KR102149039B1 - Boil-Off Gas Treatment System and Method for Ship - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a boil-off gas treatment system for a ship and a method thereof. The boil-off gas treatment system for a ship of the present invention comprises: a boil-off gas supply line provided on a ship and connected to a main engine of the ship from a storage tank in which liquefied gas is stored; a compressor provided in the boil-off gas supply line to compress boil-off gas generated in the storage tank; a re-liquefaction line branching from the boil-off gas supply line downstream of the compressor, connected to the storage tank, re-liquefying the boil-off gas remaining after being supplied as fuel of the main engine, and restoring the re-liquefied boil-off gas in the storage tank; a heat exchanger provided in the re-liquefaction line and cooling all or part of the compressed boil-off gas by heat exchange with uncompressed boil-off gas to be supplied from the storage tank to the compressor; and a branch line branching from the re-liquefaction line, and reducing the pressure of the compressed boil-off gas so that the same is supplied to a power generation engine receiving pressure fuel lower than that of the main engine. The boil-off gas reduced in the branch line is supplied to the power generation engine through the heat exchanger. Therefore, the present invention can increase re-liquefaction performance of the boil-off gas.

Description

선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법{Boil-Off Gas Treatment System and Method for Ship}Boil-Off Gas Treatment System and Method for Ship}

본 발명은 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 선내 주엔진 및 발전엔진의 연료로 공급하고, 연료로 공급되지 않는 증발가스는 재액화하여 저장탱크로 저장하는 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for treating boil-off gas of a ship, and more particularly, supplying boil-off gas generated in a storage tank as fuel for the main engine and power generation engine on board, and re-liquefying the boil-off gas not supplied as fuel. It relates to a system and method for treating boil-off gas of a ship that is stored in a storage tank.

근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 액화천연가스를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다. In recent years, the consumption of liquefied natural gas (LNG) and other liquefied gases is increasing rapidly around the world. The liquefied gas obtained by liquefying the gas at a low temperature has an advantage of increasing storage and transfer efficiency because the volume is very small compared to the gas. In addition, liquefied gases, including liquefied natural gas, can remove or reduce air pollutants during the liquefaction process, and thus can be regarded as eco-friendly fuels with little emission of air pollutants during combustion.

액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -163℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.Liquefied natural gas is a colorless and transparent liquid obtained by liquefying natural gas containing methane as its main component by cooling it to about -163°C, and has a volume of about 1/600 compared to natural gas. Therefore, when the natural gas is liquefied and transported, it can be transported very efficiently.

그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -163 ℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 액화천연가스를 저장하는 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다.However, since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -163°C, the liquefied natural gas is sensitive to temperature changes and is easily evaporated. For this reason, the storage tank that stores liquefied natural gas is insulated, but external heat is continuously transferred to the storage tank. Therefore, during the transportation of liquefied natural gas, the liquefied natural gas is continuously evaporated in the storage tank and boiled gas (Boil). -Off Gas, BOG) occurs.

증발가스는 일종의 손실로서 수송효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스의 처리를 위해, 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료수요처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.Boil-off gas is a kind of loss and is an important problem in transport efficiency. In addition, if the boil-off gas accumulates in the storage tank, the internal pressure of the tank may increase excessively. Therefore, various methods for treating the boil-off gas generated in the storage tank have been studied. Recently, for the treatment of the boil-off gas, a method of re-liquefying the boil-off gas and returning it to the storage tank, and the boil-off gas as fuel such as a ship's engine. The method of using it as an energy source of the customer is being used.

증발가스를 재액화하기 위한 방법으로는, 별도의 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구비하여 증발가스를 냉매와 열교환하여 재액화하는 방법, 별도의 냉매가 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여 재액화하는 방법 등이 있다.As a method for re-liquefying the boil-off gas, a method of reliquefying the boil-off gas by heat exchange with the refrigerant by providing a refrigeration cycle using a separate refrigerant, a method of re-liquefying the boil-off gas itself as a refrigerant without a separate refrigerant There is this.

한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DF 엔진, X-DF 엔진, ME-GI 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.Meanwhile, among engines generally used in ships, gas-fueled engines such as DF engines, X-DF engines, and ME-GI engines are used as engines that can use natural gas as fuel.

DF 엔진(DFDE, DFGE)은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 5.5 barg 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.DF engine (DFDE, DFGE) consists of four strokes, and adopts the Otto Cycle, which injects natural gas with a relatively low pressure of 5.5 barg into the inlet of the combustion air and compresses it while the piston rises. Are doing.

X-DF 엔진은, 2행정으로 구성되고, 15 barg 정도의 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클을 채택하고 있다.The X-DF engine consists of two strokes, uses 15 barg of natural gas as fuel, and adopts an auto cycle.

ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300 barg 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.The ME-GI engine is composed of two strokes, and adopts a diesel cycle in which high-pressure natural gas near 300 barg is injected directly into the combustion chamber near the top dead center of the piston.

도 1에는 종래의 선박용 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.1 schematically shows a conventional boil-off gas treatment system for ships.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 선박용 증발가스 처리 시스템에서, 주 엔진(ME)과 발전 엔진(GE)이 구비된 경우, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 압축기(10)에서 압축하여 주엔진의 연료로 공급하고, 발전 엔진의 연료공급압력이 주엔진보다 낮은 경우 압축기(10)의 일부 압축 과정을 거친 증발가스를 중간에서 분기하여 발전 엔진(GE)의 연료로 공급한다.In the conventional boil-off gas treatment system for ships as shown in FIG. 1, when the main engine ME and the power generation engine GE are provided, the boil-off gas discharged from the storage tank T is compressed by the compressor 10 It is supplied as fuel of the main engine, and when the fuel supply pressure of the power generation engine is lower than that of the main engine, the boil-off gas that has undergone a partial compression process of the compressor 10 is branched from the middle and supplied as fuel of the power generation engine GE.

압축기(10)로 공급된 증발가스 중 주엔진 및 발전 엔진의 연료로 공급되고 남은 잉여 증발가스는 열교환기(20)로 공급되어, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환을 통해 냉각된다.Among the boil-off gas supplied to the compressor 10, the remaining boil-off gas is supplied as fuel for the main engine and power generation engine, and the remaining boil-off gas is supplied to the heat exchanger 20, and is cooled through heat exchange with the boil-off gas discharged from the storage tank T. .

