KR102153778B1 - 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 강제 기화하여 저속 2행정 저압가스 분사엔진(XDF엔진)의 연료로 공급하는 액화가스 공급라인; 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 보일러의 연료로 공급하는 증발가스 공급라인; 및 상기 증발가스 공급라인 상에 구비되어 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 흡입하는 이젝터를 포함하고, 상기 이젝터는, 상기 액화가스 공급라인에서 분기되는 연료를 상기 이젝터의 구동유체로 이용하여 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스와 함께 상기 보일러로 연료를 공급하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박{Gas Treatment System and Vessel having the same}
본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.
이러한 선박은 엔진을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.
그러나, 최근에는 선박의 연료로서, 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 사용하여 LNG 운반선 및 컨테이너 운반선 등 다양한 선박의 추진에 사용되고 있다.
액화가스가 액상으로 보관될 때 액화가스 저장탱크로 열침투가 발생함에 따라 일부 액화가스는 기화되어 증발가스(Boiled off Gas)가 생성되는데, 이러한 증발가스는 자연증발가스(Natural Boiled off Gas; NBOG)로 액화가스 처리 시스템에 문제를 일으킬 수 있어, 기존에는 증발가스를 외부로 배출시켜 태우는 방법(기존에는 탱크 압력을 낮춰 탱크의 파손 위험을 제거하기 위해서 증발가스를 단순히 외부로 배출 처리하였다.)으로 소비시켜 문제를 해결하고자 하였다.
그러나 이는 환경오염과 자원낭비의 문제를 일으키고 있다. 따라서, 이러한 문제를 원천적으로 해결하기 위해, 액화가스가 액화가스 저장탱크에서 자연적으로 증발가스를 생성해내는 비율인 기화율(Boil-Off Rate; BOR)을 저감하는 기술에 대해서 수많은 연구 및 개발이 진행되고 있는 실정이다.
본 발명은 종래의 기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액화가스 저장탱크 내 증발가스 발생률을 저감시키고, 액화가스 저장탱크의 파손을 용이하게 검출함과 동시에 수리가 손쉬워지며, 액화가스 저장탱크 내 액화가스 또는 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 강제 기화하여 저속 2행정 저압가스 분사엔진(XDF엔진)의 연료로 공급하는 액화가스 공급라인; 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 보일러의 연료로 공급하는 증발가스 공급라인; 및 상기 증발가스 공급라인 상에 구비되어 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 흡입하는 이젝터를 포함하고, 상기 이젝터는, 상기 액화가스 공급라인에서 분기되는 연료를 상기 이젝터의 구동유체로 이용하여 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스와 함께 상기 보일러로 연료를 공급하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 증발가스 공급라인 상의 상기 이젝터의 전단과 후단을 연결하는 바이패스 라인을 더 포함하고, 상기 바이패스 라인은, 상기 보일러가 소비하는 유량보다 상기 이젝터가 토출하는 유량이 더 많은 경우, 상기 이젝터가 토출하는 유체를 상기 이젝터의 후단에서 전단으로 바이패스시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 증발가스 공급라인 상의 상기 이젝터의 전단과 상기 액화가스 저장탱크 사이에 구비되는 제1 밸브를 더 포함하고, 상기 제1 밸브는, 상기 바이패스 라인에 의해 상기 이젝터의 후단으로 바이패스된 상기 이젝터가 토출하는 유체가 상기 액화가스 저장탱크로 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브일 수 있다.
구체적으로, 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되어, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 저압가스 분사엔진으로 공급하는 펌프; 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되어, 상기 펌프로부터 공급되는 액화가스를 기화시키는 기화기; 및 상기 액화가스 공급라인 상의 상기 기화기 하류에서 분기되어 상기 이젝터를 연결하는 제1 분기라인을 더 포함하고, 상기 이젝터는, 상기 제1 분기라인을 통해서 강제 기화된 액화가스를 공급받을 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 분기라인에서 분기되어 발전엔진과 연결되는 발전엔진 연료공급라인; 및 상기 액화가스 공급라인 상의 상기 기화기 하류에서 분기되어 상기 보일러와 연결되는 제2 분기라인을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 펌프는, 상기 액화가스를 10 내지 20 바아(bar)까지 가압할 수 있다.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크는, 씨 타입(C type) 저장탱크일 수 있다.
구체적으로, 상기 가스 처리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박일 수 있다.
본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크 내 고정형 펌프와 수직 이동형 펌프를 구축하여, 액화가스의 계면부 부근의 액화가스를 수직 이동형 펌프를 통해 선 소비할 수 있어 열성층화 구간의 액화가스를 우선적으로 소비할 수 있으며, 이로 인해 액화가스 저장탱크 내 증발가스의 발생률을 저감하고 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크 내 증발가스를 흡입할 수 있는 흡입장치를 액화가스 저장탱크의 하부에 설치하여, 상대적 고온인 증발가스를 액화가스의 계면부에서 먼 부근으로 공급할 수 있으므로 액화가스 저장탱크의 열적 부하를 감소시켜 액화가스 저장탱크 내 증발가스의 발생률을 저감하고 시스템이 간단하여 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크 내 저장된 액화가스의 계면부에 플로팅 형태의 슬로싱 방지장치를 구축하여, 액화가스 계면에서의 슬로싱 현상을 방지할 수 있어 액화가스 저장탱크 내 증발가스의 발생률을 저감하고 시스템이 간단하여 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크의 단열재 외면에 색소가 들어간 미세한 관 형태의 관부를 구축하여 단열재의 파손 여부를 쉽게 검출할 수 있고 그에 따른 보수도 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 흡입장치를 통해서 액화가스 저장탱크의 내압에 상관없이 액화가스 저장탱크 내의 증발가스를 처리하여 보일러로 공급할 수 있으므로, 액화가스 저장탱크의 안정성이 증대되고 증발가스의 처리를 위한 구축 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 및 가스 처리 시스템을 구비하는 선박의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 개념도로, (a)는 액화가스 저장탱크의 단면도이고, (b)는 슬로싱 방지장치의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 개념도로, (a)는 액화가스 저장탱크의 사시도이고, (b)는 액화가스 저장탱크의 A-A 단면도이다.
