KR101984669B1 - 선박용 lng 재기화 시스템 - Google Patents

선박용 lng 재기화 시스템 Download PDF

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Abstract

선박용 LNG 재기화 시스템이 제공된다. 선박용 LNG 재기화 시스템은, 열매체를 가열하는 열원, 상기 열원으로부터 가열된 상기 열매체를 제공받아 선체 내부로 유입되는 제1 해수를 가열하는 제1 해수 가열기, 상기 제1 해수 가열기로부터 상기 열매체를 제공받아 상기 제1 해수를 가열하는 제2 해수 가열기, 및 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기에 의해 가열된 제2 해수를 이용하여 LNG를 기화시키는 기화기를 포함하되, 상기 제1 해수의 온도가 제2 온도보다 크고 제1 온도 이하인 경우, 상기 제2 해수는 상기 기화기를 거쳐 상기 선체의 외부로 배출되고, 상기 제1 해수의 온도가 상기 제2 온도 이하인 경우, 상기 제2 해수는 상기 기화기를 거쳐 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기로 제공된다.

Description

선박용 LNG 재기화 시스템{LNG regasification system for ship}
본 발명은 선박용 LNG 재기화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 천연가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 운반된다. LNG는 천연가스를 상압에서 약 -163의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로서 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG 운반선은, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, LNG의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크를 포함하고 있다. 통상, 이러한 LNG 운반선은 LNG 저장탱크 내의 LNG를 액화된 상태 그대로 육상 터미널에 하역하며, 하역된 LNG는 육상 터미널에 설치된 LNG 재기화 설비에 의해 재기화된 후, 소비처로 공급된다.
하지만, 자연재해 등에 의해 육상 터미널의 LNG 재기화 설비가 파괴될 경우, LNG 운반선이 소요처에 LNG를 싣고 도달한다고 하더라도, 이 LNG를 재기화할 수 없으므로 기존의 육상 터미널의 LNG 재기화 설비는 한계를 가지고 있다.
이에 따라, 해상에서 LNG를 재기화하여 천연가스를 육상터미널로 공급할 수 있도록 하기 위해, LNG 운반선에 LNG 재기화 시스템을 설치한 LNG 재기화 선박(LNG RV; LNG Regasification Vessel) 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비(FSRU, Floating Storage and Regasification Unit)가 개발되었다.
한국등록특허 10-1671475 (공개일: 2016. 05. 17)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 선체 내부로 유입되는 해수의 온도에 따라 재기화 시스템 내부에서의 해수의 순환을 달리하여 재기화 시스템의 효율을 향상시킨 선박용 LNG 재기화 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 가열된 열매체 및 사용된 후 잔열을 포함하는 열매체를 이용하여 해수를 이중으로 가열함으로써 재기화 시스템의 효율을 향상시킨 선박용 LNG 재기화 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 열매체 제어기를 이용하여 해수 가열기에 제공되는 열매체의 유량을 조절함으로써 기화기에 제공되는 가열된 해수의 온도를 효과적으로 제어하는 선박용 LNG 재기화 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 선박용 LNG 재기화 시스템의 일 면(aspect)은, 열매체를 가열하는 열원, 상기 열원으로부터 가열된 상기 열매체를 제공받아 선체 내부로 유입되는 제1 해수를 가열하는 제1 해수 가열기, 상기 제1 해수 가열기로부터 상기 열매체를 제공받아 상기 제1 해수를 가열하는 제2 해수 가열기, 및 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기에 의해 가열된 제2 해수를 이용하여 LNG를 기화시키는 기화기를 포함하되, 상기 제1 해수의 온도가 제2 온도보다 크고 제1 온도 이하인 경우, 상기 제2 해수는 상기 기화기를 거쳐 상기 선체의 외부로 배출되고, 상기 제1 해수의 온도가 상기 제2 온도 이하인 경우, 상기 제2 해수는 상기 기화기를 거쳐 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기로 제공된다.
