KR102242750B1 - 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 본 발명의 본 발명은 가스 처리 시스템은, 중탄화수소를 주성분으로 하는 액화가스를 저장하는 연료 저장부; 상기 연료 저장부의 액화가스를 연료 공급라인에 마련되는 고압펌프로 가압하여 선박의 추진엔진에 액상으로 공급하는 연료 공급부; 상기 추진엔진에서 배출되며 윤활유가 섞인 잉여분의 액상 액화가스를 회수하는 연료 회수부; 및 상기 연료 저장부에서 발생한 증발가스를 재액화하는 재액화부를 포함하며, 상기 재액화부는, 상기 연료 저장부의 증발가스를 재액화하는 액화기를 포함하고, 상기 연료 저장부는, 액화가스를 화물로 저장하는 복수 개의 카고탱크와, 액화가스를 상기 추진엔진에 공급할 연료로 저장하는 연료탱크를 포함하고, 상기 액화기는, 제1 냉각부, 제2 냉각부, 방열부로 이루어지는 열전소자; 상기 제1 냉각부 측에 형성되며, 상기 카고탱크와 상기 열전소자 사이를 순환하는 제1 재액화라인을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제1 통로; 상기 방열부 측에 형성되며, 상기 연료 공급라인을 통해 유동하는 액화가스의 통로를 제공하는 제2 통로; 및 상기 제2 냉각부 측에 형성되며, 상기 연료탱크와 상기 열전소자 사이를 순환하는 제2 재액화라인을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제3 통로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박{Gas treatment system and ship having the same}
본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
일반적으로, 액화석유가스 즉, LPG(Liquefied petroleum gas)는 석유 성분 중 프로판 및 부탄 등 비등점이 낮은 탄화수소를 주성분으로 가스를 상온에서 가압하여 액화한 것이다. 이러한 액화석유가스를 소형의 가벼운 압력용기(봄베)에 충전해서 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 이용하게 된다.
액화석유가스는 생산지에서 기체 상태로 추출되며, 액화석유가스 처리 설비를 통해 액화되어 저장되었다가, 액화석유가스 운반선에 의해 액상을 유지하면서 육상으로 수송된 후, 기체 등의 다양한 형태로 수요처에 공급된다.
이러한 액화석유가스의 비등점은 약 -50℃ 내외이므로, 액화석유가스를 운반하기 위한 액화석유가스 운반선은 이보다 낮은 온도를 유지해야 한다. 따라서 액화석유가스를 보관하는 저장탱크는 저온에 강한 저온강(Low Temperature Carbon Steel 및 Nickel Steel)을 사용하며, 액화석유가스 운반선에는 재액화설비도 마련된다.
이러한 액화석유가스 운반선은, 종래의 경우 디젤유를 사용하여 엔진을 가동함으로써 추진력을 발생시켰다. 그런데 디젤유는 선박 추진용 엔진에서 연소하는 과정에서 유해성분인 질소산화물(NOx), 유황산화물(SOx), 이산화탄소(CO2)가 발생하게 되고, 이러한 유해성분이 대기로 방출됨으로써 환경을 오염시키는 문제가 있다.
따라서 최근에는 디젤유를 사용하는 경우와 대비할 때 배기의 오염도를 대폭 낮출 수 있도록, 액화석유가스를 이용하여 가동하는 엔진의 개발 및 액화석유가스를 엔진에 공급하는 제반 시스템의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액화석유가스를 이용하여 추진력을 발생시킬 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 증발가스를 효과적으로 재액화시킬 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 가스 처리 시스템은, 중탄화수소를 주성분으로 하는 액화가스를 저장하는 연료 저장부; 상기 연료 저장부의 액화가스를 연료 공급라인에 마련되는 고압펌프로 가압하여 선박의 추진엔진에 액상으로 공급하는 연료 공급부; 상기 추진엔진에서 배출되며 윤활유가 섞인 잉여분의 액상 액화가스를 회수하는 연료 회수부; 및 상기 연료 저장부에서 발생한 증발가스를 재액화하는 재액화부를 포함하며, 상기 재액화부는, 상기 연료 저장부의 증발가스를 재액화하는 액화기를 포함하고, 상기 연료 저장부는, 액화가스를 화물로 저장하는 복수 개의 카고탱크와, 액화가스를 상기 추진엔진에 공급할 연료로 저장하는 연료탱크를 포함하고, 상기 액화기는, 제1 냉각부, 제2 냉각부, 방열부로 이루어지는 열전소자; 상기 제1 냉각부 측에 형성되며, 상기 카고탱크와 상기 열전소자 사이를 순환하는 제1 재액화라인을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제1 통로; 상기 방열부 측에 형성되며, 상기 연료 공급라인을 통해 유동하는 액화가스의 통로를 제공하는 제2 통로; 및 상기 제2 냉각부 측에 형성되며, 상기 연료탱크와 상기 열전소자 사이를 순환하는 제2 재액화라인을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제3 통로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 재액화부는, 상기 액화기 상류의 상기 제1 재액화라인 상에 마련되고, 상기 카고탱크에서 배출되는 증발가스를 가압하여 상기 제1 냉각부로 공급하는 압축기; 및 상기 액화기 하류의 상기 제1 재액화라인 상에 마련되고, 상기 제1 냉각부에서 액화된 증발가스를 상기 카고탱크 내부 압력과 유사한 압력이 되도록 감압하는 감압기를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 재액화부는, 상기 액화기 상류의 상기 제2 재액화라인 상에 마련되고, 상기 연료탱크에서 배출되는 증발가스를 가압하여 상기 제2 냉각부로 공급하는 압축기; 및 상기 액화기 하류의 상기 제2 재액화라인 상에 마련되고, 상기 제2 냉각부에서 액화된 증발가스를 상기 연료탱크 내부 압력과 유사한 압력이 되도록 감압하는 감압기를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 연료탱크의 액화가스를 서브쿨링시키도록, 상기 연료탱크와 상기 액화기 사이의 상기 연료 공급라인에서 분지되어 상기 제2 냉각부를 통해 상기 연료탱크로 순환하도록 구성되는 서브쿨링라인을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 선박은, 상기에 기재된 가스 처리 시스템을 갖는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 액화가스 운반선일 수 있다.
본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 디젤유만을 사용하던 종래의 시스템을 벗어나서, 액화석유가스를 추진 연료로 사용할 수 있도록 하여 환경 오염을 저감하고 에너지 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 열전소자의 냉각부가 카고탱크의 증발가스를 재액화해 리턴시키는 재액화라인에 마련되고, 열전소자의 방열부가 카고탱크와 고압펌프 사이의 연료 공급라인에 마련되도록 재액화부를 구성함으로써, 기존의 재액화장치 및/또는 예열기(pre-heater) 없이 카고탱크로부터 배출되는 액화가스를 예열하여 고압펌프에 공급할 수 있고, 카고탱크에서 발생하는 증발가스를 냉각하여 재액화할 수 있어, 기존의 재액화설비를 구축하기 위한 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공간 활용도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 카고탱크의 증발가스를 재액화하는 제1 재액화부와, 연료탱크의 증발가스를 재액화하는 제2 재액화부를 구성하되, 제1,2 재액화부를 공유시키지 않으면서, 제2 재액화부의 액화기를 열전소자를 이용하여 구성함으로써, 기존의 재액화부 대비 제1 재액화부가 연료탱크의 증발가스를 재액화시키지 않아도 되어 용량 및 주변 설비를 줄일 수 있고, 제2 재액화부를 열전소자를 이용하여 간단하게 구성하면서 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 열전소자의 냉각부가 카고탱크의 증발가스를 재액화해 리턴시키는 제1 재액화라인과 연료탱크의 증발가스를 재액화해 리턴시키는 제2 재액화라인에 마련되고, 열전소자의 방열부가 연료탱크와 고압펌프 사이의 연료 공급라인에 마련되도록 재액화부를 구성함으로써, 기존의 재액화장치 및/또는 예열기(pre-heater) 없이 연료탱크로부터 배출되는 액화가스를 예열하여 고압펌프에 공급할 수 있고, 카고탱크 및 연료탱크에서 발생하는 증발가스를 냉각하여 재액화할 수 있어, 기존의 재액화설비를 구축하기 위한 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공간 활용도를 높일 수 있고, 또한 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 명세서에서 액화가스는 LPG일 수 있지만 이로 한정하는 것은 아니며, 비등점이 상온보다 낮아 저장을 위해 강제로 액화되며 발열량을 갖는 모든 물질을 포괄할 수 있다.
또한 본 명세서에서 액화가스/증발가스는 탱크 내부에서의 상태를 기준으로 구분되는 것이고, 명칭으로 인하여 액상 또는 기상으로 반드시 한정되는 것은 아님을 알려둔다.
