KR102050789B1 - 액화가스의 재기화 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

액화가스의 재기화 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치는 액화가스를 기화시켜 가스를 생성하는 기화기, 상기 기화된 가스를 가열하는 가열기, 해수와 제1 열매체 사이에 열교환이 일어나는 열교환기, 상기 제1 열매체가 흐르는 제1 열매체라인부에서 분기되며, 상기 해수 열교환기에서 상기 기화기로 상기 제1 열매체의 제1 부분인 제2 열매체를 전달하는 제2 열매체라인부 및 상기 제1 열매체라인부에서 분기되며, 상기 가열기에 상기 제1 열매체의 제2 부분인 제3 열매체를 전달하는 제3 열매체라인부를 포함한다.

Description

액화가스의 재기화 장치 및 방법{Apparatus and Method for Regasification of Liquefied Gas}

본 발명은 액화가스의 재기화 장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 액화천연가스를 재기화시키는 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

종래의 액화천연가스의 재기화 장치는 액화천연가스를 가압하는 펌프(21), 액화천연가스로부터 천연가스를 생산하기 위한 액화천연가스/냉각수 열교환기(30), 액화천연가스/냉각수 열교환기(30)로부터 연장되고, 하나 이상의 열교환기(52, 53, 54)를 포함하는 냉각수 페루프(50) 및 해수가 공급되는 라인(42)에 설치된 히터(43)를 포함한다.

이러한 종래의 액화천연가스의 재기화 장치는 냉각수를 열매체로 이용하여 액화천연가스를 재기화시키고, 재기화된 액화천연가스의 온도가 낮을 경우, 히터(43)를 작동시켜 재기화된 천연가스의 온도를 높일 수 있다.

그러나, 종래의 액화천연가스의 재기화 장치는 냉각수가 하나의 페루프를 통하여 이송됨으로써, 필요 이상의 열에너지가 액화천연가스/ 냉각수 열교환기(30)에 공급되는 문제점이 있었다.

미국공개특허 20120222430

본 발명의 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치 및 방법은 액화가스를 가스로 재기화하는 과정에서 에너지 소모를 최소화하기 위한 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 액화가스를 기화시켜 가스를 생성하는 기화기, 상기 기화된 가스를 가열하는 가열기, 해수와 제1 열매체 사이에 열교환이 일어나는 열교환기, 상기 제1 열매체가 흐르는 제1 열매체라인부에서 분기되며, 상기 해수 열교환기에서 상기 기화기로 상기 제1 열매체의 제1 부분인 제2 열매체를 전달하는 제2 열매체라인부 및 상기 제1 열매체라인부에서 분기되며, 상기 가열기에 상기 제1 열매체의 제2 부분인 제3 열매체를 전달하는 제3 열매체라인부를 포함하는 액화가스의 재기화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 액화가스의 재기화 장치는 상기 제2 열매체라인부에 설치되며, 상기 제2 열매체의 유량을 조절하는 제1 유량조절수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 유량조절수단은 재기화가 필요한 가스의 량에 따라 상기 제2 열매체의 유량을 조절할 수 있다.

또한, 또한, 상기 액화가스의 재기화 장치는 상기 제3 열매체라인부에 설치되며, 상기 제3 열매체라인부에서 이송되는 상기 제3 열매체의 유량을 조절하는 제2 유량조절수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 유량조절수단은 상기 가열된 가스가 제1 설정 온도보다 낮을 경우, 상기 제3 열매체의 유량을 조절을 통하여 상기 가열된 가스의 온도를 높일 수 있다.