상기 제2 해수의 온도를 측정하는 제2 센서와, 상기 제2 해수의 온도에 따라 상기 제1 해수 가열기에 제공되는 상기 열매체의 양을 조절하는 열매체 제어기를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 해수에 포함된 불순물을 제거하고, 불순물이 제거된 상기 제1 해수를 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기에 제공하는 해수 필터와, 상기 해수 필터와 병렬로 배치된 바이패스 라인을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 해수의 온도가 상기 제2 온도 이하인 경우, 상기 제2 해수는 상기 바이패스 라인을 통해 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기에 제공될 수 있다.
제3 해수를 저장하는 해수 저장 탱크를 더 포함하고, 상기 제1 해수의 온도가 상기 제2 온도 이하인 경우, 상기 해수 저장 탱크는 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기에 상기 제3 해수를 제공할 수 있다.
상기 제1 온도는 14℃이고, 상기 제2 온도는 7℃일 수 있다.
상기 제1 해수의 온도를 측정하는 제1 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 해수의 온도가 상기 제1 온도보다 큰 경우, 상기 제1 해수는 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기에 제공되지 않고 상기 기화기를 거쳐 상기 선체의 외부로 배출될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템의 열매체의 순환을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제1 온도보다 큰 경우, 해수의 순환을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 4 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제1 온도보다 큰 경우, 해수의 순환을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제2 온도보다 크고 제1 온도 이하인 경우, 해수의 순환을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제2 온도보다 크고 제1 온도 이하인 경우, 해수의 순환을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제2 온도 이하인 경우, 해수의 순환을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제2 온도 이하인 경우, 해수의 순환을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제2 온도 이하인 경우, 해수의 순환을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소와 다른 구성요소들을 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템의 열매체의 순환을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서 설명하는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템은 선박에서 LNG를 재기화하여 기화된 천연가스를 육상터미널로 제공하기 위해 선박에 설치되는 재기화 시스템과 관련된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템(100)은 열원(110), 제1 해수 가열기(120), 제2 해수 가열기(130), 열매체 제어기(140), 제1 센서(151), 제2 센서(152), 해수 필터(160), 유입 해수 필터(161), 바이패스 라인(170) 및 기화기(180)를 포함한다.
우선, 도 2를 참조하여 열매체의 순환을 설명한다. 도 2를 참조하면, 열원(110)은 열매체를 가열하여 제1 열매체 라인(L9)를 통해 제1 해수 가열기(120)에 제공할 수 있다.
이 경우, 열원(110)은 예를 들어, 발전기 및 보일러 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 열원(110)은 선박 내부에서 생성된 폐열을 이용하여 열매체를 가열할 수도 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
열매체는 물, 프로판(propane), 에탄(ethane), 암모니아(ammonia), 글리콜 수용액 및 열매체유 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 해수 가열기(120)는 열원(110)으로부터 제공된 가열된 열매체를 이용하여 해수를 가열할 수 있다. 제1 해수 가열기(120)에서 해수를 가열시킨 후 잔열을 포함하는 열매체는 제2 열매체 라인(L10)을 통해 제2 해수 가열기(130)에 제공될 수 있다.
제2 해수 가열기(130)는 제1 해수 가열기(120)로부터 제공된 잔열을 포함하는 열매체를 이용하여 해수를 가열할 수 있다. 제2 해수 가열기(130)에서 해수를 가열시킨 후 냉각된 열매체는 제3 열매체 라인(L11)을 통해 열원(110)에 제공될 수 있다.
상술한 과정을 통해, 열매체는 열원(110), 제1 해수 가열기(120) 및 제2 해수 가열기(130) 사이에서 순환될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템(100)은 열원(110)으로부터 가열된 열매체를 직접 제공받아 해수를 가열하는 제1 해수 가열기(120) 및 제1 해수 가열기(120)로부터 잔열을 포함하는 열매체를 제공받아 해수를 가열하는 제2 해수 가열기(130)를 이용하여 이중으로 해수를 가열함으로써 열효율을 향상시킬 수 있다.
