KR102175551B1 - Gas Treatment System and Vessel having same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스를 압축하여 수요처로 공급하는 증발가스 압축기; 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스와 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스를 열교환하는 증발가스 열교환기; 상기 증발가스 열교환기에서 토출되는 증발가스를 기상 또는 액상으로 분리시키는 기액분리기; 및 선박의 속도에 따라 또는 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량에 따라, 상기 기액분리기에서 분리는 기상을 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스에 합류시키거나 또는 상기 증발가스 열교환기로 공급하는 것을 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.A gas treatment system according to an embodiment of the present invention includes: a boil-off gas compressor for compressing boil-off gas supplied from a liquefied gas storage tank and supplying it to a customer; A boil-off gas heat exchanger for exchanging the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor and the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank; A gas-liquid separator for separating the boil-off gas discharged from the boil-off gas heat exchanger into a gas phase or a liquid phase; And depending on the speed of the vessel or the flow rate of the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor, the gas phase separated by the gas-liquid separator is combined with the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank or supplied to the boil-off gas heat exchanger. It characterized in that it comprises a control device for controlling what to do.
Description
본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다. The present invention relates to a gas treatment system and a ship including the same.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.According to recent technological developments, liquefied gases such as Liquefied Natural Gas and Liquefied Petroleum Gas have been widely used in place of gasoline or diesel.
액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.Liquefied natural gas is liquefied by cooling methane obtained by refining natural gas collected from a gas field. It is a colorless and transparent liquid that contains almost no pollutants and has a high calorific value. Liquefied petroleum gas, on the other hand, is a fuel made into a liquid by compressing gas containing propane (C3H8) and butane (C4H10) as main components from oil fields together with oil at room temperature. Liquefied petroleum gas, like liquefied natural gas, is colorless and odorless, and is widely used as fuel for home, business, industrial and automobiles.
이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.Such liquefied gas is stored in a liquefied gas storage tank installed on the ground or in a liquefied gas storage tank provided on a ship, which is a transportation means for sailing the ocean, and liquefied natural gas is stored in a volume of 1/600 by liquefaction. The volume of liquefied petroleum gas is reduced to 1/260 of propane and 1/230 of butane by liquefaction, which has the advantage of high storage efficiency.
이러한 액화가스는 다양한 수요처로 공급되어 사용되는데, 최근에는 액화천연가스를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 개발되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.Such liquefied gas is supplied and used to various consumers. Recently, an LNG fuel supply method in which an engine is driven by using LNG as fuel in an LNG carrier carrying liquefied natural gas has been developed. The method used is also applied to other ships other than LNG carriers.
그러나 엔진 등과 같은 수요처가 요구하는 액화가스의 온도 및 압력 등은, 액화가스 저장탱크에 저장되어 있는 액화가스의 상태와는 다를 수 있다. 따라서 최근에는 액체 상태로 저장되는 액화가스의 온도 및 압력 등을 제어하여 수요처에 공급하는 기술에 대하여, 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.However, the temperature and pressure of the liquefied gas required by a consumer such as an engine may be different from the state of the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank. Therefore, in recent years, continuous research and development has been made on a technology that controls the temperature and pressure of the liquefied gas stored in a liquid state and supplies it to a customer.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 선박의 속도 또는 기액분리기에서 분리되는 기상(플래시가스)의 유량에 대응하여 증발가스의 재액화를 효율적으로 유지시킬 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다. The present invention was created to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to efficiently maintain the reliquefaction of the boil-off gas in response to the speed of the ship or the flow rate of the gas phase (flash gas) separated from the gas-liquid separator. It is to provide a gas treatment system and a ship including the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스를 압축하여 수요처로 공급하는 증발가스 압축기; 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스와 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스를 열교환하는 증발가스 열교환기; 상기 증발가스 열교환기에서 토출되는 증발가스를 기상 또는 액상으로 분리시키는 기액분리기; 및 선박의 속도에 따라 또는 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량에 따라, 상기 기액분리기에서 분리는 기상을 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스에 합류시키거나 또는 상기 증발가스 열교환기로 공급하는 것을 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.A gas treatment system according to an embodiment of the present invention includes: a boil-off gas compressor for compressing boil-off gas supplied from a liquefied gas storage tank and supplying it to a customer; A boil-off gas heat exchanger for exchanging the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor and the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank; A gas-liquid separator for separating the boil-off gas discharged from the boil-off gas heat exchanger into a gas phase or a liquid phase; And depending on the speed of the vessel or the flow rate of the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor, the gas phase separated by the gas-liquid separator is combined with the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank or supplied to the boil-off gas heat exchanger. It characterized in that it comprises a control device for controlling what to do.
구체적으로, 상기 제어장치는, 상기 선박의 속도가 기설정속도 범위 이하인 경우, 상기 기액분리기에서 공급되는 기상을 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스로 공급하도록 제어하고, 상기 선박의 속도가 상기 기설정속도 범위 이상인 경우, 상기 기액분리기에서 공급되는 기상을 상기 증발가스 열교환기로 공급하도록 제어할 수 있다. Specifically, the control device, when the speed of the ship is less than a preset speed range, controls to supply the gaseous phase supplied from the gas-liquid separator to the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank, and the speed of the ship is the When it is more than a preset speed range, it is possible to control the gaseous phase supplied from the gas-liquid separator to be supplied to the boil-off gas heat exchanger.
구체적으로, 상기 제어장치는, 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이상인 경우, 상기 기액분리기에서 공급되는 기상을 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스로 공급하도록 제어하고, 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이하인 경우, 상기 기액분리기에서 공급되는 기상을 상기 증발가스 열교환기로 공급하도록 제어할 수 있다. Specifically, the control device, when the flow rate of the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor is greater than or equal to a preset flow rate, controls to supply the gas phase supplied from the gas-liquid separator to the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank, When the flow rate of the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor is less than or equal to a preset flow rate, the gas-phase supplied from the gas-liquid separator may be controlled to be supplied to the boil-off gas heat exchanger.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크와 상기 수요처를 연결하며, 상기 증발가스 압축기를 구비하는 제1 라인을 더 포함하고, 상기 제어장치는, 상기 기액분리기와 상기 제1 라인 상의 상기 증발가스 압축기 상류를 연결하는 제1 공급라인; 상기 제1 공급라인에서 분기되어 상기 증발가스 열교환기로 연결되는 제2 공급라인; 상기 제1 공급라인 상에 구비되어 상기 제1 공급라인 상에 유동하는 유체의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브; 상기 제2 공급라인 상에 구비되어 상기 제2 공급라인 상에 유동하는 유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브; 및 상기 선박의 속도에 따라 또는 상상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량에 따라 상기 기액분리기에서 분리되는 기상을 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스에 합류시키거나 또는 상기 증발가스 열교환기로 공급하는 것을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. Specifically, further comprising a first line connecting the liquefied gas storage tank and the customer, and including the boil-off gas compressor, the control device, the gas-liquid separator and the boil-off gas compressor upstream of the first line A first supply line to connect; A second supply line branched from the first supply line and connected to the boil-off gas heat exchanger; A first control valve provided on the first supply line and controlling a flow of a fluid flowing on the first supply line; A second control valve provided on the second supply line and controlling a flow of the fluid flowing on the second supply line; And the gaseous phase separated by the gas-liquid separator according to the speed of the ship or the flow rate of the boil-off gas compressed by the imaginary boil-off gas compressor to be combined with the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank or to the boil-off gas heat exchanger. It may include a control unit that controls the supply.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 선박의 속도가 기설정속도 범위 이하인 경우, 상기 제1 제어밸브를 개방하고 상기 제2 제어밸브를 폐쇄하여, 상기 제1 공급라인을 통해 상기 기액분리기에서 공급되는 기상이 상기 제1 라인으로 합류되도록 제어하고, 상기 선박의 속도가 상기 기설정속도 범위 이상인 경우, 상기 제1 제어밸브를 폐쇄하고 상기 제2 제어밸브를 개방하여, 상기 제2 공급라인을 통해 상기 기액분리기에서 공급되는 기상이 상기 증발가스 열교환기로 공급되도록 제어할 수 있다. Specifically, when the speed of the ship is less than a preset speed range, the control unit opens the first control valve and closes the second control valve, so that the gaseous phase supplied from the gas-liquid separator through the first supply line. The first control valve is controlled to be joined to the first line, and when the speed of the ship is greater than or equal to the preset speed range, the first control valve is closed and the second control valve is opened, and the gas liquid through the second supply line. The gas phase supplied from the separator may be controlled to be supplied to the boil-off gas heat exchanger.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이상인 경우, 상기 제1 제어밸브를 개방하고 상기 제2 제어밸브를 폐쇄하여, 상기 제1 공급라인을 통해 상기 기액분리기에서 분리되는 기상이 상기 제1 라인으로 합류되도록 제어하고, 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이하인 경우, 상기 제1 제어밸브를 폐쇄하고 상기 제2 제어밸브를 개방하여, 상기 제2 공급라인을 통해 상기 기액분리기에서 분리되는 기상이 상기 증발가스 열교환기로 공급되도록 제어할 수 있다. Specifically, when the flow rate of the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor is greater than or equal to a preset flow rate, the control unit opens the first control valve and closes the second control valve, When the gaseous phase separated by the gas-liquid separator is controlled to merge into the first line, and when the flow rate of the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor is less than a preset flow rate, the first control valve is closed and the second control valve is opened. Thus, it is possible to control the gas phase separated by the gas-liquid separator to be supplied to the boil-off gas heat exchanger through the second supply line.
구체적으로, 상기 제1 공급라인을 통해 공급되는 상기 기상을 상기 제1 라인에 합류시키는 제1 혼합기를 더 포함할 수 있다. Specifically, it may further include a first mixer for joining the gas phase supplied through the first supply line to the first line.
