KR102159859B1

KR102159859B1 - 가스 처리 시스템

Info

Publication number: KR102159859B1
Application number: KR1020180009263A
Authority: KR
Inventors: 허희승; 이종범; 전성하
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2020-09-24
Also published as: KR20160144883A; KR101780119B1; KR20160144881A; KR101780121B1; KR20160144884A; KR20180014120A; KR101780117B1; KR101780120B1; KR20160144882A; KR20160144874A; KR20160144875A; KR20160144876A; KR20160144886A; KR20160144880A; KR101780114B1; KR20160144887A; KR101859801B1; KR101802599B1; KR101780118B1; KR20160144877A

Abstract

본 발명은 가스 처리 시스템에 관한 것으로서, 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크에 액화가스를 공급하는 벙커스테이션; 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 수요처로 공급하며 압축기가 마련되는 증발가스 공급라인; 상기 액화가스 저장탱크에 액화가스를 공급하는 벙커링 시 상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 벙커스테이션으로 전달하는 증발가스 전달라인; 및 상기 증발가스 공급라인의 상기 압축기의 하류에서 상기 증발가스 전달라인으로 연결되는 증발가스 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 처리 시스템{Gas Treatment System}

본 발명은 가스 처리 시스템에 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 엔진 등을 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, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진 등을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 사용되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.

일반적으로, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162도 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유비중의 약 2분의 1이 된다.

그러나 엔진이 구동되기 위해 필요한 온도 및 압력 등은, 탱크에 저장되어 있는 LNG의 상태와는 다를 수 있다. 따라서 최근에는 액체 상태로 저장되는 LNG의 온도 및 압력 등을 제어하여 엔진에 공급하는 기술에 대하여, 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 컨테이너선에 적용되어 컨테이너선이 LNG 등의 액화가스로 연료추진이 가능하도록 하는 가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 액화가스, 증발가스, 불활성가스 등이 유동하는 라인들의 배치를 효과적으로 개선하고 전체 시스템의 크기를 소형화하며 비용을 절감하면서 관리 효율성을 높일 수 있는 가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 액화가스 저장탱크의 내외에 형성되는 단열공간에 효율적인 단열을 구현하여 액화가스 저장의 안정성을 높인 가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 이덕터를 사용하여 탱크룸 내부에 수집되는 빌지를 외부로 배출시켜서, 간편하게 빌지의 처리가 가능하도록 하는 가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위해 압축기 및 보조 압축기를 마련하고 보조 압축기가 압축기와 분리된 라인에 연결되도록 하여 액화가스 저장탱크의 증발가스 배출이 항상 원활하게 이뤄지도록 하는 가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 액화가스 저장탱크의 벙커링 시간을 단축할 수 있는 가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 압축기의 상류 및 하류 각각에 댐퍼를 구비하고, 압축기 상류의 댐퍼를 이용하여 증발가스에서 액적을 분리하여 압축기에 액적이 유입되는 것을 막고 압축기의 유입 압력에 맥동이 발생하는 것을 방지하며, 압축기 하류의 댐퍼를 이용하여 보조엔진 등의 유입 압력에 맥동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 가스 처리 시스템은, 선박에 마련되는 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크에서 수요처로 연결되는 증발가스 공급라인; 상기 증발가스 공급라인 상에 마련되며 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 압축하여 상기 수요처로 공급하는 압축기; 상기 액화가스 저장탱크로부터 상기 증발가스 공급라인에서 상기 압축기의 하류에 연결되는 액화가스 공급라인; 상기 액화가스 저장탱크를 상기 선박의 외부에 위치한 주유원과 연결하는 벙커스테이션; 상기 주유원으로부터 상기 액화가스 저장탱크로 액화가스가 공급되는 벙커링 시 상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 액화가스 저장탱크의 내압에 의하여 상기 벙커스테이션으로 전달하는 증발가스 전달라인; 및 상기 증발가스 공급라인으로부터 상기 액화가스 공급라인이 연결되는 지점의 하류에서 분기되어 상기 증발가스 전달라인으로 연결되는 증발가스 회수라인을 포함하며, 상기 증발가스 회수라인은, 상기 벙커링 시 상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스가 상기 압축기에 의해 압축되어 상기 벙커스테이션으로 전달되도록 하여 벙커링 시간을 단축하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 증발가스 전달라인은, 상기 증발가스 공급라인으로부터 상기 압축기의 상류에서 분기되어 상기 벙커스테이션으로 연결될 수 있다.

구체적으로, 상기 증발가스 회수라인은, 상기 압축기와 상기 수요처 사이에서 과압이 발생하면 증발가스를 상기 증발가스 전달라인으로 회수하며, 상기 증발가스 전달라인은, 상기 증발가스 회수라인에 의해 회수되는 증발가스를 상기 압축기로 유입시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 증발가스 공급라인에서 상기 압축기와 수요처 사이의 압력을 측정하는 압력계; 및 상기 압력계에 의해 측정된 압력이 임계압력 이상이면 상기 증발가스 회수라인을 따라 증발가스를 회수하는 증발가스 회수밸브를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 압축기와 상기 수요처 사이에서 과압 발생 시 상기 증발가스 회수라인에서의 증발가스 회수는, 상기 벙커링 시 상기 증발가스 회수라인에서의 증발가스 회수와 이시에 이루어져 증발가스 유동이 중복되지 않을 수 있다.

구체적으로, 상기 액화가스 공급라인 상에 마련되며 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 가압하는 펌프; 상기 액화가스 공급라인 상에서 상기 펌프의 하류에 마련되는 기화기; 상기 액화가스 공급라인 상에서 상기 기화기의 하류에 마련되며 기화된 액화가스에서 헤비카본을 분리하는 헤비카본 분리기; 및 상기 액화가스 공급라인 상에서 상기 헤비카본 분리기의 하류에 마련되는 히터를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 액화가스 공급라인은, 저압 액화가스 공급라인이고, 상기 수요처는, 저압 수요처이며, 상기 액화가스 저장탱크로부터 고압 수요처로 연결되는 고압 액화가스 공급라인; 상기 고압 액화가스 공급라인 상에 마련되는 고압 펌프; 및 상기 고압 액화가스 공급라인 상에서 상기 고압 펌프의 하류에 마련되는 열교환기를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 고압 펌프의 유효흡입수두를 충족시키기 위해 상기 고압 펌프를 순환한 액화가스를 상기 열교환기에 유입되기 전에 상기 액화가스 저장탱크로 복귀시키는 액화가스 회수라인을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 헤비카본 분리기에서 분리되는 상기 헤비카본을 상기 액화가스 저장탱크로 복귀시키는 헤비카본 배출라인을 포함하며, 상기 헤비카본 배출라인은, 일단이 상기 헤비카본 분리기에 연결되고 타단이 상기 액화가스 회수라인에 연결될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 컨테이너선은, 상기 가스 처리 시스템을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스 처리 시스템은, 컨테이너선에 적용되어 액화가스 연료 추진이 가능한 컨테이너선을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 가스 처리 시스템은, 서로 다른 유체를 유동시키는 라인들을 적어도 부분적으로 연결하여 라인을 간소화하고 전체 시스템의 크기를 소형화하며 비용을 절감하면서 관리 효율성을 높일 수 있다.

또한 본 발명에 따른 가스 처리 시스템은, 내측 및 외측 단열공간에 불활성가스를 효과적으로 제공함으로써 액화가스 저장탱크의 단열이 충분히 보장되도록 할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 가스 처리 시스템은, 탱크룸 내부에서 수집되는 빌지를 외부로 빼내기 위해서 이덕터를 사용할 수 있으므로, 빌지의 처리 시 펌프를 별도로 구비할 필요가 없어 구성을 단순화할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크의 증발가스를 배출하여 액화가스 저장탱크의 내압을 안정적으로 유지하되, 증발가스 배출을 위하여 압축기와 서로 다른 라인으로 연결되는 보조 압축기를 두어, 액화가스 저장탱크를 보호할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 가스 처리 시스템은, 컨테이너선의 연료공급을 위해 마련되는 압축기를 활용하여 벙커링 시간을 대폭 단축할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 가스 처리 시스템은, 압축기 상류에 제1 댐퍼를 두고 압축기 하류에 제2 댐퍼를 두며, 제1 댐퍼는 액적 분리 및 압축기 상류에서의 맥동 현상 방지를 구현하고, 제2 댐퍼는 압축기의 구동에 따라 나타날 수 있는 보조엔진의 상류에서의 맥동 현상 방지를 구현해 연료 공급을 안정화 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템이 설치되는 선박의 측면도이다.
도 2는 도 1의 A-A'의 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B'의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템이 설치되는 선박의 측면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 공정흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 탱크룸의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 누출가스 감지부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템이 마련되는 선박과 주유원을 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 방법의 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 블록도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 방법의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

이하에서 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 LNG를 의미할 수 있으며, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미할 수 있다.

또한 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템이 설치되는 선박의 측면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'의 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B'의 단면도이다. 또한 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템이 설치되는 선박의 측면도이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 공정흐름도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 탱크룸의 단면도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 누출가스 감지부를 나타내는 도면이다.

이때 도 5는 가스 처리 시스템(1)의 구성들을 공간으로 구획해 나타낸 것이며, 도 6은 가스 처리 시스템(1)의 제어 구성들을 추가해 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명이 갖는 특징을 구조와 유체 흐름으로 나누어 설명하도록 한다.

본 발명의 구조에 대한 설명

가스 처리 시스템(1)에서 유체의 유동을 구현하는 구성들을 설명하기 이전에, 먼저 가스 처리 시스템(1)의 구조적 배치에 대해 설명하도록 한다. 도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 일반 상선(특히 컨테이너선) 등에 탑재될 수 있다. 이때 컨테이너선은 화물 구역(101), 엔진 구역(102), 제1 연료공급구역(103), 제2 연료공급구역(104), 선실 구역(105), 연돌 구역(106) 등으로 이루어질 수 있다.

이때 화물 구역(101)은, 컨테이너를 탑재하기 위한 내부 공간을 마련하고 내부 공간은 격벽으로 구분될 수 있고, 구분되는 공간들은 각각 카고 홀드(cargo hold)라 지칭된다. 또한 본 발명에 따른 컨테이너선은 카고 홀드의 해치 코밍(hatch coaming)에 해치 커버(hatch cover)를 올려두고 해치 커버의 위에 컨테이너를 더 적재할 수 있다.

엔진 구역(102)은, 추진용 엔진, 발전용 엔진 등과 같이 동력을 발생시키는 기관들을 탑재하는 공간일 수 있고 엔진룸(4)이라 할 수 있다.

제1 연료공급구역(103)은, 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크(20) 및 엔진(40) 등에 액화가스를 공급하기 위한 구성들을 마련하는 공간일 수 있으며, 엔진 구역(102)의 전방에 위치할 수 있다. 이때 제1 연료공급구역(103)은 탱크룸(2) 및 연료공급룸(3)을 포함할 수 있고, 연료공급룸(3)은 탱크룸(2)의 상면(구획데크(partial deck)라 할 수 있다.)에 마련될 수 있다. 또한 연료공급룸(3)의 상부에는 해치 커버를 대체하여 선체와 일체화된 선각부재(부호 도시하지 않음)를 마련하여, 그 위에 컨테이너(및 벙커스테이션(5))를 더 적재할 수 있다.

제2 연료공급구역(104)은, 액화가스 외의 연료(디젤 등)를 저장하는 탱크 및 엔진(40) 등에 해당 연료를 공급하기 위한 구성들을 마련하는 공간일 수 있으며, 선실 구역(105)의 하부에서 화물 구역(101) 사이에 마련될 수 있다.

선실 구역(105)은 선박의 승선원들이 거주하는 공간으로서, 화물 구역(101) 사이에 마련될 수 있고, 선실 구역(105) 하부에는 제2 연료공급구역(104)이 마련될 수 있다.

연돌 구역(106)은 엔진(40) 등에서 발생하는 배기를 외부로 배출하기 위한 것으로, 엔진룸(4)과 인접 배치되기 위해 엔진 구역(102)의 상부에 마련될 수 있다.

이하에서는 도 5 내지 7을 더 참고하여 제1 연료공급구역(103)의 탱크룸(2)과 연료공급룸(3) 및 엔진 구역(102)인 엔진룸(4)에 대해 상세히 설명하도록 한다.

탱크룸(2)에는, 액화가스 저장탱크(20)가 수용될 수 있다. 액화가스 저장탱크(20)는 약 -162도의 액화가스를 저장할 수 있다. 액화가스 저장탱크(20)는 독립형, 멤브레인형 등과 같은 탱크일 수 있고, 액화가스를 저장할 수 있다면 크기나 형태, 구조 등은 특별히 한정되지 않는다.

액화가스 저장탱크(20)에는 액체 상태의 액화가스와 기체 상태의 증발가스가 혼재되어 있을 수 있다. 이는 액화가스 저장탱크(20)로 외부의 열이 침투하여 액화가스가 가열됨에 따라 증발가스가 발생할 수 있기 때문이다.

이때 증발가스는 유량이 증가함에 따라 액화가스 저장탱크(20)의 내압 상승을 발생시키는 원인이 되므로, 액화가스 저장탱크(20)의 보호를 위해서는 적정량의 증발가스의 배출이 바람직하다. 따라서 본 발명은 액화가스 저장탱크(20)의 압력에 따라 증발가스를 적절히 배출시킬 수 있다.

배출된 증발가스는 후술할 보조엔진(41) 또는 보조수요처(43)에 의해 소비될 수 있다. 본 발명에 따른 컨테이너선은, 컨테이너의 적재량 확보 및 컨테이너의 보호를 위하여 가스연소장치(GCU: Gas Combustion Unit)가 마련되지 못할 수 있다. 따라서 본 발명은 액화가스 저장탱크(20)의 내압 유지를 위해 배출된 증발가스를 보조수요처(43) 등으로 소비하여 처리할 수 있으며, 외부로 자연배출하지 않을 수 있다.

탱크룸(2)은 앞서 언급한 바와 같이 엔진룸(4)과 카고 홀드 사이에 마련될 수 있으며, 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크(20)가 수용됨에 따라 danger zone(위험구역)으로 지정될 수 있다. 이 경우 safety zone(안전구역)에 해당하는 엔진룸(4)과 격리를 위해, 엔진룸(4) 측 후방 격벽((및 카고 홀드 측 전방 격벽)에 코퍼댐(cofferdam) 및 단열(A-60 insulation)이 마련될 수 있고, 이때 단열은 코퍼댐에서 탱크룸(2)의 외측방향에 형성될 수 있다.

