KR102155589B1 - 가스 공급 시스템 - Google Patents
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Abstract
가스 공급 시스템은, 제1 저온 액화 가스가 기화된 제1 가스와, 상기 제1 저온 액화 가스보다도 저온의 제2 저온 액화 가스가 기화된 제2 가스를 혼합한 혼합 가스를 수요처에 공급하는 것이며, 상기 제1 저온 액화 가스를 저장하는 제1 탱크와, 상기 제1 탱크 내에서 상기 제1 저온 액화 가스가 기화되어 발생한 상기 제1 가스가 유입됨과 함께, 상기 제1 가스를 승압하는 가스 승압 기구가 배치된 제1 경로와, 상기 제1 탱크로부터 상기 제1 저온 액화 가스를 취출하는 경로이며, 상기 제1 저온 액화 가스를 승압하는 펌프와, 상기 펌프에 의하여 승압된 상기 제1 저온 액화 가스를 기화하는 기화 기구가 배치된 제2 경로와, 상기 제1 경로에 있어서의 상기 가스 승압 기구보다도 상류측으로부터 취출된 상기 제1 가스의 적어도 일부를 액화하여 상기 제2 경로에 있어서의 상기 펌프보다도 상류측에 유입시키는 경로이며, 상기 제2 저온 액화 가스 또는 상기 제2 가스에 의하여 상기 제1 가스를 냉각하는 냉각 열교환기가 배치된 재액화 경로를 구비한다.
Description
본 발명은 가스 공급 시스템에 관한 것이다.
종래, 일본 특허 출원 공개 제2015-187049호 공보(특허문헌 1)에 개시된 바와 같이, 천연가스와 수소 가스를 혼합한 혼합 가스를 소정의 수요처에 공급하는 가스 공급 시스템에 대하여 알려져 있다. 특허문헌 1에 개시되는 가스 공급 시스템은, 유기 하이드라이드의 탈수소 반응에 의하여 발생시킨 수소 가스와 천연가스를 혼합한 혼합 가스를 가스 터빈식 발전 유닛의 연소기에 연료로서 공급하는 것이다. 이 연소기에 있어서는, 상기 혼합 가스(수소 가스 및 천연가스를 포함하는 가스)를, 별도 공급한 압축 공기를 이용하여 연소시킴으로써, 고온 고압의 연소 가스가 발생한다. 그리고 이 연소 가스에 의하여 가스 터빈을 회전 구동시키고, 그 회전 에너지를 발전기에 있어서 전기 에너지로 변환한다.
특허문헌 1에 개시된 바와 같은 가스 공급 시스템에서는, 천연가스나 수소 가스 등의 가스를 소정의 압력으로까지 승압한 후, 소정의 수요처에 공급할 필요가 생기는 경우도 있다. 본 발명자들은 이와 같은 장면을 상정하여, 소정의 압력으로 승압된 가스를 얻기 위하여 필요한 가스 공급 시스템 전체의 에너지를 가능한 한 적게 함으로써 시스템 전체를 고효율화한다는 과제에 주목하였다.
본 발명의 목적은, 소정의 압력으로 승압된 가스를 수요처에 공급하는 가스 공급 시스템에 있어서, 가스 공급 효율을 높이는 것이 가능한 가스 공급 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 국면에 의하면, 가스 공급 시스템은, 제1 저온 액화 가스가 기화된 제1 가스와, 상기 제1 저온 액화 가스보다도 저온의 제2 저온 액화 가스가 기화된 제2 가스를 혼합한 혼합 가스를 수요처에 공급하는 것이다. 이 가스 공급 시스템은, 상기 제1 저온 액화 가스를 저장하는 제1 탱크와, 상기 제1 탱크 내에서 상기 제1 저온 액화 가스가 기화되어 발생한 상기 제1 가스가 유입됨과 함께, 상기 제1 가스를 승압하는 가스 승압 기구가 배치된 제1 경로와, 상기 제1 탱크로부터 상기 제1 저온 액화 가스를 취출하는 경로이며, 상기 제1 저온 액화 가스를 승압하는 펌프와, 상기 펌프에 의하여 승압한 상기 제1 저온 액화 가스를 기화하는 기화 기구가 배치된 제2 경로와, 상기 제1 경로에 있어서의 상기 가스 승압 기구보다도 상류측으로부터 취출한 상기 제1 가스의 적어도 일부를 액화하여 상기 제2 경로에 있어서의 상기 펌프보다도 상류측에 유입시키는 경로이며, 상기 제2 저온 액화 가스 또는 상기 제2 가스에 의하여 상기 제1 가스를 냉각하는 냉각 열교환기가 배치된 재액화 경로를 구비하고 있다.
