KR102257635B1 - 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박에 적용하기 위한 가스 재기화 시스템에 있어서, 액화가스 저장탱크 및 씨체스트를 수용하는 선체; 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 열매체와 열교환시켜 재기화시키는 기화기; 상기 열매체를 해수와 열교환시켜 가열하는 열매체 열교환기; 상기 씨체스트에 저장된 해수를 상기 열매체 열교환기에 공급하는 해수 공급 라인; 상기 열매체 열교환기로부터 배출되는 해수를 선외로 배출하는 해수 배출 라인; 및 상기 해수 공급 라인에서 분기하여 해수를 상기 해수 배출 라인으로 공급하는 바이패스 라인을 포함하고, 상기 해수 공급 라인은 해수 펌프를 포함하고, 상기 바이패스 라인은, 해수를 유동시키는 바이패스 펌프; 및 해수의 유량을 조절하는 바이패스 밸브를 포함하고, 상기 바이패스 라인은 상기 해수 펌프의 상류에서 분기되는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박{A gas regasification system and vessel including the same}

본 발명은 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.

일반적으로, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162℃ 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준 상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유 비중의 약 2분의 1이 된다.

LNG는 운반의 용이성으로 액화시켜 운송 후 사용처에서 기화시켜서 사용한다. 그러나, 자연재해 및 테러의 위험으로 인하여 육상에 LNG 기화설비를 설치하는 것을 우려한다.

이로 인하여 종래 육상에 설치하는 액화천연가스 재기화 시스템 대신에, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에 재기화 장치를 설치하여 육상으로 기화된 천연가스(Natural Gas)를 공급하는 설비(예를 들어 LNG FSRU)가 각광을 받고 있다.

LNG 재기화 장치 시스템에서 액화가스 저장탱크에 저장된 LNG는 부스팅 펌프에 의해 가압되어 LNG 기화기로 보내어지고, LNG 기화기에서 NG로 기화되어 육상의 수요처로 보내진다. 여기서 LNG 기화기 상에 LNG의 온도를 높이는 열교환이 이루어지는 과정에서 많은 에너지를 필요로 하게 된다. 따라서, 이 과정에서 쓰이는 에너지가 비효율적인 교환이 이루어짐으로 인해 낭비되는 문제점을 해결하기 위해 효율적인 재기화를 위한 다양한 열교환 기술들이 연구되고 있는 실정이다.

한편, LNG의 온도를 높이는 열교환에 사용하기 위한 열매체로는 해수, 글리콜 워터, 프로판 등을 이용할 수 있는데, 해수를 LNG와 열교환하여 LNG를 직접 가열하거나, 해수를 이용하여 다른 중간 열매체를 가열한 뒤, 상기 열매체와 LNG를 열교환하여 LNG를 가열하는 간접 가열을 할 수 있다.

해수를 이용하여 LNG를 가열한 뒤 배출하는 경우, 취출되는 해수와 배출되는 해수의 온도 차이가 일정 이상으로 커지게 되면, 해수가 배출되는 해역의 환경에 영향을 미치게 된다. 특히, 온도에 민감한 지역의 경우 FSRU에서 배출되는 해수로 인해 해양의 생태가 영향을 받을 우려가 있어, 각 국가별로 저온 해수 배출을 제한하기 위한 기준을 마련하고 있다.

