KR102144182B1 - Boil-off gas cooling system and ship having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증발가스 냉각 시스템 및 선박에 관한 것으로서, 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 압축기; 및 상기 압축기의 상류에서 증발가스를 냉각하는 열교환기를 포함하며, 상기 열교환기는, 상기 액화가스 저장탱크에서 배출되어 수요처로 전달되는 액화가스를 이용하여 증발가스를 냉각하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a boil-off gas cooling system and a ship, comprising: a compressor for compressing boil-off gas generated in a liquefied gas storage tank; And a heat exchanger for cooling the boil-off gas upstream of the compressor, wherein the heat exchanger cools the boil-off gas using the liquefied gas discharged from the liquefied gas storage tank and delivered to a customer.

Description

증발가스 냉각 시스템 및 선박{Boil-off gas cooling system and ship having the same}Boil-off gas cooling system and ship having the same}

본 발명은 증발가스 냉각 시스템 및 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a boil-off gas cooling system and a ship.

다양한 종류의 화물을 적재한 상태로 바다를 항해하는 선박 중에서 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)나 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 운반하는 액화가스 운반선은, 비등점이 상온보다 낮은 가스를 강제로 액화시켜서 액체 상태로 저장하는 저장탱크를 구비하고 있다.Liquefied gas carriers that transport liquefied gases such as Liquefied Natural Gas and Liquefied Petroleum Gas among ships sailing the sea with various types of cargo loaded are gases with a boiling point lower than room temperature. It is provided with a storage tank that is forcibly liquefied and stored in a liquid state.

액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄(CH4)을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 액체로 만든 것으로, 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다. 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.Liquefied natural gas is obtained by cooling and liquefying methane (CH4) obtained by refining natural gas collected from a gas field. It is a colorless and transparent liquid that contains almost no pollutants and has a high calorific value, making it an excellent fuel. Liquefied petroleum gas, on the other hand, is a liquid made of gas containing propane (C3H8) and butane (C4H10), which are produced with oil from oil fields as main components, and is widely used as fuel for home, business, industrial, and automobiles. Liquefied natural gas is reduced to 1/600 of volume by liquefaction, and liquefied petroleum gas is reduced to 1/260 of propane and 1/230 of butane by liquefaction, so storage efficiency is high.

그런데 이러한 액화가스를 저장하는 저장탱크에는 단열 기능이 구현되어 있지만 액화가스의 기화를 완전히 차단할 수는 없다. 따라서 저장탱크 내에서는 액화가스가 증발한 기체 상태의 증발가스가 발생하게 되며, 증발가스는 저장탱크의 내압을 상승시키게 되므로 안전을 위해 저장탱크로부터 배출되어야 한다.However, although the storage tank for storing the liquefied gas has an insulation function, the vaporization of the liquefied gas cannot be completely blocked. Therefore, in the storage tank, a gaseous evaporated gas from which the liquefied gas is evaporated is generated, and the boil-off gas increases the internal pressure of the storage tank, so it must be discharged from the storage tank for safety.

저장탱크의 내압을 낮추기 위해 저장탱크로부터 배출된 증발가스는 가스연소장치(Gas Combustion Unit)를 통해 연소하여 버려지게 된다. 그런데 증발가스 또한 선박이 운반하는 화물 중 일부에 해당하는 것이어서, 증발가스의 배출은 화물 운반의 신뢰성을 떨어뜨리는 것이어서 문제된다.In order to lower the internal pressure of the storage tank, the boil-off gas discharged from the storage tank is burned through a gas combustion unit and discarded. However, since the boil-off gas also corresponds to some of the cargo carried by the ship, the emission of the boil-off gas deteriorates the reliability of cargo transportation, which is a problem.

따라서 최근에는, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 버리지 않고 효과적으로 처리할 수 있도록 하는 방안에 대하여, 지속적인 연구 및 개발이 이루어지고 있다.Therefore, in recent years, continuous research and development have been conducted on a method for effectively treating the boil-off gas generated in the storage tank without discarding it.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 증발가스를 압축 전 예냉하여 압축기 효율을 향상시키면서도, 예냉 시 발생하는 액적을 질소 등의 압축가스 없이도 원활하게 탱크로 리턴시킬 수 있는 증발가스 냉각 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to improve compressor efficiency by pre-cooling the boil-off gas before compression, and to smoothly remove droplets generated during pre-cooling without compressed gas such as nitrogen. It is to provide a boil-off gas cooling system that can be returned to the tank and a ship including the same.

또한 본 발명의 목적은, 증발가스를 액화가스가 아닌 액화된 증발가스로 예냉하여, 예냉 시 액적의 발생이 최소화되도록 함으로써 시스템 구성을 간소화할 수 있는 증발가스 냉각 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide a boil-off gas cooling system capable of simplifying the system configuration by pre-cooling the boil-off gas with liquefied boil-off gas instead of liquefied boil-off gas, thereby minimizing the generation of droplets during pre-cooling, and a ship including the same. For.

또한 본 발명의 목적은, 엔진 등으로 공급되는 액화가스를 이용하여 증발가스를 냉각한 뒤 압축하도록 하여, 압축기가 더 높은 압력을 낼 수 있게 함으로써 액화에 필요한 전력 소모를 줄일 수 있는 증발가스 냉각 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.In addition, an object of the present invention is to cool the boil-off gas using liquefied gas supplied to the engine, etc., and then compress it, so that the compressor can produce a higher pressure, thereby reducing the power consumption required for liquefaction. And it is to provide a ship including the same.

또한 본 발명의 목적은, 수두가 동일/유사한 3대의 압축기를 이용한 백업 구조를 구현하면서, 적어도 1대의 압축기는 설계 압력을 낮출 수 있도록 하여, 압축기 설치 비용을 절감하고 운영 효율을 높이는 증발가스 냉각 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.In addition, an object of the present invention is to implement a backup structure using three compressors having the same/similar head, while at least one compressor can lower the design pressure, thereby reducing the cost of installing the compressor and increasing the operating efficiency. And it is to provide a ship including the same.

본 발명의 일 측면에 따른 증발가스 냉각 시스템은, 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 압축기; 및 상기 압축기의 상류에서 증발가스를 냉각하는 열교환기를 포함하며, 상기 열교환기는, 상기 액화가스 저장탱크에서 배출되어 수요처로 전달되는 액화가스를 이용하여 증발가스를 냉각하는 것을 특징으로 한다.Boil-off gas cooling system according to an aspect of the present invention, a compressor for compressing the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank; And a heat exchanger for cooling the boil-off gas upstream of the compressor, wherein the heat exchanger cools the boil-off gas using the liquefied gas discharged from the liquefied gas storage tank and delivered to a customer.

구체적으로, 압축된 증발가스를 액화하는 액화기; 및 액화된 증발가스를 기액분리하는 기액분리기를 더 포함하며, 상기 열교환기는, 상기 수요처로 전달되는 액화가스 및 상기 기액분리기에서 분리된 액상의 증발가스를 이용하여 증발가스를 냉각할 수 있다.Specifically, a liquefier for liquefying the compressed boil-off gas; And a gas-liquid separator for gas-liquid separating the liquefied boil-off gas, wherein the heat exchanger may cool the boil-off gas using the liquefied gas delivered to the customer and the liquid boil-off gas separated by the gas-liquid separator.

구체적으로, 상기 기액분리기는, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스가 유입될 수 있다.Specifically, in the gas-liquid separator, the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank may be introduced.

구체적으로, 상기 기액분리기는, 기상의 증발가스를 상기 압축기로 전달할 수 있다.Specifically, the gas-liquid separator may deliver vaporized gas in the gas phase to the compressor.

구체적으로, 상기 열교환기와 상기 압축기 사이에 마련되며 상기 수요처로 전달되는 액화가스를 혼합하여 증발가스를 냉각하는 예냉기를 더 포함할 수 있다.Specifically, it may further include a pre-cooler provided between the heat exchanger and the compressor to cool the boil-off gas by mixing the liquefied gas delivered to the customer.

구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크에서 상기 기액분리기를 경유한 액화가스를 가압하는 펌프를 더 포함하고, 상기 열교환기는, 상기 펌프 하류의 액화가스를 이용하여 증발가스를 냉각하고, 상기 예냉기는, 상기 펌프 상류의 액화가스를 혼합하여 증발가스를 냉각할 수 있다.Specifically, the liquefied gas storage tank further comprises a pump for pressurizing the liquefied gas via the gas-liquid separator, wherein the heat exchanger cools the boil-off gas using the liquefied gas downstream of the pump, and the precooler, The boil-off gas can be cooled by mixing the liquefied gas upstream of the pump.

본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 증발가스 냉각 시스템을 갖는 것을 특징으로 한다.A ship according to an aspect of the present invention is characterized in that it has the boil-off gas cooling system.

본 발명에 따른 증발가스 냉각 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 증발가스를 압축 전에 예냉하여 압력을 더 높여주면서도, 예냉 시 발생하는 액체를 탱크로 리턴하는 과정에서 별도의 질소 공급이 필요하지 않도록 해 시스템을 간소화할 수 있다.The boil-off gas cooling system according to the present invention and a ship including the same, while pre-cooling the boil-off gas before compression to further increase the pressure, and avoiding the need for a separate nitrogen supply in the process of returning the liquid generated during pre-cooling to the tank. Can be simplified.

또한 본 발명에 따른 증발가스 냉각 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 헤비카본을 다량 포함하는 액화가스를 대신하여, 메탄이나 질소 등과 같이 비등점이 매우 낮은 성분을 주로 포함하는 액화 증발가스를 이용해 증발가스의 예냉을 구현하여, 예냉 시 액적의 발생이 거의 없도록 함으로써 관련 구성의 생략이 가능하다.In addition, the boil-off gas cooling system according to the present invention and a ship including the same, instead of the liquefied gas containing a large amount of heavy carbon, by using a liquefied boil-off gas mainly containing a component having a very low boiling point such as methane or nitrogen. By implementing pre-cooling, there is almost no occurrence of droplets during pre-cooling, so that the related configuration can be omitted.

또한 본 발명에 따른 증발가스 냉각 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 엔진으로 공급되는 액화가스 및 액화된 증발가스를 이용하여 압축기로 유입되는 증발가스를 냉각해줌으로써, 동일 제원의 압축기를 사용하더라도 압축기 후단에서의 압력이 높아지도록 하여 전력 소모 및 재액화율을 개선할 수 있다.In addition, the boil-off gas cooling system according to the present invention and a ship including the same cools the boil-off gas flowing into the compressor by using the liquefied gas supplied to the engine and the liquefied boil-off gas, so that even if a compressor of the same specifications is used, It is possible to improve the power consumption and re-liquefaction rate by increasing the pressure in.

또한 본 발명에 따른 증발가스 냉각 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 증발가스 발생량을 모두 커버할 수 있으면서 수두가 동일한 3대의 압축기를 활용하여 서로 백업 가능하게 구현하여, 압축기의 설치 비용을 절감할 수 있다.In addition, the boil-off gas cooling system according to the present invention and the ship including the same can cover all of the boil-off gas generation amount, and can be backed up to each other by using three compressors having the same head, thereby reducing the installation cost of the compressor. .

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.
1 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a third embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a fifth embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a sixth embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a seventh embodiment of the present invention.

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.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that only the same elements have the same number as possible, even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하 본 명세서에서 가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 에탄, 암모니아 등과 같이 상온에서 기체 상태로 기화되는 모든 물질을 포괄하는 의미로 사용될 수 있지만, 이하 본 명세서에서 액화가스는 편의상 메탄, 프로판, 부탄 등을 포함하고 있는 LNG임을 가정하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, in the present specification, gas may be used in the sense of encompassing all substances vaporized in a gaseous state at room temperature, such as LNG or LPG, ethylene, ethane, ammonia, etc., but hereinafter, liquefied gas in the present specification includes methane, propane, butane, etc. The explanation assumes that it is included LNG.

또한 액화가스는 저장을 위해 액화된 가스, 증발가스는 자연기화된 가스를 의미하며, 액화가스나 증발가스의 상태를 각각 액체, 기체로 한정하는 것은 아니다. 참고로 액화가스는 프로판, 부탄 등과 같은 헤비카본을 포함하고 있으며, 반면 자연기화된 증발가스는 헤비카본은 (거의) 없으며 메탄을 주로 포함하고 있다.In addition, the liquefied gas refers to a gas that has been liquefied for storage, and the evaporated gas refers to a gas that has been naturally vaporized, and the states of the liquefied gas or the evaporated gas are not limited to liquid and gas, respectively. For reference, liquefied gas contains heavy carbon such as propane and butane, whereas natural evaporated evaporated gas does not (almost) contain heavy carbon and mainly contains methane.