본 발명에 의하면, 소정의 압력으로 승압된 가스를 수요처에 공급하는 가스 공급 시스템에 있어서, 가스 공급 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 가스 공급 시스템의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 기타 실시 형태에 따른 가스 공급 시스템의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 기타 실시 형태에 따른 가스 공급 시스템의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
이하, 도면에 기초하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 가스 공급 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
(실시 형태 1)
먼저, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 가스 공급 시스템(1)에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 가스 공급 시스템(1)의 주요 구성 요소를 모식적으로 도시하고 있다.
가스 공급 시스템(1)은, 제1 저온 액화 가스 L1이 기화된 제1 가스 G1과, 제1 저온 액화 가스 L1보다도 저온의 제2 저온 액화 가스 L2가 기화된 제2 가스 G2를 혼합한 혼합 가스 G3을 수요처(100)에 공급하기 위한 시스템이다. 본 실시 형태에 있어서는, 제1 저온 액화 가스 L1이 액화 천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)이고, 제1 가스 G1이 천연가스(NG)이고, 제2 저온 액화 가스 L2가 액체 수소(LH2)이고, 제2 가스 G2가 수소 가스(H2)인 경우를 본 발명의 일례로서 설명한다. 또한 제1 및 제2 저온 액화 가스 L1, L2, 그리고 제1 및 제2 가스 G1, G2의 종류는 이들에 한정되는 것은 아니다.
가스 공급 시스템(1)은, 제1 가스 G1(천연가스)과 제2 가스 G2(수소 가스)를 혼합한 혼합 가스 G3을 가스 터빈식 발전 장치의 연소실(수요처(100))에 연료로서 공급한다. 또한 혼합 가스 G3이 공급되는 수요처(100)는 가스 터빈식 발전 장치의 연소실에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시한 바와 같이, 가스 공급 시스템(1)은, 제1 가스 G1을 공급하기 위한 제1 가스 공급부(1A)와, 제2 가스 G2를 공급하기 위한 제2 가스 공급부(1B)를 주로 구비하고 있다. 이하, 제1 및 제2 가스 공급부(1A, 1B)의 각각의 구성에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 제1 가스 G1(천연가스)을 공급하는 제1 가스 공급부(1A)의 구성에 대하여 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 가스 공급부(1A)는 제1 탱크(21)와 제1 경로(23)와 제2 경로(26)와 재액화 경로(28)를 주로 갖고 있다.
제1 탱크(21)는, 제1 저온 액화 가스 L1(LNG)을 저장하기 위한 것이다. 제1 저온 액화 가스 L1은 약 -162℃의 온도로 제1 탱크(21) 내에 있어서 저장되어 있다. 제1 탱크(21) 내에 있어서는, 외부로부터의 열의 침입 등에 의하여 제1 저온 액화 가스 L1의 일부가 기화(증발)됨으로써 제1 가스 G1이 보일 오프 가스로서 발생하고 있다.
제1 경로(23)는, 제1 탱크(21) 내에서 발생한 제1 가스 G1(보일 오프 가스)이 유입되는 경로이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 경로(23)는, 일단이 제1 탱크(21)의 상부에 접속됨과 함께, 제1 가스 G1을 소정의 압력까지 승압하는 제1 가스 승압 기구(22)가 배치되어 있다. 이것에 의하여, 제1 탱크(21) 내에서 발생한 제1 가스 G1을 제1 경로(23)의 일단으로부터 당해 제1 경로(23) 내에 유입시키고, 제1 가스 승압 기구(22)에 의하여 소정의 압력까지 승압할 수 있다.
