KR102062339B1 - 가스 재기화 시스템 및 이를 구비하는 선박 - Google Patents

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윤여범
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한국조선해양 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템은, 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 가압하는 액화가스 공급펌프; 상기 액화가스 공급펌프에서 가압된 액화가스를 열매로 기화시켜 수요처로 공급하는 기화기; 상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 증발가스 및 액화가스를 혼합하여 상기 액화가스 공급펌프로 전달하는 인라인 재응축기; 및 상기 인라인 재응축기를 우회하여 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스와 상기 액화가스 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 열교환시킴으로써, 상기 인라인 재응축기를 우회하여 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스의 압력을 감소시키는 열교환기를 포함하고, 상기 열교환기는, 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스의 압력을 감소시켜 상기 인라인 재응축기를 거쳐 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 혼합가스 간의 압력차이를 보상하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 재기화 시스템 및 이를 구비하는 선박{Regasification System of Gas and Ship having the Same}
본 발명은 가스 재기화 시스템 및 이를 구비하는 선박에 관한 것이다.
최근 환경 규제 등이 강화됨에 따라, 각종 연료 중에서 친환경 연료에 가까운 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)의 사용이 증대되고 있다. 액화천연가스는 일반적으로 LNG 운반선을 통해 운반되는데, 이때 액화천연가스는 1기압 하에서 -162℃ 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 LNG 운반선의 탱크에 보관될 수 있다. 액화천연가스는 액체 상태가 될 경우 기체 상태 대비 부피가 600분의 1로 축소되므로 운반 효율이 증대될 수 있다.
그런데 액화천연가스는 액체 상태가 아닌 기체 상태로 소비되는 것이 일반적 이어서, 액상으로 저장 및 운송되는 액화천연가스는 재기화되어야 할 필요가 있는 바 재기화 설비가 사용된다.
이때 재기화 설비는 LNG 운반선, FLNG. FSRU 등의 선박에 탑재되거나 또는 육상 등에 마련될 수 있으며, 재기화 설비는 해수 등의 열원을 이용하여 액화천연가스를 가열함으로써 재기화를 구현한다.
그런데 액상의 액화천연가스는 -160℃에 가까운 극저온 상태에 놓여있기 때문에 다량의 액화천연가스를 재기화하는 경우에 대량의 증발가스가 발생하여 이러한 증발가스를 처리하는데 큰 문제점이 있으며, 다량의 액화가스를 재기화하여야 함으로써 재기화 설비가 차지하는 공간이 매우 큰 것에 비해 선박 내 공간이 매우 협소한 문제점이 있다.
따라서 최근에는 액상으로 저장되어 있는 액화천연가스를 재기화하는 과정에서, 각종 구성들을 안정적으로 가동함과 동시에 재기화 설비를 간소화하는 방향으로 많은 연구 및 개발이 이루어지고 있다.
본 발명은 종래의 기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 가스 재기화 시스템의 배치 효율성을 높이고 구동 신뢰성을 높이기 위한 가스 재기화 시스템 및 이를 구비하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템은, 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 가압하는 액화가스 공급펌프; 상기 액화가스 공급펌프에서 가압된 액화가스를 열매로 기화시켜 수요처로 공급하는 기화기; 상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 증발가스 및 액화가스를 혼합하여 상기 액화가스 공급펌프로 전달하는 인라인 재응축기; 및 상기 인라인 재응축기를 우회하여 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스와 상기 액화가스 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 열교환시킴으로써, 상기 인라인 재응축기를 우회하여 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스의 압력을 감소시키는 열교환기를 포함하고, 상기 열교환기는, 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스의 압력을 감소시켜 상기 인라인 재응축기를 거쳐 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 혼합가스 간의 압력차이를 보상하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 열교환기에서 토출되어 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스와 상기 인라인 재응축기를 거쳐 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 혼합가스 간의 압력차이를 추가 보상하는 압력 조절 밸브를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크와 상기 인라인 재응축기로 연결되는 증발가스 공급라인; 상기 액화가스 저장탱크에서 상기 액화가스 공급펌프 및 상기 기화기를 거쳐 상기 수요처로 연결되는 액화가스 공급라인; 상기 액화가스 공급라인에서 상기 액화가스 공급펌프의 상류로부터 분기되어 상기 인라인 재응축기에 연결되는 액화가스 분기라인; 및 상기 인라인 재응축기에서 상기 액화가스 공급라인 또는 상기 액화가스 공급펌프로 연결되며, 상기 압력 조절 밸브를 구비하는 혼합가스 공급라인을 더 포함하고, 상기 열교환기는, 상기 액화가스 공급라인 상의 상기 액화가스 공급펌프의 상류에서 상기 증발가스 공급라인과 교차하는 위치에 배치될 수 있다.
구체적으로, 상기 인라인 재응축기를 우회하여 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스와 상기 인라인 재응축기를 거쳐 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 혼합가스 간의 압력차이를 측정하는 압력센서를 더 포함하고, 상기 압력 조절 밸브는, 상기 압력센서의 측정값에 따라 가동이 제어되어 상기 압력차이를 보상할 수 있다.
