KR102373565B1 - A Regasification System Of Gas and Vessel having same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 가스 재기화 시스템은, 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 재기화시켜 수요처로 공급하는 기화장치; 및 상변화를 동반하면서 순환하는 열원을 상기 기화장치에 전달하는 열원 공급장치를 포함하고, 상기 열원공급장치는, 상기 열원의 순도를 높여주는 불순물 제거 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. Gas regasification system according to the present invention, a vaporizer for supplying the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank to regasification to a consumer; and a heat source supply device for transferring a heat source circulating while accompanied by a phase change to the vaporizer, wherein the heat source supply device includes an impurity removal device for increasing the purity of the heat source.
Description
본 발명은 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다. The present invention relates to a gas regasification system and a ship including the same.
일반적으로, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162℃ 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준 상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유 비중의 약 2분의 1이 된다.In general, LNG is a clean fuel and is known to have more abundant reserves than petroleum, and its usage is rapidly increasing as mining and transport technologies are developed. In such LNG, methane, the main component, is generally stored in a liquid state by lowering the temperature to -162 ° C or less under 1 atm. The volume of liquefied methane is about 1/600 of the volume of gaseous methane, which is a standard state, and the specific gravity is 0.42, which is about one-half of the share of crude oil.
LNG는 운반의 용이성으로 액화시켜 운송 후 사용처에서 기화시켜서 사용한다. 그러나, 자연재해 및 테러의 위험으로 인하여 육상에 LNG 기화설비를 설치하는 것을 우려한다.LNG is liquefied due to its ease of transport and vaporized at the place of use after transport. However, there are concerns about installing LNG gasification facilities onshore due to the risk of natural disasters and terrorism.
이로 인하여 종래 육상에 설치하는 액화천연가스 재기화 시스템 대신에, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에 재기화 장치를 설치하여 육상으로 기화된 천연가스(Natural Gas)를 공급하는 설비가 각광을 받고 있다.For this reason, instead of the conventional liquefied natural gas regasification system installed on land, a regasification device is installed in an LNG carrier that transports liquefied natural gas and a facility to supply vaporized natural gas to land is in the spotlight.
LNG 재기화 장치 시스템에서 액화가스 저장탱크에 저장된 LNG는 부스팅 펌프에 의해 가압되어 LNG 기화기로 보내어지고, LNG 기화기에서 NG로 기화되어 육상의 수요처로 보내진다. 여기서 LNG 기화기 상에 LNG의 온도를 높이는 열교환이 이루어지는 과정에서 많은 에너지를 필요로 하게 된다. 따라서, 이 과정에서 쓰이는 에너지가 비효율적인 교환이 이루어짐으로 인해 낭비되는 문제점을 해결하기 위해 효율적인 재기화를 위한 다양한 열교환 기술들이 연구되고 있는 실정이다.In the LNG regasification system, the LNG stored in the liquefied gas storage tank is pressurized by the boosting pump and sent to the LNG vaporizer, and is vaporized to NG in the LNG vaporizer and sent to the demand on land. Here, a lot of energy is required in the process of heat exchange to increase the temperature of the LNG on the LNG vaporizer. Therefore, in order to solve the problem that energy used in this process is wasted due to inefficient exchange, various heat exchange technologies for efficient regasification are being studied.
본 발명은 종래의 기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 액화가스의 재기화 효율이 극대화될 수 있는 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.The present invention was created to improve the prior art, and to provide a gas regasification system in which the regasification efficiency of liquefied gas can be maximized and a ship including the same.
본 발명에 따른 가스 재기화 시스템은, 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 재기화시켜 수요처로 공급하는 기화장치; 및 상변화를 동반하면서 순환하는 열원을 상기 기화장치에 전달하는 열원 공급장치를 포함하고, 상기 열원공급장치는, 상기 열원의 순도를 높여주는 불순물 제거 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. Gas regasification system according to the present invention, a vaporizer for supplying the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank to regasification to a consumer; and a heat source supply device for transferring a heat source circulating while accompanied by a phase change to the vaporizer, wherein the heat source supply device includes an impurity removal device for increasing the purity of the heat source.
구체적으로, 상기 열원공급장치는, 상기 열원을 순환시키며, 상기 기화장치를 구비하는 열원순환라인; 상기 열원 순환라인 상에 구비되며, 상기 열원을 저장하는 열원저장탱크; 상기 열원순환라인 상에 구비되며, 상기 열원을 순환시키는 열원 펌프; 및 상기 열원을 기화시키는 열원 기화기를 포함하고, 상기 불순문 제거 장치는, 상기 열원순환라인 상의 상기 열원 기화기와 상기 기화장치 사이에 구비될 수 있다. Specifically, the heat source supply device may include: a heat source circulation line circulating the heat source and having the vaporization device; a heat source storage tank provided on the heat source circulation line and storing the heat source; a heat source pump provided on the heat source circulation line and circulating the heat source; and a heat source vaporizer for vaporizing the heat source, wherein the impurity removal device may be provided between the heat source vaporizer and the vaporizer on the heat source circulation line.
