KR102020968B1

KR102020968B1 - 선박용 증발가스 재액화 시스템 및 상기 시스템 내의 윤활유 배출 방법

Info

Publication number: KR102020968B1
Application number: KR1020180044635A
Authority: KR
Inventors: 김용훈; 장재형; 신현준; 손재욱
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2019-09-16
Also published as: KR20190014000A; KR20190013485A; KR20190013463A; KR102020970B1; KR20190013450A; KR20190013393A; KR102075977B1; KR20190013396A; KR20200046006A; KR102075976B1; KR101973042B1

Abstract

선박용 증발가스 재액화 시스템이 개시된다.
상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 증발가스를 일부를 압축시키는 제1 압축기; 상기 제1 압축기와 병렬로 설치되어, 상기 제1 압축기로 보내지지 않은 나머지 증발가스를 압축시키는 제2 압축기; 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 열교환시켜 냉각시키는 제1 열교환기; 상기 제1 압축기에 의해 압축된 후 상기 제1 열교환기에서 냉각된 유체를, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스를 냉매로 사용하여, 제1 유로를 통과시키며 추가로 열교환시켜 냉각시키는 제2 열교환기; 및 상기 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각된 유체를 감압시키는 제1 감압장치;를 포함하고, 상기 냉매 사이클은, 상기 제2 압축기에 의해 압축된 후 상기 제2 열교환기의 제2 유로를 통과하며 냉각된 증발가스를 감압시키는 제2 감압장치; 상기 제2 열교환기의 제2 유로를 통과한 증발가스를, 상기 제2 감압장치를 우회시키는 제2 우회라인; 및 상기 제2 감압장치에 의해 감압된 후 상기 제2 열교환기의 제3 유로를 통과하며 냉매로 사용된 증발가스를 압축시키는 제4 압축기;를 포함하며, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제2 우회라인을 통과하도록 한다.

Description

선박용 증발가스 재액화 시스템 및 상기 시스템 내의 윤활유 배출 방법{BOG Reliquefaction System for Vessels and Method of Discharging Lubrication Oil in the Same}

본 발명은 저장탱크 내부에서 생성되는 증발가스 중 엔진의 연료로 사용되고 남은 증발가스를 재액화시키는 시스템에 관한 것이다.

근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 액화천연가스를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다.

액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.

그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -162 ℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 액화천연가스를 저장하는 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다. 이는 에탄 등 다른 저온 액화가스의 경우에도 마찬가지이다.

증발가스는 일종의 손실로서 수송효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스의 처리를 위해, 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료수요처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.

증발가스를 재액화하기 위한 방법으로는 별도의 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구비하여 증발가스를 냉매와 열교환하여 재액화하는 방법, 및 별도의 냉매가 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여 재액화하는 방법 등이 있다. 특히, 후자의 방법을 채용한 시스템을 부분 재액화 시스템(Partial Re-liquefaction System, PRS)이라고 한다.

한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DF 엔진(DFDE(Dual Fuel Diesel Electric), DFDG(Dual Fuel Diesel Generator)), ME-GI 엔진, X-DF 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.

DF 엔진(DFDE, DFDG)은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 6.5bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.

ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다. 최근에는 연료 효율 및 추진 효율이 더 좋은 ME-GI 엔진에 대한 관심이 커지고 있는 추세이다.

X-DF 엔진은, 추진용으로 사용되며, 2행정으로 구성된다. 16 bar 정도의 중압 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클을 채택하고 있다.

이와 같이, 특히 액화천연가스(LNG) 저장탱크에서 발생하는 증발가스(BOG)를 가압한 후, 별도의 냉매 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여, 상호 열교환하여 증발가스를 재액화시키는 경우, 재액화 효율을 위해 고압으로 증발가스를 압축시킬 필요가 있고, 증발가스를 고압으로 압축시키기 위해서는 급유 방식의 실린더 압축기를 사용해야 한다.

급유 방식의 실린더 압축기에 의해 압축된 증발가스에는 윤활유(Lubrication Oil)가 섞이게 된다. 본 발명의 발명자들은, 상기 압축된 증발가스가 열교환기에서 냉각되면서, 압축된 증발가스에 섞인 윤활유가 증발가스보다 먼저 응축 또는 응고가 되어 열교환기의 유로를 막는 문제점이 있다는 것을 발견하였다. 특히, 유로가 좁은(예컨대, 마이크로채널형(Microchannel Type) 유로) PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger, DCHE라고도 한다.)의 경우 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 열교환기의 유로가 막히는 현상이 더욱 빈번하게 발생한다.

따라서, 본 발명의 발명자들은, 응축 또는 응고된 윤활유가 열교환기의 유로를 막는 현상을 방지하거나 완화하기 위해, 압축된 증발가스에 섞인 오일을 분리하는 다양한 기술들을 개발하고 있다.