도 6은 도 5의 B부분에 대한 확대도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있으며, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미할 수 있다.
액화가스는 액체 상태, 기체 상태, 액체와 기체 혼합 상태, 과냉 상태, 초임계 상태 등과 같이 상태 변화와 무관하게 지칭될 수 있으며, 증발가스 역시 마찬가지임을 알려 둔다. 또한 본 발명은 처리 대상이 액화가스로 한정되지 않고, 액화가스 처리 시스템 및/또는 증발가스 처리 시스템일 수 있고, 하기 실시할 각 도면의 시스템은 서로 적용될 수 있음은 자명하다. 또한, 이하에서 기술하는 혼합 유체는, 혼합된 증발가스 또는 적어도 일부 액상이 포함된 유체일 수 있다.
이때, 선박(1)은 LNG를 연료로 사용하는 선박, FLNG, FSRU 또는 LNG Carrier 등의 선박일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 및 가스 처리 시스템을 구비하는 선박의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 제1 및 제2 펌프(21,22), 가이드 구조물(23), 기화기(30), 수요처(40) 및 제어부(50)를 포함하며, 가스 처리 시스템(2)이 설치된 선박(1)은, 상갑판(D), 상갑판(D) 상측에 구축되며 선미측에 형성되는 연돌(Ch) 및선실(C), 선미측에 형성되며 추진엔진(41)이 구비되는 엔진룸(ER)과 중앙측에 형성되는 액화가스 저장탱크(10)로 구축되는 상갑판(D) 하측의 선내부(부호 도시하지 않음) 등으로 구성된 선체(1a)를 가지고 있다.
이하에서는, 도 1 및 도 2을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)을 포함하는 선박(1)에 대해서 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)의 개별적인 구성을 기술하기에 앞서, 개별적인 구성들을 유기적으로 연결하는 기본적인 유로들에 대해서 설명하기로 한다. 여기서 유로는 유체가 흐르는 통로로 라인(Line)일 수 있으며 이에 한정되지 않고 유체가 유동하는 구성이면 모두 가능하다.
본 발명의 실시예에서는, 액화가스 공급라인(L1), 이동형 액화가스 공급라인(L1a) 및 고정형 액화가스 공급라인(L1b)을 더 포함할 수 있다. 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.
액화가스 공급라인(L1)은, 액화가스 저장탱크(10) 내에 배치된 펌프들(21,22)과 수요처(40)를 연결하며, 기화기(30)를 구비할 수 있다.
액화가스 공급라인(L1)은, 이동형 액화가스 공급라인(L1a)과 고정형 액화가스 공급라인(L1b)이 서로 합류되어 형성될 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 수요처(40)로 공급할 수 있다.
이동형 액화가스 공급라인(L1a)은, 제2 펌프(22)와 연결되어 고정형 액화가스 공급라인(L1b)과 합류되고, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 수요처(40)로 공급할 수 있다. 이때, 이동형 액화가스 공급라인(L1a)은, 제2 펌프(22)와 연결된 말단만 제2 펌프(22)와 함께 이동할 수 있다.
고정형 액화가스 공급라인(L1b)은, 제1 펌프(21)와 연결되어 이동형 액화가스 공급라인(L1a)과 합류되고, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 수요처(40)로 공급할 수 있다.
이하에서는 상기 설명한 각 라인들(L1a,L1b,L1)에 의해 유기적으로 형성되어 가스 처리 시스템(2)을 구현하는 개별적인 구성들에 대해서 설명하도록 한다.
액화가스 저장탱크(10)는, 수요처(40)에 공급할 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때, 액화가스 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.
여기서 액화가스 저장탱크(10)는, 선체(1a)의 내부에 배치되며, 일례로 4개 형성될 수 있다. 또한, 액화가스 저장탱크(10)는 일례로 멤브레인 형 탱크이나, 이에 한정되지 않고 독립형 탱크 등, 다양한 형태로 그 종류를 특별히 한정하지는 않는다.
액화가스 저장탱크(10)는, 계면부(I)를 형성한 액화가스가 저장되며 계면부(I)의 상측에는 증발가스(BOG)가 발생하고, 계면부(I)의 하측에는 액화가스(LNG)가 저장되어 있다.
본 발명에서 액화가스 저장탱크(10)는, 독립탱크 형태일 수 있다. 이하 독립탱크 형태일 경우에 대해서 서술하도록 한다.
액화가스 저장탱크(10)는, 외조 탱크(도시하지 않음), 내조 탱크(도시하지 않음), 단열부(도시하지 않음)를 포함한다. 외조 탱크는 액화가스 저장탱크(10)의 외벽을 이루는 구조로서, 스틸로 형성될 수 있으며, 단면이 다각형 형태일 수 있다.
