KR102291927B1 - Boil-Off Gas Treatment System and Method for Ship - Google Patents

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Abstract

선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 선박의 증발가스 처리 시스템은, 선박의 저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 상기 증발가스의 전부 또는 일부를 공급받아, 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압하여 추가 냉각하는 감압장치; 상기 감압장치에서 감압된 상기 증발가스를 공급받아 기액분리하는 제1 기액분리기; 상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스를 공급받아 기액분리하는 제2 기액분리기;를 포함하고, 상기 제2 기액분리기는 상기 제1 기액분리기보다 내부 압력이 낮고, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스가 상기 제2 기액분리기로 공급되어 발생하는 플래시 가스를 분리하여 상기 열교환기로 도입되는 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하는 것을 특징으로 한다. A system and method for treating BOG on a ship are disclosed. The BOG treatment system for a ship of the present invention includes: a compressor for receiving BOG generated from liquefied gas stored in a storage tank of the ship and compressing the BOG; a heat exchanger receiving all or part of the BOG compressed in the compressor and cooling the BOG with heat exchange with the uncompressed BOG to be supplied to the compressor; a pressure reducing device for further cooling by reducing the pressure of the boil-off gas cooled in the heat exchanger; a first gas-liquid separator for receiving the boil-off gas decompressed in the decompression device and separating the gas-liquid; and a second gas-liquid separator for receiving the liquefied gas separated from the first gas-liquid separator and gas-liquid separation, wherein the second gas-liquid separator has a lower internal pressure than the first gas-liquid separator, It is characterized in that the liquefied gas is supplied to the second gas-liquid separator to separate the flash gas generated and supplied to the uncompressed boil-off gas flow introduced into the heat exchanger.

Description

선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법{Boil-Off Gas Treatment System and Method for Ship}Boil-Off Gas Treatment System and Method for Ship

본 발명은 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 증발가스 자체의 냉열로 재액화시켜 처리할 수 있는 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for treating BOG on a ship, and more particularly, to a BOG treatment system and method for a ship capable of re-liquefying BOG generated in a storage tank with the cooling heat of BOG itself. will be.

근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 액화천연가스를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다. In recent years, the consumption of liquefied gas such as liquefied natural gas (LNG) is rapidly increasing worldwide. The liquefied gas obtained by liquefying the gas at a low temperature has the advantage of increasing the storage and transport efficiency because the volume is very small compared to the gas. In addition, since liquefied gas including liquefied natural gas can remove or reduce air pollutants during the liquefaction process, it can be viewed as an eco-friendly fuel that emits less air pollutants during combustion.

액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.Liquefied natural gas is a colorless and transparent liquid obtained by cooling and liquefying natural gas containing methane to about -162°C, and has a volume of about 1/600 compared to natural gas. Accordingly, when the natural gas is liquefied and transported, it can be transported very efficiently.

그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -162℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 액화천연가스를 저장하는 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다.However, since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -162 ℃ atmospheric pressure, liquefied natural gas is sensitive to temperature changes and evaporates easily. For this reason, the storage tank that stores the liquefied natural gas is insulated, but external heat is continuously transferred to the storage tank. -Off Gas, BOG) occurs.

증발가스는 일종의 손실로서 수송효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스의 처리를 위해, 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료수요처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.BOG is a type of loss and is an important problem in transport efficiency. In addition, when the boil-off gas is accumulated in the storage tank, the internal pressure of the tank may increase excessively, and in severe cases, there is a risk of damage to the tank. Therefore, various methods for treating BOG generated in the storage tank are being studied. Recently, for the treatment of BOG, a method of re-liquefying BOG and returning it to the storage tank, and turning BOG into fuel such as engines of ships, etc. A method of using it as an energy source of a consumer is being used.

증발가스를 재액화하기 위한 방법으로는, 별도의 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구비하여 증발가스를 냉매와 열교환하여 재액화하는 방법, 별도의 냉매가 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여 재액화하는 방법 등이 있다.As a method for re-liquefying BOG, a method of re-liquefying BOG by heat exchange with a refrigerant by having a refrigeration cycle using a separate refrigerant, a method of re-liquefying BOG itself as a refrigerant without a separate refrigerant, etc. There is this.

한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DF 엔진, X-DF 엔진, ME-GI 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.On the other hand, among engines generally used in ships, there are gas fuel engines such as DF engines, X-DF engines, and ME-GI engines as engines capable of using natural gas as fuel.

DF 엔진(DFDE, DFGE)은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 5.5 barg 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.The DF engine (DFDE, DFGE) is composed of 4 strokes, and adopts an Otto Cycle that injects natural gas with a relatively low pressure of about 5.5 barg into the combustion air inlet and compresses it as the piston rises. are doing

X-DF 엔진은, 2행정으로 구성되고, 15 barg 정도의 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클을 채택하고 있다.The X-DF engine is composed of two strokes, uses about 15 barg of natural gas as fuel, and adopts an auto cycle.

ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300 barg 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.The ME-GI engine is composed of two strokes and adopts a diesel cycle in which high-pressure natural gas of around 300 barg is directly injected into the combustion chamber near the top dead center of the piston.

도 1에는 종래의 선박용 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.1 schematically shows a conventional BOG treatment system for ships.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 선박용 증발가스 처리 시스템에서, 주 엔진(ME)과 발전 엔진(GE)이 구비된 경우, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 압축기(10)에서 압축하여 주엔진의 연료로 공급하고, 발전 엔진의 연료공급압력이 주엔진보다 낮은 경우 압축기(10)의 일부 압축 과정을 거친 증발가스를 중간에서 분기하여 발전 엔진(GE)의 연료로 공급한다.As shown in FIG. 1 , in the conventional BOG treatment system for ships, when the main engine ME and the power generation engine GE are provided, the BOG discharged from the storage tank T is compressed in the compressor 10 and It is supplied as the fuel of the main engine, and when the fuel supply pressure of the power generation engine is lower than that of the main engine, the boil-off gas that has undergone some compression of the compressor 10 is branched in the middle and supplied as the fuel of the power generation engine (GE).