또한 이하에서 액화는 완전히 재액화되는 경우만을 의미하지 않으며 적어도 일부의 액화를 의도한 냉각을 포괄하는 의미로 사용될 수 있고, 고압과 저압은 절대적인 값이 아니라 상대적인 의미임을 알려둔다.In addition, hereinafter, liquefaction does not mean only when completely re-liquefied, and may be used to encompass cooling intended for at least part of liquefaction, and it is noted that high pressure and low pressure are not absolute values but relative meanings.

본 발명은 이하에서 설명하는 증발가스 냉각 시스템을 갖는 선박을 포함하는 것이며, 이때 선박이라 함은 액화가스를 운반하는 가스선 외에도 컨테이너선이나 벌크선 등과 같이 선종 제한이 없는 일반상선을 모두 포괄한다. 더 나아가 본 명세서에서 선박은, 일반상선 외에 해양에 고정되거나 부유한 해양 플랜트를 포괄하는 의미로 사용될 수 있다.The present invention includes a ship having a boil-off gas cooling system described below, and the term "ship" includes all of the general commercial ships having no ship type limitation, such as a container ship or a bulk ship, in addition to a gas ship carrying liquefied gas. Furthermore, in the present specification, the ship may be used in the sense of encompassing a marine plant fixed or floating on the sea in addition to a general merchant ship.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 압축기(20), 예냉기(30), 세퍼레이터(40), 액화기(50), 기액분리기(60)를 포함한다.Referring to Figure 1, the boil-off gas cooling system 1 according to the first embodiment of the present invention, a liquefied gas storage tank 10, a compressor 20, a pre-cooler 30, a separator 40, a liquefier (50), and a gas-liquid separator (60).

액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는 독립형, 멤브레인형, 압력용기형 등으로 그 타입을 한정하지 않으며, 선박 내에서의 설치 위치 역시 특별히 한정되지 않는다.The liquefied gas storage tank 10 stores liquefied gas. The type of the liquefied gas storage tank 10 is not limited to a stand-alone type, a membrane type, a pressure vessel type, etc., and an installation location in the ship is not particularly limited.

일례로 선박이 가스선일 경우 액화가스 저장탱크(10)는 선내에 길이 방향으로 복수 개 마련되는 카고 탱크일 수 있고, 선박이 액화가스를 수송하는 선박이 아닌 컨테이너선과 같은 다른 선종일 경우에는, 갑판 위에서 선수나 선미 등에 배치되는 압력용기일 수 있다.For example, when the ship is a gas ship, the liquefied gas storage tank 10 may be a cargo tank provided in a plurality in the longitudinal direction on the ship, and in the case of another ship type such as a container ship other than a ship transporting liquefied gas, the deck It may be a pressure vessel placed on the fore or stern from above.

액화가스 저장탱크(10)는 액화가스를 액상으로 저장하기 위해 단열을 구현할 수 있으며, 및/또는 액화가스의 기화를 방지하고자 저장 압력을 높일 수도 있다. The liquefied gas storage tank 10 may implement heat insulation to store the liquefied gas in a liquid state, and/or may increase the storage pressure to prevent vaporization of the liquefied gas.

액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스는 액화가스 저장탱크(10)의 내압 상승을 야기하게 되므로 외부로 배출될 수 있으며, 외부로 배출된 증발가스는 후술하는 예냉기(30), 액화기(50) 등에 의하여 냉각/액화되어 액화가스 저장탱크(10)로 리턴되거나, 수요처(100)에서 소비될 수 있다.The boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10 causes an increase in the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10, so it can be discharged to the outside, and the boil-off gas discharged to the outside is a pre-cooler 30, which will be described later, liquefied. It may be cooled/liquefied by the device 50 and the like and returned to the liquefied gas storage tank 10, or may be consumed by the consumer 100.

참고로 본 명세서에서 증발가스나 액화가스를 소비하는 수요처(100)는, 선박을 추진하기 위한 추진엔진이거나, 선박 내에서 필요한 전력을 발생시키는 발전엔진일 수 있으며, 및/또는 엔진 외에 터빈, 보일러, 가스연소장치(GCU), 연료전지 등으로서 그 종류가 제한되지 않는다.For reference, in the present specification, the consumer 100 that consumes boil-off gas or liquefied gas may be a propulsion engine for propulsion of a ship or a power generation engine that generates power required within the ship, and/or a turbine, a boiler in addition to the engine , Gas combustion system (GCU), fuel cell, etc., the type is not limited.

압축기(20)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 압축한다. 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되는 증발가스는 액화가스 저장탱크(10)의 내압에 대응되는 1bar 전후일 수 있는데, 본 명세서는 증발가스의 비등점을 높이기 위해 압축기(20)를 이용하여 증발가스를 압축할 수 있다.The compressor 20 compresses the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10. The boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank 10 may be around 1 bar corresponding to the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10, and the present specification describes the boil-off gas by using the compressor 20 to increase the boiling point of the boil-off gas. Can be compressed.

압축기(20)는 원심형, 왕복동형 등으로 그 타입을 제한하지 않으며, 도면과 같이 1단으로 마련되거나, 또는 2단 이상이 직렬로 배치된 형태로 마련될 수도 있다. 물론 병렬로 복수 개의 압축기(20)가 마련되는 것도 가능하며, 이 경우 서로 백업이 가능할 수 있다.The compressor 20 is not limited to a centrifugal type, a reciprocating type, or the like, and may be provided in a single stage as shown in the drawing, or in a form in which two or more stages are arranged in series. Of course, a plurality of compressors 20 may be provided in parallel, and in this case, it may be possible to back up each other.

액화가스 저장탱크(10)에서 압축기(20)를 거쳐 후술할 액화기(50)로는 증발가스 액화라인(L1)이 마련될 수 있으며, 증발가스 액화라인(L1)은 액화기(50) 하류의 기액분리기(60)까지 연결될 수 있다. 증발가스 액화라인(L1)에는 수요처(100)로 증발가스 공급라인(L6)이 분기될 수 있고, 증발가스 공급라인(L6)의 분기 지점은 압축기(20)와 액화기(50) 사이일 수 있지만 이로 한정되는 것은 아니다.The boil-off gas liquefaction line L1 may be provided as a liquefier 50 to be described later through the compressor 20 in the liquefied gas storage tank 10, and the boil-off gas liquefaction line L1 is located downstream of the liquefier 50. It can be connected to the gas-liquid separator (60). In the boil-off gas liquefaction line (L1), the boil-off gas supply line (L6) may be branched to the customer 100, and the branch point of the boil-off gas supply line (L6) may be between the compressor (20) and the liquefier (50). However, it is not limited to this.

예냉기(30)는, 압축기(20)의 상류에서 증발가스를 냉각한다. 예냉기(30)는 증발가스, 액화가스, 공기, 해수, 별도의 냉매 등의 다양한 물질을 사용하여 증발가스를 냉각할 수 있으며, 증발가스와 열교환하거나 증발가스에 물질을 혼합해 증발가스의 냉각을 구현할 수 있다.The precooler 30 cools the boil-off gas upstream of the compressor 20. The pre-cooler 30 can cool the boil-off gas using various substances such as boil-off gas, liquefied gas, air, sea water, and separate refrigerant, and cools the boil-off gas by heat exchange with the boil-off gas or mixing substances with the boil-off gas Can be implemented.

다만 이하에서 예냉기(30)는 증발가스에 물질을 혼합해 증발가스를 냉각하고, 물질은 액화된 증발가스인 것으로 한정하여 설명한다. 물론 예냉기(30)의 타입이나 예냉기(30)에서 사용되는 물질은 위와 같이 다양할 수 있다.However, in the following description, the precooler 30 cools the boil-off gas by mixing a material with the boil-off gas, and the material is limited to the liquefied boil-off gas. Of course, the type of the precooler 30 or the material used in the precooler 30 may be various as described above.

예냉기(30)는, 액화가스를 증발가스에 혼합하는 것이 아니라, 액화기(50)에서 액화된 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)에서 배출된 증발가스에 혼합하여 예냉을 구현할 수 있다.The pre-cooler 30 does not mix the liquefied gas with the boil-off gas, but mixes the boil-off gas liquefied in the liquefier 50 with the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank 10 to implement pre-cooling.

이때 예냉기(30)는 액화가스를 대신하여 헤비카본의 비율이 없거나 적은 액상 증발가스를 이용하게 되므로, 예냉기(30) 내부에는 헤비카본이 (거의) 없게 된다. 따라서 예냉에도 불구하고 압축기(20)로 유입될 물질은 거의 대부분 기체 상태가 될 수 있는데, 이에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.At this time, since the precooler 30 uses liquid boil-off gas with no or less heavy carbon ratio in place of the liquefied gas, there is (almost) no heavy carbon in the precooler 30. Therefore, despite precooling, most of the material to be introduced into the compressor 20 may be in a gaseous state, which will be described later with reference to FIG. 4.

예냉기(30)는 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스를 저장하는 공간을 구비하고, 액화된 증발가스를 해당 공간의 내부에 분무하는 형태로 혼합할 수 있으며 믹서(mixer)로 지칭될 수 있다.The precooler 30 has a space for storing the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank 10, and can mix the liquefied boil-off gas in the form of spraying the inside of the space, and is referred to as a mixer. Can be.

동일한 타입의 원심형 압축기(20)에서 유입되는 유체의 온도가 낮으면, 더 높은 압력을 낼 수 있음이 압축기(20) 기술분야에서 알려져 있다. 본 발명은 압축기(20)의 이러한 특성을 고려해, 예냉기(30)를 이용하여 증발가스를 냉각하여 압축기(20)에 유입시킴으로써, 동일한 제원 조건에서 압축기(20)의 배출 압력을 더 높일 수 있다.It is known in the art of the compressor 20 that when the temperature of the fluid flowing from the centrifugal compressor 20 of the same type is low, a higher pressure can be produced. In the present invention, in consideration of these characteristics of the compressor 20, by cooling the boil-off gas using the pre-cooler 30 and introducing it into the compressor 20, the discharge pressure of the compressor 20 can be further increased under the same specification conditions. .

압축기(20)의 배출 압력이 상승하면 증발가스의 비등점이 올라가게 되므로, 액화기(50)에서의 액화 효율이 증가할 수 있게 된다. 따라서 본 발명은 압축기(20) 상류의 예냉을 통해 액화율 증가 및 전력소모 감소 효과를 거둘 수 있다. 다만 이때 압축기(20)는 극저온 압축기(20)일 수 있다.When the discharge pressure of the compressor 20 increases, the boiling point of the boil-off gas increases, so that the liquefaction efficiency in the liquefier 50 can be increased. Therefore, the present invention can achieve the effect of increasing the liquefaction rate and reducing power consumption through precooling upstream of the compressor 20. However, at this time, the compressor 20 may be a cryogenic compressor 20.

세퍼레이터(40)는, 예냉기(30)와 압축기(20)의 사이에서 액체를 분리한다. 압축기(20)의 타입에 따라 다를 수는 있지만, 압축기(20)로 액적이 유입되는 것은 압축기(20) 가동에 있어서 바람직하지 않다.The separator 40 separates the liquid between the precooler 30 and the compressor 20. Although it may vary depending on the type of the compressor 20, it is not desirable for droplets to flow into the compressor 20 in the operation of the compressor 20.

따라서 세퍼레이터(40)는 압축기(20) 전단에서 증발가스에 포함된 액체를 분리하고 기체만 압축기(20)로 유입되도록 할 수 있다. 이때 세퍼레이터(40)에서 분리되는 액체는, 메탄이거나, 또는 프로판과 부탄 등의 헤비카본일 수 있다.Accordingly, the separator 40 may separate the liquid contained in the boil-off gas at the front end of the compressor 20 and allow only the gas to flow into the compressor 20. In this case, the liquid separated by the separator 40 may be methane or heavy carbon such as propane and butane.

다만 앞서 설명한 바와 같이 본 발명에서 예냉기(30)에 혼합되는 물질은 액화된 증발가스일 수 있으므로, 세퍼레이터(40)에서 분리되는 액체는 소량의 메탄일 수 있고 헤비카본은 세퍼레이터(40)에 유입되지 않을 수 있다.However, as described above, since the material mixed in the precooler 30 in the present invention may be a liquefied evaporation gas, the liquid separated from the separator 40 may be a small amount of methane, and the heavy carbon flows into the separator 40. May not be.