또한, 상기 액화가스의 재기화 장치는 상기 열교환기에 연결되며, 상기 해수가 이송되는 해수라인부와 상기 해수라인부에 설치된 펌프를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 액화가스의 재기화 장치는 상기 열교환기에 유입되는 또는 유출되는 상기 제1 열매체를 가압하는 열매체 가압기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 액화가스의 재기화 장치는 상기 제3 열매체라인부에 설치되며, 상기 제3 열매체를 가열하는 열매체 가열기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 액화가스의 재기화 장치는 상기 열매체 가열기를 통과하는 상기 제3 열매체의 유량을 조절하는 제 3 유량조절수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 액화가스의 재기화 장치는 상기 제3 열매체가 상기 열매체 가열기를 우회하도록 상기 제3 열매체라인부에 설치된 우회라인부와 상기 우회라인부에 설치되며, 상기 우회라인부를 통하여 이송되는 상기 제3 열매체의 유량을 조절하는 제4 유량조절수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 액화가스의 재기화 장치는 상기 액화가스를 저장하는 저장탱크에서 사용처로 연결된 재기화라인부와 상기 가열기와 상기 사용처 사이의 상기 재기화라인부에 설치되며, 상기 가열된 가스의 온도를 측정하는 제1 온도센서부와 상기 제1 온도센서부로부터 측정된 온도값을 전달받고, 상기 제1 유량제어수단을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 액화가스의 재기화 장치는 상기 제3 열매체라인부에 설치되며, 상기 제3 열매체라인부에서 이송되는 상기 제3 열매체의 온도를 측정하는 제2 온도센서부와 상기 제1 온도센서부로부터 측정된 온도값을 전달받고, 상기 제 3 유량제어수단을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 해수와 제1 열매체 사이에 열교환이 일어나는 해수 열교환단계, 상기 제1 열매체의 제1 부분인 제2 열매체가 기화기에 이송되며, 상기 2 열매체가 액화가스와 열교환되고, 상기 액화가스가 가스로 기화되는 가스 기화교환단계 및 상기 제1 열매체의 제2 부분인 제3 열매체가 상기 제2 열매체와 분리되면서 가열기에 이송되며, 상기 제3 열매체가 기화된 가스와 열교환되고, 상기 기화된 가스가 가열되는 가스 가열단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가스 가열단계는 상기 제3 열매체의 유량을 조절하는 유량조절단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 유량조절단계는 상기 가열된 가스의 측정된 온도가 제1 설정 온도에 부합되도록 상기 제3 열매체의 유량을 제어할 수 있다.

또한, 상기 가스 가열단계는 상기 제3 열매체를 가열하는 열매체 가열단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 열매체 가열단계는 상기 제3 열매체의 온도가 제2 설정 온도에 부합되도록 상기 가열된 제3 열매체의 유량을 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치 및 방법은 해수와 열교환된 열매체가 기화기와 가열기에 공급되는 유량을 제어함으로써, 열매체를 필요이상으로 순환시키지 않고 또한 필요이상의 해수를 공급하지 않게 되어 에너지 효율을 높일 수 있다.

또한, 하나의 열매체를 이용하면서도 기화기에 가열기에 열매체가 별도로 공급됨으로써, 가열기에 공급되는 열매체만을 가열할 수 있게 되어, 필요이상으로 기화기의 열매체의 온도를 높이지 않게 됨에 따라 에너지 효율을 높일 수 있다.

도 1은 종래의 액화천연가스를 재기화시키는 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스의 재기화 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스의 재기화 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치를 나타내는 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(100)는 기화기(210), 가열기(220), 열교환기(320), 제1 열매체라인부(350) 및 제2 열매체라인부(400)를 포함한다. 여기서, 액화가스는 액화천연가스일 수 있다.

상기 액화가스는 재기화라인부(110)를 따라 이송되면서 가스로 기화되고, 가스는 사용처(11)로 공급된다.

상기 사용처(11)는 부유식 액화천연가스 저장재기화설비(LNG-FSRU) 등 해상구조물에 설치된 가스 저장탱크일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 기화기(210)는 상기 재기화라인부(110)에 설치되며, 상기 액화가스를 기화시켜 가스를 생성할 수 있다.

*또한, 상기 재기화라인부(110)에는 상기 기화기(210)에 공급되는 상기 액화가스를 가압하는 액화가스 가압기(111)가 설치될 수 있다. 상기 액화가스 가압기(111)는 상기 액화가스를 상기 재기화라인부(110)를 따라 순환시킬 수 있다. 또한, 가스의 압력을 높이기 위하여, 가스로 기화되기 전에 미리 액체상태의 액화가스의 압력을 상승시킴으로써, 상기 기화된 가스의 압력을 높이는 것보다 에너지 소모가 적을 수 있다.

