KR102384712B1 - Boil-Off Gas Reliquefaction System - Google Patents
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Abstract
선박용 증발가스 재액화 시스템이 개시된다.
상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 증발가스를 압축시키는 다단압축기; 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 다단압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 및 증발가스를 상기 열교환기를 우회시켜 상기 다단압축기로 공급하는 우회라인;을 포함한다.A vessel BOG reliquefaction system is disclosed.
The vessel BOG reliquefaction system includes: a multi-stage compressor for compressing BOG; a heat exchanger cooling the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor by heat exchange using the boil-off gas before being compressed by the multi-stage compressor as a refrigerant; a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger; and a bypass line for supplying boil-off gas to the multi-stage compressor by bypassing the heat exchanger.
Description
본 발명은 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 재액화시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for re-liquefying BOG generated in a storage tank using BOG itself as a refrigerant.
천연가스는 통상 액화되어 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 상태로 원거리에 걸쳐 수송된다. 액화천연가스는 천연가스를 대략 상압 -163℃ 근처의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.Natural gas is usually liquefied and transported over long distances in the state of liquefied natural gas (LNG). Liquefied natural gas is obtained by cooling natural gas to a cryogenic temperature near atmospheric pressure -163°C, and its volume is significantly reduced compared to that in gaseous state, so it is very suitable for long-distance transportation by sea.
액화천연가스 저장탱크를 단열하여도 외부의 열을 완벽하게 차단시키는데에는 한계가 있고, 액화천연가스 내부로 전달되는 열에 의해 액화천연가스는 저장탱크 내에서 지속적으로 기화하게 된다. 저장탱크 내부에서 기화된 액화천연가스를 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)라고 한다.Even if the liquefied natural gas storage tank is insulated, there is a limit to completely blocking external heat, and the liquefied natural gas is continuously vaporized in the storage tank by the heat transferred into the liquefied natural gas. The liquefied natural gas vaporized inside the storage tank is called boil-off gas (BOG).
증발가스의 발생으로 인하여 저장탱크의 압력이 설정된 압력 이상이 되면, 증발가스는 저장탱크의 외부로 배출된다. 저장탱크 외부로 배출된 증발가스는 엔진의 연료로 사용되거나 재액화되어 다시 저장탱크로 돌려보내진다.When the pressure of the storage tank becomes higher than the set pressure due to the generation of boil-off gas, the boil-off gas is discharged to the outside of the storage tank. BOG discharged to the outside of the storage tank is used as fuel for the engine or is reliquefied and returned to the storage tank.
통상 증발가스 재액화 장치는 냉동 사이클을 가지며, 이 냉동 사이클에 의해 증발가스를 냉각시킴으로써 증발가스를 재액화시킨다. 증발가스를 냉각시키기 위하여 냉각 유체와 열교환을 시키는데, 증발가스를 자체를 냉각 유체로 사용하여 자가 열교환 시키는 부분 재액화 시스템(PRS; Partial Re-liquefaction System)이 사용되고 있다.In general, the BOG reliquefaction apparatus has a refrigeration cycle, and the BOG is reliquefied by cooling the BOG by the refrigerating cycle. A partial re-liquefaction system (PRS) is used to heat exchange with a cooling fluid in order to cool the BOG.
도 1은 종래의 부분 재액화 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional partial reliquefaction system.
도 1을 참조하면, 종래의 부분 재액화 시스템은, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 다단압축기(200)에 의해 다단계로 압축시킨 후, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를, 열교환기(100)에서, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시킨다.Referring to FIG. 1 , the conventional partial reliquefaction system compresses the boil-off gas discharged from the storage tank T in multiple stages by a
열교환기(100)에 의해 냉각된 유체는 감압장치(300)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화되며, 기액분리기(400)에 의해 재액화된 액화천연가스와 기체상태의 증발가스가 분리된다.The fluid cooled by the
운항시 발생되는 증발가스를 모두 처리할 수 있도록 재액화 시스템을 구성하여도, 저장탱크에 액화천연가스를 선적하는 경우 등, 평소에 비해 증발가스가 많이 발생하여 증발가스를 태워 없애야 하는 경우가 생길 수 있다.Even if the re-liquefaction system is configured to handle all BOG generated during operation, there may be cases where BOG must be burned out because more BOG is generated than usual, such as when liquefied natural gas is shipped to a storage tank. can
본 발명은, 평소의 정상상태의 운전이 아닌 증발가스가 특별히 많이 발생하는 경우에도 대비할 수 있는 재액화 시스템을 포함하는 선박을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a ship including a reliquefaction system that can be prepared even when a large amount of boil-off gas is generated, which is not normal operation in a normal state.
또한, 특히 액화천연가스(LNG) 저장탱크에서 발생하는 증발가스(BOG)를 가압한 후, 별도의 냉매 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여, 상호 열교환하여 증발가스를 재액화시키는 경우, 재액화 효율을 위해 고압으로 증발가스를 압축시킬 필요가 있고, 증발가스를 고압으로 압축시키기 위해서는 급유 방식의 실린더 압축기를 사용해야 한다.In particular, when BOG generated from a liquefied natural gas (LNG) storage tank is pressurized and then BOG itself is used as a refrigerant without a separate refrigerant and heat exchanges with each other to reliquefy BOG, the reliquefaction efficiency is improved. For this purpose, it is necessary to compress the boil-off gas at a high pressure, and to compress the boil-off gas to a high pressure, an oil supply type cylinder compressor must be used.
급유 방식의 실린더 압축기에 의해 압축된 증발가스에는 윤활유(Lubrication Oil)가 섞이게 된다. 본 발명의 발명자들은, 상기 압축된 증발가스가 열교환기에서 냉각되면서, 압축된 증발가스에 섞인 윤활유가 증발가스보다 먼저 응축 또는 응고가 되어 열교환기의 유로를 막는 문제점이 있다는 것을 발견하였다. 특히, 유로가 좁은(예컨대, 마이크로채널형(Microchannel Type) 유로) PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger, DCHE라고도 한다.)의 경우 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 열교환기의 유로가 막히는 현상이 더욱 빈번하게 발생한다.Lubrication oil is mixed with boil-off gas compressed by the oil-supply cylinder compressor. The inventors of the present invention have discovered that, while the compressed BOG is cooled in the heat exchanger, the lubricating oil mixed with the compressed BOG is condensed or solidified before BOG, thereby blocking the flow path of the heat exchanger. In particular, in the case of a narrow flow path (e.g., a microchannel type flow path), PCHE (Printed Circuit Heat Exchanger, also called DCHE), the flow path of the heat exchanger is blocked by condensed or solidified lubricant more frequently. do.
따라서, 본 발명의 발명자들은, 응축 또는 응고된 윤활유가 열교환기의 유로를 막는 현상을 방지하거나 완화하기 위해, 압축된 증발가스에 섞인 오일을 분리하는 다양한 기술들을 개발하고 있다.Therefore, the inventors of the present invention, in order to prevent or alleviate the phenomenon that the condensed or solidified lubricating oil clogs the flow path of the heat exchanger, develop various techniques for separating the oil mixed with the compressed BOG.
본 발명은, 응축 또는 응고된 윤활유가 열교환기의 유로를 막는 현상을 완화하거나 개선할 수 있고, 또 열교환기의 유로를 막고 있는 응축 또는 응고된 윤활유를 간단하고 경제적인 방법으로 제거할 수 있는 시스템 및 방법을 제안하고자 한다.The present invention is a system that can alleviate or improve the phenomenon that the condensed or solidified lubricating oil clogs the flow path of the heat exchanger, and can remove the condensed or solidified lubricating oil blocking the flow path of the heat exchanger in a simple and economical way and to propose a method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 다단압축기; 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 다단압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 및 증발가스를 상기 열교환기를 우회시켜 상기 다단압축기로 공급하는 우회라인; 을 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, a multi-stage compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger cooling the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor by heat exchange using the boil-off gas before being compressed by the multi-stage compressor as a refrigerant; a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger; and a bypass line for supplying boil-off gas to the multi-stage compressor by bypassing the heat exchanger. Including, a boil-off gas reliquefaction system for ships is provided.
상기 열교환기를 사용할 수 없는 경우; 및 증발가스를 재액화시킬 필요가 없는 경우; 중 어느 하나 이상의 경우에, 증발가스를 상기 우회라인을 따라 상기 열교환기를 우회시켜 상기 다단압축기로 공급할 수 있다.when the heat exchanger cannot be used; and when there is no need to reliquefy the boil-off gas; In any one or more cases, the boil-off gas may be supplied to the multi-stage compressor by bypassing the heat exchanger along the bypass line.
상기 다단압축기는 급유식 실린더를 한 개 이상 포함할 수 있고, 상기 열교환기의 유로가 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 일부 또는 전부가 막혔을 때, 증발가스를 상기 우회라인을 따라 상기 열교환기를 우회시켜 상기 다단압축기로 공급할 수 있다.The multi-stage compressor may include one or more oil-fed cylinders, and when the flow path of the heat exchanger is partially or completely blocked by the condensed or solidified lubricating oil, the boil-off gas is bypassed along the bypass line to bypass the heat exchanger. It can be supplied with a multi-stage compressor.
저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 상기 열교환기에서 냉매로 사용할 수 있고, 상기 다단압축기로 공급되는 증발가스의 압력이 상기 다단압축기가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시키지 못하는 경우; 및 상기 저장탱크의 내부 압력을 낮은 범위까지 제어해야 하는 경우; 중 하나 이상의 경우에, 증발가스의 일부 또는 전부를 상기 우회라인을 따라 상기 열교환기를 우회시켜, 상기 압축기가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 있다.when the boil-off gas discharged from the storage tank can be used as a refrigerant in the heat exchanger, and the pressure of the boil-off gas supplied to the multi-stage compressor does not satisfy the suction pressure condition required by the multi-stage compressor; and when it is necessary to control the internal pressure of the storage tank to a low range; In one or more of the cases, some or all of the boil-off gas may be bypassed along the bypass line by the heat exchanger to satisfy the suction pressure condition required by the compressor.
상기 압축기는 증발가스를 150 내지 350 bar로 압축시킬 수 있다.The compressor may compress the boil-off gas to 150 to 350 bar.
상기 압축기는 증발가스를 80 내지 250 bar로 압축시킬 수 있다.The compressor may compress the boil-off gas to 80 to 250 bar.
상기 열교환기는 마이크로채널형의 유로를 포함할 수 있다.The heat exchanger may include a microchannel type flow path.
상기 열교환기는 PCHE일 수 있다.The heat exchanger may be PCHE.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 1) 증발가스를 다단압축기에 의해 압축시키는 단계; 2) 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 다단압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환기에 의해 열교환시켜 냉각시키는 단계; 및 3) 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압장치에 의해 감압시키는 단계;를 포함하고, 증발가스를 우회라인에 의해 상기 열교환기를 우회시켜 상기 다단압축기로 공급할 수 있는, 선박용 증발가스 재액화 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, 1) the boil-off gas is compressed by a multi-stage compressor; 2) cooling the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor by heat exchange by a heat exchanger using the boil-off gas before being compressed by the multi-stage compressor as a refrigerant; and 3) depressurizing the fluid cooled by the heat exchanger by a decompression device, wherein the boil-off gas reliquefaction method for ships can be supplied to the multi-stage compressor by bypassing the heat exchanger by a bypass line. provided
상기 열교환기를 사용할 수 없는 경우; 및 증발가스를 재액화시킬 필요가 없는 경우; 중 어느 하나 이상의 경우에, 증발가스를 상기 우회라인을 따라 상기 열교환기를 우회시켜 상기 다단압축기로 공급할 수 있다.when the heat exchanger cannot be used; and when there is no need to reliquefy the boil-off gas; In any one or more cases, the boil-off gas may be supplied to the multi-stage compressor by bypassing the heat exchanger along the bypass line.
상기 다단압축기는 급유식 실린더를 한 개 이상 포함할 수 있고, 상기 열교환기의 유로가 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 일부 또는 전부가 막혔을 때, 증발가스를 상기 우회라인을 따라 상기 열교환기를 우회시켜 상기 다단압축기로 공급할 수 있다.The multi-stage compressor may include one or more oil-fed cylinders, and when the flow path of the heat exchanger is partially or completely blocked by the condensed or solidified lubricating oil, the boil-off gas is bypassed along the bypass line to bypass the heat exchanger. It can be supplied with a multi-stage compressor.
상기 열교환기의 성능이 정상적인 경우의 60 내지 80% 이하로 떨어지면, '응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 시점'이라고 판단할 수 있다.When the performance of the heat exchanger falls below 60 to 80% of the normal case, it may be determined that it is 'time to remove the condensed or solidified lubricant'.
상기 열교환기의 저온유로 전단과 고온유로 후단의 온도차(이하, '저온 흐름의 온도 차이'라고 한다.); 상기 열교환기의 저온유로 후단과 고온유로 전단의 온도차(이하, '고온 흐름의 온도 차이'라고 한다.); 및 상기 고온유로 전단 및 후단의 압력차(이하, '고온 유로의 압력 차이'라고 한다.); 중 하나 이상에 의해, 상기 '응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 시점'을 판단할 수 있다.a temperature difference between the front end of the low-temperature flow path and the rear end of the high-temperature flow path of the heat exchanger (hereinafter referred to as 'temperature difference of low-temperature flow'); a temperature difference between the rear end of the low-temperature flow path and the front end of the high-temperature flow path of the heat exchanger (hereinafter referred to as 'temperature difference of high-temperature flow'); and a pressure difference between the front and rear ends of the high-temperature flow path (hereinafter referred to as 'pressure difference in the high-temperature flow path'); By one or more of, the 'time to remove the condensed or solidified lubricating oil' can be determined.
상기 '저온 흐름의 온도 차이'와 '고온 흐름의 온도 차이' 중 더 작은 값이 제1 설정값 이상인 상태로 '일정시간' 이상 지속되거나, '고온 유로의 압력 차이'가 정상적인 경우보다 제2 설정값 이상인 상태로 '일정시간' 이상 지속되면, 상기 '응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 하는 시점'이라고 판단할 수 있다.The smaller of the 'temperature difference of the low-temperature flow' and the 'temperature difference of the high-temperature flow' is greater than the first set value and lasts for more than a 'set time', or the 'pressure difference in the high-temperature flow path' is set to the second setting than when it is normal If the value is greater than or equal to 'a certain period of time' or longer, it may be determined that the 'time point at which the condensed or solidified lubricating oil should be removed'.
상기 열교환기가 정상화될 때까지 증발가스가 상기 우회라인, 상기 다단압축기, 상기 열교환기의 고온 유로, 및 상기 감압장치를 순환할 수 있다.BOG may circulate through the bypass line, the multi-stage compressor, the high-temperature flow path of the heat exchanger, and the pressure reducing device until the heat exchanger is normalized.
상기 열교환기의 고온 유로의 온도가, 상기 다단압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기의 고온 유로로 보내지는 증발가스의 온도만큼 높아졌다고 판단될 때까지, 순환 과정이 지속될 수 있다.The circulation process may be continued until it is determined that the temperature of the high-temperature flow path of the heat exchanger is as high as the temperature of the boil-off gas sent to the high-temperature flow path of the heat exchanger after being compressed by the multi-stage compressor.
응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안 엔진을 구동시킬 수 있다.The engine can be run while removing condensed or solidified lubricant.
저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 상기 열교환기에서 냉매로 사용할 수 있고, 상기 다단압축기로 공급되는 증발가스의 압력이 상기 다단압축기가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시키지 못하는 경우; 및 상기 저장탱크의 내부 압력을 낮은 범위까지 제어해야 하는 경우; 중 하나 이상의 경우에, 증발가스의 일부 또는 전부를 상기 우회라인을 따라 상기 열교환기를 우회시켜, 상기 압축기가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 있다.when the boil-off gas discharged from the storage tank can be used as a refrigerant in the heat exchanger, and the pressure of the boil-off gas supplied to the multi-stage compressor does not satisfy the suction pressure condition required by the multi-stage compressor; and when it is necessary to control the internal pressure of the storage tank to a low range; In one or more of the cases, some or all of the boil-off gas may be bypassed along the bypass line by the heat exchanger to satisfy the suction pressure condition required by the compressor.
상기 압축기는 증발가스를 150 내지 350 bar로 압축시킬 수 있다.The compressor may compress the boil-off gas to 150 to 350 bar.
상기 압축기는 증발가스를 80 내지 250 bar로 압축시킬 수 있다.The compressor may compress the boil-off gas to 80 to 250 bar.
상기 열교환기는 마이크로채널형의 유로를 포함할 수 있다.The heat exchanger may include a microchannel type flow path.
상기 열교환기는 PCHE일 수 있다.The heat exchanger may be PCHE.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 다단압축기에 의해 압축시키는 단계; 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 다단압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스와 냉매로 사용하여 열교환기에 의해 열교환시켜 냉각시키는 단계; 및 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압장치에 의해 감압시키는 단계;를 포함하여 증발가스를 재액화시키는 시스템의, 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시키는 방법에 있어서, 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시 증발가스를 우회라인에 의해 상기 열교환기를 우회시켜 상기 다단압축기로 공급하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템의 시동 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the step of compressing the boil-off gas by a multi-stage compressor; cooling the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor by heat exchange by a heat exchanger using the boil-off gas before being compressed by the multi-stage compressor as a refrigerant; and depressurizing the fluid cooled by the heat exchanger by a pressure reducing device; in a method for re-liquefying BOG in a system for re-liquefying BOG, including: A method of starting a BOG reliquefaction system for ships is provided, which bypasses the heat exchanger by a bypass line and supplies it to the multi-stage compressor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 다단압축기; 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 다단압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 및 증발가스를 상기 열교환기를 우회시켜 상기 다단압축기로 공급하는 우회라인;을 포함하고, 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시 증발가스를 우회라인에 의해 상기 열교환기를 우회시켜 상기 다단압축기로 공급하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a multi-stage compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger cooling the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor by heat exchange using the boil-off gas before being compressed by the multi-stage compressor as a refrigerant; a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger; and a bypass line for supplying the boil-off gas to the multi-stage compressor by bypassing the heat exchanger, and supplying the boil-off gas to the multi-stage compressor by bypassing the heat exchanger by the bypass line when starting or restarting the boil-off gas re-liquefaction. A boil-off gas reliquefaction system is provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축기에 의해 압축시키고, 압축된 증발가스를 압축되기 전의 증발가스와 열교환기에서 열교환시켜 냉각시키고, 열교환시켜 냉각시킨 유체를 감압장치에 의해 감압시켜, 증발가스를 재액화시키는 시스템 내의 윤활유를 배출시키는 방법에 있어서, 상기 열교환기에서 냉매로 사용되는 증발가스는 제1 공급라인을 따라 상기 열교환기로 공급되고, 상기 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스는 제2 공급라인을 따라 상기 압축기로 공급되고, 상기 열교환기에서 냉매로 사용되기 전의 증발가스는 우회라인을 따라 상기 열교환기를 우회하여 상기 압축기로 공급될 수 있고, 상기 우회라인 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 우회밸브가 설치되고, 상기 제1 공급라인 상의 상기 열교환기 전단에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브가 설치되고, 상기 제2 공급라인 상의 상기 열교환기 후단에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 밸브가 설치되고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 2) 상기 우회밸브를 열고, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 닫는 단계; 3) 상기 열교환기에서 냉매로 사용되기 전의 증발가스가 상기 우회라인을 지나 상기 압축기에 의해 압축되는 단계; 및 4) 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부 또는 전부를 상기 열교환기로 보내는 단계;를 포함하고, 상기 압축기에 의해 압축되며 온도가 높아진 증발가스에 의해 응축 또는 응고된 윤활유를 녹이거나 점도를 낮춰 배출시키는 것을 특징으로 하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the BOG is compressed by a compressor, the compressed BOG is heat-exchanged with the BOG before being compressed in a heat exchanger to cool, and the fluid cooled by heat exchange is reduced pressure. In the method for discharging lubricating oil in a system for re-liquefying BOG by decompression by an apparatus, BOG used as a refrigerant in the heat exchanger is supplied to the heat exchanger along a first supply line, and from the heat exchanger to the refrigerant Used BOG is supplied to the compressor along a second supply line, and BOG before being used as a refrigerant in the heat exchanger may be supplied to the compressor by bypassing the heat exchanger along a bypass line, and on the bypass line A bypass valve for controlling the flow rate and opening/closing of the fluid is installed, a first valve for controlling the flow rate and opening/closing of the fluid is installed at a front end of the heat exchanger on the first supply line, and a rear end of the heat exchanger on the second supply line is provided with a second valve for controlling the flow rate and opening/closing of the fluid, the compressor includes at least one oil-supply cylinder, 2) opening the bypass valve and closing the first valve and the second valve; 3) compressing the boil-off gas before being used as a refrigerant in the heat exchanger by the compressor through the bypass line; and 4) sending some or all of the boil-off gas compressed by the compressor to the heat exchanger, including, by melting or coagulating the lubricating oil condensed or solidified by the boil-off gas compressed by the compressor and increased in temperature, or lowering the viscosity There is provided a method for draining a lubricant, characterized in that it is drained.
상기 윤활유 배출 방법은, 상기 2)단계 전에 수행되는, 1) 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of discharging the lubricant may further include the step of 1) determining whether to remove the condensed or solidified lubricant, which is performed before step 2).
증발가스 재액화시에, 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스는 기액분리기에 의해 분리되고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 재액화된 액화가스는 제5 공급라인을 따라 상기 기액분리기로부터 배출되며, 상기 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는 제6 공급라인을 따라 상기 기액분리기로부터 배출될 수 있고, 상기 윤활유 배출 방법은, 5) 상기 열교환기를 통과한 증발가스를 상기 기액분리기로 보내는 단계; 및 6) 상기 기액분리기에 모인 윤활유를 배출시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.During reliquefaction of BOG, the reliquefied liquefied gas and BOG remaining in a gaseous state are separated by a gas-liquid separator, and the reliquefied liquefied gas separated by the gas-liquid separator is separated by the gas-liquid separator along a fifth supply line. The boil-off gas in the gaseous state separated by the gas-liquid separator may be discharged from the gas-liquid separator along a sixth supply line, and the method for discharging the lubricating oil includes: 5) the boil-off gas passing through the heat exchanger to the gas-liquid sending to a separator; and 6) discharging the lubricating oil collected in the gas-liquid separator.
상기 5)단계에서 상기 기액분리기로 보내진 증발가스는, 상기 제6 공급라인을 따라 상기 우회라인으로 보내져 상기 3)단계의 압축 과정을 거칠 수 있다.The boil-off gas sent to the gas-liquid separator in step 5) may be sent to the bypass line along the sixth supply line to undergo the compression process in step 3).