구체적으로, 상기 압력센서는, 상기 혼합가스 공급라인 상에서 상기 압력 조절 밸브의 하류에 배치되는 제1 압력센서; 및 상기 액화가스 공급라인 상의 상기 열교환기 하류에 배치되는 제2 압력센서를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 압력 조절 밸브는, 상기 제1 압력센서에서 측정되는 압력값이 상기 제2 압력센서에서 측정되는 압력값보다 낮은 경우 개도 개방을 감소시키고, 상기 제1 압력센서에서 측정되는 압력값이 상기 제2 압력센서에서 측정되는 압력값보다 높은 경우 개도 개방을 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 증발가스 공급라인 상에 마련되는 저압 증발가스 압축기를 더 포함하고, 상기 저압 증발가스 압축기는, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 증발가스를 가압하여 상기 압력보상 열교환기를 거쳐 상기 인라인 재응축기로 공급할 수 있다.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크에서 상기 기화기를 우회하여 상기 수요처로 연결되는 증발가스 우회라인; 및 상기 증발가스 우회라인 상에 마련되는 고압 증발가스 압축기를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 열교환기는, 상기 인라인 재응축기로 공급되는 증발가스의 온도를 감소시켜 예냉되도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 인라인 재응축기는, 상기 액화가스 저장탱크와 상기 액화가스 공급펌프 사이에 마련되는 석션 드럼을 대체할 수 있다.
구체적으로, 상기 가스 재기화 시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 선박일 수 있다.
본 발명에 따른 가스 재기화 시스템은, 석션 드럼을 대신하여 인라인 재응축기를 구비하여 배치 효율성을 높이고 증발가스의 처리 효율이 증대되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템은, 인라인 재응축기의 구축으로 인해 발생할 수 있는 압력 손실을 방지하여, 가스 재기화 시스템의 구동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템을 구비한 선박의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 명세서에서, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있고, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다. 이는 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다.
또한, LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미하며, 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
액화가스는 액체 상태, 기체 상태, 액체와 기체 혼합 상태, 과냉 상태, 초임계 상태 등과 같이 상태 변화와 무관하게 지칭될 수 있으며, 증발가스 역시 마찬가지임을 알려 둔다. 또한 본 발명은 처리 대상이 액화가스로 한정되지 않고, 액화가스 처리 시스템 및/또는 증발가스 처리 시스템일 수 있고, 하기 실시할 각 도면의 시스템은 서로 적용될 수 있음은 자명하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템을 구비한 선박의 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템을 구비한 선박(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 재기화 장치(20), 액화가스 공급장치(30)를 포함한다.
가스 재기화 시스템을 구비한 선박(1)은, 선체(1a) 내부에 액화가스 저장탱크(10)를 구비하고, 선체(1a) 상에 재기화장치(20) 및 액화가스 공급장치(30)를 가질 수 있다.
여기서 재기화 장치(20)는, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 재기화 시스템(2)을 수용하고 있으며, 일례로 선수부 측 상갑판 상에 구비되는 것으로 되어 있으나, 이는 일례에 불과하며 선수 중앙에도 배치될 수 있다.
또한 액화가스 공급장치(30)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 처리하여 추진엔진(E)에 공급함으로써 샤프트(S)를 구동시켜 프로펠러(P)를 통해 선박(1)에 추진력을 발생시키도록 하는 장치이며, 일례로 선체 중앙측 상갑판 상에 구비될 수 있다.
하기에서는, 재기화 장치(20)에 수용된 가스 재기화 시스템(2)의 각 실시예에 대해서 도 2 내지 도 4를 토대로 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스 재기화 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 피딩 펌프(21), 인라인 재응축기(22), 보조 펌프(221), 액화가스 공급펌프(23), 기화기(24), 저압 증발가스 압축기(25) 및 수요처(40)를 포함한다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)의 개별적인 구성을 기술하기에 앞서, 개별적인 구성들을 유기적으로 연결하는 기본적인 유로들에 대해서 설명하기로 한다. 여기서 유로는 유체가 흐르는 통로로 라인(Line)일 수 있으며 이에 한정되지 않고 유체가 유동하는 구성이면 모두 가능하다.
본 발명의 실시예에서는, 액화가스 공급라인(L1), 액화가스 분기라인(L2), 혼합가스 공급라인(L3) 및 증발가스 공급라인(L4)을 더 포함할 수 있다. 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.
액화가스 공급라인(L1)은, 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(40)를 연결하고 액화가스 공급펌프(23) 및 기화기(24)를 경유하며, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 액화가스 공급펌프(23) 및 기화기(24)에서 처리하여 수요처(40)로 공급되도록 한다.
액화가스 분기라인(L2)은, 액화가스 공급라인(L1) 상의 액화가스 공급펌프(23)의 상류로부터 분기되어 인라인 재응축기(22)와 연결되며, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스 중 적어도 일부를 인라인 재응축기(22)로 공급되도록 한다.
혼합가스 공급라인(L3)은, 인라인 재응축기(22)에서 액화가스 공급라인(L1) 또는 액화가스 공급펌프(22)로 연결되며, 보조 펌프(221)를 구비할 수 있으며, 인라인 재응축기(22)에서 배출되는 혼합가스를 액화가스 공급펌프(22)로 공급되도록 한다.
증발가스 공급라인(L4)은, 액화가스 저장탱크(10)와 인라인 재응축기(22)를 연결하며, 저압 증발가스 압축기(25)를 구비하고, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 인라인 재응축기(22)로 공급되도록 할 수 있다.