세퍼레이터(40)에서 분리되는 액체는 에너지를 갖는 물질이므로 재활용을 위한 수거가 필요하다. 따라서 세퍼레이터(40)의 액체는 챔버(411), 압력용기(412)를 거쳐 액화가스 저장탱크(10)로 리턴될 수 있다.Since the liquid separated by the separator 40 is a material having energy, it needs to be collected for recycling. Accordingly, the liquid in the separator 40 may be returned to the liquefied gas storage tank 10 through the chamber 411 and the pressure vessel 412.

이때 원활한 액체의 리턴 유동을 위해 질소를 불어넣을 수 있지만, 이 경우 질소를 주입하기 위한 배관이 필요하고, 또한 배관을 추가할 경우 배관으로 인한 열침투가 시스템 운영을 방해하게 된다.At this time, nitrogen can be injected for smooth return flow of liquid, but in this case, a pipe for injecting nitrogen is required, and if a pipe is added, heat penetration due to the pipe interferes with the system operation.

따라서 본 발명은, 질소 등과 같은 가압 유체의 주입없이도, 세퍼레이터(40)에서 분리된 액체가 액화가스 저장탱크(10)로 원활하게 리턴될 수 있도록 액체 리턴부(41)를 포함한다.Accordingly, the present invention includes a liquid return part 41 so that the liquid separated from the separator 40 can be smoothly returned to the liquefied gas storage tank 10 without injection of a pressurized fluid such as nitrogen.

액체 리턴부(41)는, 세퍼레이터(40)에서 분리된 액체를 액화가스 저장탱크(10)로 리턴하며, 챔버(411), 압력용기(412), 밸브부(413)를 포함하며, 세퍼레이터(40)에서 챔버(411)를 경유해 압력용기(412)로 드레인되는 액체 배출라인(L2)이 마련된다.The liquid return part 41 returns the liquid separated by the separator 40 to the liquefied gas storage tank 10, and includes a chamber 411, a pressure vessel 412, and a valve part 413, and the separator ( A liquid discharge line L2 drained to the pressure vessel 412 via the chamber 411 at 40 is provided.

챔버(411)는, 세퍼레이터(40)의 액체를 전달받는다. 챔버(411)는 세퍼레이터(40)로부터 원활하게 액체를 전달받을 수 있도록 세퍼레이터(40)보다 낮은 위치에 설치될 수 있다. 이때 액체의 전달은 중력에 의하여 이루어질 수 있다.The chamber 411 receives the liquid from the separator 40. The chamber 411 may be installed at a lower position than the separator 40 so as to smoothly receive liquid from the separator 40. At this time, the liquid may be delivered by gravity.

챔버(411)에는 세퍼레이터(40)와 연결되는 제1 압력 조절라인(L30)이 마련되며, 제1 압력 조절라인(L30)은 액체 배출라인(L2)과 별도로 마련되어 있을 수 있다. 후술하겠으나 제1 압력 조절라인(L30)은 챔버(411)로부터 세퍼레이터(40)로 액체의 역류를 방지하기 위한 것이다.The chamber 411 may be provided with a first pressure control line L30 connected to the separator 40, and the first pressure control line L30 may be provided separately from the liquid discharge line L2. Although described later, the first pressure control line L30 is for preventing a reverse flow of liquid from the chamber 411 to the separator 40.

압력용기(412)는, 챔버(411)의 하류에 마련된다. 압력용기(412)는 세퍼레이터(40)보다 낮은 위치, 특히 챔버(411)보다 낮은 위치에 설치될 수 있어서 중력에 의하여 챔버(411)로부터 액체를 전달받을 수 있다.The pressure vessel 412 is provided downstream of the chamber 411. The pressure vessel 412 may be installed at a lower position than the separator 40, particularly lower than the chamber 411, so that the liquid may be delivered from the chamber 411 by gravity.

압력용기(412)는, 챔버(411)의 압력을 높여주기 위한 구성이다. 이를 위해 압력용기(412)와 챔버(411) 사이에는 제2 압력 조절라인(L31)이 마련될 수 있고, 제2 압력 조절라인(L31)은 제1 압력 조절라인(L30)과 마찬가지로 액체 배출라인(L2)과 별도로 마련된다.The pressure vessel 412 is a configuration for increasing the pressure in the chamber 411. To this end, a second pressure control line L31 may be provided between the pressure vessel 412 and the chamber 411, and the second pressure control line L31 is a liquid discharge line similar to the first pressure control line L30. It is provided separately from (L2).

압력용기(412)에는 액체 외에 증발가스가 유입될 수 있으며, 일례로 압축기(20)에서 압축된 증발가스 등이 압력용기(412)로 유입된다. 따라서 압력용기(412)는 챔버(411)의 승압을 위한 내압을 가질 수 있다.In addition to liquid, boil-off gas may be introduced into the pressure vessel 412, for example, boil-off gas compressed by the compressor 20 flows into the pressure vessel 412. Therefore, the pressure vessel 412 may have an internal pressure for boosting the pressure of the chamber 411.

물론 압력용기(412)는 액체를 축적함에 따라 압력이 높아진 상태를 유지할 수 있으므로, 본 발명에서 압력용기(412)로 증발가스가 유입되는 구성은 생략될 수 있다.Of course, since the pressure vessel 412 can maintain a state in which the pressure is increased as the liquid accumulates, the configuration in which the boil-off gas flows into the pressure vessel 412 in the present invention may be omitted.

압력용기(412)에는 액화가스 저장탱크(10)로 액체 리턴라인(L4)이 연결될 수 있으며, 따라서 세퍼레이터(40)에서 분리된 액체는 챔버(411), 압력용기(412)를 거쳐 액화가스 저장탱크(10)로 리턴된다.A liquid return line (L4) may be connected to the pressure vessel 412 to the liquefied gas storage tank 10, and thus, the liquid separated from the separator 40 is stored in the liquefied gas through the chamber 411 and the pressure vessel 412 It is returned to the tank 10.

밸브부(413)는, 세퍼레이터(40), 챔버(411), 압력용기(412) 간의 압력을 조절하여 별도의 가압 유체 없이도 액체의 리턴이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해 밸브부(413)는 액체 배출라인(L2)에서 챔버(411)의 상류와 하류에 각각 마련되는 제1 배출밸브(413a)와 제2 배출밸브(413b), 제1 압력 조절라인(L30)과 제2 압력 조절라인(L31)에 각각 마련되는 제1 압력 조절밸브(413c), 제2 압력 조절밸브(413d)를 포함한다.The valve unit 413 may adjust the pressure between the separator 40, the chamber 411, and the pressure vessel 412 so that the liquid can be smoothly returned without a separate pressurized fluid. To this end, the valve unit 413 includes a first discharge valve 413a and a second discharge valve 413b and a first pressure control line L30 provided respectively upstream and downstream of the chamber 411 in the liquid discharge line L2. ) And a first pressure control valve 413c and a second pressure control valve 413d respectively provided in the second pressure control line L31.

물론 밸브부(413)는 챔버(411) 상하류에서의 액체 흐름과 제1, 2 압력 조절라인(L30, L31)의 유동을 조절할 수 있다면, 위와 다른 조합의 밸브들을 포함할 수도 있다.Of course, the valve unit 413 may include a combination of valves different from the above, as long as the liquid flow up and down the chamber 411 and the flows of the first and second pressure control lines L30 and L31 can be controlled.

밸브부(413)는, 세퍼레이터(40)에서 액체가 분리되면 챔버(411)에서 압력용기(412)로의 흐름을 차단한 상태에서, 세퍼레이터(40)에서 챔버(411)로 액체가 유입되도록 한다. 이를 위해 밸브부(413)는 제2 배출밸브(413b)와 제2 압력 조절밸브(413d)를 닫고 제1 배출밸브(413a)와 제1 압력 조절밸브(413c)를 개방한다.When the liquid is separated from the separator 40, the valve part 413 allows the liquid to flow from the separator 40 to the chamber 411 in a state in which the flow from the chamber 411 to the pressure vessel 412 is blocked. To this end, the valve part 413 closes the second discharge valve 413b and the second pressure control valve 413d and opens the first discharge valve 413a and the first pressure control valve 413c.

다만 제1 배출밸브(413a)의 개방 시 챔버(411)에 존재하는 액체가 세퍼레이터(40)로 역류할 가능성이 있으므로, 제1 배출밸브(413a)는 제1 압력 조절밸브(413c)의 개방 이후에 이루어질 수 있다.However, when the first discharge valve 413a is opened, there is a possibility that the liquid present in the chamber 411 flows back to the separator 40, so that the first discharge valve 413a is after the opening of the first pressure control valve 413c. Can be done in

위와 같은 밸브부(413)의 상태가 유지되면 세퍼레이터(40)에서 챔버(411)로 중력에 의해 액체가 전달되는데, 챔버(411)에 유입되는 액체의 레벨이 기설정값을 넘어서면, 밸브부(413)는 챔버(411)에서 압력용기(412)로의 흐름을 개방할 수 있다.When the state of the valve unit 413 as described above is maintained, the liquid is transferred from the separator 40 to the chamber 411 by gravity. When the level of the liquid flowing into the chamber 411 exceeds a preset value, the valve unit 413 may open the flow from the chamber 411 to the pressure vessel 412.

구체적으로 밸브부(413)는, 제1 배출밸브(413a)와 제1 압력 조절밸브(413c)를 닫고, 제2 배출밸브(413b)와 제2 압력 조절밸브(413d)를 개방한다. Specifically, the valve unit 413 closes the first discharge valve 413a and the first pressure control valve 413c, and opens the second discharge valve 413b and the second pressure control valve 413d.

제2 압력 조절밸브(413d)의 개방으로 인해, 압력용기(412)에 채워져 있던 증발가스가 챔버(411)로 전달되면서 챔버(411)의 내압을 높이게 된다. 이후 챔버(411)의 기압이 압력용기(412)의 기압과 같아지면, 중력에 의하여 제2 배출밸브(413b)를 통해 액체가 챔버(411)에서 압력용기(412)로 전달될 수 있다.Due to the opening of the second pressure control valve 413d, the boil-off gas filled in the pressure vessel 412 is delivered to the chamber 411, thereby increasing the internal pressure of the chamber 411. Thereafter, when the atmospheric pressure of the chamber 411 is equal to the atmospheric pressure of the pressure vessel 412, the liquid may be transferred from the chamber 411 to the pressure vessel 412 through the second discharge valve 413b by gravity.

압력용기(412)는 기본적으로 액화가스 저장탱크(10)보다 높은 내압을 가질 수 있는바, 압력용기(412)에 유입된 액체는 문제없이 원활하게 액화가스 저장탱크(10)로 리턴될 수 있다.The pressure vessel 412 may basically have a higher internal pressure than the liquefied gas storage tank 10, and the liquid introduced into the pressure vessel 412 may be smoothly returned to the liquefied gas storage tank 10 without any problems. .

이와 같이 밸브부(413)는, 액체 배출라인(L2)과 압력 조절라인(L30, L31)의 유동을 제어하여, 세퍼레이터(40)에서 분리된 액체가 챔버(411), 압력용기(412)를 거치면서 별도의 가압 유체 없이도 액화가스 저장탱크(10)로 원활하게 리턴되도록 한다.In this way, the valve part 413 controls the flow of the liquid discharge line L2 and the pressure control lines L30 and L31, so that the liquid separated from the separator 40 passes through the chamber 411 and the pressure vessel 412. While passing through, it is smoothly returned to the liquefied gas storage tank 10 without a separate pressurized fluid.

다시 설명하면 밸브부(413)는, 챔버(411) 상류의 액체 배출라인(L2) 및 세퍼레이터(40)와 챔버(411) 사이의 제1 압력 조절라인(L30)을 개방하고, 챔버(411) 하류의 액체 배출라인(L2) 및 챔버(411)와 압력용기(412) 사이의 제2 압력 조절라인(L31)을 폐쇄하여 세퍼레이터(40)에서 챔버(411)로 액체가 유입되도록 한다.In other words, the valve unit 413 opens the liquid discharge line L2 upstream of the chamber 411 and the first pressure control line L30 between the separator 40 and the chamber 411, and the chamber 411 The downstream liquid discharge line L2 and the second pressure control line L31 between the chamber 411 and the pressure vessel 412 are closed to allow liquid to flow from the separator 40 to the chamber 411.