구체적으로, 상기 제1 라인에서 분기되어 상기 기액분리기를 연결하며, 상기 증발가스 열교환기를 구비하는 제2 라인; 및 상기 기액분리기와 상기 액화가스 저장탱크를 연결하는 제3 라인을 포함하고, 상기 제1 공급라인은, 상기 기액분리기와 상기 제1 라인 상의 상기 증발가스 열교환기 상류를 연결하고, 상기 제2 공급라인은, 상기 증발가스 열교환기를 경유하여 상기 제1 라인 상의 증발가스 압축기와 상기 증발가스 열교환기 사이를 연결할 수 있다. Specifically, a second line branched from the first line to connect the gas-liquid separator, and having the boil-off gas heat exchanger; And a third line connecting the gas-liquid separator and the liquefied gas storage tank, wherein the first supply line connects the gas-liquid separator and an upstream of the boil-off gas heat exchanger on the first line, and the second supply The line may connect between the boil-off gas compressor on the first line and the boil-off gas heat exchanger via the boil-off gas heat exchanger.
구체적으로, 상기 제2 공급라인을 통해 공급되는 상기 기상을 상기 제1 라인에 합류시키는 제2 혼합기를 더 포함할 수 있다. Specifically, a second mixer for joining the gas phase supplied through the second supply line to the first line may be further included.
구체적으로, 상기 증발가스 열교환기에서 토출되는 증발가스를 감압 또는 팽창시켜 상기 기액분리기로 공급하는 팽창밸브를 더 포함할 수 있다. Specifically, an expansion valve for reducing or expanding the boil-off gas discharged from the boil-off gas heat exchanger and supplying the boil-off gas to the gas-liquid separator may be further included.
구체적으로, 상기 기액분리기는, 상기 액상을 상기 액화가스 저장탱크로 공급할 수 있다.Specifically, the gas-liquid separator may supply the liquid phase to the liquefied gas storage tank.
구체적으로, 상기 수요처는, 고압가스 분사엔진일 수 있다. Specifically, the customer may be a high-pressure gas injection engine.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박은, 상기 가스 처리 시스템을 포함할 수 있다. In addition, the ship according to an embodiment of the present invention may include the gas treatment system.
본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 선박의 속도 또는 기액분리기에서 분리되는 기상의 유량에 따라 증발가스의 재액화를 최대한으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다. The gas treatment system and the ship including the same according to the present invention have the effect of maintaining the reliquefaction of the boil-off gas to the maximum according to the speed of the ship or the flow rate of the gas phase separated from the gas-liquid separator.
도 1은 종래의 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a conventional gas treatment system.
2 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a second embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a third embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a fourth embodiment of the present invention.
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.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing in the present specification, it should be noted that, even though they are indicated on different drawings, only the same elements are to have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
하기에서 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. In the following, the liquefied gas may be LPG, LNG, ethane, etc., for example, may refer to LNG (Liquefied Natural Gas), and the boil-off gas may refer to BOG (Boil Off Gas), such as naturally vaporized LNG.
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 설시할 각 도면의 시스템은 서로 적용될 수 있음은 자명하다. 또한, 이하에서 기술하는 혼합 유체는, 혼합된 증발가스 또는 적어도 일부 액상이 포함된 유체일 수 있다.Liquefied gas may be referred to regardless of state change, such as a liquid state, a gas state, a liquid and gas mixture state, a supercooled state, and a supercritical state, and it is noted that the boil-off gas is the same. In addition, it is apparent that the present invention is not limited to liquefied gas, and may be a liquefied gas treatment system and/or a boil-off gas treatment system, and the systems in each drawing to be described below may be applied to each other. In addition, the mixed fluid described below may be a mixed boil-off gas or a fluid containing at least some liquid phases.
또한, 본 발명의 가스 처리 시스템(2)의 실시예들은 각각 서로 조합되어 구성될 수 있으며, 각 구성들의 추가가 서로 교차로 이루어질 수 있음은 물론이다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 선체(S)에 장착될 수 있으며, 이때, 선박은 LNG Carrier, 컨테이너 운반선 등의 선박일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. In addition, the embodiments of the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 가스 처리 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a conventional gas treatment system.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(40), 팽창밸브(50), 기액분리기(60)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a conventional
종래의 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 증발가스 압축기(30)에 의해 200 내지 400bar로 압축하고, 압축된 증발가스 중 수요처(20)로 공급되지 않은 잉여 증발가스를 증발가스 열교환기(40)에서 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스와 열교환하여 적어도 일부 재액화시킨다. The conventional
이때, 증발가스 열교환기(40)에서 열교환된 증발가스는, 부분적으로 기상의 증발가스가 존재할 수 있어, 종래의 가스 처리 시스템(1)은, 팽창밸브(50)와 기액분리기(60)의 도움을 받아 재액화시킨후 액상의 증발가스만을 액화가스 저장탱크(10)로 리턴시키고 있다. At this time, the boil-off gas heat-exchanged in the boil-off
즉, 종래의 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 제1 라인(L1)을 통해 수요처(20)로 공급시키거나 또는 제2 라인(L2)을 통해 증발가스 열교환기(40), 팽창밸브(50), 기액분리기(60)를 거쳐 이를 재액화시켜 제3 라인(L3)을 통해 액화가스 저장탱크(10)로 복귀시킨다. That is, the conventional
이와 같이 종래의 가스 처리 시스템(1)은, 증발가스 압축기(30)에 의해 고압으로 압축된 증발가스를 재액화하여 별도의 냉매 장치 없이도 재액화를 구현하는 효과를 거두고 있으나, 재액화 효율에 대해서는 좀 더 개선의 여지가 존재하였다. As described above, the conventional
이러한 개선점을 파악하고 종래의 가스 처리 시스템(1)을 개량하여 본 출원인은 하기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)을 개발하였으며, 하기에서 이를 상세히 설명하도록 한다. By grasping these improvements and improving the conventional
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다. 2 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a first embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(40a), 팽창밸브(50), 기액분리기(60) 및 증발가스 흡입유닛(70)을 포함한다. As shown in Fig. 2, the
본 발명의 제1 실시예에서 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(40a), 팽창밸브(50), 기액분리기(60) 등은 종래의 가스 처리 시스템(1)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.In the first embodiment of the present invention, the liquefied
액화가스 저장탱크(10)는, 수요처(20)에 공급될 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때 액화가스 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.The liquefied
본 실시예에서는, 액화가스 저장탱크(10)에서 액화가스의 증발로 인해 발생하는 증발가스를 후술할 증발가스 흡입 유닛(70)를 통해 뽑아내거나 수요처(20)의 연료로 사용함으로써, 증발가스를 효율적으로 관리할 수 있다.In this embodiment, the boil-off gas generated by the evaporation of the liquefied gas in the liquefied
본 발명의 실시예에서는 제1a 라인(L1a) 내지 제5 라인(L5)을 더 포함할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the first to fifth lines L1a to L5 may be further included.
제1a 라인(L1a)은 증발가스 흡입유닛(70)과 수요처(20)를 연결하며, 제1a 라인(L1a) 상에는 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(40a)가 설치되어 증발가스가 수요처(20)로 공급되도록 할 수 있으며, 제1a 라인(L1a)에는 증발가스 압축기(30)와 수요처(20)사이에 제2 라인(L2)이 분기될 수 있다. The first line (L1a) connects the boil-off gas suction unit (70) and the
제2 라인(L2)은, 제1a 라인(L1a)상의 증발가스 압축기(30)와 수요처(20)사이에서 분기되어 기액분리기(60)를 연결하며, 제2 라인(L2) 상에는 증발가스 열교환기(40a), 팽창밸브(50) 등이 구비될 수 있다. The second line L2 is branched between the boil-off
제3 라인(L3)은, 기액분리기(60)와 액화가스 저장탱크(10)를 연결하며, 기액분리기(60)에서 분리된 액상을 액화가스 저장탱크(10)로 리턴시킬 수 있다. The third line L3 connects the gas-
제4a 라인(L4a)은, 기액분리기(60)와 증발가스 흡입유닛(70)을 연결하며, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 증발가스 흡입유닛(70)으로 공급할 수 있다. The 4a line L4a connects the gas-
제5 라인(L5)은, 증발가스 흡입유닛(70)에 의해 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 흡입하도록 증발가스 흡입유닛(70)과 액화가스 저장탱크(10)를 연결할 수 있다. The fifth line L5 may connect the boil-off gas intake unit 70 and the liquefied
이때 제1a 내지 제5 라인(L1a~L5) 에는 조절 밸브(도시하지 않음)가 설치되어, 조절 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스의 공급량이 조절될 수 있다. At this time, a control valve (not shown) is installed in the first to fifth lines L1a to L5, and the supply amount of the boil-off gas may be adjusted according to the opening degree of the control valve.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 제1a 라인(L1a), 제2 라인(L2) 각각을 흐르는 유체의 흐름을 제1 흐름 및 제2 흐름이라 할 수 있으며, 제4a 라인(L4a)을 통해 흐르는 유체를 제3 흐름, 제3 라인(L3)을 통해 흐르는 유체를 제4 흐름이라 칭할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, the flow of the fluid flowing through each of the 1a line (L1a) and the second line (L2) may be referred to as a first flow and a second flow, and flowing through the 4a line (L4a). The fluid flowing through the third flow and the third line L3 may be referred to as a fourth flow.