구체적으로, 상기 불순물 제거 장치는, 불순물이 제거된 열원이 상기 기화장치로 공급되도록 상기 열원순환라인과 연결되는 부분은 상측에 마련하고, 상기 불순물을 외부로 배출하는 라인은 하측에 마련할 수 있다. Specifically, in the impurity removal device, a portion connected to the heat source circulation line may be provided on the upper side so that a heat source from which impurities are removed is supplied to the vaporization device, and a line for discharging the impurities to the outside may be provided on the lower side .
구체적으로, 상기 불순물 제거 장치는, 상기 불순물 중 C4 이상의 오일, 고상 불순물 및 수분을 상기 외부로 배출시킬 수 있다. Specifically, the impurity removal device may discharge C4 or higher oil, solid impurities, and moisture among the impurities to the outside.
구체적으로, 상기 기화장치는, 상기 액화가스를 기화시키는 기화기; 및 상기 기화된 액화가스를 가열하는 히터를 포함하고, 상기 열원공급장치는, 열원을 순환시키며, 상기 기화기 및 상기 히터를 구비하는 열원순환라인; 상기 열원 순환라인 상에 구비되며, 상기 기화기로부터 공급되는 열원을 저장하는 열원저장탱크; 상기 열원순환라인 상에 구비되며, 상기 열원저장탱크로부터 공급되는 열원을 순환시키는 열원 펌프; 상기 열원 펌프로부터 공급받은 상기 열원을 예열하여 상기 히터로 공급하는 열원 예열기; 상기 히터로부터 공급받은 액상의 열원을 기화시켜 상기 기화기로 공급하는 열원 기화기를 포함하고, 상기 불순물 제거 장치는, 상기 열원순환라인 상의 상기 열원 기화기와 상기 기화기 사이에 구비될 수 있다. Specifically, the vaporizer may include: a vaporizer for vaporizing the liquefied gas; and a heater for heating the vaporized liquefied gas, wherein the heat source supply device circulates the heat source, the heat source circulation line having the vaporizer and the heater; a heat source storage tank provided on the heat source circulation line and configured to store the heat source supplied from the vaporizer; a heat source pump provided on the heat source circulation line and circulating the heat source supplied from the heat source storage tank; a heat source preheater preheating the heat source supplied from the heat source pump and supplying it to the heater; and a heat source vaporizer that vaporizes the liquid heat source supplied from the heater and supplies it to the vaporizer, wherein the impurity removal device may be provided between the heat source vaporizer and the vaporizer on the heat source circulation line.
구체적으로, 상기 열원은, 프로판(Propane)일 수 있다. Specifically, the heat source may be propane.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크와 상기 수요처를 연결하는 액화가스 공급라인; 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 수요처로 공급하는 피딩 펌프; 상기 피딩 펌프로부터 공급받은 액화가스를 임시저장하는 석션드럼; 및 상기 석션드럼으로부터 액화가스를 공급받아 고압으로 가압하여 상기 기화장치로 공급하는 부스팅 펌프를 더 포함할 수 있다. Specifically, a liquefied gas supply line connecting the liquefied gas storage tank and the customer; a feeding pump provided on the liquefied gas supply line and supplying the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank to the customer; a suction drum for temporarily storing the liquefied gas supplied from the feeding pump; and a boosting pump that receives the liquefied gas from the suction drum and pressurizes it to a high pressure to supply it to the vaporizer.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 가압하는 증발가스 압축기; 및 상기 증발가스 압축기로부터 가압된 증발가스를 공급받아 전력을 발생시키는 발전엔진을 더 포함할 수 있다. Specifically, a boil-off gas compressor for pressurizing the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank; and a power generation engine receiving the pressurized BOG from the BOG compressor to generate electric power.
구체적으로, 상기 가스 재기화 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박일 수 있다. Specifically, it may be a vessel comprising the gas regasification system.
본 발명에 따른 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스의 재기화 효율이 극대화될 수 있는 효과가 있다.A gas regasification system and a ship including the same according to the present invention have the effect that the regasification efficiency of liquefied gas can be maximized.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템을 구비하는 선박에 대한 개념도이다.
도 2는 종래의 가스 재기화 시스템의 기화장치에 대한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 기화장치에 대한 개념도이다.
도 4는 종래의 가스 재기화 시스템의 기화장치에서 프로판 탱크 내부에 발생되는 문제점을 나타낸 도면이다. 1 is a conceptual diagram of a ship having a gas regasification system according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a vaporizer of a conventional gas regasification system.