본 발명은 이하에서 설명하는 가스 처리 시스템(1)이 구비되는 선박(100)을 포함한다. 이때 선박(100)은 가스 운반선, 가스가 아닌 화물이나 사람을 운반하는 상선, FSRU, FPSO, Bunkering vessel, 해양플랜트 등을 모두 포함하는 개념이며, 다만 예시로서 액화석유가스 운반선일 수 있음을 알려둔다.
본 발명의 도면에서 PT는 압력센서, TT는 온도센서를 나타내며, 각 센서에 의한 측정값은 이하에서 설명하는 구성들의 운영에 제한 없이 다양하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 연료 저장부(10), 연료 공급부(20), 연료 회수부(30), 재액화부(40)를 포함한다.
연료 저장부(10)는, 중탄화수소를 주성분으로 하는 액화가스를 저장한다. 여기서 액화가스는 앞서 설명한 LPG 등일 수 있고, 부탄, 프로판, 프로필렌, 에틸렌 등일 수 있지만 이로 한정하는 것은 아니다.
연료 저장부(10)는, 선박(100)이 가스 운반선일 경우 선박(100)의 선내에 마련되는 복수 개의 카고탱크(11)일 수 있으며, 선박(100)이 가스 운반선 외의 선종일 경우에는 별도로 마련되는 탱크나 용기 등일 수 있다.
카고탱크(11)는 대기압에서 액화가스를 저온 액상으로 저장하는 탱크이며, 액화가스의 기화를 방지하기 위하여 벽체에 다양한 단열 구조가 부가될 수 있다. 또한 카고탱크(11)는 멤브레인형 탱크이거나 독립형 탱크 등일 수 있으며, 그 형태나 제원 등은 한정되지 않는다.
연료 저장부(10)는, 액화가스를 배출하여 연료 공급부(20)로 전달하는 이송펌프(111)를 갖는다. 이송펌프(111)는 카고탱크(11)의 내부에 마련될 수 있으며, 액화가스에 잠겨있는 submerged type으로 마련될 수 있다.
다만 이송펌프(111)는, 복수 개의 카고탱크(11) 중 일부에만 마련될 수 있다. 카고탱크(11)는 기본적으로 화물 운송을 목적으로 하는 것으로서 화물의 언로딩(unloading)을 위한 카고펌프(하역펌프, 스트리핑펌프 등, 도시하지 않음)가 각 카고탱크(11)마다 약 2개씩 마련되는데, 적어도 어느 하나의 카고탱크(11)는 내부에 저장된 액화가스를 추진엔진(E)(ME-LGI) 또는 발전엔진(DFDE, 도시하지 않음) 등의 연료로도 사용하기 위해, 카고펌프에 더하여 이송펌프(111)가 추가될 수 있다.
일례로 카고탱크(11)가 4개일 때, 추진엔진(E)이 수용된 엔진룸에 근접한 4번 카고탱크(11)에 저장된 액화가스가 추진엔진(E)의 연료로 사용될 수 있고, 이를 위해 4번 카고탱크(11)에만 이송펌프(111)가 마련될 수 있다.
연료 저장부(10)가 포함하는 복수 개의 카고탱크(11)에는 기상 액화가스를 전달하기 위한 기상 메인라인(vapour main)과 액상 액화가스를 전달하기 위한 액상 메인라인(liquid main)이 마련될 수 있다. 이때 기상 메인라인과 액상 메인라인은, 카고탱크(11) 중에서 적어도 둘 이상을 서로 연결하도록 마련될 수 있다.
참고로 기상/액상 메인라인은 카고탱크(11)에 마련된 돔(112)을 관통하는 라인들에 연결되는 것으로서, 돔(112)을 관통하는 라인들은 액화가스나 증발가스를 배출/회수하는 라인일 수 있다.
복수 개의 카고탱크(11)는, 적어도 두 그룹으로 나뉠 수 있다. 일례로 선내에 4개의 카고탱크(11)가 마련되는 경우, 카고탱크(11)는 2개의 그룹으로 나뉜다.
그룹은 기상/액상 메인라인의 연결에 따라 구분될 수 있으며, 일례로 제1 기상/액상 메인라인에 의해 서로 연결되는 적어도 2개의 카고탱크(11a)가 속한 제1 그룹, 제2 기상/액상 메인라인에 의해 서로 연결되는 적어도 2개의 카고탱크(11b)가 속한 제2 그룹으로 구분될 수 있다.
제1 그룹의 카고탱크(11a)들을 서로 연결하는 제1 기상/액상 메인라인은, 복수 개의 카고탱크(11a) 간의 기상 액화가스를 통합하는 제1 기상 메인라인(VM1), 복수 개의 카고탱크(11a) 간의 액상 액화가스를 통합하는 제1 액상 메인라인(LM1)을 포함한다.
물론 제2 기상/액상 메인라인 역시, 제1 기상/액상 메인라인과 마찬가지로 제2 그룹에 속한 카고탱크(11b)들의 기상 액화가스 또는 액상 액화가스를 통합하기 위해 제2 기상 메인라인(VM2)과 제2 액상 메인라인(LM2)을 포함할 수 있다.
카고탱크(11)에 저장되는 액화가스는, 조성에 따라 추진엔진(E)에 사용되지 못할 수도 있다. 일례로 액화가스가 프로판이나 부탄일 경우에는 이송펌프(111)를 통해 연료 공급부(20)를 거쳐 추진엔진(E)에 공급됨으로써 추진력을 얻을 수 있지만, 액화가스가 프로필렌일 경우 현재 개발된 추진엔진(E)들로는 소비가 불가능하거나 바람직하지 않다.
앞서 설명한 바와 같이 4개의 카고탱크(11)는 2개씩 서로 다른 그룹으로 구분될 수 있고, 제1 그룹과 제2 그룹이 동종의 액화가스를 저장하거나, 이송펌프(111)가 없는 제1 그룹의 카고탱크(11a)들은 추진엔진(E)의 연료로 부적합한 액화가스를 저장하고, 이송펌프(111)가 마련된 카고탱크(11b)를 포함한 제2 그룹의 카고탱크(11b)들은 추진엔진(E)의 연료로 적합한 액화가스를 저장하는 경우가 있다.
그런데 앞서 설명한 바와 같이 4번 카고탱크(11)만 연료 전용으로 사용되는데, 이 경우 4번 카고탱크(11)가 속한 그룹에서의 기상/액상 메인라인이나 연료 공급부(20)와의 연결 부분에 문제가 발생하는 경우에는, 액화가스에 의한 추진이 불가능해지는 문제가 발생한다.
즉, 카고탱크(11)들을 서로 연통시키는 기상/액상 메인라인이 적어도 2개의 그룹으로 분할되어 있고, 액화가스를 연료로 사용하기 위한 카고탱크(11)는 어느 하나의 그룹에만 속하기 때문에, 연료 전용 카고탱크(11)에 할당된 기상/액상 메인라인을 통한 흐름이 항상 보장되어야 하는 부담이 존재한다.
본 실시예는 이를 개선하기 위하여, 연료 전용인 4번 카고탱크(11)에 이송펌프(111)를 복수 개 설치하고, 이송펌프(111)가 제1 기상/액상 메인라인과 제2 기상/액상 메인라인에 각각 연결되도록 마련될 수 있다.
구체적으로 어느 하나의 이송펌프(111)는 연료 전용인 카고탱크(11)가 속한 그룹에 할당되는 기상/액상 메인라인(일례로 제2 액상 메인라인(LM2))에 연결되는 반면, 다른 하나의 이송펌프(111)는 연료 전용인 카고탱크(11)가 속하지 않는 다른 그룹에 할당된 기상/액상 메인라인(일례로 제1 액상 메인라인(LM1))에 연결되도록 할 수 있다.
따라서 본 실시예는, 연료 전용으로 사용되는 카고탱크(11)가 어느 하나의 그룹에 할당된 기상/액상 메인라인에만 연결되는 것이 아니라, 모든 그룹에 다 연결되도록 함으로써, 하나의 카고탱크(11)로 복수 개의 그룹을 통한 연료 공급이 가능하도록 할 수 있다. 즉 서로 다른 그룹이 연료 공급을 서로 백업하는 구조로 마련되도록 할 수 있다.
연료 공급부(20)는, 연료 저장부(10)의 액화가스를 선박(100)의 추진엔진(E)에 액상으로 공급하며, 이를 위해 연료 공급부(20)는 기상/액상 메인라인으로부터 추진엔진(E)으로 연결되는 연료 공급라인(L20)을 구비한다. 일반적으로 LNG의 경우에는 엔진에 기상으로 공급되어야 하므로 LNG는 가열에 의해 기화된 후 엔진에 공급되지만, 본 발명에서 연료 공급부(20)는 추진엔진(E)에 LPG 등을 액상으로 공급하게 된다.
이때 추진엔진(E)은 MAN사에서 개발한 ME-LGI 등의 LPG엔진일 수 있지만, 그에 한정하지 않으며 LPG 등을 소비할 수 있는 모든 엔진 제품을 포괄할 수 있다.
