KR102167803B1 - System for using very low temperature energy of lng - Google Patents
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Abstract
LNG 극저온 에너지 활용시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 LNG 극저온 에너지 활용시스템은, LNG가 저장된 저장탱크로부터 LNG 를 공급받아 기화시키도록 저장탱크에 연결되는 가스기화유닛; 저장탱크로부터 LNG가 공급되도록 저장탱크에 연결되되, 저장탱크로부터 공급되는 LNG를 공기와 열 교환시켜 가스기화유닛에 공급하도록 가스기화유닛에 연결되는 공기 열교환유닛; 및 가스기화유닛에서 LNG와 열 교환하도록 가스기화유닛에 중간 냉매를 순환시키며, 중간 냉매가 해수와 열 교환하도록 해수가 공급되는 해수 열교환유닛을 포함한다.LNG cryogenic energy utilization system is disclosed. An LNG cryogenic energy utilization system according to an embodiment of the present invention includes a gas vaporization unit connected to a storage tank to receive and vaporize LNG from a storage tank in which LNG is stored; An air heat exchange unit connected to the storage tank so that LNG is supplied from the storage tank, the air heat exchange unit connected to the gas vaporization unit to exchange heat with air and supply the LNG supplied from the storage tank to the gas vaporization unit; And a seawater heat exchange unit circulating an intermediate refrigerant in the gas vaporization unit to exchange heat with LNG in the gas vaporization unit, and supplying seawater so that the intermediate refrigerant heat exchanges with seawater.
Description
본 발명은 LNG 극저온 에너지 활용시스템 및 초대형 부유식 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LNG의 냉열을 이용하는 LNG 극저온 에너지 활용시스템 및 초대형 부유식 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to an LNG cryogenic energy utilization system and a super-large floating structure, and more particularly, to an LNG cryogenic energy utilization system and a super-large floating structure using cold heat of LNG.
최근에 VLFS(Very Large Floating Structure)로 불리는 초대형 부유식 구조물은, 해양 환경에서 다양한 용도에 맞게 다양한 방식으로 활용될 수 있어 상당히 각광받고 있다.Recently, a very large floating structure called VLFS (Very Large Floating Structure) has been in the spotlight as it can be used in various ways to suit various uses in a marine environment.
일 예로, 초대형 부유식 구조물에는, 해저에서 시추된 자원을 육지로 이송하지 않고 사용하여 발전을 할 수 있는 시설이 탑재될 수 있다. 이에 따라 해상에 부유되는 초대형 부유식 구조물에는, 발전을 위한 LNG 저장탱크 및 가스 발전소가 설치될 수 있다.For example, a super-large floating structure may be equipped with a facility capable of generating power by using resources drilled from the seabed without being transferred to land. Accordingly, an LNG storage tank and a gas power plant for power generation may be installed in an ultra-large floating structure floating on the sea.
이처럼 LNG 저장탱크와 가스 발전소가 구비된 초대형 부유식 구조물은, LNG 저장탱크로부터 가스 발전소로 공급되는 LNG를 기화시키기 위해, 중간 냉매(예를 들면, glycol water)를 통해 열 교환을 한다. 이러한 중간 냉매는 다시 해수 등과 열 교환을 하도록 시스템이 구성된다.As such, the ultra-large floating structure equipped with an LNG storage tank and a gas power plant performs heat exchange through an intermediate refrigerant (for example, glycol water) in order to vaporize LNG supplied from the LNG storage tank to the gas power plant. The intermediate refrigerant is configured to exchange heat with seawater and the like.
그런데 기존의 LNG 저장탱크와 가스 발전소가 구비된 초대형 부유식 구조물은, 최종적으로 해수를 사용하여 열 교환을 하며, 열 교환 후의 저온의 해수를 다시 바다로 흘려 보내므로, 해양 생태계 변화 및 교란을 야기시킬 수 있다.However, the ultra-large floating structure equipped with the existing LNG storage tank and gas power plant finally exchanges heat using seawater, and sends low-temperature seawater back to the sea after heat exchange, causing changes and disturbances in the marine ecosystem. I can make it.