수요처(20)는, 액화가스 저장탱크(10)로부터 공급되는 증발가스 또는 액화가스를 연료로 사용한다. 이때, 수요처(20)는, 고압가스분사엔진(일례로 MEGI)일 수 있다. MEGI엔진의 경우 약 200 내지 400bar의 고압으로 가압된 증발가스를 연료로 사용할 수 있다.The
수요처(20; 이하 추진엔진과 병기함)액화가스의 연소에 의해 실린더(도시하지 않음) 내부의 피스톤(도시하지 않음)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 프로펠러 축(부호 도시하지 않음))이 회전될 수 있다. 따라서 추진엔진(20) 구동 시 프로펠러 축에 연결된 프로펠러(P)가 회전함에 따라, 선체(S)가 전진 또는 후진할 수 있다.As the customer (20; hereinafter referred to as the propulsion engine) reciprocates the piston (not shown) inside the cylinder (not shown) by combustion of liquefied gas, the crankshaft (not shown) connected to the piston is rotated. , The propeller shaft (not shown) connected to the crankshaft can be rotated. Therefore, when the
추진엔진(20)은, 통상 디젤 사이클로 구동되는 2행정 엔진(2-stroke DF engine)이며 저속엔진일 수 있다. 이러한 디젤 사이클은 기본적으로, 공기가 피스톤에 의해 압축되고, 압축된 고온의 공기는 점화연료(Pilot Fuel)에 의해서 점화가 이루어지며, 나머지 고압의 가스가 분사되어 폭발이 이루어진다. The
이때, 점화연료는 HFO(Heavy Fuel Oil) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)를 사용하게 되며, 보통 점화연료와 고압 가스의 비율은 약 5:95이고, 점화연료의 분사량은 5~100%까지 조정이 가능하다. 따라서 점화연료는 엔진의 구동 연료로도 이용가능하다. At this time, the ignition fuel is HFO (Heavy Fuel Oil) or MDO (Marine Diesel Oil), and the ratio of ignition fuel and high-pressure gas is about 5:95, and the injection amount of ignition fuel can be adjusted to 5~100%. It is possible. Therefore, the ignition fuel can also be used as the driving fuel of the engine.
즉, 점화연료의 분사량이 약 5%정도인 경우 엔진 구동 연료로 증발가스(또는 가열된 액화가스; 약 95%)가 주로 사용되며, 점화 연료의 분사량이 100%인 경우에는 엔진 구동 연료로 점화연료(오일)가 전부 사용된다.That is, when the injection amount of ignition fuel is about 5%, boil-off gas (or heated liquefied gas; about 95%) is mainly used as engine driving fuel, and when the injection amount of ignition fuel is 100%, it is ignited as engine driving fuel. All of the fuel (oil) is used.
이때, 점화연료의 분사량 약 50%인 경우(와 증발가스 약 50%)에는, 점화연료와 증발가스가 혼합되어 엔진으로 유입되는 것이 아닌 점화연료가 먼저 발화하여 발열량을 생산하고, 이후, 나머지 증발가스가 유입되어 폭발하여 발열량을 생산하여 추진엔진(20)의 구동에 필요한 발열량을 생산한다. At this time, if the injection amount of the ignition fuel is about 50% (and the evaporation gas is about 50%), the ignition fuel is ignited first to produce the calorific value, and then the remaining evaporation is not mixed with the ignition fuel and flows into the engine. Gas is introduced and exploded to produce a calorific value, thereby producing a calorific value necessary for driving the
증발가스 압축기(30)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 압축한다. 증발가스 압축기(30)는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되어 배출되는 증발가스를 압축하여 증발가스 열교환기(40a)나 수요처(20)에 공급할 수 있다.The boil-off
증발가스 압축기(30)는, 복수로 구비되어 증발가스를 다단 가압시킬 수 있다. 일례로 증발가스 압축기(30)는 5개가 구비되어 증발가스가 5단 가압되도록 할 수 있다. 5단 가압된 증발가스는 200bar 내지 400bar로 가압되어, 제1a 라인(L1a)을 통해 수요처(20)에 공급될 수 있다. The boil-off
여기서, 제2 라인(L2)은, 제1a 라인(L1a) 상 증발가스 압축기(30)와 수요처(20)의 사이에서 분기되어, 증발가스 열교환기(40a)로 연결될 수 있다. 이때, 증발가스 열교환기(40a)로 분기되는 지점의 제1a 라인(L1a) 상에는 밸브(도시하지 않음)가 구비될 수 있고, 밸브는 수요처(20)로 공급되는 증발가스의 유량 또는 증발가스 압축기(30)를 통하여 증발가스 열교환기(40a)로 공급되는 증발가스의 유량을 제어할 수 있으며, 삼방밸브일 수 있다.Here, the second line L2 is branched between the boil-off
복수의 증발가스 압축기(30) 사이에는 증발가스 냉각기(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. 증발가스 압축기(30)에 의하여 증발가스가 압축되면, 압력 상승에 따라 온도 역시 상승될 수 있기 때문에, 본 실시예는 증발가스 냉각기를 사용하여 증발가스의 온도를 다시 낮춰줄 수 있다. 증발가스 냉각기는 증발가스 압축기(30)와 동일한 수로 설치될 수 있으며, 각 증발가스 냉각기는 각 증발가스 압축기(30)의 하류에 마련될 수 있다.A boil-off gas cooler (not shown) may be provided between the plurality of boil-off
증발가스 압축기(30)가 증발가스를 가압함으로써, 증발가스는 압력이 상승하여 끓는점이 상승하여 상대적으로 높은 온도에서도 액화될 수 있는 상태가 될 수 있다. 따라서 본 실시예는 증발가스 압축기(30)로 증발가스의 압력을 높임으로써, 증발가스가 쉽게 액화되도록 할 수 있다.As the boil-off
증발가스 열교환기(40a)는, 제1a 라인(L1a) 상에서 증발가스 흡입유닛(70)과 증발가스 압축기(30)의 사이에 마련되고, 제2 라인(L2)과 연결되어, 증발가스 압축기(30)에서 압축되는 증발가스와 증발가스 흡입유닛(70)에서 공급되는 증발가스를 열교환시킬 수 있다. 증발가스 열교환기(40a)에서 열교환된 증발가스 압축기(30)에 의해 압축된 증발가스는 팽창밸브(50)를 거쳐 기액분리기(60)로 공급될 수 있고, 증발가스 열교환기(40a)에서 열교환된 증발가스 흡입유닛(70)에서 공급되는 증발가스는 증발가스 압축기(30)로 공급될 수 있다. The boil-off
즉, 증발가스 압축기(30)에서 다단으로 가압된 후 기액분리기(60)로 공급되는 증발가스와 증발가스 흡입유닛(70)에서 공급되는 증발가스가 증발가스 열교환기(40a)에서 열교환된다.That is, the boil-off gas supplied to the gas-
팽창밸브(50)는, 증발가스 압축기(30)에서 가압되어 증발가스 열교환기(40a)에서 열교환된 증발가스를 감압 또는 팽창시켜 적어도 일부를 액화시킨다. 예를 들어, 팽창밸브(50)는 증발가스를 5bar 내지 10bar로 감압할 수 있어, 감압시 증발가스는 냉각효과가 이루어질 수 있다.The
여기서, 증발가스 압축기(30)에서 가압된 증발가스는 증발가스 열교환기(40a)에서 액화가스 저장탱크(10)에서 공급된 증발가스와 열교환되어 냉각되나, 압력은 증발가스 압축기(30)에서 토출된 토출압을 유지할 수 있다. Here, the boil-off gas pressurized by the boil-off gas compressor (30) is heat-exchanged with the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank (10) in the boil-off gas heat exchanger (40a), and the pressure is discharged from the boil-off gas compressor (30). The discharge pressure can be maintained.