본 발명은, 응축 또는 응고된 윤활유가 열교환기의 유로를 막는 현상을 완화하거나 개선할 수 있고, 또 열교환기의 유로를 막고 있는 응축 또는 응고된 윤활유를 간단하고 경제적인 방법으로 제거할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 증발가스를 일부를 압축시키는 제1 압축기; 상기 제1 압축기와 병렬로 설치되어, 상기 제1 압축기로 보내지지 않은 나머지 증발가스를 압축시키는 제2 압축기; 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 열교환시켜 냉각시키는 제1 열교환기; 상기 제1 압축기에 의해 압축된 후 상기 제1 열교환기에서 냉각된 유체를, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스를 냉매로 사용하여, 제1 유로를 통과시키며 추가로 열교환시켜 냉각시키는 제2 열교환기; 및 상기 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각된 유체를 감압시키는 제1 감압장치;를 포함하고, 상기 냉매 사이클은, 상기 제2 압축기에 의해 압축된 후 상기 제2 열교환기의 제2 유로를 통과하며 냉각된 증발가스를 감압시키는 제2 감압장치; 상기 제2 열교환기의 제2 유로를 통과한 증발가스를, 상기 제2 감압장치를 우회시키는 제2 우회라인; 및 상기 제2 감압장치에 의해 감압된 후 상기 제2 열교환기의 제3 유로를 통과하며 냉매로 사용된 증발가스를 압축시키는 제4 압축기;를 포함하며, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제2 우회라인을 통과하도록 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제2 열교환기의 제3 유로를 통과하며 냉매로 사용된 증발가스를, 상기 제4 압축기를 우회시키는 제3 우회라인을 더 포함할 수 있고, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제3 우회라인을 통과하도록 할 수 있다.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 제3 압축기를 우회시키는 제4 우회라인을 더 포함할 수 있고, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제4 우회라인을 통과하도록 할 수 있다.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제1 열교환기에서 냉매로 사용될 증발가스를, 상기 제1 열교환기를 우회시키는 제1 우회라인을 더 포함할 수 있고, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제1 우회라인을 통과하도록 할 수 있다.

상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스는 연료수요처로 보내질 수 있고, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 후 상기 연료수요처로 보내지지 않은 나머지 증발가스를 상기 제1 열교환기로 보내 냉각시킬 수 있다.

응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안에도, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부를 상기 연료수요처로 보낼 수 있다.

상기 연료수요처는 ME-GI 엔진 또는 X-DF 엔진일 수 있다.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 연료수요처가 X-DF 엔진인 경우에, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 추가로 압축시키는 제3 압축기를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 압축기 및 상기 제3 압축기에 의해 압축된 증발가스가 상기 제1 열교환기에서 냉각될 수 있다.

상기 제4 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 제2 압축기로 보내져, 상기 냉매 사이클은 폐루프로 구성될 수 있다.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제2 우회라인 상에 설치되는 제3 감압장치를 더 포함할 수 있고, 상기 제3 감압장치는 상기 제2 감압장치보다 더 적은 폭으로 증발가스를 감압시킬 수 있다.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제1 감압장치 하류에 설치되어 윤활유를 걸러내는 오일필터를 더 포함할 수 있고, 상기 오일필터는 극저온용으로 설계될 수 있다.

응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 상기 제1 감압장치에 의해 감압된 유체는 상기 오일필터를 우회할 수 있다.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제1 감압장치 하류에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함할 수 있다.

응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에는, 상기 기액분리기로부터 액화가스를 배출시키는 라인 상의 밸브는 잠글 수 있다.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제2 열교환기의 제2 유로와 제3 유로 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제1 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제2 열교환기의 제3 유로와 상기 제2 압축기 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제2 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제1 열교환기의 고온 유로와 상기 제2 열교환기의 제1 유로 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제3 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제2 열교환기의 제1 유로와 상기 제1 감압장치 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제4 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 선박용 증발가스 재액화 시스템 내의 윤활유 배출 방법에 있어서, 상기 제1 열교환기의 고온유로와 상기 제2 열교환기의 제1 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스가, 상기 제1 우회라인, 상기 제1 압축기, 상기 제1 열교환기, 상기 제2 열교환기의 제1 유로, 상기 제1 감압장치 및 다시 상기 제1 우회라인을 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 선박용 증발가스 재액화 시스템 내의 윤활유 배출 방법에 있어서, 상기 제2 열교환기의 제2 유로와 제3 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스는, 상기 제2 압축기, 상기 제2 열교환기의 제2 유로, 상기 제2 우회라인, 상기 제2 열교환기의 제3 유로, 및 다시 상기 제2 압축기를 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 별도의 장비를 추가로 설치하거나 윤활유 제거를 위한 별도의 유체를 공급할 필요 없이, 기존의 장비만으로 간단하고 경제적으로 열교환기 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 있다.

