KR102371429B1 - Vessel - Google Patents
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Abstract
액화가스를 저장하는 저장탱크를 포함하는 선박이 개시된다.
상기 선박은, 상기 저장탱크 하류에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 하여 압축된 증발가스(이하, ‘제1 유체’라고 한다.)를 열교환시켜 냉각시키는 증발가스 열교환기; 상기 증발가스 열교환기 하류에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부를 압축시키는 압축기; 상기 증발가스 열교환기 하류에 상기 압축기와 병렬로 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 다른 일부를 압축시키는 여분압축기; 상기 증발가스 열교환기에 의해 냉각된 상기 제1 유체를 추가적으로 냉각시키는 냉매열교환기; 상기 냉매열교환기로 보내져(이하, 냉매열교환기로 보내지는 유체를 ‘제2 유체’라고 한다.), 상기 냉매열교환기에 의해 냉각된 상기 제2 유체를, 팽창시킨 후 다시 상기 냉매열교환기로 보내는 냉매감압장치; 및 상기 증발가스 열교환기 및 상기 냉매열교환기에 의해 냉각된 상기 제1 유체를 팽창시키는 제1 감압장치;를 포함하고, 상기 냉매열교환기는, 상기 냉매감압장치를 통과한 증발가스를 냉매로 하여, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체를 둘 다 열교환시켜 냉각시키며, 상기 제1 유체는, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스; 및 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름; 중 어느 하나이고, 상기 제2 유체는, 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스; 및 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름; 중 어느 하나이다.A ship including a storage tank for storing liquefied gas is disclosed.
The vessel includes: a boil-off gas heat exchanger installed downstream of the storage tank for cooling the boil-off gas by using the boil-off gas discharged from the storage tank as a refrigerant and heat-exchanging the compressed boil-off gas (hereinafter, referred to as 'first fluid'); a compressor installed downstream of the boil-off gas heat exchanger to compress a portion of the boil-off gas discharged from the storage tank; an extra compressor installed in parallel with the compressor downstream of the boil-off gas heat exchanger to compress another portion of the boil-off gas discharged from the storage tank; a refrigerant heat exchanger for additionally cooling the first fluid cooled by the boil-off gas heat exchanger; Refrigerant pressure reducing device sent to the refrigerant heat exchanger (hereinafter, the fluid sent to the refrigerant heat exchanger is referred to as a 'second fluid'), expands the second fluid cooled by the refrigerant heat exchanger, and then sends it back to the refrigerant heat exchanger ; and a first pressure reducing device for expanding the first fluid cooled by the boil-off gas heat exchanger and the refrigerant heat exchanger, wherein the refrigerant heat exchanger uses the boil-off gas passing through the refrigerant pressure reducing device as a refrigerant, The first fluid and the second fluid are both cooled by heat exchange, and the first fluid includes: boil-off gas compressed by the compressor; and a flow in which the boil-off gas compressed by the compressor and the boil-off gas compressed by the extra compressor are merged; Any one of, the second fluid, boil-off gas compressed by the extra compressor; and a flow in which the boil-off gas compressed by the compressor and the boil-off gas compressed by the extra compressor are merged; any one of
Description
본 발명은 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저장탱크 내부에서 생성되는 증발가스 중 엔진의 연료로 사용되고 남은 증발가스를 재액화시키는 시스템을 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a ship, and more particularly, to a ship including a system for reliquefying BOG remaining after being used as fuel for an engine among BOG generated inside a storage tank.
근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 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. 이는 에탄 등 다른 저온 액화가스의 경우에도 마찬가지이다.However, since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -162 ℃ atmospheric pressure, liquefied natural gas is sensitive to temperature change 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. This is also the case for other low-temperature liquefied gases such as ethane.
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 연료소비처의 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 a ship's engine, etc. A method of using it as an energy source for consumers is being used.
증발가스를 재액화하기 위한 방법으로는 별도의 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구비하여 증발가스를 냉매와 열교환하여 재액화하는 방법, 및 별도의 냉매가 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여 재액화하는 방법 등이 있다. 특히, 후자의 방법을 채용한 시스템을 부분 재액화 시스템(Partial Re-liquefaction System, PRS)이라고 한다.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. In particular, a system employing the latter method is called a partial re-liquefaction system (PRS).
한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DFDE 및 ME-GI 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.Meanwhile, among engines generally used in ships, there are gas fuel engines such as DFDE and ME-GI engines as engines capable of using natural gas as fuel.
DFDE은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 6.5bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.The DFDE is composed of four strokes, and adopts an Otto Cycle in which natural gas having a relatively low pressure of about 6.5 bar is injected into the combustion air inlet and compressed while the piston rises.
ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다. 최근에는 연료 효율 및 추진 효율이 더 좋은 ME-GI 엔진에 대한 관심이 커지고 있는 추세이다.The ME-GI engine is composed of two strokes and adopts a diesel cycle in which high-pressure natural gas near 300 bar is directly injected into the combustion chamber near top dead center of the piston. Recently, there is a growing interest in ME-GI engines with better fuel efficiency and propulsion efficiency.
본 발명은 기존의 부분 재액화 시스템에 비해 향상된 증발가스 재액화 성능을 발휘할 수 있는 시스템을 포함하는 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a ship including a system capable of exhibiting improved BOG reliquefaction performance compared to the existing partial reliquefaction system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크를 포함하는 선박에 있어서, 상기 저장탱크 하류에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 하여 압축된 증발가스(이하, ‘제1 유체’라고 한다.)를 열교환시켜 냉각시키는 증발가스 열교환기; 상기 증발가스 열교환기 하류에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부를 압축시키는 압축기; 상기 증발가스 열교환기 하류에 상기 압축기와 병렬로 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 다른 일부를 압축시키는 여분압축기; 상기 증발가스 열교환기에 의해 냉각된 상기 제1 유체를 추가적으로 냉각시키는 냉매열교환기; 상기 냉매열교환기로 보내져(이하, 냉매열교환기로 보내지는 유체를 ‘제2 유체’라고 한다.), 상기 냉매열교환기에 의해 냉각된 상기 제2 유체를, 팽창시킨 후 다시 상기 냉매열교환기로 보내는 냉매감압장치; 및 상기 증발가스 열교환기 및 상기 냉매열교환기에 의해 냉각된 상기 제1 유체를 팽창시키는 제1 감압장치;를 포함하고, 상기 냉매열교환기는, 상기 냉매감압장치를 통과한 증발가스를 냉매로 하여, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체를 둘 다 열교환시켜 냉각시키며, 상기 제1 유체는, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스; 및 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름; 중 어느 하나이고, 상기 제2 유체는, 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스; 및 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름; 중 어느 하나인, 선박이 제공된다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, in a ship including a storage tank for storing liquefied gas, it is installed downstream of the storage tank and compressed by using boil-off gas discharged from the storage tank as a refrigerant. a boil-off gas heat exchanger that heats and cools boil-off gas (hereinafter, referred to as 'first fluid'); a compressor installed downstream of the boil-off gas heat exchanger to compress a portion of the boil-off gas discharged from the storage tank; an extra compressor installed in parallel with the compressor downstream of the boil-off gas heat exchanger to compress another portion of the boil-off gas discharged from the storage tank; a refrigerant heat exchanger for additionally cooling the first fluid cooled by the boil-off gas heat exchanger; Refrigerant pressure reducing device sent to the refrigerant heat exchanger (hereinafter, the fluid sent to the refrigerant heat exchanger is referred to as a 'second fluid'), expands the second fluid cooled by the refrigerant heat exchanger, and then sends it back to the refrigerant heat exchanger ; and a first pressure reducing device for expanding the first fluid cooled by the boil-off gas heat exchanger and the refrigerant heat exchanger, wherein the refrigerant heat exchanger uses the boil-off gas passing through the refrigerant pressure reducing device as a refrigerant, The first fluid and the second fluid are both cooled by heat exchange, and the first fluid includes: boil-off gas compressed by the compressor; and a flow in which the boil-off gas compressed by the compressor and the boil-off gas compressed by the extra compressor are merged; Any one of, the second fluid, boil-off gas compressed by the extra compressor; and a flow in which the boil-off gas compressed by the compressor and the boil-off gas compressed by the extra compressor are merged; Any one of them, a ship is provided.
상기 선박은, 상기 증발가스 열교환기, 상기 냉매열교환기 및 상기 제1 감압장치를 통과하며 일부 재액화된 액화가스와, 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함할 수 있고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화가스는 상기 저장탱크로 보내질 수 있고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스는 상기 증발가스 열교환기로 보내질 수 있다.The vessel may further include a gas-liquid separator for separating the BOG heat exchanger, the refrigerant heat exchanger, and the partially reliquefied liquefied gas passing through the first pressure reducing device and the BOG remaining in a gaseous state, The liquefied gas separated by the gas-liquid separator may be sent to the storage tank, and the boil-off gas separated by the gas-liquid separator may be sent to the boil-off gas heat exchanger.
상기 제1 유체는 연료수요처 상류에서 두 흐름으로 분기하여, 일부는 상기 증발가스 열교환기, 상기 냉매열교환기, 및 상기 제1 감압장치를 순차적으로 통과하며 일부 또는 전부가 재액화될 수 있고, 다른 일부는 상기 연료수요처로 보내질 수 있다.The first fluid branches into two flows upstream of the fuel consumer, and a part passes sequentially through the boil-off gas heat exchanger, the refrigerant heat exchanger, and the first pressure reducing device, and some or all of it may be reliquefied, and another A portion may be sent to the fuel demander.
상기 여분압축기에 의해 압축되어 상기 냉매열교환기 및 상기 냉매감압장치를 통과한 후, 상기 냉매열교환기의 냉매로 사용된 상기 제2 유체는, 다시 상기 여분압축기로 보내져, 상기 여분압축기, 상기 냉매열교환기, 상기 냉매감압장치, 다시 상기 냉매열교환기를 연결하는 폐루프의 냉매사이클을 형성할 수 있다.After being compressed by the spare compressor and passing through the refrigerant heat exchanger and the refrigerant pressure reducing device, the second fluid used as a refrigerant of the refrigerant heat exchanger is sent back to the spare compressor, and the spare compressor, the refrigerant heat exchange It is possible to form a closed loop refrigerant cycle connecting the group, the refrigerant pressure reducing device, and the refrigerant heat exchanger again.
상기 여분압축기에 의해 압축되어 상기 냉매열교환기 및 상기 냉매감압장치를 통과한 후, 상기 냉매열교환기의 냉매로 사용된 상기 제2 유체는, 상기 저장탱크로부터 배출된 후 상기 증발가스 열교환기를 통과한 증발가스와 합류될 수 있다.After being compressed by the spare compressor and passing through the refrigerant heat exchanger and the refrigerant pressure reducing device, the second fluid used as the refrigerant of the refrigerant heat exchanger is discharged from the storage tank and then passed through the boil-off gas heat exchanger It may be combined with boil-off gas.
상기 선박은, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체를 연통시키는 라인 상에 설치되는 밸브를 더 포함할 수 있고, 상기 밸브는, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스를 합류 또는 분리시키도록 개폐될 수 있다.The vessel may further include a valve installed on a line for communicating the first fluid and the second fluid, wherein the valve includes boil-off gas compressed by the compressor and evaporation compressed by the extra compressor. It can be opened and closed to join or separate gases.
상기 냉매감압장치는 팽창기일 수 있고, 상기 냉매감압장치를 통과하기 직전의 유체 및 통과한 직후의 유체는 기체상일 수 있다.The refrigerant pressure reducing device may be an expander, and the fluid immediately before passing through the refrigerant pressure reducing device and the fluid immediately after passing through the refrigerant pressure reducing device may be gaseous.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크를 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템에 있어서, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 일부를 압축기에 의해 압축시킨 후 연료수요처로 보내는 제1 공급라인; 상기 제1 공급라인으로부터 분기되어, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 다른 일부를 여분압축기에 의해 압축시키는 제2 공급라인; 상기 제1 공급라인으로부터 분기되어, 압축된 증발가스를 증발가스 열교환기, 냉매열교환기, 및 제1 감압장치를 통과시켜 재액화시키는 복귀라인; 상기 냉매열교환기 및 냉매감압장치를 통과하며 냉각된 증발가스를 다시 상기 냉매열교환기로 보내 냉매로 사용하도록 한 후, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 합류시키는 재순환라인; 상기 냉매감압장치 및 상기 냉매열교환기 하류의 재순환라인과, 상기 여분압축기 상류의 제2 공급라인 사이를 연결하는 제1 추가라인; 상기 제1 추가라인과, 상기 압축기 상류의 제1 공급라인을 연결하는 제2 추가라인; 상기 압축기 하류의 제1 공급라인과, 상기 여분압축기 하류의 상기 제2 공급라인을 연결하는 제3 추가라인; 상기 압축기 하류의 제1 공급라인과, 상기 냉매열교환기 및 상기 냉매감압장치 상류의 재순환라인을 연결하는 제4 추가라인; 및 상기 여분압축기 하류의 제2 공급라인과, 상기 증발가스 열교환기 상류의 복귀라인을 연결하는 제5 추가라인;을 포함하고, 상기 증발가스 열교환기는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 하여, 상기 복귀라인을 따라 공급되는 증발가스를 열교환시켜 냉각시키고, 상기 냉매열교환기는, 상기 냉매감압장치를 통과한 증발가스를 냉매로 하여, 상기 재순환라인을 따라 공급되는 증발가스; 및 상기 복귀라인을 따라 공급되는 증발가스;를 둘 다 열교환시켜 냉각시키는, 선박의 증발가스 처리 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in a vessel BOG treatment system including a storage tank for storing liquefied gas, after compressing a portion of BOG discharged from the storage tank by a compressor a first supply line sent to a fuel demander; a second supply line branched from the first supply line and compressing another portion of the boil-off gas discharged from the storage tank by an extra compressor; a return line branched from the first supply line and re-liquefied by passing the compressed BOG through a BOG heat exchanger, a refrigerant heat exchanger, and a first pressure reducing device; a recirculation line for sending the BOG cooled by passing through the refrigerant heat exchanger and the refrigerant pressure reducing device to the refrigerant heat exchanger to be used as a refrigerant, and then joining the BOG discharged from the storage tank; a first additional line connecting the recirculation line downstream of the refrigerant pressure reducing device and the refrigerant heat exchanger, and a second supply line upstream of the extra compressor; a second additional line connecting the first additional line and a first supply line upstream of the compressor; a third additional line connecting the first supply line downstream of the compressor and the second supply line downstream of the spare compressor; a fourth additional line connecting the first supply line downstream of the compressor and the recirculation line upstream of the refrigerant heat exchanger and the refrigerant pressure reducing device; and a fifth additional line connecting the second supply line downstream of the spare compressor and the return line upstream of the boil-off gas heat exchanger, wherein the boil-off gas heat exchanger converts the boil-off gas discharged from the storage tank into a refrigerant Thus, the boil-off gas supplied along the return line is cooled by heat exchange, and the refrigerant heat exchanger includes: boil-off gas supplied along the recirculation line using the boil-off gas that has passed through the refrigerant pressure reducing device as a refrigerant; and the boil-off gas supplied along the return line; both heat-exchange and cool the boil-off gas treatment system of the ship.
상기 선박의 증발가스 처리 시스템은, 상기 압축기 상류의 상기 제1 공급라인 상에 설치되는 제1 밸브; 상기 압축기 하류의 상기 제1 공급라인 상에 설치되는 제2 밸브; 상기 여분압축기 상류의 상기 제2 공급라인 상에 설치되는 제3 밸브; 상기 여분압축기 하류의 상기 제2 공급라인 상에 설치되는 제4 밸브; 상기 증발가스 열교환기 상류의 상기 복귀라인 상에 설치되는 제5 밸브; 상기 냉매감압장치 및 상기 냉매열교환기 상류의 상기 재순환라인에 설치되는 제6 밸브; 상기 냉매감압장치 및 상기 냉매열교환기 하류의 상기 재순환라인에 설치되는 제9 밸브; 상기 제1 추가라인 상에 설치되는 제10 밸브; 상기 제2 추가라인 상에 설치되는 제12 밸브; 상기 제3 추가라인 상에 설치되는 제13 밸브; 상기 제4 추가라인 상에 설치되는 제14 밸브; 및 상기 제5 추가라인 상에 설치되는 제15 밸브;를 더 포함할 수 있다.The BOG treatment system of the vessel may include: a first valve installed on the first supply line upstream of the compressor; a second valve installed on the first supply line downstream of the compressor; a third valve installed on the second supply line upstream of the extra compressor; a fourth valve installed on the second supply line downstream of the spare compressor; a fifth valve installed on the return line upstream of the boil-off gas heat exchanger; a sixth valve installed in the recirculation line upstream of the refrigerant pressure reducing device and the refrigerant heat exchanger; a ninth valve installed in the recirculation line downstream of the refrigerant pressure reducing device and the refrigerant heat exchanger; a tenth valve installed on the first additional line; a twelfth valve installed on the second additional line; a thirteenth valve installed on the third additional line; a 14th valve installed on the fourth additional line; and a fifteenth valve installed on the fifth additional line.
상기 선박의 증발가스 처리 시스템은, 상기 연료수요처 상류 및 상기 제2 공급라인 하류의 상기 제1 공급라인 상에 설치되는 제11 밸브를 더 포함할 수 있다.The BOG treatment system of the vessel may further include an eleventh valve installed on the first supply line upstream of the fuel demander and downstream of the second supply line.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제5 밸브, 상기 제6 밸브, 및 상기 제10 밸브는 열고, 상기 제4 밸브, 상기 제9 밸브, 상기 제12 밸브, 상기 제13 밸브, 상기 제14 밸브, 및 상기 제15 밸브는 닫은 상태에서 시스템을 구동시키고, 증발가스가 상기 여분압축기로 공급되면 상기 제3 밸브를 닫아, 증발가스가 상기 여분압축기, 상기 제6 밸브, 상기 냉매열교환기, 상기 냉매감압장치, 다시 상기 냉매열교환기, 및 상기 제10 밸브를 순환하는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킬 수 있다.The first valve, the second valve, the third valve, the fifth valve, the sixth valve, and the tenth valve are opened, and the fourth valve, the ninth valve, the twelfth valve, the th The 13 valve, the 14th valve, and the 15th valve drive the system in a closed state, and when the boil-off gas is supplied to the spare compressor, the third valve is closed, so that the boil-off gas is supplied to the spare compressor, the sixth valve, A closed loop refrigerant cycle may be formed in which the refrigerant heat exchanger, the refrigerant pressure reducing device, the refrigerant heat exchanger, and the tenth valve are circulated.
상기 압축기가 고장난 경우, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제5 밸브, 상기 제6 밸브, 및 상기 제10 밸브는 닫고, 상기 제3 밸브 및 상기 제4 밸브는 열어, 상기 저장탱크로부터 배출된 후 상기 증발가스 열교환기를 통과한 증발가스가, 상기 제3 밸브, 상기 여분압축기, 및 상기 제4 밸브를 거쳐 연료수요처로 공급될 수 있다.When the compressor fails, the first valve, the second valve, the fifth valve, the sixth valve, and the tenth valve are closed, and the third valve and the fourth valve are opened, After being discharged, the boil-off gas passing through the boil-off gas heat exchanger may be supplied to a fuel demander through the third valve, the extra compressor, and the fourth valve.
상기 제1 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브, 상기 제12 밸브, 상기 제14 밸브, 및 상기 제15 밸브는 열고, 상기 제2 밸브, 상기 제5 밸브, 상기 제6 밸브, 상기 제9 밸브, 상기 제10 밸브, 및 상기 제13 밸브는 닫은 상태에서 시스템을 구동시키고, 증발가스가 상기 압축기로 공급되면, 상기 제1 밸브를 닫아, 증발가스가 상기 압축기, 상기 제14 밸브, 상기 냉매열교환기, 상기 냉매감압장치, 다시 상기 냉매열교환기, 및 상기 제12 밸브를 순환하는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킬 수 있다.the first valve, the third valve, the fourth valve, the twelfth valve, the fourteenth valve, and the fifteenth valve open, the second valve, the fifth valve, the sixth valve, the third valve The ninth valve, the tenth valve, and the thirteenth valve drive the system in a closed state, and when the boil-off gas is supplied to the compressor, the first valve is closed, so that the boil-off gas is supplied to the compressor, the fourteenth valve, and the It is possible to form a closed loop refrigerant cycle that circulates the refrigerant heat exchanger, the refrigerant pressure reducing device, the refrigerant heat exchanger, and the twelfth valve.
상기 여분압축기가 고장난 경우, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브, 상기 제12 밸브, 상기 제14 밸브, 및 상기 제15 밸브는 닫고, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 열어, 상기 저장탱크로부터 배출된 후 상기 증발가스 열교환기를 통과한 증발가스가, 상기 제1 밸브, 상기 압축기, 및 상기 제2 밸브를 거쳐 연료수요처로 공급될 수 있다.When the spare compressor fails, the third valve, the fourth valve, the twelfth valve, the fourteenth valve, and the fifteenth valve are closed, and the first valve and the second valve are opened, the storage tank After being discharged from the boil-off gas, the boil-off gas passing through the boil-off gas heat exchanger may be supplied to a fuel demander through the first valve, the compressor, and the second valve.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제5 밸브, 상기 제6 밸브, 상기 제9 밸브, 및 상기 제13 밸브는 열고, 상기 제4 밸브, 상기 제10 밸브, 상기 제12 밸브, 상기 제14 밸브, 및 상기 제15 밸브는 닫아, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류되어 운용될 수 있다.the first valve, the second valve, the third valve, the fifth valve, the sixth valve, the ninth valve, and the thirteenth valve open, the fourth valve, the tenth valve, the third valve The 12th valve, the 14th valve, and the 15th valve are closed, so that the BOG compressed by the compressor and the BOG compressed by the extra compressor are combined and operated.
상기 압축기가 고장난 경우, 상기 제1 밸브, 상기 제5 밸브, 상기 제6 밸브, 및 상기 제9 밸브를 닫아, 상기 저장탱크로부터 배출된 후 상기 증발가스 열교환기를 통과한 증발가스가, 상기 제3 밸브, 상기 여분압축기, 상기 제13 밸브, 및 상기 제2 밸브를 거쳐 연료수요처로 공급될 수 있다.When the compressor fails, the first valve, the fifth valve, the sixth valve, and the ninth valve are closed so that the boil-off gas that has passed through the boil-off gas heat exchanger after being discharged from the storage tank is the third It may be supplied to a fuel demander through a valve, the extra compressor, the thirteenth valve, and the second valve.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제5 밸브, 상기 제6 밸브, 및 상기 제9 밸브는 열고, 상기 제4 밸브, 상기 제10 밸브, 상기 제12 밸브, 상기 제13 밸브, 상기 제14 밸브, 및 상기 제15 밸브는 닫아, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 분리되어 운용될 수 있다.The first valve, the second valve, the third valve, the fifth valve, the sixth valve, and the ninth valve are opened, and the fourth valve, the tenth valve, the twelfth valve, the th The 13th valve, the 14th valve, and the 15th valve are closed, so that the BOG compressed by the compressor and the BOG compressed by the extra compressor may be operated separately.
상기 압축기가 고장난 경우, 상기 제1 밸브, 상기 제5 밸브, 상기 제6 밸브, 및 상기 제9 밸브를 닫고, 상기 제13 밸브를 열어, 상기 저장탱크로부터 배출된 후 상기 증발가스 열교환기를 통과한 증발가스가, 상기 제3 밸브, 상기 여분압축기, 상기 제13 밸브, 및 상기 제2 밸브를 거쳐 연료수요처로 공급될 수 있다.When the compressor fails, the first valve, the fifth valve, the sixth valve, and the ninth valve are closed, the thirteenth valve is opened, and after being discharged from the storage tank, it passes through the boil-off gas heat exchanger. BOG may be supplied to a fuel demander through the third valve, the extra compressor, the thirteenth valve, and the second valve.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 둘로 분기시켜, 상기 분기된 두 흐름의 증발가스를 압축기 또는 여분압축기에 의해 압축시키고, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스 및 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스 중 적어도 하나 이상을, 연료수요처로 보내거나, 재액화시켜 상기 저장탱크로 복귀시키거나(이하, ‘복귀 증발가스’라고 한다.), 재순환시키고(이하, ‘재순환 증발가스’라고 한다.), 상기 복귀 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 열교환되어 냉각된 후, 상기 재순환 증발가스와 열교환되어 추가적으로 냉각되고, 상기 재순환 증발가스는, 냉각 및 팽창된 후 상기 복귀 증발가스와 열교환되는, 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, by branching the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank in two, the two branches of the boil-off gas are compressed by a compressor or an extra compressor, and to the compressor At least one of the boil-off gas compressed by the evaporator and the boil-off gas compressed by the extra compressor is sent to a fuel demander, or re-liquefied and returned to the storage tank (hereinafter referred to as 'return boil-off gas'); After recirculation (hereinafter referred to as 'recirculation boil-off gas'), the return boil-off gas is cooled by heat exchange with the boil-off gas discharged from the storage tank, then heat-exchanged with the recirculated boil-off gas to be further cooled, and the recirculation evaporation A method is provided, wherein the gas is heat-exchanged with the return boil-off gas after cooling and expansion.
상기 압축기 하류 라인과 상기 여분압축기 하류 라인이 연결되어, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는, 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스와 합류될 수 있다.The downstream line of the compressor and the downstream line of the extra compressor are connected, so that the boil-off gas compressed by the compressor may be combined with the boil-off gas compressed by the extra compressor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크를 포함하는 선박에 있어서, 상기 저장탱크 하류에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 하여 압축된 증발가스(이하, ‘제1 유체’라고 한다.)를 열교환시켜 냉각시키는 증발가스 열교환기; 상기 증발가스 열교환기 하류에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부를 압축시키는 압축기; 상기 증발가스 열교환기 하류에 상기 압축기와 병렬로 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 다른 일부를 압축시키는 제1 여분압축기; 상기 증발가스 열교환기 하류에 상기 압축기 및 상기 제1 여분압축기와 병렬로 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 나머지 일부를 압축시키는 제2 여분압축기; 상기 증발가스 열교환기에 의해 냉각된 상기 제1 유체를 추가적으로 냉각시키는 냉매열교환기; 상기 냉매열교환기로 보내져(이하, 냉매열교환기로 보내지는 유체를 ‘제2 유체’라고 한다.), 상기 냉매열교환기에 의해 냉각된 상기 제2 유체를, 팽창시킨 후 다시 상기 냉매열교환기로 보내는 냉매감압장치; 및 상기 증발가스 열교환기 및 상기 냉매열교환기에 의해 냉각된 상기 제1 유체를 팽창시키는 제1 감압장치;를 포함하고, 상기 냉매열교환기는, 상기 냉매감압장치를 통과한 증발가스를 냉매로 하여, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체를 둘 다 열교환시켜 냉각시키며, 상기 제1 유체는, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스; 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름; 및 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와, 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스와, 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름; 중 어느 하나이고, 상기 제2 유체는, 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스; 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스; 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름; 및 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와, 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스와, 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름; 중 어느 하나인, 선박이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in a ship including a storage tank for storing liquefied gas, it is installed downstream of the storage tank and compresses the boil-off gas discharged from the storage tank as a refrigerant. a boil-off gas heat exchanger for cooling the boil-off gas (hereinafter, referred to as 'first fluid') by heat exchange; a compressor installed downstream of the boil-off gas heat exchanger to compress a portion of the boil-off gas discharged from the storage tank; a first extra compressor installed in parallel with the compressor downstream of the boil-off gas heat exchanger to compress another portion of the boil-off gas discharged from the storage tank; a second extra compressor installed in parallel with the compressor and the first extra compressor downstream of the boil-off gas heat exchanger to compress the remaining part of the boil-off gas discharged from the storage tank; a refrigerant heat exchanger for additionally cooling the first fluid cooled by the boil-off gas heat exchanger; Refrigerant pressure reducing device sent to the refrigerant heat exchanger (hereinafter, the fluid sent to the refrigerant heat exchanger is referred to as a 'second fluid'), expands the second fluid cooled by the refrigerant heat exchanger, and then sends it back to the refrigerant heat exchanger ; and a first pressure reducing device for expanding the first fluid cooled by the boil-off gas heat exchanger and the refrigerant heat exchanger, wherein the refrigerant heat exchanger uses the boil-off gas passing through the refrigerant pressure reducing device as a refrigerant, The first fluid and the second fluid are both cooled by heat exchange, and the first fluid includes: boil-off gas compressed by the compressor; BOG compressed by the first extra compressor; a flow in which the boil-off gas compressed by the compressor and the boil-off gas compressed by the first extra compressor are merged; And the boil-off gas compressed by the compressor, the boil-off gas compressed by the first extra compressor, and the flow in which the boil-off gas compressed by the second extra compressor is merged; Any one, wherein the second fluid, boil-off gas compressed by the first extra compressor; BOG compressed by the second extra compressor; a flow in which the boil-off gas compressed by the first extra compressor and the boil-off gas compressed by the second extra compressor are merged; And the boil-off gas compressed by the compressor, the boil-off gas compressed by the first extra compressor, and the flow in which the boil-off gas compressed by the second extra compressor is merged; Any one of them, a ship is provided.
상기 냉매감압장치를 통과한 후 상기 냉매열교환기의 냉매로 사용된 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출된 후 상기 증발가스 열교환기를 통과한 증발가스와 합류될 수 있다.BOG used as the refrigerant of the refrigerant heat exchanger after passing through the refrigerant pressure reducing device may be discharged from the storage tank and then merged with the BOG passing through the BOG heat exchanger.
상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 후 상기 냉매열교환기의 냉매로 사용된 증발가스는 다시 제1 여분압축기로 보내져, 상기 제1 여분압축기, 상기 냉매열교환기, 상기 냉매감압장치, 다시 상기 냉매열교환기를 순환하는 폐루프의 냉매 사이클을 형성할 수 있다.After being compressed by the first spare compressor, the boil-off gas used as the refrigerant of the refrigerant heat exchanger is sent back to the first spare compressor, and the first spare compressor, the refrigerant heat exchanger, the refrigerant pressure reducing device, and the refrigerant heat exchange again It is possible to form a closed-loop refrigerant cycle that circulates air.
상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 후 상기 냉매열교환기의 냉매로 사용된 증발가스는 다시 제2 여분압축기로 보내져, 상기 제2 여분압축기, 상기 냉매열교환기, 상기 냉매감압장치, 다시 상기 냉매열교환기를 순환하는 폐루프의 냉매 사이클을 형성할 수 있다.After being compressed by the second spare compressor, the boil-off gas used as the refrigerant of the refrigerant heat exchanger is sent back to the second spare compressor, and the second spare compressor, the refrigerant heat exchanger, the refrigerant pressure reducing device, and the refrigerant heat exchange again It is possible to form a closed-loop refrigerant cycle that circulates air.
