KR102231812B1 - Gas Treatment System, Method of Gas Treatment using the same and Ship having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 가스 처리 시스템, 이를 이용한 가스 처리 방법 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로, 본 발명의 가스 처리 시스템은, 카고탱크; 상기 카고탱크에서 발생하는 증발가스를 수요처로 공급하는 제1연료공급라인; 상기 제1연료공급라인에 마련되는 기액분리기; 상기 기액분리기를 통과한 증발가스를 압축하는 증발가스압축유닛; 상기 증발가스압축유닛을 통과한 증발가스를 분기시키는 증발가스회수라인; 상기 증발가스회수라인을 통해 분기되는 증발가스를 응축시키는 버퍼탱크; 및 상기 버퍼탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 기액분리기로 이동시키는 증발가스보충라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.A gas treatment system according to the present invention, relates to a gas treatment method using the same, and a ship including the same, the gas treatment system of the present invention, the cargo tank; A first fuel supply line for supplying the boil-off gas generated from the cargo tank to a customer; A gas-liquid separator provided in the first fuel supply line; A boil-off gas compression unit for compressing the boil-off gas that has passed through the gas-liquid separator; A boil-off gas recovery line for branching off the boil-off gas that has passed through the boil-off gas compression unit; A buffer tank for condensing the boil-off gas branched through the boil-off gas recovery line; And a boil-off gas supplement line for moving the boil-off gas generated in the buffer tank to the gas-liquid separator.

Figure R1020190071832
Figure R1020190071832

Description

가스 처리 시스템, 이를 이용한 가스 처리 방법 및 이를 포함하는 선박{Gas Treatment System, Method of Gas Treatment using the same and Ship having the same}Gas treatment system, method of gas treatment using the same, and ship including the same {Gas Treatment System, Method of Gas Treatment using the same and Ship having the same}

본 발명은 가스 처리 시스템, 이를 이용한 가스 처리 방법 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a gas treatment system, a gas treatment method using the same, and a ship including the same.

선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇 천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력으로 이동한다.A ship is a transportation means for sailing the ocean carrying a large amount of minerals, crude oil, natural gas, or more than a few thousand containers, etc., made of steel, and the thrust generated by the rotation of the propeller while floating on the water surface by buoyancy. Go to.

이러한 선박은 엔진이나 가스 터빈 등을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 가솔린 또는 디젤 등의 오일 연료를 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 하고, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하며, 반면 가스 터빈은 압축 공기와 함께 연료를 연소시키고, 연소 공기의 온도/압력을 통해 터빈 날개를 회전시킴으로써 발전하여 프로펠러에 동력을 전달하는 방식을 사용한다.Such ships generate thrust by driving an engine or a gas turbine. At this time, the engine uses oil fuel such as gasoline or diesel to move the piston so that the crankshaft is rotated by the reciprocating motion of the piston, and the shaft connected to the crankshaft Is rotated to drive the propeller, whereas gas turbines burn fuel with compressed air and rotate the turbine blades through the temperature/pressure of the combustion air to generate power and transmit power to the propeller.

그러나 최근에는, 액화가스의 일종인 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진이나 터빈 등의 수요처를 구동하는 LNG 연료공급 방식이 사용되고 있으며, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하기 때문에, 수요처의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.However, in recent years, LNG carriers that carry Liquefied Natural Gas, which is a kind of liquefied gas, use LNG as fuel to drive customers such as engines and turbines, and the LNG fuel supply method is being used, and LNG is a clean fuel. And because the reserves are richer than petroleum, the method of using LNG as a fuel for customers is also applied to other ships other than LNG carriers.

그러나 아직까지는 디젤과 같은 오일 연료를 이용하는 종래의 경우와 대비할 때, 가스 연료인 LNG를 이용하는 경우에서 LNG 운반선에 의해 LNG를 수송하는 도중에 LNG가 LNG 카고탱크 내에서 지속적으로 기화되어 LNG 카고탱크 내에 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 발생하고, 발생된 증발가스는 카고탱크 내의 압력을 증가시키며 선박의 요동에 따라 액화가스의 유동을 가속시켜 구조적인 문제를 야기시킬 수 있기 때문에 증발가스의 발생을 억제할 필요가 있는 등 해결해야 하는 문제들이 다수 존재하는 상황이어서, 청정연료인 LNG를 이용하여 선박 내의 수요처에 공급하는 기술에 대해 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.However, compared to the conventional case of using oil fuel such as diesel, in the case of using gas fuel LNG, LNG is continuously vaporized in the LNG cargo tank while LNG is transported by the LNG carrier and evaporated in the LNG cargo tank. Boil-off gas (BOG) is generated, and the generated boil-off gas increases the pressure in the cargo tank and accelerates the flow of liquefied gas according to the fluctuation of the ship, thereby causing structural problems. There are a number of problems to be solved, such as the need to suppress the problem, so continuous research and development is being made on the technology to supply customers in ships using LNG, a clean fuel.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 카고탱크에 저장된 액화가스를 연료로 사용하는 선박에서, 카고탱크 내에서 자연적으로 발생하는 증발가스를 버퍼탱크를 이용하여 처리함으로써, 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있도록 하는 가스 처리 시스템, 이를 이용한 가스 처리 방법 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention, in a ship using the liquefied gas stored in the cargo tank as a fuel, the boil-off gas naturally occurring in the cargo tank is a buffer tank It is intended to provide a gas treatment system capable of efficiently treating boil-off gas, a gas treatment method using the same, and a ship including the same.

본 발명의 일 측면에 따른 가스 처리 시스템은, 카고탱크; 상기 카고탱크에서 발생하는 증발가스를 수요처로 공급하는 제1연료공급라인; 상기 제1연료공급라인에 마련되는 기액분리기; 상기 기액분리기를 통과한 증발가스를 압축하는 증발가스압축유닛; 상기 증발가스압축유닛을 통과한 증발가스를 분기시키는 증발가스회수라인; 상기 증발가스회수라인을 통해 분기되는 증발가스를 응축시키는 버퍼탱크; 및 상기 버퍼탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 기액분리기로 이동시키는 증발가스보충라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.A gas treatment system according to an aspect of the present invention includes a cargo tank; A first fuel supply line for supplying the boil-off gas generated from the cargo tank to a customer; A gas-liquid separator provided in the first fuel supply line; A boil-off gas compression unit for compressing the boil-off gas that has passed through the gas-liquid separator; A boil-off gas recovery line for branching off the boil-off gas that has passed through the boil-off gas compression unit; A buffer tank for condensing the boil-off gas branched through the boil-off gas recovery line; And a boil-off gas supplement line for moving the boil-off gas generated in the buffer tank to the gas-liquid separator.

구체적으로, 상기 기액분리기에서 상분리된 액화가스를 상기 카고탱크로 회수하는 제1액화가스회수라인을 포함할 수 있다.Specifically, it may include a first liquefied gas recovery line for recovering the liquefied gas phase-separated in the gas-liquid separator to the cargo tank.

구체적으로, 상기 증발가스회수라인의 증발가스와 상기 제1연료공급라인의 증발가스를 열교환하는 열교환기를 포함할 수 있다.Specifically, it may include a heat exchanger for exchanging the boil-off gas of the boil-off gas recovery line and the boil-off gas of the first fuel supply line.

구체적으로, 상기 버퍼탱크의 액화가스를 상기 카고탱크로 이동시키는 제2액화가스회수라인을 포함할 수 있다.Specifically, it may include a second liquefied gas recovery line for moving the liquefied gas from the buffer tank to the cargo tank.

구체적으로, 상기 제2액화가스회수라인은, 상기 제1액화가스회수라인에 연결될 수 있다.Specifically, the second liquefied gas recovery line may be connected to the first liquefied gas recovery line.

구체적으로, 상기 카고탱크에 저장되는 액화가스를 상기 수요처로 공급하는 제2연료공급라인을 포함하고, 상기 제2연료공급라인에는 펌프 및 강제기화기가 마련될 수 있다.Specifically, a second fuel supply line for supplying the liquefied gas stored in the cargo tank to the customer may be provided, and a pump and a forced vaporizer may be provided in the second fuel supply line.

구체적으로, 상기 카고탱크에 저장되는 액화가스가 상기 버퍼탱크로 이동하도록 마련되는 액화가스충전라인을 포함할 수 있다.Specifically, it may include a liquefied gas filling line provided to move the liquefied gas stored in the cargo tank to the buffer tank.

구체적으로, 상기 액화가스충전라인은, 상기 제2연료공급라인에서 분기될 수 있다.Specifically, the liquefied gas filling line may be branched from the second fuel supply line.

구체적으로, 상기 버퍼탱크는, 상기 카고탱크에서 배출된 증발가스가 상기 수요처의 증발가스 소비량을 초과할 경우, 초과된 증발가스를 상기 증발가스회수라인을 통해 전달받아 저장하고, 상기 카고탱크에서 배출된 증발가스가 상기 수요처의 증발가스 소비량에 미치지 못할 경우, 저장된 증발가스 중 적어도 일부를 상기 수요처로 전달되는 가스에 상기 증발가스보충라인을 통해 보충할 수 있다.Specifically, the buffer tank, when the boil-off gas discharged from the cargo tank exceeds the amount of boil-off gas consumption of the customer, receives and stores the excess boil-off gas through the boil-off gas recovery line, and discharges it from the cargo tank. When the generated boil-off gas does not reach the consumption of the boil-off gas of the customer, at least a part of the stored boil-off gas may be supplemented with the gas delivered to the customer through the boil-off gas supplement line.

구체적으로, 상기 버퍼탱크는, 상기 카고탱크에서 상기 수요처로 연료로서의 액화가스를 공급하는 흐름과 독립적으로 마련될 수 있다.Specifically, the buffer tank may be provided independently from a flow of supplying liquefied gas as fuel from the cargo tank to the customer.

구체적으로, 상기 버퍼탱크는, 타입-C 압력탱크일 수 있다.Specifically, the buffer tank may be a Type-C pressure tank.

구체적으로, 상기 카고탱크에 저장된 액화가스는, 상기 버퍼탱크를 거치지 않고 상기 수요처로 연료로서 공급되되, 강제기화기에 의해 강제기화된 증발가스 상태로 상기 증발가스압축유닛의 상류에 합류될 수 있다.Specifically, the liquefied gas stored in the cargo tank may be supplied as fuel to the customer without passing through the buffer tank, and may be joined upstream of the boil-off gas compression unit in a state of boil-off gas forced by a forced carburetor.

구체적으로, 상기 수요처는, 메탄가를 조절할 필요가 있으면서 저압엔진인 XDF 엔진이고, 상기 증발가스압축유닛은, 상기 XDF 엔진의 요구압력에 대응되도록 압축하면서 액적이 포함된 증발가스가 들어가서는 되지 않는 원심형 저압압축기일 수 있다.Specifically, the customer is an XDF engine that is a low-pressure engine while it is necessary to adjust the methane number, and the boil-off gas compression unit is a centrifugal gas containing droplets while compressing so as to correspond to the required pressure of the XDF engine. It may be a type low compressor.

구체적으로, 상기 기액분리기는, 상기 카고탱크 내의 자연기화된 증발가스가 상기 제1연료공급라인을 통해 유입되고, 상기 카고탱크에서 배출되는 액화가스를 강제기화기에서 강제 기화하여 얻어지는 강제기화된 증발가스가 제2연료공급라인을 통해 유입되고, 상기 버퍼탱크에 저장된 증발가스가 상기 증발가스보충라인을 통해 유입되고, 유입된 증발가스에 함유된 액적을 제거하고 메탄가를 조절하여 상기 증발가스압축유닛으로 공급할 수 있다.Specifically, the gas-liquid separator is a forced evaporation gas obtained by forcibly evaporating the liquefied gas discharged from the cargo tank through the first fuel supply line and forcibly evaporating the liquefied gas discharged from the cargo tank. Is introduced through the second fuel supply line, the boil-off gas stored in the buffer tank is introduced through the boil-off gas replenishing line, and removes the droplets contained in the boil-off gas and adjusts the methane number to the boil-off gas compression unit. Can supply.

구체적으로, 상기 버퍼탱크의 내부 바닥까지 연장되는 상기 증발가스회수라인의 말단에 설치되어, 상기 버퍼탱크로 회수되는 증발가스가 상기 버퍼탱크에 충전된 액화가스에 응축되도록 하는 응축구조물을 더 포함할 수 있다.Specifically, it further comprises a condensation structure installed at the end of the boil-off gas recovery line extending to the inner bottom of the buffer tank so that the boil-off gas recovered to the buffer tank is condensed into the liquefied gas filled in the buffer tank. I can.

구체적으로, 상기 버퍼탱크에 설치되며, 상기 버퍼탱크에 저장된 증발가스를 상기 수요처의 연료로 공급할 때 작동되어 증발가스의 양을 증대시키면서 상기 버퍼탱크의 내부 압력을 상승시키는 압력생성유닛을 더 포함할 수 있다.Specifically, a pressure generating unit installed in the buffer tank and operated when supplying the boil-off gas stored in the buffer tank to the customer's fuel to increase the amount of boil-off gas and to increase the internal pressure of the buffer tank. I can.

구체적으로, 상기 버퍼탱크와 상기 증발가스압축유닛 사이에 마련되어, 상기 버퍼탱크에서 상기 증발가스압축유닛으로 공급되는 증발가스를 감압하는 감압수단을 더 포함할 수 있다.Specifically, a decompression means provided between the buffer tank and the boil-off gas compression unit may further include a decompression means for decompressing the boil-off gas supplied from the buffer tank to the boil-off gas compression unit.

본 발명의 다른 측면에 따른 선박은, 상기에 기재된 가스 처리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.A ship according to another aspect of the present invention is characterized in that it includes the gas treatment system described above.

본 발명에 따른 가스 처리 시스템, 이를 이용한 가스 처리 방법 및 이를 포함하는 선박은, 카고탱크에 저장된 액화가스를 연료로 사용하는 선박에서, 카고탱크에서 수요처의 연료로 공급되는 자연기화된 증발가스 및/또는 강제기화된 증발가스를 버퍼탱크를 이용하여 처리함으로써, 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있다.A gas treatment system according to the present invention, a gas treatment method using the same, and a ship including the same, in a ship using liquefied gas stored in a cargo tank as fuel, a naturally vaporized boil-off gas supplied from a cargo tank as a fuel of a customer and/ Alternatively, by treating the forcibly evaporated boil-off gas using a buffer tank, the boil-off gas can be efficiently treated.

또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템, 이를 이용한 가스 처리 방법 및 이를 포함하는 선박은, 카고탱크 내에서 자연적으로 발생하는 증발가스가 수요처에서 요구하는 연료량보다 많거나 일시적으로 많이 발생할 경우 버퍼탱크에 저장할 수 있도록 구성함으로써, 증발가스를 가스연소유닛에 의해 태워버리거나 외부로 방출하는 양을 줄일 수 있어, 증발가스의 불필요한 낭비를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 카고탱크의 내압 안정성을 보장할 수 있다.In addition, the gas treatment system according to the present invention, a gas treatment method using the same, and a ship including the same, are stored in the buffer tank when the amount of boil-off gas naturally occurring in the cargo tank is greater or temporarily greater than the amount of fuel required by the customer. By configuring so that it is possible to reduce the amount of boil-off gas burned by the gas combustion unit or discharged to the outside, unnecessary waste of the boil-off gas can be prevented, and the internal pressure stability of the cargo tank can be ensured.

또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템, 이를 이용한 가스 처리 방법 및 이를 포함하는 선박은, 카고탱크에서 수요처로 연료로서의 액화가스를 공급하는 흐름과 독립적으로 버퍼탱크를 구성하되, 버퍼탱크에 저장된 증발가스를 필요에 따라 선택적으로 수요처의 연료로 공급할 수 있도록 구성함으로써, 액화가스를 수요처로 공급하기 위한 연료펌프, 연료기화기 등이 구비되어야 하는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 예시로서의 연료탱크와 달리 액화가스 연료 공급을 위한 주변 장치를 단순화 할 수 있다.In addition, the gas treatment system according to the present invention, a gas treatment method using the same, and a ship including the same constitute a buffer tank independently from the flow of supplying liquefied gas as fuel from the cargo tank to the customer, but the boil-off gas stored in the buffer tank Unlike a fuel tank as an example for explaining the effect of the present invention, a fuel pump for supplying liquefied gas to a consumer, a fuel carburetor, etc., should be provided by configuring to selectively supply the liquefied gas to the consumer as needed. Peripheral devices for fuel supply can be simplified.

또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템, 이를 이용한 가스 처리 방법 및 이를 포함하는 선박은, 카고탱크 내의 자연기화된 증발가스를 수요처의 주연료로 공급하되, 버퍼탱크에 저장된 증발가스를 수요처의 보조연료로 공급하도록 구성함으로써, 버퍼탱크가 액화가스 연료 공급을 위한 연료펌프를 필요로 하지 않으므로, 버퍼탱크의 유량 및 내압이 낮아지더라도 본 발명의 효과를 설명하기 위한 예시로서의 연료탱크와 달리 연료펌프의 구동에 필요한 유효흡입수두 및 유입압력 불충족으로 인한 연료공급 중단 및 쿨다운 문제를 고려하지 않아도 된다.In addition, the gas treatment system according to the present invention, the gas treatment method using the same, and the ship including the same, supply the natural vaporized boil-off gas in the cargo tank as the main fuel of the customer, but the boil-off gas stored in the buffer tank is used as the auxiliary fuel of the customer. Since the buffer tank does not require a fuel pump for supplying the liquefied gas fuel, the buffer tank does not require a fuel pump to supply the liquefied gas fuel, so even if the flow rate and the internal pressure of the buffer tank are lowered, unlike the fuel tank as an example for explaining the effect of the present invention, There is no need to consider the problem of fuel supply interruption and cooldown due to insufficient effective suction head and inlet pressure required for operation.

또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템, 이를 이용한 가스 처리 방법 및 이를 포함하는 선박은, 버퍼탱크에서 액화가스를 수요처의 연료로 공급하지 않고 증발가스만을 수요처의 연료로 공급하도록 구성함으로써, 버퍼탱크가 본 발명의 효과를 설명하기 위한 예시로서의 연료탱크와 달리 액화가스를 수요처의 연료로 사용하기 위해 일정 범위의 유량 및 내압을 유지하지 않아도 되어, 액화가스의 유량 및 내압 유지로부터 자유로울 수 있다.In addition, the gas treatment system according to the present invention, a gas treatment method using the same, and a ship including the same, are configured to supply only boil-off gas as the fuel of the customer without supplying the liquefied gas as the fuel of the customer from the buffer tank, so that the buffer tank is Unlike the fuel tank as an example for explaining the effect of the present invention, in order to use liquefied gas as a fuel of a consumer, it is not necessary to maintain a certain range of flow rate and internal pressure, and thus it can be free from maintaining the flow rate and internal pressure of the liquefied gas.