이후 밸브부(413)는, 챔버(411) 내의 액체 레벨이 기설정값을 넘어서면(또는 챔버(411)로의 액체 전달시간이 일정시간을 경과하면), 챔버(411) 상류의 액체 배출라인(L2) 및 세퍼레이터(40)와 챔버(411) 사이의 제1 압력 조절라인(L30)을 폐쇄하고, 챔버(411) 하류의 액체 배출라인(L2) 및 챔버(411)와 압력용기(412) 사이의 제2 압력 조절라인(L31)을 개방하여 챔버(411)에서 액체가 압력용기(412)로 드레인되도록 할 수 있다.Thereafter, the valve unit 413, when the liquid level in the chamber 411 exceeds a preset value (or when the liquid delivery time to the chamber 411 passes a predetermined time), the liquid discharge line upstream of the chamber 411 ( L2) and the first pressure control line (L30) between the separator 40 and the chamber 411 is closed, and between the liquid discharge line (L2) downstream of the chamber 411 and the chamber 411 and the pressure vessel 412 By opening the second pressure control line (L31) of the liquid can be drained from the chamber 411 to the pressure vessel 412.

특히 압력용기(412)의 기압이 챔버(411)의 압력보다 높은 경우에도, 밸브부(413)가 챔버(411) 하류의 액체 배출라인(L2) 및 제2 압력 조절라인(L31)을 개방하면, 개방된 제2 압력 조절라인(L31)에 따라 압력용기(412)에서 챔버(411)로 증발가스가 유입될 수 있고, 이를 통해 챔버(411)의 내압이 상승하면서 챔버(411)에서 액체가 압력용기(412)로 드레인된다.In particular, even when the air pressure of the pressure vessel 412 is higher than the pressure of the chamber 411, when the valve part 413 opens the liquid discharge line L2 and the second pressure control line L31 downstream of the chamber 411 , Boil-off gas may be introduced from the pressure vessel 412 to the chamber 411 according to the opened second pressure control line L31, through which the internal pressure of the chamber 411 increases, and the liquid from the chamber 411 It is drained into the pressure vessel 412.

이후 챔버(411)로부터의 드레인이 기설정량 이루어지면(일례로 챔버(411) 내의 액체 레벨이 기설정값 이하가 되거나 드레인이 일정시간을 경과하면), 제2 배출밸브(413b)와 제2 압력 조절밸브(413d)가 닫히면서 챔버(411) 하류의 액체 배출라인(L2) 및 챔버(411)와 압력용기(412) 사이의 제2 압력 조절라인(L31)이 폐쇄된다. Thereafter, when a predetermined amount of drain from the chamber 411 is achieved (for example, when the liquid level in the chamber 411 becomes less than the preset value or the drain has elapsed for a predetermined time), the second discharge valve 413b and the second pressure As the control valve 413d is closed, the liquid discharge line L2 downstream of the chamber 411 and the second pressure control line L31 between the chamber 411 and the pressure vessel 412 are closed.

또한 제1 배출밸브(413a)와 제1 압력 조절밸브(413c)는 열리면서 챔버(411) 상류의 액체 배출라인(L2) 및 세퍼레이터(40)와 챔버(411) 사이의 제1 압력 조절라인(L30)은 개방되어, 챔버(411)와 세퍼레이터(40)의 압력이 동일하게 조절될 수 있다. In addition, while the first discharge valve 413a and the first pressure control valve 413c are open, the liquid discharge line L2 upstream of the chamber 411 and the first pressure control line L30 between the separator 40 and the chamber 411 are opened. ) Is open, and the pressure of the chamber 411 and the separator 40 can be equally adjusted.

따라서 세퍼레이터(40)에서 챔버(411)로 액체의 유입이 다시 이루어지게 된다. 이와 같이 본 실시예는, 세퍼레이터(40)에서 분리된 액체가 별도의 질소 공급 없이 챔버(411), 압력용기(412)를 거쳐 액화가스 저장탱크(10)로 리턴되도록 하여, 불필요한 구성의 부가를 막고 시스템 운영 효율을 높일 수 있다.Accordingly, the liquid flows from the separator 40 to the chamber 411 again. As described above, in this embodiment, the liquid separated from the separator 40 is returned to the liquefied gas storage tank 10 through the chamber 411 and the pressure vessel 412 without additional nitrogen supply, thereby adding unnecessary components. It can prevent and increase system operation efficiency.

액화기(50)는, 압축된 증발가스를 액화한다. 액화기(50)는 제한되지 않는 다양한 냉매를 이용하여 증발가스를 냉각할 수 있으며, 일례로 냉매는 질소, 액화가스, 혼합냉매 등일 수 있다.The liquefier 50 liquefies the compressed boil-off gas. The liquefier 50 may cool the boil-off gas using various unrestricted refrigerants, and for example, the refrigerant may be nitrogen, liquefied gas, mixed refrigerant, or the like.

액화기(50)에 의해 액화된 증발가스는 액상으로 액화가스 저장탱크(10)로 리턴될 수 있다. 따라서 액화가스 저장탱크(10) 내에서 증발가스가 발생하더라도, 증발가스는 배출 및 액화 후 리턴됨에 따라 액화가스 저장탱크(10)의 내압은 안정적인 수준을 유지할 수 있다.The boil-off gas liquefied by the liquefier 50 may be returned to the liquefied gas storage tank 10 in a liquid state. Therefore, even if boil-off gas is generated in the liquefied gas storage tank 10, the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 can be maintained at a stable level as the boil-off gas is discharged and returned after being liquefied.

다만 액화기(50)로 유입되는 증발가스는 비등점을 높이기 위해 압축된 상태일 수 있는바, 액화기(50)와 액화가스 저장탱크(10) 사이에는 증발가스를 감압하는 밸브(부호 도시하지 않음)가 마련될 수 있다.However, the boil-off gas flowing into the liquefier 50 may be in a compressed state to increase the boiling point, and a valve for reducing the boil-off gas between the liquefier 50 and the liquefied gas storage tank 10 (not shown) ) Can be provided.

물론 액화가스 저장탱크(10)의 내부 부피를 고려할 때, 별도의 감압 없이 증발가스가 리턴되더라도 액화가스 저장탱크(10) 내에서 자연스럽게 감압될 수 있으므로, 감압밸브는 마련되지 않을 수 있다.Of course, when considering the internal volume of the liquefied gas storage tank 10, even if the boil-off gas is returned without a separate decompression, the pressure reducing valve may not be provided because the pressure can be naturally reduced in the liquefied gas storage tank 10.

기액분리기(60)는, 액화된 증발가스를 기액분리한다. 액화기(50)가 질소 등을 이용하여 증발가스를 액화한다 하더라도, 증발가스에 포함된 비등점이 매우 낮은 질소 등은 기체 상태로 잔류해 있을 수 있다.The gas-liquid separator 60 gas-liquid separates the liquefied boil-off gas. Even if the liquefier 50 liquefies the boil-off gas using nitrogen or the like, nitrogen or the like contained in the boil-off gas with a very low boiling point may remain in a gaseous state.

따라서 기액분리기(60)는 액화기(50)를 거쳐 유입된 증발가스 중 기체 상태로 남아있는 물질을 걸러낼 수 있으며, 이때 기체 상태의 물질은 플래시 가스(flash gas)로 지칭된다.Accordingly, the gas-liquid separator 60 can filter out the material remaining in the gaseous state among the boil-off gas introduced through the liquefier 50, and the gaseous material is referred to as flash gas.

플래시 가스는 질소를 포함하고 있지만 여전히 발열량이 있는 성분을 포함하는 것이고, 또한 저온 상태이므로 재활용이 바람직하다. 따라서 플래시 가스는 기액분리기(60)에서 배출되어 압축기(20) 상류로 유입될 수 있고, 또는 예냉기(30)로 유입될 수 있다.The flash gas contains nitrogen but still contains a component that has a calorific value, and is preferably recycled because it is in a low temperature state. Accordingly, the flash gas may be discharged from the gas-liquid separator 60 and introduced upstream of the compressor 20 or may be introduced into the precooler 30.

기액분리기(60)에서 액화가스 저장탱크(10)로는 액체 리턴라인(L4)이 마련된다. 액체 리턴라인(L4)을 따라 액상의 증발가스가 액화가스 저장탱크(10)로 유입될 수 있다.In the gas-liquid separator 60, a liquid return line L4 is provided as the liquefied gas storage tank 10. A liquid boil-off gas may flow into the liquefied gas storage tank 10 along the liquid return line L4.

액체 리턴라인(L4)에는 액체 전달라인(L5)이 분기될 수 있으며, 액체 전달라인(L5)은 예냉기(30)로 연결된다. 따라서 액화기(50)에 의해 액화되고 기액분리된 증발가스가 예냉기(30)에서 증발가스 냉각에 사용될 수 있다.The liquid delivery line L5 may be branched to the liquid return line L4, and the liquid delivery line L5 is connected to the precooler 30. Accordingly, the boil-off gas liquefied by the liquefier 50 and separated by gas-liquid may be used for cooling the boil-off gas in the pre-cooler 30.

이와 같이 본 실시예는, 예냉 후 세퍼레이터(40)에서 분리되는 액체가 질소의 주입 없이도 챔버(411)와 압력용기(412)를 통해 액화가스 저장탱크(10)로 원활하게 리턴되므로, 구성을 간소화하고 불필요한 열침투를 방지할 수 있다.As described above, in this embodiment, since the liquid separated from the separator 40 after precooling is smoothly returned to the liquefied gas storage tank 10 through the chamber 411 and the pressure vessel 412 without injection of nitrogen, the configuration is simplified. And prevent unnecessary heat penetration.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 본 실시예가 앞선 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략한 부분은 앞선 내용으로 갈음한다. 이는 이하에서 후술하는 다른 실시예들에서도 마찬가지임을 알려둔다.Hereinafter, the present embodiment will be mainly described in terms of differences from the previous embodiment, and parts omitted from description will be replaced with the previous content. Note that this is the same in other embodiments described below.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템(1)은, 앞선 실시예와 달리 기액분리기(60)를 생략하고 압력용기(412)가 기액분리기(60)의 역할을 수행한다.Referring to FIG. 2, in the boil-off gas cooling system 1 according to the second embodiment of the present invention, unlike the previous embodiment, the gas-liquid separator 60 is omitted and the pressure container 412 serves as the gas-liquid separator 60. Perform.

즉 본 실시예에서 압력용기(412)는, 압축기(20)에서 압축되고 액화기(50)에서 액화된 증발가스를 전달받을 수 있다. 다만 압력용기(412)는 챔버(411)의 압력 상승을 구현하는 역할을 수행하여야 하므로, 압력용기(412)는 내부에 유입된 액화 증발가스가 자연 기화되면서 내압이 다소 상승하는 것을 허용할 수 있다.That is, in this embodiment, the pressure vessel 412 may receive the boil-off gas compressed by the compressor 20 and liquefied by the liquefier 50. However, since the pressure vessel 412 must perform a role of increasing the pressure of the chamber 411, the pressure vessel 412 may allow the internal pressure to slightly increase as the liquefied boil-off gas introduced therein is naturally evaporated. .

따라서 압력용기(412)는 액화된 증발가스 중 적어도 일부를, 세퍼레이터(40)에서 분리된 액체의 리턴에 사용할 수 있고, 나머지는 액체 리턴라인(L4)을 통해 액화가스 저장탱크(10)로 리턴할 수 있다.Accordingly, the pressure vessel 412 can use at least a portion of the liquefied boil-off gas to return the liquid separated from the separator 40, and the rest is returned to the liquefied gas storage tank 10 through the liquid return line (L4). can do.

압력용기(412)에는 액화가스 저장탱크(10)로부터 액화가스 공급라인(L8)이 연결될 수 있으며, 액체 리턴라인(L4)에는 수요처(100)로 연결되는 액화가스 공급라인(L8)이 분기될 수 있다.A liquefied gas supply line L8 may be connected from the liquefied gas storage tank 10 to the pressure vessel 412, and a liquefied gas supply line L8 connected to the customer 100 may be branched to the liquid return line L4. I can.

이때 수요처(100)는, 증발가스 공급라인(L6)이 연결되는 수요처(100)와 동일하거나 혹은 상이한 것일 수 있는데, 일례로 액화가스 공급라인(L8)이 연결되는 수요처(100)는 메인엔진일 수 있고, 증발가스 공급라인(L6)이 연결되는 수요처(100)는 발전엔진, GCU 등일 수 있다.At this time, the customer 100 may be the same as or different from the customer 100 to which the boil-off gas supply line L6 is connected. For example, the customer 100 to which the liquefied gas supply line L8 is connected is the main engine. In addition, the demand destination 100 to which the boil-off gas supply line L6 is connected may be a power generation engine or a GCU.

본 실시예는 메인엔진인 수요처(100)의 가동을 보장하기 위해, 압력용기(412)에 유입되는 증발가스의 유량이 부족할 경우를 대비하여 액화가스가 압력용기(412)에 보충될 수 있다. 즉 액화된 증발가스 및 액화가스가 압력용기(412)에서 혼합되어 수요처(100)로 전달될 수 있다.In this embodiment, in order to ensure the operation of the main engine, the customer 100, liquefied gas may be supplemented to the pressure container 412 in case the flow rate of the boil-off gas flowing into the pressure container 412 is insufficient. That is, the liquefied boil-off gas and the liquefied gas may be mixed in the pressure vessel 412 and delivered to the customer 100.

