return the liquid phase to tank 2 and the gas phase And returns to the inlet 25a of the first channel 25 of the heat exchanger 20.

따라서, 전술한 유형의 강제 증발 디바이스(10)를 사용함으로써, 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)에서의 가스 스트림은 탱크(2)의 충전 레벨과 무관한, 그리고, -140℃ 정도의 온도를 가지며, 탱크(2)의 자연적 증발로부터 유래된 가스의 온도는 -140℃와 -50℃ 사이일 가능성이 높은 것으로 이해된다. 따라서, 강제 증발 디바이스(10)의 사용은 액체 페이즈 줄-톰슨 감압의 특히 높은 수준의 변환을 얻는 것을 가능하게 한다. 강제 증발 디바이스(10)의 사용은 또한 자연적 증발 현상을 제한하기 위해 탱크에 저장된 가연성 가스로부터 열을 추출하는 것을 가능하게 한다.Thus, by using the forced evaporation device 10 of the type described above, the gas stream at the inlet 25a of the first channel 25 of the heat exchanger 20 is independent of the charge level of the tank 2, , It is understood that the temperature of the gas derived from the natural evaporation of the tank 2 has a temperature of about -140 캜 and is likely to be between -140 캜 and -50 캜. Thus, the use of the forced vaporization device 10 makes it possible to obtain a particularly high level of conversion of the liquid phase line-Thomson decompression. The use of the forced evaporation device 10 also makes it possible to extract heat from the combustible gas stored in the tank to limit natural evaporation phenomena.

도 3을 참조하면, 배를 추진하는 그 엔진(5)이 도 1의 설비로부터 유입되는 천연 가스 스트림을 급송받는 배의 속도의 함수로서 팽창 디바이스(33)에서의 kg/hour 단위의 재액화 천연 가스의 유량이 관찰된다. 진공 펌프(17) 및 압축기(27)의 동작 유량은 4700 kg/hour이다.Referring to Fig. 3, the engine 5 for propelling the ship is equipped with a re-liquefied natural (not shown) unit of kg / hour at the expansion device 33 as a function of the speed of the ship fed the natural gas stream entering from the plant of Fig. The flow rate of the gas is observed. The operating flow rate of the vacuum pump 17 and the compressor 27 is 4700 kg / hour.

곡선(a, b 및 c)은 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)에서 가스의 온도가 각각 -40℃, -120℃ 및 -160℃ 일 때 팽창 디바이스(33)의 출구에서의 재액화 천연 가스의 유량을 나타낸다. 따라서, 강제 기화 디바이스(10)가 열 교환기(20)의 상류에서 사용되어 대기압에서의 천연 가스의 액체-증기 평형 온도, 즉, -160℃에 근접한 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)에서의 가스의 온도를 획득하는 것을 가능하게 할 때 팽창 디바이스의 재액화 수준은 열 교환기의 제2 채널(26)의 입구(26a)로 복귀되는 가스의 비율에 의존하여 10% 내지 80%만큼 개선될 수 있다.The curves a, b and c indicate the temperature of the expansion device 33 at the inlet 25a of the first channel 25 of the exchanger 20 when the temperatures of the gases are -40 ° C, -120 ° C and -160 ° C, respectively Liquefied natural gas at the outlet. Thus, the forced vaporization device 10 is used upstream of the heat exchanger 20 to provide a first channel 25 of the heat exchanger 20 close to the liquid-vapor equilibrium temperature of the natural gas at atmospheric pressure, The re-liquefaction level of the expansion device may be less than 10%, depending on the proportion of gas returned to the inlet 26a of the second channel 26 of the heat exchanger, To 80%.

또한, 그 탱크(2)가 400 kW 정도의 열적 누설과 4700 kg/hour의 진공 펌프(17)의 동작 유량을 갖는 선박을 고려하면, 강제 기화 디바이스(10)는 약 650 kW의 냉각 파워를 생성하며, 이는 일차적으로 열적 누설을 보상할 수 있고, 이차적으로 탱크(2) 내에 잔류하는 천연 가스의 액체 페이즈를 그 평형 온도 미만으로 냉각시키며 및/또는 탱크(2)의 내부 공간(7)의 자연적 증발로부터 유래하는 천연 가스의 가스 페이즈를 응축 및/또는 냉각할 수 있다. 평형에 대비한 잉여 냉각 파워는 약 1500 kg/hour 내지 1700 kg/hour의 액화 능력(곡선 d로 표시됨)과 등가이고, 이러한 냉각 파워는 탱크에 저장된 액체 페이즈 천연 가스의 온도를 저하시킴으로서 저장될 수 있고 및/또는 탱크(2)의 가스 헤드공간의 천연 가스의 가스 페이즈를 재응축시키기 위해 사용될 수 있다.Further, considering that the tank 2 has a thermal leakage of about 400 kW and a ship having an operating flow rate of the vacuum pump 17 of 4700 kg / hour, the forced vaporization device 10 generates about 650 kW of cooling power Which can primarily compensate for thermal leakage and secondly to cool the liquid phase of the natural gas remaining in the tank 2 to below its equilibrium temperature and / or to reduce the natural temperature of the internal space 7 of the tank 2 The gas phase of the natural gas resulting from evaporation can be condensed and / or cooled. The surplus cooling power versus equilibrium is equivalent to a liquefaction capacity (indicated by curve d) of about 1500 kg / hour to 1700 kg / hour, which can be stored by lowering the temperature of the liquid phase natural gas stored in the tank And / or can be used to recondense the gas phase of the natural gas in the gas head space of the tank (2).

비교 목적을 위해, 도 3의 곡선 e는 도 1에 나타낸 바와 같이 배를 추진시키기 위해 엔진(5)에 직접 연결된 강제 기화 디바이스(13)의 액화 능력을 나타낸다. 이러한 경우에, 기화 챔버 내의 기화된 천연 가스 스트림의 유량은 엔진(5)의 요구에 대응한다. 따라서, 이런 환경 하에서, 강제 기화 디바이스는 단지 18 knot의 속도 이상에서만 열적 누설을 평형화할 수 있게 하고, 따라서, 18 knot보다 큰 속도 대해서만 탱크(2) 내에 잔류하는 천연 가스의 액체 페이즈를 그 평형 온도 미만으로 냉각시키고 및/또는 탱크의 내부 공간의 자연적 증발로부터 유래되는 천연 가스의 가스 페이즈를 응축 및/또는 냉각할 수 있게 한다.For comparison purposes, curve e in Fig. 3 represents the liquefaction capability of the forced vaporization device 13 connected directly to the engine 5 for propelling the ship, as shown in Fig. In this case, the flow rate of the vaporized natural gas stream in the gasification chamber corresponds to the requirement of the engine 5. Thus, under these circumstances, the forced vaporization device allows the thermal leakage to be equilibrated only at a speed of only 18 knots or more, and thus the liquid phase of the natural gas remaining in the tank 2 for a velocity greater than 18 knots, Cooling and / or condensing and / or cooling the gas phase of the natural gas resulting from the natural evaporation of the internal space of the tank.

