KR102379062B1 - Temperature Control System And Method Of Cargo Tank In Ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박의 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 이용하여 저장탱크의 온도를 조절하여 선내 연료공급시스템이나 재액화시스템으로 공급되는 증발가스의 온도를 낮출 수 있는 저장탱크 온도 조절 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a storage tank temperature control system and method capable of lowering the temperature of the boil-off gas supplied to a fuel supply system or a re-liquefaction system in a ship by controlling the temperature of the storage tank using boil-off gas generated from the storage tank of a ship. will be.
근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 액화천연가스를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소 시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다. In recent years, 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, liquefied gas, including liquefied natural gas, can remove or reduce air pollutants during the liquefaction process, so it can be viewed as an eco-friendly fuel that emits less air pollutants during combustion.
액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.Liquefied natural gas is a colorless and transparent liquid obtained by cooling and liquefying natural gas containing methane to about -162°C, and has a volume of about 1/600 compared to natural gas. Accordingly, when the natural gas is liquefied and transported, it can be transported very efficiently.
그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -162℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 액화천연가스를 저장하는 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다.However, since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -162 ℃ atmospheric pressure, liquefied natural gas is sensitive to temperature changes and evaporates easily. For this reason, the storage tank that stores the liquefied natural gas is insulated, but external heat is continuously transferred to the storage tank. -Off Gas, BOG) occurs.
증발가스는 일종의 손실로서 수송효율에서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스의 처리를 위해, 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료수요처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.BOG is a type of loss and is an important problem in transport efficiency. In addition, when the boil-off gas is accumulated in the storage tank, the internal pressure of the tank may increase excessively, and in severe cases, there is a risk of damage to the tank. Therefore, various methods for treating BOG generated in the storage tank are being studied. Recently, for the treatment of BOG, a method of re-liquefying BOG and returning it to the storage tank, and turning BOG into fuel such as a ship's engine, etc. A method of using it as an energy source of a consumer is being used.
증발가스를 재액화하기 위한 방법으로는, 별도의 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구비하여 증발가스를 냉매와 열교환하여 재액화하는 방법, 별도의 냉매가 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여 재액화하는 방법 등이 있다.As a method for re-liquefying BOG, a method of re-liquefying BOG by heat-exchanging BOG with a refrigerant by having a refrigeration cycle using a separate refrigerant, a method of re-liquefying BOG itself as a refrigerant without a separate refrigerant, etc. There is this.
한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DFDE, X-DF 엔진, ME-GI 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.On the other hand, there are gas fuel engines such as DFDE, X-DF engine and ME-GI engine as engines capable of using natural gas as fuel among engines generally used in ships.
도 1에는 종래 액화가스를 저장하는 저장탱크가 마련된 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.1 schematically shows a BOG treatment system of a ship provided with a conventional storage tank for storing liquefied gas.
저장탱크(T)에서 배출시킨 증발가스는 베이퍼메인라인(VL)을 통해 연료공급시스템(FGS)이나 재액화시스템(RS) 등으로 공급된다.BOG discharged from the storage tank (T) is supplied to the fuel supply system (FGS) or the reliquefaction system (RS) through the vapor main line (VL).
증발가스의 온도를 일정하게 낮은 상태로 유지하여 연료공급시스템이나 재액화시스템으로 공급하기 위해 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 냉각하여 온도를 조절하며, 이러한 증발가스의 온도 조절을 위해 베이퍼메인라인(VL)을 따라 인라인믹서(10), 미스트세퍼레이터(20)가 구비되고, 저장탱크에서 공급되는 액화가스(LL)를 인라인믹서에서 증발가스에 주입하여 증발가스의 온도를 낮춘다.The temperature of the boil-off gas is maintained at a constant low state to be supplied to the fuel supply system or re-liquefaction system, and the temperature is controlled by cooling the boil-off gas discharged from the storage tank. The in-