압축기(10)로 공급된 증발가스 중 주엔진 및 발전 엔진의 연료로 공급되고 남은 잉여 증발가스는 열교환기(20)로 공급되어, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환을 통해 냉각된다.Of the BOG supplied to the compressor 10, the remaining BOG is supplied as fuel for the main engine and the power generation engine, and the remaining BOG is supplied to the heat exchanger 20 and cooled through heat exchange with the BOG discharged from the storage tank T. .

열교환기(20)에서 냉각된 증발가스는 감압장치(30)에 의해 감압되며 일부가 재액화되고, 재액화된 액화가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스는 기액분리기(40)로 공급되어 상분리된다.BOG cooled in the heat exchanger 20 is decompressed by the decompression device 30 and partially reliquefied, and the reliquefied liquefied gas and BOG remaining in a gaseous state are supplied to the gas-liquid separator 40 and phase separated. .

기액분리기(40)에서 분리된 액화가스는 저장탱크(T)로 공급되어 재저장되고, 기액분리기(40)에 의해 분리된 기체 상태의 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스에 합류되어 열교환기(20)에 냉매로 도입된다.The liquefied gas separated in the gas-liquid separator 40 is supplied to the storage tank T and stored again, and the gaseous BOG separated by the gas-liquid separator 40 joins the BOG discharged from the storage tank T. and is introduced into the heat exchanger 20 as a refrigerant.

이와 같이 별도의 냉매 없이 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 방법으로, 압축기에 의해 압축시킨 증발가스를, 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스와 열교환시켜 냉각시킨 후 J-T 밸브 등에 의해 팽창시켜 증발가스의 일부를 재액화시키는 시스템을 본 출원인은 PRS(Partial Re-liquefaction System)라고 명명하였다.In this way, the BOG is reliquefied by using BOG itself as a refrigerant without a separate refrigerant. The BOG compressed by the compressor is cooled by heat exchange with BOG before being compressed by the compressor, and then expanded by the JT valve, etc. The present applicant named the system for re-liquefying a part of the boil-off gas (PRS) (Partial Re-liquefaction System).

본 발명은 여기서 더 나아가, PRS를 개량하여 더욱 효과적으로 증발가스를 냉각하여 재액화 성능을 높이고 증발가스를 처리할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다. The present invention is further intended to propose a system capable of improving the PRS to more effectively cool the boil-off gas to increase the reliquefaction performance and to process the boil-off gas.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 압축하는 압축기; According to an aspect of the present invention for solving the above problems, a compressor for receiving and compressing boil-off gas generated from liquefied gas stored in a storage tank of a ship;

상기 압축기에서 압축된 상기 증발가스의 전부 또는 일부를 공급받아, 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기;a heat exchanger receiving all or part of the BOG compressed in the compressor and cooling the BOG with heat exchange with the uncompressed BOG to be supplied to the compressor;

상기 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압하여 추가 냉각하는 감압장치;a pressure reducing device for further cooling by reducing the pressure of the boil-off gas cooled in the heat exchanger;

상기 감압장치에서 감압된 상기 증발가스를 공급받아 기액분리하는 제1 기액분리기; a first gas-liquid separator for receiving the boil-off gas decompressed in the decompression device and separating the gas-liquid;

상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스를 공급받아 기액분리하는 제2 기액분리기;를 포함하고, a second gas-liquid separator for receiving the liquefied gas separated from the first gas-liquid separator and separating the gas-liquid;

상기 제2 기액분리기는 상기 제1 기액분리기보다 내부 압력이 낮고, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스가 상기 제2 기액분리기로 공급되어 발생하는 플래시 가스를 분리하여 상기 열교환기로 도입되는 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템이 제공된다. The second gas-liquid separator has a lower internal pressure than the first gas-liquid separator, and the liquefied gas separated in the first gas-liquid separator is supplied to the second gas-liquid separator to separate the flash gas generated and introduced into the heat exchanger. There is provided a boil-off gas treatment system for a ship, characterized in that it is supplied as a compressed boil-off gas flow.

바람직하게는, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 열교환기로 도입되는 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급되고, 상기 제1 기액분리기에서 분리되어 상기 열교환기로 도입될 플래시 가스를 감압하는 제1 팽창수단;을 더 포함할 수 있다. Preferably, the flash gas separated in the first gas-liquid separator is supplied to the uncompressed boil-off gas flow introduced into the heat exchanger, and the first gas-liquid separator decompresses the flash gas to be separated from the first gas-liquid separator and introduced into the heat exchanger. Expansion means; may further include.

바람직하게는, 상기 제2 기액분리기에서 분리되어 상기 열교환기로 도입될 플래시 가스를 감압하는 제2 팽창수단;을 더 포함하고, 상기 제2 기액분리기에서 분리된 액화가스는 상기 저장탱크로 재저장될 수 있다. Preferably, it further comprises a second expansion means for depressurizing the flash gas separated from the second gas-liquid separator to be introduced into the heat exchanger, wherein the liquefied gas separated in the second gas-liquid separator is to be stored back into the storage tank. can

바람직하게는, 상기 제1 및 제2 팽창수단은 플래시 가스를 감압시켜 냉각하는 팽창기(expander) 또는 줄 톰슨 밸브일 수 있다. Preferably, the first and second expansion means may be an expander or a Joule Thompson valve for cooling by reducing the pressure of the flash gas.

바람직하게는, 상기 압축기에서 상기 증발가스는 선내 주엔진의 연료공급압력으로 압축되고, 상기 압축기에서 압축된 상기 증발가스는 상기 주엔진으로 공급되고, 상기 압축기의 일부를 거쳐 압축된 상기 증발가스는 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진으로 공급될 수 있다. Preferably, in the compressor, the boil-off gas is compressed to a fuel supply pressure of a main engine on board, the boil-off gas compressed in the compressor is supplied to the main engine, and the boil-off gas compressed through a part of the compressor is It may be supplied to a power generation engine that is supplied with a lower pressure fuel than the main engine.