따라서, 본 발명에 따르면, 강제 기화 디바이스는 실질적으로 가스 소비 부재의 실제 소비와는 독립적으로 전체 영역에서 동작할 수 있다는 것에 유의하여야 한다.Therefore, it should be noted that according to the present invention, the forced vaporization device can operate in the entire region substantially independently of the actual consumption of the gas consuming member.

더욱이, 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)에서의 강제 기화 방법으로부터 유도된 증기 페이즈를 사용함으로써, 설비 내에서 순환하는 가스 스트림의 질소 함량은 질소 함유량이 가장 많은 액화 천연 가스에 대해 10%를 절대 초과하지 않으며, 대다수의 경우 5 %인 것으로 관찰되었다. 팽창 디바이스(33)에서의 줄-톰슨 감압에 대한 변환 균형은 이 낮은 질소 함량에 의해서 거의 영향을 받지 않으며, 과잉 질소 농도를 갖는 증기를 가스 소비 부재(3, 4, 5)에 보낼 위험은 완전히 제거된다.Furthermore, by using the steam phase derived from the forced vaporization method at the inlet 25a of the first channel 25 of the heat exchanger 20, the nitrogen content of the gas stream circulating in the plant can be controlled by the liquefaction It never exceeded 10% for natural gas, and in most cases it was observed to be 5%. The conversion balance to the line-Thomson decompression at the expansion device 33 is substantially unaffected by this low nitrogen content and the risk of sending steam with excess nitrogen concentration to the gas consuming members 3, 4, Removed.

도 4는 다른 실시예에 따른 설비(1)를 도시한다. 설비(1)는 주로 열 교환기(20)의 제2 채널(26)의 출구(26b)가 터보 팽창기(36)에 의해 형성된 팽창 디바이스에 연결된다는 점에서 도 1의 설비와 상이하다. 이러한 터보 팽창기(36)는 열 교환기(20)의 제2 채널(26)의 출구(26b)에서 가스 스트림의 팽창을 이용하여 에너지를 생성하는 것을 가능하게 한다.Fig. 4 shows a facility 1 according to another embodiment. The installation 1 differs from the installation of Figure 1 in that the outlet 26b of the second channel 26 of the heat exchanger 20 is connected to an expansion device formed by the turboexpander 36. [ This turboexpander 36 makes it possible to generate energy using the expansion of the gas stream at the outlet 26b of the second channel 26 of the heat exchanger 20. [

에너지는 여기서 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 출구(25b)에서 가스 스트림을 압축하기 위해 하나 이상의 압축기(37)를 구동하는데 사용된다. 이를 위해, 터보 팽창기(36)는 압축기(37)에 연결된 샤프트(38)를 갖는다. 따라서, 터보 팽창기(36)에서의 압축된 가스 스트림의 팽창은 가스 스트림을 압축하기 위해 압축기(37)를 구동시키는 것을 가능하게 한다.Energy is used here to drive one or more compressors 37 to compress the gas stream at the outlet 25b of the first channel 25 of the heat exchanger 20. [ To this end, the turboexpander 36 has a shaft 38 connected to a compressor 37. Thus, the expansion of the compressed gas stream in the turboexpander 36 makes it possible to drive the compressor 37 to compress the gas stream.

도시되지 않은 다른 실시예에서, 기화 챔버(들)(13, 14)는 탱크(2)의 내부 공간에서 부압의 적용으로 대체될 수 있다. 이러한 실시예는, 예를 들어 화물에 함유될 수 있는 천연 가스가 본질적으로 또는 그 질소 함량의 사전 감소로 인해 낮은 질소 농도를 가질 때 적합하다.In another embodiment, not shown, the vaporization chamber (s) 13, 14 may be replaced by the application of negative pressure in the internal space of the tank 2. Such an embodiment is suitable, for example, when the natural gas that may be contained in the cargo has a low nitrogen concentration, either intrinsically or due to a pre-reduction of its nitrogen content.

이 실시예에서, 증기 페이즈 가스 수집 회로(9)는 탱크(2)의 가스 헤드공간에서 나타나는 도입부(23)에 직접 연결된다. 압축기(17)에 의해 그후 수십 밀리바(millibar)의 부압이 발생되고 강제 증발은 탱크(2)의 내부 공간에서 직접 발생한다. 구체적으로는, 탱크(2)의 내부 공간에 부압을 발생시킴으로써, 액체 페이즈의 기화가 촉진되고, 이는 또한 액화된 가스를, 액화된 가스가 대기압에서의 액화된 가스의 액체-증기 평형 온도 미만인 온도를 갖는 액체-증기 2-페이즈 평형 상태에 있게 할 수 있다. 결과적으로, 가스의 기화는 잠열 기화 열을 추출함으로써 탱크에 저장된 액화된 가스를 냉각시키기 위해 완전히 활용된다. 달리 말하면, 이 실시예는 냉각된 열역학적 상태에서 액화된 가스를 유지할 수 있어서 대기압에서 탱크 내에서의 그 저장 또는 탱크로의 그 전달을 가능하게 하며, 동시에, 액화된 가스의 낮은 또는 심지어 0의 증발 수준을 유지한다.In this embodiment, the vapor phase gas collection circuit 9 is connected directly to the inlet 23 appearing in the gas head space of the tank 2. Subsequently, a negative pressure of several tens of millibars is generated by the compressor 17 and forced evaporation occurs directly in the inner space of the tank 2. Specifically, by generating a negative pressure in the internal space of the tank 2, the vaporization of the liquid phase is promoted, which also causes the liquefied gas to flow at a temperature below the liquid-vapor equilibrium temperature of the liquefied gas at atmospheric pressure Phase two-phase equilibrium state with the liquid-vapor two-phase equilibrium state. As a result, the vaporization of the gas is fully utilized to cool the liquefied gas stored in the tank by extracting latent heat of vaporization. In other words, this embodiment is capable of maintaining a liquefied gas in a cooled thermodynamic state, enabling its storage in the tank at atmospheric pressure or its transfer to the tank, and at the same time, low or even zero evaporation of the liquefied gas Level.