가열기(220)는 상기 기화기(210)로부터 상기 기화된 가스를 공급받아, 상기 기화된 가스를 가열할 수 있다. 이에 따라, 상기 가열된 가스는 상기 사용처(11)에서 저장될 수 있도록 제1 설정 온도에 도달하게 된다. 상기 제1 설정 온도는 본 발명의 실시예에 따른 재기화 장치가 설치되는 구조물이나 설치 용도에 따라 다르게 설정가능하다. 예를 들어, 상기 사용처(11)가 가스 저장탱크인 경우 상기 가스 저장탱크의 크기, 저장되는 가스의 압력에 따라 결정되는 온도일 수 있다.

열교환기(320)는 해수(Sea Water) 또는 청수(Fresh Water)와 제1 열매체 사이에 열교환이 일어난다. 또한, 본 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(100)는 상기 열교환기(320)에 연결되며 상기 해수가 이송되는 해수라인부(300)와, 상기 해수라인부(300)에 설치된 펌프(310)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 열교환기(320)는 상기 제1 열매체와 열교환되는 상기 해수를 연속적으로 공급받을 수 있다.

제1 열매체는 상기 해수와 열교환하면서 동시에 후술할 상기 액화가스와 열교환되는 유체이다. 상기 제1 열매체는 프로판(Propane) 등 상온에서 기체 상태를 유지하는 증발성 유체, 글리콜워터(Glycol-Water) 등 부동액 또는 탄화수소 혼합물(Hydrocarbon Mixture)일 수 있다.

제1 열매체라인부(350)에는 상기 해수와 열교환할 수 있도록 상기 제1 열매체가 흐른다. 즉, 상기 제1 열매체라인부(350)는 상기 열교환기(320)에 상기 제1 열매체가 공급되거나 배출될 수 있는 이동공간을 제공한다.

제2 열매체라인부(400)는 상기 열교환기(320)를 통과한 상기 제1 열매체가 흐르는 상기 제1 열매체라인부(350)에서 분기되며, 상기 기화기(210)와 상기 열교환기 사이에서 상기 제1 열매체의 제1 부분인 제2 열매체가 순환되는 유로를 제공한다. 또한, 상기 제2 열매체는 상기 제2 열매체라인부(400)를 통하여 상기 기화기(210)를 거처 상기 열교환기(320)로 되돌아 오게 된다. 이에 따라, 상기 제2 열매체는 상기 기화기(210)를 통과하는 상기 액화가스와 열교환이 일어남으로써, 상기 액화가스를 기화시킬 수 있다.

제3 열매체라인부(500)는 상기 제1 열매체라인부(350)에서 분기되며, 상기 가열기(220)에 상기 제1 열매체의 제2 부분인 제3 열매체를 전달한다. 또한, 상기 제3 열매체라인부(500)는 상기 제1 열매체라인부(350)와 상기 제2 열매체라인부(400)의 분기점에서 분기될 수 있다. 상기 제3 열매체라인부(500)는 상기 가열기(220)를 통과한 상기 제3 열매체가 상기 열교환기(320)로 순환될 수 있도록 상기 제1 열매체라인부(350)에 다시 연결된다.

즉, 본 실시예에서는 상기 제1 열매체는 해수와 열교환되는 열매체이고, 상기 제2 열매체는 상기 기화기(210)를 통과하는 열매체이고, 상기 제3 열매체는 상기 가열기(220)를 통과하는 열매체이다.

또한, 상기 열교환기(320)에서 열교환된 상기 제1 열매체의 상기 제2 부분인 상기 제3 열매체는 상기 제3 열매체라인부(500)를 통하여 상기 가열기(220)를 통과한 후, 상기 제2 열매체라인부(400)를 거처 상기 열교환기(320)로 되돌아 오게 된다. 이에 따라, 상기 제3 열매체는 상기 가열기(220)를 통과하는 상기 기화된 가스와 열교환을 함으로써, 상기 기화된 가스는 제1 설정 온도로 가열된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(100)는 상기 기화기(210)와 상기 가열기(220)에 상기 제1 열매체를 상기 제2 열매체와 상기 제3 열매체로 분리하여 공급함으로써, 상기 기화기(210)와 상기 가열기(220)에 공급되는 상기 제2 열매체 및 상기 제3 열매체의 온도를 개별적으로 제어할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(100)는 제1 유량조절수단(410) 및 제2 유량조절수단(510)를 포함할 수 있다.