바람직하게는, 상기 제1 기액분리기의 내부 압력은 5 내지 10 barg, 상기 제2 기액분리기의 내부 압력은 2 내지 5 barg일 수 있다. Preferably, the internal pressure of the first gas-liquid separator may be 5 to 10 barg, and the internal pressure of the second gas-liquid separator may be 2 to 5 barg.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박에서 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 압축기로 압축하고, According to another aspect of the present invention, the boil-off gas generated from the storage tank in which the liquefied gas is stored in the ship is compressed with a compressor,

상기 압축기에서 압축된 증발가스의 전부 또는 일부를, 상기 압축기로 도입될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각하고, 감압으로 추가 냉각하여,All or part of the BOG compressed in the compressor is cooled by heat exchange with the uncompressed BOG to be introduced into the compressor by heat exchange, and further cooled by reduced pressure,

감압된 상기 증발가스를 제1 기액분리기에서 기액분리하고, gas-liquid separation of the depressurized boil-off gas in a first gas-liquid separator,

상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스를, 상기 제1 기액분리기보다 내부 압력이 낮은 제2 기액분리기로 공급하여, 상기 액화가스로부터 발생하는 플래시 가스를 분리하여 상기 열교환기로 도입되는 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법이 제공된다. The liquefied gas separated in the first gas-liquid separator is supplied to a second gas-liquid separator having a lower internal pressure than the first gas-liquid separator, and the uncompressed evaporation is introduced into the heat exchanger by separating the flash gas generated from the liquefied gas. There is provided a method for treating boil-off gas of a ship, characterized in that it is supplied as a gas stream.

바람직하게는, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 감압하여, 상기 열교환기로 도입되는 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급될 수 있다. Preferably, the flash gas separated in the first gas-liquid separator may be reduced in pressure and supplied to the uncompressed BOG introduced into the heat exchanger.

바람직하게는, 상기 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 감압하여, 상기 열교환기로 도입될 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급되고, 상기 제2 기액분리기에서 분리된 액화가스는 상기 저장탱크로 재저장될 수 있다. Preferably, the flash gas separated in the second gas-liquid separator is reduced in pressure and supplied to the uncompressed BOG to be introduced into the heat exchanger, and the liquefied gas separated in the second gas-liquid separator is stored again in the storage tank. can be

바람직하게는, 상기 제1 및 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 팽창기(expander) 또는 줄 톰슨 밸브에 의해 감압되며 냉각되어 상기 열교환기로 도입될 미압축 증발가스 흐름으로 공급될 수 있다. Preferably, the flash gas separated in the first and second gas-liquid separators may be reduced in pressure by an expander or a Joule Thompson valve, cooled, and supplied as an uncompressed BOG to be introduced into the heat exchanger.

바람직하게는, 상기 압축기에서 상기 증발가스는 선내 주엔진의 연료공급압력으로 압축되고, 상기 압축기에서 압축된 상기 증발가스는 상기 주엔진으로 공급되고, 상기 압축기의 일부를 거쳐 압축된 상기 증발가스는 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진으로 공급될 수 있다. Preferably, in the compressor, the boil-off gas is compressed to a fuel supply pressure of a main engine on board, the boil-off gas compressed in the compressor is supplied to the main engine, and the boil-off gas compressed through a part of the compressor is It may be supplied to a power generation engine that is supplied with a lower pressure fuel than the main engine.

본 발명의 시스템에서는 제1 및 제2 기액분리기를 구성하고, 기액분리기들에서 분리된 플래시 가스를 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스 흐름으로 공급함으로써, 열교환기로 도입되는 냉매의 온도를 낮추고 냉매 유량을 늘려 열교환기의 냉각 성능을 높일 수 있다. In the system of the present invention, the first and second gas-liquid separators are configured and the flash gas separated from the gas-liquid separators is supplied as an uncompressed BOG flow introduced into the heat exchanger, thereby lowering the temperature of the refrigerant introduced into the heat exchanger and reducing the refrigerant flow rate. It is possible to increase the cooling performance of the heat exchanger by increasing it.

이와 같이 재액화될 가스를 효과적으로 냉각시켜 재액화 성능을 높일 수 있고, 증발가스를 효과적으로 처리함으로써 선박의 안전을 확보할 수 있다.In this way, the reliquefaction performance can be improved by effectively cooling the gas to be reliquefied, and the safety of the vessel can be secured by effectively treating the boil-off gas.

도 1은 종래의 증발가스 처리 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템의 개략도이다.
1 is a schematic diagram of a conventional BOG treatment system.
2 is a schematic diagram of a BOG treatment system for a ship according to a first embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a BOG treatment system for a ship according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, it should be noted that, in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components are marked with the same reference numerals as much as possible even though they are displayed on different drawings.

이하 본 발명에서의 선박은, 액화가스 및 액화가스에서 발생하는 증발가스를 추진용 또는 발전용 엔진의 연료로 사용할 수 있는 엔진이 설치되거나 액화가스 또는 증발가스를 선내 기관의 연료로 사용하는 모든 종류의 선박으로, 대표적으로 LNG 운반선(LNG Carrier), 액화석유가스 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같이 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함될 수 있다. Hereinafter, the ship in the present invention includes liquefied gas and any type of engine that can use BOG generated from liquefied gas as fuel for propulsion or power generation engines, or using liquefied gas or BOG as fuel for inboard engines. ships with self-propelled capabilities such as LNG carriers, liquefied petroleum gas carriers, and LNG RVs (Regasification Vessels), as well as LNG FPSO (Floating Production Storage Offloading) and LNG FSRU (Floating Storage Regasification). Unit) may include offshore structures that do not have propulsion capabilities but are floating in the sea.

또한, 본 발명에서 액화가스는, 가스를 저온으로 액화시켜 수송할 수 있고, 저장된 상태에서 증발가스가 발생하며 엔진 등의 연료로 사용될 수 있는 모든 종류의 액화가스를 포함할 수 있다. 이러한 액화가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화석유화학가스일 수 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스 중 하나인 LPG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.In addition, in the present invention, the liquefied gas may include all kinds of liquefied gas that can be transported by liquefying the gas at a low temperature, generate boil-off gas in a stored state, and can be used as a fuel for engines and the like. Such liquefied gas is, for example, liquefied petrochemicals such as LNG (Liquefied Natural Gas), LEG (Liquefied Ethane Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), Liquefied Ethylene Gas, Liquefied Propylene Gas, etc. It may be gas. However, in the embodiments to be described later, an example in which LPG, which is one of representative liquefied gases, is applied will be described.