본 실시예에서, 증발이 탱크의 전체 체적에 걸쳐 발생하기 때문에 질소의 우선적 기화가 제어가능하지 않으므로, 질소의 제어와 연계된 이득이 존재하지 않는다. 그러나, 이런 실시예에서, 증기 페이즈가 선택적으로 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)로 선택적으로 복귀되거나 버너(3)로 반송되도록 페이즈 분리기(32)의 가스 페이즈 출구에 3방 커넥터를 제공함으로써 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)에서의 가스 스트림의 질소 농후상태를 제한하는 것이 고려될 수 있다. 따라서, 이러한 신규한 가스 출구는 소비 부재(4, 5)의 동작 임계값에 비해 질소가 너무 농후해지는 가스 혼합물의 경우에 간헐적으로 활성화될 수 있는 퍼지(purge)로서 사용될 수 있다.In this embodiment, since the preferential vaporization of nitrogen is not controllable since evaporation occurs over the entire volume of the tank, there is no benefit associated with the control of nitrogen. However, in this embodiment, the gas phase outlet of the phase separator 32 is selected such that the vapor phase is selectively returned to the inlet 25a of the first channel 25 of the heat exchanger 20, It may be contemplated to limit the nitrogen rich state of the gas stream at the inlet 25a of the first channel 25 of the heat exchanger 20 by providing a three-way connector to the three- This new gas outlet can therefore be used as a purge which can be activated intermittently in the case of a gas mixture in which the nitrogen becomes too rich compared to the operating threshold of the consuming member 4,

탱크의 내부 공간을 부압 상태가 될 수 있게 하기 위해, 몇몇 구성 및 동작 배열이 필요한 것으로 드러날 수 있다. 주변 공기가 탱크에 들어가지 않도록 탱크는 진공 밀폐 상태이어야 한다. 따라서, 밀봉 플랜지 및 다른 교차부의 밀봉이 용접에 의해 우선적으로 생성된다. 추가적으로, 압력 완화 밸브는 배압이 가해 지더라도 누설 수준이 0이되도록 선택된다.In order to allow the internal space of the tank to be in a negative pressure state, several configurations and operating arrangements may be found to be necessary. The tank shall be in a vacuum-sealed condition to prevent ambient air from entering the tank. Thus, sealing of the sealing flange and other intersections is preferentially created by welding. In addition, the pressure relief valve is selected so that the leakage level is zero even if back pressure is applied.

또한, 탱크가 단열 배리어에 기초한 멤브레인 탱크일 때, 상기 단열 배리어의 압력은 단열 배리어 내에 존재하는 압력이 탱크의 내부 공간에 존재하는 압력보다 크게 높지- 이런 상태는 밀봉 멤브레인, 특히, 탱크 내에 수용된 가스와 접촉하는 밀봉 멤브레인을 손상시켜 그 박리를 유발할 수 있음 - 않도록 조정되는 것이 바람직하다. 추가적으로, 탱크의 가스 헤드공간의 액화된 가스의 분무는 열적 계층화를 제한하는 것을 가능하게 할 수 있다.Also, when the tank is a membrane tank based on a thermal barrier, the pressure of the insulating barrier is significantly higher than the pressure present in the insulating space of the tank, which is higher than the pressure present in the sealing membrane, It is possible to damage the sealing membrane in contact with the substrate and to cause its peeling. Additionally, atomization of the liquefied gas in the gas head space of the tank may enable to limit thermal layering.

도 2는 액화 천연 가스 같은 가연성 가스를 로딩/언로딩하고, 도시되지 않은 부유 또는 육상 기반 설비와 선박(41) 사이의 인터페이스를 형성하기 위한 전달 시스템(40)을 도시한다. 선박(41)은 전술한 바와 같이 가스 소비 부재에 가연성 가스를 급송하고, 상기 가연성 가스를 액화하기 위한 설비를 구비한다. 예로서, 도시되지 않은 유체 밀폐 및 절연 탱크는 대체로 각주형 형태로 이루어지고, 선박의 이중 선체에 장착된다.2 shows a delivery system 40 for loading / unloading flammable gases such as liquefied natural gas and for forming an interface between a floating or land based installation and a vessel 41 not shown. The vessel 41 has a facility for feeding the combustible gas to the gas consuming member and liquefying the combustible gas as described above. By way of example, the fluid sealing and insulating tanks, which are not shown, are generally in the form of prongs and are mounted on the ship's double hull.

제품 전달은 42로 표시된 침지된 극저온 라인에 의해 보증된다. 부유 또는 육상 기반 설비와 선박(41) 사이의 인터페이스를 형성하는 전달 시스템(40)은 가요성 전달 파이프(46)에 침지된 극저온 라인(42)을 연결할 수 있게 하는 모든 장비를 수용하도록 메인 플랫폼(45) 및 저장/취급 갠트리(44)를 지탱하는 적어도 하나의 플랫폼(43)을 포함한다. 각각의 가요성 전달 파이프(46)는 연결 모듈(48)을 통해 선박의 매니폴드(47)에 연결되도록 의도된다. 선박의 매니폴드(47)는 탱크로부터 또는 탱크로 액화된 가스의 화물을 전달하기 위해 선박(41)의 상부 데크에 배열된 로딩/언로딩 파이프라인에 의해 탱크에 연결된다.Product delivery is guaranteed by an immersed cryogenic line marked 42. The delivery system 40 that forms the interface between the floating or land based installation and the vessel 41 is adapted to receive the cryogenic line 42 immersed in the flexible transmission pipe 46, 45 and at least one platform 43 that supports the storage / handling gantry 44. Each flexible transmission pipe 46 is intended to be connected to the manifold 47 of the vessel via a connecting module 48. The manifold 47 of the vessel is connected to the tank by a loading / unloading pipeline arranged in the upper deck of the vessel 41 to deliver the liquefied gas from the tank or into the tank.