다만 연료 공급부(20)가 가압해 추진엔진(E)에 공급하는 액상 액화가스의 상태는, 구체적으로 임계압력(이하에서 임계압력은 액화가스 고유의 임계압력이 아닌, 상온(20도씨 이상)에서 기화되지 않는 압력을 의미하는 표현일 수도 있음을 알려둔다.) 이상 및 임계온도 이하인 과냉 상태일 수 있다. 즉 본 명세서에서 액상이라 함은 과냉을 포괄하는 표현일 수 있다.
연료 공급부(20)는, 카고탱크(11)에 마련된 이송펌프(111)를 통해 전달된 액화가스를 추진엔진(E)에서 요구하는 온도(일례로 20 내지 50도씨)와 압력(일례로 20 내지 60bar)을 맞춰서 추진엔진(E) 등에 공급할 수 있으며, 물론 추진엔진(E)의 상류에서 액화가스 중 적어도 일부를 분기하여 발전엔진, 보일러 등의 기타 수요처에 공급할 수 있다.
이 경우 발전엔진 등이 요구하는 액화가스의 조건이 추진엔진(E)에서와 다를 수 있는 바, 연료 공급부(20)는 발전엔진 등으로 분기되는 액화가스에 대해서도 온도나 압력 등을 추가로 조정할 수 있는 수단이 부가될 수 있음은 물론이다.
이러한 연료 공급부(20)는, 연료 공급라인(L20) 상에 마련되는 고압펌프(21), 필터(22), 히터(23)를 포함하며, 또한 연료 저장부(10)와 고압펌프(21) 사이의 연료 공급라인(L20) 상에 마련되는 재액화부(40)의 액화기(41)를 포함할 수 있다.
재액화부(40)의 액화기(41)는, 후술하겠지만 증발가스를 액화시킬 뿐만 아니라, 액화가스의 온도를 변화시킬 수 있어, 기존의 예열기(pre-heater)의 기능을 수행할 수 있다.
액화기(41)는, 열전소자(411)의 방열부(4112)가 연료 공급라인(L20) 상에 마련되어 액화가스의 온도를 변화시킨다.
일례로, 액화기(41)는, 액화기(41)의 하류에 마련된 고압펌프(21)에 기상 액화가스가 유입되지 않도록, 액화가스의 비등점 이하로 액화가스의 온도를 조절할 수 있다.
또한 액화기(41)는, 연료 회수부(30)에 의해 리턴되는 액화가스에는 추진엔진(E)에서 사용된 윤활유가 혼입되는 점을 고려, 고압펌프(21)에 유입되는 액화가스에서 윤활유가 결빙되지 않는 온도 이상으로 액화가스의 온도를 조절할 수 있다.
즉 액화기(41)는, 연료 저장부(10)로부터 고압펌프(21)로 전달되는 액화가스와 연료 회수부(30)로부터 고압펌프(21)로 전달되는 액화가스가 혼합되었을 때, 액화가스의 비등점 이하 및 윤활유의 결빙점 이상이 되도록, 액화가스의 온도를 제어하게 된다.
고압펌프(21)는, 연료 공급라인(L20)에서 액화기(41)의 하류에 마련되며 액화기(41)에 의해 온도가 조절된 액화가스를 추진엔진(E)이 요구하는 압력으로 가압한다. 추진엔진(E)이 요구하는 압력은 20 내지 50bar일 수 있지만, 추진엔진(E)의 제원에 따라 달라질 수 있다.
고압펌프(21)의 타입은 특별히 한정하지 않으며, 또한 고압펌프(21)는 도면에 나타난 것과 같이 복수 개가 서로 백업 가능하게 병렬로 마련될 수 있다.
고압펌프(21)에 흡입되는 액화가스의 압력은, 이송펌프(111)에 의하여 토출되는 액화가스의 압력에 대응될 수 있다. 또한 후술할 연료 회수부(30)의 감압밸브(31)에 의해 감압된 액화가스의 압력에도 대응될 수 있다.
고압펌프(21)의 흡입 압력을 높이게 되면(일례로 액화가스의 임계압력인 약 20bar 이상) 고압펌프(21)의 부하가 줄어드는 반면, 이송펌프(111)의 부하가 커지게 된다. 다만 연료 회수부(30)에서 감압밸브(31)에 의한 감압 정도가 줄어들게 되면서(비등점이 비교적 높은 상태) 회수되는 액상 액화가스가 기화되는 것을 방지할 수 있다.
반면 고압펌프(21)의 흡입 압력을 낮추게 되면(일례로 액화가스의 임계압력 이하로 약 5 내지 10bar), 고압펌프(21)의 부하가 커지는 반면 이송펌프(111)의 부하가 줄어들게 된다. 이 경우 고압펌프(21)의 흡입 압력을 맞추기 위해 감압밸브(31)에 의한 감압 정도가 커지게 되며(비등점이 낮은 상태), 회수되는 액상 액화가스가 기화되어 고압펌프(21)에 유입될 우려가 있다.
그럼에도 불구하고 본 실시예는, 고압펌프(21)의 흡입 압력을 낮출 수 있다. 일례로 고압펌프(21)의 흡입 압력(이송펌프(111)의 토출 압력)은 1 내지 10bar일 수 있다. 이를 통해 본 실시예는, 연료 저장부(10)에서 고압펌프(21) 전단까지의 장치 및 라인들의 구성들에 대해, 운전 압력을 낮출 수 있게 되어 설치 비용은 물론이고 유지보수 비용의 혁신적인 절감이 가능하다.
다만 앞서 언급한 바와 같이 고압펌프(21)로 유입될 액화가스의 기화 문제가 남아있게 되는데, 본 실시예는 이를 해소하기 위해 연료 회수부(30)에 쿨러(32)를 부가할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
필터(22)는, 연료 공급라인(L20)에서 고압펌프(21)의 하류에 마련되며, 고압펌프(21)에서 가압된 액화가스를 필터링하여 추진엔진(E)에 전달한다. 필터(22)가 필터링하는 물질은 추진엔진(E)의 효율을 떨어뜨리는 다양한 이물질을 의미할 수 있으며, 종류는 제한되지 않는다.
히터(23)는, 고압펌프(21) 하류의 연료 공급라인(L20)에 마련될 수 있다.
히터(23)는, 고압펌프(21) 하류에서 액화가스를 가열하여 추진엔진(E)의 요구온도에 맞춰 변화시킨다. 즉 본 실시예는 고압펌프(21) 상류에서 액화기(41)에 의해 액화가스의 온도 제어가 이루어지고, 또한 고압펌프(21) 하류에서도 액화가스의 온도 제어가 이루어질 수 있는데, 추진엔진(E)의 요구온도에 따른 액화가스 온도 제어는 고압펌프(21) 하류의 히터(23)에서 주로 이루어질 수 있다.
상기한 연료 공급부(20)는 히터(23)와 추진엔진(E) 사이에 연료공급밸브(도시하지 않음)를 마련할 수 있으며, 이때 연료공급밸브와 후술할 연료 회수부(30)의 감압밸브(31)는, 하나의 트레인으로 구성되어 FVT(fuel valve train)로 지칭될 수 있음을 알려둔다.
연료 회수부(30)는, 추진엔진(E)에서 배출되며 윤활유가 섞인 잉여분의 액상 액화가스를 회수한다. LNG를 기상으로 공급받아 소비하는 상용 엔진(ME-GI, XDF 등)과 달리, 본 발명에서의 추진엔진(E)(ME-LGI 등)은 LPG 등을 액상으로 공급받아 소비하면서 잉여분의 액상 연료를 배출하는 구조를 갖는다.
이는 기상의 경우와 달리 액상의 경우 연료공급량의 미세 제어가 용이하지 않아, 추진엔진(E)이 충분한 양의 액상 연료를 공급받음에 따라 잉여분의 연료가 발생하기 때문이다.
다만 추진엔진(E)에서 회수되는 액화가스는 추진엔진(E)에 유입되기 전의 액화가스가 아니라, 추진엔진(E)의 내부를 거친 액화가스로서, 추진엔진(E)의 요구압력에 대응되는 온도/압력을 갖는 상태이면서(일례로 45bar 내외, 50도씨 이상), 액화가스 내부에는 추진엔진(E)에서 사용되는 윤활유가 혼입될 수 있다.
따라서 연료 회수부(30)가 회수하는 잉여분의 액화가스에는, 윤활유가 섞여 있게 되므로, 연료 회수부(30)는 화물 오염을 방지하기 위하여 액화가스를 카고탱크(11)로 전달하지 않는 것이 바람직하다. 즉 연료 회수부(30)는 액상 액화가스를 카고탱크(11)가 아닌 고압펌프(21)로 전달하여 추진엔진(E)에 재유입되도록 할 수 있다.