상기 열교환기의 고온 유로의 온도가, 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스의 온도만큼 높아질 때까지 상기 3)단계 내지 상기 5)단계를 반복할 수 있다.Steps 3) to 5) may be repeated until the temperature of the high-temperature flow path of the heat exchanger is as high as the temperature of the boil-off gas sent to the heat exchanger after being compressed by the compressor.
상기 4) 단계에서, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 엔진의 연료로 사용하고, 상기 엔진에서 사용되고 남은 잉여 증발가스를 상기 열교환기로 보낼 수 있다.In step 4), the BOG compressed by the compressor may be used as a fuel of the engine, and the remaining BOG remaining after being used in the engine may be sent to the heat exchanger.
상기 1)단계에서, 상기 열교환기의 성능이 정상적인 경우의 60 내지 80% 이하로 떨어지면, ‘응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점’이라고 판단할 수 있다.In step 1), when the performance of the heat exchanger falls below 60 to 80% of the normal case, it can be determined that it is time to discharge the condensed or solidified lubricant.
상기 1)단계에서, 상기 열교환기에서 냉매로 사용되는 증발가스의 상기 열교환기 전단에서의 온도와, 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스의 온도 차이(이하, '저온 흐름의 온도 차이'라고 한다.)가 제1 설정치 이상인 상태가 일정시간 이상 지속되는 조건; 상기 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스의 온도와, 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스의 온도 차이(이하, '고온 흐름의 온도 차이'라고 한다.)가 제1 설정치 이상인 상태가 일정시간 이상 지속되는 조건; 및 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스의 상기 열교환기 전단에서의 압력과, 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스의 상기 열교환기 후단에서의 압력 차이(이하, '고온 유로의 압력 차이'라고 한다.)가 제2 설정치 이상인 상태가 일정시간 이상 지속되는 조건; 중 하나 이상을 만족하면, ‘응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점’이라고 판단할 수 있다.In step 1), the temperature difference between the temperature of the BOG used as a refrigerant in the heat exchanger at the front end of the heat exchanger and the BOG cooled by the heat exchanger after being compressed by the compressor (hereinafter, ‘low temperature flow’) a condition in which the temperature difference of ') is greater than or equal to the first set value for a certain period of time or longer; The temperature difference between the temperature of the boil-off gas used as a refrigerant in the heat exchanger and the boil-off gas sent to the heat exchanger after being compressed by the compressor (hereinafter referred to as 'temperature difference of high temperature flow') is equal to or greater than the first set value condition in which the state persists for more than a certain period of time; and a pressure difference between the pressure at the front end of the heat exchanger of the boil-off gas compressed by the compressor and sent to the heat exchanger, and the pressure difference at the rear end of the heat exchanger of the boil-off gas cooled by the heat exchanger (hereinafter, 'pressure in the high temperature flow path') 'difference') is the second set value or more, and the condition continues for a certain period of time or longer; If one or more of these are satisfied, it can be determined that it is time to discharge the condensed or solidified lubricant.
상기 1)단계에서, 상기 열교환기에서 냉매로 사용되는 증발가스의 상기 열교환기 전단에서의 온도와 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스의 온도 차이(이하, '저온 흐름의 온도 차이'라고 한다.); 및 상기 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스의 온도와 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스의 온도 차이(이하, '고온 흐름의 온도 차이'라고 한다.); 중 더 작은 값이 제1 설정치 이상인 상태가 일정시간 이상 지속되거나, 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스의 상기 열교환기 전단에서의 압력과, 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스의 상기 열교환기 후단에서의 압력 차이(이하, '고온 유로의 압력 차이'라고 한다.)가 제2 설정치 이상인 상태가 일정시간 이상 지속되면, ‘응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점’이라고 판단할 수 있다.In step 1), the temperature difference between the temperature at the front end of the heat exchanger of the boil-off gas used as a refrigerant in the heat exchanger and the temperature difference of the boil-off gas cooled by the heat exchanger after being compressed by the compressor (hereinafter, 'low temperature flow' temperature difference'); and a temperature difference between the temperature of the boil-off gas used as a refrigerant in the heat exchanger and the boil-off gas that is compressed by the compressor and sent to the heat exchanger (hereinafter referred to as 'temperature difference of high temperature flow'); The state in which the smaller of the values is greater than or equal to the first set value continues for a certain period of time or longer, or the pressure at the front end of the heat exchanger of the boil-off gas that is compressed by the compressor and sent to the heat exchanger, and the boil-off gas cooled by the heat exchanger If the pressure difference at the rear end of the heat exchanger (hereinafter referred to as 'pressure difference in the high-temperature flow path') is equal to or greater than the second set value for more than a certain period of time, it is determined that it is 'time to discharge the condensed or solidified lubricant'. can
알람이 울려 상기 ‘응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점’을 알릴 수 있다.An alarm may sound to indicate the time when the condensed or solidified lubricant should be drained.
상기 제1 설정치는 35℃일 수 있다.The first set value may be 35°C.
상기 제2 설정치는 정상적인 경우의 2배일 수 있다.The second set value may be twice the normal case.
상기 제2 설정치는 2bar(200kPa)일 수 있다.The second set value may be 2 bar (200 kPa).
상기 일정시간은 1시간일 수 있다.The predetermined time may be 1 hour.
증발가스 재액화시에, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화가스는 상기 제5 공급라인을 따라 저장탱크로 공급될 수 있고, 상기 제5 공급라인 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제8 밸브가 설치될 수 있으며, 상기 2)단계 내지 상기 6)단계를 거치는 동안 상기 제8 밸브는 닫혀있을 수 있다.When the boil-off gas is reliquefied, the liquefied gas separated by the gas-liquid separator may be supplied to a storage tank along the fifth supply line, and an eighth valve for controlling the flow rate and opening/closing of the fluid is provided on the fifth supply line. may be installed, and the eighth valve may be closed during steps 2) to 6).
상기 열교환기가 정상화 되었다고 판단되면, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 열고, 상기 우회밸브는 닫은 후, 증발가스를 재액화시킬 수 있다.When it is determined that the heat exchanger is normalized, the first valve and the second valve are opened and the bypass valve is closed, and then the boil-off gas may be reliquefied.
상기 압축기는 150 내지 350 bar로 증발가스를 압축시킬 수 있다.The compressor may compress the boil-off gas to 150 to 350 bar.
상기 압축기는 80 내지 250 bar로 증발가스를 압축시킬 수 있다.The compressor may compress the boil-off gas to 80 to 250 bar.
상기 열교환기는 마이크로채널형의 유로를 포함할 수 있다.The heat exchanger may include a microchannel type flow path.
상기 열교환기는 PCHE일 수 있다.The heat exchanger may be PCHE.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기에서 냉매로 사용될 증발가스를 상기 열교환기로 공급하는 제1 공급라인 상에 설치되어, 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브; 상기 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스를 상기 압축기로 공급하는 제2 공급라인 상에 설치되어, 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 밸브; 증발가스를 상기 열교환기를 우회시켜 상기 압축기로 공급하는 우회라인; 및 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치;를 포함하고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 우회라인은, 상기 제1 밸브 전단의 상기 제1 공급라인으로부터 분기하여, 상기 제2 밸브 후단의 상기 제2 공급라인으로 합류하는, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger for cooling the boil-off gas compressed by the compressor by heat-exchanging the boil-off gas discharged from the storage tank with a refrigerant; a first valve installed on a first supply line for supplying boil-off gas to be used as a refrigerant in the heat exchanger to the heat exchanger to control the flow rate and opening/closing of the fluid; a second valve installed on a second supply line for supplying boil-off gas used as a refrigerant in the heat exchanger to the compressor to control the flow rate and opening/closing of the fluid; a bypass line for supplying boil-off gas to the compressor by bypassing the heat exchanger; and a decompression device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger, wherein the compressor includes at least one oil-supply cylinder, and the bypass line is located in front of the first valve. There is provided a boil-off gas reliquefaction system that branches from the first supply line and joins the second supply line at the rear end of the second valve.
상기 증발가스 재액화 시스템은, 상기 감압장치 후단에 설치되어, 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함할 수 있다.The BOG reliquefaction system may further include a gas-liquid separator installed at the rear end of the pressure reducing device to separate the reliquefied liquefied gas and the BOG remaining in a gaseous state.
상기 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는 제6 공급라인을 따라 배출된 후 상기 열교환기에서 냉매로 사용될 증발가스와 합류되어 상기 열교환기에서 냉매로 사용될 수 있고, 상기 제6 공급라인은 상기 제1 밸브 전단의 상기 제1 공급라인으로 합류될 수 있다.BOG in a gaseous state separated by the gas-liquid separator may be discharged along a sixth supply line and then merged with BOG to be used as a refrigerant in the heat exchanger to be used as a refrigerant in the heat exchanger, wherein the sixth supply line is It may be joined to the first supply line in front of the first valve.
상기 압축기는 150 내지 350 bar로 증발가스를 압축시킬 수 있다.The compressor may compress the boil-off gas to 150 to 350 bar.
상기 압축기는 80 내지 250 bar로 증발가스를 압축시킬 수 있다.The compressor may compress the boil-off gas to 80 to 250 bar.
상기 열교환기는 마이크로채널형의 유로를 포함할 수 있다.The heat exchanger may include a microchannel type flow path.
상기 열교환기는 PCHE일 수 있다.The heat exchanger may be PCHE.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축기에 의해 압축시키고, 압축된 증발가스를 압축되기 전의 증발가스와 열교환기에서 열교환시켜 냉각시키고, 열교환시켜 냉각시킨 유체를 감압장치에 의해 감압시켜, 증발가스를 재액화시키는 시스템 내의 윤활유를 배출시키는 방법에 있어서, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 증발가스를 우회라인을 통해 상기 열교환기를 우회시킨 후 상기 압축기에 의해 압축시키고, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 엔진에 공급하고, 상기 엔진에 공급하고 남은 잉여 증발가스를 상기 열교환기에 공급하여, 상기 압축기에 의해 압축되며 온도가 높아진 증발가스에 의해 응축 또는 응고된 윤활유를 녹이거나 점도를 낮춰 배출시키는 것을 특징으로 하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the BOG is compressed by a compressor, the compressed BOG is heat-exchanged with the BOG before being compressed in a heat exchanger to cool, and the fluid cooled by heat exchange is reduced pressure. In the method for discharging lubricating oil in a system for reliquefying boil-off gas by decompression by a device, the compressor includes at least one oil-supplying cylinder, and after bypassing the heat exchanger through a bypass line for boil-off gas to the compressor compressed by the compressor, supplying the BOG compressed by the compressor to the engine, and supplying the remaining BOG after supplying the engine to the heat exchanger, condensed or solidified by the BOG compressed by the compressor and increased in temperature There is provided a lubricating oil discharging method, characterized in that dissolving or lowering the viscosity of the lubricating oil is discharged.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화 시키는 시스템에 내의 윤활유를 배출시키는 방법에 있어서, 증발가스 재액화시에, 열교환기는 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여, 압축기에 의해 압축된 증발가스를 열교환시켜 냉각시키고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하며, 상기 열교환기를 우회하도록 설치되어 상기 열교환기의 정비시에 사용되는 우회라인에 의해, 응축 또는 응고된 윤활유를 녹이거나 점도를 낮춰 배출시키는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in the method of discharging lubricating oil in a system for reliquefying BOG using BOG itself as a refrigerant, when reliquefying BOG, the heat exchanger is stored The boil-off gas discharged from the tank is used as a refrigerant to heat exchange the boil-off gas compressed by a compressor to cool it, and the compressor includes at least one oil-supply cylinder, and is installed to bypass the heat exchanger to maintain the heat exchanger A lubricating oil discharging method is provided, in which the condensed or solidified lubricating oil is melted or the viscosity is lowered and discharged by a bypass line used at the time of discharge.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 응축 또는 응고된 윤활유를 녹이거나 점도를 낮춰 배출시키는 동안에도, 엔진에 연료를 공급하는 것을 특징으로 하는, 연료 공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a fuel supply method, characterized in that fuel is supplied to the engine while discharging the condensed or solidified lubricating oil by melting or lowering the viscosity.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 후단에 설치되어 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 및 상기 감압장치 후단에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기;를 포함하고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 기액분리기에는, 상기 기액분리기 내부에 모인 윤활유를 배출시키는 윤활유배출라인이 연결되는, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger for cooling the boil-off gas compressed by the compressor by heat-exchanging the boil-off gas before being compressed by the compressor with a refrigerant; a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger; and a gas-liquid separator installed at the rear end of the pressure reducing device to separate the reliquefied liquefied gas and the boil-off gas remaining in a gaseous state, wherein the compressor includes at least one oil-supplying cylinder, and the gas-liquid separator includes: A lubricating oil discharge line for discharging the lubricating oil collected inside the gas-liquid separator is connected, the boil-off gas reliquefaction system is provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화 시키는 시스템에 내의 윤활유를 배출시키는 방법에 있어서, 기액분리기 내에 모인 윤활유를 윤활유배출라인을 통해 상기 기액분리기로부터 배출시키고, 상기 윤활유배출라인은 증발가스 재액화시에 재액화된 액화가스를 상기 기액분리기로부터 배출시키는 제5 공급라인과 별도로 설치되는 것을 특징으로 하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in the method of discharging the lubricating oil in the system for re-liquefying the boil-off gas using the boil-off gas itself as a refrigerant, the lubricant oil collected in the gas-liquid separator is discharged through a lubricant discharge line. A method for discharging lubricating oil is provided, characterized in that the lubricating oil discharge line is installed separately from a fifth supply line for discharging the reliquefied liquefied gas from the gas-liquid separator when the boil-off gas is reliquefied through the gas-liquid separator. .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 및 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치;를 포함하고, 상기 열교환기의 저온유로 전단에 설치되는 제1 온도센서와 상기 열교환기의 고온유로 후단에 설치되는 제4 온도센서; 상기 열교환기의 저온유로 후단에 설치되는 제2 온도센서와 상기 열교환기의 고온유로 전단에 설치되는 제3 온도센서; 및 상기 열교환기의 고온유로 전단에 설치되는 제1 압력센서와 상기 열교환기의 고온유로 후단에 설치되는 제2 압력센서; 중 하나 이상을 포함하고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하는, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger cooling the boil-off gas compressed by the compressor by heat exchange using the boil-off gas before being compressed by the compressor as a refrigerant; and a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger, wherein a first temperature sensor installed at a front end of the low-temperature flow path of the heat exchanger and installed at a rear end of the high-temperature flow path of the heat exchanger a fourth temperature sensor to be; a second temperature sensor installed at a rear end of the low-temperature flow path of the heat exchanger and a third temperature sensor installed at a front end of the high-temperature flow path of the heat exchanger; and a first pressure sensor installed at a front end of the high temperature flow path of the heat exchanger and a second pressure sensor installed at a rear end of the high temperature flow path of the heat exchanger. Including one or more of, the compressor is provided with at least one oil-fueled cylinder, BOG reliquefaction system is provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 및 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치;를 포함하고, 상기 열교환기의 저온유로 전단에 설치되는 제1 온도센서와 상기 열교환기의 고온유로 후단에 설치되는 제4 온도센서; 상기 열교환기의 저온유로 후단에 설치되는 제2 온도센서와 상기 열교환기의 고온유로 전단에 설치되는 제3 온도센서; 및 상기 열교환기의 고온유로 전단 및 후단의 압력 차이를 측정하는 차압센서; 중 하나 이상을 포함하고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하는, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger cooling the boil-off gas compressed by the compressor by heat exchange using the boil-off gas before being compressed by the compressor as a refrigerant; and a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger, wherein a first temperature sensor installed at a front end of the low-temperature flow path of the heat exchanger and installed at a rear end of the high-temperature flow path of the heat exchanger a fourth temperature sensor to be; a second temperature sensor installed at a rear end of the low-temperature flow path of the heat exchanger and a third temperature sensor installed at a front end of the high-temperature flow path of the heat exchanger; and a differential pressure sensor for measuring the pressure difference between the front end and the rear end of the high temperature flow path of the heat exchanger. Including one or more of, the compressor is provided with at least one oil-fueled cylinder, BOG reliquefaction system is provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축기에 의해 압축시키고, 압축된 증발가스를 압축되기 전의 증발가스와 열교환기에서 열교환시켜 냉각시키고, 열교환시켜 냉각시킨 유체를 감압장치에 의해 감압시키는 증발가스 재액화 시스템에 있어서, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 열교환기의 성능 이상을 감지하면 알람이 울리는, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the BOG is compressed by a compressor, the compressed BOG is heat-exchanged with the BOG before being compressed in a heat exchanger to cool, and the fluid cooled by heat exchange is reduced pressure. In the BOG reliquefaction system decompressed by the device, the compressor includes at least one oil-fed cylinder, and an alarm sounds when detecting abnormality in the performance of the heat exchanger, the BOG reliquefaction system is provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화 시키는 시스템에 내의 윤활유를 배출시키는 방법에 있어서, 증발가스 재액화시에 열교환기에서 증발가스 자체를 냉매로 증발가스를 냉각시키고, 상기 열교환기의 저온유로 전단에 설치되는 제1 온도센서가 측정한 온도와 상기 열교환기의 고온유로 후단에 설치되는 제4 온도센서가 측정한 온도 차이, 및 상기 열교환기의 저온유로 후단에 설치되는 제2 온도센서가 측정한 온도와 상기 열교환기의 고온유로 전단에 설치되는 제3 온도센서가 측정한 온도 차이 중 더 작은 값; 또는 상기 열교환기의 고온유로 전단에 설치되는 제1 압력센서가 측정한 압력과 상기 열교환기의 고온유로 후단에 설치되는 제2 압력센서가 측정한 압력 차이;를 지표로 하여, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시킬 필요가 있는지 여부를 판단하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in the method for discharging lubricating oil in a system for re-liquefying BOG using BOG itself as a refrigerant, evaporation in the heat exchanger when BOG is reliquefied The gas itself cools the boil-off gas as a refrigerant, and the temperature difference between the temperature measured by the first temperature sensor installed at the front end of the low-temperature flow path of the heat exchanger and the temperature measured by the fourth temperature sensor installed at the rear end of the high-temperature flow path of the heat exchanger, and a smaller value of the difference between the temperature measured by the second temperature sensor installed at the rear end of the low temperature flow path of the heat exchanger and the temperature difference measured by the third temperature sensor installed at the front end of the high temperature flow path of the heat exchanger. or a pressure difference between the pressure measured by the first pressure sensor installed at the front end of the high temperature flow path of the heat exchanger and the pressure difference measured by the second pressure sensor installed at the rear end of the high temperature flow path of the heat exchanger; A lubricating oil draining method is provided for determining whether it is necessary to drain the lubricating oil.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화 시키는 시스템에 내의 윤활유를 배출시키는 방법에 있어서, 증발가스 재액화시에 열교환기에서 증발가스 자체를 냉매로 증발가스를 냉각시키고, 상기 열교환기의 저온유로 전단에 설치되는 제1 온도센서가 측정한 온도와 상기 열교환기의 고온유로 후단에 설치되는 제4 온도센서가 측정한 온도 차이, 및 상기 열교환기의 저온유로 후단에 설치되는 제2 온도센서가 측정한 온도와 상기 열교환기의 고온유로 전단에 설치되는 제3 온도센서가 측정한 온도 차이 중 더 작은 값; 또는 상기 열교환기의 고온유로 전단 및 후단의 압력 차이를 측정하는 차압센서가 측정한 압력 차이;를 지표로 하여, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시킬 필요가 있는지 여부를 판단하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in the method for discharging lubricating oil in a system for re-liquefying BOG using BOG itself as a refrigerant, evaporation in the heat exchanger when BOG is reliquefied The gas itself cools the boil-off gas as a refrigerant, and the temperature difference between the temperature measured by the first temperature sensor installed at the front end of the low-temperature flow path of the heat exchanger and the temperature measured by the fourth temperature sensor installed at the rear end of the high-temperature flow path of the heat exchanger, and a smaller value of the difference between the temperature measured by the second temperature sensor installed at the rear end of the low temperature flow path of the heat exchanger and the temperature difference measured by the third temperature sensor installed at the front end of the high temperature flow path of the heat exchanger. or a pressure difference measured by a differential pressure sensor measuring the pressure difference between the front and rear ends with the high-temperature oil of the heat exchanger as an index, determining whether it is necessary to discharge the condensed or solidified lubricant, a lubricant discharge method is provided do.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축기에 의해 압축시키고, 압축된 증발가스를 압축되기 전의 증발가스와 열교환기에서 열교환시켜 냉각시키고, 열교환시켜 냉각시킨 유체를 감압장치에 의해 감압시켜, 증발가스를 재액화시키는 시스템 내의 윤활유를 배출시키는 방법에 있어서, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 열교환기에서 냉매로 사용되는 증발가스의 상기 열교환기 전단에서의 온도와, 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스의 온도 차이(이하, '저온 흐름의 온도 차이'라고 한다.)가 제1 설정치 이상인 상태가 일정시간 이상 지속되는 조건; 상기 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스의 온도와, 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스의 온도 차이(이하, '고온 흐름의 온도 차이'라고 한다.)가 제1 설정치 이상인 상태가 일정시간 이상 지속되는 조건; 및 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스의 상기 열교환기 전단에서의 압력과, 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스의 상기 열교환기 후단에서의 압력 차이(이하, '고온 유로의 압력 차이'라고 한다.)가 제2 설정치 이상인 상태가 일정시간 이상 지속되는 조건; 중 하나 이상을 만족하면, ‘응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점’이라고 판단하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the BOG is compressed by a compressor, the compressed BOG is heat-exchanged with the BOG before being compressed in a heat exchanger to cool, and the fluid cooled by heat exchange is reduced pressure. In the method for discharging the lubricating oil in a system for re-liquefying BOG by decompression by a device, the compressor includes at least one oil-supplying cylinder, and in the front end of the heat exchanger of BOG used as a refrigerant in the heat exchanger a condition in which the temperature difference between the temperature of the BOG and the boil-off gas cooled by the heat exchanger after being compressed by the compressor (hereinafter, referred to as 'temperature difference of low temperature flow') is equal to or greater than the first set value for a predetermined period of time or longer; The temperature difference between the temperature of the boil-off gas used as a refrigerant in the heat exchanger and the boil-off gas sent to the heat exchanger after being compressed by the compressor (hereinafter referred to as 'temperature difference of high temperature flow') is equal to or greater than the first set value condition in which the state persists for more than a certain period of time; and a pressure difference between the pressure at the front end of the heat exchanger of the boil-off gas compressed by the compressor and sent to the heat exchanger, and the pressure difference at the rear end of the heat exchanger of the boil-off gas cooled by the heat exchanger (hereinafter, 'pressure in the high temperature flow path') 'difference') is the second set value or more, and the condition continues for a certain period of time or longer; When one or more of these are satisfied, a method for discharging lubricant is provided, which is determined as 'the point at which the condensed or solidified lubricant should be discharged'.