내조 탱크는, 외조 탱크의 내부에 구비되며, 서포트(Support; 도시하지 않음)에 의해 외조 탱크의 내부에 지지 설치될 수 있다. 이때, 서포트는 내조 탱크의 하단에 구비될 수 있고, 물론 내조 탱크의 좌우 유동을 억제하기 위해 내조 탱크의 측면에도 구비될 수 있다.
내조 탱크는 스테인레스 재질로 형성될 수 있으며, 1bar 내지 10bar(일례로 6bar)의 압력을 견딜 수 있도록 설계될 수 있다. 내조 탱크를 이와 같이 일정 압력에 견딜 수 있도록 설계하는 것은, 내조 탱크의 내부에 구비된 액화가스가 증발되어 증발가스가 생성됨에 다라 내조 탱크의 내압이 상승될 수 있기 때문이다.
내조 탱크의 내부에는 배플(Baffle; 도시하지 않음)이 구비될 수 있다. 배플은 격자 형태의 플레이트를 의미하며, 배플이 설치됨에 따라 내조 탱크 내부의 압력은 고르게 분포되어 내조 탱크가 일부분에 집중 압력을 받는 것을 방지할 수 있다.
단열부는, 내조 탱크와 외조 탱크의 사이에 구비되며 외부 열에너지가 내조 탱크로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이때, 단열부는 진공상태일 수 있다. 단열부를 진공으로 형성함에 따라, 액화가스 저장탱크(10)는, 일반적인 탱크와 비교할 때, 높은 압력에 더욱 효율적으로 견뎌낼 수 있다. 일례로 액화가스 저장탱크(10)는 진공의 단열부를 통해 5bar 내지 20bar의 압력을 버텨낼 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 진공 형태의 단열부를 외조 탱크와 내조 탱크 사이에 구비하는 압력 탱크형 액화가스 저장탱크(10)를 사용함으로써, 증발가스의 발생을 최소화할 수 있고, 내압이 상승하더라도 액화가스 저장탱크(10)가 파손되는 등의 문제가 일어나는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 액화가스 저장탱크(10)는, 펌프 타워(11)를 포함할 수 있다.
펌프 타워(11)는, 액화가스 저장탱크(10)에 형성되는 돔(도시하지 않음)을 관통하여 액화가스 저장탱크(10)의 바닥면(부호 도시하지 않음)까지 연장 형성되며, 제1 펌프(21) 및 제2 펌프(22)가 설치될 수 있다.
제1 펌프(21)는, 액화가스 저장탱크(10) 내에 고정 배치되어 액화가스를 수요처(40)로 공급한다.
구체적으로, 제1 펌프(21)는, 펌프 타워(11)의 하측에 고정된 상태로 구축되며, 액화가스 저장탱크(10)의 하부에 저장된 액화가스만을 흡입하여 수요처(40)로 공급할 수 있다.
제2 펌프(22)는, 액화가스 저장탱크(10) 내에 이동 가능하도록 배치되어, 액화가스를 수요처(40)로 공급하며, 계면부(I)의 위치가 변화함에 따라 함께 이동하면서 액화가스를 수요처(40)로 공급한다.
구체적으로, 제2 펌프(22)는, 펌프 타워(11)에 배치되는 가이드 구조물(23)에 이동가능하게 연결되어, 가이드 구조물(23)을 따라 상하 또는 좌우로 이동할 수 있다.
가이드 구조물(23)은, 펌프 타워(11)에 형성되며 제2 펌프(22)의 이동을 가이드할 수 있다.
가이드 구조물(23)은, 도 2에 비록 상하 방향으로만 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 수평 방향으로도 형성될 수 있다.
기화기(30)는, 제1 펌프(21) 및 제2 펌프(22) 중 적어도 하나로부터 액화가스를 공급받아 기화시켜 수요처(40)로 공급할 수 있다.
구체적으로, 기화기(30)는, 액화가스 공급라인(L1) 상의 수요처(40)와 제1 및 제2 펌프(21,22) 사이에 배치되어, 제1 및 제2 펌프(21,22)로부터 공급되는 액화가스를 수요처(40)가 요구하는 온도로 기화시킬 수 있으며, 이 경우 액화가스의 압력은 변화하지 않도록 할 수 있다.
수요처(40)는, 액화가스 공급라인(L1)을 통해서 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 공급받아 소비하며, 일례로 추진엔진(41)일 수 있다.
본 발명에서는 그 종류에 대해서 한정하지 않고, 액화가스를 소비할 수 있는 장치이면 모두 가능하다.
제어부(50)는, 액화가스 저장탱크(10) 내에 저장된 액화가스의 상하 온도 분포에 따라 제2 펌프(22)의 이동을 제어할 수 있다.
여기서 제어부(50)는 액화가스 저장탱크(10) 내에 저장된 액화가스의 상하 온도 분포를 측정하는 센서부(51)를 더 포함할 수 있다. 이때, 센서부(51)는, 제어부(50)와 유선 또는 무선으로 연결되어 액화가스의 상하 온도 분포 정보를 제어부(50)로 전달할 수 있다.
구체적으로 제어부(50)는, 센서부(51)로부터 액화가스의 온도 분포 정보를 전달받아 센서부(51)에 의해 측정된 상하 온도 분포 중 가장 높은 온도가 형성되는 위치에 제2 펌프(22)를 이동시키도록 제2 펌프(22)의 위치를 제어할 수 있다.