한편, 본 실시예들의 각 라인을 흐르는 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계유체 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.Meanwhile, the fluid flowing through each line of the present embodiments may be in any one of a liquid state, a gas-liquid mixed state, a gaseous state, and a supercritical fluid state, depending on the operating conditions of the system.

도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을, 도 3에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 각각 개략적으로 도시하였다.FIG. 2 schematically shows a BOG treatment system for a ship according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 schematically shows a BOG treatment system for a ship according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 제1 및 제2 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 선박의 저장탱크(T)에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 압축하는 압축기(100), 압축기에서 압축된 증발가스의 전부 또는 일부를 공급받아, 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기(200), 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압하여 추가 냉각하는 감압장치(300), 감압장치에서 감압된 상기 증발가스를 공급받아 기액분리하는 제1 기액분리기(400), 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스를 공급받아 기액분리하는 제2 기액분리기(500)를 포함한다.The BOG treatment system of the first and second embodiments of the present invention shown in FIGS. 2 and 3 is a compressor 100 that receives and compresses BOG generated from liquefied gas stored in a storage tank (T) of a ship; The heat exchanger 200 receives all or part of the BOG compressed from the compressor and cools it by heat exchange with the uncompressed BOG to be supplied to the compressor, and a decompression device for additional cooling by decompressing the BOG cooled in the heat exchanger ( 300), a first gas-liquid separator 400 for gas-liquid separation by receiving the boil-off gas decompressed in the decompression device, and a second gas-liquid separator 500 for gas-liquid separation by receiving the liquefied gas separated from the first gas-liquid separator .

본 실시예들의 시스템에서는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 저장탱크(T)로부터 선박의 주엔진(ME)으로 증발가스 공급라인(GL)이 마련되고, 압축기 후단에서 증발가스 공급라인으로부터 재액화 라인(RL)이 분기되어 저장탱크로 연결된다. 증발가스 공급라인(GL)에는 압축기(100)가 마련되어 증발가스를 압축하고, 재액화 라인(RL)을 따라 열교환기(200), 감압장치(300), 제1 및 제2 기액분리기(400, 500)가 마련되어 주엔진 등의 연료로 공급되지 않는 증발가스를 재액화시켜 저장탱크로 재저장하게 된다. In the system of the present embodiments, as shown in FIGS. 2 and 3 , a boil-off gas supply line GL is provided from the storage tank T to the ship's main engine ME, and the boil-off gas supply line is provided at the rear end of the compressor. The reliquefaction line (RL) is branched from and connected to the storage tank. A compressor 100 is provided in the boil-off gas supply line GL to compress the boil-off gas, and along the reliquefaction line RL, the heat exchanger 200 , the pressure reducing device 300 , the first and second gas-liquid separators 400 , 500) is provided to re-liquefy the boil-off gas that is not supplied as fuel for the main engine, etc., and re-storage it in a storage tank.

특히 제1 및 제2 기액분리기(400, 500)에서는 재액화된 액화가스로부터 기체, 즉 플래시 가스를 분리하여 열교환기 전단의 미압축 증발가스 흐름으로 공급함으로써, 플래시 가스를 이용해 열교환기의 냉매 유량을 늘리고 재액화 성능을 높일 수 있다. In particular, in the first and second gas-liquid separators 400 and 500, gas, that is, flash gas is separated from the reliquefied liquefied gas and supplied as an uncompressed BOG flow at the front end of the heat exchanger, so that the refrigerant flow rate of the heat exchanger using the flash gas can increase and the reliquefaction performance can be improved.

이를 위해 제1 기액분리기(400)에서 증발가스 공급라인(GL)의 열교환기(200) 전단으로 제1 플래시 가스라인(FL1), 제2 기액분리기(500)에서 증발가스 공급라인의 열교환기 전단으로 제2 플래시 가스라인(FL2)이 각각 연결된다. To this end, in the first gas-liquid separator 400 to the front end of the heat exchanger 200 of the boil-off gas supply line GL, the first flash gas line FL1 and the second gas-liquid separator 500 to the front end of the heat exchanger of the boil-off gas supply line The second flash gas lines FL2 are respectively connected to each other.

또한, 제2 기액분리기(500)는 제1 기액분리기(400)보다 내부 압력이 낮은 상태로 유지하고, 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스가 제1 기액분리기보다 내부 압력이 더 낮은 제2 기액분리기로 공급되면서 액화가스로부터 발생하는 플래시 가스를 다시 분리하여 열교환기로 도입될 미압축 증발가스 흐름으로 공급한다. In addition, the second gas-liquid separator 500 maintains an internal pressure lower than that of the first gas-liquid separator 400, and the liquefied gas separated in the first gas-liquid separator has a lower internal pressure than the first gas-liquid separator. While being supplied to the separator, the flash gas generated from the liquefied gas is separated again and supplied as an uncompressed BOG to be introduced into the heat exchanger.

다만, 각 기액분리기들을 거치더라도 기체인 플래시 가스와 액체인 액화가스가 100% 상분리되지 않을 수 있으므로, 분리된 액화가스에는 미분리된 플래시 가스가 포함될 수 있다.However, since the flash gas as a gas and the liquefied gas as a liquid may not be 100% phase-separated even through each gas-liquid separator, the separated liquefied gas may include an unseparated flash gas.