또는 엔진룸(4)과 탱크룸(2) 사이에 공기 순환(ventilation)이 가능한 공간(카고 홀드일 수 있다.)이 마련될 경우에는, 탱크룸(2)에서 엔진룸(4) 측 격벽에 코퍼댐은 생략되고 탱크룸(2)의 격벽에서 내측방향으로 단열만 형성될 수 있다.

탱크룸(2)은, 액화가스 저장탱크(20)가 마련될 수 있다. 즉 탱크룸(2)의 내측에는 액화가스 저장탱크(20)가 수용되고, 탱크룸(2)에서 액화가스 저장탱크(20)를 제외한 공간은 불활성가스의 충진 등이 이루어지는 외측 단열공간(21)이 될 수 있다. 외측 단열공간(21)은 불활성가스가 채워짐에 따라 액화가스 저장탱크(20)로부터 액화가스가 누출되더라도 폭발의 위험이 감소되도록 할 수 있다.

액화가스 저장탱크(20)는, 방벽층(201)과 단열층(202)을 포함할 수 있다. 방벽층(201)은 액화가스에 직접 접촉하며, 단열층(202)은 방벽층(201)을 감싸는 구조로 마련되며, 방벽층(201)과 단열층(202) 사이에는 간극이 형성되고 간극에 불활성가스가 충전된다. 이때 간극은 내측 단열공간(200)으로 이용될 수 있다.

액화가스의 누출 시에는 간극을 통해 누출된 액화가스가 흘러서 최종적으로 드립 트레이(drip tray)에 모이도록 할 수 있다.

탱크룸(2) 내부에서 불활성가스가 채워지는 공간은, 액화가스 저장탱크(20) 외측의 외측 단열공간(21)과, 액화가스 저장탱크(20) 내부의 간극인 내측 단열공간(200)으로 마련될 수 있다.

이때 내측 단열공간(200)은, 불활성가스가 지속적으로 공급되는 반면, 외측 단열공간(21)은 불활성가스가 충진된 상태를 유지할 수 있다. 즉 내측 단열공간(200)은 불활성가스가 지속적으로 내부로 흘러 들어가면서 내부에서 외부로 흘러 나오게 되며, 이를 통해 내측 단열공간(200)은, 불활성가스를 통해 건조한 상태를 유지함으로써 응축수의 발생을 억제하여 단열 성능을 높일 수 있다. 반면, 외측 단열공간(21)은 내부에 불활성가스가 충진되어 밀폐된 상태를 유지할 수 있다.

이때 내측 단열공간(200)에는 제1 불활성가스 공급라인(204) 및 제1 불활성가스 배출라인(205)이 마련될 수 있다. 제1 불활성가스 공급라인(204)은 내측 단열공간(200)의 외부로부터 불활성가스를 내측 단열공간(200)으로 공급할 수 있다. 또한 제1 불활성가스 배출라인(205)은 내측 단열공간(200)으로부터 불활성가스를 내측 단열공간(200)의 외부(벤트 마스트(6) 등으로 연결될 수 있음)로 전달할 수 있다.

제1 불활성가스 배출라인제1 불활성가스 공급라인제1 불활성가스 배출라인(205)이 연결되는 지점 또는 그 인근에는, 내측 단열공간(200)으로부터 액화가스가 누출되었는지 여부를 감지하기 위한 누출가스 센서(206)를 둘 수 있다. 즉 내측 단열공간(200)에서의 누출은, 누출가스 센서(206)를 통해 감지되거나, 및/또는 후술할 샘플링 라인(230)을 통해 외측 단열공간(21)에 연결되는 누출가스 센서(231)에 의해 감지될 수 있다. 내측 단열공간(200)의 누출 여부를 감지하기 위한 누출가스 센서(206)는 전기적으로 누출 여부를 감지하는 타입의 센서일 수 있다. 반면 후술할 누출가스 센서(231)는 화학적으로 누출 여부를 감지하는 타입의 센서일 수 있다. 이 경우 정확도는 내측 단열공간(200)에 대응되는 누출가스 센서(206) 대비 외측 단열공간(21)에 대응되는 누출가스 센서(231)가 더 높을 수 있다.

반면 외측 단열공간(21)에는 제2 불활성가스 공급라인(211)이 마련될 수 있다. 제2 불활성가스 공급라인(211)은 외부로부터 불활성가스를 외측 단열공간(21)으로 공급할 수 있다. 이때 제2 불활성가스 공급라인(211)은, 제1 불활성가스 공급라인(204)과 동일한 불활성가스로 질소 등을 사용할 수 있고, 질소 생성기(N2 generator)와 같은 불활성가스 생성기(210)로 생성되는 불활성가스를 이용하거나 또는 벙커스테이션(5)을 통해 외부로부터 공급받는 불활성가스를 이용할 수 있다.

외측 단열공간(21)에는, 기본적으로 폐쇄 상태를 유지하는 제2 불활성가스 배출라인(212)이 마련될 수 있다. 외측 불활성 가스 배출라인에는 안전밸브(213)가 마련되며, 안전밸브(213)는 외측 단열공간(21)의 내압이 기준값을 넘을 경우 개방될 수 있다. 이때 제2 불활성가스 배출라인(212)은 벤트 마스트(6)로 연결될 수 있다.

한편 외측 단열공간(21)에는 불활성가스 벤트라인(214)이 마련될 수 있다. 불활성가스 벤트라인(214)은, 단열공간의 유지/보수를 위하여 불활성가스를 배출할 수 있다. 단열공간에는 질소 등의 불활성가스가 충진되는데, 작업자가 유지/보수를 위해 단열공간의 내부로 진입해야 할 경우, 불활성가스를 외부로 배출시켜야 할 수 있다. 이를 위해 불활성가스 벤트라인(214)은 단열공간에 일단이 연결될 수 있으며, 타단은 벤트 마스트(6) 등에 연결될 수 있다.

불활성가스 벤트라인(214)에는 벤트밸브(215)가 마련될 수 있으며, 벤트밸브(215)는 수동으로 작동될 수 있다. 즉 벤트밸브(215)는 단열공간의 내부 상태와 무관하게 작업자의 조작에 의해 개폐될 수 있다.

불활성가스 벤트라인(214)은 제2 불활성가스 배출라인(212)에 연결될 수 있다. 비록 목적은 서로 다를 수 있으나 제2 불활성가스 배출라인(212)과 불활성가스 벤트라인(214) 모두 단열공간으로부터 불활성가스를 외부(벤트 마스트(6))로 배출시키고자 하는 것이며 제2 불활성가스 배출라인(212)에 의한 배출과 불활성가스 벤트라인(214)에 의한 배출은 이시에 이루어지므로, 불활성가스 벤트라인(214)은 제2 불활성가스 배출라인(212)과 부분적으로 통합될 수 있다.

이때 제2 불활성가스 배출라인(212)에 마련되는 안전밸브(213)와, 불활성가스 벤트라인(214)에 마련되는 벤트밸브(215)는, 서로 병렬로 마련될 수 있다. 이를 위해 제2 불활성가스 배출라인(212)과 불활성가스 벤트라인(214)은, 안전밸브(213) 및 벤트밸브(215)가 마련되는 구간에만 서로 나뉘어 마련되고, 나머지 구간에는 통합되어 마련될 수 있다.

제2 불활성가스 공급라인(211)은, 후술할 증발가스/불활성가스 공유라인(510)에 연결됨으로써 벙커스테이션(5)으로부터 불활성가스를 공급받을 수 있다. 이 경우 외측 단열공간(21)은, 액화가스 저장탱크(20)의 벙커링 이전에 불활성가스가 충진될 수 있다. 이는 벙커링 시 액화가스 저장탱크(20)에 증발가스가 발생하게 되는데, 이 증발가스가 증발가스/불활성가스 공유라인(510)을 따라 흘러야 하기 때문이다.

내측 단열공간(200)에 액화가스가 누출된 것은, 제1 불활성가스 배출라인(205)으로 불활성가스에 액화가스가 섞였는지를 통해 확인될 수 있으며, 외측 단열공간(21)에 액화가스가 누출된 것은, 샘플링 라인(230)을 통해 확인될 수 있다.

외측 단열공간(21)에는 샘플링 라인(230)이 마련될 수 있다. 이때 샘플링 라인(230)은 일단이 외측 단열공간(21)에 마련되고 타단이 외측 단열공간(21)의 외부로 연장될 수 있다.

외측 단열공간(21)의 외부로 연장된 샘플링 라인(230)에는, 누출가스 센서(231)가 연결될 수 있다. 누출가스 센서(231)는 샘플링 라인(230)을 따라 추출된 불활성가스에 누출 액화가스가 섞여 있는지를 검출할 수 있다.

본 실시예는 외측 단열공간(21)에는 샘플링 라인(230)만을 두고, 누출가스 센서(231)는 외측 단열공간(21)까지 연장된 샘플링 라인(230)에 마련함으로써 외측 단열공간(21)으로 작업자가 진입하지 않더라도 누출가스 센서(231)의 점검이 가능하도록 할 수 있다. 여기서 샘플링 라인(230)과 누출가스 센서(231)는, 누출가스 감지부(23)라 정의될 수 있다.

이때 샘플링 라인(230)은 타단이 작업자의 접근이 매우 용이한 샘플링룸(일례로 선실(9)일 수 있음)까지 연장될 수 있고, 누출가스 센서(231)는 선실(9)에 마련될 수 있다. 또한 샘플링 라인(230)의 일단은, 외측 단열공간(21)의 상측과 하측에 각각 마련될 수 있다.

또한 누출가스 센서(231)는, 앞서 설명한 전기적 타입의 누출가스 센서(206)와 달리 화학적 감지 타입일 수 있고, 누출가스 센서(206) 대비 누출 감지의 정확도가 상대적으로 높을 수 있다.

또한 탱크룸(2)에는, 내부 하측에 빌지 수집부(220)가 마련될 수 있다. 빌지 수집부(220)는 빌지 웰(bilge well)이라고도 불리며, 응축수 등의 찌꺼기가 모이도록 하는 공간일 수 있다.

빌지 수집부(220)에 수집된 빌지는, 빌지 처리 시스템(22)에 의해 처리될 수 있다. 빌지 처리 시스템(22)은, 이덕터(221)를 포함할 수 있다. 이덕터(221)는 압력차를 이용하여 빌지 수집부(220)의 빌지를 외부로 빼낼 수 있다. 이를 위해 이덕터(221)에는 유체가 공급되는 유체 공급라인(222), 이덕터(221)로부터 외부로 연결되어 유체가 배출되는 빌지 배출라인(224), 그리고 빌지 수집부(220)로부터 이덕터(221)로 연결되는 빌지 흡입라인(223)이 마련될 수 있다.

이때 유체는 소화수일 수 있고 유체 공급라인(222)은 컨테이너선에 마련되는 소화수 공급라인에 연결될 수 있는데, 소화수가 이덕터(221)로 유입되어 배출되면, 이덕터(221)에서 발생하는 압력차로 인해 빌지 수집부(220)의 빌지가 이덕터(221)로 흡입되어 빌지 배출라인(224)을 따라 외부로 배출될 수 있다.

소화수와 함께 빠져나온 빌지는 외부로 배출될 수 있다. 다만 빌지의 자연 배출 시 환경오염이 유발될 수 있으므로, 본 실시예는 빌지 정화부(225)를 마련하여 빌지를 정화할 수 있다.

연료공급룸(3)에는 연료공급부(31)가 마련된다. 연료공급부(31)는 기본적으로 3가지로 구분되는데, 첫째는 액화가스를 고압으로 공급하는 것, 둘째는 액화가스를 저압으로 공급하는 것, 셋째는 증발가스를 (저압으로) 공급하는 것으로 구분된다. 구체적으로 연료공급부(31)는, 액화가스를 고압으로 공급하기 위한 펌프(32)와 열교환기(33), 액화가스를 저압으로 공급하기 위한 기화기(34)와 헤비카본 분리기(37) 및 히터(38), 그리고 증발가스를 저압으로 공급하기 위한 압축기(35) 등을 포함할 수 있다. 물론 본 발명은 증발가스를 고압으로 공급하기 위한 압축기를 더 포함할 수 있으며, 이는 종래에 널리 알려진 구성을 채용할 수 있다.

이때 연료공급룸(3)에 마련되는 연료공급부(31)는, 수평으로 펼쳐지도록 배치될 수 있다. 즉 펌프(32)와 열교환기(33), 압축기(35) 등의 구성들은 수평 방향으로 마련될 수 있으며, 이는 연료공급룸(3)의 높이를 축소해 상대적으로 탱크룸(2)의 높이가 높아지도록 하여 충분한 액화가스의 저장용량을 확보하기 위함이다. 또한 이를 통해 본 발명은 컨테이너 적재량의 손실을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

연료공급룸(3)은 탱크룸(2)의 상측에 마련되며, 탱크룸(2)과 연료공급룸(3)은 탱크룸(2)의 상면 및 연료공급룸(3)의 하면을 구성하는 구획데크(부호 도시하지 않음)에 의해 나뉠 수 있다. 이때 연료공급룸(3)과 탱크룸(2)은 모두 액화가스를 다루는 구역이므로 danger zone으로 지정되는바, 구획데크는 코퍼댐이나 단열이 이루어지지 않을 수 있다.

컨테이너선의 추진을 위한 고압수요처인 엔진(40)에 액화가스를 공급하기 위해서는 가스밸브 트레인(364)(Gas Valve Train)이 구비되는데, 가스밸브 트레인(364) 역시 액화가스를 다루는 구역이므로 danger zone으로 지정될 수 있다.

본 발명은 가스밸브 트레인(364)을 같은 danger zone인 연료공급룸(3) 내부에 수용함으로써, 가스밸브 트레인(364)의 insulation 등을 생략할 수 있고, 가스밸브 트레인(364)이 엔진룸(4)에 설치되지 않아도 되므로 엔진룸(4) 공간을 확보할 수 있다.

특히 컨테이너선은 방형계수(Cb, block coefficient)가 작은 세장선에 속하기 때문에 엔진룸(4)이 다른 상선 대비 협소한 편인데, 본 발명은 엔진룸(4)에 설치되던 가스밸브 트레인(364)을 엔진룸(4)이 아닌 연료공급룸(3)으로 옮겨 설치함으로써, 엔진룸(4)의 공간 활용성을 증대할 수 있다. 이와 같이 가스밸브 트레인(364)을 엔진(40)에서 먼 연료공급룸(3)에 설치할 수 있는 것은, 가스밸브 트레인(364)이 고압의 액화가스를 다루기 때문이다. 즉 액화가스는 가스밸브 트레인(364)에 유입될 때 이미 고압 상태에 해당하므로, 가스밸브 트레인(364)과 엔진(40) 사이가 멀리 이격되더라도 액화가스는 압력에 의하여 원활하게 공급될 수 있다.