또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템, 이를 이용한 가스 처리 방법 및 이를 포함하는 선박은, 버퍼탱크에 수요처의 연료와 상관 없이 액화가스를 충전하여 내부의 증발가스를 액화가스에 응축시켜 저장할 수 있게 하되, 충전된 액화가스가 팽창하는 등 버퍼탱크로부터의 방출이 필요할 경우 카고탱크로 복귀할 수 있도록 구성함으로써, 본 발명의 효과를 설명하기 위한 예시로서의 연료탱크에서 액화가스의 방출 구성이 없는 것 대비 액화가스의 팽창으로부터 버퍼탱크의 안정성을 확보할 수 있다.In addition, the gas treatment system according to the present invention, the gas treatment method using the same, and the ship including the same, the buffer tank is filled with liquefied gas irrespective of the fuel of the customer, so that the internal boil-off gas can be condensed into the liquefied gas and stored. , When discharge from the buffer tank is required, such as expansion of the filled liquefied gas, it is configured to return to the cargo tank, thereby liquefying the liquefied gas compared to the absence of the discharge configuration of the liquefied gas from the fuel tank as an example for explaining the effect of the present invention. The stability of the buffer tank can be secured from the expansion of gas.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템을 이용한 가스 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템을 이용한 가스 처리 방법을 설명하기 위한 제1부분 순서도이다.
도 8은 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템을 이용한 가스 처리 방법을 설명하기 위한 제2부분 순서도이다.
도 9는 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템을 이용한 가스 처리 방법을 설명하기 위한 제3부분 순서도이다.
1 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a third embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a fifth embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a gas treatment method using the gas treatment system according to the first to fifth embodiments of the present invention.
7 is a first partial flow chart for explaining a gas treatment method using the gas treatment system according to the first to fifth embodiments of the present invention.
8 is a second partial flow chart for explaining a gas treatment method using the gas treatment system according to the first to fifth embodiments of the present invention.
9 is a third partial flow chart for explaining a gas treatment method using the gas treatment system according to the first to fifth embodiments 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, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 명세서에서 가스는 LNG는 물론 비등점이 상온보다 낮아 저장을 위해 강제로 액화되며 발열량을 갖는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 물질을 포괄하는 의미로 사용될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For reference, in the present specification, the gas is forcibly liquefied for storage because the boiling point is lower than room temperature as well as LNG, and it can be used to encompass all materials generally stored in a liquid state, such as LPG, ethylene, ammonia, etc. having a calorific value.

또한, 가스는 액화가스, 자연기화된 증발가스, 강제기화된 증발가스, 잉여 증발가스를 포괄할 수 있다.In addition, the gas may include liquefied gas, natural evaporated evaporated gas, forced evaporated evaporated gas, and excess evaporated gas.

다만, 증발가스는 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미일 수 있고, 액화가스는 액체 상태의 액화가스뿐만 아니라 기화된 액화가스를 포함하는 의미일 수 있다.However, the evaporated gas may mean not only the evaporated gas in a gaseous state, but also a liquefied evaporated gas, and the liquefied gas may mean not only the liquefied gas in the liquid state but also the vaporized liquefied gas.

본 발명은 이하에서 설명하는 다양한 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1, 2, 3, 4, 5) 중 어느 하나가 구비되는 선박(S)을 포함하며, 이때 선박(S)은 가스 운반선, 가스가 아닌 화물이나 사람을 운반하는 상선, FSRU, FLNG, Bunkering vessel, 해양플랜트 등을 모두 포함하는 개념임을 알려둔다.The present invention includes a ship (S) provided with any one of the gas treatment system (1, 2, 3, 4, 5) according to various embodiments described below, wherein the ship (S) is a gas carrier, gas It should be noted that it is a concept that includes all of the commercial ships, FSRU, FLNG, bunkering vessels, offshore plants, etc. that carry cargo or people.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 별도의 연료탱크 없이 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 연료로 사용하는 선박(S)에서, 카고탱크(10) 내부에 자연적으로 발생하는 증발가스를 버퍼탱크(80)에서 처리하도록 구비될 수 있다.As shown in Figure 1, the gas treatment system 1 according to the first embodiment of the present invention, in the ship S using the liquefied gas stored in the cargo tank 10 as fuel without a separate fuel tank, It may be provided to treat the boil-off gas naturally occurring inside the cargo tank 10 in the buffer tank 80.

카고탱크(10)는, 선박(S)의 선체 내에 하나 이상 설치되어 화물 및 연료로서의 액화가스를 저장할 수 있으며, 멤브레인형 탱크나 독립형 탱크 등과 같이 공지되어 있는 어떠한 종류의 탱크라도 사용될 수 있다.One or more cargo tanks 10 may be installed in the hull of the ship S to store cargo and liquefied gas as fuel, and any known type of tank such as a membrane type tank or an independent tank may be used.

일반적으로 카고탱크는, 저장된 액화가스가 지속적으로 자연기화되어 내부에 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 발생하게 되고, 발생된 증발가스는 카고탱크 내의 압력을 증가시키며 선박의 요동에 따라 액화가스의 유동을 가속시켜 탱크의 구조적인 문제를 야기시킬 수 있기 때문에, 증발가스의 발생을 억제할 필요가 있다.In general, in a cargo tank, the stored liquefied gas is continuously evaporated to generate boil-off gas (BOG) inside, and the generated boil-off gas increases the pressure in the cargo tank and is liquefied according to the fluctuation of the ship. Since the flow of gas can be accelerated to cause a structural problem of the tank, it is necessary to suppress the generation of boil-off gas.

이에 따라 기존에는 선박의 카고탱크 내에서의 증발가스를 억제 및 처리하기 위한 방안으로, 증발가스를 카고탱크의 외부로 배출시켜 소각해 버리는 방법, 증발가스를 카고탱크의 외부로 배출시켜 재액화 장치에 의해 재액화시킨 후 다시 카고탱크로 복귀시키는 방법, 선박의 추진기관에서 사용되는 연료로서 증발가스를 사용하는 방법, 카고탱크의 내부압력을 높게 유지하여 증발가스의 발생을 억제하는 방법 등이 단독으로 혹은 복합적으로 사용되고 있다.Accordingly, conventionally, as a method to suppress and treat boil-off gas in the cargo tank of a ship, a method of discharging boil-off gas to the outside of the cargo tank and incineration, and a reliquefaction device by discharging the boil-off gas to the outside of the cargo tank. The method of returning to the cargo tank after reliquefaction by means of the vessel, the method of using evaporative gas as fuel used in the propulsion engine of the ship, and the method of suppressing the generation of evaporative gas by maintaining the internal pressure of the cargo tank high are independent. It is used as or in combination.

증발가스 재액화 장치가 탑재된 선박의 경우에는, 카고탱크의 적정 압력 유지를 위해 카고탱크 내부의 증발가스를 카고탱크 외부로 배출시켜 재액화 장치를 통해 재액화시키게 된다. 이때, 배출된 증발가스는 냉동 사이클을 포함하는 재액화 장치에서 초저온으로 냉각된 냉매, 예를 들어 질소, 혼합냉매 등과의 열교환을 통해 재액화된 후 카고탱크로 복귀된다.In the case of a ship equipped with a boil-off gas re-liquefaction device, the boil-off gas inside the cargo tank is discharged to the outside of the cargo tank in order to maintain the proper pressure of the cargo tank, and the boil-off gas is reliquefied through the re-liquefaction device. At this time, the discharged boil-off gas is re-liquefied through heat exchange with a refrigerant cooled to an ultra-low temperature in a re-liquefaction device including a refrigeration cycle, for example, nitrogen and mixed refrigerant, and then returned to the cargo tank.

저압엔진 추진시스템을 탑재한 선박의 경우에는, 재액화 설비를 설치하지 않고 증발가스압축유닛과 가열만으로 증발가스를 처리한 후 저압엔진에 연료로서 공급하여 증발가스를 소비하였기 때문에 엔진의 연료 소비량이 증발가스의 발생량보다 적을 때는 증발가스를 가스연소유닛(GCU; Gas Combustion Unit)에서 연소시켜 버리거나 대기중으로 버릴(venting) 수 밖에 없다.In the case of ships equipped with a low-pressure engine propulsion system, the fuel consumption of the engine is fuel consumption by supplying the boil-off gas as fuel to the low-pressure engine after processing the boil-off gas by only heating the boil-off gas compression unit without installing a reliquefaction facility. When the amount of boil-off gas is less than the generated amount, the boil-off gas must be burned in a gas combustion unit (GCU) or vented to the atmosphere.

그리고 재액화 설비와 저압엔진을 탑재한 선박은, 재액화 설비에 의해 증발가스를 처리할 수 있음에도 불구하고 질소가스를 이용한 재액화 장치 운전의 복잡성으로 인해 전체 시스템의 제어가 복잡하고 상당한 양의 동력이 소모된다.In addition, ships equipped with reliquefaction facilities and low-pressure engines can process boil-off gas by the reliquefaction facility, but due to the complexity of operating the reliquefaction device using nitrogen gas, the control of the entire system is complicated and a considerable amount of power is required. Is consumed.

상기한 바와 같이, 선박의 카고탱크 내에서의 증발가스를 억제 및 처리하기 위해서는 가스연소유닛을 사용하거나 재액화 장치를 사용해야 하는데, 가스연소유닛을 사용하는 경우에는 연료가스의 손실이 발생하고, 재액화장치를 사용할 경우에는 시스템이 커지게 되고 상당한 설치비 및 유지비용이 발생하는 것이 현실이다.As described above, in order to suppress and treat the boil-off gas in the cargo tank of the ship, a gas combustion unit or a reliquefaction device must be used. In the case of using a gas combustion unit, fuel gas loss occurs and ash In the case of using a liquefier, the system becomes large, and considerable installation and maintenance costs are incurred.

띠라서, 카고탱크로부터 자연적으로 발생하는 증발가스를 비롯하여 액화가스를 효율적으로 처리하기 위한 시스템 및 방법에 대한 연구 개발이 지속적으로 이루어질 필요가 있는데, 본 실시예에서는, 카고탱크(10)로부터 자연적으로 발생하는 증발가스를 비롯하여 액화가스를 효율적으로 처리하는 방안으로 버퍼탱크(80)가 포함된 시스템을 제공하며, 이하에서 구체적으로 설명한다.Therefore, there is a need to continuously research and develop a system and method for efficiently treating liquefied gas, including boil-off gas naturally occurring from the cargo tank. In this embodiment, naturally from the cargo tank 10 A system including a buffer tank 80 is provided as a method for efficiently treating the generated boil-off gas and liquefied gas, which will be described in detail below.

본 실시예의 가스 처리 시스템(1)은, 카고탱크(10), 수요처(20a), 펌프(30), 강제기화기(40a), 기액분리기(50), 증발가스압축유닛(60a), 증발가스냉각기(70), 버퍼탱크(80), 감압수단(90), 가스연소유닛(100)을 포함할 수 있다.The gas treatment system 1 of this embodiment includes a cargo tank 10, a customer 20a, a pump 30, a forced vaporizer 40a, a gas-liquid separator 50, an evaporative gas compression unit 60a, and an evaporative gas cooler. 70, a buffer tank 80, a pressure reducing means 90, may include a gas combustion unit (100).

카고탱크(10)는, 액화가스를 저장할 수 있다. 카고탱크(10)의 내부에 저장된 액화가스와, 내부에 자연적으로 발생되는 증발가스는 수요처(20a)의 연료로 사용될 수 있다.The cargo tank 10 may store liquefied gas. The liquefied gas stored in the cargo tank 10 and the boil-off gas naturally generated therein may be used as fuel for the customer 20a.

카고탱크(10) 내부에 자연기화된 증발가스는, 기액분리기(50) 및 증발가스압축유닛(60a)가 마련되는 제1연료공급라인(L1)을 통해 수요처(20a)에 공급될 수 있다. 또한, 카고탱크(10)에 저장되어 연료로 사용되는 액화가스는, 펌프(30) 및 강제기화기(40a)가 마련되는 제2연료공급라인(L2)을 통해 수요처(20a)에 공급될 수 있다. 또한, The boil-off gas naturally vaporized in the cargo tank 10 may be supplied to the customer 20a through the first fuel supply line L1 in which the gas-liquid separator 50 and the boil-off gas compression unit 60a are provided. In addition, the liquefied gas stored in the cargo tank 10 and used as fuel may be supplied to the customer 20a through the second fuel supply line L2 provided with the pump 30 and the forced carburetor 40a. . Also,

상기한 제1연료공급라인(L1), 제2연료공급라인(L2)뿐만 아니라, 이하에서 언급될 증발가스보충라인(L3), 증발가스회수라인(L4), 제1액화가스회수라인(L5), 액화가스충전라인(L6), 제2액화가스회수라인(L7), 증발가스방출라인(L8) 등 모든 가스라인에는 액화가스 또는 증발가스의 유량을 조절하는 밸브(도면부호 미도시)가 다수 마련될 수 있으며, 또한 액화가스 또는 증발가스가 역류되는 것을 방지하기 위한 체크밸브(도면부호 미도시)가 다수 마련될 수 있음은 물론이다.In addition to the above-described first fuel supply line (L1) and second fuel supply line (L2), the boil-off gas replenishment line (L3), the boil-off gas recovery line (L4), and the first liquefied gas recovery line (L5) to be mentioned below. ), the liquefied gas filling line (L6), the second liquefied gas recovery line (L7), the boil-off gas discharge line (L8), etc., all gas lines have a valve (not shown) that controls the flow rate of the liquefied gas or boil-off gas. It goes without saying that a number of check valves (not shown) may be provided for preventing the liquefied gas or evaporative gas from flowing backward.

카고탱크(10)에서 수요처(20a)의 연료로 공급되는 액화가스는, 후술함에 의해 밝혀지겠지만, 버퍼탱크(80)를 거치지 않는다. 이러한 액화가스는 수요처(20a)에 공급되기 전에 강제기화기(40a)에 의해 강제 기화됨은 물론이다.Liquefied gas supplied as fuel from the cargo tank 10 to the customer 20a, as will be described later, does not pass through the buffer tank 80. It goes without saying that this liquefied gas is forcibly vaporized by the forced vaporizer 40a before being supplied to the consumer 20a.

본 실시예는 카고탱크(10) 내부에서 자연적으로 발생하는 증발가스가 수요처(20a)에서 요구하는 연료량보다 많거나 일시적으로 많이 발생할 경우, 카고탱크(10)의 안전을 위해 증발가스를 버퍼탱크(80)로 회수시켜 저장할 수 있다. 이를 통해 가스 처리 시스템(1)은, 카고탱크(10)로부터 수요처(20a)의 연료로 공급되는 증발가스의 양이 수요처(20a)의 연료소비량보다 많아 남게 되는 잉여 증발가스를 가스연소유닛(100)에 의해 태워버리거나 외부로 방출하는 양을 줄일 수 있어, 증발가스의 불필요한 낭비를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 카고탱크(10)의 내압 안정성을 보장할 수 있다.In this embodiment, when the boil-off gas naturally occurring inside the cargo tank 10 is more than or temporarily generated more than the fuel amount required by the customer 20a, the boil-off gas is used in the buffer tank for safety of the cargo tank 10 ( 80) can be recovered and stored. In this way, the gas treatment system 1 converts the excess boil-off gas from the cargo tank 10 to the fuel of the customer 20a, which remains larger than the fuel consumption of the customer 20a. ), it is possible to reduce the amount that is burned or discharged to the outside, thereby preventing unnecessary waste of boil-off gas, as well as ensuring the internal pressure stability of the cargo tank 10.

카고탱크(10)에 저장된 액화가스는, 버퍼탱크(80) 내부의 증발가스를 응축하여 저장할 수 있도록, 제2연료공급라인(L2)으로부터 분지되는 액화가스충전라인(L6)을 통해 버퍼탱크(80)에 충전될 수 있다. 버퍼탱크(80)에 충전된 액화가스가 팽창하여 위험요소로 작용하는 등 방출이 필요할 경우, 제2액화가스회수라인(L7)을 통해 버퍼탱크(80)로부터 카고탱크(10)로 복귀될 수 있다. 여기서, 제2액화가스회수라인(L7)은, 도시된 바와 같이, 일단부가 버퍼탱크(80)의 하부에 연결되고 타단부가 카고탱크(10)에 연결되되, 카고탱크(10)의 내부까지 연장될 수 있다. 또한, 제2액화가스회수라인(L7)은, 도시하지는 않았지만, 타단부가 제1액화가스회수라인(L5)에 연결되어 액화가스를 카고탱크(10)로 복귀시킬 수 있음은 물론이다.The liquefied gas stored in the cargo tank 10 is a buffer tank through the liquefied gas filling line L6 branched from the second fuel supply line L2 so that the boil-off gas inside the buffer tank 80 can be condensed and stored. 80) can be charged. When the liquefied gas filled in the buffer tank 80 expands and acts as a risk factor, etc., when discharge is required, it can be returned from the buffer tank 80 to the cargo tank 10 through the second liquefied gas recovery line L7. have. Here, the second liquefied gas recovery line (L7), as shown, one end is connected to the lower portion of the buffer tank 80 and the other end is connected to the cargo tank 10, to the inside of the cargo tank 10 Can be extended. In addition, although not shown, the second liquefied gas recovery line L7 may be connected to the first liquefied gas recovery line L5 to return the liquefied gas to the cargo tank 10.

제2액화가스회수라인(L7)을 통해 버퍼탱크(80)로부터 카고탱크(10)로 복귀되는 액화가스는, 제2액화가스회수라인(L7)에 펌프 등의 액화가스 이송 수단을 설치하지 않고 중력에 의한 자유흐름에 의해 복귀시킬 수 있는데, 이는 버퍼탱크(80)를 선체 내에 설치되는 카고탱크(10)보다 높은 레벨인 갑판 등에 설치함에 의해 가능하다. 버퍼탱크(80)는 카고탱크(10)와 유사한 높이의 레벨 즉, 선체 내에 설치될 경우 액화가스의 복귀를 위해 제2액화가스회수라인(L7)에 펌프 등의 액화가스 이송 수단을 설치할 수 있음은 물론이다.The liquefied gas returned to the cargo tank 10 from the buffer tank 80 through the second liquefied gas recovery line L7 is not provided with a liquefied gas transfer means such as a pump in the second liquefied gas recovery line L7. It can be restored by free flow due to gravity, which is possible by installing the buffer tank 80 on a deck that is at a higher level than the cargo tank 10 installed in the hull. When the buffer tank 80 has a level similar to that of the cargo tank 10, that is, when installed in the hull, a liquefied gas transfer means such as a pump can be installed in the second liquefied gas recovery line L7 to return the liquefied gas. Of course.

수요처(20a)는, 선박(S)의 추진 혹은 발전을 위해 설치되는 엔진 등의 장치를 의미할 수 있으며, 예를 들어 MEGI 엔진, XDF 엔진, DFDE에 포함된 DF 엔진, DF 보일러 엔진, 터빈 엔진, 발전 엔진 등일 수 있다.The demander 20a may mean a device such as an engine installed for propulsion or power generation of the ship S, for example, a MEGI engine, an XDF engine, a DF engine included in DFDE, a DF boiler engine, a turbine engine. , A power generation engine, and the like.

수요처(20a)는, 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 강제기화시켜 발생되는 강제기화된 증발가스나, 카고탱크(10) 내에서 액화가스가 자연기화되어 발생되는 자연기화된 증발가스를 연료로 하여 동력을 발생시킬 수 있다.The consumer 20a is fueled by forcibly vaporized evaporated gas generated by forcibly evaporating the liquefied gas stored in the cargo tank 10 or the natural evaporated evaporated gas generated by the natural evaporation of the liquefied gas in the cargo tank 10. Power can be generated by using.

또한, 수요처(20a)는, 카고탱크(10)로부터 강제기화된 증발가스 및/또는 자연기화된 증발가스가 수요처(20a)의 증발가스 소비량에 미치지 못할 경우, 버퍼탱크(80)에 저장된 증발가스 중 적어도 일부를 증발가스보충라인(L3)을 통해 전달받아 동력을 발생시킬 수 있다.In addition, the customer (20a), when the boil-off gas forcibly evaporated from the cargo tank 10 and / or the boil-off gas that is natural evaporated does not reach the consumption of the boil-off gas of the customer (20a), the boil-off gas stored in the buffer tank (80) At least some of them may be transmitted through the boil-off gas supplement line L3 to generate power.

