KR102186045B1 - 증발가스 처리장치 - Google Patents

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Abstract

저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하는 증발가스 처리장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 증발가스 처리장치는 액화가스를 저장하는 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 증발가스 소비수단으로 제공하는 증발가스 처리라인과, 증발가스 처리라인에 구비되어 증발가스를 가압 및 냉각하는 압축부와, 증발가스 처리라인으로부터 분기되는 재액화 분기라인, 저장탱크와 연결되어 증발가스가 유입되는 증발가스 유입라인, 및 재액화 분기라인과 증발가스 유입라인으로부터 유입되는 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 증발가스 복귀라인을 포함하는 증발가스 재액화라인과, 재액화 분기라인과 증발가스 유입라인의 합류부에 마련되고 재액화 분기라인을 통해 증발가스 복귀라인으로 이동하는 증발가스를 이용하여 저장탱크로부터 증발가스를 유인하는 이젝터를 포함한다.

Description

증발가스 처리장치{APPARATUS FOR RETREATING BOIL OFF GAS}
본 발명은 증발가스 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하는 증발가스 처리장치에 관한 것이다.
온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO)의 규제가 강화됨에 따라 조선 및 해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유의 이용을 대신하여, 청정 에너지원인 천연가스를 선박의 연료가스로 이용하는 경우가 많아지고 있다.
연료가스 중에서 널리 이용되고 있는 천연가스(Natural Gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하며, 통상적으로 저장 및 수송의 용이성을 위해 천연가스를 냉각하여 부피를 줄인 액화가스(Liquefied Gas) 상태로 저장 및 운반을 하고 있다.
액화가스는 해양구조물에 단열 처리되어 설치된 저장탱크에 수용되어 수송될 수 있으며, 해양구조물의 엔진은 액화가스를 강제 기화하여 연료로 이용하거나, 저장탱크에서 자연적으로 발생하는 증발가스(BOG, Boiled Off Gas)를 연료로 공급받아 구동한다.
한편, 해양구조물이 이종연료의 이용이 가능한 엔진을 채용하는 경우 운송화물이 아닌 연료가스나 연료유를 별도로 저장하는 저장탱크를 보유할 수도 있다.
저장탱크에서 발생하는 증발가스는 탱크의 압력을 증가시켜 구조적 문제를 야기할 수 있다. 따라서 종래에는 이러한 증발가스를 처리하기 위해 외부로 배출시켜 소각하거나 재액화 장치를 통해 재액화시켜 다시 저장탱크로 복귀시키는 방법 등을 사용하였다. 일 예로 대한민국 공개특허공보 10-2008-0104110호(2008. 12. 01. 공개)에 개시된 선박의 연료가스 공급시스템은 증발가스를 재액화시키는 재액화장치를 제시한 바 있다.
그러나 증발가스를 소각하는 방법은 환경적인 문제를 야기하고 소정의 처리를 통해 가용 가능한 상태로 변할 수 있는 증발가스를 낭비하는 문제가 있다. 그리고 재액화 장치를 이용하는 방법은 장치의 복잡성으로 인해 무게 및 비용이 증가하고 동력의 소모가 커지는 문제가 있다.
따라서 보다 간소화된 방법을 이용하여 증발가스를 재액화할 수 있는 장치의 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 10-2008-0104110호(2008. 12. 01. 공개)
본 발명의 실시예는 저장탱크 내의 증발가스를 배출하기 위한 별도의 펌프를 구비함이 없이 증발가스를 탱크로부터 배출하여 재액화한 후 저장탱크로 복귀시킬 수 있는 증발가스 처리장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 증발가스 소비수단으로 제공하는 증발가스 처리라인; 상기 증발가스 처리라인에 구비되어 상기 증발가스를 가압 및 냉각하는 압축부; 상기 증발가스 처리라인으로부터 분기되는 재액화 분기라인과, 상기 저장탱크와 연결되어 상기 증발가스가 유입되는 증발가스 유입라인과, 상기 재액화 분기라인 및 상기 증발가스 유입라인으로부터 유입되는 증발가스를 재액화하여 상기 저장탱크로 복귀시키는 증발가스 복귀라인을 포함하는 증발가스 재액화라인; 및 상기 재액화 분기라인과 상기 증발가스 유입라인의 합류부에 마련되고, 상기 재액화 분기라인을 통해 상기 증발가스 복귀라인으로 이동하는 증발가스를 이용하여 상기 저장탱크로부터 상기 증발가스를 유인하는 이젝터;를 포함하는 증발가스 처리장치가 제공될 수 있다.