제1 유량조절수단(410)은 상기 제2 열매체라인부(400)에 설치되며, 상기 제2 열매체의 유량을 조절할 수 있다. 상기 제1 유량조절수단(410)은 상기 제2 열매체의 이송을 완전히 개폐하거나 상기 제2 열매체의 유량을 조절하는 밸브일 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(100)는 상기 제1 유량조절수단(410)에 연결되며, 상기 제1 유량조절수단(410)를 제어하는 제어부(600)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(100)는 상기 제1 유량조절수단(410)에 의해 상기 기화기(210)에 공급되는 상기 제2 열매체의 유량을 조절함으로써, 상기 제2 열매체와 열교환된 상기 기화된 가스의 온도를 조절할 수 있다.

또한, 제2 열매체의 유량을 조절함으로써, 상기 제2 열매체라인(400)를 통하여 이송되는 상기 제2 열매체의 압력을 조절할 수 있다. 또한, 상기 기화기(210)에 공급되는 액화가스의 온도와 유량에 대응되도록 상기 제2 열매체의 유량을 조절함으로써, 상기 제2 열매체의 유량을 필요 이상으로 공급하지 않게 되어 제2 열매체를 순환시키기 위한 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.

제2 유량조절수단(510)은 상기 제3 열매체라인부(500)에 설치되며, 상기 제3 열매체라인부(500)에서 이송되는 상기 제3 열매체의 유량을 조절할 수 있다. 상기 제2 유량조절수단(510)은 상기 제3 열매체라인부(500)에서 상기 제3 열매체의 이송을 완전히 개폐하거나 상기 제3 열매체의 유량을 조절하는 밸브(Valve)를 포함할 수 있다.

또한, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 제2 유량조절수단(510)은 상기 제1 열매체라인부(350)가 상기 제2 열매체라인부(400)와 상기 제3 열매체라인부(500)에서 분기되는 분기점에 설치된 쓰리웨이밸브(3-way Valve)일 수 있다. 이에 따라, 상기 쓰리웨이밸브는 상기 제3 열매체라인부(500)에서 이송되는 제3 열매체의 유량을 조절하면서 동시에 상기 제2 열매체라인부(400)에서 이송되는 제2 열매체의 유량을 조절할 수 있다.

또한, 상기 제어부(600)는 상기 제2 유량조절수단(510)에 연결되며, 상기 제2 유량조절수단(510)를 제어할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(100)는 상기 제2 유량조절수단(510)에 의해 상기 가열기(220)에 공급되는 상기 제3 열매체의 유량을 조절함으로써 상기 제3 열매체와 열교환되는 상기 가열된 가스의 온도를 조절할 수 있다. 또한, 제3 열매체의 유량을 조절함으로써, 상기 제3 열매체라인(500)을 통하여 이송되는 상기 제3 열매체의 압력도 조절 가능하게 된다.

또한, 본 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(100)는 열매체 가압기(420)를 포함할 수 있다.

열매체 가압기(420)는 도시된 바와 같이, 상기 열교환기(320)에 유입되는 상기 제1 열매체를 가압할 수 있다. 상기 열교환기(320)에 유입되는 상기 제1 열매체는 상기 기화기(210)에서 배출된 상기 제2 열매체와 상기 가열기(220)에서 배출된 상기 제3 열매체가 합류된 열매체로써, 상온에 비하여 낮은 온도를 가진다. 이러한 제1 열매체가 원활히 순환되도록 하기 위하여, 상기 열매체 가압기(420)는 상기 제1 열매체를 가압한다. 또한, 상기 열매체 가압기(420)는 상기 제1 열매체를 상기 제1 열매체라인(400)을 통하여 순환시키는 순환펌프일 수 있다.