간접 가열 방식의 경우 유입되는 해수와 열교환에 이용된 후 배출되는 해수 간의 온도 차이를 대략 7℃ 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 이를 위해 유입되는 해수의 일부를 해수와 중간 열매체의 열교환기를 바이패스시켜 해수의 유량을 조절함으로써 해수 간의 온도 차이 수준을 유지하는 방법이 제안되었으나, 해수의 바이패스를 위한 전력 소모가 크다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 해수 바이패스 펌프를 이용하는 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 가스 재기화 시스템은, 액화가스 저장탱크 및 씨체스트를 수용하는 선체; 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 열매체와 열교환시켜 재기화시키는 기화기; 상기 열매체를 해수와 열교환시켜 가열하는 열매체 열교환기; 상기 씨체스트에 저장된 해수를 상기 열매체 열교환기에 공급하는 해수 공급 라인; 상기 열매체 열교환기로부터 배출되는 해수를 선외로 배출하는 해수 배출 라인; 및 상기 해수 공급 라인에서 분기하여 해수를 상기 해수 배출 라인으로 공급하는 바이패스 라인을 포함하고, 상기 해수 공급 라인은 해수 펌프를 포함하고, 상기 바이패스 라인은, 해수를 유동시키는 바이패스 펌프; 및 해수의 유량을 조절하는 바이패스 밸브를 포함하고, 상기 바이패스 라인은 상기 해수 펌프의 상류에서 분기되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 가스 재기화 시스템에서 상기 바이패스 라인은 제1 바이패스 라인이고, 상기 해수 펌프의 하류에서 분기하여 해수를 상기 제1 바이패스 라인으로 공급하는 제2 바이패스 라인을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 바이패스 라인은 해수를 유동시키는 복수 개의 바이패스 펌프를 더 포함하고, 상기 복수 개의 바이패스 펌프는 병렬로 구비될 수 있다.

구체적으로, 상기 바이패스 펌프는 상기 해수 펌프 대비 더 낮은 압력으로 펌핑하는 것일 수 있다.

구체적으로, 상기 가스 재기화 시스템은 상기 해수 펌프의 상류에 마련되어 해수의 온도를 측정하는 제1 온도 측정부; 상기 해수 배출 라인에 마련되어 해수의 온도를 측정하는 제2 온도 측정부; 및 상기 제1 및 제2 온도 측정부의 해수 온도 측정값의 차이에 따라, 상기 바이패스 밸브의 유량을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 열매체는 글리콜 워터 또는 프로판일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 가스 재기화 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 상기 시스템으로 유입되는 해수와 토출되는 해수 간의 온도차를 일정 수준 이하로 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 상기 시스템에 포함되는 열매체 열교환기와 배관의 압력 손실을 방지할 수 있게 한다.

본 발명에 따른 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 기존 시스템 대비 해수 바이패스로 인한 전력 소모를 절감할 수 있다.

도 1은 종래 해수 간접 방식의 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 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.

이하에서, 고압, 저압, 고온 및 저온은 상대적인 것으로서, 절대적인 수치를 나타내는 것은 아님을 알려둔다.

이하에서, 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브가 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 해수, 열매체 등의 유체 흐름이 조절될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 가스 재기화 시스템에 대해 설명하며, 본 발명은 상기 가스 재기화 시스템과 이를 포함하는 선박을 포함하는 것이다.

이하에서, 액화가스는 액화천연가스일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

이하에서는 도 1을 참조하여 종래 해수 간접 방식의 가스 재기화 시스템에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면, 종래 해수 간접 방식의 가스 재기화 시스템은 선체에 수용되는 액화가스 저장탱크(미도시), 씨체스트와, 해수 펌프(10), 열매체 열교환기(20) 및 기화기(미도시)를 포함한다.

상기 씨체스트는 해수 공급 라인(L1)을 통해 해수 펌프(10) 및 열매체 열교환기(20)에 연결될 수 있으며, 상기 열매체 열교환기(20)는 해수 배출 라인(L2)을 통해 선외로 연결될 수 있다. 이때, 상기 해수 펌프(10) 및 상기 열매체 열교환기(20)는 각각 복수 개를 마련하여 병렬로 구비할 수 있다.

종래 시스템에서는 해수 공급 라인(L1)의 상기 해수 펌프(10)의 하류에서 바이패스 라인(L1')을 분기시켜 상기 해수 배출 라인(L2)으로 연결함으로써, 해수를 상기 해수 펌프(10)의 하류에서 상기 열매체 열교환기(20)를 바이패스하도록 하였다.

이러한 종래 시스템의 경우, 상기 열매체 열교환기(20) 각각에 대한 해수 바이패스 라인(L1')을 구비하여 제1 온도 측정부(40)와 제2 온도 측정부(41)에서 측정되는 해수 온도의 차이를 일정 수준으로 유지하였으나, 해수 펌프(10)로 펌핑하는 유량이 많아 전력 소모가 크고, 상기 열매체 열교환기(20)와 상기 시스템을 구성하는 배관의 압력 손실이 발생하는 문제가 있었다.