3 is a conceptual diagram of a vaporizer of a gas regasification system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a problem occurring inside the propane tank in the vaporizer of the conventional gas regasification system.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numbers to the components of each drawing, it should be noted that only the same components are given the same number as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하 본 명세서에서, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다. 이는 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다. 또한, LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발가스는 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Hereinafter, in this specification, liquefied gas may be used to encompass all gas fuels that are generally stored in a liquid state, such as LNG or LPG, ethylene, ammonia, etc. can be expressed as This can be applied to boil-off gas as well. In addition, for convenience, LNG may be used to encompass both NG (Natural Gas) in a liquid state as well as NG in a supercritical state, etc. can
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템을 구비하는 선박에 대한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a ship having a gas regasification system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 가스 재기화 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 피딩 펌프(20), 부스팅 펌프(21), 석션 드럼(30), 기화장치(40), 증발가스 압축기(50), 제1 수요처(61) 및 제2 수요처(62)를 포함한다. As shown in Figure 1, the conventional gas regasification system (1), a liquefied gas storage tank (10), a feeding pump (20), a boosting pump (21), a suction drum (30), a vaporizer (40) , including a boil-off
여기서 가스 재기화 시스템(1)이 설치된 선박(부호 도시하지 않음)은, 선수부(부호 도시하지 않음), 선미부(부호 도시하지 않음), 상갑판(부호 도시하지 않음)으로 구성된 선체(H)를 가지고 있으며, 선미부에 배치되는 엔진룸(부호 도시하지 않음)의 엔진(E)에서 생산한 동력을 프로펠러 축(S)이 프로펠러(P)로 전달하여 작동함으로써 추진된다. Here, the ship (symbol not shown) in which the
또한, 상기 선박은, 해상에서 액화가스를 재기화하여 액화가스를 육상 터미널로 공급할 수 있도록 하기 위해, 액화가스 운반선(부호 도시하지 않음)에 가스 재기화 시스템(1)을 설치한 액화가스 재기화 선박(LNG RV) 또는 부유식 액화가스 저장 및 재기화 설비(FSRU)일 수 있다.In addition, the ship regasifies liquefied gas in which a
이하 도 1을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)을 설명하도록 한다. Hereinafter, a
본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10)로부터 액체 상태의 액화가스를 피딩 펌프(20)를 통해 빼내어 석션 드럼(30)을 거쳐 부스팅 펌프(21)로 가압시킨 후, 기화장치(40)에서 열원을 통해 액화가스를 가열시켜 재기화시키고 이를 제1 수요처(61)로 공급하는 방식을 사용한다. 즉, 간단히 말해서 본 발명의 가스 재기화 시스템(1)은, 기화장치(40)를 사용하여 액화가스를 재기화시켜 제1 수요처(61)로 공급한다. 이때, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스는 증발가스 압축기(50)에 의해 가압되어 제2 수요처(62)로 공급되어 처리되었다.The
기화장치(40)는 해수공급장치(도시하지 않음)로부터 직접적으로 해수를 공급받아 액화가스를 재기화시킬 수 있으며(직접 재기화 방식), 해수공급장치로부터 간접적으로 해수를 공급받아 액화가스를 재기화시킬 수 있다.(간접 재기화 방식; 중간열매인 프로판(Propane)이 프로판 기화기(434)로부터 해수의 열원을 공급받고, 다시 프로판이 해수로부터 공급받은 열원을 기화장치(40)로 공급하는 방식)The
본 발명의 모든 실시예에서는 간접 재기화 방식을 기준으로 설명하도록 하며, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명에서 특별히 한정되는 이유가 아님을 주지바란다. All embodiments of the present invention will be described based on the indirect regasification method, and it should be noted that this is only for convenience of description and is not specifically limited in the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)의 개별적인 구성을 기술하기에 앞서, 개별적인 구성들을 유기적으로 연결하는 기본적인 유로들에 대해서 설명하기로 한다. 여기서 유로는 유체가 흐르는 통로로 라인(Line)일 수 있으며 이에 한정되지 않고 유체가 유동하는 구성이면 모두 가능하다. Before describing the individual components of the
본 발명의 실시예에서는, 액화가스 제1 공급라인(L1), 액화가스 제2 공급라인(L2), 증발가스 공급라인(L3)을 더 포함할 수 있다. 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the liquefied gas first supply line (L1), the liquefied gas second supply line (L2), may further include a boil-off gas supply line (L3). Valves (not shown) capable of adjusting the opening degree may be installed in each line, and the supply amount of boil-off gas or liquefied gas may be controlled according to the control of the opening degree of each valve.