액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 모두 액화가스와 혼합하여 수요처(100)로 공급하게 되면, 증발가스의 발생량이 증가함에 따라 액화가스의 소비량이 줄어들게 되므로, 에너지 소비효율이 좋아질 수 있다.When all the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10 is mixed with the liquefied gas and supplied to the customer 100, the consumption of the liquefied gas decreases as the amount of boil-off gas is increased, so that energy consumption efficiency can be improved. have.

다만 증발가스를 액화가스와 함께 연료로만 사용할 때 증발가스 발생량이 부족한 경우에는 에너지 소비효율이 좋지 않게 되는 문제가 있다.However, when the boil-off gas is used only as a fuel with the liquefied gas, there is a problem in that the energy consumption efficiency is deteriorated when the amount of boil-off gas is insufficient.

이에 반해 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 모두 재액화하고 액화가스만 수요처(100)로 공급하게 되면, 증발가스의 발생량과 무관하게 에너지 소비효율은 비교적 일정한 값을 갖게 된다.On the other hand, if all the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10 is re-liquefied and only the liquefied gas is supplied to the customer 100, the energy consumption efficiency has a relatively constant value regardless of the amount of boil-off gas generated.

다만 이 경우 증발가스의 항시 재액화를 위해 냉매를 사용해야 하므로 에너지가 다소 낭비될 수 있다는 문제가 있고, 증발가스 발생량이 많으면 많은 양의 냉매를 냉각해야 하므로 증발가스를 연료로 공급하는 경우보다 에너지 소비효율이 나빠지게 된다.However, in this case, there is a problem that some energy may be wasted because a refrigerant must be used to re-liquefy the evaporated gas at all times, and if the amount of evaporated gas is large, a large amount of refrigerant must be cooled. Efficiency becomes worse.

본 실시예는 증발가스를 전량 연료로 사용하는 경우와, 증발가스를 전량 재액화하는 경우에서의 에너지 소비효율을 고려하여, 증발가스를 재액화하면서도 재액화된 증발가스를 연료로 공급할 수 있도록 하고, 연료로 공급되는 증발가스에 액화가스를 혼합할 수 있도록 한다.In this embodiment, in consideration of energy consumption efficiency in the case of using all of the boil-off gas as fuel and the case of re-liquefying all of the boil-off gas, it is possible to supply the re-liquefied boil-off gas as fuel while re-liquefying the boil-off gas. , Make it possible to mix liquefied gas with the boil-off gas supplied as fuel.

이를 통해 본 실시예는, 증발가스 발생량이 (수요처 요구량보다) 적으면 증발가스를 재액화하고 액화가스를 주로 연료로 공급하여(액화가스와 증발가스를 혼합 공급) 에너지 소비효율을 높일 수 있고, 반대로 증발가스 발생량이 (수요처 요구량보다) 많으면 증발가스를 주로 연료로 공급하여(액화가스의 연료 공급은 중단 가능) 에너지 소비효율을 높일 수 있다.Through this, in the present embodiment, when the amount of boil-off gas is less (than the demanded amount), the boil-off gas is re-liquefied and the liquefied gas is mainly supplied as fuel (a mixture of liquefied gas and boil-off gas is supplied) to increase energy consumption efficiency, On the contrary, if the amount of boil-off gas is greater (than the demanded amount), it is possible to increase energy consumption efficiency by supplying the boil-off gas mainly as fuel (the supply of liquefied gas can be stopped).

이때 증발가스 발생량은 액화가스 저장탱크(10)에 마련된 압력계나 증발가스 액화라인(L1)에 마련되는 유량계 등에 의해 측정될 수 있고 수요처(100)의 요구량은 선박의 운항 제어 시스템에서 설정되는 선속, 엔진부하 등을 통해 확인될 수 있음은 자명하다. At this time, the amount of boil-off gas generated may be measured by a pressure gauge provided in the liquefied gas storage tank 10 or a flow meter provided in the boil-off gas liquefaction line L1, and the required amount of the customer 100 is the ship speed set in the ship's operation control system, It is obvious that it can be confirmed through engine load, etc.

위와 같이 수요처(100)로 액화가스 등을 공급하는 내용은, 액화된 증발가스가 압력용기(412)로 유입되는 다른 실시예 등에도 동일하게 적용될 수 있음을 알려둔다. 다만 제1 실시예의 경우 액화가스 공급라인(L8)은 액화가스 저장탱크(10)에서 기액분리기(60)에 연결되거나 기액분리기(60)에서 수요처로 연결될 수 있을 것이다.It is noted that the content of supplying liquefied gas to the customer 100 as described above can be equally applied to other embodiments in which the liquefied boil-off gas is introduced into the pressure vessel 412. However, in the case of the first embodiment, the liquefied gas supply line L8 may be connected from the liquefied gas storage tank 10 to the gas-liquid separator 60 or from the gas-liquid separator 60 to a customer.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a third embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템(1)의 경우 챔버(411) 하류에 연결되는 액체 배출라인(L2)의 위치가 상이할 수 있다.Referring to FIG. 3, in the case of the boil-off gas cooling system 1 according to the third exemplary embodiment of the present invention, the position of the liquid discharge line L2 connected to the downstream of the chamber 411 may be different.

앞선 도 2에서 설명한 실시예의 경우, 액체 배출라인(L2)은 세퍼레이터(40)에서 챔버(411)를 경유해 압력용기(412)로 연결되며, 밸브부(413)는 챔버(411) 내의 액체 레벨이 기설정값을 넘어서면 챔버(411)와 압력용기(412)의 압력을 동일하게 조절할 수 있다.In the case of the embodiment described in FIG. 2 above, the liquid discharge line L2 is connected from the separator 40 to the pressure vessel 412 via the chamber 411, and the valve part 413 is the liquid level in the chamber 411. When this preset value is exceeded, the pressure in the chamber 411 and the pressure vessel 412 can be equally adjusted.

반면 본 실시예의 경우, 액체 배출라인(L2)은 세퍼레이터(40)에서 챔버(411)를 경유하고 압력용기(412)를 우회하여 액체 리턴라인(L4)으로 연결된다. 따라서 본 실시예의 밸브부(413)는, 챔버(411)와 압력용기(412)의 압력을 동일하게 조절하는 대신, 챔버(411)에서 액체 리턴라인(L4)으로 액체가 원활히 배출될 수 있도록, 압력용기(412)로부터 챔버(411)로 증발가스의 전달을 구현할 수 있다.On the other hand, in the case of the present embodiment, the liquid discharge line L2 is connected to the liquid return line L4 from the separator 40 via the chamber 411 and bypassing the pressure vessel 412. Therefore, the valve unit 413 of this embodiment, instead of equally controlling the pressures of the chamber 411 and the pressure vessel 412, so that the liquid can be smoothly discharged from the chamber 411 to the liquid return line L4, It is possible to implement the delivery of the boil-off gas from the pressure vessel 412 to the chamber 411.

본 실시예에서 압력용기(412)는, 액화된 증발가스를 전달받아 액화가스 저장탱크(10)로 전달해준다는 점에서 기액분리기(60)로 대체될 수 있다. 즉 본 실시예는 압력용기(412)를 생략하고 기액분리기(60)를 압력용기(412)로서 활용하는 발명으로도 해석될 수 있다.In this embodiment, the pressure vessel 412 may be replaced with a gas-liquid separator 60 in that it receives the liquefied boil-off gas and delivers it to the liquefied gas storage tank 10. That is, this embodiment can be interpreted as an invention in which the pressure vessel 412 is omitted and the gas-liquid separator 60 is used as the pressure vessel 412.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a fourth embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템(1)은, 액체 리턴부(41)를 생략할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 예냉기(30)는 기액분리기(60)에서 분리되는 액상의 증발가스를 이용하여 증발가스를 냉각할 수 있다.Referring to FIG. 4, in the boil-off gas cooling system 1 according to the fourth exemplary embodiment of the present invention, the liquid return part 41 may be omitted. As mentioned above, the pre-cooler 30 may cool the boil-off gas using the liquid boil-off gas separated by the gas-liquid separator 60.

이 경우 예냉기(30)는, 액화가스를 대신하여 헤비카본의 비율이 없거나 적은 액상 증발가스를 이용하여 증발가스를 냉각하게 되므로, 예냉된 후 세퍼레이터(40)로 유입된 증발가스에는, 액체 상태의 헤비카본이 (거의) 없을 수 있다.In this case, the pre-cooler 30 cools the boil-off gas using a liquid boil-off gas having no or a small proportion of heavy carbon in place of the liquefied gas, so that the boil-off gas flowing into the separator 40 after pre-cooling is in a liquid state. May be (almost) free of heavy carbon.

따라서 본 실시예에서 세퍼레이터(40)는, 액체를 분리하되 배출하지 않고 저장하도록 마련될 수 있으며, 세퍼레이터(40)로부터 액체를 전달받는 챔버(411)나 압력용기(412)가 생략될 수 있다.Accordingly, in the present embodiment, the separator 40 may be provided to separate the liquid but store the liquid without discharging, and the chamber 411 or the pressure vessel 412 receiving the liquid from the separator 40 may be omitted.

또한 본 실시예는, 세퍼레이터(40)도 생략될 수 있다. 이는 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되는 증발가스에 이미 헤비카본이 (거의) 포함되어 있지 않으므로, 액화된 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)에서 배출된 증발가스와 혼합하는 예냉기(30)에서 역시, 액체의 헤비카본이 존재하지 않을 수 있는바, 압축기(20)로 유입되는 물질은 기체 상태의 메탄과 질소 뿐일 수 있다.In addition, in this embodiment, the separator 40 may also be omitted. This is because the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank 10 does not already contain (almost) heavy carbon, a pre-cooler 30 that mixes the liquefied boil-off gas with the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank 10. In ), too, the liquid heavy carbon may not be present, and the substances flowing into the compressor 20 may be only gaseous methane and nitrogen.

따라서 본 실시예는, 예냉 후 압축기(20)로 유입되는 증발가스에 대해, 액체를 분리하는 구성 및 공정 자체가 생략될 수도 있다.Accordingly, in the present embodiment, the configuration and process of separating the liquid from the boil-off gas flowing into the compressor 20 after precooling may be omitted.

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.5 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a fifth embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템(1)은, 열교환기(70), 펌프(80)를 더 포함한다.5, the boil-off gas cooling system 1 according to the fifth embodiment of the present invention further includes a heat exchanger 70 and a pump 80.

참고로 본 실시예에서 증발가스는, 후술할 열교환기(70)에서 냉각된 후 압축기(20)에서 압축되고, 액화기(50)에서 액화된 뒤 기액분리기(60)를 거쳐 액화가스 저장탱크(10)로 리턴될 수 있다.For reference, in this embodiment, the boil-off gas is cooled in a heat exchanger 70 to be described later, compressed in a compressor 20, liquefied in a liquefier 50, and then passed through a gas-liquid separator 60 to a liquefied gas storage tank ( 10) can be returned.

열교환기(70)는, 압축기(20)의 상류에서 증발가스를 냉각한다. 열교환기(70)는 앞선 실시예에서의 예냉기(30)와 유사하게 압축기(20)로 유입되는 증발가스를 냉각할 수 있는데, 다만 본 실시예의 열교환기(70)는 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되어 수요처(100)로 전달되는 액화가스를 이용하여 증발가스를 냉각할 수 있다.The heat exchanger 70 cools the boil-off gas upstream of the compressor 20. The heat exchanger 70 may cool the boil-off gas flowing into the compressor 20 similar to the pre-cooler 30 in the previous embodiment, except that the heat exchanger 70 of this embodiment is a liquefied gas storage tank 10 ) It is possible to cool the boil-off gas using the liquefied gas that is discharged from and delivered to the customer 100.

본 실시예의 기액분리기(60)는 액화된 증발가스 뿐만 아니라, 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되는 액화가스도 액화가스 배출라인(L7)을 따라 유입될 수 있다. 이때 액체 일부는 액체 리턴라인(L4)을 통해 액화가스 저장탱크(10)로 리턴되며, 또한 액체 일부는 액체 리턴라인(L4)에서 분기되어 수요처(100)로 연결되는 액화가스 공급라인(L8)을 통해 수요처(100)로 전달될 수 있다.In the gas-liquid separator 60 of this embodiment, not only the liquefied boil-off gas but also the liquefied gas discharged from the liquefied gas storage tank 10 may be introduced along the liquefied gas discharge line L7. At this time, part of the liquid is returned to the liquefied gas storage tank 10 through the liquid return line (L4), and a part of the liquid is branched from the liquid return line (L4) and connected to the customer 100 by a liquefied gas supply line (L8). It can be delivered to the customer 100 through.