상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스는, 합류되어 상기 냉매열교환기로 공급되고, 상기 냉매열교환기로 공급된 증발가스는, 상기 냉매감압장치, 다시 냉매열교환기를 통과한 후 다시 두 흐름으로 분기하여 상기 제1 여분압축기 또는 상기 제2 여분압축기로 보내지는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성할 수 있다.BOG compressed by the first extra compressor and BOG compressed by the second extra compressor are merged and supplied to the refrigerant heat exchanger, and the BOG supplied to the refrigerant heat exchanger is the refrigerant pressure reducing device, again After passing through the refrigerant heat exchanger, it branches back into two streams and is sent to the first extra compressor or the second extra compressor to form a closed loop refrigerant cycle.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크를 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템에 있어서, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 일부를 압축기에 의해 압축시킨 후 연료수요처로 보내는 제1 공급라인; 상기 제1 공급라인으로부터 분기되어, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 다른 일부를 제1 여분압축기에 의해 압축시키는 제2 공급라인; 상기 제2 공급라인으로부터 분기되어, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 나머지 일부를 제2 여분압축기에 의해 압축시키는 제3 공급라인; 상기 제1 공급라인으로부터 분기되어, 압축된 증발가스를 증발가스 열교환기, 냉매열교환기, 및 제1 감압장치를 통과시켜 재액화시키는 복귀라인; 및 상기 냉매열교환기 및 냉매감압장치를 통과하며 냉각된 증발가스를 다시 상기 냉매열교환기로 보내 냉매로 사용하도록 한 후, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 합류시키는 재순환라인;을 포함하고, 상기 증발가스 열교환기는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 하여, 상기 복귀라인을 따라 공급되는 증발가스를 열교환시켜 냉각시키고, 상기 냉매열교환기는, 상기 냉매감압장치를 통과한 증발가스를 냉매로 하여, 상기 재순환라인을 따라 공급되는 증발가스; 및 상기 복귀라인을 따라 공급되는 증발가스;를 둘 다 열교환시켜 냉각시키는, 선박의 증발가스 처리 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in a vessel BOG treatment system including a storage tank for storing liquefied gas, a portion of BOG discharged from the storage tank is compressed by a compressor. a first supply line that is sent to a later fuel demander; a second supply line branched from the first supply line and compressing another portion of the boil-off gas discharged from the storage tank by a first extra compressor; a third supply line branched from the second supply line and compressing the remaining portion of the boil-off gas discharged from the storage tank by a second extra compressor; a return line branched from the first supply line and re-liquefied by passing the compressed BOG through a BOG heat exchanger, a refrigerant heat exchanger, and a first pressure reducing device; and a recirculation line that passes the refrigerant heat exchanger and refrigerant pressure reducing device and sends the cooled BOG back to the refrigerant heat exchanger to be used as a refrigerant, and then joins the BOG discharged from the storage tank. The gas heat exchanger uses the boil-off gas discharged from the storage tank as a refrigerant, heat-exchanges the boil-off gas supplied along the return line to cool it, and the refrigerant heat exchanger uses the boil-off gas that has passed through the refrigerant pressure reducing device as a refrigerant , BOG supplied along the recirculation line; and the boil-off gas supplied along the return line; both heat-exchange and cool the boil-off gas treatment system of the ship.
상기 냉매감압장치 및 상기 냉매열교환기 상류의 상기 재순환 라인은, 상기 제2 여분압축기 하류의 상기 제3 공급라인; 및 상기 제1 여분압축기 하류의 상기 제2 공급라인;을 순차로 연결한 후, 상기 압축기 하류의 제1 공급라인과 연결될 수 있고, 상기 선박의 증발가스 처리 시스템은, 상기 제1 공급라인 상의 상기 압축기 상류에 설치되는 제1 밸브; 상기 제1 공급라인 상의 상기 압축기 하류에 설치되는 제2 밸브; 상기 제2 공급라인 상의 상기 제1 여분압축기 상류에 설치되는 제3 밸브; 상기 제2 공급라인 상의 상기 제1 여분압축기 하류에 설치되는 제4 밸브; 상기 제1 공급라인과 상기 제2 공급라인 사이의 상기 재순환라인 상에 설치되는 제6 밸브; 상기 냉매열교환기로부터 상기 제1 공급라인으로 증발가스를 보내는 상기 재순환라인 상에 설치되는 제9 밸브; 상기 제3 공급라인 상의 상기 제2 여분압축기 상류에 설치되는 제10 밸브; 상기 제3 공급라인 상의 상기 제2 여분압축기 하류에 설치되는 제11 밸브; 및 상기 제2 공급라인과 상기 제3 공급라인 사이의 상기 재순환라인 상에 설치되는 제12 밸브;를 더 포함할 수 있으며, 상기 제6 밸브 및 상기 제12 밸브를 개폐시켜, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스; 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스; 및 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스;를 합류시키거나 분리시킬 수 있다.The recirculation line upstream of the refrigerant pressure reducing device and the refrigerant heat exchanger may include: the third supply line downstream of the second spare compressor; and the second supply line downstream of the first extra compressor. After sequentially connecting, it may be connected to the first supply line downstream of the compressor, and the BOG treatment system of the ship is configured to be on the first supply line. a first valve installed upstream of the compressor; a second valve installed downstream of the compressor on the first supply line; a third valve installed upstream of the first extra compressor on the second supply line; a fourth valve installed downstream of the first extra compressor on the second supply line; a sixth valve installed on the recirculation line between the first supply line and the second supply line; a ninth valve installed on the recirculation line for sending boil-off gas from the refrigerant heat exchanger to the first supply line; a tenth valve installed upstream of the second extra compressor on the third supply line; an eleventh valve installed downstream of the second extra compressor on the third supply line; and a twelfth valve installed on the recirculation line between the second supply line and the third supply line, by opening and closing the sixth valve and the twelfth valve, and is compressed by the compressor evaporated gas; BOG compressed by the first extra compressor; and the boil-off gas compressed by the second extra compressor; may be combined or separated.
상기 선박의 증발가스 처리 시스템은, 상기 재순환라인과 상기 제3 공급라인 사이를 연결하는 제1 추가라인; 상기 제1 추가라인과 상기 제2 공급라인 사이를 연결하는 제2 추가라인; 상기 제1 추가라인 상에 설치되는 제13 밸브; 및 상기 제2 추가라인 상에 설치되는 제14 밸브;를 더 포함할 수 있다.The BOG treatment system of the vessel may include: a first additional line connecting the recirculation line and the third supply line; a second additional line connecting the first additional line and the second supply line; a thirteenth valve installed on the first additional line; and a fourteenth valve installed on the second additional line.
상기 제1 추가라인의 일측은, 상기 냉매감압장치 및 상기 냉매열교환기를 통과한 증발가스를 상기 제1 공급라인으로 보내는 상기 재순환라인에 연결될 수 있고, 타측은, 상기 제10 밸브와 상기 제2 여분압축기 사이의 상기 제3 공급라인에 연결될 수 있고, 상기 제2 추가라인의 일측은, 상기 제13 밸브 상류의 상기 제1 추가라인에 연결될 수 있고, 타측은, 상기 제3 밸브와 상기 제1 여분압축기 사이의 상기 제2 공급라인에 연결될 수 있다.One side of the first additional line may be connected to the recirculation line for sending the boil-off gas that has passed through the refrigerant pressure reducing device and the refrigerant heat exchanger to the first supply line, the other end of which is the tenth valve and the second spare It may be connected to the third supply line between the compressors, and one end of the second additional line may be connected to the first additional line upstream of the thirteenth valve, and the other end may be connected to the third valve and the first redundant line. It may be connected to the second supply line between compressors.
상기 선박이 고속으로 운항할 때에는, 상기 압축기, 상기 제1 여분압축기, 및 상기 제2 여분압축기 중 어느 한 대만 사용할 수 있고, 상기 선박이 저속으로 운항할 때에는, 상기 압축기, 상기 제1 여분압축기, 및 상기 제2 여분압축기 중 어느 두 대를 사용할 수 있고, 상기 선박이 정박했을 때에는, 상기 압축기, 상기 제1 여분압축기, 및 상기 제2 여분압축기를 모두 사용할 수 있다.When the ship operates at high speed, only one of the compressor, the first extra compressor, and the second extra compressor may be used, and when the ship operates at a low speed, the compressor, the first extra compressor, And any two of the second extra compressor can be used, and when the ship is anchored, all of the compressor, the first extra compressor, and the second extra compressor can be used.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브, 상기 제6 밸브, 상기 제10 밸브, 상기 제11 밸브, 상기 제13 밸브, 및 상기 제15 밸브는 열고, 상기 제9 밸브, 상기 제12 밸브, 및 상기 제14 밸브는 닫은 상태에서 시스템을 구동시키고, 증발가스가 상기 제2 여분압축기로 공급되면, 상기 제10 밸브를 닫아, 증발가스가 상기 제2 여분압축기, 상기 제11 밸브, 상기 냉매열교환기, 상기 냉매감압장치, 다시 상기 냉매열교환기, 및 상기 제13 밸브를 순환하는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킬 수 있다.the first valve, the second valve, the third valve, the fourth valve, the sixth valve, the tenth valve, the eleventh valve, the thirteenth valve, and the fifteenth valve open, and the The 9th valve, the 12th valve, and the 14th valve drive the system in a closed state, and when the boil-off gas is supplied to the second extra compressor, the tenth valve is closed, so that the boil-off gas is supplied to the second spare compressor; The eleventh valve, the refrigerant heat exchanger, the refrigerant pressure reducing device, the refrigerant heat exchanger, and the thirteenth valve may be circulated to form a closed loop refrigerant cycle.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브, 상기 제12 밸브, 상기 제14 밸브, 및 상기 제15 밸브는 열고, 상기 제6 밸브, 상기 제9 밸브, 상기 제10 밸브, 상기 제11 밸브, 및 상기 제13 밸브는 닫은 상태에서 시스템을 구동시키고, 증발가스가 상기 제1 여분압축기로 공급되면, 상기 제3 밸브를 닫아, 증발가스가 상기 제1 여분압축기, 상기 제4 밸브, 상기 제12 밸브, 상기 냉매열교환기, 상기 냉매감압장치, 다시 상기 냉매열교환기, 및 상기 제14 밸브를 순환하는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킬 수 있다.the first valve, the second valve, the third valve, the fourth valve, the twelfth valve, the fourteenth valve, and the fifteenth valve open, the sixth valve, the ninth valve, the third valve The 10th valve, the 11th valve, and the 13th valve drive the system in a closed state, and when the boil-off gas is supplied to the first extra compressor, the third valve is closed, so that the boil-off gas is supplied to the first spare compressor; A closed loop refrigerant cycle may be formed in which the fourth valve, the twelfth valve, the refrigerant heat exchanger, the refrigerant pressure reducing device, the refrigerant heat exchanger, and the fourteenth valve circulate.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제4 밸브, 상기 제9 밸브, 상기 제11 밸브, 상기 제12 밸브, 상기 제13 밸브, 상기 제14 밸브, 및 상기 제15 밸브는 열고, 상기 제3 밸브, 상기 제6 밸브, 및 상기 제10 밸브는 닫은 상태에서 시스템을 구동시키고, 증발가스가 상기 제1 여분압축기 및 상기 제2 여분압축기로 공급되면, 상기 제9 밸브를 닫아, 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제2 여분압축기를 통과한 증발가스가 합류되어 상기 냉매열교환기로 공급되고, 상기 냉매열교환기로 공급된 증발가스는, 상기 냉매감압장치, 다시 상기 냉매열교환기를 통과한 후 다시 두 흐름으로 분기하여 상기 제1 여분압축기 및 상기 제2 여분압축기로 각각 보내지는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킬 수 있다.the first valve, the second valve, the fourth valve, the ninth valve, the eleventh valve, the twelfth valve, the thirteenth valve, the fourteenth valve, and the fifteenth valve are opened, and the The third valve, the sixth valve, and the tenth valve drive the system in a closed state, and when the boil-off gas is supplied to the first extra compressor and the second extra compressor, the ninth valve is closed, the first BOG compressed by the spare compressor and BOG passing through the second spare compressor are merged and supplied to the refrigerant heat exchanger, and the BOG supplied to the refrigerant heat exchanger passes through the refrigerant pressure reducing device and the refrigerant heat exchanger again After that, it is possible to form a closed-loop refrigerant cycle, which branches back into two streams and is sent to the first and second extra compressors, respectively.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브, 상기 제6 밸브, 상기 제9 밸브, 상기 제10 밸브, 상기 제11 밸브, 상기 제12 밸브, 및 상기 제15 밸브는 열고, 상기 제13 밸브 및 상기 제14 밸브는 닫아, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스, 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스, 및 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류되어 운용될 수 있다.The first valve, the second valve, the third valve, the fourth valve, the sixth valve, the ninth valve, the tenth valve, the eleventh valve, the twelfth valve, and the fifteenth valve is opened, and the 13th valve and the 14th valve are closed, so that the boil-off gas compressed by the compressor, the boil-off gas compressed by the first extra compressor, and the boil-off gas compressed by the second extra compressor are merged and can be operated.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브, 상기 제9 밸브, 상기 제10 밸브, 상기 제11 밸브, 상기 제12 밸브, 및 상기 제15 밸브는 열고, 상기 제6 밸브, 상기 제13 밸브, 및 상기 제14 밸브는 닫아, 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스 및 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스는 합류시켜 상기 냉매열교환기로 보내고, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는, 일부는 연료수요처로 보내고, 다른 일부는 상기 증발가스 열교환기로 보낼 수 있다.the first valve, the second valve, the third valve, the fourth valve, the ninth valve, the tenth valve, the eleventh valve, the twelfth valve, and the fifteenth valve open, and the 6 valve, the 13th valve, and the 14th valve are closed, so that the boil-off gas compressed by the first extra compressor and the boil-off gas compressed by the second extra compressor are merged and sent to the refrigerant heat exchanger, the compressor The boil-off gas compressed by the part may be sent to a fuel demand place, and the other part may be sent to the boil-off gas heat exchanger.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브, 상기 제6 밸브, 상기 제9 밸브, 상기 제10 밸브, 상기 제11 밸브, 및 상기 제15 밸브는 열고, 상기 제12 밸브, 상기 제13 밸브, 및 상기 제14 밸브는 닫아, 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 냉매열교환기로 보내고, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스 및 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스는 합류시켜, 일부는 연료수요처로 보내고, 다른 일부는 상기 증발가스 열교환기로 보낼 수 있다.The first valve, the second valve, the third valve, the fourth valve, the sixth valve, the ninth valve, the tenth valve, the eleventh valve, and the fifteenth valve are opened, and the The 12th valve, the 13th valve, and the 14th valve are closed, so that the boil-off gas compressed by the second extra compressor is sent to the refrigerant heat exchanger, and the boil-off gas compressed by the compressor and the first extra compressor The compressed boil-off gas may be combined, and some may be sent to a fuel demander, and the other portion may be sent to the boil-off gas heat exchanger.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 셋으로 분기시켜, 상기 분기된 세 흐름의 증발가스를 압축기, 제1 여분압축기, 또는 제2 여분압축기에 의해 압축시키고, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스, 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스, 및 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스 중 적어도 하나 이상을, 연료수요처로 보내거나, 재액화시켜 상기 저장탱크로 복귀시키거나(이하, '복귀 증발가스'라고 한다.), 재순환시키고(이하, '재순환 증발가스'라고 한다.), 상기 복귀 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 열교환되어 냉각된 후, 상기 재순환 증발가스와 열교환되어 추가적으로 냉각되고, 상기 재순환 증발가스는, 냉각 및 팽창된 후 상기 복귀 증발가스와 열교환되는, 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, by branching the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank into three, the branched boil-off gas of the three streams is converted into a compressor, a first spare compressor, or a second spare At least one of the boil-off gas compressed by the compressor, the boil-off gas compressed by the compressor, the boil-off gas compressed by the first extra compressor, and the boil-off gas compressed by the second extra compressor is sent to a fuel demander or , to reliquefy and return to the storage tank (hereinafter referred to as 'return BOG') or recirculate (hereinafter referred to as 'recycle BOG'), and the return BOG is discharged from the storage tank There is provided a method, wherein after heat exchange with the BOG is cooled, heat exchange with the recirculated BOG is further cooled, and the recirculated BOG is cooled and expanded and then heat-exchanged with the return BOG.
상기 압축기 하류 라인과 상기 제1 여분압축기 하류 라인이 연결되어, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는, 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스와 합류될 수 있다.The downstream line of the compressor and the downstream line of the first extra compressor are connected, so that the boil-off gas compressed by the compressor may be combined with the boil-off gas compressed by the first extra compressor.
상기 제1 여분압축기 하류 라인과 상기 제2 여분압축기 하류 라인이 연결되어, 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스는, 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스와 합류될 수 있다.The first extra compressor downstream line and the second extra compressor downstream line are connected, the boil-off gas compressed by the first extra compressor may be combined with the boil-off gas compressed by the second extra compressor.
상기 압축기 하류 라인과, 상기 제1 여분압축기 하류 라인과, 상기 제2 여분압축기 하류 라인이 연결되어, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스; 상기 제1 여분압축기에 의해 압축된 증발가스; 및 상기 제2 여분압축기에 의해 압축된 증발가스;는 합류될 수 있다.The compressor downstream line, the first extra compressor downstream line, and the second extra compressor downstream line are connected, the boil-off gas compressed by the compressor; BOG compressed by the first extra compressor; and boil-off gas compressed by the second extra compressor; may be joined.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크를 포함하는 선박에 있어서, 상기 저장탱크 하류에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 하여 압축된 증발가스(이하, ‘제1 유체’라고 한다.)를 열교환시켜 냉각시키는 증발가스 열교환기; 상기 증발가스 열교환기 하류에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부를 압축시키는 압축기; 상기 증발가스 열교환기 하류에 상기 압축기와 병렬로 설치되어, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 다른 일부를 압축시키는 여분압축기; 상기 증발가스 열교환기 상류에 설치되어, 상기 증발가스 열교환기로 공급되는 상기 제1 유체를 압축시키는 추진압축기; 상기 증발가스 열교환기에 의해 냉각된 상기 제1 유체를 추가적으로 냉각시키는 냉매열교환기; 상기 냉매열교환기로 보내져(이하, 냉매열교환기로 보내지는 유체를 ‘제2 유체’라고 한다.), 상기 냉매열교환기에 의해 냉각된 상기 제2 유체를, 팽창시킨 후 다시 상기 냉매열교환기로 보내는 냉매감압장치; 및 상기 증발가스 열교환기 및 상기 냉매열교환기에 의해 냉각된 상기 제1 유체를 팽창시키는 제1 감압장치;를 포함하고, 상기 냉매열교환기는, 상기 냉매감압장치를 통과한 증발가스를 냉매로 하여, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체를 둘 다 열교환시켜 냉각시키며, 상기 제1 유체는, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스; 및 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름; 중 어느 하나이고, 상기 제2 유체는, 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스; 및 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름; 중 어느 하나인, 선박이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in a ship including a storage tank for storing liquefied gas, it is installed downstream of the storage tank and compresses boil-off gas discharged from the storage tank as a refrigerant. a boil-off gas heat exchanger for cooling the evaporated boil-off gas (hereinafter, referred to as 'first fluid') by heat exchange; a compressor installed downstream of the boil-off gas heat exchanger to compress a portion of the boil-off gas discharged from the storage tank; an extra compressor installed in parallel with the compressor downstream of the boil-off gas heat exchanger to compress another portion of the boil-off gas discharged from the storage tank; a propulsion compressor installed upstream of the boil-off gas heat exchanger to compress the first fluid supplied to the boil-off gas heat exchanger; a refrigerant heat exchanger for additionally cooling the first fluid cooled by the boil-off gas heat exchanger; Refrigerant pressure reducing device sent to the refrigerant heat exchanger (hereinafter, the fluid sent to the refrigerant heat exchanger is referred to as a 'second fluid'), expands the second fluid cooled by the refrigerant heat exchanger, and then sends it back to the refrigerant heat exchanger ; and a first pressure reducing device for expanding the first fluid cooled by the boil-off gas heat exchanger and the refrigerant heat exchanger, wherein the refrigerant heat exchanger uses the boil-off gas that has passed through the refrigerant pressure reducing device as a refrigerant, Both the first fluid and the second fluid are cooled by heat exchange, and the first fluid includes: boil-off gas compressed by the compressor; and a flow in which the boil-off gas compressed by the compressor and the boil-off gas compressed by the extra compressor are merged; Any one, wherein the second fluid, boil-off gas compressed by the extra compressor; and a flow in which the boil-off gas compressed by the compressor and the boil-off gas compressed by the extra compressor are merged; Any one of them, a ship is provided.
상기 선박은, 상기 증발가스 열교환기, 상기 냉매열교환기 및 상기 제1 감압장치를 통과하며 일부 재액화된 액화가스와, 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함할 수 있고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화가스는 상기 저장탱크로 보내질 수 있고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스는 상기 증발가스 열교환기로 보내질 수 있다.The vessel may further include a gas-liquid separator for separating the BOG heat exchanger, the refrigerant heat exchanger, and the partially reliquefied liquefied gas passing through the first pressure reducing device and the BOG remaining in a gaseous state, The liquefied gas separated by the gas-liquid separator may be sent to the storage tank, and the boil-off gas separated by the gas-liquid separator may be sent to the boil-off gas heat exchanger.
상기 추진압축기는 상기 압축기의 1/2의 용량을 가질 수 있다.The propulsion compressor may have a capacity of 1/2 of the compressor.
상기 제1 유체는 연료수요처 상류에서 두 흐름으로 분기하여, 일부는 상기 추진압축기, 상기 증발가스 열교환기, 상기 냉매열교환기, 및 상기 제1 감압장치를 순차적으로 통과하며 일부 또는 전부가 재액화될 수 있고, 다른 일부는 상기 연료수요처로 보내질 수 있다.The first fluid branches into two flows upstream of the fuel consumer, and a part passes through the propulsion compressor, the boil-off gas heat exchanger, the refrigerant heat exchanger, and the first pressure reducing device sequentially, and some or all of it is to be reliquefied and the other part may be sent to the fuel demander.
상기 여분압축기에 의해 압축되어 상기 냉매열교환기 및 상기 냉매감압장치를 통과한 후, 상기 냉매열교환기의 냉매로 사용된 상기 제2 유체는, 다시 상기 여분압축기로 보내져, 상기 여분압축기, 상기 냉매열교환기, 상기 냉매감압장치, 다시 상기 냉매열교환기를 연결하는 폐루프의 냉매사이클을 형성할 수 있다.After being compressed by the spare compressor and passing through the refrigerant heat exchanger and the refrigerant pressure reducing device, the second fluid used as a refrigerant of the refrigerant heat exchanger is sent back to the spare compressor, and the spare compressor, the refrigerant heat exchange It is possible to form a closed loop refrigerant cycle connecting the group, the refrigerant pressure reducing device, and the refrigerant heat exchanger again.
상기 여분압축기에 의해 압축되어 상기 냉매열교환기 및 상기 냉매감압장치를 통과한 후, 상기 냉매열교환기의 냉매로 사용된 상기 제2 유체는, 상기 저장탱크로부터 배출된 후 상기 증발가스 열교환기를 통과한 증발가스와 합류될 수 있다.After being compressed by the spare compressor and passing through the refrigerant heat exchanger and the refrigerant pressure reducing device, the second fluid used as the refrigerant of the refrigerant heat exchanger is discharged from the storage tank and then passed through the boil-off gas heat exchanger It may be combined with boil-off gas.
상기 선박은, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체를 연통시키는 라인 상에 설치되는 밸브를 더 포함할 수 있고, 상기 밸브는, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스를 합류 또는 분리시키도록 개폐될 수 있다.The vessel may further include a valve installed on a line for communicating the first fluid and the second fluid, wherein the valve includes boil-off gas compressed by the compressor and evaporation compressed by the extra compressor. It can be opened and closed to join or separate gases.
상기 추진압축기는 상기 증발가스를 임계점 이하의 압력으로 압축시킬 수 있다.The propelling compressor may compress the boil-off gas to a pressure below a critical point.
상기 추진압축기는 상기 증발가스를 임계점을 초과하는 압력으로 압축시킬 수 있다.The propelling compressor may compress the boil-off gas to a pressure exceeding a critical point.
상기 추진압축기는 상기 증발가스를 300 bar로 압축시킬 수 있다.The propulsion compressor may compress the boil-off gas to 300 bar.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크를 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템에 있어서, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 일부를 압축기에 의해 압축시킨 후 연료수요처로 보내는 제1 공급라인; 상기 제1 공급라인으로부터 분기되어, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 다른 일부를 여분압축기에 의해 압축시키는 제2 공급라인; 상기 제1 공급라인으로부터 분기되어, 압축된 증발가스를 추진압축기, 증발가스 열교환기, 냉매열교환기, 및 제1 감압장치를 통과시켜 재액화시키는 복귀라인; 및 상기 냉매열교환기 및 냉매감압장치를 통과하며 냉각된 증발가스를 다시 상기 냉매열교환기로 보내 냉매로 사용하도록 한 후, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 합류시키는 재순환라인;을 포함하고, 상기 증발가스 열교환기는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 하여, 상기 복귀라인을 따라 공급되는 증발가스를 열교환시켜 냉각시키고, 상기 냉매열교환기는, 상기 냉매감압장치를 통과한 증발가스를 냉매로 하여, 상기 재순환라인을 따라 공급되는 증발가스; 및 상기 복귀라인을 따라 공급되는 증발가스;를 둘 다 열교환시켜 냉각시키는, 선박의 증발가스 처리 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in a vessel BOG treatment system including a storage tank for storing liquefied gas, a portion of BOG discharged from the storage tank is compressed by a compressor. a first supply line that is sent to a later fuel demander; a second supply line branched from the first supply line and compressing another portion of the boil-off gas discharged from the storage tank by an extra compressor; a return line branched from the first supply line and re-liquefied by passing the compressed boil-off gas through a propulsion compressor, a boil-off gas heat exchanger, a refrigerant heat exchanger, and a first pressure reducing device; and a recirculation line that passes the refrigerant heat exchanger and refrigerant pressure reducing device and sends the cooled BOG back to the refrigerant heat exchanger to be used as a refrigerant, and then joins the BOG discharged from the storage tank. The gas heat exchanger uses the boil-off gas discharged from the storage tank as a refrigerant, heat-exchanges the boil-off gas supplied along the return line to cool it, and the refrigerant heat exchanger uses the boil-off gas that has passed through the refrigerant pressure reducing device as a refrigerant , BOG supplied along the recirculation line; and the boil-off gas supplied along the return line; both heat-exchange and cool the boil-off gas treatment system of the ship.
상기 선박의 증발가스 처리 시스템은, 상기 제1 공급라인 상의 상기 압축기 상류에 설치되는 제1 밸브; 상기 제1 공급라인 상의 상기 압축기 하류에 설치되는 제2 밸브; 상기 제2 공급라인 상의 상기 여분압축기 상류에 설치되는 제3 밸브; 상기 제2 공급라인 상의 상기 여분압축기 하류에 설치되는 제4 밸브; 상기 제1 공급라인으로부터 분기된 증발가스를 상기 냉매열교환기로 보내는 상기 재순환라인의, 상기 제1 공급라인과 상기 제2 공급라인 사이에 설치되는 제6 밸브; 상기 냉매열교환기로부터 상기 제1 공급라인으로 증발가스를 보내는 상기 재순환라인 상에 설치되는 제9 밸브; 상기 제9 밸브와 상기 냉매열교환기 사이의 상기 재순환라인과, 상기 제3 밸브와 상기 여분압축기 사이의 상기 제2 공급라인을 연결하는 제1 추가라인; 및 상기 제1 추가라인 상에 설치되는 제10 밸브;를 더 포함할 수 있다.The BOG treatment system of the vessel may include: a first valve installed upstream of the compressor on the first supply line; a second valve installed downstream of the compressor on the first supply line; a third valve installed upstream of the extra compressor on the second supply line; a fourth valve installed downstream of the spare compressor on the second supply line; a sixth valve installed between the first supply line and the second supply line of the recirculation line for sending the boil-off gas branched from the first supply line to the refrigerant heat exchanger; a ninth valve installed on the recirculation line for sending boil-off gas from the refrigerant heat exchanger to the first supply line; a first additional line connecting the recirculation line between the ninth valve and the refrigerant heat exchanger and the second supply line between the third valve and the extra compressor; and a tenth valve installed on the first additional line.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브, 및 상기 제10 밸브는 열고, 상기 제6 밸브 및 상기 제9 밸브는 닫은 상태에서 시스템을 구동시키고, 증발가스가 상기 여분압축기로 공급되면 상기 제3 밸브를 닫아, 증발가스가 상기 여분압축기, 상기 제4 밸브, 상기 냉매열교환기, 상기 냉매감압장치, 다시 상기 냉매열교환기, 및 상기 제10 밸브를 순환하는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킬 수 있다.The first valve, the second valve, the third valve, the fourth valve, and the tenth valve are opened, and the sixth valve and the ninth valve are closed to drive the system, and the boil-off gas is discharged from the When supplied to the spare compressor, the third valve is closed, and the boil-off gas circulates through the spare compressor, the fourth valve, the refrigerant heat exchanger, the refrigerant pressure reducing device, the refrigerant heat exchanger again, and the tenth valve. It can form a refrigerant cycle in a loop.
상기 압축기가 고장난 경우, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브 및 상기 제10 밸브는 닫고, 상기 제3 밸브 및 상기 제6 밸브는 열어, 상기 저장탱크로부터 배출된 후 상기 증발가스 열교환기를 통과한 증발가스가, 상기 제3 밸브, 상기 여분압축기, 상기 제4 밸브, 및 상기 제6 밸브를 거쳐 연료수요처로 공급되도록 할 수 있다.When the compressor fails, the first valve, the second valve, and the tenth valve are closed, the third valve and the sixth valve are opened, and after being discharged from the storage tank, evaporation passing through the boil-off gas heat exchanger The gas may be supplied to a fuel demander through the third valve, the extra compressor, the fourth valve, and the sixth valve.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브, 상기 제6 밸브 및 상기 제9 밸브는 열고, 상기 제10 밸브는 닫아, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류되어 운용될 수 있다.The first valve, the second valve, the third valve, the fourth valve, the sixth valve and the ninth valve are opened, and the tenth valve is closed, so that the boil-off gas compressed by the compressor and the excess BOG compressed by the compressor may be combined and operated.
상기 압축기가 고장난 경우, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 닫아, 상기 저장탱크로부터 배출된 후 상기 증발가스 열교환기를 통과한 증발가스가, 상기 제3 밸브, 상기 여분압축기, 상기 제4 밸브 및 상기 제6 밸브를 거쳐 연료수요처로 공급되도록 할 수 있다.When the compressor fails, the first valve and the second valve are closed so that the boil-off gas passing through the boil-off gas heat exchanger after being discharged from the storage tank is discharged from the third valve, the spare compressor, the fourth valve and It can be supplied to the fuel demanding place through the sixth valve.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브 및 상기 제9 밸브는 열고, 상기 제6 밸브 및 상기 제10 밸브는 닫아, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스가 분리되어 운용될 수 있다.The first valve, the second valve, the third valve, the fourth valve and the ninth valve are opened, and the sixth valve and the tenth valve are closed, so that the boil-off gas compressed by the compressor and the excess BOG compressed by the compressor may be separated and operated.