이하에서는, 도 2 내지 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은 선체에 수용되는 액화가스 저장탱크(미도시), 씨체스트와, 해수 펌프(10), 열매체 열교환기(20), 기화기(미도시), 바이패스 라인(L3), 바이패스 펌프(30) 및 바이패스 밸브(31)를 포함한다.

상기 씨체스트는 해수 공급 라인(L1)을 통해 해수 펌프(10) 및 열매체 열교환기(20)에 연결될 수 있으며, 상기 열매체 열교환기(20)는 해수 배출 라인(L2)을 통해 선외로 연결될 수 있다. 이때, 상기 해수 펌프(10) 및 상기 열매체 열교환기(20)는 각각 복수 개를 마련하여 병렬로 구비할 수 있다. 상기 바이패스 라인(L3)은 상기 해수 공급 라인(L1)의 상기 해수 펌프(10)의 상류에서 분기되어 상기 해수 배출 라인(L2)으로 연결될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템을 유기적으로 구성하는 개별적인 구성에 대해서 설명하도록 한다.

액화가스 저장탱크는 선박의 선체에 수용되어 액화가스를 저장하였다가 선내 수요처로 공급할 수 있다. 액화가스에 저장된 액화가스를 상기 수요처로 공급할 때에는 액화가스를 기화시켜 공급할 수 있으며, 기화기를 이용하여 상기 액화가스를 기화시켜 공급할 수 있다.

기화기는 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 열매체와 열교환시켜 재기화시킬 수 있다. 상기 기화기는 상기 액화가스 저장탱크에서 상기 수요처로 연결되는 액화가스 공급라인(미도시) 상에 마련되거나, 별도의 임시 저장탱크(미도시)에 열을 공급할 수 있도록 마련되어 액화가스를 재기화시킬 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

기화기는 열매체 순환 라인(미도시) 상에 구비될 수 있으며, 기화기에 공급되어 액화가스 재기화에 이용된 열매체는 상기 순환 라인을 순환하여 후술할 열매체 열교환기(20)로 공급될 수 있고, 상기 열매체 열교환기(20)에서 해수와의 열교환을 통해 가열될 수 있다. 상기 열매체 순환 라인은 열매체의 순환을 위한 펌프, 밸브 등의 구성을 더 포함할 수 있다.

씨체스트는 선박의 선체에 수용되어 해수를 저장하였다가 선내 수요처로 공급할 수 있으며, 상기 씨체스트는 해수 공급 라인(L1)을 통해 해수를 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템에 공급할 수 있다.

해수 공급 라인(L1)은 상기 씨체스트와 열매체 열교환기(20)를 연결하여, 상기 씨체스트로부터 공급되는 해수를 상기 열매체 열교환기(20)로 공급할 수 있다.

해수 공급 라인(L1) 상에는 상기 씨체스트로부터 공급되는 해수를 유동시키기 위한 해수 펌프(10)가 마련될 수 있다. 상기 해수 펌프(10)의 하류 및 상기 열매체 열교환기(20)의 상류에는 해수의 유동을 조절하기 위한 밸브(11, 12)가 마련될 수 있다. 상기 해수 펌프(10) 및 상기 열매체 열교환기(20)는 각각 복수 개로 마련되어 병렬로 구비될 수 있으며, 상기 밸브(11, 12)는 각각의 해수 펌프(10) 및 열매체 열교환기(20)로 유동하는 해수의 양을 조절하거나 차단할 수 있다.

해수 공급 라인(L1)에서 상기 해수 펌프(10)의 상류에는 후술할 제1 온도 측정부(40)가 마련될 수 있다. 상기 제1 온도 측정부(40)는 상기 씨체스트로부터 유입되는 해수의 온도를 측정할 수 있다.

해수 공급 라인(L1)에서 상기 해수 펌프(10)의 상류에는 후술할 바이패스 라인(L3)이 분기될 수 있다. 상기 해수 공급 라인(L1)을 통해 공급되는 해수 중 적어도 일부가 상기 바이패스 라인(L3)을 통해 상기 열매체 열교환기(20)를 바이패스하여 해수 배출 라인(L2)으로 공급될 수 있다.