열매체 제어기(140)는 제1 열매체 라인(L9) 상에 설치될 수 있다. 열매체 제어기(140)는 제1 및 제2 해수 가열기(120, 130)에 의해 가열된 해수의 온도에 따라, 열원(110)에서 가열되어 제1 해수 가열기(120)로 제공되는 열매체의 유량을 제어할 수 있다. 즉, 열매체 제어기(140)는 열매체의 유량을 조절하여 해수의 온도를 조절할 수 있다.
도 1을 참조하면, 해수는 제1 펌프(P1)를 이용하여 제1 해수 유입 라인(L1)을 통해 선체 내부로 유입될 수 있다.
제1 센서(151)는 제1 해수 유입 라인(L1) 상에 설치될 수 있다. 제1 센서(151)는 제1 해수 유입 라인(L1)을 통해 선체 내부로 유입되는 해수(이하 제1 해수)의 온도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템(100)은 제1 센서(151)에 의해 측정된 제1 해수의 온도 따라 해수의 순환을 달리 할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
유입 해수 필터(161)는 제1 해수 유입 라인(L1) 상에서 제1 센서(151)의 일 측에 설치될 수 있다. 즉, 유입 해수 필터(161)는 제1 해수에 포함된 불순물을 제거하고, 제1 해수를 제1 센서(151)에 제공할 수 있다.
해수 필터(160)는 제1 해수 유입 라인(L1)과 제2 해수 유입 라인(L2) 사이에 배치될 수 있다. 도 1에서 제1 해수 유입 라인(L1)과 제2 해수 유입 라인(L2)을 구분하는 것은 설명의 편의를 위한 것이고, 제1 및 제2 해수 라인(L1, L2)은 하나의 라인일 수 있다.
해수 필터(160)는 제1 해수에 포함된 불순물을 제거할 수 있다. 해수 필터(160)는 불순물이 제거된 제1 해수를 제2 해수 유입 라인(L2) 및 제1 해수 가열기 라인(L4)을 통해 제1 해수 가열기(120) 및 제2 해수 가열기(130)에 제공할 수 있다.
이 경우, 후술하는 바와 같이, 제1 해수의 온도에 따라 해수 필터(160)에 의해 불순물이 제거된 제1 해수는 제2 해수 유입 라인(L2) 및 기화기 라인(L3)을 통해 기화기(180)에 직접 제공될 수도 있다.
바이패스 라인(170)은 해수 필터(160)와 병렬로 설치될 수 있다. 바이패스 라인(170)은 후술하는 바와 같이, 선체 내부로 새롭게 유입되는 해수 없이 기존에 선체 내부로 유입된 해수가 재기화 시스템 내부에서 순환하는 경우, 순환하는 해수를 해수 필터(160)에 의한 필터링 없이 순환시킬 수 있다.
이로 인해, 바이패스 라인(170)은 재기화 시스템 내부에서 해수가 순환하는 경우, 해수 필터(160)의 플러싱(flushing) 작업에 의해 소모되는 해수의 양을 감소시킬 수 있다.
제2 해수 가열기(130)는 상술한 바와 같이, 제1 해수 가열기(120)로부터 제공된 잔열을 포함하는 열매체를 이용하여 제1 해수 가열기 라인(L4)을 통해 제공된 제1 해수를 가열할 수 있다. 제2 해수 가열기(130)에 의해 1차적으로 가열된 제1 해수는 제2 해수 가열기 라인(L5)을 통해 제1 해수 가열기(120)에 제공될 수 있다.
제1 해수 가열기(120)는 상술한 바와 같이, 열원(110)으로부터 제공된 가열된 열매체를 이용하여 제2 해수 가열기 라인(L5)을 통해 제공된 제1 해수를 가열할 수 있다. 제1 해수 가열기(120)에 의해 2차적으로 가열된 해수(이하 제2 해수)는 제3 해수 가열기 라인(L6)을 통해 기화기(180)에 제공될 수 있다.