갠트리(44)의 주요 기능은 크레인 및 윈치에 의해 전달 부분, 즉, 각 연결 모듈(48) 및 가요성 전달 파이프(46)의 이동 단부의 취급 및 저장을 가능하게 하는 것이다.The main function of the gantry 44 is to enable handling and storage of the transfer portions, i.e., the moving ends of each connecting module 48 and the flexible transfer pipe 46, by the crane and the winch.

실시예에 따라서, 전달 시스템은 3개의 병렬 가요성 전달 파이프(46)를 포함하고, 그 중 2개는 부유 또는 육상 기반 설비와 선박 사이의 액화 천연 가스의 전달을 가능하게 하는 반면, 제3 전달 파이프는 선박의 탱크의 가스 헤드공간의 압력을 균형화하기 위해 가스를 전달할 수 있게 한다.Depending on the embodiment, the delivery system comprises three parallel flexible transmission pipes 46, two of which enable delivery of liquefied natural gas between the floating or land based installation and the vessel, while the third delivery The pipe allows gas to be delivered to balance the pressure in the gas head space of the tank of the ship.

액화된 가스의 전달을 위해 필요한 압력을 생성하기 위해, 선박(41)의 온보드 펌프가 사용되고 및/또는 육상 기반 설비에 펌프가 설치되고 및/또는 전달 시스템(40)에 펌프가 설치된다.The onboard pump of the vessel 41 is used and / or a pump is installed in the onshore infrastructure and / or a pump is installed in the delivery system 40 to create the pressure required for the delivery of the liquefied gas.

비록, 다수의 특정 실시예와 연계하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 어떠한 방식으로도 이에 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에 포함된다면 설명된 수단의 모든 기술적 균등물 및 그 조합을 포함한다는 것은 명백하다.Although the present invention has been described in connection with a number of specific embodiments, it is to be understood that the invention is not to be limited in any way, and that all technical equivalents of the described means and combinations thereof, It is clear.

동사 "포함하다" 또는 "수용하다" 및 그 활용형은 청구범위에 기재된 것들 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다.The "include" or "accept" and its conjugations do not exclude the presence of elements or steps other than those listed in the claims.

이 때문에, 본 기술의 일부 비제한적 실시예에 따라 구현되는 방법 및 설비는 번호매김된 조항에 나타나있는, 다음과 같이 표현될 수 있다.For this reason, the methods and equipment implemented in accordance with some non-limiting embodiments of the present technology may be expressed as shown in the numbered clauses as follows.

[조항 1] 가스 소비 부재(3, 4, 5)에 가연성 가스를 급송하고 상기 가연성 가스를 액화하기 위한 설비(1)이며, 설비(1)는: [1] A facility (1) for feeding a combustible gas to a gas consuming member (3, 4, 5) and liquefying the combustible gas, the facility (1) comprising:

- 액체-증기 2-페이즈 평형 상태의 가연성 가스로 충전되도록 의도된 내부 공간(7)을 포함하는 밀폐된 단열 탱크(2);- a sealed thermal insulation tank (2) comprising an inner space (7) intended to be filled with flammable gas in a liquid-vapor two-phase equilibrium state;

- 강제 기화 디바이스(10)- 강제 기화 디바이스는 - Forced vaporization device (10) - The forced vaporization device

- 기화 챔버(13, 14)로서, 가연성 가스와 접촉하도록 의도되고 기화 챔버(13, 14)의 내부 공간(15)과 상기 가연성 가스 사이에서 열을 교환하기 위한 열 교환 벽을 포함하는 기화 챔버; 및- a gasification chamber (13, 14), intended to come into contact with a combustible gas and comprising a heat exchange wall for exchanging heat between the internal space (15) of the gasification chambers (13, 14) and said combustible gas; And

- 입구 회로(11)를 포함하고, 입구 회로는:- an inlet circuit (11), the inlet circuit comprising:

o 탱크(2)의 내부 공간(7)으로부터 액체 페이즈 가연성 가스 스트림을 인출하도록 배열되는, 탱크(2)의 내부 공간(7)에서 나타나는 도입부(12); 및o an inlet (12) appearing in the internal space (7) of the tank (2), arranged to draw a liquid phase flammable gas stream from the internal space (7) of the tank (2); And

o 인출된 가연성 가스 스트림이 기화 챔버(13, 14)의 내부 공간(15)에서 기화하도록 기화 챔버(13, 14)의 내부 공간(15)에서 나타나는 압력 손실 부재를 포함함 -;o the pressure loss member appearing in the internal space (15) of the gasification chambers (13, 14) so that the drawn combustible gas stream is vaporized in the internal space (15) of the gasification chambers (13, 14);

- 제1 및 제2 채널(25, 26)과 제2 채널(26)로부터 제1 채널(25)로 열을 전달하기 위한 열 교환 벽을 포함하는 열 교환기(20)로서, 제1 채널(25) 및 제2 채널(26) 각각은 입구(25a, 26a)와 출구(25b, 26b)를 포함하고; 제1 채널(25)의 입구(25a)는 열 교환기 내에서 기화 챔버(13, 14)에서 기화된 가연성 가스 스트림을 가열하도록 기화 챔버(13, 14)에 연결되는, 열 교환기(20); - a heat exchanger (20) comprising a heat exchange wall for transferring heat from the first and second channels (25, 26) and the second channel (26) to the first channel (25) And the second channel 26 each include an inlet 25a, 26a and an outlet 25b, 26b; The inlet 25a of the first channel 25 is connected to the gasification chambers 13 and 14 to heat the combustible gas stream vaporized in the gasification chambers 13 and 14 in the heat exchanger;

- 열 교환기(20) 내의 가열된 가연성 가스 스트림을 압축하도록 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 출구(25b)에 상류에서 연결되고 3방 커넥터(29)에 하류에서 연결되는 압축기(27)로서, 3방 커넥터는 가연성 가스 스트림의 제1 부분을 가스 소비 부재(5)에 반송할 수 있고, 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 냉각하기 위해 열 교환기(20)의 제2 채널(26)의 입구(26a)로 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 반송할 수 있는, 압축기; 및 A compressor connected upstream from the outlet 25b of the first channel 25 of the heat exchanger 20 and downstream from the three-way connector 29 to compress the heated combustible gas stream in the heat exchanger 20 Wherein the three-way connector is capable of transporting a first portion of the combustible gas stream to the gas consuming member (5) and a second channel (26) of the heat exchanger (20) to cool the second portion of the combustible gas stream Capable of carrying a second portion of the combustible gas stream to an inlet (26a) of the combustor; And

- 열 교환기(20)의 제2 채널(26)의 출구(26b)에 상류에서 연결되고 탱크(2)로 이어지는 복귀 회로(34)에 하류에서 연결되는 팽창 디바이스(33, 36)를 포함하고; 팽창 디바이스(33)는 열 교환기(20)의 제2 채널(26)로부터 유입되는 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 감압하도록 배열된다.- an expansion device (33, 36) upstream connected to the outlet (26b) of the second channel (26) of the heat exchanger (20) and connected downstream to the return circuit (34) leading to the tank (2); The expansion device (33) is arranged to reduce the second portion of the combustible gas stream entering from the second channel (26) of the heat exchanger (20).