이하에서는 상기 설명한 각 라인들(L1~L4)에 의해 유기적으로 형성되어 가스 재기화 시스템(2)을 구현하는 개별적인 구성들에 대해서 설명하도록 한다.
액화가스 저장탱크(10)는, 액상의 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는, 약 1bar 내외의 압력으로 액화가스를 저장할 수 있으며, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는, 액화가스 저장탱크(10)의 외부로 배출된 후 기화기(24)에 의해 기화되어 수요처(40)로 전달될 수 있다.
여기서 수요처(40)는, 에너지를 생산하는 엔진이나 터빈 등이거나 또는 도시가스 및 일반가정일 수 있지만 특별히 한정되지 않으며, 수요처(40)에는 액화가스가 기화기(24)에 의해 기화된 상태로 전달될 수 있다.
액화가스 저장탱크(10)는, 복수 개로 마련될 수 있고, 선체(1a) 내부에 나란히 배열될 수 있다. 일례로 도 1과 같이 선체(1a) 내부에 적어도 4개의 액화가스 저장탱크(10)가 일정한 방향(전후 방향)으로 배치될 수 있지만, 액화가스 저장탱크(10)의 개수나 배치를 위와 같이 한정하는 것은 아니다.
피딩 펌프(21)는, 액화가스 저장탱크(10) 내부에 저장된 액화가스를 액화가스 저장탱크(10)의 외부로 배출시키는데, 이때, 피딩 펌프(21)에 의하여 액화가스가 다소 가압될 수 있지만 피딩 펌프(21)에 의한 가압은 수요처(40)의 요구 압력까지 이루어지진 않을 수 있다. 따라서, 피딩 펌프(21)에 의해 가압된 액화가스의 압력과 수요처(40)의 요구 압력의 차이만큼 후술할 액화가스 공급펌프(23)가 액화가스를 가압하게 된다.
피딩 펌프(21)는, 액화가스 저장탱크(10)의 외부에 일례로 원심형 펌프로 구성될 수 있으며, 또는 내부에 잠형으로 형성될 수 있다.
피딩 펌프(21)에서 수요처(40)까지는 액화가스 공급라인(L1)이 마련될 수 있으며, 액화가스 공급라인(L1)은 제1 내지 제3 트레인을 형성하기 위해 병렬로 3개 형성될 수 있다.
인라인 재응축기(22)는, 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되는 증발가스 및 액화가스를 혼합하여 액화가스 공급펌프(23)로 전달한다. 인라인 재응축기(22)는, 석션 드럼(도시하지 않음)을 대체하는 것으로서, 석션 드럼과 마찬가지로 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 액화가스로 액화시키는 기능을 구현할 수 있다.
다만, 인라인 재응축기(22)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 액화가스 공급펌프(23) 사이의 액화가스 공급라인(L1) 상에 마련되는 석션 드럼과 달리 액화가스 저장탱크(10)에서 액화가스 공급펌프(23) 사이의 액화가스 공급라인(L1)에 마련되는 대신에 액화가스 공급라인(L1)과 병렬로 연결될 수 있다.
이 경우, 인라인 재응축기(22)는, 액화가스 공급라인(L1)에서 액화가스 공급펌프(23)의 상류로부터 분기되는 액화가스 분기라인(L2)을 통해 연결될 수 있다. 따라서, 인라인 재응축기(22)는 액화가스 저장탱크(10)로부터 액화가스 공급펌프(23)로 공급되는 저압의 액화가스 중 일부를, 액화가스 분기라인(L2)을 통해서 전달받을 수 있다.
이때, 액화가스 분기라인(L2) 상에는 인라인 재응축기(22)로 유입되는 액화가스의 상태를 측정하기 위한 액화가스 온도센서(도시하지 않음) 및/또는 유량 센서(도시하지 않음) 등의 다양한 측정수단이 마련될 수 있다.
액화가스 공급라인(L1)과 달리 증발가스 공급라인(L4)은, 액화가스 저장탱크(10)에서 인라인 재응축기(22)로 직접 연결될 수 있다. 증발가스 공급라인(L4)은, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 인라인 재응축기(22)로 전달하게 되며, 이때 본 실시예는 증발가스 공급라인(L4) 상에 저압 증발가스 압축기(25)를 마련할 수 있다.
석션 드럼의 경우 내압을 높이는 제어가 가능하나, 인라인 재응축기(22)의 경우 구조 상 내압 상승의 제어가 불가능하다. 따라서, 본 실시 예에는, 액화가스 저장탱크(10)에서 인라인 재응축기(22)로 공급되는 증발가스를 저압 증발가스 압축기(25)로 압축함으로써, 석션 드럼에서의 압력 조절과 동일한 기능을 보장할 수 있다. 이때, 저압 증발가스 압축기(25)의 가동 제어 등을 위해, 증발가스 공급라인(L2) 상에는 증발가스 유량센서(도시하지 않음) 및/또는 증발가스 온도센서(도시하지 않음) 등이 다양하게 구비될 수 있다.
인라인 재응축기(22)는, 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되어 저압 증발가스 압축기(25)에 의해 압축된 증발가스를, 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되어 액화가스 공급펌프(23)로 유입되기 전에 분기된 일부의 액화가스와 혼합하여 액화시킬 수 있으며, 증발가스와 액화가스가 혼합된 상태를 본 명세서에서 혼합가스라 지칭할 수 있다. 증발가스는, 액화가스와 혼합되면서 액화될 것이므로 혼합가스는 액상을 나타낼 수 있다.