열교환기(20)에서 냉각된 증발가스는 감압장치(30)에 의해 감압되며 일부가 재액화되고, 재액화된 액화가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스는 기액분리기(40)로 공급되어 상분리된다.The boil-off gas cooled in the heat exchanger 20 is depressurized by the decompression device 30 and partially re-liquefied, and the re-liquefied liquefied gas and the boil-off gas remaining in a gaseous state are supplied to the gas-liquid separator 40 and phase separated. .

기액분리기(40)에서 분리된 액화가스는 저장탱크(T)로 공급되어 재저장되고, 기액분리기(40)에 의해 분리된 기체 상태의 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스에 합류되어 열교환기(20)에 냉매로 도입된다.The liquefied gas separated by the gas-liquid separator 40 is supplied to the storage tank T and stored again, and the gaseous evaporative gas separated by the gas-liquid separator 40 joins the boil-off gas discharged from the storage tank T. It is introduced into the heat exchanger 20 as a refrigerant.

이와 같이 별도의 냉매 없이 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 방법으로, 압축기에 의해 압축시킨 증발가스를, 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스와 열교환시켜 냉각시킨 후 J-T 밸브 등에 의해 팽창시켜 증발가스의 일부를 재액화시키는 시스템을 본 출원인은 PRS(Partial Re-liquefaction System)라고 명명하였다.In this way, the boil-off gas is reliquefied by using the boil-off gas itself as a refrigerant without a separate refrigerant. The boil-off gas compressed by the compressor is heat-exchanged with the boil-off gas before being compressed by the compressor to cool it, and then expand it by a JT valve. The present applicant named a system for re-liquefying a part of the boil-off gas by making it a PRS (Partial Re-liquefaction System).

본 발명은 여기서 더 나아가, PRS를 개량하여 더욱 효과적으로 증발가스를 냉각하여 재액화 성능을 높이고 증발가스를 처리할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다. The present invention further improves the PRS to more effectively cool the boil-off gas to increase the reliquefaction performance and to propose a system capable of treating the boil-off gas.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 마련되며 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 상기 선박의 주엔진으로 연결되는 증발가스 공급라인;According to an aspect of the present invention for solving the above-described problem, a boil-off gas supply line provided on a ship and connected to the main engine of the ship from a storage tank in which liquefied gas is stored;

상기 증발가스 공급라인에 마련되어 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 압축기; A compressor provided in the boil-off gas supply line to compress boil-off gas generated in the storage tank;

상기 압축기의 하류에서 상기 증발가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 저장탱크로 연결되며, 상기 주엔진의 연료로 공급되고 남는 증발가스를 재액화하여 상기 저장탱크로 재저장하는 재액화 라인;A reliquefaction line branched from the boil-off gas supply line downstream of the compressor and connected to the storage tank, and re-liquefying the remaining boil-off gas supplied as fuel of the main engine and storing it in the storage tank;

상기 재액화 라인에 마련되며 압축된 상기 증발가스의 전부 또는 일부를, 상기 저장탱크로부터 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기; 및A heat exchanger provided in the reliquefaction line and cooling all or part of the compressed boil-off gas by heat exchange with uncompressed boil-off gas to be supplied from the storage tank to the compressor; And

상기 재액화 라인으로부터 분기되며, 압축된 상기 증발가스를 감압하여 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진으로 공급하는 분기라인;을 포함하며, A branch line branching from the reliquefaction line and supplying the compressed boil-off gas to a power generation engine receiving a lower pressure fuel than the main engine by decompressing the compressed boil-off gas; and

상기 분기라인에서 감압된 상기 증발가스는 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템이 제공된다. The boil-off gas reduced by the branch line is supplied to the power generation engine through the heat exchanger.

바람직하게는 시스템은, 상기 분기라인에 마련되어 압축된 상기 증발가스를 감압하는 팽창수단;을 더 포함하고, 상기 분기라인은 상기 열교환기의 전단에서 상기 재액화 라인으로부터 분기될 수 있다. Preferably, the system further includes an expansion means provided in the branch line to decompress the compressed boil-off gas, and the branch line may be branched from the reliquefaction line at a front end of the heat exchanger.

바람직하게는 시스템은, 상기 열교환기의 후단에서 상기 재액화 라인으로부터 분기되어, 상기 분기라인의 상기 팽창수단 전단으로 연결되는 추가라인; 및 상기 분기라인에서 상기 추가라인의 합류 지점 상류에 마련되는 제1 밸브; 및 상기 추가라인에 마련되는 제2 밸브를 더 포함할 수 있다.Preferably, the system comprises: an additional line branched from the reliquefaction line at a rear end of the heat exchanger and connected to a front end of the expansion means of the branch line; And a first valve provided upstream of a confluence point of the additional line in the branch line. And a second valve provided in the additional line.

바람직하게는 상기 선박의 정박 시에는 상기 제1 밸브를 열고 제2 밸브를 닫아, 상기 분기라인을 통해 상기 열교환기 전단에서 상기 증발가스를 분기시켜 상기 팽창수단 및 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급하고, Preferably, when the ship is anchored, the first valve is opened and the second valve is closed, and the boil-off gas is branched from the front end of the heat exchanger through the branch line and supplied to the power generation engine through the expansion means and heat exchanger. ,

상기 선박의 운항 시에는 상기 제1 밸브를 닫고 제2 밸브를 열어 상기 추가라인을 통해 상기 열교환기 후단에서 상기 증발가스를 분기시켜 상기 발전엔진으로 공급할 수 있다. When the ship is operated, the first valve is closed and the second valve is opened to branch the boil-off gas at the rear end of the heat exchanger through the additional line and supply it to the power generation engine.