연료공급룸(3)의 내부에는 탱크연결룸(30)과 보조 연료공급룸(300)이 마련될 수 있다. 탱크연결룸(30)은 각종 라인들을 감싸 보호할 수 있다. 이때 돔은 탱크룸(2)의 상면인 구획데크를 관통하여 상측이 연료공급룸(3)에 위치할 수 있다. 이 경우 돔과 구획데크 사이에는 실링(sealing)이 마련될 수 있다.

탱크연결룸(30)은 하면이 돔의 상면에 연결된 형태로 마련되어 연료공급룸(3)과 구조적으로 이격될 수 있고, 돔을 관통하는 각 라인들은 탱크연결룸(30)의 외부로 빠져나오면서 엔진(40), 벙커스테이션(5) 등으로 연결될 수 있다.

탱크연결룸(30)은 연료공급룸(3)과 같이 danger zone으로 지정되므로, 탱크연결룸(30)은 단순히 공간을 구획하는 구조를 가지며 별도의 단열은 생략될 수 있다.

보조 연료공급룸(300)은, 후술할 보조 압축기(354)를 수용한다. 보조 연료공급룸(300)은 연료공급룸(3)의 압축기(35)에 문제가 발생하여 액화가스 저장탱크(20)로부터의 증발가스 배출이 원활하지 못할 경우를 대비하기 위한 것이다.

액화가스 저장탱크(20)에는 액화가스가 저장되어 있는 한 증발가스가 지속적으로 발생하게 되는데, 이 경우 증발가스를 배출시켜주어야만 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 안정적인 수준으로 유지될 수 있다.

증발가스의 배출은 기본적으로 압축기(35)를 통해 보조엔진(41)으로 증발가스가 전달됨으로써 이루어질 수 있는데, 압축기(35)가 고장 나거나 하는 경우에는 증발가스가 액화가스 저장탱크(20)의 외부로 빠져나가지 못하여 문제될 수 있다.

따라서 이 경우 압축기(35)가 마련되는 공간인 연료공급룸(3)과 격리된 보조 연료공급룸(300)의 보조 압축기(354)가 가동함으로써, 증발가스의 배출이 원활하게 이루어질 수 있다. 이때 보조 연료공급룸(300)은 연료공급룸(3)의 내부에 위치하면서 방폭 구조로 마련될 수 있다.

물론 보조 압축기(354)를 통한 증발가스의 배출에도 문제가 발생하여 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 기준값을 넘어설 경우에는, 후술할 증발가스 배출라인(392)을 통해 증발가스가 벤트 마스트(6)로 빠져나갈 수 있다.

엔진룸(4)은, 컨테이너선의 추진 등을 위한 엔진(40)을 탑재한다. 이때 엔진룸(4)은 탱크룸(2) 및 연료공급룸(3)과 격벽으로 구획될 수 있으며, 이때 격벽은 개구가 존재하지 않는 폐쇄형(closed type)일 수 있고 코퍼댐 및/또는 단열이 적용될 수 있다.

엔진룸(4)에는 추진을 위한 엔진(40)과 함께 발전을 위한 보조엔진(41)이 마련될 수 있다. 추진을 위한 엔진(40)은 ME-GI 엔진으로서 200bar 내지 400bar의 고압 액화가스를 소비하는 고압수요처일 수 있다. 반면 발전을 위한 보조엔진(41)은 DF엔진으로서 1~10bar의 증발가스를 소비하는 저압수요처일 수 있다. 물론 보조엔진(41)은 DF엔진 외에도 스팀 터빈(Steam Turbine), 디젤 제너레이터(Diesel Generator)등일 수 있다.

엔진룸(4)에 마련되는 엔진(40) 및 보조엔진(41)은, 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 액화가스 및/또는 증발가스를 소비하여 동력을 발생시킬 수 있으며, 이때 중유 등의 오일이 액화가스 등의 점화를 위해 pilot oil로써 함께 소비될 수 있다.액화가스를 엔진(40)까지 전달하기 위한 액화가스 공급라인(36) 및/또는 증발가스를 보조엔진(41)까지 전달하기 위한 증발가스 공급라인(39)은 저온의 액화가스 등을 전달해야 하기 때문에 단열이 요구될 수 있다. 따라서 액화가스 공급라인(36) 등의 길이를 단축하여 단열 작업을 최소화하기 위해, 엔진룸(4)은 액화가스 저장탱크(20)가 마련되는 탱크룸(2)과 인접할 수 있다.

그러나 중유 등과 같은 오일의 경우 라인의 단열 등이 필요하지 않으므로, 엔진룸(4)은 오일 저장탱크와 이격될 수 있다. 즉 엔진(40)에 액화가스의 전달을 위한 라인은, 엔진(40)에 오일의 전달을 위한 라인보다 상대적으로 짧을 수 있다.

고압수요처인 엔진(40)에 액화가스를 공급하기 위해서는 앞서 설명한 가스밸브 트레인(364)이 필요한 반면, 저압수요처인 보조엔진(41)에 증발가스를 공급하기 위해서는 가스밸브 유닛(42)(Gas Valve Unit)이 필요하다. 이때 가스밸브 유닛(42)은 가스밸브 트레인(364)과 마찬가지로 danger zone으로 지정된다.

이때 본 발명은, 가스밸브 유닛(42)을 엔진룸(4) 내에 마련하고 가스밸브 유닛(42)에 대해 sealing 등의 insulation 또는 ventilation을 구현할 수 있다. 이는 가스밸브 유닛(42)이 가스밸브 트레인(364)과 달리, 저압의 증발가스를 다루는 구성이므로 증발가스의 원활한 공급을 위해서는 보조엔진(41)으로부터 멀리 이격될 수 없기 때문이다.

엔진룸(4)에 마련되는 고압수요처인 엔진(40) 및 저압수요처인 보조엔진(41)을 포함하는 수요처 외에도, 엔진룸(4)에는 보조수요처(43)가 마련될 수 있다. 보조수요처(43)는 보일러 등일 수 있으며, 보조 증발가스 공급라인(394)을 통해 공급되는 증발가스를 소비할 수 있다. 보조수요처(43)는 보조 연료공급룸(300)의 보조 압축기(354)가 구동될 때 증발가스를 공급받을 수 있다.

본 발명의 유체 흐름에 대한 설명

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)의 각 구성들에 대해 설명하도록 한다. 다만 각 구성들을 목적에 따라 나누어, 고압 액화가스 공급 구성, 저압 액화가스 공급 구성, 증발가스 공급 구성, 벙커링 구성으로 나누어 설명하도록 한다.

본 발명의 고압 액화가스 공급 구성에 대한 설명

고압 액화가스 공급 구성은, 액화가스 저장탱크(20)에서 액화가스를 고압수요처(엔진(40))로 공급하는 구성으로서, 펌프(32), 열교환기(33), 가스밸브 트레인(364)을 포함한다. 이때 고압 액화가스 공급 구성은 고압 액화가스 공급라인(362) 상에 마련될 수 있다.

펌프(32)는, 액화가스를 가압한다. 본 발명에서 펌프(32)로부터 액화가스를 공급받는 구성은, 약 200bar 내지 400bar(절대압력)의 압력을 갖는 액화가스를 사용하는 ME-GI 엔진 등의 고압수요처인 엔진(40)일 수 있다.

펌프(32)는 1차 펌프(320)(부스팅 펌프, Boosting Pump), 2차 펌프(322)(고압 펌프, High Pressure Pump)로 구성될 수 있다.

1차 펌프(320)는, 액화가스를 약 1 내지 10bar로 가압할 수 있다. 다만 이러한 압력은 저압엔진(DFDE, DFDG, XDF 등), 터빈, 재액화장치, 보일러, 가스연소장치 등 약 1bar 내지 10bar(절대압력)의 압력을 갖는 액화가스를 사용하는 저압수요처(보조엔진(41) 등)의 요구 압력보다 높지 않은 것이므로, 본 발명은 1차 펌프(320)의 하류에서 액화가스가 저압수요처로 분기되도록 할 수 있다.

2차 펌프(322)는, 액화가스를 2차적으로 가압할 수 있다. 2차 펌프(322)가 가압하는 액화가스의 압력은, 엔진(40)의 요구 압력에 따라 10bar 내지 400bar(절대압력)까지 다양하게 결정될 수 있으며, 본 발명은 이를 특별히 한정하지 않는다. 다만 일례로 2차 펌프(322)는 1 내지 10bar로 가압된 액화가스를 엔진(40)의 요구 압력인 약 200bar 내지 400bar(절대압력)까지 가압할 수 있다.

펌프(32)로 액화가스가 유동하기 위해서, 액화가스 저장탱크(20)에서 펌프(32)로 액화가스 공급라인(36)이 연결될 수 있으며, 액화가스는 액화가스 공급라인(36)을 따라 유동할 수 있다. 이때 액화가스 공급라인(36)은 후술할 열교환기(33) 및 엔진(40)까지 연결되어 액화가스가 액화가스 저장탱크(20)로부터 엔진(40)까지 전달되도록 할 수 있으며, 액화가스 공급라인(36)에는 액화가스의 공급 유량을 조절하기 위해 개도 조절이 가능한 액화가스 공급밸브(363)가 마련될 수 있다.

액화가스 공급라인(36)은, 1차 펌프(320)의 하류에서 고압수요처로 연결되거나, 또는 앞서 설명한 바와 같이 저압수요처로 연결될 수 있으며, 고압수요처로 연결되는 액화가스 공급라인(36)은 고압 액화가스 공급라인(362)으로 정의될 수 있다. 물론 저압수요처로 연결되는 액화가스 공급라인(36)은 저압 액화가스 공급라인(361)으로 정의될 수 있다.

액화가스 공급라인(36)은, 고압 액화가스 공급라인(362)과 저압 액화가스 공급라인(361)으로 분기되는 지점의 상류에 액화가스를 필터링하는 스트레이너(360)를 마련할 수 있다. 스트레이너(360)는 복수 개의 밸브와 필터가 조합된 구성일 수 있다. 액화가스 저장탱크(20)에는 액화가스가 저장되어 있지만, 외부로부터 복귀되는 다양한 유체들에 의하여 액화가스 저장탱크(20) 내부의 액화가스에는 메탄 외의 불필요한 이물질이 혼입될 수 있다. 따라서 스트레이너(360)는, 액화가스에 혼입된 이물질을 걸러내고, 품질이 우수한 액화가스가 엔진(40) 등으로 전달되도록 할 수 있다.

1차 펌프(320)는 고압 액화가스로 공급될 유량인 F1 및 저압 액화가스로 공급될 유량인 F2를 모두 커버하는 고정용량형으로 마련될 수 있다. 이 경우 하나의 펌프로 고압 액화가스 및 저압 액화가스의 공급이 가능하므로, 구성의 단순화 및 제어의 용이성이 확보될 수 있다.

다만 1차 펌프(320)에서 2차 펌프(322)로 F2 만큼의 액화가스가 공급되고, 기화기(34)로 F1 만큼의 액화가스가 공급되는데, 이때 기화기(34)로 F1 이상의 액화가스가 전달됨에 따라 2차 펌프(322)로 F2 미만의 액화가스가 공급될 경우, 2차 펌프(322)는 유효흡입수두(NPSH)를 맞추지 못해 cavitation이 발생할 수 있다. 따라서 1차 펌프(320)는, 2차 펌프(322)로 공급되어야 하는 유량인 F2와 기화기(34)로 공급되어야 하는 유량인 F1에 더하여, 여유분인 a를 더 포함하는 고정용량형으로 마련될 수 있다.

즉 1차 펌프(320)는, 기화기(34)의 흡입량 및 2차 펌프(322)의 흡입량에 여유분을 더한 용량의 고정용량형인, 최소한 F1+F2+a 이상의 고정용량형으로 마련되어, 기화기(34) 및 2차 펌프(322)에 안정적으로 액화가스를 전달할 수 있다. 여기서 기화기(34)의 흡입량이라 함은 보조엔진(41)이 증발가스를 소비하는 것을 감안할 때 보조엔진(41)의 가스 수요량에서 증발가스 유량을 뺀 액화가스 수요량에 대응될 수 있다. 또한 2차 펌프(322)의 흡입량이라 함은 엔진(40)의 가스 수요량에 대응될 수 있다.

예를 들면 기화기(34)의 흡입량이 30에서 50으로 증가해서 2차 펌프(322)의 흡입량이 30에서 10으로 증가분인 20만큼 감소하더라도, 여유분인 10이 2차 펌프(322)로 유입되어 2차 펌프(322)의 흡입량은 유효흡입수두를 맞추기 위한 최소 유량인 15를 넘도록 할 수 있으므로, 2차 펌프(322)의 cavitation이 방지될 수 있다. 즉 2차 펌프(322)의 흡입량은, 기화기(34)의 흡입량이 증가함에 따라 감소할 수 있지만, 그렇다 하더라도 여유분을 통해 유효흡입수두 이상으로 유지될 수 있다. 이때 1차 펌프(320)는 적어도 70 이상의 고정용량형일 수 있다.

다만 여유분인 a는 기화기(34) 또는 2차 펌프(322)로 전달되지 못하고 잉여로 남을 수도 있으므로, 이를 처리하기 위해 액화가스 공급라인(36)에는, 액화가스 복귀라인(321)이 마련될 수 있다.

1차 펌프(320)는 앞서 언급한 바와 같이 고정용량형일 수 있는데, 1차 펌프(320)에 의해 100의 액화가스가 배출되었더라도, 엔진(40) 등을 통해 소비될 수 있는 액화가스는 80일 수 있으므로, 잉여 액화가스가 발생한다.이때 액화가스 복귀라인(321)은 액화가스 공급라인(36)으로부터 액화가스 저장탱크(20)로 잉여 액화가스를 복귀시킬 수 있다.