예를 들어, 제1 기액분리기(400)의 내부 압력은 5 내지 10 barg, 보다 바람직하게는 7 barg 내외로 유지하고, 제2 기액분리기(500)의 내부 압력은 2 내지 5 barg, 보다 바람직하게는 3 barg 내외로 유지할 수 있다. 이와 같이 제2 기액분리기의 압력이 더 낮은 경우, 압력이 더 높은 제1 기액분리기로부터 제2 기액분리기로 도입되면서 액화가스에서는 플래시 가스가 발생할 수 있고, 제2 기액분리기는 이를 분리하여 제2 플래시 가스라인을 통해 열교환기의 냉매 흐름으로 공급한다. For example, the internal pressure of the first gas-liquid separator 400 is maintained at 5 to 10 barg, more preferably around 7 barg, and the internal pressure of the second gas-liquid separator 500 is 2 to 5 barg, more preferably can be maintained at around 3 barg. As such, when the pressure of the second gas-liquid separator is lower, flash gas may be generated from the liquefied gas as it is introduced from the first gas-liquid separator having a higher pressure to the second gas-liquid separator, and the second gas-liquid separator separates it and separates the second flash It is supplied to the refrigerant flow of the heat exchanger through a gas line.

제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스 또한 제1 플래시 가스라인을 통해 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스 흐름으로 공급된다. The flash gas separated in the first gas-liquid separator is also supplied as an uncompressed boil-off gas flow introduced into the heat exchanger through the first flash gas line.

제1 플래시 가스라인(FL1)에는 제1 기액분리기(400)에서 분리되어 열교환기로 도입될 플래시 가스를 감압하는 제1 팽창수단(450)이 마련된다. 제1 팽창수단은 플래시 가스를 감압하는 팽창기(expander) 또는 줄 톰슨 밸브일 수 있고, 감압을 통해 플래시 가스는 냉각되어 열교환기 전단으로 공급된다. A first expansion means 450 for decompressing the flash gas to be separated from the first gas-liquid separator 400 and introduced into the heat exchanger is provided in the first flash gas line FL1 . The first expansion means may be an expander or a Joule Thompson valve for depressurizing the flash gas, and the flash gas is cooled and supplied to the front end of the heat exchanger through decompression.

이와 같이 제1 및 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스를 증발가스 공급라인의 열교환기 전단으로 공급함으로써, 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스 흐름(Cold BOG)의 유량을 늘릴 수 있고, 제1 팽창수단을 거쳐 감압 및 냉각된 플래시 가스를 저장탱크로부터 열교환기로 도입될 미압축 증발가스 흐름에 공급하여 Cold BOG의 온도도 낮출 수 있어, 열교환기의 냉각 성능을 높이고 재액화 성능을 높일 수 있다. As such, by supplying the flash gas separated in the first and second gas-liquid separators to the front end of the heat exchanger of the boil-off gas supply line, the flow rate of the uncompressed boil-off gas flow (Cold BOG) introduced into the heat exchanger can be increased, and the first expansion By supplying the decompressed and cooled flash gas through the means to the flow of uncompressed BOG to be introduced from the storage tank to the heat exchanger, the temperature of the Cold BOG can also be lowered, thereby increasing the cooling performance of the heat exchanger and the re-liquefaction performance.

본 실시예들에서의 증발가스 처리 방법을 전체적으로 살펴보면, 저장탱크(T)에서 발생한 증발가스는 압축기(100)로 도입되어 압축된다. 압축기에서 증발가스는 선내 주엔진(ME)의 연료공급압력으로 압축되고, 압축기에서 압축된 증발가스는 주엔진으로 공급된다.Looking at the BOG treatment method in the present embodiments as a whole, BOG generated in the storage tank T is introduced into the compressor 100 and compressed. BOG in the compressor is compressed by the fuel supply pressure of the onboard main engine (ME), and the BOG compressed in the compressor is supplied to the main engine.

압축기(100)는 증발가스를 압축하여 주엔진으로 연료공급압력으로, 예를 들어 DF 엔진이 마련된 경우라면 5.5 barg, X-DF 엔진이 마련된 경우라면 15 barg, ME-GI 엔진이 마련된 경우는 300 barg로 압축할 수 있다. 압축기(100)는 복수의 컴프레서와 중간 냉각기가 번갈아 배치되며 이들을 순차로 거쳐 증발가스를 주엔진의 연료공급압력으로 압축하는 다단 압축기로 마련될 수 있고, 다단 압축기를 구성하는 컴프레서 및 중간 냉각기의 갯수는 주엔진의 연료공급압력에 따라 변경될 수 있다. The compressor 100 compresses the boil-off gas to a fuel supply pressure to the main engine, for example, 5.5 barg when a DF engine is provided, 15 barg when an X-DF engine is provided, and 300 when a ME-GI engine is provided. It can be compressed in barg. The compressor 100 may be provided as a multi-stage compressor in which a plurality of compressors and an intermediate cooler are alternately disposed and sequentially pass through them to compress the boil-off gas to the fuel supply pressure of the main engine, and the number of compressors and intermediate coolers constituting the multi-stage compressor can be changed according to the fuel supply pressure of the main engine.

압축기의 일부를 거쳐 압축된 증발가스는 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진(GE)으로 공급될 수 있다. BOG compressed through a part of the compressor may be supplied to the power generation engine (GE) that is supplied with a lower pressure fuel than the main engine.

예를 들어, 주엔진은 ME-GI 엔진이고 그보다 저압연료를 공급받는 발전엔진은 DFGE(Dual Fuel Generator Engine)나 TFGE(Triple Fuel Generator Engine), ME-GI 엔진보다 저압인 연료를 공급받는 중압엔진으로 구성할 수 있다. For example, the main engine is an ME-GI engine, and the power generation engine supplied with a lower pressure fuel is a DFGE (Dual Fuel Generator Engine), TFGE (Triple Fuel Generator Engine), or a medium pressure engine supplied with fuel at a lower pressure than that of a ME-GI engine. can be configured as

압축기의 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스를 히터(600)에서 발전엔진의 연료공급 조건에 맞추어 추가로 가열되어 발전엔진으로 공급될 수 있다. BOG compressed through some stages of the compressor may be additionally heated by the heater 600 according to the fuel supply condition of the power generation engine and supplied to the power generation engine.