액화가스 제1 공급라인(L1)은, 액화가스 저장탱크(10)와 석션 드럼(30)을 연결하고 피딩 펌프(20)를 구비하여, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 피딩 펌프(20)를 통해 석션 드럼(30)으로 공급할 수 있다. 이때, 액화가스 제1 공급라인(L1)은 석션 드럼(30)과 연결됨과 동시에 석션 드럼(30)의 상류에서 분기되어 액화가스 제2 공급라인(L2)으로 직접 연결될 수 있다.The liquefied gas first supply line L1 connects the liquefied
액화가스 제2 공급라인(L2)은, 석션 드럼(30)과 제1 수요처(61)를 연결하고 부스팅 펌프(21) 및 기화장치(40)를 구비하여, 석션 드럼(30)에 임시 저장된 액화가스 또는 액화가스 제1 공급라인(L1)으로부터 직접 공급되는 액화가스를 부스팅 펌프(21)로 가압하고 기화부(40)로 재기화시켜 제1 수요처(61)로 공급할 수 있다.The liquefied gas second supply line (L2) connects the
증발가스 공급라인(L3)은, 액화가스 저장탱크(10)와 제2 수요처(62)를 연결하고, 증발가스 압축기(50)를 구비하여, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 증발가스 압축기(50)로 가압하여 제2 수요처(62)로 공급할 수 있다. The boil-off gas supply line (L3) connects the liquefied
이하에서는 상기 설명한 각 라인들(L1~L3)에 의해 유기적으로 형성되어 가스 재기화 시스템(1)을 구현하는 개별적인 구성들에 대해서 설명하도록 한다. Hereinafter, individual components that are organically formed by each of the above-described lines L1 to L3 to implement the
액화가스 저장탱크(10)는, 제1 수요처(61)에 공급될 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때, 액화가스 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.The liquefied
여기서 액화가스 저장탱크(10)는, 선체(H)의 내부에 배치되며, 엔진룸의 전방에 일례로 4개 형성될 수 있다. 또한, 액화가스 저장탱크(10)는 일례로 멤브레인 형 탱크이나, 이에 한정되지 않고 독립형 탱크 등, 다양한 형태로 그 종류를 특별히 한정하지는 않는다.Here, the liquefied
피딩 펌프(20)는, 액화가스 제1 공급라인(L1) 상에 구비되고, 액화가스 저장탱크(10)의 내부 또는 외부에 설치되어 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 석션 드럼(30)으로 공급할 수 있다. The
구체적으로, 피딩 펌프(20)는, 액화가스 제1 공급라인(L1) 상에 액화가스 저장탱크(10)와 석션 드럼(30) 사이에 구비되어 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 1차 가압하여 석션 드럼(30)으로 공급할 수 있다. Specifically, the
피딩 펌프(20)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 6 내지 8bar로 가압하여 석션 드럼(30)으로 공급할 수 있다. 여기서 피딩 펌프(20)는, 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되는 액화가스를 가압하여 압력 및 온도가 다소 높아질 수 있으며, 가압된 액화가스는 여전히 액체상태일 수 있다.The feeding
이때, 피딩 펌프(20)는, 액화가스 저장탱크(10) 내부에 구비되는 경우 잠형 펌프일 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)의 외부에 설치되는 경우에는 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스의 수위보다 낮은 선체(H) 내부의 위치에 구비될 수 있고 원심형 펌프일 수 있다.At this time, the feeding
부스팅 펌프(21)는, 액화가스 제2 공급라인(L2) 상에 석션 드럼(30)과 기화장치(40) 사이에 구비될 수 있으며, 피딩 펌프(20)로부터 공급받은 액화가스 또는 석션 드럼(30)으로부터 공급받은 액화가스를 80 내지 120bar로 가압하여 기화장치(40)로 공급할 수 있다. The boosting
부스팅 펌프(21)는, 제1 수요처(61)가 요구하는 압력에 맞춰 액화가스를 가압할 수 있으며, 원심형 펌프로 구성될 수 있다. The boosting
석션 드럼(30)은, 액화가스 제1 공급라인(L1)과 연결되어 액화가스 저장탱크(10)로부터 액화가스를 공급받아 임시저장할 수 있다. The
구체적으로, 석션 드럼(30)은, 액화가스 제1 공급라인(L1)을 통해 피딩 펌프(20)로부터 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 공급받을 수 있고, 공급받은 액화가스를 임시 저장함으로써 액화가스를 액상과 기상으로 분리할 수 있으며, 분리된 액상은 부스팅 펌프(21)로 공급될 수 있다. Specifically, the
즉, 석션 드럼(30)은, 액화가스를 임시 저장하여 액상과 기상을 분리한 후 완전한 액상을 부스팅 펌프(21)로 공급하여, 부스팅 펌프(21)가 유효흡입수두(NPSH)를 만족하도록 하며, 이로 인해 부스팅 펌프(21)에서의 공동현상(Cavitation)을 방지할 수 있도록 한다.That is, the
기화장치(40)는, 액화가스 제2 공급라인(L2) 상에 마련되어 부스팅 펌프(21)로부터 배출되는 고압의 액화가스를 재기화시킬 수 있다. The
