KR102183944B1 - System And Method For Treatment Of Boil Off Gas - Google Patents

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Abstract

증발가스 처리 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 증발가스 처리 시스템은, 선박 또는 해상 구조물에 마련되며 저온 액체화물을 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크에 저장된 상기 저온 액체화물로부터 발생하는 증발가스(Boil Off Gas)를 공급받아 상기 증발가스를 냉매로 순환시키는 냉매순환부; 상기 저장탱크로부터 상기 냉매순환부로 상기 증발가스를 공급하는 냉매공급라인; 및 상기 냉매공급라인에 마련되는 차단밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.A system and method for treating boil-off gas are disclosed. The boil-off gas treatment system of the present invention is provided in a ship or offshore structure and includes a storage tank for storing low-temperature liquid cargo; A refrigerant circulation unit receiving boil off gas generated from the low-temperature liquid cargo stored in the storage tank and circulating the boil off gas as a refrigerant; A refrigerant supply line for supplying the boil-off gas from the storage tank to the refrigerant circulation unit; And it characterized in that it comprises a shut-off valve provided in the refrigerant supply line.

Description

증발가스 처리 시스템 및 방법{System And Method For Treatment Of Boil Off Gas}Boil off gas treatment system and method {System And Method For Treatment Of Boil Off Gas}

본 발명은 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매순환부를 구성하여 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 냉매로 순환시키도록 하는 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a boil-off gas treatment system and method, and more particularly, to a boil-off gas treatment system and method for circulating boil-off gas generated in a storage tank as a refrigerant by configuring a refrigerant circulation unit.

근래, LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다. Recently, the consumption of liquefied gas such as LNG (Liquefied Natural Gas) and LPG (Liquefied Petroleum Gas) is increasing rapidly around the world. The liquefied gas obtained by liquefying the gas at a low temperature has an advantage of increasing storage and transfer efficiency because the volume is very small compared to the gas. In addition, liquefied gas, including liquefied natural gas (hereinafter referred to as "LNG"), can remove or reduce air pollutants during the liquefaction process, so it can be seen as an eco-friendly fuel with little emission of air pollutants during combustion.

예를 들어 액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, 천연가스 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.For example, liquefied natural gas is a colorless and transparent liquid obtained by liquefying natural gas containing methane as a main component by cooling it to about -162°C, and has a volume of about 1/600 compared to natural gas. Therefore, when transporting natural gas by liquefying it into LNG, it can be transported very efficiently.

그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -162 ℃의 극저온이므로, LNG는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 LNG 운반선의 LNG 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 LNG 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 LNG 수송과정에서 LNG 저장탱크 내에서는 지속적으로 LNG가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다. 이는 에탄 등 다른 저온 액화가스의 경우에도 마찬가지이다.However, since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -162 °C, LNG is sensitive to temperature changes and is easily evaporated. For this reason, the LNG storage tank of the LNG carrier is insulated, but since external heat is continuously transferred to the LNG storage tank, the LNG is continuously evaporated naturally in the LNG storage tank during the LNG transportation process and boil-off gas. BOG) occurs. This is the same for other low-temperature liquefied gases such as ethane.

BOG는 일종의 손실로서 수송효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 BOG를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 BOG의 처리를 위해, BOG를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, BOG를 선박의 엔진 등 연료소비처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.BOG is a kind of loss and is an important problem in transport efficiency. In addition, if the boil-off gas accumulates in the storage tank, the internal pressure of the tank may increase excessively, and in severe cases, there is a risk of damage to the tank. Therefore, various methods for treating BOG generated in storage tanks are studied. Recently, for the treatment of BOG, a method of re-liquefying BOG and returning it to a storage tank, and an energy source of fuel consumers such as ship engines. The method to be used is used.

본 발명은 구성이 복잡하지 않아 선박이나 해상 구조물 등의 한정된 선내 공간에 적용하기 용이하면서, 액체화물이 저장된 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 효과적으로 처리하여 수송효율을 높이고, 안전성을 확보할 수 있는 증발가스 처리 시스템을 제안하고자 한다. The present invention is easy to apply to limited in-ship spaces such as ships or offshore structures due to its uncomplicated configuration, and evaporation that can improve transport efficiency and ensure safety by effectively treating evaporated gas generated from a storage tank in which liquid cargo is stored I would like to propose a gas treatment system.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박 또는 해상 구조물에 마련되며 저온 액체화물을 저장하는 저장탱크;According to an aspect of the present invention, a storage tank provided on a ship or offshore structure to store low temperature liquid cargo;

상기 저장탱크에 저장된 상기 저온 액체화물로부터 발생하는 증발가스(Boil Off Gas)를 공급받아 상기 증발가스를 냉매로 순환시키는 냉매순환부;A refrigerant circulation unit receiving boil off gas generated from the low-temperature liquid cargo stored in the storage tank and circulating the boil off gas as a refrigerant;

상기 저장탱크로부터 상기 냉매순환부로 상기 증발가스를 공급하는 냉매공급라인; 및A refrigerant supply line for supplying the boil-off gas from the storage tank to the refrigerant circulation unit; And

상기 냉매공급라인에 마련되는 차단밸브를 포함하는 증발가스 처리 시스템이 제공된다. There is provided a boil-off gas treatment system including a shut-off valve provided in the refrigerant supply line.

상기 저온 액체화물로부터 발생하는 상기 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기와, 상기 증발가스 압축기의 상류에 마련되며 상기 압축기로 도입될 상기 증발가스와 상기 증발가스 압축기의 적어도 일부를 거쳐 압축된 상기 증발가스를 열교환시키는 제1 열교환기와, 압축 후 상기 제1 열교환기에서 열교환된 상기 증발가스를 상기 냉매순환부를 순환하는 상기 증발가스와 열교환시켜 냉각하는 제2 열교환기와, 상기 제2 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압시키는 제1 감압장치를 더 포함할 수 있다. A boil-off gas compressor for compressing the boil-off gas generated from the low-temperature liquid cargo, and the boil-off gas provided upstream of the boil-off gas compressor and compressed through at least a portion of the boil-off gas to be introduced into the compressor and the boil-off gas compressor A first heat exchanger for exchanging heat; a second heat exchanger configured to heat-exchange and cool the boiled gas heat-exchanged in the first heat exchanger after compression with the boiled gas circulating in the refrigerant circulation unit; It may further include a first pressure reducing device for reducing the boil-off gas.