또한, 전술한 바와 같은, 발전시설을 구비하는 VLFS에 의해서는, 저온의 해수가 침투하는 영역이 발생되므로, 저온으로 인해 해상활동을 제한받을 수 있다.In addition, since the VLFS having a power generation facility as described above generates a region in which low temperature seawater penetrates, marine activities may be restricted due to low temperature.
본 발명의 일 실시 예는, LNG와 열 교환되는 해수의 사용을 줄이어 저온 배수로 인한 해상 환경의 피해를 줄이는 LNG 극저온 에너지 활용시스템 및 초대형 부유식 구조물을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide an LNG cryogenic energy utilization system and a super-large floating structure that reduces damage to the marine environment due to low-temperature drainage by reducing the use of seawater exchanged with LNG.
본 발명의 일 측면에 따르면, LNG가 저장된 저장탱크로부터 LNG 를 공급받아 기화시키도록 저장탱크에 연결되는 가스기화유닛; 상기 저장탱크로부터 LNG가 공급되도록 상기 저장탱크에 연결되되, 상기 저장탱크로부터 공급되는 LNG를 공기와 열 교환시켜 상기 가스기화유닛에 공급하도록 상기 가스기화유닛에 연결되는 공기 열교환유닛; 및 상기 가스기화유닛에서 상기 LNG와 열 교환하도록 상기 가스기화유닛에 중간 냉매를 순환시키며, 상기 중간 냉매가 해수와 열 교환하도록 해수가 공급되는 해수 열교환유닛을 포함하는 LNG 극저온 에너지 활용시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gas vaporization unit connected to the storage tank to receive and vaporize LNG from the storage tank in which LNG is stored; An air heat exchange unit connected to the storage tank so that LNG is supplied from the storage tank, and connected to the gas vaporization unit to heat exchange LNG supplied from the storage tank with air and supply it to the gas vaporization unit; And a seawater heat exchange unit in which seawater is supplied so that the intermediate refrigerant is circulated to the gas vaporization unit to exchange heat with the LNG in the gas vaporization unit, and the intermediate refrigerant is supplied with seawater to exchange heat with seawater. I can.
상기 공기 열교환유닛은, 상기 LNG가 공급되어 공기와 열 교환하도록 상기 LNG가 통과하는 공기열 본체; 및 상기 공기열 본체로 공기를 공급하도록 마련되는 공기공급 팬을 포함할 수 있다.The air heat exchange unit includes: an air heat body through which the LNG passes so that the LNG is supplied to exchange heat with air; And an air supply fan provided to supply air to the air heat body.
상기 공기 열교환유닛은, 상기 저장탱크로부터 상기 공기 열교환유닛을 경유하여, 상기 가스기화유닛의 전단에 연결되는 우회배관을 더 포함할 수 있다.The air heat exchange unit may further include a bypass pipe connected from the storage tank to the front end of the gas vaporization unit via the air heat exchange unit.
상기 가스기화유닛은, 가스기화본체; 상기 가스기화본체로 상기 LNG가 통과하도록 상기 가스기화본체에 배치되는 기화관; 및 상기 중간냉매가 유동하여 상기 기화관과 열 교환하도록 상기 가스기화본체에 배치되는 중간냉매관을 포함할 수 있다.The gas vaporization unit includes a gas vaporization body; A vaporization pipe disposed in the gas vaporization body so that the LNG passes through the gas vaporization body; And an intermediate refrigerant pipe disposed in the gas vaporization body so that the intermediate refrigerant flows and heat exchanges with the vaporization pipe.
상기 해수 열교환유닛은, 상기 중간냉매관과 연결되는 중간냉매관이 배치되는 해수본체; 및 상기 해수가 상기 해수본체를 통과하도록 상기 해수본체에 배치되는 해수관을 포함할 수 있다.The seawater heat exchange unit includes: a seawater body in which an intermediate refrigerant pipe connected to the intermediate refrigerant pipe is disposed; And a seawater pipe disposed in the seawater body so that the seawater passes through the seawater body.