바람직하게는 시스템은, 상기 재액화 라인에 마련되며 상기 열교환기에서 열교환으로 냉각된 상기 증발가스를 공급받아 감압하여 추가 냉각하는 감압장치; 및Preferably, the system includes: a decompression device provided in the reliquefaction line and receiving the boil-off gas cooled by heat exchange in the heat exchanger and reducing the pressure to further cool it; And

상기 재액화 라인에서 상기 열교환기 및 감압장치를 거쳐 냉각된 상기 증발가스를 공급받아 기액분리하는 기액분리기;를 더 포함하고, A gas-liquid separator for receiving the boil-off gas cooled through the heat exchanger and the decompression device in the re-liquefaction line and separating the gas-liquid;

상기 기액분리기에서 분리된 액체는 상기 재액화 라인을 따라 상기 저장탱크로 재저장되고, 기체는 상기 저장탱크로부터 상기 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스에 합류될 수 있다. The liquid separated by the gas-liquid separator is re-stored in the storage tank along the reliquefaction line, and gas may be joined to the uncompressed evaporation gas introduced from the storage tank to the heat exchanger.

바람직하게는, 상기 분기라인에 마련되어 상기 발전엔진으로 공급될 상기 액화가스를 가열하는 히터;를 더 포함할 수 있다. Preferably, a heater provided on the branch line to heat the liquefied gas to be supplied to the power generation engine; may further include.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박에 마련되어 액화가스를 저장하는 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축기로 압축하여 상기 선박의 주엔진으로 공급하며, 압축된 증발가스 중 상기 주엔진으로 공급되고 남은 증발가스는 상기 저장탱크로부터 상기 압축기로 공급되는 미압축 증발가스와 열교환기에서 냉각하고 재액화하고,According to another aspect of the present invention, boil-off gas generated in a storage tank provided on a ship to store liquefied gas is compressed with a compressor and supplied to the main engine of the ship, and the remaining evaporation after being supplied to the main engine of the compressed boil-off gas The gas is cooled and reliquefied in a heat exchanger with uncompressed evaporated gas supplied from the storage tank to the compressor,

재액화될 압축된 상기 증발가스 일부를 분기하고 감압하여 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진으로 공급하되, A portion of the compressed boil-off gas to be reliquefied is branched and decompressed to be supplied to a power generation engine receiving a lower pressure fuel than the main engine,

상기 발전엔진으로 공급하기 위해 감압된 상기 증발가스는 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급되어, The boil-off gas decompressed to supply to the power generation engine is supplied to the power generation engine through the heat exchanger,

상기 열교환기에서는 재액화될 압축된 증발가스, 상기 발전엔진으로 공급하기 위해 감압된 증발가스, 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스가 열교환되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법이 제공된다. In the heat exchanger, there is provided a method for treating boil-off gas of a ship, characterized in that the compressed boil-off gas to be reliquefied, the boil-off gas depressurized to be supplied to the power generation engine, and the uncompressed boil-off gas to be supplied to the compressor are heat-exchanged.

바람직하게는, 상기 발전엔진으로 공급될 상기 증발가스는 상기 열교환기의 전단에서 분기되고, 팽창장치를 거쳐 감압되어 상기 열교환기로 공급될 수 있다. Preferably, the boil-off gas to be supplied to the power generation engine may be branched at a front end of the heat exchanger, decompressed through an expansion device, and supplied to the heat exchanger.

바람직하게는, 상기 선박의 정박 시에는 상기 열교환기의 전단에서 상기 증발가스를 분기시켜 감압 후 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급하고, 상기 선박의 운항 시에는 상기 열교환기의 후단에서 상기 증발가스를 분기시켜 감압 후 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급할 수 있다. Preferably, when the ship is anchored, the boil-off gas is branched from the front end of the heat exchanger to be decompressed and supplied to the power generation engine through a heat exchanger, and when the ship is operated, the boil-off gas is supplied to the power generation engine at the rear end of the heat exchanger. After being branched and decompressed, it can be supplied to the power generation engine through a heat exchanger.

바람직하게는, 상기 열교환기에서 열교환으로 냉각된 상기 증발가스는 감압으로 추가 냉각하고 재액화하여 상기 저장탱크로 재저장될 수 있다. Preferably, the boil-off gas cooled by heat exchange in the heat exchanger may be further cooled under reduced pressure and reliquefied to be re-stored in the storage tank.

바람직하게는, 재액화된 액화가스에서 발생하는 플래시 가스는 분리되어 상기 저장탱크로부터 상기 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스에 합류될 수 있다. Preferably, the flash gas generated from the reliquefied liquefied gas may be separated and joined to the uncompressed evaporation gas introduced from the storage tank to the heat exchanger.

본 발명의 시스템에서는 재액화될 증발가스 일부를 감압하여 열교환기를 거쳐 발전엔진으로 공급함으로써 열교환기의 냉매를 추가 확보하여 열교환기의 냉각 성능을 높여 재액 성능을 높일 수 있다. 재액화 가스에서 분리된 플래시 가스를 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스 흐름으로 합류시켜, 열교환기에서 플래시 가스도 냉매로 추가 공급받을 수 있도록 한다. In the system of the present invention, a part of the boil-off gas to be reliquefied is decompressed and supplied to the power generation engine through a heat exchanger, thereby securing additional refrigerant in the heat exchanger, thereby enhancing the cooling performance of the heat exchanger, thereby increasing the re-liquid performance. The flash gas separated from the reliquefied gas is merged into a flow of uncompressed evaporative gas introduced into the heat exchanger, so that the flash gas can be additionally supplied as a refrigerant from the heat exchanger.

또한, 선박의 운항 시와 정박 시 등 선박의 운전상황에 따라 발전엔진으로 공급될 가스의 추출 지점을 선택할 수 있도록 하여, 보다 효율적이고 탄력적으로 시스템을 운용할 수 있도록 한다. In addition, it is possible to select the extraction point of the gas to be supplied to the power generation engine according to the operation situation of the ship, such as when the ship is operating and at anchor, so that the system can be operated more efficiently and flexibly.

이와 같이, 발전엔진으로 공급될 증발가스의 냉열 및 플래시 가스의 냉열을 이용하여 재액화될 가스는 효과적으로 냉각하면서, 발전엔진에 공급될 증발가스는 가열할 수 있고, 운전 상황에 따른 탄력적인 시스템 운용을 통해 시스템의 에너지 효율을 높이고 증발가스의 재액화 성능을 높일 수 있고, 증발가스를 효과적으로 처리하여 선박의 안전을 확보할 수 있다.In this way, the gas to be reliquefied can be effectively cooled by using the cold heat of the boil-off gas to be supplied to the power generation engine and the cold heat of the flash gas, while the boil-off gas to be supplied to the power generation engine can be heated. Through this, it is possible to increase the energy efficiency of the system and increase the reliquefaction performance of the boil-off gas, and to secure the safety of the ship by effectively treating the boil-off gas.