해수 펌프(10)는 상기 씨체스트로부터 공급되는 해수를 펌핑하여 상기 해수 공급 라인(L1)을 통해 상기 열매체 열교환기(20)로 공급할 수 있다.

상기 해수 펌프(10)는 해수를 후술할 바이패스 펌프(30)에 비해 더 높은 압력으로 펌핑하는 것일 수 있다.

열매체 열교환기(20)는 상기 기화기에서 액화가스의 재기화에 이용된 열매체와 해수를 열교환시켜 상기 열매체에 열을 공급할 수 있다. 도면에서 열매체 열교환기(20)는 G.W Heater로 표시하였으나, 이에 한정되지는 않으며, 액화가스 재기화에 이용될 수 있는 물질로서 글리콜 워터 또는 프로판인 것이 바람직하다.

열매체 열교환기(20)에서 배출되는 열매체는 열매체 순환 라인을 통해 순환하여 기화기로 공급되어 액화가스의 재기화에 이용될 수 있다.

열매체 열교환기(20)에서 배출되는 해수는 해수 배출 라인(L2)을 통해 선외(Overboard; OVBD)로 배출될 수 있다.

해수 배출 라인(L2)은 상기 열매체 열교환기(20)와 선외를 연결하여, 상기 열매체 열교환기(20)에서 열교환에 이용된 해수를 선외로 배출할 수 있다.

해수 배출 라인(L2)에는 후술할 바이패스 라인(L3)이 연결될 수 있다. 상기 해수 공급 라인(L1)을 통해 공급되는 해수 중 적어도 일부가 상기 바이패스 라인(L3)을 통해 해수 배출 라인(L2)을 통해 유동하는 해수와 혼합되어 선외로 배출될 수 있다.

해수 배출 라인(L2)에서 해수를 선외 배출하는 지점의 상류에는 후술할 제2 온도 측정부(41)가 마련될 수 있다. 상기 제2 온도 측정부(41)는 배출되는 해수의 온도를 측정할 수 있다.

바이패스 라인(L3)은 상기 해수 공급 라인(L1)과 상기 해수 배출 라인(L2)을 연결하여, 상기 해수 공급 라인(L1)을 유동하는 해수 중 적어도 일부를 상기 해수 배출 라인(L2)으로 공급할 수 있다.

바이패스 라인(L3)은 종래 가스 재기화 시스템의 바이패스 라인(L1')과는 달리, 상기 해수 공급 라인(L1) 상에 마련된 해수 펌프(10)의 상류에 마련되어, 열매체 열교환기(20)를 바이패스할 수 있게 한다. 바이패스 라인(L3)을 통해 해수를 상기 열매체 열교환기(20)로부터 배출되는 해수와 혼합함으로써, 상기 열매체 열교환기(20)에서의 열교환으로 인해 낮아진 해수의 온도를 보상해줄 수 있게 된다.

바이패스 라인(L3)은 해수를 유동시키는 바이패스 펌프(30) 및 해수의 유량을 조절하는 바이패스 밸브(31)를 포함하여, 바이패스되는 해수의 유량을 조절할 수 있다.

바이패스 펌프(30)는 상기 해수 공급 라인(L1)으로부터 공급되는 해수를 펌핑하여 상기 해수 배출 라인(L2)으로 공급할 수 있다.

바이패스 펌프(30)는 상기 해수 펌프(10)와 동일하거나, 상기 해수 펌프(10) 대비 더 낮은 압력으로 펌핑하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 바이패스 펌프(30)는 로우 헤드 펌프(low head pump)일 수 있으며, 상기 바이패스 펌프(30)는 상기 해수 펌프(10) 대비 더 낮은 전력으로 구동하는 것일 수 있다.

본 실시예는 바이패스 펌프(30)로 해수의 일부를 바이패스 시킴으로써, 동일한 펌핑 유량을 기준으로 해수 펌프(10)만으로 해수를 공급하는 경우에 비해 운전 전력을 절감할 수 있게 된다.