본 실시예에서 수요처(20a)는, 메탄가를 조절할 필요가 있으면서 10bar 내지 20bar 범위의 저압에서 구동하는 종류의 저압엔진인 XDF 엔진일 수 있다. 이러한 XDF 엔진을 적용함으로 인해, 본 실시예에서는 증발가스압축유닛(60a)으로 저압압축기(LD Compressor)가 적용되며, 메탄가 조절 기능을 하는 기액분리기(50)가 적용된다. 본 실시예에서는 수요처(20a)로 XDF 엔진을 적용하는 경우를 설명하지만, 이에 한정하지 않고 메탄가를 조절할 필요가 있으면서 저압에서 구동하는 다른 저압엔진도 적용할 수 있음은 물론이다. 또한, 본 실시예에서 수요처(20a)는, 선박(S)을 추진하는 메인 엔진인 XDF 엔진 이외에도 전기를 발전하는 발전 엔진 등을 포함할 수 있음은 물론이다.In this embodiment, the consumer 20a may be an XDF engine, which is a type of low-pressure engine that needs to adjust the methane number and operates at a low pressure in the range of 10 bar to 20 bar. Due to the application of such an XDF engine, in the present embodiment, a low compressor (LD Compressor) is applied as the boil-off gas compression unit 60a, and a gas-liquid separator 50 that controls methane number is applied. In this embodiment, a case of applying the XDF engine to the customer 20a is described, but it is not limited thereto, and other low-pressure engines driven at low pressure can be applied while the need to adjust the methane number is not limited thereto. In addition, in addition to the XDF engine, which is the main engine that propels the ship S, the demander 20a in the present embodiment may, of course, include a power generation engine that generates electricity.

펌프(30)는, 카고탱크(10)의 내부에 설치되어 외부로 배출되는 액화가스를 가압할 수 있으며, 카고탱크(10)의 저면까지 연장되는 제2연료공급라인(L2)에 설치될 수 있다.The pump 30 may be installed inside the cargo tank 10 to pressurize the liquefied gas discharged to the outside, and may be installed in the second fuel supply line L2 extending to the bottom of the cargo tank 10. have.

이러한 펌프(30)는, 액화가스를 압축하여 이송하기 위한 연료펌프일 수 있다.This pump 30 may be a fuel pump for compressing and transferring liquefied gas.

펌프(30)에 의해 압축된 액화가스는, 버퍼탱크(80)를 거치지 않고 강제기화기(40a), 기액분리기(50), 증발가스압축유닛(60a)을 거쳐 수요처(20a)의 연료로 공급될 수 있다. 또한, 펌프(30)에 의해 압축된 액화가스는, 버퍼탱크(80) 내부의 증발가스를 응축 저장하기 위한 목적 등 필요에 따라 제2연료공급라인(L2)으로부터 분지되는 액화가스충전라인(L6)을 통해 버퍼탱크(80)로도 공급될 수 있다.The liquefied gas compressed by the pump 30 will be supplied as fuel to the customer 20a through the forced vaporizer 40a, the gas-liquid separator 50, and the boil-off gas compression unit 60a without going through the buffer tank 80. I can. In addition, the liquefied gas compressed by the pump 30 is a liquefied gas filling line (L6) branched from the second fuel supply line (L2) as necessary, such as for the purpose of condensing and storing the boil-off gas inside the buffer tank (80). ) May also be supplied to the buffer tank 80.

강제기화기(40a)는, 제2연료공급라인(L2)에 마련될 수 있으며, 펌프(30)로부터 이송되는 액화가스를 강제로 기화시킬 수 있다.The forced vaporizer 40a may be provided in the second fuel supply line L2 and may forcibly vaporize the liquefied gas transferred from the pump 30.

강제기화기(40a)에서 액화가스를 강제 기화하여 얻어지는 강제기화된 증발가스는, 버퍼탱크(80)를 거치지 않고 기액분리기(50)를 거쳐 증발가스압축유닛(60a)의 상류로 합류될 수 있다.The forced vaporization gas obtained by forcibly vaporizing the liquefied gas in the forced vaporizer 40a may be joined upstream of the vaporized gas compression unit 60a through the gas-liquid separator 50 without passing through the buffer tank 80.

강제기화된 증발가스에는 메탄 성분 이외에도 다른 성분(프로판, 부탄 등)이 함유되어 있고, 액적을 포함하고 있어, 수요처(20a)로서 메탄가를 조절할 필요가 있는 종류의 엔진이 적용되고, 증발가스압축유닛(60a)으로서 액적이 포함된 증발가스가 들어가서는 되지 않는 종류의 원심형 압축기가 적용될 경우, 수요처(20a) 및 증발가스압축유닛(60a)의 성능향상을 위해 메탄가를 조절하면서 액적을 제거할 필요가 있는데, 강제기화기(40a)와 증발가스압축유닛(60a) 사이에 기액분리기(50)가 마련됨으로써, 해결할 수 있다.In addition to the methane component, the forced evaporation gas contains other components (propane, butane, etc.) in addition to the methane component, and contains droplets, so that the type of engine that needs to control the methane number as a customer 20a is applied, and the evaporation gas compression unit (60a) When a type of centrifugal compressor that does not allow boil-off gas containing droplets to enter is applied, it is necessary to remove droplets while adjusting the methane number to improve the performance of the customer (20a) and the boil-off gas compression unit (60a). There is, by providing a gas-liquid separator 50 between the forced vaporizer (40a) and the boil-off gas compression unit (60a), it can be solved.

본 실시예에서 강제기화기(40a)는, 수요처(20a)가 10bar 내지 20bar 범위의 저압에서 구동하는 종류의 저압엔진인 XDF 엔진이고, 증발가스압축유닛(60a)이 저압압축기(LD Compressor)이므로, 저압기화기(LP Vaporizer)일 수 있다.In this embodiment, the forced carburetor 40a is an XDF engine, which is a type of low-pressure engine driven at a low pressure in the range of 10 bar to 20 bar, and the boil-off gas compression unit 60a is an LD compressor, It may be a low pressure vaporizer (LP Vaporizer).

기액분리기(50)는, 증발가스압축유닛(60a)의 상류에 마련되어 증발가스압축유닛(60a)으로 공급되는 증발가스를 액상과 기상으로 상분리시켜 기상의 증발가스만 증발가스압축유닛(60a)으로 공급되도록 할 수 있다. 또한, 기액분리기(50)는, 증발가스의 메탄가를 조절하여 수요처(20a)에 공급되도록 할 수 있다.The gas-liquid separator 50 is provided upstream of the boil-off gas compression unit 60a to phase-separate the boil-off gas supplied to the boil-off gas compression unit 60a into a liquid phase and a gas phase, so that only the boil-off gas in the gas phase is transferred to the boil-off gas compression unit 60a. Can be supplied. In addition, the gas-liquid separator 50 may be supplied to the customer 20a by adjusting the methane number of the boil-off gas.

이러한 기액분리기(50)는, 강제기화기(40a)에서 액화가스를 강제 기화하여 얻어지는 강제기화된 증발가스가 제2연료공급라인(L2)을 통해 유입될 수 있다. 강제기화된 증발가스는 메탄 이외에도 프로판, 부탄 등의 성분이 함유되어 있고, 액적을 다량 포함하고 있는데, 기액분리기(50)에서 메탄가가 조절 및 액적이 제거될 수 있다.In the gas-liquid separator 50, the forced vaporized boil-off gas obtained by forcibly vaporizing the liquefied gas in the forced vaporizer 40a may be introduced through the second fuel supply line L2. The forced evaporation gas contains components such as propane and butane in addition to methane, and contains a large amount of droplets, and the methane number can be adjusted and the droplets can be removed in the gas-liquid separator 50.

또한, 기액분리기(50)는, 카고탱크(10) 내의 자연기화된 증발가스가 제1연료공급라인(L1)을 통해 유입될 수 있다. 자연기화된 증발가스는 대부분 메탄 성분으로 이루어져 있지만, 액적을 다소 포함하고 있어, 기액분리기(50)에서 액적이 제거될 수 있다.In addition, in the gas-liquid separator 50, the naturally vaporized boil-off gas in the cargo tank 10 may be introduced through the first fuel supply line L1. The naturally vaporized boil-off gas is mostly composed of methane, but contains some droplets, so that droplets can be removed from the gas-liquid separator 50.

또한, 기액분리기(50)는, 버퍼탱크(80)에 저장된 잉여 증발가스가 증발가스보충라인(L3)을 통해 유입될 수 있다. 이때 잉여 증발가스는 증발가스보충라인(L3)에 마련되는 감압수단(90)에 의해 감압된 후에 기액분리기(50)로 유입될 수 있다. 잉여 증발가스는 대부분 메탄 성분으로 이루어져 있지만, 액적을 다소 포함하고 있어, 기액분리기(50)에서 액적이 제거될 수 있다.In addition, the gas-liquid separator 50 may introduce excess boil-off gas stored in the buffer tank 80 through the boil-off gas supplement line L3. At this time, the excess boil-off gas may be introduced into the gas-liquid separator 50 after being depressurized by the decompression means 90 provided in the boil-off gas supplement line L3. The excess evaporation gas is mostly composed of methane, but contains some droplets, so that the droplets can be removed in the gas-liquid separator 50.

이와 같이 기액분리기(50)에서 메탄가가 조절되고 액상이 제거된 증발가스는, 제1연료공급라인(L1)을 통해 증발가스압축유닛(60a)으로 공급할 수 있다.The boil-off gas from which the methane number has been adjusted and the liquid phase has been removed in the gas-liquid separator 50 may be supplied to the boil-off gas compression unit 60a through the first fuel supply line L1.

기액분리기(50)로 유입되는 증발가스는, 자연기화된 증발가스(잉여 증발가스 포함)와 강제기화된 증발가스를 모두 포함하는데, 전술한 바와 같이 강제기화된 증발가스에는 메탄 성분 이외에도 다른 성분이 함유되어 있고, 모든 증발가스에는 액적을 포함하고 있어, 본 실시예와 같이 수요처(20a)로서 메탄가를 조절할 필요가 있는 종류의 엔진이 적용되고, 증발가스압축유닛(60a)으로서 액적이 포함된 증발가스가 들어가서는 되지 않는 종류의 원심형 압축기가 적용될 경우, 수요처(20a) 및 증발가스압축유닛(60a)의 성능향상을 위해 기액분리기(50)를 이용하여 메탄가를 조절하면서 액적을 제거할 필요가 있다. 특히, 본 실시예는 강제기화기(40a)에서 액화가스를 강제 기화하여 얻어지는 강제기화된 증발가스가 증발가스압축유닛(60a)의 상류에 합류되는 구조이기 때문에 기액분리기(50)가 필수적으로 마련되어야 한다.The boil-off gas that flows into the gas-liquid separator 50 includes both naturally-evaporated boil-off gas (including excess boil-off gas) and forcibly evaporated boil-off gas. Is contained, and all boil-off gases contain droplets, so the type of engine that needs to control the methane number as the customer 20a is applied as in this embodiment, and the evaporation containing droplets as the boil-off gas compression unit 60a When a type of centrifugal compressor that does not allow gas to enter is applied, it is necessary to remove droplets while adjusting the methane number using the gas-liquid separator 50 to improve the performance of the customer 20a and the boil-off gas compression unit 60a. have. In particular, in this embodiment, the gas-liquid separator 50 must be provided because the forcibly vaporized boil-off gas obtained by forcibly vaporizing the liquefied gas in the forced vaporizer 40a is joined upstream of the boil-off gas compression unit 60a. do.

상기한 기액분리기(50)에는, 증발가스로부터 상분리된 액상의 증발가스, 즉 액화가스가 채워지게 되는데, 채워진 액화가스는 제1액화가스회수라인(L5)을 통해 카고탱크(10)로 회수된다. 제1액화가스회수라인(L5)은 일단부가 기액분리기(50)의 하부에 연결되고, 타단부가 카고탱크(10)의 내부까지 연장될 수 있다.The gas-liquid separator 50 is filled with a liquid boil-off gas phase-separated from the boil-off gas, that is, liquefied gas, and the filled liquefied gas is recovered to the cargo tank 10 through the first liquefied gas recovery line L5. . One end of the first liquefied gas recovery line L5 may be connected to the lower portion of the gas-liquid separator 50 and the other end may extend to the inside of the cargo tank 10.

증발가스압축유닛(60a)은, 연료로서의 증발가스를 수요처(20a)에 공급하기 위해 설치되는 가압장치를 의미할 수 있으며, 예를 들어 원심형 압축기, 스크류형 압축기, 왕복동형 압축기 등일 수 있다. 이러한 증발가스압축유닛(60a)은, 도시된 바와 같이 다단으로 구성될 수 있으며, 예를 들어 4단이 한 세트로 구성되며, 두 세트가 병렬로 배치되어 적어도 어느 하나의 세트가 선택적으로 작동될 수 있다.The boil-off gas compression unit 60a may mean a pressurizing device installed to supply boil-off gas as fuel to the customer 20a, and may be, for example, a centrifugal compressor, a screw compressor, a reciprocating compressor, or the like. This boil-off gas compression unit (60a) may be configured in multiple stages as shown, for example, four stages are composed of one set, and two sets are arranged in parallel so that at least one set can be selectively operated. I can.

다단의 증발가스압축유닛(60a) 사이에는 냉각기(도시하지 않음)가 마련될 수 있다. 냉각기는 상류의 증발가스 압축기(60a)에 의해 상승된 증발가스의 온도를 낮추어 하류의 증발가스 압축기(60a)의 작동을 용이하게 할 수 있게 한다.A cooler (not shown) may be provided between the multi-stage boil-off gas compression units 60a. The cooler lowers the temperature of the boil-off gas raised by the upstream boil-off gas compressor (60a) to facilitate the operation of the downstream boil-off gas compressor (60a).

증발가스압축유닛(60a)은, 제1연료공급라인(L1)에 마련되어 기액분리기(50)로부터 공급되는 증발가스를 수요처(20a)의 요구압력에 대응되도록 압축할 수 있다.The boil-off gas compression unit 60a may compress boil-off gas supplied from the gas-liquid separator 50 provided in the first fuel supply line L1 so as to correspond to the required pressure of the customer 20a.

본 실시예에서 증발가스압축유닛(60a)은, 수요처(20a)가 메탄가를 조절할 필요가 있으면서 10bar 내지 20bar 범위의 저압에서 구동하는 종류의 저압엔진인 XDF 엔진이고, 기액분리기(50)에서 증발가스에 함유된 액적을 제거할 수 있으므로, 액적이 포함된 증발가스가 들어가서는 되지 않으면서 저압으로 압축하는 원심형 저압압축기(LD Compressor)일 수 있다.In this embodiment, the boil-off gas compression unit 60a is an XDF engine, which is a type of low-pressure engine that is driven at a low pressure in the range of 10 bar to 20 bar while the customer 20a needs to adjust the methane number, and the boil-off gas in the gas-liquid separator 50 Since the droplets contained in can be removed, it may be a centrifugal type LD Compressor that compresses at a low pressure without allowing the evaporation gas containing the droplets to enter.

증발가스압축유닛(60a)의 하류에는 제1연료공급라인(L1)으로부터 분지되어 버퍼탱크(80)까지 연장되며, 카고탱크(10)에서 배출되어 증발가스압축유닛(60a)의 적어도 1단에 의해 압축된 증발가스 중 일부를 분기시키는 증발가스회수라인(L4)이 마련될 수 있다.Downstream of the boil-off gas compression unit (60a) is branched from the first fuel supply line (L1) and extends to the buffer tank (80), and is discharged from the cargo tank (10) to at least one stage of the boil-off gas compression unit (60a). A boil-off gas recovery line L4 for branching out some of the compressed boil-off gas may be provided.

증발가스회수라인(L4)은, 카고탱크(10) 내의 자연기화된 증발가스가 수요처(20a)에서 요구하는 연료량보다 많거나 일시적으로 많이 발생할 경우, 수요처(20a)의 연료로 공급되는 일정 유량의 증발가스를 제외한 잉여 증발가스를 버퍼탱크(80)로 회수시켜 저장할 수 있도록 하는 통로 역할을 한다. 이러한 증발가스회수라인(L4)은, 도시하지 않았지만, 카고탱크(10)에서 배출되어 증발가스압축유닛(60a)의 적어도 1단에 의해 압축된 증발가스 중 일부를 버퍼탱크(80)로 회수시켜 저장하도록 구성될 수 있음은 물론이다.The boil-off gas recovery line (L4), when the naturally vaporized boil-off gas in the cargo tank (10) is more than the amount of fuel required by the customer (20a) or temporarily occurs, a constant flow rate supplied as the fuel of the customer (20a). It serves as a passage through which excess boil-off gas other than the boil-off gas can be recovered and stored in the buffer tank 80. This boil-off gas recovery line (L4), although not shown, recovers some of the boil-off gas discharged from the cargo tank 10 and compressed by at least one stage of the boil-off gas compression unit (60a) to the buffer tank (80). Of course it can be configured to store.

또한, 증발가스압축유닛(60a)의 하류에는 제1연료공급라인(L1)으로부터 분지되어 가스연소유닛(100)까지 연장되는 증발가스방출라인(L8)이 마련될 수 있다. 증발가스방출라인(L8)은, 수요처(20a)의 연료소비량보다 카고탱크(10)로부터 연료로 공급되는 증발가스의 양이 많고, 버퍼탱크(80)에 잉여 증발가스를 더 이상 저장할 수 없을 때, 증발가스의 일부를 가스연소유닛(100)에서 연소시킬 수 있도록 하는 통로 역할을 한다.In addition, a boil-off gas discharge line L8 branched from the first fuel supply line L1 and extending to the gas combustion unit 100 may be provided downstream of the boil-off gas compression unit 60a. When the amount of boil-off gas supplied as fuel from the cargo tank 10 is greater than the amount of fuel consumption of the customer 20a, and the excess boil-off gas can no longer be stored in the buffer tank 80 , It serves as a passage for allowing some of the boil-off gas to be burned in the gas combustion unit (100).

증발가스냉각기(70)는, 증발가스압축유닛(60a) 하류의 제1연료공급라인(L1)에 마련되어, 증발가스압축유닛(60a)에서 가압되면서 상승된 증발가스의 온도를 수요처(20a)에서 요구하는 온도가 되도록 조절할 수 있다.The boil-off gas cooler 70 is provided in the first fuel supply line L1 downstream of the boil-off gas compression unit 60a, and the temperature of the boil-off gas increased while being pressurized by the boil-off gas compression unit 60a is stored at the customer 20a. It can be adjusted to the required temperature.

또한, 증발가스냉각기(70)는, 증발가스압축유닛(60a)에서 가압되어 온도가 상승된 상태의 증발가스가 증발가스회수라인(L4)을 통해 버퍼탱크(80)로 회수될 경우 버퍼탱크(80)의 내부 압력이 급격히 높아지는 것을 방지하도록, 제1연료공급라인(L1)으로부터 분지되어 버퍼탱크(80)까지 연장되는 증발가스회수라인(L4) 보다는 상류의 제1연료공급라인(L1)에 마련된다.In addition, the boil-off gas cooler 70, when the boil-off gas in a state in which the temperature is increased by being pressurized by the boil-off gas compression unit 60a is recovered to the buffer tank 80 through the boil-off gas recovery line L4, the buffer tank ( In order to prevent the internal pressure of the 80) from rapidly increasing, the first fuel supply line (L1) upstream rather than the boil-off gas recovery line (L4) branched from the first fuel supply line (L1) and extended to the buffer tank (80). It is prepared.

버퍼탱크(80)는, 타입-C 압력탱크로 제작될 수 있으며, 선박(S)의 갑판상에 설치될 수 있다. 버퍼탱크(80)는 선체 내부에 설치될 수도 있다.The buffer tank 80 may be manufactured as a type-C pressure tank, and may be installed on the deck of the ship (S). The buffer tank 80 may be installed inside the hull.

버퍼탱크(80)는, 카고탱크(10) 내의 자연기화된 증발가스 및/또는 강제기화기(40a)에서 액화가스를 강제 기화하여 얻어지는 강제기화된 증발가스를 제1연료공급라인(L1)으로부터 분지되는 증발가스회수라인(L4)을 통해 회수하여 저장할 수 있다.The buffer tank 80 branches off from the first fuel supply line L1 the naturally vaporized vaporized gas in the cargo tank 10 and/or the forced vaporized vaporized gas obtained by forcibly vaporizing the liquefied gas in the forced vaporizer 40a. It can be recovered and stored through the evaporated gas recovery line (L4).