인라인 재응축기(22)는, 혼합가스를 액화가스 공급라인(L1) 및/또는 액화가스 공급펌프(23)로 전달하기 위해, 인라인 재응축기(22)로부터 액화가스 공급라인(L1) 및/또는 액화가스 공급펌프(23)로 연결되는 혼합가스 공급라인(L3)을 구비할 수 있다.
보조 펌프(221)는, 혼합가스 공급라인(L3) 상에 마련될 수 있으며, 혼합가스의 흐름을 기준으로 인라인 재응축기(22)와 액화가스 공급펌프(23) 사이에 마련되며, 액화가스 저장탱크(10)로부터 인라인 재응축기(22)를 우회하여 공급되는 액화가스와 혼합가스 간의 압력차이를 보상할 수 있다.
액화가스 저장탱크(10)로부터 인라인 재응축기(22)를 우회하여 공급되는 액화가스 대비 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되어 액화가스 분기라인(L2)을 통해 인라인 재응축기(22)로 공급되어 증발가스와 혼합된 후 액화가스 공급펌프(23)로 전달되는 혼합가스는, 증발가스의 혼합으로 인하여 압력이 다소 저하될 수 있다.
따라서, 보조 펌프(221)는 혼합가스를 가압하여 액화가스 저장탱크(10)로부터 인라인 재응축기(22)를 우회하여 공급되는 액화가스와의 압력 차이를 보상할 수 있다.
이와 같이 보조 펌프(221)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 배출된 액화가스가 인라인 재응축기(22)를 거치면서 증발가스와의 혼합에 의해 강하되는 압력만큼, 인라인 재응축기(22)에서 배출되는 혼합가스를 가압하여 액화가스 공급펌프(23)로 전달할 수 있다. 이러한 보조 펌프(221)의 가동을 위해서, 혼합가스 공급라인(L3)에는 혼합가스 압력센서(도시하지 않음)가 마련될 수 있고, 보조 펌프(221)는, 혼합가스 압력센서의 측정값에 따라 가동이 제어될 수 있다.
또한, 보조 펌프(221)의 가동에는, 증발가스의 유량이나 온도, 인라인 재응축기(22)로 유입되는 액화가스의 유량이나 온도 등이 활용될 수도 있다.
또한, 혼합가스 공급라인(L3)에는 혼합가스 공급밸브(부호 도시하지 않음)가 마련되며, 혼합가스 공급밸브는 보조 펌프(221)와 동일/유사하게 액화가스 분기라인(L2)에 마련되는 액화가스 유량센서 등에 의해 가동이 제어될 수 있다.
본 실시 예의 인라인 재응축기(22)는, 석션드럼과 달리 액화가스를 일정 레벨만큼 저장해두는 구성이 아니기 때문에, 인라인 재응축기(22) 하류에 마련되는 액화가스 공급펌프(23) 등에서 캐비테이션 문제를 방지하기 위한 수단을 마련할 필요가 있다.
이를 위해 보조 펌프(221) 및/또는 액화가스 공급펌프(23)는, 석션 폿(suction pot; 도시하지 않음)을 구비할 수 있다. 석션 폿이라 함은 보조 펌프(221)나 액화가스 공급펌프(23)로 유입되는 혼합가스(또는 액화가스)가 임시로 저장되는 공간을 이루는 통과 같은 구성을 의미하며, 보조 펌프(221) 및/또는 액화가스 공급펌프(23)는 혼합가스(또는 액화가스)가 액상으로 저장되는 통에 잠긴 형태로 마련되어 액상의 혼합가스만을 빨아올리게 될 수 있다.
따라서, 본 실시 예에서는 석션 드럼을 구비하지 않더라도 보조 펌프(221)나 액화가스 공급펌프(23) 등에 기체 상태가 유입되는 것을 방지하여 액화가스 공급펌프(23) 등을 충분히 보호할 수 있다.
이와 같이 본 실시 예에서는 석션 드럼을 대체하여 인라인 재응축기(22) 등을 마련하면서도 석션 드럼이 갖는 역할인 증발가스 응축과 액화가스 공급펌프(23)의 보호(기체 상태 유입 방지)효과를 모두 보장함과 동시에 높이가 높은 석션 드럼의 생략을 통해 선박의 시야 확보가 용이하고 석션 드럼을 제어하기 위해 사용되는 장비들을 둘 필요가 없어 가격 경쟁력이 높아지는 효과가 있다.
액화가스 공급펌프(23)는, 피딩 펌프(21)에서 배출되는 액화가스 또는 인라인 재응축기(22)에서 배출되는 액상의 혼합가스를 가압한다.
액화가스 공급펌프(23)에서 가압된 액화가스는, 수요처(40)의 요구 압력 이상일 수 있으며 원심형 펌프로 구성될 수 있고, 액화가스 공급펌프(23)와 수요처(40) 사이에는 액화가스를 추가로 가압하는 수단이 없을 수 있다.
액화가스 공급펌프(23)는, 피딩 펌프(21)로부터 공급받은 액화가스 또는 인라인 재응축기(22)로부터 공급받은 혼합가스를 80 내지 120bar로 가압하여 기화기(24)로 공급할 수 있다.