제1 가스 승압 기구(22)는, 예를 들어 왕복동식 압축기(레시프로 컴프레서)이며, 복수 단의 압축실이 내부에 마련되어 있다. 제1 가스 G1은 제1 경로(23)를 통하여 제1 가스 승압 기구(22)의 흡입구로부터 압축실 내에 흡입된다. 그리고 각 압축실에 있어서, 실린더 내에 흡입된 제1 가스 G1이 피스톤의 왕복 운동에 의하여 승압되고, 승압된 제1 가스 G1이 토출구로부터 토출된다. 또한 제1 가스 승압 기구(22)는 왕복동식 압축기에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 터보식 압축기여도 된다.
제2 경로(26)는, 제1 탱크(21)로부터 제1 저온 액화 가스 L1을 취출하는 경로이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제2 경로(26)는, 일단이 제1 탱크(21) 내에 배치된 펌프(29)에 접속됨과 함께, 타단이 제1 경로(23)에 있어서의 제1 가스 승압 기구(22)보다도 하류측의 부위 P1에 접속되어 있다. 또한 제2 경로(26)에는, 재액화 열교환기(40), 펌프(24) 및 기화 기구(25)가 상류로부터 하류를 향하여 순서대로 배치되어 있다. 즉, 제2 경로(26)는, 펌프(29)의 토출구와 재액화 열교환기(40)의 입구를 접속하는 부분과, 재액화 열교환기(40)의 출구와 펌프(24)의 입구를 접속하는 부분과, 펌프(24)의 출구와 기화 기구(25)의 입구를 접속하는 부분과, 기화 기구(25)의 출구와 제1 경로(23)(부위 P1)를 접속하는 부분을 포함한다.
제1 탱크(21)로부터 제2 경로(26) 내에 도입된 제1 저온 액화 가스 L1은 재액화 열교환기(40)를 통과한 후, 펌프(24)에 흡입된다. 그리고 제1 저온 액화 가스 L1은 펌프(24)에 의하여 소정의 압력까지 승압된 후, 기화 기구(25)를 향하여 펌프 토출구로부터 토출된다.
기화 기구(25)는, 펌프(24)에 의하여 승압된 제1 저온 액화 가스 L1을 기화하는 열교환기이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 기화 기구(25)는, 펌프(24)로부터 토출된 제1 저온 액화 가스 L1이 흐르는 제1 유로(25A)와, 소정의 열매체(예를 들어 해수)가 흐르는 제2 유로(25B)를 갖고 있다. 기화 기구(25)에 있어서는, 제1 유로(25A)를 흐르는 제1 저온 액화 가스 L1과 제2 유로(25B)를 흐르는 열매체가 열 교환함으로써(제1 저온 액화 가스 L1이 열매체로부터 흡열함으로써) 제1 저온 액화 가스 L1이 기화되어 제1 가스 G1이 발생한다. 이 제1 가스 G1은 기화 기구(25)(제1 유로(25A))로부터 유출된 후, 부위 P1에 있어서 제1 경로(23) 내를 흐르는 제1 가스 G1에 합류한다. 또한 기화 기구(25)는, 제1 저온 액화 가스 L1을 기화하는 것이면 되며, 예를 들어 오픈 랙식 LNG 기화기, 셸 앤드 튜브식 열교환기, 또는 플레이트식 열교환기여도 된다.
재액화 경로(28)는, 제1 경로(23)에 있어서의 제1 가스 승압 기구(22)보다도 상류측으로부터 취출한 제1 가스 G1의 적어도 일부를 액화하여 제2 경로(26)에 있어서의 펌프(24)보다도 상류측에 유입시키는 경로이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 재액화 경로(28)는, 일단이 제1 경로(23)에 있어서의 제1 가스 승압 기구(22)보다도 상류측의 부위 P2에 접속됨과 함께 타단에 재액화 열교환기(40)가 배치된 주 경로(28A)와, 주 경로(28A)에 있어서의 부위 P3으로부터 분기됨과 함께 당해 부위 P3보다도 하류측의 부위 P4에 있어서 주 경로(28A)에 합류하는 분기 경로(28B)를 갖고 있다.