본 실시예는 팽창밸브(50)를 이용해 증발가스를 감압시켜 증발가스가 냉각되도록 함으로써, 증발가스를 액화시킬 수 있다. 이때 감압되는 압력 범위가 클수록 증발가스의 냉각효과가 증대될 수 있으며, 일례로 팽창밸브(50)는 증발가스 압축기(30)에 의해 300bar로 가압된 증발가스를 5bar 내지 10bar(바람직하게는 6bar)까지 감압시킬 수 있다. In this embodiment, the boil-off gas can be liquefied by reducing the boil-off gas by using the
팽창밸브(50)는 줄 톰슨 밸브로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 팽창밸브(50)는 팽창기(도시하지 않음)로 이루어질 수도 있다. 줄 톰슨 밸브의 경우 감압을 통해 효과적으로 증발가스를 냉각시켜서 적어도 일부의 증발가스가 액화되도록 할 수 있다. 또한, 여기서 팽창기는 익스팬더(Expander;도시하지않음)로도 이루어질 수 있다.The
반면 팽창기는 별도의 전력을 이용하지 않고도 구동될 수 있으며, 특히, 발생된 동력을 증발가스 압축기(30)를 구동시키는 전력으로 활용함으로써, 가스 처리 시스템(2)의 효율을 향상시킬 수 있다. 동력전달은 예를 들어, 기어연결 또는 전기변환 후 전달 등에 의해 이루어질 수 있다.On the other hand, the expander may be driven without using separate power, and in particular, by utilizing the generated power as power to drive the boil-off
기액분리기(60)는, 팽창밸브(50)에서 감압 또는 팽창된 증발가스에서 기상과 액상을 분리한다. 기액분리기(60)에서 증발가스는 액상와 기상으로 분리되어 액상는 제3 라인(L3)을 통해 액화가스 저장탱크(10)로 공급되고, 기상은 제4a 라인(L4a)을 통해 플래시 가스로서 증발가스 흡입유닛(70)으로 공급될 수 있다. The gas-
여기서, 기액분리기(60)에 공급되는 증발가스는, 팽창밸브(50)에서 감압되어 냉각된 상태일 수 있다. 예를 들어, 증발가스 압축기(30)에서 증발가스는 다단 가압되어 200bar 내지 400bar의 압력을 가질 수 있고, 온도는 45도 내외로 이루어질 수 있다. 45도 내외의 온도로 상승된 증발가스는, 증발가스 열교환기(40a)로 회수되어 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 -100도 내외의 증발가스와 열교환되며, 이후 -97도 내외의 온도로 냉각된 후 팽창밸브(50)로 공급된다. Here, the boil-off gas supplied to the gas-
이때, 팽창밸브(50)에서 증발가스는 감압에 의해 냉각되어 약 1bar의 압력과 약 -162.3도 정도의 온도를 가질 수 있다.At this time, the boil-off gas in the
이와 같이, 본 실시예에서는 기액분리기(60)로 공급되는 증발가스가 팽창밸브(50)에서 감압되어 -162도보다 낮은 온도를 가지게 되므로, 약 30~40%의 증발가스가 액화될 수 있다. As described above, in this embodiment, since the boil-off gas supplied to the gas-
또한, 본 실시예에서는 액화된 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)로 회수시키고, 기액분리기(60)에서 분리된 기상(플래시가스)를 버리지 않고 증발가스 흡입유닛(70)으로 회수시킬 수 있다. 이처럼 본 발명의 실시예는, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 통해 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 흡입할 수 있게되어 액화가스 저장탱크(10) 내의 증발가스 처리를 효율적으로 할 수 있으며, 플래시 가스가 버려져 낭비되는 것을 방지할 수 있다. In addition, in this embodiment, the liquefied boil-off gas can be recovered to the liquefied
이때 분리된 기상은 앞서 언급한 바와 같이 팽창밸브(50)에 의해 감압됨으로써 냉각되어 -162.3도일 수 있는데, 이러한 기상과 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 -100도의 증발가스는 증발가스 흡입장치(70)에서 혼합되어 -110 내지 -120도(약 -114도) 및 1.5bar 내지 3bar의 증발가스로서 증발가스 열교환기(40a)에 유입된다.At this time, the separated gas phase may be cooled by being depressurized by the
따라서 증발가스 압축기(30)와 수요처(20) 사이에서 분기되어 증발가스 열교환기(40a)로 연결된 제2 라인(L2)을 따라 회수되는 45도의 증발가스는, 증발가스 열교환기(40a)에서 -110 내지 -120도의 증발가스와 열교환함으로써 냉각될 수 있다. 이는 기상의 회수가 없을 경우(45도의 증발가스가 -100도의 증발가스와 열교환)와 대비할 때, 증발가스의 추가적인 냉각이 구현될 수 있다.Therefore, the boil-off gas of 45 degrees branched between the boil-off
이로 인해 증발가스 열교환기(40a)에서 팽창밸브(50)로 유입되는 증발가스는, 기상의 순환이 없을 경우(약 -97도)보다 낮은 약 -112도일 수 있으며, 팽창밸브(50)에 의해 감압되면 약 -163.7도로 냉각될 수 있다. 이 경우 기상의 순환이 없는 경우보다 더욱 많은 증발가스가 팽창밸브(50)에 의해 액화되어 액화가스 저장탱크(10)로 회수될 수 있다.Accordingly, the boil-off gas flowing from the boil-off
따라서 본 실시예는, 팽창밸브(50)를 통해 냉각된 증발가스 중 기체 상태의 증발가스를 기액분리기(60)에서 기상으로 분리하여 증발가스 열교환기(40a)에 공급하여, 증발가스 압축기(30)로부터 증발가스 열교환기(40a), 팽창밸브(50)로 회수되는 증발가스의 온도를 충분히 낮게 해줌으로써, 증발가스의 액화 효율을 60% 이상으로 끌어 올릴 수 있다.Accordingly, in the present embodiment, the vaporized gas in the gaseous state among the vaporized gas cooled through the
또한 본 실시예에서는, 액화가스 저장탱크(10)에서 나오는 증발가스뿐만 아니라, 기상과 증발가스와 혼합되어 증발가스 압축기(30)로 유입되므로, 일정 유량 이상이 증발가스 압축기(30)에 공급되어, 구동 효율이 향상될 수 있다.In addition, in this embodiment, since not only the boil-off gas emitted from the liquefied
증발가스 흡입유닛(70)은, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 구동유체(Driving Fluid)로 하여, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 흡입하여 증발가스 열교환기(40a)를 거쳐 증발가스 압축기(30)로 공급할 수 있다. 여기서 증발가스 흡입유닛(70)은, 이젝터(Ejector), 이덕터(Eductor) 또는 제트 펌프(jet pump)일 수 있다.The boil-off gas suction unit 70 uses the gaseous phase separated by the gas-
구체적으로, 증발가스 흡입유닛(70)은, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 제4a 라인(L4a)을 통해 공급받아 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 제5 라인(L5)을 통해 흡입하고, 기상과 증발가스를 혼합하여 제1a 라인(L1a)을 통해 증발가스 열교환기(40a)를 거쳐 증발가스 압축기(30)로 공급할 수 있다.Specifically, the boil-off gas suction unit 70 receives the gaseous gas separated by the gas-
증발가스 흡입유닛(70)으로 유입되는 기상은, 5 내지 10bar(바람직하게는 약6bar)의 압력과 영하 120도 내지 영하 140도(바람직하게는 약 영하 130도)의 온도를 가지며, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스는, 1.00bar 내지 1.10bar(바람직하게는 약 1.06bar)의 압력과 영하 130도 내지 영하 80도(바람직하게는 약 영하 90도)의 온도를 가진다. The gaseous gas flowing into the boil-off gas suction unit 70 has a pressure of 5 to 10 bar (preferably about 6 bar) and a temperature of -120 to -140 degrees (preferably -130 degrees), and stores liquefied gas. The boil-off gas generated in the
증발가스 흡입유닛(70)은, 기액분리기(60)에서 분리된 기상과 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 혼합하여 가압시킬 수 있다. 흡입장치(70)에서 기상을 통해 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스가 흡입되어 서로 혼합되며, 이 혼합과정을 통해서 급격한 압력변동이 이루어지면서 1.5bar 내지 3bar로 압력이 변동될 수 있다. The boil-off gas suction unit 70 may mix and pressurize the vapor phase separated by the gas-
구체적으로, 증발가스 흡입유닛(70)은, 구동 유체로 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 공급받아 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 흡입하여 혼합되며, 이때, 구동유체가 가지고 있던 운동에너지는 혼합 유체 전체의 운동에너지로 변환되고, 이어서 증발가스 흡입유닛(70)의 노즐(부호 도시하지 않음)의 단면이 확대되는 말단 부분에서 혼합 유체의 속도가 저하됨에 따라 혼합 유체의 운동에너지는 다시 압력으로 변환하게 된다. 이로 인해 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스는 약 1.5 내지 3bar의 압력을 얻게된다.Specifically, the boil-off gas suction unit 70 receives the gaseous gas separated from the gas-
본 발명에서는, 기액분리기(60)로부터 공급되는 기상의 압력이 약 5 내지 10bar의 압력(바람직하게는 약 6bar)이나 증발가스 흡입유닛(70)으로 유입된 후의 구동유체는 압력이 상대적으로 떨어지고, 압력하강*구동유체유량인 압력전달용량을 흡입유체(액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스)로 공급함으로써 흡입 유체의 압력을 약 1.5 내지 3bar의 압력만큼 상승시킬 수 있다. In the present invention, the pressure of the gaseous phase supplied from the gas-
이와 같이 본 발명의 실시예에서는, 흡입 유체의 압력 바람직하게는 혼합유체의 압력이 약 1.5 내지 3bar의 압력만큼 상승되어 증발가스 열교환기(40a)로 공급되므로, 증발가스 열교환기(40a)의 엔탈피가 증가하게 되어 열교환 효율이 증가하고 열교환기의 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다. 이는 CAPEX의 절감을 가져오는 효과도 있어 가스 처리 시스템(2) 전체의 운전비도 줄어드는 효과가 있다. As described above, in the embodiment of the present invention, since the pressure of the suction fluid is preferably raised by a pressure of about 1.5 to 3 bar and supplied to the boil-off
더불어 본 발명의 실시예에서는, 증발가스 열교환기(40a)를 거치는 경우에도 혼합유체의 압력이 약 1 내지 3bar의 압력를 유지하며, 이 상태로 증발가스 압축기(30)로 공급되므로, 기존의 1 내지 1.05bar의 증발가스를 공급받아 압축했던 종래에 비해 증발가스 압축기(30)의 압축일이 줄어들어 압축효율이 증대되는 효과가 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, even when passing through the boil-off gas heat exchanger (40a), the pressure of the mixed fluid is maintained at a pressure of about 1 to 3 bar, and since it is supplied to the boil-off
여기서, 증발가스 흡입유닛(70)은, 액화가스 저장탱크(10) 내부에 발생된 증발가스를 일정량 흡입하기 위해서 일정량의 증발가스를 흡입하기 위한 구동 유체량을 계산할 수 있으며, 증발가스 압축기(30)로 일정량 공급하기 위한 구동 유체량 또한 계산하여 제어할 수 있다. Here, the boil-off gas suction unit 70 may calculate a driving fluid amount for inhaling a predetermined amount of boil-off gas in order to suck a predetermined amount of boil-off gas generated in the liquefied
정리해보면 본 발명의 실시예에서는 증발가스 흡입유닛(70)을 구비함으로써, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 통해, 1 내지 1.05bar에 불과한 액화가스 저장탱크(10)에서 나오는 증발가스를 1.5bar 내지 3bar로 가압한 후 증발가스 압축기(30)로 공급할 수 있게되어 증발가스 압축기(30)의 부하가 절감되는 효과가 있다.In summary, in the embodiment of the present invention, by providing the boil-off gas suction unit 70, through the gas phase separated by the gas-
또한, 본 발명의 실시예에서는, 증발가스 흡입유닛(70)을 통해 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스의 처리가 지속적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, there is an effect that the treatment of the boil-off gas generated in the liquefied
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다. 3 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a second embodiment of the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 제1 혼합기(11a), 제2 혼합기(11b), 수요처(20), 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(40b), 팽창밸브(50), 기액분리기(60), 제1 제어밸브(81), 제2 제어밸브(82) 및 제어부(83)를 포함한다. As shown in Fig. 3, the
본 발명의 제2 실시예에서 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(40b), 팽창밸브(50), 기액분리기(60) 등은 종래의 가스 처리 시스템(1) 및 본 발명의 제1 실시예에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.In the second embodiment of the present invention, the liquefied
본 발명의 실시예에서는 제1 라인(L1) 내지 제4b 라인(L4b) 및 제6 라인(L6)을 더 포함할 수 있다. In the exemplary embodiment of the present invention, the first line L1 to 4b line L4b and the sixth line L6 may be further included.