구체적으로, 기화장치(40)는, 제1 수요처(61)와 부스팅 펌프(21) 사이의 액화가스 제2 공급라인(L2) 상에 마련되어 기화기(41) 및 히터(42)로 구성되며, 부스팅 펌프(21)로부터 공급되는 고압의 액화가스를 기화기(41)를 통해 기화시킨 후 히터(42)를 통해 제1 수요처(61)가 원하는 온도로 가열하여 제1 수요처(61)로 공급할 수 있다.Specifically, the
이하 도 2를 참고로 하여 종래의 기화장치(40a)에 대해 상세하게 기술하도록 한다. Hereinafter, the
도 2는 종래의 가스 재기화 시스템의 기화장치에 대한 개념도이다. 2 is a conceptual diagram of a vaporizer of a conventional gas regasification system.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 가스 재기화 시스템의 기화장치(40a)는, 열원 순환라인(L4)을 통해서 중간열매(제1 열매)를 공급받아 액화가스와 열교환시켜 액화가스를 기화시키고, 고압의 기화된 액화가스를 압력변동없이 제1 수요처(61)로 공급할 수 있다. 여기서 액화가스와 열교환된 중간열매는 다시 열원 순환라인(L4)을 통해 순환된다. As shown in FIG. 2 , the
종래의 기화장치(40a)에서 중간열매는, 프로판(Propane)이 사용되어 지는데, 이때 프로판의 순도는 초고순도여야 한다. As an intermediate fruit in the
만일, 종래의 기화장치(40a)에서 사용되는 프로판의 순도가 충분하지 않을 경우, 프로판이 순환하는 열원 순환라인(L4) 상에 헤비 하이드로카본(Heavy Hydrocarbon)이 점도가 높은 액적 혹은 고상 형태로 축적되어 종래의 기화장치(40a)의 성능이 저하되거나 심하게는 재기화 시스템 전체가 정지(Shut Down)되는 문제점이 있었다. If the purity of the propane used in the
이에 종래의 기화장치(40a)는, 재기화 시스템을 지속적으로 운용하지 못하고, 유지보수를 위해 종래의 기화장치(40a)의 가동을 중단하여야 했고 그로 인해 운용비용이 막대하게 증가하는 문제점이 있다. Accordingly, the
게다가, 종래의 기화장치(40a)의 설비 및 열원순환라인(L4) 내에 제조 과정 및 구동전 테스트 과정에서 발생한 고형의 불순물을 종래의 기화장치(40a)의 가동 전에 완벽히 제거하지 못하는 경우가 빈번히 발생하여, 고형의 불순물이 열원순환라인(L4) 내에 축적되어 시스템의 구동 효율이 낮아지는 문제점도 발생하였다. (도 4의 (a),(b),(c),(d)를 참고해보면, 프로판 탱크(431)의 입구에서 발생하는 고형의 불순물들이 다량 존재한다는 것을 알 수 있다.)In addition, there are frequent cases in which solid impurities generated during the manufacturing process and pre-drive test process in the equipment and heat source circulation line L4 of the
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 출원인은 본 발명의 기화장치(40b)를 개발하였으며, 도 3을 참고로 하여 하기 상세히 설명하도록 한다. In order to solve the above problems, the present applicant has developed a
도 2에서 미설명된 부호 431, 432, 433, 434는 각각 프로판 탱크(431), 프로판 펌프(432), 프로판 예열기(433), 프로판 기화기(434)로, 도 3에서 본 발명의 기화장치(40b)를 설명시, 상세히 기술하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 기화장치에 대한 개념도이다. 3 is a conceptual diagram of a vaporizer of a gas regasification system according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)의 기화장치(40b)는, 기화기(41), 히터(42), 열원순환라인(L4), 프로판 탱크(431), 프로판 펌프(432), 프로판 예열기(433), 프로판 기화기(434), 불순물 제거장치(435)를 포함한다. 3, the
여기서 기화장치(40b)는, 기화기(41)와 히터(42)를 제외한 구성을 열원 공급장치로 칭할 수 있으며, 기화기(41) 또는 히터(42)에 열을 공급하며, 열원순환라인(L4)을 순환하는 열원으로 프로판(Propane)이 사용될 수 있다. 물론, 여기서 열원이 프로판으로 한정되는 것은 아니며, 상변화를 동반하면서 순환하는 열원이라면 모두 포함될 수 있다. Here, the
열원순환라인(L4)은, 기화기(41), 히터(42), 프로판 탱크(431), 프로판 펌프(432), 프로판 예열기(433), 프로판 기화기(434), 불순물 제거장치(435)를 구비하며, 프로판 탱크(431), 프로판 펌프(432), 프로판 예열기(433), 히터(42), 프로판 기화기(434), 불순물 제거장치(435) 기화기(41) 순으로 배치될 수 있다. The heat source circulation line L4 includes a
프로판 탱크(431)는, 열원순환라인(L4) 상의 프로판 펌프(432)와 기화기(41) 사이에 구비되며, 열원순환라인(L4)을 순환하는 프로판을 저장할 수 있다. The
프로판 탱크(431)는, 액상의 프로판을 저장할 수 있으며, 압력용기의 형태를 취할 수 있다. The