액화가스 복귀라인(321)은, 액화가스 공급라인(36)이 고압 액화가스 공급라인(362)과 저압 액화가스 공급라인(361)으로 분기되는 지점의 상류에 마련될 수 있다. 이는 액화가스 복귀라인(321)이 엔진(40)만의 가스 수요량 대비 남는 액화가스를 회수하는 것이 아니라, 엔진(40) 및 보조엔진(41) 등 액화가스를 소비하는 구성들의 총 소비량 대비 남는 액화가스를 회수하도록 하기 위함이다. 엔진

또한 보조엔진(41)은 증발가스를 소비할 수 있으므로, 이 경우 액화가스 복귀라인(321)은 1차 펌프(320)로부터 토출되는 고정 유량의 액화가스에서, 엔진(40) 및 보조엔진(41)의 가스 수요량에서 엔진(40) 및 보조엔진(41)으로 공급되는 증발가스의 유량을 제한 유량을 넘는 잉여 액화가스를 복귀시킬 수 있다. 이러한 제어를 위하여 액화가스 복귀라인(321)에는 복귀밸브(부호 도시하지 않음)를 마련할 수 있고, 복귀밸브는 엔진(40) 등으로 전달되는 액화가스 및 증발가스의 유량과, 엔진(40) 등의 부하를 토대로 산출되는 액화가스 등의 소비량을 토대로 탱크압력 제어부(7)에 의해 제어될 수 있다. 이때 복귀밸브는 일정 압력 이상이 감지되면 개방되는 밸브를 사용할 수 있으며, 이는 잉여 액화가스가 발생하였을 경우 액화가스 공급라인(36) 상에서 압력이 상승하게 되기 때문이다.

액화가스 복귀라인(321)은 일단이 액화가스 저장탱크(20)의 외부에서 액화가스 공급라인(36)에 연결되고 타단이 액화가스 저장탱크(20)의 내부로 연결될 수 있다. 액화가스 복귀라인(321)의 타단은 액화가스 저장탱크(20)의 내부 하측 및/또는 상측에 스프레이 형태로 마련되어 액화가스가 액화가스 저장탱크(20)의 내부로 액화가스를 복귀시키도록 할 수 있다.

액화가스 복귀라인(321)을 따라 복귀되는 액화가스의 유량은 탱크압력 제어부(7)에 의해 조절되는데, 탱크압력 제어부(7)는 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 지나치게 낮아지는 것을 방지할 수 있다.

액화가스 저장탱크(20)에서 액화가스의 배출이 이루어지면 내압이 낮아지게 되는데, 내압이 너무 낮아지면 액화가스 저장탱크(20)에 음압(심할 경우 진공에 가까운 압력)이 발생하여 시스템의 안정성을 저해할 수 있다.

따라서 액화가스 저장탱크(20)의 압력은 일정한 범주 내에 안정적으로 유지되는 것이 중요하며, 일례로 액화가스 저장탱크(20)는 0.60bar 내지 1.25bar(절대압력) 내에서 내부 압력이 유지될 수 있으며, 이를 위해 탱크압력 제어부(7)가 사용될 수 있다. 여기서 탱크압력 제어부(7)는 선박(100) 자동제어 시스템(IAS: Integrated Automation System)에 해당할 수 있다.

구체적으로 설명하자면, 탱크압력 제어부(7)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 낮다면(임계압력 이하), 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 높이기 위해 탱크압력 제어부(7)는 액화가스 저장탱크(20)에서 배출된 액화가스를 액화가스 복귀라인(321)을 통해 액화가스 저장탱크(20)로 복귀시킬 수 있다. 이를 위해 탱크압력 제어부(7)는 액화가스 저장탱크(20)에 마련될 수 있는 압력계(203)를 이용할 수 있다.

일례로 엔진(40)의 최대 수요량이 200이고, 현재 요구 수요량이 100일 경우, 1차 펌프(320)에 의해 액화가스 저장탱크(20)에서 200의 액화가스가 배출될 수 있다. 이때 엔진(40)이 수용하지 못하는 100의 액화가스는, 탱크압력 제어부(7)의 액화가스 복귀라인(321)에 의하여 액화가스 저장탱크(20)로 복귀될 수 있다. 따라서 액화가스 저장탱크(20)는 결론적으로 엔진(40)의 현재 요구 수요량만큼만 배출시킬 수 있으므로, 내압의 급격한 저하가 발생하지 않을 수 있다.

반면 엔진(40)의 현재 요구 수요량이 200일 경우, 1차 펌프(320)에 의해 액화가스 저장탱크(20)에서 200의 액화가스가 배출될 수 있으며, 엔진(40)이 수용하지 못하는 액화가스가 발생하지 않는바, 탱크압력 제어부(7)의 액화가스 복귀라인(321)에 의한 액화가스의 복귀가 이루어지지 않을 수 있다.

다만 위 경우에 탱크압력 제어부(7)가 파악한 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 임계압력보다 낮으면, 엔진(40)의 요구 수요량이 최대이더라도 액화가스 복귀라인(321)을 개방하여, 액화가스 복귀라인(321)에 의해 적어도 일부의 액화가스가 액화가스 저장탱크(20)로 복귀되도록 할 수 있다. 이때 엔진(40)은 요구 수요량보다 적은 액화가스를 소비함에 따라 부하가 낮아질 수 있는데, 부족한 부분은 오일로 충당될 수 있다.

반면 위 내용과 달리, 액화가스 저장탱크(20)에 저장되어 있는 액화가스로부터 증발가스가 지속적으로 발생하게 되면, 증발가스의 발생에 의하여 액화가스 저장탱크(20)의 내부 압력이 높아질 수 있다.

따라서 탱크압력 제어부(7)는, 액화가스 저장탱크(20)의 압력이 지나치게 높아지는 것을 방지할 수 있다. 즉 탱크압력 제어부(7)는 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 높다면 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 낮추기 위해 증발가스의 배출을 허용할 수 있다.

또한 탱크압력 제어부(7)는, 위와 같이 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 너무 높으면(임계압력 이상, 이때의 임계압력은 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 낮은지를 판단하는 임계압력과 다를 수 있음), 탱크압력 제어부(7)는 액화가스 복귀라인(321)을 폐쇄할 수 있다. 이때 수요처로는 액화가스가 아닌 증발가스가 공급될 수 있으므로, 1차 펌프(320)는 정지될 수 있다.

액화가스 공급라인(36)(특히 고압 액화가스 공급라인(362))에는, 액화가스 회수라인(323)이 더 마련될 수 있다. 액화가스 회수라인(323)은, 2차 펌프(322)를 순환하는 액화가스를 액화가스 저장탱크(20)로 복귀시킬 수 있다.

2차 펌프(322)는 왕복동형 펌프(32)일 수 있으며, 유효흡입수두(NPSH)를 맞춰서 공동현상(cavitation)의 발생을 방지하기 위해 충분한 양의 액화가스가 유입될 필요가 있다. 즉 2차 펌프(322)는, 엔진(40)으로 공급되는 액화가스의 유량에 여유분을 포함하는 유량만큼의 액화가스를 흡입할 수 있다.

이때 여유분의 액화가스는, 엔진(40)으로 공급되지 않고 단순히 2차 펌프(322)를 순환한 뒤 액화가스 회수라인(323)을 따라 액화가스 저장탱크(20)로 복귀될 수 있으며, 이때 2차 펌프(322)를 순환한 액화가스는 2차 펌프(322)의 유효흡입수두를 충족시키는 것으로만 사용될 뿐, 2차 펌프(322)에 의해 가압되지 않을 수 있다. 따라서 액화가스 회수라인(323)을 따라 회수되는 액화가스는, 2차 펌프(322)로 유입되는 액화가스와 동일한 압력을 가진 상태일 수 있다.

액화가스 회수라인(323)에는 후술할 헤비카본 배출라인(370)이 연결되거나, 및/또는 저압 액화가스 배출라인(345) 등이 연결될 수 있는데, 이는 모두 저압 액화가스 공급 구성에서 설명하도록 한다.

고압 액화가스 공급라인(362)에는 고압 액화가스 배출라인(330)이 더 마련될 수 있다. 고압 액화가스 배출라인(330)은, 2차 펌프(322)의 하류 및 후술할 열교환기(33)의 상류에서 액화가스를 고압 액화가스 공급라인(362)의 외부로 배출시켜서 액화가스 저장탱크(20)로 복귀시킬 수 있다.

고압 액화가스 배출라인(330)은 2차 펌프(322)에 의해 고압으로 가압된 액화가스가 열교환기(33)를 거쳐 엔진(40)으로 공급되지 못할 경우, 고압의 액화가스를 고압 액화가스 공급라인(362)의 외부로 배출할 수 있다. 이때 배출되는 액화가스는 벤트 마스트(6)로 전달되거나 또는 액화가스 저장탱크(20)로 복귀될 수 있다.

고압 액화가스 배출라인(330)에는 안전밸브(331)가 마련될 수 있다. 안전밸브(331)는 폐쇄 상태를 유지하다가 열교환기(33)와 2차 펌프(322) 사이의 고압 액화가스 공급라인(362)에서 압력이 기준값을 넘을 경우 자동적으로 개방될 수 있다.

고압 액화가스 배출라인(330)을 따라 배출되는 액화가스는, 액화가스 회수라인(323)을 따라 회수되는 액화가스보다 상대적으로 압력이 높을 수 있다. 액화가스 회수라인(323)을 따라 유동하는 액화가스는 2차 펌프(322)에 의하여 가압되지 않은 상태인 반면, 고압 액화가스 배출라인(330)을 따라 유동하는 액화가스는 2차 펌프(322)에 의해 가압된 후 토출된 상태이기 때문이다.

따라서 고압 액화가스 배출라인(330)과 액화가스 회수라인(323)은, 액화가스의 유동이 서로 독립적으로 이루어지도록 마련될 수 있다. 즉 고압 액화가스 배출라인(330)과 액화가스 회수라인(323)은 각각 일단이 액화가스 공급라인(36)으로부터 분기되고 타단이 액화가스 저장탱크(20)로 연결되면서, 서로 연결되지 않고 분리될 수 있다.

다만 라인의 간소화를 위해 고압 액화가스 배출라인(330)은 액화가스 회수라인(323)에 연결될 수도 있다. 이때 고압 액화가스 배출라인(330)에서 액화가스 회수라인(323)의 합류지점 이전에 감압밸브(332)를 마련함으로써, 고압 액화가스 배출라인(330)의 액화가스가 액화가스 회수라인(323)의 액화가스와 동일/유사한 압력을 갖게 된 후 합류되도록 하여 안정적인 액화가스 유동을 구현할 수 있다.

고압 액화가스 배출라인(330)에서의 액화가스 유동은 2차 펌프(322) 하류에서 엔진(40) 방향으로 액화가스의 흐름에 문제가 발생하는 경우에 일어나고, 액화가스 회수라인(323)에서의 액화가스 유동은 2차 펌프(322)가 가동할 때 일어날 수 있다. 따라서 고압 액화가스 배출라인(330)에서의 액화가스 유동과 액화가스 회수라인(323)에서의 액화가스 유동은, 동시에 또는 이시에 일어날 수 있다.

열교환기(33)는, 스팀, 글리콜워터, 해수, 수요처의 배기, 수요처의 냉각수, 전기 등을 이용해 액화가스를 가열한다. 액화가스 저장탱크(20)에 저장되어 있는 액화가스는 약 -162도의 극저온인데, 엔진(40)에서 요구하는 액화가스의 요구 온도는 10 내지 50도일 수 있다. 따라서 액화가스를 엔진(40)에 전달하고자 할 경우 액화가스의 온도 상승이 요구된다.

열교환기(33)의 열원으로 본 발명은 글리콜워터를 이용할 수 있으며, 글리콜워터는 스팀에 의해 가열된 후 열교환기(33)로 공급될 수 있다.

가스밸브 트레인(364)(Gas valve train)은, 엔진(40)으로 공급되는 고압의 액화가스를 제어할 수 있다. 구체적으로 가스밸브 트레인(364)은 엔진(40)의 직전에서 액화가스의 공급을 조절(공급 여부 조절 및/또는 유량 조절)하며, 이때 가스밸브 트레인(364)은 엔진(40)으로 공급되는 액화가스의 유동을 On/Off로 제어할 수 있고, 유량의 조절은 가스밸브 트레인(364)이 아닌 펌프(32) 등에 의해 제어될 수 있다.

또한 가스밸브 트레인(364)은 비상시에 액화가스를 엔진(40)으로 공급하지 않고 외부로 배출할 수 있다. 이를 위해 가스밸브 트레인(364)은 각종 밸브들과 벤트 구성들을 포함할 수 있다.

본 발명의 저압 액화가스 공급 구성에 대한 설명

저압 액화가스 공급 구성은, 액화가스 저장탱크(20)에서 액화가스를 저압수요처(보조엔진(41))로 공급하는 구성으로서, 기화기(34), 헤비카본 분리기(37), 히터(38)를 포함한다. 다만 저압 액화가스 공급 구성은 앞서 언급한 바와 같이 고압 액화가스 공급 구성과 1차 펌프(320)를 공유할 수 있고, 저압 액화가스 공급 구성은 저압 액화가스 공급라인(361) 상에 마련될 수 있다.

기화기(34)는, 액화가스를 기화시킨다. 기화기(34)는 1차 펌프(320)로부터 액화가스를 전달받아 열원을 이용해 가열하여 기화시킬 수 있으며, 이때 사용되는 열원은 앞서 열교환기(33)에서 설명한 바와 같은 스팀, 글리콜워터, 해수, 수요처의 배기, 수요처의 냉각수, 전기 등일 수 있다. 또한 기화기(34)는 열교환기(33)와 열원을 공유할 수도 있고, 이때 열원은 열교환기(33)와 기화기(34)를 병렬 또는 직렬로 경유할 수 있다.

기화기(34)는 액화가스를 기화시켜서 보조엔진(41)으로 전달할 수 있다. 이때 액화가스에는 메탄, 프로판, 부탄 등이 혼입되어 있는데, 기화기(34)로 가열된 액화가스에서 메탄은 기화되고, 프로판이나 부탄 등(이하 헤비카본이라 한다.)은 액상을 유지할 수 있다. 다만 메탄의 비중이 높을수록 보조엔진(41)의 가동 효율이 높아질 수 있으므로, 기화기(34)에서 기화되지 못한 프로판이나 부탄은 분리됨이 바람직하다. 이를 위해 기화기(34)의 하류에는 후술할 헤비카본 분리기(37)가 마련될 수 있다.

기화기(34)의 상류 및 하류에서 저압 액화가스 공급라인(361)에는, 액화가스를 외부로 배출하는 저압 액화가스 배출라인(345)이 마련될 수 있다. 저압 액화가스 배출라인(345)은 고압 액화가스 배출라인(330)과 마찬가지로, 액화가스가 기화기(34)로 유입되지 못하거나 또는 기화기(34)의 하류로 흐르지 못할 경우, 액화가스를 외부로 배출하기 위해 사용될 수 있다.