본 발명에 의하면, 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안에 엔진을 구동시켜, 엔진의 운전을 지속하면서 열교환기를 정비할 수 있다. 또한, 엔진에서 사용되고 남은 잉여 증발가스를 활용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 있다. 뿐만 아니라, 증발가스에 섞인 윤활유를 엔진에 의해 태워버릴 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진을 탑재한 선박 및 액화가스 저장탱크를 포함하는 선박 등에 다양하게 응용되어 적용될 수 있다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 후술할 증발가스 처리를 위한 시스템들은 저온 액체화물 또는 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박과 해상 구조물, 즉 액화천연가스 운반선, 액화에탄가스(Liquefied Ethane Gas) 운반선, LNG RV와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 구조물에 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 각 라인에서의 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계유체 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 제1 열교환기(110), 제1 우회라인(BL1), 제1 압축기(210), 제2 압축기(220), 제3 압축기(230), 제2 열교환기(120), 제1 감압장치(410), 제2 감압장치(420), 제2 우회라인(BL2), 제3 감압장치(430), 제4 압축기(240), 및 제3 우회라인(BL3)을 포함한다.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 증발가스를 재액화시키는 동안의 각 장치의 작용과 유체의 흐름을 설명하면 다음과 같다.

제1 열교환기(110)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여 증발가스를 냉각시킨다. 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용된 증발가스는 두 흐름으로 분기되어, 일부는 제1 압축기(210)로 보내지고 나머지는 제2 압축기(220)로 보내진다.

제1 압축기(210) 하류에는, 제1 압축기(210)에 의해 압축되며 온도가 올라간 증발가스를 냉각시키는 제1 냉각기(310)가 설치될 수 있고, 제2 압축기(220) 하류에는, 제2 압축기(220)에 의해 압축되며 온도가 올라간 증발가스를 냉각시키는 제2 냉각기(320)가 설치될 수 있다.

제1 압축기(210)와 제2 압축기(220)는 병렬로 설치되며, 제1 압축기(210)는 재액화시킬 증발가스를 압축시키는 역할을 하고, 제2 압축기(220)는 냉매 사이클(RC)에 증발가스를 냉매로 공급하는 역할을 한다.

또한, 제1 압축기(210)와 제2 압축기(220)는, 어느 하나가 고장났을 때 나머지 고장나지 않은 압축기가 고장난 압축기의 역할을 대신하는 리던던시(Redundancy) 설계를 만족시킨다.

제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스는 일부는 연료수요처(E)로 공급될 수 있고, 연료수요처(E)에서 사용되지 않은 잉여 증발가스가 제3 압축기(230)로 보내질 수 있다.

제3 압축기(230)는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 추가로 압축시킨다. 제3 압축기(230) 하류에는, 제3 압축기(230)에 의해 압축되며 온도가 올라간 증발가스를 냉각시키는 제3 냉각기(330)가 설치될 수 있다.

제3 압축기(230)에 의해 증발가스를 추가로 압축시키는 이유는 재액화의 효율을 높이기 위해서이다.

증발가스 자체를 열교환의 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 경우에는, 재액화시키기 위하여 열교환기로 보내지는 증발가스가 초임계 상태인 경우에 재액화 효율이 좋고, 액화천연가스(LNG)가 기화된 증발가스의 경우에는 열교환기에서 냉각되는 증발가스의 압력이 대략 150 내지 400 bar인 경우에 재액화 효율이 높게 나타난다.

따라서, 연료수요처(E)가 요구하는 압력이 대략 150 내지 400 bar인 경우에는, 제1 압축기(210)에 의해 연료수요처(E)의 요구 압력으로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시킬 필요가 없으나, 연료수요처(E)가 요구하는 압력이 150 bar보다 낮은 경우에는, 제1 압축기(210)에 의해 연료수요처(E)의 요구 압력으로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시킨 후 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에 의해 냉각시키는 것이 재액화 효율 및 재액화량 면에서 바람직하다.

일례로, 연료수요처(E)가 대략 300 bar의 증발가스를 연료로 사용하는 ME-GI 엔진인 경우에는, 제1 압축기(210)에 의해 대략 300 bar로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 압축할 필요 없이 바로 제1 열교환기(110)로 보내면 되므로, 제3 압축기(230) 및 제3 냉각기(330)를 추가로 설치할 필요가 없다.

그러나, 연료수요처(E)가 대략 16 bar의 증발가스를 연료로 사용하는 X-DF 엔진인 경우에는, 제1 압축기(210)에 의해 대략 16 bar로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에서 추가로 압축시킨 후 제1 열교환기(110)로 보내며, 제3 압축기(230)는 대략 150 bar로 증발가스를 압축시키는 것이 바람직하다.

제1 압축기(210)에 의해 압축되고 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축된 증발가스는, 제1 열교환기(110)에 의해, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환되어 냉각된다.

제2 열교환기(120)는, 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체를, 냉매 사이클(RC)을 순환하는 증발가스를 냉매로 사용하여 추가로 열교환시켜 냉각시킨다.

제1 감압장치(410)는, 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에 의해 냉각된 유체를 감압시킨다.

제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의한 압축과정과, 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에 의한 냉각과정과, 제1 감압장치(410)에 의한 감압과정을 거친 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 제1 감압장치(410) 하류에 설치되어, 재액화된 액화가스와 증발가스로 남아 있는 증발가스(플래시 가스를 포함)를 분리하는 기액분리기(500)를 더 포함할 수 있다. 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스는 저장탱크(T)로 보내지고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용될 수 있다.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 제1 감압장치(410)와 기액분리기(500) 사이에 설치되어, 감압장치(600)에 의해 감압된 유체에 섞인 윤활유을 걸러내는 오일필터(600)를 더 포함할 수 있다.