인라인믹서(10)를 통과한 증발가스와 액화가스는 미스트세퍼레이터(20)로 공급되어 상분리되고, 가스는 연료공급시스템이나 재액화시스템으로 공급된다. 분리된 액상은 미스트세퍼레이터 하부에 배치된 드레인 팟(30)으로 배출되고, 일정 액위(liquid level) 이상 모이면 저장탱크로 이송된다. BOG and liquefied gas passing through the in-
이와 같이 종래에는 증발가스의 온도 조절을 위해 베이퍼메인라인에 여러 장치가 구비되어 있었다. 본 발명은 이와 같이 베이퍼메인라인에 설치되던 장치들을 삭제하여 설비의 크기를 줄이면서, 효과적으로 연료공급시스템이나 재액화시스템으로 공급될 증발가스를 냉각할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다. As described above, in the prior art, various devices were provided in the vapor main line to control the temperature of the boil-off gas. The present invention intends to propose a system capable of effectively cooling BOG to be supplied to a fuel supply system or a re-liquefaction system while reducing the size of the facility by deleting the devices installed in the vapor mainline as described above.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 복수로 마련되어 액화가스가 저장되는 저장탱크;According to one aspect of the present invention for solving the above problems, a storage tank provided in a plurality of ships to store liquefied gas;
상기 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 선내 가스소비처로 이송하는 베이퍼메인라인;a vapor main line for transferring the boil-off gas generated from the storage tank to a gas consumer on board;
상기 베이퍼메인라인으로부터 증발가스를 공급받아 재액화하는 재액화부; a re-liquefaction unit receiving the boil-off gas from the vapor main line and re-liquefying it;
상기 재액화부에서 재액화된 액화가스를 상기 저장탱크로 회수하는 리턴라인; 및a return line for recovering the liquefied gas reliquefied in the reliquefaction unit to the storage tank; and
상기 저장탱크 상부의 가스 돔 내측에 마련되는 컨덴세이트 스프레이노즐:을 포함하고, Condensate spray nozzle provided inside the gas dome on the upper part of the storage tank:
상기 컨덴세이트 스프레이노즐에서는 상기 재액화부에서 재액화된 액화가스를 리턴라인으로부터 공급받아 상기 저장탱크에 분사하여 상기 저장탱크에서 상기 베이퍼메인라인으로 이송되는 증발가스 온도를 낮출 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 저장탱크 온도 조절 시스템이 제공된다. The condensate spray nozzle receives the liquefied gas reliquefied from the reliquefaction unit from the return line and sprays it to the storage tank to lower the temperature of the boil-off gas transferred from the storage tank to the vapor main line. A storage tank temperature control system is provided.
바람직하게는, 상기 저장탱크 하부의 액화가스를 상기 저장탱크 외부로 배출시킨 후 상기 저장탱크로 복귀시키는 스트리핑/스프레이 헤더; 및 상기 저장탱크 상부에 마련되며 상기 스트리핑/스프레이 헤더로부터 상기 액화가스를 공급받아 상기 저장탱크 상부로 분사하는 카고 스프레이노즐:을 더 포함하고, 상기 카고 스프레이노즐은 상기 컨덴세이트 스프레이노즐보다 하부에 배치될 수 있다. Preferably, a stripping/spray header for discharging the liquefied gas from the lower part of the storage tank to the outside of the storage tank and then returning to the storage tank; and a cargo spray nozzle that is provided on the storage tank and receives the liquefied gas supplied from the stripping/spray header and sprays it onto the storage tank upper part, wherein the cargo spray nozzle is disposed below the condensate spray nozzle can be
바람직하게는, 상기 저장탱크 하부에 마련되며 상기 스트리핑/스프레이 헤더로 액화가스를 펌핑하여 이송하는 스트리핑 펌프:를 더 포함할 수 있다. Preferably, a stripping pump provided at the bottom of the storage tank and pumping liquefied gas to the stripping/spray header to transport it: may further include.
바람직하게는 상기 재액화부가 가동되지 않거나 상기 재액화부의 초기 가동 시, 상기 카고 스프레이노즐에 의해 상기 저장탱크 상부로 액화가스를 분사하여 상기 저장탱크에서 배출되는 증발가스 온도를 낮출 수 있다. Preferably, when the re-liquefaction unit is not operated or the re-liquefaction unit is initially operated, the liquefied gas is sprayed to the upper portion of the storage tank by the cargo spray nozzle to lower the temperature of the boil-off gas discharged from the storage tank.
바람직하게는, 상기 저장탱크로부터 상기 베이퍼메인라인으로 증발가스를 이송하는 배관을 우회하여 상기 가스 돔으로부터 상기 베이퍼메인라인으로 연결되는 바이패스라인; 및 상기 바이패스라인의 연결 지점에 마련되는 삼방향밸브:를 더 포함할 수 있다.Preferably, a bypass line connected from the gas dome to the vapor main line bypassing a pipe for transferring the boil-off gas from the storage tank to the vapor main line; and a three-way valve provided at a connection point of the bypass line.
바람직하게는, 상기 컨덴세이트 스프레이노즐에서 상기 저장탱크로 액화가스를 분사하는 경우, 상기 삼방향밸브에 의해 상기 저장탱크로부터 상기 베이퍼메인라인으로 연결되는 배관은 차단하고 상기 바이패스라인을 열어, 상기 바이패스 라인을 통해 상기 베이퍼메인라인으로 증발가스를 이송할 수 있다. Preferably, when spraying liquefied gas from the condensate spray nozzle to the storage tank, the pipe connected from the storage tank to the vapor main line is blocked by the three-way valve and the bypass line is opened, the BOG may be transferred to the vapor main line through the bypass line.