기화기(24)는, 액화가스를 기화시킨다. 기화기(24)는, 액화가스 공급라인(L1) 상에 마련될 수 있으며, 다양한 열매를 이용하여 액화가스를 가열할 수 있는데, 일례로 본 실시 예에서는, 부식의 위험이 없는 글리콜 워터를 사용하거나 잠열을 열교환에 활용할 수 있는 프로판, R134a, Co2 또는 R218 등을 사용할 수 있다.
기화기(24)에 의해 기화되는 액화가스의 온도는 수요처(40)의 요구 온도일 수 있으며, 수요처(40)의 종류에 따라 달라질 수 있으므로 기화기(40)에서 가열된 액화가스의 온도는 특별히 한정하지 않는다. 다만, 일례로 기화기(40)는 액화가스를 10 내지 50도로 가열하여 기화시켜서 수요처(40)로 공급할 수 있다.
저압 증발가스 압축기(25)는, 증발가스 공급라인(L4) 상에 마련되며, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 가압하여 인라인 재응축기(22)로 공급할 수 있다.
수요처(40)는, 가스 재기화 시스템(22)에서 재기화된 액화가스를 공급받아 소비할 수 있으며, 일례로 육상 수요처(shore)일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 피딩 펌프(21), 인라인 재응축기(22), 액화가스 공급펌프(23), 기화기(24), 저압 증발가스 압축기(25), 열교환기(26), 압력조절밸브(27), 수요처(40) 및 고압 증발가스 압축기(50)를 포함한다.
여기서 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)은, 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)에서와 달리 보조 펌프(221)가 생략되고, 열교환기(26), 압력조절밸브(27) 및 고압 증발가스 압축기(50)가 추가되는 변화가 있다. 이에 따른 상세한 내용은 후술하도록 한다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)에서 열교환기(26), 압력조절밸브(27) 및 고압 증발가스 압축기(50) 외의 구성은 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)을 설명하도록 하며, 열교환기(26), 압력조절밸브(27) 및 고압 증발가스 압축기(50)에 대해서 중점적으로 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에서는, 증발가스 우회라인(L5)을 더 포함할 수 있다.
증발가스 우회라인(L5)은, 후술할 고압 증발가스 압축기(50)를 구비하며, 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(40)를 연결하여, 고압 증발가스 압축기(50)에서 압축된 증발가스를 기화기(24)를 거치지 않고 우회하여 수요처(40)로 공급할 수 있다.
열교환기(26)는, 인라인 재응축기(22)를 우회하여 액화가스 공급펌프(23)로 전달되는 액화가스와 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되는 증발가스를 열교환시킴으로써, 인라인 재응축기(22)를 우회하여 액화가스 공급펌프(23)로 전달되는 액화가스의 압력을 감소킨다.
즉, 열교환기(26)는, 인라인 재응축기(22)를 우회하여 액화가스 공급펌프(23)로 전달되는 액화가스의 압력을 감소시킴으로써 인라인 재응축기(22)를 거쳐 배출되는 혼합가스의 압력 저하에 대응하여, 인라인 재응축기(22)를 우회하여 액화가스 공급펌프(23)로 전달되는 액화가스와 인라인 재응축기(22)를 거쳐 배출되는 혼합가스간의 압력차이를 줄일 수 있다.
열교환기(26)는, 인라인 재응축기(22)의 구축으로 인해 발생하는 인라인 재응축기(22)를 거쳐 배출되는 혼합가스와 인라인 재응축기(22)를 우회하여 액화가스 공급펌프(23)로 전달되는 액화가스의 합류 구성에서 문제되는 합류 부분에서의 압력 차이를 해소할 수 있고, 이로 인해 피딩 펌프(21)의 에너지를 효율적으로 사용(증발가스의 예냉)하는 효과가 있다.
또한 도 2 에 기술한 제1 실시예에서의 보조 펌프(221) 구축에 비해 장비 배치 및 가용성에서 더욱 효율적(펌프와 같은 가동 장비는 열교환기와 같은 static 장비에 비해 가용성이 낮음)이다.
이때 열교환기(26)는, 증발가스 공급라인(L4)으로부터 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 공급받아 액화가스와 열교환시킨 후 인라인 재응축기(22)로 공급하고, 액화가스 공급라인(L1)으로부터 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 공급받아 증발가스와 열교환시킨 후 액화가스 공급펌프(23)로 공급하게된다. 따라서, 열교환기(26)는, 액화가스 공급라인(L1) 상의 액화가스 공급펌프(23)의 상류에서 증발가스 공급라인(L4)과 교차하는 위치에 배치될 수 있고, 증발가스 공급라인(L4) 상에서는 저압 증발가스 압축기(25)의 하류에 배치될 수 있다.
또한, 열교환기(26)는, 인라인 재응축기(22)로 공급되는 증발가스의 온도를 감소시켜 예냉되도록 제어할 수 있다. 이로 인해 인라인 재응축기(22)로 주입되는 액화가스의 유량을 감소시킬 수 있고 그에 따라 인라인 재응축기(22)의 크기를 더욱 감소시킬 수 있어 구축 공간이 적게 필요해지는 장점이 발생한다.
압력조절밸브(27)는, 열교환기(26)에서 토출되어 액화가스 공급펌프(23)로 전달되는 액화가스와 인라인 재응축기(22)를 거쳐 액화가스 공급펌프(23)로 전달되는 혼합가스 간의 압력차이를 보상한다.