[조항 2] 조항 1에 따른 설비(1)이며, 기화 챔버(13, 14)는 탱크(2)의 내부 공간(7)에 위치되고, 따라서, 열 교환 벽은 기화 챔버(13, 14)의 내부 공간(15)과 탱크(2)에 저장된 가연성 가스 사이의 열 교환을 허용한다.[2] The apparatus according to item 1, wherein the vaporization chambers 13 and 14 are located in the inner space 7 of the tank 2, and thus the heat exchange walls are provided in the vaporization chambers 13 and 14 Permitting heat exchange between the internal space 15 and the combustible gas stored in the tank 2.

[조항 3] 조항 2에 따른 설비(1)이며, 가연성 가스 스트림을 생성하고 탱크(2)의 내부 공간(7)에서 가연성 가스의 저장 압력 미만의 압력을 기화 챔버(13, 14)의 내부 공간(15)에 적용하도록 배열된 펌프(17)를 포함한다.[Item 3] A facility (1) according to Clause 2, wherein a flammable gas stream is produced and a pressure less than the storage pressure of the combustible gas in the internal space (7) of the tank (2) And a pump (17) arranged to apply to the pump (15).

[조항 4] 조항 2 또는 3에 따른 설비(1)이며, 강제 기화 디바이스(10)는 2개의 기화 챔버(13, 14)를 포함하며, 2개의 기화 챔버(13) 중 하나는 탱크(2)의 상부 부분(8)에 배치되어 상기 기화 챔버(13)의 내부 공간(15)과 탱크(2)에 저장된 가연성 가스의 가스 페이즈 사이의 열 교환을 허용하고, 다른 하나는 상기 기화 챔버(14)의 내부 공간(15)과 탱크(2) 내에 저장된 가연성 가스의 액체 페이즈 사이의 열 교환을 허용하도록 탱크(2)의 하부 부분(9)에 배치된다.[Item 4] The facility 1 according to item 2 or 3, wherein the forced vaporization device 10 includes two vaporization chambers 13 and 14, one of the two vaporization chambers 13 is a tank 2, To allow heat exchange between the internal space 15 of the gasification chamber 13 and the gas phase of the combustible gas stored in the tank 2 and the other to allow the gasification of the gasification chamber 14, Is disposed in the lower portion (9) of the tank (2) to allow heat exchange between the internal space (15) of the tank (2) and the liquid phase of the flammable gas stored in the tank (2).

[조항 5] 조항 4에 따른 설비(1)이며, 각각의 기화 챔버(13, 14)는 입구 회로(11)의 도입부(12) 및 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)에 회로 부분을 통해 연결되고, 이 회로 부분은 다른 기화 챔버(13, 14)를 입구 회로(11)의 도입부(12)에 그리고 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)에 연결하는 대응 회로 부분과 병렬로 배열된다.[Item 5] The apparatus 1 according to item 4, wherein each of the vaporization chambers 13 and 14 is connected to the inlet 12 of the inlet circuit 11 and the inlet 12 of the first channel 25 of the heat exchanger 20 25a of the heat exchanger 20 via a circuit portion which connects the other vaporization chambers 13,14 to the inlet 12 of the inlet circuit 11 and to the inlet of the first channel 25 of the heat exchanger 20 25a. ≪ / RTI >

[조항 6] 조항 4에 따른 설비(1)이며, 병렬로 배열된 2개의 회로 부분 각각에는 유량 제어 밸브(21, 22)가 구비되어 있다.[Item 6] The facility 1 according to Clause 4, wherein flow control valves 21 and 22 are provided in each of the two circuit portions arranged in parallel.

[조항 7] 조항 1 내지 6 중 어느 하나에 따른 설비(1)이며, 압축기는 복수의 압축 단(27a, 27b, 27c, 27d, 27e) 및 복수의 중간 열 교환기(28a, 28b, 28c, 28d, 28e)를 포함하는 다단 압축기이고, 중간 열 교환기 각각은 압축 단(27a, 27b, 27c, 27d, 27e) 중 하나의 출구에 배치된다.[Clause 7] The facility (1) according to any of items 1 to 6, wherein the compressor includes a plurality of compression stages (27a, 27b, 27c, 27d, 27e) and a plurality of intermediate heat exchangers (28a, 28b, 28c, 28d , 28e, and each of the intermediate heat exchangers is disposed at the outlet of one of the compression stages 27a, 27b, 27c, 27d, 27e.

[조항 8] 조항 1 내지 7 중 어느 하나에 따른 설비이며, 팽창 디바이스(33, 36)는 터보 팽창기 또는 팽창 밸브이다.[Item 8] The facility according to any one of clauses 1 to 7, wherein the expansion devices (33, 36) are a turboexpander or an expansion valve.

[조항 9] 조항 1 내지 8 중 어느 하나에 따른 설비이며, 상류에서 팽창 디바이스(33)에, 그리고, 하류에서 한편으로는 탱크(2)로 이어지는 복귀 회로(34)에 그리고 다른 한편으로는 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a)에 연결된 복귀 파이프(35)에 연결되는 페이즈 분리기(32)를 포함하고; 페이즈 분리기(32)는 가연성 가스 스트림의 액체 페이즈를 복귀 회로(34)로 반송하고 가연성 가스 스트림의 가스 페이즈를 복귀 파이프(35)로 반송하도록 배열된다.[Clause 9] An installation according to any one of clauses 1 to 8, characterized in that it is provided with an expansion device (33) upstream and a return circuit (34) leading from the downstream side to the tank (2) And a phase separator (32) connected to a return pipe (35) connected to the inlet (25a) of the first channel (25) of the exchanger (20) The phase separator 32 is arranged to carry the liquid phase of the combustible gas stream to the return circuit 34 and to convey the gas phase of the combustible gas stream to the return pipe 35.