바람직하게는, 상기 가스 돔의 출구 부분에 마련되어 상기 저장탱크로부터 가스 돔을 거쳐 상기 베이퍼메인라인으로 이송될 증발가스로부터 액적을 제거하는 데미스터:를 더 포함할 수 있다. Preferably, it may further include: a demister provided at the outlet portion of the gas dome to remove droplets from the boil-off gas to be transferred from the storage tank to the vapor main line through the gas dome.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박에 마련되어 액화가스가 저장되는 복수의 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 베이퍼메인라인을 통해 선내 가스소비처로 이송하고, According to another aspect of the present invention, the boil-off gas generated from a plurality of storage tanks in which liquefied gas is stored provided on a ship is transferred to a gas consumer in the ship through a vapor main line,
선내 재액화부에서는 상기 베이퍼메인라인으로부터 증발가스를 공급받아 재액화하여 리턴라인을 통해 상기 저장탱크로 회수하되, The onboard reliquefaction unit receives the boil-off gas from the vapor main line, reliquefies it, and recovers it to the storage tank through a return line,
상기 저장탱크 상부의 가스 돔 내측에 컨덴세이트 스프레이노즐을 마련하여,By providing a condensate spray nozzle inside the gas dome on the upper part of the storage tank,
상기 컨덴세이트 스프레이노즐에서는 상기 재액화부에서 재액화된 액화가스를 리턴라인으로부터 공급받아 상기 저장탱크에 분사하여 상기 저장탱크에서 상기 베이퍼메인라인으로 이송되는 증발가스 온도를 낮출 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 저장탱크 온도 조절 방법이 제공된다.The condensate spray nozzle receives the liquefied gas reliquefied from the reliquefaction unit from the return line and sprays it to the storage tank to lower the temperature of the boil-off gas transferred from the storage tank to the vapor main line. A method for controlling the temperature of the storage tank is provided.
바람직하게는, 상기 저장탱크 상부에는 상기 저장탱크 하부에서 펌핑된 액화가스를 공급받아 상기 저장탱크 상부로 분사하는 카고 스프레이노즐이 마련되되,Preferably, a cargo spray nozzle for receiving the liquefied gas pumped from the lower part of the storage tank and spraying it onto the upper part of the storage tank is provided on the upper part of the storage tank,
상기 카고 스프레이노즐은 상기 컨덴세이트 스프레이노즐보다 하부에 배치될 수 있다. The cargo spray nozzle may be disposed below the condensate spray nozzle.
바람직하게는, 상기 재액화부가 가동되지 않거나 상기 재액화부의 초기 가동 시, 상기 카고 스프레이노즐에 의해 상기 저장탱크 상부로 액화가스를 분사하여 상기 저장탱크에서 배출되는 증발가스 온도를 낮출 수 있다. Preferably, when the re-liquefaction unit is not operated or the re-liquefaction unit is initially operated, the liquefied gas is sprayed to the upper portion of the storage tank by the cargo spray nozzle to lower the temperature of the boil-off gas discharged from the storage tank.
바람직하게는, 상기 저장탱크로부터 상기 베이퍼메인라인으로 증발가스를 이송하는 배관을 우회하여 상기 가스 돔으로부터 상기 베이퍼메인라인으로 연결되는 바이패스라인을 마련하고, 상기 컨덴세이트 스프레이노즐에서 상기 저장탱크로 액화가스를 분사하는 경우, 상기 저장탱크로부터 상기 베이퍼메인라인으로 연결되는 배관은 차단하고 상기 바이패스라인을 열어, 상기 바이패스라인을 통해 상기 베이퍼메인라인으로 증발가스를 이송할 수 있다. Preferably, a bypass line connected from the gas dome to the vapor main line is provided by bypassing the pipe for transferring the boil-off gas from the storage tank to the vapor main line, and from the condensate spray nozzle to the storage tank In the case of injecting liquefied gas, a pipe connected from the storage tank to the vapor main line may be blocked and the bypass line may be opened, thereby transferring the boil-off gas to the vapor main line through the bypass line.
바람직하게는, 상기 가스 돔의 출구 부분에 데미스터를 마련하여 상기 저장탱크로부터 가스 돔을 거쳐 상기 베이퍼메인라인으로 이송되는 증발가스로부터 액적을 제거할 수 있다. Preferably, a demister is provided at the outlet portion of the gas dome to remove droplets from the boil-off gas transferred from the storage tank to the vapor main line through the gas dome.
본 발명에서는 저장탱크 상부의 가스 돔 내측에 컨덴세이트 스프레이노즐을 마련하고, 재액화부에서 재액화된 액화가스를 컨덴세이트 스프레이노즐을 통해 저장탱크에 분사함으로써 저장탱크 상부의 증발가스 온도를 낮출 수 있도록 하였다. In the present invention, a condensate spray nozzle is provided inside the gas dome on the upper part of the storage tank, and the liquefied gas re-liquefied in the re-liquefaction unit is sprayed into the storage tank through the condensate spray nozzle to lower the temperature of the boil-off gas at the top of the storage tank. did.