상기 압축기가 고장난 경우, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 닫고, 상기 제6 밸브를 열어, 상기 저장탱크로부터 배출된 후 상기 증발가스 열교환기를 통과한 증발가스가, 상기 제3 밸브, 상기 여분압축기, 상기 제4 밸브 및 상기 제6 밸브를 거쳐 연료수요처로 공급되도록 할 수 있다.When the compressor fails, the first valve and the second valve are closed, the sixth valve is opened, and the boil-off gas that has passed through the boil-off gas heat exchanger after being discharged from the storage tank is the third valve, the excess It can be supplied to the fuel demanding place through the compressor, the fourth valve and the sixth valve.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 둘로 분기하여, 상기 분기된 두 흐름의 증발가스를 압축기 또는 여분압축기에 의해 압축시키고, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스 및 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스 중 적어도 하나 이상을, 연료수요처로 보내거나, 재액화시켜 상기 저장탱크로 복귀시키거나, 재순환시키고, 상기 복귀시키는 증발가스는, 압축되고, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 열교환되어 냉각된 후, 상기 재순환시킨 증발가스와 열교환되어 추가적으로 냉각되고, 상기 재순환시키는 증발가스는, 압축된 후 냉각 및 팽창되어 상기 복귀시키는 증발가스와 열교환되는, 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank is divided into two, and the branched boil-off gas of the two streams is compressed by a compressor or an extra compressor, and the compressor is At least one of the boil-off gas compressed by the compressor and the boil-off gas compressed by the extra compressor is sent to a fuel demander, or reliquefied to return to the storage tank or recirculated, and the return boil-off gas is compressed and , after being cooled by heat exchange with the BOG discharged from the storage tank, heat-exchanged with the recirculated BOG and further cooled, and the recirculated BOG is cooled and expanded after being compressed to exchange heat with the BOG to be returned , a method is provided.
상기 압축기 하류 라인과 상기 여분압축기 하류 라인이 연결되어, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는, 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스와 합류될 수 있다.The downstream line of the compressor and the downstream line of the extra compressor are connected, so that the boil-off gas compressed by the compressor may be combined with the boil-off gas compressed by the extra compressor.
본 발명은, 기존의 부분 재액화 시스템(PRS)에 비하여, 증발가스가 냉매 열교환기에 의한 추가적인 냉각 과정을 거친 후 감압되므로, 재액화 효율 및 재액화량을 증가시킬 수 있다. 특히, 별도의 냉매를 이용하는 냉동 사이클을 사용하지 않고도, 남는 증발가스의 대부분 또는 전부의 재액화가 가능하여 경제적이다.In the present invention, compared to the conventional partial reliquefaction system (PRS), since boil-off gas is decompressed after undergoing an additional cooling process by a refrigerant heat exchanger, reliquefaction efficiency and reliquefaction amount can be increased. In particular, it is economical because most or all of the remaining BOG can be reliquefied without using a refrigeration cycle using a separate refrigerant.
또한, 본 발명에 따르면, 증발가스의 배출량, 선박의 운항 속도에 따른 엔진 부하 등에 따라 냉매 유량 및 냉열 공급의 유동적인 제어가 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to fluidly control the flow rate of refrigerant and supply of cooling heat according to the amount of BOG discharge and the engine load according to the sailing speed of the ship.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존에 이미 설치되어 있던 여분의 압축기를 이용하여 재액화 효율 및 재액화량을 높이므로, 선내 공간 확보에 기여하고, 추가로 압축기를 설치하는데 드는 비용을 절감할 수 있다. 특히, 여분압축기에 의해 압축된 증발가스뿐만 아니라 압축기에 의해 압축된 증발가스도 냉매 열교환기에서 냉매로 사용할 수 있게 되어, 냉매 열교환기에서 냉매로 사용하는 증발가스의 유량을 증가시킬 수 있으므로, 재액화 효율 및 재액화량을 더욱 증가시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the re-liquefaction efficiency and the re-liquefaction amount are increased by using a previously installed extra compressor, it is possible to contribute to securing space in the ship and reduce the cost of installing an additional compressor. can In particular, not only the BOG compressed by the extra compressor but also BOG compressed by the compressor can be used as a refrigerant in the refrigerant heat exchanger, thereby increasing the flow rate of BOG used as a refrigerant in the refrigerant heat exchanger. It is possible to further increase the liquefaction efficiency and the amount of reliquefaction.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 여분의 압축기를 두 개 이상 포함하므로, 용량이 작은 압축기들을 사용할 수 있어 경제적이고, 압축기나 여분의 압축기가 고장나는 경우를 충분히 대비할 수 있으며, 선박의 운전 속도에 따라 더욱 세밀하고 유연한 시스템 운용이 가능하다.According to another embodiment of the present invention, since it includes two or more spare compressors, it is possible to use compressors having a small capacity, which is economical, and it is possible to sufficiently prepare for a case where the compressor or the spare compressor fails, and the operating speed of the ship Therefore, more detailed and flexible system operation is possible.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 추진압축기를 더 포함하여, 재액화 과정을 거치는 증발가스의 압력을 높일 수 있으므로 재액화 효율 및 재액화량을 더욱 증가시킬 수 있다.According to another embodiment of the present invention, it is possible to further increase the pressure of the boil-off gas undergoing the re-liquefaction process by further including a propulsion compressor, thereby further increasing the re-liquefaction efficiency and the re-liquefaction amount.
도 1은 종래의 부분 재액화 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 9은 온도 및 압력에 따른 메탄의 상변화를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 10은 서로 다른 압력하에서 열류량에 따른 메탄의 온도 값을 각각 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram schematically showing a conventional partial reliquefaction system.
2 is a configuration diagram schematically showing a BOG treatment system for a ship according to a first embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram schematically showing a BOG treatment system for a ship according to a second embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram schematically showing a BOG treatment system for a ship according to a third embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram schematically showing a system for treating BOG of a ship according to a fourth embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram schematically showing a BOG treatment system for a ship according to a fifth embodiment of the present invention.
7 is a configuration diagram schematically showing a system for treating BOG of a ship according to a sixth embodiment of the present invention.
8 is a configuration diagram schematically showing a BOG treatment system for a ship according to a seventh embodiment of the present invention.
9 is a graph schematically showing the phase change of methane according to temperature and pressure.
10 is a graph showing the temperature value of methane according to the amount of heat flow under different pressures, respectively.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 선박은, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진을 탑재한 선박 및 액화가스 저장탱크를 포함하는 선박 등에 다양하게 응용되어 적용될 수 있다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The ship of the present invention can be applied and applied in various ways to a ship equipped with an engine using natural gas as a fuel, a ship including a liquefied gas storage tank, and the like. In addition, the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
본 발명의 후술할 증발가스 처리를 위한 시스템들은 저온 액체화물 또는 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박과 해상 구조물, 즉 액화천연가스 운반선, 액화에탄가스(Liquefied Ethane Gas) 운반선, LNG RV와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 구조물에 적용될 수 있다. 다만 후술하는 실시예들에서는 설명의 편의상 대표적인 저온 액체화물인 액화천연가스를 예로 들어 설명한다.The systems for the treatment of boil-off gas to be described later of the present invention include all kinds of ships and offshore structures equipped with storage tanks capable of storing low-temperature liquid cargo or liquefied gas, that is, liquefied natural gas carriers, liquefied ethane gas carriers, It can be applied to ships such as LNG RVs, as well as offshore structures such as LNG FPSOs and LNG FSRUs. However, in the embodiments to be described below, for convenience of description, liquefied natural gas, which is a representative low-temperature liquid, will be described as an example.
또한, 본 발명의 각 라인에서의 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계유체 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.In addition, the fluid in each line of the present invention 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 1은 종래의 부분 재액화 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram schematically showing a conventional partial reliquefaction system.
도 1을 참조하면, 종래의 부분 재액화 시스템에서, 액체화물을 저장하는 저장탱크에서 발생하여 배출되는 증발가스는, 배관을 따라 이송되어 증발가스 압축부(10)에서 압축된다.Referring to FIG. 1 , in a conventional partial reliquefaction system, BOG generated and discharged from a storage tank for storing liquid cargo is transported along a pipe and compressed in the
저장탱크(T)는 액화천연가스 등의 액화가스를 극저온 상태로 저장할 수 있도록 밀봉 및 단열 방벽을 갖추고 있지만, 외부로부터 전달되는 열을 완벽하게 차단할 수는 없고, 탱크 내에서는 액화가스의 증발이 지속적으로 이루어지며 탱크 내압이 상승할 수 있는데, 이러한 증발가스에 의한 탱크 압력의 과도한 상승을 막고, 적정한 수준의 내압을 유지하기 위해 저장탱크 내부의 증발가스를 배출시켜, 증발가스 압축부(10)로 공급한다.The storage tank (T) is equipped with a sealing and insulating barrier to store liquefied gas such as liquefied natural gas in a cryogenic state, but it cannot completely block the heat transmitted from the outside, and the evaporation of the liquefied gas continues in the tank. In order to prevent an excessive increase in tank pressure due to such boil-off gas, and to maintain an appropriate level of internal pressure, the boil-off gas inside the storage tank is discharged to the boil-off gas compression unit (10). supply
저장탱크로부터 배출되어 증발가스 압축부(10)에서 압축된 증발가스를 제1 스트림이라 할 때, 압축된 증발가스의 제1 스트림을 제2 스트림과 제3 스트림으로 나누어, 제2 스트림은 액화시켜 저장탱크(T)로 복귀시키도록 구성하고, 제3 스트림은 선내의 추진용 엔진이나 발전용 엔진과 같은 가스 연료 소비처로 공급하도록 구성할 수 있다. 이 경우 증발가스 압축부(10)에서는 연료 소비처의 공급 압력까지 증발가스를 압축할 수 있고, 제2 스트림은 필요에 따라 증발가스 압축부의 전부 또는 일부를 거쳐 분기시킬 수 있다. 연료 소비처의 연료 필요량에 따라 제3 스트림으로 압축된 증발가스 전부를 공급할 수도 있고, 제2 스트림으로 전량을 공급하여 압축된 증발가스 전부를 저장탱크로 복귀시킬 수도 있다. 가스 연료 소비처로는 고압가스분사엔진(예를 들어, MDT사가 개발한 ME-GI 엔진 등) 및 저압가스분사엔진(예를 들어, Wartsila社의 X-DF 엔진(Generation X-Dual Fuel engine) 등)을 비롯하여, DF Generator, 가스 터빈, DFDE 등을 예로 들 수 있다. When the boil-off gas discharged from the storage tank and compressed in the boil-off
이때, 압축된 증발가스의 제2 스트림을 액화시킬 수 있도록 열교환기(20)를 설치하는데, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축된 증발가스의 냉열 공급원으로 이용한다. 열교환기(20)를 거치면서 증발가스 압축부에서의 압축과정에서 온도가 상승한 압축된 증발가스, 즉 제2 스트림은 냉각되고, 저장탱크에서 발생하여 열교환기(20)로 도입된 증발가스는 가열되어 증발가스 압축부(10)로 공급된다. At this time, the
압축되기 전 증발가스의 유량이 제2 스트림의 유량보다 많기 때문에, 압축된 증발가스의 제2 스트림은 압축되기 전의 증발가스로부터 냉열을 공급받아 적어도 일부가 액화될 수 있다. 이와 같이 열교환기에서는 저장탱크로부터 배출된 직후의 저온 증발가스와 증발가스 압축부에서 압축된 고압 상태의 증발가스를 열교환시켜 고압 증발가스를 액화시킨다.Since the flow rate of boil-off gas before being compressed is greater than the flow rate of the second stream, the second stream of the compressed boil-off gas may be supplied with cooling heat from the boil-off gas before being compressed and at least part of it may be liquefied. As described above, in the heat exchanger, the low-temperature BOG immediately after being discharged from the storage tank and the BOG compressed in the BOG compression unit are heat-exchanged to liquefy the high-pressure BOG.
열교환기(20)를 거친 제2 스트림의 증발가스는 팽창밸브 또는 팽창기와 같은 팽창수단(30)을 통과하면서 감압되면서 추가로 냉각되어, 기액분리기(40)에 공급된다. 액화된 증발가스는 기액분리기에서 기체와 액체 성분이 분리되어, 액체성분, 즉 액화천연가스는 저장탱크로 복귀되고, 기체성분, 즉 증발가스는 저장탱크로부터 배출되어 열교환기(20) 및 증발가스 압축부(10)로 공급되는 증발가스 흐름에 증발가스 흐름에 합류되거나, 다시 열교환기(20)로 공급되어 증발가스 압축부(10)에서 압축된 고압 상태의 증발가스를 열교환시키는 냉열 공급원으로 활용될 수도 있다. 물론, 가스연소장치(Gas Combustion Unit; GCU) 등으로 보내 연소시키거나, 가스 소모처(가스엔진 포함)에 보내 소모시킬 수도 있다. 증발가스 흐름에 합류되기 전 기액분리기에서 분리된 기체를 추가로 감압시키기 위한 또 다른 팽창수단(50)이 더 설치될 수 있다.The boil-off gas of the second stream passing through the
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.2 is a configuration diagram schematically showing a BOG treatment system for a ship according to a first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 시스템은, 저장탱크에 저장된 저온 액체화물로부터 발생하는 증발가스(Boil Off Gas)를 공급받아 증발가스를 냉매로 순환시키는 냉매순환부(300a)를 구성한 것이 특징이다. Referring to FIG. 2, the system of this embodiment is characterized in that the
이를 위해 저장탱크로부터 냉매순환부(300a)로 증발가스를 공급하는 냉매공급라인(CSLa)을 포함하며, 냉매공급라인에는 밸브(400a)가 마련되어, 냉매순환부를 순환할 수 있는 충분한 양의 증발가스가 공급되면 냉매공급라인(CSLa)을 차단하여, 냉매순환부(300a)는 폐루프(closed loop)로 운용된다. To this end, it includes a refrigerant supply line CSLa for supplying boil-off gas from the storage tank to the
전술한 기본 실시예에서와 마찬가지로 본 제1 확장 실시예에서도 저장탱크(T)의 저온 액체화물로부터 발생하는 증발가스를 압축하는 압축기(100a)가 마련된다. 저장탱크에서 발생한 증발가스는 증발가스공급라인(BLa)을 따라 압축기(100a)로 도입된다. As in the above-described basic embodiment, in this first extended embodiment, a
본 실시예들의 저장탱크(T)는 액체화물의 하중이 단열층에 직접 가해지지 않는 독립탱크형(Independent Type) 탱크, 또는 화물의 하중이 단열층에 직접 가해지는 멤브레인형(Membrane Type) 탱크로 만들어질 수 있다. 독립탱크형 탱크인 경우에는, 2 barg 이상의 압력에 견디도록 설계된 압력용기로 사용하는 것도 가능하다.The storage tank (T) of these embodiments is an independent tank type tank in which the load of the liquid cargo is not directly applied to the insulation layer, or a membrane type tank in which the load of the cargo is directly applied to the insulation layer. can In the case of an independent tank, it is also possible to use it as a pressure vessel designed to withstand a pressure of 2 barg or more.
한편, 본 실시예들에서는 증발가스의 재액화를 위한 라인만을 도시하였으나, 압축기에서 압축된 증발가스는 선박 또는 해상 구조물의 추진용 엔진 및 발전용 엔진을 포함하는 연료수요처에 연료로 공급될 수 있고, 연료 소모량이 증발가스 전량을 소비할 수 있을 때에는 재액화되는 증발가스가 없을 수도 있다. 선박이 정박하고 있는 때와 같이 가스 연료의 소모량이 적거나 없는 경우에는, 증발가스의 전량을 재액화라인(RLa)으로 공급할 수도 있다. Meanwhile, although only a line for re-liquefaction of BOG is shown in the present embodiments, BOG compressed in the compressor can be supplied as fuel to a fuel demanding destination including an engine for propulsion of a ship or an offshore structure and an engine for power generation, However, when the fuel consumption can consume the entire amount of BOG, there may be no BOG to be reliquefied. When the consumption of gas fuel is small or absent, such as when a ship is moored, the entire amount of boil-off gas may be supplied to the reliquefaction line (RLa).
압축된 증발가스는 증발가스 재액화라인(RLa)을 따라 증발가스 열교환기(200a)로 공급되는데, 증발가스 열교환기(200a)는 증발가스 재액화라인(RLa)과 증발가스공급라인(BLa)에 걸쳐 마련되어, 압축기(100a)로 도입될 증발가스와 압축기의 적어도 일부를 거쳐 압축된 증발가스를 열교환시킨다. 압축과정에서 온도가 높아진 증발가스는, 저장탱크에서 발생하여 압축기(100a)로 도입될 저온 증발가스와 열교환을 통해 냉각된다. The compressed BOG is supplied to the
증발가스 열교환기(200a)의 하류에는 냉매열교환기(500a)가 마련되어, 압축 후 증발가스 열교환기에서 열교환된 증발가스는 냉매순환부(300a)를 순환하는 증발가스와 열교환을 통해 추가로 냉각된다. A
냉매순환부(300a)는, 저장탱크로부터 공급되는 증발가스를 압축하는 냉매압축기(310a)와, 냉매압축기에서 압축된 증발가스를 냉각하는 냉각기(320a)와, 냉각기에서 냉각된 증발가스를 감압시켜 추가냉각하는 냉매감압장치(330a)를 포함한다. 냉매감압장치(330a)는 증발가스를 단열팽창시켜 냉각하는 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다. The
냉매감압장치(330a)를 거쳐 냉각된 증발가스는 냉매순환라인(CCLa)을 따라 냉매로서 냉매열교환기(500a)로 공급되어 냉매열교환기(500a)에서, 증발가스 열교환기(200a)를 거쳐 공급된 증발가스와 열교환을 통해 증발가스를 냉각시키게 된다. 냉매열교환기(500a)를 거친 냉매순환라인(CCLa)의 증발가스는 냉매압축기(310a)로 순환되어, 전술한 압축 및 냉각과정을 거치면서 냉매순환라인을 순환하게 된다.BOG cooled through the refrigerant
한편, 냉매열교환기(500a)에서 냉각된 증발가스 재액화라인(RLa)의 증발가스는 제1 감압장치(600a)를 거쳐 감압된다. 제1 감압장치(600a)는 줄-톰슨(Joule-Thomson) 밸브 등의 팽창밸브, 또는 팽창기일 수 있다.On the other hand, the boil-off gas of the boil-off gas reliquefaction line (RLa) cooled in the refrigerant heat exchanger (500a) is decompressed through the first decompression device (600a). The first
갑압된 증발가스는 제1 감압장치(600a)의 하류의 기액분리기(700a)로 공급되어 기액분리되고, 기액분리기(700a)에서 분리된 액체, 즉 액화천연가스는 저장탱크(T)로 공급되어 재저장된다. The depressurized boil-off gas is supplied to the gas-
기액분리기(700a)에서 분리된 기체, 즉 증발가스는 제2 감압장치(800a)를 거쳐 추가로 감압되고, 저장탱크(T)로부터 증발가스 열교환기(200a)로 도입될 증발가스의 흐름에 증발가스 흐름에 합류되거나, 다시 증발가스 열교환기(200a)로 공급되어 압축기(100a)에서 압축된 고압 상태의 증발가스를 열교환시키는 냉열 공급원으로 활용될 수도 있다. 물론, 가스연소장치(Gas Combustion Unit; GCU) 등으로 보내 연소시키거나, 연료수요처(가스엔진 포함)에 보내 소모시킬 수도 있다.The gas separated in the gas-
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.3 is a configuration diagram schematically showing a BOG treatment system for a ship according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 실시예는 냉매순환부(300b)에서 냉각기(320b)로부터 냉매감압장치(330b)로 도입될 증발가스를, 냉매감압장치(330b)에서 감압된 증발가스와 열교환으로 냉각시킨 후에 냉매감압장치(330b)로 공급하도록 구성한 것이다. Referring to FIG. 3 , in the present embodiment, the BOG to be introduced from the cooler 320b to the refrigerant
냉매감압장치(330b)를 거쳐 감압되면서 증발가스는 냉각되므로, 냉매감압장치 하류의 증발가스는 냉매감압장치 상류의 증발가스보다 온도가 낮고, 본 실시예는 이러한 점을 고려하여, 냉매감압장치 상류의 증발가스를 하류의 증발가스와 열교환시켜 냉각한 후 감압장치로 도입시킨다. 이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이 냉매열교환기(500b)로 냉매감압장치(330b) 상류의 증발가스를 공급할 수 있다(도 3의 A부분). 필요에 따라 냉매감압장치 상류와 하류의 증발가스가 열교환할 수 있는 별도의 열교환 장치를 추가로 구성할 수도 있다. Since the BOG is cooled while being decompressed through the refrigerant
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예들의 시스템은 저장탱크 액체화물에서 발생하는 증발가스를 재액화하여 저장할 수 있으므로, 액체화물의 수송률을 높일 수 있다. 특히 선내 가스 소비처의 연료 소모량이 적은 경우에도 저장탱크의 압력 상승을 막기 위해 가스연소장치(Gas Combustion Unit; GCU) 등에서 연소시켜 낭비하는 화물의 양을 줄이거나 없앨 수 있어, 에너지가 낭비되는 것을 막을 수 있다. As described above, the system of the present embodiments can re-liquefy and store the boil-off gas generated from the liquid cargo in the storage tank, thereby increasing the transport rate of the liquid cargo. In particular, even when the fuel consumption of gas consumers on board is small, the amount of wasted cargo can be reduced or eliminated by burning in a gas combustion unit (GCU) to prevent the pressure increase in the storage tank, thereby preventing energy wastage. can
또한, 증발가스를 냉매로 순환시켜, 증발가스의 재액화를 위한 냉열원으로 활용함으로써 별도의 냉매 사이클을 구성하지 않고도 증발가스를 효과적으로 재액화시킬 수 있으며, 별도의 냉매를 공급할 필요가 없으므로, 선내 공간 확보에 기여하고 경제적이다. 또한, 냉매 사이클에서 냉매가 부족하면 저장탱크로부터 보충할 수 있어 원활한 냉매 보충이 이루어질 수 있고, 냉매 사이클의 운용이 효과적으로 이루어질 수 있다. In addition, by circulating BOG as a refrigerant and utilizing it as a cooling and heat source for reliquefying BOG, BOG can be effectively reliquefied without configuring a separate refrigerant cycle. It contributes to securing space and is economical. In addition, when the refrigerant is insufficient in the refrigerant cycle, it can be replenished from the storage tank, so that the refrigerant can be smoothly replenished, and the refrigerant cycle can be operated effectively.
이와 같이 증발가스 자체의 냉열을 다단계로 이용하여 증발가스를 재액화할 수 있어, 선내 증발가스 처리를 위한 시스템 구성을 간소화할 수 있고, 복잡한 증발가스 처리를 위한 장치의 설치 및 운용에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.As such, it is possible to reliquefy BOG by using the cooling heat of BOG itself in multiple stages, thereby simplifying the system configuration for onboard BOG treatment, and the cost of installing and operating a complex BOG treatment device. can save
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.4 is a configuration diagram schematically showing a BOG treatment system for a ship according to a third embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 선박은, 저장탱크(T) 하류에 설치되는 증발가스 열교환기(110); 증발가스 열교환기(110) 하류에 설치되어, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 압축기(120) 및 여분압축기(122); 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스의 온도를 낮추는 냉각기(130); 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스의 온도를 낮추는 여분냉각기(132); 압축기(120) 상류에 설치되는 제1 밸브(191); 냉각기(130) 하류에 설치되는 제2 밸브(192); 여분압축기(122) 상류에 설치되는 제3 밸브(193); 여분냉각기(132) 하류에 설치되는 제4 밸브(194); 증발가스 열교환기(110)에 의해 냉각된 증발가스를 추가적으로 냉각시키는 냉매열교환기(140); 냉매열교환기(140)를 통과한 증발가스를 팽창시킨 후 다시 냉매열교환기(140)로 보내는 냉매감압장치(160); 및 냉매열교환기(140)에 의해 추가적으로 냉각된 증발가스를 팽창시키는 제1 감압장치(150);를 포함한다.Referring to FIG. 4 , the vessel of this embodiment includes a boil-off
저장탱크(T)에서 자연적으로 발생된 후 배출된 증발가스는, 제1 공급라인(L1)을 따라 연료수요처(180)에 공급된다. 증발가스 열교환기(110)는 제1 공급라인(L1)에 설치되어 저장탱크(T)에서 배출된 직후의 증발가스로부터 냉열을 회수한다. 본 실시예의 선박은, 연료수요처(180) 상류에 설치되어, 연료수요처(180)로 보내지는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제11 밸브(203)를 더 포함할 수 있다.BOG discharged naturally after being generated in the storage tank (T) is supplied to the
증발가스 열교환기(110)는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 공급받아, 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 공급되는 증발가스를 냉각시키는 냉매로 사용한다. 복귀라인(L3) 상에는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제5 밸브(195)가 설치될 수 있다.The boil-off
압축기(120) 및 여분압축기(122)는 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스를 압축시킨다. 압축기(120)는 제1 공급라인(L1) 상에 설치되며, 여분압축기(122)는, 제2 공급라인(L2) 상에 설치된다. 제2 공급라인(L2)은, 압축기(120) 상류의 제1 공급라인(L1)으로부터 분기하여 압축기(120) 하류의 제1 공급라인(L1)에 연결된다. 또한, 압축기(120)와 여분압축기(122)는 병렬로 설치되며, 동일한 성능의 압축기일 수 있다.The
일반적으로 선박에는, 압축기(120) 및 냉각기(130)가 고장나는 경우에 대비하여 여분압축기(122) 및 여분냉각기(132)를 추가적으로 설치한다. 종래에는, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나지 않은 평상시에는, 여분압축기(122) 및 여분냉각기(132)를 사용하지 않았다.In general, in the ship, the
즉, 종래에는, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나지 않은 평상시에는, 여분압축기(122) 상류의 제3 밸브(193)와 여분냉각기(132) 하류의 제4 밸브(194)를 닫아, 증발가스가 압축기(120) 및 냉각기(130)를 통과하여 연료수요처(180)로 공급되도록 하였고, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장난 경우에는, 여분압축기(122) 상류의 제3 밸브(193)와 여분냉각기(132) 하류의 제4 밸브(194)는 열고, 압축기(120) 상류의 제1 밸브(191)와 냉각기(130) 하류의 제2 밸브(192)는 닫아, 증발가스가 여분압축기(122) 및 여분냉각기(132)를 통과하여 연료수요처(180)로 공급되도록 하였다.That is, in the prior art, when the
본 발명은, 종래에 선박에 설치되어 있음에도 사용되지 않던 여분압축기(122) 및 여분냉각기(132)를 사용하여 증발가스의 재액화 효율 및 재액화량을 높이기 위한 것으로서, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를, 일부는 연료수요처(180)로 보내고, 다른 일부는 냉매열교환기(140)에서 증발가스를 추가적으로 냉각시키는 냉매로 사용한다.The present invention is to increase the re-liquefaction efficiency and re-liquefaction amount of boil-off gas by using the
도 9는 온도 및 압력에 따른 메탄의 상변화를 개략적으로 나타낸 그래프이다. 도 9를 참조하면, 메탄은 대략 -80℃ 이상의 온도 및 대략 55bar 이상의 압력 조건이 되면 초임계유체 상태가 된다. 즉, 메탄의 경우, 대략 -80℃, 55bar 상태가 임계점이 된다. 초임계유체 상태는, 액체 상태나 기체상태와는 다른 제3의 상태이다. 9 is a graph schematically showing the phase change of methane according to temperature and pressure. Referring to FIG. 9 , methane is in a supercritical fluid state when the temperature is about -80° C. or more and the pressure is about 55 bar or more. That is, in the case of methane, the critical point is approximately -80° C. and 55 bar. The supercritical fluid state is a third state different from the liquid state or the gaseous state.
한편, 임계점 이상의 압력에서 임계점보다 낮은 온도를 갖게 되면 일반적인 액체 상태와는 다른, 밀도가 높은 초임계유체 상태와 유사한 상태가 될 수도 있는데, 임계점이상의 압력 및 임계점 이하의 온도를 가지는 증발가스의 상태를, 이하, "고압액체상태"라고 한다.On the other hand, if the pressure above the critical point has a temperature lower than the critical point, it may be in a state similar to a high-density supercritical fluid state, which is different from a general liquid state. , hereinafter referred to as "high pressure liquid state".