연료 회수부(30)는 추진엔진(E)으로부터 연장되는 연료 회수라인(L30)을 구비하며, 연료 회수라인(L30)에 마련되는 감압밸브(31), 쿨러(32)를 포함한다.
감압밸브(31)는, 액상 액화가스를 감압한다. 감압밸브(31)는 줄-톰슨 밸브일 수 있고, 앞서 설명한 바와 같이 연료 공급부(20)의 연료공급밸브와 함께 연료공급트레인(FVT)을 구성하도록 마련될 수 있다.
감압밸브(31)는 추진엔진(E)에서 회수되는 고압(약 30 내지 50bar 내외)의 액화가스를 감압하여 고압펌프(21)의 흡입압력에 맞출 수 있다. 이때 감압밸브(31)가 액화가스를 임계압력(일례로 20bar) 이상으로 감압하게 되면, 연료 저장부(10)로부터 공급되는 액화가스와 혼합된 후 고압펌프(21)에 유입되는 과정에서 기상 액화가스가 생성되지 않을 수 있다. 그러나 이 경우에는 고압펌프(21)의 흡입압력이 임계압력 이상인 것으로서, 이송펌프(111) 및 고압펌프(21) 상류에서의 구성들이 모두 임계압력 이상에 맞춘 고가의 제원으로 세팅되어야 한다.
그러나 본 실시예는, 감압밸브(31)가 임계압력 이상의 액화가스를 임계압력 이하(일례로 1 내지 10bar)로 감압할 수 있으며, 이를 통해 고압펌프(21)의 흡입압력을 낮춤으로써, 이송펌프(111)의 토출 압력이 감압밸브(31)의 압력 강하에 대응하여 임계압력 이하로 설정되도록 하여, 이송펌프(111) 및 고압펌프(21) 상류의 연료 공급라인(L20) 등이 비교적 낮은 압력에 맞춘 저가의 제원으로 설치되도록 할 수 있다.
다만 이 경우 액화가스는 압력 강하로 인해 비등점이 하강하게 되는데, 추진엔진(E)에서 회수되는 액화가스는 추진엔진(E)의 요구온도에 맞게 가열되고 추진엔진(E)을 경유하면서 추가로 가열된 상태(약 60도씨 내외)일 수 있기 때문에, 감압 시 액화가스는 기화될 수 있다.
물론 회수되는 액화가스는 연료 공급부(20)를 통해 공급되는 액화가스와 혼합되면서 일부 다시 액화될 수도 있지만, 기상의 액화가스가 고압펌프(21)로 유입되면 캐비테이션 문제가 발생할 수 있음은 분명하다. 따라서 연료 회수라인(L30)에서 감압밸브(31) 하류에는, 쿨러(32)가 마련되어 액화가스의 기화를 방지할 수 있다.
쿨러(32)는, 감압된 액화가스를 냉각해 고압펌프(21)에 액상으로 유입되도록 한다. 쿨러(32)는 제한되지 않는 다양한 냉매를 활용할 수 있으며, 감압된 액화가스의 비등점 이하로 액화가스를 냉각할 수 있다.
쿨러(32)에 의한 냉각은, 연료 저장부(10)로부터 고압펌프(21)로 전달되는 액화가스와의 혼합을 고려하여 이루어질 수 있으므로, 쿨러(32)는 감압된 액화가스의 비등점보다 다소 높은 온도로 액화가스를 냉각하는 제어도 가능하다.
쿨러(32)에 의해 냉각된 액상(또는 액상에 근접한 상태) 액화가스는, 연료 회수라인(L30)을 통해 연료 공급라인(L20)에서 고압펌프(21)의 상류에 혼입되며, 연료 회수라인(L30)이 연료 공급라인(L20)에 연결되는 지점에는 믹서(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 회수되는 액화가스가 감압밸브(31)에 의하여 임계압력 이하로 감압되도록 하여, 고압펌프(21) 상류에 마련되는 구성들의 제원을 낮춰 설치 비용은 물론이고 운영, 유지/보수 비용을 모두 절감하는 효과를 거둘 수 있다.
또한 연료 회수부(30)는, 연료 회수라인(L30)이 부분적으로 병렬 구조를 갖도록 마련될 수 있으며, 병렬의 연료 회수라인(L30)에서 일측에 포집탱크(33)(collecting tank)가 마련되며, 포집탱크(33)에는 벤트마스트(34)가 연결될 수 있다.
연료 회수라인(L30)은 감압밸브(31) 하류에서 분기되어 부분적으로 병렬로 구성되었다가 다시 합류되어 연료 공급라인(L20)에 연결될 수 있으며, 포집탱크(33)는 감압밸브(31) 하류에 배치된다.
포집탱크(33)는 연료 회수부(30)를 통해 회수되는 액화가스 중 일부를 저장할 수 있는데, 이때 포집탱크(33)로 전달되는 액화가스는 연료 저장부(10)로부터 공급되는 액화가스의 유량과 추진엔진(E)의 요구유량, 회수되는 액화가스의 상태 등을 전반적으로 고려하여 결정될 수 있다. 일례로 회수되는 액화가스의 유량이 많을 경우 적어도 일부의 액화가스가 포집탱크(33)에 임시 저장될 수 있다.
또는 포집탱크(33)는 퍼징을 위해 마련될 수 있다. 퍼징 시 연료 공급부(20) 등에 외부로부터 퍼징가스가 주입되며, 추진엔진(E)까지 경유하는 퍼징가스는 연료 회수라인(L30)을 통해 회수되면서 포집탱크(33)로 전달된다. 이때 퍼징가스는 포집탱크(33)에 연결된 벤트마스트(34)를 이용해 외부로 배출될 수 있다.
벤트마스트(34)는, 포집탱크(33)로부터 벤트라인을 통해 연결되며, 추진엔진(E)의 가동 중단 등과 같이 벤트가 필요한 비정상운전 상황에서 액화가스 등을 외부로 벤트시킬 수 있다. 물론 이를 위해 포집탱크(33)는 비정상운전에서 액화가스를 전달받아 벤트마스트(34)로 배출할 수 있다.
또는 벤트마스트(34)는 연료 공급부(20) 등의 퍼징 시 포집탱크(33)로 순환되는 퍼징가스를 외부로 배출하여 퍼징을 구현하는 구성으로 사용될 수도 있음은 물론이다.
재액화부(40)는, 연료 저장부(10)의 카고탱크(11)에서 발생하는 증발가스를 재액화하여 연료 저장부(10)의 카고탱크(11)로 리턴시킨다. 재액화부(40)는, 증발가스를 비등점 이하로 냉각하는 액화기(41)를 포함할 수 있다. 또한, 재액화부(40)는, 압축기(42), 감압기(43)를 더 포함할 수 있다.
액화기(41)는, 열전소자(411)를 이용하여 증발가스를 냉각해 액화시킨다.
열전소자(411)는, 냉각부(4111)와 방열부(4112)로 이루어진다.
열전소자(411)의 냉각부(4111)는, 연료 저장부(10)의 카고탱크(11)에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위해 카고탱크(11)와 열전소자(411) 사이를 순환하도록 구성되는 재액화라인(L40) 상에 마련될 수 있다. 냉각부(4111) 측에는, 재액화라인(L40)을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제1 통로(412)가 형성될 수 있다.
카고탱크(11)에서 열전소자(411)의 냉각부(4111)로 연결된 재액화라인(L40)에는 카고탱크(11)로부터 배출된 기상 증발가스가 유동할 수 있으며, 열전소자(411)의 냉각부(4111)에서 카고탱크(11)로 연결된 재액화라인(L40)에는 액화기(41)에서 냉각되어 액화된 액상 증발가스가 유동할 수 있다.
열전소자(411)의 방열부(4112)는, 연료 저장부(10)의 카고탱크(11)와 연료 공급부(20)의 고압펌프(21) 사이의 연료 공급라인(L20) 상에 마련될 수 있다. 방열부(4112) 측에는, 연료 공급라인(L20)을 통해 유동하는 액화가스의 통로를 제공하는 제2 통로(413)가 형성될 수 있다.
카고탱크(11)에서 액화기(41)로 연결된 재액화라인(L40)에는 카고탱크(11)의 제1,2 기상 메인라인(VM1, VM2)을 통해 배출된 기상 증발가스가 유동할 수 있으며, 액화기(41)에서 카고탱크(11)로 연결된 재액화라인(L40)에는 액화기(41)에서 냉각되어 액화된 액상 증발가스가 유동할 수 있다.
액화기(41)에서 카고탱크(11)로 연결되는 재액화라인(L40)은, 카고탱크(11)에 마련된 제1,2 액상 메인라인(LM1, LM2)을 통해 카고탱크(11) 내부로 액상 증발가스를 전달할 수 있으며, 액상 증발가스는 카고탱크(11) 내에서 액화가스 내에 주입되도록 하측에 전달되거나, 카고탱크(11)에서 발생한 증발가스 위에 뿌려져 증발가스의 배출량을 줄일 수 있도록 상측에서 분무될 수 있다. 물론 액상 증발가스가 카고탱크(11) 내에 리턴되는 방식은 상기로 한정하지 않는다.