제1 감압장치(410)에 의해 감압된 유체의 온도는, 증발가스의 적어도 일부가 재액화될 수 있도록 -160℃ 내지 -150℃ 정도가 되므로, 오일필터(600)는 극저온용으로 설계된다. 또한, 감압장치(600)에 의해 감압된 극저온 유체에 섞여있는 윤활유는 유동점 아래의 고체(또는 응고된) 상태이므로, 오일필터(600)는 고체(또는 응고된) 상태의 윤활유를 분리하는데 적합하도록 설계된다.

기액분리기(500)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 제1 열교환기(110)의 저온 유로로 공급될 수 있는데, 기액분리기(500) 내에 윤활유가 유입되면, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스 내에 윤활유가 소량이나마 섞여 들어갈 가능성을 배제할 수 없다. 제1 열교환기(110)의 저온 유로는, 냉매가 통과하는 유로, 즉, 본 실시예에서는 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스가 통과하는 유로를 의미한다.

본 발명의 발명자들은, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스에 윤활유가 섞여 제1 열교환기(110)의 저온 유로로 보내지면, 압축기(200)에 의해 압축되며 증발가스에 섞인 윤활유가 제1 열교환기(110)의 고온 유로로 공급되는 경우보다 더 곤란한 상황이 발생할 수 있음을 발견하였다. 제1 열교환기(110)의 고온 유로는, 냉각시킬 유체가 통과하는 유로, 즉, 본 실시예에서는 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축된 증발가스가 통과하는 유로를 의미한다.

제1 열교환기(110)의 저온 유로에는 냉매로 사용되는 유체가 공급되므로, 시스템이 운용되는 내내 극저온의 증발가스가 공급되고, 응축 또는 응고된 윤활유을 녹일 수 있을 만큼의 높은 온도를 가진 유체가 공급되지 않는다. 따라서, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스에 윤활유가 섞여 제1 열교환기(110)의 저온 유로로 보내지면, 후술하는 방법에 의해 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 없으므로, 제1 열교환기(110)의 저온 유로에 쌓인 응축 또는 응고된 윤활유을 제거하기가 매우 곤란하다.

뿐만 아니라, 기액분리기(500)에 윤활유가 유입되면, 기액분리기(500)에 의해 분리된 후 저장탱크(T)로 보내지는 액화가스에도 윤활유가 유입될 수 있다. 저장탱크(T)로 보내지는 액화가스에 윤활유가 유입되면, 선박의 운송 목적물인 저장탱크(T)에 저장된액화가스의 품질이 낮아져 경제적으로 큰 손실이 생길 수 있다.

본 실시예에 의하면, 제1 감압장치(410)와 기액분리기(500) 사이에 오일필터(600)를 설치함으로써, 증발가스에 섞여 기액분리기(500)로 유입되는 윤활유를 최대한 제거하여, 제1 열교환기(110)의 저온유로나 저장탱크(T)로 윤활유가 유입되지 않도록 할 수 있다.

한편, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스는, 냉매 사이클(RC)로 공급되어 제2 열교환기(120)의 냉매로 사용된다.

제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스는, 제2 감압장치(420)에 의해 감압되고 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 후 제4 압축기(240)에 의해 압축될 수 있으며, 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용되는 증발가스의 온도를 더욱 낮추기 위해, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스를 제2 열교환기(120)에 의해 열교환시켜 냉각시킨 후 제2 감압장치(420)로 보내는 것이 바람직하다.

제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스를 제2 열교환기(120)에 의해 열교환시켜 냉각시킨 후 제2 감압장치(420)로 보내는 경우, 제2 열교환기(120)는 제2 감압장치(420)에 의해 감압된 유체를 냉매로 사용하여, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스와 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체를 둘 다 열교환시켜 냉각시키게 된다.

제2 감압장치(420)에 의해 감압된 후 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 제4 압축기(240)에 의해 압축된 후 다시 제2 압축기(220)로 공급된다.

즉, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스를 제2 열교환기(120)에 의해 열교환시켜 냉각시킨 후 제2 감압장치(420)로 보내는 경우, 제2 압축기(220), 제2 열교환기(120), 제2 감압장치(420), 다시 제2 열교환기(120), 제4 압축기(240), 다시 제2 압축기(220)를 연결하는 폐루프의 냉매 사이클(RC)이 형성된다.