프로판 펌프(432)는, 열원순환라인(L4) 상의 프로판 탱크(431)와 프로판 예열기(433) 사이에 구비되며, 프로판을 열원순환라인(L4)상에 순환시킬 수 있다.The
프로판 펌프(432)는, 프로판 탱크(431)로부터 액상의 프로판을 공급받아 프로판 예열기(433)로 공급할 수 있으며, 대략 70 bar의 압력으로 가압하여 공급할 수 있다. The
여기서 프로판 펌프(432)는, 원심형 펌프일 수 있다. Here, the
프로판 예열기(433)는, 열원순환라인(L4) 상의 프로판 펌프(432)와 히터(42) 사이에 구비되며, 프로판 펌프(432)로부터 공급되는 액상의 프로판을 대략 25도로 예열한 후 히터(42)로 공급할 수 있다. The
이때, 프로판 예열기(433)는, 프로판의 상변화를 발생시키지 않으며, 프로판 펌프(432)에서 공급받은 대략 70bar의 압력을 가지는 프로판을 압력 변동없이 히터(42)로 공급할 수 있다.In this case, the
프로판 예열기(433)는, 예열 열원으로 스팀(Steam) 또는 해수(Sea Water)를 사용할 수 있으며, 프로판 기화기(434)와 열원을 공유할 수 있다. The
프로판 기화기(434)는, 열원순환라인(L4) 상의 히터(42)와 불순물 제거장치(435) 사이에 구비되며, 히터(42)로부터 공급되는 대략 상온 9도를 가지는 액상의 프로판을 공급받아 기체로 기화시킬 수 있다.The
프로판 기화기(434)는, 프로판을 기체로 기화시켜 불순물 제거장치(435)로 공급할 수 있다. 여기서, 프로판 기화기(434)는, 기화 열원으로 스팀(Steam) 또는 해수(Sea Water)를 사용할 수 있으며, 프로판 예열기(433)와 열원을 공유할 수 있다. The
불순물 제거장치(435)는, 열원순환라인(L4) 상의 프로판 기화기(434)와 기화기(41) 사이에 구비되어, 프로판 및 설비에 내재된 불순물을 제거하며, 이를 통해 프로판의 순도를 높여준다. The
불순물 제거장치(435)는, 중력을 이용하여 프로판에 내재된 불순물(수분, C4이상의 오일, 고형의 불순물(모래, 쇳가루 등))을 제거하여, 불순물을 하측으로 모으고 고순도의 프로판은 상측으로 포집할 수 있다. The
따라서, 불순물 제거장치(435)는, 상측에 불순물이 제거된 프로판이 기화기(41)로 공급되도록 열원순환라인(L4)과 연결되며, 하측에 제거된 불순물을 외부로 배출하는 라인과 연결될 수 있다. Accordingly, the
여기서 불순물 제거장치(435)는, 불순물 중 C4 이상의 오일과 수분(물)은 외부로 드레인(Draim) 시킬 수 있다. Here, the
기화장치(40b)에 상기 기술한 문제들(배관 내 액적 축적, 고형의 불순물 축적 등)을 일으키는 프로판 내의 성분으로는 C4 plus인 헤비 하이드로카본이다. 따라서, 불순물 제거장치(435)는, 중력에 의한 불순물 제거방식을 채택하여 제거할 수 있다. A component in propane that causes the above-described problems (accumulation of droplets in the pipe, accumulation of solid impurities, etc.) in the
불순물 제거장치(435)를 사용한 후의 프로판의 순도 변화를 예측한 결과표를 하기 도시하도록 한다. A result table for predicting the change in the purity of propane after using the
(no separator)initial
(no separator)
상기 표에 기재된 바와 같이 초기 프로판 몰농도가 97.41%인 경우, 불순물 제거장치(435)를 설치하여 구동을 진행한 후 프로판의 순도변화를 보면, 99.51%까지 향상된 것을 볼 수 있다. 이때, C4 plus 제거율은 56.41%에 다다른다. As described in the table above, when the initial propane molar concentration is 97.41%, the purity change of propane is improved to 99.51% after the
또한, C4 plus 제거율은 초기 프로판 농도가 낮을수록 더욱 높아진다. 초기 프로판 몰농도가 95%인 경우에는, 99.78%까지 고순도로 프로판을 생성할 수 있으며, 이 경우 제거율은 86.11%에 육박하고, 초기 프로판 몰농도가 90%인 경우에는, 99.85%까지 고순도로 프로판을 생성할 수 있으며, 이 경우 제거율은 94.44%에 육박하게 된다. In addition, the C4 plus removal rate is higher as the initial propane concentration is lower. When the initial propane molar concentration is 95%, it is possible to produce propane with high purity up to 99.78%, in this case the removal rate approaches 86.11%, and when the initial propane molar concentration is 90%, propane with high purity up to 99.85% , and in this case, the removal rate approaches 94.44%.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 기화장치(40b)는, 불순물 제거장치(435)를 열원순환라인(L4) 상에 구비하여, 시스템의 중단없이도 불순물을 제거할 수 있어 시스템의 성능이 향상되고 구동안정성이 증대되어 시스템 신뢰성이 극대화되는 효과가 있다. As described above, in the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기화장치(40b)는, 불순물 제거장치(435)를 기화기(41)와 프로판 기화기(434) 사이에 배치시켜, 기화된 프로판을 제거한 후 즉각적으로 순도높은 프로판을 기화기(41)로 공급할 수 있어, 불순물의 제거가 매우 용이하고 기화율이 비약적으로 향상되는 효과가 있다. In addition, in the