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축기에 의해 압축시키고, 압축된 증발가스를 압축되기 전의 증발가스와 열교환기에서 열교환시켜 냉각시키고, 열교환시켜 냉각시킨 유체를 감압장치에 의해 감압시켜, 증발가스를 재액화시키는 시스템 내의 윤활유를 배출시키는 방법에 있어서, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 열교환기에서 냉매로 사용되는 증발가스의 상기 열교환기 전단에서의 온도와 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스의 온도 차이(이하, '저온 흐름의 온도 차이'라고 한다.); 및 상기 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스의 온도와 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스의 온도 차이(이하, '고온 흐름의 온도 차이'라고 한다.); 중 더 작은 값이 제1 설정치 이상인 상태가 일정시간 이상 지속되거나, 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스의 상기 열교환기 전단에서의 압력과, 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스의 상기 열교환기 후단에서의 압력 차이(이하, '고온 유로의 압력 차이'라고 한다.)가 제2 설정치 이상인 상태가 일정시간 이상 지속되면, ‘응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점’이라고 판단하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the BOG is compressed by a compressor, the compressed BOG is heat-exchanged with the BOG before being compressed in a heat exchanger to cool, and the fluid cooled by heat exchange is reduced pressure. In the method for discharging the lubricating oil in a system for re-liquefying BOG by decompression by a device, the compressor includes at least one oil-supplying cylinder, and in the front end of the heat exchanger of BOG used as a refrigerant in the heat exchanger a temperature difference between the temperature of the BOG and the BOG cooled by the heat exchanger after being compressed by the compressor (hereinafter referred to as 'temperature difference of low temperature flow'); and a temperature difference between the temperature of the boil-off gas used as a refrigerant in the heat exchanger and the boil-off gas that is compressed by the compressor and sent to the heat exchanger (hereinafter referred to as 'temperature difference of high temperature flow'); The state in which the smaller of the values is greater than or equal to the first set value continues for a certain period of time or longer, or the pressure at the front end of the heat exchanger of the boil-off gas that is compressed by the compressor and sent to the heat exchanger, and the boil-off gas cooled by the heat exchanger When the pressure difference at the rear end of the heat exchanger (hereinafter referred to as 'pressure difference in the high-temperature flow path') is equal to or greater than the second set value, it is determined that it is 'time to discharge the condensed or solidified lubricating oil' , a lubricating oil draining method is provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화 시키는 시스템에 내의 윤활유를 배출시키는 방법에 있어서, 장비의 온도차 및 압력차 중 하나 이상을 지표로 하여 ‘응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점’을 알아내고, 상기 ‘응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점’을 알람에 의해 알리는 것을 특징으로 하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in a method for discharging lubricating oil in a system for re-liquefying BOG using BOG itself as a refrigerant, at least one of a temperature difference and a pressure difference of equipment A method for discharging lubricating oil is provided, which is characterized in that the 'time point at which the condensed or solidified lubricating oil should be discharged' is identified as an index and the 'time point at which the condensed or coagulated lubricating oil should be discharged' is notified by an alarm.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 압축기에 의해 압축시키기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환시켜 냉각시키는 열교환기, 및 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치를 포함하는 증발가스 재액화 시스템에 있어서, 상기 열교환기 전단 및 후단 중 하나 이상에 설치되어 상기 열교환기가 윤활유에 의해 막혔는지 여부를 감지하는 감지수단; 및 상기 감지수단에 의해 감지된 상기 열교환기가 윤활유에 의해 막힌 현상을 알려주는 알람;을 포함하는, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing BOG, and heat exchange for cooling the BOG by using the BOG as a refrigerant before the BOG compressed by the compressor is compressed by the compressor as a refrigerant. In the boil-off gas reliquefaction system comprising a group and a pressure reducing device for decompressing the fluid cooled by the heat exchanger, it is installed at one or more of the front and rear ends of the heat exchanger to detect whether the heat exchanger is clogged by lubricating oil detection means; and an alarm informing that the heat exchanger detected by the sensing means is clogged by lubricating oil.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 및 상기 감압장치 후단에 설치되는 제2 오일필터;를 포함하고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 제2 오일필터는 극저온용인, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger cooling the boil-off gas compressed by the compressor by heat exchange using the boil-off gas before being compressed by the compressor as a refrigerant; a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger; and a second oil filter installed at a rear end of the pressure reducing device, wherein the compressor includes at least one oil-supplying cylinder, and the second oil filter is for cryogenic use.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 상기 감압장치 후단에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기; 및 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화가스가 배출되는 제5 공급라인 상에 설치되는 제2 오일필터;를 포함하고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 제2 오일필터는 극저온용인, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger cooling the boil-off gas compressed by the compressor by heat exchange using the boil-off gas before being compressed by the compressor as a refrigerant; a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger; a gas-liquid separator installed at the rear end of the decompression device to separate the reliquefied liquefied gas and the boil-off gas remaining in a gaseous state; and a second oil filter installed on a fifth supply line through which the liquefied gas separated by the gas-liquid separator is discharged, wherein the compressor includes at least one oil-supplying cylinder, and the second oil filter is cryogenic Yongin, BOG reliquefaction system is provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 상기 감압장치 후단에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기; 및 상기 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 증발가스가 배출되는 제6 공급라인 상에 설치되는 제2 오일필터;를 포함하고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 제2 오일필터는 극저온용인, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger cooling the boil-off gas compressed by the compressor by heat exchange using the boil-off gas before being compressed by the compressor as a refrigerant; a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger; a gas-liquid separator installed at the rear end of the decompression device to separate the reliquefied liquefied gas and the boil-off gas remaining in a gaseous state; and a second oil filter installed on a sixth supply line through which the boil-off gas in the gaseous state separated by the gas-liquid separator is discharged, wherein the compressor includes at least one oil-supply cylinder, and the second oil The filter is for cryogenic use, BOG reliquefaction system is provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 상기 열교환기에서 냉매로 사용될 증발가스를, 상기 열교환기 전단에서 상기 열교환기를 우회시켜 상기 압축기로 공급하는 우회라인; 및 상기 우회라인 상에 설치되어 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 우회밸브;를 포함하고, 상기 압축기로 공급되는 증발가스의 압력이, 상기 압축기가 요구하는 흡입 압력 조건보다 낮은 경우, 상기 우회밸브가 일부 또는 전부 열리는 것을 특징으로 하는, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger cooling the boil-off gas compressed by the compressor by heat exchange using the boil-off gas before being compressed by the compressor as a refrigerant; a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger; a bypass line for supplying boil-off gas to be used as a refrigerant in the heat exchanger to the compressor by bypassing the heat exchanger at a front end of the heat exchanger; and a bypass valve installed on the bypass line to control the flow rate and opening/closing of the fluid, wherein when the pressure of the boil-off gas supplied to the compressor is lower than the suction pressure condition required by the compressor, the bypass valve is Characterized in that part or all of the open, boil-off gas reliquefaction system is provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축기에 의해 압축시키고, 압축된 증발가스를 압축되기 전의 증발가스와 열교환기에서 열교환시켜 냉각시키고, 열교환시켜 냉각시킨 유체를 감압장치에 의해 감압시켜 증발가스를 재액화시키는 시스템의 엔진에 연료를 공급하는 방법에 있어서, 상기 압축기로 공급되는 증발가스의 압력이, 상기 압축기가 요구하는 흡입 압력 조건보다 낮은 경우, 상기 압축기로 공급될 증발가스의 일부 또는 전부를 상기 열교환기를 우회시켜 상기 압축기로 공급하는, 연료 공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the BOG is compressed by a compressor, the compressed BOG is heat-exchanged with the BOG before being compressed in a heat exchanger to cool, and the fluid cooled by heat exchange is reduced pressure. In the method of supplying fuel to an engine of a system for re-liquefying boil-off gas by decompression by a device, when the pressure of the boil-off gas supplied to the compressor is lower than the suction pressure condition required by the compressor, it is to be supplied to the compressor A fuel supply method is provided for supplying a part or all of the boil-off gas to the compressor by bypassing the heat exchanger.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 증발가스를 상기 열교환기를 우회시켜 상기 압축기로 공급하는 우회라인; 상기 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스를 상기 압축기로 보내는 제2 공급라인 상에 설치되어 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 밸브; 및 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치;를 포함하고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 우회라인은, 상기 제2 밸브 후단의 상기 제2 공급라인으로 합류되는, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger for cooling the boil-off gas compressed by the compressor by heat-exchanging the boil-off gas before being compressed by the compressor with a refrigerant; a bypass line for supplying boil-off gas to the compressor by bypassing the heat exchanger; a second valve installed on a second supply line for sending boil-off gas used as a refrigerant in the heat exchanger to the compressor to control the flow rate and opening/closing of the fluid; and a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger, wherein the compressor includes at least one oil-supply cylinder, and the bypass line is located at the rear end of the second valve. There is provided a boil-off gas reliquefaction system, which is joined to the second supply line.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축기에 의해 압축시키고, 압축된 증발가스를 압축되기 전의 증발가스와 열교환기에서 열교환시켜 냉각시키고, 열교환시켜 냉각시킨 유체를 감압장치에 의해 감압시켜, 증발가스를 재액화시키는 시스템 내의 윤활유를 배출시키는 방법에 있어서, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스를 상기 압축기로 보내는 제2 공급라인 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 밸브가 설치되고, 증발가스를 우회라인을 통해 상기 열교환기를 우회시킨 후 상기 압축기에 의해 압축시키고, 상기 엔진에 공급하고 남은 잉여 증발가스를 상기 열교환기에 공급하여, 상기 압축기에 의해 압축되며 온도가 높아진 증발가스에 의해 응축된 윤활유를 녹여 배출시키며, 상기 우회라인은, 상기 제2 밸브 후단의 상기 제2 공급라인으로 합류하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the BOG is compressed by a compressor, the compressed BOG is heat-exchanged with the BOG before being compressed in a heat exchanger to cool, and the fluid cooled by heat exchange is reduced pressure. A method for discharging lubricating oil in a system for re-liquefying BOG by decompression by a device, wherein the compressor includes at least one oil-supplying cylinder, and a method for sending BOG used as a refrigerant in the heat exchanger to the compressor. 2 A second valve is installed on the supply line to control the flow rate and opening/closing of the fluid, and after bypassing the heat exchanger through the bypass line, the boil-off gas is compressed by the compressor, and the excess boil-off gas remaining after supplying the engine to the engine is removed. It is supplied to a heat exchanger to melt and discharge the lubricating oil compressed by the compressor and condensed by the boil-off gas having a higher temperature, and the bypass line joins the second supply line at the rear end of the second valve, the lubricating oil discharging method provided
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 증발가스를 상기 열교환기를 우회시켜 상기 압축기로 공급하는 우회라인; 상기 열교환기에서 냉매로 사용될 증발가스를 상기 열교환기로 공급하는 제1 공급라인 상에 설치되어 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브; 및 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치;를 포함하고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 우회라인은, 상기 제1 밸브 전단의 상기 제1 공급라인으로부터 분기되는, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger for cooling the boil-off gas compressed by the compressor by heat-exchanging the boil-off gas before being compressed by the compressor with a refrigerant; a bypass line for supplying boil-off gas to the compressor by bypassing the heat exchanger; a first valve installed on a first supply line for supplying boil-off gas to be used as a refrigerant in the heat exchanger to the heat exchanger to control the flow rate and opening/closing of the fluid; and a decompression device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger, wherein the compressor includes at least one oil-supply cylinder, and the bypass line is located in front of the first valve. Branched from the first supply line, the boil-off gas reliquefaction system is provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기에서 냉매로 사용될 증발가스는 상기 제1 열교환기로 공급하는 제1 공급라인으로부터 분기되어, 증발가스를 상기 열교환기를 우회시켜 상기 압축기로 공급하는 우회라인; 상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 및 상기 감압장치 후단에 설치되어, 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기;를 포함하고, 상기 압축기는 급유식 실린더를 적어도 한 개 포함하고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는 제6 공급라인을 따라 상기 기액분리기로부터 배출되며, 상기 제6 공급라인은, 상기 우회라인이 분기되는 지점 전단의 제1 공급라인으로 합류되는, 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor for compressing boil-off gas; a heat exchanger for cooling the BOG compressed by the compressor by heat-exchanging the BOG before being compressed by the compressor with a refrigerant; a bypass line in which the boil-off gas to be used as a refrigerant in the heat exchanger is branched from a first supply line supplied to the first heat exchanger, and bypasses the heat exchanger to supply the boil-off gas to the compressor; a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger; and a gas-liquid separator installed at the rear end of the decompression device to separate the reliquefied liquefied gas and the boil-off gas remaining in the gaseous state, wherein the compressor includes at least one oil-supplying cylinder, and by the gas-liquid separator BOG in a gaseous state is discharged from the gas-liquid separator along a sixth supply line, and the sixth supply line is joined to the first supply line in front of the branching point of the bypass line, BOG reliquefaction system this is provided
본 발명에 의하면, 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양이, 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 재액화시킬 수 있는 양을 초과하는 경우에도 증발가스를 처리할 수 있다.According to the present invention, even when the amount of BOG discharged from the storage tank exceeds the amount that can be reliquefied using BOG itself as a refrigerant, BOG can be treated.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 가스연소장치(GCU; Gas Combustion Unit)로 보내지는 증발가스의 냉열을 증발가스를 재액화시키는데 사용할 수 있어, 가스연소장치로 보내지는 증발가스의 양은 줄이고, 재액화시키는 증발가스의 양은 늘릴 수 있다. 따라서, 증발가스 발생량이 평소보다 특히 많아지는 경우에도, 가스연소장치에서 태워 버려지는 증발가스의 양을 줄일 수 있어, 선박이 운송하는 액화천연가스를 최대한 보존할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the cooling heat of the boil-off gas sent to the gas combustion unit (GCU) can be used to re-liquefy the boil-off gas, thereby reducing the amount of the boil-off gas sent to the gas combustion device. , the amount of boil-off gas to be reliquefied can be increased. Therefore, even when the amount of BOG generated is particularly higher than usual, the amount of BOG burned and thrown away by the gas combustion device can be reduced, and the liquefied natural gas transported by the ship can be preserved as much as possible.
본 발명에 의하면, 별도의 장비를 추가로 설치하거나 윤활유 제거를 위한 별도의 유체를 공급할 필요 없이, 기존의 장비만으로 간단하고 경제적으로 열교환기 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 있다.According to the present invention, it is possible to remove the condensed or solidified lubricating oil in the heat exchanger simply and economically only with the existing equipment, without the need to additionally install additional equipment or supply a separate fluid for lubricating oil removal.
본 발명에 의하면, 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안에 엔진을 구동시켜, 엔진의 운전을 지속하면서 열교환기를 정비할 수 있다. 또한, 엔진에서 사용되고 남은 잉여 증발가스를 활용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 있다. 뿐만 아니라, 증발가스에 섞인 윤활유를 엔진에 의해 태워버릴 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, by driving the engine while removing the internal condensed or solidified lubricating oil, it is possible to maintain the heat exchanger while continuing the operation of the engine. In addition, it is possible to remove the condensed or solidified lubricating oil by utilizing the surplus boil-off gas remaining after being used in the engine. In addition, there is an advantage that the lubricating oil mixed with the boil-off gas can be burned by the engine.
본 발명에 의하면, 개량된 기액분리기를 사용하여, 기액분리기에 모인 녹거나 점도가 낮아진 윤활유를 효율적으로 배출시킬 수 있다는 장점이 있다. According to the present invention, using the improved gas-liquid separator, there is an advantage that the lubricating oil having a lowered viscosity or melted collected in the gas-liquid separator can be efficiently discharged.
본 발명에 의하면, 감압장치 후단, 기액분리기로부터 액화가스가 배출되는 제5 공급라인, 및 기액분리기로부터 증발가스가 배출되는 제6 공급라인 중 하나 이상에 극저온용 오일필터를 설치하여, 증발가스 내에 섞인 윤활유를 효과적으로 제거할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, a cryogenic oil filter is installed in at least one of the rear end of the decompression device, the fifth supply line through which liquefied gas is discharged from the gas-liquid separator, and the sixth supply line through which the boil-off gas is discharged from the gas-liquid separator. It has the advantage of being able to effectively remove the mixed lubricant.
본 발명에 의하면, 별도의 장비를 추가로 설치할 필요 없이 기존의 장비만으로 간단하고 경제적으로, 압축기가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시키면서도, 재액화 성능이 유지되고, 엔진이 요구하는 연료 소모량을 만족시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to simply and economically satisfy the suction pressure condition required by the compressor, maintain the reliquefaction performance, and satisfy the fuel consumption required by the engine, without the need to install additional equipment. can
도 1은 종래의 부분 재액화 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기를 확대한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 오일필터를 확대한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 오일필터를 확대한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제6 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 감압장치를 확대한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감압장치를 확대한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 및 기액분리기를 확대한 도면이다.
도 14 및 도 15는 부분 재액화 시스템(Partial Re-liquefaction System, PRS)에서 증발가스 압력에 따른 재액화량을 나타낸 그래프이다.
도 16은 도 8 및 도 9에 도시된 필터엘리먼트의 평면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional partial reliquefaction system.
2 is a schematic diagram of a BOG reliquefaction system included in a ship according to a first preferred embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a boil-off gas reliquefaction system included in a ship according to a second preferred embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a BOG reliquefaction system included in a ship according to a third preferred embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of a BOG reliquefaction system according to a fourth preferred embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to a fifth preferred embodiment of the present invention.
7 is an enlarged view of a gas-liquid separator according to an embodiment of the present invention.
8 is an enlarged view of a second oil filter according to an embodiment of the present invention.
9 is an enlarged view of a second oil filter according to another embodiment of the present invention.
10 is a schematic diagram of a BOG reliquefaction system according to a sixth preferred embodiment of the present invention.
11 is an enlarged view of a pressure reducing device according to an embodiment of the present invention.
12 is an enlarged view of a pressure reducing device according to another embodiment of the present invention.
13 is an enlarged view of a heat exchanger and a gas-liquid separator according to an embodiment of the present invention.
14 and 15 are graphs showing the amount of reliquefaction according to the BOG pressure in a partial re-liquefaction system (PRS).
16 is a plan view of the filter element shown in FIGS. 8 and 9 .
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 또는 해양 구조물 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, or an offshore structure. 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.
하기 실시예에서는 액화천연가스의 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 다양한 액화가스에 적용될 수 있으며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있고, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.In the following examples, the case of liquefied natural gas will be described as an example, but the present invention may be applied to various liquefied gases, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is limited to the following examples it's not going to be
하기 실시예에서 각 유로를 흐르는 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 기체상태, 기액혼합상태, 액체상태, 또는 초임계 유체 상태일 수 있다.In the following examples, the fluid flowing through each flow path may be in a gaseous state, a gas-liquid mixed state, a liquid state, or a supercritical fluid state, depending on the operating conditions of the system.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a BOG reliquefaction system included in a ship according to a first preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템은, 다단압축기(200), 열교환기(100), 감압장치(300), 및 제1 배출라인(L1)을 포함한다.Referring to FIG. 2 , the BOG reliquefaction system included in the ship of this embodiment includes a
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(T) 내부의 증발가스를 배출시킨다.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 the internal pressure at an appropriate level, the boil-off gas inside the storage tank (T) is discharged.
저장탱크(T)로부터 증발가스가 배출되는 라인 상에는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 조절밸브(510)가 설치될 수 있다.A
본 실시예의 다단압축기(200)는, 다수개의 압축실린더(210, 220, 230, 240, 250) 및 다수개의 냉각기(810, 820, 830, 840, 850)를 포함하며, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 다단계로 압축시킨다. 본 실시예의 다수개의 냉각기(810, 820, 830, 840, 850)는 다수개의 압축실린더(210, 220, 230, 240, 250) 후단에 다수개의 압축실린더(210, 220, 230, 240, 250)와 교대로 설치되어, 압축실린더(210, 220, 230, 240, 250)에 의해 압축된 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시킨다.The
본 실시예의 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스는, 일부는 선박을 추진하는 주엔진으로 보내질 수 있고, 주엔진에서 요구하지 않는 나머지 증발가스는 재액화 과정을 거치기 위해 열교환기(100)로 보내질 수 있다.BOG compressed by the
주엔진은 ME-GI엔진일 수 있는데, ME-GI엔진은, 2행정으로 구성되며, 대략 300bar의 압력을 가지는 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.The main engine may be a ME-GI engine. The ME-GI engine consists of two strokes, and a diesel cycle in which high-pressure natural gas having a pressure of about 300 bar is directly injected into the combustion chamber near the top dead center of the piston. is adopting
ME-GI엔진은 대략 150 내지 400 bar, 바람직하게는 대략 150 내지 350 bar, 더욱 바람직하게는 대략 300 bar의 천연가스를 연료로 사용하는 것으로 알려져 있다.It is known that the ME-GI engine uses natural gas of approximately 150 to 400 bar, preferably approximately 150 to 350 bar, more preferably approximately 300 bar as fuel.
본 실시예의 다단압축기(200)는, 주엔진이 요구하는 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있으며, 주엔진이 ME-GI엔진인 경우, 대략 150 내지 350 bar의 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있다.The
본 발명에서는 주엔진으로 ME-GI 엔진 대신에, 대략 6 내지 20 bar 압력의 증발가스를 연료로 사용하는 X-DF엔진이나 DF엔진을 사용할 수도 있는데, 이 경우, 주엔진으로 공급하기 위하여 압축된 증발가스는 저압이므로, 주엔진으로 공급되기 위하여 압축된 증발가스를 추가로 가압시켜 재액화시킬 수 있다. 재액화를 위하여 추가로 가압된 증발가스의 압력은 대략 80 내지 250 bar가 될 수 있다.In the present invention, instead of the ME-GI engine as the main engine, an X-DF engine or a DF engine using boil-off gas at a pressure of about 6 to 20 bar as fuel may be used. Since the boil-off gas is low pressure, it can be re-liquefied by additionally pressurizing the boil-off gas compressed to be supplied to the main engine. The pressure of the boil-off gas additionally pressurized for re-liquefaction may be about 80 to 250 bar.