또한, 해수 펌프(10)의 상류에서 바이패스 라인(L3)을 통해 해수를 바이패스 시킴으로써, 해수 공급 라인(L1)을 통해 해수 펌프(10)로 유동하는 해수의 유량이 감소함에 따라 해수 공급 라인(L1)의 배관 압력 손실을 감소시킬 수 있게 된다. 즉, 종래 대비 해수 공급 라인(L1)을 구성하는 배관의 직경을 감소시킬 수 있게 된다.

본 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은 제1 온도 측정부(40) 및 제2 온도 측정부(41)를 더 포함할 수 있다. 제1 온도 측정부(40)는 해수 공급 라인(L1)에서 해수 펌프(10)의 상류에 마련되어, 상기 씨체스트로부터 유입되는 해수의 온도를 측정할 수 있다. 제2 온도 측정부(41)는 해수 배출 라인(L2)에서 해수를 선외 배출하는 지점의 상류에 마련되어, 시스템(1)에서 배출되는 해수의 온도를 측정할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 일 실시예는 가스 재기화 시스템에 관한 것으로서, 해수 공급 라인(L1)에 마련된 해수 펌프(10)의 상류에서 분기되는 바이패스 라인(L3)을 마련하여, 해수의 적어도 일부를 상기 열매체 열교환기(20)를 바이패스시킴으로써, 상기 시스템으로 유입되는 해수와 토출되는 해수 간의 온도차를 일정 수준 이하로 유지하는 것과 동시에, 상기 시스템에 포함되는 열매체 열교환기와 배관의 압력 손실을 방지하고, 시스템의 전력 소모를 절감할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은 선체에 수용되는 액화가스 저장탱크(미도시), 씨체스트와, 해수 펌프(10), 열매체 열교환기(20), 기화기(미도시), 제1 바이패스 라인(L3), 바이패스 펌프(30), 바이패스 밸브(31) 및 제2 바이패스 라인(L4)을 포함한다.

상기 씨체스트는 해수 공급 라인(L1)을 통해 해수 펌프(10) 및 열매체 열교환기(20)에 연결될 수 있으며, 상기 열매체 열교환기(20)는 해수 배출 라인(L2)을 통해 선외로 연결될 수 있다. 이때, 상기 해수 펌프(10) 및 상기 열매체 열교환기(20)는 각각 복수 개를 마련하여 병렬로 구비할 수 있다. 상기 제1 바이패스 라인(L3)은 상기 해수 공급 라인(L1)의 상기 해수 펌프(10)의 상류에서 분기되어 상기 해수 배출 라인(L2)으로 연결될 수 있다. 상기 제2 바이패스 라인(L4)은 상기 해수 펌프(10)의 하류에서 분기하여 상기 제1 바이패스 라인(L3)으로 연결될 수 있다.

본 실시예에서, 바이패스 라인(L3)은 제1 바이패스 라인(L3)이며, 상기 해수 공급 라인(L1)과 상기 해수 배출 라인(L2)을 연결하여, 상기 해수 공급 라인(L1)을 유동하는 해수 중 적어도 일부를 상기 해수 배출 라인(L2)으로 공급할 수 있다.

제1 바이패스 라인(L3)은 해수를 유동시키는 바이패스 펌프(30) 및 해수의 유량을 조절하는 바이패스 밸브(31)를 포함하여, 바이패스되는 해수의 유량을 조절할 수 있다.

제1 바이패스 라인(L3)에는 후술할 제2 바이패스 라인(L4)이 연결될 수 있다. 상기 제2 바이패스 라인(L4)을 통해 상기 해수 공급 라인(L1)을 통해 공급되는 해수 중 적어도 일부가 상기 제1 바이패스 라인(L3)을 통해 유동하는 해수와 혼합되어 해수 배출 라인(L2)으로 공급될 수 있다. 제2 바이패스 라인(L4)은 바이패스 펌프(30)의 하류에 연결될 수 있으며, 바람직하게는 바이패스 밸브(31)의 상류에 연결될 수 있다.