바람직하게는 상기 냉매순환부는, 상기 증발가스를 압축하는 냉매 압축기와, 상기 냉매 압축기에서 압축된 상기 증발가스를 냉각하는 전냉각기; 및 상기 전냉각기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압시켜 추가냉각하는 냉매 감압장치를 포함하며, Preferably, the refrigerant circulation unit comprises: a refrigerant compressor for compressing the boil-off gas, and a pre-cooler for cooling the boil-off gas compressed by the refrigerant compressor; And a refrigerant pressure reducing device for additional cooling by decompressing the boil-off gas cooled in the pre-cooler,

상기 냉매 감압장치를 거쳐 냉각된 상기 증발가스는 상기 제2 열교환기에서 열교환되고 상기 냉매 압축기로 순환될 수 있다. The boil-off gas cooled through the refrigerant pressure reducing device may be heat-exchanged in the second heat exchanger and circulated to the refrigerant compressor.

바람직하게는, 상기 제1 감압장치의 하류에 마련되어 감압된 상기 증발가스를 공급받아 기액분리하는 세퍼레이터와, 상기 세퍼레이터에서 분리된 기체를 공급받아 감압시키는 제2 감압장치를 더 포함하고, 상기 세퍼레이터에서 분리된 액체는 상기 저장탱크에 공급될 수 있다. Preferably, the separator further comprises a separator provided downstream of the first decompression device to receive the decompressed boil-off gas to separate gas-liquid, and a second decompression device for receiving and decompressing the gas separated from the separator, wherein the separator The separated liquid may be supplied to the storage tank.

상기 제2 감압장치에서 감압된 상기 기체는 상기 저장탱크로부터 상기 제1 열교환기로 도입될 상기 증발가스의 흐름으로 공급되거나, 상기 제1 열교환기로 공급되는 라인을 통해 냉열 공급원으로 공급될 수 있다.The gas reduced by the second decompression device may be supplied from the storage tank to the flow of the boil-off gas to be introduced into the first heat exchanger, or may be supplied to a cold heat supply source through a line supplied to the first heat exchanger.

바람직하게는, 상기 전냉각기로부터 상기 냉매 감압장치로 도입될 상기 증발가스는 상기 냉매 감압장치에서 감압된 상기 증발가스와 열교환으로 냉각된 후 상기 냉매 감압장치로 공급될 수 있다. Preferably, the boil-off gas to be introduced from the pre-cooler to the refrigerant decompression device may be cooled by heat exchange with the boil-off gas depressurized by the refrigerant decompression device and then supplied to the refrigerant decompression device.

바람직하게는, 상기 증발가스 압축기에서 압축된 상기 증발가스는 상기 선박 또는 해상 구조물의 추진용 엔진 및 발전용 엔진을 포함하는 가스연료 소비처에 연료로 공급될 수 있다. Preferably, the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor may be supplied as fuel to gas fuel consumers including a propulsion engine and a power generation engine of the ship or offshore structure.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박 또는 해상 구조물에 마련된 저장탱크의 저온 액체화물로부터 발생하는 증발가스(Boil Off Gas)를 냉매순환부로 공급하여, 상기 증발가스를 냉매로 순환시키는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, evaporation characterized in that boil off gas generated from a low-temperature liquid cargo of a storage tank provided in a ship or offshore structure is supplied to a refrigerant circulation unit, and the boil off gas is circulated as a refrigerant. A gas treatment method is provided.

바람직하게는 증발가스 처리 방법은, 1) 상기 저장탱크에서 발생하는 상기 증발가스를 압축기로 압축하는 단계; Preferably, the boil-off gas treatment method comprises: 1) compressing the boil-off gas generated in the storage tank with a compressor;

2) 압축된 상기 증발가스를, 상기 압축기로 공급될 상기 증발가스와 열교환으로 냉각하는 단계; 2) cooling the compressed boil-off gas by heat exchange with the boil-off gas to be supplied to the compressor;

3) 압축 및 냉각된 상기 증발가스를 상기 냉매순환부를 순환하는 상기 증발가스와 열교환시켜 추가냉각하는 단계; 및3) further cooling the compressed and cooled boil-off gas by exchanging heat with the boil-off gas circulating the refrigerant circulation unit; And

4) 추가냉각된 상기 증발가스를 감압하여 액화하는 단계를 포함할 수 있다. 4) It may include the step of decompressing the further cooled boil-off gas to liquefy.

바람직하게는 상기 냉매순환부는, 상기 증발가스를 압축하는 냉매 압축기와, 상기 냉매 압축기에서 압축된 상기 증발가스를 냉각하는 전냉각기와, 상기 전냉각기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압시켜 추가냉각하는 냉매 감압장치를 포함하며, 상기 냉매 감압장치를 거쳐 냉각된 상기 증발가스는 상기 단계 3)에서 압축 및 냉각된 상기 증발가스와 열교환되고 상기 냉매 압축기로 순환될 수 있다.Preferably, the refrigerant circulation unit includes a refrigerant compressor for compressing the boil-off gas, a pre-cooler for cooling the boil-off gas compressed by the refrigerant compressor, and a refrigerant for additional cooling by decompressing the boil-off gas cooled in the pre-cooler. It includes a decompression device, wherein the boil-off gas cooled through the refrigerant decompression device may be heat-exchanged with the boil-off gas compressed and cooled in step 3) and circulated to the refrigerant compressor.