압축기(120) 또는 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스는 압축된 정도에 따라 기체상태일 수도 있고, 초임계유체 상태일 수도 있다.BOG compressed by the
복귀라인(L3)를 통해 증발가스 열교환기(110)로 보내지는 증발가스가 기체상태인 경우에는, 증발가스는 증발가스 열교환기(110)를 통과하면서 온도가 낮아져 액체와 기체의 혼합상태가 될 수 있고, 초임계유체 상태인 경우에는, 증발가스 열교환기(110)를 통과하면서 온도가 낮아져 "고압액체상태"가 될 수 있다.When the boil-off gas sent to the boil-off
증발가스 열교환기(110)에 의해 냉각된 증발가스는, 냉매열교환기(140)를 통과하면서 온도가 더 낮아지게 되는데, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가 액체와 기체의 혼합상태인 경우에는, 증발가스는 냉매열교환기(140)를 통과하면서 온도가 더 낮아져 액체의 비율이 더 높은 혼합상태가 되거나 액체상태가 되고, "고압액체상태"인 경우에는, 냉매열교환기(140)를 통과하면서 온도가 더 낮아지게 된다.The boil-off gas cooled by the boil-off
또한, 냉매열교환기(140)를 통과한 증발가스가 "고압액체상태"인 경우에도, 증발가스는 제1 감압장치(150)를 통과하면서 압력이 낮아져 액체상태가 되거나 액체와 기체의 혼합상태가 된다.In addition, even when the boil-off gas that has passed through the
증발가스가 제1 감압장치(150)에 의해 압력이 같은 정도(도 9의 P)로 낮아진다고 하더라도, 온도가 더 높은 상태에서 감암되는 경우(도 9의 X→X')보다 온도가 더 낮은 상태에서 감압된 경우(도 9의 Y→Y')에 액체의 비율이 더 높은 혼합상태가 되는 것을 알 수 있다. 또한, 온도를 더 낮출 수 있다면 이론적으로 증발가스를 100% 재액화 시킬 수 있음(도 9의 Z→Z')을 알 수 있다. 따라서, 제1 감압장치(150)를 통과하기 전에 냉매열교환기(140)에 의해 증발가스를 한 번 더 냉각시키면 재액화 효율 및 재액화량이 높아질 수 있다.Even if the pressure of the boil-off gas is lowered to the same degree (P in FIG. 9) by the first
다시 도 4를 참조하면, 본 실시예는, 제1 실시예 및 제2 실시예에서 증발가스를 추가적으로 냉각시키기 위한 냉매순환부(300a, 300b)을 폐루프로 구성한 것과 비교하여, 냉매 사이클을 개루프로 구성하였다는 차이점이 있다.Referring back to FIG. 4, in this embodiment, the refrigerant cycle is opened in comparison with the closed loop in which the
제1 실시예 및 제2 실시예에서는 냉매순환부(300a, 300b)를 폐루프로 구성하여, 냉매압축기(310a, 310b)에 의해 압축된 증발가스는 냉매열교환기(500a, 500b)에서 냉매로 사용될 뿐, 연료수요처로 보내지거나, 재액화 과정을 거칠 수는 없다.In the first and second embodiments, the
반면, 본 실시예에서는 냉매 사이클을 개루프로 구성하여, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 합류된 후, 합류된 증발가스의 일부는 연료수요처(180)로 보내지고, 다른 일부는 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140) 냉매로 사용되고, 나머지 일부는 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 된다.On the other hand, in the present embodiment, by configuring the refrigerant cycle as an open loop, the BOG compressed by the
재순환라인(L5)은, 압축기(120) 하류의 제1 공급라인(L1)으로부터 분기하여 압축기(120) 상류의 제1 공급라인(L1)에 연결되는 라인이다. 제1 공급라인(L1)으로부터 분기된 증발가스가 냉매열교환기(140)로 보내지는 재순환라인(L5) 상에는, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제6 밸브(196)가 설치될 수 있다.The recirculation line L5 is a line branched from the first supply line L1 downstream of the
냉매 사이클을 개루프로 구성한 본 실시예는, 냉매 사이클을 폐루프로 구성한 제1 실시예 및 제2 실시예에 비하여, 압축기(120) 하류 라인과 여분압축기(122) 하류 라인이 연결된다는 점에서 큰 차이점이 있다. 즉, 본 실시예는, 여분압축기(122) 하류의 제2 공급라인(L2)이 압축기(120) 하류의 제1 공급라인(L1)과 연결되어, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 합류된 후, 냉매 열교환기(140), 연료수요처(180), 또는 증발가스 열교환기(110)로 보내진다. 본 실시예는, 압축기(120) 하류 라인과 여분압축기(122) 하류 라인이 연결되는 다른 변형예를 모두 포함한다.In this embodiment in which the refrigerant cycle is configured as an open loop, the
따라서, 본 실시예에 의하면, 선박의 운항 속도가 증가하는 등 연료수요처(180)에서의 요구량이 증가하는 경우에는, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스뿐만 아니라 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스도 연료수요처(180)로 보낼 수 있다.Therefore, according to the present embodiment, when the required amount from the
그러나 일반적으로, 압축기(120) 및 여분압축기(122)는 연료수요처(180)에서 요구되는 양의 대략 1.2배 정도의 용량을 가지도록 설계하므로, 압축기(120)의 용량을 초과하여 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스도 연료수요처(180)로 보내야 하는 경우는 거의 발생하지 않는다. 오히려 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 연료수요처(180)에서 모두 소비하지 못하고 재액화하여야 할 증발가스가 증가하여, 많은 양의 증발가스를 재액화시키기 위해 많은 양의 냉매가 필요한 경우가 더 빈번하다.However, in general, since the
본 실시예에 의하면, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스뿐만 아니라, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스도 냉매열교환기(140)에서의 열교환의 냉매로 사용할 수 있으므로, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급되는 증발가스를, 더 많은 냉매를 이용하여 더 낮은 온도로 냉각시킬 수 있고, 전반적인 재액화 효율 및 재액화량을 증가시킬 수 있으며, 이론적으로는 100% 재액화도 가능하다.According to this embodiment, not only the BOG compressed by the
일반적으로 선박에 설치되는 압축기(120, 122)의 용량을 결정할 때에는, 연료수요처(180)에 증발가스를 공급하기 위해 필요한 용량과, 연료수요처(180)에서 모두 소비하지 못하고 남은 증발가스를 재액화시키기 위해 필요한 용량을 모두 감안하게 되는데, 본 실시예에 의하면 여분압축기(122)를 사용하여 재액화량을 증가시킬 수 있으므로, 재액화에 필요한 용량을 감소시킬 수 있어, 작은 용량의 압축기(120, 122)를 설치할 수 있게 된다. 압축기의 용량을 감소시키면, 장비 설치 비용과 운용 비용을 모두 절감할 수 있는 장점이 있다.In general, when determining the capacity of the
본 실시예에서는, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나지 않은 평상시에도, 제1 밸브(191) 및 제2 밸브(192)뿐만 아니라, 제3 밸브(193) 및 제4 밸브(194)도 열어, 압축기(120), 냉각기(130), 여분압축기(122), 및 여분냉각기(132)를 모두 가동시키고, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장난 경우에는, 재액화 효율 및 재액화량을 높이는 것을 포기하고, 제1 밸브(191) 및 제2 밸브(192)를 닫아, 여분압축기(122) 및 여분냉각기(132)를 통과한 증발가스만으로 시스템을 운용한다.In this embodiment, even in normal times when the
설명의 편의를 위하여, 압축기(120) 및 냉각기(130)가 주된 역할을 하고, 여분압축기(122)와 여분냉각기(132)가 보조적인 역할을 하는 것으로 설명하였으나, 압축기(120)와 여분압축기(122), 냉각기(130)와 여분냉각기(132)는 동일한 역할을 하며, 하나의 선박에 같은 역할을 하는 압축기 및 냉각기를 두 대 이상 구비하여, 어느 하나가 고장나는 경우에 다른 장비로 대체할 수 있다는 점에서 리던던시(Redundancy) 개념을 만족시키는 것이다. 이하, 동일하다.For convenience of explanation, it has been described that the
따라서, 여분압축기(122) 또는 여분냉각기(132)가 고장나는 경우에도, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나는 경우와 마찬가지로, 재액화 효율 및 재액화량을 높이는 것을 포기하고, 제3 밸브(193) 및 제4 밸브(194)를 닫아, 압축기(120) 및 냉각기(130)를 통과한 증발가스만으로 시스템을 운용한다.Therefore, even when the
한편, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스의 대부분 또는 전부가 연료수요처(180)의 연료로 사용될 수 있을 정도의 빠른 속도로 선박이 운항되는 경우에는, 재액화할 증발가스의 양이 매우 적거나 없게 된다. 따라서, 선박이 빠른 속도로 운항되는 경우에는 압축기(120) 또는 여분압축기(122) 중 어느 하나만 구동시킬 수도 있다.On the other hand, when the vessel is operated at a speed that is high enough that most or all of the BOG discharged from the storage tank T can be used as fuel for the
압축기(120) 및 여분압축기(122)는 연료수요처(180)가 요구하는 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있는데, 연료수요처(180)는 증발가스를 연료로 구동되는 엔진, 발전기 등일 수 있다. 일례로 연료수요처(180)가 선박 추진용 엔진인 경우, 압축기(120) 및 여분압축기(122)는, 증발가스를 대략 10 내지 100 bar의 압력으로 압축시킬 수 있다.The
또한, 압축기(120) 및 여분압축기(122)는, 연료수요처(180)가 ME-GI 엔진인 경우, 증발가스를 대략 150bar 내지 400bar의 압력으로 압축시킬 수 있고, 연료수요처(180)가 DFDE인 경우, 증발가스를 대략 6.5bar의 압력으로 압축시킬 수 있으며, 연료수요처(180)가 X-DF 엔진인 경우, 증발가스를 대략 16bar의 압력으로 압축시킬 수 있다.In addition, the
연료수요처(180)는 여러 종류의 엔진을 포함할 수도 있는데, 일례로 연료수요처(180)가 X-DF 엔진 및 DFDE을 포함하는 경우, 압축기(120) 및 여분압축기(122)는 X-DF 엔진이 요구하는 압력까지 증발가스를 압축시키고, DFDE의 상류에는 감압장치를 설치하여, X-DF 엔진이 요구하는 압력까지 압축된 증발가스의 일부를 DFDE가 요구하는 압력까지 낮춘 후에 DFDE로 공급할 수도 있다.The fuel demander 180 may include several types of engines. For example, when the
그 밖에도, 증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에서의 재액화 효율 및 재액화량을 높이기 위하여, 압축기(120) 또는 여분압축기(122)에 의해, 증발가스의 압력이 연료수요처(180)가 요구하는 압력을 초과하도록 증발가스를 압축시키고, 연료수요처(180) 상류에는 감압장치를 설치하여, 연료수요처(180)가 요구하는 압력을 초과하도록 압축된 증발가스의 압력을 연료수요처(180)가 요구하는 압력까지 낮춘 후에 연료수요처(180)로 공급할 수도 있다.In addition, in order to increase the re-liquefaction efficiency and the re-liquefaction amount in the boil-off
한편, 압축기(120) 및 여분압축기(122)는 각각 다단압축기일 수 있다. 도 4에는 하나의 압축기(120 또는 122)에 의해 증발가스를 연료수요처(180)에서 요구하는 압력까지 압축하는 것으로 도시되어 있으나, 압축기(120) 및 여분압축기(122)가 다단압축기인 경우, 증발가스는 복수개의 압축실린더에 의해 연료수요처(180)에서 요구하는 압력까지 여러 번 압축될 수 있다.On the other hand, the
압축기(120) 및 여분압축기(122)가 다단압축기일 경우, 압축기(120) 및 여분압축기(122) 내부에는 복수개의 압축실린더가 직렬로 설치될 수 있고, 복수개의 압축실린더 하류에는 복수개의 냉각기가 각각 설치될 수 있다.When the
본 실시예의 냉각기(130)는, 압축기(120) 하류에 설치되어, 압축기(120)에 의해 압축되어 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시키고, 본 실시예의 여분냉각기(132)는, 여분압축기(122) 하류에 설치되어, 여분압축기(122)에 의해 압축되어 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시킨다. 냉각기(130) 및 여분냉각기(132)는 외부로부터 유입된 해수, 청수 또는 공기와의 열교환을 통해 증발가스를 냉각시킬 수 있다.The cooler 130 of this embodiment is installed downstream of the
본 실시예의 냉매열교환기(140)는, 증발가스 열교환기(110)에 의해 냉각된 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스를 추가적으로 냉각시키고, 본 실시예의 냉매감압장치(160)는, 냉매열교환기(140)를 통과한 증발가스를 팽창시킨 후 다시 냉매열교환기(140)로 보낸다.The
즉, 냉매열교환기(140)는, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급되는 증발가스를, 냉매감압장치(160)에 의해 팽창된 증발가스를 냉매로 열교환시켜, 추가적으로 냉각시킨다.That is, the
본 실시예의 냉매감압장치(160)는 유체의 압력을 낮추기 위한 다양한 수단일 수 있고, 냉매감압장치(160)를 통과하기 직전의 유체의 상태 및 통과한 직후의 유체의 상태는 시스템의 운용 조건에 따라 달라질 수 있다. 단, 냉매감압장치(160)가 팽창기인 경우, 냉매감압장치(160)의 물리적 손상을 방지하기 위하여, 냉매감압장치(160)를 통과하기 직전의 유체 및 통과한 직후의 유체는 기체상으로 유지되는 것이 바람직하다. 이하, 동일하다.The refrigerant
냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 열교환의 냉매로 사용되는 증발가스는, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스가 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스와 합류된 후, 합류된 증발가스의 일부가 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급되어, 냉매열교환기(140)에서 냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스를 냉매로 열교환되어 냉각된 후 냉매감압장치(160)로 공급된 것이다.BOG used as a refrigerant for heat exchange in the
또한, 제1 공급라인(L1)으로부터 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급되는 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 냉각되고 냉매감압장치(160)에 의해 추가적으로 냉각된 후 다시 냉매열교환기(140)로 보내져 냉매로 사용되는 것이다.In addition, the boil-off gas supplied from the first supply line (L1) to the refrigerant heat exchanger (140) along the recirculation line (L5) is primarily cooled in the refrigerant heat exchanger (140) and additionally by the refrigerant pressure reducing device (160). After cooling, it is sent back to the
즉, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스가 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스와 합류된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급되는 흐름;과, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급되는 증발가스;는 둘 다, 냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스를 냉매로 하여, 열교환되어 냉각된다.That is, the boil-off gas compressed by the
본 실시예의 제1 감압장치(150)는, 복귀라인(L3) 상에 설치되어, 증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에 의해 냉각된 증발가스를 팽창시킨다. 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스는, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스와 합류된 후 일부 분기하여, 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110), 냉매열교환기(140) 및 제1 감압장치(150)를 통과하며 일부 또는 전부가 재액화된다.The
제1 감압장치(150)는, 증발가스를 팽창시켜 냉각시킬 수 있는 모든 수단을 포함하며, 줄-톰슨(Joule-Thomson) 밸브 등의 팽창밸브, 또는 팽창기일 수 있다.The first
본 실시예의 선박은, 제1 감압장치(150) 하류의 복귀라인(L3) 상에 설치되며 제1 감압장치(150)으로부터 배출되는 기액 혼합물을 기체와 액체로 분리하는, 기액분리기(170)를 포함할 수 있다.The ship of this embodiment is installed on the return line (L3) downstream of the first
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우, 제1 감압장치(150)를 통과한 액체 또는 기액혼합 상태의 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내진다.When the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우, 제1 감압장치(150)를 통과한 증발가스는 기액분리기(170)로 보내져, 기체상과 액체상이 분리된다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 복귀라인(L3)을 따라 저장탱크(T)로 복귀하고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 기액분리기(170)로부터 증발가스 열교환기(110) 상류의 제1 공급라인(L1)까지 연장되는 기체배출라인(L4)을 따라, 증발가스 열교환기(110)으로 공급된다.When the vessel of this embodiment includes the gas-
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우, 기액분리기(170)에 의해 분리되어 저장탱크(T)로 보내지는 액체의 유량을 조절하는 제7 밸브(197); 및 기액분리기(170)에 의해 분리되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지는 기체의 유량을 조절하는 제8 밸브(198);를 더 포함할 수 있다.When the vessel of this embodiment includes the gas-
본 실시예의 제1 내지 제8 밸브, 및 제11 밸브는(191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 203)는, 시스템 운용 상황을 사람이 직접 판단하여 수동으로 조절될 수도 있고, 미리 설정된 값에 의해 개폐되도록 자동으로 조절될 수도 있다.The first to eighth valves and the eleventh valves of this embodiment (191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 203) may be manually adjusted by a person directly determining the system operation situation. Also, it may be automatically adjusted to open and close according to a preset value.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 재액화를 위한 장치의 작용을 용이하게 설명하기 위해 증발가스의 주요 흐름을 정의한다. 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스와 기액분리기(170)에서 배출되는 기체가 증발가스 열교환기(110)으로 공급되는 흐름을 제1 흐름(100), 증발가스 열교환기(110)에서 압축기(120) 또는 여분압축기(122)로 공급된 후에 압축기(120) 또는 여분압축기(122)로부터 배출되어 연료수요처(180)로 공급되는 흐름을 제2 흐름(102), 압축기(120) 및 여분압축기(122) 하류에서 제2 흐름(102)으로부터 분기하여 냉매열교환기(140)로 공급되는 흐름을 제3 흐름(104), 압축기(120) 및 여분압축기(122) 하류에서 제2 흐름(102)으로부터 분기하여 증발가스 열교환기(110)으로 공급되는 흐름을 제4 흐름(106), 증발가스 열교환기(110)으로부터 냉매열교환기(140)로 공급되는 흐름을 제5 흐름(108)으로 정의한다. 제1 흐름(100)은 증발가스 열교환기(110)을 통과하면서 제2 흐름(102)이 되고, 제4 흐름(106)은 증발가스 열교환기(110)을 통과하면서 제5 흐름(108)이 된다.In order to easily explain the operation of the apparatus for reliquefying BOG according to an embodiment of the present invention, a main flow of BOG is defined. BOG generated in the storage tank (T) and the gas discharged from the gas-
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 재액화를 위한 장치의 작용을 설명한다. 본 실시예는 특히, 저장탱크에 저장된 액화가스가 액화천연가스이고, 연료수요처가 X-DF인 경우에 적합하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제4 내지 제7 실시예의 경우도 동일하다.Hereinafter, the operation of the apparatus for re-liquefying BOG according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 . This embodiment is particularly suitable when the liquefied gas stored in the storage tank is liquefied natural gas and the fuel demand is X-DF, but is not limited thereto. The case of the fourth to seventh embodiments is also the same.
액체 상태의 액화가스를 저장하는 저장탱크(T)에서 생성되는 기체상태의 증발가스는 증발가스 열교환기(110)로 공급된다. 이때, 저장탱크(T)에서 생성되는 기체 상태의 증발가스는, 시스템 작동 후 일정 시간이 경과한 후 기액분리기(170)에서 배출되는 기체 상태의 증발가스와 만나 제1 흐름(100)을 형성하게 된다. 궁극적으로 증발가스 열교환기(110)로 공급되는 증발가스는 제1 흐름(100)이다.BOG in the gaseous state generated in the storage tank T for storing the liquefied gas in the liquid state is supplied to the
증발가스 열교환기(110)는 제1 흐름(100)이 가지고 있는 냉열을 회수하여 다른 증발가스를 냉각시키는 역할을 한다. 즉, 증발가스 열교환기(110)는, 제1 흐름(100)이 갖고 있는 냉열을 회수하여, 제2 흐름(102) 중 증발가스 열교환기(110)으로 다시 공급되는 흐름, 즉, 제4 흐름(106)에 회수한 냉열을 전달한다.The boil-off
따라서, 증발가스 열교환기(110)에서는 제1 흐름(100)과 제4 흐름(106) 간의 열교환이 일어나게 되어, 제1 흐름(100)은 가열되고 제4 흐름(106)은 냉각된다. 가열된 제1 흐름(100)은 제2 흐름(102)이 되고, 냉각된 제4 흐름(106)은 제5 흐름(108)이 된다.Accordingly, in the boil-off
증발가스 열교환기(110)에서 배출되는 제2 흐름(102)은, 압축기(120) 또는 여분압축기(122)로 공급되어, 압축기(120) 또는 여분압축기(122)에 의해 압축된다.The
압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 여분압축기(122)에서 압축된 증발가스가 합류된 제2 흐름(102)은, 일부는 제3 흐름(104)으로서 냉매열교환기(140)에 냉매로 공급되고, 다른 일부는 제4 흐름(106)으로서 증발가스 열교환기(110)에 공급되어 냉각되고, 나머지 일부는 연료수요처(180)에 공급된다.The
냉매열교환기(140)로 공급되는 제3 흐름(104)은, 냉매열교환기(140)로부터 배출되고 냉매감압장치(160)에서 팽창된 후 다시 냉매열교환기(140)로 공급된다. 이 때, 1차로 냉매열교환기(140)로 공급된 제3 흐름(104)은, 냉매감압장치(160)에서 팽창된 후, 다시 냉매열교환기(140)로 공급되는 제3 흐름(104)과 열교환되어 냉각된다. 냉매감압장치(160) 및 냉매열교환기(140)를 통과한 제3 흐름(104)은, 증발가스 열교환기(110)로부터 배출되는 제2 흐름(102)과 합류하여, 압축기(120) 또는 여분압축기(122)로 공급된다.The
증발가스 열교환기(110)에서 제1 흐름(100)과 열교환하여 냉각된 제4 흐름(106)은, 제5 흐름(108)이 되어 냉매열교환기(140)로 공급된다. 냉매열교환기(140)로 공급된 제5 흐름(108)은, 냉매감압장치(160)를 통과한 제3 흐름(104)과 열교환되어 냉각된 후, 제1 감압장치(150)을 통과하며 팽창된다. 제1 감압장치(150)을 통과한 제5 흐름(108)은 기체와 액체가 혼합된, 기액 혼합물 상태가 된다.The
기액 혼합물 상태의 제5 흐름(108)은, 바로 저장탱크(T)로 보내지거나, 기액분리기(170)를 통과하면서 기체와 액체로 분리된다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 공급되며, 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는 다시 증발가스 열교환기(110)으로 공급되어 상기 과정들을 반복하게 된다.The
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.5 is a configuration diagram schematically showing a system for treating BOG of a ship according to a fourth embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 제4 실시예의 선박은, 도 4에 도시된 제3 실시예의 선박에 비해, 제9 밸브(201), 제10 밸브(202) 및 제1 추가라인(L6)을 더 포함하고, 증발가스가 흐르는 일부 라인을 수정하여, 제1 실시예 및 제2 실시예와 같이 냉매 사이클을 폐루프로 운용할 수도 있고, 제3 실시예와 같이 냉매 사이클을 개루프로 운용할 수도 있도록 구성하였다는 점에서 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제3 실시예의 선박과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.The ship of the fourth embodiment shown in FIG. 5 further includes a
도 5를 참조하면, 본 실시예의 선박은, 제3 실시예와 마찬가지로, 증발가스 열교환기(110), 제1 밸브(191), 압축기(120), 냉각기(130), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제4 밸브(194), 냉매열교환기(140), 냉매감압장치(160), 및 제1 감압장치(150)를 포함한다.Referring to FIG. 5 , the vessel of this embodiment, like the third embodiment, the boil-off
본 실시예의 저장탱크(T)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 내부에 액화천연가스, 액화에탄가스 등의 액화가스를 저장하며, 내부 압력이 일정 압력 이상이 되면 증발가스를 외부로 배출시킨다. 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스는 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.The storage tank T of this embodiment, like the third embodiment, stores liquefied gas such as liquefied natural gas and liquefied ethane gas therein, and discharges the boil-off gas to the outside when the internal pressure is higher than a predetermined pressure. BOG discharged from the storage tank T is sent to the
본 실시예의 증발가스 열교환기(110)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여, 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스를 냉각시킨다. 즉, 증발가스 열교환기(110)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스의 냉열을 회수하여, 회수한 냉열을 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스에 공급한다. 복귀라인(L3) 상에는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제5 밸브(195)가 설치될 수 있다.The boil-off
본 실시예의 압축기(120)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 제1 공급라인(L1) 상에 설치되어 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 압축시키고, 본 실시예의 여분압축기(122)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 제2 공급라인(L2) 상에 압축기(120)와 병렬로 설치되어 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 압축시킨다. 압축기(120)와 여분압축기(122)는, 동일한 성능의 압축기일 수 있고, 각각 다단압축기일 수 있다.The
본 실시예의 압축기(120) 및 여분압축기(122)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 연료수요처(180)가 요구하는 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있다. 또한, 연료수요처(180)가 여러 종류의 엔진을 포함하는 경우에는, 더 높은 압력을 요구하는 엔진(이하, '고압 엔진'이라고 함.)의 요구 압력에 맞추어 증발가스를 압축한 후 일부는 고압 엔진으로 공급하고, 다른 일부는 더 낮은 압력을 요구하는 엔진(이하, '저압 엔진'이라고 함.) 상류에 설치된 감압장치에 의해 감압시킨 후 저압 엔진으로 공급할 수 있다. 그 밖에도, 증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에서의 재액화 효율 및 재액화량을 높이기 위하여, 증발가스를 압축기(120) 또는 여분압축기(122)에 의해 연료수요처(180)가 요구하는 압력 이상의 고압으로 압축시키고, 연료수요처(180) 상류에는 감압장치를 설치하여, 고압으로 압축된 증발가스의 압력을 연료수요처(180)가 요구하는 압력까지 낮춘 후에 연료수요처(180)로 공급할 수도 있다.The
본 실시예의 선박은, 제3 실시예와 마찬가지로, 연료수요처(180) 상류에 설치되어, 연료수요처(180)로 보내지는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제11 밸브(203)를 더 포함할 수 있다.The ship of this embodiment, like the third embodiment, is installed upstream of the
본 실시예의 선박은, 제3 실시예와 마찬가지로, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를 냉매열교환기(140)에서 증발가스를 추가적으로 냉각시키는 냉매로 사용하므로, 재액화 효율 및 재액화량을 높일 수 있다.The ship of this embodiment, like the third embodiment, uses the boil-off gas compressed by the
본 실시예의 냉각기(130)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 압축기(120) 하류에 설치되어, 압축기(120)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시키며, 본 실시예의 여분냉각기(132)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 여분압축기(122) 하류에 설치되어, 여분압축기(122)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시킨다.The cooler 130 of this embodiment, like the third embodiment, is installed downstream of the
본 실시예의 냉매열교환기(140)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 공급되어, 증발가스 열교환기(110)에 의해 냉각된 증발가스를 추가적으로 냉각시킨다.The
본 실시예에 의하면, 제3 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 증발가스 열교환기(110)뿐만 아니라 냉매열교환기(140)에서도 추가적으로 냉각되어, 더 온도가 낮은 상태로 제1 감압장치(150)로 공급될 수 있으므로, 재액화 효율 및 재액화량이 높아지게 된다.According to this embodiment, as in the third embodiment, the boil-off gas discharged from the storage tank T is additionally cooled not only in the boil-off
본 실시예의 냉매감압장치(160)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 냉매열교환기(140)를 통과한 증발가스를 팽창시킨 후 다시 냉매열교환기(140)로 보낸다.The refrigerant
본 실시예의 제1 감압장치(150)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 복귀라인(L3) 상에 설치되어, 증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에 의해 냉각된 증발가스를 팽창시킨다. 본 실시예의 제1 감압장치(150)는, 증발가스를 팽창시켜 냉각시킬 수 있는 모든 수단을 포함하며, 줄-톰슨(Joule-Thomson) 밸브 등의 팽창밸브, 또는 팽창기일 수 있다.The first
본 실시예의 선박은, 제3 실시예와 마찬가지로, 제1 감압장치(150) 하류의 복귀라인(L3) 상에 설치되며 제1 감압장치(150)으로부터 배출되는 기액 혼합물을 기체와 액체로 분리하는, 기액분리기(170)를 포함할 수 있다.The ship of this embodiment, like the third embodiment, is installed on the return line L3 downstream of the first
제3 실시예와 마찬가지로, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는 제1 감압장치(150)를 통과한 액체 또는 기액혼합 상태의 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는 제1 감압장치(150)를 통과한 증발가스는 기액분리기(170)로 보내져, 기체상과 액체상이 분리된다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 복귀라인(L3)을 따라 저장탱크(T)로 복귀하고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 기액분리기(170)로부터 증발가스 열교환기(110) 상류의 제1 공급라인(L1)까지 연장되는 기체배출라인(L4)을 따라, 증발가스 열교환기(110)으로 공급된다.As in the third embodiment, when the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우, 제3 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(170)에 의해 분리되어 저장탱크(T)로 보내지는 액체의 유량을 조절하는 제7 밸브(197); 및 기액분리기(170)에 의해 분리되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지는 기체의 유량을 조절하는 제8 밸브(198);를 더 포함할 수 있다.When the ship of this embodiment includes the gas-
단, 본 실시예의 선박은, 제3 실시예와는 달리, 재순환라인(L5)과 제2 공급라인(L2) 사이를 연결하는 제1 추가라인(L6); 재순환라인(L5) 상에 설치되는 제9 밸브(201); 및 제1 추가라인(L6) 상에 설치되는 제10 밸브(202);를 더 포함한다. 또한, 본 실시예의 선박은, 제6 밸브를 선택적으로 포함하는 제3 실시예와는 달리, 제1 공급라인(L1)으로부터 분기된 증발가스가 냉매열교환기(140)로 보내지는 재순환라인(L5) 상에 설치되어, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제6 밸브(196)를 필수적으로 포함한다.However, the ship of this embodiment, unlike the third embodiment, a first additional line (L6) connecting between the recirculation line (L5) and the second supply line (L2); a
본 실시예의 제1 추가라인(L6)의 일측은, 냉매감압장치(160)에 의해 팽창된 후 냉매열교환기(140)를 통과한 증발가스를 제1 공급라인(L1)으로 보내는, 재순환라인(L5) 상에 연결되고, 타측은, 제3 밸브(193)와 여분압축기(122) 사이의 제2 공급라인(L2) 상에 연결된다.One side of the first additional line (L6) of this embodiment is a recirculation line ( It is connected on L5), and the other end is connected on the second supply line (L2) between the
본 실시예의 제9 밸브(201)는, 재순환라인(L5)이 압축기(120) 및 여분압축기(122) 상류의 제1 공급라인(L1)과 만나는 지점과, 재순환라인(L5)이 제1 추가라인(L6)과 만나는 지점 사이의, 재순환라인(L5) 상에 설치된다.The
또한, 본 실시예의 선박은, 제3 실시예와는 달리, 여분압축기(122) 하류 쪽 제2 공급라인(L2)이 제1 공급라인(L1)이 아닌 재순환라인(L5)과 연결된다.In addition, the ship of this embodiment, unlike the third embodiment, the second supply line (L2) downstream of the
본 실시예의 제1 내지 제11 밸브(191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 201, 202, 203)는, 시스템 운용 상황을 사람이 직접 판단하여 수동으로 조절될 수도 있고, 미리 설정된 값에 의해 개폐되도록 자동으로 조절될 수도 있다.The first to eleventh valves (191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 201, 202, 203) of this embodiment may be manually adjusted by a person directly determining the system operation situation, It may be automatically adjusted to open and close by a preset value.
본 실시예의 선박의 제3 실시예와 차별되는 특징은, 냉매 사이클을 개루프뿐만 아니라 폐루프로도 운용할 수 있도록 하여, 선박의 운항 조건에 따라 재액화 시스템을 더 유연하게 사용하기 위함이며, 이하, 밸브 조절을 통해, 냉매 사이클을 폐루프로 운용하는 방법 및 개루프로 운용하는 방법을 설명한다.The feature that is different from the third embodiment of the ship of this embodiment is that the refrigerant cycle can be operated not only in an open loop but also in a closed loop, so that the reliquefaction system can be used more flexibly according to the operating conditions of the ship, Hereinafter, a method of operating a refrigerant cycle in a closed loop and a method of operating in an open loop through valve control will be described.
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 폐루프로 운용하기 위해서, 일단, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194), 및 제10 밸브(202)는 열고, 제6 밸브(196) 및 제9 밸브(201)는 닫은 상태에서 시스템을 구동시킨다.In order to operate the refrigerant cycle of the ship of this embodiment in a closed loop, once, the
저장탱크(T)로부터 배출된 후 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 재순환라인(L5)으로 공급되면, 제3 밸브(193)를 닫아, 증발가스가 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제4 밸브(194), 냉매열교환기(140), 냉매감압장치(160), 다시 냉매열교환기(140), 및 제10 밸브(202)를 순환하는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킨다.When the boil-off gas compressed by the
냉매 사이클을 폐루프로 구성하는 경우에는, 질소가스를 폐루프를 순환하는 냉매로 사용할 수도 있다. 이 경우, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 저장탱크는, 질소가스를 폐루프의 냉매 사이클 내로 도입시키는 배관을 더 포함할 수 있다.When the refrigerant cycle is configured as a closed loop, nitrogen gas may be used as the refrigerant circulating in the closed loop. In this case, the storage tank including the storage tank of the present embodiment may further include a pipe for introducing nitrogen gas into the refrigerant cycle of the closed loop.
냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 경우, 폐루프를 순환하는 증발가스만이 냉매열교환기(140)에서의 냉매로 사용되며, 압축기(120)를 통과한 증발가스는 냉매 사이클로 도입되지 못하고 연료수요처(180)로 공급되거나, 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 된다. 따라서, 재액화량이나, 연료수요처(180)에서 요구하는 증발가스량에 무관하게 일정한 유량의 증발가스가 냉매열교환기(140)의 냉매로 순환된다.When the refrigerant cycle is operated in a closed loop, only the BOG circulating in the closed loop is used as the refrigerant in the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in a closed loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 압축기(120)에 의해 압축되고 냉각기(130)에 의해 냉각된 후 일부는 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지 일부는 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다. 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환되어 냉각된 후, 냉매열교환기(140)에서 열교환되어 추가적으로 냉각된다.BOG discharged from the storage tank T passes through the
증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에 의해 냉각된 증발가스는 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다. 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.The boil-off gas cooled by the boil-off
한편, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스는, 여분압축기(122)에 의해 압축되고 여분냉각기(132)에 의해 냉각된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진다. 여분압축기(122) 및 여분냉각기(132)를 통과한 후 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각된 후 냉매감압장치(160)로 보내져 2차로 팽창되어 냉각된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스는 다시 냉매열교환기(140)로 보내져, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 여분압축기(122)에 의해 압축된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 다시 여분압축기(122)로 보내져 상술한 일련의 과정을 반복한다.On the other hand, BOG circulating the refrigerant cycle is compressed by the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192) 및 제10 밸브(202)는 닫고, 제3 밸브(193) 및 제6 밸브(196)는 열어, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제4 밸브(194) 및 제6 밸브(196)를 거쳐 연료수요처(180)로 공급되도록 한다. 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제9 밸브(201)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in a closed loop, when the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 개루프로 운용하기 위해서, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194), 제6 밸브(196) 및 제9 밸브(201)는 열고, 제10 밸브(202)는 닫는다.In order to operate the refrigerant cycle of the vessel of this embodiment in an open loop, the
냉매 사이클을 폐루프로 운용하면, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스와, 연료수요처(180)로 보내지거나 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치는 증발가스가 분리된다. 반면, 냉매 사이클을 개루프로 운용하면, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 합류되어, 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되거나, 연료수요처(180)로 보내지거나, 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 된다.When the refrigerant cycle is operated in a closed loop, BOG circulating in the refrigerant cycle and BOG sent to the
따라서, 냉매 사이클을 개루프로 운용하면, 재액화량 및 연료수요처(180)에서의 증발가스 요구량을 고려하여, 냉매열교환기(140)로 보내는 냉매의 유량을 유동적으로 조절할 수 있다. 특히, 연료수요처(180)에서의 증발가스 요구량이 적은 경우, 냉매열교환기(140)로 보내는 냉매의 유량을 증가시키면 재액화 효율 및 재액화량을 높일 수 있다.Therefore, when the refrigerant cycle is operated as an open loop, the flow rate of the refrigerant sent to the
즉, 냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 경우에는 여분압축기(122)의 용량 이상의 증발가스를 냉매열교환기(140)로 공급할 수는 없으나, 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 경우에는 여분압축기(122)의 용량을 초과하는 유량의 증발가스를 냉매열교환기(140)로 공급할 수 있다.That is, when the refrigerant cycle is operated in a closed loop, it is not possible to supply BOG more than the capacity of the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an open loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 두 흐름으로 분기하여 일부는 제1 공급라인(L1)으로 보내지고 나머지 일부는 제2 공급라인(L2)으로 보내진다.BOG discharged from the storage tank (T) passes through the
제1 공급라인(L1)으로 보내진 증발가스는, 제1 밸브(191), 압축기(120), 냉각기(130) 및 제2 밸브(192) 통과한 후, 일부는 제6 밸브(196)를 지나 냉매열교환기(140)로 보내지고, 다른 일부는 다시 두 흐름으로 분기한다. 두 흐름으로 분기한 증발가스 중 한 흐름은 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지는 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.BOG sent to the first supply line L1 passes through the
제2 공급라인(L2)으로 보내진 증발가스는, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132) 및 제4 밸브(194)를 통과한 후, 일부는 냉매열교환기(140)로 보내지고, 다른 일부는 제1 공급라인(L1)으로 보내진 후 두 흐름으로 분기한다. 두 흐름으로 분기한 증발가스 중 한 흐름은 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지 흐름은 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.The boil-off gas sent to the second supply line (L2) passes through a
설명의 편의를 위해, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를 분리하여 설명하였으나, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스 및 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스는, 각각 분리되어 흐르는 것이 아니라, 합류되어 냉매열교환기(140), 연료수요처(180) 또는 증발가스 열교환기(110)로 공급되는 것이다. 즉, 냉매열교환기(140)로 증발가스를 보내는 재순환라인(L5), 연료수요처(180)로 증발가스를 보내는 제1 공급라인(L1), 증발가스 열교환기(110)로 증발가스를 보내는 복귀라인(L3)에는, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 혼합되어 흐른다.For convenience of explanation, the boil-off gas compressed by the
재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각되고, 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 팽창되어 냉각된 후 다시 냉매열교환기(140)로 공급된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스와, 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름을, 둘 다 냉각시키는 냉매로 사용된다.The boil-off gas sent to the
즉, 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되는 증발가스는, 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 후, 냉매열교환기(140)에서 1차로 냉각되고 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 냉각된 증발가스이다. 또한, 압축기(120) 또는 여분압축기(122)로부터 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스를 냉매로 1차로 냉각된다.That is, the boil-off gas used as a refrigerant in the
냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 제9 밸브(201)를 지나 제1 공급라인(L1)으로 보내져, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 지난 증발가스와 합류되어, 상술한 일련의 과정을 반복한다.BOG used as a refrigerant in the
복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)에서 1차로 냉각되고, 냉매열교환기(140)에서 2차로 냉각된 후 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다.BOG sent to the
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.When the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192) 및 제9 밸브(201)를 닫아, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제4 밸브(194) 및 제6 밸브(196)를 거쳐 연료수요처(180)로 공급되도록 한다. 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제9 밸브(201)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.When the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되고, 저장탱크(T)에 저장된 액화가스가 액화천연가스이며, 연료수요처(180)가 X-DF 엔진이고, 기액분리기(170)를 포함하는 경우, 각 지점에서의 유체의 온도 및 압력을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.When the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an open loop, the liquefied gas stored in the storage tank T is liquefied natural gas, the
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 기액분리기(170)에 의해 분리된 증발가스가 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 공급되는 A지점에서의 증발가스는, 대략 -120℃, 1.060bara일 수 있고, 대략 -120℃, 1.060bara인 증발가스가, 대략 43℃, 20bara의 증발가스와 증발가스 열교환기(110)에서 열교환되고 난 후인 B지점에서의 증발가스는, 대략 3℃, 0.96bara일 수 있다.BOG discharged from the storage tank T and BOG separated by the gas-
또한, 대략 3℃, 0.96bara인 증발가스가, 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)를 통과한 대략 20℃, 0.96bara인 증발가스와 합류되고 난 후인 C지점에서의 증발가스는, 대략 15℃, 0.96bara일 수 있다.In addition, after the boil-off gas of about 3 ℃, 0.96 bara is merged with the boil-off gas of about 20 ℃, 0.96 bara that has passed through the
대략 15℃, 0.96bara인 증발가스는 둘로 분기되어, 한 흐름은 압축기(120)에 의해 압축된 후 냉각기(130)에 의해 냉각되고, 다른 흐름은 여분압축기(122)에 의해 압축된 후 여분냉각기(132)에 의해 냉각되는데, 압축기(120) 및 냉각기(130)를 통과한 흐름과 여분압축기(122) 및 여분냉각기(132)를 통과한 흐름이 합류된 흐름인, D지점에서의 증발가스와 H지점에서의 증발가스는, 대략 43℃, 20bara일 수 있다.BOG of approximately 15° C., 0.96 bara is branched into two, one stream is compressed by the
대략 43℃, 20bara인 증발가스가, 대략 -120℃, 1.060bara인 증발가스와 증발가스 열교환기(110)에서 열교환되고 난 후인 E지점에서의 증발가스는, 대략 -110℃, 20bara일 수 있고, 대략 -110℃, 20bara인 증발가스가 냉매열교환기(140)에서 냉각되고 난 후인 F지점에서의 증발가스는, 대략 -153℃, 20bara일 수 있으며, 대략 -153℃, 20bara의 증발가스가 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되고 난 후인 G지점에서의 증발가스는, -157℃, 2.1bara일 수 있다.BOG at approximately 43 ℃, 20 bara, BOG at about -120 ℃, 1.060 bara, and BOG at point E after heat exchange in the
한편, 대략 43℃, 20bara인 증발가스가 냉매열교환기(140)에 의해 1차로 냉각된 후인 I지점에서의 증발가스는, 대략 -73℃, 20bara일 수 있고, 대략 -73℃, 20bara의 증발가스가 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 냉각된 후인 J지점에서의 증발가스는, 대략 -154℃, 1.56bara일 수 있으며, 대략 -154℃, 1.56bara의 증발가스가 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되고 난 후인 K지점에서의 증발가스는, 대략 20℃, 0.96bara일 수 있다.On the other hand, the boil-off gas at point I after the boil-off gas of about 43 ° C., 20 bara is first cooled by the
본 실시예의 선박은, 냉매 사이클을 개루프로 운용하면서도, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스는 냉매열교환기(140)의 냉매로만 사용하고, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스는, 연료수요처(180)로 보내거나 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 하고, 냉매열교환기(140)의 냉매로는 사용하지 않도록, 여분압축기(122)와 압축기(120)를 독립적으로 운용할 수도 있다. 이하, 여분압축기(122)와 압축기(120)를 독립적으로 운용하는 개루프의 냉매 사이클을 '독립 개루프'라고 한다.The vessel of this embodiment, while operating the refrigerant cycle in an open loop, uses only the BOG compressed by the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 독립 개루프로 운용하기 위해서, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194) 및 제9 밸브(201)는 열고, 제6 밸브(196) 및 제10 밸브(202)는 닫는다. 냉매 사이클을 독립 개루프로 운용하면, 개루프로 운용할 때에 비하여 시스템의 운전이 용이해 진다는 장점이 있다.In order to operate the refrigerant cycle of the ship of this embodiment as an independent open loop, the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 독립 개루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an independent open loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 두 흐름으로 분기하여 일부는 제1 공급라인(L1)으로 보내지고 나머지 일부는 제2 공급라인(L2)으로 보내진다. 제1 공급라인(L1)으로 보내진 증발가스는, 제1 밸브(191), 압축기(120), 냉각기(130) 및 제2 밸브(192)를 통과한 후 일부는 연료수요처(180)로 보내지고, 다른 일부는 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다. 제2 공급라인(L2)으로 보내진 증발가스는, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132) 및 제4 밸브(194)를 통과한 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진다.BOG discharged from the storage tank (T) passes through the
여분압축기(122)에 의해 압축된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각되고, 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 팽창되어 냉각된 후 다시 냉매열교환기(140)로 공급되어, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 통해 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 여분압축기(122)에 의해 압축된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다.After being compressed by the
냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 제9 밸브(201)를 지나 제1 공급라인(L1)으로 보내져, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 지난 증발가스와 합류되어, 상술한 일련을 과정을 반복한다.BOG used as a refrigerant in the
압축기(120)에 의해 압축된 후 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)에서 1차로 냉각되고, 냉매열교환기(140)에서 2차로 냉각된 후 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다.After being compressed by the
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.When the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 독립 개루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192) 및 제9 밸브(201)를 닫고, 제6 밸브(196)를 열어, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제4 밸브(194) 및 제6 밸브(196)를 거쳐 연료수요처(180)로 공급되도록 한다. 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제9 밸브(201)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an independent open loop, if the
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.6 is a configuration diagram schematically showing a BOG treatment system for a ship according to a fifth embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 제5 실시예의 선박은, 도 5에 도시된 제4 실시예의 선박에 비해, 제12 밸브(301), 제13 밸브(302), 제14 밸브(303), 제15 밸브(304), 제2 추가라인(L7), 제3 추가라인(L8), 제4 추가라인(L9) 및 제5 추가라인(L10)을 더 추가하였다는 점에서 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제4 실시예의 선박과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.The vessel of the fifth embodiment shown in FIG. 6 has a
도 6을 참조하면, 본 실시예의 선박은, 제4 실시예와 마찬가지로, 증발가스 열교환기(110), 제1 밸브(191), 압축기(120), 냉각기(130), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제4 밸브(194), 냉매열교환기(140), 냉매감압장치(160), 및 제1 감압장치(150)를 포함한다.Referring to FIG. 6 , the ship of this embodiment, like the fourth embodiment, the boil-off
본 실시예의 저장탱크(T)는, 제4 실시예와 마찬가지로, 내부에 액화천연가스, 액화에탄가스 등의 액화가스를 저장하며, 내부 압력이 일정 압력 이상이 되면 증발가스를 외부로 배출시킨다. 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스는 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.The storage tank T of this embodiment, like the fourth embodiment, stores liquefied gas such as liquefied natural gas and liquefied ethane gas therein, and discharges boil-off gas to the outside when the internal pressure is greater than or equal to a certain pressure. BOG discharged from the storage tank T is sent to the
본 실시예의 증발가스 열교환기(110)는, 제4 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여, 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스를 냉각시킨다.The boil-off
본 실시예의 압축기(120)는, 제4 실시예와 마찬가지로, 제1 공급라인(L1) 상에 설치되어 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 압축시키고, 본 실시예의 여분압축기(122)는, 제4 실시예와 마찬가지로, 제2 공급라인(L2) 상에 압축기(120)와 병렬로 설치되어 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 압축시킨다. 압축기(120)와 여분압축기(122)는, 동일한 성능의 압축기일 수 있고, 각각 다단압축기일 수 있다.The
본 실시예의 압축기(120) 및 여분압축기(122)는, 제4 실시예와 마찬가지로, 연료수요처(180)가 요구하는 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있다. 또한, 연료수요처(180)가 여러 종류의 엔진을 포함하는 경우에는, 고압 엔진의 요구 압력에 맞추어 증발가스를 압축한 후, 일부는 고압 엔진으로 공급하고, 다른 일부는 저압 엔진 상류에 설치된 감압장치에 의해 감압시킨 후 저압 엔진으로 공급할 수 있다. 그 밖에도, 증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에서의 재액화 효율 및 재액화량을 위하여, 증발가스를 압축기(120) 또는 여분압축기(122)에 의해 연료수요처(180)가 요구하는 압력 이상의 고압으로 압축시키고, 연료수요처(180) 상류에는 감압장치를 설치하여, 고압으로 압축된 증발가스의 압력을 연료수요처(180)가 요구하는 압력까지 낮춘 후에 연료수요처(180)로 공급할 수도 있다.The
본 실시예의 선박은, 제4 실시예와 마찬가지로, 연료수요처(180) 상류에 설치되어, 연료수요처(180)로 보내지는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제11 밸브(203)를 더 포함할 수 있다.The ship of this embodiment, like the fourth embodiment, is installed upstream of the
본 실시예의 선박은, 제4 실시예와 마찬가지로, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를 냉매열교환기(140)에서 증발가스를 추가적으로 냉각시키는 냉매로 사용하므로, 재액화 효율 및 재액화량을 높일 수 있다.The ship of this embodiment, like the fourth embodiment, uses the boil-off gas compressed by the
본 실시예의 냉각기(130)는, 제4 실시예와 마찬가지로, 압축기(120) 하류에 설치되어, 압축기(120)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시키며, 본 실시예의 여분냉각기(132)는, 제4 실시예와 마찬가지로, 여분압축기(122) 하류에 설치되어, 여분압축기(122)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시킨다.The cooler 130 of this embodiment, as in the fourth embodiment, is installed downstream of the
본 실시예의 냉매열교환기(140)는, 제4 실시예와 마찬가지로, 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 공급되어, 증발가스 열교환기(110)에 의해 냉각된 증발가스를 추가적으로 냉각시킨다.The
본 실시예에 의하면, 제4 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 증발가스 열교환기(110)뿐만 아니라 냉매열교환기(140)에서도 추가적으로 냉각되어, 더 온도가 낮은 상태로 제1 감압장치(150)로 공급될 수 있으므로, 재액화 효율 및 재액화량이 높아지게 된다.According to this embodiment, as in the fourth embodiment, the boil-off gas discharged from the storage tank T is additionally cooled not only in the boil-off
본 실시예의 냉매감압장치(160)는, 제4 실시예와 마찬가지로, 냉매열교환기(140)를 통과한 증발가스를 팽창시킨 후 다시 냉매열교환기(140)로 보낸다.The refrigerant
본 실시예의 제1 감압장치(150)는, 제4 실시예와 마찬가지로, 복귀라인(L3) 상에 설치되어, 증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에 의해 냉각된 증발가스를 팽창시킨다. 본 실시예의 제1 감압장치(150)는, 증발가스를 팽창시켜 냉각시킬 수 있는 모든 수단을 포함하며, 줄-톰슨(Joule-Thomson) 밸브 등의 팽창밸브, 또는 팽창기일 수 있다.The first
본 실시예의 선박은, 제4 실시예와 마찬가지로, 제1 감압장치(150) 하류의 복귀라인(L3) 상에 설치되며 제1 감압장치(150)으로부터 배출되는 기액 혼합물을 기체와 액체로 분리하는, 기액분리기(170)를 포함할 수 있다.The ship of this embodiment, like the fourth embodiment, is installed on the return line L3 downstream of the first
제4 실시예와 마찬가지로, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는 제1 감압장치(150)를 통과한 액체 또는 기액혼합 상태의 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는 제1 감압장치(150)를 통과한 증발가스는 기액분리기(170)로 보내져, 기체상과 액체상이 분리된다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 복귀라인(L3)을 따라 저장탱크(T)로 복귀하고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 기액분리기(170)로부터 증발가스 열교환기(110) 상류의 제1 공급라인(L1)까지 연장되는 기체배출라인(L4)을 따라, 증발가스 열교환기(110)으로 공급된다.As in the fourth embodiment, when the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우, 제4 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(170)에 의해 분리되어 저장탱크(T)로 보내지는 액체의 유량을 조절하는 제7 밸브(197); 및 기액분리기(170)에 의해 분리되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지는 기체의 유량을 조절하는 제8 밸브(198);를 더 포함할 수 있다.When the vessel of this embodiment includes the gas-
본 실시예의 선박은, 제4 실시예와 마찬가지로, 재순환 라인(L5) 상에 설치되는 제6 밸브(196), 재순환라인(L5)과 제2 공급라인(L2) 사이를 연결하는 제1 추가라인(L6); 재순환라인(L5) 상에 설치되는 제9 밸브(201); 및 제1 추가라인(L6) 상에 설치되는 제10 밸브(202);를 더 포함한다. The ship of this embodiment, like the fourth embodiment, a
본 실시예의 제1 추가라인(L6)은, 제4 실시예와 마찬가지로, 일측은, 냉매감압장치(160)에 의해 팽창된 후 냉매열교환기(140)를 통과한 증발가스를 제1 공급라인(L1)으로 보내는, 재순환라인(L5) 상에 연결되고, 타측은, 제3 밸브(193)와 여분압축기(122) 사이의 제2 공급라인(L2) 상에 연결된다.The first additional line (L6) of this embodiment, like the fourth embodiment, one side, after being expanded by the refrigerant
본 실시예의 제9 밸브(201)는, 제4 실시예와 마찬가지로, 재순환라인(L5)이 압축기(120) 및 여분압축기(122) 상류의 제1 공급라인(L1)과 만나는 지점과, 재순환라인(L5)이 제1 추가라인(L6)과 만나는 지점 사이의, 재순환라인(L5) 상에 설치된다.The
단, 본 실시예의 선박은, 제4 실시예와는 달리, 여분압축기(122) 하류 쪽 제2 공급라인(L2)이 제1 공급라인(L1)과 연결되고, 냉매열교환기(140) 상류 쪽 재순환라인(L5)이 제2 공급라인(L2)과 연결된다.However, in the ship of this embodiment, unlike the fourth embodiment, the second supply line (L2) on the downstream side of the
또한, 본 실시예의 선박은, 제4 실시예와는 달리, 제10 밸브(202) 상류의 제1 추가라인(L6)과, 제1 밸브(191)와 압축기(120) 사이의 제1 공급라인(L1)을 연결하는 제2 추가라인(L7); 여분냉각기(132)와 제4 밸브(194) 사이의 제2 공급라인(L2)과, 냉각기(130)와 제2 밸브(192) 사이의 제1 공급라인(L1)를 연결하는 제3 추가라인(L8); 냉각기(130)와 제2 밸브(192) 사이의 제1 공급라인(L1)과, 제6 밸브(196) 하류의 재순환라인(L5)을 연결하는 제4 추가라인(L9); 및 여분냉각기(132)와 제4 밸브(194) 사이의 제2 공급라인(L2)과, 복귀라인(L3)의 제5 밸브(195) 하류를 연결하는 제5 추가라인(L10);을 더 포함한다.In addition, the ship of this embodiment, unlike the fourth embodiment, the first additional line (L6) upstream of the
그 밖에도, 본 실시예의 선박은, 복귀라인(L3) 상에 설치되는 제5 밸브(195); 제2 추가라인(L7) 상에 설치되는 제12 밸브(301), 제3 추가라인(L8) 상에 설치되는 제13 밸브(302), 제4 추가라인(L9) 상에 설치되는 제14 밸브(303), 및 제5 추가라인(L10) 상에 설치되는 제15 밸브(304)를 더 포함한다.In addition, the ship of this embodiment, the
본 실시예의 제1 내지 제15 밸브(191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 201, 202, 203, 301, 302, 303, 304)는, 시스템 운용 상황을 사람이 직접 판단하여 수동으로 조절될 수도 있고, 미리 설정된 값에 의해 개폐되도록 자동으로 조절될 수도 있다.The first to
본 실시예의 선박의 냉매 사이클은, 제4 실시예와 마찬가지로, 폐루프, 개루프 또는 독립 개루프로 운용될 수 있으며, 이하, 밸브 조절을 통해, 냉매 사이클을 폐루프, 개루프 또는 독립 개루프로 운용하는 방법을 설명한다.The refrigerant cycle of the ship of this embodiment, like the fourth embodiment, can be operated in a closed loop, an open loop, or an independent open loop, hereinafter, through valve control, the refrigerant cycle is closed loop, open loop or independent open loop explains how to operate it.
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 폐루프로 운용하기 위해서는, 일단, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제5 밸브(195), 제6 밸브(196) 및 제10 밸브(202)는 열고, 제4 밸브(194), 제9 밸브(201), 제12 밸브(301), 제13 밸브(302), 제14 밸브(303), 및 제15 밸브(304)는 닫은 상태에서 시스템을 구동시킨다.In order to operate the refrigerant cycle of the ship of this embodiment in a closed loop, once, the
저장탱크(T)로부터 배출된 후 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 재순환라인(L5)으로 공급되면, 제3 밸브(193)를 닫아, 증발가스가 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제6 밸브(196), 냉매열교환기(140), 냉매감압장치(160), 다시 냉매열교환기(140), 및 제10 밸브(202)를 순환하는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킨다.When the boil-off gas compressed by the
냉매 사이클을 폐루프로 구성하는 경우, 제4 실시예와 마찬가지로, 질소가스를 폐루프를 순환하는 냉매로 사용할 수 있고, 질소가스를 폐루프의 냉매 사이클 내로 도입시키는 배관을 더 포함할 수 있다.When the refrigerant cycle is configured as a closed loop, as in the fourth embodiment, nitrogen gas may be used as a refrigerant circulating in the closed loop, and a pipe for introducing nitrogen gas into the refrigerant cycle of the closed loop may be further included.
냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 경우, 제4 실시예와 마찬가지로, 재액화량이나 연료수요처(180)에서 요구하는 증발가스량에 무관하게 일정한 유량의 증발가스가 냉매열교환기(140)의 냉매로 순환된다.When the refrigerant cycle is operated in a closed loop, a constant flow rate of BOG is circulated as the refrigerant of the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in a closed loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 압축기(120)에 의해 압축되고 냉각기(130)에 의해 냉각된 후 일부는 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지 일부는 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다. 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환되어 냉각된 후, 냉매열교환기(140)에서 열교환되어 추가적으로 냉각된다.BOG discharged from the storage tank T is compressed by the
증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에 의해 냉각된 증발가스는 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다. 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.The boil-off gas cooled by the boil-off
한편, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스는, 여분압축기(122)에 의해 압축되고 여분냉각기(132)에 의해 냉각된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진다. 여분압축기(122) 및 여분냉각기(132)를 통과한 후 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각된 후 냉매감압장치(160)로 보내져 2차로 팽창되어 냉각된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스는 다시 냉매열교환기(140)로 보내져, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 여분압축기(122)에 의해 압축된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 다시 여분압축기(122)로 보내져 상술한 일련의 과정을 반복한다.On the other hand, BOG circulating the refrigerant cycle is compressed by the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제5 밸브(195), 제6 밸브(196), 및 제10 밸브(202)는 닫고, 제3 밸브(193) 및 제4 밸브(194)는 열어, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 및 제4 밸브(194)를 거쳐 연료수요처(180)로 공급되도록 한다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment operates in a closed loop, when the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 도중 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장난 경우에도, 증발가스의 일부를 재액화할 필요가 있으면, 제15 밸브(304)를 열어, 증발가스의 일부가 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치도록 할 수 있다. 또한, 증발가스의 일부를 재액화하면서, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제6 밸브(196) 및 제9 밸브(201)를 열거나, 제6 밸브(196) 및 제10 밸브(202)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.Even if the
본 실시예의 선박은, 냉매 사이클이 폐루프로 운용되면서도 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스를 냉매열교환기(140)에서의 냉매로 사용하고, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를 연료수요처(180)로 공급하거나 재액화 과정을 거치도록 할 수도 있다(이하, '제2 폐루프'라고 한다.).The vessel of this embodiment uses the BOG compressed by the
상술한 바와 같이, 압축기(120)와 냉각기(130), 여분압축기(122)와 여분냉각기(132)는 설명의 편의를 위해 구분하여 설명한 것일 뿐 동일한 역할을 하며, 하나의 선박에 같은 역할을 하는 압축기 및 냉각기를 두 대 이상 구비하였다는 점에서 리던던시(Redundancy) 개념을 만족시키는 것이다. 따라서, 압축기(120)와 냉각기(130), 여분압축기(122)와 여분냉각기(132)는 역할을 바꾸어 운용될 수도 있다.As described above, the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 제2 폐루프로 운용하기 위해서, 일단, 제1 밸브(191), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194), 제12 밸브(301), 제14 밸브(303) 및 제15 밸브(304)는 열고, 제2 밸브(192), 제5 밸브(195), 제6 밸브(196), 제9 밸브(201), 제10 밸브(202), 및 제13 밸브(302)는 닫은 상태에서 시스템을 구동시킨다.In order to operate the refrigerant cycle of the ship of this embodiment as a second closed loop, once, the
저장탱크(T)로부터 배출된 후 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스가 재순환라인(L5)으로 공급되면, 제1 밸브(191)를 닫아, 증발가스가 압축기(120), 냉각기(130), 제14 밸브(303), 냉매열교환기(140), 냉매감압장치(160), 다시 냉매열교환기(140), 및 제12 밸브(301)를 순환하는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킨다.When the boil-off gas compressed by the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 제2 폐루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in the second closed loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후, 제3 밸브(193)를 지나, 여분압축기(122)에 의해 압축되고 여분냉각기(132)에 의해 냉각된 후, 일부는 제4 밸브(194)를 지나 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지 일부는 제15 밸브(304)를 지나 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다. 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환되어 냉각된 후, 냉매열교환기(140)에서 추가적으로 냉각된다.BOG discharged from the storage tank T passes through the
증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에 의해 냉각된 증발가스는 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다. 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.The boil-off gas cooled by the boil-off
한편, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스는, 압축기(120)에 의해 압축되고 냉각기(130)에 의해 냉각된 후 제14 밸브(303)를 지나 냉매열교환기(140)로 보내진다. 압축기(120) 및 냉각기(130)를 통과한 후 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각된 후 냉매감압장치(160)로 보내져 2차로 팽창되어 냉각된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스는 다시 냉매열교환기(140)로 보내져, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 압축기(120)에 의해 압축된 후 제14 밸브(303)를 지나 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 재순환라인(L5)을 따라 흐르다가 제1 추가라인(L6)으로 분기한 후 다시 제2 추가라인(L7)으로 분기하여, 제12 밸브(301)를 지나 제1 공급라인(L1)으로 보내진다. 제1 공급라인(L1)으로 보내진 증발가스는, 다시 압축기(120)로 보내져 상술한 일련의 과정을 반복한다.On the other hand, BOG circulating in the refrigerant cycle is compressed by the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 제2 폐루프로 운용되는 도중, 여분압축기(122) 또는 여분냉각기(132)가 고장나게 되면, 제3 밸브(193), 제4 밸브(194), 제12 밸브(301), 제14 밸브(303), 및 제15 밸브(304)는 닫고, 제1 밸브(191) 및 제2 밸브(192)는 열어, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가, 제1 밸브(191), 압축기(120), 냉각기(130), 및 제2 밸브(192)를 거쳐 연료수요처(180)로 공급되도록 한다. While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in the second closed loop, when the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 제2 폐루프로 운용되는 도중, 여분압축기(122) 또는 여분냉각기(132)가 고장난 경우에도, 증발가스의 일부를 재액화할 필요가 있으면, 제5 밸브(195)를 열어, 증발가스의 일부가 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치도록 할 수 있다. 또한, 증발가스의 일부를 재액화하면서, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제9 밸브(201) 및 제14 밸브(303)를 열거나, 제12 밸브(301) 및 제14 밸브(303)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in the second closed loop, even if the
한편, 본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 개루프로 운용하기 위해서는, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제5 밸브(195), 제6 밸브(196), 제9 밸브(201), 및 제13 밸브(302)는 열고, 제4 밸브(194), 제10 밸브(202), 제12 밸브(301), 제14 밸브(303) 및 제15 밸브(304)는 닫는다.On the other hand, in order to operate the refrigerant cycle of the ship of the present embodiment in an open loop, the
냉매 사이클을 개루프로 운용하면, 제4 실시예와 마찬가지로, 재액화량 및 연료수요처(180)에서의 증발가스 요구량을 고려하여, 냉매열교환기(140)로 보내는 냉매의 유량을 유동적으로 조절할 수 있고, 특히, 연료수요처(180)에서의 증발가스 요구량이 적은 경우, 냉매열교환기(140)로 보내는 냉매의 유량을 증가시키면 재액화 효율 및 재액화량을 높일 수 있다. 즉, 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 경우에는 여분압축기(122)의 용량을 초과하는 유량의 증발가스를 냉매열교환기(140)로 공급할 수 있다.When the refrigerant cycle is operated as an open loop, as in the fourth embodiment, the flow rate of the refrigerant sent to the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an open loop is as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 두 흐름으로 분기하여 일부는 제1 밸브(191)를 지나 압축기(120)로 보내지고, 나머지 일부는 제3 밸브(193)를 지나 여분압축기(122)로 보내진다.BOG discharged from the storage tank (T) passes through the
압축기(120)로 보내진 증발가스는, 압축기(120)에 의해 압축되고 냉각기(130)에 의해 냉각된 후, 일부는 제13 밸브(302) 및 제6 밸브(196)를 지나 냉매열교환기(140)로 보내지고, 다른 일부는 제2 밸브(192)를 지나 연료수요처(180)로 보내지며, 나머지 일부는 제5 밸브(195)를 지나 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.After the BOG sent to the
여분압축기(122)로 보내진 증발가스는, 여분압축기(122)에 의해 압축되고 여분냉각기(132)에 의해 냉각된 후, 일부는 제6 밸브(196)를 지나 냉매열교환기(140)로 보내지고, 나머지 일부는 제13 밸브(302)를 지난 후 둘로 분기된다.After the boil-off gas sent to the
여분압축기(122), 여분냉각기(132) 및 제13 밸브(302)를 통과한 후 둘로 분기된 흐름 중 한 흐름은, 제2 밸브(192)를 지나 연료수요처(180)로 공급되고, 나머지 흐름은 제5 밸브(195)를 지나 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.After passing through the
제4 실시예와 마찬가지로, 설명의 편의를 위해 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 여분압축기(122)에 의해 분리된 증발가스를 분리하여 설명하였으나, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 여분압축기(122)에 의해 분리된 증발가스는 합류되어, 냉매열교환기(140), 연료수요처(180), 및 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.As in the fourth embodiment, for convenience of explanation, the BOG compressed by the
제6 밸브(196)를 지나 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각되고, 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 팽창되어 냉각된 후 다시 냉매열교환기(140)로 공급된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 압축기(120) 또는 여분압축기(122)로부터 제6 밸브(196)를 지나 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다.The boil-off gas sent to the
냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 제9 밸브(201)를 지나 제1 공급라인(L1)으로 보내져, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 지난 증발가스와 합류되어, 상술한 일련의 과정을 반복한다.BOG used as a refrigerant in the
복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)에서 1차로 냉각되고, 냉매열교환기(140)에서 2차로 냉각된 후 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다.BOG sent to the
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.When the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191), 제5 밸브(195), 제6 밸브(196), 및 제9 밸브(201)를 닫아, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제13 밸브(302), 및 제2 밸브(192)를 거쳐 연료수요처(180)로 공급되도록 한다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in an open loop, when the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장난 경우에도, 증발가스의 일부를 재액화할 필요가 있으면, 제5 밸브(195)를 열어, 증발가스의 일부가 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치도록 할 수 있다. 또한, 증발가스의 일부를 재액화하면서, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제9 밸브(201) 및 제14 밸브(303)를 열거나, 제10 밸브(202) 및 제14 밸브(303)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.Even if the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 독립 개루프로 운용하기 위해서, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제5 밸브(195), 제6 밸브(196), 및 제9 밸브(201)는 열고, 제4 밸브(194), 제10 밸브(202), 제12 밸브(301), 제13 밸브(302), 제14 밸브(303) 및 제15 밸브(304)는 닫는다. 냉매 사이클을 독립 개루프로 운용하면, 개루프로 운용할 때에 비하여 시스템의 운전이 용이해 진다는 장점이 있다.In order to operate the refrigerant cycle of the ship of the present embodiment as an independent open loop, the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 독립 개루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an independent open loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 두 흐름으로 분기하여, 일부는 제1 밸브(191)를 지나 압축기(120)로 보내지고, 나머지 일부는 제3 밸브(193)를 지나 여분압축기(122)로 보내진다. 압축기(120)로 보내진 증발가스는, 압축기(120)에 의해 압축되고 냉각기(130)에 의해 냉각된 후, 일부는 제2 밸브(192)를 지나 연료수요처(180)로 보내지고, 다른 일부는 제5 밸브(195)를 지나 증발가스 열교환기(110)로 보내진다. 여분압축기(122)로 보내진 증발가스는, 여분압축기(122)에 의해 압축되고 여분냉각기(132)에 의해 냉각된 후, 제6 밸브(196)를 지나 냉매열교환기(140)로 보내진다.BOG discharged from the storage tank (T) passes through the
여분압축기(122)에 의해 압축된 후 제6 밸브(196)를 지나 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각되고, 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 팽창되어 냉각된 후 다시 냉매열교환기(140)로 공급되어, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 여분압축기(122)에 의해 압축된 후 제6 밸브(196)를 지나 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다.After being compressed by the
냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 제9 밸브(201)를 지나 제1 공급라인(L1)으로 보내져, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 지난 증발가스와 합류되어, 상술한 일련을 과정을 반복한다.BOG used as a refrigerant in the
압축기(120)에 의해 압축된 후 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)에서 1차로 냉각되고, 냉매열교환기(140)에서 2차로 냉각된 후 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다.BOG sent to the
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.When the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 독립 개루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191), 제5 밸브(195), 제6 밸브(196), 및 제9 밸브(201)를 닫고, 제13 밸브(302)를 열어, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제13 밸브(302) 및 제2 밸브(192)를 거쳐 연료수요처(180)로 공급되도록 한다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an independent open loop, if the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 독립 개루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장난 경우에도, 증발가스의 일부를 재액화할 필요가 있으면, 제5 밸브(195)를 열어, 증발가스의 일부가 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치도록 할 수 있다. 또한, 증발가스의 일부를 재액화하면서, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제6 밸브(196) 및 제9 밸브(201)를 열거나, 제6 밸브(196) 및 제10 밸브(202)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an independent open loop, even if the
도 7는 본 발명의 제6 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.7 is a configuration diagram schematically showing a BOG treatment system for a ship according to a sixth embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 제6 실시예의 선박은, 도 4에 도시된 제3 실시예의 선박에 비해, 제2 여분압축기(126), 제2 여분냉각기(136), 제3 공급라인(L6), 제1 추가라인(L7), 제2 추가라인(L8), 제9 밸브 내지 제14 밸브(201, 202, 203, 204, 205, 206)를 더 포함하고, 유체가 흐르는 일부 라인을 수정하였다는 점에서 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제3 실시예의 선박과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.The vessel of the sixth embodiment shown in FIG. 7, compared to the vessel of the third embodiment shown in FIG. 4, the second
도 7를 참조하면, 본 실시예의 선박은, 제3 실시예와 마찬가지로, 증발가스 열교환기(110), 제1 밸브(191), 압축기(120), 냉각기(130), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제1 여분압축기(122), 제1 여분냉각기(132), 제4 밸브(194), 냉매열교환기(140), 냉매감압장치(160), 및 제1 감압장치(150)를 포함한다.Referring to FIG. 7 , the vessel of this embodiment, like the third embodiment, the boil-off
단, 본 실시예의 선박은, 제3 실시예와는 달리, 재순환라인(L5) 상에 설치되는 제9 밸브(201); 제2 공급라인(L2)으로부터 분기되어 재순환라인(L5)과 연결되는 제3 공급라인(L6); 제3 공급라인(L6) 상에 설치되어, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 압축시키는 제2 여분압축기(126); 제3 공급라인(L6)의 제2 여분압축기(126) 하류에 설치되어, 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스의 온도를 낮추는 제2 여분냉각기(136); 제2 여분압축기(126) 상류의 제3 공급라인(L6) 상에 설치되는 제10 밸브(202); 제2 공급라인(L2)과 제3 공급라인(L6) 사이의 재순환라인(L5) 상에 설치되는 제12 밸브(204); 재순환라인(L5)과 제3 공급라인(L6) 사이를 연결하는 제1 추가라인(L7); 제1 추가라인(L7)과 제2 공급라인(L2) 사이를 연결하는 제2 추가라인(L8); 제1 추가라인(L7) 상에 설치되는 제13 밸브(205); 및 제2 추가라인(L8) 상에 설치되는 제14 밸브(206);를 더 포함한다. However, the ship of this embodiment, unlike the third embodiment, the
또한, 본 실시예의 선박은, 제3 실시예에서는 제6 밸브를 선택적으로 포함하였던 것과 달리, 제1 공급라인(L1)과 제2 공급라인(L2) 사이의 재순환라인(L5) 상에 설치되는 제6 밸브(196);를 필수적으로 포함한다.In addition, the ship of this embodiment is installed on the recirculation line (L5) between the first supply line (L1) and the second supply line (L2), unlike the third embodiment selectively including the sixth valve A
뿐만 아니라, 본 실시예의 선박은, 제3 실시예와는 달리, 제1 여분압축기(122) 하류 쪽 제2 공급라인(L2)이 제1 공급라인(L1)이 아닌 재순환라인(L5)과 연결된다. 즉, 본 실시예의 재순환라인(L5)은, 제1 공급라인(L1)으로부터 분기하여, 제2 공급라인(L2)의 하류 쪽 단부, 제3 공급라인(L6)의 하류 쪽 단부와 순차적으로 연결된 후 냉매열교환기(140) 쪽으로 연장된다.In addition, the ship of this embodiment, unlike the third embodiment, the second supply line (L2) downstream of the first
본 실시예의 저장탱크(T)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 내부에 액화천연가스, 액화에탄가스 등의 액화가스를 저장하며, 내부 압력이 일정 압력 이상이 되면 증발가스를 외부로 배출시킨다. 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스는 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.The storage tank T of this embodiment, like the third embodiment, stores liquefied gas such as liquefied natural gas and liquefied ethane gas therein, and discharges the boil-off gas to the outside when the internal pressure is higher than a predetermined pressure. BOG discharged from the storage tank T is sent to the
본 실시예의 증발가스 열교환기(110)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여, 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스를 냉각시킨다. 즉, 증발가스 열교환기(110)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스의 냉열을 회수하여, 회수한 냉열을 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스에 공급한다. 복귀라인(L3) 상에는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제5 밸브(195)가 설치될 수 있다.The boil-off
본 실시예의 압축기(120)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 제1 공급라인(L1) 상에 설치되어 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 압축시키고, 본 실시예의 제1 여분압축기(122)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 제2 공급라인(L2) 상에 압축기(120)와 병렬로 설치되어 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 압축시킨다.The
본 실시예의 제2 여분압축기(126)는, 제3 공급라인(L6) 상에 압축기(120) 및 제1 여분압축기(122)와 병렬로 설치되어, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 압축시킨다. 압축기(120), 제1 여분압축기(122), 및 제2 여분압축기(126)는, 동일한 성능의 압축기일 수 있고, 각각 다단압축기일 수 있다.The second
본 실시예의 선박은, 제1 여분압축기(122)뿐만 아니라 제2 여분압축기(126)도 포함하므로, 용량이 작은 압축기를 사용할 수 있어 경제적이다. 압축기(120), 제1 여분압축기(122), 및 제2 여분압축기(126)는, 어느 하나가 고장났을 때 다른 하나가 고장난 압축기(또는 여분압축기)의 역할을 해야하므로, 동일한 용량을 가지는 경우가 일반적인데, 예를 들어 압축기가 증발가스를 처리하기 위하여 총 150의 용량이 필요하다고 하였을 때, 각 75의 용량을 가지는 압축기와 한 대의 여분압축기를 설치하는 것보다, 각 50의 용량을 가지는 압축기와 두 대의 여분압축기를 설치하는 것이 비용이 훨씬 적게 들어간다. 즉, 본 실시예의 선박은, 여분압축기를 하나 더 포함하여, 더 적은 비용으로 동일하거나 더 많은 유량의 증발가스를 처리할 수 있다.Since the ship of this embodiment includes not only the first
또한, 본 실시예의 선박은, 제1 여분압축기(122)뿐만 아니라 제2 여분압축기(126)도 포함하므로, 선박의 운항 속도에 맞추어 더욱 세밀하고 유연한 시스템의 운용이 가능하다.In addition, since the ship of this embodiment includes not only the first
저장탱크(T) 내의 액화가스의 양이 많으면 증발가스의 발생량이 증가하고, 선박의 운항 속도가 느리면 연료수요처(180)에서의 증발가스 사용량이 감소하므로, 재액화시켜야 할 증발가스의 양은, 저장탱크(T) 내의 액화가스의 양이 많고, 선박의 운항 속도가 느릴수록 증가하고, 저장탱크(T) 내의 액화가스의 양이 적고, 선박의 운항 속도가 빠를수록 감소한다.If the amount of liquefied gas in the storage tank T is large, the amount of BOG to be generated increases, and if the sailing speed of the vessel is slow, the amount of BOG to be reliquefied is reduced because the amount of BOG to be reliquefied is stored The amount of liquefied gas in the tank (T) is large and increases as the sailing speed of the ship is slow, and the amount of the liquefied gas in the storage tank (T) is small and decreases as the sailing speed of the ship is fast.
저장탱크(T) 내의 액화가스의 양은, 유동적이기는 하나, 액화가스 운반선을 예로 들면, 생산처에서 액화가스를 싣고 수요처로 향할 때에 많고, 수요처에서 액화가스를 하역한 후 다시 생산처로 향할 때에 적어진다. 이러한 저장탱크(T) 내부의 액화가스의 양을 함께 고려하여, 일례로 선박이 고속(대략 18 내지 19 knots)으로 운항할 때에는, 세 대의 압축기(120, 122, 126) 중 한 대만 사용하고, 선박이 저속(대략 13 내지 14 knots)으로 운항할 때에는, 두 대를 사용하고, 선박이 정박했을 때에는, 세 대를 모두 사용하는 방식으로 시스템을 운용할 수 있다.The amount of liquefied gas in the storage tank (T) is flexible, but, for example, a liquefied gas carrier is large when loading liquefied gas from a producer to a consumer, and after unloading the liquefied gas from the consumer, it decreases when heading back to the producer. Considering the amount of liquefied gas inside the storage tank (T) together, for example, when the ship operates at high speed (approximately 18 to 19 knots), only one of the three compressors (120, 122, 126) is used, When the vessel is operating at low speed (approximately 13 to 14 knots), two units are used, and when the vessel is moored, the system can be operated in such a way that all three units are used.
압축기 외에 여분압축기를 한 대만 설치한 경우에는, 압축기 또는 여분압축기가 고장나면, 재액화 효율을 높이는 것을 포기하고 고장나지 않은 압축기(또는 여분압축기) 한 대만을 이용하여 증발가스를 처리할 수 있다는 점에서 리던던시의 개념을 만족시킬 수는 있지만, 선박이 운항하는 거의 대부분의 시간 동안 압축기와 여분압축기가 모두 구동되게 되므로 리던던시의 개념이 약해질 수밖에 없다.If only one spare compressor is installed in addition to the compressor, if the compressor or the spare compressor fails, it is possible to give up on increasing the reliquefaction efficiency and use only one compressor (or spare compressor) that does not fail to treat BOG. can satisfy the concept of redundancy, but the concept of redundancy is inevitably weakened because both the compressor and the spare compressor are driven for most of the time that the ship operates.
그런데, 선박이 고속으로 운항하는 시간은, 선박이 저속으로 운항하거나 정박하는 시간에 비하여 짧은 경우가 대부분이므로, 본 실시예에 의하면, 선박에 설치된 모든 압축기가 전부 구동되는 시간을 최소화시켜, 리던던시의 개념을 충분히 확보할 수 있다.However, since the time for the vessel to operate at high speed is usually shorter than the time for the vessel to operate at low speed or anchored, according to this embodiment, the time for all compressors installed in the vessel to be driven is minimized, thereby reducing redundancy. The concept is sufficient.
한편, 본 실시예의 압축기(120), 제1 여분압축기(122), 및 제2 여분압축기(126)는, 연료수요처(180)가 요구하는 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있다. 또한, 연료수요처(180)가 여러 종류의 엔진을 포함하는 경우에는, 더 높은 압력을 요구하는 엔진(이하, '고압 엔진'이라고 함.)의 요구 압력에 맞추어 증발가스를 압축한 후 일부는 고압 엔진으로 공급하고, 다른 일부는 더 낮은 압력을 요구하는 엔진(이하, '저압 엔진'이라고 함.) 상류에 설치된 감압장치에 의해 감압시킨 후 저압 엔진으로 공급할 수 있다. 그 밖에도, 증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에서의 재액화 효율 및 재액화량을 높이기 위하여, 연료수요처(180)가 요구하는 압력 이상의 고압으로 압축시키고, 연료수요처(180) 상류에는 감압장치를 설치하여, 고압으로 압축된 증발가스의 압력을 연료수요처(180)가 요구하는 압력까지 낮춘 후에 연료수요처(180)로 공급할 수도 있다.On the other hand, the
본 실시예의 선박은, 제1 여분압축기(122) 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스를 냉매열교환기(140)에서 증발가스를 추가적으로 냉각시키는 냉매로 사용할 수 있으므로, 재액화 효율 및 재액화량을 높일 수 있다.Since the ship of this embodiment can use the boil-off gas compressed by the first
본 실시예의 냉각기(130)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 압축기(120) 하류에 설치되어, 압축기(120)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시키며, 본 실시예의 제1 여분냉각기(132)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 제1 여분압축기(122) 하류에 설치되어, 제1 여분압축기(122)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시킨다. 본 실시예의 제2 여분냉각기(136)는, 제2 여분압축기(126) 하류에 설치되어, 제2 여분압축기(126)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시킨다.The cooler 130 of this embodiment, as in the third embodiment, is installed downstream of the
본 실시예의 연료수요처(180)는 제3 실시예와 마찬가지로, ME-GI엔진, X-DF엔진, DFDE, 및 가스터빈엔진 중 어느 하나일수 있고, 압축기(120), 제1 여분압축기(122), 및 제2 여분압축기(126)는 각각, 연료수요처(180)가 ME-GI엔진인 경우 증발가스를 대략 150bar 내지 400bar의 압력으로 압축시킬 수 있고, 연료수요처(180)가 DFDE인 경우 증발가스를 대략 6.5bar의 압력으로 압축시킬 수 있으며, 연료수요처(180)가 X-DF 엔진인 경우 증발가스를 대략 16bar의 압력으로 압축시킬 수 있다. 연료수요처(180) 상류에는, 연료수요처(180)로 공급되는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절할 수 있는 제15 밸브(207)가 설치될 수 있다.As in the third embodiment, the
본 실시예의 제3 공급라인(L6)의 일측은, 제3 밸브(193) 상류의 제2 공급라인(L2)에 연결되고, 타측은, 제12 밸브(204) 상류의 재순환라인(L5)에 연결된다.One side of the third supply line (L6) of this embodiment is connected to the second supply line (L2) upstream of the
본 실시예의 제1 추가라인(L7)의 일측은, 냉매감압장치(160)에 의해 팽창된 후 냉매열교환기(140)를 통과한 증발가스를 제1 공급라인(L1)으로 보내는, 재순환라인(L5)에 연결되고, 타측은, 제10 밸브(202)와 제2 여분압축기(126) 사이의 제3 공급라인(L6)에 연결된다.One side of the first additional line (L7) of this embodiment is a recirculation line ( L5), the other end is connected to the third supply line (L6) between the
본 실시예의 제2 추가라인(L8)의 일측은, 제13 밸브(205) 상류의 제1 추가라인(L7)에 연결되고, 타측은, 제3 밸브(193)와 제1 여분압축기(122) 사이의 제2 공급라인(L2)에 연결된다.One side of the second additional line (L8) of this embodiment is connected to the first additional line (L7) upstream of the
본 실시예의 제9 밸브(201)는, 재순환라인(L5)이 압축기(120) 및 여분압축기(122, 126) 상류의 제1 공급라인(L1)과 만나는 지점과, 재순환라인(L5)이 제1 추가라인(L7)과 만나는 지점 사이의, 재순환라인(L5) 상에 설치되어, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절한다.The
본 실시예의 냉매열교환기(140)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 공급되어, 증발가스 열교환기(110)에 의해 냉각된 증발가스를 추가적으로 냉각시킨다.The
본 실시예에 의하면, 제3 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 증발가스 열교환기(110)뿐만 아니라 냉매열교환기(140)에서도 추가적으로 냉각되어, 더 온도가 낮은 상태로 제1 감압장치(150)로 공급될 수 있으므로, 재액화 효율 및 재액화량이 높아지게 된다.According to this embodiment, as in the third embodiment, the boil-off gas discharged from the storage tank T is additionally cooled not only in the boil-off
본 실시예의 냉매감압장치(160)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 냉매열교환기(140)를 통과한 증발가스를 팽창시킨 후 다시 냉매열교환기(140)로 보낸다.The refrigerant
본 실시예의 제1 감압장치(150)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 복귀라인(L3) 상에 설치되어, 증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에 의해 냉각된 증발가스를 팽창시킨다. 본 실시예의 제1 감압장치(150)는, 증발가스를 팽창시켜 냉각시킬 수 있는 모든 수단을 포함하며, 줄-톰슨(Joule-Thomson) 밸브 등의 팽창밸브, 또는 팽창기일 수 있다.The first
본 실시예의 선박은, 제3 실시예와 마찬가지로, 제1 감압장치(150) 하류의 복귀라인(L3) 상에 설치되며 제1 감압장치(150)으로부터 배출되는 기액 혼합물을 기체와 액체로 분리하는, 기액분리기(170)를 포함할 수 있다.The ship of this embodiment, like the third embodiment, is installed on the return line L3 downstream of the first
제3 실시예와 마찬가지로, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는 제1 감압장치(150)를 통과한 액체 또는 기액혼합 상태의 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는 제1 감압장치(150)를 통과한 증발가스는 기액분리기(170)로 보내져, 기체상과 액체상이 분리된다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 복귀라인(L3)을 따라 저장탱크(T)로 복귀하고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 기액분리기(170)로부터 증발가스 열교환기(110) 상류의 제1 공급라인(L1)까지 연장되는 기체배출라인(L4)을 따라, 증발가스 열교환기(110)으로 공급된다.As in the third embodiment, when the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우, 제3 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(170)에 의해 분리되어 저장탱크(T)로 보내지는 액체의 유량을 조절하는 제7 밸브(197); 및 기액분리기(170)에 의해 분리되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지는 기체의 유량을 조절하는 제8 밸브(198);를 더 포함할 수 있다.When the ship of this embodiment includes the gas-
본 실시예의 제1 내지 제15 밸브(191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207)는, 시스템 운용 상황을 사람이 직접 판단하여 수동으로 조절될 수도 있고, 미리 설정된 값에 의해 개폐되도록 자동으로 조절될 수도 있다.The first to
본 실시예의 선박은, 제3 실시예와는 달리, 제1 추가라인(L7), 제2 추가라인(L8), 제6 밸브(196), 제9 밸브(201), 제12 밸브(204), 제13 밸브(205), 및 제14 밸브(206)를 더 포함하고, 제2 공급라인(L2)과 제3 공급라인(L6)이 직접 재순환라인(L5)과 연결되도록 구성하여, 밸브의 개폐 조절을 통해 냉매 사이클을 제1 실시예 및 제2 실시예와 같이 폐루프로 운용할 수도 있고, 제3 실시예와 같이 개루프로 운용할 수 있도록 하였다. 이하, 밸브 조절을 통해, 냉매 사이클을 폐루프로 운용하는 방법 및 개루프로 운용하는 방법을 설명한다.The vessel of this embodiment, unlike the third embodiment, the first additional line (L7), the second additional line (L8), the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 폐루프로 운용하면서, 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스를 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용하고, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스 및 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를 연료수요처(180)로 보내거나 재액화시키기 위해서(이하, '제1 폐루프'라고 한다.), 일단, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194), 제6 밸브(196), 제10 밸브(202), 제11 밸브(203), 제13 밸브(205), 및 제15 밸브(207)는 열고, 제9 밸브(201), 제12 밸브(204), 및 제14 밸브(206)는 닫은 상태에서 시스템을 구동시킨다.While operating the refrigerant cycle of the ship of this embodiment in a closed loop, the BOG compressed by the second
저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스가 재순환라인(L5)으로 공급되면, 제10 밸브(202)를 닫아, 증발가스가 제2 여분압축기(126), 제2 여분냉각기(136), 제11 밸브(203), 냉매열교환기(140), 냉매감압장치(160), 다시 냉매열교환기(140), 및 제13 밸브(205)를 순환하는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킨다.When the boil-off gas compressed by the second
냉매 사이클을 폐루프로 구성하는 경우에는, 질소가스를 폐루프를 순환하는 냉매로 사용할 수도 있다. 이 경우, 본 실시예의 선박은, 질소가스를 폐루프의 냉매 사이클 내로 도입시키는 배관을 더 포함할 수 있다.When the refrigerant cycle is configured as a closed loop, nitrogen gas may be used as the refrigerant circulating in the closed loop. In this case, the vessel of the present embodiment may further include a pipe for introducing nitrogen gas into the refrigerant cycle of the closed loop.
냉매 사이클이 제1 폐루프로 운용되는 경우, 폐루프를 순환하는 증발가스만이 냉매열교환기(140)에서의 냉매로 사용되며, 압축기(120)를 통과한 증발가스 또는 제1 여분압축기(122)를 통과한 증발가스는 냉매 사이클로 도입되지 못하고 연료수요처(180)로 공급되거나, 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 된다. 따라서, 재액화량이나, 연료수요처(180)에서 요구하는 증발가스량에 무관하게 일정한 유량의 증발가스가 냉매열교환기(140)의 냉매로 순환된다.When the refrigerant cycle is operated in the first closed loop, only BOG circulating in the closed loop is used as the refrigerant in the
냉매 사이클을 제1 폐루프로 운용하는 것은, 연료수요처(180)에서의 요구량이 많고 재액화시킬 증발가스의 양이 적은 경우에 적합하다.Operating the refrigerant cycle in the first closed loop is suitable when the amount of BOG to be reliquefied is small and the demand from the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 제1 폐루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in the first closed loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 두 흐름으로 분기하여, 한 흐름은 제1 공급라인(L1)을 따라 압축기(120)에 의해 압축된 후 냉각기(130)에 의해 냉각되고, 다른 흐름은 제2 공급라인(L2)을 따라 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 후 제1 여분냉각기(132)에 의해 냉각된다.BOG discharged from the storage tank T passes through the
제1 공급라인(L1)을 따라 압축기(120) 및 냉각기(130)를 통과한 증발가스와, 제2 공급라인(L2)을 따라 제1 여분압축기(122) 및 제2 여분냉각기(136)를 통과한 증발가스는, 재순환라인(L5)에서 합류되어 일부는 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지 일부는 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다. 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환되어 냉각된 후, 냉매열교환기(140)에서 열교환되어 추가적으로 냉각된다.The boil-off gas that has passed through the
증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에 의해 냉각된 증발가스는 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다. 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.The boil-off gas cooled by the boil-off
한편, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스는, 제2 여분압축기(126)에 의해 압축되고 제2 여분냉각기(136)에 의해 냉각된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진다. 제2 여분압축기(126) 및 제2 여분냉각기(136)를 통과한 후 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각된 후 냉매감압장치(160)로 보내져 2차로 팽창되어 냉각된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스는 다시 냉매열교환기(140)로 보내져, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 다시 제2 여분압축기(126)로 보내져 상술한 일련의 과정을 반복한다.On the other hand, the boil-off gas circulating the refrigerant cycle is compressed by the second
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 제1 폐루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192) 및 제13 밸브(205)는 닫고, 제10 밸브(202) 및 제12 밸브(204)는 열어, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스 중, 제1 여분압축기(122) 및 제1 여분냉각기(132)를 통과한 증발가스와, 제2 여분압축기(126) 및 제2 여분냉각기(136)를 통과한 증발가스가 합류되어, 연료수요처(180)로 공급되도록 할 수 있다. 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제9 밸브(201) 또는 제13 밸브(205)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in the first closed loop, if the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 폐루프로 운용하면서, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용하고, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스만을 연료수요처(180)로 보내거나 재액화시키고, 제2 여분압축기(126)는 구동시키지 않기 위해서(이하, '제2 폐루프'라고 한다.), 일단, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194), 제12 밸브(204), 제14 밸브(206), 및 제15 밸브(207)는 열고, 제6 밸브(196), 제9 밸브(201), 제10 밸브(202), 제11 밸브(203), 및 제13 밸브(205)는 닫은 상태에서 시스템을 구동시킨다.While operating the refrigerant cycle of the ship of this embodiment in a closed loop, the boil-off gas compressed by the first
저장탱크(T)로부터 배출된 후 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 재순환라인(L5)으로 공급되면, 제3 밸브(193)를 닫아, 증발가스가 제1 여분압축기(122), 제1 여분냉각기(132), 제4 밸브(194), 제12 밸브(204), 냉매열교환기(140), 냉매감압장치(160), 다시 냉매열교환기(140), 및 제14 밸브(206)를 순환하는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킨다. When the boil-off gas compressed by the first
냉매 사이클이 제2 폐루프로 운용되는 경우에도, 제1 폐루프로 운용되는 경우와 마찬가지로, 질소가스를 폐루프를 순환하는 냉매로 사용할 수도 있다.Even when the refrigerant cycle is operated in the second closed loop, nitrogen gas may be used as the refrigerant circulating in the closed loop as in the case in which the refrigerant cycle is operated in the first closed loop.