주 경로(28A)에 있어서의 부위 P3보다도 상류측에는, 제1 경로(23)로부터 취출된 제1 가스 G1을 승압하는 재액화용 가스 승압 기구(41)가 배치되어 있다. 이 재액화용 가스 승압 기구(41)는, 제1 가스 승압 기구(22)와 마찬가지로 왕복동식 압축기를 포함하는 것이지만, 제1 가스 G1의 압송을 목적으로 한 것이기 때문에 제1 가스 승압 기구(22)보다도 토출 압력이 작게 되어 있다.
재액화 열교환기(40)는, 예를 들어 직접 접촉식 열교환기이며, 제1 탱크(21)로부터 제2 경로(26)를 통하여 취출된 제1 저온 액화 가스 L1과, 재액화 경로(28)를 통하여 유입되는 제1 가스 G1를 접촉시킴으로써 이들을 열교환시킨다. 이것에 의하여 제1 가스 G1은, 제1 저온 액화 가스 L1에 의하여 냉각됨으로써 액화된다. 그리고 이 재액화에 의하여 얻어진 제1 저온 액화 가스 L1은, 제1 탱크(21)로부터 보내어지는 제1 저온 액화 가스 L1과 함께 제2 경로(26)를 통하여 펌프(24)로 유도된다. 또한 재액화 열교환기(40)는, 제1 가스 G1의 적어도 일부를 액화하는 것이면 되며, 직접 접촉식 열교환기에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시한 바와 같이, 분기 경로(28B)에는, 부위 P3으로부터 당해 분기 경로(28B)에 유입되는 제1 가스 G1을 냉각하기 위한 냉각 열교환기(27)가 배치되어 있다. 이 냉각 열교환기(27)는, 본 실시 형태에 따른 가스 공급 시스템(1)에 있어서의 중요한 구성 요소이며, 상세에 대해서는 후술한다.
이상과 같이, 재액화 경로(28)에 의하면, 제1 경로(23)에 있어서의 제1 가스 승압 기구(22)보다도 상류측(부위 P2)으로부터 제1 가스 G1(보일 오프 가스)을 취출함과 함께, 재액화 열교환기(40)에 있어서 당해 제1 가스 G1의 적어도 일부를 액화할 수 있다. 그리고 액화한 제1 가스 G1(제1 저온 액화 가스 L1)을 제2 경로(26)에 있어서의 펌프(24)보다도 상류측에 유입시킬 수 있다.
또한 재액화 경로(28)를 통하여 재액화 열교환기(40)에 유입되는 제1 가스 G1은, 그 전부가 액화되지는 않으며 가스 상태 그대로의 것도 존재한다. 이와 같이 재액화 열교환기(40)에 있어서 액화되지 않은 제1 가스 G1은 팽창 밸브(43)로 감압된 후, 복귀 경로(42)를 통하여 제1 경로(23)(부위 P2보다도 상류측)로 복귀된다.
다음으로, 제2 가스 G2(수소 가스)를 공급하는 제2 가스 공급부(1B)의 구성에 대하여 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제2 가스 공급부(1B)는 제2 탱크(31)와 제3 경로(32)와 제4 경로(34)를 주로 갖고 있다.
제2 탱크(31)는, 제2 저온 액화 가스 L2(액체 수소)를 저장하기 위한 것이다. 제2 저온 액화 가스 L2는 약 -252℃의 온도로 제2 탱크(31) 내에 저장되어 있다. 제2 탱크(31) 내에서는, 제1 탱크(21) 내와 마찬가지로 외부로부터의 열의 침입 등에 의하여 제2 저온 액화 가스 L2의 일부가 기화(증발)됨으로써 제2 가스 G2(수소 가스)가 발생하고 있다.
제3 경로(32)는, 제2 탱크(31) 내에서 발생한 제2 가스 G2가 유입되는 경로이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제3 경로(32)는, 일단이 제2 탱크(31)의 상부에 접속됨과 함께 타단이 수요처(100)에 접속되어 있다. 또한 제3 경로(32)의 도중에는, 제2 가스 G2를 소정의 압력까지 승압하는 제2 가스 승압 기구(33)가 배치되어 있다. 이 제2 가스 승압 기구(33)는, 제1 가스 승압 기구(22)와 마찬가지로 다단식의 왕복동식 압축기에 의하여 구성되어 있다. 이것에 의하여, 제2 탱크(31) 내에서 발생하는 제2 가스 G2를 제3 경로(32)를 통하여 제2 가스 승압 기구(33)에 공급하고, 제2 가스 승압 기구(33)에 의하여 소정의 압력까지 승압할 수 있다.