본 실시예의 다단압축기(200)에 포함된 압축실린더 중 일부(210, 220)만을 거친 증발가스는, 일부가 분기되어 발전기로 보내질 수 있다. 본 실시예의 발전기는 대략 6.5 bar의 압력의 천연가스를 요구할 수 있고, 본 실시예의 다단압축기(200)에 포함된 압축실린더 중 일부(210, 220)에 의해 대략 6.5 bar로 압축된 증발가스가 발전기로 보내질 수 있다. 다단압축기(200)로부터 발전기로 증발가스가 보내지는 라인 상에는, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제3 조절밸브(530)가 설치될 수 있다.BOG, which has passed through only some of the
본 실시예의 열교환기(100)는, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부 또는 전부를 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환시켜 냉각시킨다.The
본 실시예의 열교환기(100)가 유지보수 중이거나 열교환기(100)가 고장난 경우 등, 열교환기(100)를 사용할 수 없는 경우에는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 우회라인(L3)을 통해 열교환기(100)를 우회할 수 있다. 본 실시예의 우회라인(L3)에는, 우회라인(L3)을 개폐하는 제3 차단밸브(630)가 설치된다. 제3 차단밸브(630)는 평상시에는 닫혀 있고 우회라인(L3)을 사용할 필요가 있는 경우에 열리게 된다.When the
우회라인(L3)은 다음과 같이 활용될 수 있다.The bypass line L3 may be utilized as follows.
1) 열교환기를 사용할 수 없는 경우1) When the heat exchanger cannot be used
기본적으로 열교환기(100)가 고장나거나 유지보수가 필요한 경우 등, 열교환기(100)를 사용할 수 없는 경우에 우회라인(L3)을 사용하게 된다. 일례로, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부 또는 전부를 주엔진으로 보내는 경우, 열교환기(100)를 사용할 수 없게 되면, 주엔진에서 사용되지 못한 잉여 증발가스를 재액화시키는 것을 포기하고, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 우회라인(L3)을 따라 열교환기(100)를 우회시켜 다단압축기(200)로 바로 공급한 후, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 주엔진으로 공급하며, 잉여 증발가스는 가스연소장치로 보내 소각시킬 수 있다.Basically, the bypass line L3 is used when the
2) 응축 또는 응고된 윤활유 제거2) Removal of condensed or solidified lubricant
열교환기(100)의 유지보수를 위해 우회라인(L3)을 사용하는 예로, 열교환기(100)의 유로가 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 막혔을 때, 우회라인(L3)을 사용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 것을 들 수 있다.As an example of using the bypass line L3 for maintenance of the
다단압축기(200)에 포함되는 다수개의 실린더(210, 220, 230, 240, 250)는, 일부는 무급유 윤활(oil-free lubricated) 방식으로 동작하고 나머지는 급유 윤활(oil lubricated) 방식으로 동작할 수 있다. 특히, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 주엔진의 연료로 사용하기 위해서나, 재액화 효율을 위해 증발가스를 80 bar 이상, 바람직하게는 100 bar 이상으로 압축시키는 경우, 다단압축기(200)는 증발가스를 고압으로 압축시키기 위해 급유 윤활 방식의 실린더를 포함하게 된다.A plurality of
현존하는 기술로는, 100 bar 이상으로 증발가스를 압축시키기 위해서는 왕복동 타입의 다단압축기(200)에, 예컨대 피스톤 실링 부위에 윤활 및 냉각을 위한 윤활유를 공급하여야 한다.In the existing technology, in order to compress the boil-off gas to 100 bar or more, it is necessary to supply lubricating oil for lubrication and cooling to the reciprocating type
급유 윤활 방식의 실린더에는 윤활유가 공급되는데, 현재의 기술 수준으로는 급유 윤활 방식의 실린더를 통과한 증발가스에는 윤활유가 일부 섞이게 된다. 증발가스에 섞인 윤활유는 열교환기(100)에서 증발가스보다 먼저 응축 또는 응고되어 열교환기(100)의 유로에 쌓이게 되는데, 시간이 지날수록 열교환기(100)의 유로에 쌓이는 응축 또는 응고된 윤활유의 양이 증가되므로, 일정 시간이 지나면 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할 필요가 생긴다는 것을 본 발명의 발명자들은 발견하였다.Lubricating oil is supplied to the oil-lubricated cylinder, and at the current level of technology, some of the lubricant is mixed with the boil-off gas that has passed through the oil-lubricated cylinder. The lubricating oil mixed with the boil-off gas is condensed or solidified before the boil-off gas in the
특히, 본 실시예의 열교환기(100)는, 재액화시켜야 할 증발가스의 압력 및/또는 유량, 재액화 효율 등을 고려하여 PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger, DCHE라고도 한다.)인 것이 바람직한데, PCHE는 유로가 좁고(마이크로채널형의 유로) 굴곡지게 형성되어, 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 유로가 쉽게 막힐 수 있고, 특히 유로의 굴곡진 부분에 응축 또는 응고된 윤활유가 잘 쌓인다. PCHE(DCHE)는 코벨코(Kobelko) 사(社), 알파라발(Alfalaval) 사(社) 등의 업체에서 생산한다.In particular, the
열교환기(100)의 유로가 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 막히게 되면 열교환기(100)의 냉각 효율이 떨어지게 된다. 따라서, 열교환기(100)의 성능이 정상적인 경우에 비해 일정값 이하로 떨어지면 열교환기(100) 내부에 응축 또는 응고된 윤활유가 어느 정도 이상 쌓였다고 추정할 수 있고, 일례로 열교환기(100)의 성능이 정상적인 경우의 대략 50 내지 90% 이하, 바람직하게는 대략 60 내지 80% 이하, 더욱 바람직하게는 대략 70% 이하로 떨어지면, 열교환기(100) 내부에 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 한다고 판단할 수 있다.When the flow path of the
정상적인 경우의 '대략 50 내지 90% 이하'는, 대략 50% 이하, 대략 60% 이하, 대략 70% 이하, 대략 80% 이하, 및 대략 90% 이하를 모두 포함하는 의미이며, 정상적인 경우의 '대략 60 내지 80% 이하'는, 대략 60% 이하, 대략 70% 이하, 및 대략 80% 이하를 모두 포함하는 의미이다."About 50 to 90% or less" in the normal case is meant to include all of about 50% or less, about 60% or less, about 70% or less, about 80% or less, and about 90% or less, and "about 60 to 80% or less' is meant to include all of about 60% or less, about 70% or less, and about 80% or less.
열교환기(100) 성능이 떨어졌는지 여부는, 열교환기(100)로 공급되거나 열교환기(100)로부터 배출되는 저온 유체의 온도차(즉, 열교환기(100)의 저온유로 전단과 고온유로 후단의 온도차, 이하, '저온 흐름의 온도 차이'라고 한다.), 열교환기(100)로 공급되거나 열교환기(100)로부터 배출되는 고온 유체의 온도차(즉, 열교환기(100)의 저온유로 후단과 고온유로 전단의 온도차, 이하, '고온 흐름의 온도 차이'라고 한다.), 열교환기(100)의 고온 유로 전단 및 후단의 압력차(이하, '고온 유로의 압력 차이'라고 한다.) 등에 의해 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 하는지 여부를 판단할 수 있다.Whether the performance of the
열교환기(100)의 저온유로는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스가 공급되는 유로이며, 열교환기(100)의 고온유로는, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스가 공급되는 유로이다.The low-temperature flow path of the
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스에는 오일 성분이 섞여있지 않거나 매우 미미한 수준으로 존재하고, 증발가스에 윤활유가 섞이는 시점은 증발가스가 다단압축기(200)에 의해 압축될 때이므로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용한 후 다단압축기(200)로 보내는 열교환기(100)의 저온 유로에는 응축 또는 응고된 윤활유가 거의 쌓이지 않고, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 냉각시킨 후 감압장치(300)로 보내지는 열교환기(100)의 고온 유로에서 응축 또는 응고된 윤활유가 쌓이게 된다.The boil-off gas discharged from the storage tank (T) does not contain an oil component or exists at a very insignificant level, and the point at which the boil-off gas is mixed with lubricating oil is when the boil-off gas is compressed by the multi-stage compressor (200). After using the boil-off gas discharged from T) as a refrigerant, condensed or solidified lubricating oil hardly accumulates in the low-temperature flow path of the
따라서, 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 유로가 막혀 열교환기(100) 전후단의 압력 차이가 커지는 현상은 고온 유로에서 빠르게 진행되므로, 열교환기(100)의 고온 유로에 걸리는 압력을 측정하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할지 여부를 판단하는 것이 바람직하다.Therefore, since the flow path is blocked by the condensed or solidified lubricating oil and the pressure difference between the front and rear ends of the
응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할지 여부를 열교환기(100) 전후단의 압력 차이에 의해 판단하는 것은, 특히 본 실시예의 열교환기(100)로 유로가 좁고 굴곡지게 형성되는 PCHE가 적용될 수 있다는 점을 고려하였을 때, 유용하게 활용될 수 있다.Determining whether to remove the condensed or solidified lubricating oil by the pressure difference between the front and rear ends of the
보다 구체적으로, 열교환기(100) 성능이 떨어졌는지 여부는, '저온 흐름의 온도 차이'와 '고온 흐름의 온도 차이' 중 더 작은 값이 제1 설정값 이상인 상태로 '일정시간' 이상 지속되거나, '고온 유로의 압력 차이'가 정상적인 경우보다 제2 설정값 이상인 상태로 '일정시간' 이상 지속되면, 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 하는 시점이라고 판단할 수 있다.More specifically, whether the performance of the
제1 설정값은 대략 20 내지 50℃, 바람직하게는 대략 30 내지 40℃, 더욱 바람직하게는 대략 35℃일 수 있고, 제2 설정값은 대략 1 내지 5 bar, 바람직하게는 대략 1.5 내지 3 bar, 더욱 바람직하게는 대략 2 bar(200kPa)일 수 있으며, '일정시간'은 대략 1시간일 수 있다.The first setpoint may be approximately 20 to 50°C, preferably approximately 30 to 40°C, more preferably approximately 35°C, and the second setpoint may be approximately 1 to 5 bar, preferably approximately 1.5 to 3 bar , more preferably about 2 bar (200 kPa), and the 'constant time' may be about 1 hour.
응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 하는 시점이라고 판단되면, 우회라인(L3)을 사용하여 응축 또는 응고된 윤활유 제거 과정을 진행한다.If it is determined that it is time to remove the condensed or solidified lubricating oil, the condensed or solidified lubricating oil removal process is performed using the bypass line (L3).
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 우회라인(L3)을 지나 다단압축기(200)로 보내지고 더이상 열교환기(100)로 보내지지 않는다. 따라서, 열교환기(100)에는 냉매가 공급되지 않게 된다.BOG discharged from the storage tank T is sent to the
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 우회라인(L3)을 통해 열교환기(100)를 우회한 후 다단압축기(200)로 보내진다. 다단압축기(200)로 보내진 증발가스는 다단압축기(200)에 의해 압축되며 압력뿐만 아니라 온도도 높아지게 되며, 다단압축기(200)에 의해 대략 300 bar로 압축시킨 증발가스의 온도는 대략 40 내지 45℃가 된다.BOG discharged from the storage tank (T) is sent to the multi-stage compressor (200) after bypassing the heat exchanger (100) through the bypass line (L3). The boil-off gas sent to the
다단압축기(200)에 의해 압축된 온도가 높아진 증발가스를 열교환기(100)로 계속 보내면, 열교환기(100)에서 냉매로 사용되는 저장탱크(T)로부터 배출된 저온의 증발가스는 열교환기(100)로 공급되지 않고, 온도가 높은 증발가스만 지속적으로 열교환기(100)로 공급되므로, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스가 통과하는 열교환기(100)의 고온 유로의 온도가 서서히 올라간다.If the boil-off gas, which has been compressed by the
열교환기(100)의 고온 유로의 온도가 윤활유가 응축 또는 응고되는 온도 이상이 되면, 열교환기(100) 내부에 쌓여있던 응축 또는 응고된 윤활유가 서서히 녹거나 점도가 낮아지고, 녹거나 점도가 낮아진 윤활유는 증발가스와 섞여 열교환기(100)를 빠져 나가게 된다.When the temperature of the high-temperature flow path of the
열교환기(100)의 고온 유로의 온도가 올라가면서, 열교환기(100) 내부에 쌓여있던 응축 또는 응고된 윤활유가 녹거나 점도가 높아져 증발가스와 섞여 기액분리기(400)로 보내진다. 우회라인(L3)을 활용하여 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 과정에서는 증발가스의 재액화가 이루어지지 않으므로, 기액분리기(400)에는 재액화된 액화가스는 모이지 않고, 기체상태의 증발가스와 녹거나 점도가 낮아진 윤활유가 모이게 된다.As the temperature of the high-temperature flow path of the
기액분리기(400)에 모인 기체상태의 증발가스는 기액분리기(400)로부터 배출되어 다시 우회라인(L3)을 따라 다단압축기(200)로 보내진다.BOG in a gaseous state collected in the gas-
우회라인(L3)을 활용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 경우, 열교환기(100)가 정상화될 때까지 증발가스가 우회라인(L3), 다단압축기(200), 열교환기(100)의 고온 유로, 감압장치(300) 및 기액분리기(400)를 순환하며, 순환 과정은, 열교환기(100)의 고온 유로의 온도가 다단압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)의 고온 유로로 보내지는 증발가스의 온도만큼 높아졌다고 판단될 때까지 지속된다. 단, 경험칙상 충분한 시간이 흘렀다고 판단될 때까지 순환 과정을 지속할 수도 있다.When using the bypass line (L3) to remove the condensed or solidified lubricating oil, the boil-off gas is discharged from the bypass line (L3), the multi-stage compressor (200), and the heat exchanger (100) until the heat exchanger (100) is normalized. The flow path, the
열교환기(100) 내부와 응축 또는 응고되어 있던 윤활유의 대부분이 기액분리기(400)에 모였다는 판단(즉, 열교환기(100)가 정상화 되었다는 판단)이 되면, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 열교환기(100)로의 유입을 차단하고, 기액분리기(400) 내부에 모인 녹거나 점도가 낮아진 윤활유를 배출시킨다.When it is determined that most of the lubricating oil that has been condensed or solidified with the inside of the
기액분리기(400) 내부에 모인 녹거나 점도가 낮아진 윤활유를 빠르게 배출시키기 위하여, 기액분리기리(400) 내에 질소를 주입(질소 퍼징)하여 윤활유를 배출시킬 수 있다. 질소 퍼징시 기액분리기(400)에 주입되는 질소의 압력은 대략 5 내지 7 bar일 수 있다.In order to rapidly discharge the melted or reduced viscosity lubricating oil collected in the gas-
상술한 과정을 통해 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유뿐만 아니라, 배관, 밸브, 계측기, 및 각종 장비에 쌓여있는 응축 또는 응고된 윤활유들도 제거될 수 있다.Through the above-described process, not only the condensed or solidified lubricating oil inside the
본 발명에서는, 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안 엔진(주엔진 및/또는 발전용 엔진)을 구동시킬 수 있는데, 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안 엔진을 구동시키면, 엔진의 운전을 지속하면서 열교환기(100)를 정비할 수 있으므로, 열교환기(100)의 정비 중에도 선박을 추진시키고 발전을 할 수 있고, 엔진에서 사용되고 남은 잉여 증발가스를 활용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 있다는 장점이 있다.In the present invention, it is possible to drive the engine (main engine and / or engine for power generation) while removing the condensed or solidified lubricating oil inside the
뿐만 아니라, 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안 엔진을 구동시키면, 다단압축기(200)에 의해 압축되며 증발가스에 섞인 윤활유를 엔진에 의해 태워버릴 수 있다는 장점이 있다. 즉, 엔진은 선박의 추진 또는 발전을 위한 본래의 용도로 사용될 뿐만 아니라, 증발가스에 섞인 오일을 제거하는 역할도 함께 하는 것이다.In addition, if the engine is driven while the condensed or solidified lubricating oil inside the
3) 증발가스를 재액화시킬 필요가 없는 경우3) When it is not necessary to reliquefy the boil-off gas
또한, 선박의 밸러스트 상태 등, 잉여 증발가스가 거의 없어 증발가스를 재액화 시킬 필요가 없는 경우에는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 모두 우회라인(L3)으로 보내, 증발가스가 열교환기(100)를 우회하여 바로 다단압축기(200)로 보내질 수 있도록 한다. 다단압축기(200)에 압축된 증발가스는 주엔진의 연료로 사용된다. 잉여 증발가스가 거의 없어 증발가스를 재액화시킬 필요가 없다고 판단되는 경우, 제3 차단밸브(630)는 자동으로 열리도록 제어될 수 있다.In addition, when there is no need to re-liquefy the BOG because there is almost no surplus BOG, such as in the ship's ballast state, all BOG discharged from the storage tank T is sent to the bypass line L3, and the BOG is heat exchanged. It bypasses the
본 발명의 발명자들은, 증발가스가 본 발명에 따른 유로가 좁은 열교환기(100)를 통과하여 엔진에 공급되는 경우, 열교환기(100)에 의해 증발가스의 압력 강하가 많이 발생하는 것을 발견하였다. 재액화의 필요성이 없는 경우에는 상술한 바와 같이 열교환기(100)를 우회시켜 증발가스를 압축시킴으로써, 원활하게 엔진에 연료를 공급할 수 있다.The inventors of the present invention have discovered that, when the boil-off gas is supplied to the engine through the
4) 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시4) BOG re-liquefaction start or restart
증발가스를 재액화시키지 않다가 증발가스의 양이 증가하여 증발가스를 재액화시키는 경우에도 우회라인(L3)을 사용할 수 있다.The bypass line L3 can be used even when the boil-off gas is not reliquefied but the amount of boil-off gas is increased to re-liquefy the boil-off gas.
증발가스를 재액화시키지 않다가 증발가스의 양이 증가하여 증발가스를 재액화시키는 경우(즉, 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시), 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 우회라인(L3)으로 전부 보내, 증발가스가 전부 열교환기(100)를 우회하여 바로 다단압축기(200)로 공급되고, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스는 열교환기(100)의 고온 유로로 보내지도록 할 수 있다. 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부는 주엔진으로 보내질 수 있다.If the BOG is not reliquefied but the BOG is reliquefied due to an increase in the amount of BOG (that is, when re-liquefying BOG is started or restarted), the BOG discharged from the storage tank (T) is transferred to the bypass line (L3) All of the BOG bypasses the
상술한 과정을 통해, 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시에 열교환기(100) 고온 유로의 온도를 높이면, 이전의 증발가스 재액화 과정에서 열교환기(100), 다른 장비, 배관 등에 남아 있을 수도 있는, 응축 또는 응고된 윤활유나 다른 잔여물 또는 불순물 등을 제거한 후 증발가스 재액화를 시작할 수 있다는 장점이 있다.Through the above-described process, if the temperature of the high-temperature flow path of the
잔여물에는, 이전의 증발가스 재액화시에 압축기에 의해 압축된 후 열교환기로 보내진 증발가스와, 압축기에 의해 압축된 증발가스에 섞인 윤활유가 포함될 수 있다.The residue may include lubricating oil mixed with the boil-off gas compressed by the compressor and then sent to the heat exchanger at the time of re-liquefaction of the boil-off gas, and the boil-off gas compressed by the compressor.
만약 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시에, 우회라인(L3)을 사용하여 열교환기(100) 고온 유로의 온도를 높이는 과정 없이, 바로 저장탱크(T)로부터 배출된 저온 증발가스를 열교환기(100)로 공급하면, 열교환기(100)의 고온 유로에 아직 고온 증발가스가 공급되지 않은 상태에서, 저장탱크(T)로부터 배출된 저온 증발가스가 열교환기(100)의 저온 유로로 공급되므로, 열교환기(100)에 남아있던 아직 응축 또는 응고되지 않았던 윤활유들도 열교환기(100)의 온도가 낮아짐으로써 응축 또는 응고될 수도 있다.If the BOG re-liquefaction is started or restarted, the low-temperature BOG discharged from the storage tank T is directly transferred to the
우회라인(L3)을 사용하여 열교환기(100) 고온 유로의 온도를 높이는 과정을 지속하다가, 시간이 어느 정도 지나면(즉, 응축 또는 응고된 윤활유나 다른 불순물들이 거의 제거되었다고 판단되면. 통상의 기술자가 경험에 의하여 지속 시간을 정할 수 있으며, 대략 1분 내지 30분, 바람직하게는 대략 3분 내지 10분, 더욱 바람직하게는 대략 2분 내지 5분 정도의 시간이 소요될 수 있다.), 닫혀있던 제1 밸브(510) 및 제2 밸브(520)를 서서히 열고 제3 차단밸브(630)는 서서히 닫으면서 증발가스 재액화를 시작한다. 시간이 더 지나면, 제1 밸브(510) 및 제2 밸브(520)는 완전히 열리고 제3 차단밸브(630)는 완전히 닫혀, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스는 전부 열교환기(100)에서 증발가스를 재액화시키기 위한 냉매로 사용된다.While continuing the process of increasing the temperature of the
5) 다단압축기의 흡입 압력 조건을 만족시키기 위하여5) To satisfy the suction pressure condition of the multi-stage compressor
또한, 우회라인(L3)은 저장탱크(T) 내부의 압력이 낮은 경우에 다단압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시키기 위해 활용될 수도 있다.In addition, the bypass line L3 may be utilized to satisfy the suction pressure condition of the
저장탱크(T) 내부의 액화가스의 양이 적어 생성되는 증발가스의 양이 적거나, 선박의 속도가 빨라 선박의 추진을 위해 엔진에 공급되는 증발가스의 양이 많은 경우 등, 저장탱크(T)의 내부 압력이 낮은 경우에는, 다단압축기(200)가 요구하는 다단압축기(200) 전단에서의 흡입 압력 조건을 만족시키지 못하는 경우가 발생할 수 있다.When the amount of BOG generated is small because the amount of liquefied gas inside the storage tank (T) is small, or when the amount of BOG supplied to the engine for propulsion of the vessel is large due to the speed of the ship, the storage tank (T) ), when the internal pressure is low, the
특히, 열교환기(100)로 PCHE(DCHE)를 적용하는 경우, PCHE는 유로가 좁아 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 PCHE를 통과하면 압력 강하의 폭이 크다.In particular, when PCHE (DCHE) is applied to the
종래에는 다단압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시키지 못하는 경우, 다단압축기(200) 내부에 설치되는 재순환라인에 의해 증발가스의 일부 또는 전부를 재순환시켜 다단압축기(200)를 보호하였다.Conventionally, when the suction pressure condition required by the
그런데, 증발가스를 재순환 시키는 방식으로 다단압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시키면, 결국 다단압축기(200)에 의해 압축되는 증발가스의 양이 감소되는 결과를 초래하므로, 재액화 성능이 감소되고, 엔진이 요구하는 연료 소모량을 만족시키지 못하게 될 수도 있다. 특히, 엔진이 요구하는 연료 소모량을 만족시키지 못하게 되면 선박 운항에 크게 지장이 생기므로, 저장탱크(T)의 내부 압력이 낮은 경우에도 다단압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시키면서도 엔진이 요구하는 연료 소모량을 만족시킬 수 있는 방법이 시급하게 요구되었다.However, if the suction pressure condition of the
본 발명에 따르면, 별도의 추가적인 장비의 설치 없이, 기존에 열교환기(100)의 유지 및 보수를 위해 설치되었던 우회라인(L3)을 활용하여, 저장탱크(T)의 내부 압력이 낮은 경우에도 다단압축기(100)에 의해 압축되는 증발가스의 양을 감소시키지 않으면서도 다단압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 있다.According to the present invention, without the installation of additional equipment, by utilizing the bypass line (L3) that has been previously installed for maintenance and repair of the
본 발명에 따르면, 저장탱크(T)의 내부 압력이 일정값 이하가 되면, 제3 차단밸브(630)를 열어 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부를 우회라인(L3)을 통해 열교환기(100)를 우회시켜 바로 다단압축기(200)로 보낸다.According to the present invention, when the internal pressure of the storage tank (T) is below a certain value, the third shut-off valve (630) is opened to partially or all of the boil-off gas discharged from the storage tank (T) through the bypass line (L3). By bypassing the
다단압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건에 비해 저장탱크(T)의 압력이 얼마나 부족한지에 따라, 우회라인(L3)으로 보내지는 증발가스의 양을 조절할 수 있다. 즉, 제3 차단밸브(630)를 전부 열어 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 전부 우회라인(L3)으로 보낼 수도 있고, 제3 차단밸브(630)를 일부만 열어, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스의 일부만 우회라인(L3)으로 보내고 나머지는 열교환기(100)로 보낼 수도 있다. 우회라인(L3)을 통해 열교환기(100)를 우회시키는 증발가스의 양이 증가할수록 증발가스의 압력 강하는 적어진다.According to how insufficient the pressure of the storage tank T is compared to the suction pressure condition required by the
저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 열교환기(100)를 우회시켜 바로 다단압축기(200)로 보내면, 압력 강하를 최소화할 수 있다는 장점이 있지만, 증발가스의 냉열을 증발가스 재액화에 사용할 수 없게 되므로, 저장탱크(T) 내부 압력, 엔진이 요구하는 연료 소모량, 재액화시켜야할 증발가스의 양 등을 고려하여, 압력 강하를 줄이기 위해 우회라인(L3)을 사용할지 여부, 및 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스 중 얼만큼의 양을 우회라인(L3)으로 보낼지를 결정하게 된다.If the BOG discharged from the storage tank T bypasses the
일례로, 저장탱크(T)의 내부 압력이 일정값 이하이고, 선박이 일정 속도 이상으로 운항되는 경우에 우회라인(L3)을 사용하여 압력 강하를 줄이는 것이 유리하다고 판단할 수 있다. 구체적으로, 저장탱크(T) 내부 압력이 1.09 bar 이하이고, 선박의 속도가 17 knot 이상일 때 우회라인(L3)을 사용하여 압력 강하를 줄이는 것이 유리하다고 판단할 수 있다.For example, when the internal pressure of the storage tank (T) is less than or equal to a predetermined value, and the vessel is operated at a predetermined speed or more, it may be determined to be advantageous to reduce the pressure drop by using the bypass line (L3). Specifically, it can be determined that it is advantageous to reduce the pressure drop by using the bypass line (L3) when the internal pressure of the storage tank (T) is 1.09 bar or less and the speed of the vessel is 17 knots or more.