제2 바이패스 라인(L4)은 상기 해수 펌프(10)의 하류에서 분기하여 해수 공급 라인(L1)과 상기 제1 바이패스 라인(L3)을 연결하여, 상기 해수 공급 라인(L1)을 유동하는 해수 중 적어도 일부를 상기 제1 바이패스 라인(L3)으로 공급할 수 있다.

본 실시예에서는 제2 바이패스 라인(L4)을 마련하여 상기 해수 펌프(10)를 이용한 부분적인 해수의 바이패스를 달성함으로써, 동일한 펌핑 유량을 기준으로 해수 펌프(10)만으로 해수를 공급하는 경우에 비해 운전 전력을 절감할 수 있게 된다.

본 실시예에서 바이패스 펌프(30)는 상기 해수 펌프(10)와 동일하거나, 상기 해수 펌프(10) 대비 더 낮은 압력으로 펌핑하는 것일 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에서는 복수 개의 해수 펌프(10)를 구비하는 종래의 가스 재기화 시스템에 있어서, 상기 복수 개의 해수 펌프(10) 중 적어도 하나 이상을 바이패스 펌프(30)로 이용하는 것일 수 있다. 즉, 적어도 하나 이상의 해수 펌프(10)는 바이패스 라인(L3)에 연결시킴으로써 펌프의 전체 개수는 일정하게 유지하되, 상기 바이패스 라인(L3)에 연결된 바이패스 펌프(30)의 헤드는 낮출 수 있게 되어 전체 펌프의 구동 전력은 절감할 수 있게 된다.

예를 들어, 복수 개의 해수 펌프(10)와 바이패스 라인(L3)에 연결된 바이패스 펌프(30)를 모두 구동하는 경우에는 상기 바이패스 밸브(31)를 이용한 유량 제어를 하지 않으면서도 전체 시스템의 최대 전력을 절감할 수 있다. 가스 재기화 시스템에 전력을 공급하는 발전기의 구동 측면에서, 시스템의 전력 소모량의 피크를 절감하는 것이 안정적인 전력 공급에 중요할 수 있다.

예를 들어, 상기 바이패스 펌프(30)를 구동하지 않고, 상기 복수 개의 해수 펌프(10) 중 어느 하나 이상을 이용하는 부분 부하 구동시에는 상기 바이패스 밸브(31)를 이용한 유량 제어를 통해 해수 온도차를 일정 수준 이하로 달성할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 일 실시예는 가스 재기화 시스템에 관한 것으로서, 해수 공급 라인(L1)에 마련된 해수 펌프(10)의 상류에서 분기되는 제1 바이패스 라인(L3)과 해수 펌프(10)의 하류에서 분기되는 제2 바이패스 라인(L4)을 마련하여, 해수의 적어도 일부를 상기 열매체 열교환기(20)를 바이패스시킴으로써, 상기 시스템으로 유입되는 해수와 토출되는 해수 간의 온도차를 일정 수준 이하로 유지하는 것과 동시에, 상기 시스템에 포함되는 열매체 열교환기와 배관의 압력 손실을 방지하고, 시스템의 전력 소모를 절감할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은 선체에 수용되는 액화가스 저장탱크(미도시), 씨체스트와, 해수 펌프(10), 열매체 열교환기(20), 기화기(미도시), 바이패스 라인(L3), 바이패스 펌프(30) 및 바이패스 밸브(31)을 포함한다.

상기 씨체스트는 해수 공급 라인(L1)을 통해 해수 펌프(10) 및 열매체 열교환기(20)에 연결될 수 있으며, 상기 열매체 열교환기(20)는 해수 배출 라인(L2)을 통해 선외로 연결될 수 있다. 이때, 상기 해수 펌프(10) 및 상기 열매체 열교환기(20)는 각각 복수 개를 마련하여 병렬로 구비할 수 있다. 상기 제1 바이패스 라인(L3)은 상기 해수 공급 라인(L1)의 상기 해수 펌프(10)의 상류에서 분기되어 상기 해수 배출 라인(L2)으로 연결될 수 있다.

본 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은 복수 개의 바이패스 펌프(30)를 마련하고, 상기 복수 개의 바이패스 펌프(30)를 병렬로 구비할 수 있다. 본 실시예에서 바이패스 펌프(30)는 상기 해수 펌프(10) 대비 더 낮은 압력으로 펌핑하는 것으로 더 낮은 전력을 소모하는 것일 수 있다.