제3 경로(32)에 있어서의 제2 가스 승압 기구(33)보다도 하류측의 부위 P5에는, 제1 가스 공급부(1A)의 제1 경로(23)의 타단이 접속되어 있다. 따라서 이 부위 P5에 있어서 제1 가스 G1과 제2 가스 G2가 혼합됨으로써 혼합 가스 G3이 얻어지며, 당해 혼합 가스 G3이 수요처(100)를 향하여 보내어진다.
제4 경로(34)는, 제2 탱크(31) 내에 저장된 제2 저온 액화 가스 L2를 취출하기 위한 경로이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제4 경로(34)는, 일단이 제2 탱크(31) 내의 제2 저온 액화 가스 L2 중에 침지됨과 함께, 타단이 제3 경로(32)에 있어서의 제2 가스 승압 기구(33)와 부위 P5 사이의 부위 P6에 접속되어 있다. 또한 제4 경로(34)에는, 제4 경로(34) 내에 있어서 제2 저온 액화 가스 L2를 압송하기 위한 펌프(36)와, 냉각 열교환기(27)가 각각 배치되어 있다.
냉각 열교환기(27)는, 제2 탱크(31)로부터 보내어지는 제2 저온 액화 가스 L2와의 열교환을 통하여(제2 저온 액화 가스 L2의 냉열에 의하여) 재액화 경로(28)(분기 경로(28B))를 흐르는 제1 가스 G1을 냉각하는 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 냉각 열교환기(27)는, 재액화 경로(28)의 분기 경로(28B)에 접속된 제1 유로(27A)와, 제4 경로(34)에 접속된 제2 유로(27B)를 갖고 있다. 제1 유로(27A)에는, 부위 P3으로부터 분기 경로(28B)에 유입된 제1 가스 G1이 흐르고, 한편, 제2 유로(27B)에 있어서는, 제2 탱크(31)로부터 제4 경로(34)를 통하여 공급되는 제2 저온 액화 가스 L2가 흐른다.
따라서 이 냉각 열교환기(27)에 의하면, 제1 유로(27A)를 흐르는 제1 가스 G1(LNG 보일 오프 가스)을, 제2 유로(27B)를 흐르는 제2 저온 액화 가스 L2(액체 수소)에 의하여 냉각할 수 있다. 즉, 액체 수소의 냉열을 이용하여 제1 가스 G1을 냉각함으로써 재액화 열교환기(40)에 있어서의 제1 가스 G1의 액화 효율을 높일 수 있다. 또한 냉각 열교환기(27)에 의하면, 제1 유로(27A)를 흐르는 제1 가스 G1에 의하여, 제2 유로(27B)를 흐르는 제2 저온 액화 가스 L2를 가온할 수 있다. 제2 저온 액화 가스 L2는, 제1 가스 G1과의 열교환을 통하여 기화됨으로써 제2 가스 G2로 되어, 부위 P6에 있어서 제3 경로(32) 내를 흐르는 제2 가스 G2에 합류한다.
여기서, 상기와 같이 설명한 실시 형태 1에 따른 가스 공급 시스템(1)의 특징 및 작용 효과에 대하여 열기한다.