또한, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 전부 우회라인(L3)을 통해 다단압축기(200)로 보내도 다단압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 없을 수도 있는데, 이 경우에는 열교환기(100) 내부에 설치되는 재순환라인을 사용하여 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 있다.In addition, even if all of the boil-off gas discharged from the storage tank T is sent to the
즉, 저장탱크(T)의 압력이 낮아져 다단압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 없게 되면, 종래에는 바로 재순환라인을 사용하여 다단압축기(200)를 보호했던 반면, 본 발명에 의하면, 1차로 우회라인(L3)을 활용하여 다단압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시키고, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 전부 우회라인(L3)을 통해 다단압축기(200)로 보내도 다단압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 없을 때에 2차로 재순환라인을 사용한다.That is, when the pressure of the storage tank T is lowered and the suction pressure condition required by the
1차로 우회라인(L3)을 활용한 후 2차로 재순환라인을 통해 다단압축기(200)의 흡입 압력 조건을 맞추기 위하여, 재순환라인을 사용하는 조건인 압력값보다 제3 차단밸브(630)가 열리는 조건인 압력값을 더 높게 설정할 수 있다.In order to meet the suction pressure condition of the
재순환라인을 사용하는 조건과 제3 차단밸브(630)가 열리는 조건은, 다단압축기(200) 전단 압력을 인자로 사용하는 것이 바람직하나, 저장탱크(T) 내부 압력을 인자로 사용할 수도 있다.The condition of using the recirculation line and the condition that the third shut-off
다단압축기(200) 전단 압력은 다단압축기(200) 전단에 설치되는 제1 압력센서(미도시)에 의해 측정될 수 있고, 저장탱크(T) 내부 압력은 제2 압력센서(미도시)에 의해 측정될 수 있다.The shear pressure of the
제3 차단밸브(630)는, 저장탱크(T)의 압력 변화에 따른 개도 조절이 신속하게 이루어질 수 있도록, 통상적인 경우보다 반응 속도가 빠른 밸브인 것이 바람직하다.The third shut-off
6) 저장탱크의 내부 압력을 낮은 범위까지 제어해야 하는 경우6) When it is necessary to control the internal pressure of the storage tank to a low range
뿐만 아니라, 저장탱크(T)의 내부 압력을 낮은 범위까지 제어해야 하는 경우, 저장탱크(T)의 압력을 낮춰도 다단압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 있도록 우회라인(L3)을 사용할 수 있다.In addition, when it is necessary to control the internal pressure of the storage tank (T) to a low range, the bypass line (L3) is installed to satisfy the suction pressure condition of the multi-stage compressor (200) even if the pressure of the storage tank (T) is lowered. can be used
본 실시예의 감압장치(300)는, 다단압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)에 의해 냉각된 증발가스를 팽창시킨다. 다단압축기(200)에 의한 압축과정, 열교환기(100)에 의한 냉각과정, 및 감압장치(300)에 의한 팽창과정을 거친 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다. 본 실시예의 감압장치(300)는, 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브일수도 있고, 팽창기일수도 있다.The
본 실시예의 제1 배출라인(L1)은, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 열교환기(100)로 보내지는 라인으로부터 분기하여, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스의 일부 또는 전부를 가스연소장치로 보낸다.The first discharge line L1 of this embodiment branches from the line through which the boil-off gas discharged from the storage tank T is sent to the
본 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템에 의하면, 제1 배출라인(L1)에 의해 저장탱크(T)에서 발생되는 증발가스의 일부 또는 전부를 가스연소장치로 보내 태울 수 있으므로, 저장탱크(T)에 액화천연가스를 선적하는 경우 등, 평소에 비해 증발가스가 많이 발생하는 경우에도 대비할 수 있다.According to the BOG reliquefaction system included in the ship of this embodiment, part or all of BOG generated in the storage tank T by the first discharge line L1 can be sent to the gas combustion device to be burned, so the storage tank It can also be prepared for cases where BOG is generated more than usual, such as when liquefied natural gas is shipped to (T).
본 실시예의 제1 배출라인(L1) 상에는, 제1 배출라인(L1)을 개폐하는 제1 차단밸브(610)가 설치되며, 증발가스를 흡입하여 가스연소장치로 보내는 송풍기(Blower, 700)가 제1 차단밸브(610) 후단에 설치될 수 있다.On the first discharge line L1 of this embodiment, a first shut-off
본 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템은, 감압장치(300) 후단에 설치되어, 다단압축기(200), 열교환기(100), 및 감압장치(300)를 통과하며 재액화된 액화천연가스와, 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기(400)를 더 포함할 수 있다.The BOG reliquefaction system included in the ship of this embodiment is installed at the rear end of the
본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 액화천연가스는 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 열교환기(100)로 보내질 수 있다.The liquefied natural gas separated by the gas-
본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스가, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되는 지점은, 제1 배출라인(L1)이 분기되는 지점과 열교환기(100) 사이일 수 있다. 즉, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스가 열교환기(100)로 보내지는 라인 상에는, 제1 배출라인(L1)의 분기점과, 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스의 합류점이 증발가스의 흐름 방향으로 순차로 위치할 수 있다.The point at which the boil-off gas separated by the gas-
도 2에는 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스가 제1 배출라인(L1)이 분기되는 지점과 열교환기(100) 사이에서 합류되는 것이 도시되어 있으나, 본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스는, 저장탱크(T)와 제1 배출라인(L1)이 분기되는 지점 사이에서 합류될 수도 있다. 즉, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스가 열교환기(100)로 보내지는 라인 상에는, 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스의 합류점과 제1 배출라인(L1)의 분기점이 증발가스의 흐름 방향으로 순차로 위치할 수 있다.2 shows that the boil-off gas separated by the gas-
본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스의 합류점이, 제1 배출라인(L1)의 분기점과 열교환기(100) 사이인 경우, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부만이 제1 배출라인(L1)에 의해 가스연소장치로 보내지며, 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스는 모두 열교환기(100)로 보내진다.When the junction of the boil-off gas separated by the gas-
본 실시예의 기액분리기(400)로부터 기체상태의 증발가스가 배출되는 라인 상에는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 조절밸브(520)가 설치될 수 있다.A
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a boil-off gas reliquefaction system included in a ship according to a second preferred embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 제2 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템은, 도 2에 도시된 제1 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템에 비해, 제2 배출라인(L2)을 더 포함한다는 점에서 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제1 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.The BOG reliquefaction system included in the ship of the second embodiment shown in FIG. 3 has a second discharge line L2, compared to the BOG reliquefaction system included in the ship of the first embodiment shown in FIG. 2 . Differences exist in that they are included, and below, the differences will be mainly described. Detailed description of the same members as those of the boil-off gas reliquefaction system included in the ship of the first embodiment described above will be omitted.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 다단압축기(200), 열교환기(100), 감압장치(300), 및 제1 배출라인(L1)을 포함한다.Referring to FIG. 3 , the BOG reliquefaction system included in the ship of this embodiment, like the first embodiment, includes a
저장탱크(T)로부터 증발가스가 배출되는 라인 상에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 조절밸브(510)가 설치될 수 있다.A
본 실시예의 다단압축기(200)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 다수개의 압축실린더(210, 220, 230, 240, 250) 및 다수개의 냉각기(810, 820, 830, 840, 850)를 포함하며, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 다단계로 압축시킨다.The
본 실시예의 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 일부는 선박을 추진하는 주엔진으로 보내질 수 있고, 주엔진에서 요구하지 않는 나머지 증발가스는 재액화 과정을 거치기 위해 열교환기(100)로 보내질 수 있다.BOG compressed by the
주엔진은, 제1 실시예와 마찬가지로, ME-GI엔진일 수 있다.The main engine, like the first embodiment, may be a ME-GI engine.
본 실시예의 다단압축기(200)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 주엔진이 요구하는 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있으며, 주엔진이 ME-GI엔진인 경우, 대략 300 bar의 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있다.The
본 실시예의 다단압축기(200)에 포함된 압축실린더 중 일부(210, 220)만을 거친 증발가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 일부가 분기되어 발전기로 보내질 수 있다. 본 실시예의 발전기는, 제1 실시예와 마찬가지로, 대략 6.5 bar의 압력의 천연가스를 요구할 수 있고, 본 실시예의 다단압축기(200)에 포함된 압축실린더 중 일부(210, 220)에 의해 대략 6.5 bar로 압축된 증발가스가 발전기로 보내질 수 있다. 다단압축기(200)로부터 발전기로 증발가스가 보내지는 라인 상에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제3 조절밸브(530)가 설치될 수 있다.BOG, which has passed through only some of the
본 실시예의 열교환기(100)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부 또는 전부를 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환시켜 냉각시킨다.The
본 실시예의 열교환기(100)가 유지보수 중이거나 열교환기(100)가 고장난 경우 등, 열교환기(100)를 사용할 수 없는 경우에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 우회라인(L3)을 통해 열교환기(100)를 우회할 수 있다. 본 실시예의 우회라인(L3)에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 우회라인(L3)을 개폐하는 제3 차단밸브(630)가 설치된다.When the
또한, 제1 실시예와 마찬가지로, 본 실시예의 우회라인(L3)은, 1) 열교환기(100)가 고장나거나 유지보수가 필요한 경우 등, 열교환기(100)를 사용할 수 없는 경우, 2) 열교환기(100)의 유로가 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 막혔을 때, 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하기 위하여, 3) 잉여 증발가스가 거의 없어 증발가스를 재액화 시킬 필요가 없는 경우, 4) 증발가스를 재액화시키지 않다가 증발가스의 양이 증가하여 증발가스를 재액화시키는 경우(즉, 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시), 5) 저장탱크(T) 내부의 압력이 낮은 경우에 다단압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시키기 위하여, 6) 저장탱크(T)의 내부 압력을 낮은 범위까지 제어해야 하는 경우, 저장탱크(T)의 압력을 낮춰도 다단압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 있도록 하기 위하여 사용될 수 있다.In addition, similarly to the first embodiment, the bypass line L3 of this embodiment is 1) when the
본 실시예의 감압장치(300)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 다단압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)에 의해 냉각된 증발가스를 팽창시킨다. 다단압축기(200)에 의한 압축과정, 열교환기(100)에 의한 냉각과정, 및 감압장치(300)에 의한 팽창과정을 거친 증발가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 일부 또는 전부가 재액화된다. 본 실시예의 감압장치(300)는, 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브일수도 있고, 팽창기일수도 있다.The
본 실시예의 제1 배출라인(L1)은, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 열교환기(100)로 보내지는 라인으로부터 분기하여, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스의 일부 또는 전부를 가스연소장치로 보낸다.The first discharge line L1 of this embodiment branches from the line through which the boil-off gas discharged from the storage tank T is sent to the
본 실시예의 제1 배출라인(L1) 상에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 제1 배출라인(L1)을 개폐하는 제1 차단밸브(610)가 설치되며, 증발가스를 흡입하여 가스연소장치로 보내는 송풍기(Blower, 700)가 제1 차단밸브(610) 후단에 설치될 수 있다.On the first discharge line L1 of this embodiment, as in the first embodiment, a first shut-off
단, 본 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템은, 열교환기(100)로부터 다단압축기(200)로 증발가스가 보내지는 라인으로부터 분기하여 제1 배출라인(L1)과 합류되는, 제2 배출라인(L2)을 더 포함할 수 있다. 제2 배출라인(L2) 상에는 제2 배출라인(L2)을 개폐하는 제2 차단밸브(620)가 설치된다.However, the BOG reliquefaction system included in the ship of this embodiment branches from the line through which BOG is sent from the
본 실시예에서는, 제1 배출라인(L1)은, 열교환기(100)가 유지보수 중이거나 열교환기(100)가 고장난 경우 등, 열교환기(100)를 사용할 수 없는 경우에, 열교환기(100)를 우회하여 저장탱크(T)로부터 가스연소장치로 증발가스를 보내기 위해 사용되고, 열교환기(100)를 사용할 수 있는 상태에서 저장탱크(T)에서 발생되는 증발가스를 가스연소장치로 보낼 필요가 있을 경우에는, 제2 배출라인(L2)을 사용한다.In this embodiment, the first discharge line (L1) is, when the
또한, 본 실시예에서는 제1 배출라인(L1) 및 제2 배출라인(L2)을 모두 포함하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은, 저장탱크(T)와 열교환기(100) 사이에서 분기되는 제1 배출라인(L1)을 포함하지 않고, 열교환기(100)와 다단압축기(200) 사이에서 분기되는 제2 배출라인(L2)이 직접 가스연소장치와 연결되도록 구성될 수도 있다.In addition, in this embodiment, although the case including both the first discharge line (L1) and the second discharge line (L2) has been described, the present invention, the first branched between the storage tank (T) and the heat exchanger (100) The second discharge line L2 branched between the
도 2에 도시된 제1 실시예에 의하면, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 가스연소장치로 보내지는 증발가스는 열교환기(100) 전단에서 분기되므로, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 다단압축기(200)로 보내지는 증발가스만이 열교환기(100)의 냉매로 사용된다.According to the first embodiment shown in FIG. 2 , since the boil-off gas sent to the gas combustion device after being discharged from the storage tank T is branched from the front end of the
그런데 본 실시예에 의하면, 열교환기(100) 후단에서 분기되는 제2 배출라인(L2)을 통해 증발가스를 가스연소장치로 보내므로, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 가스연소장치로 보내지는 증발가스와, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 다단압축기(200)로 보내지는 증발가스가 모두, 열교환기(100)의 냉매로 사용된다.However, according to this embodiment, since the boil-off gas is sent to the gas combustion device through the second discharge line L2 branched from the rear end of the
따라서, 본 실시예에 의하면 제1 실시예에 비해 열교환기(100)에 의한 냉각 효율을 높일 수 있다. 열교환기(100)에 의한 냉각 효율이 높아지면, 재액화되는 증발가스의 유량이 증가하고, 잉여 증발가스는 재액화시키거나 가스연소장치로 보내 처리하므로, 결국 가스연소장치로 보내 태워야 하는 증발가스의 유량은 감소된다.Accordingly, according to the present embodiment, the cooling efficiency by the
본 실시예의 열교환기(100)는, 제1 실시예와는 달리, 가스연소장치로 보내지는 증발가스의 유량도 수용할 수 있어야 하므로, 제1 실시예보다 더 큰 용량으로 설계된다.Unlike the first embodiment, the
본 실시예의 제2 배출라인(L2)이 합류되는 지점은, 제1 차단밸브(610) 후단의 제1 배출라인(L1)인 것이 바람직하며, 본 실시예가 송풍기(700)를 포함하는 경우, 제2 배출라인(L2)이 합류되는 지점은, 제1 차단밸브(610)와 송풍기(700) 사이인 것이 바람직하다.The point at which the second discharge line L2 of this embodiment joins is preferably the first discharge line L1 at the rear end of the first shut-off
본 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템에 의하면, 제1 배출라인(L1) 또는 제2 배출라인(L2)에 의해 저장탱크(T)에서 발생되는 증발가스의 일부 또는 전부를 가스연소장치로 보내 태울 수 있으므로, 저장탱크(T)에 액화천연가스를 선적하는 경우 등, 평소에 비해 증발가스가 많이 발생하는 경우에도 대비할 수 있다.According to the BOG reliquefaction system included in the ship of this embodiment, a part or all of BOG generated in the storage tank T by the first discharge line L1 or the second discharge line L2 is converted into a gas combustion device. Since it can be sent to the evaporator and burned, it can be prepared for cases in which BOG is generated more than usual, such as when liquefied natural gas is shipped to the storage tank (T).
본 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 감압장치(300) 후단에 설치되어, 다단압축기(200), 열교환기(100), 및 감압장치(300)를 통과하며 재액화된 액화천연가스와, 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기(400)를 더 포함할 수 있다.The boil-off gas reliquefaction system included in the ship of this embodiment, like the first embodiment, is installed at the rear end of the
제1 실시예와 마찬가지로, 본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 액화천연가스는 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 열교환기(100)로 보내질 수 있다.Like the first embodiment, the liquefied natural gas separated by the gas-
본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스가, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되는 지점은, 제1 실시예와 마찬가지로, 제1 배출라인(L1)이 분기되는 지점과 열교환기(100) 사이일 수 있다. 또한, 본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)와 제1 배출라인(L1)이 분기되는 지점 사이에서 합류될 수도 있다.The point at which the boil-off gas separated by the gas-
본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스의 합류점이, 제1 배출라인(L1)의 분기점과 열교환기(100) 사이인 경우, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부만이 제1 배출라인(L1)에 의해 가스연소장치로 보내지며, 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스는 모두 열교환기(100)로 보내진다.When the junction of the boil-off gas separated by the gas-
본 실시예의 기액분리기(400)로부터 기체상태의 증발가스가 배출되는 라인 상에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 조절밸브(520)가 설치될 수 있다.A
도 4는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a BOG reliquefaction system included in a ship according to a third preferred embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 제3 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템은, 도 2에 도시된 제1 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템에 비해, 제1 배출라인(L1)을 포함하지 않고 제2 배출라인(L2)을 더 포함한다는 점에서 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제1 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.The BOG reliquefaction system included in the ship of the third embodiment shown in FIG. 4 includes a first discharge line L1, compared to the BOG reliquefaction system included in the ship of the first embodiment shown in FIG. 2 . There is a difference in that it further includes the second discharge line L2 without doing so, and below, the difference will be mainly described. Detailed description of the same members as those of the boil-off gas reliquefaction system included in the ship of the first embodiment described above will be omitted.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 다단압축기(200), 열교환기(100), 및 감압장치(300)를 포함한다. 단, 본 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템은, 제1 실시예와는 달리, 제1 배출라인(L1)은 포함하지 않고, 제2 배출라인(L2)을 포함한다.Referring to FIG. 4 , the BOG reliquefaction system included in the ship of this embodiment includes a
저장탱크(T)로부터 증발가스가 배출되는 라인 상에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 조절밸브(510)가 설치될 수 있다.A
본 실시예의 다단압축기(200)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 다수개의 압축실린더(210, 220, 230, 240, 250) 및 다수개의 냉각기(810, 820, 830, 840, 850)를 포함하며, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 다단계로 압축시킨다.The
본 실시예의 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 일부는 선박을 추진하는 주엔진으로 보내질 수 있고, 주엔진에서 요구하지 않는 나머지 증발가스는 재액화 과정을 거치기 위해 열교환기(100)로 보내질 수 있다.BOG compressed by the
주엔진은, 제1 실시예와 마찬가지로, ME-GI엔진일 수 있다.The main engine, like the first embodiment, may be a ME-GI engine.