상기 증발가스 처리라인과 상기 증발가스 유입라인으로 유입되는 증발가스와 상기 증발가스 복귀라인을 통해 복귀하는 증발가스를 열교환시키는 열교환부를 더 포함하는 증발가스 처리장치가 제공될 수 있다.
상기 재액화 분기라인에 구비되어 상기 증발가스의 속력을 증가시키는 제1팽창밸를 더 포함하는 증발가스 처리장치가 제공될 수 있다.
상기 증발가스 복귀라인 중 상기 열교환부 후단에 구비되어 상기 증발가스의 온도를 감소시키는 제2팽창밸브를 더 포함하는 증발가스 처리장치가 제공될 수 있다.
상기 증발가스 복귀라인에 구비되어 상기 저장탱크에 수용된 액화가스와 열교환하는 냉각부를 더 포함하는 증발가스 처리장치가 제공될 수 있다.
상기 증발가스 처리라인으로 유입되는 증발가스와 상기 증발가스 복귀라인을 통해 복귀하는 증발가스를 열교환시키는 열교환부를 더 포함하고, 상기 증발가스 유입라인은 상기 열교환부 후방에서 상기 증발가스 처리라인으로부터 분기되어 상기 증발가스 복귀라인으로 연결되는 증발가스 처리장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 증발가스 처리장치는 압축부를 통과하면서 가압된 고압의 증발가스와 이젝터를 이용함으로써 저장탱크 내의 증발가스를 유인하여 재액화할 수 있다. 따라서 저장탱크 내의 증발가스를 유입하기 위한 별도의 펌프를 구성으로 포함할 필요가 없어 장치의 무게 및 비용을 감소시키고 에너지 효율을 상승시킬 수 있다.
또한, 재액화 과정의 증발가스를 저장탱크로부터 배출되는 증발가스와 열교환시키고, 줄-톰슨밸브를 통해 냉각함으로써 재액화 냉매 등을 이용하지 않고도 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 증발가스 처리장치를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 의한 증발가스 처리장치를 나타내는 개념도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 증발가스 처리장치는 해양구조물에 사용될 수 있다. 해양구조물은 액화가스를 수송하는 액화가스 수송선뿐만 아니라, 액화가스를 연료로 사용하여 추진 또는 발전할 수 있는 다양한 선박을 포함한다. 또한 액화가스를 연료로 사용할 수 있는 것이라면 그 형태를 불문하고 본 발명의 해양구조물에 포함될 수 있다. 일 예로, LNG 운반선, LNG RV와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해양 플랜트를 포함한다.
또, 본 발명의 실시예에 따른 해양구조물은 천연가스(Natural Gas)를 가압 및 냉각하여 부피를 줄인 액화가스를 사용할 수 있다. 천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하며, 그 외에도 에탄(Ethane), 프로판(Propane), 부탄(Butane) 등을 포함할 수 있다. 천연가스의 조성은 생산지에 따라 달라질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 증발가스 처리장치(100)을 나타내는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 증발가스 처리장치(100)는 증발가스 처리라인(110)과, 증발가스 재액화라인(120)과, 상기 증발가스 재액화라인(120)에 마련되는 이젝터(124)를 포함할 수 있다.
증발가스 처리라인(110)은 저장탱크(10: 10-1 내지 10-4)로부터 발생하는 증발가스를 증발가스 소비수단(11, 12)으로 제공하는 유로이다.