실시 형태 1에 따른 가스 공급 시스템(1)은, 제1 저온 액화 가스 L1이 기화된 제1 가스 G1과, 제1 저온 액화 가스 L1보다도 저온의 제2 저온 액화 가스 L2가 기화된 제2 가스 G2를 혼합한 혼합 가스 G3을 수요처(100)에 공급하는 시스템이다. 이 가스 공급 시스템(1)은, 제1 저온 액화 가스 L1을 저장하는 제1 탱크(21)와, 제1 탱크(21) 내에서 제1 저온 액화 가스 L1이 기화되어 발생한 제1 가스 G1이 유입됨과 함께, 제1 가스 G1을 승압하는 제1 가스 승압 기구(22)가 배치된 제1 경로(23)와, 제1 탱크(21)로부터 제1 저온 액화 가스 L1을 취출하는 경로이며, 제1 저온 액화 가스 L1을 승압하는 펌프(24)와, 펌프(24)에 의하여 승압한 제1 저온 액화 가스 L1을 기화하는 기화 기구(25)가 배치된 제2 경로(26)와, 제1 경로(23)에 있어서의 제1 가스 승압 기구(22)보다도 상류측으로부터 취출한 제1 가스 G1의 적어도 일부를 액화하여 제2 경로(26)에 있어서의 펌프(24)보다도 상류측에 유입시키는 경로이며, 제2 저온 액화 가스 L2에 의하여 제1 가스 G1을 냉각하는 냉각 열교환기(27)가 배치된 재액화 경로(28)를 구비하고 있다.
이 가스 공급 시스템(1)에서는, 제1 가스 G1을 제1 가스 승압 기구(22)에 의하여 승압하기 전에 제1 경로(23)로부터 재액화 경로(28)에 취출하고, 제1 가스 G1의 적어도 일부를 액화한 후에 제2 경로(26)에 유입시킬 수 있다. 그리고 액화한 제1 가스 G1(제1 저온 액화 가스 L1)을 펌프(24)에 의하여 승압하고, 계속해서 기화 기구(25)에 의하여 기화할 수 있다. 따라서 소정의 압력으로 승압된 제1 가스 G1을 얻을 시에, 가스 상태에서 승압시키는 양을 적게 함과 함께 액체 상태에서 승압시키는 양을 증가시킬 수 있다. 가스 상태에서의 승압에는 액체 상태에서의 승압보다도 많은 에너지를 필요로 하기 때문에, 가스 공급 시스템(1)에 의하면, 소정의 압력으로 승압된 제1 가스 G1을 얻는 데 필요한 에너지를 보다 적게 할 수 있다.
게다가 이 가스 공급 시스템(1)에서는, 냉각 열교환기(27)에 있어서 제1 저온 액화 가스 L1보다도 저온의 제2 저온 액화 가스 L2와의 열교환에 의하여 제1 가스 G1을 냉각할 수 있기 때문에 재액화 경로(28)에 있어서의 제1 가스 G1의 액화 효율을 높일 수 있다. 따라서 재액화 경로(28)를 통하여 제2 경로(26)에 유입시키는 제1 저온 액화 가스 L1의 양을 증가시킬 수 있기 때문에 가스 공급 시스템(1)의 고효율화를 도모할 수 있다.
상기 가스 공급 시스템(1)에 있어서, 재액화 경로(28)에는, 제1 경로(23)로부터 취출된 제1 가스 G1을 승압하는 재액화용 가스 승압 기구(41)가 배치되어 있다. 이것에 의하여, 재액화 경로(28)에 있어서 제1 가스 G1을 압송할 수 있기 때문에 제1 가스 G1을 원활히 흐르게 할 수 있다.
상기 가스 공급 시스템(1)에 있어서, 냉각 열교환기(27)는, 제2 저온 액화 가스 L2에 의하여 제1 가스 G1을 냉각함과 함께 제1 가스 G1에 의하여 제2 저온 액화 가스 L2를 가온하도록 구성되어 있다. 이것에 의하여, 냉각 열교환기(27)에 의하여 제1 가스 G1을 냉각함과 함께 제2 저온 액화 가스 L2의 기화를 촉진할 수도 있다.
상기 가스 공급 시스템(1)에 있어서, 재액화 경로(28)는, 제1 탱크(21)로부터 취출된 제1 저온 액화 가스 L1과의 열교환을 통하여 제1 가스 G1을 액화시키도록 구성되어 있다. 이것에 의하여, 제1 탱크(21)에 저장된 제1 저온 액화 가스 L1의 냉열을 이용하여 제1 가스 G1을 액화시킬 수 있기 때문에, 제1 가스 G1의 액화를 위하여 다른 냉매를 이용하는 경우에 비하여 시스템을 간이화할 수 있다.