본 발명의 증발가스 처리 시스템은 증발가스를 재액화하여 저장할 수 있어, 액체화물의 수송률을 높일 수 있고, 에너지 낭비를 막을 수 있다. 또한 증발가스를 냉매로 순환시키고, 특히 증발가스의 재액화를 위한 냉열원으로 활용함으로써 별도의 냉매 사이클을 구성하지 않고도 증발가스를 효과적으로 재액화시킬 수 있고, 경제성이 높다. The boil-off gas treatment system of the present invention can re-liquefy the boil-off gas and store it, thereby increasing the transport rate of the liquid cargo and preventing energy waste. In addition, by circulating the boil-off gas as a refrigerant, in particular, by using it as a cold heat source for re-liquefaction of the boil-off gas, it is possible to effectively re-liquefy the boil-off gas without configuring a separate refrigerant cycle, and the economy is high.

또한 별도의 냉매를 공급할 필요가 없으므로, 선내 공간 확보에 기여하고, 냉매가 부족하면 저장탱크로부터 보충할 수 있으므로 냉매를 원활하게 공급할 수 있어, 냉매 사이클의 운용도 효과적으로 이루어질 수 있게 된다. In addition, since there is no need to supply a separate refrigerant, it contributes to securing space in the ship. If the refrigerant is insufficient, it can be replenished from the storage tank, so that the refrigerant can be supplied smoothly, and the refrigerant cycle can be effectively operated.

이와 같이 본 발명은 선내 증발가스 처리를 위한 시스템 구성을 간소화할 수 있고, 설치 및 운용 비용을 절감할 수 있도록 한다. As described above, the present invention simplifies a system configuration for processing boil-off gas on board, and reduces installation and operation costs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 제1 확장 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2 확장 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.
1 schematically shows a boil-off gas treatment system according to an embodiment of the present invention.
2 schematically shows a boil-off gas treatment system according to a first extended embodiment of the present invention.
3 schematically shows a boil-off gas treatment system according to a second extended embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the implementation of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals in each drawing indicate the same member.

본 발명의 후술할 증발가스 처리를 위한 시스템들은 저온 액체화물 또는 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박과 해상 구조물, 즉 LNG 운반선, LEG(Liquefied Ethane Gas) 운반선, LNG RV와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 구조물에 적용될 수 있다. 다만 후술하는 실시예들에서는 설명의 편의상 대표적인 저온 액체화물인 LNG를 예로 들어 설명한다. Systems for the treatment of boil-off gas to be described later of the present invention include all types of ships and offshore structures equipped with storage tanks capable of storing low-temperature liquid cargo or liquefied gas, that is, LNG carriers, LEG (Liquefied Ethane Gas) carriers, and LNG RVs. It can be applied to marine structures such as ships, LNG FPSO, and LNG FSRU. However, in the embodiments to be described later, for convenience of explanation, LNG, which is a representative low-temperature liquid cargo, will be described as an example.

도 1에는 본 발명의 기본 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다. 1 schematically shows a boil-off gas treatment system according to a basic embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템에서, 액체화물을 저장하는 저장탱크에서 발생하여 배출되는 증발가스(NBOG)는, 배관을 따라 이송되어 증발가스 압축부(10)에서 압축된다. As shown in FIG. 1, in the boil-off gas treatment system according to the present embodiment, the boil-off gas NBOG generated and discharged from the storage tank for storing the liquid cargo is transported along the pipe to the boil-off gas compression unit 10. Is compressed.

저장탱크(T)는 LNG 등의 액화가스를 극저온 상태로 저장할 수 있도록 밀봉 및 단열 방벽을 갖추고 있지만, 외부로부터 전달되는 열을 완벽하게 차단할 수는 없고, 탱크 내에서는 액화가스의 증발이 지속적으로 이루어지며 탱크 내압이 상승할 수 있는데, 이러한 증발가스에 의한 탱크 압력의 과도한 상승을 막고, 적정한 수준의 내압을 유지하기 위해 저장탱크 내부의 증발가스를 배출시켜, 증발가스 압축부(10)로 공급한다.The storage tank (T) is equipped with sealing and insulating barriers to store liquefied gases such as LNG in a cryogenic state, but it cannot completely block the heat transmitted from the outside, and the evaporation of liquefied gas is continuously performed within the tank. In order to prevent excessive increase in tank pressure due to such boil-off gas, and to maintain an appropriate level of internal pressure, the boil-off gas inside the storage tank is discharged and supplied to the boil-off gas compression unit 10. .

본 실시예에서 저장탱크로부터 배출되어 증발가스 압축부(10)에서 압축된 증발가스를 제1 스트림이라 할 때, 압축된 증발가스의 제1 스트림을 제2 스트림과 제3 스트림으로 나누어, 제2 스트림은 액화시켜 저장탱크(T)로 복귀시키도록 구성하고, 제3 스트림은 선내의 추진용 엔진이나 발전용 엔진과 같은 가스 연료 소비처(미도시)로 공급하도록 구성할 수 있다. 이 경우 증발가스 압축부(10)에서는 연료 소비처의 공급 압력까지 증발가스를 압축할 수 있고, 제2 스트림은 필요에 따라 증발가스 압축부의 전부 또는 일부를 거쳐 분기시킬 수 있다. 연료 소비처의 연료 필요량에 따라 제3 스트림으로 압축된 증발가스 전부를 공급할 수도 있고, 제2 스트림으로 전량을 공급하여 압축된 증발가스 전부를 저장탱크로 복귀시킬 수도 있다. 가스 연료 소비처로는 고압가스분사엔진(예를 들어, MDT사가 개발한 ME-GI 엔진 등) 및 저압가스분사엔진(예를 들어, Wartsila社의 X-DF 엔진(Generation X-Dual Fuel engine) 등)을 비롯하여, DF Generator, 가스 터빈, DFDE 등을 예로 들 수 있다. In this embodiment, when the boil-off gas discharged from the storage tank and compressed by the boil-off gas compression unit 10 is referred to as the first stream, the first stream of the compressed boil-off gas is divided into a second stream and a third stream, The stream may be configured to be liquefied and returned to the storage tank T, and the third stream may be configured to be supplied to a gas fuel consumer (not shown) such as a propulsion engine or a power generation engine in the ship. In this case, the boil-off gas compression unit 10 can compress the boil-off gas up to the supply pressure of the fuel consumer, and the second stream can be branched through all or part of the boil-off gas compression unit as necessary. Depending on the fuel requirement of the fuel consumer, all of the compressed boil-off gas may be supplied to the third stream, or the entire amount of the compressed boil-off gas may be returned to the storage tank by supplying the entire amount to the second stream. Gas fuel consumers include high-pressure gas injection engines (for example, ME-GI engines developed by MDT) and low-pressure gas injection engines (for example, Wartsila’s X-DF engine (Generation X-Dual Fuel engine)). ), DF Generator, gas turbine, DFDE, etc.