도 1은 종래의 증발가스 처리 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템의 개략도이다.
1 is a schematic diagram of a conventional boil-off gas treatment system.
Figure 2 is a schematic diagram of the boil-off gas treatment system of the ship according to the first embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a system for treating boil-off gas for a ship according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the object achieved by the implementation of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that only the same elements are marked with the same numerals as possible, even if they are indicated on different drawings.

이하 본 발명에서의 선박은, 액화가스 및 액화가스에서 발생하는 증발가스를 추진용 또는 발전용 엔진의 연료로 사용할 수 있는 엔진이 설치되거나 액화가스 또는 증발가스를 선내 기관의 연료로 사용하는 모든 종류의 선박으로, 대표적으로 LNG 운반선(LNG Carrier), 액체석유가스 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같이 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함될 수 있다. Hereinafter, the ship in the present invention is all types of engines that can use liquefied gas and boil-off gas generated from liquefied gas as fuel for propulsion or power generation engines, or use liquefied gas or boil-off gas as fuel for onboard engines. LNG carriers, liquid petroleum gas carriers, and LNG RV (Regasification Vessel) ships, including LNG Floating Production Storage Offloading (FPSO), and LNG Floating Storage Regasification (FSRU). It does not have propulsion capability like the unit), but may include offshore structures that are floating on the sea.

또한, 본 발명에서 액화가스는, 가스를 저온으로 액화시켜 수송할 수 있고, 저장된 상태에서 증발가스가 발생하며 엔진 등의 연료로 사용될 수 있는 모든 종류의 액화가스를 포함할 수 있다. 이러한 액화가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화석유화학가스일 수 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스 중 하나인 LPG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.In addition, in the present invention, the liquefied gas may be transported by liquefying the gas at a low temperature, generating boil-off gas in a stored state, and may include all kinds of liquefied gas that can be used as fuel such as an engine. These liquefied gases are, for example, liquefied petrochemicals such as LNG (Liquefied Natural Gas), LEG (Liquefied Ethane Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), Liquefied Ethylene Gas, and Liquefied Propylene Gas. It can be gas. However, in the embodiments to be described later, LPG, which is one of the representative liquefied gases, is applied as an example.

한편, 본 실시예들의 각 라인을 흐르는 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계유체 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.Meanwhile, the fluid flowing through each line of the present embodiments may be in any one of a liquid state, a gas-liquid mixture state, a gas state, and a supercritical fluid state, depending on the operating conditions of the system.

도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였고, 도 3에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.FIG. 2 schematically shows the boil-off gas treatment system of the ship according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 schematically shows the boil-off gas treatment system of the ship according to the second embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예들의 증발가스 처리 시스템은, 선박에 마련되며 액화가스가 저장된 저장탱크(T)로부터 선박의 주엔진(ME)으로 연결되는 증발가스 공급라인(GL)이 마련되고, 증발가스 공급라인에는 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 압축기(100)가 마련된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the boil-off gas treatment system of the present embodiments is provided in the ship and connected to the main engine ME of the ship from the storage tank T in which the liquefied gas is stored. ) Is provided, and a compressor 100 for compressing the boil-off gas generated in the storage tank is provided in the boil-off gas supply line.

저장탱크에서 발생한 증발가스는 압축기로 도입되어 압축된다. 압축기(100)는 복수의 컴프레서와 중간 냉각기가 번갈아 배치되며 이들을 순차로 거쳐 증발가스를 주엔진의 연료공급압력으로 압축하는 다단 압축기로 마련될 수 있다. The boil-off gas generated from the storage tank is introduced into a compressor and compressed. The compressor 100 may be provided as a multi-stage compressor in which a plurality of compressors and intermediate coolers are alternately arranged, and through these in sequence, compressing the boil-off gas to the fuel supply pressure of the main engine.

압축기는 증발가스를 압축하여 주엔진으로 연료공급압력으로, 예를 들어 DF 엔진이 마련된 경우라면 5.5 barg, X-DF 엔진이 마련된 경우라면 15 barg, ME-GI 엔진이 마련된 경우는 300 barg로 압축할 수 있다. 다단 압축기를 구성하는 컴프레서 및 중간 냉각기의 갯수는 주엔진의 연료공급압력에 따라 변경할 수 있다. The compressor compresses the boil-off gas to the fuel supply pressure to the main engine, e.g. 5.5 barg if a DF engine is provided, 15 barg if an X-DF engine is provided, and 300 barg if a ME-GI engine is provided. can do. The number of compressors and intermediate coolers constituting the multi-stage compressor can be changed according to the fuel supply pressure of the main engine.

선박 규정상 엔진으로 연료를 공급하는 압축기는, 비상 상황을 대비하여 리던던시(Redundancy) 설계를 하여야 하는데, 리던던시 설계란, 어느 한 대를 고장, 유지보수 등의 이유로 사용할 수 없을 때 다른 한 대를 대신 사용 할 수 있도록 설계하는 것을 의미한다. 이를 위해 본 실시예들의 도면에서 압축기는 한 세트만 도시하였으나 복수로 마련된 것일 수 있다.According to ship regulations, the compressor that supplies fuel to the engine should be designed with redundancy in case of an emergency. Redundancy design means that when one cannot be used for reasons such as failure or maintenance, the other is replaced. It means designing to be usable. To this end, although only one set of compressors is shown in the drawings of the present embodiments, a plurality of compressors may be provided.

압축기의 하류에서 증발가스 공급라인으로부터 재액화 라인(RL)이 분기되어 저장탱크로 연결되며, 주엔진의 연료로 공급되지 않은 증발가스가 재액화 라인으로 분기되어 재액화 후 저장탱크로 재저장된다. At the downstream of the compressor, the reliquefaction line (RL) is branched from the boil-off gas supply line and is connected to the storage tank, and the boil-off gas not supplied as fuel of the main engine is branched to the reliquefaction line and is re-liquefied and then re-stored into the storage tank. .

재액화 라인에는 열교환기(200)가 마련되어, 압축기에서 압축된 증발가스의 전부 또는 일부를, 저장탱크로부터 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시킨다. A heat exchanger 200 is provided in the reliquefaction line to cool all or part of the boil-off gas compressed by the compressor by heat exchange with the uncompressed boil-off gas to be supplied from the storage tank to the compressor.