이와 같이 재액화부의 초기 가동 시, 컨덴세이트 스프레이노즐 및 카고 스프레이노즐을 통해 저장탱크 상부를 액화가스에 의해 냉각시킬 수 있도록 구성함으로써, 종래 베이퍼메인라인에 설치되던 인라인믹서 및 미스트세퍼레이터 등의 각종 장치들을 삭제하여 설비의 크기를 줄이고 설치 비용을 절감하면서, 효과적으로 연료공급시스템이나 재액화시스템으로 공급될 증발가스를 냉각할 수 있다. In this way, during the initial operation of the re-liquefaction unit, the condensate spray nozzle and cargo spray nozzle allow the upper part of the storage tank to be cooled by liquefied gas. It is possible to effectively cool the BOG to be supplied to the fuel supply system or the reliquefaction system, while reducing the size of the facility and reducing the installation cost by removing the
도 1은 종래 액화가스를 저장하는 저장탱크가 마련된 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 저장탱크 온도 조절 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 저장탱크 온도 조절 시스템을 개략적으로 도시한다. 1 schematically shows a BOG treatment system of a ship provided with a storage tank for storing conventional liquefied gas.
Figure 2 schematically shows a storage tank temperature control system of a ship according to a first embodiment of the present invention.
3 schematically shows a storage tank temperature control system of a ship according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, it should be noted that in adding reference signs to the elements of each drawing, the same elements are indicated with the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings.
이하 본 발명에서의 선박은, 액화가스 및 액화가스에서 발생하는 증발가스를 추진용 또는 발전용 엔진의 연료로 사용할 수 있는 엔진이 설치되거나 액화가스 또는 증발가스를 선내 기관의 연료로 사용하는 모든 종류의 선박으로, 대표적으로 LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같이 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함될 수 있다. Hereinafter, the ship in the present invention includes liquefied gas and any type of engine that can use the boil-off gas generated from the liquefied gas as a fuel for an engine for propulsion or power generation, or uses liquefied gas or boil-off gas as a fuel for an engine in the ship. ships with self-propelled capabilities such as LNG carriers, liquid hydrogen carriers, and LNG RVs (Regasification Vessels), as well as LNG FPSO (Floating Production Storage Offloading) and LNG FSRU (Floating Storage Regasification Unit). ) may include offshore structures that do not have propulsion capabilities, but are floating in the sea.
또한, 본 발명에서 액화가스는, 가스를 저온으로 액화시켜 수송할 수 있고, 저장된 상태에서 증발가스가 발생하며 엔진 등의 연료로 사용될 수 있는 모든 종류의 액화가스를 포함할 수 있다. 이러한 액화가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화석유화학가스일 수 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스 중 하나인 LNG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.In addition, the liquefied gas in the present invention may include all kinds of liquefied gas that can be transported by liquefying the gas at a low temperature, generate boil-off gas in a stored state, and can be used as a fuel for engines, etc. Such liquefied gas is, for example, liquefied petrochemicals such as LNG (Liquefied Natural Gas), LEG (Liquefied Ethane Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), Liquefied Ethylene Gas, Liquefied Propylene Gas, etc. It may be gas. However, in the embodiments to be described later, an example in which LNG, which is one of representative liquefied gases, is applied will be described.
한편, 본 실시예들의 각 라인을 흐르는 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계유체 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.Meanwhile, the fluid flowing through each line of the present embodiments may be in any one of a liquid state, a gas-liquid mixed state, a gaseous state, and a supercritical fluid state, depending on the operating conditions of the system.
도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 저장탱크 온도 조절 시스템을 개략적으로 도시하였고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 저장탱크 온도 조절 시스템을 개략적으로 도시하였다. 2 schematically shows a storage tank temperature control system of a ship according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 schematically shows a storage tank temperature control system of a ship according to a second embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예들의 저장탱크 온도 조절 시스템은, 선박에 복수로 마련되어 액화가스가 저장되는 저장탱크(T), 상기 복수의 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 선내 가스소비처로 이송하는 베이퍼메인라인(VL)을 포함한다. 베이퍼메인라인을 통해 증발가스를 공급받는 가스소비처는 증발가스를 재액화하는 재액화부(RS), 선내 엔진 등으로 연료를 공급하는 연료공급시스템(FGS) 등일 수 있다. As shown in Figures 2 and 3, the storage tank temperature control system of the present embodiments, a storage tank (T) in which a plurality of liquefied gas is stored in the ship, the boil-off gas generated from the plurality of storage tanks in the ship It includes a vapor main line (VL) that transfers to a gas consumer. A gas consumer receiving BOG through the vapor main line may be a reliquefaction unit (RS) that reliquefies BOG, a fuel supply system (FGS) that supplies fuel to an onboard engine, or the like.
베이퍼메인라인으로부터 증발가스를 공급받아 재액화부에서 재액화시킨 액화가스를 상기 저장탱크로 회수하는 리턴라인(CL)이 마련된다. A return line CL is provided for receiving boil-off gas from the vapor main line and recovering the liquefied gas re-liquefied in the re-liquefaction unit to the storage tank.