[조항 10] 조항 1 내지 9 중 어느 하나에 따른 설비에 의해 가연성 가스를 가스 소비 부재에 공급하고 상기 가연성 가스를 액화시키는 방법이며:[Item 10] A method for supplying a combustible gas to a gas consuming member and liquefying the combustible gas by an apparatus according to any one of Clauses 1 to 9,

- 액체-증기 2-페이즈 평형 상태의 가연성 가스를 포함하는 탱크(2)로부터 액화된 가연성 가스의 스트림을 탱크로부터 인출하고 이를 기화 챔버(13, 14)로 반송하는 단계; - withdrawing from the tank a stream of liquefied combustible gas from a tank (2) comprising a flammable gas in a liquid-vapor two-phase equilibrium state and returning it to the vaporization chambers (13, 14);

- 기화 챔버(13, 14)의 내부 공간(15)에서 액화된 가스 스트림을 감압시키는 단계; - depressurizing the liquefied gas stream in the internal space (15) of the gasification chambers (13, 14);

- 기화 챔버(13, 14) 내의 감압된 가연성 가스 스트림과 탱크(2) 내에 포함된 가연성 가스 사이에서 기화 챔버(13, 14)의 벽을 통해 열 교환을 수행하여, 탱크(2)에 포함된 가연성 가스로부터 열을 흡수함으로써 인출된 가스 스트림을 기화시키는 단계; - performing heat exchange between the reduced pressure combustible gas stream in the gasification chambers 13 and 14 and the combustible gas contained in the tank 2 through the walls of the gasification chambers 13 and 14, Vaporizing the withdrawn gas stream by absorbing heat from the combustible gas;

- 기화 챔버(13, 14)와 열 교환기(20)의 제1 채널(25)의 입구(25a) 사이에서 증기 페이즈 가연성 가스 스트림을 반송하는 단계;Conveying a vapor phase combustible gas stream between the gasification chamber (13, 14) and the inlet (25a) of the first channel (25) of the heat exchanger (20);

- 제2 채널(26)로부터 열 교환기(20)의 제1 채널(25)로 열을 전달하는 단계; - transferring heat from the second channel (26) to the first channel (25) of the heat exchanger (20);

- 열 교환기(20)의 제1 채널(25)을 나가는 가연성 가스 스트림을 압축하는 단계; Compressing the combustible gas stream exiting the first channel (25) of the heat exchanger (20);

- 압축된 가연성 가스 스트림의 제1 부분을 가스 소비 부재(3, 4, 5)로 반송하고 압축된 가스 스트림의 제2 부분을 열 교환기(20)의 제2 채널(26)의 입구(26a)로 반송하는 단계; 및Conveying a first portion of the compressed combustible gas stream to the gas consuming members 3 and 4 and a second portion of the compressed gas stream to the inlet 26a of the second channel 26 of the heat exchanger 20, ; And

- 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 열 교환기의 제2 채널로부터 팽창 디바이스(33)로 반송하는 단계; 및 Conveying a second portion of the combustible gas stream from the second channel of the heat exchanger to the expansion device (33); And

- 감압된 가연성 가스 스트림의 제2 액체 페이즈 부분의 적어도 하나의 부분을 탱크(2)로 반송하는 단계를 포함한다.- conveying at least one portion of the second liquid phase portion of the decompressed combustible gas stream to the tank (2).

[조항 11] 조항 10에 따른 방법이며, 기화 챔버(13, 14)에서 액화된 가스 스트림을 감압하기 위해, 액화된 가연성 가스의 저장 압력 미만의 압력(P1)이 진공 펌프(17)에 의해 탱크(2)에서 생성된다.[Clause 11] The method according to clause 10, wherein a pressure P1 below a storage pressure of the liquefied combustible gas is applied by a vacuum pump 17 to the tank (not shown) to reduce the liquefied gas stream in the gasification chambers 13, (2).

[조항 12] 조항 11의 방법이며, 압력 P1은 12와 95 kPa(절대압력) 사이이다.[Item 12] The method of clause 11, wherein the pressure P1 is between 12 and 95 kPa (absolute pressure).

[조항 13] 조항 1 내지 9 중 어느 하나에 따른 설비(1)를 포함하는 선박(41).[Item 13] A ship 41 including the facility 1 according to any one of the items 1 to 9.

[조항 14] 조항 13에 따른 선박(41)을 로딩 또는 언로딩하기 위한 방법이며, 가연성 가스는 부유 또는 육상 기반 저장 설비로부터 선박의 탱크로 또는 그 반대로 극저온 전달 파이프(42, 46)를 통해 전달된다.[Clause 14] A method for loading or unloading a ship (41) according to clause 13, wherein the combustible gas is passed through a cryogenic transfer pipe (42, 46) from a floating or land based storage facility to a vessel's tank or vice versa do.

[조항 15] 가연성 가스를 전달하기 위한 시스템이며, 시스템은 조항 13에 따른 선박(41), 선박의 선체에 설치된 탱크를 부유 또는 육상 기반 저장 설비에 연결하도록 배열되는 극저온 전달 파이프(42, 46) 및 부유 또는 육상 기반 저장 설비로부터 선박의 탱크로 또는 그 반대로 극저온 전달 파이프를 통해 가연성 가스를 구동하기 위한 펌프를 포함한다.[Item 15] A system for delivering flammable gas, the system comprising a vessel 41 according to clause 13, a cryogenic delivery pipe 42, 46 arranged to connect a tank installed in the ship's hull to a floating or land based storage facility, And a pump for driving the combustible gas through the cryogenic transfer pipe from the floating or land based storage facility to the tank of the vessel or vice versa.