이때, 압축된 증발가스의 제2 스트림을 액화시킬 수 있도록 열교환기(20)를 설치하는데, 본 실시예에서는 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축된 증발가스의 냉열 공급원으로 이용한다. 열교환기(20)를 거치면서 증발가스 압축부에서의 압축과정에서 온도가 상승한 압축된 증발가스, 즉 제2 스트림은 냉각되고, 저장탱크에서 발생하여 열교환기(20)로 도입된 증발가스는 가열되어 증발가스 압축부(10)로 공급된다. At this time, a heat exchanger 20 is installed to liquefy the second stream of compressed boil-off gas. In this embodiment, the boil-off gas generated in the storage tank is used as a cold heat supply source for the compressed boil-off gas. While passing through the heat exchanger 20, the compressed boil-off gas whose temperature has risen during the compression process in the boil-off gas compression unit, that is, the second stream, is cooled, and the boil-off gas generated in the storage tank and introduced into the heat exchanger 20 is heated. It is supplied to the boil-off gas compression unit 10.

압축되기 전 증발가스의 유량이 제2 스트림의 유량보다 많기 때문에, 압축된 증발가스의 제2 스트림은 압축되기 전의 증발가스로부터 냉열을 공급받아 적어도 일부가 액화될 수 있다. 이와 같이 열교환기에서는 저장탱크로부터 배출된 직후의 저온 증발가스와 증발가스 압축부에서 압축된 고압 상태의 증발가스를 열교환시켜 고압 증발가스를 액화시킨다.Since the flow rate of the boil-off gas before being compressed is greater than the flow rate of the second stream, the second stream of the compressed boil-off gas may be supplied with cold heat from the boil-off gas before being compressed to liquefy at least a part. In this way, in the heat exchanger, the low-temperature boil-off gas immediately after discharged from the storage tank and the high-pressure boil-off gas compressed in the boil-off gas compression unit are heat-exchanged to liquefy the high-pressure boil-off gas.

열교환기(20)를 거친 제2 스트림의 증발가스는 팽창밸브 또는 팽창기와 같은 팽창수단(30)을 통과하면서 감압되면서 추가로 냉각되어, 세퍼레이터(40)에 공급된다. 액화된 증발가스는 세퍼레이터에서 기체와 액체 성분이 분리되어, 액체성분, 즉 LNG는 저장탱크로 복귀되고, 기체성분, 즉 증발가스는 저장탱크로부터 배출되어 열교환기(20) 및 증발가스 압축부(10)로 공급되는 증발가스 흐름에 증발가스 흐름에 합류되거나, 다시 열교환기(20)로 공급되어 증발가스 압축부(10)에서 압축된 고압 상태의 증발가스를 열교환시키는 냉열 공급원으로 활용될 수도 있다. 물론, GCU 등으로 보내 연소시키거나, 가스 소모처(가스엔진 포함)에 보내 소모시킬 수도 있다.The boil-off gas of the second stream passing through the heat exchanger 20 is further cooled while being depressurized while passing through the expansion means 30 such as an expansion valve or an expander, and is supplied to the separator 40. The liquefied boil-off gas is separated from the gas and liquid components in the separator, and the liquid component, that is, LNG, is returned to the storage tank, and the gas component, that is, the boil-off gas, is discharged from the storage tank, and the heat exchanger 20 and the boil-off gas compression unit ( 10) It may be used as a cold heat supply source for heat exchange of the high-pressure boil-off gas compressed in the boil-off gas compression unit 10 by joining the boil-off gas flow to the boil-off gas flow supplied to the boil-off gas flow, or being supplied to the heat exchanger 20 again. . Of course, it can be sent to a GCU for combustion or sent to a gas consumer (including a gas engine) for consumption.

증발가스 흐름에 합류되기 전 세퍼레이터에서 분리된 기체를 추가로 감압시키기 위한 또 다른 팽창수단(50)이 더 설치될 수 있다. Another expansion means 50 for further decompressing the gas separated from the separator before joining the boil-off gas flow may be further installed.

한편, 도 2에는 전술한 기본 실시예를 확장한 제1 확장 실시예의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다. Meanwhile, FIG. 2 schematically shows the boil-off gas treatment system of the first extended embodiment in which the above-described basic embodiment is extended.

도 2에 도시된 바와 같이 본 제1 확장 실시예의 시스템은, 저장탱크에 저장된 저온 액체화물로부터 발생하는 증발가스(Boil Off Gas)를 공급받아 증발가스를 냉매로 순환시키는 냉매순환부(300a)를 구성한 것이 특징이다. As shown in FIG. 2, the system of the first extended embodiment includes a refrigerant circulation unit 300a that receives boil off gas generated from a low-temperature liquid cargo stored in a storage tank and circulates the boil-off gas as a refrigerant. It is characterized by the composition.