선박 규정상 엔진으로 연료를 공급하는 압축기는, 비상 상황을 대비하여 리던던시(Redundancy) 설계를 하여야 하는데, 리던던시 설계란, 어느 한 대를 고장, 유지보수 등의 이유로 사용할 수 없을 때 다른 한 대를 대신 사용 할 수 있도록 설계하는 것을 의미한다. 이를 위해 본 실시예들의 도면에서 압축기는 한 세트만 도시하였으나 복수로 마련된 것일 수 있다.According to ship regulations, the compressor that supplies fuel to the engine must be designed for redundancy in preparation for emergency situations. It is designed to be usable. For this purpose, although only one set of compressors is shown in the drawings of the present embodiments, a plurality of compressors may be provided.

압축기(100)의 하류에서 증발가스 공급라인(GL)으로부터 재액화 라인(RL)이 분기되어 저장탱크(T)로 연결되며, 주엔진의 연료로 공급되지 않은 증발가스가 재액화 라인으로 분기되어 재액화된 후 저장탱크로 재저장된다. Downstream of the compressor 100, the reliquefaction line (RL) is branched from the boil-off gas supply line (GL) and is connected to the storage tank (T), and BOG that is not supplied as fuel of the main engine is branched into the reliquefaction line After reliquefaction, it is stored again in a storage tank.

재액화 라인(RL)에는 압축된 증발가스를 증발가스 공급라인의 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기(200), 열교환기를 거쳐 냉각된 증발가스를 감압하는 감압장치(300)가 마련된다. The reliquefaction line RL is provided with a heat exchanger 200 for cooling the compressed BOG through heat exchange with the uncompressed BOG of the BOG supply line, and a decompression device 300 for decompressing the cooled BOG through the heat exchanger. .

감압장치(300)는 압축된 증발가스를 감압하는 팽창기 또는 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브로 구성될 수 있다. 감압을 통해 증발가스는 단열팽창되며 추가로 냉각된다. The pressure reducing device 300 may be configured as an expander for reducing the compressed boil-off gas or an expansion valve such as a Joule-Thompson valve. Through decompression, the boil-off gas is adiabatically expanded and further cooled.

감압장치를 거쳐 추가 냉각된 증발가스는 제1 기액분리기(400)로 도입되며, 제1 기액분리기에서 분리된 액체는 재액화 라인(RL)을 따라 제2 기액분리기(500)로 도입되고, 분리된 기체, 즉 플래시 가스는 제1 팽창수단(450)을 거쳐 제1 플래시 가스라인(FL1)을 따라 증발가스 공급라인의 미압축 증발가스 흐름으로 합류되어, 열교환기의 냉매로 도입된다. BOG further cooled through the decompression device is introduced into the first gas-liquid separator 400, and the liquid separated in the first gas-liquid separator is introduced into the second gas-liquid separator 500 along the reliquefaction line RL, and separated The gas, that is, the flash gas, is merged into the uncompressed BOG flow of the BOG supply line along the first flash gas line FL1 through the first expansion means 450 and is introduced as a refrigerant of the heat exchanger.

제1 기액분리기에서 분리된 액체는, 내부 압력이 더 낮은 제2 기액분리기(500)로 도입되면서 일부는 기체 상태로 상변화될 수 있다. 제2 기액분리기에서는 이와 같이 기체 상태로 상변화된 플래시 가스를 분리하여 제2 플래시 가스라인(FL2)을 따라 증발가스 공급라인의 미압축 증발가스 흐름으로 공급한다. 제2 기액분리기에서 분리된 액화가스는 재액화 라인을 따라 저장탱크로 공급되어 재저장될 수 있다. The liquid separated in the first gas-liquid separator may be partially phase-changed into a gaseous state while being introduced into the second gas-liquid separator 500 having a lower internal pressure. The second gas-liquid separator separates the phase-changed flash gas into a gaseous state and supplies it as an uncompressed boil-off gas flow of the boil-off gas supply line along the second flash gas line FL2. The liquefied gas separated in the second gas-liquid separator may be supplied to a storage tank along a re-liquefaction line and stored again.

본 제2 실시예의 시스템과 같이 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스를 감압하여 증발가스 공급라인으로 공급하고, 제2 기액분리기에서 플래시 가스를 감압하여 증발가스 공급라인으로 공급하여, 열교환기로 도입되는 Cold BOG의 온도를 낮추고 냉매 유량을 늘리면 모의 테스트 결과 기존 시스템에 비해 약 13% 정도 재액화 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. As in the system of the second embodiment, the flash gas separated in the first gas-liquid separator is decompressed and supplied to the boil-off gas supply line, and the flash gas is reduced in the second gas-liquid separator and supplied to the boil-off gas supply line, which is introduced into the heat exchanger. By lowering the temperature of the cold BOG and increasing the refrigerant flow, it was confirmed that the reliquefaction performance could be improved by about 13% compared to the existing system as a result of the simulation test.

도 3에 도시된 제2 실시예의 시스템은 제2 기액분리기에서 분리되어 열교환기로 도입될 플래시 가스를 감압하는 제2 팽창수단(550)을 추가로 마련한 것이다. 즉, 전술한 제1 실시예의 시스템에서와 마찬가지로 제1 플래시 가스라인(FL1)에는 제1 팽창수단(450)을 배치하고, 추가로 제2 기액분리기로부터 증발가스 공급라인으로 연결되는 제2 플래시 가스라인(FL2)에도 제2 팽창수단(550)을 마련하여, 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스도 감압으로 냉각시켜 열교환기로 도입되도록 구성한 것이다. In the system of the second embodiment shown in FIG. 3, a second expansion means 550 for decompressing the flash gas to be separated from the second gas-liquid separator and introduced into the heat exchanger is additionally provided. That is, as in the system of the first embodiment described above, the first expansion means 450 is disposed on the first flash gas line FL1 , and the second flash gas is further connected from the second gas-liquid separator to the boil-off gas supply line. The second expansion means 550 is also provided in the line FL2, and the flash gas separated in the second gas-liquid separator is also cooled under reduced pressure to be introduced into the heat exchanger.

제2 팽창수단(550)은 플래시 가스를 감압시켜 냉각하는 팽창기(expander) 또는 줄 톰슨 밸브일 수 있다. The second expansion means 550 may be an expander or a Joule Thompson valve for cooling the flash gas by reducing the pressure.