제4 압축기(240) 하류에는, 제4 압축기(240)에 의해 압축되며 온도가 올라간 증발가스를 냉각시키는 제4 냉각기(340)가 설치될 수 있다. 또한, 제2 감압장치(420)와 제4 압축기(240)는 컴팬더(Compander)를 형성할 수 있다.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템에 의하면, 재액화시켜야 할 증발가스의 양이 적은 경우에는, 냉매 사이클(RC)을 순환시키지 않고, 종래의 부분 재액화 시스템과 같이 운용할 수도 있다.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 종래의 부분 재액화 시스템과 같이 운용되는 경우, 제2 압축기(220)는 운전하지 않으며, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 연료수요처(E)로 공급하고, 연료수요처(E)에서 사용되지 않은 나머지 증발가스는 제3 압축기(230)에 의해 압축시킬 수 있다. 이 경우, 제3 압축기(230)에 의해 압축된 증발가스는, 제1 열교환기(110)에서 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환되어 냉각된 후, 제2 열교환기(120)에 의해서는 냉각되지 않고, 제1 감압장치(410)에 의해 감압되어 일부 또는 전부가 재액화된다.

제1 압축기(210), 제2 압축기(220), 및 제3 압축기(230)는 각각 필요에 따라 다단압축기로 구성될 수 있다.

한편, 제1 압축기(210), 제2 압축기(220), 및 제3 압축기(230) 중 하나 이상은 급유 윤활(oil lubricated) 방식으로 동작할 수 있다. 압축기에 의해 압축된 증발가스를 고압엔진의 연료로 사용하기 위해서 또는 재액화 효율을 위해서, 증발가스를 압축기에 의해 100 bar 이상으로 압축시키는 경우, 현재의 기술 수준으로는 왕복동 타입의 압축기의 피스톤 실링 부위 등에 윤활 및 냉각을 위한 윤활유를 공급하여야 한다. 또한, 현재의 기술 수준으로는 급유 윤활 방식의 압축기에 의해 압축된 증발가스에는 윤활유가 일부 섞이게 된다.

본 발명의 발명자들은, 증발가스가 압축되며 증발가스에 섞인 윤활유는, 시스템을 구성하는 각 장치와 배관에 쌓이게 되며, 특히 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에서 증발가스보다 먼저 응축 또는 응고되어 열교환기의 유로를 막게 된다는 것을 발견하였다. 또한, 본 발명의 발명자들은, 시간이 지날수록 열교환기(100)의 유로에 쌓이는 응축 또는 응고된 윤활유의 양이 증가되므로, 일정 시간이 지나면 시스템 내부의, 특히 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할 필요가 생긴다는 것을 발견하였다.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안의 각 장치의 작용과 유체의 흐름을 설명하면 다음과 같다.

제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용되기 전의 증발가스(본 실시예에서는 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스, 이하 동일)는, 제1 우회라인(BL1)을 따라 제1 열교환기(110)를 우회한 후 두 흐름으로 분기되어 한 흐름은 제1 압축기(210)로 공급되고, 나머지 흐름은 제2 압축기(220)로 공급된다.

종래 기술에 의하면, 제1 열교환기(110)의 유지 보수를 위해 제1 열교환기(110)를 우회하는 우회라인을 설치하기도 하는데, 본 실시예에 의하면, 제1 열교환기(110)의 유지 보수를 위해 설치되는 우회라인을 응축 또는 응고된 윤활유 배출에 사용할 수도 있다.

제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스는 제3 압축기(230)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(110)로 보내진다. 제1 열교환기(110)에는 냉매로 사용되는 증발가스는 보내지지 않고, 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축되어 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 증발가스만이 보내지므로, 제1 열교환기(110)의 고온 유로의 온도가 서서히 높아지게 된다.

제1 열교환기(110)의 고온 유로의 온도가 서서히 높아지면서, 제1 열교환기(110)의 고온 유로 내부에 쌓여있던 응축 또는 응고된 윤활유가 서서히 녹거나 점도가 낮아지고, 녹거나 점도가 낮아진 윤활유와 그 밖의 이물질들이 증발가스와 섞여 제1 열교환기(110)를 빠져나가게 된다.

본 실시예에 의하면, 시스템 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안에도, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스의 일부를 엔진 등의 연료수요처(E)로 보낼 수 있다. 이하, 연료수요처(E)가 엔진인 경우를 예로 들어 설명한다.

연료 공급 시스템 또는 재액화 시스템에 포함된 장비의 일부를 정비할 때에는, 엔진에 연료를 공급할 수 없거나 잉여 증발가스를 재액화할 수 없으므로, 엔진을 구동시키지 않는 것이 통상적이다.

그런데, 본 실시예에서와 같이 시스템 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안 엔진을 구동시키면, 엔진의 운전을 지속하면서 시스템에 포함된 장비를 정비할 수 있으므로, 정비 중에도 선박을 추진시키고 발전을 할 수 있고, 엔진에서 사용되고 남은 잉여 증발가스를 활용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 있다는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 본 실시예에서와 같이 시스템 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안 엔진을 구동시키면, 제1 압축기(210)에 의해 압축되며 증발가스에 섞인 윤활유를 엔진에 의해 태워버릴 수 있다는 장점이 있다. 즉, 엔진은 선박의 추진 또는 발전을 위한 본래의 용도로 사용될 뿐만 아니라, 증발가스에 섞인 오일을 제거하는 역할도 함께 하는 것이다.