이와 같이 구성되는 액화기(41)는, 카고탱크(11)로부터 배출되는 증발가스를 열전소자(411)의 냉각부(4111)에서 냉각하여 액화된 증발가스를 재액화라인(L40)을 통해 카고탱크(11)에 리턴되도록 할 수 있고, 카고탱크(11)로부터 배출되는 액화가스를 열전소자(411)의 방열부(4112)에서 가열하여 예열된 액화가스를 고압펌프(21)에 공급되도록 할 수 있다.
이를 통해 본 실시예는, 열전소자(411)의 방열부(4112)에서 액화가스의 냉열을 활용하여 열전소자(411)의 냉각부(4111)를 쿨링함으로써, 열전소자(411)의 냉각능력을 증대시킬 수 있어, 증발가스의 재액화 효율을 향상시킬 수 있고, 또한 고압펌프(21)에 공급되는 액화가스를 가열하는 효과로 연료 회수부(30)에 의해 리턴되는 액화가스에 함유된 윤활유의 결빙을 방지할 수 있게 한다.
또한, 열전소자(411)의 냉각부(4111)가 카고탱크(11)의 증발가스를 재액화해 리턴시키는 재액화라인(L40)에 마련되고, 열전소자(411)의 방열부(4112)가 카고탱크(11)와 고압펌프(21) 사이의 연료 공급라인(L20)에 마련되도록 재액화부(40)를 구성함으로써, 기존의 재액화장치 및/또는 예열기(pre-heater) 없이 카고탱크(11)로부터 배출되는 액화가스를 예열하여 고압펌프(21)에 공급할 수 있고, 카고탱크(11)에서 발생하는 증발가스를 냉각하여 재액화할 수 있어, 기존의 재액화설비를 구축하기 위한 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공간 활용도를 높일 수 있다.
압축기(42)는, 증발가스의 비등점을 상승시켜 재액화 효율을 더욱 높일 수 있도록, 액화기(41) 상류의 재액화라인(L40) 상에 마련될 수 있다. 압축기(42)는, 카고탱크(11)에서 배출되는 증발가스를 가압하여 열전소자(411)의 냉각부(4111)로 공급할 수 있다.
감압기(43)는, 압축기(42)에 의해 가압된 증발가스의 압력을 감압하여 카고탱크(11)로 리턴시키기 위해 액화기(41) 하류의 재액화라인(L40) 상에 마련될 수 있다. 감압기(43)는, 열전소자(411)의 냉각부(4111)에서 냉각되어 액화된 증발가스를 카고탱크(11) 내부 압력과 유사한 압력이 되도록 감압할 수 있다. 이때, 감압기(43)는, 액화기(41)에서 액화되지 않고 잔류하는 증발가스를 액화시킬 수 있어, 액화 효율을 더욱 높일 수 있다. 감압기(43)는 줄-톰슨 효과를 이용하는 줄-톰슨 밸브(J-T Valve)일 수 있다.
한편, 감압기(43)를 생략할 수 있는데, 이는 압축기(42)에 의해 증발가스가 가압되더라도 재액화라인(L40)을 통해 카고탱크(11)로 증발가스가 리턴되는 과정에서 부피가 큰 공간인 카고탱크(11)로 유입되면서 자연스럽게 감압이 이루어질 수 있기 때문이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
이하에서는 본 실시예가 앞선 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략한 부분은 앞선 내용으로 갈음한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 재액화부(40)가 기액분리기(44), 열교환기(45)를 구비할 수 있다.
기액분리기(44)는, 냉각부(4111) 하류의 재액화라인(L40) 상에, 구체적으로는 감압기(43) 하류의 재액화라인(L40) 상에 마련될 수 있다. 기액분리기(44)는 냉각부(4111) 및 감압기(43)에서 액화되고 감압된 증발가스를 기액분리하여 액상의 증발가스만 재액화라인(L40)을 통해 카고탱크(11)에 리턴되도록 하고, 기상의 증발가스(플래시 가스)를 증발가스 회수라인(L41)을 통해 냉각부(4111) 상류의 재액화라인(L40)으로 회수시켜 다시 재액화시킬 수 있도록 한다.
증발가스 회수라인(L41)은, 일단이 기액분리기(44)의 상부에 연결되고, 타단이 냉각부(4111) 상류의 재액화라인(L40), 구체적으로는 압축기(42) 상류의 재액화라인(L40)에 연결될 수 있다.
열교환기(45)는, 열전소자(411)의 냉각부(4111) 상류의 재액화라인(L40)과, 증발가스 회수라인(L41) 상에 마련될 수 있다.
열교환기(45)는, 카고탱크(11)로부터 배출되어 냉각부(4111) 상류의 재액화라인(L40)을 유동하는 상대적으로 고온의 증발가스와, 냉각부(4111) 및 감압기(43)를 경유하고 기액분리기(44)에서 기액분리되어 증발가스 회수라인(L41)을 유동하는 상대적으로 저온의 증발가스(플래시 가스)와 열교환이 이루어진다. 이로써, 냉각부(4111)로 공급되는 고온의 증발가스는, 냉각부(4111)에 공급되기 전에 증발가스 회수라인(L41)을 유동하는 상대적으로 저온의 증발가스에 의해 냉각됨으로써, 재액화 효율을 극대화 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 앞선 실시예들 대비 연료 저장부(10)가 연료탱크(12)를 더 포함할 수 있고, 이와 관련된 구성들이 추가/변경될 수 있다. 본 실시예는 앞선 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략한 부분은 앞선 내용으로 갈음한다.
연료 저장부(10)는, 액화가스를 화물로 저장하는 복수 개의 카고탱크(11)와, 액화가스를 추진엔진(E)에 공급할 연료로 저장하는 연료탱크(12)를 포함한다. 이때 카고탱크(11)에 저장된 액화가스는 연료 공급부(20)에 직접 전달되지 않고, 대신 연료탱크(12)에 전달되었다가 연료탱크(12)를 통해 추진엔진(E)으로 공급될 수 있다.
이 경우 카고탱크(11)에서 연료탱크(12)로는 액화가스 보충라인(L12)이 마련될 수 있으며, 액화가스 보충라인(L12)에는 펌프(부호 도시하지 않음)가 마련되어 액화가스를 카고탱크(11)로부터 연료탱크(12)로 전달해줄 수 있다. 물론 액화가스 보충라인(L12)은 카고탱크(11) 내에 마련되어 액화가스를 언로딩(unloading)하는데 사용되는 카고펌프를 통해 액화가스를 연료탱크(12)로 전달할 수 있으므로 별도의 펌프는 없을 수 있다.
카고탱크(11)는 복수의 그룹으로 구분될 수 있음을 앞서 설명하였는데, 적어도 두 그룹의 카고탱크(11) 중에서 일부 그룹의 카고탱크(11)에는 추진엔진(E)의 연료로 적합하지 않은 액화가스(프로필렌 등)가 적재되어 있을 수 있다.
따라서 연료탱크(12)는, 카고탱크(11) 중 추진엔진(E)의 연료로 적합한 액화가스(프로판, 부탄 등)가 적재된 카고탱크(11)로부터 액화가스를 넘겨받아 연료 공급부(20)로 전달할 수 있다.
연료탱크(12)는 대기압으로 액화가스를 대량 저장하는 독립형(SPB타입, MOSS타입)이나 멤브레인형인 카고탱크(11)와 달리, 고압으로 액화가스를 저장하는 독립형(Type C, 압력용기 타입)일 수 있다. 이때 연료탱크(12)의 저장 압력은 액화가스의 임계압력 이하인 5bar 내외일 수 있고, 액화가스의 기화 방지를 위해 벽체의 내부 또는 외부 중 적어도 일측에 단열구조가 마련될 수 있다.
연료탱크(12)는 선박(100)에서 상갑판(101) 상에 탑재될 수 있고, 새들(saddle)을 통해 상갑판(101)에 지지되도록 마련된다. 연료탱크(12)는 상갑판에서 카고탱크(11)의 액화가스 로딩/언로딩을 위한 구성들과 간섭되지 않으면서, 선박(100)의 항해 시 시야(visibility)를 가리지 않는 위치에 배치될 수 있다. 일례로 연료탱크(12)는 상갑판(101)에서 선수 측의 좌현 또는 우현에 마련될 수 있다.
독립형 압력용기인 연료탱크(12)는, 액화가스를 임계압력 미만으로 저장할 수 있는데, 이 경우 연료탱크(12)에 저장된 액화가스는 연료탱크(12) 내에 마련된 이송펌프(121)에 의하여 연료 공급부(20)로 전달될 수 있다. 연료탱크(12)의 이송펌프(121)는, 앞선 실시예에서 설명한 카고탱크(11)의 이송펌프(111)와 동일 또는 유사한 구성일 수 있다.