이와 같은 본 실시예의 액화가스의 재기화 장치에 따른 재기화 방법을 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스의 재기화 방법을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 액화가스는 재기화라인부(110)을 따라 이송되면서 가압기(111)에 의해 가압되고, 기화기(210)를 통과하면서 기화된 가스가 된다. 그리고, 상기 기화된 가스는 가열기(220)를 통과하면서 가열 된 후, 상기 가열된 가스는 사용처(11)로 공급된다. - ①

한편, 해수는 해수라인부(300)를 따라 이송되면서 펌프(310)에 의해 가압된다. 상기 가압된 해수는 상기 열교환기(320)에서 제1 열매체와 열교환이 일어난 후, 상기 열교환기(320)에서 배출된다. - ②

상기 열교환된 제1 열매체는 제1 열매체라인(350)를 통하여 이송된다. - ③

이때, 상기 이송되는 제1 열매체 중에서 제1 부분인 제2 열매체는 상기 기화기(210)에 공급된다. 상기 기화기(210)에 공급된 제2 열매체는 상기 기화기(210)에서 상기 액화가스와 열교환이 일어나고, 상기 액화가스를 기화시킨다.

또한, 상기 제2 열매체라인부(400)을 따라 이송되는 제2 열매체는 제 1 유량조절수단(410)에 의해 유량이 조절된다. 사용처(11)에서 필요한 가스의 량에 따라 재기화가 필요한 액화가스의 량이 결정되며, 결정된 액화가스의 량에 따라 열교환되어야 할 제2 열매체의 유량을 조절 가능하게 된다. 이에 따라, 상기 제2 열매체를 필요이상으로 순환시킬 필요가 없게 되어 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 액화가스와 열교환된 제2 열매체는 상기 제2 열매체라인부(400)을 따라 이송된다. - ④

또한, 상기 열교환기(320)에서 열교환된 제1 열매체 중 제2 부분인 제3 열매체는 상기 제1 열매체라인부(350)에서 분기된 상기 제3 열매체라인부(500)을 따라 상기 가열기(220)에 공급된다. 상기 가열기(220)에 공급된 제3 열매체는 상기 가열기(220)에서 상기 기화된 가스와 열교환이 일어나고, 상기 가열된 액화가스는 사용처(11)에서 필요한 제1 설정 온도로 가열된다.

또한, 상기 제3 열매체라인부(500)을 따라 이송되는 제3 열매체는 제2 유량조절수단(510)에 의해 유량이 조절된다. 상기 가열된 가스가 사용처(11)에서 필요한 제1 설정 온도보다 낮을 경우, 상기 제2 유량조절수단(510)에 의해 상기 제3 열매체의 유량 조절을 통하여 상기 기화된 액화가스의 온도를 증가시킬 수 있다.

상기 기화된 가스와 열교환된 제3 열매체는 상기 가열기(220)에서 배출된 후, 상기 제1 열매체라인부(350)로 이송된다. - ⑤

상기 기화기(210)에서 배출된 제2 열매체와 상기 가열기(220)에서 배출된 제3 열매체는 상기 제1 열매체라인부(350)로 합류된 후, 열매체 가압기(420)에 의해 가압되고, 상기 열교환기(320)로 이송된다. -⑥

이와 같이 본 실시예에 따른 액화가스의 재기화 방법은 상기 제1 열매체를 분리하여 상기 기화기(210)와 상기 가열기(220)에 각각 공급되는 상기 제2 열매체와 상기 제3 열매체의 유량 조절을 통하여, 상기 액화가스를 재기화하기 위해 제1 열매체의 불필요한 순환을 줄일 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(101)는 이미 설명한 도 2의 액화가스의 재기화 장치(100)의 동일한 기능을 갖는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 4를 참조하면, 도 2의 제1 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치의 구성요소와 더불어, 열매체 가열기(521), 제3 유량조절수단(522), 우회라인부(530) 및 제4 유량조절수단(532)를 포함한다.