상술한 바와 같이, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스의 압력이 요구되는 재액화 효율 및 재액화량을 달성하기에 충분하여 제3 압축기(230)를 추가로 설치하지 않은 경우에는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스가 바로 제1 열교환기(110)로 보내진다.

또한, 제3 압축기(230)가 설치된 경우에도, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 과정을 진행하는 동안에는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스의 온도가 윤활유를 녹이거나 점도를 낮추기에 충분한 경우에는, 굳이 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 추가로 제3 압축기(230)에 의해 압축시킬 필요가 없으므로, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 제4 우회라인(BL4)을 따라 제3 압축기(230)를 우회시킨 후 바로 제1 열교환기(110)로 보낼 수 있다.

제1 열교환기(110)를 통과한 증발가스는 제2 열교환기(120)로 보내진다. 제1 열교환기(110)를 통과한 증발가스를 통과시키는 제2 열교환기(120)의 유로(도 1에서 가장 아래쪽의 유로)를 편의상 '제1 유로'라고 한다.

제1 열교환기(110)로부터 배출된 후 증발가스에 섞인 윤활유와 그 밖의 이물질들이 제2 열교환기(120)의 제1 유로로 유입되지 않도록, 제1 열교환기(110)의 고온 유로와 제2 열교환기(120)의 제1 유로 사이에 설치된 제3 밸브(V3)를 수시로 열어, 윤활유와 이물질들을 배출시킨다. 제3 밸브(V3)는 배관이 윤활유에 의해 오염되지 않도록 제1 열교환기(110)의 고온 유로와 근접하게 설치되는 것이 바람직하다.

제1 열교환기(110)를 통과한 증발가스가 제2 열교환기(120)의 제1 유로를 통과하면서, 제2 열교환기(120)의 제1 유로의 온도가 서서히 높아지게 되고, 제2 열교환기(120)의 제1 유로 내부에 쌓여있던 응축 또는 응고된 윤활유가 서서히 녹거나 점도가 낮아져, 그 밖의 이물질들과 함께 증발가스와 섞여 제2 열교환기(120)를 빠져나가게 된다.

제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)의 제1 유로를 통과한 증발가스는, 제1 감압장치(410)와 오일필터(600)를 통과하게 된다. 증발가스에 섞인 윤활유와 그 밖의 이물질들이 제1 감압장치(410) 또는 오일필터(600)로 유입되지 않도록, 제2 열교환기(120)의 제1 유로와 제1 감압장치(410) 사이에 설치된 제4 밸브(V4)를 수시로 열어, 윤활유와 이물질들을 배출시킨다. 제4 밸브(V4)는 배관이 윤활유에 의해 오염되지 않도록 제2 열교환기(120)의 제1 유로와 근접하게 설치되는 것이 바람직하다.

도 1에는 제1 감압장치(410)를 통과한 유체가 오일필터(600)로 보내지는 것이 도시되어 있으나, 증발가스에 섞인 윤활유가 오일필터(600)를 오염시키지 않도록, 필요에 따라 제1 감압장치(410)를 통과한 유체가 오일필터(600)를 우회하도록 할 수도 있다.

제1 감압장치(410) 및 오일필터(600)를 통과한 증발가스는 다시 제1 우회라인(BL1)을 따라 제1 열교환기(110)를 우회한 후 제1 압축기(210)로 보내지며, 제1 열교환기(110)의 고온 유로와 제2 열교환기(120)의 제1 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스는, 제1 우회라인(BL1), 제1 압축기(210), 제3 압축기(230), 제1 열교환기(110), 제2 열교환기(120)의 제1 유로, 제1 감압장치(410), 오일필터(600), 및 다시 제1 우회라인(BL1)을 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하게 된다.

본 실시예가 기액분리기(500)를 포함하는 경우, 제1 감압장치(410)와 오일필터(600)를 통과한 유체는 기액분리기(500)로 보내질 수 있다. 또한, 기액분리기(500)는 내부에 모인 윤활유를 배출시킬 수 있도록 설계될 수 있다.

본 실시예가 기액분리기(500)를 포함하는 경우에는, 제1 열교환기(110)의 고온 유로와 제2 열교환기(120)의 제1 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스는, 제1 우회라인(BL1), 제1 압축기(210), 제3 압축기(230), 제1 열교환기(110), 제2 열교환기(120)의 제1 유로, 제1 감압장치(410), 오일필터(600), 기액분리기(500) 및 다시 제1 우회라인(BL1)을 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하게 된다.

증발가스가 상기 사이클을 순환하며 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안에는, 윤활유가 저장탱크(T)로 유입되지 않도록, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스를 저장탱크(T)로 보내는 라인 상의 밸브는 잠겨 있는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안에, 제1 우회라인(BL1)을 따라 제2 압축기(220)로 보내진 증발가스는, 제2 열교환기(120)를 통과한 후 제2 우회라인(BL2)을 따라 제2 감압장치(420)를 우회한다. 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스를 통과시키는 제2 열교환기(120)의 유로(도 1에서 가장 위쪽의 유로)를 편의상 '제2 유로'라고 한다.