본 실시예들에서는 저장탱크 상부의 가스 돔(VD) 내측에 컨덴세이트 스프레이노즐(CSN)을 구비하여, 재액화부(RS)에서 재액화된 액화가스를 리턴라인(CL)으로부터 공급받아 저장탱크(T)로 분사하여 저장탱크 상부의 증발가스를 냉각하여 저장탱크로부터 베이퍼메인라인(VL)으로 이송되는 증발가스 온도를 낮출 수 있도록 한 것이 특징이다. In the present embodiments, a condensate spray nozzle (CSN) is provided inside the gas dome (VD) of the upper part of the storage tank, and the liquefied gas reliquefied in the reliquefaction unit (RS) is supplied from the return line (CL) to the storage tank ( It is characterized in that the temperature of the boil-off gas transferred from the storage tank to the vapor main line (VL) can be lowered by spraying it with T) to cool the boil-off gas at the upper part of the storage tank.
저장탱크 하부의 액화가스를 저장탱크 외부로 배출시킨 후 저장탱크로 복귀시키는 스트리핑/스프레이 헤더(SL)가 마련되고, 저장탱크 하부에는 스트리핑/스프레이 헤더로 액화가스를 펌핑하여 이송하는 스트리핑 펌프(SP)가 마련되어, 액화가스를 이송한다. A stripping/spray header (SL) for discharging the liquefied gas from the lower part of the storage tank to the outside of the storage tank and then returning it to the storage tank is provided, and a stripping pump (SP) for pumping and transporting the liquefied gas with a stripping/spray header in the lower part of the storage tank ) is provided to transport liquefied gas.
저장탱크 상부에는 스트리핑/스프레이 헤더로부터 액화가스를 공급받아 저장탱크 상부로 분사하는 카고 스프레이노즐(SSN)이 마련되는데, 카고 스프레이노즐(SSN)은 저장탱크 상부의 가스 돔(VD) 내측에 마련되는 컨덴세이트 스프레이노즐(CSN)보다는 하부에 배치된다. A cargo spray nozzle (SSN) is provided at the top of the storage tank to receive liquefied gas from the stripping/spray header and spray it onto the top of the storage tank. The cargo spray nozzle (SSN) is provided inside the gas dome (VD) above the storage tank It is disposed below the condensate spray nozzle (CSN).
재액화시스템이나 연료공급시스템의 안정적인 운전을 위해서 저장탱크로부터 증발가스의 온도를 일정하게 낮은 상태로 유지하는 것이 바람직한데, 종전에는 이를 위해 베이퍼메인라인에 인라인믹서, 미스트세퍼레이터 등의 장치를 마련하여 저장탱크의 액화가스를 증발가스에 섞어 증발가스를 냉각시킨 후 증발가스를 분리하여 공급하였으나, 본 실시예들에서는 이러한 장치들을 삭제하여 장치 구성을 줄이면서 증발가스를 냉각시켜 일정한 온도로 공급할 수 있는 방법을 고안하였다. For stable operation of the reliquefaction system or fuel supply system, it is desirable to keep the temperature of the boil-off gas from the storage tank at a constant low state. After cooling the boil-off gas by mixing the liquefied gas in the storage tank with the boil-off gas, the boil-off gas was separated and supplied. method was devised.
이를 위해 저장탱크에서 cargo handling operation의 스트리핑/탱크 쿨 다운(cool down)에 사용되던 스트리핑/스프레이 헤더(SL) 및 카고 스프레이노즐(SSN)을 활용하면서 추가로, 카고 스프레이노즐보다 상부인 가스 돔 내측에서 액화가스를 분사하여 저장탱크 내부를 냉각할 수 있는 컨덴세이트 스프레이노즐(CSN)을 추가로 구비하고, 카고 스프레이노즐을 통해 저장탱크의 액화가스를 분사하거나 재액화부에서 저장탱크로 회수되는 액화가스를 리턴라인으로부터 스프레이노즐로 공급하여, 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 냉각할 수 있도록 한다. For this, the stripping/spray header (SL) and cargo spray nozzle (SSN) used for stripping/tank cool down of the cargo handling operation in the storage tank are utilized, and additionally, inside the gas dome, which is higher than the cargo spray nozzle. a condensate spray nozzle (CSN) that can cool the inside of the storage tank by spraying liquefied gas from the is supplied from the return line to the spray nozzle to cool the boil-off gas discharged from the storage tank.
재액화부(RS)를 가동시키고 있는 때는 컨덴세이트 스프레이노즐(CSN)에서는 재액화부에서 재액화된 액화가스를 리턴라인(CL)으로부터 공급받아 저장탱크의 가스 돔 내측으로 분사하여 저장탱크 상부의 증발가스 온도를 낮추어 탱크 외부로 배출시킬 수 있다. When the reliquefaction unit (RS) is in operation, the condensate spray nozzle (CSN) receives the liquefied gas reliquefied from the reliquefaction unit from the return line (CL) and injects it into the gas dome of the storage tank. It can be discharged to the outside of the tank by lowering the temperature.