열매체 가열기(521)는 제3 열매체라인부(500)에 설치되며, 상기 제3 열매체라인부(500)를 통하여 상기 가열기(220)로 이송되는 제3 열매체를 가열할 수 있다. 또한, 상기 열매체 가열기(521)는 전기에너지 또는 화학에너지를 열에너지로 변환시키는 히터(heater)일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 제3 열매체의 온도를 높일 수 있는 장치는 적용될 수 있다.

이에 따라, 상기 가열기(521)에서 열교환되는 제3 열매체의 온도를 높임으로써, 사용처(11)에 공급되어야 할 가스의 온도를 제1 설정 온도에 부합시킬 수 있다.

또한, 상기 가열기(220)에 공급되는 상기 제3 열매체만을 가열하게 됨으로써, 기화기(210)에 공급되는 제2 열매체를 불필요하게 가열할 필요가 없게 되어, 에너지 효율을 높일 수 있다.

제3 유량조절수단(522)는 상기 열매체 가열기(521)를 통과하는 상기 제3 열매체의 유량을 조절할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(101)는 상기 제3 유량조절수단(522)에 연결되며, 제어부(600)는 상기 제3 유량조절수단(522)를 제어할 수 있다.

이에 따라, 열매체 가열기(521)에 의한 가열에 의해 상기 제3 열매체의 온도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 상기 제3 유량조절수단(522)에 의해 상기 제3 열매체의 유량을 조절함으로써, 상기 제3 유량조절수단(522)는 상기 제3 열매체의 온도를 높일 수 있다.

우회라인부(530)는 상기 제3 열매체가 상기 열매체 가열기(521)를 우회하도록 상기 제3 열매체라인부(500)에 설치된다. 이에 따라, 상기 우회라인부(530)는 상기 제3 열매체의 일부 또는 전부를 상기 열매체 가열기(521)를 통과시키지 않고 상기 가열기(220)로 이송할 수 있다.

제4 유량조절수단(531)는 상기 우회라인부(530)에 설치되며, 상기 우회라인부(530)를 통하여 이송되는 상기 제3 열매체의 유량을 조절할 수 있다. 상기 제4 유량조절수단(531)는 상기 제3 열매체의 이송을 개폐할 뿐만 아니라 상기 제3 열매체의 유량을 조절할 수 있는 밸브일 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(101)는 상기 제4 유량조절수단(531)에 연결되며, 상기 제어부(600)는 상기 제4 유량조절수단(531)를 제어할 수 있다.

이에 따라, 상기 열매체 가열기(521)가 필요 이상으로 상기 제3 열매체의 온도를 높이는 경우, 상기 제4 유량조절수단(531)의 의해 상기 제3 열매체가 상기 우회라인부(530)를 통해 이송됨으로써, 상기 제3 열매체의 온도를 조절할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스의 재기화 방법을 나타내는 도면이다. 도 5는 도 3에서의 액화가스의 재기화 방법과 동일한 방법에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 도 3과 달리, 제3 열매체는 제3 열매체라인부(500)에 설치된 열매체 가열기(521)에 의해 가열된다. 또한, 상기 제3 열매체는 제3 유량조절수단(531)에 의해 유량이 조절된 후, 상기 열매체 가열기(521)를 통과한다. 그리고, 상기 제3 열매체는 기화된 가스를 가열하는 가열기(220)에 공급된다. - ⑤

이에 따라, 본 실시예에 따른 액화가스의 재기화 방법은 상기 열매체 가열기(521)에 의해 가열된 제3 열매체를 이용함으로써, 상기 제3 열매체의 온도를 상기 가열기(220)에서 상기 기화된 가스와 열교환하기 위해 필요한 제2 설정 온도로 대응시킬 수 있다.