제2 압축기(220)에 의해 압축되며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스에 의해 제2 열교환기(120)의 제2 유로가 데워지며, 제2 열교환기(120)의 제2 유로 내부에 응축 또는 응고되어 있던 윤활유와 그 밖의 이물질들이 녹아서 증발가스와 함께 배출된다.

제2 열교환기(120)의 제2 유로를 통과한 후 제2 우회라인(BL2)을 따라 제2 감압장치(420)를 우회한 증발가스는, 다시 제2 열교환기(120)로 보내진다. 제2 열교환기(120)의 제2 유로를 통과한 후 제2 우회라인(BL2)을 따라 다시 제2 열교환기(120)로 보내진 증발가스가 통과하는 유로(도 1에서 중간에 위치한 유로)를 편의상 '제3 유로'라고 한다.

제2 우회라인(BL2)을 따라 제2 열교환기(120)의 제3 유로로 보내진 증발가스는, 제2 열교환기(120)의 제3 유로를 데워, 제2 열교환기(120)의 제3 유로 내부에 응축 또는 응고되어 있던 윤활유와 그 밖의 이물질들을 배출시킨다. 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스가 제2 감압장치(420)에 의해 감압되지 않고 제2 열교환기(120)의 제3 유로로 보내지므로, 증발가스에 의해 제2 열교환기(120)의 제3 유로를 데울 수 있다.

제2 우회라인(BL2) 상에는 제3 감압장치(430)가 설치되어, 제2 열교환기(120)의 제2 유로를 통과한 유체를 감압시킨 후에 제2 열교환기(120)의 제3 유로로 보낸다.

제2 열교환기(120)의 제2 유로를 통과한 유체를 제3 감압장치(430)에 의해 감압시킨 후 제2 열교환기(120)의 제3 유로로 보내는 이유는, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스가 감압과정을 전혀 거치지 않고 다시 제2 압축기(220)로 보내지면, 제2 압축기(220)로 공급되는 유체의 압력이 너무 높아 제2 압축기(220)가 제대로 작동할 수 없기 때문이다.

제3 감압장치(430)는 제2 압축기(220)가 제대로 작동할 수 있을 정도의 압력으로 증발가스를 감압시키면서도, 제2 열교환기(120)의 제3 유로를 데워 윤활유를 배출시킬 수는 있을 정도의 온도 범위가 되도록 증발가스를 감압시킨다. 즉, 제3 감압장치(430)는 제2 감압장치(420)보다는 증발가스를 더 적은 폭으로 감압시킨다.

제3 감압장치는, 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브일 수 있으며, 오리피스가 적용될 수도 있다.

제2 열교환기(120)의 제2 유로로부터 배출된 윤활유와 그 밖의 이물질들이 다시 제2 열교환기(120)의 제3 유로로 유입되지 않도록, 제2 열교환기(120)의 제2 유로와 제3 유로 사이에 설치된 제1 밸브(V1)를 수시로 열어, 윤활유와 이물질들을 배출시킨다. 제1 밸브(V1)는 배관이 윤활유에 의해 오염되지 않도록 제2 열교환기(120)의 제2 유로와 근접하게 설치되는 것이 바람직하며, 제2 열교환기(120)의 에2 유로로부터 배출된 윤활유와 그 밖의 이물질들이 다시 제3 감압장치(430)에도 유입되지 않도록, 제1 밸브(V1)는 제2 열교환기(120)의 제2 유로와 제2 우회라인(BL2) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.

제2 우회라인(BL2)을 따라 제2 감압장치(420)를 우회한 후 제2 열교환기(120)의 제3 유로를 통과한 증발가스는, 제3 우회라인(BL3)을 따라 제4 압축기(240)를 우회한 후 다시 제2 압축기(220)로 보내진다. 본 실시예가 제4 냉각기(340)를 포함하는 경우, 제3 우회라인(BL3)은 제4 냉각기(340)도 우회한다.

제2 열교환기(120)의 제3 유로로부터 배출된 윤활유와 그 밖의 이물질들이 제2 압축기(220)로 유입되지 않도록, 제2 열교환기(120)의 제3 유로와 제2 압축기(220) 사이에 설치된 제2 밸브(V2)를 수시로 열어, 윤활유와 이물질들을 배출시킨다. 제2 밸브(V2)는 배관이 윤활유에 의해 오염되지 않도록 제2 열교환기(120)의 제3 유로와 근접하게 설치되는 것이 바람직하며, 제2 밸브(V2)는 제2 열교환기(120)의 제3 유로와 제3 우회라인(BL3) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.

제2 열교환기(120)의 제2 유로와 제3 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스는, 제2 압축기(220), 제2 열교환기(120)의 제2 유로, 제2 우회라인(BL2), 제2 열교환기(120)의 제3 유로, 제3 우회라인(BL3), 및 다시 제2 압축기(220)를 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하게 된다.