이를 위해 저압 액화가스 배출라인(345)에는 안전밸브(346)가 마련되며, 안전밸브(346)는 폐쇄 상태를 유지하다가 기화기(34)의 상류 또는 하류의 압력이 기준값을 넘을 경우 개방될 수 있다. 이때 저압 액화가스 배출라인(345)은 기화기(34)의 상류 및 하류에 각각 연결될 수 있으므로, 안전밸브(346)는 2개 이상 마련될 수 있다.

이때 저압 액화가스 배출라인(345)은, 일단이 기화기(34)의 상류 또는 하류 중 적어도 어느 하나에 연결되고, 타단이 액화가스 회수라인(323)에 연결될 수 있다. 저압 액화가스 배출라인(345)을 따라 유동하는 액화가스는 1차 펌프(320)에 의해 가압된 상태이므로, 액화가스 회수라인(323)을 따라 흐르는 액화가스와 동일/유사한 압력을 가질 수 있다. 따라서 저압 액화가스 배출라인(345)은 감압밸브(332) 등의 구성 없이 액화가스 회수라인(323)에 연결될 수 있다.

이와 같이 저압 액화가스 배출라인(345)이 액화가스 회수라인(323)에 연결됨에 따라, 본 발명은 액화가스 저장탱크(20)로 회수되는 라인의 개수를 단축할 수 있고, 이는 곧 액화가스가 누출될 위험 부위를 최소화할 수 있음을 의미한다. 따라서 본 발명은 안전성을 확보할 수 있다. 이러한 효과는 후술할 헤비카본 배출라인(370)이 액화가스 회수라인(323)에 연결되는 것에서도 나타날 수 있다.

기화기(34)의 인근에는, 액화가스의 온도를 다양한 방식으로 조절하기 위한 액화가스 조절부(340)가 마련될 수 있다. 액화가스 조절부(340)는, 제1 바이패스 라인(341), 제1 바이패스 밸브(342), 제2 바이패스 라인(343), 제2 바이패스 밸브(344)를 포함할 수 있다.

제1 바이패스 라인(341)은, 액화가스가 기화기(34)를 우회하도록 저압 액화가스 공급라인(361)에 연결될 수 있다. 제1 바이패스 라인(341)은 기화기(34)의 상류에서 저압 액화가스 공급라인(361)으로부터 분기되며, 기화기(34)의 하류에서 저압 액화가스 공급라인(361)에 합류될 수 있다.

제1 바이패스 라인(341)에는 제1 바이패스 밸브(342)가 마련되는데, 제1 바이패스 밸브(342)가 개폐 및/또는 개도 조절되면, 제1 바이패스 라인(341)을 따라 액화가스가 유동할 수 있다.

액화가스 조절부(340)는, 제1 바이패스 라인(341)을 이용하여 기화되지 않은 액화가스를 기화된 액화가스에 혼합해 기화기(34) 하류의 액화가스의 온도를 낮출 수 있다. 이때 제1 바이패스 라인(341)의 합류 지점에서 액화가스는 단순 혼합, 직분사 및/또는 스프레이 방식으로 합류될 수 있다. 본 발명이 스프레이 방식을 택할 경우 제1 바이패스 라인(341)을 따라 흐르는 액화가스는, 액화가스 공급라인(36)을 따라 유동하는 액화가스를 향하도록 분사되어 액화가스 공급라인(36)에 합류될 수 있다.

제2 바이패스 라인(343)은, 제1 바이패스 라인(341)과 마찬가지로 저압 액화가스 공급라인(361)에 연결될 수 있다. 제2 바이패스 라인(343)은, 제1 바이패스 라인(341)과 동일/유사하게 기화기(34)를 우회하도록 하며, 동시에 제1 바이패스 라인(341)도 우회하도록 할 수 있다. 제2 바이패스 라인(343)의 액화가스 유동은, 제2 바이패스 밸브(344)에 의해 구현될 수 있다.

제2 바이패스 라인(343) 역시 액화가스 공급라인(36)으로부터 분기되었다가 합류할 수 있는데, 제2 바이패스 라인(343)의 분기 지점은 제1 바이패스 라인(341)의 분기 지점보다 상류일 수 있고, 제2 바이패스 라인(343)의 합류 지점은 제1 바이패스 라인(341)의 합류 지점보다 하류일 수 있다.

제2 바이패스 라인(343)은 제1 바이패스 라인(341)과 동일/유사하게, 액화가스 공급라인(36)과의 합류 지점에서 액화가스를 단순 혼합, 직분사 및/또는 스프레이 방식으로 합류시킬 수 있다.

본 발명이 이와 같이 제1 바이패스 라인(341)과 제2 바이패스 라인(343)을 구비하는 것은, 어느 하나의 바이패스 라인(341, 343)에 문제가 발생할 경우 액화가스의 온도가 과열되는 것을 방지하기 위함이며, 액화가스의 온도를 미세하게 조정하기 위함이고, 및/또는 기화기(34)에 유입되는 유량이 많을 때 기화기(34)에서 과도한 압력강하가 발생할 것을 대비하기 위함이다.

제1 바이패스 밸브(342)와 제2 바이패스 밸브(344)는 개도 조절의 정도가 서로 다를 수 있다. 또한 제1 바이패스 라인(341)과 제2 바이패스 라인(343)은, 액화가스가 유동할 수 있도록 허용하는 최대 용량이 서로 다를 수 있다(직경 차이 등).

액화가스 조절부(340)는 액화가스 온도의 제어를 구현하기 위해 온도센서(도시하지 않음)를 이용할 수 있으며, 온도센서는 바이패스 라인(341, 343)의 분기 지점 전단 및/또는 후단, 바이패스 라인(341, 343)의 합류 지점 전단 및/또는 후단 중 적어도 어느 하나에 마련될 수 있다.

액화가스 조절부(340)는, 압력조절밸브(347)를 더 포함할 수 있다. 압력조절밸브(347)는 저압 액화가스 공급라인(361)에서 기화기(34)의 상류(특히 제2 바이패스 라인(343)의 분기 지점보다 상류)에 마련될 수 있으며, 압력조절밸브(347)는 액화가스의 압력을 조절하는데, 액화가스의 유량 조절을 통하여 액화가스의 압력을 간접적으로 조절할 수 있다.

액화가스의 유량이 많아져서 액화가스의 압력이 높아지면, 기화기(34)로 유입되는 액화가스의 유량이 증가하거나 또는 액화가스의 유속이 증가하게 되어, 액화가스가 기화기(34)로부터 충분한 열량을 전달받지 못함에 따라, 기화기(34) 하류에서 액화가스의 온도가 낮아질 수 있다. 즉 압력조절밸브(347)로 인해 기화기(34) 하류의 액화가스 온도 조절이 가능하다.

이때 액화가스 조절부(340)는, 액화가스 공급라인(36) 상에 마련되는 압력조절밸브(347)에 따라 상기의 바이패스 밸브(342, 344)를 조절할 수 있다.

일례로 액화가스 공급밸브(363)의 개도가 낮아지면 기화기(34)로 유입되는 액화가스의 유량이 줄어들게 되고, 기화기(34) 하류에서 액화가스의 온도가 높아질 수 있다. 따라서 액화가스 조절부(340)는 바이패스 밸브(342, 344)의 개도를 높여서, 기화기(34)의 하류에서 액화가스의 온도가 낮아지도록 할 수 있다. 물론 반대의 경우도 가능하다.

*

이하에서는 도 10을 참고해 압력조절밸브(347)에 따라 바이패스 밸브(342, 344)를 조절하는 본 발명의 가스 처리 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 방법의 순서도이다.

도 10을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 방법은, 액화가스를 기화시키는 기화기(34)를 우회하도록 액화가스의 흐름을 조절하는 방법에 있어서, 기화기(34)로 공급되는 액화가스의 압력을 조절하는 압력조절밸브(347)의 개도를 파악하는 단계(S10), 압력조절밸브(347)의 개도에 따라 액화가스가 기화기(34)를 우회하도록 하는 바이패스 밸브(342, 344)의 개도를 조절하는 단계(S11)를 포함한다.

단계 S10에서는, 기화기(34)로 공급되는 액화가스의 압력을 조절하는 압력조절밸브(347)의 개도를 파악한다. 이때 압력조절밸브(347)는 액화가스 저장탱크(20)와 기화기(34) 사이의 저압 액화가스 공급라인(361)에 마련될 수 있고, 바이패스 라인(341, 343)이 저압 액화가스 공급라인(361)으로부터 분기되는 지점의 상류에 마련될 수 있다.

단계 S11에서는, 압력조절밸브(347)의 개도에 따라 액화가스가 기화기(34)를 우회하도록 하는 바이패스 밸브(342, 344)의 개도를 조절한다.

압력조절밸브(347)의 개도가 높아져서 기화기(34)의 유입 압력이 높아지면(기화기(34)로 유입되는 액화가스의 유량이 증가), 기화기(34)에서 토출되는 액화가스의 온도가 낮아질 수 있다. 반대로 압력조절밸브(347)의 개도가 낮아져서 기화기(34)의 유입 압력이 낮아지면(기화기(34)로 유입되는 액화가스의 유량이 감소), 기화기(34)에서 액화가스의 토출 온도가 높아질 수 있다.

따라서 본 발명은 압력조절밸브(347)의 개도가 커질 때, 액화가스의 토출 온도가 낮아질 것을 대비하여 바이패스 밸브(342, 344)의 개도를 조절할 수 있다.

구체적으로 바이패스 밸브(342, 344)는, 압력조절밸브(347)의 개도의 변화와 반대로 개도를 조절할 수 있다. 즉 압력조절밸브(347)의 개도가 커지면 바이패스 밸브(342, 344)의 개도는 작아지거나 밀폐될 수 있으며, 이를 통해 기화기(34)를 우회하는 액화가스의 유량을 줄여 액화가스의 토출 온도를 충분히 확보할 수 있다.

반대로 압력조절밸브(347)의 개도가 작아지면 바이패스 밸브(342, 344)의 개도는 커지거나 완전 개방될 수 있으며, 이를 통해 기화기(34)를 우회하는 액화가스의 유량을 늘려 액화가스의 토출 온도를 적절하게 맞출 수 있다.

헤비카본 분리기(37)는, 기화된 액화가스에서 액상으로 남아있는 헤비카본을 분리한다. 본 발명은 액화가스를 기화시키고 액상을 유지하는 헤비카본을 분리하여, 보조엔진(41)로 공급되는 액화가스의 메탄가를 향상시켜 보조엔진(41)의 구동 효율을 높일 수 있다.

이때 액상의 헤비카본은 헤비카본 분리기(37)에 연결되는 헤비카본 배출라인(370)을 통해 헤비카본 분리기(37)의 외부로 배출될 수 있다. 헤비카본 배출라인(370)은 액화가스 저장탱크(20)로 직접 연결되거나, 또는 앞서 언급한 액화가스 복귀라인(321)에 연결될 수 있다. 즉 헤비카본 배출라인(370)은 일단이 헤비카본 분리기(37)에 연결되고 타단이 액화가스 회수라인(323)에 연결되어, 헤비카본이 액화가스 저장탱크(20)로 복귀되도록 할 수 있다.

헤비카본은 1차 펌프(320)에 의해 가압된 압력을 가지며, 액화가스 회수라인(323)에 의해 회수되는 액화가스 역시 동일/유사한 압력을 가질 수 있다. 따라서 헤비카본 배출라인(370)은, 압력 조절 구성 없이 액화가스 회수라인(323)에 연결될 수 있다. 이 경우 액화가스 회수라인(323)에는, 동일/유사한 압력의 액화가스를 취급하는 저압 액화가스 배출라인(345)과 헤비카본 배출라인(370)이 모두 연결될 수 있다.

히터(38)는, 헤비카본이 분리된 액화가스를 가열한다. 기화기(34)는 액화가스를 가열하지만, 기화기(34)에 의해 기화된 액화가스는 헤비카본을 액상으로 잔류시키기 위한 온도(일례로 -100도)를 가지므로, 보조엔진(41)이 요구하는 온도에 못 미칠 수 있다.

따라서 히터(38)는 기화기(34)와 마찬가지로 다양한 열원을 이용하여 액화가스를 가열함으로써 보조엔진(41)의 요구온도까지 액화가스를 2차적으로 가열할 수 있으며, 이때 열원은 기화기(34) 및/또는 열교환기(33)와 다양한 방식에 의해 공유될 수 있다.

히터(38)에 의하여 가열된 액화가스는 보조엔진(41)으로 공급될 수 있는데, 이 경우 증발가스와 합류하여 보조엔진(41)으로 공급될 수 있다. 따라서 저압 액화가스 공급라인(361)은, 후술할 증발가스 공급라인(39)에 합류될 수 있다.

본 발명의 증발가스 공급 구성에 대한 설명

증발가스 공급 구성은, 액화가스 저장탱크(20)에서 증발가스를 저압수요처(보조엔진(41))로 공급하는 구성으로서, 압축기(35), 가스밸브 유닛(42)을 포함한다.

압축기(35)는, 액화가스 저장탱크(20)에서 배출되는 증발가스를 압축한다. 압축기(35)는 원심형, 왕복동형 등으로 이루어질 수 있으며, 복수 개의 압축기(35)가 압축부를 구성할 수 있다.

압축기(35)에 의해 증발가스가 압축되면서 증발가스의 온도가 상승하면, 증발가스의 부피가 함께 증대됨에 따라 증발가스의 부피가 늘어날 수 있다. 이는 압축기(35)의 불필요한 부하 증가를 발생시킬 수 있는바, 적어도 어느 하나의 압축기(35)의 상류 및/또는 적어도 어느 하나의 압축기(35)의 하류에는 압축된 증발가스를 냉각하는 냉각기(350)가 마련될 수 있다.

또한 압축기(35)는, 제1 압축기(35a)와 제2 압축기(35b)가 다단으로 마련될 수 있고(물론 보조 압축기(394)도 제1 보조 압축기(394a)와 제2 보조 압축기(394b)가 다단으로 마련될 수 있음), 냉각기(350)도 제1 냉각기(350a)와 제2 냉각기(350b)로 마련될 수 있다.

제1 냉각기(350a)는 제1 압축기(35a)와 제2 압축기(35b) 사이에 마련되는데, 제1 압축기(35a)에서 나온 증발가스는 제1 냉각기(350a)를 우회하여 제2 압축기(35b)로 유입될 수 있다. 즉 제1 압축기(35a)에서 압축된 증발가스의 온도가 높을 경우 증발가스는 제1 냉각기(350a)를 거쳐서 제2 압축기(35b)로 유입되고, 반대로 제1 압축기(35a)에서 압축된 증발가스의 온도가 낮을 경우 증발가스는 제1 냉각기(350a)를 우회하여 제2 압축기(35b)로 바로 유입될 수 있다.