(기타 실시 형태)
마지막으로, 본 발명의 기타 실시 형태에 대하여 설명한다.
상기 실시 형태 1에서는, 제2 저온 액화 가스 L2(액체 수소)의 냉열을 이용하여, 냉각 열교환기(27)에 의하여 제1 가스 G1(보일 오프 가스)을 냉각하는 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 도 2에 도시한 바와 같이, 냉각 열교환기(27)의 제2 유로(27B)가 제3 경로(32)(제2 가스 승압 기구(33)보다도 상류측의 경로)에 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 제2 탱크(31) 내에서 제2 저온 액화 가스 L2가 기화됨으로써 발생한 제2 가스 G2가 제3 경로(32)를 통하여 냉각 열교환기(27)(제2 유로(27B))에 유입된다. 그리고 재액화 경로(28)(분기 경로(28B))를 흐르는 제1 가스 G1(천연가스)을 제2 가스 G2(수소 가스)의 냉열에 의하여 냉각할 수 있다. 또한 이 경우, 제2 가스 G2를 냉각 열교환기(27)의 제2 유로(27B)에 유입시키기 위하여, 제3 경로(32)에 있어서의 제2 탱크(31)와 냉각 열교환기(27) 사이에, 제2 가스 G2를 승압시키기 위한 승압 기구가 배치되어도 된다.
재액화용 가스 승압 기구(41)가 1대의 압축기에 의하여 구성됨과 함께 복수 단의 압축실을 갖고 있어도 되지만 이에 한정되지 않으며, 재액화용 가스 승압 기구(41)가 복수 대의 압축기를 갖고 있어도 된다.
상기 실시 형태 1에서는, 재액화 경로(28)가 분기 경로(28B)를 갖는 경우에 대하여 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 재액화 경로(28)가 주 경로(28A)만으로 구성되고, 당해 주 경로(28A)가 냉각 열교환기(27)의 제1 유로(27A)에 접속되어 있어도 된다.
또한 상기 실시 형태를 개략적으로 설명하면 이하와 같다.
상기 실시 형태에 따른 가스 공급 시스템은, 제1 저온 액화 가스가 기화된 제1 가스와, 상기 제1 저온 액화 가스보다도 저온의 제2 저온 액화 가스가 기화된 제2 가스를 혼합한 혼합 가스를 수요처에 공급하는 것이다. 이 가스 공급 시스템은, 상기 제1 저온 액화 가스를 저장하는 제1 탱크와, 상기 제1 탱크 내에서 상기 제1 저온 액화 가스가 기화되어 발생한 상기 제1 가스가 유입됨과 함께, 상기 제1 가스를 승압하는 가스 승압 기구가 배치된 제1 경로와, 상기 제1 탱크로부터 상기 제1 저온 액화 가스를 취출하는 경로이며, 상기 제1 저온 액화 가스를 승압하는 펌프와, 상기 펌프에 의하여 승압된 상기 제1 저온 액화 가스를 기화하는 기화 기구가 배치된 제2 경로와, 상기 제1 경로에 있어서의 상기 가스 승압 기구보다도 상류측으로부터 취출된 상기 제1 가스의 적어도 일부를 액화하여 상기 제2 경로에 있어서의 상기 펌프보다도 상류측에 유입시키는 경로이며, 상기 제2 저온 액화 가스 또는 상기 제2 가스에 의하여 상기 제1 가스를 냉각하는 냉각 열교환기가 배치된 재액화 경로를 구비하고 있다.
이 가스 공급 시스템에서는, 제1 가스를 가스 승압 기구에 의하여 승압하기 전에 제1 경로로부터 재액화 경로에 취출하고, 당해 제1 가스의 적어도 일부를 액화한 후에 제2 경로에 유입시킬 수 있다. 그리고 액화한 제1 가스(제1 저온 액화 가스)를 펌프에 의하여 승압하고, 계속해서 기화 기구에 의하여 기화할 수 있다. 따라서 소정의 압력으로 승압된 제1 가스를 얻을 시에, 가스 상태에서 승압시키는 양을 적게 함과 함께 액체 상태에서 승압시키는 양을 증가시킬 수 있다. 가스 상태에서의 승압에는 액체 상태에서의 승압보다도 많은 에너지를 필요로 하기 때문에, 상기 가스 공급 시스템에 의하면, 소정의 압력으로 승압된 제1 가스를 얻는 데 필요한 에너지를 보다 적게 할 수 있다.