한편, 상기 제3 열매체는 우회라인부(530)을 따라 상기 열매체 가열기(521)를 통과하지 않을 수 있다. 상기 우회라인부(530)를 통과하는 제3 열매체는 상기 제4 유량조절수단(531)에 의해 조절된 유량에 따라 상기 우회라인부(530)에서 이송된다. - ⑦

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스의 재기화 방법은 상기 열매체 가열기(521)에 의해 제3 열매체의 온도를 높임으로써, 사용처(11)에 공급되는 가스의 온도를 제1 설정 온도에 대응시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(102)는 이미 설명한 도 4의 액화가스의 재기화 장치(101)의 동일한 기능을 갖는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 6을 참조하면, 도 4의 제2 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치의 구성요소와 더불어, 제1 온도센서부(512) 및 제2 온도센서부(524)를 포함한다.

제1 온도센서부(512)는 가열기(220)와 사용처(11) 사이의 재기화라인부(110)에 설치되며, 가열된 가스의 온도를 측정할 수 있다.

또한, 상기 제1 온도센서부(512)는 상기 사용처(11)에 공급되는 상기 가열된 가스의 온도를 측정한 후, 측정된 온도값을 제어부(600)에 전달한다. 그리고, 상기 제어부(600)는 상기 전달받은 측정 온도를 제1 설정 온도와 비교하며, 상기 가열된 가스의 온도가 상기 제1 설정 온도에 대응되도록 제2 유량조절수단(510)을 제어한다.

예를 들어, 상기 가열된 가스의 온도가 제1 설정 온도보다 낮은 경우, 상기 제2 유량조절수단(510)에 의해 제3 열매체의 유량을 증가시켜, 열매체 가열기(521)에 의해 가열되는 제3 열매체의 유량을 증가시킨다. 이에 따라, 온도가 상승된 상기 제3 열매체는 기화된 가스와 열교환되어, 가열된 가스의 온도를 상기 사용처(11)에 공급되어야 할 제1 설정 온도에 대응되도록 한다.

제2 온도센서부(524)는 상기 제3 열매체라인부(500)에 설치되며, 상기 제3 열매체라인부(500)에서 이송되는 상기 제3 열매체의 온도를 측정할 수 있다. 또한, 상기 제3 열매체라인부(500)에 상기 열매체 가열기(521)가 설치된 경우, 상기 제2 온도센서부(524)는 상기 열매체 가열기(521)에 의해 가열된 제3 열매체의 온도를 측정할 수 있다.

또한, 상기 제2 온도센서부(524)는 제어부(600)에 측정된 온도값을 전달한다. 그리고, 상기 제어부(600)는 상기 전달받은 측정된 온도가 제2 설정 온도와 비교하며, 상기 제2 설정 온도에 대응되도록 제3 유량조절수단(522)을 제어한다.

예를 들어, 상기 열매체 가열기(521)에 의해 가열된 제3 열매체가 제2 설정 온도보다 낮은 경우, 상기 제3 유량조절수단(522)에 의해 제3 열매체의 유량을 증가시켜, 열매체 가열기(521)에 의해 가열되는 제3 열매체의 유량을 증가시킨다. 이에 따라, 온도가 상승된 상기 제3 열매체는 기화된 액화가스와 열교환되어, 가열된 가스의 온도를 상기 사용처(11)에 공급되어야 할 제1 설정 온도에 대응되도록 한다.

도 7은 본 발명의 또 제4 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 또 제4 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(103)는 이미 설명한 도 6의 액화가스의 재기화 장치(102)의 동일한 기능을 갖는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(103)의 열매체 가압기(420)는, 도 6과 달리, 열교환기(320)에서 제1 열매체가 배출되는 제1 열매체라인부(350)에 설치된다. 상기 열매체 가압기(420)는 열교환기(320)에서 배출된 제1 열매체를 가압한다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(103)는 상기 열매체 가압기(420)는 상기 제1 열매체라인부(350)에 설치된 열매체 가압기(420)의 배치 위치를 변경함으로써, 액화가스의 재기화 장치(130)가 설치되는 선박 등 해상구조물의 선체 내부 구조에 따라 설계 변경이 용이할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(104)는 이미 설명한 도 6의 액화가스의 재기화 장치(102)의 동일한 기능을 갖는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(104)는 도 6의 도시된 기화기(210)와 가열기(220) 대신하여 통합열교환기(230)를 포함한다.