본 실시예의 버퍼탱크(80)는, 카고탱크(10)에서 배출된 증발가스가 수요처(20a)의 증발가스 소비량을 초과할 경우, 잉여 증발가스를 증발가스회수라인(L4)을 통해 전달받아 저장하고, 카고탱크(10)에서 배출된 증발가스가 수요처(20a)의 증발가스 소비량에 미치지 못할 경우, 저장된 증발가스 중 적어도 일부를 증발가스보충라인(L3), 증발가스압축유닛(60a), 제1연료공급라인(L1)을 통해 수요처(20a)로 전달되는 가스에 보충할 수 있다.In the buffer tank 80 of this embodiment, when the boil-off gas discharged from the cargo tank 10 exceeds the boil-off gas consumption of the customer 20a, the excess boil-off gas is delivered and stored through the boil-off gas recovery line L4. And, when the boil-off gas discharged from the cargo tank 10 does not reach the consumption of the boil-off gas of the customer 20a, at least some of the stored boil-off gas is supplied to the boil-off gas supplement line (L3), the boil-off gas compression unit (60a), and 1 It is possible to supplement the gas delivered to the consumer 20a through the fuel supply line L1.

또한, 버퍼탱크(80)는, 카고탱크(10)에서 배출된 증발가스가 수요처(20a)의 증발가스 소비량에 미치지 못할 경우, 도시하지 않았지만, 저장된 증발가스 중 적어도 일부를 증발가스보충라인(L3)을 통해 발전엔진과 같이 요구하는 압력이 낮은 수요처(20a)로 전달되는 가스에 보충하거나 요구하는 압력이 낮은 수요처(20a)로 직접 또는 간접적으로 공급할 수 있음은 물론이다. 증발가스보충라인(L3)은 버퍼탱크(80)에 저장된 증발가스를 수요처(20a)로 공급되는 연료가스에 보충할 수 있도록 하는 통로 역할을 할 수 있다.In addition, the buffer tank 80, when the boil-off gas discharged from the cargo tank 10 does not reach the boil-off gas consumption amount of the customer 20a, although not shown, at least a portion of the stored boil-off gas is supplied to the boil-off gas supplement line (L3). Of course, it is possible to supplement the gas delivered to the demander 20a having a low required pressure, such as a power generation engine, or supply it directly or indirectly to the demander 20a having a low required pressure. The boil-off gas replenishment line L3 may serve as a passage for replenishing the boil-off gas stored in the buffer tank 80 to the fuel gas supplied to the customer 20a.

버퍼탱크(80)에 저장되는 증발가스는, 카고탱크(10)에서 배출된 증발가스가 수요처(20a)의 증발가스 소비량을 초과할 경우, 수요처(20a)의 연료로 공급되는 일정 유량의 증발가스를 제외한 잉여 증발가스일 수 있다.The boil-off gas stored in the buffer tank 80 is, when the boil-off gas discharged from the cargo tank 10 exceeds the consumption of the boil-off gas of the customer 20a, the boil-off gas of a certain flow rate supplied to the fuel of the customer 20a. It may be excess boil-off gas except for.

잉여 증발가스는, 증발가스압축유닛(60a)에서 수요처(20a)의 요구압력에 대응되도록 압축된 예를 들어, 수요처(20a)가 XDF 엔진일 경우 10bar 내지 20bar 범위의 압력으로 가압된 상태에서 증발가스회수라인(L4)을 통해 버퍼탱크(80)에 공급되는데, 증발가스회수라인(L4)을 경유하면서 압력이 다소 낮아지더라도 여전히 10bar 전후의 압력을 가진 상태에서 버퍼탱크(80)에 저장될 수 있다. 버퍼탱크(80)가 타입-C 압력탱크이고, 저장되는 잉여 증발가스의 압력이 높기 때문에, 압력탱크가 아닌 경우보다 저장되는 잉여 증발가스의 재액화률이 높아질 수 있어, 재액화 기능도 할 수 있는 것이다.The excess boil-off gas is compressed in the boil-off gas compression unit (60a) to correspond to the demanded pressure of the customer (20a).For example, when the customer (20a) is an XDF engine, it is evaporated in a pressurized state at a pressure in the range of 10 bar to 20 bar. It is supplied to the buffer tank 80 through the gas recovery line L4, and even though the pressure decreases slightly while passing through the boil-off gas recovery line L4, it will be stored in the buffer tank 80 while still having a pressure of around 10 bar. I can. Since the buffer tank 80 is a Type-C pressure tank and the pressure of the stored excess evaporation gas is high, the reliquefaction rate of the stored excess evaporation gas can be higher than that in the case of a non-pressure tank, so that the reliquefaction function can also be performed. There is.

이와 같이, 버퍼탱크(80)에 잉여 증발가스를 저장함으로써, 잉여 증발가스를 가스연소유닛(100)에 의해 태워버리거나 외부로 방출하는 양을 줄일 수 있어, 잉여 증발가스의 불필요한 낭비를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 카고탱크(10)의 내압 안정성을 보장할 수 있다.In this way, by storing the excess boil-off gas in the buffer tank 80, it is possible to reduce the amount of the excess boil-off gas being burned or discharged to the outside by the gas combustion unit 100, thereby preventing unnecessary waste of the excess boil-off gas. In addition, it is possible to ensure the stability of the internal pressure of the cargo tank 10.

전술한 바와 같이, 버퍼탱크(80)는, 카고탱크(10) 내의 자연기화된 증발가스 및/또는 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 수요처(20a)의 연료로 공급하는 것에 더하여, 내부에 저장된 잉여 증발가스를 수요처(20a)의 연료로 공급할 수 있다. 즉, 버퍼탱크(80)는, 카고탱크(10)에서 배출된 증발가스가 수요처(20a)의 증발가스 소비량에 미치지 못할 경우, 저장된 증발가스 중 적어도 일부를 수요처(20a)로 전달되는 가스에 보충할 수 있다. 버퍼탱크(80)에서 수요처(20a)로 연료가스가 충분히 공급될 경우, 카고탱크(10)에서 수요처(20a)로 연료가스가 공급되지 않을 수 있음은 물론이다.As described above, the buffer tank 80, in addition to supplying the naturally vaporized boil-off gas in the cargo tank 10 and/or the liquefied gas stored in the cargo tank 10 as fuel of the customer 20a, therein The stored excess boil-off gas can be supplied as the fuel of the consumer 20a. That is, the buffer tank 80, when the boil-off gas discharged from the cargo tank 10 does not reach the consumption of the boil-off gas of the customer 20a, supplements at least part of the stored boil-off gas to the gas delivered to the customer 20a. can do. Of course, when the fuel gas is sufficiently supplied from the buffer tank 80 to the customer 20a, the fuel gas may not be supplied from the cargo tank 10 to the customer 20a.

버퍼탱크(80)에 저장된 잉여 증발가스는, 상기한 바와 같이 10bar 전후의 압력을 가진 상태로 저장되어 있기 때문에, 증발가스보충라인(L3)을 통해 버퍼탱크(80)로부터 기액분리기(50)로 공급될 경우, 기액분리기(50)를 거쳐 증발가스압축유닛(60a)으로 공급되는 잉여 증발가스의 높은 압력이 증발가스압축유닛(60a)에 그대로 전달되어 문제를 야기시킬 수 있으므로, 감압수단(90)에 의해 감압하여 공급해야 한다.Since the excess boil-off gas stored in the buffer tank 80 is stored in a state having a pressure of about 10 bar as described above, the boil-off gas replenishment line (L3) from the buffer tank 80 to the gas-liquid separator 50 When supplied, the high pressure of the excess boil-off gas supplied to the boil-off gas compression unit 60a via the gas-liquid separator 50 may be transmitted as it is to the boil-off gas compression unit 60a to cause a problem. ) Must be supplied after reducing pressure.

또한, 버퍼탱크(80)에 저장된 잉여 증발가스는 응축시켜 저장될 수 있다. 버퍼탱크(80) 내부의 잉여 증발가스는, 제2연료공급라인(L2)으로부터 분지되는 액화가스충전라인(L6)을 통해 카고탱크(10)의 액화가스가 충전됨으로써 응축될 수 있다. 버퍼탱크(80)에 충전되는 액화가스는 수요처(20a)의 연료로 사용하는 것이 아니라 잉여 증발가스를 응축시키는 역할을 하기 때문에 소량으로 채워도 무방하며, 잉여 증발가스를 응축할 필요가 없는 경우에는 충전하지 않아도 된다.In addition, the excess boil-off gas stored in the buffer tank 80 may be condensed and stored. The excess boil-off gas inside the buffer tank 80 may be condensed by filling the liquefied gas of the cargo tank 10 through the liquefied gas filling line L6 branched from the second fuel supply line L2. The liquefied gas filled in the buffer tank 80 is not used as fuel for the customer 20a, but serves to condense the excess evaporation gas, so it can be filled with a small amount, and if there is no need to condense the excess evaporation gas, it is charged. You do not have to do.

또한, 버퍼탱크(80)에 충전된 액화가스는, 액화가스의 액위가 설정 레벨 값보다 높아지거나 액화가스가 팽창하는 등 버퍼탱크(80)로부터의 방출이 필요할 경우 제2액화가스회수라인(L7)을 통해 버퍼탱크(80)로부터 카고탱크(10)로 복귀될 수 있다. 여기서, 제2액화가스회수라인(L7)은, 도시된 바와 같이, 일단부가 버퍼탱크(80)의 하부에 연결되고 타단부가 카고탱크(10)에 연결되되, 카고탱크(10)의 내부까지 연장될 수 있다. 또한, 제2액화가스회수라인(L7)은, 도시하지는 않았지만, 타단부가 제1액화가스회수라인(L5)에 연결되어 액화가스를 카고탱크(10)로 복귀시킬 수 있음은 물론이다.In addition, the liquefied gas filled in the buffer tank 80 is a second liquefied gas recovery line L7 when discharge from the buffer tank 80 is required, such as when the liquid level of the liquefied gas is higher than the set level value or the liquefied gas expands. ) Can be returned to the cargo tank 10 from the buffer tank 80. Here, the second liquefied gas recovery line (L7), as shown, one end is connected to the lower portion of the buffer tank 80 and the other end is connected to the cargo tank 10, to the inside of the cargo tank 10 Can be extended. In addition, although not shown, the second liquefied gas recovery line L7 may be connected to the first liquefied gas recovery line L5 to return the liquefied gas to the cargo tank 10.

상기한 바와 같이 버퍼탱크(80)는, 카고탱크(10)로부터 액화가스를 충전하여 수요처(20a)의 연료로 공급하는 연료탱크와 달리, 잉여 증발가스를 저장하고 필요에 따라 잉여 증발가스를 수요처(20a)의 연료로 사용하도록 구성되어 있기 때문에, 카고탱크(10)에서 수요처(20a)로 연료로서의 액화가스를 공급하는 흐름과는 독립적으로 구성된다.As described above, the buffer tank 80, unlike a fuel tank that fills liquefied gas from the cargo tank 10 and supplies it as fuel to the customer 20a, stores excess boil-off gas and stores excess boil-off gas as needed. Since it is configured to be used as the fuel of (20a), it is configured independently from the flow of supplying liquefied gas as fuel from the cargo tank 10 to the customer 20a.

즉, 본 실시예에서, 카고탱크(10)에서 수요처(20a)로 공급되는 액화가스의 흐름은, 카고탱크(10)에 저장된 액화가스가 버퍼탱크(80)를 거치지 않고 제2연료공급라인(L2)에 마련되는 강제기화기(40a)에서 강제 기화되어 기액분리기(50), 증발가스압축유닛(60a)을 통해 수요처(20a)로 공급되므로, 버퍼탱크(80)와는 무관하다.That is, in this embodiment, the flow of the liquefied gas supplied from the cargo tank 10 to the customer 20a is that the liquefied gas stored in the cargo tank 10 does not pass through the buffer tank 80 and the second fuel supply line ( Since it is forcibly vaporized in the forced vaporizer 40a provided in L2 and is supplied to the consumer 20a through the gas-liquid separator 50 and the boil-off gas compression unit 60a, it is irrelevant to the buffer tank 80.

상기한 본 발명에 따른 버퍼탱크(80)는, 수요처(20a)로 과잉 공급되어 남게 되는 잉여 증발가스를 액화가스를 이용하여 응축 저장할 수 있을 뿐만 아니라, 내부의 액화가스를 카고탱크(10)로 복귀시킬 수 있도록 구성함으로써, 카고탱크(10)의 적정 압력 유지를 위해 카고탱크(10) 내부의 증발가스를 카고탱크(10) 외부로 배출시켜 재액화하거나, 카고탱크(10)로부터 수요처(20a)의 연료로 공급되는 증발가스의 양이 수요처(20a)에서 소비되는 연료량보다 많을 경우 이를 재액화하는 재액화장치의 역할을 수행할 수 있다. 이로 인해 본 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은 버퍼탱크(80)를 구비함으로써, 재액화장치를 설치하지 않고 잉여 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있다. 이하에서 설명되는 다른 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2, 3, 4, 5) 역시 버퍼탱크(80)가 구비됨으로써, 재액화장치를 설치하지 않아도 됨은 물론이다.The buffer tank 80 according to the present invention can condensate and store the excess boil-off gas remaining after being oversupplied to the customer 20a by using liquefied gas, as well as converting the liquefied gas into the cargo tank 10. By configuring so that it can be restored, the boil-off gas inside the cargo tank 10 is discharged to the outside of the cargo tank 10 to reliquefy the cargo tank 10 in order to maintain the proper pressure, or the customer 20a from the cargo tank 10 If the amount of boil-off gas supplied as fuel of) is greater than the amount of fuel consumed by the consumer 20a, it may serve as a reliquefaction device for re-liquefying it. For this reason, since the gas treatment system 1 according to the present embodiment includes the buffer tank 80, it is possible to efficiently process excess boil-off gas without installing a reliquefaction device. The gas treatment systems 2, 3, 4, and 5 according to another exemplary embodiment described below are also provided with a buffer tank 80, so it is of course not necessary to install a reliquefaction device.

또한, 본 발명에 따른 버퍼탱크(80)는, 카고탱크(10)에서 수요처(20a)의 연료로 공급되는 증발가스가 수요처(20a)에서 요구하는 연료량을 초과하여 남게 되는 잉여 증발가스를 저장하는 것은 물론, 필요에 따라 선택적으로 잉여 증발가스를 수요처(20a)의 연료로 사용할 수 있으므로, 본 발명의 버퍼탱크(80)를 포함하는 가스 처리 시스템(1)이 본 발명의 효과를 설명하기 위한 예시로서의 연료탱크를 포함하는 가스 처리 시스템과 구성적으로 상이할 수 밖에 없는데, 이하에서 본 발명의 효과를 설명하기 위한 예시로서의 연료탱크를 중심으로 비교 설명함에 의해 더욱 명백해 질 것이다.In addition, the buffer tank 80 according to the present invention stores the excess boil-off gas remaining in excess of the amount of fuel required by the customer 20a in the boil-off gas supplied from the cargo tank 10 as the fuel of the customer 20a. Of course, since it is possible to selectively use excess boil-off gas as the fuel of the customer 20a as needed, the gas treatment system 1 including the buffer tank 80 of the present invention is an example for explaining the effect of the present invention. It is inevitable to be structurally different from a gas treatment system including a fuel tank as a fuel tank, but it will be more apparent by comparing and explaining the fuel tank as an example for explaining the effect of the present invention below.

일반적으로, 액화가스를 저장하는 카고탱크와 연료로서의 액화가스를 저장하는 연료탱크를 가지는 선박에서, 연료탱크는 액화가스를 카고탱크로부터 직접접으로 전달받아 충전하거나 벙커링으로 충전한다.In general, in a ship having a cargo tank storing liquefied gas and a fuel tank storing liquefied gas as fuel, the fuel tank receives the liquefied gas directly from the cargo tank and fills it with a bunker ring.

연료탱크에서 수요처로 연료로서의 액화가스를 공급하기 위한 흐름 구성은, 카고탱크로부터 액화가스를 충전하고, 충전된 액화가스를 펌프를 이용하여 가압하고, 가압된 액화가스를 연료기화기로 기화시켜 강제기화된 증발가스를 생성하고, 강제기화된 증발가스를 증발가스압축유닛을 통해 수요처의 요구압력에 대응되도록 압축하여 수요처에 공급하도록 이루어진다.The flow configuration for supplying liquefied gas as fuel from the fuel tank to the consumer is to fill the liquefied gas from the cargo tank, pressurize the filled liquefied gas using a pump, and vaporize the pressurized liquefied gas with a fuel vaporizer for forced vaporization. The evaporated evaporated gas is generated, and the forcibly vaporized evaporated gas is compressed to correspond to the demanded pressure of the consumer through the evaporation gas compression unit and supplied to the consumer.

그런데 본 발명의 버퍼탱크(80)는, 전술한 바와 같이, 액화가스를 카고탱크(10)로부터 전달받아 수요처(20a)의 연료로 공급하는 구성이 아니다.However, as described above, the buffer tank 80 of the present invention is not configured to receive liquefied gas from the cargo tank 10 and supply it as fuel to the customer 20a.

즉, 연료탱크에는 액화가스를 연료로 공급하기 위한 주변장치로서 펌프, 연료기화기 등이 필수적으로 갖추어져야 하지만, 본 발명의 버퍼탱크(80)는 카고탱크(10)에서 수요처(20a)로 연료로서의 액화가스를 공급하는 흐름과 독립적으로 구성되며, 액화가스를 연료로 공급하기 위한 주변장치가 필요 없어, 상대적으로 오퍼레이션이 단순하다.That is, the fuel tank must be equipped with a pump, a fuel carburetor, etc. as a peripheral device for supplying liquefied gas as fuel, but the buffer tank 80 of the present invention is used as fuel from the cargo tank 10 to the customer 20a. It is configured independently of the flow of supplying the liquefied gas, and there is no need for a peripheral device for supplying the liquefied gas as fuel, so the operation is relatively simple.

특히, 연료탱크의 주변장치인 펌프는, 잘 알려진 바와 같이, 문제없이 운전되기 위해 유입유량 및 유입압력을 충족해야 하는 등 오퍼레이션이 복잡하다.Particularly, a pump, which is a peripheral device of a fuel tank, has complicated operations such as having to meet an inflow flow rate and an inflow pressure in order to operate without a problem, as is well known.

일례로, 연료탱크의 유량이 낮아질 경우에는, 카고탱크에서 보충해야 하고, 이때 연료탱크에서의 연료공급이 일시적으로 중단될 수 밖에 없는 문제가 발생하며, 다시 가동하기 위해서는 쿨다운을 해야 하는 등의 번거로움이 있다.For example, when the flow rate of the fuel tank decreases, it must be replenished in the cargo tank, and at this time, there is a problem that the fuel supply from the fuel tank must be temporarily stopped, and a cooldown is required to restart the operation. There is a hassle.

또한, 연료탱크의 내압이 낮아질 경우에는, 내압 상승을 위해 카고탱크로부터 증발가스를 더 공급받아야 되겠지만, 내압이 낮아졌다는 의미는 이미 카고탱크에 증발가스가 충분히 없다는 것을 의미하고, 이로 인해 카고탱크에서 자연 증발을 기다리거나 압력생성유닛을 사용할 수 밖에 없어, 연료탱크에서의 연료공급이 일시적으로 중단될 수 밖에 없는 문제가 발생하며, 다시 가동하기 위해서는 쿨다운을 해야 하는 등의 번거로움이 있다.In addition, if the internal pressure of the fuel tank is lowered, it is necessary to receive more boil-off gas from the cargo tank to increase the internal pressure, but the lowered internal pressure means that there is not enough boil-off gas in the cargo tank. There is a problem that the fuel supply from the fuel tank must be temporarily stopped due to the need to wait for natural evaporation or to use the pressure generating unit, and there is a hassle such as having to cool down in order to operate again.