복수 개의 바이패스 펌프(30)를 구비함으로써, 해수 펌프(10)와 바이패스 펌프(30) 개수의 총 합은 증가하지만, 상기 해수 펌프(10)의 부하를 감소시킴으로써 전체 시스템(1)의 운전 전력은 감소시킬 수 있게 된다. 예를 들어, 상기 복수 개의 해수 펌프(10) 중 어느 하나 이상을 이용하는 부분 부하 구동시에도 종래 가스 재기화 시스템 대비 전체 펌프의 수는 증가할 수 있지만, 소비 전력은 감소하면서 해수 온도차를 일정 수준 이하로 달성할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 일 실시예는 가스 재기화 시스템에 관한 것으로서, 해수 공급 라인(L1)에 마련된 해수 펌프(10)의 상류에서 분기되는 바이패스 라인(L3)을 마련하고, 복수 개의 바이패스 펌프(30)를 마련하여 병렬로 구비함으로써, 해수의 적어도 일부를 상기 열매체 열교환기(20)를 바이패스시킴으로써, 상기 시스템으로 유입되는 해수와 토출되는 해수 간의 온도차를 일정 수준 이하로 유지하는 것과 동시에, 상기 시스템에 포함되는 열매체 열교환기와 배관의 압력 손실을 방지하고, 시스템의 전력 소모를 절감할 수 있다.

도 4을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은 선체에 수용되는 액화가스 저장탱크(미도시), 씨체스트와, 해수 펌프(10), 열매체 열교환기(20), 기화기(미도시), 제1 바이패스 라인(L3), 바이패스 펌프(30), 바이패스 밸브(31), 제2 바이패스 라인(L4), 제1 온도 측정부(40), 제2 온도 측정부(41) 및 제어부(42)를 포함한다.

상기 씨체스트는 해수 공급 라인(L1)을 통해 해수 펌프(10) 및 열매체 열교환기(20)에 연결될 수 있으며, 상기 열매체 열교환기(20)는 해수 배출 라인(L2)을 통해 선외로 연결될 수 있다. 이때, 상기 해수 펌프(10) 및 상기 열매체 열교환기(20)는 각각 복수 개를 마련하여 병렬로 구비할 수 있다. 상기 제1 바이패스 라인(L3)은 상기 해수 공급 라인(L1)의 상기 해수 펌프(10)의 상류에서 분기되어 상기 해수 배출 라인(L2)으로 연결될 수 있다. 상기 제2 바이패스 라인(L4)은 상기 해수 펌프(10)의 하류에서 분기하여 상기 제1 바이패스 라인(L3)으로 연결될 수 있다.

본 실시예는 가스 재기화 시스템(1)은 제1 온도 측정부(40) 및 제2 온도 측정부(41)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 온도 측정부(40, 41)의 해수 온도 측정값의 차이에 따라, 상기 바이패스 밸브(31)의 유량을 제어하는 제어부(42)를 더 포함할 수 있다.

해수는 상기 시스템(1)에 유입되어 열매체 열교환기(20)에서 상기 열매체에 열을 공급하고 선외로 배출되므로, 제1 온도 측정부(40)의 측정값이 제2 온도 측정부(41)의 측정값보다 높게 나타나며, 양 지점간의 온도 차이가 일정 수준 이하로 유지되어야 한다.

예를 들어, 상기 제1 및 제2 온도 측정부(40, 41)의 해수 온도 측정값의 차이는 대략 7℃ 이하로 유지되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 해수 온도 측정값의 차이가 7℃를 초과하게 되는 경우에는 상기 제어부(42)가 바이패스 밸브(31)를 제어하여 제1 바이패스 라인(L3)을 통해 바이패스하는 해수의 양을 증가시킬 수 있다. 상기 열매체 열교환기(20)에서 배출되는 해수에 비해 상대적으로 고온인 바이패스하는 해수의 유량을 증가시킴으로써 혼합된 해수의 온도를 높일 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 일 실시예는 가스 재기화 시스템에 관한 것으로서, 제1 및 제2 온도 측정부(40, 41)의 해수 온도 측정값의 차이에 따라, 바이패스 밸브(31)의 유량을 제어하는 제어부(42)를 더 포함하여, 상기 시스템으로 유입되는 해수와 토출되는 해수 간의 온도차를 일정 수준 이하로 유지하는 것과 동시에, 상기 시스템에 포함되는 열매체 열교환기와 배관의 압력 손실을 방지하고, 시스템의 전력 소모를 절감할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템은 선체에 수용되는 액화가스 저장탱크, 씨체스트와, 해수 펌프, 열매체 열교환기, 기화기, 바이패스 라인 및 바이패스 밸브를 포함한다.