보통 액화가스 저장탱크(10) 내에 저장된 액화가스는 상부가 하부보다 온도가 높게되어 증발가스가 발생한다. 이처럼 액화가스의 계면부(I) 근처에는 온도가 상당히 높으므로, 본 발명에서는 계면부(I) 근처의 액화가스를 하부의 액화가스보다 먼저 사용할 수 있어, 열성층화 구간의 액화가스를 소비하게 되고 이로 인해 액화가스 저장탱크의 열적 부하가 감소되며 그에 따른 증발가스의 발생량이 줄어드는 효과가 있다.
또한, 제어부(50)는, 센서부(51)에 의해 측정된 상하 온도 분포가 기설정 온도 이상 차이가 나는 경우, 제1 펌프(21)에 우선하여 제2 펌프(22)를 가동할 수 있다. 이때, 제어부(50)는, 제1 펌프(21) 및 제2 펌프(22)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
여기서 제어부(50)는, 제2 펌프(22)의 위치를 이동시킨 후 제1 펌프(21)에 우선하여 제2 펌프(22)를 가동할 수 있고, 상하 온도 분포가 기설정 온도 미만으로 차이나는 경우에는 제1 펌프(21)와 제2 펌프(22)를 동시에 가동할 수도 있다.
이와 같이 본 발명에서는 제2 펌프(22)의 구동 위치 즉, 제2 펌프(22)가 액화가스를 흡입하는 위치를 액화가스 열성층화 구간에 위치시켜, 액화가스 열성층화 구간의 액화가스를 선 소비할 수 있어 액화가스 저장탱크 내의 열적 부하를 감소시키고 그에 따른 증발가스 발생률을 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제어부(50)는, 제1 펌프(21)가 오작동 또는 정지되는 경우, 제1 펌프(21)를 정지시키고 제2 펌프(22)를 대신 가동할 수 있다.
이를 통해서 본 발명에서는 제1 펌프(21)의 오작동에도 제2 펌프(21)를 구동할 수 있어 액화가스 공급 신뢰성을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(2) 및 이를 포함하는 선박(1)은, 액화가스 저장탱크(10) 내 고정형 펌프(21)와 수직 이동형 펌프(22)를 구축하여, 액화가스의 계면부(I) 부근의 액화가스를 수직 이동형 펌프(22)를 통해 선 소비할 수 있어 열성층화 구간의 액화가스를 우선적으로 소비할 수 있으며, 이로 인해 액화가스 저장탱크(10) 내 증발가스의 발생률을 저감하고 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 개념도이다.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 펌프(20), 흡입 장치(60), 구동유체 공급라인(61), 흡입유체 공급라인(62), 증발가스 흡입라인(63) 및 혼합유체 배출라인(64)을 포함한다.
여기서 흡입 장치(60), 구동유체 공급라인(61), 흡입유체 공급라인(62), 증발가스 흡입라인(63) 및 혼합유체 배출라인(64) 외의 구성은 도 2에서 설명한 가스 처리 시스템(2)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)을 포함하는 선박(1)에 대해서 설명하도록 하며, 액화가스 저장탱크(10)의 구성은 도 2에서 설명한 액화가스 저장탱크(10)와 동일하므로 이에 갈음토록 한다.
펌프(20)는, 계면부(I) 하측의 액화가스가 저장된 위치에 배치되며, 액화가스를 흡입 장치(60)로 공급한다.
펌프(20)는, 액화가스 저장탱크(10)의 하부면(부호 도시하지 않음)보다 펌프 타워(11; 도 2에 도시됨)에 의해 계면부(I)에 더 근접하게 배치될 수 있으며, 잠수형으로 형성될 수 있다.
흡입 장치(60)는, 펌프(20)로부터 액화가스를 공급받아 계면부(I) 상부에 형성된 증발가스를 흡입하며, 공급받은 액화가스와 흡입한 증발가스를 혼합하여 액화가스 저장탱크(10)의 하부로 배출한다. 여기서 흡입 장치(60)는 바람직하게 이젝터(Ejector)일 수 있다.
흡입 장치(60)는, 액화가스 저장탱크(10)의 하부에 배치되며, 구동유체 공급라인(61), 흡입유체 공급라인(62), 증발가스 흡입라인(63) 및 혼합유체 배출라인(64)을 포함할 수 있다.
구동유체 공급라인(61)은, 펌프(20)와 흡입 장치(60)를 연결하며, 펌프(20)로부터 공급되는 액화가스를 공급받을 수 있다.
흡입유체 공급라인(62)은, 증발가스 흡입라인(63)과 흡입 장치(60)를 연결하며, 증발가스 흡입라인(63)에 의해 흡입된 증발가스를 흡입 장치(60)로 공급할 수 있다.
증발가스 흡입라인(63)은, 계면부(I) 상측에 배치되어 증발가스를 흡입할 수 있으며, 일례로 펌프 타워(11; 도 2에 도시됨)에 의해 계면부(I) 상측에 수평하게 설치되고, 흡입유체 공급라인(62)과 연결되어 흡입된 증발가스를 흡입유체 공급라인(62)으로 전달할 수 있다.
혼합유체 배출라인(64)은, 흡입 장치(60)에서 혼합된 액화가스와 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)의 하부로 배출시킬 수 있다. 이때, 혼합유체 배출라인(64)은, 액화가스 저장탱크(10)의 하부로 단부가 배치될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(2) 및 이를 포함하는 선박(1)은, 액화가스 저장탱크(10) 내 증발가스를 흡입할 수 있는 흡입장치(60)를 액화가스 저장탱크(10)의 하부에 설치하여, 상대적 고온인 증발가스를 액화가스의 계면부(I)에서 먼 부근으로 공급할 수 있으므로 액화가스 저장탱크(10)의 열적 부하를 감소시켜 액화가스 저장탱크(10) 내 증발가스의 발생률을 저감하고 시스템이 간단하여 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 개념도로, (a)는 액화가스 저장탱크의 단면도이고, (b)는 슬로싱 방지장치의 개념도이다.