Claims (15)

가스 소비 부재에 가연성 가스를 급송하고 상기 가연성 가스를 액화하기 위한 설비이며:
- 액체-증기 2-페이즈 평형 상태의 가연성 가스로 충전되도록 의도된 내부 공간을 포함하는 밀폐된 단열 탱크;
- 강제 기화 디바이스- 강제 기화 디바이스는
- 기화 챔버로서, 가연성 가스와 접촉하도록 의도되고 기화 챔버의 내부 공간과 상기 가연성 가스 사이에서 열을 교환하기 위한 열 교환 벽을 포함하는 기화 챔버; 및
- 입구 회로를 포함하고, 입구 회로는:
o 탱크의 내부 공간으로부터 액체 페이즈 가연성 가스 스트림을 인출하도록 배열되는, 탱크의 내부 공간에서 나타나는 도입부; 및
o 인출된 가연성 가스 스트림이 기화 챔버의 내부 공간에서 기화하도록 기화 챔버의 내부 공간에서 나타나는 압력 손실 부재를 포함함 -;
- 제1 및 제2 채널과, 제2 채널로부터 제1 채널로 열을 전달하기 위한 열 교환 벽을 포함하는 열 교환기로서, 제1 채널 및 제2 채널 각각은 입구와 출구를 포함하고; 제1 채널의 입구는 열 교환기 내에서 기화 챔버에서 기화된 가연성 가스 스트림을 가열하도록 기화 챔버에 연결되는, 열 교환기;
- 열 교환기 내의 가열된 가연성 가스 스트림을 압축하도록 열 교환기의 제1 채널의 출구에 상류에서 연결되고 3방 커넥터에 하류에서 연결되는 압축기로서, 3방 커넥터는 가연성 가스 스트림의 제1 부분을 가스 소비 부재에 반송할 수 있고, 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 냉각하기 위해 열 교환기의 제2 채널의 입구로 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 반송할 수 있는, 압축기; 및
- 열 교환기의 제2 채널의 출구에 상류에서 연결되고 탱크로 이어지는 복귀 회로에 하류에서 연결되는 팽창 디바이스
를 포함하고;
팽창 디바이스는 열 교환기의 제2 채널로부터 유입되는 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 감압하도록 배열되는 설비.
An apparatus for feeding a combustible gas to a gas consuming member and liquefying the combustible gas:
A sealed thermal insulation tank comprising an interior space intended to be filled with flammable gas in a liquid-vapor two-phase equilibrium state;
- Forced Evaporation Device - Forced Evaporation Device
A gasification chamber, said gasification chamber being intended to be in contact with a combustible gas and comprising a heat exchange wall for exchanging heat between the internal space of the gasification chamber and said combustible gas; And
- an inlet circuit, the inlet circuit comprising:
o an inlet which appears in the internal space of the tank, arranged to draw a liquid phase flammable gas stream from the internal space of the tank; And
o the pressure loss member appearing in the internal space of the gasification chamber so that the drawn combustible gas stream is vaporized in the internal space of the gasification chamber;
A heat exchanger comprising a first and a second channel and a heat exchange wall for transferring heat from the second channel to the first channel, the first channel and the second channel each comprising an inlet and an outlet; The inlet of the first channel being connected to the gasification chamber to heat the combustible gas stream vaporized in the gasification chamber in the heat exchanger;
A compressor connected upstream of the outlet of the first channel of the heat exchanger to compress the heated combustible gas stream in the heat exchanger and connected downstream to the three-way connector, the three-chamber connector comprising a first portion of the combustible gas stream, The compressor being capable of carrying a second portion of the combustible gas stream to the inlet of the second channel of the heat exchanger to cool the second portion of the combustible gas stream; And
An expansion device connected upstream at the outlet of the second channel of the heat exchanger and connected downstream to the return circuit leading to the tank
;
Wherein the expansion device is arranged to reduce the second portion of the combustible gas stream entering from the second channel of the heat exchanger.
제1항에 있어서, 기화 챔버는 탱크의 내부 공간에 위치되고, 따라서, 열 교환 벽은 기화 챔버의 내부 공간과 탱크에 저장된 가연성 가스 사이의 열 교환을 허용하는 설비.The apparatus according to claim 1, wherein the vaporization chamber is located in an internal space of the tank, and thus the heat exchange wall allows heat exchange between the internal space of the gasification chamber and the combustible gas stored in the tank. 제2항에 있어서, 가연성 가스 스트림을 생성하고 탱크의 내부 공간에서 가연성 가스의 저장 압력 미만의 압력을 기화 챔버의 내부 공간에 적용하도록 배열된 펌프를 포함하는 설비.3. The installation according to claim 2, comprising a pump arranged to produce a combustible gas stream and to apply pressure in the internal space of the tank below the storage pressure of the combustible gas to the internal space of the gasification chamber. 제2항 또는 제3항에 있어서, 강제 기화 디바이스는 2개의 기화 챔버를 포함하며, 2개의 기화 챔버 중 하나는 탱크의 상부 부분에 배치되어 상기 기화 챔버의 내부 공간과 탱크에 저장된 가연성 가스의 가스 페이즈 사이의 열 교환을 허용하고, 다른 하나는 상기 기화 챔버의 내부 공간과 탱크 내에 저장된 가연성 가스의 액체 페이즈 사이의 열 교환을 허용하도록 탱크의 하부 부분에 배치되는 설비.4. The method of claim 2 or 3, wherein the forced vaporization device comprises two vaporization chambers, one of the two vaporisation chambers being disposed in the upper portion of the tank, for controlling the internal space of the vaporisation chamber and the gas Phase, and the other being arranged in the lower part of the tank to allow heat exchange between the internal space of the gasification chamber and the liquid phase of the flammable gas stored in the tank. 제4항에 있어서, 각각의 기화 챔버는 입구 회로의 도입부 및 열 교환기의 제1 채널의 입구에 회로 부분을 통해 연결되고, 이 회로 부분은 다른 기화 챔버를 입구 회로의 도입부에 그리고 열 교환기의 제1 채널의 입구에 연결하는 대응 회로 부분과 병렬로 배열되는 설비.5. The apparatus of claim 4, wherein each vaporization chamber is connected to the inlet of the inlet circuit and to the inlet of the first channel of the heat exchanger via a circuit portion, wherein the other vaporization chamber is connected to the inlet of the inlet circuit and to the outlet of the heat exchanger Equipment arranged in parallel with the corresponding circuit part connecting to the inlet of one channel. 