이와 같이 제1 및 제2 기액분리기에서 분리된 플래스 가스를 각각 제1 및 제2 팽창수단을 통해 감압시켜 냉각하여 증발가스 공급라인의 열교환기 전단으로 공급함으로써, 열교환기로 도입되는 Cold BOG의 온도를 더욱 낮출 수 있고, 냉매 유량을 늘릴 수 있으며, 본 실시예의 경우 모의 테스트 결과 기존 시스템에 비해 약 14% 정도 재액화 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.The temperature of cold BOG introduced into the heat exchanger by cooling the flash gas separated in the first and second gas-liquid separators by reducing the pressure through the first and second expansion means, respectively, and supplying it to the front end of the heat exchanger of the boil-off gas supply line. can be further lowered, the refrigerant flow rate can be increased, and in the case of this embodiment, it was confirmed that the reliquefaction performance can be improved by about 14% compared to the existing system as a result of the simulation test.

도 3에 도시된 바와 같이 다른 구성은 전술한 제1 실시예와 유사하므로, 중복된 설명은 생략한다. As shown in FIG. 3 , other configurations are similar to those of the above-described first embodiment, and thus a redundant description will be omitted.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예들에서는 선박에서 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 압축기로 공급하여 선내 주엔진의 연료공급압력으로 압축하고, 압축기에서 압축된 증발가스 중 연료로 공급되지 않는 증발가스를 압축기로 도입될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각하고, 감압으로 추가 냉각하고, 기액분리하여 재액화시킨다. As described above, in the present embodiments, the BOG generated from the storage tank in which the liquefied gas is stored in the ship is supplied to the compressor, compressed by the fuel supply pressure of the inboard main engine, and supplied as fuel among the BOG compressed in the compressor. BOG that is not discharged is cooled by heat exchange with uncompressed BOG to be introduced into the compressor by heat exchange, further cooled by reduced pressure, and reliquefied by gas-liquid separation.

특히 제1 및 제2 기액분리기를 구성하여, 제2 기액분리기의 내부 압력은 제1 기액분리기보다 낮게 유지하면서, 제1 및 제2 기액분리기에서 플래시 가스를 분리하여 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스 흐름으로 공급하여, 열교환기로 도입되는 냉매의 온도를 낮추고 냉매의 유량을 늘릴 수 있도록 한다. In particular, by configuring the first and second gas-liquid separators, the internal pressure of the second gas-liquid separator is maintained lower than that of the first gas-liquid separator, and the flash gas is separated from the first and second gas-liquid separators to introduce uncompressed BOG into the heat exchanger. By supplying the flow, it is possible to lower the temperature of the refrigerant introduced into the heat exchanger and increase the flow rate of the refrigerant.

이와 같이 기액분리기를 2단으로 구성하고, 분리된 플래시 가스는 감압하여 공급함으로써 미압축 증발가스 흐름으로 공급되는 플래시 가스의 양을 늘리고, 온도를 낮추어 열교환기의 냉각 효과를 향상시킬 수 있다. In this way, the gas-liquid separator is configured in two stages, and the separated flash gas is supplied under reduced pressure, thereby increasing the amount of flash gas supplied to the uncompressed BOG stream and lowering the temperature to improve the cooling effect of the heat exchanger.

이를 통해 열교환기에서 재액화될 가스를 효과적으로 냉각시킬 수 있고, 재액화 성능을 높일 수 있다.Through this, the gas to be reliquefied in the heat exchanger can be effectively cooled, and reliquefaction performance can be improved.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent to those of ordinary skill in the art that the present invention can be implemented with various modifications or variations without departing from the technical gist of the present invention. did it

T : 저장탱크
ME: 주엔진
GE: 발전엔진
GL: 증발가스 공급라인
RL: 재액화 라인
FL1: 제1 플래시 가스라인
FL2: 제2 플래시 가스라인
100: 압축기
200: 열교환기
300: 감압장치
400: 제1 기액분리기
450: 제1 팽창수단
500: 제2 기액분리기
550: 제2 팽창수단
600: 히터
T : storage tank
ME: main engine
GE: power generation engine
GL: BOG supply line
RL: reliquefaction line
FL1: first flash gas line
FL2: second flash gas line
100: compressor
200: heat exchanger
300: pressure reducing device
400: first gas-liquid separator
450: first expansion means
500: second gas-liquid separator
550: second expansion means
600: heater

Claims (11)