다만 연료탱크(12)의 경우 카고탱크(11)와 달리 액화가스의 저장량이 작기 때문에, 추진엔진(E)에서 요구하는 유량을 맞춰주기 위해서는 연료탱크(12)에 충분한 액화가스의 저장량이 보장될 필요가 있다. 이를 위해 연료탱크(12)의 레벨에 따라 카고탱크(11)에서 연료탱크(12)로 액화가스 보충라인(L12)을 통해 액화가스의 로딩이 제어될 수 있다.
연료 공급부(20)와 연료 회수부(30)는, 앞서 설명한 실시예들과 동일 또는 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
다만, 본 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 제1,2 실시예에서 하나로 구성되는 재액화부(40)와 달리, 연료 저장부(10)의 카고탱크(11)용 제1 재액화부(40a)와, 연료 저장부(10)의 연료탱크(12)용 제2 재액화부(40b)를 포함한다.
제1 재액화부(40a)는, 연료 저장부(10)의 카고탱크(11)에서 발생하는 증발가스를 재액화하여 연료 저장부(10)의 카고탱크(11)로 리턴시킨다. 제1 재액화부(40a)는 다양한 냉매를 이용하여 증발가스를 비등점 이하로 냉각하는 제1 액화기(41a)를 포함할 수 있다.
제1 액화기(41a)는 질소, 혼합냉매(MR: Mixed Refrigerant) 등을 이용하여 증발가스를 냉각해 액화시킬 수 있으며, 일반적인 재액화장치일 수 있다. 이때 연료 저장부(10)인 카고탱크(11)로부터 제1 액화기(41a)로는 제1 재액화라인(L40a)이 순환되도록 연결될 수 있다.
카고탱크(11)에서 제1 액화기(41a)로 연결된 제1 재액화라인(L40a)에는 카고탱크(11)의 제1,2 기상 메인라인(VM1, VM2)을 통해 배출된 기상 증발가스가 유동할 수 있으며, 제1 액화기(41a)에서 카고탱크(11)로 연결된 제1 재액화라인(L40a)에는 제1 액화기(41a)에서 냉각되어 액화된 액상 증발가스가 유동할 수 있다.
제1 액화기(41a)에서 카고탱크(11)로 연결되는 제1 재액화라인(L40a)은, 카고탱크(11)에 마련된 제1,2 액상 메인라인(LM1, LM2)을 통해 카고탱크(11) 내부로 액상 증발가스를 전달할 수 있으며, 액상 증발가스는 카고탱크(11) 내에서 액화가스 내에 주입되도록 하측에 전달되거나, 카고탱크(11)에서 발생한 증발가스 위에 뿌려져 증발가스의 배출량을 줄일 수 있도록 상측에서 분무될 수 있다. 물론 액상 증발가스가 카고탱크(11) 내에 리턴되는 방식은 상기로 한정하지 않는다.
상기와 같이, 제1 재액화부(40a)는, 카고탱크(11)의 증발가스만 재액화시킬 뿐 연료탱크(12)의 증발가스는 재액화시키지 않도록 구성된다.
제2 재액화부(40b)는, 연료 저장부(10)의 연료탱크(12)에서 발생하는 증발가스를 재액화하여 연료 저장부(10)의 연료탱크(12)로 리턴시킨다. 제2 재액화부(40b)는, 증발가스를 비등점 이하로 냉각하는 제2 액화기(41b)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 재액화부(40b)는, 압축기(42), 감압기(43)를 더 포함할 수 있다.
제2 액화기(41b)는, 제1 실시예 또는 제2 실시예와 마찬가지로 열전소자(411)를 이용하여 증발가스를 냉각해 액화시킨다.
다만, 제2 액화기(41b)는, 카고탱크(11)의 증발가스를 재액화시키는 것이 아니라 연료탱크(12)의 증발가스를 재액화시키는 것이 제1,2 실시예와 다른데, 이하에서 구체적으로 설명한다.
제2 액화기(41b)는, 제1,2 실시예와 달리 열전소자(411)의 냉각부(4111)가 연료 저장부(10)의 연료탱크(12)에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위해 연료탱크(12)와 열전소자(411) 사이를 순환하도록 구성되는 제2 재액화라인(L40b) 상에 마련될 수 있으며, 냉각부(4111) 측에는, 제2 재액화라인(L40b)을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제1 통로(412)가 형성될 수 있다.
연료탱크(12)에서 제2 액화기(41b)의 냉각부(4111)로 연결된 제2 재액화라인(L40b)에는 연료탱크(12)로부터 배출된 기상 증발가스가 유동할 수 있으며, 제2 액화기(41b)의 냉각부(4111)에서 연료탱크(12)로 연결된 제2 재액화라인(L40b)에는 제2 액화기(41b)에서 냉각되어 액화된 액상 증발가스가 유동할 수 있다.
또한, 제2 액화기(41b)는, 제1,2 실시예와 달리 열전소자(411)의 방열부(4112)가 연료 저장부(10)의 연료탱크(12)와 연료 공급부(20)의 고압펌프(21) 사이의 연료 공급라인(L20) 상에 마련될 수 있으며, 방열부(4112) 측에는, 연료 공급라인(L20)을 통해 유동하는 액화가스의 통로를 제공하는 제2 통로(413)가 형성될 수 있다.
상기한 제2 액화기(41b)는, 열전소자(411)의 냉각부(4111)에서 연료탱크(12)로부터 배출되는 증발가스를 냉각하여 액화된 증발가스를 제2 재액화라인(L40b)을 통해 연료탱크(12)에 리턴되도록 할 수 있고, 열전소자(411)의 방열부(4112)에서 연료탱크(12)로부터 배출되는 액화가스를 가열하여 예열된 액화가스를 연료 공급라인(L20)을 통해 고압펌프(21)에 공급되도록 할 수 있다.
압축기(42)는, 증발가스의 비등점을 상승시켜 재액화 효율을 더욱 높일 수 있도록, 제2 액화기(41b) 상류의 제2 재액화라인(L40b) 상에 마련될 수 있다. 압축기(42)는, 연료탱크(12)에서 배출되는 증발가스를 가압하여 열전소자(411)의 냉각부(4111)로 공급할 수 있다.
감압기(43)는, 압축기(42)에 의해 가압된 증발가스의 압력을 감압하여 연료탱크(12)로 리턴시키기 위해 제2 액화기(41b) 하류의 제2 재액화라인(L40b) 상에 마련될 수 있다. 감압기(43)는, 열전소자(411)의 냉각부(4111)에서 냉각되어 액화된 증발가스를 연료탱크(12) 내부 압력과 유사한 압력이 되도록 감압할 수 있다. 이때, 감압기(43)는, 제2 액화기(41b)에서 액화되지 않고 잔류하는 증발가스를 액화시킬 수 있어, 액화 효율을 더욱 높일 수 있다. 감압기(43)는 줄-톰슨 효과를 이용하는 줄-톰슨 밸브(J-T Valve)일 수 있다.
상기와 같이 구성되는 제2 재액화부(40b)는, 도시하지 않았지만, 제2 실시예의 기액분리기(44), 열교환기(45)를 더 포함할 수 있으며, 중복 설명을 회피하기 위해 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이를 통해 본 실시예는, 카고탱크(11)의 증발가스를 재액화하는 제1 재액화부(40a)와, 연료탱크(12)의 증발가스를 재액화하는 제2 재액화부(40b)를 구성하되, 제1,2 재액화부(40a, 40b)를 공유시키지 않으면서, 제2 재액화부(40b)의 제2 액화기(41b)를 열전소자(411)를 이용하여 구성함으로써, 기존의 재액화부 대비 제1 재액화부(40a)가 연료탱크(12)의 증발가스를 재액화시키지 않아도 되어 용량 및 주변 설비를 줄일 수 있고, 제2 재액화부(40b)를 열전소자(411)를 이용하여 간단하게 구성하면서 연료탱크(12)에서 발생되는 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 제3 실시예와 마찬가지로 앞선 제1,2실시예 대비 연료 저장부(10)가 연료탱크(12)를 더 포함할 수 있고, 제3 실시예 대비 제1 재액화부(40a)가 생략될 수 있다. 본 실시예는 앞선 실시예들 대비 달라지는 점 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략한 부분은 앞선 내용으로 갈음한다.
연료 저장부(10)는, 앞서 설명한 제3 실시예와 동일 또는 유사하고, 연료 공급부(20)와 연료 회수부(30)는, 앞서 설명한 제1,2실시예와 동일 또는 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
다만, 본 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 제3 실시예에서 두 개로 구성되는 연료 저장부(10)의 카고탱크(11)용 제1 재액화부(40a) 및 연료 저장부(10)의 연료탱크(12)용 제2 재액화부(40b)와 달리 하나로 구성되는 카고탱크(11) 및 연료탱크(12) 겸용 재액화부(40)를 포함한다.