압축기(35)는, 증발가스를 약 10bar(절대압력) 내지 50bar(절대압력)로 압축할 수 있다. 이는 압축기(35)에서 배출되는 증발가스가 어디에 사용되는지에 따라 달라질 수 있다.

일례로 압축기(35)에서 압축된 증발가스가 보조엔진(41)(저압수요처로 터빈, 저압엔진(DFDE, DFDG, XDF 등) 등)에 사용될 경우 압축된 증발가스의 압력은 약 1bar 내지 50bar(절대압력)일 수 있으며, 압축된 증발가스가 보조수요처(43)(재액화장치, 보일러, 가스연소장치 등)에 사용될 경우 압축된 증발가스의 압력은 약 1bar 내지 10bar(절대압력)일 수 있다.

즉 다단으로 마련되는 압축기(35)를 갖는 압축부에서, 수요처로 공급되는 증발가스의 압력, 압축기(35)의 수, 증발가스의 다단 압축 정도 등은 특별히 한정되지 않고 다양하게 결정될 수 있다.

액화가스 저장탱크(20)에서 압축기(35)를 거쳐 보조엔진(41) 또는 보조수요처(43) 등의 수요처로 증발가스를 전달하기 위해, 액화가스 저장탱크(20)에서 수요처까지는 증발가스 공급라인(39)이 마련될 수 있다.

압축기(35)의 상류와 하류 각각에는 댐퍼(351)가 마련될 수 있다. 댐퍼(351)는 증발가스의 압력이 급변하는 것을 방지할 수 있다. 댐퍼(351)는 증발가스 공급라인(39)에 마련될 수 있으며, 증발가스 공급라인(39)의 단면 대비 단면적이 확장된 형태이거나, 드럼 형태일 수 있다.

댐퍼(351)는, 제1 압축기(35a)의 상류에 마련되는 제1 댐퍼(351a)와, 제2 압축기(35b)의 하류에 마련되는 제2 댐퍼(351b)를 포함할 수 있다(다만 압축기(35)가 1단으로 마련될 수도 있으며, 이 경우 압축기(35)의 상류에 제1 댐퍼(351a), 압축기(35)의 하류에 제2 댐퍼(351b)를 둘 수 있다.). 제1 댐퍼(351a)는 압축기(35)의 상류에 마련되어 압축기(35)에 유입되는 증발가스의 압력 변동을 감쇄시킬 수 있으며, 또한 제2 댐퍼(351b)는 압축기(35)의 하류에 마련되어 압축기(35)에서 토출되어 보조 엔진(41)으로 유입되는 증발가스의 압력 변동을 감쇄시킬 수 있다.

또한 제1 댐퍼(351a)는 knock out 드럼 형태로 마련될 수 있으며, 증발가스의 압력 변화를 줄여서 흡입 knock out을 방지하고, 액적이 압축기(35)로 유입되어 cavitation이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이때 제1 댐퍼(351a)는 증발가스에서 액적을 걸러내기 위한 필터(355)를 구비할 수 있고, 제1 댐퍼(351a)에 잔류하는 액적은 제1 댐퍼(351a)의 외부로 배출될 수 있다. 제2 댐퍼(351b)는, 압축기(35)의 구동이나 증발가스 공급라인(39)에 이상이 발생하는 경우 압축기(35)에서 토출되는 증발가스의 압력이 변동이 발생할 수 있는바, 압축기(35)의 하류에 마련될 수 있다.

결국 댐퍼(351)를 통해 압축기(35)로 유입되는 흡입 증발가스의 압력 변동을 최소화하는 동시에, 압축기(35)에서 토출되는 증발가스의 압력 변동도 최소화할 수 있다. 따라서 압축기(35)는 전후 압력 차이를 비교적 안정적으로 유지함으로써, 압축기(35)의 구동 시 구동의 효율성이 대폭 향상되도록 할 수 있다.

증발가스 공급라인(39)과 별개로, 보조 증발가스 공급라인(394)이 증발가스 공급라인(39)과 병렬로 마련될 수 있으며, 보조 증발가스 공급라인(394)은 보조 연료공급룸(300)을 통해 압축기(35)와 격리된 보조 압축기(354)에 연결될 수 있다. 이때 증발가스 공급라인(39)과 보조 증발가스 공급라인(394)은, 압축기(35)(보조 압축기(354))까지 병렬로 마련되거나, 길게는 보조엔진(41)(및 보조수요처(43))까지 병렬로 마련될 수 있다.

증발가스 공급라인(39)이 ESD(Emergency Shutdown) 상태로 폐쇄되면 보조 증발가스 공급라인(394)의 보조 압축기(354)가 가동하여 증발가스가 보조엔진(41)을 대신해 보조수요처(43)에 의해 소비될 수 있다. 이 경우 액화가스 저장탱크(20)의 증발가스는 보조 증발가스 공급라인(394)을 통해 보조 압축기(354)로 공급될 수 있다.

다만 비상이 아닌 상황에서도 보조 압축기(354)가 압축기(35)를 백업하는 백업 압축기(35)로 사용되도록 하기 위해서, 보조 증발가스 공급라인(394)은 압축기(35)의 상류 및 하류 중 적어도 전단에서 증발가스 공급라인(39)에 연결될 수 있다. 이 경우 액화가스 저장탱크(20)의 증발가스는 증발가스 공급라인(39) 및 보조 증발가스 공급라인(394)을 통해 압축기(35) 및 보조 압축기(354)로 나뉘어 공급될 수 있다.

증발가스 공급라인(39)에는 증발가스 배출라인(392)이 연결될 수 있다. 증발가스 공급라인(39)에는 증발가스가 외부(벤트 마스트(6))로 배출되도록 하는 증발가스 배출라인(392)이 마련되어, 액화가스 저장탱크(20)의 내부 압력이 임계압력 이상이 되면(일례로 1.25bar 이상), 증발가스 배출라인(392)이 개방되어 증발가스가 배출될 수 있다.

이때 증발가스 배출라인(392)에는, 안전밸브(393)가 마련될 수 있다. 안전밸브(393)는 임계압력 이상이 발생하면 자동적으로 개방되는 밸브로서, 액화가스 저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스의 압력이 임계압력 이상이 되면 안전밸브(393)가 개방되어 증발가스가 빠져나갈 수 있다.

만약 증발가스 배출라인(392)이 액화가스 저장탱크(20)에 직접 설치될 경우, 액화가스 저장탱크(20)에는 증발가스 배출라인(392)의 연결 부분으로 인해 누출 위험이 증대될 수 있다. 따라서 본 발명은 이를 억제하기 위해 증발가스 배출라인(392)이 액화가스 저장탱크(20)에 직접 연결되는 대신 증발가스 공급라인(39)에 마련되도록 하여 누출 위험 부분을 최소화할 수 있고, 기본적으로 폐쇄 상태를 유지하는 안전밸브(393)를 둠으로써 증발가스가 증발가스 배출라인(392)으로 빠져나가지 않고 증발가스 공급라인(39)으로 원활하게 유동되도록 할 수 있다.

증발가스 공급라인(39)에는 증발가스 회수라인(352)이 마련될 수 있다. 압축기(35)(및 보조 압축기(354))로부터 보조엔진(41)으로 증발가스가 공급되는 과정에서 증발가스 공급라인(39) 및/또는 보조엔진(41)에 문제가 발생하였을 경우, 증발가스는 증발가스 회수라인(352)을 통하여 상류로 회수될 수 있다.

이때 증발가스 회수라인(352)은, 일단이 압축기(35)의 하류에서 증발가스 공급라인(39)으로부터 분기되며, 타단이 액화가스 저장탱크(20)로 연결되거나 또는 증발가스 공급라인(39)의 상류로 연결될 수 있고, 후자의 경우 증발가스 회수라인(352)은, 증발가스 공급라인(39)과 증발가스/불활성가스 공유라인(510)에 연통되는 증발가스 전달라인(511)에 연결될 수 있다.

증발가스 회수라인(352)은 타단이 증발가스/불활성가스 공유라인(510)에 연결될 수 있는데, 다만 증발가스 회수라인(352)을 통한 증발가스의 회수는 압축기(35)와 보조엔진(41) 사이에서 과압이 발생할 때 일어나는 것이고, 증발가스/불활성가스 공유라인(510)을 통한 증발가스의 회수는 벙커링 시 일어나는 것이므로, 증발가스가 유동하는 상황이 중복되지 않는바, 위와 같이 라인들을 연결하더라도 증발가스의 유동에는 문제가 발생하지 않을 수 있다.

즉 증발가스 회수라인(352)은, 회수되는 증발가스가 다시 압축기(35)로 유입되도록 할 수 있고, 또는 벙커스테이션(5)으로 전달되도록 할 수 있으며, 전자는 압축기(35)에서 보조엔진(41)으로 증발가스의 전달에 문제가 생긴 경우 발생하며, 후자는 벙커링 시 발생할 수 있다. 후자에 대해서는 벙커스테이션(5)을 설명하는 부분에서 자세히 서술하도록 한다.

압축기(35)는 액화가스 저장탱크(20)에서 발생한 증발가스를 보조엔진(41)으로 공급할 수 있는데, 액화가스 저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스의 유량이 부족할 경우에는 증발가스의 회수가 일어나지 않는다(보조엔진(41)으로는 강제로 기화한 액화가스가 보충될 수 있다.). 반면 액화가스 저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스의 유량이 많을 경우(특히 보조엔진(41)의 요구 유량보다 많을 경우), 압축기(35)와 보조엔진(41) 사이의 증발가스 공급라인(39) 상에는 증발가스의 정체로 인하여 과압이 발생할 수 있다.

이 경우 압축기(35)와 보조엔진(41) 사이에서 과압을 발생시키는 잉여 증발가스는, 증발가스 회수라인(352)을 따라 회수될 수 있다. 증발가스 공급라인(39)에는 증발가스 회수밸브(353)가 마련되고 증발가스 공급라인(39)에는 압력계(390)가 마련되어, 압력계(390)에 의해 측정된 압력이 임계압력 이상으로 높게 측정되면 잉여 증발가스의 발생을 감지해, 증발가스 회수밸브(353)가 개방됨으로써 증발가스 회수라인(352)을 따라 증발가스가 흐를 수 있다. 이때 증발가스 회수밸브(353)는 ON/OFF 제어 및/또는 개도 조절이 가능한 밸브일 수 있다.

증발가스 공급라인(39)에 마련되는 압축기(35)(및 보조 증발가스 공급라인(394)에 마련되는 보조 압축기(354))의 제어를 위해 본 발명은 압축기 제어부(8)를 더 포함할 수 있다.

압축기 제어부(8)는, 압축기(35)의 구동을 제어한다. 액화가스 저장탱크(20)는 내부에 증발가스가 발생하게 되는데, 증발가스가 과도하게 발생하면 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 지나치게 상승할 우려가 있고, 반대로 증발가스 등이 과도하게 배출되면 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 지나치게 하강하여 음압을 발생시킬 우려가 있다.

따라서 압축기 제어부(8)는, 액화가스 저장탱크(20)에 마련되는 압력계(203)를 이용하여 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 모니터링하며, 압축기(35)의 하류에 마련되는 유량계(391)를 이용하여 증발가스의 토출 유량을 모니터링할 수 있고, 이를 이용하여 압축기(35)의 구동을 제어할 수 있다.

종래의 경우, 액화가스 저장탱크(20) 내부에 발생한 증발가스의 유량이 보조엔진(41)으로 전달되고, 보조엔진(41)은 이에 따라 부하를 결정하며, 압축기(35)는 보조엔진(41)의 부하에 따라서 증발가스를 흡입해 압축하고 보조엔진(41)으로 전달하였기 때문에, 보조엔진(41)의 부하 관점에서 압축기(35)가 가동될 뿐이어서 액화가스 저장탱크(20)의 보호는 미진하였다.

그러나 본 발명은, 압축기 제어부(8)가 압력계(203)에 의해 측정되는 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 증발가스의 유량으로 환산하고, 압축기(35)의 하류에서 유량계(391)에 의해 측정되는 증발가스의 유량과 비교하면서, 이를 통해 압축기 제어부(8)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내압 관점에서 압축기(35)가 가동되도록 할 수 있다.

*구체적으로 압축기 제어부(8)는, 액화가스 저장탱크(20)의 증발가스 유량이 많으면(내압이 임계압력 이상), 압축기(35)의 토출 유량이 충분히 많아지도록 압축기(35)의 부하를 증가시킬 수 있다. 즉 압축기 제어부(8)는, 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 토대로 산출된 증발가스의 유량을 압축기(35)가 충분히 소화할 수 있도록 압축기(35)의 부하를 제어할 수 있다. 이때 압축기(35)의 토출 유량이 보조엔진(41)의 최대 소비 유량을 초과할 경우에는, 보조수요처(43) 등이 증발가스를 소비하도록 할 수 있다.

반면 압축기 제어부(8)는, 액화가스 저장탱크(20)의 증발가스의 유량이 적으면(내압이 임계압력 이하), 압축기(35)의 토출 유량이 적어지도록 압축기(35)의 부하를 낮출 수 있다.

이 경우 보조엔진(41)이 요구하는 유량보다 적은 유량의 증발가스가 보조엔진(41)에 공급될 수 있는데, 이때에는 증발가스의 부족분만큼 액화가스 또는 오일 등을 보충해줄 수 있다.

이하에서는 도 11을 참고해 액화가스 저장탱크(20)의 압력에 따라 압축기(35)를 제어하는 본 발명의 가스 처리 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 방법의 순서도이다.

도 11을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 방법은, 액화가스 저장탱크(20)에서 배출되는 증발가스를 압축하는 압축기(35)를 제어하는 방법에 있어서, 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 측정하는 단계(S20), 내압을 증발가스의 저장 유량으로 환산하는 단계(S21), 증발가스의 저장 유량에 따라 압축기(35)의 부하를 제어하는 단계(S22)를 포함한다.

*단계 S20에서는, 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 측정한다. 내압 측정은 액화가스 저장탱크(20)에 설치된 압력계(203)에 의해 이루어질 수 있으며, 측정된 내압은 압축기 제어부(8)로 전달될 수 있다.

단계 S21에서는, 내압을 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 증발가스의 저장 유량으로 환산한다. 내압이 높다면 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 증발가스의 유량이 많음을 의미하고, 내압이 낮다면 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 증발가스의 유량이 적음을 의미한다.