게다가 이 가스 공급 시스템에서는, 냉각 열교환기에 있어서 제1 저온 액화 가스보다도 저온의 제2 저온 액화 가스(또는 그것이 기화된 제2 가스)와의 열교환에 의하여 제1 가스를 냉각할 수 있기 때문에 재액화 경로에 있어서의 제1 가스의 액화 효율을 높일 수 있다. 따라서 재액화 경로를 통하여 제2 경로에 유입시키는 제1 저온 액화 가스의 양을 증가시킬 수 있기 때문에 가스 공급 시스템의 고효율화를 도모할 수 있다.
상기 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 재액화 경로에는, 상기 제1 경로로부터 취출된 상기 제1 가스를 승압하는 재액화용 가스 승압 기구가 배치되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 재액화 경로에 있어서 제1 가스를 압송할 수 있기 때문에 제1 가스를 원활히 흐르게 할 수 있다.
상기 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 냉각 열교환기는, 상기 제2 저온 액화 가스에 의하여 상기 제1 가스를 냉각함과 함께 상기 제1 가스에 의하여 상기 제2 저온 액화 가스를 가온하도록 구성되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 냉각 열교환기에 의하여 제1 가스를 냉각함과 함께 제2 저온 액화 가스의 기화를 촉진할 수도 있다.
상기 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 재액화 경로는, 상기 제1 탱크로부터 취출한 상기 제1 저온 액화 가스와의 열교환을 통하여 상기 제1 가스를 액화시키도록 구성되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 제1 탱크에 저장된 제1 저온 액화 가스의 냉열을 이용하여 제1 가스를 액화시킬 수 있기 때문에, 제1 가스의 액화를 위하여 다른 냉매를 이용하는 경우에 비하여 시스템을 간이화할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아닌 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 나타나며, 특허 청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
Claims (4)
- 제1 저온 액화 가스가 기화된 제1 가스와, 상기 제1 저온 액화 가스보다도 저온의 제2 저온 액화 가스가 기화된 제2 가스를 혼합한 혼합 가스를 수요처에 공급하는 가스 공급 시스템이며,
상기 제1 저온 액화 가스를 저장하는 제1 탱크와,
상기 제1 탱크 내에서 상기 제1 저온 액화 가스가 기화되어 발생한 상기 제1 가스가 유입됨과 함께, 상기 제1 가스를 승압하는 가스 승압 기구가 배치된 제1 경로와,
상기 제1 탱크로부터 상기 제1 저온 액화 가스를 취출하는 경로이며, 상기 제1 저온 액화 가스를 승압하는 펌프와, 상기 펌프에 의하여 승압된 상기 제1 저온 액화 가스를 기화하는 기화 기구가 배치된 제2 경로와,
상기 제1 경로에 있어서의 상기 가스 승압 기구보다도 상류측으로부터 취출된 상기 제1 가스의 적어도 일부를 액화하여 상기 제2 경로에 있어서의 상기 펌프보다도 상류측에 유입시키는 경로이며, 상기 제2 저온 액화 가스 또는 상기 제2 가스에 의하여 상기 제1 가스를 냉각하는 냉각 열교환기가 배치된 재액화 경로를 구비하는, 가스 공급 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 재액화 경로에는, 상기 제1 경로로부터 취출된 상기 제1 가스를 승압하는 재액화용 가스 승압 기구가 배치되어 있는, 가스 공급 시스템. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 냉각 열교환기는, 상기 제2 저온 액화 가스에 의하여 상기 제1 가스를 냉각함과 함께 상기 제1 가스에 의하여 상기 제2 저온 액화 가스를 가온하도록 구성되어 있는, 가스 공급 시스템. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 재액화 경로는, 상기 제1 탱크로부터 취출된 상기 제1 저온 액화 가스와의 열교환을 통하여 상기 제1 가스를 액화시키도록 구성되어 있는, 가스 공급 시스템.
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