재액화부(40)는, 연료 저장부(10)의 카고탱크(11)에서 발생하는 증발가스를 재액화하여 카고탱크(11)로 리턴시키고, 연료 저장부(10)의 연료탱크(12)에서 발생하는 증발가스를 재액화하여 연료탱크(12)로 리턴시킨다. 재액화부(40)는, 증발가스를 비등점 이하로 냉각하는 액화기(41)를 포함할 수 있다. 또한, 재액화부(40)는, 2개의 압축기(42), 2개의 감압기(43)를 더 포함할 수 있다.
액화기(41)는, 열전소자(411a)를 이용하여 카고탱크(11) 및 연료탱크(12)에서 발생되는 증발가스를 냉각해 액화시킨다.
열전소자(411a)는, 제1 냉각부(4111a), 방열부(4112a), 제2 냉각부(4113a)로 이루어진다.
열전소자(411a)의 제1 냉각부(4111a)는, 연료 저장부(10)의 카고탱크(11)에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위해 카고탱크(11)와 열전소자(411a) 사이를 순환하도록 구성되는 제1 재액화라인(L40a) 상에 마련될 수 있다. 제1 냉각부(4111a) 측에는, 제1 재액화라인(L40a)을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제1 통로(412a)가 형성될 수 있다.
카고탱크(11)에서 열전소자(411a)의 제1 냉각부(4111a)로 연결된 제1 재액화라인(L40a)에는 카고탱크(11)의 제1,2 기상 메인라인(VM1, VM2)을 통해 배출된 기상 증발가스가 유동할 수 있으며, 열전소자(411a)의 제1 냉각부(4111a)에서 카고탱크(11)로 연결된 제1 재액화라인(L40a)에는 액화기(41)에서 냉각되어 액화된 액상 증발가스가 유동할 수 있다.
열전소자(411a)의 제1 냉각부(4111a)에서 카고탱크(11)로 연결되는 제1 재액화라인(L40a)은, 카고탱크(11)에 마련된 제1,2 액상 메인라인(LM1, LM2)을 통해 카고탱크(11) 내부로 액상 증발가스를 전달할 수 있으며, 액상 증발가스는 카고탱크(11) 내에서 액화가스 내에 주입되도록 하측에 전달되거나, 카고탱크(11)에서 발생한 증발가스 위에 뿌려져 증발가스의 배출량을 줄일 수 있도록 상측에서 분무될 수 있다. 물론 액상 증발가스가 카고탱크(11) 내에 리턴되는 방식은 상기로 한정하지 않는다.
열전소자(411a)의 방열부(4112a)는, 연료 저장부(10)의 연료탱크(12)와 연료 공급부(20)의 고압펌프(21) 사이의 연료 공급라인(L20) 상에 마련될 수 있다. 방열부(4112a) 측에는, 연료 공급라인(L20)을 통해 유동하는 액화가스의 통로를 제공하는 제2 통로(413a)가 형성될 수 있다.
열전소자(411a)의 제2 냉각부(4113a)는, 연료 저장부(10)의 연료탱크(12)에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위해 연료탱크(11)와 열전소자(411a) 사이를 순환하도록 구성되는 제2 재액화라인(L40b) 상에 마련될 수 있다. 제2 냉각부(4113a) 측에는, 제2 재액화라인(L40b)을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제3 통로(414a)가 형성될 수 있다.
연료탱크(12)에서 열전소자(411a)의 제2 냉각부(4113a)로 연결된 제2 재액화라인(L40b)에는 연료탱크(12)로부터 배출된 기상 증발가스가 유동할 수 있으며, 열전소자(411a)의 제2 냉각부(4113a)에서 연료탱크(12)로 연결된 제2 재액화라인(L40b)에는 열전소자(411a)의 제2 냉각부(4113a)에서 냉각되어 액화된 액상 증발가스가 유동할 수 있다.
상기에서는 제1 냉각부(4111a) 측에 제1 재액화라인(L40a)을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제1 통로(412a)가 형성되고, 제2 냉각부(4113a) 측에 제2 재액화라인(L40b)을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제3 통로(414a)가 형성되는 것으로 설명, 즉 열전소자(411a)의 냉각부가 방열부를 사이에 두고 양측으로 두 개가 있는 것으로 설명하였지만, 제1 냉각부(4111a)와 제2 냉각부(4113a)가 열전소자(411a)의 냉각부를 분할하여 형성, 즉, 냉각부의 일부분은 제1 냉각부(4111a)로 사용되고 냉각부의 나머지 일부분은 제2 냉각부(4113a)로 사용될 수 있으며, 이때 제1 통로(412a)와 제3 통로(414a) 역시 하나의 냉각부의 일측에서 독립적으로 분할되어 제1 재액화라인(L40a)과 제2 재액화라인(L40b)을 통해 유동하는 증발가스의 통로로 제공될 수 있음은 물론이다.
또한, 도면으로 도시하지 않았지만, 제1 통로(412a)와 제3 통로(414a)가 하나의 통로로 마련될 수 있으며, 이 때, 제1 재액화라인(L40a)을 통해 유동하는 증발가스와 제2 재액화라인(L40b)을 통해 유동하는 증발가스가 하나의 통로에서 혼합된 상태로 재액화될 수 있음은 물론이다.
상기한 액화기(41)는, 열전소자(411a)의 제1 냉각부(4111a)에서 카고탱크(11)로부터 배출되는 증발가스를 냉각하여 액화된 증발가스를 제1 재액화라인(L40a)을 통해 카고탱크(1)에 리턴되도록 할 수 있고, 열전소자(411a)의 방열부(4112a)에서 연료탱크(12)로부터 배출되는 액화가스를 가열하여 예열된 액화가스를 연료 공급라인(L20)을 통해 고압펌프(21)에 공급되도록 할 수 있고, 열전소자(411a)의 제2 냉각부(4113a)에서 연료탱크(12)로부터 배출되는 증발가스를 냉각하여 액화된 증발가스를 제2 재액화라인(L40b)을 통해 연료탱크(12)에 리턴되도록 할 수 있다.
압축기(42)는, 증발가스의 비등점을 상승시켜 재액화 효율을 더욱 높일 수 있도록, 액화기(41) 상류의 제1 재액화라인(L40a) 및 제2 재액화라인(L40b) 상에 각각 마련될 수 있다. 이러한 2개의 압축기(42) 중 어느 하나는 카고탱크(11)에서 배출되는 증발가스를 가압하여 열전소자(411a)의 제1 냉각부(4111a)로 공급할 수 있고, 다른 하나는 연료탱크(12)에서 배출되는 증발가스를 가압하여 열전소자(411b)의 제2 냉각부(4113a)로 공급할 수 있다.
감압기(43)는, 압축기(42)에 의해 가압된 증발가스의 압력을 감압하여 카고탱크(11) 및 연료탱크(12)로 리턴시키기 위해 액화기(41) 하류의 제1 재액화라인(L40a) 및 제2 재액화라인(L40b) 상에 각각 마련될 수 있다. 이러한 2개의 감압기(43) 중 어느 하나는 열전소자(411a)의 제1 냉각부(4111a)에서 냉각되어 액화된 증발가스를 카고탱크(11) 내부 압력과 유사한 압력이 되도록 감압할 수 있고, 다른 하나는 열전소자(411a)의 제2 냉각부(4113a)에서 냉각되어 액화된 증발가스를 연료탱크(12) 내부 압력과 유사한 압력이 되도록 감압할 수 있다. 이때, 감압기(43)는, 액화기(41)에서 액화되지 않고 잔류하는 증발가스를 액화시킬 수 있어, 액화 효율을 더욱 높일 수 있다. 감압기(43)는 줄-톰슨 효과를 이용하는 줄-톰슨 밸브(J-T Valve)일 수 있다.
상기와 같이 구성되는 카고탱크(11) 및 연료탱크(12) 겸용 재액화부(40)는, 도시하지 않았지만, 제2 실시예의 기액분리기(44), 열교환기(45)를 더 포함할 수 있으며, 중복 설명을 회피하기 위해 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이를 통해 본 실시예는, 열전소자(411a)의 냉각부(4111a, 4113a)가 카고탱크(11)의 증발가스를 재액화해 리턴시키는 제1 재액화라인(L40a)과 연료탱크(12)의 증발가스를 재액화해 리턴시키는 제2 재액화라인(L40b)에 마련되고, 열전소자(411a)의 방열부(4112a)가 연료탱크(12)와 고압펌프(21) 사이의 연료 공급라인(L20)에 마련되도록 재액화부(40)를 구성함으로써, 기존의 재액화장치 및/또는 예열기(pre-heater) 없이 연료탱크(12)로부터 배출되는 액화가스를 예열하여 고압펌프(21)에 공급할 수 있고, 카고탱크(11) 및 연료탱크(12)에서 발생하는 증발가스를 냉각하여 재액화할 수 있어, 기존의 재액화설비를 구축하기 위한 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공간 활용도를 높일 수 있고, 또한 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 제3 실시예 대비 제2 재액화부(40b)에서 제2 재액화라인(L40b) 대신에 서브쿨링라인(L40c)을 포함할 수 있고, 이를 제외한 나머지 구성을 동일 또는 유사하며, 이에 따라 제3 실시예와 다른 서브쿨링라인(L40c)을 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략한 부분은 앞선 내용으로 갈음한다.