이를 위해 저장탱크로부터 냉매순환부(300a)로 증발가스를 공급하는 냉매공급라인(CSLa)을 포함하며, 냉매공급라인에는 차단밸브(400a)가 마련되어, 냉매순환부를 순환할 수 있는 충분한 양의 증발가스가 공급되면 냉매공급라인(CSLa)을 차단하여, 냉매순환부(300a)는 폐루프(closed loop)로 운용된다. To this end, it includes a refrigerant supply line (CSLa) that supplies boil-off gas from the storage tank to the refrigerant circulation unit (300a), and a shutoff valve (400a) is provided in the refrigerant supply line to evaporate a sufficient amount to circulate the refrigerant circulation unit. When gas is supplied, the refrigerant supply line CSLa is blocked, so that the refrigerant circulation unit 300a is operated in a closed loop.

전술한 기본 실시예에서와 마찬가지로 본 제1 확장 실시예에서도 저장탱크(T)의 저온 액체화물로부터 발생하는 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기(100a)가 마련된다. 저장탱크에서 발생한 증발가스는 증발가스공급라인(BLa)을 통해 증발가스 압축기(100a)로 도입된다. As in the above-described basic embodiment, the boil-off gas compressor 100a for compressing boil-off gas generated from the low-temperature liquid cargo in the storage tank T is provided in the first extended embodiment. The boil-off gas generated in the storage tank is introduced into the boil-off gas compressor 100a through the boil-off gas supply line BLa.

본 실시예들의 저장탱크(T)는 액체화물의 하중이 단열층에 직접 가해지지 않는 독립탱크형(Independent Type) 탱크, 또는 화물의 하중이 단열층에 직접 가해지는 멤브레인형(Membrane Type) 탱크로 만들어질 수 있다. 독립탱크형 탱크인 경우에는, 2 barg 이상의 압력에 견디도록 설계된 압력용기로 사용하는 것도 가능하다.The storage tank T of the present embodiments is made of an independent tank type tank in which the load of liquid cargo is not directly applied to the insulation layer, or a membrane type tank in which the load of cargo is directly applied to the insulation layer. I can. In the case of an independent tank type tank, it is also possible to use it as a pressure vessel designed to withstand a pressure of 2 barg or more.

한편 본 실시예들에서는 증발가스의 재액화를 위한 라인만을 도시하였으나, 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스는 선박 또는 해상 구조물의 추진용 엔진 및 발전용 엔진을 포함하는 가스연료 소비처(미도시)에 연료로 공급될 수 있고, 연료 소모량이 증발가스 전량을 소비할 수 있을 때에는 재액화되는 증발가스가 없을 수도 있다. 선박이 정박하고 있는 때와 같이 가스 연료의 소모량이 적거나 없는 경우에는, 증발가스의 전량을 재액화라인(RLa)으로 공급할 수도 있다. Meanwhile, in the present embodiments, only the line for reliquefaction of the boil-off gas is shown, but the boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor is applied to a gas fuel consumer (not shown) including a propulsion engine and a power generation engine of a ship or offshore structure. When the fuel can be supplied and the fuel consumption can consume the entire amount of the boil-off gas, there may be no boil-off gas to be reliquefied. When the consumption of gaseous fuel is small or absent, such as when the ship is at anchor, the entire amount of boil-off gas may be supplied to the reliquefaction line RLA.

압축된 증발가스는 증발가스 재액화라인(RLa)을 통해 제1 열교환기(200a)로 공급되는데, 제1 열교환기(200a)는 증발가스 재액화라인(RLa)과 증발가스공급라인(BLa)에 걸쳐 마련되어, 증발가스 압축기(100a)로 도입될 증발가스와 증발가스 압축기의 적어도 일부를 거쳐 압축된 증발가스를 열교환시킨다. 압축과정에서 온도가 높아진 증발가스는, 저장탱크에서 발생하여 증발가스 압축기(100a)로 도입될 저온 증발가스와 열교환을 통해 냉각된다. The compressed boil-off gas is supplied to the first heat exchanger 200a through the boil-off gas re-liquefaction line RLA, and the first heat exchanger 200a includes the boil-off gas re-liquefaction line Rla and the boil-off gas supply line Bla. Provided throughout, the boil-off gas to be introduced into the boil-off gas compressor (100a) and the boil-off gas compressed through at least a portion of the boil-off gas compressor are heat-exchanged. The boil-off gas whose temperature is increased during the compression process is cooled through heat exchange with the low-temperature boil-off gas that is generated in the storage tank and introduced into the boil-off gas compressor 100a.

제1 열교환기(200a)의 하류에는 제2 열교환기(500a)가 마련되어, 압축 후 제1 열교환기에서 열교환된 증발가스는 냉매순환부(300a)를 순환하는 증발가스와 열교환을 통해 추가로 냉각된다. A second heat exchanger 500a is provided downstream of the first heat exchanger 200a, and the boil-off gas heat-exchanged in the first heat exchanger after compression is further cooled through heat exchange with the boil-off gas circulating through the refrigerant circulation unit 300a. do.

냉매순환부(300a)는, 저장탱크로부터 공급되는 증발가스를 압축하는 냉매 압축기(310a)와, 냉매 압축기에서 압축된 증발가스를 냉각하는 전냉각기(320a)와, 전냉각기에서 냉각된 증발가스를 감압시켜 추가냉각하는 냉매 감압장치(330a)를 포함한다. 냉매 감압장치는 증발가스를 단열팽창시켜 냉각하는 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다. The refrigerant circulation unit 300a includes a refrigerant compressor 310a for compressing the boil-off gas supplied from the storage tank, a pre-cooler 320a for cooling the boil-off gas compressed by the refrigerant compressor, and the boil-off gas cooled by the pre-cooler. It includes a refrigerant pressure reducing device (330a) for further cooling by reducing the pressure. The refrigerant pressure reducing device may be an expansion valve or expander for cooling by adiabatic expansion of the boil-off gas.