단계 S22에서는, 증발가스의 저장 유량에 따라 압축기(35)의 부하를 제어한다. 구체적으로, 증발가스의 저장 유량을 압축기(35)의 하류에서 측정되는 증발가스의 유량과 비교하여 압축기(35)를 제어할 수 있다. 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 임계압력 이상일 경우, 유량계(391)에 의해 측정되는 증발가스의 유량(압축기(35)의 토출 유량)이 증발가스의 저장 유량에 대응되도록(동일하거나 일정범위 내) 압축기(35)의 부하를 높일 수 있다(과압 방지). 반대로 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 임계압력 이하일 경우, 압축기(35)의 부하를 낮출 수 있다(음압 방지).

즉 본 발명에 따르면, 액화가스 저장탱크(20)에 저장된 증발가스의 저장 유량을 직접적인 기준으로 하여 압축기(35)의 부하를 조절할 수 있으므로, 증발가스의 저장 유량을 토대로 결정되는 수요처의 부하에 따라 압축기(35)의 부하를 조절했던 종래와 대비할 때, 본 발명은 액화가스 저장탱크(20)의 압력 변동을 억제하여 내압이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

이는 결국 액화가스 저장탱크(20) 내에 수용된 증발가스의 저장 용량 자체가 안정적으로 제어될 수 있음을 의미하며, 이를 통해 본 발명은 시스템 구동 안정성 및 안전성을 대폭 향상시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명은 액화가스 저장탱크(20)의 내압에 따라 압축기(35)의 부하가 조절되도록 하여 증발가스의 처리를 효과적으로 수행할 수 있다. 특히 본 발명이 컨테이너선에 적용될 경우, 앞서 언급한 바와 같이 컨테이너선은 컨테이너의 적재로 인해 증발가스를 소각 처리하는 가스연소장치의 마련이 어려워 증발가스 소각을 통한 액화가스 저장탱크(20)의 내압 하강이 불가능한데, 본 발명은 압축기(35)의 부하를 적절히 조절함으로써 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 안정된 범위로 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 블록도이다.

도 12를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)의 압축기 제어부(8)는, 파워 관리부(80)(PMS: Power Managing System)와 엔진 컨트롤부(81)(ECS: Engine Control System)를 더 포함할 수 있다. 앞서 설명한 내용에 따르면 압축기 제어부(8)는 액화가스 저장탱크(20)의 압력에 따라 압축기(35)의 부하를 조절하게 되는데, 후술하는 내용에 따르면 압축기 제어부(8)는 위와 달리 컨테이너선에서 소비될 전력에 따라 압축기(35)의 부하를 조절할 수 있다.

파워 관리부(80)는, 선박(100) 등에서 필요한 에너지의 양을 판단할 수 있다. 파워 관리부(80)는 선박(100)에서 필요한 에너지의 양으로서 필요 전력량을 산출할 수 있으며, 필요 전력량은 엔진 컨트롤부(81)으로 전달될 수 있다.

엔진 컨트롤부(81)는, 필요 전력량에 따라 보조엔진(41)의 부하를 결정하고, 부하에 따라 보조엔진(41)을 구동하기 위해 필요한 증발가스의 유량을 산출할 수 있다.

따라서 압축기 제어부(8)는, 엔진 컨트롤부(81)를 통해 산출된 증발가스의 유량인 보조엔진(41)의 필요 유량에 따라 압축기(35)의 부하를 높이거나 낮출 수 있다. 이때 보조엔진(41)의 필요 유량은 증발가스의 저장량이 아닌 선박(100)의 필요 전력에 따라 도출된 것이다. 즉 압축기 제어부(8)는, 선박(100)에서 필요한 전력을 생산하기 위해 엔진(40)이 소비해야 하는 증발가스의 유량을 기준으로 하여, 압축기(35) 하류의 유량계(391)를 통해 측정되는 유량을 토대로 압축기(35)의 부하를 제어할 수 있다.

다만 이 경우 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 적정 수준을 벗어날 우려가 있으므로, 압축기 제어부(8)는 우선적으로 보조엔진(41)의 필요 유량에 따라 압축기(35)를 제어하되, 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 함께 고려하여 압축기(35)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 압축기 제어부(8)는, 증발가스 저장 용량(액화가스의 내압을 통해 산출될 수 있음)을 엔진 컨트롤부(81)에 의해 산출된 보조엔진(41)의 필요 유량과 대비할 수 있다. 이후 압축기 제어부(8)는, 우선적으로 보조엔진(41)의 필요 유량에 따라 압축기(35)가 구동되도록 압축기(35)를 제어하되, 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 임계범위 이내(제1 임계압력 이하 및 제2 임계압력 이상)로 유지하면서 압축기(35)의 부하를 가변할 수 있다.

일례로 보조엔진(41)의 필요 유량이 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 적정하게 유지하기 위해 필요한 증발가스의 배출 유량보다 적을 경우, 액화가스 저장탱크(20)를 보호하기 위하여, 보조엔진(41)의 필요 유량보다 많은 증발가스가 배출되도록 압축기(35)의 부하가 제어될 수 있고, 보조엔진(41)의 부하가 상승할 수 있다. 다만 보조엔진(41)은 전력을 생산하는 구성이므로, 상승된 부하만큼 발생하는 전력은 저장되었다가 차후 소비될 수 있다. 반대의 경우에는 보조엔진(41)의 필요 유량이 증발가스로 충족되지 않을 경우이므로, 액화가스 등이 보조엔진(41)으로 보충될 수 있음은 물론이다.

즉 압축기 제어부(8)는, 선박(100)에 필요한 전력량을 토대로 보조엔진(41)의 부하를 파악해 보조엔진(41)의 증발가스 필요 유량을 산출하고, 이에 따라 압축기(35)를 제어할 수 있다. 다만 압축기 제어부(8)는 이에 더하여, 액화가스 저장탱크(20)를 보호하기 위해 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 감시하면서 증발가스의 필요 유량 관점에서 증발가스의 배출이 이루어지도록 압축기(35)를 제어할 수 있다.

이하에서는 도 13 및 도 14를 참고해 선박(100)의 필요 전력량에 따라 압축기(35)를 제어하는 본 발명의 가스 처리 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 방법의 순서도이다.

도 13을 먼저 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 방법은, 액화가스 저장탱크(20)에서 배출되는 증발가스를 압축하여 보조엔진(41)에 공급하는 압축기(35)를 제어하는 방법에 있어서, 선박(100)에서 필요한 양의 에너지를 생산하기 위한 보조엔진(41)의 부하를 산출하는 단계(S30), 수요처의 부하에 따라 수요처의 증발가스 필요 유량을 산출하는 단계(S31), 증발가스의 필요 유량에 따라 압축기(35)의 부하를 제어하는 단계(S32)를 포함한다.

단계 S30에서는, 선박(100)에서 필요한 양의 에너지를 생산하기 위한 보조엔진(41)의 부하를 산출한다. 에너지의 양은 보통 필요 전력량일 수 있고, 보조엔진(41)은 증발가스를 소비하여 에너지를 생산하는 발전엔진 등일 수 있다.

단계 S31에서는, 보조엔진(41)의 부하에 따라 보조엔진(41)의 증발가스 필요 유량을 산출할 수 있다. 이때 증발가스의 필요 유량은 보조엔진(41)이 단계 S30에서의 부하를 충족시키기 위해 소비되어야 하는 유량을 의미하며, 물론 증발가스의 필요 유량은 동일한 부하에 대해서도 보조엔진(41)의 사양에 따라 다양하게 결정될 수 있다.

단계 S32에서는, 증발가스의 필요 유량에 따라 압축기(35)의 부하를 제어한다. 이는 선박(100)에서 필요로 하는 에너지를 충분히 생산함으로써 선박(100) 내에서의 각종 작업들이 문제 없이 이루어지도록 하기 위함이다. 다만 증발가스의 필요량은 고정이 아닐 것이므로, 증발가스 필요량에 따라 압축기(35)의 부하는 가변될 수 있다.

다만 본 발명은 선박(100)에서 필요한 에너지를 생산하면서도 액화가스 저장탱크(20)를 보호하기 위한 내용을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 도 14를 참고하면 단계 S32는, 증발가스의 저장 유량과 증발가스의 필요 유량을 비교하는 단계(S320), 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 제1 임계압력 이하로 유지하면서 증발가스의 필요 유량에 따라 압축기(35)의 부하를 제어하는 단계(S321), 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 제2 임계압력 이상으로 유지하면서 증발가스의 필요 유량에 따라 압축기(35)의 부하를 제어하는 단계(S322), 액화가스를 보조엔진(41)에 공급하는 단계(S323)를 포함할 수 있다.

단계 S320에서는, 증발가스의 저장 유량과 증발가스의 필요 유량을 비교한다. 증발가스의 저장 유량은 앞서 설명한 바와 같이 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 통해 산출될 수 있으며, 증발가스의 필요 유량은 선박(100)에서 필요로 하는 에너지의 양을 나타내는 지표이고, 증발가스의 저장 유량은 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 나타내는 지표일 수 있다.

단계 S321에서는, 증발가스의 저장 유량이 증발가스의 필요 유량보다 많을 경우, 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 제1 임계압력 이하로 유지하면서 증발가스의 필요 유량에 따라 압축기(35)의 부하를 제어한다.

증발가스의 저장 유량이 많다는 것은 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 높다는 것을 의미하므로, 액화가스 저장탱크(20)의 보호를 위해, 본 단계에서는 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 제1 임계압력 이하가 되도록 감시하면서 압축기(35)의 부하를 제어할 수 있다.

반대로 단계 S322에서는, 증발가스의 저장 유량이 증발가스의 필요 유량보다 많지 않을 경우, 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 제2 임계압력 이상으로 유지하면서 증발가스의 필요 유량에 따라 압축기(35)의 부하를 제어한다.

증발가스의 저장 유량이 적다는 것은 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 낮다는 것을 의미하는데, 보조엔진(41)의 증발가스 필요 유량을 맞추기 위해 액화가스 저장탱크(20) 내부의 증발가스를 모두 배출시키게 되면, 오히려 액화가스 저장탱크(20)의 내부가 음압 상태로 변화하여 위험할 수 있다. 따라서 액화가스 저장탱크(20)의 보호를 위해 본 단계에서는 단계 S321과 반대로, 액화가스 저장탱크(20)의 내압이 제2 임계압력 이상이 되도록 감시하면서 압축기(35)의 부하를 제어할 수 있다. 물론 제2 임계압력은 제1 임계압력보다 낮은 수치일 수 있다.

단계 S323에서는, 액화가스를 보조엔진(41)에 공급한다. 증발가스의 저장 유량이 증발가스의 필요 유량보다 적을 경우, 보조엔진(41)은 산출된 부하만큼 가동되지 못할 수 있다. 이 경우 1차 펌프(320), 기화기(34) 등을 통해 액화가스가 증발가스와 함께 보조엔진(41)에 공급되도록 하여, 선박(100)에서 필요한 에너지가 문제 없이 생성되도록 할 수 있다.

이와 같이 본 발명은, 선박(100)의 필요 에너지량에 따라 압축기(35)를 효과적으로 제어하여 선박(100) 구동의 안정성을 확보하는 동시에, 액화가스 저장탱크(20)의 내압을 함께 고려하여 안전을 보장할 수 있다.

가스밸브 유닛(42)은, 보조엔진(41)으로 공급되는 증발가스(및 액화가스)를 제어한다. 가스밸브 유닛(42)은 가스밸브 트레인(364)과 유사하게 각종 밸브들과 벤트 구성을 포함하며, 증발가스의 공급 여부 조절 및 유량 조절을 구현할 수 있다. 다만 가스밸브 유닛(42)은 증발가스의 유량 조절이 가능한 반면, 가스밸브 트레인(364)은 액화가스의 유량 조절이 불가능할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 가스밸브 유닛(42)은 danger zone에 해당하며, 가스밸브 유닛(42)으로 유입되는 증발가스의 압력은 저압에 해당할 수 있다. 보조엔진(41)은 부하에 따라 소비량이 탄력적으로 가변될 수 있으므로, 가스밸브 유닛(42)이 보조엔진(41)과 멀리 떨어지게 되면 보조엔진(41)의 부하 변동에 적절히 대처하기 어렵다.

따라서 본 발명은 가스밸브 유닛(42)을 보조엔진(41)과 멀리 떨어뜨리지 않고, 보조엔진(41)과 인접하게 엔진룸(4) 내에 배치할 수 있으며, 이때 가스밸브 유닛(42)은 밀폐되거나 ventilation이 가능한 구조를 가지면서 safety zone인 엔진룸(4) 내에 마련될 수 있다.

가스밸브 유닛(42)이 ventilation 구조를 가질 경우, ventilation을 위한 공기는 이중관 구조를 갖는 증발가스 공급라인(39)의 외측을 따라 유입되는 공기를 이용할 수 있다. 증발가스 공급라인(39)(및 액화가스 공급라인(36))은 증발가스 등의 누출을 대비하기 위해 이중관 구조를 가지며, 내측에 증발가스 등이 유동하고 외측에 공기 등이 유동할 수 있다. 이때 외측의 공기를 검사하여 증발가스 등의 혼입이 감지되면 누출을 확인할 수 있다.

이때 증발가스 공급라인(39)의 외측이 가스밸브 유닛(42)의 내부와 연통되며, 이를 통해 본 발명은 증발가스 공급라인(39)의 외측을 따라 흐르는 공기를 통해 가스밸브 유닛(42)의 ventilation이 구현되도록 하여, 구성을 간소화할 수 있다.

본 발명의 벙커링 구성에 대한 설명

벙커링 구성은, 본 발명이 마련되는 선박(100)의 외부에 위치한 주유원(110)(육상의 주유소 또는 급유선 등)으로부터 액화가스를 액화가스 저장탱크(20)에 공급하는 구성으로서, 벙커스테이션(5)을 포함한다.

벙커스테이션(5)은, 액화가스 저장탱크(20)에 액화가스를 전달한다. 본 발명이 마련되는 선박(100)이 컨테이너선일 경우 액화가스는 추진을 위해 사용되며, 벙커스테이션(5)은 컨테이선이 정박한 상태에서 액화가스를 공급할 수 있다. 벙커스테이션(5)은 선박(100)의 좌측 및 우측에 각각 마련될 수 있다.

벙커스테이션(5)은, 2개의 포트를 갖는다. 액화가스를 액화가스 저장탱크(20)에 공급하기 위한 액화가스 포트(50)와, 증발가스를 회수하거나 외측 단열공간(21)에 증발가스를 공급하기 위한 증발가스/불활성가스 포트(51)가 벙커스테이션(5)에 마련될 수 있다.