서브쿨링라인(L40c)은, 연료탱크(12) 내의 이송펌프(121)와 제2 액화기(41b)의 방열부(4112) 사이의 연료 공급라인(L20)으로부터 분지되어 제2액화기(41b)의 냉각부(4111)를 통해 연료탱크(12)로 순환하도록 구성될 수 있다.
즉, 서브쿨링라인(L40c)은, 열전소자(411)의 냉각부(4111)가 연료 저장부(10)의 연료탱크(12)에 저장된 액화가스를 서브쿨링(sub-cooling)할 수 있도록 구성될 수 있다.
이를 통해 본 실시예는, 열전소자(411)의 방열부(4112)에서 연료탱크(12)로부터 배출되는 액화가스를 가열하여 예열된 액화가스를 연료 공급라인(L20)을 통해 고압펌프(21)에 공급되도록 할 수 있고, 열전소자(411)의 냉각부(4111)에서 연료탱크(12)로부터 배출되는 액화가스를 냉각하여 서브쿨링된 액화가스를 서브쿨링라인(L40c)을 통해 연료탱크(12)에 리턴되도록 할 수 있다.
상기에서는 서브쿨링라인(L40c)이 제3 실시예의 제2 재액화라인(L40b) 대신에 형성되는 것으로 설명하였지만, 제2 재액화라인(L40b)이 있는 상태에서 형성될 수 있음은 물론이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 제4 실시예 대비 재액화부(40)에서 제2 재액화라인(L40b) 대신에 서브쿨링라인(L40c)을 포함할 수 있고, 이를 제외한 나머지 구성을 동일 또는 유사하며, 이에 따라 제4 실시예와 다른 서브쿨링라인(L40c)을 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략한 부분은 앞선 내용으로 갈음한다.
제 서브쿨링라인(L40c)은, 제4 실시예와 달리 연료탱크(12) 내의 이송펌프(121)와 액화기(41)의 방열부(4112a) 사이의 연료 공급라인(L20)으로부터 분지되어 액화기(41)의 제2 냉각부(4113a)를 통해 연료탱크(12)로 순환하도록 구성될 수 있다.
즉, 서브쿨링라인(L40c)은, 열전소자(411a)의 제2 냉각부(4113a)가 연료 저장부(10)의 연료탱크(12)에 저장된 액화가스를 서브쿨링(sub-cooling)할 수 있도록 구성될 수 있다.
이를 통해 본 실시예는, 열전소자(411a)의 방열부(4112a)에서 연료탱크(12)로부터 배출되는 액화가스를 가열하여 예열된 액화가스를 연료 공급라인(L20)을 통해 고압펌프(21)에 공급되도록 할 수 있고, 열전소자(411a)의 제2 냉각부(4113a)에서 연료탱크(12)로부터 배출되는 액화가스를 냉각하여 서브쿨링된 액화가스를 서브쿨링라인(L40c)을 통해 연료탱크(12)에 리턴되도록 할 수 있다.
상기에서는 서브쿨링라인(L40c)이 제4 실시예의 제2 재액화라인(L40b) 대신에 형성되는 것으로 설명하였지만, 제2 재액화라인(L40b)이 있는 상태에서 형성될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 앞서 설명된 실시예 외에도, 상기 실시예들 중 적어도 둘 이상의 조합 또는 적어도 하나 이상의 상기 실시예와 공지기술의 조합에 의해 발생하는 실시예들을 모두 포괄한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 가스 처리 시스템 10: 연료 저장부
11: 카고탱크 11a: 카고탱크(제1 그룹)
11b: 카고탱크(제2 그룹) 111: 이송펌프
112: 돔 12: 연료탱크
121: 이송펌프 VM1: 제1 기상 메인라인
LM1: 제1 액상 메인라인 VM2: 제2 기상 메인라인
LM2: 제2 액상 메인라인 L12: 액화가스 보충라인
20: 연료 공급부 21: 고압펌프
22: 필터 23: 히터
L20: 연료 공급라인 30: 연료 회수부
31: 감압밸브 32: 쿨러
33: 포집탱크 34: 벤트마스트
L30: 연료 회수라인 40: 재액화부
40a: 제1 재액화부 40b: 제2 재액화부
41: 액화기 41a: 제1 액화기
41b: 제2 액화기 411: 열전소자
4111: 냉각부 4112: 방열부
412: 제1 통로 413: 제2 통로
411a: 열전소자 4111a: 제1 냉각부
4112a: 방열부 4113a: 제2 냉각부
412a: 제1 통로 413a: 제2 통로
414a: 제3 통로 42: 압축기
43: 감압기 44: 기액분리기
45: 열교환기 L40: 재액화라인
L40a: 제1 재액화라인 L40b: 제2 재액화라인
L40c: 서브쿨링라인 L41: 증발가스 회수라인
E: 추진엔진 100: 선박

Claims (6)

  1. 액화석유가스인 액화가스를 저장하는 연료 저장부;
    상기 연료 저장부의 액화가스를 연료 공급라인에 마련되는 고압펌프로 가압하여 선박의 추진엔진에 액상으로 공급하는 연료 공급부;
    상기 추진엔진에서 배출되며 윤활유가 섞인 잉여분의 액상 액화가스를 회수하는 연료 회수부; 및
    상기 연료 저장부에서 발생한 증발가스를 재액화하는 재액화부를 포함하며,
    상기 재액화부는, 상기 연료 저장부의 증발가스를 재액화하는 액화기를 포함하고,
    상기 연료 저장부는, 액화가스를 화물로 저장하는 복수 개의 카고탱크와, 액화가스를 상기 추진엔진에 공급할 연료로 저장하는 연료탱크를 포함하고,
    상기 액화기는,
    제1 냉각부, 제2 냉각부, 방열부로 이루어지는 열전소자;
    상기 제1 냉각부 측에 형성되며, 상기 카고탱크와 상기 열전소자 사이를 순환하는 제1 재액화라인을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제1 통로;
    상기 방열부 측에 형성되며, 상기 연료 공급라인을 통해 유동하는 액화가스의 통로를 제공하는 제2 통로; 및
    상기 제2 냉각부 측에 형성되며, 상기 연료탱크와 상기 열전소자 사이를 순환하는 제2 재액화라인을 통해 유동하는 증발가스의 통로를 제공하는 제3 통로를 포함하며,
    상기 연료 공급부는,
    고압펌프;
    액화가스의 온도를 변화시키는 열교환기; 및
    상기 고압펌프 및 상기 열교환기가 마련되며 상기 추진엔진에 연결되어 상기 추진엔진으로 액상 액화가스를 공급하는 연료 공급라인을 포함하고,
    상기 연료 회수부는,
    액상 액화가스를 감압하는 감압밸브; 및
    상기 추진엔진으로부터 연장되고 상기 감압밸브가 마련되며, 상기 추진엔진의 내부를 거치면서 상기 추진엔진에서 사용되는 윤활유가 혼입된 잉여분의 액상 액화가스를 상기 고압펌프 상류의 상기 연료 공급라인으로 전달하여 상기 추진엔진에 재유입되도록 하는 연료 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재액화부는,
    상기 액화기 상류의 상기 제1 재액화라인 상에 마련되고, 상기 카고탱크에서 배출되는 증발가스를 가압하여 상기 제1 냉각부로 공급하는 압축기; 및
    상기 액화기 하류의 상기 제1 재액화라인 상에 마련되고, 상기 제1 냉각부에서 액화된 증발가스를 상기 카고탱크 내부 압력과 유사한 압력이 되도록 감압하는 감압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 재액화부는,
    상기 액화기 상류의 상기 제2 재액화라인 상에 마련되고, 상기 연료탱크에서 배출되는 증발가스를 가압하여 상기 제2 냉각부로 공급하는 압축기; 및
    상기 액화기 하류의 상기 제2 재액화라인 상에 마련되고, 상기 제2 냉각부에서 액화된 증발가스를 상기 연료탱크 내부 압력과 유사한 압력이 되도록 감압하는 감압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연료탱크의 액화가스를 서브쿨링시키도록, 상기 연료탱크와 상기 액화기 사이의 상기 연료 공급라인에서 분지되어 상기 제2 냉각부를 통해 상기 연료탱크로 순환하도록 구성되는 서브쿨링라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 상기 가스 처리 시스템이 구비되는 것을 특징으로 하는 선박.
  6. 제 5 항에 있어서,
    액화석유가스 운반선인 것을 특징으로 하는 선박.
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