제5항에 있어서, 2개의 기화 챔버 중 하나를 입구 회로의 도입부 및 열 교환기의 제 1 채널의 입구에 연결하는 회로 부분과, 다른 기화 챔버를 입구 회로의 도입부 및 열 교환기의 제 1 채널의 입구에 연결하는 회로 부분 각각에 유량 제어 밸브가 구비되어 있는 설비.6. The apparatus of claim 5, further comprising: a circuit portion connecting one of the two vaporization chambers to the inlet of the inlet circuit and the inlet of the first channel of the heat exchanger; and the other vaporization chamber being connected to the inlet of the inlet circuit and the inlet of the first channel of the heat exchanger In which the flow control valve is provided in each of the circuit portions connected to the fuel cell. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압축기는 복수의 압축 단 및 복수의 중간 열 교환기를 포함하는 다단 압축기이고, 중간 열 교환기 각각은 압축 단 중 하나의 출구에 배치되는 설비.4. The installation according to any one of claims 1 to 3, wherein the compressor is a multi-stage compressor comprising a plurality of compression stages and a plurality of intermediate heat exchangers, each of the intermediate heat exchangers being disposed at an outlet of one of the compression stages. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 팽창 디바이스는 터보 팽창기 또는 팽창 밸브인 설비.4. A plant according to any one of claims 1 to 3, wherein the expansion device is a turboexpander or an expansion valve. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상류에서 팽창 디바이스에, 그리고, 하류에서 한편으로는 탱크로 이어지는 복귀 회로에 그리고 다른 한편으로는 열 교환기의 제1 채널의 입구에 연결된 복귀 파이프에 연결되는 페이즈 분리기를 포함하고; 페이즈 분리기는 가연성 가스 스트림의 액체 페이즈를 복귀 회로로 반송하고 가연성 가스 스트림의 가스 페이즈를 복귀 파이프로 반송하도록 배열되는 설비.4. The heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a return pipe connected upstream to the expansion device and to the return circuit leading from the downstream to the tank on the one hand and to the inlet of the first channel of the heat exchanger on the other hand, And a phase separator connected to the phase separator; Wherein the phase separator is arranged to carry the liquid phase of the combustible gas stream to the return circuit and convey the gas phase of the combustible gas stream to the return pipe. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 설비에 의해 가연성 가스를 가스 소비 부재에 공급하고 상기 가연성 가스를 액화시키는 방법이며:
- 액체-증기 2-페이즈 평형 상태의 가연성 가스를 포함하는 탱크로부터 액화된 가연성 가스의 스트림을 탱크로부터 인출하고 이를 기화 챔버로 반송하는 단계;
- 기화 챔버의 내부 공간에서 액화된 가스 스트림을 감압시키는 단계;
- 기화 챔버 내의 감압된 가연성 가스 스트림과 탱크 내에 포함된 가연성 가스 사이에서 기화 챔버 벽을 통해 열 교환을 수행하여, 탱크에 포함된 가연성 가스로부터 열을 흡수함으로써 인출된 가스 스트림을 기화시키는 단계;
- 기화 챔버와 열 교환기의 제1 채널의 입구 사이에서 증기 페이즈 가연성 가스 스트림을 반송하는 단계;
- 제2 채널로부터 열 교환기의 제1 채널로 열을 전달하는 단계;
- 열 교환기의 제1 채널을 나가는 가연성 가스 스트림을 압축하는 단계;
- 압축된 가연성 가스 스트림의 제1 부분을 가스 소비 부재로 반송하고 압축된 가스 스트림의 제2 부분을 열 교환기의 제2 채널의 입구로 반송하는 단계; 및
- 가연성 가스 스트림의 제2 부분을 열 교환기의 제2 채널로부터 팽창 디바이스로 반송하는 단계; 및
- 감압된 가연성 가스 스트림의 제2 액체 페이즈 부분의 적어도 하나의 부분을 탱크로 반송하는 단계를 포함하는 방법.
A method for supplying a combustible gas to a gas consuming member and liquefying the combustible gas by an equipment according to any one of claims 1 to 3,
- withdrawing a stream of liquefied combustible gas from a tank containing a flammable gas in the liquid-vapor two-phase equilibrium state from the tank and returning it to the vaporization chamber;
- depressurizing the liquefied gas stream in the interior space of the gasification chamber;
- performing heat exchange between the reduced pressure combustible gas stream in the gasification chamber and the combustible gas contained in the tank through the wall of the gasification chamber to vaporize the withdrawn gas stream by absorbing heat from the combustible gas contained in the tank;
Conveying a vapor phase combustible gas stream between the gasification chamber and the inlet of the first channel of the heat exchanger;
Transferring heat from the second channel to the first channel of the heat exchanger;
Compressing the combustible gas stream exiting the first channel of the heat exchanger;
Conveying the first portion of the compressed combustible gas stream to the gas consuming member and returning the second portion of the compressed gas stream to the inlet of the second channel of the heat exchanger; And
Conveying a second portion of the combustible gas stream from the second channel of the heat exchanger to the expansion device; And
Conveying at least one portion of the second liquid phase portion of the decompressed combustible gas stream to the tank.
제10항에 있어서, 기화 챔버에서 액화된 가스 스트림을 감압하기 위해, 액화된 가연성 가스의 저장 압력 미만의 압력 P1이 진공 펌프에 의해 탱크에서 생성되는 방법.11. The method of claim 10 wherein a pressure P1 below a storage pressure of the liquefied combustible gas is produced in the tank by a vacuum pump to reduce the liquefied gas stream in the gasification chamber. 제11항에 있어서, 압력 P1은 12와 95 kPa(절대압력) 사이인 방법.12. The method of claim 11, wherein the pressure P1 is between 12 and 95 kPa (absolute pressure). 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 설비를 포함하는 선박.A ship comprising a facility according to any one of claims 1 to 3. 제13항에 따른 선박을 로딩 또는 언로딩하기 위한 방법이며, 가연성 가스는 부유 또는 육상 기반 저장 설비로부터 선박의 탱크로 또는 그 반대로 극저온 전달 파이프를 통해 전달되는 방법.14. A method for loading or unloading a vessel according to claim 13, wherein the combustible gas is delivered through a cryogenic transfer pipe from a floating or land-based storage facility to a vessel's tank or vice versa. 가연성 가스를 전달하기 위한 시스템이며, 제13항에 따른 선박, 선박의 선체에 설치된 탱크를 부유 또는 육상 기반 저장 설비에 연결하도록 배열되는 극저온 전달 파이프 및 부유 또는 육상 기반 저장 설비로부터 선박의 탱크로 또는 그 반대로 극저온 전달 파이프를 통해 가연성 가스를 구동하기 위한 펌프를 포함하는 시스템.A system for delivering flammable gases, comprising: a vessel according to claim 13; a cryogenic delivery pipe arranged to connect the tank installed in the hull of the ship to a floating or land based storage facility; and a tank of the ship from a floating or land- And conversely a pump for driving the combustible gas through the cryogenic transfer pipe.
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