냉매 감압장치(330a)를 거쳐 냉각된 증발가스는 냉매순환라인(CCLa)을 따라 냉매로서 제2 열교환기(500a)로 공급되어 제2 열교환기(500a)에서, 제1 열교환기(200a)를 거쳐 공급된 증발가스와 열교환을 통해 증발가스를 냉각시키게 된다. 제2 열교환기(500a)를 거친 냉매순환라인(CCLa)의 증발가스는 냉매 압축기(310a)로 순환되어, 전술한 압축 및 냉각과정을 거치면서 냉매순환라인을 순환하게 된다. The boil-off gas cooled through the refrigerant decompression device 330a is supplied to the second heat exchanger 500a as a refrigerant along the refrigerant circulation line CCLa, and in the second heat exchanger 500a, the first heat exchanger 200a is The boil-off gas is cooled through heat exchange with the supplied boil-off gas. The boil-off gas of the refrigerant circulation line CCLa that has passed through the second heat exchanger 500a is circulated to the refrigerant compressor 310a, and circulates through the refrigerant circulation line through the above-described compression and cooling process.

한편, 제2 열교환기(500a)에서 냉각된 증발가스 재액화라인(RLa)의 증발가스는 제1 감압장치(600a)를 거쳐 감압된다. 제1 감압장치는 예를 들어 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다. Meanwhile, the boil-off gas of the boil-off gas re-liquefaction line Rla cooled in the second heat exchanger 500a is depressurized through the first decompression device 600a. The first pressure reducing device may be, for example, an expansion valve or an expander.

갑압된 증발가스는 제1 감압장치(600a)의 하류의 세퍼레이터(700a)로 공급되어 기액분리되고, 세퍼레이터(700a)에서 분리된 액체, 즉 LNG는 저장탱크(T)로 공급되어 재저장된다. The depressurized boil-off gas is supplied to the separator 700a downstream of the first decompression device 600a to be gas-liquid separated, and the liquid separated by the separator 700a, that is, LNG, is supplied to the storage tank T and stored again.

세퍼레이터(700a)에서 분리된 기체, 즉 증발가스는 제2 감압장치(800a)를 거쳐 추가로 감압되고, 저장탱크(T)로부터 제1 열교환기(200a)로 도입될 증발가스의 흐름에 증발가스 흐름에 합류되거나, 다시 제1 열교환기(200a)로 공급되어 증발가스 압축기(100a)에서 압축된 고압 상태의 증발가스를 열교환시키는 냉열 공급원으로 활용될 수도 있다. 물론, GCU 등으로 보내 연소시키거나, 가스 소모처(가스엔진 포함)에 보내 소모시킬 수도 있다.The gas separated by the separator 700a, that is, the boil-off gas, is further depressurized through the second decompression device 800a, and the boil-off gas is added to the flow of the boil-off gas to be introduced from the storage tank T to the first heat exchanger 200a. It may be used as a cold heat supply source for heat exchange of the high-pressure boil-off gas that is joined to the flow or is supplied to the first heat exchanger 200a and compressed in the boil-off gas compressor 100a. Of course, it can be sent to a GCU for combustion or sent to a gas consumer (including a gas engine) for consumption.

한편, 도 3에는 전술한 제1 확장 실시예를 추가로 개량한 제2 확장 실시예의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.Meanwhile, FIG. 3 schematically shows the boil-off gas treatment system of the second extended embodiment in which the above-described first extended embodiment is further improved.

제2 확장 실시예는 냉매순환부(300b)에서 전냉각기(320b)로부터 냉매 감압장치(330b)로 도입될 증발가스를, 냉매 감압장치(330b)에서 감압된 증발가스와 열교환으로 냉각시킨 후에 냉매 감압장치(330b)로 공급하도록 구성한 것이다. In the second extended embodiment, the boil-off gas to be introduced from the pre-cooler 320b to the refrigerant decompression device 330b in the refrigerant circulation unit 300b is cooled by heat exchange with the boil-off gas decompressed in the refrigerant decompression device 330b, It is configured to be supplied to the pressure reducing device 330b.

냉매 감압장치(330b)를 거쳐 감압되면서 증발가스는 냉각되므로, 냉매 감압장치 하류의 증발가스는 냉매 감압장치 상류의 증발가스보다 온도가 낮고, 본 실시예는 이러한 점을 고려하여, 냉매 감압장치 상류의 증발가스를 하류의 증발가스와 열교환시켜 냉각한 후 감압장치로 도입시킨다. 이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이 제2 열교환기(500b)로 냉매 감압장치(330b) 상류의 증발가스를 공급할 수 있다(도 3의 A부분). 필요에 따라 냉매 감압장치 상류와 하류의 증발가스가 열교환할 수 있는 별도의 열교환 장치를 추가로 구성할 수도 있다. Since the boil-off gas is cooled while being depressurized through the refrigerant decompression device 330b, the boil-off gas downstream of the refrigerant decompression device has a lower temperature than the boil-off gas upstream of the refrigerant decompression device, and this embodiment takes this into account, The boil-off gas is heat-exchanged with the downstream boil-off gas, cooled, and introduced into a decompression device. To this end, as shown in FIG. 3, the boil-off gas upstream of the refrigerant decompression device 330b may be supplied to the second heat exchanger 500b (part A of FIG. 3). If necessary, a separate heat exchange device capable of exchanging heat exchange between the upstream and downstream of the refrigerant decompression device may be additionally configured.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예들의 시스템은 저장탱크 액체화물에서 발생하는 증발가스를 재액화하여 저장할 수 있으므로, 액체화물의 수송률을 높일 수 있다. 특히 선내 가스 소비처의 연료 소모량이 적은 경우에도 저장탱크의 압력 상승을 막기 위해 GCU 등에서 연소시켜 낭비하는 화물의 양을 줄이거나 없앨 수 있어, 에너지가 낭비되는 것을 막을 수 있다. As described above, since the system of the present embodiments can re-liquefy and store the boil-off gas generated in the storage tank liquid cargo, it is possible to increase the transport rate of the liquid cargo. In particular, even when the fuel consumption of the ship's gas consumer is low, in order to prevent an increase in the pressure of the storage tank, the amount of cargo burned and wasted in the GCU can be reduced or eliminated, thereby preventing the waste of energy.