저장탱크(10)는 액화가스를 저장할 수 있으며, 액화가스는 LNG, LPG, DME(Dimethylether), 또는 에탄(Ethane) 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서는 천연가스를 약 섭씨 -162도로 냉각해 그 부피를 1/600로 줄인 무색 투명한 초저온 액체인 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 액화가스의 일 예로 하여 본 발명의 제1실시예에 따른 해양구조물을 설명하도록 한다.
저장탱크(10)는 액화천연가스를 액체 상태로 유지하기 위해 내부압력을 1bar로 유지하거나 연료공급조건을 고려해 그보다 높은 압력으로 유지할 수 있고, 내부온도를 -163도 이하로 유지할 수 있다.
저장탱크(10)는 외부의 열 침입으로 인한 액화천연가스의 기화를 최소화할 수 있도록 단열 처리된 멤브레인 타입의 화물창으로 마련될 수 있다. 저장탱크(10)는 천연가스의 생산지 등으로부터 액화천연가스를 공급받아 목적지에 이르러 하역하기까지 액화천연가스 및 증발가스를 안정적으로 보관하되, 액화천연가스와 증발가스는 후술하는 바와 같이 선박의 추진용 엔진 또는 선박의 발전용 엔진 등의 연료가스로 이용될 수 있다.
저장탱크(10)는 일반적으로 단열 처리되어 설치되나, 외부의 열 침입을 완전히 차단하는 것은 실질적으로 어려우므로, 저장탱크(10) 내부에는 액화천연가스가 자연적으로 기화하여 발생하는 증발가스가 존재하게 된다. 이러한 증발가스는 저장탱크(10)의 내부압력을 상승시켜 저장탱크(10)의 변형 및 폭발 등의 위험을 잠재하고 있으므로 증발가스를 저장탱크(10)로부터 제거할 필요성이 있다.
저장탱크(10) 내부에 수용된 액화천연가스는 자연적으로 기화하여 증발가스를 형성한다. 이하, 증발가스는 액화천연가스를 강제적으로 기화하여 발생되는 것을 포함한다.
저장탱크(10) 내부에 발생된 증발가스는 벤트마스트(미도시) 또는 GCU(Gas Combustion Unit, 미도시)에 의해 처리 또는 소모될 수도 있다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 해양구조물은 증발가스를 소모시키는 대신 증발가스를 증발가스 소비수단(11, 12)에 제공하여 효율적으로 이용하는 한편, 잉여 증발가스를 재액화하여 저장탱크(10)로 복귀시킬 수 있다.
도면에는 4개의 동일한 형태의 저장탱크(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)가 도시되어 있지만, 이는 편의상 나타낸 것에 불과하고, 저장탱크(10)의 개수 및 종류는 다양하게 마련될 수 있다.
증발가스 소비수단(11, 12)은 엔진, 제너레이터, 터빈 등을 포함하며, 증발가스를 원료로 하거나 이를 이용하여 에너지 등을 생산할 수 있다. 증발가스를 원료로 하는 엔진은 저장탱크(10)에 수용된 액화천연가스 및/또는 증발가스 등의 연료를 공급받아 선박의 추진력을 발생시키거나 선박의 내부 설비 등의 발전용 전원을 발생시킬 수 있다. 일 예로 엔진은 저압의 연료(약 4 내지 6 bar)로 출력을 발생시킬 수 있는 DFDE 엔진, 중압의 연료가스(약 12 bar)로 출력을 발생시킬 수 있는 X-DF 엔진, 고압의 연료가스(약 150 내지 300 bar)로 출력을 발생시킬 수 있는 ME-GI 엔진 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에서는 고압의 천연가스를 이용하는 제1소비수단(11)과, 중압 또는 저압의 천연가스를 이용하는 제2소비수단(12)을 포함한다. 일 예로, 제1소비수단(11)은 ME-GI 엔진일 수 있으며, 제2소비수단(12)은 DFDE 엔진일 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 증발가스 처리장치(100)는 증발가스 처리라인(110)에 구비되어 증발가스를 가압 및 냉각하는 압축부(111)를 포함한다. 제1소비수단(11) 내지 제2소비수단(12)은 각각 요구하는 연료의 조건이 상이할 수 있다. 일 예로, 제1소비수단(11)은 고압 상태의 천연가스를 원료로 하고, 제2소비수단(12)은 저압 상태의 천연가스를 원료로 할 수 있다. 따라서 압축부(111)는 증발가스를 가압 및 냉각하여 소비수단(11, 12)이 요구하는 압력 및 온도 상태로 조절할 수 있다.