도 4에 도시된 바와 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(10)는, 펌프 타워(11), 슬로싱 방지장치(12) 및 완충 장치(13)를 포함한다.
여기서 슬로싱 방지장치(12) 및 완충 장치(13) 외의 구성은 도 2 및 도 3에서 설명한 가스 처리 시스템(2)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(10)를 포함하는 가스 처리 시스템(2) 및 선박(1)에 대해서 설명하도록 하며, 펌프 타워(11)의 구성은 도 2에서 설명한 펌프 타워(11)와 동일하므로 이에 갈음토록 한다.
슬로싱 방지장치(12)는, 계면부(I) 상에 배치되어 액화가스의 슬로싱을 방지하며, 계면부(I) 상에 부유하도록 배치되거나 펌프 타워(11)에 의해 고정될 수 있다.
슬로싱 방지장치(12)는, 단열부(122), 제1 및 제2 금속부(121,123) 및 코러게이션부(124)를 포함한다.
단열부(122)는, 계면부(I)로 공급되는 외부 열원을 차단하기 위해 열전도율이 낮은 폴리우레탄폼(PUF-45)과 플라이우드(Plywood)으로 형성될 수 있으며, 액화가스의 계면부(I) 상에 부유하기 위해 액화가스의 밀도(450kg/m3)보다 작은 45kg/m3의 밀도를 가질 수 있다.
이를 통해서 단열부(122)는 계면부(I)의 상측에서 유입되는 열을 효과적으로 차단하여 증발가스의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
제1 금속부(121)는, 단열부(122)의 상측에 형성되며, 스테인레스스틸(SUS304L)재질로 구성되어 단열부(122)의 강성을 강화할 수 있다. 이를 통해서 액화가스의 슬로싱에 의한 단열부(122)의 파괴를 방지할 수 있다.
제2 금속부(123)는, 단열부(122)의 하측에 형성되며, 스테인레스스틸(SUS304L)재질로 구성되어 단열부(122)의 강성을 강화할 수 있다. 이를 통해서 액화가스의 슬로싱에 의한 단열부(122)의 파괴를 방지할 수 있다.
코러게이션부(124)는, 제2 금속부(123)의 하측에 형성되어 계면부(I)와 맞닿도록 형성되며, 제2 금속부(123)의 수축 또는 팽창을 방지하도록 주름의 형태로 형성될 수 있다.
완충 장치(13)는, 액화가스 저장탱크(10)의 내벽에 대해 슬로싱 방지장치(12)로부터의 충격을 완화시킬 수 있으며, 이를 위해 슬로싱 방지장치(12)가 대면하는 액화가스 저장탱크(10)의 내벽에 형성될 수 있다.
완충 장치(13)는, 충격을 완화하기 위해 일례로 댐퍼로 구성될 수 있다.
이를 통해서 액화가스 저장탱크(10)의 충격을 통한 안정성 저하를 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크(10) 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템(1) 및 선박(1)은, 액화가스 저장탱크(10) 내 저장된 액화가스의 계면부(I)에 플로팅 형태의 슬로싱 방지장치(12)를 구축하여, 액화가스 계면에서의 슬로싱 현상을 방지할 수 있어 액화가스 저장탱크(10) 내 증발가스의 발생률을 저감하고 시스템이 간단하여 구축 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크(10) 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템(1) 및 선박(1)은, 완충 장치(13)를 통해 액화가스 저장탱크(10)의 안정성을 향상시키고, 슬로싱 방지장치(12)를 통해서 슬로싱 발생을 방지하여 역시 액화가스 저장탱크(10)의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 개념도로, (a)는 액화가스 저장탱크의 사시도이고, (b)는 액화가스 저장탱크의 A-A 단면도이며, 도 6은 도 5의 B부분에 대한 확대도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(10)는, 단열부(101), 제1 관섬유부(101a) 및 제2 관섬유부(101b)를 포함한다.
여기서 단열부(101), 제1 관섬유부(101a) 및 제2 관섬유부(101b) 외의 구성은 도 2 내지 도 4에서 설명한 가스 처리 시스템(2)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(10)를 포함하는 가스 처리 시스템(2) 및 선박(1)에 대해서 설명하도록 한다.
액화가스 저장탱크(10)는, 내벽(10a) 및 외벽(10b)에 의해 형성된 이중 벽으로 외면을 형성하며 내벽(10a)의 내부에 액화가스를 저장하고 내벽(10a)과 외벽(10b)사이에 단열부(101)가 형성될 수 있다.
단열부(101)는, 외벽(10a)과 내벽(10b) 사이에 폴리우레탄폼(PUF) 등의 단열 재질로 형성되고 액화가스 저장탱크(10)로 유입되는 외부의 열원을 차단한다. 단열부(101) 내부에는 단열부(101)의 파손 시 손상 위치를 파악할 수 있도록 적어도 하나의 색소가 함유되는 관섬유부(101a,101b)가 형성될 수 있다.
단열부(101)는, 내벽(10a)의 외측에 분무식으로 뿌려져 형성될 수 있으며, 관섬유부(101a,101b)는, 이러한 단열부(101)에 함침되어 형성될 수 있다.