이 경우, 제3 해수 가열기 라인(L6)에 설치된 제2 센서(152)는 제1 및 제2 해수 가열기(120, 130)에 의해 가열된 제2 해수의 온도를 측정할 수 있다. 열매체 제어기(140)는 제2 센서(152)에서 측정된 제2 해수의 온도에 따라 열원(110)으로부터 제1 해수 가열기(120)에 제공되는 열매체의 유량을 조절함으로써 제2 해수의 온도를 조절할 수 있다.
기화기(180)는 기화기 라인(L3)을 통해 제공된 제1 해수 및 제3 해수 가열기 라인(L6)을 통해 제공된 제2 해수 중 어느 하나를 이용하여 LNG 저장 탱크(미도시)로부터 공급받은 LNG를 기화시킬 수 있다.
이 경우, 기화기(180)에서 LNG를 기화시킨 후 냉각된 해수는 해수 배출 라인(L7)을 통해 선체의 외부로 배출될 수 있다. 다만, 제1 해수의 온도에 따라 기화기(180)에서 LNG를 기화시킨 후 냉각된 해수는 순환 라인(L8)을 통해 제1 해수 유입 라인(L1)에 제공되어 다시 제1 및 제2 해수 가열기(120, 130)에 제공될 수도 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
이하에서, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제1 온도보다 큰 경우, 해수의 순환을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제1 온도보다 큰 경우, 해수의 순환을 순차적으로 도시한 순서도이다. 도 4 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제1 온도보다 큰 경우, 해수의 순환을 설명하기 위한 도면이다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 센서(151)에 의해 측정된 선체 내부로 유입되는 제1 해수의 온도가 미리 설정된 제1 온도보다 큰 경우, 제1 해수는 제1 해수 가열기(120) 및 제2 해수 가열기(130)에 제공되지 않고, 기화기(180)를 거쳐 선체의 외부로 배출될 수 있다.
이하에서, 제1 온도는 14℃인 것을 예로 들어 설명한다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 해수의 온도가 14℃보다 큰 경우, 제1 해수 유입 밸브(V0), 제2 해수 유입 밸브(V1), 제1 해수 필터 밸브(V2), 제2 해수 필터 밸브(V3), 기화기 밸브(V5) 및 해수 배출 밸브(V8)가 개방될 수 있다. 또한, 바이패스 밸브(V4), 제1 해수 가열기 밸브(V6), 제2 해수 가열기 밸브(V7) 및 순환 밸브(V9)는 폐쇄될 수 있다.
이로 인해, 제1 해수는 제1 해수 유입 라인(L1)을 통해 유입될 수 있다(S110).
이어서, 제1 해수는 제1 해수 유입 라인(L1)을 통해 해수 필터(160)에 제공될 수 있다. 해수 필터(160)는 제1 해수에 포함된 불순물을 제거할 수 있다(S120).
이어서, 불순물이 제거된 제1 해수는 제2 해수 유입 라인(L2) 및 기화기 라인(L3)을 통해 기화기(180)에 제공될 수 있다. 기화기(180)는 제1 해수를 이용하여 LNG 저장 탱크(미도시)로부터 공급받은 LNG를 기화시킬 수 있다(S130).
이어서, 기화기(180)에서 LNG를 기화시킨 후 냉각된 해수는 해수 배출 라인(L7)을 통해 선체의 외부로 배출될 수 있다(S140).
결과적으로, 제1 해수의 온도가 14℃보다 큰 경우, 제1 해수를 별도로 가열시키지 않고 재기화 시스템에 사용하고, 선체 외부의 해수의 온도보다 낮은 온도를 갖는 사용된 해수를 배출할 수 있다.
이하에서, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제2 온도보다 크고 제1 온도 이하인 경우, 해수의 순환을 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제2 온도보다 크고 제1 온도 이하인 경우, 해수의 순환을 순차적으로 도시한 순서도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제2 온도보다 크고 제1 온도 이하인 경우, 해수의 순환을 설명하기 위한 도면이다.
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 센서(151)에 의해 측정된 선체 내부로 유입되는 제1 해수의 온도가 미리 설정된 제2 온도보다 크고 미리 설정된 제1 온도 이하인 경우, 제1 해수는 제1 해수 가열기(120) 및 제2 해수 가열기(130)에 제공되어 가열되고, 제1 해수 가열기(120) 및 제2 해수 가열기(130)에 의해 가열된 제2 해수는 기화기(180)를 거쳐 선체의 외부로 배출될 수 있다.