압축부(111)는 다단 압축기(111a)와 각각의 압축기(111a) 사이에 마련되는 냉각기(111b)를 포함할 수 있다. 한편, 일부 냉각기(111b)는 생략될 수 있으며, 마지막 압축기(111a) 후단에 마련되는 것을 포함한다. 도면에는 4개의 압축기(111a)와 4개의 냉각기(111b)를 도시하였지만 압축기(111a)와 냉각기(111b)의 구성은 다양하게 마련할 수 있다.
증발가스 처리라인(110)은 고압 증발가스 처리라인(112)과 저압 증발가스 분기라인(113)을 포함할 수 있다. 고압 증발가스 처리라인(112)은 압축부(111)의 후단에 연결되어 제1소비수단(11)과 연결된다. 고압 증발가스 처리라인(112)을 통해 제1소비수단(11)으로 제공되는 증발가스는 다단 압축기(111a)를 구비하는 압축부(111)를 통과하면서 고압으로 압축이 완료된 상태이기 때문에 고압 천연가스를 원료로 하는 제1소비수단(11)이 요구하는 상태의 증발가스를 제공할 수 있다.
그리고 저압 증발가스 분기라인(113)은 압축부(111)의 중간에서 분기되어 제2소비수단(12)과 연결된다. 저압 증발가스 분기라인(113)을 통해 제2소비수단(12)으로 제공되는 증발가스는 압축기(111a)의 일부만을 통과한 상태이기 때문에 제2소비수단(12)이 요구하는 저압 상태에서 분기될 수 있다.
한편, 고압 증발가스 처리라인(112)은 제1개폐밸브(112a)를 포함하고, 저압 증발가스 분기라인(113)은 제2개폐밸브(113a)를 포함할 수 있다. 제1개폐밸브(112a)는 제1소비수단(11)을 가동하는 때에 개방되도록 고압 증발가스 처리라인(112)의 개폐를 조절할 수 있다. 그리고 제2개폐밸브(113a)는 제2소비수단(12)을 가동하는 때에 개방되도록 저압 증발가스 처리라인(113)의 개폐를 조절할 수 있다.
증발가스 재액화라인(120)은 증발가스 처리라인(110)으로부터 분기되는 재액화 분기라인(121)과, 저장탱크(10)와 연결되어 증발가스가 유입되는 증발가스 유입라인(122)과, 재액화 분기라인(121) 및 증발가스 유입라인(122)으로부터 유입되는 증발가스를 재액화하여 저장탱크(10)로 복귀시키는 증발가스 복귀라인(123)을 포함할 수 있다.
재액화 분기라인(121)은 증발가스 처리라인(110)으로부터 분기될 수 있다. 일 예로, 압축부(111) 후단과 제1개폐밸브(112a) 사이에서 분기될 수 있다. 재액화 분기라인(121)은 제1소비수단(11) 및 제2소비수단(12)에서 소비되지 못하고 남은 잉여 증발가스를 증발가스 복귀라인(123)으로 보내어 재액화시킬 수 있다.
증발가스 재액화라인(120)은 잉여 증발가스를 재액화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 저장탱크(10) 내에 존재하는 증발가스를 유인할 수 있다. 증발가스 처리라인(110)을 통하여 유입되는 증발가스의 양은 저장탱크(10)의 압력을 적정 수준으로 낮추는 데 충분하지 않을 수 있다. 즉, 저장탱크(10) 내에서 기화되는 증발가스의 양이 소비수단(11, 12)에서 처리되는 증발가스의 양 보다 더 클 수 있다.