한편, 재액화부의 가동 이전 또는 재액화부의 가동 초기와 같은 때에는 저장탱크에서 증발가스를 배출시켜 베이퍼메인라인으로 이송하여 재액화부를 거쳐 응축시키더라도 응축액(condensate)의 온도가 충분히 낮지 않을 수 있다. On the other hand, before operation of the reliquefaction unit or at the beginning of operation of the reliquefaction unit, the temperature of the condensate may not be sufficiently low even if the boil-off gas is discharged from the storage tank and transferred to the vapor main line and condensed through the reliquefaction unit.
이러한 경우, 컨덴세이트 스프레이노즐을 통해 재액화부를 거쳐 응축된 응축액을 분사할 수도 있으나, 보다 효과적으로 증발가스를 냉각하기 위해 저장탱크(T)에서 스트리핑 펌프(SP)에 의해 펌핑되어 스트리핑/스프레이 헤더(SL)로 이송된 액화가스를 카고 스프레이노즐(SSN)에 의해 저장탱크 상부로 분사하여 저장탱크 상부의 증발가스 온도를 낮출 수 있다. In this case, the condensed liquid may be sprayed through the re-liquefaction unit through the condensate spray nozzle, but in order to more effectively cool the boil-off gas, it is pumped from the storage tank (T) by the stripping pump (SP) and the stripping / spray header ( By spraying the liquefied gas transferred to the SL) to the upper part of the storage tank by the cargo spray nozzle (SSN), the temperature of the boil-off gas at the upper part of the storage tank can be lowered.
이와 같이 본 실시예들에서는 장치 구성을 줄여 컴팩트한 시스템을 구현하고 비용을 절감하면서도, 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 효과적으로 냉각할 수 있다. As such, in the present embodiments, it is possible to effectively cool the BOG discharged from the storage tank while implementing a compact system by reducing the device configuration and reducing costs.
한편, 도 3에 도시된 제2 실시예의 시스템은, 컨덴세이트 스프레이노즐을 통해 저장탱크 최상부인 가스 돔 내측으로 액화가스를 분사하면, 베이퍼 헤더로 유입되는 증발가스에 액적이 섞일 우려가 있다. 본 실시예는 이러한 점을 해결하기 위해, 증발가스로부터 액적을 제거하여 공급할 수 있도록 제1 실시예 시스템에 일부 구성을 추가한 것이다. On the other hand, in the system of the second embodiment shown in FIG. 3, when the liquefied gas is injected into the gas dome, which is the top of the storage tank through the condensate spray nozzle, there is a risk that droplets are mixed with the boil-off gas flowing into the vapor header. In this embodiment, in order to solve this point, some components are added to the system of the first embodiment so that droplets can be removed and supplied from the boil-off gas.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2 실시예의 시스템에는 저장탱크로부터 베이퍼메인라인(VL)으로 증발가스를 이송하는 배관을 우회하여 상기 가스 돔으로부터 상기 베이퍼메인라인으로 연결되는 바이패스라인(BL)을 마련하고, 베이퍼메인라인으로 바이패스라인이 연결되는 지점에 삼방향밸브(CV)를 마련하고, 가스 돔의 출구 부분에는 증발가스에 포함된 액적을 제거할 수 있는 데미스터(DM)를 마련하였다. As shown in FIG. 3, in the system of the second embodiment, a bypass line (BL) connected from the gas dome to the vapor main line by bypassing the pipe for transferring the boil-off gas from the storage tank to the vapor main line (VL) A three-way valve (CV) is provided at the point where the bypass line is connected to the vapor main line, and a demister (DM) that can remove the droplets contained in the boil-off gas is provided at the outlet part of the gas dome. did.
재액화부가 가동 중인 때로, 저장탱크 상부의 증발가스를 냉각시키기 위해 컨덴세이트 스프레이노즐에서 저장탱크로 액화가스를 분사하는 경우, 삼방향밸브에 의해 저장탱크로부터 베이퍼메인라인으로 연결되는 본래 배관은 차단하고 바이패스라인을 열어, 바이패스라인을 통해 상기 베이퍼메인라인으로 증발가스를 이송할 수 있다. 데미스터(DM)에서는 컨덴세이트 스프레이노즐(CSM)이나 카고 스프레이노즐(SSN) 사용 시 분사된 액화가스에 의해 증발가스에 포함될 수 있는 액적을 제거하여, 가스만 가스 돔 외부로 배출될 수 있도록 한다. When the reliquefaction unit is in operation, when liquefied gas is sprayed from the condensate spray nozzle to the storage tank to cool the boil-off gas at the top of the storage tank, the original pipe from the storage tank to the vapor main line is blocked by the three-way valve and open the bypass line to transfer the boil-off gas to the vapor main line through the bypass line. In the demister (DM), when using the condensate spray nozzle (CSM) or cargo spray nozzle (SSN), the droplets that can be included in the boil-off gas are removed by the liquefied gas sprayed so that only the gas can be discharged outside the gas dome. .