한편, 열교환기는 PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger) 또는 DCHE(Direct Contact type Heat Exchanger)으로 마련될 수 있다. 열교환기로 도입될 증발가스는 오일 필터(미도시)를 거쳐 압축 과정에서 혼입된 윤활유를 제거한 후 열교환기로 도입시킬 수 있다. Meanwhile, the heat exchanger may be provided with a printed circuit heat exchanger (PCHE) or a direct contact type heat exchanger (DCHE). The boil-off gas to be introduced into the heat exchanger may be introduced into the heat exchanger after removing the lubricating oil mixed in the compression process through an oil filter (not shown).

본 실시예들의 시스템에는 재액화 라인으로부터 분기되는 분기라인(BL)을 마련하여, 압축기에서 압축된 증발가스를 감압하여 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진(GE)으로 공급한다. 특히 분기라인(BL)에서 감압된 증발가스는 열교환기(200)를 거쳐 발전엔진(GE)으로 공급되도록 구성하였다. In the system of the present embodiments, a branch line BL branching from the reliquefaction line is provided to reduce the boil-off gas compressed by the compressor and supply it to the power generation engine GE, which receives lower pressure fuel than the main engine. In particular, the evaporation gas reduced in the branch line BL is configured to be supplied to the power generation engine GE through the heat exchanger 200.

그리하여, 본 제1 및 제2 실시예의 시스템에서의 열교환기(200)에서는 재액화 라인(RL)의 재액화될 압축된 증발가스, 발전엔진으로 공급하기 위해 감압된 분기라인(BL)의 증발가스, 압축기로 공급될 증발가스 공급라인(GL)의 미압축 증발가스, 세 가지 흐름이 열교환된다. Thus, in the heat exchanger 200 in the system of the first and second embodiments, the compressed boil-off gas to be re-liquefied in the re-liquefaction line RL, and the boil-off gas of the branch line BL depressurized to supply to the power generation engine , Three flows of uncompressed boil-off gas from the boil-off gas supply line GL to be supplied to the compressor are heat-exchanged.

예를 들어, 주엔진은 ME-GI 엔진이고 그보다 저압연료를 공급받는 발전엔진은 DFGE(Dual Fuel Generator Engine)나 TFGE(Triple Fuel Generator Engine), ME-GI 엔진보다 저압인 연료를 공급받는 중압엔진으로 구성할 수 있다.For example, the main engine is a ME-GI engine, and a power generation engine that receives lower pressure fuel is DFGE (Dual Fuel Generator Engine) or TFGE (Triple Fuel Generator Engine), and a medium pressure engine that receives fuel with lower pressure than the ME-GI engine. It can be composed of.

분기라인(BL)은 열교환기의 전단에서 재액화 라인으로부터 분기될 수 있다. 열교환기 전단에서 발전엔진으로 공급될 증발가스를 분기시키므로, 열교환기에서 냉각되어야 할 증발가스(재액화될 증발가스, Hot BOG)의 유량이 줄어들어, 재액화될 증발가스를 보다 효과적으로 냉각시켜 재액화 성능을 높일 수 있게 된다. The branch line BL may be branched from the reliquefaction line at the front end of the heat exchanger. Since the boil-off gas to be supplied to the power generation engine is branched from the front of the heat exchanger, the flow rate of the boil-off gas to be cooled in the heat exchanger (the boil-off gas to be re-liquefied, Hot BOG) is reduced, so that the boil-off gas to be re-liquefied is more effectively cooled and reliquefied. You can increase the performance.

분기라인에는 압축된 증발가스를 감압하는 팽창수단(300)이 마련되고, 팽창수단 상류에는 분기라인의 개폐 및 개도를 조절할 수 있는 제1 밸브(V1)가 마련된다. An expansion means 300 for depressurizing the compressed boil-off gas is provided in the branch line, and a first valve V1 is provided upstream of the expansion means for controlling the opening and closing of the branch line.

팽창수단(300)은 압축된 증발가스를 감압하는 팽창기 또는 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브로 구성될 수 있다. 감압을 통해 증발가스는 등엔트로피 팽창 또는 단열팽창되며 냉각된다. 본 실시예는 이와 같이 주엔진보다 저압 연료를 공급받는 발전엔진으로 공급하기 위해 감압되면서 냉각된 증발가스의 냉열을 재액화에 이용할 수 있도록, 팽창수단을 거쳐 감압된 증발가스를 열교환기를 거쳐 발전엔진으로 공급한다. The expansion means 300 may be composed of an expansion valve such as an expander or a Joule-Thomson valve for decompressing the compressed evaporated gas. Through decompression, the boil-off gas expands isentropically or adiabatically and is cooled. In this embodiment, in order to supply the power generation engine with low-pressure fuel than the main engine as described above, the evaporative gas reduced through the expansion means is passed through the heat exchanger so that the cold heat of the evaporated gas cooled while being depressurized can be used for reliquefaction. To be supplied.

분기라인에는 발전엔진으로 공급될 액화가스를 가열하는 히터(500)가 추가로 마련되어, 열교환기를 거쳐 가열된 증발가스를 발전엔진의 연료공급 조건에 맞추어 추가로 가열하여 발전엔진으로 공급할 수 있다. A heater 500 for heating the liquefied gas to be supplied to the power generation engine is additionally provided in the branch line, and the boil-off gas heated through the heat exchanger may be additionally heated according to the fuel supply condition of the power generation engine to be supplied to the power generation engine.

분기라인을 거쳐 발전엔진으로 공급되는 증발가스의 양은 발전엔진의 부하(Load), 압축기의 Configuration 등에 따라 달라질 수 있다. The amount of boil-off gas supplied to the power generation engine through the branch line may vary depending on the load of the power generation engine and the configuration of the compressor.