저장탱크(10)의 압력을 낮추기 위하여 소비수단(11, 12)이 필요로 하는 양 이상의 증발가스를 유입하는 경우, 증발가스 처리라인(110)을 통해 유입되는 증발가스 중에서 소비수단(11, 12)이 필요로 하는 양을 제외한 부분의 증발가스를 압축부(111)에서 압축하고 냉각하는 데 사용된 에너지는 불필요하게 낭비된 에너지에 불과하게 된다.
따라서 증발가스 재액화라인(120)은 저장탱크(10)의 상부와 연결되어 증발가스를 유입할 수 있는 증발가스 유입라인(122)을 더 포함한다. 도면에는 증발가스 처리라인(110)과 증발가스 유입라인(122)이 동일한 유입부로부터 분기되는 것을 도시하였다. 그러나 이와 달리 증발가스 처리라인(110)의 유입부와 증발가스 유입라인(122)의 유입부가 별개로 마련되는 것도 가능하다. 즉, 각각의 저장탱크(10)의 상부에 두 개의 유입부가 마련되고 각각의 유입부가 증발가스 처리라인(110)과 증발가스 유입라인(122)으로 연통되는 것을 포함한다.
증발가스 유입라인(122)은 증발가스 복귀라인(123)에 연통된다. 한편, 증발가스 유입라인(122)은 후술하는 이젝터(124)에서 재액화 분기라인(121)과 합류하여 증발가스 복귀라인(123)으로 연결될 수 있다. 즉, 증발가스는 증발가스 유입라인(122)으로 유입되고 증발가스 복귀라인(123)을 이동하면서 감압 및 냉각되어 액화가스로 상변화된 후 저장탱크(10)로 복귀할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 증발가스 처리장치(100)는 증발가스 유입라인(122)의 압력을 낮추어 저장탱크(10)로부터 증발가스가 증발가스 유입라인(122)을 통해 증발가스 복귀라인(123)으로 유입되도록 하는 이젝터(124)를 포함한다.
이젝터(124)(Ejector)는 벤츄리 효과(Venturi effect)를 이용하는 펌프의 일종으로서 고압의 유체(motive fluid)가 지닌 압력 에너지를 이용하여 흡입 유체를 빨아들여 이송하는 기계장치를 의미한다. 고압의 유체는 노즐을 통해 챔버로 분사되고, 이 때 유체가 좁은 통로를 흐르면서 속도가 빨라지고 주위의 압력이 낮아진다.
즉, 재액화 분기라인(121)으로 유입되는 고압의 증발가스는 노즐을 통과하면서 이젝터(124) 내의 챔버에 고속으로 분사된다. 이 때 챔버 내의 압력이 낮아지고 챔버와 연통되는 증발가스 유입라인(122)을 통해 저장탱크(10)로부터 증발가스가 유입된다. 유입된 증발가스는 단면이 넓어지는 형상의 디퓨져를 지나면서 속력이 낮아지고 압력은 높아지게 진다. 압력이 높아진 증발가스는 증발가스 복귀라인(123)을 통해 저장탱크(10) 내부로 복귀할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 증발가스 처리장치(100)는 이젝터(124)를 이용함으로써 별도의 펌프를 구비하지 않고도 저장탱크(10) 내에 존재하는 증발가스를 증발가스 복귀라인(123)으로 유인할 수 있다. 또한 이젝터(124)는 증발가스 처리라인(110)을 지나는 잉여 증발가스를 에너지로 이용함으로써 별도의 동력을 필요치 않아 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서 저장탱크(10) 내의 증발가스를 효과적으로 증발가스 복귀라인(123)으로 유인할 수 있고, 재액화되는 증발가스의 양을 증가시킬 수 있다.
또한 재액화 분기라인(121)에는 증발가스의 속력을 증가시키는 제1팽창밸브(121a)가 구비될 수 있다. 제1팽창밸브(121a)는 압축부(111)를 지나면서 고압으로 압축된(약 300 bar 정도) 증발가스의 압력을 이용하여 속력을 크게 증가시킬 수 있다. 따라서 고속의 증발가스를 배출함으로써 이젝터(124) 효율을 상승시킬 수 있다. 한편, 제1팽창밸브(121a)는 이젝터(124)와 일체로 형성될 수도 있다.