또한, 냉매 사이클이 제2 폐루프로 운용되는 경우에도, 제1 폐루프로 운용되는 경우와 마찬가지로, 폐루프를 순환하는 증발가스만이 냉매열교환기(140)에서의 냉매로 사용되며, 압축기(120)를 통과한 증발가스는 냉매 사이클로 도입되지 못하고 연료수요처(180)로 공급되거나, 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 된다. 따라서, 재액화량이나, 연료수요처(180)에서 요구하는 증발가스량에 무관하게 일정한 유량의 증발가스가 냉매열교환기(140)의 냉매로 순환된다.In addition, even when the refrigerant cycle is operated in the second closed loop, as in the case of operating in the first closed loop, only BOG circulating in the closed loop is used as the refrigerant in the
냉매 사이클을 제2 폐루프로 운용하는 것은, 연료수요처(180)에서의 요구량도 다소 적고, 재액화시킬 증발가스의 양도 비교적 많지 않은 경우에 적합하다.Operating the refrigerant cycle in the second closed loop is suitable when the amount required by the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 제2 폐루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as the second closed loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 압축기(120)에 의해 압축되고 냉각기(130)에 의해 냉각되어, 일부는 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지 일부는 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다. 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환되어 냉각된 후, 냉매열교환기(140)에서 열교환되어 추가적으로 냉각된다.BOG discharged from the storage tank T passes through the
증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에 의해 냉각된 증발가스는 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다. 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.The boil-off gas cooled by the boil-off
한편, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스는, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축되고 제1 여분냉각기(132)에 의해 냉각된 후, 제12 밸브(204)를 지나 냉매열교환기(140)로 보내진다. 제1 여분압축기(122) 및 제1 여분냉각기(132)를 통과한 후 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각된 후 냉매감압장치(160)로 보내져 2차로 팽창되어 냉각된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스는 다시 냉매열교환기(140)로 보내져, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 제14 밸브(206)를 지나 다시 제1 여분압축기(122)로 보내져 상술한 일련의 과정을 반복한다.On the other hand, the boil-off gas circulating the refrigerant cycle is compressed by the first
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 제2 폐루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192) 및 제14 밸브(206)는 닫고, 제3 밸브(193) 및 제6 밸브(196)는 열어, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가, 제3 밸브(193), 제1 여분압축기(122), 제1 여분냉각기(132), 제4 밸브(194), 제6 밸브(196), 및 제15 밸브(207)를 지나, 연료수요처(180)로 공급되도록 한다. 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제9 밸브(201) 및 제12 밸브(204)를 열거나, 제12 밸브(204) 및 제14 밸브(206)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in the second closed loop, if the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 폐루프로 운용하면서, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스를 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용하고, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스를 연료수요처(180)로 보내거나 재액화시키기 위해서(이하, '제3 폐루프'라고 한다.), 일단, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제4 밸브(194), 제9 밸브(201), 제11 밸브(203), 제12 밸브(204), 제13 밸브(205), 제14 밸브(206), 및 제15 밸브(207)는 열고, 제3 밸브(193), 제6 밸브(196), 및 제10 밸브(202)는 닫은 상태에서 시스템을 구동시킨다.While operating the refrigerant cycle of the ship of this embodiment in a closed loop, the boil-off gas compressed by the first
저장탱크(T)로부터 배출된 후 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스가 재순환라인(L5)으로 공급되면, 제9 밸브(201)를 닫아, 제2 공급라인(L2)을 따라 제1 여분압축기(122) 및 제1 여분냉각기(132)를 통과한 증발가스와, 제3 공급라인(L6)을 따라 제2 여분압축기(126) 및 제2 여분냉각기(136)를 통과한 증발가스가 합류되어, 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급되고, 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스는, 냉매감압장치(160) 및 다시 냉매열교환기(140)를 통과한 후 다시 두 흐름으로 분기하여 제1 여분압축기(122) 또는 제2 여분압축기(126)로 보내지는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킨다. When the boil-off gas compressed by the first
냉매 사이클이 제3 폐루프로 운용되는 경우에도, 제1 폐루프로 운용되는 경우와 마찬가지로, 질소가스를 폐루프를 순환하는 냉매로 사용할 수도 있다.Even when the refrigerant cycle is operated in the third closed loop, nitrogen gas may be used as the refrigerant circulating in the closed loop as in the case of operating in the first closed loop.
또한, 냉매 사이클이 제3 폐루프로 운용되는 경우에도, 제1 폐루프로 운용되는 경우와 마찬가지로, 폐루프를 순환하는 증발가스만이 냉매열교환기(140)에서의 냉매로 사용되며, 압축기(120)를 통과한 증발가스는 냉매 사이클로 도입되지 못하고 연료수요처(180)로 공급되거나, 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 된다. 따라서, 재액화량이나, 연료수요처(180)에서 요구하는 증발가스량에 무관하게 일정한 유량의 증발가스가 냉매열교환기(140)의 냉매로 순환된다.In addition, even when the refrigerant cycle is operated in the third closed loop, as in the case of operating in the first closed loop, only BOG circulating in the closed loop is used as the refrigerant in the
냉매 사이클을 제3 폐루프로 운용하는 것은, 연료수요처(180)에서의 요구량이 적고, 재액화시킬 증발가스의 양이 많은 경우에 적합하다.Operating the refrigerant cycle in the third closed loop is suitable when the amount of BOG to be reliquefied is large and the amount required by the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 제3 폐루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in the third closed loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 압축기(120)에 의해 압축되고 냉각기(130)에 의해 냉각되어, 일부는 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지 일부는 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다. 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환되어 냉각된 후, 냉매열교환기(140)에서 열교환되어 추가적으로 냉각된다.BOG discharged from the storage tank T passes through the
증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에 의해 냉각된 증발가스는 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다. 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.The boil-off gas cooled by the boil-off
한편, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스는, 일부는 제1 여분압축기(122)에 의해 압축되고 제1 여분냉각기(132)에 의해 냉각되어 재순환라인(L5)으로 보내지고, 다른 일부는 제2 여분압축기(126)에 의해 압축되고 제2 여분냉각기(136)에 의해 냉각되어 재순환라인(L5)으로 보내진다. 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스와 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스는 재순환라인(L5)에서 합류되어 냉매열교환기(140)로 보내지며, 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각된 후 냉매감압장치(160)로 보내져 2차로 팽창되어 냉각된다.On the other hand, the boil-off gas circulating the refrigerant cycle is partially compressed by the first
냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스는 다시 냉매열교환기(140)로 보내져, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 다시 둘로 분기한 후 제1 여분압축기(122) 또는 제2 여분압축기(126)로 보내져, 상술한 일련의 과정을 반복한다.The boil-off gas that has passed through the refrigerant
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 제3 폐루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 일례로, 제1 밸브(191) 및 제2 밸브(192)는 닫고, 제6 밸브(196) 및 제9 밸브(201)는 열어, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름을, 일부는 연료수요처(180)로 보내고, 다른 일부는 복귀라인(L3)을 따라 재액화시키고, 나머지 일부는 냉매열교환기(140)로 보내 냉매로 사용하는 방식으로 운용할 수 있다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in the third closed loop, if the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 개루프로 운용하기 위해서, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194), 제6 밸브(196), 제9 밸브(201), 제10 밸브(202), 제11 밸브(203), 제12 밸브(204), 및 제15 밸브(207)는 열고, 제13 밸브(205) 및 제14 밸브(206)는 닫는다.In order to operate the refrigerant cycle of the ship of this embodiment in an open loop, the
냉매 사이클을 폐루프로 운용하면, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스와, 연료수요처(180)로 보내지거나 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치는 증발가스가 분리된다. 반면, 냉매 사이클을 개루프로 운용하면, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스, 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스가 합류되어, 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되거나, 연료수요처(180)로 보내지거나, 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 된다.When the refrigerant cycle is operated in a closed loop, BOG circulating in the refrigerant cycle and BOG sent to the
따라서, 냉매 사이클을 개루프로 운용하면, 재액화량 및 연료수요처(180)에서의 증발가스 요구량을 고려하여, 냉매열교환기(140)로 보내는 냉매의 유량을 유동적으로 조절할 수 있다. 특히, 연료수요처(180)에서의 증발가스 요구량이 적은 경우, 냉매열교환기(140)로 보내는 냉매의 유량을 증가시키면 재액화 효율 및 재액화량을 높일 수 있다.Therefore, when the refrigerant cycle is operated as an open loop, the flow rate of the refrigerant sent to the
예를 들어 상술한 제3 폐루프와 비교하면, 냉매 사이클이 제3 폐루프로 운용되는 경우에는 제1 여분압축기(122) 및 제2 여분압축기(126)의 용량 이상의 증발가스를 냉매열교환기(140)로 공급할 수는 없으나, 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 경우에는 제1 여분압축기(122) 및 제2 여분압축기(126)의 용량을 초과하는 유량의 증발가스를 냉매열교환기(140)로 공급할 수 있다.For example, in comparison with the third closed loop described above, when the refrigerant cycle is operated as the third closed loop, the boil-off gas having more than the capacity of the first
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an open loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 세 흐름으로 분기하여, 일부는 제1 공급라인(L1)으로 보내지고, 다른 일부는 제2 공급라인(L2)으로 보내지고, 나머지 일부는 제3 공급라인(L6)으로 보내진다.BOG discharged from the storage tank (T) passes through the
제1 공급라인(L1)으로 보내진 증발가스는, 제1 밸브(191), 압축기(120), 냉각기(130) 및 제2 밸브(192) 통과한 후, 일부는 제6 밸브(196) 및 제12 밸브(204)를 지나 냉매열교환기(140)로 보내지고, 다른 일부는 다시 두 흐름으로 분기한다. 두 흐름으로 분기한 증발가스 중 한 흐름은 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지는 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.The boil-off gas sent to the first supply line (L1) passes through the
제2 공급라인(L2)으로 보내진 증발가스는, 제3 밸브(193), 제1 여분압축기(122), 제1 여분냉각기(132) 및 제4 밸브(194)를 통과한 후, 일부는 제12 밸브(204)를 지나 냉매열교환기(140)로 보내지고, 다른 일부는 제6 밸브(196)를 지나 제1 공급라인(L1)으로 보내진 후 두 흐름으로 분기한다. 두 흐름으로 분기한 증발가스 중 한 흐름은 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지 흐름은 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.After passing the boil-off gas sent to the second supply line (L2), the
제3 공급라인(L6)으로 보내진 증발가스는, 제10 밸브(202), 제2 여분압축기(126), 제2 여분냉각기(136) 및 제11 밸브(203)를 통과한 후, 일부는 냉매열교환기(140)로 보내지고, 다른 일부는 제12 밸브(204) 및 제6 밸브(196)를 지나 제1 공급라인(L1)으로 보내진 후 두 흐름으로 분기한다. 두 흐름으로 분기한 증발가스 중 한 흐름은 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지 흐름은 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.The boil-off gas sent to the third supply line (L6) passes through the
설명의 편의를 위해, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스, 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스를 분리하여 설명하였으나, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스, 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스는, 각각 분리되어 흐르는 것이 아니라, 합류되어 냉매열교환기(140), 연료수요처(180) 또는 증발가스 열교환기(110)로 공급되는 것이다. 즉, 냉매열교환기(140)로 증발가스를 보내는 재순환라인(L5), 연료수요처(180)로 증발가스를 보내는 제1 공급라인(L1), 증발가스 열교환기(110)로 증발가스를 보내는 복귀라인(L3)에는, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스, 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스가 혼합되어 흐른다.For convenience of explanation, the boil-off gas compressed by the
재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각되고, 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 팽창되어 냉각된 후 다시 냉매열교환기(140)로 공급된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스와, 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스를, 둘 다 냉각시키는 냉매로 사용된다.The boil-off gas sent to the
즉, 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되는 증발가스는, 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 후, 냉매열교환기(140)에서 1차로 냉각되고 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 냉각된 증발가스이다. 또한, 압축기(120), 제1 여분압축기(122), 또는 제2 여분압축기(126)로부터 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스를 냉매로 1차로 냉각된다.That is, the boil-off gas used as a refrigerant in the
냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 제9 밸브(201)를 지나 제1 공급라인(L1)으로 보내져, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 지난 증발가스와 합류되어, 상술한 일련의 과정을 반복한다.BOG used as a refrigerant in the
복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)에서 1차로 냉각되고, 냉매열교환기(140)에서 2차로 냉각된 후 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다.BOG sent to the
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.When the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191) 및 제2 밸브(192)를 닫아, 제1 여분압축기(122)와 제2 여분압축기(126)만으로 개루프의 냉매 사이클을 운용하도록 할 수 있다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an open loop, if the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되고, 저장탱크(T)에 저장된 액화가스가 액화천연가스이며, 연료수요처(180)가 X-DF 엔진이고, 기액분리기(170)를 포함하는 경우, 각 지점에서의 유체의 온도 및 압력을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.When the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an open loop, the liquefied gas stored in the storage tank T is liquefied natural gas, the
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 기액분리기(170)에 의해 분리된 증발가스가 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 공급되는 A지점에서의 증발가스는, 대략 -127℃, 1.060bara일 수 있고, 대략 -127℃, 1.060bara인 증발가스가, 대략 43℃, 37bara의 증발가스와 증발가스 열교환기(110)에서 열교환되고 난 후인 B지점에서의 증발가스는, 대략 26℃, 0.96bara일 수 있다.The boil-off gas discharged from the storage tank T and the boil-off gas separated by the gas-
또한, 대략 26℃, 0.96bara인 증발가스가, 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)를 통과한 대략 13℃, 0.96bara인 증발가스와 합류되고 난 후인 C지점에서의 증발가스는, 대략 17℃, 0.96bara일 수 있다.In addition, after the boil-off gas of about 26 ℃, 0.96 bara is merged with the boil-off gas of about 13 ℃, 0.96 bara that has passed through the refrigerant
대략 17℃, 0.96bara인 증발가스는 셋으로 분기되어, 한 흐름은 압축기(120)에 의해 압축된 후 냉각기(130)에 의해 냉각되고, 다른 흐름은 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 후 제1 여분냉각기(132)에 의해 냉각되며, 나머지 흐름은 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 후 제2 여분냉각기(136)에 의해 냉각되는데, 압축기(120) 및 냉각기(130)를 통과한 흐름; 제1 여분압축기(122) 및 제1 여분냉각기(132)를 통과한 흐름; 및 제2 여분압축기(126) 및 제2 여분냉각기(136)를 통과한 흐름이 합류된 흐름인, D지점에서의 증발가스와 H지점에서의 증발가스는, 대략 43℃, 37bara일 수 있다.BOG of approximately 17° C., 0.96 bara is branched into three, one stream is compressed by the
대략 43℃, 37bara인 증발가스가, 대략 -127℃, 1.060bara인 증발가스와 증발가스 열교환기(110)에서 열교환되고 난 후인 E지점에서의 증발가스는, 대략 -92℃, 37bara일 수 있고, 대략 -92℃, 37bara인 증발가스가 냉매열교환기(140)에서 냉각되고 난 후인 F지점에서의 증발가스는, 대략 -124℃, 36.60bara일 수 있으며, 대략 -124℃, 36.60bara의 증발가스가 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되고 난 후인 G지점에서의 증발가스는, -155℃, 2.1bara일 수 있다.BOG at about 43 ℃, 37 bara, BOG at about -127 ℃, 1.060 bara and BOG at point E after heat exchange in the
한편, 대략 43℃, 37bara인 증발가스가 냉매열교환기(140)에 의해 1차로 냉각된 후인 I지점에서의 증발가스는, 대략 -47℃, 36.70bara일 수 있고, 대략 -47℃, 36.70bara의 증발가스가 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 냉각된 후인 J지점에서의 증발가스는, 대략 -156℃, 1.56bara일 수 있으며, 대략 -156℃, 1.56bara의 증발가스가 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되고 난 후인 K지점에서의 증발가스는, 대략 13℃, 0.96bara일 수 있다.On the other hand, the boil-off gas at the point I after the boil-off gas of approximately 43° C. and 37 bara is primarily cooled by the
본 실시예의 선박은, 냉매 사이클을 개루프로 운용하면서도, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스, 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 압축된 증발가스 중, 일부는 냉매열교환기(140)의 냉매로만 사용하고, 나머지는 냉매열교환기(140)의 냉매로는 사용하지 않고 연료수요처(180)로 보내거나 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치도록, 독립적으로 운용할 수도 있다. 이하, '독립 개루프'라고 한다.The vessel of this embodiment, while operating the refrigerant cycle in an open loop, the boil-off gas compressed by the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 독립 개루프로 운용되면서, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스 및 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스를 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용하고, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스를 연료수요처(180)로 보내거나 재액화과정을 거치도록 하는 경우(이하, '제1 독립 개루프'라고 한다.)를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.As the refrigerant cycle of the ship of this embodiment operates as an independent open loop, the boil-off gas compressed by the first
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 제1 독립 개루프로 운용하기 위해서, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194), 제9 밸브(201), 제10 밸브(202), 제11 밸브(203), 제12 밸브(204), 및 제15 밸브(207)는 열고, 제6 밸브(196), 제13 밸브(205), 및 제14 밸브(206)는 닫는다. 냉매 사이클을 독립 개루프로 운용하면, 개루프로 운용할 때에 비하여 시스템의 운전이 용이해 진다는 장점이 있다.In order to operate the refrigerant cycle of the vessel of this embodiment as a first independent open loop, the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 제1 독립 개루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as the first independent open loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 세 흐름으로 분기하여, 일부는 제1 공급라인(L1)으로 보내지고, 다른 일부는 제2 공급라인(L2)으로 보내지며, 나머지 일부는 제3 공급라인(L6)으로 보내진다.BOG discharged from the storage tank (T) passes through the
제1 공급라인(L1)으로 보내진 증발가스는, 제1 밸브(191), 압축기(120), 냉각기(130) 및 제2 밸브(192)를 통과한 후 일부는 연료수요처(180)로 보내지고, 다른 일부는 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.BOG sent to the first supply line L1 passes through the
제2 공급라인(L2)으로 보내진 증발가스는, 제3 밸브(193), 제1 여분압축기(122), 제1 여분냉각기(132) 및 제4 밸브(194)를 통과한 후, 제12 밸브(204)를 지나 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진다.The boil-off gas sent to the second supply line (L2) passes through the
제3 공급라인(L6)으로 보내진 증발가스는, 제10 밸브(202), 제2 여분압축기(126), 제2 여분냉각기(136) 및 제11 밸브(203)를 통과한 후, 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진다.The boil-off gas sent to the third supply line (L6) passes through the
설명의 편의를 위해, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스와 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스를 분리하여 설명하였으나, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스와 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스는, 각각 분리되어 흐르는 것이 아니라, 재순환라인(L5)에서 합류되어 냉매열교환기(140)로 공급된다.For convenience of explanation, the boil-off gas compressed by the first
재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각되고, 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 팽창되어 냉각된 후 다시 냉매열교환기(140)로 공급되어, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 통해 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다.The boil-off gas sent to the
냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 제9 밸브(201)를 지나 제1 공급라인(L1)으로 보내져, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 지난 증발가스와 합류되어, 상술한 일련을 과정을 반복한다.BOG used as a refrigerant in the
압축기(120)에 의해 압축된 후 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)에서 1차로 냉각되고, 냉매열교환기(140)에서 2차로 냉각된 후 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다.BOG sent to the
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.When the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 제1 독립 개루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191) 및 제2 밸브(192)를 닫고 제6 밸브(196)를 열어, 제1 여분압축기(122)와 제2 여분압축기(126)만으로 개루프의 냉매 사이클을 운용하도록 할 수도 있고, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제9 밸브(201), 제10 밸브(202), 및 제12 밸브(204)를 닫고 제6 밸브(196) 및 제13 밸브(205)를 열어, 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스는 연료수요처(180)로 보내거나 재액화 과정을 거치도록 하고, 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스는 폐루프의 냉매 사이클을 순환하도록 할 수 있다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as the first independent open loop, if the
만약, 본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 독립 개루프로 운용하면서, 제2 여분압축기(126)에 의해 압축된 증발가스를 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용하고, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스 및 제1 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를 연료수요처(180)로 보내거나 재액화 과정을 거치도록 하기 위하여, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194), 제6 밸브(196), 제9 밸브(201), 제10 밸브(202), 제11 밸브(203), 및 제15 밸브(207)는 열고, 제12 밸브(204), 제13 밸브(205), 및 제14 밸브(206)는 닫고, 시스템을 운용할 수 있다.If, while operating the refrigerant cycle of the ship of this embodiment as an independent open loop, the boil-off gas compressed by the second
도 8는 본 발명의 제7 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.8 is a configuration diagram schematically showing a BOG treatment system for a ship according to a seventh embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 제7 실시예의 선박은, 도 4에 도시된 제3 실시예의 선박에 비해, 복귀라인에 설치되는 추진압축기(Boost Compressor, 124); 및 추진압축기(124) 하류에 설치되는 추진냉각기(134);를 더 포함하여, 증발가스 열교환기(110)에서의 재액화 효율 및 재액화량을 증가시켰다는 점과, 제9 밸브(201), 제10 밸브(202) 및 제1 추가라인(L6)을 더 포함하고 증발가스가 흐르는 일부 라인을 수정하여, 제1 실시예 및 제2 실시예와 같이 냉매 사이클을 폐루프로 운용할 수도 있고, 제3 실시예와 같이 냉매 사이클을 개루프로 운용할 수도 있도록 시스템을 구성하였다는 점에서 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제3 실시예의 선박과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.The ship of the seventh embodiment shown in FIG. 8, compared to the ship of the third embodiment shown in FIG. 4, a thrust compressor installed in the return line (Boost Compressor, 124); and a
도 8를 참조하면, 본 실시예의 선박은, 제3 실시예와 마찬가지로, 증발가스 열교환기(110), 제1 밸브(191), 압축기(120), 냉각기(130), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제4 밸브(194), 냉매열교환기(140), 냉매감압장치(160), 및 제1 감압장치(150)를 포함한다.Referring to FIG. 8 , the vessel of this embodiment, like the third embodiment, the boil-off
본 실시예의 저장탱크(T)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 내부에 액화천연가스, 액화에탄가스 등의 액화가스를 저장하며, 내부 압력이 일정 압력 이상이 되면 증발가스를 외부로 배출시킨다. 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스는 증발가스 열교환기(110)로 보내진다.The storage tank T of this embodiment, like the third embodiment, stores liquefied gas such as liquefied natural gas and liquefied ethane gas therein, and discharges the boil-off gas to the outside when the internal pressure is higher than a predetermined pressure. BOG discharged from the storage tank T is sent to the
본 실시예의 증발가스 열교환기(110)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여, 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스를 냉각시킨다. 즉, 증발가스 열교환기(110)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스의 냉열을 회수하여, 회수한 냉열을 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스에 공급한다. 복귀라인(L3) 상에는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제5 밸브(195)가 설치될 수 있다.The boil-off
본 실시예의 압축기(120)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 제1 공급라인(L1) 상에 설치되어 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 압축시키고, 본 실시예의 여분압축기(122)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 제2 공급라인(L2) 상에 압축기(120)와 병렬로 설치되어 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 압축시킨다. 압축기(120)와 여분압축기(122)는, 동일한 성능의 압축기일 수 있고, 각각 다단압축기일 수 있다.The
본 실시예의 압축기(120) 및 여분압축기(122)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 연료수요처(180)가 요구하는 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있다. 또한, 연료수요처(180)가 여러 종류의 엔진을 포함하는 경우에는, 더 높은 압력을 요구하는 엔진(이하, '고압 엔진'이라고 함.)의 요구 압력에 맞추어 증발가스를 압축한 후 일부는 고압 엔진으로 공급하고, 다른 일부는 더 낮은 압력을 요구하는 엔진(이하, '저압 엔진'이라고 함.) 상류에 설치된 감압장치에 의해 감압시킨 후 저압 엔진으로 공급할 수 있다. 그 밖에도, 증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에서의 재액화 효율 및 재액화량을 높이기 위하여, 증발가스를 압축기(120) 또는 여분압축기(122)에 의해 연료수요처(180)가 요구하는 압력 이상의 고압으로 압축시키고, 연료수요처(180) 상류에는 감압장치를 설치하여, 고압으로 압축된 증발가스의 압력을 연료수요처(180)가 요구하는 압력까지 낮춘 후에 연료수요처(180)로 공급할 수도 있다.The
본 실시예의 선박은, 제3 실시예와 마찬가지로, 연료수요처(180) 상류에 설치되어, 연료수요처(180)로 보내지는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제11 밸브(203)를 더 포함할 수 있다.The ship of this embodiment, like the third embodiment, is installed upstream of the
본 실시예의 선박은, 제3 실시예와 마찬가지로, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를 냉매열교환기(140)에서 증발가스를 추가적으로 냉각시키는 냉매로 사용하므로, 재액화 효율 및 재액화량을 높일 수 있다.The ship of this embodiment, like the third embodiment, uses the boil-off gas compressed by the
본 실시예의 냉각기(130)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 압축기(120) 하류에 설치되어, 압축기(120)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시키며, 본 실시예의 여분냉각기(132)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 여분압축기(122) 하류에 설치되어, 여분압축기(122)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시킨다.The cooler 130 of this embodiment, like the third embodiment, is installed downstream of the
본 실시예의 냉매열교환기(140)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 공급되어, 증발가스 열교환기(110)에 의해 냉각된 증발가스를 추가적으로 냉각시킨다.The
본 실시예에 의하면, 제3 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 증발가스 열교환기(110)뿐만 아니라 냉매열교환기(140)에서도 추가적으로 냉각되어, 더 온도가 낮은 상태로 제1 감압장치(150)로 공급될 수 있으므로, 재액화 효율 및 재액화량이 높아지게 된다.According to this embodiment, as in the third embodiment, the boil-off gas discharged from the storage tank T is additionally cooled not only in the boil-off
본 실시예의 냉매감압장치(160)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 냉매열교환기(140)를 통과한 증발가스를 팽창시킨 후 다시 냉매열교환기(140)로 보낸다.The refrigerant
본 실시예의 제1 감압장치(150)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 복귀라인(L3) 상에 설치되어, 증발가스 열교환기(110) 및 냉매열교환기(140)에 의해 냉각된 증발가스를 팽창시킨다. 본 실시예의 제1 감압장치(150)는, 증발가스를 팽창시켜 냉각시킬 수 있는 모든 수단을 포함하며, 줄-톰슨(Joule-Thomson) 밸브 등의 팽창밸브, 또는 팽창기일 수 있다.The first
본 실시예의 선박은, 제3 실시예와 마찬가지로, 제1 감압장치(150) 하류의 복귀라인(L3) 상에 설치되며 제1 감압장치(150)으로부터 배출되는 기액 혼합물을 기체와 액체로 분리하는, 기액분리기(170)를 포함할 수 있다.The ship of this embodiment, like the third embodiment, is installed on the return line L3 downstream of the first
제3 실시예와 마찬가지로, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는 제1 감압장치(150)를 통과한 액체 또는 기액혼합 상태의 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는 제1 감압장치(150)를 통과한 증발가스는 기액분리기(170)로 보내져, 기체상과 액체상이 분리된다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 복귀라인(L3)을 따라 저장탱크(T)로 복귀하고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 기액분리기(170)로부터 증발가스 열교환기(110) 상류의 제1 공급라인(L1)까지 연장되는 기체배출라인(L4)을 따라, 증발가스 열교환기(110)으로 공급된다.As in the third embodiment, when the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우, 제3 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(170)에 의해 분리되어 저장탱크(T)로 보내지는 액체의 유량을 조절하는 제7 밸브(197); 및 기액분리기(170)에 의해 분리되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지는 기체의 유량을 조절하는 제8 밸브(198);를 더 포함할 수 있다.When the ship of this embodiment includes the gas-
단, 본 실시예의 선박은, 제3 실시예와는 달리, 복귀라인(L3) 상에 설치되는 추진압축기(124); 및 추진압축기(124) 하류의 복귀라인(L3) 상에 설치되는 추진냉각기(134);를 더 포함한다.However, the ship of this embodiment, unlike the third embodiment, the
본 실시예의 추진압축기(124)는, 제1 공급라인(L1)을 따라 연료수요처(180)로 공급되는 증발가스의 일부를 분기시켜 증발가스 열교환기(110)로 보내는, 복귀라인(L3) 상에 설치되어, 복귀라인(L3)을 따라 증발가스 열교환기(110)로 공급되는 증발가스의 압력을 높인다. 추진압축기(124)는, 증발가스를 임계점(메탄의 경우, 대략 55 bar) 이하의 압력까지 압축시킬 수도 있고, 임계점을 초과하는 압력까지 압축시킬 수도 있으며, 본 실시예의 추진압축기(124)가 증발가스를 임계점 이상까지 압축시키는 경우, 대략 300 bar로 압축시킬 수 있다.The
본 실시예의 추진냉각기(134)는, 추진압축기(124) 하류의 복귀라인(L3) 상에 설치되어, 추진압축기(124)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스의 온도를 낮춘다.The
본 실시예의 선박은, 추진압축기(124)를 더 포함하여, 재액화 과정을 거치는 증발가스의 압력을 높일 수 있으므로, 재액화량 및 재액화 효율을 높일 수 있다.The ship of this embodiment further includes a
도 10은 서로 다른 압력하에서 열류량에 따른 메탄의 온도 값을 각각 나타낸 그래프이다. 도 10을 참조하면, 재액화 과정을 거치는 증발가스의 압력이 높을수록, 자가열교환의 효율이 높아짐을 확인할 수 있다. 자가열교환의 자가(Self-)는 저온의 증발가스 자체를 냉각 유체로 이용하여 고온의 증발가스와 열교환 시킨다는 의미를 가진다.10 is a graph showing the temperature value of methane according to the amount of heat flow under different pressures, respectively. Referring to FIG. 10 , it can be confirmed that the higher the pressure of the boil-off gas undergoing the reliquefaction process, the higher the efficiency of self-heat exchange. Self- of self-heat exchange means that the low-temperature BOG is used as a cooling fluid to exchange heat with the high-temperature BOG.
도 10의 (a)는, 추진압축기(124) 및 추진냉각기(134)를 포함하지 않은 경우에 냉매열교환기(140)에서의 각 유체의 상태를 나타낸 것이고, 도 10의 (b)는 추진압축기(124) 및 추진냉각기(134)를 포함하는 경우에 냉매열교환기(140)에서의 각 유체의 상태를 나타낸 것이다.Figure 10 (a) shows the state of each fluid in the
도 10의 (a) 및 (b)의 가장 위쪽의 녹색 그래프는, 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급되는 도 8의 I지점의 유체 상태를 나타낸 것이고, 가장 아래쪽의 파란색 그래프는, 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140) 및 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매로 사용되기 위하여 냉매열교환기(140)로 다시 공급되는 도 8의 K지점의 유체 상태를 나타낸 것이며, 중간 부분의 빨간색 그래프와 겹쳐져서 그려진 하늘색 그래프는, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급되는 도 8의 F지점의 유체 상태를 나타낸 것이다.The uppermost green graph of FIGS. 10 (a) and (b) shows the state of the fluid at point I in FIG. 8 supplied to the
냉매로 사용되는 유체는, 열교환 과정에서 냉열을 빼앗겨 점점 온도가 증가하므로, 파란색 그래프는 시간의 흐름에 따라 왼쪽으로부터 오른쪽으로 진행되고, 냉매와 열교환되어 냉각되는 유체는, 열교환 과정에서 냉매로부터 냉열을 공급받아 점점 온도가 낮아지므로, 녹색 그래프 및 하늘색 그래프는 시간의 흐름에 따라 오른쪽부터 왼쪽으로 진행된다.The fluid used as a refrigerant loses cooling heat during the heat exchange process and gradually increases in temperature, so the blue graph progresses from left to right as time passes, and the fluid that is cooled by heat exchange with the refrigerant receives cooling heat from the refrigerant during the heat exchange process. As the temperature gradually decreases as it is supplied, the green graph and the light blue graph progress from right to left over time.