관섬유부(101a,101b)는, 파괴강도가 단열부(101)의 파손 시 손상 위치를 파악하기 위해 단열부(101)와 함께 파괴되도록 하기 위해서, 단열부(101)의 파괴강도 범위를 적어도 일부 포함하도록 설계할 수 있다.
제1 관섬유부(101a)는, 단열부(101)의 내부에 관 형태로 형성되며, 내부에 제1 색소가 수용될 수 있고, 제2 관섬유부(101b)는, 단열부(101)의 내부에 관 형태로 형성되며, 내부에 제2 색소가 수용될 수 있다.
여기서 제1 및 제2 색소는, 서로 다른 색을 가질 수 있어 위치 별로 색을 지정해 놓음으로써 파손 위치를 손쉽고 빠르게 찾을 수 있다.
이를 통해 본 발명에서는, 단열부(101)가 파손되어 제1 및 제2 관섬유부(101a,101b)가 파손되는 경우 제1 및 제2 색소가 외부로 유출되어 단열부(101)의 손상 위치를 색으로 손쉽게 파악할 수 있는 효과가 있다.
제1 관섬유부(101a) 및 제2 관섬유부(101b)는, 단열부(101)의 파손 또는 손상 시 두 색소가 서로 반응할 수 있도록 하기 위해서 서로 밀착되어 형성될 수 있다.
여기서 제1 및 제2 색소는, 서로 반응하여 발포될 수 있으며, 일례로 폴리우레탄폼(PUF)을 형성할 수 있다.
이를 통해 본 발명에서는 단열부(101)가 파손되어 제1 및 제2 관섬유부(101a,101b)가 파손되는 경우 제1 및 제2 색소가 외부로 유출되어 서로 반응하게 되고, 두 색소의 반응으로 단열부(101)의 손상 위치를 스스로 수리함으로써 액화가스 저장탱크(10)의 안전성을 극대화시킬 수 있다.
제1 및 제2 색소는, 서로 동일한 색을 가질 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크(10) 및 이를 포함하는 가스 처리 시스템(2) 및 선박(1)은, 액화가스 저장탱크(10)의 단열부(101)에 색소가 들어간 미세한 관 형태의 관섬유부(101a,101b)를 구축하여 단열부(101)의 파손 여부를 쉽게 검출할 수 있고 그에 따른 보수도 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 7에 도시된 바와 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 펌프(20), 기화기(30), 수요처(40), 흡입장치(70) 및 제1 내지 제4 밸브(81~84)를 포함한다.
여기서 액화가스 저장탱크(10), 펌프(20) 및 기화기(30)의 구성은 도 2 내지 도 6에서 설명한 가스 처리 시스템(2)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 실시예에서 액화가스 저장탱크(10)는, C-type형 저장탱크일 수 있다.
이하에서는, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)을 포함하는 선박(1)에 대해서 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)의 개별적인 구성을 기술하기에 앞서, 개별적인 구성들을 유기적으로 연결하는 기본적인 유로들에 대해서 설명하기로 한다. 여기서 유로는 유체가 흐르는 통로로 라인(Line)일 수 있으며 이에 한정되지 않고 유체가 유동하는 구성이면 모두 가능하다.
본 발명의 실시예에서는, 액화가스 공급라인(L1), 증발가스 공급라인(L2), 제1 분기라인(L3), 발전엔진 연료공급라인(L3a), 제2 분기라인(L4) 및 바이패스 라인(BL)을 더 포함할 수 있다. 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.
액화가스 공급라인(L1)은, 액화가스 저장탱크(10)와 추진엔진(41)을 연결하며, 펌프(20) 및 기화기(30)를 구비할 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 추진엔진(41)으로 공급할 수 있다.
증발가스 공급라인(L2)은, 액화가스 저장탱크(10)와 보일러(43)를 연결하며, 흡입 장치(70) 및 제1 밸브(81)를 구비할 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 보일러(43)로 공급할 수 있다. 여기서 제1 밸브(81)는 체크 밸브일 수 있다.
제1 분기라인(L3)은, 액화가스 공급라인(L1) 상의 기화기(30) 하류에서 분기되어 흡입 장치(70)와 연결되며, 제2 밸브(82)를 구비할 수 있고, 기화기(30)에서 기화된 액화가스의 적어도 일부를 흡입 장치(70)로 공급할 수 있다. 여기서 제2 밸브(82)는, 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.
발전엔진 연료공급라인(L3a)은, 제1 분기라인(L3) 상에서 분기되어 발전엔진(42)과 연결되며, 제3 밸브(83)를 구비할 수 있고, 기화기(30)에서 기화된 액화가스의 적어도 일부를 발전엔진(42)으로 공급할 수 있다. 여기서 제3 밸브(83)는, 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.
제2 분기라인(L4)은, 액화가스 공급라인(L1) 상의 기화기(30) 하류에서 분기되어 보일러(43)와 연결되며, 제4 밸브(84)를 구비할 수 있고, 기화기(30)에서 기화된 액화가스의 적어도 일부를 보일러(43)로 공급할 수 있다. 여기서 제4 밸브(84)는, 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.
바이패스 라인(BL)은, 증발가스 공급라인(L2) 상의 흡입 장치(70)의 후단과 전단을 연결하며, 바이패스 밸브(71)를 구비할 수 있고, 흡입 장치(70)에서 보일ㄹ(43)로 공급되고 남은 혼합유체를 흡입 장치(70)의 후단에서 전단으로 바이패스할 수 있다. 여기서 바이패스 밸브(71)는, 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.