또한 증발가스를 냉매로 순환시켜, 증발가스의 재액화를 위한 냉열원으로 활용함으로써 별도의 냉매 사이클을 구성하지 않고도 증발가스를 효과적으로 재액화시킬 수 있으며, 별도의 냉매를 공급할 필요가 없으므로, 선내 공간 확보에 기여하고 경제적이다. 또한, 냉매 사이클에서 냉매가 부족하면 저장탱크로부터 보충할 수 있어 원활한 냉매 보충이 이루어질 수 있고, 냉매 사이클의 운용이 효과적으로 이루어질 수 있다. In addition, by circulating the boil-off gas as a refrigerant and using it as a cold heat source for re-liquefying the boil-off gas, it is possible to effectively re-liquefy the boil-off gas without configuring a separate refrigerant cycle. As there is no need to supply a separate refrigerant, the space on board It contributes to securing and is economical. In addition, if the refrigerant is insufficient in the refrigerant cycle, it can be replenished from the storage tank, so that the refrigerant can be replenished smoothly, and the refrigerant cycle can be effectively operated.

이와 같이 증발가스 자체의 냉열을 다단계로 이용하여 증발가스를 재액화할 수 있어, 선내 증발가스 처리를 위한 시스템 구성을 간소화할 수 있고, 복잡한 증발가스 처리를 위한 장치의 설치 및 운용에 소요되는 비용을 절감할 수 있다. In this way, it is possible to re-liquefy the boil-off gas by using the cooling heat of the boil-off gas itself in multiple stages, so that the system configuration for the boil-off gas treatment on board can be simplified, and the cost required for the installation and operation of a device for complex boil-off gas treatment. Can be saved.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those of ordinary skill in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, it should be said that such modifications or variations belong to the claims of the present invention.

T: 저장탱크
100a, 100b: 증발가스 압축기
200a, 200b: 제1 열교환기
300a, 300b: 냉매순환부
310a, 310b: 냉매 압축기
320a, 320b: 전냉각기
330a, 330b: 냉매 감압장치
400a, 400b: 차단밸브
500a, 500b: 제2 열교환기
600a, 600b: 제1 감압장치
700a, 700b: 세퍼레이터
800a, 800b: 제2 감압장치
T: storage tank
100a, 100b: boil-off gas compressor
200a, 200b: first heat exchanger
300a, 300b: refrigerant circulation unit
310a, 310b: refrigerant compressor
320a, 320b: pre-cooler
330a, 330b: refrigerant pressure reducing device
400a, 400b: shut-off valve
500a, 500b: second heat exchanger
600a, 600b: first pressure reducing device
700a, 700b: separator
800a, 800b: second pressure reducing device

Claims (10)