도 10의 (a) 및 (b)의 중간 부분의 빨간색 그래프는, 녹색 그래프와 하늘색 그래프를 결합하여 나타낸 것이다. 즉, 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되는 유체는 파란색 그래프로 그려지고, 냉매열교환기(140)에서 냉매와 열교환되어 냉각되는 유체는 빨간색 그래프로 그려진다.The red graph in the middle of FIGS. 10 (a) and (b) is a combination of the green graph and the sky blue graph. That is, a fluid used as a refrigerant in the
열교환기를 설계할 때에는, 열교환기로 공급되는(즉, 도 8의 I지점, K지점, 및 F지점) 유체의 온도 및 열류량은 고정시키고, 냉매로 사용되는 유체의 온도가 냉각되는 유체의 온도보다 높아지지 않도록(즉, 파란색 그래프와 빨간색 그래프가 교차되어 파란색 그래프가 빨간색 그래프보다 위쪽에 나타나지 않도록) 하면서, 대수평균온도차(LMTD; Logarithmic Mean Temperature Difference)가 최대한 작아질 수 있도록 한다.When designing the heat exchanger, the temperature and heat flow of the fluid supplied to the heat exchanger (ie, point I, point K, and point F in FIG. 8) are fixed, and the temperature of the fluid used as the refrigerant is higher than the temperature of the fluid to be cooled It is made so that the logarithmic mean temperature difference (LMTD) is as small as possible while preventing it from falling (that is, the blue graph does not appear above the red graph by intersecting the blue graph and the red graph).
대수평균온도차(LMTD)는, 고온 유체와 저온 유체가 서로 반대 방향에서 주입되고 반대쪽에서 배출되는 열교환 방식인 대향류의 경우, 저온 유체가 열교환기를 통과하기 전의 온도를 tc1, 저온 유체가 열교환기를 통과한 후의 온도를 tc2, 고온 유체가 열교환기를 통과하기 전의 온도를 th1, 고온 유체가 열교환기를 통과한 후의 온도를 th2라고 하고, d1= th2-tc1, d2=th1-tc2라고 하였을 때, (d2-d1)/ln(d2/d1)으로 표현되는 값인데, 대수평균온도차가 작을수록 열교환기의 효율은 높아진다.The logarithmic mean temperature difference (LMTD) is the temperature before the low-temperature fluid passes through the heat exchanger, tc1, and the low-temperature fluid passes through the heat exchanger in counter flow, a heat exchange method in which the high-temperature fluid and the low-temperature fluid are injected from opposite directions and discharged from the opposite side. Let tc2 be the temperature after the heat exchanger, th1 the temperature before the high-temperature fluid passes through the heat exchanger, and th2 the temperature after the high-temperature fluid passes through the heat exchanger. It is a value expressed as d1)/ln(d2/d1), and the smaller the logarithmic average temperature difference, the higher the efficiency of the heat exchanger.
그래프 상에서 대수평균온도차(LMTD)는, 냉매로 사용되는 저온 유체(도 10의 파란색 그래프)와 냉매와 열교환되어 냉각되는 고온 유체(도 10의 빨간색 그래프)의 간격으로 나타내어 지는데, 도 10의 (a)보다 도 10의 (b)가 파란색 그래프와 빨간색 그래프의 간격이 더 좁게 나타남을 알 수 있다.On the graph, the logarithmic mean temperature difference (LMTD) is represented by the interval between a low-temperature fluid used as a refrigerant (blue graph in FIG. 10) and a high-temperature fluid cooled by heat exchange with the refrigerant (red graph in FIG. 10), as shown in FIG. ), it can be seen that the interval between the blue graph and the red graph is narrower in (b) of FIG. 10 .
이러한 차이는, 둥근 원으로 표시한 지점인 하늘색 그래프의 초기값, 즉, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급되는 도 8의 F지점의 유체의 압력이, 도 10의 (a)보다 도 10의 (b)가 더 높기 때문에 나타난다.This difference is the initial value of the sky-blue graph, which is a point indicated by a round circle, that is, F in FIG. 8 that is supplied to the
즉, 시뮬레이션 결과, 추진압축기(124)를 포함하지 않는 도 10의 (a)의 경우에는, 도 8의 F지점에서의 유체는 대략 -111℃, 20bar일 수 있고, 추진압축기(124)를 포함하는 도 10의 (b)의 경우에는, 도 8의 F지점에서의 유체는 대략 -90℃, 50bar일 수 있는데, 이러한 초기 조건 하에서 대수평균온도차(LMTD)가 가장 작아질 수 있도록 열교환기를 설계하면, 재액화 과정을 거치는 증발가스의 압력이 높은 도 10의 (b)의 경우에 열교환기의 효율이 더 높아지고, 결국 시스템 전반의 재액화량 및 재액화 효율이 높아지게 된다.That is, as a result of the simulation, in the case of (a) of FIG. 10 that does not include the
도 10의 (a)의 경우에는, 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되는 증발가스의 유량이 대략 6401 kg/h일 때, 냉매로 사용되는 유체(파란색 그래프)로부터 냉매와 열교환되어 냉각되는 유체(빨간색 그래프)로 전달되는 총 열류량은 대략 585.4 kW이며, 재액화된 증발가스의 유량은 대략 3441 kg/h이다.In the case of (a) of FIG. 10, when the flow rate of BOG used as a refrigerant in the
도 10의 (b)의 경우에는, 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되는 증발가스의 유량이 대략 5368 kg/h일 때, 냉매로 사용되는 유체(파란색 그래프)로부터 냉매와 열교환되어 냉각되는 유체(빨간색 그래프)로 전달되는 총 열류량은 대략 545.2 kW이며, 재액화된 증발가스의 유량은 대략 4325 kg/h이다.In the case of (b) of FIG. 10, when the flow rate of boil-off gas used as a refrigerant in the
즉, 추진압축기(124)를 포함하여 재액화 과정을 거치는 증발가스의 압력을 높이면 더 적은 냉매를 사용해도 더 많은 양의 증발가스를 재액화시킬 수 있음을 알 수 있다.That is, it can be seen that if the pressure of the BOG undergoing the re-liquefaction process is increased by including the
이와 같이, 본 실시예의 선박은, 추진압축기(124)를 포함하므로 재액화량 및 재액화 효율을 높일 수 있고, 재액화량 및 재액화 효율을 높여 여분압축기(122)를 구동시키지 않아도 증발가스를 모두 처리할 수 있는 경우가 증가하므로, 여분압축기(122)의 사용 빈도를 줄일 수 있다는 장점이 있다.As such, since the ship of this embodiment includes the
여분압축기(122)를 이용하여 재액화 효율을 높일 수는 있지만, 여분압축기(122)를 구동시키는 시간이 길수록, 압축기(120)가 고장난 경우를 대비한다는 리던던시(Redundancy)의 개념은 약해지게 된다. 본 실시예의 선박은, 추진압축기(124)를 포함하여 여분압축기(122)의 사용 빈도를 줄일 수 있으므로, 리던던시의 개념을 충분히 확보할 수 있다.Although it is possible to increase the reliquefaction efficiency by using the
또한, 추진압축기(124)는, 일반적으로 압축기(120) 또는 여분압축기(122)의 대략 1/2 용량을 가지는 것으로 충분하므로, 여분압축기(122)를 구동시키지 않고 추진압축기(124)와 압축기(120)만을 구동시켜 시스템을 운용하는 경우, 추진압축기(124)를 설치하지 않고 압축기(120)와 여분압축기(122)만으로 시스템을 운용하는 경우에 비해, 운용 비용을 절약할 수 있다.In addition, since the
다시 도 8를 참조하면, 본 실시예의 선박은, 제3 실시예와는 달리, 재순환라인(L5)과 제2 공급라인(L2) 사이를 연결하는 제1 추가라인(L6); 재순환라인(L5) 상에 설치되는 제9 밸브(201); 및 제1 추가라인(L6) 상에 설치되는 제10 밸브(202);를 더 포함한다.Referring back to Figure 8, the ship of this embodiment, unlike the third embodiment, a first additional line (L6) connecting between the recirculation line (L5) and the second supply line (L2); a
본 실시예의 제1 내지 제11 밸브(191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 201, 202, 203)는, 시스템 운용 상황을 사람이 직접 판단하여 수동으로 조절될 수도 있고, 미리 설정된 값에 의해 개폐되도록 자동으로 조절될 수도 있다.The first to eleventh valves (191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 201, 202, 203) of this embodiment may be manually adjusted by a person directly determining the system operation situation, It may be automatically adjusted to open and close by a preset value.
본 실시예의 제1 추가라인(L6)의 일측은, 냉매감압장치(160)에 의해 팽창된 후 냉매열교환기(140)를 통과한 증발가스를 제1 공급라인(L1)으로 보내는, 재순환라인(L5) 상에 연결되고, 타측은, 제3 밸브(193)와 여분압축기(122) 사이의 제2 공급라인(L2) 상에 연결된다.One side of the first additional line (L6) of this embodiment is a recirculation line ( It is connected on L5), and the other end is connected on the second supply line (L2) between the
본 실시예의 제9 밸브(201)는, 재순환라인(L5)이 압축기(120) 및 여분압축기(122) 상류의 제1 공급라인(L1)과 만나는 지점과, 재순환라인(L5)이 제1 추가라인(L6)과 만나는 지점 사이의, 재순환라인(L5) 상에 설치된다.The
또한, 본 실시예의 선박은, 제3 실시예와는 달리, 여분압축기(122) 하류 쪽 제2 공급라인(L2)이 제1 공급라인(L1)이 아닌 재순환라인(L5)과 연결된다.In addition, the ship of this embodiment, unlike the third embodiment, the second supply line (L2) downstream of the
본 실시예의 선박은, 냉매 사이클을 개루프뿐만 아니라 폐루프로도 운용할 수 있도록 하여, 선박의 운항 조건에 따라 재액화 시스템을 더 유연하게 사용할 수 있으며, 이하, 밸브 조절을 통해, 냉매 사이클을 폐루프로 운용하는 방법 및 개루프로 운용하는 방법을 설명한다.The vessel of this embodiment allows the refrigerant cycle to be operated not only in the open loop but also in the closed loop, so that the reliquefaction system can be used more flexibly according to the operating conditions of the vessel, and hereafter, through valve control, the refrigerant cycle A closed loop operation method and an open loop operation method are described.
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 폐루프로 운용하기 위해서, 일단, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194), 및 제10 밸브(202)는 열고, 제6 밸브(196) 및 제9 밸브(201)는 닫은 상태에서 시스템을 구동시킨다.In order to operate the refrigerant cycle of the ship of this embodiment in a closed loop, once, the
저장탱크(T)로부터 배출된 후 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 재순환라인(L5)으로 공급되면, 제3 밸브(193)를 닫아, 증발가스가 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제4 밸브(194), 냉매열교환기(140), 냉매감압장치(160), 다시 냉매열교환기(140), 및 제10 밸브(202)를 순환하는, 폐루프의 냉매 사이클을 형성시킨다.When the boil-off gas compressed by the
냉매 사이클을 폐루프로 구성하는 경우에는, 질소가스를 폐루프를 순환하는 냉매로 사용할 수도 있다. 이 경우, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 저장탱크는, 질소가스를 폐루프의 냉매 사이클 내로 도입시키는 배관을 더 포함할 수 있다.When the refrigerant cycle is configured as a closed loop, nitrogen gas may be used as the refrigerant circulating in the closed loop. In this case, the storage tank including the storage tank of the present embodiment may further include a pipe for introducing nitrogen gas into the refrigerant cycle of the closed loop.
냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 경우, 폐루프를 순환하는 증발가스만이 냉매열교환기(140)에서의 냉매로 사용되며, 압축기(120)를 통과한 증발가스는 냉매 사이클로 도입되지 못하고 연료수요처(180)로 공급되거나, 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 된다. 따라서, 재액화량이나, 연료수요처(180)에서 요구하는 증발가스량에 무관하게 일정한 유량의 증발가스가 냉매열교환기(140)의 냉매로 순환된다.When the refrigerant cycle is operated in a closed loop, only the BOG circulating in the closed loop is used as the refrigerant in the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in a closed loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 압축기(120)에 의해 압축되고 냉각기(130)에 의해 냉각된 후 일부는 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지 일부는 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 된다.BOG discharged from the storage tank T is compressed by the
복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치는 증발가스는, 추진압축기(124)에 의해 압축되고 추진냉각기(134)에 의해 냉각된 후, 증발가스 열교환기(110)에 의해 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환되어 냉각된다. 증발가스 열교환기(110)에 의해 냉각된 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 열교환되어 추가적으로 냉각된 후 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다.BOG going through the reliquefaction process along the return line L3 is compressed by the
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.When the vessel of this embodiment does not include the gas-
한편, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스는, 여분압축기(122)에 의해 압축되고 여분냉각기(132)에 의해 냉각된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진다. 여분압축기(122) 및 여분냉각기(132)를 통과한 후 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각된 후 냉매감압장치(160)로 보내져 2차로 팽창되어 냉각된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스는 다시 냉매열교환기(140)로 보내져, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 여분압축기(122)에 의해 압축된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 다시 여분압축기(122)로 보내져 상술한 일련의 과정을 반복한다.On the other hand, BOG circulating the refrigerant cycle is compressed by the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192) 및 제10 밸브(202)는 닫고, 제3 밸브(193) 및 제6 밸브(196)는 열어, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제4 밸브(194) 및 제6 밸브(196)를 거쳐 연료수요처(180)로 공급되도록 한다. 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제9 밸브(201)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated in a closed loop, when the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 개루프로 운용하기 위해서, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194), 제6 밸브(196) 및 제9 밸브(201)는 열고, 제10 밸브(202)는 닫는다.In order to operate the refrigerant cycle of the ship of this embodiment in an open loop, the
냉매 사이클을 폐루프로 운용하면, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스와, 연료수요처(180)로 보내지거나 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치는 증발가스가 분리된다. 반면, 냉매 사이클을 개루프로 운용하면, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 합류되어, 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되거나, 연료수요처(180)로 보내지거나, 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 된다.When the refrigerant cycle is operated in a closed loop, BOG circulating in the refrigerant cycle and BOG sent to the
따라서, 냉매 사이클을 개루프로 운용하면, 재액화량 및 연료수요처(180)에서의 증발가스 요구량을 고려하여, 냉매열교환기(140)로 보내는 냉매의 유량을 유동적으로 조절할 수 있다. 특히, 연료수요처(180)에서의 증발가스 요구량이 적은 경우, 냉매열교환기(140)로 보내는 냉매의 유량을 증가시키면 재액화 효율 및 재액화량을 높일 수 있다.Therefore, when the refrigerant cycle is operated as an open loop, the flow rate of the refrigerant sent to the
즉, 냉매 사이클이 폐루프로 운용되는 경우에는 여분압축기(122)의 용량 이상의 증발가스를 냉매열교환기(140)로 공급할 수는 없으나, 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 경우에는 여분압축기(122)의 용량을 초과하는 유량의 증발가스를 냉매열교환기(140)로 공급할 수 있다.That is, when the refrigerant cycle is operated in a closed loop, it is not possible to supply BOG more than the capacity of the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an open loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 두 흐름으로 분기하여 일부는 제1 공급라인(L1)으로 보내지고 나머지 일부는 제2 공급라인(L2)으로 보내진다.BOG discharged from the storage tank (T) passes through the
제1 공급라인(L1)으로 보내진 증발가스는, 제1 밸브(191), 압축기(120), 냉각기(130) 및 제2 밸브(192) 통과한 후, 일부는 제6 밸브(196)를 지나 냉매열교환기(140)로 보내지고, 다른 일부는 다시 두 흐름으로 분기한다. 두 흐름으로 분기한 증발가스 중 한 흐름은 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지는 복귀라인(L3)을 따라 추진압축기(124)로 보내진다.BOG sent to the first supply line L1 passes through the
제2 공급라인(L2)으로 보내진 증발가스는, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132) 및 제4 밸브(194)를 통과한 후, 일부는 냉매열교환기(140)로 보내지고, 다른 일부는 제1 공급라인(L1)으로 보내진 후 두 흐름으로 분기한다. 두 흐름으로 분기한 증발가스 중 한 흐름은 연료수요처(180)로 보내지고, 나머지 흐름은 복귀라인(L3)을 따라 추진압축기(124)로 보내진다.The boil-off gas sent to the second supply line (L2) passes through the
설명의 편의를 위해, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를 분리하여 설명하였으나, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스 및 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스는, 각각 분리되어 흐르는 것이 아니라, 합류되어 냉매열교환기(140), 연료수요처(180) 또는 추진압축기(124)로 공급되는 것이다. 즉, 냉매열교환기(140)로 증발가스를 보내는 재순환라인(L5), 연료수요처(180)로 증발가스를 보내는 제1 공급라인(L1), 추진압축기(124)로 증발가스를 보내는 복귀라인(L3)에는, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 혼합되어 흐른다.For convenience of explanation, the BOG compressed by the
재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각되고, 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 팽창되어 냉각된 후 다시 냉매열교환기(140)로 공급된다. 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스와, 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스와 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름을, 둘 다 냉각시키는 냉매로 사용된다.The boil-off gas sent to the
즉, 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되는 증발가스는, 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 후, 냉매열교환기(140)에서 1차로 냉각되고 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 냉각된 증발가스이다. 또한, 압축기(120) 또는 여분압축기(122)로부터 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매감압장치(160)를 통과한 증발가스를 냉매로 1차로 냉각된다.That is, the boil-off gas used as a refrigerant in the
냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 제9 밸브(201)를 지나 제1 공급라인(L1)으로 보내져, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 지난 증발가스와 합류되어, 상술한 일련의 과정을 반복한다.BOG used as a refrigerant in the
복귀라인(L3)을 따라 추진압축기(124)로 보내진 증발가스는, 추진압축기(124)에 의해 압축되고, 추진냉각기(134)에 의해 냉각된 후, 증발가스 열교환기(110)로 보내진다. 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)에서 1차로 냉각되고, 냉매열교환기(140)에서 2차로 냉각된 후 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다.BOG sent to the
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.When the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192) 및 제9 밸브(201)를 닫아, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제4 밸브(194) 및 제6 밸브(196)를 거쳐 연료수요처(180)로 공급되도록 한다. 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제9 밸브(201)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.When the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 개루프로 운용되고, 저장탱크(T)에 저장된 액화가스가 액화천연가스이며, 연료수요처(180)가 X-DF 엔진이고, 기액분리기(170)를 포함하는 경우, 각 지점에서의 유체의 온도 및 압력을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.When the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an open loop, the liquefied gas stored in the storage tank T is liquefied natural gas, the
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 기액분리기(170)에 의해 분리된 증발가스가 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 공급되는 A지점에서의 증발가스는, 대략 -123℃, 1.060bara일 수 있고, 대략 -123℃, 1.060bara인 증발가스가, 대략 43℃, 301.1bara의 증발가스와 증발가스 열교환기(110)에서 열교환되고 난 후인 B지점에서의 증발가스는, 대략 40℃, 0.96bara일 수 있다.The boil-off gas discharged from the storage tank T and the boil-off gas separated by the gas-
또한, 대략 40℃, 0.96bara인 증발가스가, 냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)를 통과한 대략 37℃, 0.96bara인 증발가스와 합류되고 난 후인 C지점에서의 증발가스는, 대략 38℃, 0.96bara일 수 있다.In addition, after the boil-off gas of approximately 40 ° C., 0.96 bara passes through the refrigerant
대략 38℃, 0.96bara인 증발가스는 둘로 분기되어, 한 흐름은 압축기(120)에 의해 압축된 후 냉각기(130)에 의해 냉각되고, 다른 흐름은 여분압축기(122)에 의해 압축된 후 여분냉각기(132)에 의해 냉각되는데, 압축기(120) 및 냉각기(130)를 통과한 흐름; 및 여분압축기(122) 및 여분냉각기(132)를 통과한 흐름;이 합류된 흐름인, D지점에서의 증발가스와 I지점에서의 증발가스는, 대략 43℃, 17bara일 수 있다.BOG of approximately 38 ° C., 0.96 bara is branched into two, one stream is compressed by the
대략 43℃, 17bara인 증발가스가, 추진압축기(124)에 의해 압축되고 추진냉각기(134)에 의해 냉각된 후인 E지점에서의 증발가스는, 대략 43℃, 301.1bara일 수 있고, 대략 43℃, 301.1bara인 증발가스가, 대략 -123℃, 1.060bara인 증발가스와 증발가스 열교환기(110)에서 열교환되고 난 후인 F지점에서의 증발가스는, 대략 -82℃, 301bara일 수 있다.BOG at approximately 43 ° C., 17 bara is compressed by the
또한, 대략 -82℃, 301bara인 증발가스가 냉매열교환기(140)에서 냉각되고 난 후인 G지점에서의 증발가스는, 대략 -153℃, 300.5bara일 수 있으며, 대략 -153℃, 300.5bara의 증발가스가 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되고 난 후인 H지점에서의 증발가스는, -155.6℃, 2.1bara일 수 있다.In addition, the boil-off gas at the point G after the boil-off gas of about -82 ° C., 301 bara is cooled in the
한편, 대략 43℃, 17bara인 증발가스가 냉매열교환기(140)에 의해 1차로 냉각된 후인 J지점에서의 증발가스는, 대략 -82℃, 16.5bara일 수 있고, 대략 -82℃, 16.5bara의 증발가스가 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 냉각된 후인 K지점에서의 증발가스는, 대략 -155℃, 1.56bara일 수 있으며, 대략 -155℃, 1.56bara의 증발가스가 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용되고 난 후인 L지점에서의 증발가스는, 대략 37℃, 0.96bara일 수 있다.On the other hand, the boil-off gas at the point J after the boil-off gas of approximately 43 ° C., 17 bara is first cooled by the
본 실시예의 선박은, 냉매 사이클을 개루프로 운용하면서도, 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스는 냉매열교환기(140)의 냉매로만 사용하고, 압축기(120)에 의해 압축된 증발가스는, 연료수요처(180)로 보내거나 복귀라인(L3)을 따라 재액화 과정을 거치게 하고, 냉매열교환기(140)의 냉매로는 사용하지 않도록, 여분압축기(122)와 압축기(120)를 독립적으로 운용할 수도 있다. 이하, 여분압축기(122)와 압축기(120)를 독립적으로 운용하는 개루프의 냉매 사이클을 '독립 개루프'라고 한다.The vessel of this embodiment, while operating the refrigerant cycle in an open loop, uses only the BOG compressed by the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클을 독립 개루프로 운용하기 위해서, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192), 제3 밸브(193), 제4 밸브(194) 및 제9 밸브(201)는 열고, 제6 밸브(196) 및 제10 밸브(202)는 닫는다. 냉매 사이클을 독립 개루프로 운용하면, 개루프로 운용할 때에 비하여 시스템의 운전이 용이해 진다는 장점이 있다.In order to operate the refrigerant cycle of the vessel of this embodiment as an independent open loop, the
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 독립 개루프로 운용되는 경우의 증발가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of boil-off gas when the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an independent open loop will be described as follows.
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 두 흐름으로 분기하여 일부는 제1 공급라인(L1)으로 보내지고 나머지 일부는 제2 공급라인(L2)으로 보내진다. 제1 공급라인(L1)으로 보내진 증발가스는, 제1 밸브(191), 압축기(120), 냉각기(130) 및 제2 밸브(192)를 통과한 후 일부는 연료수요처(180)로 보내지고, 다른 일부는 복귀라인(L3)을 따라 추진압축기(124)로 보내진다. 제2 공급라인(L2)으로 보내진 증발가스는, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132) 및 제4 밸브(194)를 통과한 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진다.BOG discharged from the storage tank (T) passes through the
여분압축기(122)에 의해 압축된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 보내진 증발가스는, 냉매열교환기(140)에서 1차로 열교환되어 냉각되고, 냉매감압장치(160)에 의해 2차로 팽창되어 냉각된 후 다시 냉매열교환기(140)로 공급되어, 증발가스 열교환기(110)를 통과한 후 복귀라인(L3)을 통해 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스; 및 여분압축기(122)에 의해 압축된 후 재순환라인(L5)을 따라 냉매열교환기(140)로 공급된 증발가스;를 냉각시키는 냉매로 사용된다.After being compressed by the
냉매감압장치(160)를 통과한 후 냉매열교환기(140)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 제9 밸브(201)를 지나 제1 공급라인(L1)으로 보내져, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 지난 증발가스와 합류되어, 상술한 일련을 과정을 반복한다.BOG used as a refrigerant in the
압축기(120)에 의해 압축된 후 복귀라인(L3)을 따라 추진압축기(124)로 보내진 증발가스는, 추진압축기(124)에 의해 압축되고, 추진냉각기(134)에 의해 냉각된 후, 증발가스 열교환기(110)로 보내진다. 증발가스 열교환기(110)로 보내진 증발가스는, 증발가스 열교환기(110)에서 1차로 냉각되고, 냉매열교환기(140)에서 2차로 냉각된 후 제1 감압장치(150)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다.BOG sent to the
본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하지 않는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 바로 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 선박이 기액분리기(170)를 포함하는 경우에는, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 기액분리기(170)로 보내진다. 기액분리기(170)에 의해 분리된 기체는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류되어 증발가스 열교환기(110)로 보내지고, 기액분리기(170)에 의해 분리된 액체는 저장탱크(T)로 보내진다.When the vessel of this embodiment does not include the gas-
본 실시예의 선박의 냉매 사이클이 독립 개루프로 운용되는 도중, 압축기(120) 또는 냉각기(130)가 고장나게 되면, 제1 밸브(191), 제2 밸브(192) 및 제9 밸브(201)를 닫고, 제6 밸브(196)를 열어, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 증발가스 열교환기(110)를 통과한 증발가스가, 제3 밸브(193), 여분압축기(122), 여분냉각기(132), 제4 밸브(194) 및 제6 밸브(196)를 거쳐 연료수요처(180)로 공급되도록 한다. 여분압축기(122)에 의해 압축된 증발가스를, 냉매열교환기(140)의 냉매로 사용할 필요가 있는 경우에는, 제9 밸브(201)를 열고 시스템을 운용할 수도 있다.While the refrigerant cycle of the ship of this embodiment is operated as an independent open loop, if the
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 자에 있어서 자명한 것이다.It is apparent to those of ordinary skill in the art that the present invention is not limited to the above embodiments, and that various modifications or variations can be implemented without departing from the technical gist of the present invention. did it
100a, 100b, 120 : 압축기 200a, 200b, 110 : 증발가스 열교환기
300a, 300b : 냉매순환부 310a, 310b : 냉매압축기
320a, 320b, 130 : 냉각기 330a, 330b, 160 : 냉매감압장치
400a, 400b, 191 ~ 198, 201 ~ 207, 301 ~ 304 : 밸브
500a, 500b, 140 : 냉매열교환기 600a, 600b, 150 : 제1 감압장치
700a, 700b, 170 : 기액분리기 800a, 800b : 제2 감압장치
122, 126 : 여분압축기 124 : 추진압축기
132, 136 : 여분냉각기 134 : 추진냉각기
180 : 연료수요처100a, 100b, 120:
300a, 300b:
320a, 320b, 130: cooler 330a, 330b, 160: refrigerant pressure reducing device
400a, 400b, 191 to 198, 201 to 207, 301 to 304: valve
500a, 500b, 140:
700a, 700b, 170: gas-
122, 126: extra compressor 124: propulsion compressor
132, 136: extra cooler 134: propulsion cooler
180: fuel demand
Claims (4)
상기 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 둘로 분기시켜 압축기 및 여분압축기에 의해 압축시키고, 상기 압축기로 압축된 증발가스 및 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스 중 적어도 하나를 엔진으로 보내고,
상기 압축기로 압축된 증발가스 및 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스 중 적어도 하나를 상기 저장탱크에서 배출된 증발가스와 열교환으로 냉각하여 상기 저장탱크로 복귀시키며,
상기 압축기로 압축된 증발가스 및 상기 여분압축기에 의해 압축된 증발가스 중 적어도 하나를 팽창시켜 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스에 합류되도록 상기 압축기 및 여분압축기의 상류로 재순환시키되,
재순환되는 상기 증발가스를 상기 저장탱크로 복귀되는 증발가스를 냉각시키는 냉매로 사용하여,
압축기 및 상기 압축기가 고장나는 경우에 대비하여 선박에 추가로 설치되는 여분압축기를 함께 사용하여 작은 용량의 압축기를 설치하면서도 재액화량을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. In a ship provided with an engine receiving the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank as fuel, a compressor for compressing the boil-off gas to be supplied to the engine, and an extra compressor installed in parallel with the compressor,
The boil-off gas discharged from the storage tank is divided into two and compressed by a compressor and an extra compressor, and at least one of the boil-off gas compressed with the compressor and the boil-off gas compressed by the extra compressor is sent to the engine,
At least one of the boil-off gas compressed by the compressor and the boil-off gas compressed by the extra compressor is cooled by heat exchange with the boil-off gas discharged from the storage tank and returned to the storage tank,
At least one of the boil-off gas compressed with the compressor and the boil-off gas compressed by the extra compressor is expanded and recirculated upstream of the compressor and the spare compressor to be joined with the boil-off gas discharged from the storage tank,
Using the recirculated BOG as a refrigerant to cool the BOG returned to the storage tank,
BOG treatment method of a ship, characterized in that it is possible to increase the amount of re-liquefaction while installing a compressor with a small capacity by using a compressor and an extra compressor additionally installed on a ship in case the compressor fails.
상기 압축기와 함께 상기 여분압축기에 의해 상기 증발가스가 압축됨에 따라 작은 용량의 압축기를 설치하면서도 재순환되는 상기 증발가스의 유량을 증가시킬 수 있고,
상기 압축기의 하류 라인 및 상기 여분압축기의 하류 라인이 연결되어 상기 압축기 및 여분압축기로 압축된 증발가스가 합류되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. The method of claim 1,
As the boil-off gas is compressed by the extra compressor together with the compressor, it is possible to increase the flow rate of the boil-off gas to be recirculated while installing a compressor with a small capacity,
BOG treatment method of a ship, characterized in that the downstream line of the compressor and the downstream line of the extra compressor are connected so that the BOG compressed by the compressor and the extra compressor are joined.
상기 저장탱크로 복귀되는 상기 증발가스는, 재순환되는 상기 증발가스를 팽창 냉각시킨 냉매와 열교환으로 재액화되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.3. The method of claim 2,
BOG treatment method of a ship, characterized in that the BOG returned to the storage tank is re-liquefied by heat exchange with a refrigerant that expands and cools the recirculated BOG.
상기 저장탱크로 복귀되는 증발가스는 추진압축기에 의해 추가 압축된 후, 상기 저장탱크에서 배출되는 증발가스 및 상기 냉매와 열교환으로 냉각되어 재액화되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. 4. The method of claim 3,
BOG treatment method for a vessel, characterized in that after the BOG returned to the storage tank is further compressed by a propulsion compressor, it is cooled by heat exchange with the BOG discharged from the storage tank and the refrigerant to be reliquefied.
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