이하에서, 제1 온도는 14℃이고, 제2 온도는 7℃인 것을 예로 들어 설명한다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 해수의 온도가 7℃보다 크고 14℃ 이하인 경우, 제1 해수 유입 밸브(V0), 제2 해수 유입 밸브(V1), 제1 해수 필터 밸브(V2), 제2 해수 필터 밸브(V3), 제1 해수 가열기 밸브(V6), 제2 해수 가열기 밸브(V7) 및 해수 배출 밸브(V8)가 개방될 수 있다. 또한, 바이패스 밸브(V4), 기화기 밸브(V5) 및 순환 밸브(V9)는 폐쇄될 수 있다.
이로 인해, 제1 해수는 제1 해수 유입 라인(L1)을 통해 유입될 수 있다(S210).
이어서, 제1 해수는 제1 해수 유입 라인(L1)을 통해 해수 필터(160)에 제공될 수 있다. 해수 필터(160)는 제1 해수에 포함된 불순물을 제거할 수 있다(S220).
이어서, 불순물이 제거된 제1 해수는 제2 해수 유입 라인(L2) 및 제1 해수 가열기 라인(L4)을 통해 제2 해수 가열기(130)에 제공될 수 있다. 제2 해수 가열기(130)는 제1 해수 가열기(120)로부터 제공된 잔열을 포함하는 열매체를 이용하여 제1 해수를 1차적으로 가열할 수 있다.
이어서, 제2 해수 가열기(130)에 의해 1차적으로 가열된 제1 해수는 제2 해수 가열기 라인(L5)을 통해 제1 해수 가열기(120)에 제공될 수 있다. 제1 해수 가열기(120)는 열원(110)으로부터 제공된 가열된 열매체를 이용하여 제1 해수를 2차적으로 가열할 수 있다(S230).
이어서, 제1 및 제2 해수 가열기(120, 130)에 의해 가열된 제2 해수는 제3 해수 가열기 라인(L6)을 통해 기화기(180)에 제공될 수 있다. 기화기(180)는 제2 해수를 이용하여 LNG 저장 탱크(미도시)로부터 공급받은 LNG를 기화시킬 수 있다(S240).
이어서, 기화기(180)에서 LNG를 기화시킨 후 냉각된 해수는 해수 배출 라인(L7)을 통해 선체의 외부로 배출될 수 있다(S250).
결과적으로, 제1 해수의 온도가 7℃보다 크고 14℃ 이하인 경우, 제1 해수를 가열하여 재기화 시스템에 사용하고, 선체 외부의 해수의 온도보다 낮은 온도를 갖는 사용된 해수를 배출할 수 있다.
이하에서, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제2 온도 이하인 경우, 해수의 순환을 설명한다.
도 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 센서(151)에 의해 측정된 선체 내부로 유입되는 제1 해수의 온도가 미리 설정된 제2 온도 이하인 경우, 제1 해수는 제1 해수 가열기(120) 및 제2 해수 가열기(130)에 제공되어 가열되고, 제1 해수 가열기(120) 및 제2 해수 가열기(130)에 의해 가열된 제2 해수는 기화기(180)를 거쳐 다시 제1 해수 가열기(120) 및 제2 해수 가열기(130)에 제공될 수 있다.
이하에서, 제2 온도는 7℃인 것을 예로 들어 설명한다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 해수의 온도가 7℃ 이하인 경우, 우선 제1 해수 유입 밸브(V0), 제2 해수 유입 밸브(V1), 제1 해수 필터 밸브(V2), 제2 해수 필터 밸브(V3), 제1 해수 가열기 밸브(V6) 및 제2 해수 가열기 밸브(V7)가 개방될 수 있다. 또한, 바이패스 밸브(V4), 기화기 밸브(V5), 해수 배출 밸브(V8) 및 순환 밸브(V9)는 폐쇄될 수 있다.