즉, 압력조절밸브(27)는, 열교환기(26)를 통해 수행될 수 없는 미세한 압력조절을 추가적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 압력센서(271,272)를 더 포함할 수 있으며, 압력센서(271,272)는, 제1 및 제2 압력센서(271,272)로 구성될 수 있다.
압력센서(271,272)는, 인라인 재응축기(22)를 우회하여 액화가스 공급펌프(23)로 전달되는 액화가스와 인라인 재응축기(22)를 거쳐 액화가스 공급펌프(23)로 전달되는 혼합가스 간의 압력차이를 측정할 수 있다.
제1 압력센서(271)는, 혼합가스 공급라인(L3) 상에서 압력조절밸브(27)의 하류에 배치되며, 제2 압력센서(272)는, 액화가스 공급라인(L1) 상의 열교환기(26) 하류에 배치될 수 있다.
압력조절밸브(27)는, 압력센서(271,272)의 측정값에 따라 가동이 제어되어 압력차이를 보상하도록 구동될 수 있다.
일례로, 압력조절밸브(27)는, 제1 압력센서(271)에서 측정되는 압력값이 제2 압력센서(272)에서 측정되는 압력값보다 낮은 경우, 개도 개방을 감소시켜 혼합가스의 압력을 증가시켜 열교환기(26)에서 배출되는 액화가스와의 압력차가 없도록 조절할 수 있고, 제1 압력센서(271)에서 측정되는 압력값이 제2 압력센서(272)에서 측정되는 압력값보다 높은 경우, 개도 개방을 증가시켜 혼합가스의 압력을 감소시켜 열교환기(26)에서 배출되는 액화가스와의 압력차가 없도록 조절할 수 있다.
고압 증발가스 압축기(50)는, 증발가스 우회라인(L5) 상에 형성되며, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 가압하여 수요처(40)로 공급할 수 있다.
이때, 고압 증발가스 압축기(50)는, 수요처(40)가 요구하는 압력까지 한번에 가압할 수 있으며, 액화가스 공급펌프(23) 및 기화기(24)를 거치지 않고 우회하여 바로 수요처(40)로 공급할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템(2)은, 석션 드럼을 대신하여 인라인 재응축기(22)를 구비하여 배치 효율성을 높이고 증발가스의 처리 효율이 증대되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템(2)은, 인라인 재응축기(22)의 구축으로 인해 발생할 수 있는 압력 손실을 방지하여, 가스 재기화 시스템(2)의 구동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 피딩 펌프(21), 인라인 재응축기(22), 액화가스 공급펌프(23), 기화기(24), 저압 증발가스 압축기(25), 제1 내지 제3 혼합가스 조절밸브(281~283), 제1 내지 제3 액화가스 조절밸브(291~293), 수요처(40) 및 고압 증발가스 압축기(50)를 포함한다.
여기서 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)은, 제1 및 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)에서와 달리 보조 펌프(221), 열교환기(26) 및 압력조절밸브(27)가 생략되고, 제1 내지 제3 혼합가스 조절밸브(281~283) 및 제1 내지 제3 액화가스 조절밸브(291~293)가 추가되는 변화가 있다. 이에 따른 상세한 내용은 후술하도록 한다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)에서 제1 내지 제3 혼합가스 조절밸브(281~283) 및 제1 내지 제3 액화가스 조절밸브(291~293) 외의 구성은 제1 및 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(2)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)을 설명하도록 하며, 제1 내지 제3 혼합가스 조절밸브(281~283) 및 제1 내지 제3 액화가스 조절밸브(291~293)에 대해서 중점적으로 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에서는, 액화가스 공급라인(L1)이 제1 내지 제3 액화가스 공급라인(L1a~L1c)으로 구성되고, 혼합가스 공급라인(L3)이 제1 내지 제3 혼합가스 공급라인(L3a~L3c)으로 구성되고 있다.
이는 추가 구성이 아닌 재기화 시스템에서 구성되는 제1 내지 제3 트레인(train)을 설명하기 위해 상세화한 것으로 제1 및 제2 실시예에서 도시되어 있지 않으나 제1 및 제2 실시예에서도 제1 내지 제3 트레인이 형성될 수 있다.
제1 내지 제3 트레인은, 서로 병렬 배치되는 액화가스 공급펌프(23) 및 기화기(24)로 인해 구별될 수 있으며, 일례로 제1 트레인은 제1 액화가스 공급라인(L1a) 상에 구비되는 제1 액화가스 공급펌프(23a) 및 제1 기화기(24a)로, 제2 트레인은, 제2 액화가스 공급라인(L1b) 상에 구비되는 제2 액화가스 공급펌프(23b) 및 제2 기화기(24b)로, 제3 트레인은, 제3 액화가스 공급라인(L1c) 상에 구비되는 제3 액화가스 공급펌프(23c) 및 제3 기화기(24c)로 구분될 수 있다.
이때, 혼합가스 공급라인(L3)도 각각의 트레인 상의 액화가스 공급펌프(23)와 연결될 수 있다.