제1 라인(L1)은 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(20)를 연결하며, 제1 라인(L1) 상에는 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(40b), 제1 혼합기(11a) 및 제2 혼합기(11b)가 설치될 수 있다. The first line L1 connects the liquefied
제1 라인(L1)은, 증발가스가 수요처(20)로 공급되도록 하고, 제1 라인(L1)에는 증발가스 압축기(30)와 수요처(20)사이에 제2 라인(L2)이 분기될 수 있다. The first line L1 allows the boil-off gas to be supplied to the
제2 라인(L2)은, 제1 라인(L1)상의 증발가스 압축기(30)와 수요처(20)사이에서 분기되어 기액분리기(60)를 연결하며, 제2 라인(L2) 상에는 증발가스 열교환기(40b), 팽창밸브(50) 등이 구비될 수 있다. The second line L2 is branched between the boil-off
제3 라인(L3)은, 기액분리기(60)와 액화가스 저장탱크(10)를 연결하며, 기액분리기(60)에서 분리된 액상을 액화가스 저장탱크(10)로 리턴시킬 수 있다. The third line L3 connects the gas-
제4b 라인(L4b)은, 기액분리기(60)와 제1 혼합기(11a)를 연결하며 제1 제어밸브(81)를 구비하고, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 제1 혼합기(11a)로 공급할 수 있다. The 4b line L4b connects the gas-
제6 라인(L6)은, 제4b 라인(L4b)에서 분기되어 증발가스 열교환기(40b)와 연결되며 제2 제어밸브(82)를 구비하고, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 증발가스 열교환기(40b)를 거쳐 제2 혼합기(11b)로 공급할 수 있다. The sixth line (L6) is branched from the 4b line (L4b) and connected to the boil-off gas heat exchanger (40b), has a second control valve (82), and the vapor phase separated by the gas-liquid separator (60) is It can be supplied to the
이때 제1 라인(L1) 내지 제4b 라인(L4b) 및 제6 라인(L6)에는 조절 밸브(도시하지 않음)가 설치되어, 조절 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스의 공급량이 조절될 수 있다. At this time, a control valve (not shown) is installed in the first line L1 to the 4b line L4b and the sixth line L6, so that the supply amount of the boil-off gas may be adjusted according to the opening degree of the control valve.
제1 혼합기(11a)는, 제1 라인(L1)상에서 증발가스 열교환기(40b)의 상류에 마련되어, 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스가 유입되고 기액분리기(60)에서 회수되는 기상(플래시가스)이 유입될 수 있다. 이러한, 제1 혼합기(11a)는 증발가스와 기상이 저장되도록 공간을 이루는 압력 탱크의 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 혼합기(11a)에서 혼합된 증발가스와 기상은 증발가스 열교환기(40b)로 공급된다. The
제2 혼합기(11b)는, 제1 라인(L1)상에서 증발가스 열교환기(40b)와 증발가스 압축기(30) 사이에 마련되어, 증발가스 열교환기(40b)로부터 열교환된 증발가스가 유입되고 기액분리기(60)에서 회수되어 증발가스 열교환기(40b)에서 열교환된는 기상(플래시가스)이 유입될 수 있다. 이러한, 제2 혼합기(11b)는 증발가스와 기상이 저장되도록 공간을 이루는 압력 탱크의 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 제2 혼합기(11b)에서 혼합된 증발가스와 기상은 증발가스 압축기(30)로 공급된다. The
증발가스 열교환기(40b)는, 제1 라인(L1) 상에서 제1 혼합기(11a)와 증발가스 압축기(30)의 사이에 마련되고, 제2 라인(L2)과 연결되어, 증발가스 압축기(30)에서 압축되는 증발가스와 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스를 열교환시키거나 제6 라인(L6)과 연결되어 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 증발가스 압축기(30)에서 압축되는 증발가스 또는 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스와 열교환시킬 수 있다. The boil-off gas heat exchanger (40b) is provided between the first mixer (11a) and the boil-off gas compressor (30) on the first line (L1), and is connected to the second line (L2), the boil-off gas compressor (30). ), the boil-off gas compressed in the liquefied gas storage tank (10) and the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank (10) are heat-exchanged, or the gas phase separated by the gas-liquid separator (60) is compressed by the boil-off gas compressor (30) It is possible to heat exchange with the boil-off gas or the boil-off gas supplied from the liquefied
즉, 본 발명의 실시예에서 증발가스 열교환기(40b)는, 증발가스 압축기(30)에서 압축되는 증발가스를 기액분리기(60)에서 분리된 기상 또는 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스와 열교환시킬 수 있고, 바람직하게는 증발가스 압축기(30)에서 압축되는 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스와 1차 열교환시키고 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 2차 열교환시킬 수 있다. That is, in the embodiment of the present invention, the boil-off gas heat exchanger (40b), the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor (30) is evaporated supplied from the gaseous or liquefied gas storage tank (10) separated by the gas-liquid separator (60). It can heat-exchange with gas, and preferably, the boil-off gas compressed by the boil-off
증발가스 열교환기(40b)에서 열교환된 증발가스 압축기(30)에 의해 압축된 증발가스는 팽창밸브(50)를 거쳐 기액분리기(60)로 공급될 수 있고, 증발가스 열교환기(40b)에서 열교환된 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스, 그리고 증발가스 열교환기(40b)에서 열교환된 기액분리기(60)에서 분리된 기상은 증발가스 압축기(30)로 공급될 수 있다. The boil-off gas compressed by the boil-off
이로 인해 증발가스 압축기(30)에서 압축된 증발가스는, 기액분리기(60)에서 분리된 기상의 냉열을 한번 더 흡수할 수 있어 재액화 효율이 증대되는 효과가 있다. Accordingly, the boil-off gas compressed by the boil-off
본 발명의 실시예에서는 선박의 속도에 따라 또는 증발가스 압축기(30)에서 압축된 증발가스의 유량에 따라 기액분리기(60)에서 분리되는 기상을 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스에 합류시키거나 또는 증발가스 열교환기(40b)로 공급하는 것을 제어하는 제어장치(81,82,83)를 더 포함할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the gaseous phase separated by the gas-
여기서 제어장치는 제1 제어밸브(81), 제2 제어밸브(82), 제어부(83), 제1 공급라인(L4b) 및 제2 공급라인(L6)을 포함하며, 제1 공급라인(L4b)은 제4b 라인(L4b)과 호칭이 병기될 수 있으며, 제2 공급라인(L6)은 제6 라인(L6)과 호칭이 병기될 수 있다. Here, the control device includes a
제1 공급라인(L4b)과 제2 공급라인(L6)은 상기에서 설명한 것에 갈음하도록 한다. The first supply line L4b and the second supply line L6 are replaced with those described above.
제1 제어밸브(81)는, 제1 공급라인(L4b) 상에 구비되며 바람직하게는 제1 공급라인(L4b) 상의 제1 혼합기(11a)와 제2 공급라인(L6)의 분기점 사이에 구비되고, 개도조절을 통해서 기액분리기(60)에서 분리된 기상이 제1 혼합기(11a)로 공급될 수 있도록 한다. The
여기서 제1 제어밸브(81)는, 후술할 제어부(83)와 유선 또는 무선으로 연결되어 제어부(83)로부터 개도조절신호를 전송받아 개도조절을 수행할 수 있다. Here, the
제2 제어밸브(82)는, 제2 공급라인(L6) 상에 구비되며 바람직하게는 제2 공급라인(L6) 상의 증발가스 열교환기(40b)와 제1 공급라인(L4b)과의 연결점 사이에 구비되고, 개도조절을 통해서 기액분리기(60)에서 분리된 기상이 증발가스 열교환기(40b)로 공급될 수 있도록 한다. The
여기서 제2 제어밸브(82)는, 후술할 제어부(83)와 유선 또는 무선으로 연결되어 제어부(83)로부터 개도조절신호를 전송받아 개도조절을 수행할 수 있다. Here, the
제어부(83)는, 선박의 속도가 기설정속도 범위 이하인 경우, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스로 공급되도록 제어하고, 선박의 속도가 기설정속도 범위 이상인 경우, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 증발가스 열교환기(40b)로 공급되도록 제어할 수 있다. When the speed of the ship is less than the preset speed range, the
구체적으로, 제어부(83)는, 선박의 속도가 기설정속도 범위 이하인 경우, 제1 제어밸브(81)를 개방하고 제2 제어밸브(82)를 폐쇄하여, 제1 공급라인(L4b)을 통해 기액분리기(60)에서 분리된 기상이 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스로 공급되도록 제어할 수 있고, 선박의 속도가 기설정속도 범위 이상인 경우, 제1 제어밸브(81)를 폐쇄하고 제2 제어밸브(82)를 개방하여, 기액분리기(60)에서 분리된 기상이 증발가스 열교환기(40b)로 공급되도록 제어할 수 있다. Specifically, when the speed of the ship is less than the preset speed range, the
또한, 제어부(83)는, 증발가스 압축기(30)에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이상인 경우, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스로 공급되도록 제어하고, 증발가스 압축기(30)에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이하인 경우, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 증발가스 열교환기(40b)로 공급되도록 제어할 수 있다. In addition, the
구체적으로, 제어부(83)는, 증발가스 압축기(30)에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이상인 경우, 제1 제어밸브(81)를 개방하고 제2 제어밸브(82)를 폐쇄하여, 제1 공급라인(L4b)을 통해 기액분리기(60)에서 분리된 기상이 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스로 공급되도록 제어할 수 있고, 증발가스 압축기(30)에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이하인 경우, 제1 제어밸브(81)를 폐쇄하고 제2 제어밸브(82)를 개방하여, 기액분리기(60)에서 분리된 기상이 증발가스 열교환기(40b)로 공급되도록 제어할 수 있다. Specifically, the
즉, 본 발명의 실시예에서는 제어장치(81,82,83)를 통해 선박의 속도에 따라 또는 증발가스 압축기(30)에서 압축된 증발가스의 유량에 따라 재액화 효율을 최대한으로 유지할 수 있다. That is, in the embodiment of the present invention, the reliquefaction efficiency can be maintained to the maximum according to the speed of the vessel through the
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다. 4 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a third embodiment of the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 혼합기(12), 수요처(20), 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(40c), 제1 팽창밸브(50), 제2 팽창밸브(51) 및 기액분리기(60)를 포함한다. As shown in FIG. 4, the
본 발명의 제3 실시예에서 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 증발가스 압축기(30) 등은 종래의 가스 처리 시스템(1) 및 본 발명의 제1 내지 제2 실시예에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.In the third embodiment of the present invention, the liquefied
본 발명의 실시예에서는 제1 라인(L1) 내지 제4c 라인(L4c) 및 제7 내지 제8 라인(L7-L8)을 더 포함할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the first line L1 to 4c line L4c and the seventh to eighth line L7-L8 may be further included.