증발가스 복귀라인(123)은 재액화 분기라인(121) 및 증발가스 유입라인(122)으로부터 유입되는 증발가스를 감압 및 냉각하여 액화가스 상태로 상변화시킨다. 이러한 상변화 과정을 재액화 과정이라고 한다. 재액화된 증발가스는 저장탱크(10)로 복귀하여 액화가스 상태로 저장될 수 있다.
한편, 증발가스 복귀라인(123)에는 재액화 과정을 통해 액화된 액화가스와 기체 상태의 증발가스가 혼합되어 있을 수 있다. 이하, 증발가스 복귀라인(123)을 통과하는 증발가스는 액화가스를 포함하여 지칭한다.
증발가스 복귀라인(123)은 재액화 분기라인(121)과 연결됨으로써 제1 또는 제2소비수단(11, 12)에서 미쳐 소비되지 못하고 남은 증발가스를 재액화시켜 저장탱크(10)로 복귀시킴으로써 저장탱크(10)의 압력을 낮출 수 있고, 잉여 증발가스를 소각 등으로 소모시키는 대신 다시 사용 가능한 액화가스 상태로 저장할 수 있다. 또한 증발가스 복귀라인(123)은 증발가스 유입라인(122)과 연결됨으로써 저장탱크(10) 내에 존재하는 증발가스를 유인하여 재액화시킬 수 있다.
그리고 본 발명의 제1실시예에 따른 증발가스 처리장치(100)는 증발가스 처리라인(110)과 증발가스 유입라인(122)으로 유입되는 증발가스와 증발가스 복귀라인(123)을 통해 복귀하는 증발가스를 열교환시키는 열교환부(125)를 더 포함할 수 있다.
상대적으로 고온 상태인 증발가스 복귀라인(123)의 증발가스와 상대적으로 저온 상태인 증발가스 처리라인(110)과 증발가스 유입라인(122)의 증발가스를 열교환하여 증발가스 복귀라인(123)의 증발가스를 냉각한다. 열교환부(125)의 냉각과정에서 일부 증발가스의 재액화가 일어날 수 있다.
한편, 증발가스 처리라인(110)을 통과하는 증발가스는 열교환부(125)에서 가열됨으로써 압축부(111)의 효율을 상승시킬 수 있다.
그리고 본 발명의 제1실시예에 따른 증발가스 처리장치(100)는 증발가스 복귀라인(123) 중 열교환부(125) 후단에 위치하여 증발가스의 온도를 감소시키는 제2팽창밸브(126)를 더 포함할 수 있다.
제2팽창밸브(126)는 열교환부(125)를 통과한 증발가스를 팽창시켜 냉각시킨다. 이 때, 제2팽창밸브(126)는 일 예로 줄-톰슨 밸브(Joule-Thomson valve)가 사용될 수 있다. 줄-톰슨 밸브는 줄-톰슨 효과, 즉 일의 생산이나 열의 전달이 없는 상태에서 유체를 팽창시키면 온도가 저하되는 현상을 이용한 밸브를 의미한다. 따라서 열교환부(125)를 통해 냉각된 증발가스는 제2팽창밸브(126)를 통과하면서 단열 팽창되고 냉각되며, 이 때 일부 증발가스의 재액화가 일어날 수 있다.
한편, 제2팽창밸브(126)의 위치는 열교환부(125) 전방에 위치하는 것을 포함한다.
그리고 본 발명의 제1실시예에 따른 증발가스 처리장치(100)는 증발가스 복귀라인(123)을 통과하는 증발가스를 저장탱크(10)에 수용된 액화가스와 열교환하는 냉각부(127)를 더 포함할 수 있다.
냉각부(127)는 증발가스 복귀라인(123)의 단부에 마련되고, 저장탱크(10)에 저장되는 초저온 상태의 액화가스에 잠겨 있을 수 있다. 냉각부(127)는 상대적으로 고온 상태인 증발가스를 초저온 상태의 액화가스를 이용하여 냉각함으로써 가스 상태로 존재하는 증발가스를 재액화할 수 있다.