선박 또는 해상 구조물에 마련되며 저온 액체화물을 저장하는 저장탱크;
상기 저온 액체화물로부터 발생하는 증발가스(Boil Off Gas)를 압축하는 증발가스 압축기;
상기 저장탱크에 저장된 상기 저온 액체화물로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 상기 증발가스를 냉매로 순환시키는 냉매순환부;
상기 저장탱크로부터 상기 냉매순환부로 상기 증발가스를 공급하는 냉매공급라인;
상기 냉매공급라인에 마련되는 차단밸브; 및
압축된 증발가스를 상기 냉매순환부를 순환하는 상기 증발가스와 열교환시켜 냉각하는 제2 열교환기:를 포함하고,
상기 냉매순환부는, 상기 증발가스를 압축하는 냉매 압축기; 상기 냉매 압축기에서 압축된 상기 증발가스를 냉각하는 전냉각기; 및 상기 전냉각기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압시켜 추가냉각하는 냉매 감압장치:를 포함하며, 상기 냉매 감압장치를 거쳐 냉각된 상기 증발가스는 상기 제2 열교환기에서 열교환되는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.
A storage tank provided on a ship or offshore structure and storing low temperature liquid cargo;
A boil-off gas compressor for compressing boil off gas generated from the low-temperature liquid cargo;
A refrigerant circulation unit receiving boil-off gas generated from the low-temperature liquid cargo stored in the storage tank and circulating the boil-off gas to a refrigerant;
A refrigerant supply line for supplying the boil-off gas from the storage tank to the refrigerant circulation unit;
A shut-off valve provided in the refrigerant supply line; And
A second heat exchanger configured to cool the compressed boil-off gas by heat exchange with the boil-off gas circulating the refrigerant circulation unit,
The refrigerant circulation unit may include a refrigerant compressor for compressing the boil-off gas; A pre-cooler for cooling the boil-off gas compressed by the refrigerant compressor; And a refrigerant decompression device for further cooling by decompressing the boil-off gas cooled in the pre-cooler, wherein the boil-off gas cooled through the refrigerant decompression device is heat-exchanged in the second heat exchanger. Processing system.
제 1항에 있어서,
상기 증발가스 압축기의 상류에 마련되며 상기 압축기로 도입될 상기 증발가스와 상기 증발가스 압축기의 적어도 일부를 거쳐 압축된 상기 증발가스를 열교환시키는 제1 열교환기;및
상기 제2 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압시키는 제1 감압장치;를 더 포함하고,
압축 후 상기 제1 열교환기에서 열교환된 상기 증발가스는 상기 제2 열교환기에서 상기 냉매순환부를 순환하는 증발가스와 열교환으로 냉각되는 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 1,
A first heat exchanger provided upstream of the boil-off gas compressor and heat-exchanging the boil-off gas to be introduced into the compressor and the boil-off gas compressed through at least a part of the boil-off gas compressor; And
A first decompression device for decompressing the boil-off gas cooled in the second heat exchanger; further comprising,
After compression, the boil-off gas heat-exchanged in the first heat exchanger is cooled by heat exchange with the boil-off gas circulating in the refrigerant circulation unit in the second heat exchanger.
제 2항에 있어서,
상기 냉매순환부에서 상기 냉매 감압장치를 거쳐 냉각된 상기 증발가스는 상기 제2 열교환기에서 열교환되고 상기 냉매 압축기로 순환되는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 2,
The boil-off gas cooled through the refrigerant decompression device in the refrigerant circulation unit is heat-exchanged in the second heat exchanger and circulated to the refrigerant compressor.
제 3항에 있어서,
상기 제1 감압장치의 하류에 마련되어 감압된 상기 증발가스를 공급받아 기액분리하는 세퍼레이터; 및
상기 세퍼레이터에서 분리된 기체를 공급받아 감압시키는 제2 감압장치를 더 포함하고,
상기 세퍼레이터에서 분리된 액체는 상기 저장탱크에 공급되는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 3,
A separator provided downstream of the first decompression device to receive the depressurized boil-off gas and to separate gas-liquid; And
Further comprising a second pressure reducing device for receiving the gas separated from the separator to reduce pressure,
The boil-off gas treatment system, characterized in that the liquid separated by the separator is supplied to the storage tank.
제 4항에 있어서,
상기 제2 감압장치에서 감압된 상기 기체는 상기 저장탱크로부터 상기 제1 열교환기로 도입될 상기 증발가스의 흐름으로 공급되거나, 상기 제1 열교환기로 공급되는 라인을 통해 냉열 공급원으로 공급되는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 4,
The gas depressurized by the second decompression device is supplied as a flow of the boil-off gas to be introduced from the storage tank to the first heat exchanger, or is supplied to a cold heat supply source through a line supplied to the first heat exchanger. Boil-off gas treatment system.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전냉각기로부터 상기 냉매 감압장치로 도입될 상기 증발가스는 상기 냉매 감압장치에서 감압된 상기 증발가스와 열교환으로 냉각된 후 상기 냉매 감압장치로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.
The method according to any one of claims 3 to 5,
The boil-off gas treatment system, characterized in that the boil-off gas to be introduced from the pre-cooler to the refrigerant decompression device is cooled by heat exchange with the boil-off gas depressurized by the refrigerant decompression device and then supplied to the refrigerant decompression device.
제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 증발가스 압축기에서 압축된 상기 증발가스는 상기 선박 또는 해상 구조물의 추진용 엔진 및 발전용 엔진을 포함하는 가스연료 소비처에 연료로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.
The method according to any one of claims 2 to 5,
The boil-off gas compressed by the boil-off gas compressor may be supplied as fuel to a gas fuel consumer including a propulsion engine and a power generation engine of the ship or offshore structure.
선박 또는 해상 구조물에 마련된 저장탱크의 저온 액체화물로부터 발생하는 증발가스(Boil Off Gas)를 냉매순환부로 공급하여, 상기 증발가스를 냉매로 순환시키되,
상기 냉매순환부는, 상기 증발가스를 압축하는 냉매 압축기; 상기 냉매 압축기에서 압축된 상기 증발가스를 냉각하는 전냉각기; 및 상기 전냉각기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압시켜 추가냉각하는 냉매 감압장치를 포함하며,
상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축기로 압축하고, 압축된 증발가스를 상기 냉매순환부의 상기 냉매 감압장치에서 냉각된 상기 증발가스와 열교환으로 냉각하는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 방법.
Boil off gas generated from low-temperature liquid cargo in a storage tank provided in a ship or offshore structure is supplied to a refrigerant circulation unit, and the boil-off gas is circulated as a refrigerant,
The refrigerant circulation unit may include a refrigerant compressor for compressing the boil-off gas; A pre-cooler for cooling the boil-off gas compressed by the refrigerant compressor; And a refrigerant pressure reducing device for additional cooling by decompressing the boil-off gas cooled in the pre-cooler,
Compressing the boil-off gas generated in the storage tank with a compressor, and cooling the compressed boil-off gas by heat exchange with the boil-off gas cooled by the refrigerant decompression device of the refrigerant circulation unit.
제 8항에 있어서,
1) 상기 저장탱크에서 발생하는 상기 증발가스를 압축기로 압축하는 단계;
2) 압축된 상기 증발가스를, 상기 압축기로 공급될 상기 증발가스와 열교환으로 냉각하는 단계;
3) 압축 및 냉각된 상기 증발가스를 상기 냉매순환부를 순환하는 상기 증발가스와 열교환시켜 추가냉각하는 단계; 및
4) 추가냉각된 상기 증발가스를 감압하여 액화하는 단계를 포함하고,
상기 냉매 감압장치를 거쳐 냉각된 상기 증발가스는 상기 단계 3)에서 압축 및 냉각된 상기 증발가스와 열교환되고 상기 냉매 압축기로 순환되는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 방법.
The method of claim 8,
1) compressing the boil-off gas generated in the storage tank with a compressor;
2) cooling the compressed boil-off gas by heat exchange with the boil-off gas to be supplied to the compressor;
3) further cooling the compressed and cooled boil-off gas by exchanging heat with the boil-off gas circulating the refrigerant circulation unit; And
4) decompressing the further cooled boil-off gas to liquefy,
The boil-off gas cooled through the refrigerant decompression device is heat-exchanged with the boil-off gas compressed and cooled in step 3) and circulated to the refrigerant compressor.
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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