상기 씨체스트는 해수 공급 라인을 통해 해수 펌프 및 열매체 열교환기에 연결될 수 있으며, 상기 열매체 열교환기는 해수 배출 라인을 통해 선외로 연결될 수 있다. 이때, 상기 해수 펌프 및 상기 열매체 열교환기는 각각 복수 개를 마련하여 병렬로 구비할 수 있다.

상기 바이패스 라인은 상기 해수 공급 라인의 상기 해수 펌프 하류에서 분기되어 상기 해수 배출 라인으로 연결되되, 상기 열매체 열교환기가 복수 개인 경우에도 하나의 라인으로 마련될 수 있다.

본 실시예는 복수 개의 해수 펌프 및 열매체 열교환기에 대해 공통되는 하나의 바이패스 라인을 제공하여 해수의 적어도 일부를 상기 열매체 열교환기를 바이패스시킴으로써, 상기 시스템으로 유입되는 해수와 토출되는 해수 간의 온도차를 일정 수준 이하로 유지하는 것과 동시에, 상기 시스템에 포함되는 열매체 열교환기와 배관의 압력 손실을 최소화하고, 이를 통해 시스템 구동 전력을 절감할 수 있다.

본 발명은 상기에서 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 또는 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있음은 물론이다.

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 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 가스 재기화 시스템
10: 해수 펌프 11, 12, 13: 밸브
20: 열매체 열교환기 30: 바이패스 펌프
31: 바이패스 밸브 40: 제1 온도 측정부
41: 제2 온도 측정부 42: 제어부
L1: 해수 공급 라인 L1': 바이패스 라인
L2: 해수 배출 라인 L3: 제1 바이패스 라인
L4: 제2 바이패스 라인

Claims (7)

1. 액화가스 저장탱크 및 씨체스트를 수용하는 선체;
   상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 열매체와 열교환시켜 재기화시키는 기화기;
   상기 열매체를 해수와 열교환시켜 가열하는 열매체 열교환기;
   상기 씨체스트에 저장된 해수를 해수 펌프를 이용하여 상기 열매체 열교환기에 공급하는 해수 공급 라인;
   상기 열매체 열교환기로부터 배출되는 해수를 선외로 배출하는 해수 배출 라인;
   상기 해수 공급 라인의 상기 해수 펌프의 상류에서 분기하여 해수를 상기 해수 배출 라인으로 공급하는 제1 바이패스 라인; 및
   상기 해수 펌프의 하류에서 분기하여 해수를 상기 제1 바이패스 라인으로 공급하는 제2 바이패스 라인을 포함하고,
   상기 제1 바이패스 라인은,
   해수를 유동시키되, 상기 해수 펌프 대비 더 낮은 압력으로 펌핑하는 바이패스 펌프; 및
   해수의 유량을 조절하는 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 바이패스 라인은 해수를 유동시키는 복수 개의 바이패스 펌프를 더 포함하고,
   상기 복수 개의 바이패스 펌프는 병렬로 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 해수 펌프의 상류에 마련되어 해수의 온도를 측정하는 제1 온도 측정부;
   상기 해수 배출 라인에 마련되어 해수의 온도를 측정하는 제2 온도 측정부; 및
   상기 제1 및 제2 온도 측정부의 해수 온도 측정값의 차이에 따라, 상기 바이패스 밸브의 유량을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 열매체는 글리콜 워터 또는 프로판인 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
7. 제1항, 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항의 상기 가스 재기화 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.

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