즉, 제1 혼합가스 공급라인(L3a)은, 제1 트레인의 제1 액화가스 공급펌프(23a)와 연결되고, 제2 혼합가스 공급라인(L3b)은, 제2 트레인의 제2 액화가스 공급펌프(23b)와 연결되며, 제3 혼합가스 공급라인(L3c)은, 제3 트레인의 제3 액화가스 공급펌프(23c)와 연결될 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 제1 및 제2 실시예와 달리 혼합가스 공급라인(L3)이 액화가스 공급라인(L1)과는 연결되지 않도록 구성된다. 즉, 본 실시예에서 액화가스 공급라인(L1)을 통해서 공급되는 액화가스는 혼합가스 공급라인(L3)을 통해 공급되는 혼합가스와 서로 혼합되지 않는다.
이를 통해서 본 발명에서는 액화가스 공급라인(L1)을 통해서 공급되는 액화가스는 혼합가스 공급라인(L3)을 통해 공급되는 혼합가스와의 합류로 인해 발생되는 압력차의 문제점을 원천 해소할 수 있는 효과가 있다.
액화가스 공급펌프(23)는, 서로 병렬로 복수 개 구성되며, 적어도 하나가 인라인 재응축기(22)를 통해 공급되는 혼합가스만을 전달받도록 제어되고, 나머지가 액화가스 저장탱크(10)로부터 인라인 재응축기(22)를 우회하여 공급되는 액화가스만을 전달받도록 제어된다.
이때, 액화가스 공급펌프(23)는, 인라인 재응축기(22)를 우회하여 전달되는 액화가스와 인라인 재응축기(22)를 거쳐 전달되는 혼합가스 각각으로부터 서로 간의 합류없이 독립적으로 전달받을 수 있다.
여기서, 액화가스 공급펌프(23)는, 상기 기술한 바와 같이 각 트레인 별로 제1 내지 제3 액화가스 공급펌프(23a~23c)로 구성될 수 있다.
구체적으로, 복수 개의 액화가스 공급펌프(23)는, 일례로 제1 액화가스 공급펌프(23a)가 인라인 재응축기(22)를 통해서 공급되는 혼합가스만을 공급받고, 제2 및 제3 액화가스 공급펌프(23b,23c)가 액화가스 저장탱크(10)로부터 인라인 재응축기(22)를 우회하여 공급되는 액화가스만을 공급받도록 제어되어, 제1 트레인은 인라인 재응축기(22)를 통해서 공급되는 혼합가스만을 재기화하여 수요처(40)로 공급하고, 제2 및 제3 트레인은, 인라인 재응축기(22)를 우회하여 공급되는 액화가스만을 재기화하여 수요처(40)로 공급하도록 제어될 수 있다.
이때, 제1 액화가스 공급펌프(23a)가 공급받는 혼합가스량은, 제2 및 제3 액화가스 공급펌프(23b,23c) 각각이 공급받는 액화가스량과 동일할 수 있다. 즉, 제1 액화가스 공급펌프(23a)가 공급받는 혼합가스량은 제2 액화가스 공급펌프(23b)가 공급받는 액화가스량과 동일하거나 제3 액화가스 공급펌프(23c)가 공급받는 액화가스량과 동일할 수 있다.
제1 내지 제3 혼합가스 조절밸브(281~283)는, 제1 내지 제3 혼합가스 공급라인(L3a~L3c) 상에 각각 구비되며, 제1 내지 제3 액화가스 조절밸브(291~293)는, 제1 내지 제3 액화가스 공급라인(L1a~L1c) 상에 각각 구비될 수 있다.
제1 액화가스 공급펌프(23a)가 인라인 재응축기(22)를 통해서 공급되는 혼합가스만을 공급받고 제2 및 제3 액화가스 공급펌프(23b,23c)가 액화가스 저장탱크(10)로부터 인라인 재응축기(22)를 우회하여 공급되는 액화가스만을 공급받는 경우에는 제1 혼합가스 조절밸브(281)를 개방하고 제2 및 제3 혼합가스 조절밸브(282,283)를 폐쇄하며, 제1 액화가스 조절밸브(291)를 폐쇄하고 제2 및 제3 액화가스 조절밸브(292,293)를 개방하도록 제어될 수 있다.
여기서 제1 내지 제3 혼합가스 조절밸브(281~283) 및 제1 내지 제3 액화가스 조절밸브(291~293)는 별도로 구축되는 제어부(도시하지 않음)를 통해서 유선 및/또는 무선으로 연결되어 제어를 받아 제어될 수 있다.