본 발명의 다른 측면에 따르면, NG를 사용하는 가스발전소; 상기 LNG 극저온 에너지 활용시스템; 및 상기 LNG와 열 교환한 공기를 공급받도록 상기 공기 열교환유닛에 연결되는 공기조화시스템을 포함하는 LNG 극저온 에너지 활용시스템을 포함하는 초대형 부유식 구조물이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a gas power plant using NG; The LNG cryogenic energy utilization system; And an ultra-large floating structure including an LNG cryogenic energy utilization system including an air conditioning system connected to the air heat exchange unit to receive the air heat-exchanged with the LNG may be provided.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, LNG와 열 교환되는 해수의 사용을 줄이어 저온 배수로 인한 해상 환경의 피해를 줄이는 LNG 극저온 에너지 활용시스템 및 초대형 부유식 구조물을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an LNG cryogenic energy utilization system and an ultra-large floating structure that reduces the use of seawater exchanged with LNG to reduce damage to the marine environment due to low-temperature drainage.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 LNG 극저온 에너지 활용시스템의 개략도이다.
도 2는, 도 1의 LNG 극저온 에너지 활용시스템으로부터 방출되는 저온공기를 활용하는 공기조화시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an LNG cryogenic energy utilization system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of an air conditioning system utilizing low-temperature air discharged from the LNG cryogenic energy utilization system of FIG. 1.
이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 발명의 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to specific embodiments shown in the accompanying drawings. Differences in the embodiments of the present invention to be described later should be understood as matters that are not mutually exclusive. That is, without departing from the spirit and scope of the present invention, specific shapes, structures, and characteristics described may be implemented in other embodiments in relation to one embodiment, and the location of individual components in each disclosed embodiment or It should be understood that the arrangement may be changed, and similar reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions over several aspects, and the length, area, thickness, and the like may be exaggerated for convenience.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 LNG 극저온 에너지 활용시스템은, LNG가 저장된 저장탱크(101)로부터 LNG 를 공급받아 기화시키도록 저장탱크(101)에 연결되는 가스기화유닛(110)과, 저장탱크(101)로부터 LNG가 공급되도록 저장탱크(101)에 연결되되, 저장탱크(101)로부터 공급되는 LNG를 공기와 열 교환시켜 가스기화유닛(110)에 공급하도록 가스기화유닛(110)에 연결되는 공기 열교환유닛(120)을 포함한다.1, the LNG cryogenic energy utilization system according to an embodiment of the present invention is a gas vaporization unit connected to the
이러한 가스기화유닛(110)의 일측에는, 가스기화유닛(110)에서 LNG와 열 교환하도록 가스기화유닛(110)에 중간 냉매를 순환시키며, 중간 냉매가 해수와 열 교환하도록 해수가 공급되는 해수 열교환유닛(130)이 배치될 수 있다.At one side of the
본 실시 예에 따르면, 저장탱크(101)의 LNG는 먼저 공기 열교환유닛(120)을 거쳐 공기로부터 흡열한 후 가스기화유닛(110)으로 공급되므로, 중간냉매에 의한 해수와의 열교환 비율이 줄어들다.According to this embodiment, since LNG in the