본 실시예의 다단압축기(200)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 주엔진이 요구하는 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있으며, 주엔진이 ME-GI엔진인 경우, 대략 300 bar의 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있다.The
본 실시예의 다단압축기(200)에 포함된 압축실린더 중 일부(210, 220)만을 거친 증발가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 일부가 분기되어 발전기로 보내질 수 있다. 본 실시예의 발전기는, 제1 실시예와 마찬가지로, 대략 6.5 bar의 압력의 천연가스를 요구할 수 있고, 본 실시예의 다단압축기(200)에 포함된 압축실린더 중 일부(210, 220)에 의해 대략 6.5 bar로 압축된 증발가스가 발전기로 보내질 수 있다. 다단압축기(200)로부터 발전기로 증발가스가 보내지는 라인 상에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제3 조절밸브(530)가 설치될 수 있다.BOG, which has passed through only some of the
본 실시예의 열교환기(100)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부 또는 전부를 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환시켜 냉각시킨다.The
본 실시예의 감압장치(300)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 다단압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)에 의해 냉각된 증발가스를 팽창시킨다. 다단압축기(200)에 의한 압축과정, 열교환기(100)에 의한 냉각과정, 및 감압장치(300)에 의한 팽창과정을 거친 증발가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 일부 또는 전부가 재액화된다. 본 실시예의 감압장치(300)는, 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브일수도 있고, 팽창기일수도 있다.The
본 실시예의 제2 배출라인(L2)은, 열교환기(100)로부터 다단압축기(200)로 증발가스가 보내지는 라인으로부터 분기하여, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 증발가스의 일부 또는 전부를 가스연소장치로 보낸다.The second discharge line L2 of this embodiment branches from the line through which the boil-off gas is sent from the
본 실시예의 제2 배출라인(L2) 상에는, 제2 배출라인(L2)을 개폐하는 제2 차단밸브(620)가 설치되며, 증발가스를 흡입하여 가스연소장치로 보내는 송풍기(Blower, 700)가 제2 차단밸브(620) 후단에 설치될 수 있다.On the second discharge line (L2) of this embodiment, a second shut-off
본 실시예에서는, 열교환기(100)가 유지보수 중이거나 열교환기(100)가 고장난 경우 등, 열교환기(100)를 사용할 수 없는 경우에는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 우회라인(L3)을 통해 열교환기(100)를 우회하도록 하고, 열교환기(100)를 사용할 수 있는 상태에서 저장탱크(T)에서 발생되는 증발가스를 가스연소장치로 보낼 필요가 있을 경우에는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 후 제2 배출라인(L2)을 따라 가스연소장치로 보내지도록 한다. 본 실시예의 우회라인(L3)에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 우회라인(L3)을 개폐하는 제3 차단밸브(630)가 설치된다.In this embodiment, when the
도 2에 도시된 제1 실시예에 의하면, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 가스연소장치로 보내지는 증발가스는 열교환기(100) 전단에서 분기되므로, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 다단압축기(200)로 보내지는 증발가스만이 열교환기(100)의 냉매로 사용된다.According to the first embodiment shown in FIG. 2 , since the boil-off gas sent to the gas combustion device after being discharged from the storage tank T is branched from the front end of the
그런데 본 실시예에 의하면, 열교환기(100) 후단에서 분기되는 제2 배출라인(L2)을 통해 증발가스를 가스연소장치로 보내므로, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 가스연소장치로 보내지는 증발가스와, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 다단압축기(200)로 보내지는 증발가스가 모두, 열교환기(100)의 냉매로 사용된다.However, according to this embodiment, since the boil-off gas is sent to the gas combustion device through the second discharge line L2 branched from the rear end of the
따라서, 본 실시예에 의하면 제1 실시예에 비해 열교환기(100)에 의한 냉각 효율을 높일 수 있다. 열교환기(100)에 의한 냉각 효율이 높아지면, 재액화되는 증발가스의 유량이 증가하고, 잉여 증발가스는 재액화시키거나 가스연소장치로 보내 처리하므로, 결국 가스연소장치로 보내 태워야 하는 증발가스의 유량은 감소된다.Therefore, according to the present embodiment, the cooling efficiency by the
본 실시예의 열교환기(100)는, 제1 실시예와는 달리, 가스연소장치로 보내지는 증발가스의 유량도 수용할 수 있어야 하므로, 제1 실시예보다 더 큰 용량으로 설계된다.Unlike the first embodiment, the
본 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템에 의하면, 제2 배출라인(L2)에 의해 저장탱크(T)에서 발생되는 증발가스의 일부 또는 전부를 가스연소장치로 보내 태울 수 있으므로, 저장탱크(T)에 액화천연가스를 선적하는 경우 등, 평소에 비해 증발가스가 많이 발생하는 경우에도 대비할 수 있다.According to the BOG reliquefaction system included in the ship of this embodiment, some or all of BOG generated in the storage tank T by the second discharge line L2 can be sent to the gas combustion device to be burned, so the storage tank It can also be prepared for cases where BOG is generated more than usual, such as when liquefied natural gas is shipped to (T).
또한, 제1 실시예와 마찬가지로, 본 실시예의 우회라인(L3)은, 1) 열교환기(100)가 고장나거나 유지보수가 필요한 경우 등, 열교환기(100)를 사용할 수 없는 경우, 2) 열교환기(100)의 유로가 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 막혔을 때, 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하기 위하여, 3) 잉여 증발가스가 거의 없어 증발가스를 재액화 시킬 필요가 없는 경우, 4) 증발가스를 재액화시키지 않다가 증발가스의 양이 증가하여 증발가스를 재액화시키는 경우(즉, 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시), 5) 저장탱크(T) 내부의 압력이 낮은 경우에 다단압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시키기 위하여, 6) 저장탱크(T)의 내부 압력을 낮은 범위까지 제어해야 하는 경우, 저장탱크(T)의 압력을 낮춰도 다단압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 있도록 하기 위하여 사용될 수 있다.In addition, similarly to the first embodiment, the bypass line L3 of this embodiment is 1) when the
본 실시예의 선박에 포함되는 증발가스 재액화 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 감압장치(300) 후단에 설치되어, 다단압축기(200), 열교환기(100), 및 감압장치(300)를 통과하며 재액화된 액화천연가스와, 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기(400)를 더 포함할 수 있다.The boil-off gas reliquefaction system included in the ship of this embodiment, like the first embodiment, is installed at the rear end of the
제1 실시예와 마찬가지로, 본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 액화천연가스는 저장탱크(T)로 보내지고, 본 실시예의 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 열교환기(100)로 보내질 수 있다.Like the first embodiment, the liquefied natural gas separated by the gas-
본 실시예의 기액분리기(400)로부터 기체상태의 증발가스가 배출되는 라인 상에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 조절밸브(520)가 설치될 수 있다.A
도 5는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.5 is a schematic diagram of a BOG reliquefaction system according to a fourth preferred embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 증발가스 재액화 시스템은, 열교환기(100), 제1 밸브(510), 제2 밸브(520), 제1 온도센서(810), 제2 온도센서(820), 압축기(200), 제3 온도센서(830), 제4 온도센서(840), 제1 압력센서(910), 제2 압력센서(920), 감압장치(600), 우회라인(BL), 및 우회밸브(590)를 포함한다.Referring to FIG. 5 , the BOG reliquefaction system of this embodiment includes a
열교환기(100)는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 사용하여 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 열교환시켜 냉각시킨다. 저장탱크(T)로부터 배출된 후 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 증발가스는 압축기(200)로 보내지고, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환기(100)에 의해 냉각된다.The
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 제1 공급라인(L1)을 따라 열교환기(100)로 보내져 냉매로 사용되고, 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 증발가스는 제2 공급라인(L2)를 따라 압축기(200)로 보내진다. 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부 또는 전부는 제3 공급라인(L3)을 따라 열교환기(100)로 보내져 냉각되고, 열교환기(100)에서 냉각된 유체는 제4 공급라인(L4)을 따라 감압장치(600)로 보내진다.BOG discharged from the storage tank T is sent to the
제1 밸브(510)는 제1 공급라인(L1) 상에 설치되어 유체의 유량 및 개폐를 조절하고, 제2 밸브(520)는 제2 공급라인(L2) 상에 설치되어 유체의 유량 및 개폐를 조절한다.The
제1 온도센서(810)는 제1 공급라인(L1) 상의 열교환기(100) 전단에 설치되어, 저장탱크(T)로부터 배출되어 열교환기(100)로 공급되는 증발가스의 온도를 측정한다. 제1 온도센서(810)는, 열교환기(100)로 공급되기 직전의 증발가스의 온도를 측정할 수 있도록, 열교환기(100) 바로 전단에 설치되는 것이 바람직하다.The
본 발명에서 전단은 상류의 의미를 포함하고, 후단은 하류의 의미를 포함한다.In the present invention, the front end includes the upstream meaning, and the rear end includes the downstream meaning.
제2 온도센서(820)는 제2 공급라인(L2) 상의 열교환기(100) 후단에 설치되어, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 증발가스의 온도를 측정한다. 제2 온도센서(820)는, 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 직후의 증발가스의 온도를 측정할 수 있도록, 열교환기(100) 바로 후단에 설치되는 것이 바람직하다.The
압축기(200)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 증발가스를 압축시킨다. 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스는 고압엔진의 연료로 공급될 수 있고, 고압엔진의 연료로 공급된 후 남은 잉여 증발가스는 열교환기(100)로 보내져 재액화 과정을 거칠 수 있다.The
압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 고압엔진으로 보내는 연료공급라인(SL) 상에는, 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제6 밸브(560)가 설치될 수 있다.On the fuel supply line SL for sending the boil-off gas compressed by the
제6 밸브(560)는, 고압엔진의 가스모드 운전이 중단될 때, 고압엔진으로 보내지는 증발가스의 공급을 완전히 차단하는 안전장치의 역할을 한다. 가스모드는 천연가스를 연료로 사용하여 엔진을 운전하는 모드를 의미하며, 연료로 사용할 증발가스가 부족한 경우에는 엔진을 연료유모드로 전환하여, 연료유를 엔진의 연료로 사용한다.The
또한, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스 중 고압엔진의 연료로 공급된 후 남은 잉여 증발가스를 열교환기(100)로 보내는 라인 상에는, 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제7 밸브(570)가 설치될 수 있다.In addition, on the line for sending the remaining BOG among the BOG compressed by the
압축기(200)에 의해 압축된 증발가스가 고압엔진으로 보내지는 경우, 압축기(200)는 증발가스를 고압엔진이 요구하는 압력까지 압축시킬 수 있다. 고압엔진은 고압 증발가스를 연료로 사용하는 ME-GI엔진일 수도 있다.When the boil-off gas compressed by the
ME-GI엔진은 대략 150 내지 400 bar, 바람직하게는 대략 150 내지 350 bar, 더욱 바람직하게는 대략 300 bar의 천연가스를 연료로 사용하는 것으로 알려져 있다. 본 발명의 압축기(200)는, 압축된 증발가스를 ME-GI엔진에 공급할 수 있도록, 대략 150 내지 350 bar로 증발가스를 압축시킬 수 있다.It is known that the ME-GI engine uses natural gas of approximately 150 to 400 bar, preferably approximately 150 to 350 bar, more preferably approximately 300 bar as fuel. The
본 발명에서는 주엔진으로 ME-GI 엔진 대신에, 대략 6 내지 20 bar 압력의 증발가스를 연료로 사용하는 X-DF엔진이나 DF엔진을 사용할 수도 있는데, 이 경우, 주엔진으로 공급하기 위하여 압축된 증발가스는 저압이므로, 주엔진으로 공급되기 위하여 압축된 증발가스를 추가로 가압시켜 재액화시킬 수 있다. 재액화를 위하여 추가로 가압된 증발가스의 압력은 대략 80 내지 250 bar가 될 수 있다. In the present invention, instead of the ME-GI engine as the main engine, an X-DF engine or a DF engine using boil-off gas at a pressure of about 6 to 20 bar as fuel may be used. Since BOG is at a low pressure, it can be re-liquefied by additionally pressurizing BOG compressed to be supplied to the main engine. The pressure of the boil-off gas additionally pressurized for re-liquefaction may be approximately 80 to 250 bar.
도 14 및 도 15는 부분 재액화 시스템(Partial Re-liquefaction System, PRS)에서 증발가스 압력에 따른 재액화량을 나타낸 그래프이다. 재액화 대상 증발가스란, 냉각되어 재액화되는 증발가스를 의미하며, 냉매로 사용되는 증발가스와 구별하기 위해 명명하였다.14 and 15 are graphs showing the amount of reliquefaction according to the BOG pressure in a partial re-liquefaction system (PRS). The reliquefaction target BOG refers to BOG that is cooled and reliquefied, and was named to distinguish it from BOG used as a refrigerant.
도 14 및 도 15를 참조하면, 증발가스의 압력이 150 내지 170 bar 부근인 경우에 재액화량이 최대값을 나타내고, 150 내지 300 bar 사이에서는 액화량 변화가 거의 없다는 점을 알 수 있다. 따라서, 대략 150 내지 350 bar(주로 300 bar) 압력의 증발가스를 연료로 사용하는 ME-GI 엔진이 고압엔진인 경우, 고압엔진에 연료를 공급하는 동시에 높은 재액화량이 유지되도록 재액화 시스템을 용이하게 제어할 수 있다는 장점이 있다.14 and 15 , it can be seen that the reliquefaction amount shows the maximum value when the pressure of the boil-off gas is around 150 to 170 bar, and there is little change in the amount of reliquefaction between 150 and 300 bar. Therefore, when the ME-GI engine using boil-off gas at a pressure of about 150 to 350 bar (mainly 300 bar) as a fuel is a high-pressure engine, the re-liquefaction system is facilitated so that a high re-liquefaction amount is maintained while supplying fuel to the high-pressure engine. It has the advantage of being able to control it.
압축기(200)는 다수개의 실린더(210, 220, 230, 240, 250)와, 다수개의 실린더(210, 220, 230, 240, 250) 후단에 각각 설치되는 다수개의 냉각기(211, 221, 231, 241, 251)를 포함할 수 있다. 냉각기(211, 221, 231, 241, 251)는 실린더(210, 220, 230, 240, 250)에 의해 압축되며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 증발가스를 냉각시킨다.The
압축기(200)가 다수개의 실린더(210, 220, 230, 240, 250)를 포함하는 경우, 압축기(200)로 공급된 증발가스는 다수개의 실린더(210, 220, 230, 240, 250)에 의해 다단계로 압축된다. 각 실린더(210, 220, 230, 240, 250)는 압축기(200)의 각 압축단의 의미를 가질 수 있다.When the
또한, 압축기(200)는, 제1 실린더(210) 및 제1 냉각기(211)를 통과한 증발가스의 일부 또는 전부를 제1 실린더(210) 전단으로 보내는 제1 재순환라인(RC1); 제2 실린더(220) 및 제2 냉각기(221)를 통과한 증발가스의 일부 또는 전부를 제2 실린더(220) 전단으로 보내는 제2 재순환라인(RC2); 제3 실린더(230) 및 제3 냉각기(231)를 통과한 증발가스의 일부 또는 전부를 제3 실린더(230) 전단으로 보내는 제3 재순환라인(RC3); 및 제4 실린더(240), 제4 냉각기(241), 제5 실린더(250) 및 제5 냉각기(251)를 통과한 증발가스의 일부 또는 전부를 제4 실린더(240) 전단으로 보내는 제4 재순환라인(RC4)을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 제1 재순환라인(RC1) 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 재순환밸브(541)가 설치되고, 제2 재순환라인(RC2) 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 재순환밸브(542)가 설치되고, 제3 재순환라인(RC3) 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제3 재순환밸브(543)가 설치되고, 제4 재순환라인(RC4) 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제4 재순환밸브(544)가 설치될 수 있다.In addition, a
재순환라인(RC1, RC2, RC3, RC4)은, 저장탱크(T) 내부 압력이 낮아 압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건이 만족되지 않는 경우, 증발가스의 일부 또는 전부를 재순환시켜 압축기(200)를 보호한다. 재순환라인(RC1, RC2, RC3, RC4)을 사용하지 않을 때에는 재순환밸브(541, 542, 543, 544)를 닫고, 압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건이 만족되지 않아 재순환라인(RC1, RC2, RC3, RC4)을 사용할 필요가 생기면 재순환 밸브(541, 542, 543, 544)를 연다.The recirculation lines RC1, RC2, RC3, and RC4 recirculate some or all of the boil-off gas when the suction pressure condition required by the
도 5에는, 증발가스가 압축기(200)에 포함된 다수개의 실린더(210, 220, 230, 240, 250)를 전부 통과한 증발가스가 열교환기(100)로 보내지는 경우를 도시하였으나, 다수개의 실린더(210, 220, 230, 240, 250) 중 일부를 통과한 증발가스를 압축기(200) 중간에서 분기시켜 열교환기(100)로 보낼 수도 있다.In FIG. 5 , the case in which the boil-off gas has passed through all of the plurality of
또한, 다수개의 실린더(210, 220, 230, 240, 250) 중 일부를 통과한 증발가스를 압축기(200) 중간에서 분기시켜 저압엔진으로 보내 연료로 사용할 수 있고, 잉여 증발가스는 가스연소장치(GCU; Gas Combustion Unit)로 보내 연소시킬 수도 있다.In addition, BOG that has passed through some of the plurality of
저압엔진은 대략 6 내지 10 bar 압력의 증발가스를 연료로 사용하는 DF엔진(예컨대 DFDE)일 수 있다.The low-pressure engine may be a DF engine (eg, DFDE) using boil-off gas at a pressure of about 6 to 10 bar as a fuel.