즉 기액분리기(60)에서 분리된 액체는, 액화가스 저장탱크(10)로 리턴되거나 수요처(100)로 공급될 수 있으며, 이때 수요처(100)로 공급되는 액체는 열교환기(70)에서 증발가스의 냉각에 사용된다.That is, the liquid separated by the gas-liquid separator 60 may be returned to the liquefied gas storage tank 10 or supplied to the customer 100, and at this time, the liquid supplied to the customer 100 is a boil-off gas from the heat exchanger 70. Used for cooling of.

열교환기(70)로 전달되는 액체는 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되어 기액분리기(60)에 유입된 액화가스일 수 있으며, 또한 액화기(50)에서 액화되어 기액분리기(60)에 유입된 증발가스일 수 있다. 따라서 열교환기(70)는, 수요처(100)로 전달되는 액화가스 및 기액분리기(60)에서 분리된 액상의 증발가스를 이용하여 증발가스를 냉각할 수 있다.The liquid delivered to the heat exchanger 70 may be a liquefied gas discharged from the liquefied gas storage tank 10 and introduced into the gas-liquid separator 60, and also liquefied in the liquefier 50 and introduced into the gas-liquid separator 60. It may be an evaporated gas. Accordingly, the heat exchanger 70 may cool the boil-off gas using the liquefied gas delivered to the customer 100 and the liquid boil-off gas separated by the gas-liquid separator 60.

액화가스 저장탱크(10)에서 압축기(20)를 경유한 증발가스는 증발가스 공급라인(L6)을 따라 수요처(100)로 공급될 수 있는데, 기액분리기(60)에서 분리된 기체는 앞서 언급한 플래시 가스로서, 증발가스 공급라인(L6)에서 압축기(20)의 상류에 혼합된다. The boil-off gas from the liquefied gas storage tank 10 via the compressor 20 can be supplied to the customer 100 along the boil-off gas supply line (L6), and the gas separated by the gas-liquid separator 60 is As flash gas, it is mixed upstream of the compressor 20 in the boil-off gas supply line L6.

이를 위해 기액분리기(60)에서 증발가스 공급라인(L6)으로는 기체 혼합라인(L9)이 마련될 수 있다. 초기 거동 시나 증발가스 온도가 높거나 수요처(100)로 공급되는 액화가스의 유량이 적을 경우 등에는, 압축기(20) 후단압력을 충분히 높이지 못해 액화가 일부 되지 못함에 따라, 기액분리기(60)에는 액체와 플래시 가스가 혼재하는 two phase 상태가 되는데, 이때 플래시 가스의 온도는 기액분리기(60) 압력의 포화 온도가 된다. To this end, in the gas-liquid separator 60, a gas mixing line L9 may be provided as the boil-off gas supply line L6. In the case of initial behavior or when the temperature of the boil-off gas is high or the flow rate of the liquefied gas supplied to the customer 100 is low, etc., the pressure at the rear end of the compressor 20 is not sufficiently increased, so that the liquefaction cannot be partially performed, the gas-liquid separator 60 There is a two-phase state in which a liquid and a flash gas are mixed, and the temperature of the flash gas is the saturation temperature of the pressure of the gas-liquid separator 60.

따라서 플래시 가스는 압축기(20)로 유입되는 온도보다 낮을 수 있으므로, 본 실시예는 플래시 가스를 압축기(20) 상류에 합류시켜서 압축기(20)로 유입되는 증발가스의 온도를 더 낮출 수 있으며, 이로 인해 얻게되는 압축기(20) 후단압력 증가 및 액화효율 향상 효과는 앞서 설명한 바와 같다.Therefore, since the flash gas may be lower than the temperature introduced into the compressor 20, in this embodiment, the temperature of the boil-off gas flowing into the compressor 20 can be lowered further by joining the flash gas upstream of the compressor 20. The effect of increasing the pressure at the rear end of the compressor 20 and improving the liquefaction efficiency obtained by the compressor 20 is as described above.

다만 본 실시예는, 증발가스 공급라인(L6)에서 기체 혼합라인(L9)이 연결되는 지점과 열교환기(70) 사이에서 보조 압축기(도시하지 않음)를 더 구비할 수 있으며, 따라서 증발가스는 기체가 혼합되면서 냉각되고, 보조 압축기에서 1차 압축, 열교환기(70)에서 냉각, 압축기(20)에서 2차 압축된 뒤 수요처(100)로 공급되거나 액화기(50)로 액화될 수 있다.However, in this embodiment, an auxiliary compressor (not shown) may be further provided between the point where the gas mixing line L9 is connected in the boil-off gas supply line L6 and the heat exchanger 70, and thus the boil-off gas is The gas may be cooled while being mixed, and may be first compressed in an auxiliary compressor, cooled in a heat exchanger 70, second compressed in a compressor 20, and then supplied to a customer 100 or liquefied in a liquefier 50.

펌프(80)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 기액분리기(60)를 경유한 액화가스를 가압한다. 펌프(80)는 왕복동식 펌프(80) 등일 수 있으며, 기액분리기(60)에서 액체 리턴라인(L4) 및 액화가스 공급라인(L8)을 따라 열교환기(70)로 전달되는 액화가스(및 액화 증발가스)를 수요처(100)의 요구압력까지 가압할 수 있다.The pump 80 pressurizes the liquefied gas via the gas-liquid separator 60 in the liquefied gas storage tank 10. The pump 80 may be a reciprocating pump 80 or the like, and liquefied gas (and liquefied gas) transferred from the gas-liquid separator 60 to the heat exchanger 70 along the liquid return line L4 and the liquefied gas supply line L8 The boil-off gas) can be pressurized to the required pressure of the customer 100.

펌프(80)는 액화가스 공급라인(L8)에서 열교환기(70)의 상류에 마련될 수 있으므로, 열교환기(70)는 펌프(80) 하류의 액화가스를 이용하여 증발가스를 냉각할 수 있다. 다만 이 경우 펌프(80)로 가압된 액화가스의 온도가 높아지기 때문에, 열교환기(70)에서의 증발가스 예냉이 충분히 이루어지지 못할 수도 있다.Since the pump 80 can be provided upstream of the heat exchanger 70 in the liquefied gas supply line L8, the heat exchanger 70 can cool the boil-off gas using the liquefied gas downstream of the pump 80. . However, in this case, since the temperature of the liquefied gas pressurized by the pump 80 increases, precooling of the boil-off gas in the heat exchanger 70 may not be sufficiently performed.

이를 해결하기 위해 이하 제6 실시예에서는, 앞서 설명한 것과 유사한 예냉기(30)를 더 포함할 수 있다. 이하에서 후술한다.In order to solve this problem, in the sixth embodiment below, a precooler 30 similar to that described above may be further included. It will be described later below.

도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.6 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a sixth embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템(1)은, 도 5에서의 제5 실시예와 대비할 때 예냉기(30), 세퍼레이터(40)를 더 포함한다.Referring to FIG. 6, the boil-off gas cooling system 1 according to the sixth embodiment of the present invention further includes a precooler 30 and a separator 40 as compared to the fifth embodiment of FIG. 5.

예냉기(30)는, 앞선 제1 실시예 등에서 설명한 것과 유사하나, 다만 본 실시예의 예냉기(30)는 액화된 증발가스 외에도 액화가스를 함께 활용할 수 있다. 이 경우 예냉기(30)는 열교환기(70)와 압축기(20) 사이에 마련되며 수요처(100)로 전달되는 액화가스를 혼합하여 증발가스를 냉각할 수 있고, 구체적으로 예냉기(30)는, 펌프(80) 상류의 액화가스를 혼합하여 증발가스를 냉각한다.The precooler 30 is similar to that described in the first embodiment, etc., except that the precooler 30 of this embodiment may utilize liquefied gas in addition to the liquefied boil-off gas. In this case, the pre-cooler 30 is provided between the heat exchanger 70 and the compressor 20 and may cool the boil-off gas by mixing the liquefied gas delivered to the customer 100. Specifically, the pre-cooler 30 is , The liquefied gas upstream of the pump 80 is mixed to cool the boil-off gas.

예냉기(30) 하류에 마련되는 세퍼레이터(40)는 예냉된 증발가스에서 액체를 분리해낼 수 있다. 예냉기(30)에 액화가스가 혼합되면 헤비카본이 세퍼레이터(40)에서 액체로 분리될 수 있으므로, 세퍼레이터(40)에는 앞서 설명한 액체 리턴부(41)가 구비될 수 있다.The separator 40 provided downstream of the precooler 30 may separate the liquid from the precooled boil-off gas. When the liquefied gas is mixed in the precooler 30, the heavy carbon may be separated into liquid in the separator 40, and thus the liquid return part 41 described above may be provided in the separator 40.

다만 본 실시예는 증발가스를 열교환기(70)로 1차 냉각하게 되며, 액화가스가 수요처(100)로 공급됨에 따라 예냉기(30)로 전달되는 액화가스의 유량이 제1 실시예 등과 대비할 때 적을 수 있으므로, 압축기(20)나 액화기(50)의 용량을 줄일 수 있다.However, in this embodiment, the boil-off gas is first cooled by the heat exchanger 70, and as the liquefied gas is supplied to the customer 100, the flow rate of the liquefied gas delivered to the precooler 30 is compared with the first embodiment. Since it may be less, it is possible to reduce the capacity of the compressor 20 or the liquefier 50.

이와 같이 본 실시예는, 수요처(100)로 공급되는 액화가스 및 액화된 증발가스를 이용하여 압축기(20) 상류에서 증발가스를 냉각함으로써, 압축 효율을 높여 액화 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, in this embodiment, by cooling the boil-off gas upstream of the compressor 20 using the liquefied gas and the liquefied boil-off gas supplied to the customer 100, the compression efficiency can be improved and the liquefaction performance can be improved.

도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템의 개념도이다.7 is a conceptual diagram of a boil-off gas cooling system according to a seventh embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 증발가스 냉각 시스템(1)은, 압축기(20), 예냉기(30), 액화기(50)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the boil-off gas cooling system 1 according to the seventh embodiment of the present invention includes a compressor 20, a precooler 30, and a liquefier 50.

압축기(20)는, 제1 압축기(21)와 제2 압축기(22)를 포함한다. 제1 압축기(21)는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 압축하며, 제2 압축기(22)는 제1 압축기(21)와 다른 구동원으로 구동하고 제1 압축기(21)에서 압축된 증발가스를 추가로 압축한다. 즉 제1 압축기(21)와 제2 압축기(22)는 증발가스 액화라인(L1) 상에 직렬로 배치된다.The compressor 20 includes a first compressor 21 and a second compressor 22. The first compressor 21 compresses the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10, and the second compressor 22 is driven by a driving source different from the first compressor 21 and compressed in the first compressor 21. The resulting boil-off gas is further compressed. That is, the first compressor 21 and the second compressor 22 are arranged in series on the boil-off gas liquefaction line L1.

제1 압축기(21)는, 기설정값 이하의 설계 압력을 갖고, 제2 압축기(22)는 기설정값 이상의 설계 압력을 가질 수 있다. 이때 기설정값이라 함은 발전엔진의 요구압력(10bar 미만)과 재액화에 적합한 압력(20bar 내외)을 구분하는 값일 수 있고, 또는 메인엔진의 요구압력(20bar 내외)과 발전엔진의 요구압력을 구분하는 값일 수 있으며, 일례로 10bar 내외일 수 있다.The first compressor 21 may have a design pressure less than or equal to a preset value, and the second compressor 22 may have a design pressure greater than or equal to the preset value. At this time, the preset value may be a value that distinguishes between the required pressure of the power generation engine (less than 10 bar) and the pressure suitable for reliquefaction (within 20 bar), or the required pressure of the main engine (within 20 bar) and the required pressure of the power generation engine. It may be a distinguishing value, and for example, it may be around 10 bar.