또한, 연료공급이 일시적으로 중단되었을 때, 디젤연료 엔진을 사용할 수 있지만, 배기가스 환경 문제를 유발하게 되어 배기가스 처리 시스템을 필수적으로 마련해야 하고, 배기가스 처리 시스템의 작동을 유지할 경우 전력소모 등 에너지가 낭비되고, 작동을 정지할 경우 쿨다운 후에 액화가스연료 엔진을 가동해야 하는 등 번거로움이 있다.In addition, when the fuel supply is temporarily stopped, a diesel fuel engine can be used, but it causes an exhaust gas environmental problem, so an exhaust gas treatment system must be provided. Is wasted, and if the operation is stopped, the liquefied gas fuel engine has to be operated after a cooldown.

본 발명의 버퍼탱크(80)는, 연료가스 가압용 펌프를 필요로 하지 않기 때문에, 유량 및 내압이 낮아지더라도 상기한 연료탱크와 달리 펌프의 구동에 필요한 유효흡입수두 및 유입압력 불충족으로 인한 연료공급 중단 및 쿨다운 문제를 고려하지 않아도 되고, 유량 및 내압 유지로부터 자유로울 수 있다.Since the buffer tank 80 of the present invention does not require a pump for pressurizing fuel gas, even if the flow rate and internal pressure are lowered, unlike the fuel tank described above, the effective suction head and inlet pressure required for driving the pump are not met. There is no need to consider fuel supply interruption and cooldown issues, and it can be free from maintenance of flow rate and internal pressure.

또한, 연료탱크에는 카고탱크로부터 액화가스를 충전하는 라인은 있지만, 연료탱크에서 카고탱크로 액화가스를 복귀시키는 라인이 없어, 연료탱크에 충전된 액화가스가 팽창하는 등 위험상황이 발생되었을 때 연료탱크로부터의 방출이 불가능하지만, 본 발명의 버퍼탱크(80)는 제2액화가스회수라인(L7)을 통해 버퍼탱크에 충전된 액화가스를 카고탱크(10)로 복귀시킬 수 있어, 연료탱크에서 액화가스의 방출 구성이 없는 것 대비 액화가스의 팽창으로부터 버퍼탱크(80)의 안정성을 확보할 수 있다.In addition, there is a line in the fuel tank for filling liquefied gas from the cargo tank, but there is no line for returning the liquefied gas from the fuel tank to the cargo tank. Although it is impossible to discharge from the tank, the buffer tank 80 of the present invention can return the liquefied gas filled in the buffer tank to the cargo tank 10 through the second liquefied gas recovery line L7. It is possible to secure the stability of the buffer tank 80 from the expansion of the liquefied gas compared to that there is no configuration for discharging the liquefied gas.

감압수단(90)은, 버퍼탱크(80)에 저장된 잉여 증발가스의 압력을 감압하여 증발가스압축유닛(60a)에 공급하도록 한다.The decompression means 90 reduces the pressure of the excess boil-off gas stored in the buffer tank 80 and supplies it to the boil-off gas compression unit 60a.

감압수단(90)은, 버퍼탱크(80)와 기액분리기(50) 사이의 증발가스보충라인(L3)에 마련될 수 있다. 감압수단(90)은, 줄-톰슨 밸브와 같은 팽창밸브, 팽창기 등일 수 있다.The depressurization means 90 may be provided in the boil-off gas supplement line L3 between the buffer tank 80 and the gas-liquid separator 50. The pressure reducing means 90 may be an expansion valve such as a Joule-Thomson valve, an expander, or the like.

잉여 증발가스를 감압수단(90)으로 감압하여 공급해야 하는 이유는, 잉여 증발가스가 증발가스압축유닛(60a)에서 압축된 상태에서 버퍼탱크(80)에 공급되어 약 10bar 전후의 압력을 가진 상태로 저장되어 있어, 증발가스보충라인(L3)을 통해 버퍼탱크(80)로부터 기액분리기(50)로 공급될 경우, 기액분리기(50)를 거쳐 증발가스압축유닛(60a)으로 공급되는 잉여 증발가스의 높은 압력이 증발가스압축유닛(60a)에 그대로 전달되어 증발가스압축유닛(60a)의 구동 효율을 저하시키는 등 문제를 일으키기 때문이다.The reason for supplying the excess boil-off gas by decompressing it with the decompression means 90 is that the excess boil-off gas is supplied to the buffer tank 80 while being compressed in the boil-off gas compression unit 60a and has a pressure of about 10 bar. When it is stored as, and is supplied to the gas-liquid separator 50 from the buffer tank 80 through the boil-off gas supplement line (L3), the excess boil-off gas supplied to the boil-off gas compression unit 60a through the gas-liquid separator 50 This is because the high pressure of the boil-off gas compression unit (60a) is transmitted as it is to cause problems such as lowering the driving efficiency of the boil-off gas compression unit (60a).

가스연소유닛(100)은, 증발가스압축유닛(60a)의 하류의 제1연료공급라인(L1)으로부터 분지되는 증발가스방출라인(L8)에 설치될 수 있으며, 수요처(20a)의 연료소비량보다 카고탱크(10)로부터 연료로 공급되는 증발가스의 양이 많고, 버퍼탱크(80)에 잉여 증발가스를 더 이상 저장할 수 없을 때 증발가스의 일부를 연소시킬 수 있다. 본 실시예에서는 대부분의 잉여 증발가스를 버퍼탱크(80)에 저장할 수 있으므로, 증발가스를 가스연소유닛(100)으로 태워버리거나 외부로 방출하는 양을 대폭 줄일 수 있다.The gas combustion unit 100 may be installed in the boil-off gas discharge line L8 branched from the first fuel supply line L1 downstream of the boil-off gas compression unit 60a, and is less than the fuel consumption of the customer 20a. When the amount of boil-off gas supplied as fuel from the cargo tank 10 is large and the excess boil-off gas cannot be stored in the buffer tank 80 any more, a part of the boil-off gas can be burned. In this embodiment, since most of the excess boil-off gas can be stored in the buffer tank 80, the amount of boil-off gas burned by the gas combustion unit 100 or discharged to the outside can be greatly reduced.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 도 2를 참조하여 제2실시예에 대해 설명하도록 하는데, 다만 본 실시예에서 제1실시예와 동일한 도면 부호를 사용하는 구성은, 반드시 동일한 구성을 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, a second embodiment will be described with reference to FIG. 2, but the configurations using the same reference numerals as in the first embodiment in the present embodiment do not necessarily mean the same configuration.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 별도의 연료탱크가 마련되지 않고 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 연료로 사용하는 선박(S)에서, 카고탱크(10) 내부에 자연적으로 발생하는 증발가스를 버퍼탱크(80)에서 처리하도록 구비될 수 있다.As shown in Figure 2, the gas treatment system 2 according to the second embodiment of the present invention, a ship that uses the liquefied gas stored in the cargo tank 10 as fuel without a separate fuel tank (S ), it may be provided to treat the boil-off gas naturally occurring inside the cargo tank 10 in the buffer tank 80.

본 발명의 제2실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 카고탱크(10), 수요처(20a), 펌프(30), 강제기화기(40a), 기액분리기(50), 증발가스압축유닛(60a), 증발가스냉각기(70), 버퍼탱크(80), 감압수단(90), 가스연소유닛(100), 열교환기(110), 응축구조물(120), 압력생성유닛(130)을 포함할 수 있다.The gas treatment system 2 according to the second embodiment of the present invention includes a cargo tank 10, a customer 20a, a pump 30, a forced vaporizer 40a, a gas-liquid separator 50, a boil-off gas compression unit ( 60a), a boil-off gas cooler (70), a buffer tank (80), a decompression means (90), a gas combustion unit (100), a heat exchanger (110), a condensation structure (120), a pressure generating unit (130). I can.

여기서, 카고탱크(10), 수요처(20a), 펌프(30), 강제기화기(40a), 기액분리기(50), 증발가스압축유닛(60a), 증발가스냉각기(70), 버퍼탱크(80), 감압수단(90), 가스연소유닛(100)은 제1실시예에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 하며, 본 발명의 제1실시예와 다른 구성 요소인 열교환기(110), 응축구조물(120), 압력생성유닛(130)와 이로 인하여 달라지는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.Here, the cargo tank 10, the customer (20a), the pump 30, the forced vaporizer (40a), the gas-liquid separator (50), the boil-off gas compression unit (60a), the boil-off gas cooler (70), the buffer tank (80) , The decompression means 90, and the gas combustion unit 100 are the same as or similar to those described in the first embodiment, so a detailed description thereof will be omitted, and the heat exchanger 110, which is a component different from the first embodiment of the present invention , The condensation structure 120, the pressure generating unit 130, and only the parts that are different due to this will be described.

열교환기(110)는, 카고탱크(10)와 기액분리기(50)를 연결하는 제1연료공급라인(L1)과, 증발가스압축유닛(60a) 하류의 제1연료공급라인(L1)에 연결되어 버퍼탱크(80)까지 연장되는 증발가스회수라인(L4)에 마련될 수 있다.The heat exchanger 110 is connected to a first fuel supply line (L1) connecting the cargo tank 10 and the gas-liquid separator 50, and a first fuel supply line (L1) downstream of the boil-off gas compression unit (60a). Thus, it may be provided in the boil-off gas recovery line L4 extending to the buffer tank 80.

열교환기(110)는, 제1연료공급라인(L1)을 통해 기액분리기(50)로 공급되는 상대적으로 저온(예를 들어, 1bar에서 약 -100℃)의 자연기화된 증발가스와, 수요처(20a)로 공급되기 전에 증발가스회수라인(L4)을 통해 버퍼탱크(80)로 공급되는 상대적으로 고온(예를 들어, 10bar 내지 20bar에서 약 40℃)의 잉여 증발가스와 열교환이 이루어진다. 이때, 열교환기(110)에서, 잉여 증발가스는 자연기화된 증발가스로부터 냉열을 얻어 냉각 및 일부 재액화된 상태로 버퍼탱크(80)에 저장될 수 있도록 한다.The heat exchanger 110 includes a relatively low temperature (for example, about -100°C at 1 bar) naturally vaporized boil-off gas supplied to the gas-liquid separator 50 through the first fuel supply line L1, and a customer ( Before being supplied to 20a), heat exchange is performed with excess boil-off gas of relatively high temperature (for example, about 40° C. at 10 bar to 20 bar) supplied to the buffer tank 80 through the boil-off gas recovery line L4. At this time, in the heat exchanger 110, the excess boil-off gas may be cooled and partially re-liquefied by obtaining cold heat from the naturally-evaporated boil-off gas and stored in the buffer tank 80.

응축구조물(120)은, 증발가스회수라인(L4)을 통해 버퍼탱크(80)로 유입되는 잉여 증발가스를 버퍼탱크(80)에 충전된 액화가스에 응축시키는 구조물로서, 액화가스에 잠길 수 있도록 버퍼탱크(80)의 바닥 근처에 마련될 수 있다.The condensation structure 120 is a structure that condenses excess boil-off gas flowing into the buffer tank 80 through the boil-off gas recovery line L4 to the liquefied gas filled in the buffer tank 80, so that it can be immersed in the liquefied gas. It may be provided near the bottom of the buffer tank 80.

응축구조물(120)은, 증발가스회수라인(L4)의 말단에 설치될 수 있으며, 잉여 증발가스의 흐름을 분산 지연시킬 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 이때 증발가스회수라인(L4)은, 상기한 응축구조물(120)이 버퍼탱크(80)의 바닥 근처에 설치될 수 있도록 버퍼탱크(80)의 천장으로부터 바닥까지 더 연장될 수 있다.The condensation structure 120 may be installed at an end of the boil-off gas recovery line L4, and may be formed in a structure capable of dispersing and delaying the flow of excess boil-off gas. At this time, the boil-off gas recovery line L4 may further extend from the ceiling of the buffer tank 80 to the floor so that the condensation structure 120 may be installed near the bottom of the buffer tank 80.

압력생성유닛(130)은, 버퍼탱크(80)에 설치될 수 있다.The pressure generating unit 130 may be installed in the buffer tank 80.

압력생성유닛(130)은, 버퍼탱크(80)에서 잉여 증발가스를 수요처(20a)의 연료로 공급할 때 작동되어 잉여 증발가스의 양을 증대시키면서 버퍼탱크(80)의 내부 압력을 상승시킬 수 있다.The pressure generating unit 130 is operated when the buffer tank 80 supplies excess boil-off gas as fuel to the customer 20a, thereby increasing the amount of excess boil-off gas and increasing the internal pressure of the buffer tank 80. .

본 실시예에서는, 제1실시예와 달리 잉여 증발가스가 수요처(20a)로 공급되기 전의 기체 상태가 아닌 열교환기(110)에 의해 냉각 및 재액화된 상태로 버퍼탱크(80)에 저장되기 때문에, 저장된 잉여 증발가스의 양이 적을 수 밖에 없을 뿐만 아니라 내부 압력 또한 낮아지고, 이로 인해 수요처(20a)의 보조연료로 공급할 필요가 있을 때 잉여 증발가스의 양을 증가시키면서 압력을 상승시키기 위한 압력생성유닛(130)을 필요로 한다.In this embodiment, unlike the first embodiment, since the excess boil-off gas is stored in the buffer tank 80 in a state cooled and reliquefied by the heat exchanger 110, not in a gaseous state before being supplied to the customer 20a. In addition, the amount of stored excess boil-off gas is inevitably small, and the internal pressure is also lowered, thereby creating pressure to increase the pressure while increasing the amount of excess boil-off gas when it is necessary to supply it as an auxiliary fuel of the customer (20a). Unit 130 is required.

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a third embodiment of the present invention.

이하에서는 도 3을 참조하여 제3실시예에 대해 설명하도록 하는데, 다만 본 실시예에서 제1실시예와 동일한 도면 부호를 사용하는 구성은, 반드시 동일한 구성을 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, a third embodiment will be described with reference to FIG. 3, but configurations using the same reference numerals as in the first embodiment in this embodiment do not necessarily mean the same configuration.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 가스 처리 시스템(3)은, 별도의 연료탱크가 마련되지 않고 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 연료로 사용하는 선박(S)에서, 카고탱크(10) 내부에 자연적으로 발생하는 증발가스를 버퍼탱크(80)에서 처리하도록 구비될 수 있다.As shown in Figure 3, the gas treatment system 3 according to the third embodiment of the present invention, a ship that uses the liquefied gas stored in the cargo tank 10 as fuel without a separate fuel tank (S ), it may be provided to treat the boil-off gas naturally occurring inside the cargo tank 10 in the buffer tank 80.

본 발명의 제3실시예에 따른 가스 처리 시스템(3)은, 카고탱크(10), 수요처(20a), 펌프(30), 강제기화기(40a), 제1기액분리기(50a), 제2기액분리기(50b), 증발가스압축유닛(60a), 증발가스냉각기(70), 버퍼탱크(80), 감압수단(90), 가스연소유닛(100)을 포함할 수 있다.The gas treatment system 3 according to the third embodiment of the present invention includes a cargo tank 10, a customer 20a, a pump 30, a forced vaporizer 40a, a first gas-liquid separator 50a, and a second gas-liquid. It may include a separator 50b, a boil-off gas compression unit 60a, an boil-off gas cooler 70, a buffer tank 80, a decompression means 90, and a gas combustion unit 100.

여기서, 카고탱크(10), 수요처(20a), 펌프(30), 강제기화기(40a), 증발가스압축유닛(60a), 증발가스냉각기(70), 버퍼탱크(80), 감압수단(90), 가스연소유닛(100)은 제1실시예에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 하며, 본 발명의 제1실시예와 다른 구성 요소인 제1기액분리기(50a), 제2기액분리기(50b)와 이로 인하여 달라지는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.Here, the cargo tank 10, the customer (20a), the pump 30, the forced vaporizer (40a), the boil-off gas compression unit (60a), the boil-off gas cooler (70), the buffer tank (80), the decompression means (90) , Since the gas combustion unit 100 is the same as or similar to that described in the first embodiment, a detailed description will be omitted, and the first gas-liquid separator 50a and the second gas-liquid are components different from the first embodiment of the present invention. Only the separator 50b and the parts that are different due to this will be described.

제1기액분리기(50a)는, 증발가스압축유닛(60a)의 상류에 마련되어 증발가스압축유닛(60a)으로 공급되는 증발가스를 액상과 기상으로 상분리시켜 기상의 증발가스만 증발가스압축유닛(60a)으로 공급되도록 할 수 있다.The first gas-liquid separator (50a) is provided upstream of the boil-off gas compression unit (60a) and separates the boil-off gas supplied to the boil-off gas compression unit (60a) into a liquid phase and a gas phase. ) Can be supplied.

이러한 제1기액분리기(50a)는, 카고탱크(10) 내의 자연기화된 증발가스가 제1연료공급라인(L1)을 통해 유입될 수 있다. 자연기화된 증발가스는 대부분 메탄 성분으로 이루어져 있지만, 액적을 다소 포함하고 있어, 제1기액분리기(50a)에서 액적이 제거될 수 있다.In the first gas-liquid separator 50a, the naturally vaporized boil-off gas in the cargo tank 10 may be introduced through the first fuel supply line L1. The natural evaporation gas is mostly composed of methane, but contains some droplets, so that the droplets can be removed in the first gas-liquid separator 50a.

또한, 제1기액분리기(50a)는, 버퍼탱크(80)에 저장된 잉여 증발가스가 감압수단(90)에 의해 감압된 후 유입될 수 있도록, 증발가스보충라인(L3)에 연결될 수 있다. 잉여 증발가스는 대부분 메탄 성분으로 이루어져 있다.In addition, the first gas-liquid separator 50a may be connected to the boil-off gas supplement line L3 so that the excess boil-off gas stored in the buffer tank 80 is decompressed by the decompression means 90 and then introduced. The excess boil-off gas is mostly composed of methane.

또한, 제1기액분리기(50a)는, 버퍼탱크(80)에 저장된 잉여 증발가스가 증발가스보충라인(L3)을 통해 유입될 수 있다. 이때 잉여 증발가스는 증발가스보충라인(L3)에 마련되는 감압수단(90)에 의해 감압된 후에 제1기액분리기(50a)로 유입될 수 있다. 잉여 증발가스는 대부분 메탄 성분으로 이루어져 있지만, 액적을 다소 포함하고 있어, 제1기액분리기(50a)에서 액적이 제거될 수 있다.In addition, in the first gas-liquid separator 50a, excess boil-off gas stored in the buffer tank 80 may be introduced through the boil-off gas supplement line L3. At this time, the excess boil-off gas may flow into the first gas-liquid separator 50a after being depressurized by the decompression means 90 provided in the boil-off gas supplement line L3. The excess evaporation gas is mostly composed of methane, but contains some droplets, so that the droplets can be removed in the first gas-liquid separator 50a.

이와 같이 제1기액분리기(50a)에서 액상이 제거된 증발가스는, 제1연료공급라인(L1)을 통해 증발가스압축유닛(60a)으로 공급할 수 있다.In this way, the boil-off gas from which the liquid phase has been removed in the first gas-liquid separator 50a may be supplied to the boil-off gas compression unit 60a through the first fuel supply line L1.

제1기액분리기(50a)로 유입되는 자연기화된 증발가스 및/또는 잉여 증발가스는, 액적을 포함하고 있어, 본 실시예와 같이 증발가스압축유닛(60a)으로서 액적이 포함된 증발가스가 들어가서는 되지 않는 종류의 원심형 압축기가 적용될 경우, 증발가스압축유닛(60a)의 성능향상을 위해 액적을 제거할 필요가 있다. 따라서, 본 실시예는 원심형 압축기인 증발가스압축유닛(60a)에 액적 유입을 방지하기 위해 증발가스압축유닛(60a)의 상류에 제1기액분리기(50a)가 필수적으로 마련되어야 한다.The naturally vaporized boil-off gas and/or excess boil-off gas flowing into the first gas-liquid separator 50a contains droplets, and thus boil-off gas containing droplets enters as the boil-off gas compression unit 60a as in the present embodiment. When a centrifugal compressor of a type that does not work is applied, it is necessary to remove droplets in order to improve the performance of the boil-off gas compression unit 60a. Accordingly, in this embodiment, the first gas-liquid separator 50a must be provided upstream of the boil-off gas compression unit 60a to prevent droplets from flowing into the boil-off gas compression unit 60a, which is a centrifugal compressor.