이러한 제어를 통해서 본 발명에서는 액화가스 공급라인(L1)을 통해서 공급되는 액화가스가 혼합가스 공급라인(L3)을 통해 공급되는 혼합가스와의 합류로 인해 발생되는 압력차의 문제점을 원천 해소할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템(2)은, 석션 드럼을 대신하여 인라인 재응축기(22)를 구비하여 배치 효율성을 높이고 증발가스의 처리 효율이 증대되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템(2)은, 인라인 재응축기의 구축으로 인해 발생할 수 있는 압력 손실을 원천 해소할 수 있어, 가스 재기화 시스템의 구동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 선박 1a: 선체
2: 가스 재기화 시스템 10: 액화가스 저장탱크
20: 재기화 장치 21: 피딩 펌프
22: 인라인 재응축기 221: 보조 펌프
23: 액화가스 공급펌프 23a~23c: 제1~제3 액화가스 공급펌프
24: 기화기 24a~24c: 제1~제3 기화기
25: 저압 증발가스 압축기 26: 열교환기
27: 압력 조절 밸브 271: 제1 압력센서
272: 제2 압력센서 281~283: 제1~제3 혼합가스 조절밸브
291~293: 제1~제3 액화가스 조절밸브 30: 액화가스 공급장치
40: 수요처 50: 고압 증발가스 압축기
L1: 액화가스 공급라인 L1a~L1c: 제1~제3 액화가스 공급라인
L2: 액화가스 분기라인 L3: 혼합가스 공급라인
L3a~L3c: 제1~제3 혼합가스 공급라인 L4: 증발가스 공급라인
L5: 증발가스 우회라인 E: 추진엔진
P: 프로펠러 S: 추진축

Claims (11)

  1. 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 가압하는 액화가스 공급펌프;
    상기 액화가스 공급펌프에서 가압된 액화가스를 열매로 기화시켜 수요처로 공급하는 기화기;
    상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 증발가스 및 액화가스를 혼합하여 상기 액화가스 공급펌프로 전달하는 인라인 재응축기; 및
    상기 인라인 재응축기를 우회하여 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스와 상기 액화가스 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 열교환시킴으로써, 상기 인라인 재응축기를 우회하여 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스의 압력을 감소시키는 열교환기를 포함하고,
    상기 열교환기는,
    상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스의 압력을 감소시켜 상기 인라인 재응축기를 거쳐 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 혼합가스 간의 압력차이를 보상하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기에서 토출되어 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스와 상기 인라인 재응축기를 거쳐 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 혼합가스 간의 압력차이를 추가 보상하는 압력 조절 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액화가스 저장탱크와 상기 인라인 재응축기로 연결되는 증발가스 공급라인;
    상기 액화가스 저장탱크에서 상기 액화가스 공급펌프 및 상기 기화기를 거쳐 상기 수요처로 연결되는 액화가스 공급라인;
    상기 액화가스 공급라인에서 상기 액화가스 공급펌프의 상류로부터 분기되어 상기 인라인 재응축기에 연결되는 액화가스 분기라인; 및
    상기 인라인 재응축기에서 상기 액화가스 공급라인 또는 상기 액화가스 공급펌프로 연결되며, 상기 압력 조절 밸브를 구비하는 혼합가스 공급라인을 더 포함하고,
    상기 열교환기는,
    상기 액화가스 공급라인 상의 상기 액화가스 공급펌프의 상류에서 상기 증발가스 공급라인과 교차하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 인라인 재응축기를 우회하여 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 액화가스와 상기 인라인 재응축기를 거쳐 상기 액화가스 공급펌프로 전달되는 혼합가스 간의 압력차이를 측정하는 압력센서를 더 포함하고,
    상기 압력 조절 밸브는,
    상기 압력센서의 측정값에 따라 가동이 제어되어 상기 압력차이를 보상하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 압력센서는,
    상기 혼합가스 공급라인 상에서 상기 압력 조절 밸브의 하류에 배치되는 제1 압력센서; 및
    상기 액화가스 공급라인 상의 상기 열교환기 하류에 배치되는 제2 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 압력 조절 밸브는,
    상기 제1 압력센서에서 측정되는 압력값이 상기 제2 압력센서에서 측정되는 압력값보다 낮은 경우 개도 개방을 감소시키고,
    상기 제1 압력센서에서 측정되는 압력값이 상기 제2 압력센서에서 측정되는 압력값보다 높은 경우 개도 개방을 증가시키는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 증발가스 공급라인 상에 마련되는 저압 증발가스 압축기를 더 포함하고,
    상기 저압 증발가스 압축기는,
    상기 액화가스 저장탱크에 저장된 증발가스를 가압하여 상기 열교환기를 거쳐 상기 인라인 재응축기로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 액화가스 저장탱크에서 상기 기화기를 우회하여 상기 수요처로 연결되는 증발가스 우회라인; 및
    상기 증발가스 우회라인 상에 마련되는 고압 증발가스 압축기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환기는,
    상기 인라인 재응축기로 공급되는 증발가스의 온도를 감소시켜 예냉되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 인라인 재응축기는,
    상기 액화가스 저장탱크와 상기 액화가스 공급펌프 사이에 마련되는 석션 드럼을 대체하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 상기 가스 재기화 시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 선박.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210144393A (ko) * 2020-05-22 2021-11-30 주식회사 에프알디 반도체와 오엘이디 제조용 및 의료용 고순도 아산화질소 정제 겸용 저장 탱크 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014508889A (ja) 2011-03-11 2014-04-10 デウ シップビルディング アンド マリーン エンジニアリング カンパニー リミテッド 再液化装置及び高圧天然ガス噴射エンジンを有する海上構造物の燃料供給システム
KR101824421B1 (ko) 2017-01-02 2018-02-05 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014508889A (ja) 2011-03-11 2014-04-10 デウ シップビルディング アンド マリーン エンジニアリング カンパニー リミテッド 再液化装置及び高圧天然ガス噴射エンジンを有する海上構造物の燃料供給システム
KR101824421B1 (ko) 2017-01-02 2018-02-05 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210144393A (ko) * 2020-05-22 2021-11-30 주식회사 에프알디 반도체와 오엘이디 제조용 및 의료용 고순도 아산화질소 정제 겸용 저장 탱크 장치
KR102394306B1 (ko) 2020-05-22 2022-05-04 주식회사 에프알디 반도체와 오엘이디 제조용 및 의료용 고순도 아산화질소 정제 겸용 저장 탱크 장치

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