선박의 저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 압축하는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 상기 증발가스의 전부 또는 일부를 공급받아, 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기;
상기 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압하여 추가 냉각하는 감압장치;
상기 감압장치에서 감압된 상기 증발가스를 공급받아 기액분리하는 제1 기액분리기;
상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스를 공급받아 기액분리하는 제2 기액분리기;
상기 제1 기액분리기에서 분리되어 상기 열교환기로 도입될 플래시 가스를 감압하는 제1 팽창수단; 및
상기 제2 기액분리기에서 분리되어 상기 열교환기로 도입될 플래시 가스를 감압하는 제2 팽창수단;을 포함하고,
상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스를 상기 열교환기로 도입되는 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하며, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스가 상기 제1 기액분리기보다 내부 압력이 낮은 상기 제2 기액분리기로 공급되면서 상변화되어 발생하는 플래시 가스를 분리하여 상기 열교환기로 도입되는 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하여,
2단으로 구성된 기액분리기로부터 분리된 플래시 가스를 감압하여 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하여 열교환기로 도입되는 냉매의 온도를 낮추고 냉매의 유량을 늘리는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
a compressor for receiving and compressing boil-off gas generated from liquefied gas stored in a storage tank of a ship;
a heat exchanger receiving all or a portion of the BOG compressed in the compressor and cooling the BOG with heat exchange with the uncompressed BOG to be supplied to the compressor;
a pressure reducing device for further cooling by reducing the pressure of the boil-off gas cooled in the heat exchanger;
a first gas-liquid separator for receiving the boil-off gas decompressed in the decompression device and separating the gas-liquid;
a second gas-liquid separator for receiving the liquefied gas separated from the first gas-liquid separator and for gas-liquid separation;
a first expansion means for decompressing the flash gas separated from the first gas-liquid separator and introduced into the heat exchanger; and
and a second expansion means for decompressing the flash gas separated from the second gas-liquid separator to be introduced into the heat exchanger;
The flash gas separated in the first gas-liquid separator is supplied to the uncompressed BOG introduced into the heat exchanger, and the liquefied gas separated in the first gas-liquid separator has a lower internal pressure than the first gas-liquid separator. By separating the flash gas generated by phase change while being supplied to the gas-liquid separator and supplying it to the uncompressed boil-off gas flow introduced into the heat exchanger,
BOG treatment system of a ship, characterized in that by reducing the pressure of the flash gas separated from the gas-liquid separator composed of two stages and supplying it to the uncompressed BOG stream to lower the temperature of the refrigerant introduced into the heat exchanger and increase the flow rate of the refrigerant.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제2 기액분리기에서 분리된 액화가스는 상기 저장탱크로 재저장되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 1,
The liquefied gas separated in the second gas-liquid separator is re-stored in the storage tank.
제 3항에 있어서,
상기 제1 및 제2 팽창수단은 플래시 가스를 감압시켜 냉각하는 팽창기(expander) 또는 줄 톰슨 밸브인 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
4. The method of claim 3,
The first and second expansion means are an expander or Joule Thompson valve for cooling the flash gas by reducing the pressure.
제 3항에 있어서,
상기 압축기에서 상기 증발가스는 선내 주엔진의 연료공급압력으로 압축되고,
상기 압축기에서 압축된 상기 증발가스는 상기 주엔진으로 공급되고, 상기 압축기의 일부를 거쳐 압축된 상기 증발가스는 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
4. The method of claim 3,
In the compressor, the boil-off gas is compressed to the fuel supply pressure of the inboard main engine,
The boil-off gas compressed in the compressor is supplied to the main engine, and the boil-off gas compressed through a part of the compressor is supplied to a power generation engine receiving a lower pressure fuel than the main engine. processing system.
제 5항에 있어서,
상기 제1 기액분리기의 내부 압력은 5 내지 10 barg, 상기 제2 기액분리기의 내부 압력은 2 내지 5 barg인 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
6. The method of claim 5,
The internal pressure of the first gas-liquid separator is 5 to 10 barg, and the internal pressure of the second gas-liquid separator is 2 to 5 barg.
선박에서 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 압축기로 압축하고,
상기 압축기에서 압축된 증발가스의 전부 또는 일부를, 상기 압축기로 도입될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각하고, 감압으로 추가 냉각하여,
감압된 상기 증발가스를 제1 기액분리기에서 기액분리하고,
상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스를, 상기 제1 기액분리기보다 내부 압력이 낮은 제2 기액분리기로 공급하여, 상기 액화가스로부터 발생하는 플래시 가스를 분리하여 상기 열교환기로 도입되는 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하되,
상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스를 상기 열교환기로 도입되는 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하며, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스가 상기 제1 기액분리기보다 내부 압력이 낮은 상기 제2 기액분리기로 공급되면서 상변화되어 발생하는 플래시 가스를 분리하여 상기 열교환기로 도입되는 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하여,
2단으로 구성된 기액분리기로부터 분리된 플래시 가스를 감압하여 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하여 열교환기로 도입되는 냉매의 온도를 낮추고 냉매의 유량을 늘리는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
Compresses the boil-off gas generated from the storage tank where the liquefied gas is stored in the ship with a compressor,
All or part of the BOG compressed in the compressor is cooled by heat exchange in a heat exchanger with the uncompressed BOG to be introduced into the compressor, and further cooled by reduced pressure,
gas-liquid separation of the decompressed boil-off gas in a first gas-liquid separator,
The liquefied gas separated in the first gas-liquid separator is supplied to a second gas-liquid separator having a lower internal pressure than the first gas-liquid separator, and the uncompressed evaporation is introduced into the heat exchanger by separating the flash gas generated from the liquefied gas. supplied as a gas stream,
The flash gas separated in the first gas-liquid separator is supplied to the uncompressed BOG introduced into the heat exchanger, and the liquefied gas separated in the first gas-liquid separator has a lower internal pressure than the first gas-liquid separator. By separating the flash gas generated by phase change while being supplied to the gas-liquid separator and supplying it to the uncompressed boil-off gas flow introduced into the heat exchanger,
BOG treatment method of a ship, characterized in that the pressure of the flash gas separated from the gas-liquid separator composed of two stages is reduced and supplied as the uncompressed BOG flow to lower the temperature of the refrigerant introduced into the heat exchanger and increase the flow rate of the refrigerant.
삭제delete 제 7항에 있어서,
상기 제2 기액분리기에서 분리된 액화가스는 상기 저장탱크로 재저장되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
8. The method of claim 7,
The liquefied gas separated in the second gas-liquid separator is re-stored in the storage tank.
제 9항에 있어서,
상기 제1 및 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 팽창기(expander) 또는 줄 톰슨 밸브에 의해 감압되며 냉각되어 상기 열교환기로 도입될 미압축 증발가스 흐름으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
10. The method of claim 9,
The flash gas separated in the first and second gas-liquid separators is decompressed by an expander or a Joule Thompson valve, cooled and supplied as an uncompressed BOG to be introduced into the heat exchanger. Way.
제 10항에 있어서,
상기 압축기에서 상기 증발가스는 선내 주엔진의 연료공급압력으로 압축되고,
상기 압축기에서 압축된 상기 증발가스는 상기 주엔진으로 공급되고, 상기 압축기의 일부를 거쳐 압축된 상기 증발가스는 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
11. The method of claim 10,
In the compressor, the boil-off gas is compressed to the fuel supply pressure of the inboard main engine,
The boil-off gas compressed in the compressor is supplied to the main engine, and the boil-off gas compressed through a part of the compressor is supplied to a power generation engine receiving a lower pressure fuel than the main engine. processing method.
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