액화가스 포트(50)에는 벙커링 라인(500)의 일단이 연결되며, 벙커링 라인(500)의 타단은 액화가스 저장탱크(20)의 내부에 마련될 수 있다. 즉 벙커링 라인(500)은 액화가스 저장탱크(20)의 내부 하측에 연결되어 액화가스를 액화가스 저장탱크(20)의 하부부터 채울 수 있다.

액화가스 저장탱크(20)가 빈 상태일 경우 액화가스 저장탱크(20)에는 공기가 채워져 있을 수 있다. 이때 액화가스 저장탱크(20)의 내부에는 불활성가스가 벙커링 라인(500)을 따라 공급될 수 있다.

불활성가스의 공급을 통해 액화가스 저장탱크(20)의 내부 공간이 건조한 상태가 되면, 액화가스 저장탱크(20) 내부의 퍼징(purging)을 위해 소량의 증발가스가 공급될 수 있다. 증발가스 역시 벙커링 라인(500)을 따라 공급될 수 있다.

이후 액화가스 저장탱크(20)의 내부 온도를 낮춰서 액화가스의 공급 시 증발가스가 발생하는 것을 억제하기 위해, 소량의 액화가스를 이용하여 쿨다운(cool down) 을 수행할 수 있다. 이때 공급되는 소량의 액화가스 또한 벙커링 라인(500)을 따라 전달된다.

즉 벙커링 라인(500)을 따라 불활성가스, 퍼징용 증발가스, 쿨다운용 액화가스가 순차적으로 액화가스 저장탱크(20)에 공급된 후, 마지막으로 액화가스가 본격적으로 공급되어 벙커링이 이루어질 수 있다.

액화가스 저장탱크(20)에 액화가스가 공급되는 과정에서 발생하는 증발가스는 액화가스 저장탱크(20)의 내부 압력을 상승시키는 요인이 되므로 벙커링을 방해할 수 있다. 따라서 벙커링 시 액화가스 저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스는 외부로 배출되는 것이 바람직하며, 이때 증발가스는 벙커스테이션(5)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

증발가스의 배출을 위해 벙커스테이션(5)에는 증발가스 전달라인(511)이 연결될 수 있다. 증발가스 전달라인(511)은 벙커링 시 개방되어 액화가스 저장탱크(20) 내에서 발생하는 증발가스를 배출시킬 수 있다.

액화가스 저장탱크(20)로 액화가스의 공급이 이루어질 때, 액화가스 저장탱크(20) 내에서 발생하는 증발가스는 증발가스 전달라인(511)을 따라 벙커스테이션(5) 측으로 유동하게 된다. 이후 증발가스는 일단이 증발가스 전달라인(511)에 연결되고 타단이 증발가스/불활성가스 포트(51)에 연결되는 증발가스/불활성가스 공유라인(510)을 따라 벙커스테이션(5)으로 전달될 수 있다.

다만 이 경우 증발가스는, 액화가스 저장탱크(20)의 내압에 의하여 벙커스테이션(5)으로 전달될 뿐이어서, 증발가스의 회수에 많은 시간이 소요될 수 있다. 이는 결국 벙커링 시간이 지연될 수 있음을 의미하고, 이로 인해 선박(100)의 정박 시간이 지연될 수 있다. 그런데 선박(100)은 컨테이너 등의 화물을 목적지까지 정해진 일정 내에 운송해야 하는 목적을 갖는 운송수단이므로, 정박하는 시간이 늘어날수록 막대한 손실이 발생할 수 있다. 이때 손실은, 정박을 위한 대기 시간으로 인해 발생하는 손실, 정박 시간으로 인해 발생하는 손실, 그리고 정박 시 항구에 지불해야 하는 비용 손실 등이 있다.

따라서 주유원(110)에는, 별도의 압축기(도시하지 않음)가 마련되어 액화가스 저장탱크(20)로부터 전달되는 증발가스의 흐름을 가속화할 수 있다. 이 경우 벙커링 시간의 단축이 가능하다.

그런데 최근 주유원(110)은 육상이 아닌 선박(100)에 설치되는 경우가 늘어났고, 특히 선박(100)이 항구까지 접근하는 시간을 줄이고자 급유선이 직접 벙커링이 필요한 선박(100)에 접근하여 액화가스를 공급해주는 기술이 개발되고 있다. 다만 급유선의 경우, 공간의 협소로 인하여 압축기 등을 마련하지 못할 수 있고, 이로 인해 벙커링 시간의 지연이 일어날 수 있다.

따라서 본 발명은, 액화가스 저장탱크(20)의 증발가스를 보조엔진(41)으로 공급하는 압축기(35)를 활용할 수 있다. 즉 압축기(35)가 마련되는 증발가스 공급라인(39)과, 벙커스테이션(5)으로 증발가스가 전달되는 증발가스 전달라인(511) 사이에 증발가스 회수라인(352)이 연결됨에 따라, 벙커링 시 발생하는 증발가스가 압축기(35)에 의해 단시간 내에 벙커스테이션(5)을 거쳐 주유원(110)으로 전달되도록 할 수 있다.

이때 증발가스 회수라인(352)은, 증발가스 공급라인(39)의 압축기(35)의 하류에서 증발가스 전달라인(511)으로 연결될 수 있으며, 증발가스 회수라인(352)은 앞서 설명한 바와 같이 보조엔진(41)의 가동 시에는 잉여 증발가스의 회수를 위해 사용될 수 있고, 벙커링 시에는 증발가스의 배출을 위해 사용될 수 있다.

즉 벙커링 시 액화가스 저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스는, 증발가스 전달라인(511)(및 증발가스/불활성가스 공유라인(510))을 통해 벙커스테이션(5)으로 전달되거나, 또는 증발가스 공급라인(39), 증발가스 회수라인(352), 증발가스 전달라인(511)(및 증발가스/불활성가스 공유라인(510))을 통해 압축기(35)를 경유하여 벙커스테이션(5)으로 전달될 수 있다.

다만 주유원(110)이 육상일 경우 주유원(110)에 압축기가 마련될 수 있어 본 발명의 압축기(35)가 사용되지 않아도 될 수 있으므로, 벙커스테이션(5)으로부터 증발가스를 돌려받는 주유원(110)의 압축기 유무에 따라, 증발가스는 증발가스 회수라인(352)을 경유하거나 또는 경유하지 않을 수 있다.

또한 보조엔진(41)의 요구 압력에 따라 압축기(35)에 의해 압축된 증발가스의 압력은, 주유원(110)에서 전달받기에 고압일 수 있다. 보조엔진(41)은 일례로 6 내지 8bar의 증발가스를 소비하고, 주유원(110)은 3 내지 4bar의 증발가스를 돌려받을 수 있도록 마련될 수 있다. 이 경우 본 발명은, 증발가스 공급라인(39) 상에 직렬로 마련되는 복수 개의 압축기(35)에 대해, 중간단에서 증발가스 회수라인(352)을 분기 연결하여 적정 압력의 증발가스가 주유원(110)으로 복귀되도록 할 수 있다.

벙커링 시 발생하는 증발가스는 이와 같이 주유원(110)으로 복귀되는 것이 원칙이나, 그러한 과정이 구현되지 못할 문제가 발생할 경우에는, 벤트 마스트(6)를 통해 증발가스가 외부로 방출될 수도 있다. 이를 위해 증발가스 전달라인(511)은 일단이 증발가스 공급라인(39)에 연결되고 타단이 벙커스테이션(5) 및 벤트 마스트(6)에 분기 연결될 수 있다.

벙커스테이션(5)은, 제2 불활성가스 공급라인(211)에 연결될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 외측 단열공간(21)에는 불활성가스가 공급되어야 하는데, 이때 불활성가스는 벙커스테이션(5)을 통해 외부로부터 공급될 수 있다. 이는 컨테이너선의 경우, 컨테이너의 적재 공간을 확보하기 위해서 불활성가스 생성기 등을 마련하는 것이 어렵거나 또는 큰 용량의 불활성가스 생성기의 탑재가 실질적으로 불가능하기 때문이다.

따라서 외측 단열공간(21)에는, 벙커스테이션(5)의 증발가스/불활성가스 포트(51)를 통해 외부로부터 공급되는 불활성가스가 제2 불활성가스 공급라인(211)을 따라 공급될 수 있다.

다만 벙커링 시 발생하는 증발가스의 회수와 외측 단열공간(21)으로 불활성가스의 공급은 이시에 이루어질 수 있다. 일례로 외측 단열공간(21)에 불활성가스를 공급하는 것은 벙커링 이전에 이루어질 수 있다.

따라서 벙커스테이션(5)은, 일단이 증발가스/불활성가스 포트(51)에 연결되고 타단이 연료공급룸(3) 내에서 탱크연결룸(30)에 인접한 위치까지 연장되는 증발가스/불활성가스 공유라인(510)을 마련하고, 증발가스/불활성가스 공유라인(510)에 증발가스 전달라인(511)과 제2 불활성가스 공급라인(211)이 분기 연결되도록 함으로써, 벙커링 시 증발가스의 회수와 외측 단열공간(21)으로의 불활성가스 공급이 실질적으로 하나의 라인에 의해 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명이 마련되는 컨테이너선은, 외측 단열공간(21)에 불활성가스를 충진하기 위한 대용량의 불활성가스 생성기는 구비하지 않으나, 외측 단열공간(21)에서 불활성가스가 소실되었을 때 소실된 양만큼의 불활성가스를 보충하기 위한 저용량의 불활성가스 생성기(210)를 구비할 수 있다. 이때 저용량의 불활성가스 생성기(210)는 컨테이너의 적재량이 손실되지 않도록 컨테이너선 상갑판 상에서 연돌(부호 도시하지 않음) 근처에 배치될 수 있다.

이때 불활성가스 생성기(210)는, 제2 불활성가스 공급라인(211)에 연결될 수 있다. 따라서 외측 단열공간(21)에는, 벙커스테이션(5)을 통해 외부로부터 공급되는 불활성가스가 증발가스/불활성가스 공유라인(510), 제2 불활성가스 공급라인(211)을 따라 전달되어 채워질 수 있으며, 운항 시 손실되는 양만큼의 불활성가스는 불활성가스 생성기(210)를 통해 생성되어 제2 불활성가스 공급라인(211)을 따라 전달되어 보충될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 벙커스테이션(5)이 2개의 포트를 구비하고, 벙커링 시 증발가스의 회수와 단열공간의 불활성가스 공급이 실질적으로 하나의 증발가스/불활성가스 공유라인(510)에 의해 이루어지도록 하여, 라인을 간소화함으로써 시스템 비용을 절감할 수 있다.

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.

1: 가스 처리 시스템 2: 탱크룸
20: 액화가스 저장탱크 22: 빌지 처리 시스템
3: 연료공급룸 30: 탱크연결룸
31: 연료공급부 32: 펌프
33: 열교환기 34: 기화기
35: 압축기 37: 헤비카본 분리기
38: 히터 300: 보조 연료공급룸
4: 엔진룸 40: 엔진
41: 보조엔진 43: 보조수요처
5: 벙커스테이션 6: 벤트마스트
7: 탱크압력 제어부 8: 압축기 제어부

Claims

선박에 마련되는 액화가스 저장탱크;
상기 액화가스 저장탱크에서 수요처로 연결되는 증발가스 공급라인;
상기 증발가스 공급라인 상에 마련되며 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 압축하여 상기 수요처로 공급하는 압축기;
상기 액화가스 저장탱크로부터 상기 증발가스 공급라인에서 상기 압축기의 하류에 연결되는 액화가스 공급라인;
상기 액화가스 저장탱크를 상기 선박의 외부에 위치한 주유원과 연결하는 벙커스테이션;
상기 주유원으로부터 상기 액화가스 저장탱크로 액화가스가 공급되는 벙커링 시 상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 액화가스 저장탱크의 내압에 의하여 상기 벙커스테이션으로 전달하는 증발가스 전달라인; 및
상기 증발가스 공급라인으로부터 상기 액화가스 공급라인이 연결되는 지점의 하류에서 분기되어 상기 증발가스 전달라인으로 연결되는 증발가스 회수라인을 포함하며,
상기 증발가스 회수라인은,
상기 벙커링 시 상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스가 상기 압축기에 의해 압축되어 상기 벙커스테이션으로 전달되도록 하여 벙커링 시간을 단축하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 증발가스 전달라인은,
상기 증발가스 공급라인으로부터 상기 압축기의 상류에서 분기되어 상기 벙커스테이션으로 연결되는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 증발가스 회수라인은, 상기 압축기와 상기 수요처 사이에서 과압이 발생하면 증발가스를 상기 증발가스 전달라인으로 회수하며,
상기 증발가스 전달라인은, 상기 증발가스 회수라인에 의해 회수되는 증발가스를 상기 압축기로 유입시키는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 증발가스 공급라인에서 상기 압축기와 수요처 사이의 압력을 측정하는 압력계; 및
상기 압력계에 의해 측정된 압력이 임계압력 이상이면 상기 증발가스 회수라인을 따라 증발가스를 회수하는 증발가스 회수밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 압축기와 상기 수요처 사이에서 과압 발생 시 상기 증발가스 회수라인에서의 증발가스 회수는, 상기 벙커링 시 상기 증발가스 회수라인에서의 증발가스 회수와 이시에 이루어져 증발가스 유동이 중복되지 않는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 액화가스 공급라인 상에 마련되며 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 가압하는 펌프;
상기 액화가스 공급라인 상에서 상기 펌프의 하류에 마련되는 기화기;
상기 액화가스 공급라인 상에서 상기 기화기의 하류에 마련되며 기화된 액화가스에서 헤비카본을 분리하는 헤비카본 분리기; 및
상기 액화가스 공급라인 상에서 상기 헤비카본 분리기의 하류에 마련되는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 액화가스 공급라인은, 저압 액화가스 공급라인이고,
상기 수요처는, 저압 수요처이며,
상기 액화가스 저장탱크로부터 고압 수요처로 연결되는 고압 액화가스 공급라인;
상기 고압 액화가스 공급라인 상에 마련되는 고압 펌프; 및
상기 고압 액화가스 공급라인 상에서 상기 고압 펌프의 하류에 마련되는 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 고압 펌프의 유효흡입수두를 충족시키기 위해 상기 고압 펌프를 순환한 액화가스를 상기 열교환기에 유입되기 전에 상기 액화가스 저장탱크로 복귀시키는 액화가스 회수라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 헤비카본 분리기에서 분리되는 상기 헤비카본을 상기 액화가스 저장탱크로 복귀시키는 헤비카본 배출라인을 포함하며,
상기 헤비카본 배출라인은, 일단이 상기 헤비카본 분리기에 연결되고 타단이 상기 액화가스 회수라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 상기 가스 처리 시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 컨테이너선.