이를 통해 재액화된 액화가스를 분사하여 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 냉각시키면서도, 베이퍼메인라인으로 이송되는 증발가스에 액적이 혼입되는 것을 방지할 수 있다. Through this, while cooling the BOG discharged from the storage tank by spraying the reliquefied liquefied gas, it is possible to prevent the mixing of droplets into the BOG transferred to the vapor main line.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications or variations can be implemented without departing from the technical gist of the present invention. did it
T: 저장탱크
VD: 가스 돔
FGS: 연료공급시스템
RS: 재액화부
SP: 스트리핑 펌프
VL: 베이퍼메인라인
SL: 스트리핑/스프레이 헤더
CL: 리턴라인
BL: 바이패스라인
CSN: 컨덴세이트 스프레이노즐
SSN: 카고 스프레이노즐
CV: 삼방향밸브
DM: 데미스터T: storage tank
VD: gas dome
FGS: fuel supply system
RS: reliquefaction unit
SP: stripping pump
VL: Vapor Mainline
SL: Stripping/Spray Header
CL: return line
BL: bypass line
CSN: Condensate Spray Nozzle
SSN: cargo spray nozzle
CV: three-way valve
DM: Demister
Claims (12)
상기 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 선내 가스소비처로 이송하는 베이퍼메인라인;
상기 베이퍼메인라인으로부터 증발가스를 공급받아 재액화하는 재액화부;
상기 재액화부에서 재액화된 액화가스를 상기 저장탱크로 회수하는 리턴라인;
상기 저장탱크 상부의 가스 돔 내측에 마련되는 컨덴세이트 스프레이노즐;
상기 저장탱크로부터 상기 베이퍼메인라인으로 증발가스를 이송하는 배관을 우회하여 상기 가스 돔으로부터 상기 베이퍼메인라인으로 연결되는 바이패스라인; 및
상기 바이패스라인의 연결 지점에 마련되는 삼방향밸브:를 포함하고,
상기 컨덴세이트 스프레이노즐에서는 상기 재액화부에서 재액화된 액화가스를 리턴라인으로부터 공급받아 상기 저장탱크에 분사하여 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스 온도를 낮추고,
상기 컨덴세이트 스프레이노즐에서 상기 저장탱크로 액화가스를 분사하는 경우, 상기 삼방향밸브에 의해 상기 저장탱크로부터 상기 베이퍼메인라인으로 연결되는 배관은 차단하고 상기 바이패스라인을 열어, 상기 바이패스 라인을 통해 상기 베이퍼메인라인으로 증발가스를 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 저장탱크 온도 조절 시스템. A storage tank provided in a plurality of ships to store liquefied gas;
a vapor main line for transferring the boil-off gas generated from the storage tank to a gas consumer on board;
a re-liquefaction unit receiving the boil-off gas from the vapor main line and re-liquefying it;
a return line for recovering the liquefied gas reliquefied in the reliquefaction unit to the storage tank;
a condensate spray nozzle provided inside the gas dome above the storage tank;
a bypass line connected from the gas dome to the vapor main line by bypassing a pipe for transferring the boil-off gas from the storage tank to the vapor main line; and
A three-way valve provided at the connection point of the bypass line includes:
In the condensate spray nozzle, the liquefied gas re-liquefied in the re-liquefaction unit is supplied from a return line and sprayed to the storage tank to lower the temperature of boil-off gas discharged from the storage tank,
When spraying liquefied gas from the condensate spray nozzle to the storage tank, the pipe connected from the storage tank to the vapor main line by the three-way valve is cut off and the bypass line is opened, the bypass line A storage tank temperature control system of a ship, characterized in that it is possible to transfer the boil-off gas to the vapor main line through the.
상기 저장탱크 하부의 액화가스를 상기 저장탱크 외부로 배출시킨 후 상기 저장탱크로 복귀시키는 스트리핑/스프레이 헤더; 및
상기 저장탱크 상부에 마련되며 상기 스트리핑/스프레이 헤더로부터 상기 액화가스를 공급받아 상기 저장탱크 상부로 분사하는 카고 스프레이노즐:을 더 포함하고,
상기 카고 스프레이노즐은 상기 컨덴세이트 스프레이노즐보다 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박의 저장탱크 온도 조절 시스템. The method of claim 1,
a stripping/spray header for discharging the liquefied gas from the lower part of the storage tank to the outside of the storage tank and returning it to the storage tank; and
A cargo spray nozzle provided above the storage tank and receiving the liquefied gas from the stripping/spray header and spraying it onto the storage tank upper part: further comprising,
The cargo spray nozzle is a storage tank temperature control system of a ship, characterized in that disposed below the condensate spray nozzle.
상기 저장탱크 하부에 마련되며 상기 스트리핑/스프레이 헤더로 액화가스를 펌핑하여 이송하는 스트리핑 펌프:를 더 포함하는 선박의 저장탱크 온도 조절 시스템. 3. The method of claim 2,
The storage tank temperature control system of the vessel further comprising: a stripping pump that is provided under the storage tank and pumps and transfers liquefied gas to the stripping/spray header.