이로 인해, 제1 해수는 제1 해수 유입 라인(L1)을 통해 유입될 수 있다(S310).
이어서, 제1 해수는 제1 해수 유입 라인(L1)을 통해 해수 필터(160)에 제공될 수 있다. 해수 필터(160)는 제1 해수에 포함된 불순물을 제거할 수 있다(S320).
이어서, 불순물이 제거된 제1 해수는 제2 해수 유입 라인(L2) 및 제1 해수 가열기 라인(L4)을 통해 제2 해수 가열기(130)에 제공될 수 있다. 제2 해수 가열기(130)는 제1 해수 가열기(120)로부터 제공된 잔열을 포함하는 열매체를 이용하여 제1 해수를 1차적으로 가열할 수 있다.
이어서, 제2 해수 가열기(130)에 의해 1차적으로 가열된 제1 해수는 제2 해수 가열기 라인(L5)을 통해 제1 해수 가열기(120)에 제공될 수 있다. 제1 해수 가열기(120)는 열원(110)으로부터 제공된 가열된 열매체를 이용하여 제1 해수를 2차적으로 가열할 수 있다(S330).
이어서, 제1 및 제2 해수 가열기(120, 130)에 의해 가열된 제2 해수는 제3 해수 가열기 라인(L6)을 통해 기화기(180)에 제공될 수 있다. 기화기(180)는 제2 해수를 이용하여 LNG 저장 탱크(미도시)로부터 공급받은 LNG를 기화시킬 수 있다(S340).
이어서, 바이패스 밸브(V4) 및 순환 밸브(V9)가 개방될 수 있다. 또한, 제1 해수 유입 밸브(V0), 제1 해수 필터 밸브(V2) 및 제2 해수 필터 밸브(V3) 폐쇄될 수 있다.
이로 인해, 기화기(180)에서 LNG를 기화시킨 후 냉각된 해수는 순환 라인(L8)을 통해 제1 해수 유입 라인(L1)에 제공될 수 있고, 바이패스 라인(170), 제2 해수 유입 라인(L2) 및 제1 해수 가열기 라인(L4)을 통해 제2 해수 가열기(130)에 제공될 수 있다.
즉, 제1 해수 유입 라인(L1)을 통해 최초로 유입된 제1 해수는 해수 필터(160)에 의해 필터링되고, 재기화 시스템 내부를 순환하는 동안에는 해수 필터(160)와 병렬로 배치된 바이패스 라인(170)을 통해 순환될 수 있다.
결과적으로, 제1 해수의 온도가 7℃ 이하인 경우, 제1 해수를 가열하여 재기화 시스템에 사용하고, 선체 외부의 해수의 온도보다 높은 온도를 갖는 사용된 해수를 재기화 시스템 내부에서 순환시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템(100)은, 선체 내부로 유입되는 해수의 온도에 따라 재기화 시스템 내부에서의 해수의 순환을 달리하여 재기화 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 가열된 열매체를 이용하는 제1 해수 가열기(120) 및 제1 해수 가열기(120)에서 사용된 후 잔열을 포함하는 열매체를 이용하는 제2 해수 가열기(130)를 이용하여 이중으로 해수를 가열함으로써 재기화 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 열매체 제어기(140)를 이용하여 제1 해수 가열기(120)에 제공되는 열매체의 유량을 조절함으로써 기화기(180)에 제공되는 가열된 해수의 온도를 효과적으로 제어할 수 있다.
이하에서, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템을 설명한다. 도 1에 도시된 선박용 LNG 재기화 시스템과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템에서 선체 내부로 유입되는 해수의 온도가 제2 온도 이하인 경우, 해수의 순환을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 LNG 재기화 시스템(200)은 도 1에 도시된 선박용 LNG 재기화 시스템(100)과 달리, 해수 저장 탱크(190)를 더 포함한다.