이에 따라 중간냉매와 열 교환하도록 해수 열교환유닛(130)을 거치는, 해수의 비율이 감소되므로, 중간냉매와 열 교환하여 저온으로 방출되는 해수의 방출량을 줄일 수 있으며, 저온 배수로 인한 해상 환경의 피해를 줄일 수 있다.Accordingly, since the ratio of seawater passing through the seawater
이를 위한 본 실시 예에 따른 공기 열교환유닛(120)은, LNG가 공급되어 공기와 열 교환하도록 LNG가 통과하는 공기열 본체(121)와, 공기열 본체(121)로 공기를 공급하도록 마련되는 공기공급 팬(122)을 포함할 수 있다.For this purpose, the air
공기열 본체(121)는, LNG가 통과하면서 공기와 열 교환하도록 LNG 열 교환관(125)이 배치된다. 이때 공기공급 팬(122)에 의해 유입되는 외부의 공기는, LNG 열 교환관(125)을 통과하는 LNG와 열 교환하며, 공기와 열 교환한 LNG는 가스기화유닛(110) 측으로 유동된다.In the
이러한 본 실시 예에 따른 공기 열교환유닛(120)은, 저장탱크(101)로부터 공기 열교환유닛(120)을 경유하여, 가스기화유닛(110)의 전단에 연결되는 우회배관(127)을 더 포함할 수 있다. 이때 우회배관(127)은, 교축밸브(112)가 배치된 배관을 우회한다.The air
LNG는 저장탱크(101)에 연결되는 우회배관(127)에 의해 LNG 열 교환관(125)을 거쳐 가스기화유닛(110)으로 공급된다. 이때 우회배관(127)은, 저장탱크(101)로부터 가스기화유닛(110)으로 배치되는 LNG 공급관(128)에 연결된다.LNG is supplied to the
본 실시 예에 따른 가스기화유닛(110)은, 가스기화본체(111)와, 가스기화본체(111)로 LNG가 통과하도록 가스기화본체(111)에 배치되는 기화관(115)과, 중간냉매가 유동하여 기화관(115)과 열 교환하도록 가스기화본체(111)에 배치되는 중간냉매관(116)을 포함할 수 있다.The
이러한 가스기화유닛(110)에서는, 기화관(115)을 유동하는 LNG가 중간냉매로부터 흡열하여 LNG가 NG로 변화되는 기화현상이 발생된다. 이때 중간냉매가 유동하는 중간냉매관(116)로부터 기화관(115)으로 열 교환이 이루어진다.In the
그리고 본 실시 예에 따른 해수 열교환유닛(130)은, 중간냉매관(116)과 연결되는 중간냉매관(116)이 배치되는 해수본체(131)와, 해수가 해수본체(131)를 통과하도록 해수본체(131)에 배치되는 해수관(132)을 포함할 수 있다.And the seawater
해수본체(131)에서는, 해수공급펌프에 의해 가압되는 해수가 해수관(132)을 따라 유동되며, 해수관(132)으로부터 중간냉매관(116)로 열 교환이 이루어진다. 이때 해수의 열은, 중간냉매에 의해 LNG를 기화시키는 데 사용된다.In the
이후에 해수는, 중간냉매와 열 교환을 한 후, 처리과정을 거쳐 바다로 배수된다.Thereafter, the seawater undergoes heat exchange with the intermediate refrigerant and is then discharged to the sea through a treatment process.
기존에 비해 공기 열교환유닛(120)의 공기로부터 LNG로 열 교환이 이루어져 LNG에 대해 공기의 열이 전달된 후, 해수와 열 교환하는 중간냉매로부터 LNG로 열이 전달되므로, LNG를 기화시키기 위한 해수의 사용량을 줄일 수 있다.Compared to the previous one, since heat exchange is performed from the air of the air
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, LNG 극저온 에너지 활용시스템(100)과, LNG 극저온 에너지 활용시스템(100)으로부터 공급되는NG를 사용하는 가스발전소(135)와, LNG와 열 교환한 공기를 공급받도록 공기 열교환유닛(120)에 연결되는 공기조화시스템(140)을 포함하는 초대형 부유식 구조물이 제공될 수 있다.1 and 2, according to an embodiment of the present invention, the LNG cryogenic energy utilization system 100 and the
이러한 초대형 부유식 구조물은, 전술한 바와 같이 공기 열교환유닛(120)에 의해 LNG를 기화시키는 데 사용되는 해수의 사용량을 줄일 수 있으며, 공기 열교환유닛(120)에서 배출되는 저온화된 공기를 공기조화시스템(140)에서 공기를 조화시키는 데 사용할 수 있으므로, 공기조화시스템(140)에서 사용되는 에너지를 줄일 수 있다.Such an extra-large floating structure, as described above, can reduce the amount of seawater used to vaporize LNG by the air
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.
As described above, one embodiment of the present invention has been described, but based on this, if a person of ordinary skill in the relevant technical field does not depart from the spirit of the present invention described in the claims, addition, change, and Various modifications and changes may be made to the present invention by deletion or addition, and this will also be included within the scope of the present invention.