따라서 제1 압축기(21)에서 압축된 증발가스의 압력은 발전엔진이나 GCU 등의 수요처(100)에 적합한 압력일 수 있고, 제2 압축기(22)에서 압축된 증발가스의 압력은 재액화에 적합한 압력이나 메인엔진 등의 수요처(100)에 적합한 압력일 수 있다. 증발가스 액화라인(L1)에서 제1 압축기(21) 하류에는 발전엔진 등의 수요처(100)로 연결되는 증발가스 분기라인(L61)이 마련될 수 있다.Therefore, the pressure of the boil-off gas compressed by the first compressor 21 may be a pressure suitable for the customer 100 such as a power generation engine or GCU, and the pressure of the boil-off gas compressed by the second compressor 22 is suitable for reliquefaction. It may be a pressure or a pressure suitable for the consumer 100 such as a main engine. A boil-off gas branch line L61 may be provided downstream of the first compressor 21 from the boil-off gas liquefaction line L1 to a consumer 100 such as a power generation engine.

즉 제2 압축기(22)는 액화기(50)나 수요처(100)에서 요구하는 최종 압력에 견딜 수 있도록 제작되며, 반면 제1 압축기(21)는 더 낮은 압력에서만 견딜 수 있게 설계되어 압축기(20) 전체에 소모되는 비용을 줄일 수 있다.That is, the second compressor 22 is manufactured to withstand the final pressure required by the liquefier 50 or the customer 100, whereas the first compressor 21 is designed to withstand only a lower pressure, and thus the compressor 20 ) You can reduce the overall cost.

또한 본 실시예는, 서로 다른 설계 압력을 갖는 제1 압축기(21)와 제2 압축기(22)가, 모두 기설정값 이하의 수두(압력수두, pressure head)를 갖도록 할 수 있다. 이때 수두라 함은 압축기(20)의 전후 압력차, 유입압력과 토출압력의 차이에 대응되는 의미일 수 있다.In addition, in the present embodiment, both the first compressor 21 and the second compressor 22 having different design pressures can have a head (pressure head) less than or equal to a preset value. In this case, the head may be a meaning corresponding to the difference between the pressure difference between the front and rear of the compressor 20 and between the inlet pressure and the discharge pressure.

즉 본 실시예는 하류에 마련된 압축기(20)의 수두가 상류에 마련된 압축기(20)의 수두보다 큰 것이 아니라, 직렬로 마련된 제1 압축기(21)와 제2 압축기(22) 모두 수두가 기설정값 이하로 마련되며, 이때 기설정값이라 함은 10bar 내외일 수 있고, 제1 압축기(21)와 제2 압축기(22)의 수두는 동일하거나 적어도 유사할 수 있다.That is, in this embodiment, the head of the compressor 20 provided at the downstream is not larger than the head of the compressor 20 provided at the upstream, but the heads of both the first compressor 21 and the second compressor 22 provided in series are preset. It is provided below a value, and in this case, the preset value may be about 10 bar, and the heads of the first compressor 21 and the second compressor 22 may be the same or at least similar.

이 경우 제1 압축기(21)에서 압축된 증발가스의 압력은 10bar 내외가 되고, 제2 압축기(22)에서 압축된 증발가스의 압력은 20bar 내외가 된다. 따라서 재액화에 효과적인 압력이나 또는 메인엔진이 요구하는 압력(일례로 메인엔진이 XDF일 경우 16bar 내외)에 맞게 압축이 이루어지도록 할 수 있다.In this case, the pressure of the boil-off gas compressed by the first compressor 21 is about 10 bar, and the pressure of the boil-off gas compressed by the second compressor 22 is about 20 bar. Therefore, compression can be performed according to the effective pressure for reliquefaction or the pressure required by the main engine (for example, around 16bar when the main engine is XDF).

본 실시예의 제2 압축기(22)는, 복수 개로 마련되며 액화가스 저장탱크(10)에서 액화기(50)로 연결되는 증발가스 액화라인(L1)을 기준으로 병렬로 배치될 수 있다. 일례로 도면에 도시된 바와 같이 제2 압축기(22)는 2개 이상일 수 있고, 서로 백업 가능하게 마련된다.The second compressor 22 of the present embodiment is provided in plural and may be arranged in parallel with respect to the boil-off gas liquefaction line L1 connected from the liquefied gas storage tank 10 to the liquefier 50. For example, as shown in the drawing, the number of second compressors 22 may be two or more, and are provided to enable backup of each other.

또한 본 실시예는, 제1 압축기(21)와 제2 압축기(22)의 수두가 모두 기설정값 이하로 이루어짐에 따라, 적어도 어느 하나의 제2 압축기(22)에 의하여 제1 압축기(21)의 백업이 가능하다.In addition, in this embodiment, as the heads of both the first compressor 21 and the second compressor 22 are less than or equal to the preset value, the first compressor 21 is operated by at least one of the second compressors 22. Backup is possible.

다만 이를 위하여 제1 압축기(21)와 제2 압축기(22)가 직렬로 마련되는 증발가스 액화라인(L1)에는, 어느 하나의 제2 압축기(22)의 하류에서 다른 하나의 제2 압축기(22)의 상류로 증발가스를 전달하는 증발가스 리턴라인(L62)이 마련될 수 있다.However, for this purpose, in the boil-off gas liquefaction line L1 in which the first compressor 21 and the second compressor 22 are provided in series, one second compressor 22 is located downstream of one second compressor 22. A boil-off gas return line (L62) for transferring the boil-off gas to the upstream of) may be provided.

따라서 제1 압축기(21)의 압축에 문제가 발생할 경우, 증발가스는 어느 하나의 제2 압축기(22)에 의하여 기설정값 이하의 수두만큼 압축된 후, 증발가스 리턴라인(L62)을 따라 다른 하나의 제2 압축기(22)에 의하여 기설정값 이하의 수두만큼 추가 압축되어, 최종압력에 대응되는 상태로 압축될 수 있다.Therefore, when a problem occurs in the compression of the first compressor 21, the boil-off gas is compressed by one of the second compressors 22 by a head equal to or less than a preset value, and then the boil-off gas return line L62 One second compressor 22 may be further compressed by a head equal to or less than a preset value and compressed in a state corresponding to the final pressure.

또한 제2 압축기(22)가 제1 압축기(21)를 백업할 수 있도록, 증발가스 리턴라인(L62)은 증발가스 분기라인(L61)이 분기되는 지점의 상류에 마련되어, 제2 압축기(22)에서 압축된 증발가스가 증발가스 리턴라인(L62)을 통해 발전엔진 등으로 원활하게 공급될 수 있다.In addition, so that the second compressor 22 can back up the first compressor 21, the boil-off gas return line L62 is provided upstream of the branch where the boil-off gas branch line L61 is branched, and the second compressor 22 The boil-off gas compressed in can be smoothly supplied to the power generation engine through the boil-off gas return line (L62).

위와 같은 상황에서 작동에 문제가 있는 제1 압축기(21)로 증발가스가 유입되지 않도록, 증발가스 액화라인(L1)에는 제1 압축기(21)를 우회하여 제2 압축기(22)로 증발가스를 전달하는 증발가스 우회라인(L63)이 마련될 수 있다.In the above-described situation, the boil-off gas is bypassed to the first compressor 21 in the boil-off gas liquefaction line L1 to prevent the boil-off gas from flowing into the first compressor 21 having an operation problem. An evaporative gas bypass line L63 to be transmitted may be provided.

증발가스 액화라인(L1)에서 병렬로 배치된 제2 압축기(22)들로 증발가스를 분배하기 위해 증발가스 분배밸브(23)가 마련되고, 증발가스 리턴라인(L62)에는 증발가스 리턴밸브(24)가 마련되며, 증발가스 우회라인(L63)에는 증발가스 우회밸브(25)가 마련된다.A boil-off gas distribution valve 23 is provided to distribute boil-off gas from the boil-off gas liquefaction line L1 to the second compressors 22 arranged in parallel, and the boil-off gas return valve ( 24) is provided, and the boil-off gas bypass valve 25 is provided in the boil-off gas bypass line L63.

일례로 어느 하나의 제2 압축기(22)에 문제가 발생하면 증발가스 분배밸브(23)는 문제없는 제2 압축기(22)로 증발가스를 모두 전달할 수 있다. 또는 제1 압축기(21)에 문제가 발생하면 증발가스 리턴밸브(24)와 증발가스 우회밸브(25)가 개방되어, 제1 압축기(21)에 의한 압축이 없더라도, 제2 압축기(22)에서 최종 토출되는 증발가스가 각 압축기(20)가 갖는 기설정 수두의 2배 이하(1배 초과)만큼 압축된 상태가 되도록 할 수 있다.For example, when a problem occurs in any one of the second compressors 22, the boil-off gas distribution valve 23 may deliver all of the boil-off gas to the second compressor 22 without a problem. Alternatively, when a problem occurs in the first compressor 21, the boil-off gas return valve 24 and the boil-off gas bypass valve 25 are opened, so that even if there is no compression by the first compressor 21, the second compressor 22 The final discharged boil-off gas may be compressed by twice or less (more than 1 time) of the preset head of each compressor 20.

이와 같이 복수 개의 제2 압축기(22)가 서로 백업 가능하면서 제1 압축기(21)도 백업할 수 있도록, 제1 압축기(21) 및 제2 압축기(22)는 모두 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스의 100%를 처리 가능한 용량을 가질 수 있다.In this way, the first compressor 21 and the second compressor 22 are both in the liquefied gas storage tank 10 so that the plurality of second compressors 22 can back up each other and also the first compressor 21. It may have a capacity capable of handling 100% of the evaporation gas generated.

예냉기(30)는, 액화기(50)의 상류에 마련되어 냉매와 열교환하기 전의 증발가스를 예냉하여 냉매의 열교환 부담을 덜어줄 수 있다. 특히 예냉기(30)는 제2 압축기(22)의 상류에 마련되어, 제2 압축기(22)로 유입되는 증발가스의 부피를 줄여서 제2 압축기(22)에서의 전력 절감 효과도 거둘 수 있다.The precooler 30 may be provided upstream of the liquefier 50 to pre-cool the boil-off gas before heat exchange with the refrigerant, thereby reducing the heat exchange burden of the refrigerant. In particular, the pre-cooler 30 is provided upstream of the second compressor 22 and reduces the volume of the boil-off gas flowing into the second compressor 22 to achieve a power saving effect in the second compressor 22.

예냉기(30)는 앞선 실시예들에서 설명한 것과 유사하게, 액화기(50)에서 액화된 액상의 증발가스를 이용하여 증발가스를 냉각할 수 있다. 이때 예냉기(30)에서 가열된 액상의 증발가스는, 필요할 경우 추가로 가열된 뒤 수요처(100)로 전달되어 소비될 수 있다.The pre-cooler 30 may cool the boil-off gas using the liquid boil-off gas liquefied in the liquefier 50, similar to that described in the previous embodiments. At this time, the liquid boil-off gas heated in the precooler 30 may be further heated if necessary and then transferred to the customer 100 for consumption.

증발가스 액화라인(L1)에서 예냉기(30)가 마련되는 부분은 병렬 구조로 구비되며, 예냉기(30)를 백업하기 위한 보조 예냉기(31)가 마련될 수 있다. 다만 보조 예냉기(31)는 예냉기(30)와 달리 증발가스를 사용하는 대신, 청수나 해수 등의 별도의 물질을 사용해 증발가스의 온도를 낮출 수 있다.A portion of the boil-off gas liquefaction line L1 where the pre-cooler 30 is provided is provided in a parallel structure, and an auxiliary pre-cooler 31 for backing up the pre-cooler 30 may be provided. However, unlike the pre-cooler 30, the auxiliary pre-cooler 31 may lower the temperature of the boil-off gas by using a separate material such as fresh water or sea water instead of using an evaporative gas.

예냉기(30)는 액화된 후 수요처(100)로 전달되는 증발가스를 이용하여 예냉을 구현하는데, 액화된 증발가스가 액화가스 저장탱크(10)로 리턴되면서 예냉기(30)로 유입되는 양이 줄어들게 되면, 예냉기(30)에서 충분한 예냉이 이루어지지 못할 수 있다.The pre-cooler 30 implements pre-cooling using the boil-off gas that is liquefied and then delivered to the customer 100, and the amount of the liquefied boil-off gas returned to the liquefied gas storage tank 10 and flows into the pre-cooler 30 When this decreases, sufficient precooling may not be performed in the precooler 30.

이를 해결하기 위해 증발가스 발생량이나 수요처(100)의 가동 등과 무관하게 공급되는 물질을 이용하는 보조 예냉기(31)가 마련될 수 있으며, 물론 예냉이 이루어지지 못하더라도 재액화가 불가능한 것은 아니므로 보조 예냉기(31)는 생략될 수 있다.To solve this, an auxiliary precooler 31 may be provided that uses a material supplied regardless of the amount of boil-off gas generated or the operation of the customer 100, and of course, even if precooling is not performed, reliquefaction is not impossible. (31) can be omitted.