상기 재액화부가 가동되지 않거나 상기 재액화부의 초기 가동 시, 상기 카고 스프레이노즐에 의해 상기 저장탱크 상부로 액화가스를 분사하여 상기 저장탱크에서 배출되는 증발가스 온도를 낮추는 것을 특징으로 하는 선박의 저장탱크 온도 조절 시스템. 3. The method of claim 2,
When the re-liquefaction unit is not operated or the re-liquefaction unit is initially operated, the liquefied gas is sprayed to the upper part of the storage tank by the cargo spray nozzle to lower the temperature of the boil-off gas discharged from the storage tank. temperature control system.
상기 가스 돔의 출구 부분에 마련되어 상기 저장탱크로부터 가스 돔을 거쳐 상기 베이퍼메인라인으로 이송될 증발가스로부터 액적을 제거하는 데미스터:를 더 포함하는 선박의 저장탱크 온도 조절 시스템. 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The storage tank temperature control system of the vessel further comprising: a demister provided at the outlet portion of the gas dome to remove droplets from the boil-off gas to be transferred from the storage tank to the vapor main line through the gas dome.
선내 재액화부에서는 상기 베이퍼메인라인으로부터 증발가스를 공급받아 재액화하여 리턴라인을 통해 상기 저장탱크로 회수하되,
상기 저장탱크 상부의 가스 돔 내측에 컨덴세이트 스프레이노즐을 마련하여,
상기 컨덴세이트 스프레이노즐에서는 상기 재액화부에서 재액화된 액화가스를 리턴라인으로부터 공급받아 상기 저장탱크에 분사하여 상기 저장탱크에서 상기 베이퍼메인라인으로 이송되는 증발가스 온도를 낮추며,
상기 저장탱크로부터 상기 베이퍼메인라인으로 증발가스를 이송하는 배관을 우회하여 상기 가스 돔으로부터 상기 베이퍼메인라인으로 연결되는 바이패스라인을 마련하여,
상기 컨덴세이트 스프레이노즐에서 상기 저장탱크로 액화가스를 분사하는 경우, 상기 저장탱크로부터 상기 베이퍼메인라인으로 연결되는 배관은 차단하고 상기 바이패스라인을 열어, 상기 바이패스 라인을 통해 상기 베이퍼메인라인으로 증발가스를 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 저장탱크 온도 조절 방법.BOG generated from a plurality of storage tanks in which liquefied gas is stored on the ship is transferred to the onboard gas consumer through the vapor main line,
The onboard reliquefaction unit receives the boil-off gas from the vapor main line, reliquefies it, and recovers it to the storage tank through a return line,
By providing a condensate spray nozzle inside the gas dome on the upper part of the storage tank,
In the condensate spray nozzle, the liquefied gas reliquefied in the reliquefaction unit is supplied from the return line and sprayed to the storage tank to lower the temperature of the boil-off gas transferred from the storage tank to the vapor main line,
By bypassing the pipe for transferring the boil-off gas from the storage tank to the vapor main line, a bypass line connected from the gas dome to the vapor main line is provided,
When spraying liquefied gas from the condensate spray nozzle to the storage tank, a pipe connected from the storage tank to the vapor main line is cut off and the bypass line is opened, to the vapor main line through the bypass line. A method for controlling the temperature of a storage tank of a ship, characterized in that it can transport boil-off gas.
상기 저장탱크 상부에는 상기 저장탱크 하부에서 펌핑된 액화가스를 공급받아 상기 저장탱크 상부로 분사하는 카고 스프레이노즐이 마련되되,
상기 카고 스프레이노즐은 상기 컨덴세이트 스프레이노즐보다 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박의 저장탱크 온도 조절 방법. 9. The method of claim 8,
A cargo spray nozzle for receiving the liquefied gas pumped from the lower part of the storage tank and spraying it onto the upper part of the storage tank is provided on the upper part of the storage tank,
The cargo spray nozzle is a storage tank temperature control method of a ship, characterized in that disposed below the condensate spray nozzle.
상기 재액화부가 가동되지 않거나 상기 재액화부의 초기 가동 시, 상기 카고 스프레이노즐에 의해 상기 저장탱크 상부로 액화가스를 분사하여 상기 저장탱크에서 배출되는 증발가스 온도를 낮추는 것을 특징으로 하는 선박의 저장탱크 온도 조절 방법. 10. The method of claim 9,
When the re-liquefaction unit is not operated or the re-liquefaction unit is initially operated, the liquefied gas is sprayed to the upper part of the storage tank by the cargo spray nozzle to lower the temperature of the boil-off gas discharged from the storage tank. How to control the temperature.
상기 가스 돔의 출구 부분에 데미스터를 마련하여 상기 저장탱크로부터 가스 돔을 거쳐 상기 베이퍼메인라인으로 이송되는 증발가스로부터 액적을 제거하는 것을 특징으로 하는 선박의 저장탱크 온도 조절 방법. 11. The method according to any one of claims 8 to 10,
A demister is provided at the outlet portion of the gas dome to remove droplets from the boil-off gas transferred from the storage tank to the vapor main line through the gas dome.
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