제1 라인(L1)은 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(20)를 연결하며, 제1 라인(L1) 상에는 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(40c), 혼합기(12)가 설치될 수 있다. 제1 라인(L1)은, 증발가스가 수요처(20)로 공급되도록 하고, 제1 라인(L1)에는 증발가스 압축기(30)와 수요처(20)사이에 제2 라인(L2)이 분기될 수 있다. The first line L1 connects the liquefied
제2 라인(L2)은, 제1 라인(L1)상의 증발가스 압축기(30)와 수요처(20)사이에서 분기되어 기액분리기(60)를 연결하며, 제2 라인(L2) 상에는 증발가스 열교환기(40c), 제1 팽창밸브(50) 등이 구비될 수 있다. The second line L2 is branched between the boil-off
제3 라인(L3)은, 기액분리기(60)와 액화가스 저장탱크(10)를 연결하며, 기액분리기(60)에서 분리된 액상을 액화가스 저장탱크(10)로 리턴시킬 수 있다. The third line L3 connects the gas-
제4c 라인(L4c)은, 기액분리기(60)와 혼합기(12)를 연결하며 후술할 제7 라인(L7) 및 제8 라인(L8)과 연결될 수 있고, 제3 팽창밸브(도시하지 않음)을 포함할 수 있으며, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 혼합기(12)로 공급할 수 있다. The 4c line L4c connects the gas-
제7 라인(L7)은, 제3 라인(L3)에서 분기되어 혼합기(12)와 연결되며 제4c 라인(L4c) 및 제8 라인(L8)과 연결될 수 있다. 제7 라인(L7)은, 제2 팽창밸브(51)을 포함할 수 있으며, 기액분리기(60)에서 분리된 액상을 혼합기(12)로 공급할 수 있다. The seventh line L7 is branched from the third line L3 to be connected to the
제8 라인(L8)은, 제4c 라인(L4c) 및 제7 라인(L7)과 연결되어 혼합기(12)와 연결되며 제4c 라인(L4c) 및 제7 라인(L7)과 삼방밸브로 연결될 수 있다. The eighth line (L8) is connected to the 4c line (L4c) and the seventh line (L7) to be connected to the
이때 제1 라인(L1) 내지 제4c 라인(L4c) 및 제7 내지 제8 라인(L7-L8)에는 조절 밸브(도시하지 않음)가 설치되어, 조절 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스의 공급량이 조절될 수 있다. At this time, a control valve (not shown) is installed in the first line (L1) to 4c line (L4c) and the 7th to 8th line (L7-L8), and the supply amount of boil-off gas is adjusted according to the opening degree of the control valve. Can be adjusted.
혼합기(12)는, 제1 라인(L1)상에서 증발가스 열교환기(40c) 상류, 바람직하게는 증발가스 열교환기(40c)와 액화가스 저장탱크(10) 사이에 마련되어, 액화가스 저장탱크(10)로부터 공급되는 증발가스가 유입되고 기액분리기(60)에서 회수되는 기상 및/또는 액상이 유입될 수 있다. 이러한, 혼합기(12)는 증발가스와 기상 및 액상이 저장되도록 공간을 이루는 압력 탱크의 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 혼합기(12)에서 혼합된 증발가스와 기상 및 액상은 기체의 성분만 증발가스 압축기(30)로 공급된다. The
증발가스 열교환기(40c)는, 제1 라인(L1) 상에서 혼합기(12)와 증발가스 압축기(30)의 사이에 마련되고, 제2 라인(L2)과 연결되어, 증발가스 압축기(30)에서 압축되는 증발가스와 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스를 열교환시킬 수 있다. The boil-off gas heat exchanger (40c) is provided between the
증발가스 열교환기(40c)에서 열교환된 증발가스 압축기(30)에 의해 압축된 증발가스는 제1 팽창밸브(50)를 거쳐 기액분리기(60)로 공급될 수 있고, 증발가스 열교환기(40c)에서 열교환된 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스는 증발가스 압축기(30)로 공급될 수 있다. The boil-off gas compressed by the boil-off
본 발명의 실시예에서는 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스를 기액분리기(60)에서 분리된 기상과 혼합시키고, 기액분리기(60)에서 분리된 액상을 추가 혼합시키는 혼합장치(L4c, L7, L8)를 더 포함할 수 있다. 여기서 혼합장치는 제1 혼합라인(L4c), 제2 혼합라인(L7), 제2 팽창밸브(51) 및 제3 팽창밸브를 포함하며, 제1 혼합라인(L4c)은 제4c 라인(L4c)과 호칭이 병기될 수 있으며, 제2 혼합라인(L7)은 제7 라인(L7)과 호칭이 병기될 수 있다. In an embodiment of the present invention, a mixing device (L4c, which mixes the boil-off gas supplied from the liquefied
또한, 본 발명의 실시예에서는 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스를 기액분리기(60)에서 분리된 기상과 혼합시키고, 기액분리기(60)에서 분리된 액상 또는 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 액화가스를 추가 혼합시킬 수도 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, the boil-off gas supplied from the liquefied
제1 혼합라인(L4c)과 제2 혼합라인(L7)은 상기 제4c 라인(L4c) 및 제7 라인(L7)에서 설명한 것에 갈음하도록 한다. The first mixing line (L4c) and the second mixing line (L7) are replaced with those described in the 4c line (L4c) and the seventh line (L7).
제2 팽창밸브(51)는, 제2 혼합라인(L7) 상에 구비되며, 기액분리기(60)에서 분리된 액상을 1 내지 1.5bar로 감압시킬 수 있다. The
기액분리기(60)에서는, 제1 팽창밸브(50)에 의해서 200 내지 400bar의 압축된 증발가스가 5bar 내지 10bar로 감압되어 공급되므로, 약 5 내지 10bar 정도의 기상 또는 액상이 머무르게되는데, 이를 혼합기(12)에 그대로 넣을 경우 액화가스 저장탱크(10)로의 역류의 문제점이 존재할 수 있다. In the gas-
이에 본 발명의 실시예에서는, 제2 팽창밸브(51)를 구비하여 혼합기(12)에서의 압력조건을 맞추고 있으며, 더불어 기액분리기(60)에서 분리된 액상이 5 내지 10bar 정도에서 1 내지 1.5bar로 감압되므로 냉각효과 또한 부수적으로 얻을 수 있다. Accordingly, in the embodiment of the present invention, the
제3 팽창밸브는, 제1 혼합라인(L4c) 상에 구비되며, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 1 내지 1.5bar로 감압시킬 수 있다. 제3 팽창밸브는, 제2 팽창밸브(51)와 액상에서 기상으로 변경된 것에 불과하며 동일 또는 유사하므로 이에 갈음하도록 한다. 다만, 본 발명의 실시예에서는, 제3 팽창밸브는 구비되지 않을 수도 있다. The third expansion valve is provided on the first mixing line L4c, and can reduce the gas phase separated by the gas-
여기서 본 발명의 실시예는, 석션드럼(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 석션드럼은 제1 라인(L1) 상의 증발가스 열교환기(40c)와 증발가스 압축기(30) 사이에 구비될 수 있으며, 석션드럼은 혼합기(12)에 기화되지 못한 액상을 재걸러내어 증발가스 압축기(30)로 완전한 기상만 공급되도록 할 수 있다. Here, an embodiment of the present invention may further include a suction drum (not shown). The suction drum may be provided between the boil-off
이와 같이 본 발명의 실시예에서는, 증발가스 열교환기(40c)로 공급되는 증발가스의 온도를 기액분리기(60)에서 분리된 기상과 액상을 통해 낮춰줄 수 있어, 열교환 효율이 극대화되는 효과가 있다. 이 경우, 증발가스 압축기(30)에서 압축된 증발가스가 증발가스 열교환기(40c)에서 열교환되어 재액화되는 재액화 효율이 대략 80%에 육박할 수 있다. As described above, in the embodiment of the present invention, the temperature of the boil-off gas supplied to the boil-off
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다. 5 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a fourth embodiment of the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 혼합기(13), 수요처(20), 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(40d), 팽창밸브(50), 기액분리기(60), 펌프(90) 및 강제기화기(91)를 포함한다. As shown in Fig. 5, the
본 발명의 제4 실시예에서 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 증발가스 압축기(30), 팽창밸브(50), 기액분리기(60) 등은 종래의 가스 처리 시스템(1) 및 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.In the fourth embodiment of the present invention, the liquefied
본 발명의 실시예에서는 제1 라인(L1) 내지 제4d 라인(L4d) 및 제9 라인(L9) 내지 제10 라인(L10)을 더 포함할 수 있다. In the exemplary embodiment of the present invention, the first line L1 to 4d line L4d and the ninth line L9 to tenth line L10 may be further included.