이하에서는 상기 설명한 각 라인들(L1a,L1b,L1)에 의해 유기적으로 형성되어 가스 처리 시스템(2)을 구현하는 개별적인 구성들에 대해서 설명하도록 한다.
수요처(40)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스 또는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 공급받아 소비할 수 있으며, 공급받은 액화가스 또는 증발가스를 원료로 사용하여 구동된다.
즉, 수요처(40)는, 액화가스를 필요로 하며 이를 원료로 하여 구동되는 모든 장치 및 기구가 포함될 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예에서 수요처(40)는 추진엔진(41), 발전엔진(42) 및 보일러(43)일 수 있다.
추진엔진(41)은, 선박(1)에 추력을 발생시키며, 일례로 10 내지 20바(bar), 바람직하게는 17바(bar)의 압력을 가진 증발가스 또는 액화가스를 소비할 수 있다. 여기서 추진엔진(41)은, 저압가스 분사엔진으로 저속 2행정 저압가스 분사엔진(XDF)일 수 있다.
저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은, 액화가스, 증발가스 또는 오일 등의 연소에 의해 실린더(도시하지 않음) 내부의 피스톤(도시하지 않음)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 샤프트(도시하지 않음)가 회전될 수 있다. 따라서, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41) 구동 시 샤프트에 연결된 프로펠러(도시하지 않음)가 회전함에 따라, 선박(1)이 전진 또는 후진할 수 있다.
본 발명의 실시예에서의 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은, 바르질라(wartsila)사에서 개발한 2s DF 엔진(XDF 엔진)일 수 있으며, 오토 사이클(Otto cycle)에 따라 구동될 수 있다.
즉, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은, 실린더에 공급된 공기-연료 혼합기를 먼저 상사점까지 압축하고, 압축 상사점에서 외부로부터 점화연료(Pilot Fuel)에 의해 점화가 이루어지는 순간에 공기-연료 혼합기가 모두 완전 연소되도록 하여 폭발적인 동력을 발생시키도록 한다. 이때, 공기-연료 혼합 질량비는, 14.7:1보다 적은 희박 상태일 수 있어 린번(Lean burn) 엔진의 형태일 수 있다.
이때 점화 연료는 HFO(Heavy Fuel Oil) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)를 사용하게 되며, 보통 점화연료와 고압 가스의 비율은 약 1:99 정도로 매우 소량만으로도 점화가 가능하다.
저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은 8bar 내지 20bar(바람직하게는 17bar)의 액화가스를 공급받아 동력을 발생시킬 수 있으며, 공급되는 액화가스의 상태는 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)이 요구하는 상태에 따라 달라질 수 있다.
보통 대형 선박에서는 MEGI 엔진(도시하지 않음)을 통해 추력을 발생시키고 있으나, 본 발명의 실시예에서는 선박(1)의 추력을 발생시키는 기관으로 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)을 사용함으로써 많은 이점이 창출된다.
MEGI 엔진은, 구동시키기 위해 필요한 공급연료의 압력이 약 200bar 내지 300bar인 고압이 필요하여, 구동하기 위한 소모 전력이 약 210KW 내지 220KW(약 215KW) 정도로 상당히 많은 전력이 필요한 문제점이 있다.
이에 반해, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은, 구동시키기 위해 필요한 공급연료의 압력이 8bar 내지 20bar(바람직하게는 17bar)인 저압으로, 구동하기 위한 소모 전력이 약 13KW 내지 17KW(약 15KW) 정도로 MEGI 엔진에 비해 많은 전력을 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, MEGI 엔진은 구동압력이 상당히 높아 MEGI 엔진이 필요로 하는 압력을 생성하기 위해서 그에 수반하는 가스 공급 시스템(도시하지 않음)이 매우 복잡하고 많은 공간을 차지하는 문제점이 있다.
저속 2행정 저압가스 분사엔진(41)은, 구동압력이 저압으로 낮아 연료공급시스템이 매우 간단하고 차지하는 공간이 적은 이점이 있다.
발전엔진(42)은, 선박(1)에서 소비하는 전력을 발생시키며, 일례로 10 내지 20바아(bar), 바람직하게는 17바아(bar)의 압력을 가진 증발가스 또는 액화가스를 소비할 수 있다.
발전엔진(42)은, 이종연료엔진(DFDE; 22)일 수 있다.
이종연료엔진(DFDE; 42)은, 발전 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다. 이종연료엔진(42)은, 액화가스와 연료유(Fuel Oil)가 혼합되어 공급되지 않고 액화가스 또는 연료유(오일)가 선택적으로 공급될 수 있다. 이는 연소 온도가 상이한 두 물질이 혼합 공급되는 것을 차단하여, 엔진의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.
보일러(43)는, 추진엔진(41)의 소비 압력보다 더 낮은 압력을 가지는 증발가스 또는 액화가스를 공급받아 소비할 수 있으며, 발전엔진(42)의 소비 압력보다도 더 낮은 압력의 연료를 소비할 수 있다.