게다가 본 발명의 실시예에 따른 기화장치(40b)는, 불순물 제거장치(435)를 구비함으로써, 프로판의 순도를 구동과 함께 향상시킬 수 있으므로, 고순도의 프로판을 사용하지 않을 수 있어, 기화장치(40b)의 구동 비용이 절감되는 효과가 있다.In addition, since the
증발가스 압축기(50)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 가압하여 제2 수요처(62)로 공급할 수 있다. The boil-off
구체적으로 증발가스 압축기(50)는, 증발가스 공급라인(L3) 상에 구비되어, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 약 6 내지 8bar 또는 6 내지 15bar로 가압하여 제2 수요처(62)로 공급할 수 있다. Specifically, the boil-off
증발가스 압축기(50)는, 복수 개 구비되어 증발가스를 다단 가압할 수 있으며, 일례로 증발가스 압축기(50)는, 3개가 구비되어 증발가스를 3단 가압할 수 있다. 여기서 일례로 든 3단 압축기는 단지 하나의 예에 불과하며 3단에 한정되지 않는다. A plurality of
본 발명의 실시예에서는, 증발가스 압축기(50)의 각 후단에는 증발가스 냉각기(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. 증발가스 압축기(50)에 의하여 증발가스가 가압되면, 압력 상승에 따라 온도 역시 상승될 수 있기 때문에, 본 실시예에서는 증발가스 냉각기를 사용하여 증발가스의 온도를 다시 낮춰줄 수 있다. 증발가스 냉각기는, 증발가스 압축기(50)와 동일한 수로 설치될 수 있으며, 각 증발가스 냉각기는, 각 증발가스 압축기(50)의 하류에 마련될 수 있다. In an embodiment of the present invention, a boil-off gas cooler (not shown) may be provided at each rear end of the boil-off
또한, 본 발명의 실시예에서는, 증발가스 압축기(50)가 병렬로 구비되어 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스 양이 급격히 상승하는 경우, 이를 모두 수용할 수 있으며, 또는 증발가스 압축기(50)의 하나가 오작동을 일으키거나 셧다운(Shut down)되는 경우 나머지 하나의 증발가스 압축기(50)가 작동할 수 있어 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 효율적으로 수용하여 처리할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, when the boil-off
제1 수요처(61)는, 기화장치(40)에 의해 기화된 액화가스를 공급받아 소비할 수 있다. 여기서 제1 수요처(61)는, 액화가스를 기화시켜 기상의 액화가스를 공급받아 사용할 수 있으며, 육상에 설치되는 육상 터미널 또는 해상에 부유되어 설치되는 해상 터미널일 수 있다. The
제2 수요처(62)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 공급받아 연료로 사용한다. 즉, 제2 수요처(62)는, 증발가스를 필요로 하며 이를 원료로하여 구동될 수 있다. 제2 수요처(62)는, 발전기(예를 들어 DFDG), 가스연소장치(GCU), 보일러(예를 들어 스팀을 생성하는 보일러)일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. The
구체적으로, 제2 수요처(62)는 증발가스 공급라인(L3)과 연결되어 증발가스를 공급받으며, 증발가스 압축기(50)에 의해 약 1 내지 6bar(최대 15bar)의 저압으로 가압된 증발가스를 공급받아 연료로 사용할 수 있다. Specifically, the
또한, 제2 수요처(62)는, 이종연료가 사용가능한 이종연료엔진일 수 있어, 증발가스뿐만 아니라 오일을 연료로 사용할 수 있으나, 증발가스와 오일이 혼합되어 공급되지 않고 증발가스 또는 오일이 선택적으로 공급될 수 있다. 이는 연소 온도가 상이한 두 물질이 혼합 공급되는 것을 차단하여, 제2 수요처(62)의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.In addition, the
여기서 제2 수요처(62)는, 선미부 내부에 마련되는 엔진룸의 데크(부호 도시하지 않음) 상에 구비될 수 있다. Here, the
상기 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템(1)을 구비하는 선박은, 액화가스의 재기화 효율이 극대화될 수 있는 효과가 있다.As described above, the ship having the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, it is intended to describe the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and by those of ordinary skill in the art within the technical spirit of the present invention It will be clear that the transformation or improvement is possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.