또한, 제1기액분리기(50a)에는, 증발가스로부터 상분리된 액상의 증발가스, 즉 액화가스가 채워지게 되는데, 채워진 액화가스는 제1액화가스회수라인(L5)을 통해 카고탱크(10)로 회수된다. 제1액화가스회수라인(L5)은 일단부가 제1기액분리기(50a)의 하부에 연결되고, 타단부가 카고탱크(10)의 내부까지 연장될 수 있다.In addition, the first gas-liquid separator 50a is filled with a liquid boil-off gas phase-separated from the boil-off gas, that is, liquefied gas, and the filled liquefied gas is transferred to the cargo tank 10 through the first liquefied gas recovery line L5. Is recovered. The first liquefied gas recovery line L5 may have one end connected to the lower portion of the first gas-liquid separator 50a, and the other end may extend to the inside of the cargo tank 10.

제2기액분리기(50b)는, 증발가스압축유닛(60a)과 수요처(20a) 사이의 제1연료공급라인(L1)에 연결되는 제2연료공급라인(L2)에 마련되어, 강제기화기(40a)에서 액화가스를 강제 기화하여 얻어지는 강제기화된 증발가스를 액상과 기상으로 상분리시킬 수 있다. 또한, 제2기액분리기(50b)는, 강제기화된 증발가스에 함유된 프로판, 부탄 등의 성분을 제거하여 메탄가가 조절된 증발가스를 증발가스압축유닛(60a) 하류에 합류시켜 수요처(20a)에 공급되도록 할 수 있다. 제2기액분리기(50b)는, 강제기화기(40a) 하류의 제2연료공급라인(L2)에 마련될 수 있다.The second gas-liquid separator 50b is provided in the second fuel supply line L2 connected to the first fuel supply line L1 between the boil-off gas compression unit 60a and the customer 20a, and the forced vaporizer 40a The forced evaporation gas obtained by forcibly evaporating the liquefied gas can be phase-separated into a liquid phase and a gas phase. In addition, the second gas-liquid separator 50b removes components such as propane and butane contained in the forcibly evaporated evaporation gas, and merges the evaporated gas whose methane number is adjusted to the downstream of the evaporated gas compression unit 60a, and the customer 20a Can be supplied to. The second gas-liquid separator 50b may be provided in the second fuel supply line L2 downstream of the forced vaporizer 40a.

본 실시예의 제2연료공급라인(L2)은, 증발가스압축유닛(60a) 상류측에 연결되는 제1실시예와 달리 카고탱크(10)로부터 증발가스압축유닛(60a) 하류의 제1연료공급라인(L1)까지 연장될 수 있다.The second fuel supply line L2 of this embodiment supplies the first fuel downstream of the boil-off gas compression unit 60a from the cargo tank 10, unlike the first embodiment connected to the upstream side of the boil-off gas compression unit 60a. It may extend to the line L1.

제2기액분리기(50b)의 주변 라인은 제1기액분리기(50a)와 유사할 수 있으며, 여기서는 주변 라인에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.The peripheral line of the second gas-liquid separator 50b may be similar to the first gas-liquid separator 50a, and detailed descriptions of the peripheral lines will be omitted here.

강제기화기(40a)와 제2기액분리기(50b)에 의해 얻어지는 수요처(20a)의 연료로 사용될 강제기화된 증발가스가 제2연료공급라인(L2)을 통해 증발가스압축유닛(60a) 하류의 제1연료공급라인(L1)에 합류되므로, 제1연료공급라인(L1)으로부터 분지되는 증발가스회수라인(L4)의 분지지점은 제1연료공급라인(L1)에 연결되는 제2연료공급라인(L2)의 연결지점보다 하류에 위치되는 것이 바람직하다.The forced vaporized boil-off gas to be used as the fuel of the customer 20a obtained by the forced vaporizer 40a and the second gas-liquid separator 50b is supplied through the second fuel supply line L2. Since it is joined to the first fuel supply line L1, the branch point of the boil-off gas recovery line L4 branched from the first fuel supply line L1 is the second fuel supply line connected to the first fuel supply line L1. It is preferable to be located downstream of the connection point of L2).

상기에서, 제2기액분리기(50b)로 유입되는 강제기화된 증발가스는, 메탄 성분 이외에도 다른 성분(프로판, 부탄 등)을 포함하고 있어, 본 실시예와 같이, 수요처(20a)로서 메탄가를 조절할 필요가 있는 XDF 엔진이 적용될 경우, 이러한 엔진의 성능향상을 위해 메탄가를 조절할 필요가 있다. 따라서, 본 실시예는 XDF 엔진인 수요처(20a)에 메탄가가 상승된 연료를 증발가스압축유닛(60a)의 하류에 합류시켜 공급하기 위해 제2기액분리기(50b)가 필수적으로 마련되어야 한다.In the above, the forced evaporation gas flowing into the second gas-liquid separator 50b contains other components (propane, butane, etc.) in addition to the methane component. When the necessary XDF engine is applied, it is necessary to adjust the methane number to improve the performance of these engines. Therefore, in the present embodiment, the second gas-liquid separator 50b must be provided in order to supply fuel having an increased methane number to the consumer 20a, which is an XDF engine, to the downstream of the boil-off gas compression unit 60a.

도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a fourth embodiment of the present invention.

이하에서는 도 4를 참조하여 제4실시예에 대해 설명하도록 하는데, 다만 본 실시예에서 제3실시예와 동일한 도면 부호를 사용하는 구성은, 반드시 동일한 구성을 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. 4, but configurations using the same reference numerals as in the third embodiment in the present embodiment do not necessarily mean the same configuration.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 가스 처리 시스템(4)은, 별도의 연료탱크가 마련되지 않고 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 연료로 사용하는 선박(S)에서, 카고탱크(10) 내부에 자연적으로 발생하는 증발가스를 버퍼탱크(80)에서 처리하도록 구비될 수 있다.As shown in Figure 4, the gas treatment system 4 according to the fourth embodiment of the present invention, a ship that uses the liquefied gas stored in the cargo tank 10 as fuel without a separate fuel tank (S ), it may be provided to treat the boil-off gas naturally occurring inside the cargo tank 10 in the buffer tank 80.

본 발명의 제4실시예에 따른 가스 처리 시스템(4)은, 카고탱크(10), 수요처(20a), 펌프(30), 강제기화기(40a), 제2기액분리기(50b), 증발가스압축유닛(60b), 증발가스냉각기(70), 버퍼탱크(80), 감압수단(90), 가스연소유닛(100)을 포함할 수 있다.The gas treatment system 4 according to the fourth embodiment of the present invention includes a cargo tank 10, a customer 20a, a pump 30, a forced vaporizer 40a, a second gas-liquid separator 50b, and boil-off gas compression. A unit 60b, an evaporative gas cooler 70, a buffer tank 80, a decompression means 90, and a gas combustion unit 100 may be included.

여기서, 카고탱크(10), 수요처(20a), 펌프(30), 강제기화기(40a), 증발가스냉각기(70), 버퍼탱크(80), 감압수단(90), 가스연소유닛(100)은 제3실시예에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 하며, 본 발명의 제3실시예와 다른 구성 요소인 증발가스압축유닛(60b)과 생략되는 구성 요소인 제1기액분리기(50a)로 인하여 달라지는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.Here, the cargo tank 10, the customer (20a), the pump 30, the forced vaporizer (40a), the boil-off gas cooler (70), the buffer tank (80), the pressure reducing means (90), the gas combustion unit (100) Since it is the same or similar to that described in the third embodiment, a detailed description will be omitted, and the boil-off gas compression unit 60b, which is a component different from the third embodiment of the present invention, and the first gas-liquid separator 50a, which is an omitted component. Only the parts that change due to) will be described.

증발가스압축유닛(60b)은, 제3실시예의 증발가스압축유닛(60a)과 다른 종류인 액적이 포함된 증발가스가 들어가도 되면서 저압으로 압축하는 스크류형 저압압축기(LD Compressor)인 또는 왕복동형 저압압축기(LD Compressor)일 수 있다. 이러한 증발가스압축유닛(60b)은, 도시된 바와 같이 다단으로 구성될 수 있으며, 예를 들어 4단이 한 세트로 구성되며, 두 개의 세트가 병렬로 배치되어 적어도 어느 한 세트가 선택적으로 작동될 수 있다. 다단의 증발가스압축유닛(60b) 사이에는 냉각기(도시하지 않음)가 마련될 수 있으며, 냉각기는 상류의 증발가스 압축기(60b)에 의해 상승된 증발가스의 온도를 낮추어 하류의 증발가스 압축기(60b)의 작동을 용이하게 할 수 있게 한다.The boil-off gas compression unit (60b) is a screw-type low-pressure compressor (LD Compressor) that compresses to a low pressure while the boil-off gas containing droplets, which is a different type from the boil-off gas compression unit 60a of the third embodiment, can enter, or a reciprocating low pressure. It may be a compressor (LD Compressor). This boil-off gas compression unit (60b) may be configured in multiple stages as shown, for example, four stages are composed of one set, and two sets are arranged in parallel so that at least one set can be selectively operated. I can. A cooler (not shown) may be provided between the multi-stage boil-off gas compression units 60b, and the cooler lowers the temperature of the boil-off gas raised by the boil-off gas compressor 60b on the upstream side, thereby lowering the boil-off gas compressor 60b at the downstream side. ) To facilitate the operation.

본 실시예의 증발가스압축유닛(60b)의 하류에는, 제3실시예의 증발가스압축유닛(60a)과 동일 또는 유사하게 제1연료공급라인(L1)으로부터 분지되어 버퍼탱크(80)까지 연장되며, 카고탱크(10)에서 배출되어 증발가스압축유닛(60b)의 적어도 1단에 의해 압축된 증발가스 중 일부를 분기시키는 증발가스회수라인(L4)이 마련될 수 있다.Downstream of the boil-off gas compression unit (60b) of the present embodiment, the same or similar to the boil-off gas compression unit (60a) of the third embodiment is branched from the first fuel supply line (L1) and extends to the buffer tank (80), A boil-off gas recovery line L4 may be provided for branching out some of the boil-off gas discharged from the cargo tank 10 and compressed by at least one stage of the boil-off gas compression unit 60b.

본 실시예의 증발가스압축유닛(60b)은, 상기한 바와 같이 제3실시예의 증발가스압축유닛(60a)과 비교하여 종류가 다를 뿐, 주변에 구성되는 요소는 제3실시예와 동일 또는 유사한 바, 중복 설명을 회피하기 위해 상세한 설명은 생략하기로 한다.As described above, the boil-off gas compression unit 60b of this embodiment differs in type compared to the boil-off gas compression unit 60a of the third embodiment, as described above, and the surrounding elements are the same or similar to those of the third embodiment. In order to avoid redundant description, detailed description will be omitted.

본 실시예에서는 제3실시예의 구성 요소인 제1기액분리기(50a)가 생략되는데, 전술한 바와 같이, 제3실시예의 제1기액분리기(50a)는, 제3실시예의 증발가스압축유닛(60a)이 액적이 포함된 증발가스가 들어가서는 되지 않는 종류의 원심형 저압압축기가 적용되기 때문에 필수적으로 마련되었으나, 본 실시예에서는 증발가스압축유닛(60b)이 액적이 포함된 증발가스가 들어가도 되는 종류의 스크류형 저압압축기 또는 왕복동형 저압압축기를 적용하기 때문에 제3실시예의 구성 요소인 제1기액분리기(50a)를 마련할 필요가 없다.In this embodiment, the first gas-liquid separator 50a, which is a component of the third embodiment, is omitted. As described above, the first gas-liquid separator 50a of the third embodiment is the boil-off gas compression unit 60a of the third embodiment. ) It is essentially provided because a type of centrifugal type low compressor that does not allow boil-off gas containing droplets to enter is applied, but in the present embodiment, the boil-off gas compression unit 60b is a type in which boil-off gas containing droplets can enter Since the screw type low compressor or the reciprocating type low compressor is applied, there is no need to provide the first gas-liquid separator 50a, which is a component of the third embodiment.

즉, 본 실시예에서는 제3실시예와 같이 제1연료공급라인(L1) 및 증발가스보충라인(L3)을 통해 원심형 저압압축기인 증발가스압축유닛(60a)으로 유입되는 증발가스(자연기화된 증발가스 및/또는 잉여 증발가스)에 함유된 액적을 제거하는 액적 유입 방지용 제1기액분리기(50a)가 마련될 필요가 없다.That is, in this embodiment, as in the third embodiment, the boil-off gas (natural vaporization) introduced into the boil-off gas compression unit 60a, which is a centrifugal low-pressure compressor, through the first fuel supply line L1 and the boil-off gas supplement line L3. There is no need to provide a first gas-liquid separator 50a for preventing the inflow of droplets to remove droplets contained in the evaporated gas and/or excess evaporated gas).

본 실시예는, 제3실시예의 제1기액분리기(50a)가 생략됨으로써, 제1연료공급라인(L1)이 감압수단(90)과 증발가스압축유닛(60b) 사이의 증발가스보충라인(L3)에 직접 연결되어, 제1연료공급라인(L1)을 통해 증발가스압축유닛(60b)으로 공급되는 카고탱크(10)의 증발가스와 증발가스보충라인(L3)을 통해 증발가스압축유닛(60b)으로 공급되는 버퍼탱크(80)의 증발가스가 증발가스압축유닛(60b) 상류의 제1연료공급라인(L1)에서 합류될 수 있다.In this embodiment, since the first gas-liquid separator 50a of the third embodiment is omitted, the first fuel supply line L1 is provided with an evaporative gas supplement line L3 between the depressurization means 90 and the boil-off gas compression unit 60b. ) Is directly connected to the boil-off gas compression unit 60b through the boil-off gas of the cargo tank 10 and boil-off gas replenishment line (L3) supplied to the boil-off gas compression unit (60b) through the first fuel supply line (L1). The boil-off gas of the buffer tank 80 supplied to) may be joined in the first fuel supply line L1 upstream of the boil-off gas compression unit 60b.

상기한 바와 같이, 본 실시예는 증발가스압축유닛(60b)으로 액적이 포함된 증발가스가 들어가도 되는 스크류형 저압압축기 또는 왕복동형 저압압축기를 적용함으로써, 카고탱크(10)와 증발가스압축유닛(60b) 사이 및 버퍼탱크(80)와 증발가스압축유닛(60b) 사이에 어떠한 기액분리기도 마련되지 않고 버퍼탱크(80)의 잉여 증발가스와 카고탱크(10) 내의 자연기화된 증발가스가 기액분리 없이 합류되어 증발가스압축유닛(60b)으로 유입되도록 구성될 수 있다.As described above, in this embodiment, by applying a screw type low compressor or a reciprocating type low pressure compressor in which the boil-off gas containing droplets may enter the boil-off gas compression unit 60b, the cargo tank 10 and the boil-off gas compression unit ( No gas-liquid separator is provided between 60b) and between the buffer tank 80 and the boil-off gas compression unit 60b, and the excess boil-off gas in the buffer tank 80 and the naturally vaporized boil-off gas in the cargo tank 10 are separated by gas-liquid separation. It may be configured to be joined without being introduced into the evaporative gas compression unit 60b.

도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.5 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a fifth embodiment of the present invention.

이하에서는 도 5를 참조하여 제5실시예에 대해 설명하도록 하는데, 다만 본 실시예에서 제3실시예와 동일한 도면 부호를 사용하는 구성은, 반드시 동일한 구성을 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. 5, but configurations using the same reference numerals as in the third embodiment in the present embodiment do not necessarily mean the same configuration.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템(5)은, 별도의 연료탱크가 마련되지 않고 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 연료로 사용하는 선박(S)에서, 카고탱크(10) 내부에 자연적으로 발생하는 증발가스를 버퍼탱크(80)에서 처리하도록 구비될 수 있다.As shown in Figure 5, the gas treatment system 5 according to the fifth embodiment of the present invention, a ship that uses the liquefied gas stored in the cargo tank 10 as fuel without a separate fuel tank (S ), it may be provided to treat the boil-off gas naturally occurring inside the cargo tank 10 in the buffer tank 80.

본 발명의 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템(5)은, 카고탱크(10), 수요처(20b), 제1펌프(30a), 제2펌프(30b), 강제기화기(40b), 증발가스압축유닛(60c), 증발가스냉각기(70), 버퍼탱크(80), 감압수단(90), 가스연소유닛(100)을 포함할 수 있다.The gas treatment system 5 according to the fifth embodiment of the present invention includes a cargo tank 10, a customer 20b, a first pump 30a, a second pump 30b, a forced vaporizer 40b, and a boil-off gas. It may include a compression unit (60c), a boil-off gas cooler (70), a buffer tank (80), a decompression means (90), a gas combustion unit (100).

여기서, 카고탱크(10), 증발가스냉각기(70), 버퍼탱크(80), 감압수단(90), 가스연소유닛(100)은 제3실시예에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 하며, 본 발명의 제3실시예와 다른 구성 요소인 수요처(20b), 제1펌프(30a), 제2펌프(30b), 강제기화기(40b), 증발가스압축유닛(60c)과 생략되는 구성 요소인 제1기액분리기(50a), 제2기액분리기(50b)로 인하여 달라지는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.Here, the cargo tank 10, the boil-off gas cooler 70, the buffer tank 80, the pressure reducing means 90, and the gas combustion unit 100 are the same as or similar to those described in the third embodiment, so a detailed description thereof will be omitted. And, the customer (20b), the first pump (30a), the second pump (30b), the forced vaporizer (40b), the boil-off gas compression unit (60c) and the other components from the third embodiment of the present invention are omitted. Only the parts that change due to the first gas-liquid separator 50a and the second gas-liquid separator 50b, which are constituents, will be described.

수요처(20b)는, 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 강제기화시켜 발생되는 강제기화된 증발가스나, 카고탱크(10) 내에서 액화가스가 자연기화되어 발생되는 자연기화된 증발가스를 연료로 하여 동력을 발생시킬 수 있다.The consumer (20b) fuels the forced evaporation gas generated by forcibly evaporating the liquefied gas stored in the cargo tank 10 or the natural evaporated evaporated gas generated by the natural evaporation of the liquefied gas in the cargo tank 10. Power can be generated by using.

또한, 수요처(20b)는, 카고탱크(10)로부터 강제기화된 증발가스 및/또는 자연기화된 증발가스가 수요처(20a)의 증발가스 소비량에 미치지 못할 경우, 버퍼탱크(80)에 저장된 증발가스 중 적어도 일부를 증발가스보충라인(L3)을 통해 전달받아 동력을 발생시킬 수 있다.In addition, the customer (20b), when the boil-off gas forcibly vaporized from the cargo tank (10) and / or the boil-off gas is less than the boil-off gas consumption of the customer (20a), the boil-off gas stored in the buffer tank (80) At least some of them may be transmitted through the boil-off gas supplement line L3 to generate power.

본 실시예에서 수요처(20b)는, 메탄가를 조절할 필요가 없으면서 250bar 이상, 예를 들어 250bar 내지 400bar 범위의 고압에서 구동하는 종류의 고압엔진인 MEGI 엔진일 수 있다. 이러한 MEGI 엔진을 적용함으로 인해, 본 실시예에서 증발가스압축유닛(60c)으로 고압압축기(HD Compressor)가 적용되며, 제2펌프(30b)로 고압펌프가 적용된다. 본 실시예에서는 수요처(20b)로 MEGI 엔진을 적용하는 경우를 설명하지만, 이에 한정하지 않고 메탄가를 조절할 필요가 없으면서 250bar 이상의 고압에서 구동할 수 있는 다른 고압엔진도 적용할 수 있음은 물론이다. 또한, 본 실시예에서 수요처(20b)는, 선박(S)을 추진하는 메인 엔진인 MEGI 엔진 이외에도 전기를 발전하는 발전 엔진 등을 포함할 수 있음은 물론이다.In this embodiment, the consumer 20b may be a MEGI engine, which is a type of high-pressure engine that is driven at a high pressure in the range of 250 bar or more, for example, 250 bar to 400 bar without the need to adjust the methane number. By applying such a MEGI engine, in this embodiment, a high-pressure compressor is applied as the boil-off gas compression unit 60c, and a high-pressure pump is applied as the second pump 30b. In this embodiment, a case of applying the MEGI engine to the customer 20b is described, but it is not limited thereto, and other high-pressure engines capable of driving at a high pressure of 250 bar or more can be applied without the need to adjust the methane number. In addition, in addition to the MEGI engine, which is the main engine that propels the ship S, the demander 20b in the present embodiment may, of course, include a power generation engine that generates electricity.