액화기(50)는, 제2 압축기(22)에서 압축된 증발가스를 냉매로 열교환하여 적어도 일부를 액화시킨다. 액화기(50)가 사용하는 냉각 방식은 특별히 한정되지 않으며, 혼합냉매 등과 같은 제한되지 않는 각종 냉매를 이용할 수 있다.The liquefier 50 heat-exchanges the boil-off gas compressed by the second compressor 22 with a refrigerant to liquefy at least a portion. The cooling method used by the liquefier 50 is not particularly limited, and various types of refrigerants such as mixed refrigerants and the like may be used.

액화기(50)에서 액화된 증발가스는 증발가스 액화라인(L1)을 따라 기액분리기(60)로 전달되며, 액체 리턴라인(L4)을 통해 기액분리기(60)에서 액화가스 저장탱크(10)로 리턴될 수 있다.The boil-off gas liquefied in the liquefier 50 is delivered to the gas-liquid separator 60 along the boil-off gas liquefaction line L1, and the liquefied gas storage tank 10 in the gas-liquid separator 60 through the liquid return line L4. Can be returned to

또는 기액분리기(60)로 전달된 액상의 증발가스는, 증발가스 공급라인(L6)을 따라 메인엔진 등의 수요처(100)로 공급되어 소비될 수 있는데, 이때 증발가스 공급라인(L6)으로 유동하는 액상 증발가스는 예냉기(30)를 경유할 수 있다.Alternatively, the liquid boil-off gas delivered to the gas-liquid separator 60 may be supplied to and consumed by a consumer 100 such as a main engine along the boil-off gas supply line (L6), and at this time, flow to the boil-off gas supply line (L6). The liquid boil-off gas may pass through the pre-cooler 30.

다만 재액화에 필요한 적정압력보다 메인엔진에서 요구하는 최종압력이 더 높을 경우가 있으므로, 증발가스 공급라인(L6)에는 액상 증발가스를 수요처(100)의 요구압력까지 압축하는 펌프(80)가 마련될 수 있다. However, since the final pressure required by the main engine may be higher than the appropriate pressure required for reliquefaction, a pump 80 is provided in the boil-off gas supply line (L6) to compress the liquid boil-off gas to the required pressure of the customer (100). Can be.

이 경우 제2 압축기(22)의 설계 압력은 재액화에 적합한 압력이지만 메인엔진의 요구압력에는 못미치는 압력일 수 있다.In this case, the design pressure of the second compressor 22 is a pressure suitable for reliquefaction, but may be a pressure that is less than the required pressure of the main engine.

이와 같이 본 실시예는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 100% 처리할 수 있으면서 수두가 동일한 압축기(20)를 3대 마련하여, 한 개의 압축기(20)에 문제가 발생해도 다른 2개의 압축기(20)로 증발가스를 모두 처리할 수 있으면서 액화기(50)나 메인엔진의 요구압력을 문제없이 맞춰줄 수 있다.As described above, in this embodiment, three compressors 20 having the same head head while being capable of processing 100% of the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10 are provided, so that even if a problem occurs in one compressor 20 While the other two compressors 20 can process all of the boil-off gas, the required pressure of the liquefier 50 or the main engine can be adjusted without problems.

또한 본 실시예는 수두가 10bar인 압축기(20) 2대를 연속 운전하여 10bar 보다 높은 압력을 만들어내며, 한 개의 압축기(20)는 설계 압력을 낮춰 압축기(20) 전체 비용을 절감할 수 있다.In addition, in this embodiment, two compressors 20 having a head of 10 bar are continuously operated to produce a pressure higher than 10 bar, and one compressor 20 can reduce the design pressure, thereby reducing the overall cost of the compressor 20.

본 발명은 상기에서 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 상기 실시예들 중 적어도 둘 이상의 조합 또는 상기 실시예들의 내용 중 적어도 어느 하나의 실시예와 공지 기술의 조합을 다른 실시예로서 포함할 수 있음은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and a combination of at least two or more of the embodiments or a combination of at least one embodiment of the contents of the embodiments and a known technology may be included as other embodiments. Of course.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described based on the embodiments of the present invention, but this is merely an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains will not depart from the essential technical content of the present embodiment. It will be appreciated that various combinations or variations and applications not illustrated in the examples are possible in the scope. Accordingly, technical contents related to modifications and applications that can be easily derived from the embodiments of the present invention should be interpreted as being included in the present invention.

1: 증발가스 냉각 시스템 10: 액화가스 저장탱크
20: 압축기 21: 제1 압축기
22: 제2 압축기 23: 증발가스 분배밸브
24: 증발가스 리턴밸브 25: 증발가스 우회밸브
30: 예냉기 31: 보조 예냉기
40: 세퍼레이터 41: 액체 리턴부
411: 챔버 412: 압력용기
413: 밸브부 413a: 제1 배출밸브
413b: 제2 배출밸브 413c: 제1 압력 조절밸브
413d: 제2 압력 조절밸브 50: 액화기
60: 기액분리기 70: 열교환기
80: 펌프 100: 수요처
L1: 증발가스 액화라인 L2: 액체 배출라인
L30: 제1 압력 조절라인 L31: 제2 압력 조절라인
L4: 액체 리턴라인 L5: 액체 전달라인
L6: 증발가스 공급라인 L61: 증발가스 분기라인
L62: 증발가스 리턴라인 L63: 증발가스 우회라인
L7: 액화가스 배출라인 L8: 액화가스 공급라인
L9: 기체 혼합라인
1: boil-off gas cooling system 10: liquefied gas storage tank
20: compressor 21: first compressor
22: second compressor 23: boil-off gas distribution valve
24: boil-off gas return valve 25: boil-off gas bypass valve
30: pre-cooler 31: auxiliary pre-cooler
40: separator 41: liquid return portion
411: chamber 412: pressure vessel
413: valve part 413a: first discharge valve
413b: second discharge valve 413c: first pressure regulating valve
413d: second pressure regulating valve 50: liquefier
60: gas-liquid separator 70: heat exchanger
80: pump 100: customer
L1: Boil-off gas liquefaction line L2: Liquid discharge line
L30: first pressure control line L31: second pressure control line
L4: liquid return line L5: liquid delivery line
L6: Boil-off gas supply line L61: Boil-off gas branch line
L62: boil-off gas return line L63: boil-off gas bypass line
L7: Liquefied gas discharge line L8: Liquefied gas supply line
L9: gas mixing line

Claims (7)

액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 압축기; 및
상기 압축기의 상류에서 증발가스를 냉각하는 열교환기를 포함하며,
상기 열교환기는,
상기 액화가스 저장탱크에서 배출되어 수요처로 전달되는 액화가스를 이용하여 증발가스를 냉각하며,
압축된 증발가스를 액화하는 액화기; 및
액화된 증발가스를 기액분리하는 기액분리기를 더 포함하며,
상기 열교환기는, 상기 수요처로 전달되는 액화가스 및 상기 기액분리기에서 분리된 액상의 증발가스를 이용하여 증발가스를 냉각하는 것을 특징으로 하는 증발가스 냉각 시스템.
A compressor for compressing the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank; And
And a heat exchanger for cooling the boil-off gas upstream of the compressor,
The heat exchanger,
The boil-off gas is cooled using the liquefied gas discharged from the liquefied gas storage tank and delivered to the customer,
A liquefier for liquefying the compressed evaporated gas; And
Further comprising a gas-liquid separator for gas-liquid separation of the liquefied boil-off gas,
The heat exchanger is a boil-off gas cooling system, characterized in that the boil-off gas is cooled using the liquefied gas delivered to the customer and the liquid boil-off gas separated by the gas-liquid separator.
제 1 항에 있어서,
상기 액화가스 저장탱크와 상기 열교환기 사이에서 증발가스를 압축하는 보조 압축기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발가스 냉각 시스템.
The method of claim 1,
The boil-off gas cooling system further comprises an auxiliary compressor for compressing the boil-off gas between the liquefied gas storage tank and the heat exchanger.
제 1 항에 있어서, 상기 기액분리기는,
상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스가 유입되는 것을 특징으로 하는 증발가스 냉각 시스템.
The method of claim 1, wherein the gas-liquid separator,
Boiled gas cooling system, characterized in that the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank is introduced.
제 1 항에 있어서, 상기 기액분리기는,
기상의 증발가스를 상기 압축기로 전달하는 것을 특징으로 하는 증발가스 냉각 시스템.
The method of claim 1, wherein the gas-liquid separator,
Boil-off gas cooling system, characterized in that delivering the vapor-phase boil-off gas to the compressor.
제 1 항에 있어서,
상기 열교환기와 상기 압축기 사이에 마련되며 상기 수요처로 전달되는 액화가스를 혼합하여 증발가스를 냉각하는 예냉기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발가스 냉각 시스템.
The method of claim 1,
And a pre-cooler provided between the heat exchanger and the compressor to cool the boil-off gas by mixing the liquefied gas delivered to the customer.
제 5 항에 있어서,
상기 액화가스 저장탱크에서 상기 기액분리기를 경유한 액화가스를 가압하는 펌프를 더 포함하고,
상기 열교환기는, 상기 펌프 하류의 액화가스를 이용하여 증발가스를 냉각하고,
상기 예냉기는, 상기 펌프 상류의 액화가스를 혼합하여 증발가스를 냉각하는 것을 특징으로 하는 증발가스 냉각 시스템.
The method of claim 5,
Further comprising a pump for pressurizing the liquefied gas through the gas-liquid separator in the liquefied gas storage tank,
The heat exchanger cools the boil-off gas using the liquefied gas downstream of the pump,
The pre-cooler, the boil-off gas cooling system, characterized in that for cooling the boil-off gas by mixing the liquefied gas upstream of the pump.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 상기 증발가스 냉각 시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 선박.A ship comprising the boil-off gas cooling system according to any one of claims 1 to 6.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102253954B1 (en) * 2020-02-06 2021-05-18 동명대학교산학협력단 BOG Reliquefaction System Using LNG cold energy
KR102335074B1 (en) * 2020-04-03 2021-12-06 한국조선해양 주식회사 liquefied gas treatment system and ship having the same
KR102396655B1 (en) * 2020-09-04 2022-05-10 현대중공업 주식회사 Liquefaction system of gas and ship having the same
KR102370609B1 (en) * 2020-09-18 2022-03-07 대우조선해양 주식회사 Boil-Off Gas Reliquefaction System and Method for Ship
KR102370607B1 (en) * 2020-09-18 2022-03-04 대우조선해양 주식회사 Boil-Off Gas Reliquefaction System and Method for Ship
KR102323468B1 (en) * 2020-09-21 2021-11-08 현대중공업 주식회사 gas treatment system and ship having the same
KR102376278B1 (en) * 2020-10-28 2022-03-21 대우조선해양 주식회사 Fuel Supplying System And Method For Liquefied Gas Carrier
CN112302748B (en) * 2020-11-03 2022-08-19 江苏科技大学 LNG power ship cold energy utilization system based on novel integral IFV
KR102460402B1 (en) * 2021-05-18 2022-10-31 대우조선해양 주식회사 Power-Saving Liquefied Gas Fueled Ship and Boil-Off Gas Proceeding Method
KR102561803B1 (en) 2021-10-07 2023-08-01 한화오션 주식회사 Fuel supply system and vessel including the same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100912169B1 (en) * 2007-07-19 2009-08-14 대우조선해양 주식회사 Apparatus and method for cycling condensate
KR101310025B1 (en) * 2012-10-30 2013-09-24 한국가스공사 Re-liquefaction process for storing gas
JP6029485B2 (en) * 2013-02-21 2016-11-24 三菱重工業株式会社 Tank internal pressure suppression device
KR101524430B1 (en) * 2013-09-24 2015-05-28 삼성중공업 주식회사 Apparatus for the reliquefaction of boil-off gas
KR20150039427A (en) * 2013-10-02 2015-04-10 현대중공업 주식회사 A Treatment System of Liquefied Gas
KR101711997B1 (en) * 2014-12-10 2017-03-03 삼성중공업 주식회사 Fuel supply system
KR20160082033A (en) * 2014-12-30 2016-07-08 대우조선해양 주식회사 Boil Off Gas Reliquefaction System And Method
KR102069919B1 (en) * 2015-03-20 2020-01-28 현대중공업 주식회사 A Treatment System Of Liquefied Gas
KR101768326B1 (en) * 2015-04-07 2017-08-30 현대중공업 주식회사 Treatment system of liquefied natural gas
KR102265257B1 (en) * 2016-03-07 2021-06-16 현대중공업 주식회사 liquefaction system of boil-off gas and ship having the same
KR102548330B1 (en) * 2016-10-21 2023-06-27 삼성중공업 주식회사 Fuel gas supply system

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