제1 라인(L1)은 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(20)를 연결하며, 제1 라인(L1) 상에는 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(40d), 혼합기(13)가 설치될 수 있다. 제1 라인(L1)은, 증발가스가 수요처(20)로 공급되도록 하고, 제1 라인(L1)에는 증발가스 압축기(30)와 수요처(20)사이에 제2 라인(L2)이 분기될 수 있다. The first line (L1) connects the liquefied gas storage tank (10) and the customer (20), and the boil-off gas compressor (30), the boil-off gas heat exchanger (40d), and the mixer (13) are on the first line (L1). Can be installed. The first line L1 allows the boil-off gas to be supplied to the
제2 라인(L2)은, 제1 라인(L1)상의 증발가스 압축기(30)와 수요처(20)사이에서 분기되어 기액분리기(60)를 연결하며, 제2 라인(L2) 상에는 증발가스 열교환기(40d), 팽창밸브(50) 등이 구비될 수 있다. The second line L2 is branched between the boil-off
제3 라인(L3)은, 기액분리기(60)와 액화가스 저장탱크(10)를 연결하며, 기액분리기(60)에서 분리된 액상을 액화가스 저장탱크(10)로 리턴시킬 수 있다. The third line L3 connects the gas-
제4d 라인(L4d)은, 기액분리기(60)와 혼합기(13)를 연결하며, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 혼합기(13)로 공급할 수 있다. The 4d line L4d connects the gas-
제9 라인(L9)은, 펌프(90)와 혼합기(13)를 연결하며 강제기화기(91)를 구비할 수 있고, 펌프(90)에서 공급되는 액화가스를 강제기화기(91)에서 강제기화하여 혼합기(13)로 공급할 수 있다. The ninth line (L9) connects the
제10 라인(L10)은, 제9 라인(L9)에서 분기되어 제1 라인(L1) 상의 증발가스 열교환기(40d)와 증발가스 압축기(30) 사이에 연결되며, 펌프(90)에서 공급되는 액화가스를 강제기화기(91)에서 강제기화하여 증발가스 압축기(30)로 바로 공급할 수 있다.The tenth line (L10) is branched from the ninth line (L9) and is connected between the boil-off gas heat exchanger (40d) on the first line (L1) and the boil-off gas compressor (30), and is supplied from the pump (90). Liquefied gas may be forcibly vaporized in the forced
이때 1 라인(L1) 내지 제4d 라인(L4d) 및 제9 라인(L9) 내지 제10 라인(L10)에는 조절 밸브(도시하지 않음)가 설치되어, 조절 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스의 공급량이 조절될 수 있다. At this time, a control valve (not shown) is installed in the first line (L1) to the 4d line (L4d) and the ninth line (L9) to the tenth line (L10), and the supply amount of the boil-off gas is adjusted according to the opening degree of the control valve. Can be adjusted.
혼합기(13)는, 제1 라인(L1)상에서 증발가스 열교환기(40d) 상류, 바람직하게는 증발가스 열교환기(40d)와 액화가스 저장탱크(10) 사이에 마련되어, 액화가스 저장탱크(10)로부터 공급되는 증발가스가 유입되고 기액분리기(60)에서 회수되는 기상 및 펌프(90)로부터 공급되는 액화가스 또는 강제기화기(91)로부터 공급되는 강제기화된 액화가스가 유입될 수 있다. The
이러한, 혼합기(13)는 증발가스와 기상 및 액화가스가 저장되도록 공간을 이루는 압력 탱크의 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 혼합기(13)에서 혼합된 증발가스와 기상 및 액화가스는 기체의 성분만 증발가스 압축기(30)로 공급된다. The
증발가스 열교환기(40d)는, 제1 라인(L1) 상에서 혼합기(13)와 증발가스 압축기(30)의 사이에 마련되고, 제2 라인(L2)과 연결되어, 증발가스 압축기(30)에서 압축되는 증발가스와 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스를 열교환시킬 수 있다. The boil-off
기타 사항은 본 발명의 제2 실시예에 기술한 증발가스 열교환기(40c)와 동일 또는 유사하므로 이에 갈음하도록 한다. Other matters are the same as or similar to the boil-off
본 발명의 실시예에서는 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스를 기액분리기(60)에서 분리된 기상과 혼합시키고, 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 액화가스를 추가 혼합시키는 혼합장치(90,91,L4d,L9)를 더 포함할 수 있다. 여기서 혼합장치는 제1 혼합라인(L4d), 제3 혼합라인(L9), 제2 팽창밸브(도시하지 않음), 펌프(90) 및 강제기화기(91)를 포함하며, 제1 혼합라인(L4d)은 제4d 라인(L4d)과 호칭이 병기될 수 있으며, 제3 혼합라인(L9)은 제9 라인(L9)과 그리고 제1 팽창밸브(50)는 팽창밸브(50)와 호칭이 병기될 수 있다. In an embodiment of the present invention, a mixing device for mixing the boil-off gas supplied from the liquefied
제1 혼합라인(L4d)과 제3 혼합라인(L9)은 상기 제4d 라인(L4d) 및 제9 라인(L9)에서 설명한 것에 갈음하도록 한다. The first mixing line (L4d) and the third mixing line (L9) are replaced with those described in the 4d line (L4d) and the ninth line (L9).
펌프(90)는, 제3 혼합라인(L9)상에 액화가스 저장탱크(10) 내부 또는 외부에 구비될 수 있으며, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 제3 혼합라인(L9)을 통해 혼합기(13)로 공급할 수 있다. The
펌프(90)는 액화가스 저장탱크(10) 내부에 구비되는 경우 잠형일 수 있으며, 외부에 구비되는 경우 원심형일 수 있다. When the
펌프(90)는, 혼합기(13)에 공급시 액화가스 저장탱크(10) 또는 기액분리기(60)로의 역류의 문제점을 해결하기 위해 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 1 내지 1.5bar로 가압할 수 있다. When the
제2 팽창밸브는, 제1 혼합라인(L4d) 상에 구비되며, 기액분리기(60)에서 분리된 기상을 1 내지 1.5bar로 감압시킬 수 있다. The second expansion valve is provided on the first mixing line L4d and can reduce the gas phase separated by the gas-
기액분리기(60)에서는, 제1 팽창밸브(50)에 의해서 200 내지 400bar의 압축된 증발가스가 5bar 내지 10bar로 감압되어 공급되므로, 약 5 내지 10bar 정도의 기상 또는 액상이 머무르게되는데, 이를 혼합기(13)에 그대로 넣을 경우 액화가스 저장탱크(10) 또는 펌프(90)로의 역류의 문제점이 존재할 수 있다. In the gas-
이에 본 발명의 실시예에서는, 제2 팽창밸브(51)를 구비하여 혼합기(13)에서의 압력조건을 맞추고 있으며, 더불어 기액분리기(60)에서 분리된 액상이 5 내지 10bar 정도에서 1 내지 1.5bar로 감압되므로 냉각효과 또한 부수적으로 얻을 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예에서는, 제3 팽창밸브는 구비되지 않을 수도 있다. Accordingly, in the embodiment of the present invention, the
강제기화기(91)는 제3 혼합라인(L9)상에 혼합기(13)와 펌프(90) 사이에 구비되며, 펌프(90)로부터 공급되는 액화가스를 강제기화하여 혼합기(13)로 공급할 수 있다. The forced
이때, 강제기화기(91)는, 펌프(90)로부터 공급되는 액화가스를 강제기화한 후, 제10 라인(L10)을 통해 증발가스 열교환기(40d)를 바이패스하여 증발가스 압축기(30)로 바로 공급할 수 있다. At this time, the forced
구체적으로, 강제기화기(91)는, 펌프(90)로부터 공급되는 액화가스를 강제기화한 후, 바이패스하거나 또는 혼합기(13)로 공급함으로써, 혼합기(13)에서 증발가스 열교환기(40d)가 요구하는 온도를 맞춰줄 수 있다. 일례로 증발가스 열교환기(40d)로 충분한 냉열이 공급되거는 경우에는 강제기화기(91)에서 강제기화된 액화가스는 제10 라인(L10)을 통해 증발가스 열교환기(40d)를 바이패스하여 증발가스 압축기(30)로 공급될 수 있다. Specifically, the forced
상기와 같은 구동은, 제9 라인(L9)과 제10 라인(L10)이 연결되는 부분 또는 제10 라인(L1)과 제1 라인(L1)이 연결되는 부분에 삼방밸브(도시하지 않음)가 구비되어 별도의 제어수단에 의해 제어될 수 있다. In the above-described driving, a three-way valve (not shown) is provided at a portion where the ninth line L9 and the tenth line L10 are connected or the portion where the tenth line L1 and the first line L1 are connected. It is provided and can be controlled by a separate control means.
본 발명의 실시예에서는 증발가스 열교환기(40d)로 공급될 증발가스의 온도를 낮추기 위해 강제기화기(90)를 구동하지 않고 극저온의 액화가스를 그대로 혼합기(13)에 공급할 수도 있으며, 다만, 액화가스의 양이 많아 혼합기(13)에서 기화가 일어나지 않는 경우에는 강제기화기(91)를 통해 강제기화하여 공급함으로써 온도를 조절할 수 있다. In an embodiment of the present invention, cryogenic liquefied gas may be supplied to the
이와 같이 본 발명의 실시예에서는, 증발가스 열교환기(40d)로 공급되는 증발가스의 온도를 기액분리기(60)에서 분리된 기상과 펌프(90) 또는 강제기화기(91)를 통해 공급되는 액화가스 또는 강제기화된 액화가스를 통해 낮춰줄 수 있어, 열교환 효율이 극대화되는 효과가 있다. As described above, in the embodiment of the present invention, the temperature of the boil-off gas supplied to the boil-off gas heat exchanger (40d) is separated from the gas-liquid separator (60) and the liquefied gas supplied through the pump (90) or the forced vaporizer (91). Alternatively, it can be lowered through forced vaporized liquefied gas, thereby maximizing heat exchange efficiency.