제1펌프(30a)는, 카고탱크(10)의 내부에 설치되어 외부로 배출되는 액화가스를 가압할 수 있으며, 카고탱크(10)의 저면까지 연장되는 제2연료공급라인(L2)에 설치될 수 있다.The first pump 30a is installed inside the cargo tank 10 to pressurize the liquefied gas discharged to the outside, and is installed in the second fuel supply line L2 extending to the bottom of the cargo tank 10 Can be.

제1펌프(30a)는, 고압펌프인 제2펌프(30b)의 공동현상(cavitation)을 방지할 수 있도록, 카고탱크(10)로부터 액화가스를 빼내어서 액화가스를 가압하여 제2펌프(30b)에 충분한 양의 액화가스가 공급되도록 한다.The first pump 30a extracts liquefied gas from the cargo tank 10 and pressurizes the liquefied gas so as to prevent cavitation of the second pump 30b, which is a high-pressure pump. ) To supply a sufficient amount of liquefied gas.

또한, 제1펌프(30a)는, 버퍼탱크(80)의 증발가스를 응축 저장하기 위한 목적 등 필요에 따라 액화가스충전라인(L6)을 통해 버퍼탱크(80)로도 공급되도록 한다. 여기서, 액화가스충전라인(L6)은 제1펌프(30a)와 제2펌프(30b) 사이의 제2연료공급라인(L2)에 연결될 수 있다.In addition, the first pump 30a is also supplied to the buffer tank 80 through the liquefied gas filling line L6 as necessary, such as for the purpose of condensing and storing the boil-off gas of the buffer tank 80. Here, the liquefied gas filling line L6 may be connected to the second fuel supply line L2 between the first pump 30a and the second pump 30b.

제2펌프(30b)는, 제2연료공급라인(L2)에 마련되는 고압펌프일 수 있으며, 제1펌프(30a)로부터 공급되는 액화가스를 고압엔진인 수요처(20b)에서 요구하는 고압으로 가압하여, 수요처(20b)에 액화가스가 공급되도록 할 수 있다.The second pump 30b may be a high-pressure pump provided in the second fuel supply line L2, and pressurizes the liquefied gas supplied from the first pump 30a to a high pressure required by the high-pressure engine, the consumer 20b. Thus, it is possible to supply the liquefied gas to the customer (20b).

본 실시예의 제2연료공급라인(L2)은, 제3실시예와 동일 또는 유사하게 카고탱크(10)의 내부로부터 증발가스압축유닛(60a) 하류의 제1연료공급라인(L1)까지 연장될 수 있다.The second fuel supply line L2 of the present embodiment extends from the inside of the cargo tank 10 to the first fuel supply line L1 downstream of the boil-off gas compression unit 60a in the same or similar to the third embodiment. I can.

액화가스는 카고탱크(10)로부터 배출된 후 제1펌프(30a)에 의해 1차로 가압 되는데, 제2펌프(30b)는 제1펌프(30a)에 의해 1차 가압된 액체상태의 액화가스를 2차로 가압하여 강제기화기(40b)를 통해 강제로 기화시키고, 강제기화된 증발가스를 증발가스압축유닛(60c) 하류에 합류시켜 수요처(20b)에 공급할 수 있다. After being discharged from the cargo tank 10, the liquefied gas is first pressurized by the first pump 30a, and the second pump 30b collects the liquefied gas in the liquid state first pressurized by the first pump 30a. It is pressurized secondarily and is forcibly vaporized through the forcible vaporizer 40b, and the forcibly vaporized boil-off gas is joined to the downstream of the boil-off gas compression unit 60c and supplied to the customer 20b.

이때 제2펌프(30b)는 액화가스를 수요처(20b)에서 요구하는 압력, 예를 들어 250bar 이상으로 가압하여 수요처(20b)에 공급함으로써, 고압엔진인 수요처(20b)가 액화가스를 통해 동력을 생산할 수 있다.At this time, the second pump 30b pressurizes the liquefied gas to a pressure required by the customer 20b, for example, 250 bar or more, and supplies it to the customer 20b, so that the customer 20b, a high-pressure engine, generates power through the liquefied gas. Can be produced.

제2펌프(30b)는, 제1펌프(30a)로부터 배출되는 액체상태의 액화가스를 고압으로 가압하되, 액화가스가 초임계점(Critical Point)보다 높은 온도 및 높은 압력을 갖는 초임계 상태가 되도록 상변화시킬 수 있다. 이때 초임계 상태인 액화가스의 온도는 임계온도보다 상대적으로 높을 수 있다.The second pump 30b pressurizes the liquid liquefied gas discharged from the first pump 30a to a high pressure, so that the liquefied gas is in a supercritical state having a higher temperature and higher pressure than a critical point. It can be phase-changed. At this time, the temperature of the liquefied gas in the supercritical state may be relatively higher than the critical temperature.

또한, 제2펌프(30b)는, 액체 상태의 액화가스를 고압으로 가압하여 과냉액체 상태로 변화시킬 수 있다. 여기서 과냉액체 상태의 액화가스란 액화가스의 압력이 임계압력보다 높고, 온도가 임계온도보다 낮은 상태이다.In addition, the second pump 30b may pressurize the liquefied gas in a liquid state at high pressure to change it into a supercooled liquid state. Here, the liquefied gas in the subcooled liquid state is a state in which the pressure of the liquefied gas is higher than the critical pressure and the temperature is lower than the critical temperature.

구체적으로 제2펌프(30b)는, 제1펌프(30a)로부터 배출되는 액체상태의 액화가스를 250bar 이상의 고압으로 가압하되, 액화가스의 온도가 임계온도보다 낮은 온도가 되도록 하여, 액화가스를 과냉액체 상태로 상변화시킬 수 있다. 여기서, 과냉액체 상태인 액화가스의 온도는, 임계온도보다 상대적으로 낮은 -140℃ 내지 -60℃일 수 있다.Specifically, the second pump 30b pressurizes the liquefied gas in a liquid state discharged from the first pump 30a to a high pressure of 250 bar or higher, but makes the temperature of the liquefied gas lower than the critical temperature, thereby subcooling the liquefied gas. It can phase change to a liquid state. Here, the temperature of the liquefied gas in the state of the supercooled liquid may be -140°C to -60°C, which is relatively lower than the critical temperature.

본 실시예에서, 제2펌프(30b)에 의해 압축된 액화가스는, 버퍼탱크(80)를 거치지 않고 강제기화기(40b)를 거쳐 증발가스압축유닛(60c) 하류에 합류되어 수요처(20b)의 연료로 공급된다.In this embodiment, the liquefied gas compressed by the second pump 30b is joined to the downstream of the boil-off gas compression unit 60c through the forced vaporizer 40b without passing through the buffer tank 80, Supplied as fuel.

강제기화기(40b)는, 고압펌프인 제2펌프(30b) 하류의 제2연료공급라인(L2)에 마련될 수 있으며, 제2펌프(30b)로부터 이송되는 액화가스를 강제로 기화시킬 수 있다.The forced vaporizer 40b may be provided in the second fuel supply line L2 downstream of the second pump 30b, which is a high-pressure pump, and may forcibly vaporize the liquefied gas transferred from the second pump 30b. .

강제기화기(40b)에서 액화가스를 강제 기화하여 얻어지는 강제기화된 증발가스는, 버퍼탱크(80)를 거치지 않고 증발가스압축유닛(60c)의 하류로 합류될 수 있다.The forced vaporization gas obtained by forcibly vaporizing the liquefied gas in the forced vaporizer 40b may be joined to the downstream of the vaporized gas compression unit 60c without passing through the buffer tank 80.

강제기화된 증발가스에는 메탄 성분 이외에도 다른 성분(프로판, 부탄 등)이 함유되어 있으나, 본 실시예에서는 수요처(20b)로서 메탄가를 조절할 필요가 없는 종류의 엔진이 적용되므로, 강제기화기(40b)의 하류에 메탄가 조절용 기액분리기를 설치할 필요가 없다.The forced evaporation gas contains other components (propane, butane, etc.) in addition to the methane component, but in this embodiment, a kind of engine that does not need to adjust the methane number as the customer 20b is applied, so that the forced vaporizer 40b There is no need to install a gas-liquid separator for controlling the methane number downstream.

본 실시예에서 강제기화기(40b)는, 제2펌프(30b)가 250bar 이상의 고압으로 가압하고 수요처(20b)가 250bar 이상의 고압에서 구동하는 종류의 고압엔진인 MEGI 엔진을 적용하므로, 이에 대응되는 고압기화기(HP Vaporizer)일 수 있다.In this embodiment, the forced carburetor 40b applies a MEGI engine, which is a type of high-pressure engine in which the second pump 30b pressurizes at a high pressure of 250 bar or more and the customer 20b drives at a high pressure of 250 bar or more. It may be a vaporizer (HP Vaporizer).

증발가스압축유닛(60c)은, 제1연료공급라인(L1)에 마련되어 증발가스를 수요처(20b)의 요구압력에 대응되도록 압축할 수 있다.The boil-off gas compression unit 60c is provided in the first fuel supply line L1 to compress the boil-off gas so as to correspond to the required pressure of the customer 20b.

본 실시예에서 증발가스압축유닛(60c)은, 제3실시예의 증발가스압축유닛(60a)과 다른 종류인 액적이 포함된 증발가스가 들어가도 되는 왕복동형 압축기일 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 수요처(20b)가 메탄가를 조절할 필요가 없으면서 250bar 이상의 고압에서 구동하는 종류의 고압엔진인 MEGI 엔진이므로, 증발가스압축유닛(60c)은 다단으로 구성되는 왕복동형 고압압축기(HD Compressor)일 수 있다. 이러한 다단의 증발가스압축유닛(60c) 사이에는 냉각기(도시하지 않음)가 마련될 수 있으며, 냉각기는 상류의 증발가스 압축기(60c)에 의해 상승된 증발가스의 온도를 낮추어 하류의 증발가스 압축기(60c)의 작동을 용이하게 할 수 있게 한다.In this embodiment, the boil-off gas compression unit 60c may be a reciprocating compressor in which boil-off gas containing droplets of a different type from the boil-off gas compression unit 60a of the third embodiment may enter. However, in this embodiment, since the demander 20b does not need to adjust the methane number and is a MEGI engine, which is a type of high-pressure engine driven at a high pressure of 250 bar or more, the boil-off gas compression unit 60c is a reciprocating type high-pressure compressor (HD) composed of multiple stages. Compressor). A cooler (not shown) may be provided between the multi-stage boil-off gas compression units 60c, and the cooler lowers the temperature of the boil-off gas raised by the upstream boil-off gas compressor 60c to lower the boil-off gas compressor ( It makes it possible to facilitate the operation of 60c).

다단의 증발가스압축유닛(60c)에서 중간단, 예를 들어 5단의 압축기로 구성될 경우 두 번째 압축기 후단, 구체적으로는 두 번째 압축기와 세 번째 압축기 사이에 마련되는 냉각기 하류에는, 제1연료공급라인(L1)으로부터 분지되어 버퍼탱크(80)까지 연장되는 증발가스회수라인(L4)이 마련될 수 있다. 증발가스회수라인(L4)은, 카고탱크(10) 내의 자연기화된 증발가스가 수요처(20b)에서 요구하는 연료량보다 많거나 일시적으로 많이 발생할 경우, 수요처(20b)의 연료로 공급되는 일정 유량의 증발가스를 제외한 잉여 증발가스를 버퍼탱크(80)에 저장할 수 있도록 하는 통로 역할을 한다.In the case of a multi-stage boil-off gas compression unit (60c) with an intermediate stage, for example, a 5-stage compressor, the first fuel is downstream of the cooler provided between the second compressor and the third compressor, specifically at the rear end of the second compressor. A boil-off gas recovery line L4 branched from the supply line L1 and extending to the buffer tank 80 may be provided. The boil-off gas recovery line (L4), when the naturally vaporized boil-off gas in the cargo tank (10) is more than the amount of fuel required by the customer (20b) or temporarily occurs, a constant flow rate supplied as the fuel of the customer (20b). It serves as a passage for storing excess boil-off gas excluding boil-off gas in the buffer tank (80).

본 실시예에서는 제3실시예의 구성 요소인 제1기액분리기(50a)가 생략되는데, 전술한 바와 같이, 제3실시예의 제1기액분리기(50a)는, 제3실시예의 증발가스압축유닛(60a)이 액적이 포함된 증발가스가 들어가서는 되지 않는 종류의 원심형 저압압축기가 적용되기 때문에 필수적으로 마련되었으나, 본 실시예에서는 증발가스압축유닛(60c)이 액적이 포함된 증발가스가 들어가도 되는 종류이면서 고압을 생성하기 위해 다단으로 구성되는 왕복동형 고압압축기를 적용하기 때문에, 제3실시예의 구성 요소인 제1기액분리기(50a)를 마련할 필요가 없다.In this embodiment, the first gas-liquid separator 50a, which is a component of the third embodiment, is omitted. As described above, the first gas-liquid separator 50a of the third embodiment is the boil-off gas compression unit 60a of the third embodiment. ) It is essentially provided because a type of centrifugal type low compressor that does not allow boil-off gas containing droplets to enter is applied, but in this embodiment, the boil-off gas compression unit 60c is a type in which boil-off gas containing droplets can enter At the same time, since the reciprocating type high pressure compressor having multiple stages is applied to generate high pressure, there is no need to provide the first gas-liquid separator 50a, which is a component of the third embodiment.

또한, 본 실시예에서는 제3실시예의 구성 요소인 제2기액분리기(50b)가 생략되는데, 전술한 바와 같이, 제3실시예의 제2기액분리기(50b)는, 제3실시예의 수요처(20a)가 메탄가를 조절할 필요가 있는 XDF 엔진이 적용되기 때문에 필수적으로 마련되었으나, 본 실시예에서는 수요처(20b)가 메탄가 조절이 필요 없으면서 고압엔진인 MEGI 엔진을 적용하기 때문에, 제3실시예의 구성 요소인 제2기액분리기(50b)를 마련할 필요가 없다.In addition, in this embodiment, the second gas-liquid separator 50b, which is a component of the third embodiment, is omitted. As described above, the second gas-liquid separator 50b of the third embodiment is the customer 20a of the third embodiment. Since the XDF engine, which needs to adjust the methane number, is applied, it was essentially provided, but in this embodiment, the customer 20b applies the MEGI engine, which is a high-pressure engine, without needing to adjust the methane number. There is no need to provide a two-gas-liquid separator (50b).

즉, 본 실시예에서는 제3실시예와 같이 제1연료공급라인(L1) 및 증발가스보충라인(L3)을 통해 원심형 저압압축기인 증발가스압축유닛(60a)으로 유입되는 증발가스(자연기화된 증발가스 및/또는 잉여 증발가스)에 함유된 액적을 제거하는 액적 유입 방지용 제1기액분리기(50a)가 마련될 필요가 없을 뿐만 아니라, 메탄가 조절용 제2기액분리기(50b) 역시 마련될 필요가 없다.That is, in this embodiment, as in the third embodiment, the boil-off gas (natural vaporization) introduced into the boil-off gas compression unit 60a, which is a centrifugal low-pressure compressor, through the first fuel supply line L1 and the boil-off gas supplement line L3. It is not necessary to provide a first gas-liquid separator (50a) for preventing the inflow of droplets to remove droplets contained in the evaporated gas and/or excess evaporation gas), but also a second gas-liquid separator (50b) for controlling methane number. none.

본 발명은 앞서 설명된 제1 내지 제5실시예 외에도, 상기 실시예들 중 적어도 둘 이상의 조합 또는 적어도 하나 이상의 상기 실시예와 공지기술의 조합에 의해 발생하는 실시예들을 모두 포괄한다. In addition to the first to fifth embodiments described above, the present invention encompasses all embodiments generated by a combination of at least two or more of the above embodiments or a combination of at least one or more of the above embodiments and known techniques.

이하, 상술한 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템(1, 2, 3, 4, 5)을 이용한 가스 처리 방법을 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a gas treatment method using the gas treatment systems 1, 2, 3, 4, 5 according to the first to fifth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 9 as follows.

도 6은 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템을 이용한 가스 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 7은 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템을 이용한 가스 처리 방법을 설명하기 위한 제1부분 순서도이고, 도 8은 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템을 이용한 가스 처리 방법을 설명하기 위한 제2부분 순서도이고, 도 9는 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템을 이용한 가스 처리 방법을 설명하기 위한 제3부분 순서도이다.6 is a flow chart illustrating a gas treatment method using a gas treatment system according to the first to fifth embodiments of the present invention, and FIG. 7 is a flowchart illustrating a gas treatment method using the gas treatment system according to the first to fifth embodiments of the present invention. A first partial flow chart for explaining a gas treatment method, FIG. 8 is a second partial flow chart for explaining a gas treatment method using a gas treatment system according to the first to fifth embodiments of the present invention, and FIG. 9 is A third partial flow chart for explaining a gas treatment method using a gas treatment system according to the first to fifth embodiments of the present invention.

도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템(1, 2, 3, 4, 5)은 수요처(20a, 20b)의 연료로 공급되는 카고탱크(10) 내의 자연기화된 증발가스의 양에 따라 다양하게 운전될 수 있다.6 to 9, the gas treatment systems 1, 2, 3, 4, 5 according to the first to fifth embodiments of the present invention are cargo supplied as fuel of the customers 20a and 20b. It can be operated in various ways depending on the amount of the naturally vaporized boil-off gas in the tank 10.

도 6을 참고하면, 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 가스 처리 시스템(1, 2, 3, 4, 5)을 이용한 가스 처리 방법은, 액화가스를 저장하는 카고탱크(10)와, 카고탱크(10)에서 배출된 증발가스가 추진 엔진을 포함하는 수요처(20a, 20b)의 증발가스 소비량을 초과할 경우, 잉여 증발가스를 저장하는 버퍼탱크(80)와, 증발가스를 추진 엔진의 요구압력에 대응되도록 압축하는 증발가스압축유닛(60a, 60b, 60c)을 포함하고, 추진 엔진의 증발가스 소비량에 따라 운전되는 가스 처리 시스템(1, 2, 3, 4, 5)에서, 카고탱크(10)에서 배출된 증발가스가 추진 엔진의 증발가스 소비량을 초과할 경우, 잉여 증발가스를 버퍼탱크(80)에 저장하는 단계(S210), 버퍼탱크(80)의 내부 압력이 한계 설정값에 도달되었다고 판단되면, 버퍼탱크(80)로의 증발가스 저장을 중단하고, 선속을 고속으로 상향하여 추진 엔진의 증발가스 소비량을 증대시키는 단계(S220), 및 카고탱크(10)에서 배출된 증발가스가 추진 엔진의 증발가스 소비량에 미치지 못할 경우, 버퍼탱크(80)에 저장된 증발가스 중 적어도 일부를 추진 엔진으로 전달하는 단계(S230)를 포함한다.6, a gas treatment method using a gas treatment system (1, 2, 3, 4, 5) according to the first to fifth embodiments of the present invention includes a cargo tank 10 for storing liquefied gas and , When the boil-off gas discharged from the cargo tank 10 exceeds the boil-off gas consumption of the customers 20a, 20b including the propulsion engine, the buffer tank 80 for storing the surplus boil-off gas and the boil-off gas propelling engine In the gas treatment system (1, 2, 3, 4, 5) that includes the boil-off gas compression units (60a, 60b, 60c) for compressing to correspond to the required pressure of the propulsion engine, and operates according to the boil-off gas consumption of the propulsion engine, the cargo When the boil-off gas discharged from the tank 10 exceeds the consumption of the boil-off gas of the propulsion engine, the step of storing the excess boil-off gas in the buffer tank 80 (S210), the internal pressure of the buffer tank 80 is a limit set value When it is determined that it is reached, the step of stopping the storage of the boil-off gas in the buffer tank 80 and increasing the speed of the ship to increase the boil-off gas consumption of the propulsion engine (S220), and the boil-off gas discharged from the cargo tank 10 If the evaporation gas consumption amount of the propulsion engine is not reached, at least a part of the boil-off gas stored in the buffer tank 80 is delivered to the propulsion engine (S230).