압축기(200)에 포함되는 다수개의 실린더(210, 220, 230, 240, 250)는, 일부는 무급유 윤활(oil-free lubricated) 방식으로 동작하고 나머지는 급유 윤활(oil lubricated) 방식으로 동작할 수 있다. 특히, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 고압엔진의 연료로 사용하기 위해서나, 재액화 효율을 위해 증발가스를 80 bar 이상, 바람직하게는 100 bar 이상으로 압축시키는 경우, 압축기(200)는 증발가스를 고압으로 압축시키기 위해 급유 윤활 방식의 실린더를 포함하게 된다.A plurality of cylinders (210, 220, 230, 240, 250) included in the
현존하는 기술로는, 100 bar 이상으로 증발가스를 압축시키기 위해서는 왕복동 타입의 압축기(200)에, 예컨대 피스톤 실링 부위에 윤활 및 냉각을 위한 윤활유를 공급하여야 한다.In the existing technology, in order to compress the boil-off gas to 100 bar or more, it is necessary to supply lubricating oil for lubrication and cooling to the
급유 윤활 방식의 실린더에는 윤활유가 공급되는데, 현재의 기술 수준으로는 급유 윤활 방식의 실린더를 통과한 증발가스에는 윤활유가 일부 섞이게 된다. 본 발명의 발명자들은, 증발가스가 압축되며 증발가스에 섞인 윤활유는, 열교환기(100)에서 증발가스보다 먼저 응축 또는 응고되어 열교환기(100)의 유로를 막게 된다는 것을 발견하였다.Lubricating oil is supplied to the oil-lubricated cylinder, and at the current level of technology, some of the lubricant is mixed with the boil-off gas that has passed through the oil-lubricated cylinder. The inventors of the present invention have discovered that the boil-off gas is compressed and the lubricating oil mixed with the boil-off gas is condensed or solidified before the boil-off gas in the
본 실시예의 증발가스 재액화 시스템은, 압축기(200)와 열교환기(100) 사이에 설치되어 증발가스에 섞인 오일을 분리하는 오일분리기(300)와 제1 오일필터(410)를 더 포함할 수 있다.The boil-off gas reliquefaction system of this embodiment may further include an
오일분리기(300)는 주로 액체 상태의 윤활유를 분리하고, 제1 오일필터(410)는 기체(Vapor) 상태 또는 안개(Mist, 액적) 상태의 윤활유를 분리한다. 오일분리기(300)가 제1 오일필터(410)에 비해 입자가 큰 윤활유를 분리하므로, 오일분리기(300)가 제1 오일필터(410)의 전단에 설치되어 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스가 오일분리기(300)와 제1 오일필터(410)를 순차로 통과한 후 열교환기(100)로 보내지는 것이 바람직하다.The
도 5에는 오일분리기(300)와 제1 오일필터(410)를 모두 포함한 경우가 도시되어 있으나, 본 실시예의 증발가스 재액화 시스템은, 오일분리기(300)와 제1 오일필터(410) 중 어느 하나만을 포함할 수도 있다. 단, 오일분리기(300)와 제1 오일필터(410)를 모두 사용하는 것이 바람직하다.5 illustrates a case in which both the
또한, 도 5에는 제1 오일필터(410)가 압축기(200) 후단의 제2 공급라인(L2) 상에 설치되는 경우가 도시되어 있으나, 제1 오일필터(410)는 열교환기(100) 전단의 제3 공급라인(L3) 상에 설치될 수도 있고, 다수개가 병렬로 설치될 수도 있다.5 shows a case in which the
본 실시예의 증발가스 재액화 시스템이 오일분리기(300)와 제1 오일필터(410) 중 하나 이상을 포함하고, 본 실시예의 압축기(200)가 무급유 윤활 방식의 실린더와 급유 윤활 방식의 실린더를 포함하는 경우, 급유 윤활 방식의 실린더를 통과한 증발가스는 오일분리기(300) 및/또는 제1 오일필터(410)로 보내지도록 구성되고, 무급유 윤활 방식의 실린더만을 통과한 증발가스는 오일분리기(300) 또는 오일필터(410)를 통과하지 않고 바로 열교환기(100)로 보내지도록 구성될 수도 있다.The boil-off gas reliquefaction system of this embodiment includes at least one of the
일례로 본 실시예의 압축기(200)는 5개의 실린더(210, 220, 230, 240, 250)를 포함하고, 전단 3개의 실린더(210, 220, 230)는 무급유 윤활 방식이고 후단 2개의 실린더(240, 250)는 급유 윤활 방식일 수 있는데, 3단 이하에서 증발가스를 분기시키는 경우에는 증발가스가 오일분리기(300) 또는 제1 오일필터(410)를 통과하지 않고 바로 열교환기(100)로 보내지고, 4단 이상에서 증발가스를 분기시키는 경우에는 증발가스가 오일분리기(300) 및/또는 제1 오일필터(410)를 통과한 후 제1 열교환기(100)로 보내지도록 구성될 수 있다.For example, the
제1 오일필터(410)는 코어레서 방식(Coalescer Type)의 오일필터일 수 있다.The
압축기(200)와 고압엔진 사이의 연료공급라인(SL) 상에는 역류방지밸브(550)가 설치될 수 있다. 역류방지밸브(550)는, 고압엔진이 정지하는 경우에 증발가스가 역류하여 압축기를 손상시키는 것을 방지하는 역할을 한다.A
본 실시예의 증발가스 재액화 시스템이 오일분리기(300) 및/또는 제1 오일필터(410)를 포함하는 경우, 역류된 증발가스가 오일분리기(300) 및/또는 제1 오일필터(410)로 흘러들어가지 않도록, 역류방지밸브(550)는 오일분리기(300) 및/또는 제1 오일필터(410) 후단에 설치되는 것이 바람직하다.When the boil-off gas reliquefaction system of this embodiment includes the
또한, 팽창밸브(600)가 급작스럽게 닫히는 경우 등에도 증발가스가 역류하여 압축기(200)를 손상시킬 수 있으므로, 역류방지밸브(550)는, 제3 공급라인(L3)이 연료공급라인(SL)으로부터 분기하는 분기점 전단에 설치되는 것이 바람직하다.In addition, even when the
제3 온도센서(830)는, 제3 공급라인(L3) 상의 열교환기(100) 전단에 설치되어, 압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)로 보내지는 증발가스의 온도를 측정한다. 제3 온도센서(830)는, 열교환기(100)로 공급되기 직전의 증발가스의 온도를 측정할 수 있도록, 열교환기(100) 바로 전단에 설치되는 것이 바람직하다.The
제4 온도센서(840)는, 제4 공급라인(L4) 상의 열교환기(100) 후단에 설치되어, 압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)에 의해 냉각된 증발가스의 온도를 측정한다. 제4 온도센서(840)는, 열교환기(100)에 의해 냉각된 직후의 증발가스의 온도를 측정할 수 있도록, 열교환기(100) 바로 후단에 설치되는 것이 바람직하다.The
제1 압력센서(910)는, 제3 공급라인(L3) 상의 열교환기(100) 전단에 설치되어, 압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)로 보내지는 증발가스의 압력을 측정한다. 제1 압력센서(910)는, 열교환기(100)로 공급되기 직전의 증발가스의 압력을 측정할 수 있도록, 열교환기(100) 바로 전단에 설치되는 것이 바람직하다.The
제2 압력센서(920)는, 제4 공급라인(L4) 상의 열교환기(100) 후단에 설치되어, 압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)에 의해 냉각된 증발가스의 압력을 측정한다. 제2 압력센서(920)는, 열교환기(100)에 의해 냉각된 직후의 증발가스의 압력을 측정할 수 있도록, 열교환기(100) 바로 후단에 설치되는 것이 바람직하다.The
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 내지 4 온도센서(810 내지 840), 제1 압력센서(910), 및 제2 압력센서(920)가 모두 설치되는 것이 바람직하나, 본 실시예는 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 온도센서(810) 및 제4 온도센서(840)(이하, '제1 쌍(pair)'이라고 한다.)만 설치되거나, 제2 온도센서(820) 및 제3 온도센서(830)(이하, '제2 쌍'이라고 한다.)만 설치되거나, 제1 압력센서(910) 및 제2 압력센서(920)(이하, '제3 쌍'이라고 한다.)만 설치되거나, 제1 내지 제3 쌍 중 두 쌍만 설치될 수도 있다.As shown in FIG. 5, it is preferable that the first to
감압장치(600)는, 열교환기(100) 후단에 설치되어, 압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)에 의해 냉각된 증발가스를 감압시킨다. 압축기(200)에 의한 압축과정, 열교환기(100)에 의한 냉각과정, 및 감압장치(600)에 의한 감압과정을 거친 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다. 감압장치(600)는, 시스템의 구성에 따라 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브일 수도 있고 팽창기일 수도 있다.The
본 실시예의 증발가스 재액화 시스템은, 감압장치(600) 후단에 설치되어, 압축기(200), 열교환기(100), 및 감압장치(600)를 통과하며 재액화된 액화천연가스와, 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기(700)를 더 포함할 수 있다.The BOG reliquefaction system of this embodiment is installed at the rear end of the
기액분리기(700)에 의해 분리된 액화가스는 제5 공급라인(L5)을 따라 저장탱크(T)로 보내지고, 기액분리기(700)에 의해 분리된 증발가스는 제6 공급라인(L6)을 따라 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류된 후 열교환기(100)로 보내질 수 있다.The liquefied gas separated by the gas-
도 5에는 기액분리기(700)에 의해 분리된 증발가스가 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스와 합류된 후 열교환기(100)로 보내지는 것이 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 일례로 열교환기(100)는 세 유로로 구성되고 기액분리기(700)에 분리된 증발가스는 별도의 유로를 따라 열교환기(100)에서 냉매로 사용될 수도 있다.5 shows that the boil-off gas separated by the gas-
또한, 기액분리기(700)를 포함하지 않고 감압장치(600)에 의해 감압되어 일부 또는 전부가 재액화된 유체를 바로 저장탱크(T)로 보낼 수도 있다.In addition, it is also possible to directly send the fluid that is decompressed by the
제5 공급라인(L5) 상에는 유체의 유량을 개폐하는 제8 밸브(581)가 설치될 수 있다. 제8 밸브(581)에 의해 기액분리기(700) 내부의 액화가스의 수위가 조절된다.An
제6 공급라인(L6) 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제9 밸브(582)가 설치될 수 있다. 제9 밸브(582)에 의해 기액분리기(700) 내부 압력이 조절된다.A
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기를 확대한 도면인데, 도 7에 도시된 바와 같이, 기액분리기(700)에는 내부 액화가스의 수위를 측정하는 수위센서(940)가 하나 이상 설치될 수 있다.7 is an enlarged view of the gas-liquid separator according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7 , the gas-
본 실시예의 증발가스 재액화 시스템은, 감암장치(600)와 기액분리기(700) 사이에 설치되어, 감압장치(600)에 의해 감압된 유체에 섞인 오일을 걸러내는 제2 오일필터(420)를 포함할 수 있다.The boil-off gas reliquefaction system of this embodiment is installed between the darkening
도 5 및 도 7을 참조하면, 제2 오일필터(420)는, 감압장치(600)와 기액분리기(700) 사이의 제4 공급라인(L4) 상에 설치될 수도 있고(도 7의 A 위치), 기액분리기(700)로부터 재액화된 액화가스가 배출되는 제5 공급라인(L5) 상에 설치될 수도 있고(도 7의 B 위치), 기액분리기(700)로부터 기체상태의 증발가스가 배출되는 제6 공급라인(L6) 상에 설치될 수도 있다(도 7의 C 위치). 도 5에는 도 7의 A 위치에 제2 오일필터(420)가 설치되는 경우를 도시하였다.5 and 7 , the
기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 열교환기(100)의 저온 유로로 공급될 수 있는데, 기액분리기(700) 내에 윤활유가 모이게 되므로, 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스 내에 윤활유가 소량이나마 섞여 들어갈 가능성을 배제할 수 없다.BOG in the gaseous state separated by the gas-
본 발명의 발명자들은, 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스에 윤활유가 섞여 열교환기(100)의 저온 유로로 보내지면, 압축기(200)에 의해 압축되며 증발가스에 섞인 윤활유가 열교환기(100)의 고온 유로로 공급되는 경우보다 더 곤란한 상황이 발생할 수 있음을 발견하였다.The inventors of the present invention, when lubricating oil is mixed with the boil-off gas in the gaseous state separated by the gas-
열교환기(100)의 저온 유로에는, 열교환기(100)에서 냉매로 사용되는 유체가 공급되므로, 시스템이 운용되는 내내 극저온의 증발가스가 공급되고, 응축 또는 응고된 오일을 녹일 수 있을 만큼의 높은 온도를 가진 유체가 공급되지 않는다. 따라서, 열교환기(100)의 저온 유로에 쌓인 응축 또는 응고된 오일을 제거하기가 매우 곤란하다.Since the fluid used as a refrigerant in the
기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스에 윤활유가 섞여 열교환기(100)의 저온 유로로 보내질 가능성을 최대한 낮추기 위해, 제2 오일필터(420)를 도 7의 A 위치나 C 위치에 설치할 수 있다.In order to minimize the possibility that lubricating oil is mixed with the boil-off gas in the gaseous state separated by the gas-
제2 오일필터(420)가 도 7의 C 위치에 설치되는 경우, 녹거나 점도가 낮아진 윤활유의 대부분은 기액분리기(700) 내에 액체 상태로 모이고, 제6 공급라인(L6)을 따라 배출되는 기체 상태의 윤활유의 양은 소량이므로, 필터링 효율이 높고, 제2 오일필터(420)를 비교적 자주 교체하지 않아도 된다는 장점이 있다.When the
제2 오일필터(420)가 도 7의 B 위치에 설치되는 경우, 저장탱크(T)로 유입되는 윤활유를 차단시킬 수 있어, 저장탱크(T)에 저장된 액화가스의 오염을 방지할 수 있다는 장점이 있다.When the
제1 오일필터(410)는 압축기(200) 후단에 설치되고, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스는 대략 40 내지 45℃이므로, 극저온용 오일필터를 사용할 필요가 없다. 그러나, 감압장치(600)에 의해 감압된 유체의 온도는 증발가스의 적어도 일부가 재액화될 수 있도록 -160 내지 -150℃ 정도가 되고, 기액분리기(700)에 의해 분리된 액화가스와 증발가스의 온도도 대략 -160 내지 -150℃이므로, 제2 오일필터(420) 도 7의 A, B, C 어느 위치에 설치되든지, 극저온용으로 설계되어야 한다.The
또한, 압축기(200)에 의해 압축된 대략 40 내지 45℃의 증발가스에 섞여있는 윤활유는 액체 상태 또는 안개(Mist) 상태가 대부분이므로, 오일분리기(300)는 액체상태의 윤활유를 분리하는데 적합하도록 설계되고, 제1 오일필터(410)는 안개(Mist) 상태의 윤활유(기체(Vapor) 상태의 윤활유가 일부 포함될 수도 있다.)를 분리하는데 적합하도록 설계된다.In addition, since most of the lubricating oil mixed with the boil-off gas of about 40 to 45° C. compressed by the
반면, 극저온 유체인, 감압장치(600)에 의해 감압된 유체와, 기액분리기(700)에 의해 분리된 증발가스와, 기액분리기(700)에 의해 분리된 액화가스에 섞여있는 윤활유는, 유동점 아래의 고체(또는 응고된) 상태이므로, 제2 오일필터(420)는 고체(또는 응고된) 상태의 윤활유를 분리하는데 적합하도록 설계된다.On the other hand, the lubricating oil mixed with the cryogenic fluid, the fluid decompressed by the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 오일필터를 확대한 도면이며, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 오일필터를 확대한 도면이다.8 is an enlarged view of a second oil filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an enlarged view of a second oil filter according to another embodiment of the present invention.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 오일필터(420)는, 도 8에 도시된 구조(이하, '하부배출타입'이라고 한다.)일 수도 있고, 도 9에 도시된 구조(이하, '상부배출타입'이라고 한다.)일 수도 있다. 도 8 및 도 9에서 점선은 유체 흐름 방향을 나타낸다.8 and 9, the
도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 오일필터(420)는 고정판(425) 및 필터엘리먼트(421)를 포함하고, 제2 오일필터(420)에는 유입배관(422), 배출배관(423), 및 오일배출배관(424)이 연결된다.8 and 9 , the
필터엘리먼트(421) 고정판(425)에 설치되어, 유입배관(422)을 통해 유입되는 유체에 섞인 윤활유를 분리한다.The
도 16은 도 8 및 도 9에 도시된 필터엘리먼트(421)의 평면도인데, 도 16을 참조하면, 필터엘리먼트(421)는 중공(도 16의 Z 공간)의 원기둥 형상일 수 있으며, 메쉬(Mesh) 크기가 다른 다단의 레이어(Layer)가 겹겹이 쌓여 이루어진 형태일 수 있다. 유입배관(422)을 통해 유입되는 유체가 필터엘리먼트(421)에 포함된 다단의 레이어를 통과하며 윤활유가 필터링 된다. 필터엘리먼트(421)는 물리적 흡착 방식으로 윤활유를 분리할 수 있다.16 is a plan view of the
필터엘리먼트(421)에 의해 필터링된 유체(증발가스, 액화가스, 또는 기액혼합상태의 유체)는 배출배관(423)을 따라 배출되고, 필터엘리먼트(421)에 의해 걸러진 윤활유는 오일배출배관(424)을 따라 배출된다.The fluid (evaporated gas, liquefied gas, or gas-liquid mixed fluid) filtered by the
제2 오일필터(420)에 사용되는 구성품들의 재질은, 극저온의 유체에 섞인 윤활유를 분리시킬 수 있도록 극저온에 견딜 수 있는 재질로 구성된다. 필터엘리먼트(421) 극저온에 견딜수 있는 금속(Metal) 재질로 구성될 수 있고, 구체적으로 필터엘리먼트(421)는 SUS 재질일 수 있다.The material of the components used in the
도 8을 참조하면, '하부배출타입'의 오일필터는, 오일필터 상부에 연결된 유입배관(422)을 통해 공급된 유체가, 필터엘리먼트(421)를 통과한 후 고정판(425) 하부에 형성된 공간(도 8의 X)을 지나, 오일필터 하부에 연결된 배출배관(423)을 통해 배출된다.Referring to FIG. 8 , in the 'lower discharge type' oil filter, the fluid supplied through the
'하부배출타입'의 오일필터는, 고정판(425)이 오일필터 하부에 설치되고, 고정판(425) 상면에 필터엘리먼트(421)가 설치되며, 고정판(425)을 기준으로, 필터엘리먼트(421) 반대쪽에 배출배관(423)이 연결된다.In the 'bottom discharge type' oil filter, the fixing
또한, '하부배출타입'의 오일필터는, 공급배관(422)을 통해 유입된 유체가 필터엘리먼트(421)의 상부에 의해서도 필터링 될 수 있도록(즉, 필터엘리먼트 전체를 최대한 사용할 수 있도록), 공급배관(422)이 필터엘리먼트(421)의 상단부보다 더 위쪽에 연결되는 것이 바람직하다.In addition, the 'bottom discharge type' oil filter is supplied so that the fluid introduced through the
공급배관(422)과 배출배관(423)은 서로 반대쪽(도 8에서 필터엘리먼트(421)를 기준으로 왼쪽과 오른쪽)에 설치되는 것이 유체의 흐름상 바람직하고, 필터엘리먼트(421)에 의해 걸러진 윤활유는 필터엘리먼트(421) 하부에 모이므로, 오일배출배관(424)은 필터엘리먼트(421)의 하부 쪽에 연결되는 것이 바람직하다.The
'하부배출타입'의 오일필터의 경우, 오일배출배관(424)은 고정판(425) 바로 위쪽에 연결될 수 있다.In the case of the 'lower discharge type' oil filter, the
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, '하부배출타입'의 오일필터에 액체 성분이 다수인 유체(일례로, 액체 90%, 기체 10%의 부피 비율)를 공급하면, 액체 성분은 밀도가 크므로, 위에서 아래로 적절한 흐름이 발생하고 필터링 효과가 우수하다.As shown in (a) of FIG. 8, when a fluid having a plurality of liquid components (for example, a volume ratio of 90% liquid and 10% gas) is supplied to the 'bottom discharge type' oil filter, the liquid component has a density is large, so an appropriate flow from top to bottom occurs and the filtering effect is excellent.
그러나, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, '하부배출타입'의 오일필터에 기체 성분이 다수인 유체(일례로, 액체 10%, 기체 90%의 부피 비율)를 공급하면, 밀도가 작은 기체 성분이 오일필터 상부에 머무르므로, 유체의 흐름이 나빠지고 필터링 효과도 줄어든다.However, as shown in (b) of FIG. 8, when a fluid having a large number of gas components (for example, a volume ratio of 10% liquid and 90% gas) is supplied to the 'bottom discharge type' oil filter, the density decreases Since small gaseous components stay on the upper part of the oil filter, the flow of the fluid deteriorates and the filtering effect is reduced.
도 9를 참조하면, '상부배출타입'의 오일필터는, 오일필터 하부에 연결된 유입배관(422)을 통해 공급된 유체가, 필터엘리먼트(421)를 통과한 후 고정판(425) 상부에 형성된 공간(도 9의 Y)을 지나, 오일필터 상부에 연결된 배출배관(423)을 통해 배출된다.Referring to FIG. 9 , in the 'upper discharge type' oil filter, the fluid supplied through the
'상부배출타입'의 오일필터는, 고정판(425)이 오일필터 상부에 설치되고, 고정판(425) 하면에 필터엘리먼트(421)가 설치되며, 고정판(425)을 기준으로, 필터엘리먼트(421) 반대쪽에 배출배관(423)이 연결된다.The 'upper discharge type' oil filter has a fixed
또한, '상부배출타입'의 오일필터는, 공급배관(422)을 통해 유입된 유체가 필터엘리먼트(421)의 하부에 의해서도 필터링 될 수 있도록(즉, 필터엘리먼트 전체를 최대한 사용할 수 있도록), 공급배관(422)이 필터엘리먼트(421)의 하단부보다 더 아래쪽에 연결되는 것이 바람직하다.In addition, the 'upper discharge type' oil filter is supplied so that the fluid introduced through the
공급배관(422)과 배출배관(423)은 서로 반대쪽(도 9에서 필터엘리먼트(421)를 기준으로 왼쪽과 오른쪽)에 설치되는 것이 유체의 흐름상 바람직하고, 필터엘리먼트(421)에 의해 걸러진 윤활유는 필터엘리먼트(421) 하부에 모이므로, 오일배출배관(424)은 필터엘리먼트(421)의 하부 쪽에 연결되는 것이 바람직하다.The
도 9를 참조하면, '상부배출타입'의 오일필터는, 오일필터 하부에 연결된 배관(422)을 따라 공급된 유체가 필터엘리먼트(421)를 통과한 후 오일필터 상부에 연결된 배관(423)을 따라 배출된다. 필터엘리먼트(421)에 의해 걸러진 윤활유는 별도의 배관(424)을 따라 외부로 배출된다.Referring to FIG. 9 , in the 'upper discharge type' oil filter, the fluid supplied along the
도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, '상부배출타입'의 오일필터에 기체 성분이 다수인 유체(일례로, 액체 10%, 기체 90%의 부피 비율)를 공급하면, 기체 성분은 밀도가 작으므로, 아래서 위로 적절한 흐름이 발생하고 필터링 효과가 우수하다.As shown in (a) of FIG. 9, when a fluid having a large number of gas components (for example, a volume ratio of 10% liquid and 90% gas) is supplied to the 'upper discharge type' oil filter, the gas component has a density Since is small, an appropriate flow from bottom to top occurs and the filtering effect is excellent.
그러나, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, '상부배출타입'의 오일필터에 액체 성분이 다수인 유체(일례로, 액체 90%, 기체 10%의 부피 비율)를 공급하면, 밀도가 큰 액체 성분이 오일필터 하부에 머무르므로, 유체의 흐름이 나빠지고 필터링 효과도 줄어든다.However, as shown in (b) of FIG. 9, when a fluid having a large number of liquid components (for example, a volume ratio of 90% liquid and 10% gas) is supplied to the 'top discharge type' oil filter, the density decreases Because large liquid components stay at the bottom of the oil filter, the flow of the fluid deteriorates and the filtering effect is reduced.
따라서, 도 7의 B 위치에 제2 오일필터(420)를 설치하는 경우에는, 도 8에 도시된 '하부배출타입'인 제2 오일필터(420)를 적용하는 것이 바람직하고, 도 7의 C 위치에 제2 오일필터(420)를 설치하는 경우에는, 도 9에 도시된 '상부배출타입'인 제2 오일필터(420)를 적용하는 것이 바람직하다.Therefore, when the
도 7의 A 위치에 제2 오일필터(420)를 설치하는 경우에는, 감압장치(600)에 의해 감압된 유체는 기액혼합상태이나(이론상으로는 100% 재액화도 가능함) 부피 비율로는 기체 성분의 비율이 더 높으므로, 도 9에 도시된 '상부배출타입'인 제2 오일필터(420)를 적용하는 것이 바람직하다.When the
본 발명의 우회라인(BL)은, 열교환기(100) 전단의 제1 공급라인(L1)으로부터 분기하여, 열교환기(100)를 우회(Bypass)한 후, 열교환기(100) 후단의 제2 공급라인(L2)으로 합류한다.The bypass line (BL) of the present invention branches from the first supply line (L1) of the front end of the heat exchanger (100), bypasses the heat exchanger (100), and then the second end of the heat exchanger (100) It joins the supply line (L2).
통상적으로 열교환기를 우회하는 우회라인은 열교환기 내부에 설치되어 열교환기와 일체를 이룬다. 우회라인이 열교환기 내부에 설치되면, 열교환기 전단 및/또는 후단에 설치되는 밸브를 닫는 경우, 열교환기로 유체가 공급되지 않는 것과 동시에 우회라인에도 유체가 공급되지 않는다.In general, the bypass line bypassing the heat exchanger is installed inside the heat exchanger to form an integral body with the heat exchanger. When the bypass line is installed inside the heat exchanger, when the valves installed at the front and/or rear ends of the heat exchanger are closed, fluid is not supplied to the heat exchanger and fluid is not supplied to the bypass line at the same time.
그러나, 본 발명에서는 우회라인(BL)을 열교환기(100) 외부에 열교환기(100)와 별도로 설치하였으며, 열교환기(100) 전단에 설치되는 제1 밸브(510) 및/또는 열교환기(100) 후단에 설치되는 제2 밸브(520)를 닫아도 우회라인(BL)에는 증발가스가 공급될 수 있도록, 우회라인(BL)이 제1 밸브(510) 전단의 제1 공급라인(L1)으로부터 분기되고 제2 밸브(520) 후단의 제2 공급라인(L2)으로 합류되도록 하였다.However, in the present invention, the bypass line BL is installed outside the
우회라인(BL) 상에는 우회밸브(590)가 설치되며, 우회밸브(590)는 평상시에는 닫혀 있고 우회라인(BL)을 사용할 필요가 있는 경우에 열리게 된다.A
기본적으로 열교환기(100)가 고장나거나 유지보수가 필요한 경우 등, 열교환기(100)를 사용할 수 없는 경우에 우회라인(BL)을 사용하게 된다. 일례로, 본 실시예의 증발가스 재액화 시스템이 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부 또는 전부를 고압엔진으로 보내는 경우, 열교환기(100)를 사용할 수 없게 되면, 고압엔진에서 사용되지 못한 잉여 증발가스를 재액화시키는 것을 포기하고, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 우회라인(BL)을 따라 열교환기(100)를 우회시켜 압축기(200)로 바로 공급한 후, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 고압엔진으로 공급하며, 잉여 증발가스는 GCU로 보내 소각시킬 수 있다.Basically, the bypass line BL is used when the
열교환기(100)의 유지보수를 위해 우회라인(BL)을 사용하는 예로, 열교환기(100)의 유로가 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 막혔을 때, 우회라인(BL)을 사용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 것을 들 수 있다.As an example of using the bypass line BL for maintenance of the
또한, 선박의 밸러스트 상태 등, 잉여 증발가스가 거의 없어 증발가스를 재액화 시킬 필요가 없는 경우에는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 모두 우회라인(BL)으로 보내, 증발가스가 열교환기(100)를 우회하여 바로 압축기(200)로 보내질 수 있도록 한다. 압축기(200)에 압축된 증발가스는 고압엔진의 연료로 사용된다. 잉여 증발가스가 거의 없어 증발가스를 재액화시킬 필요가 없다고 판단되는 경우, 우회밸브(590)는 자동으로 열리도록 제어될 수 있다.In addition, when there is no need to re-liquefy BOG because there is almost no surplus BOG, such as in the ship's ballast state, all BOG discharged from the storage tank T is sent to the bypass line BL, and BOG is heat exchanged. It bypasses the
본 발명의 발명자들은, 증발가스가 본 발명에 따른 유로가 좁은 열교환기를 통과하여 엔진에 공급되는 경우, 열교환기에 의해 증발가스의 압력 강하가 많이 발생하는 것을 발견하였다. 재액화의 필요성이 없는 경우에는 상술한 바와 같이 열교환기를 우회시켜 증발가스를 압축시킴으로써, 원활하게 엔진에 연료를 공급할 수 있다.The inventors of the present invention have discovered that, when the boil-off gas is supplied to the engine through the heat exchanger having a narrow flow path according to the present invention, the pressure drop of the boil-off gas occurs a lot by the heat exchanger. When there is no need for re-liquefaction, fuel can be smoothly supplied to the engine by bypassing the heat exchanger and compressing the boil-off gas as described above.