상술한 과정을 통해 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유뿐만 아니라, 배관, 밸브, 계측기, 및 각종 장비에 쌓여 있는 응축 또는 응고된 윤활유들도 제거될 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

T : 저장탱크 E : 연료수요처
BL1 : 제1 우회라인 BL2 : 제2 우회라인
BL3 : 제3 우회라인 BL4 : 제4 우회라인
V1 : 제1 밸브 V2 : 제2 밸브
V3 : 제3 밸브 V4 : 제4 밸브
RC : 냉매 사이클 110 : 제1 열교환기
120 : 제2 열교환기 210 : 제1 압축기
220 : 제2 압축기 230 : 제3 압축기
240 : 제4 압축기 310 : 제1 냉각기
320 : 제2 냉각기 330 : 제3 냉각기
340 : 제4 냉각기 410 : 제1 감압장치
420 : 제2 감압장치 430 : 제3 감압장치
500 : 기액분리기 600 : 오일필터

Claims

증발가스를 일부를 압축시키는 제1 압축기;
상기 제1 압축기와 병렬로 설치되어, 상기 제1 압축기로 보내지지 않은 나머지 증발가스를 압축시키는 제2 압축기;
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 열교환시켜 냉각시키는 제1 열교환기;
상기 제1 압축기에 의해 압축된 후 상기 제1 열교환기에서 냉각된 유체를, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스를 냉매로 사용하여, 제1 유로를 통과시키며 추가로 열교환시켜 냉각시키는 제2 열교환기; 및
상기 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각된 유체를 감압시키는 제1 감압장치;를 포함하고,
상기 냉매 사이클은,
상기 제2 압축기에 의해 압축된 후 상기 제2 열교환기의 제2 유로를 통과하며 냉각된 증발가스를 감압시키는 제2 감압장치;
상기 제2 열교환기의 제2 유로를 통과한 증발가스를, 상기 제2 감압장치를 우회시키는 제2 우회라인; 및
상기 제2 감압장치에 의해 감압된 후 상기 제2 열교환기의 제3 유로를 통과하며 냉매로 사용된 증발가스를 압축시키는 제4 압축기;를 포함하며,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제2 우회라인을 통과하도록 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 열교환기의 제3 유로를 통과하며 냉매로 사용된 증발가스를, 상기 제4 압축기를 우회시키는 제3 우회라인을 더 포함하고,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제3 우회라인을 통과하도록 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 제1 열교환기로 공급하는 제4 우회라인을 더 포함하고,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제4 우회라인을 통과하도록 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 열교환기에서 냉매로 사용될 증발가스를, 상기 제1 열교환기를 우회시키는 제1 우회라인을 더 포함하고,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제1 우회라인을 통과하도록 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스는 연료수요처로 보내지고,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 후 상기 연료수요처로 보내지지 않은 나머지 증발가스를 상기 제1 열교환기로 보내 냉각시키는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 5에 있어서,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안에도, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부를 상기 연료수요처로 보내는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 연료수요처는 ME-GI 엔진 또는 X-DF 엔진인, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 추가로 압축시키는 제3 압축기를 더 포함하고,
상기 제1 압축기 및 상기 제3 압축기에 의해 압축된 증발가스가 상기 제1 열교환기에서 냉각되는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제4 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 제2 압축기로 보내져,
상기 냉매 사이클은 폐루프로 구성되는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 제2 우회라인 상에 설치되는 제3 감압장치를 더 포함하고,
상기 제3 감압장치는 상기 제2 감압장치보다 더 적은 폭으로 증발가스를 감압시키는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 감압장치 하류에 설치되어 윤활유를 걸러내는 오일필터를 더 포함하고,
상기 오일필터는 극저온용으로 설계되는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 11에 있어서,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 상기 제1 감압장치에 의해 감압된 유체는 상기 오일필터를 우회하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 감압장치 하류에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 13에 있어서,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에는, 상기 기액분리기로부터 액화가스를 배출시키는 라인 상의 밸브는 잠그는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 열교환기의 제2 유로와 제3 유로 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제1 밸브를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 열교환기의 제3 유로와 상기 제2 압축기 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제2 밸브를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 열교환기의 고온 유로와 상기 제2 열교환기의 제1 유로 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제3 밸브를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 열교환기의 제1 유로와 상기 제1 감압장치 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제4 밸브를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.
청구항 4에 기재된 선박용 증발가스 재액화 시스템 내의 윤활유 배출 방법에 있어서,
상기 제1 열교환기의 고온유로와 상기 제2 열교환기의 제1 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스가, 상기 제1 우회라인, 상기 제1 압축기, 상기 제1 열교환기, 상기 제2 열교환기의 제1 유로, 상기 제1 감압장치 및 다시 상기 제1 우회라인을 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하는, 윤활유 배출 방법.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 선박용 증발가스 재액화 시스템 내의 윤활유 배출 방법에 있어서,
상기 제2 열교환기의 제2 유로와 제3 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스는, 상기 제2 압축기, 상기 제2 열교환기의 제2 유로, 상기 제2 우회라인, 상기 제2 열교환기의 제3 유로, 및 다시 상기 제2 압축기를 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하는, 윤활유 배출 방법.