101: 저장탱크 110: 가스기화유닛
111: 가스기화본체 115: 기화관
116: 중간냉매관 120: 공기 열교환유닛
121: 공기열 본체 122: 공기공급 팬
125: LNG 열 교환관 127: 우회배관
130: 해수 열교환유닛 131: 해수본체
132: 해수관 135: 가스발전소
140: 공기조화시스템101: storage tank 110: gas vaporization unit
111: gas vaporization body 115: vaporization tube
116: intermediate refrigerant pipe 120: air heat exchange unit
121: air heat body 122: air supply fan
125: LNG heat exchange pipe 127: bypass pipe
130: seawater heat exchange unit 131: seawater body
132: seawater pipe 135: gas power plant
140: air conditioning system
Claims (6)
상기 저장탱크로부터 LNG가 공급되도록 상기 저장탱크에 연결되되, 상기 저장탱크로부터 공급되는 LNG를 공기와 열 교환시켜 상기 가스기화유닛에 공급하도록 상기 가스기화유닛에 연결되는 공기 열교환유닛; 및
상기 가스기화유닛에서 상기 LNG와 열 교환하도록 상기 가스기화유닛에 중간 냉매를 순환시키며, 상기 중간 냉매가 해수와 열 교환하도록 해수가 공급되는 해수 열교환유닛을 포함하며,
상기 공기 열교환유닛은,
상기 LNG가 공급되어 공기와 열 교환하도록 상기 LNG가 통과하는 공기열 본체; 및
상기 공기열 본체로 공기를 공급하도록 마련되는 공기공급 팬을 포함하고,
상기 공기 열교환유닛은,
상기 저장탱크로부터 상기 공기 열교환유닛을 경유하여, 상기 가스기화유닛의 전단에 연결되는 우회배관을 더 포함하며,
상기 가스기화유닛은,
가스기화본체;
상기 가스기화본체로 상기 LNG가 통과하도록 상기 가스기화본체에 배치되는 기화관; 및
상기 중간냉매가 유동하여 상기 기화관과 열 교환하도록 상기 가스기화본체에 배치되는 중간냉매관을 포함하는 LNG 극저온 에너지 활용시스템.A gas vaporization unit connected to the storage tank so as to receive and vaporize LNG from the storage tank in which the LNG is stored;
An air heat exchange unit connected to the storage tank so that LNG is supplied from the storage tank, and connected to the gas vaporization unit to heat exchange LNG supplied from the storage tank with air and supply it to the gas vaporization unit; And
And a seawater heat exchange unit circulating an intermediate refrigerant to the gas vaporization unit so as to exchange heat with the LNG in the gas vaporization unit, and supplying seawater so that the intermediate refrigerant heat exchanges with seawater,
The air heat exchange unit,
An air heat body through which the LNG passes so that the LNG is supplied to exchange heat with air; And
It includes an air supply fan provided to supply air to the air heat body,
The air heat exchange unit,
Further comprising a bypass pipe connected to the front end of the gas vaporization unit through the air heat exchange unit from the storage tank,
The gas vaporization unit,
Gas vaporization body;
A vaporization pipe disposed in the gas vaporization body so that the LNG passes through the gas vaporization body; And
LNG cryogenic energy utilization system comprising an intermediate refrigerant pipe disposed in the gas vaporization body so that the intermediate refrigerant flows and heat exchanges with the vaporization pipe.
상기 해수 열교환유닛은,
상기 중간냉매관과 연결되는 중간냉매관이 배치되는 해수본체; 및
상기 해수가 상기 해수본체를 통과하도록 상기 해수본체에 배치되는 해수관을 포함하는 LNG 극저온 에너지 활용시스템.The method of claim 1,
The seawater heat exchange unit,
A seawater body in which an intermediate refrigerant pipe connected to the intermediate refrigerant pipe is disposed; And
LNG cryogenic energy utilization system comprising a sea water pipe disposed in the sea water body so that the sea water passes through the sea water body.
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- 2013-11-20 KR KR1020130141354A patent/KR102167803B1/en active IP Right Grant
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