이 경우, 증발가스 압축기(30)에서 압축된 증발가스가 증발가스 열교환기(40d)에서 열교환되어 재액화되는 재액화 효율이 대략 80%에 육박할 수 있다. In this case, the reliquefaction efficiency in which the boil-off gas compressed by the boil-off
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. 또한, 상기 가스 처리 시스템들은, 선박에 장착가능하며, 이때, 선박은 LNG 운반선, 컨테이너선 등 다양한 선박에 설치될 수 있다. Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and within the technical scope of the present invention, those of ordinary skill in the art It would be clear that the transformation or improvement is possible. In addition, the gas treatment systems may be mounted on a ship, and at this time, the ship may be installed on various ships such as an LNG carrier and a container ship.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다. All simple modifications to changes of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.
1: 종래의 가스 처리 시스템 2: 본 발명의 가스 처리 시스템
10: 액화가스 저장탱크 11a: 제1 혼합기
11b: 제2 혼합기 12: 혼합기
13: 혼합기 20: 수요처
30: 증발가스 압축기 40: 증발가스 열교환기
40a: 증발가스 열교환기 40b: 증발가스 열교환기
40c: 증발가스 열교환기 50: 제1 팽창밸브(또는 팽창밸브)
51: 제2 팽창밸브 60: 기액분리기
70: 증발가스 흡입유닛 81: 제1 제어밸브
82: 제2 제어밸브 83: 제어부
90: 펌프 91: 강제기화기
L1 ~L10 :제1 라인~제10 라인
S: 선박
P: 프로펠러1: Conventional gas treatment system 2: Gas treatment system of the present invention
10: liquefied
11b: second mixer 12: mixer
13: Mixer 20: Demand
30: boil-off gas compressor 40: boil-off gas heat exchanger
40a: boil-off
40c: boil-off gas heat exchanger 50: first expansion valve (or expansion valve)
51: second expansion valve 60: gas-liquid separator
70: boil-off gas suction unit 81: first control valve
82: second control valve 83: control unit
90: pump 91: forced carburetor
L1 ~ L10:
S: Ship
P: propeller
Claims (13)
상기 액화가스 저장탱크와 상기 수요처를 연결하며, 상기 증발가스 압축기를 구비하는 제1 라인;
상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스와 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스를 열교환하는 증발가스 열교환기;
상기 증발가스 열교환기에서 토출되는 증발가스를 기상 또는 액상으로 분리시키는 기액분리기; 및
제어장치를 포함하며,
상기 제어장치는,
상기 기액분리기와 상기 제1 라인 상의 상기 증발가스 압축기 상류를 연결하는 제1 공급라인;
상기 제1 공급라인에서 분기되어 상기 증발가스 열교환기로 연결되는 제2 공급라인;
상기 제1 공급라인 상에 구비되어 상기 제1 공급라인 상에 유동하는 유체의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브;
상기 제2 공급라인 상에 구비되어 상기 제2 공급라인 상에 유동하는 유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브; 및
선박의 속도에 따라 또는 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량에 따라 상기 기액분리기에서 분리되는 기상을 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스에 합류시키거나 또는 상기 증발가스 열교환기로 공급하는 것을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.A boil-off gas compressor that compresses boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank and supplies it to a customer;
A first line connecting the liquefied gas storage tank and the customer, and including the boil-off gas compressor;
A boil-off gas heat exchanger for exchanging the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor and boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank;
A gas-liquid separator for separating the boil-off gas discharged from the boil-off gas heat exchanger into a gas phase or a liquid phase; And
It includes a control device,
The control device,
A first supply line connecting the gas-liquid separator and the upstream of the boil-off gas compressor on the first line;
A second supply line branched from the first supply line and connected to the boil-off gas heat exchanger;
A first control valve provided on the first supply line and controlling a flow of a fluid flowing on the first supply line;
A second control valve provided on the second supply line and controlling a flow of the fluid flowing on the second supply line; And
According to the speed of the vessel or the flow rate of the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor, the gas phase separated by the gas-liquid separator is combined with the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank or supplied to the boil-off gas heat exchanger. Gas processing system comprising a control unit to control.
상기 선박의 속도가 기설정속도 범위 이하인 경우, 상기 기액분리기에서 공급되는 기상을 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스로 공급하도록 제어하고,
상기 선박의 속도가 상기 기설정속도 범위 이상인 경우, 상기 기액분리기에서 공급되는 기상을 상기 증발가스 열교환기로 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.The method of claim 1, wherein the control device,
When the speed of the vessel is less than a preset speed range, controlling to supply the gaseous gas supplied from the gas-liquid separator to the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank,
When the speed of the vessel is greater than or equal to the preset speed range, the gas processing system is controlled to supply the gaseous phase supplied from the gas-liquid separator to the boil-off gas heat exchanger.
상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이상인 경우, 상기 기액분리기에서 공급되는 기상을 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스로 공급하도록 제어하고,
상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이하인 경우, 상기 기액분리기에서 공급되는 기상을 상기 증발가스 열교환기로 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.The method of claim 1, wherein the control device,
When the flow rate of the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor is greater than or equal to a preset flow rate, control to supply the gaseous gas supplied from the gas-liquid separator to the boil-off gas supplied from the liquefied gas storage tank,
When the flow rate of the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor is less than or equal to a preset flow rate, the gas processing system is controlled to supply the gas phase supplied from the gas-liquid separator to the boil-off gas heat exchanger.
상기 선박의 속도가 기설정속도 범위 이하인 경우, 상기 제1 제어밸브를 개방하고 상기 제2 제어밸브를 폐쇄하여, 상기 제1 공급라인을 통해 상기 기액분리기에서 공급되는 기상이 상기 제1 라인으로 합류되도록 제어하고,
상기 선박의 속도가 상기 기설정속도 범위 이상인 경우, 상기 제1 제어밸브를 폐쇄하고 상기 제2 제어밸브를 개방하여, 상기 제2 공급라인을 통해 상기 기액분리기에서 공급되는 기상이 상기 증발가스 열교환기로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.The method of claim 1, wherein the control unit,
When the speed of the vessel is less than the preset speed range, the first control valve is opened and the second control valve is closed, so that the gaseous phase supplied from the gas-liquid separator through the first supply line merges into the first line. Control as much as possible,
When the speed of the ship is greater than the preset speed range, the first control valve is closed and the second control valve is opened, so that the gaseous phase supplied from the gas-liquid separator through the second supply line is transferred to the boil-off gas heat exchanger. Gas treatment system, characterized in that the control to be supplied.
상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이상인 경우, 상기 제1 제어밸브를 개방하고 상기 제2 제어밸브를 폐쇄하여, 상기 제1 공급라인을 통해 상기 기액분리기에서 분리되는 기상이 상기 제1 라인으로 합류되도록 제어하고,
상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 유량이 기설정유량 이하인 경우, 상기 제1 제어밸브를 폐쇄하고 상기 제2 제어밸브를 개방하여, 상기 제2 공급라인을 통해 상기 기액분리기에서 분리되는 기상이 상기 증발가스 열교환기로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.The method of claim 1, wherein the control unit,
When the flow rate of the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor is more than a preset flow rate, the first control valve is opened and the second control valve is closed, so that the gas phase separated from the gas-liquid separator through the first supply line is Control to be joined to the first line,
When the flow rate of the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor is less than or equal to a preset flow rate, the first control valve is closed and the second control valve is opened, so that the gas phase separated from the gas-liquid separator through the second supply line is Gas processing system, characterized in that for controlling to be supplied to the boil-off gas heat exchanger.
상기 제1 공급라인을 통해 공급되는 상기 기상을 상기 제1 라인에 합류시키는 제1 혼합기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.The method of claim 1,
And a first mixer for joining the gas phase supplied through the first supply line to the first line.
상기 제1 라인에서 분기되어 상기 기액분리기를 연결하며, 상기 증발가스 열교환기를 구비하는 제2 라인; 및
상기 기액분리기와 상기 액화가스 저장탱크를 연결하는 제3 라인을 포함하고,
상기 제1 공급라인은, 상기 기액분리기와 상기 제1 라인 상의 상기 증발가스 열교환기 상류를 연결하고,
상기 제2 공급라인은, 상기 증발가스 열교환기를 경유하여 상기 제1 라인 상의 증발가스 압축기와 상기 증발가스 열교환기 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.The method of claim 1,
A second line branched from the first line to connect the gas-liquid separator, and having the boil-off gas heat exchanger; And
And a third line connecting the gas-liquid separator and the liquefied gas storage tank,
The first supply line connects the gas-liquid separator and an upstream of the boil-off gas heat exchanger on the first line,
The second supply line is a gas treatment system, characterized in that connecting between the boil-off gas compressor and the boil-off gas heat exchanger on the first line via the boil-off gas heat exchanger.
상기 제2 공급라인을 통해 공급되는 상기 기상을 상기 제1 라인에 합류시키는 제2 혼합기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.The method of claim 8,
And a second mixer for joining the gaseous phase supplied through the second supply line to the first line.
상기 증발가스 열교환기에서 토출되는 증발가스를 감압 또는 팽창시켜 상기 기액분리기로 공급하는 팽창밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.The method of claim 1,
And an expansion valve for reducing or expanding the boil-off gas discharged from the boil-off gas heat exchanger and supplying the boil-off gas to the gas-liquid separator.
상기 액상을 상기 액화가스 저장탱크로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.The method of claim 1, wherein the gas-liquid separator,
Gas processing system, characterized in that supplying the liquid phase to the liquefied gas storage tank.
고압가스 분사엔진인 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.The method of claim 1, wherein the customer is
Gas treatment system, characterized in that the high-pressure gas injection engine.
상기 가스 처리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
The method according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 12,
A vessel comprising the gas treatment system.
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