이와 같이, 본 실시예에서는 분기라인을 마련하여 발전엔진으로 공급될 증발가스의 냉열도 이용할 수 있어, 재액화될 가스를 보다 효과적으로 냉각하여 재액화 성능을 높일 수 있다. 또한, 발전엔진에 공급될 증발가스는 열교환기를 통해 가열됨으로써 시스템의 열에너지를 효과적으로 활용할 수 있다. As described above, in the present embodiment, since the branch line is provided to use cold heat of the boil-off gas to be supplied to the power generation engine, the re-liquefaction performance can be improved by more effectively cooling the gas to be re-liquefied. In addition, the boil-off gas to be supplied to the power generation engine is heated through a heat exchanger, thereby effectively utilizing the thermal energy of the system.

재액화 라인(RL)에서 열교환기의 하류에는 재액화부(400)가 마련된다. 재액화부는 열교환기에서 열교환으로 냉각된 증발가스를 공급받아 감압하여 추가 냉각하는 감압장치(410)와, 재액화 라인에서 열교환기 및 감압장치를 거쳐 냉각된 증발가스를 공급받아 기액분리하는 기액분리기(420)를 포함한다. A reliquefaction unit 400 is provided downstream of the heat exchanger in the reliquefaction line RL. The reliquefaction unit receives the boil-off gas cooled by heat exchange from the heat exchanger and decompresses it for additional cooling, and a gas-liquid separator that receives the boil-off gas cooled through the heat exchanger and the decompression device in the re-liquefaction line and separates the gas and liquid. Includes 420.

감압장치(410)는 압축된 증발가스를 감압하는 팽창기(expander) 또는 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브로 구성될 수 있다. The pressure reducing device 410 may be configured as an expander or an expansion valve such as a Joule-Thomson valve for reducing the compressed boil-off gas.

기액분리기(420)에서 분리된 액체, 즉 액화가스는 재액화 라인(RL)을 따라 저장탱크로 재저장된다. The liquid separated by the gas-liquid separator 420, that is, liquefied gas, is re-stored in a storage tank along the re-liquefaction line RL.

기액분리기에서 열교환기 전단의 증발가스 공급라인(GL)으로 연결되는 플래시 가스라인(FL)을 마련하여, 기액분리기에서 분리된 기체, 즉 플래시 가스는 저장탱크로부터 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스에 합류되어, 냉매로 열교환기에 공급될 수 있다. A flash gas line (FL) connected from the gas-liquid separator to the boil-off gas supply line (GL) in front of the heat exchanger is provided, and the gas separated by the gas-liquid separator, that is, the flash gas, is transferred to the uncompressed boil-off gas introduced from the storage tank to the heat exchanger. Combined, it can be supplied to the heat exchanger as a refrigerant.

도 3에 도시된 제2 실시예의 시스템은, 전술한 제1 실시예의 시스템에, 열교환기(200)의 후단에서 재액화 라인(RL)으로부터 분기되어, 분기라인(BL)의 팽창수단(300) 전단으로 연결되는 추가라인(AL)을 마련한 것이다. The system of the second embodiment shown in FIG. 3 is branched from the reliquefaction line RL at the rear end of the heat exchanger 200 in the system of the first embodiment described above, and the expansion means 300 of the branch line BL An additional line (AL) connected to the front end is provided.

제1 밸브(V1)는 분기라인에서 추가라인의 합류 지점 상류에 마련하고, 추가라인에는 제2 밸브(V2)를 마련하여, 선박의 운전 상황에 따라 제1 밸브 및 제2 밸브의 개폐 및 개도를 조절하여 열교환기의 전단 또는 후단에서 발전엔진으로 연료를 공급할 수 있도록 한다. The first valve (V1) is provided upstream of the confluence point of the additional line in the branch line, and the second valve (V2) is provided in the additional line to open and close the first valve and the second valve according to the operation situation of the ship. It is possible to supply fuel to the power generation engine from the front or rear end of the heat exchanger.

보다 구체적으로는, 선박의 정박 시에는 제1 밸브(V1)를 열고 제2 밸브(V2)를 닫아, 분기라인(BL)을 통해 열교환기 전단에서 증발가스를 분기시켜 팽창수단(300) 및 열교환기(200)를 거쳐 발전엔진(GE)으로 공급하고, 선박의 운항 시에는 제1 밸브(V1)를 닫고 제2 밸브(V2)를 열어 추가라인(AL)을 통해 열교환기 후단에서 증발가스를 분기시켜 팽창수단 및 열교환기를 거쳐 발전엔진으로 공급할 수 있다. More specifically, when the ship is anchored, the first valve (V1) is opened and the second valve (V2) is closed to diverge the boil-off gas at the front end of the heat exchanger through the branch line (BL), and the expansion means 300 and heat exchange. It is supplied to the power generation engine (GE) through the machine 200, and when the ship is operated, the first valve (V1) is closed and the second valve (V2) is opened to collect boil-off gas from the rear end of the heat exchanger through the additional line (AL). It can be branched and supplied to the power generation engine through an expansion means and a heat exchanger.

선박의 정박 상황에서는 주엔진의 연료로 공급되는 증발가스가 없거나 적으므로 재액화 라인을 거쳐 재액화될 증발가스의 양이 많아진다. 따라서 열교환기의 냉매로 이용되는 증발가스 공급라인의 미압축 증발가스 흐름(Cold BOG)에 비해 상대적으로 재액화 라인의 증발가스 흐름(Hot BOG)이 많아지면, 재액화될 증발가스를 효과적으로 냉각할 수 없으므로, 이 경우 제1 밸브를 열어 재액화 라인의 열교환기 전단에서 증발가스를 분기시켜 분기라인을 통해 발전엔진으로 공급함으로써, 열교환기를 통과하는 Hot BOG의 양을 줄일 수 있다. Since there is no or little boil-off gas supplied to the fuel of the main engine in the ship's berth situation, the amount of boil-off gas to be reliquefied through the reliquefaction line increases. Therefore, when the hot BOG flow of the reliquefaction line increases relative to the uncompressed boil-off gas flow (Cold BOG) of the boil-off gas supply line used as the refrigerant of the heat exchanger, the boil-off gas to be reliquefied can be effectively cooled. Therefore, in this case, the amount of hot BOG passing through the heat exchanger can be reduced by opening the first valve to branch the boil-off gas at the front end of the heat exchanger of the reliquefaction line and supply it to the power generation engine through the branch line.