흡입장치(70)는, 액화가스 공급라인(L1)으로부터 액화가스를 공급받아 증발가스 공급라인(L2)을 통해 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 흡입하여 보일러(43)로 액화가스와 증발가스를 혼합한 혼합 유체를 공급하고, 흡입장치(70)는, 액화가스 저장탱크(10)의 내압과 상관없이 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 보일러(43)로 공급한다. 여기서 흡입 장치(70)는, 액화가스 공급라인(L1) 상의 기화기(30) 하류에서 분기되는 제1 분기라인(L3)에 의해서 기화된 액화가스를 공급받을 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 흡입 장치(70)가 발전엔진(42)이 아닌 보일러(43)로만 혼합 유체를 공급함으로써, 별도의 압축기 없이 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있는 장점이 있다.
흡입 장치(70)는, 보일러(43)가 소비하는 유량보다 보일러(43)로 공급하는 혼합 유체의 유량이 더 많은 경우, 혼합 유체를 바이패스 라인(BL)을 통해서 흡입 장치(70)의 후단에서 전단으로 바이패스시킬 수 있다.
여기서 증발가스 공급라인(L2)은, 제1 밸브(81)를 흡입 장치(70)의 전단 중 바이패스 라인(BL)이 연결되는 부분보다 더 상류에 구비될 수 있다.
제1 밸브(81)는, 바이패스 라인(BL) 및 흡입 장치(70)에 의해 흡입 장치(70)의 후단에서 전단으로 바이패스된 혼합 유체가 액화가스 저장탱크(10)로 역류하는 것을 방지할 수 있으며, 바람직하게는 체크 밸브일 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 펌프(20)가 10 내지 20 바아(bar)의 압력까지 액화가스를 가압할 수 있고, 흡입 장치(70)는 바람직하게 이젝터일 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(2) 및 이를 포함하는 선박(1)은, 흡입장치(70)를 통해서 액화가스 저장탱크(10)의 내압에 상관없이 액화가스 저장탱크(10) 내의 증발가스를 처리하여 보일러(43)로 공급할 수 있으므로, 액화가스 저장탱크(10)의 안정성이 증대되고 증발가스의 처리를 위한 구축 비용이 절감되는 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 선박 1a: 선체
2: 가스 처리 시스템 10: 액화가스 저장탱크
10a: 내벽 10b: 외벽
101: 단열부 101a: 제1 관섬유부
101b: 제2 관섬유부 11: 펌프 타워
12: 슬로싱 방지장치 121: 제1 금속부
122: 단열부 123: 제2 금속부
124: 코러게이션부 13: 완충 장치
21: 제1 펌프 22: 제2 펌프
23: 가이드 구조물 30: 기화기
40: 수요처 41: 추진엔진
42: 발전엔진 43: 보일러
50: 제어부 51: 센서부
60: 흡입장치 61: 구동유체 공급라인
62: 흡입유체 공급라인 63: 증발가스 흡입라인
64: 혼합유체 배출라인 70: 흡입장치
71: 바이패스 밸브 81: 제1 밸브
82: 제2 밸브 83: 제3 밸브
84: 제4 밸브 L1: 액화가스 공급라인
L1a: 이동형 액화가스 공급라인 L1b: 고정형 액화가스 공급라인
L2: 증발가스 공급라인 L3: 제1 분기라인
L3a: 발전엔진 연료공급라인 L4: 제2 분기라인
BL: 바이패스 라인
C: 선실 Ch: 연돌
D: 상갑판 ER:엔진룸
I: 계면부

Claims (8)

  1. 액화가스 저장탱크;
    상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 강제 기화하여 저속 2행정 저압가스 분사엔진(XDF엔진)의 연료로 공급하는 액화가스 공급라인;
    상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 보일러의 연료로 공급하는 증발가스 공급라인;
    상기 증발가스 공급라인 상에 구비되어 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 흡입하는 이젝터; 및
    상기 증발가스 공급라인 상의 상기 이젝터의 전단과 후단을 연결하는 바이패스 라인을 포함하고,
    상기 이젝터는,
    상기 액화가스 공급라인에서 분기되는 연료를 상기 이젝터의 구동유체로 이용하여 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스와 함께 상기 보일러로 연료를 공급하며,
    상기 바이패스 라인은,
    상기 보일러가 소비하는 유량보다 상기 이젝터가 토출하는 유량이 더 많은 경우, 상기 이젝터가 토출하는 유체를 상기 이젝터의 후단에서 전단으로 바이패스 시키는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발가스 공급라인 상의 상기 이젝터의 전단과 상기 액화가스 저장탱크 사이에 구비되는 제1 밸브를 더 포함하고,
    상기 제1 밸브는,
    상기 바이패스 라인에 의해 상기 이젝터의 전단으로 바이패스된 상기 이젝터가 토출하는 유체가 상기 액화가스 저장탱크로 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액화가스 공급라인 상에 구비되어, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 저압가스 분사엔진으로 공급하는 펌프;
    상기 액화가스 공급라인 상에 구비되어, 상기 펌프로부터 공급되는 액화가스를 기화시키는 기화기; 및
    상기 액화가스 공급라인 상의 상기 기화기 하류에서 분기되어 상기 이젝터를 연결하는 제1 분기라인을 더 포함하고,
    상기 이젝터는,
    상기 제1 분기라인을 통해서 강제 기화된 액화가스를 공급받는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 분기라인에서 분기되어 발전엔진과 연결되는 발전엔진 연료공급라인; 및
    상기 액화가스 공급라인 상의 상기 기화기 하류에서 분기되어 상기 보일러와 연결되는 제2 분기라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 펌프는,
    상기 액화가스를 10 내지 20 바아(bar)까지 가압하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 액화가스 저장탱크는,
    씨 타입(C type) 저장탱크인 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  8. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 상기 가스 처리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
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