도 7을 참고하면, 단계 S220에서, 버퍼탱크(80)로의 증발가스 저장을 중단하고, 선속을 고속으로 상향하여 추진 엔진의 증발가스 소비량을 증대시킨 후에도, 카고탱크(10)에서 배출된 증발가스가 추진 엔진의 증발가스 소비량을 초과하고 있다고 판단되면, 수요처(20a, 20b)에 포함되는 발전 엔진의 부하를 상승시키거나 가스연소유닛(100)을 통해 증발가스를 소모시키는 단계(S221)를 더 포함할 수 있다.Referring to Figure 7, in step S220, the boil-off gas discharged from the cargo tank 10 even after stopping the storage of boil-off gas in the buffer tank 80 and increasing the amount of boil-off gas consumption of the propulsion engine by increasing the ship speed at a high speed. If it is determined that the evaporation gas consumption of the propulsion engine is exceeded, the step of increasing the load of the power generation engine included in the demanders 20a and 20b or consuming the evaporation gas through the gas combustion unit 100 (S221) is further performed. Can include.

도 8을 참고하면, S230에서, 버퍼탱크(80)에 저장된 증발가스 중 적어도 일부를 추진 엔진으로 전달한 후에도, 카고탱크(10)에서 배출된 증발가스가 추진 엔진의 증발가스 소비량에 미치지 못하고 있다고 판단되면, 카고탱크(10)의 액화가스를 강제 기화하여 얻어지는 강제기화된 증발가스를 추진 엔진에 공급하는 단계(S231)를 더 포함할 수 있다.Referring to Figure 8, in S230, even after delivering at least a portion of the boil-off gas stored in the buffer tank 80 to the propulsion engine, it is determined that the boil-off gas discharged from the cargo tank 10 does not reach the consumption of the boil-off gas of the propulsion engine. If so, it may further include a step (S231) of supplying the forced vaporized boil-off gas obtained by forcibly vaporizing the liquefied gas of the cargo tank 10 to the propulsion engine.

도 9를 참고하면, S230에서, 버퍼탱크(80)에 저장된 증발가스 중 적어도 일부를 추진 엔진으로 전달함에 따라, 버퍼탱크(80)에 저장된 증발가스의 소진으로 액화가스의 액위가 낮아졌다고 판단되면, 카고탱크(10)의 액화가스를 버퍼탱크(80)에 충전시켜 일정 액위를 유지시키는 단계(S232)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, when it is determined that the liquid level of the liquefied gas is lowered due to exhaustion of the boil-off gas stored in the buffer tank 80 as at least part of the boil-off gas stored in the buffer tank 80 is delivered to the propulsion engine in S230, , It may further include a step (S232) of maintaining a certain level by filling the liquefied gas of the cargo tank 10 in the buffer tank 80.

이와 같이 본 실시예는, 카고탱크(10)에 저장된 액화가스를 연료로 사용하는 선박(S)에서, 카고탱크(10)에서 수요처(20a, 20b)의 연료로 공급되는 자연기화된 증발가스 및/또는 강제기화된 증발가스를 버퍼탱크(80)를 이용하여 처리함으로써, 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있다.As described above, in this embodiment, in the ship S using the liquefied gas stored in the cargo tank 10 as fuel, the naturally vaporized boil-off gas supplied from the cargo tank 10 as fuel of the customers 20a and 20b, and / Or by treating the forcibly evaporated boil-off gas using the buffer tank 80, it is possible to efficiently process the boil-off gas.

또한, 본 실시예는, 카고탱크(10) 내에서 자연적으로 발생하는 증발가스가 수요처(20a, 20b)에서 요구하는 연료량보다 많거나 일시적으로 많이 발생할 경우 버퍼탱크(80)에 저장할 수 있도록 구성함으로써, 증발가스를 가스연소유닛(100)에 의해 태워버리거나 외부로 방출하는 양을 줄일 수 있어, 증발가스의 불필요한 낭비를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 카고탱크(10)의 내압 안정성을 보장할 수 있다.In addition, this embodiment is configured to be stored in the buffer tank 80 when the boil-off gas naturally occurring in the cargo tank 10 is more than or temporarily generated more than the amount of fuel required by the customers 20a and 20b. , It is possible to reduce the amount of boil-off gas burned by the gas combustion unit 100 or discharged to the outside, thereby preventing unnecessary waste of boil-off gas, as well as ensuring the internal pressure stability of the cargo tank 10. .

또한, 본 실시예는, 카고탱크(10)에서 수요처(20a, 20b)로 연료로서의 액화가스를 공급하는 흐름과 독립적으로 버퍼탱크(80)를 구성하되, 버퍼탱크(80)에 저장된 증발가스를 필요에 따라 선택적으로 수요처(20a, 20b)의 연료로 공급할 수 있도록 구성함으로써, 액화가스를 수요처(20a, 20b)로 공급하기 위한 연료펌프, 연료기화기 등이 구비되어야 하는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 예시로서의 연료탱크와 달리 액화가스 연료 공급을 위한 주변 장치를 단순화 할 수 있다.In addition, in this embodiment, the buffer tank 80 is configured independently of the flow of supplying the liquefied gas as fuel from the cargo tank 10 to the customers 20a and 20b, but the boil-off gas stored in the buffer tank 80 is Explaining the effect of the present invention in which a fuel pump, a fuel carburetor, etc. for supplying liquefied gas to the consumers 20a and 20b should be provided by configuring to be selectively supplied as fuel to the consumers 20a and 20b as needed. Unlike the fuel tank as an example, it is possible to simplify a peripheral device for supplying liquefied gas fuel.

또한, 본 실시예는, 카고탱크(10) 내의 자연기화된 증발가스를 수요처(20a, 20b)의 주연료로 공급하되, 버퍼탱크(80)에 저장된 증발가스를 수요처(20a, 20b)의 보조연료로 공급하도록 구성함으로써, 버퍼탱크(80)가 액화가스 연료 공급을 위한 연료펌프를 필요로 하지 않으므로, 버퍼탱크(80)의 유량 및 내압이 낮아지더라도 본 발명의 효과를 설명하기 위한 예시로서의 연료탱크와 달리 연료펌프의 구동에 필요한 유효흡입수두 및 유입압력 불충족으로 인한 연료공급 중단 및 쿨다운 문제를 고려하지 않아도 된다.In addition, in this embodiment, the boil-off gas that is naturally vaporized in the cargo tank 10 is supplied as the main fuel of the customers 20a and 20b, but the boil-off gas stored in the buffer tank 80 is supplemented by the customers 20a and 20b. By configuring to supply as fuel, since the buffer tank 80 does not require a fuel pump for supplying liquefied gas fuel, even if the flow rate and internal pressure of the buffer tank 80 are lowered, as an example for explaining the effect of the present invention. Unlike the fuel tank, there is no need to consider the problem of fuel supply interruption and cooldown due to insufficient effective suction head and inlet pressure required for driving the fuel pump.

또한, 본 실시예는, 버퍼탱크(80)에서 액화가스를 수요처(20a, 20b)의 연료로 공급하지 않고 증발가스만을 수요처(20a, 20b)의 연료로 공급하도록 구성함으로써, 버퍼탱크(80)가 본 발명의 효과를 설명하기 위한 예시로서의 연료탱크와 달리 액화가스를 수요처(20a, 20b)의 연료로 사용하기 위해 일정 범위의 유량 및 내압을 유지하지 않아도 되어, 액화가스의 유량 및 내압 유지로부터 자유로울 수 있다.In addition, in the present embodiment, the buffer tank 80 is configured to supply only the boil-off gas as the fuel of the customers 20a and 20b without supplying the liquefied gas as the fuel of the customers 20a and 20b from the buffer tank 80. Unlike the fuel tank as an example for explaining the effect of the present invention, in order to use liquefied gas as fuel for the customers 20a and 20b, it is not necessary to maintain a certain range of flow rate and internal pressure, and thus from maintaining the flow rate and internal pressure of the liquefied gas. You can be free.

또한, 본 실시예는, 버퍼탱크(80)에 수요처(20a, 20b)의 연료와 상관 없이 액화가스를 충전하여 내부의 증발가스를 액화가스에 응축시켜 저장할 수 있게 하되, 충전된 액화가스가 팽창하는 등 버퍼탱크(80)로부터의 방출이 필요할 경우 카고탱크(10)로 복귀할 수 있도록 구성함으로써, 본 발명의 효과를 설명하기 위한 예시로서의 연료탱크에서 액화가스의 방출 구성이 없는 것 대비 액화가스의 팽창으로부터 버퍼탱크(80)의 안정성을 확보할 수 있다.In addition, this embodiment allows the buffer tank 80 to be filled with liquefied gas regardless of the fuel of the customer (20a, 20b) so that the internal boil-off gas can be condensed and stored in the liquefied gas, but the filled liquefied gas is expanded. When discharge from the buffer tank 80 is required, such as, by configuring it to return to the cargo tank 10, liquefied gas compared to that there is no discharge configuration of liquefied gas from the fuel tank as an example for explaining the effect of the present invention. It is possible to ensure the stability of the buffer tank 80 from the expansion of the.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described based on the embodiments of the present invention, but this is only an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will not depart from the essential technical content of the present embodiment. It will be appreciated that various combinations or modifications and applications not illustrated in the embodiments are possible in the range. Accordingly, technical contents related to modifications and applications that can be easily derived from the embodiments of the present invention should be interpreted as being included in the present invention.

1, 2, 3, 4, 5: 가스 처리 시스템
10: 카고탱크 20a, 20b: 수요처
30, 30a, 30b: 펌프 40a, 40b: 강제기화기
50, 50a, 50b: 기액분리기 60a, 60b, 60c: 증발가스압축유닛
70: 증발가스냉각기 80: 버퍼탱크
90: 감압수단 100: 가스연소유닛
110: 열교환기 120: 응축구조물
130: 압력생성유닛 L1: 제1연료공급라인
L2: 제2연료공급라인 L3: 증발가스보충라인
L4: 증발가스회수라인 L5: 제1액화가스회수라인
L6: 액화가스충전라인 L7: 제2액화가스회수라인
L8: 증발가스방출라인 S: 선박
1, 2, 3, 4, 5: gas treatment system
10: cargo tank 20a, 20b: customer
30, 30a, 30b: pump 40a, 40b: forced carburetor
50, 50a, 50b: gas-liquid separator 60a, 60b, 60c: boil-off gas compression unit
70: boil-off gas cooler 80: buffer tank
90: decompression means 100: gas combustion unit
110: heat exchanger 120: condensation structure
130: pressure generating unit L1: first fuel supply line
L2: second fuel supply line L3: boil-off gas replenishment line
L4: Boiled gas recovery line L5: First liquefied gas recovery line
L6: liquefied gas filling line L7: second liquefied gas recovery line
L8: Evaporative gas emission line S: Ship

Claims (18)

카고탱크;
상기 카고탱크에서 발생하는 증발가스를 수요처로 공급하는 제1연료공급라인;
상기 제1연료공급라인에 마련되는 기액분리기;
상기 카고탱크에 저장되는 액화가스를 상기 수요처로 공급하는 제2연료공급라인;
상기 기액분리기를 통과한 증발가스를 압축하는 증발가스압축유닛;
상기 증발가스압축유닛을 통과한 증발가스를 분기시키는 증발가스회수라인;
상기 증발가스회수라인을 통해 분기되는 증발가스를 응축시키는 버퍼탱크;
상기 버퍼탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 기액분리기로 이동시키는 증발가스보충라인; 및
상기 제2연료공급라인에서 분기하며, 상기 카고탱크에 저장되는 액화가스가 상기 버퍼탱크로 이동하도록 마련되는 액화가스충전라인을 포함하며,
상기 제2연료공급라인에는 펌프 및 강제기화기가 마련되며, 강제기화된 증발가스를 상기 기액분리기로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
Cargo tank;
A first fuel supply line for supplying the boil-off gas generated from the cargo tank to a customer;
A gas-liquid separator provided in the first fuel supply line;
A second fuel supply line for supplying the liquefied gas stored in the cargo tank to the customer;
A boil-off gas compression unit for compressing the boil-off gas that has passed through the gas-liquid separator;
A boil-off gas recovery line for branching off the boil-off gas that has passed through the boil-off gas compression unit;
A buffer tank for condensing the boil-off gas branched through the boil-off gas recovery line;
A boil-off gas supplement line for moving the boil-off gas generated in the buffer tank to the gas-liquid separator; And
And a liquefied gas filling line branched from the second fuel supply line and provided to move the liquefied gas stored in the cargo tank to the buffer tank,
A pump and a forced vaporizer are provided in the second fuel supply line, and supplying the forced vaporized boil-off gas to the gas-liquid separator.
제1항에 있어서,
상기 기액분리기에서 상분리된 액화가스를 상기 카고탱크로 회수하는 제1액화가스회수라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 1,
And a first liquefied gas recovery line for recovering the liquefied gas phase-separated in the gas-liquid separator to the cargo tank.
제1항에 있어서,
상기 증발가스회수라인의 증발가스와 상기 제1연료공급라인의 증발가스를 열교환하는 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 1,
And a heat exchanger for exchanging the boil-off gas of the boil-off gas recovery line and the boil-off gas of the first fuel supply line.
제2항에 있어서,
상기 버퍼탱크의 액화가스를 상기 카고탱크로 이동시키는 제2액화가스회수라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 2,
And a second liquefied gas recovery line for moving the liquefied gas from the buffer tank to the cargo tank.
제4항에 있어서, 상기 제2액화가스회수라인은,
상기 제1액화가스회수라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 4, wherein the second liquefied gas recovery line,
Gas processing system, characterized in that connected to the first liquefied gas recovery line.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 버퍼탱크는,
상기 카고탱크에서 배출된 증발가스가 상기 수요처의 증발가스 소비량을 초과할 경우, 초과된 증발가스를 상기 증발가스회수라인을 통해 전달받아 저장하고,
상기 카고탱크에서 배출된 증발가스가 상기 수요처의 증발가스 소비량에 미치지 못할 경우, 저장된 증발가스 중 적어도 일부를 상기 수요처로 전달되는 가스에 상기 증발가스보충라인을 통해 보충하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 1, wherein the buffer tank,
When the boil-off gas discharged from the cargo tank exceeds the amount of boil-off gas consumption of the customer, the excess boil-off gas is delivered and stored through the boil-off gas recovery line,
When the boil-off gas discharged from the cargo tank does not reach the consumption of the boil-off gas of the customer, at least part of the stored boil-off gas is supplemented to the gas delivered to the customer through the boil-off gas supplement line. .
제1항에 있어서, 상기 버퍼탱크는,
상기 카고탱크에서 상기 수요처로 연료로서의 액화가스를 공급하는 흐름과 독립적으로 마련되는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 1, wherein the buffer tank,
A gas treatment system, characterized in that it is provided independently from a flow of supplying liquefied gas as fuel from the cargo tank to the customer.
제1항에 있어서, 상기 버퍼탱크는,
타입-C 압력탱크인 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 1, wherein the buffer tank,
Gas treatment system, characterized in that the type-C pressure tank.
제1항에 있어서, 상기 카고탱크에 저장된 액화가스는,
상기 버퍼탱크를 거치지 않고 상기 수요처로 연료로서 공급되되, 강제기화기에 의해 강제기화된 증발가스 상태로 상기 증발가스압축유닛의 상류에 합류되는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 1, wherein the liquefied gas stored in the cargo tank,
A gas processing system, characterized in that the gas processing system is supplied as fuel to the customer without passing through the buffer tank, and is joined upstream of the boil-off gas compression unit in a state of boil-off gas forcibly evaporated by a forced vaporizer.
제1항에 있어서, 상기 수요처는,
메탄가를 조절할 필요가 있으면서 저압엔진인 XDF 엔진이고,
상기 증발가스압축유닛은,
상기 XDF 엔진의 요구압력에 대응되도록 압축하면서 액적이 포함된 증발가스가 들어가서는 되지 않는 원심형 저압압축기인 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 1, wherein the customer is
It is an XDF engine that is a low-pressure engine that needs to adjust the methane number,
The boil-off gas compression unit,
A gas processing system, characterized in that it is a centrifugal type low compressor that does not allow boil-off gas containing droplets to enter while compressing to correspond to the required pressure of the XDF engine.
제13항에 있어서, 상기 기액분리기는,
상기 카고탱크 내의 자연기화된 증발가스가 상기 제1연료공급라인을 통해 유입되고, 상기 카고탱크에서 배출되는 액화가스를 강제기화기에서 강제 기화하여 얻어지는 강제기화된 증발가스가 제2연료공급라인을 통해 유입되고, 상기 버퍼탱크에 저장된 증발가스가 상기 증발가스보충라인을 통해 유입되고, 유입된 증발가스에 함유된 액적을 제거하고 메탄가를 조절하여 상기 증발가스압축유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 13, wherein the gas-liquid separator,
The naturally vaporized boil-off gas in the cargo tank is introduced through the first fuel supply line, and the forced vaporized boil-off gas obtained by forcibly evaporating the liquefied gas discharged from the cargo tank in a forced vaporizer through the second fuel supply line. Gas treatment, characterized in that the boil-off gas is introduced and stored in the buffer tank is introduced through the boil-off gas supplement line, and the droplets contained in the boil-off gas are removed, and the methane number is adjusted to supply the boil-off gas compression unit system.
제1항에 있어서,
상기 버퍼탱크의 내부 바닥까지 연장되는 상기 증발가스회수라인의 말단에 설치되어, 상기 버퍼탱크로 회수되는 증발가스가 상기 버퍼탱크에 충전된 액화가스에 응축되도록 하는 응축구조물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 1,
Characterized in that it further comprises a condensation structure installed at an end of the boil-off gas recovery line extending to the inner bottom of the buffer tank so that the boil-off gas recovered to the buffer tank is condensed into the liquefied gas filled in the buffer tank. Gas treatment system.
제1항에 있어서,
상기 버퍼탱크에 설치되며, 상기 버퍼탱크에 저장된 증발가스를 상기 수요처의 연료로 공급할 때 작동되어 증발가스의 양을 증대시키면서 상기 버퍼탱크의 내부 압력을 상승시키는 압력생성유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 1,
And a pressure generating unit installed in the buffer tank and operated when supplying the boil-off gas stored in the buffer tank as the fuel of the customer to increase the amount of boil-off gas and to increase the internal pressure of the buffer tank. Gas treatment system.
제1항에 있어서,
상기 버퍼탱크와 상기 증발가스압축유닛 사이에 마련되어, 상기 버퍼탱크에서 상기 증발가스압축유닛으로 공급되는 증발가스를 감압하는 감압수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
The method of claim 1,
And a decompression means provided between the buffer tank and the boil-off gas compression unit, and depressurizing the boil-off gas supplied from the buffer tank to the boil-off gas compression unit.
제1항 내지 제5항 및 제9항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 상기 가스 처리 시스템이 구비되는 것을 특징으로 하는 선박.A ship, characterized in that the gas treatment system according to any one of claims 1 to 5 and 9 to 17 is provided.
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