통합열교환기(230)는 내부에 제1 유로부(232)와 제2 유로부(234)를 포함할 수 있다.

제1 유로부(232)는 제2 열매체가 이송되는 제2 열매체라인부(400)에 연결된다. 이에 따라, 상기 제1 유로부(232)를 흐르는 상기 제2 열매체는 액화가스와 열교환을 하고, 상기 액화가스는 기화된다. 즉, 상기 제1 유로부(232)는 상기 통합열교환기(230)에서 액화가스가 기화되는 영역을 제공한다.

제2 유로부(234)는 제3 열매체가 이송되는 제3 열매체라인부(500)에 연결된다. 이에 따라, 상기 제2 유로부(234)를 흐르는 상기 제3 열매체는 기화된 가스와 열교환을 하고, 상기 기화된 가스는 가열된다. 즉 상기 제2 유로부(234)는 상기 통합열교환기(230)에서 기화된 가스가 가열되는 영역을 제공한다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 액화가스의 재기화 장치(104)는 다중 유로부를 가짐으로써, 도 2의 상기 기화기(210)와 상기 가열기(220)의 역할을 통합적으로 수행할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 저장탱크 11: 사용처
110: 재기화라인부 111: 액화가스 가압기
210: 기화기 220: 가열기
230: 통합열교환기 232: 제1 유로부
234: 제2 유로부 300: 해수라인부
310: 펌프 320: 열교환기
350: 제1 열매체라인부 400: 제2 열매체라인부
410: 제1 유량조절수단 420: 열매체 가압기
500: 제3 열매체라인부 510: 제2 유량조절수단
512: 제1 온도센서부 521: 열매체 가열기
522: 제3 유량조절수단 524: 제2 온도센서부
530: 우회라인부 531: 제4 유량조절수단
600: 제어부

Claims (1)

1. 해수와 제1 열매체 사이에 열교환이 일어나는 열교환기;
   상기 열교환기에서 열교환이 일어나는 제1열매체가 흐르는 제1열매체라인부;
   상기 제1 열매체라인부에서 분기되어 상기 제1 열매체의 제1 부분인 제2 열매체를 전달하는 제2 열매체라인부;
   상기 제1 열매체라인부에서 분기되며, 상기 제1 열매체의 제2 부분인 제3 열매체를 전달하는 제3 열매체라인부;
   상기 제2열매체라인부와 연결되어 상기 제2열매체가 흘러 액화가스가 가열되어 기화되는 영역을 제공하는 제1유로부 및 상기 제3열매체 라인부와 연결되어 상기 제3열매체가 흘러 상기 제1유로부에 의해 기화된 가스를 가열하는 영역을 제공하는 제2유로부를 포함하는 통합 열교환기를 포함하고,
   상기 통합 열교환기와 사용처의 사이의 재기화라인부에 설치되어 가열된 가스의 온도를 측정하는 제1온도센서부;
   상기 제3열매체라인부에 설치되어 상기 제3열매체라인부에서 이송되는 상기 제3열매체의 온도를 측정하는 제2온도센서부;
   상기 제2열매체라인부에 설치되어 상기 제2열매체의 유량을 조절할 수 있는 제1유량조절수단;
   상기 제3열매체라인부에 설치되어 상기 제3열매체의 유량을 조절할 수 있는 제2유량조절수단;
   상기 제3열매체라인부에 설치되어 상기 통합 열교환기로 이송되는 상기 제3열매체를 가열할 수 있는 열매체 가열기;
   상기 열매체 가열기를 통과하는 상기 제3열매체의 유량을 조절할 수 있는 제3유량조절수단; 및
   상기 제1온도센서부에 의해 측정되는 상기 가스의 온도가 상기 사용처가 요구 하는 제1설정 온도에 대응되도록 상기 제2유량조절수단을 제어하고, 상기 제2온도센서부에 의해 측정되는 상기 제3열매체의 온도가 상기 통합 열교환기에서 기화된 가스와 열교환하기 위해 필요한 제2설정 온도에 대응되도록 상기 제3유량조절수단을 제어하는 제어부
   를 더 포함하는 액화가스의 재기화 장치.

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