한편, 도면에는 4개의 저장탱크(10) 중 제2팽창밸브(126)와 가까운 두 개의 저장탱크(10)에만 냉각부(127)가 마련되는 것을 도시하였다. 제2팽창밸브(126)와 냉각부(127) 사이의 유로 길이가 증가할수록 증발가스의 온도가 상승하기 때문이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 의한 증발가스 처리장치(101)를 나타내는 개념도이다. 도 2의 부호 중 도 1과 동일한 부호는 서로 동일한 구성을 나타낸다. 따라서 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 도 1에서 설명한 본 발명의 제1실시예에 의한 증발가스 처리장치(100)의 설명으로 대신하도록 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 증발가스 처리장치(101)의 증발가스 유입라인(122-1)은 증발가스 처리라인(110)으로부터 분기되어 증발가스 복귀라인(123)으로 연결된다.
한편, 증발가스 유입라인(122-1)은 열교환부(125-1)의 후방에서 분기될 수 있다. 열교환부(125-1)의 후방은 증발가스 처리라인(110)을 따라 유동하는 증발가스의 이동방향을 기준으로 열교환부(125-1)의 후방에 위치함을 의미한다.
따라서 열교환부(125-1)는 증발가스 처리라인(110)과 증발가스 복귀라인(123)을 서로 열교환시킨다. 즉, 상대적으로 고온 상태인 증발가스 복귀라인(123)을 따라 이동하는 증발가스로부터 상대적으로 저온 상태인 증발가스 처리라인(110)을 따라 이동하는 증발가스로 열이 이동한다. 이 과정에서 증발가스 복귀라인(123)을 따라 이동하는 증발가스가 냉각되고, 이 과정에서 일부 증발가스가 재액화될 수 있다.
도 2를 도 1과 비교하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 증발가스 처리장치(101)의 저장탱크(10)에는 증발가스를 유입하는 유로가 한 개 마련되는 것을 알 수 있다. 이젝터(124)로 유입되는 증발가스는 열교환부(125-1) 이후에 증발가스 처리라인(110)으로부터 분기되기 때문이다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 저장탱크, 11: 제1소비수단,
12: 제2소비수단, 100, 101: 증발가스 처리장치,
110: 증발가스 처리라인, 111: 압축부,
111a: 압축기, 111b: 냉각기,
112: 고압 증발가스 처리라인, 112a: 제1개폐밸브,
113: 저압 증발가스 분기라인, 113a: 제2개폐밸브,
120, 120-1: 증발가스 재액화라인, 121: 재액화 분기라인,
121a: 제1팽창밸브, 122, 122-1: 증발가스 유입라인,
123: 증발가스 복귀라인, 124: 이젝터,
125, 125-1: 열교환부, 126: 제2팽창밸브,
127: 냉각부.

Claims (6)

  1. 저장탱크 내 증발가스를 증발가스 소비수단으로 제공하는 증발가스 처리라인;
    상기 증발가스 처리라인에 구비되어 상기 증발가스를 가압하는 압축부;
    상기 증발가스 처리라인으로부터 분기되는 재액화 분기라인과, 상기 저장탱크와 연결되어 상기 증발가스가 유입되는 증발가스 유입라인과, 상기 재액화 분기라인 및 상기 증발가스 유입라인으로부터 유입되는 증발가스를 액화하여 상기 저장탱크로 제공하는 증발가스 복귀라인을 포함하는 증발가스 재액화라인; 및
    상기 재액화 분기라인과 상기 증발가스 유입라인의 합류부에 마련되고, 상기 압축된 증발가스를 이용하여 상기 저장탱크 내 증발가스를 상기 증발가스 유입라인을 통해 이동시키는 이젝터;를 포함하는 증발가스 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증발가스 처리라인과 상기 증발가스 유입라인으로 유입되는 증발가스와 상기 증발가스 복귀라인을 통해 복귀하는 증발가스를 열교환시키는 열교환부를 더 포함하는 증발가스 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 재액화 분기라인에 구비되어 상기 증발가스의 속력을 증가시키는 제1팽창밸브를 더 포함하는 증발가스 처리장치.
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