1: 선박 10: 액화가스 저장탱크
20: 피딩 펌프 21: 부스팅 펌프
30: 석션 드럼 40: 기화장치
40a: 종래의 기화장치 40b: 본 발명의 기화장치
431: 프로판 탱크 432: 프로판 펌프
433: 프로판 예열기 434: 프로판 기화기
435: 불순물 제거장치 41: 기화기
42: 히터 50: 증발가스 압축기
61: 제1 수요처 62: 제2 수요처
L1: 액화가스 제1 공급라인 L2: 액화가스 제2 공급라인
L3: 증발가스 공급라인 L4: 열원순환라인
E: 추진엔진 S: 프로펠러 축
P: 프로펠러 H: 선체1: Ship 10: Liquefied Gas Storage Tank
20: feeding pump 21: boosting pump
30: suction drum 40: vaporizer
40a:
431: propane tank 432: propane pump
433: propane preheater 434: propane vaporizer
435: impurity removal device 41: vaporizer
42: heater 50: boil-off gas compressor
61: first consumer 62: second consumer
L1: Liquefied gas first supply line L2: Liquefied gas second supply line
L3: BOG supply line L4: Heat source circulation line
E: propulsion engine S: propeller shaft
P: propeller H: hull
Claims (9)
상변화를 동반하면서 순환하는 열원을 상기 기화장치에 전달하는 열원 공급장치를 포함하고,
상기 열원공급장치는,
상기 열원의 순도를 높여주는 불순물 제거 장치를 포함하며,
상기 기화장치는,
상기 액화가스를 기화시키는 기화기; 및
상기 기화된 액화가스를 가열하는 히터를 포함하고,
상기 열원공급장치는,
열원을 순환시키며, 상기 기화기 및 상기 히터를 구비하는 열원순환라인;
상기 열원순환라인 상에 구비되며 열원을 순환시키는 열원 펌프;
상기 열원 펌프로부터 공급받은 상기 열원을 예열하여 상기 히터로 공급하는 열원 예열기;
상기 히터로부터 공급받은 액상의 열원을 기화시켜 상기 기화기로 공급하는 열원 기화기를 포함하고,
상기 불순물 제거 장치는,
상기 열원순환라인 상의 상기 열원 기화기와 상기 기화기 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.a vaporizer for re-vaporizing the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank and supplying it to a consumer; and
A heat source supply device for transferring a circulating heat source to the vaporizer while accompanied by a phase change,
The heat source supply device,
and an impurity removal device for increasing the purity of the heat source,
The vaporizer is
a vaporizer for vaporizing the liquefied gas; and
A heater for heating the vaporized liquefied gas,
The heat source supply device,
a heat source circulation line circulating a heat source and having the vaporizer and the heater;
a heat source pump provided on the heat source circulation line and circulating the heat source;
a heat source preheater preheating the heat source supplied from the heat source pump and supplying it to the heater;
and a heat source vaporizer that vaporizes the liquid heat source supplied from the heater and supplies it to the vaporizer,
The impurity removal device,
Gas regasification system, characterized in that provided between the heat source vaporizer and the vaporizer on the heat source circulation line.
상기 열원 순환라인 상에 구비되며, 상기 열원을 저장하는 열원저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.According to claim 1, wherein the heat source supply device,
Gas regasification system provided on the heat source circulation line, further comprising a heat source storage tank for storing the heat source.
불순물이 제거된 열원이 상기 기화장치로 공급되도록 상기 열원순환라인과 연결되는 부분은 상측에 마련하고, 상기 불순물을 외부로 배출하는 라인은 하측에 마련하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템. According to claim 2, wherein the impurity removal device,
Gas regasification system, characterized in that the portion connected to the heat source circulation line is provided on the upper side so that the heat source from which impurities are removed is supplied to the vaporization device, and the line for discharging the impurities to the outside is provided on the lower side.
상기 불순물 중 C4 이상의 오일, 고상 불순물 및 수분을 상기 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.According to claim 3, wherein the impurity removal device,
Gas regasification system, characterized in that for discharging C4 or higher oil, solid impurities, and moisture among the impurities to the outside.
프로판(Propane)인 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.According to claim 1, wherein the heat source,
Gas regasification system, characterized in that propane (Propane).
상기 액화가스 저장탱크와 상기 수요처를 연결하는 액화가스 공급라인;
상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 수요처로 공급하는 피딩 펌프;
상기 피딩 펌프로부터 공급받은 액화가스를 임시저장하는 석션드럼; 및
상기 석션드럼으로부터 액화가스를 공급받아 고압으로 가압하여 상기 기화장치로 공급하는 부스팅 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.The method of claim 1,
a liquefied gas supply line connecting the liquefied gas storage tank and the customer;
a feeding pump provided on the liquefied gas supply line and supplying the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank to the consumer;
a suction drum for temporarily storing the liquefied gas supplied from the feeding pump; and
Gas regasification system, characterized in that it receives the liquefied gas from the suction drum and pressurizes it to a high pressure, further comprising a boosting pump for supplying the liquefied gas to the vaporizer.
상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 가압하는 증발가스 압축기; 및
상기 증발가스 압축기로부터 가압된 증발가스를 공급받아 전력을 발생시키는 발전엔진을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.8. The method of claim 7,
BOG compressor for pressurizing BOG generated in the liquefied gas storage tank; and
Gas regasification system, characterized in that it further comprises a power generation engine for generating power by receiving the boil-off gas pressurized from the boil-off gas compressor.
상기 가스 재기화 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
9. The method according to any one of claims 1 to 4, 6 to 8,
and said gas regasification system.
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KR1020160115503A KR102373565B1 (en) | 2016-09-08 | 2016-09-08 | A Regasification System Of Gas and Vessel having same |
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