선박의 운항 조건에서는 주엔진의 연료로 공급되는 증발가스가 많아 상대적으로 재액화될 증발가스의 양이 적고, 열교환기의 Cold BOG의 양이 많고 Hot BOG의 양은 적어진다. 따라서 이 경우 미압축 증발가스 Cold BOG의 냉열에 의해 Hot BOG를 충분히 냉각할 수 있으므로, 제1 밸브를 닫고 제2 밸브를 열어 열교환기 후단에서 추가라인을 통해 증발가스를 분기시켜 발전엔진으로 공급할 수 있다. In the operating conditions of the ship, the amount of boil-off gas to be re-liquefied is relatively small because the amount of boil-off gas supplied as fuel of the main engine is relatively small, the amount of cold BOG in the heat exchanger is large, and the amount of hot BOG is small. Therefore, in this case, the hot BOG can be sufficiently cooled by the cold heat of the uncompressed evaporative gas Cold BOG, so the first valve is closed and the second valve is opened to branch the evaporated gas through an additional line at the rear end of the heat exchanger and supply it to the power generation engine. have.

이와 같이 제2 실시예의 시스템은, 선박의 운전상황에 따라 발전엔진으로 공급될 가스의 추출 지점을 선택할 수 있어, 보다 효율적이고 탄력적으로 시스템을 운용할 수 있다. As described above, the system of the second embodiment can select an extraction point of the gas to be supplied to the power generation engine according to the operating condition of the ship, so that the system can be operated more efficiently and flexibly.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예들에서는, 주엔진과 그보다 저압연료를 공급받는 발전엔진이 구비된 선박에서 액화가스가 저장된 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축기로 압축하여 주엔진으로 공급하며, 압축된 증발가스 중 주엔진으로 공급되지 않은 증발가스를 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환시켜 냉각하여 재액화하면서, 재액화될 압축된 증발가스 일부를 분기하고 감압하여 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진으로 공급하되, 발전엔진으로 공급하기 위해 감압하면서 냉각된 증발가스를 열교환기로 공급하여 냉열 회수 후 거쳐 발전엔진으로 공급되도록 한다. As described above, in the present embodiments, in a ship equipped with a main engine and a power generation engine receiving lower pressure fuel than that, the boil-off gas generated from the storage tank in which liquefied gas is stored is compressed with a compressor and supplied to the main engine, Of the evaporated evaporated gas, the evaporated gas not supplied to the main engine is exchanged with the uncompressed evaporated gas to be supplied to the compressor, cooled, and reliquefied, branching off part of the compressed evaporated gas to be reliquefied and decompressed to supply lower pressure fuel than the main engine. It is supplied to the receiving power generation engine, but the cooled boil-off gas is supplied to a heat exchanger while decompressed to supply it to the power generation engine, and the cold heat is recovered before being supplied to the power generation engine.

이를 통해, 발전엔진으로 공급될 증발가스의 냉열을 이용하여 재액화될 가스를 보다 효과적으로 냉각하고, 증발가스의 재액화 성능을 높일 수 있다.Through this, the gas to be reliquefied can be more effectively cooled by using the cold heat of the boil-off gas to be supplied to the power generation engine, and the re-liquefaction performance of the boil-off gas can be improved.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다. It is obvious to those of ordinary skill in the art that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications or variations within the scope of the technical gist of the present invention. I did it.

T : 저장탱크
ME: 주엔진
GE: 발전엔진
GL: 증발가스 공급라인
RL: 재액화 라인
BL: 분기라인
FL: 플래시 가스라인
100: 압축기
200: 열교환기
300: 팽창수단
400: 재액화부
410: 감압장치
420: 기액분리기
500: 히터
V1: 제1 밸브
V2: 제2 밸브
T: storage tank
ME: main engine
GE: Power generation engine
GL: Boil-off gas supply line
RL: Reliquefaction line
BL: branch line
FL: flash gas line
100: compressor
200: heat exchanger
300: expansion means
400: reliquefaction unit
410: pressure reducing device
420: gas-liquid separator
500: heater
V1: first valve
V2: second valve

Claims (11)