구체적으로, 선박용 LNG 재기화 시스템(200)은 해수 저장 탱크 라인(L12)을 통해 제1 해수 유입 라인(L1)과 연결되는 해수 저장 탱크(190)를 더 포함한다. 다만, 해수 저장 탱크 라인(L12)이 연결되는 위치는 제한되지 않는다.
해수 저장 탱크(190)는 해수를 저장할 수 있다. 이 경우, 해수 저장 탱크(190)는 선체 내부로 새롭게 유입되는 제1 해수와 다르고, 제1 및 제2 해수 가열기(120, 130)에 의해 가열된 제2 해수와 다른 제3 해수를 저장할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 해수 저장 탱크(190)는 제1 해수 및 제2 해수 중 어느 하나를 저장할 수도 있다.
해수 저장 탱크(190)는 해수가 재기화 시스템의 내부를 순환하는 경우, 누수 되거나 또는 소모되는 해수의 양 만큼의 해수를 제1 해수 가열기(120) 및 제2 해수 가열기(130)에 제공할 수 있다.
즉, 해수 저장 탱크(190)는 도 8에 도시된 것과 유사하게, 제1 해수가 제2 온도 이하 예를 들어, 제1 해수의 온도가 7℃ 이하인 경우, 해수 저장 탱크 라인(L12)에 설치된 해수 저장 탱크 밸브(V10)를 개방하여 재기화 시스템에 해수를 제공함으로써 재기화 시스템 내부를 순환하는 해수의 총량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 열원 120: 제1 해수 가열기
130: 제2 해수 가열기 140: 열매체 제어기
151: 제1 센서 152: 제2 센서
160: 해수 필터 170: 바이패스 라인
180: 기화기 190: 해수 저장 탱크

Claims (8)

  1. 열매체를 가열하는 열원;
    상기 열원으로부터 가열된 상기 열매체를 제공받아 선체 내부로 유입되는 제1 해수를 가열하는 제1 해수 가열기;
    상기 제1 해수 가열기로부터 상기 열매체를 제공받아 상기 제1 해수를 가열하는 제2 해수 가열기; 및
    상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기에 의해 가열된 제2 해수를 이용하여 LNG를 기화시키는 기화기를 포함하되,
    상기 선체 내부로 유입되는 상기 제1 해수의 온도가 제2 온도보다 크고 제1 온도 이하인 경우, 상기 제2 해수는 상기 기화기를 거쳐 상기 선체의 외부로 배출되고,
    상기 선체 내부로 유입되는 상기 제1 해수의 온도가 상기 제2 온도 이하인 경우, 상기 제2 해수는 상기 기화기를 거쳐 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기로 제공되는 선박용 LNG 재기화 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 해수의 온도를 측정하는 제2 센서와,
    상기 제2 해수의 온도에 따라 상기 제1 해수 가열기에 제공되는 상기 열매체의 양을 조절하는 열매체 제어기를 더 포함하는 선박용 LNG 재기화 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 해수에 포함된 불순물을 제거하고, 불순물이 제거된 상기 제1 해수를 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기에 제공하는 해수 필터와,
    상기 해수 필터와 병렬로 배치된 바이패스 라인을 더 포함하는 선박용 LNG 재기화 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 해수의 온도가 상기 제2 온도 이하인 경우, 상기 제2 해수는 상기 바이패스 라인을 통해 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기에 제공되는 선박용 LNG 재기화 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    제3 해수를 저장하는 해수 저장 탱크를 더 포함하고,
    상기 제1 해수의 온도가 상기 제2 온도 이하인 경우, 상기 해수 저장 탱크는 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기에 상기 제3 해수를 제공하는 선박용 LNG 재기화 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 온도는 14℃이고, 상기 제2 온도는 7℃인 선박용 LNG 재기화 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 해수의 온도를 측정하는 제1 센서를 더 포함하는 선박용 LNG 재기화 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 해수의 온도가 상기 제1 온도보다 큰 경우, 상기 제1 해수는 상기 제1 해수 가열기 및 상기 제2 해수 가열기에 제공되지 않고 상기 기화기를 거쳐 상기 선체의 외부로 배출되는 선박용 LNG 재기화 시스템.
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