선박에 마련되며 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 상기 선박의 주엔진으로 연결되는 증발가스 공급라인;
상기 증발가스 공급라인에 마련되어 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 압축기;
상기 압축기의 하류에서 상기 증발가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 저장탱크로 연결되며, 상기 주엔진의 연료로 공급되고 남는 증발가스를 재액화하여 상기 저장탱크로 재저장하는 재액화 라인;
상기 재액화 라인에 마련되며 압축된 상기 증발가스의 전부 또는 일부를, 상기 저장탱크로부터 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기; 및
상기 재액화 라인으로부터 분기되며, 압축된 상기 증발가스를 감압하여 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진으로 공급하는 분기라인;을 포함하며,
상기 분기라인에서 감압된 상기 증발가스는 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
A boil-off gas supply line provided on the ship and connected to the main engine of the ship from the storage tank in which the liquefied gas is stored;
A compressor provided in the boil-off gas supply line to compress boil-off gas generated in the storage tank;
A reliquefaction line branched from the boil-off gas supply line downstream of the compressor and connected to the storage tank, and re-liquefying the remaining boil-off gas supplied as fuel of the main engine and storing it in the storage tank;
A heat exchanger provided in the reliquefaction line and cooling all or part of the compressed boil-off gas by heat exchange with uncompressed boil-off gas to be supplied from the storage tank to the compressor; And
A branch line branching from the reliquefaction line and supplying the compressed boil-off gas to a power generation engine receiving a lower pressure fuel than the main engine by decompressing the compressed boil-off gas; and
The boil-off gas treatment system of a ship, characterized in that the boil-off gas reduced in the branch line is supplied to the power generation engine through the heat exchanger.
제 1항에 있어서,
상기 분기라인에 마련되어 압축된 상기 증발가스를 감압하는 팽창수단;을 더 포함하고,
상기 분기라인은 상기 열교환기의 전단에서 상기 재액화 라인으로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 1,
Expansion means provided in the branch line to decompress the compressed boil-off gas; further comprising,
The branch line is a boil-off gas treatment system of a ship, characterized in that branching from the reliquefaction line at the front end of the heat exchanger.
제 2항에 있어서,
상기 열교환기의 후단에서 상기 재액화 라인으로부터 분기되어, 상기 분기라인의 상기 팽창수단 전단으로 연결되는 추가라인; 및
상기 분기라인에서 상기 추가라인의 합류 지점 상류에 마련되는 제1 밸브; 및
상기 추가라인에 마련되는 제2 밸브를 더 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 2,
An additional line branched from the reliquefaction line at a rear end of the heat exchanger and connected to a front end of the expansion means of the branch line; And
A first valve provided upstream of a confluence point of the additional line in the branch line; And
Boil-off gas treatment system of the ship further comprising a second valve provided in the additional line.
제 3항에 있어서,
상기 선박의 정박 시에는 상기 제1 밸브를 열고 제2 밸브를 닫아, 상기 분기라인을 통해 상기 열교환기 전단에서 상기 증발가스를 분기시켜 상기 팽창수단 및 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급하고,
상기 선박의 운항 시에는 상기 제1 밸브를 닫고 제2 밸브를 열어 상기 추가라인을 통해 상기 열교환기 후단에서 상기 증발가스를 분기시켜 상기 발전엔진으로 공급하는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 3,
When the ship is anchored, the first valve is opened and the second valve is closed to branch the boil-off gas at the front end of the heat exchanger through the branch line, and supply the boil-off gas to the power generation engine through the expansion means and the heat exchanger,
During the operation of the ship, the first valve is closed and the second valve is opened, and the boil-off gas is branched from the rear end of the heat exchanger through the additional line and supplied to the power generation engine.
제 3항에 있어서,
상기 재액화 라인에 마련되며 상기 열교환기에서 열교환으로 냉각된 상기 증발가스를 공급받아 감압하여 추가 냉각하는 감압장치; 및
상기 재액화 라인에서 상기 열교환기 및 감압장치를 거쳐 냉각된 상기 증발가스를 공급받아 기액분리하는 기액분리기;를 더 포함하고,
상기 기액분리기에서 분리된 액체는 상기 재액화 라인을 따라 상기 저장탱크로 재저장되고, 기체는 상기 저장탱크로부터 상기 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스에 합류되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 3,
A decompression device provided in the reliquefaction line and receiving the boil-off gas cooled by heat exchange in the heat exchanger and reducing the pressure to further cool it; And
A gas-liquid separator for receiving the boil-off gas cooled through the heat exchanger and the decompression device in the re-liquefaction line and separating the gas-liquid;
The liquid separated by the gas-liquid separator is re-stored in the storage tank along the reliquefaction line, and the gas is joined to the uncompressed boil-off gas introduced from the storage tank to the heat exchanger. .
제 3항에 있어서,
상기 분기라인에 마련되어 상기 발전엔진으로 공급될 상기 액화가스를 가열하는 히터;를 더 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 3,
A heater provided on the branch line to heat the liquefied gas to be supplied to the power generation engine.
선박에 마련되어 액화가스를 저장하는 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축기로 압축하여 상기 선박의 주엔진으로 공급하며, 압축된 증발가스 중 상기 주엔진으로 공급되고 남은 증발가스는 상기 저장탱크로부터 상기 압축기로 공급되는 미압축 증발가스와 열교환기에서 냉각하고 재액화하고,
재액화될 압축된 상기 증발가스 일부를 분기하고 감압하여 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진으로 공급하되,
상기 발전엔진으로 공급하기 위해 감압된 상기 증발가스는 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급되어,
상기 열교환기에서는 재액화될 압축된 증발가스, 상기 발전엔진으로 공급하기 위해 감압된 증발가스, 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스가 열교환되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
The boil-off gas generated in the storage tank provided on the ship to store liquefied gas is compressed with a compressor and supplied to the main engine of the ship, and the remaining boil-off gas is supplied to the main engine of the compressed boil-off gas from the storage tank to the compressor. It is cooled and reliquefied in a heat exchanger with uncompressed evaporative gas supplied to
A portion of the compressed boil-off gas to be reliquefied is branched and decompressed to be supplied to a power generation engine receiving a lower pressure fuel than the main engine,
The boil-off gas decompressed to supply to the power generation engine is supplied to the power generation engine through the heat exchanger,
In the heat exchanger, the compressed boil-off gas to be reliquefied, the boil-off gas depressurized to be supplied to the power generation engine, and the uncompressed boil-off gas to be supplied to the compressor are heat-exchanged.
제 7항에 있어서,
상기 발전엔진으로 공급될 상기 증발가스는 상기 열교환기의 전단에서 분기되고, 팽창수단을 거쳐 감압되어 상기 열교환기로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
The method of claim 7,
The boil-off gas to be supplied to the power generation engine is branched at a front end of the heat exchanger, depressurized through an expansion means, and supplied to the heat exchanger.
제 7항에 있어서,
상기 선박의 정박 시에는 상기 열교환기의 전단에서 상기 증발가스를 분기시켜 감압 후 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급하고,
상기 선박의 운항 시에는 상기 열교환기의 후단에서 상기 증발가스를 분기시켜 감압 후 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급하는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
The method of claim 7,
When the ship is anchored, the boil-off gas is branched at the front end of the heat exchanger, depressurized, and then supplied to the power generation engine through a heat exchanger,
During operation of the ship, the boil-off gas is branched at a rear end of the heat exchanger, and the boil-off gas is supplied to the power generation engine through a heat exchanger after decompression.
제 8항 또는 9항에 있어서,
상기 열교환기에서 열교환으로 냉각된 상기 증발가스는 감압으로 추가 냉각하고 재액화하여 상기 저장탱크로 재저장되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
The method according to claim 8 or 9,
The boil-off gas cooled by heat exchange in the heat exchanger is further cooled under reduced pressure and re-liquefied to be re-stored in the storage tank.
제 10항에 있어서,
재액화된 액화가스에서 발생하는 플래시 가스는 분리되어 상기 저장탱크로부터 상기 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스에 합류되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
The method of claim 10,
Flash gas generated from the re-liquefied liquefied gas is separated and merged with uncompressed boil-off gas introduced from the storage tank to the heat exchanger.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160120207A (en) * 2015-04-07 2016-10-17 현대중공업 주식회사 Gas Treatment System and Vessel having same
KR20180090024A (en) * 2017-02-02 2018-08-10 현대중공업 주식회사 liquefaction system of boil-off gas and ship having the same
KR20180135784A (en) * 2017-06-13 2018-12-21 현대중공업 주식회사 Reliquefaction system for boil-off gas and ship having the same

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