또한, 증발가스를 재액화시키지 않다가 증발가스의 양이 증가하여 증발가스를 재액화시키는 경우에도 우회라인(BL)을 사용할 수 있다.In addition, the bypass line BL can be used even when the BOG is not reliquefied and the BOG is reliquefied due to an increase in the amount of BOG.
증발가스를 재액화시키지 않다가 증발가스의 양이 증가하여 증발가스를 재액화시키는 경우(즉, 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시), 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 우회라인(BL)으로 전부 보내, 증발가스가 전부 열교환기(100)를 우회하여 바로 압축기(200)로 공급되고, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스는 열교환기(100)의 고온 유로로 보내지도록 할 수 있다. 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부는 고압엔진으로 보내질 수 있다.If the BOG is not reliquefied but the BOG is reliquefied due to an increase in the amount of BOG (that is, when starting or restarting BOG re-liquefaction), the BOG discharged from the storage tank T is transferred to the bypass line BL. All of the BOG bypasses the
상술한 과정을 통해, 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시에 열교환기(100) 고온 유로의 온도를 높이면, 이전의 증발가스 재액화 과정에서 열교환기(100), 다른 장비, 배관 등에 남아 있을 수도 있는, 응축 또는 응고된 윤활유나 다른 잔여물 또는 불순물 등을 제거한 후 증발가스 재액화를 시작할 수 있다는 장점이 있다.Through the above-described process, if the temperature of the high-temperature flow path of the
잔여물에는, 이전의 증발가스 재액화시에 압축기에 의해 압축된 후 열교환기로 보내진 증발가스와, 압축기에 의해 압축된 증발가스에 섞인 윤활유가 포함될 수 있다.The residue may include lubricating oil mixed with the boil-off gas compressed by the compressor and then sent to the heat exchanger at the time of re-liquefaction of the boil-off gas, and the boil-off gas compressed by the compressor.
만약 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시에, 우회라인(BL)을 사용하여 열교환기(100) 고온 유로의 온도를 높이는 과정 없이, 바로 저장탱크(T)로부터 배출된 저온 증발가스를 열교환기(100)로 공급하면, 열교환기(100)의 고온 유로에 아직 고온 증발가스가 공급되지 않은 상태에서, 저장탱크(T)로부터 배출된 저온 증발가스가 열교환기(100)의 저온 유로로 공급되므로, 열교환기(100)에 남아있던 아직 응축 또는 응고되지 않았던 윤활유들도 열교환기(100)의 온도가 낮아짐으로써 응축 또는 응고될 수도 있다.If the BOG re-liquefaction is started or restarted, the low-temperature BOG discharged from the storage tank T is directly transferred to the
우회라인(BL)을 사용하여 열교환기(100) 고온 유로의 온도를 높이는 과정을 지속하다가, 시간이 어느 정도 지나면(즉, 응축 또는 응고된 윤활유나 다른 불순물들이 거의 제거되었다고 판단되면. 통상의 기술자가 경험에 의하여 지속 시간을 정할 수 있으며, 대략 1분 내지 30분, 바람직하게는 대략 3분 내지 10분, 더욱 바람직하게는 대략 2분 내지 5분 정도의 시간이 소요될 수 있다.), 닫혀있던 제1 밸브(510) 및 제2 밸브(520)를 서서히 열고 우회밸브(590)는 서서히 닫으면서 증발가스 재액화를 시작한다. 시간이 더 지나면, 제1 밸브(510) 및 제2 밸브(520)는 완전히 열리고 우회밸브(590)는 완전히 닫혀, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스는 전부 열교환기(100)에서 증발가스를 재액화시키기 위한 냉매로 사용된다.While continuing the process of increasing the temperature of the
또한, 우회라인(BL)은 저장탱크(T) 내부의 압력이 낮은 경우에 압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시키기 위해 활용될 수도 있다.In addition, the bypass line BL may be utilized to satisfy the suction pressure condition of the
뿐만 아니라, 저장탱크(T)의 내부 압력을 낮은 범위까지 제어해야 하는 경우, 저장탱크(T)의 압력을 낮춰도 압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 있도록 우회라인(BL)을 사용할 수 있다.In addition, when it is necessary to control the internal pressure of the storage tank T to a low range, the bypass line BL can be used to satisfy the suction pressure condition of the
우회라인(BL)을 사용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 경우와, 저장탱크(T) 내부의 압력이 낮은 경우에 압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시키기 위해 우회라인(BL)을 활용하는 경우에 대해 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.By using the bypass line (BL) to remove the condensed or solidified lubricant and when the pressure inside the storage tank (T) is low, the bypass line (BL) is used to satisfy the suction pressure condition of the compressor (200) A more detailed look at the case is as follows.
1. 우회라인(BL)을 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는데 활용하는 경우1. When the bypass line (BL) is used to remove condensed or solidified lubricant
압축기(200)의 급유 윤활 방식의 실린더를 통과한 증발가스에는 소정의 윤활유가 섞이게 되고, 증발가스에 섞인 윤활유는 열교환기(100)에서 증발가스보다 먼저 응축 또는 응고되어 열교환기(100)의 유로에 쌓이게 되는데, 시간이 지날수록 열교환기(100)의 유로에 쌓이는 응축 또는 응고된 윤활유의 양이 증가되므로, 일정 시간이 지나면 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할 필요가 생긴다는 것을 본 발명의 발명자들은 발견하였다.A predetermined lubricating oil is mixed with the boil-off gas that has passed through the oil supply lubrication type cylinder of the
특히, 본 실시예의 열교환기(100)는, 재액화시켜야 할 증발가스의 압력 및/또는 유량, 재액화 효율 등을 고려하여 PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger, DCHE라고도 한다.)인 것이 바람직한데, PCHE는 유로가 좁고(마이크로채널형의 유로) 굴곡지게 형성되어, 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 유로가 쉽게 막힐 수 있고, 특히 유로의 굴곡진 부분에 응축 또는 응고된 윤활유가 잘 쌓인다. PCHE(DCHE)는 코벨코(Kobelko) 사(社), 알파라발(Alfalaval) 사(社) 등의 업체에서 생산한다.In particular, the
응축 또는 응고된 윤활유는 다음과 같은 단계를 거쳐 제거될 수 있다.Condensed or solidified lubricant can be removed through the following steps.
1) 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할지 여부를 판단하는 단계1) determining whether to remove the condensed or solidified lubricant
2) 우회밸브(590)를 열고, 제1 밸브(510) 및 제2 밸브(520)를 닫는 단계2) opening the
3) 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 우회라인(BL)을 지나 압축기(200)에 의해 압축되는 단계3) step in which the boil-off gas discharged from the storage tank (T) passes through the bypass line (BL) and is compressed by the compressor (200)
4) 압축기(200)에 의해 압축된 고온의 증발가스의 일부 또는 전부를 열교환기(100)로 보내는 단계4) sending a part or all of the boil-off gas of high temperature compressed by the
5) 열교환기(100)를 통과한 증발가스를 기액분리기(700)로 보내는 단계5) sending the boil-off gas that has passed through the
6) 기액분리기(700)에 모인 윤활유를 배출시키는 단계6) discharging the lubricating oil collected in the gas-
7) 열교환기(100)가 정상화 되었음을 확인하는 단계7) Checking that the
1) 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할지 여부를 판단하는 단계1) determining whether to remove the condensed or solidified lubricant
열교환기(100)의 유로가 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 막히게 되면 열교환기(100)의 냉각 효율이 떨어지게 된다. 따라서, 열교환기(100)의 성능이 정상적인 경우에 비해 일정값 이하로 떨어지면 열교환기(100) 내부에 응축 또는 응고된 윤활유가 어느 정도 이상 쌓였다고 추정할 수 있고, 일례로 열교환기(100)의 성능이 정상적인 경우의 대략 50 내지 90% 이하, 바람직하게는 대략 60 내지 80% 이하, 더욱 바람직하게는 대략 70% 이하로 떨어지면, 열교환기(100) 내부에 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 한다고 판단할 수 있다.When the flow path of the
정상적인 경우의 '대략 50 내지 90% 이하'는, 대략 50% 이하, 대략 60% 이하, 대략 70% 이하, 대략 80% 이하, 및 대략 90% 이하를 모두 포함하는 의미이며, 정상적인 경우의 '대략 60 내지 80% 이하'는, 대략 60% 이하, 대략 70% 이하, 및 대략 80% 이하를 모두 포함하는 의미이다."About 50 to 90% or less" in the normal case is meant to include all of about 50% or less, about 60% or less, about 70% or less, about 80% or less, and about 90% or less, and "about 60 to 80% or less' is meant to include all of about 60% or less, about 70% or less, and about 80% or less.
열교환기(100)의 성능이 떨어지면, 열교환기(100)로 공급되는 저온 증발가스(L1)와 열교환기(100)로부터 배출되는 저온 증발가스(L4)의 온도 차이가 커지고, 열교환기(100)로부터 배출되는 고온 증발가스(L2)와 열교환기(100)로 공급되는 고온 증발가스(L3)의 온도 차이도 커진다. 또한, 열교환기(100)의 유로가 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 막히게 되면, 열교환기(100)의 유로가 좁아지므로, 열교환기(100) 전단(L3) 및 후단(L4)의 압력 차이가 증가하게 된다.When the performance of the
따라서, 열교환기(100)로 공급되거나 열교환기(100)로부터 배출되는 저온 유체의 온도차(810, 840), 열교환기(100)로 공급되거나 열교환기(100)로부터 배출되는 고온 유체의 온도차(820, 830), 열교환기(100)의 고온 유로에 걸리는 압력차(910, 920) 등에 의해 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 하는지 여부를 판단할 수 있다.Accordingly, the
구체적으로, 제1 온도센서(810)가 측정한 저장탱크(T)로부터 배출되어 열교환기(100)로 보내지는 증발가스의 온도와, 제4 온도센서(840)가 측정한 압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)에 의해 냉각된 증발가스의 온도 차이(절대값을 의미한다. 이하, '저온 흐름의 온도 차이'라고 한다.)가, 정상적인 경우보다 많이 나고 그 상태가 일정시간 이상 지속되면, 열교환기(100)에서 열교환이 제대로 이루어지지 않는다고 판단할 수 있다.Specifically, the temperature of the boil-off gas discharged from the storage tank T and sent to the
일례로, '저온 흐름의 온도 차이'가, 20 내지 50℃ 이상, 바람직하게는 30 내지 40℃ 이상, 더욱 바람직하게는 대략 35℃ 이상이 되는 상태가 1시간 이상 지속되면 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점이라고 판단할 수 있다.For example, if the 'temperature difference of the low temperature flow' is 20 to 50 ° C or higher, preferably 30 to 40 ° C or higher, more preferably approximately 35 ° C or higher, for 1 hour or longer, condensed or solidified lubricating oil It can be judged that it is the time to discharge.
열교환기(100)가 정상적으로 작동하는 경우, 압축기(200)에 의해 대략 300 bar로 압축된 증발가스는 대략 40 내지 45℃가 되며, 저장탱크(T)로부터 배출된 대략 -160 내지 -140℃의 증발가스는 열교환기(100)까지 이송되는 동안 다소 온도가 증가하여 -150 내지 -110℃ 정도, 바람직하게는 대략 -120℃가 될 수 있다.When the
본 실시예의 증발가스 재액화 시스템이 기액분리기(700)를 포함하여, 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스가 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 열교환기(100)로 보내지는 경우에는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스만 열교환기(100)로 보내는 경우보다 열교환기(100)에 공급되는 증발가스의 온도가 더 낮아지며, 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스의 양이 많을수록, 열교환기(100)에 공급되는 증발가스의 온도는 더욱 낮아질 수 있다.The BOG reliquefaction system of this embodiment includes a gas-
제3 공급라인(L3)을 따라 열교환기(100)로 공급되는 대략 40 내지 45℃의 증발가스는, 열교환기(100)에 의해 냉각되어 대략 -130 내지 -110℃가 되며, 정상적인 경우에는 '저온 흐름의 온도 차이'가, 바람직하게는 대략 2 내지 3℃가 된다.The boil-off gas of about 40 to 45° C. supplied to the
또한, 제2 온도센서(820)가 측정한 저장탱크(T)로부터 배출된 후 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 증발가스의 온도와, 제3 온도센서(830)가 측정한 압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)로 보내지는 증발가스의 온도 차이(절대값을 의미한다. 이하, '고온 흐름의 온도 차이'라고 한다.)가 정상적인 경우보다 많이 나고 그 상태가 일정시간 이상 지속되면, 열교환기(100)에서 열교환이 제대로 이루어지지 않는다고 판단할 수 있다.In addition, the temperature of the boil-off gas used as a refrigerant in the
'고온 흐름의 온도 차이'가, 20 내지 50℃ 이상, 바람직하게는 30 내지 40℃ 이상, 더욱 바람직하게는 대략 35℃ 이상이 되는 상태가 1시간 이상 지속되면 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점이라고 판단할 수 있다.If the 'temperature difference of the hot flow' is 20 to 50 ° C or higher, preferably 30 to 40 ° C or higher, more preferably approximately 35 ° C or higher, for 1 hour or longer, it is necessary to discharge the condensed or solidified lubricating oil. time can be judged.
열교환기(100)가 정상적으로 작동하는 경우, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 열교환기(100)까지 이송되는 동안 다소 온도가 증가한 대략 -150 내지 -110℃(바람직하게는 대략 -120℃)의 증발가스는, 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 후 선박의 속도에 따라 대략 -80 내지 40℃가 될 수 있고, 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 대략 -80 내지 40℃의 증발가스는 압축기(200)에서 압축되어 대략 40 내지 45℃가 된다.When the
뿐만 아니라, 제1 압력센서(910)가 측정한 압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)로 보내지는 증발가스의 압력과, 제2 압력센서(920)가 측정한 열교환기(100)에 의해 냉각된 증발가스의 압력 차이(이하, '고온 유로의 압력 차이'라고 한다.)가 정상적인 경우보다 많이 나고 그 상태가 일정시간 이상 지속되면, 열교환기(100)가 제대로 동작하지 않는 상태라고 판단할 수 있다.In addition, the pressure of the boil-off gas sent to the
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스에는 오일 성분이 섞여있지 않거나 매우 미미한 수준으로 존재하고, 증발가스에 윤활유가 섞이는 시점은 증발가스가 압축기(200)에 의해 압축될 때이므로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용한 후 압축기(200)로 보내는 열교환기(100)의 저온 유로에는 응축 또는 응고된 윤활유가 거의 쌓이지 않고, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 냉각시킨 후 감압장치(600)로 보내지는 열교환기(100)의 고온 유로에서 응축 또는 응고된 윤활유가 쌓이게 된다.The boil-off gas discharged from the storage tank (T) does not contain an oil component or exists at a very insignificant level, and the point at which the boil-off gas is mixed with lubricating oil is when the boil-off gas is compressed by the compressor ( 200 ). ) After using the BOG discharged from the refrigerant as a refrigerant, condensed or solidified lubricating oil hardly accumulates in the low-temperature flow path of the
따라서, 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 유로가 막혀 열교환기(100) 전후단의 압력 차이가 커지는 현상은 고온 유로에서 빠르게 진행되므로, 열교환기(100)의 고온 유로에 걸리는 압력을 측정하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할지 여부를 판단한다.Therefore, since the flow path is blocked by the condensed or solidified lubricant oil and the pressure difference between the front and rear ends of the
응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할지 여부를 열교환기(100) 전후단의 압력 차이에 의해 판단하는 것은, 특히 본 실시예의 열교환기(100)로 유로가 좁고 굴곡지게 형성되는 PCHE가 적용될 수 있다는 점을 고려하였을 때, 유용하게 활용될 수 있다.Determining whether to remove the condensed or solidified lubricating oil by the pressure difference between the front and rear ends of the
일례로, '고온 유로의 압력 차이'가, 정상적인 경우보다 2배 이상이 되고 그 상태가 1시간 이상 지속되면, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점이라고 판단할 수 있다.For example, when the 'pressure difference in the high temperature flow path' is more than doubled compared to the normal case and the state continues for more than 1 hour, it may be determined that it is time to discharge the condensed or solidified lubricating oil.
열교환기(100)가 정상적으로 작동하는 경우, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스는 열교환기(100)를 통과하며 냉각되어도 압력이 크게 떨어지지 않고, 대략 0.5 내지 2.5 bar, 바람직하게는 대략 0.7 내지 1.5 bar, 더욱 바람직하게는 대략 1 bar 정도의 압력 강하가 발생한다. '고온 유로의 압력 차이'가, 일정 압력 이상, 예컨대 1 내지 5 bar 이상, 바람직하게는 1.5 내지 3 bar 이상, 더욱 바람직하게는 대략 2 bar(200kPa) 이상이 되는 상태가 1시간 이상 지속되면 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시켜야 할 시점이라고 판단할 수 있다.When the
상술한 바와 같이, '저온 흐름의 온도 차이', '고온 흐름의 온도 차이', 및 '고온 유로의 압력 차이' 중 어느 하나를 지표로 하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할지 여부를 판단할 수도 있지만, 신뢰도를 높이기 위해 '저온 흐름의 온도 차이', '고온 흐름의 온도 차이', 및 '고온 유로의 압력 차이' 중 두 개 이상을 지표로 하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할지 여부를 판단하는 것이 바람직하다.As described above, it may be determined whether the condensed or solidified lubricant should be removed using any one of the 'temperature difference of the low temperature flow', the 'temperature difference of the high temperature flow', and the 'pressure difference of the high temperature flow path' as an index. However, to increase reliability, use at least two of 'temperature difference of low temperature flow', 'temperature difference of high temperature flow', and 'pressure difference of hot flow path' as indicators to determine whether condensed or solidified lubricant should be removed It is preferable to do
일례로, '저온 흐름의 온도 차이'와 '고온 흐름의 온도 차이' 중 더 작은 값이 35℃ 이상인 상태로 1시간 이상 지속되거나, '고온 유로의 압력 차이'가 정상적인 경우의 2배 이상 또는 200 kPa 이상인 상태로 1시간 이상 지속되면, 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 하는 시점이라고 판단할 수 있다.For example, the smaller of the 'temperature difference of the low temperature flow' and the 'temperature difference of the high temperature flow' lasts for more than 1 hour at 35℃ or more, or the 'pressure difference in the high temperature flow path' is more than twice the normal value or 200 If it continues for more than 1 hour in a state of kPa or more, it can be determined that it is time to remove the condensed or solidified lubricant.
제1 온도센서(810), 제2 온도센서(820), 제3 온도센서(830), 제4 온도센서(840), 제1 압력센서(910), 및 제2 압력센서(920)는, 열교환기(100)가 윤활유에 의해 막혔는지 여부를 감지하는 감지수단의 일종으로 볼 수 있다.The
또한, 본 발명의 증발가스 재액화 시스템은, 제1 온도센서(810), 제2 온도센서(820), 제3 온도센서(830), 제4 온도센서(840), 제1 압력센서(910), 및 제2 압력센서(920) 중 하나 이상에 의해 감지된 값에 의해, 열교환기(100)가 윤활유에 막혔는지 여부를 판단하는 제어장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어장치는, 열교환기(100)가 윤활유에 의해 막혔는지 여부를 판단하는 판단수단의 일종으로 볼 수 있다.In addition, the BOG reliquefaction system of the present invention includes a
2) 우회밸브(590)를 열고, 제1 밸브(510) 및 제2 밸브(520)를 닫는 단계2) opening the
제1 단계에서 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할지 여부를 판단하여, 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하기로 결정하면, 우회라인(BL) 상에 설치된 우회밸브(590)는 열고, 제1 공급라인(L1) 상에 설치된 제1 밸브(510)와 제2 공급라인(L2) 상에 설치된 제2 밸브(520)는 닫는다.By determining whether to remove the condensed or solidified lubricating oil in the first step, if it is decided to remove the condensed or solidified lubricating oil inside the
우회밸브(590)는 열고 제1 밸브(510) 및 제2 밸브(520)를 닫으면, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 우회라인(BL)을 지나 압축기(200)로 보내지고 더이상 열교환기(100)로 보내지지 않는다. 따라서, 열교환기(100)에는 냉매가 공급되지 않게 된다.When the
3) 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 우회라인(BL)을 지나 압축기(200)에 의해 압축되는 단계 3) step in which the boil-off gas discharged from the storage tank (T) passes through the bypass line (BL) and is compressed by the compressor (200)
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 우회라인(BL)을 통해 열교환기(100)를 우회한 후 압축기(200)로 보내진다. 압축기(200)로 보내진 증발가스는 압축기(200)에 의해 압축되며 압력뿐만 아니라 온도도 높아지게 되며, 압축기(200)에 의해 대략 300 bar로 압축시킨 증발가스의 온도는 대략 40 내지 45℃가 된다.BOG discharged from the storage tank T bypasses the
4) 압축기(200)에 의해 압축된 고온의 증발가스의 일부 또는 전부를 열교환기(100)로 보내는 단계 4) sending a part or all of the boil-off gas of high temperature compressed by the
압축기(200)에 의해 압축된 온도가 높아진 증발가스를 열교환기(100)로 계속 보내면, 열교환기(100)에서 냉매로 사용되는 저장탱크(T)로부터 배출된 저온의 증발가스는 열교환기(100)로 공급되지 않고, 온도가 높은 증발가스만 지속적으로 열교환기(100)로 공급되므로, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스가 통과하는 열교환기(100)의 고온 유로의 온도가 서서히 올라간다.If the boil-off gas, which has been compressed by the
열교환기(100)의 고온 유로의 온도가 윤활유가 응축 또는 응고되는 온도 이상이 되면, 열교환기(100) 내부에 쌓여있던 응축 또는 응고된 윤활유가 서서히 녹거나 점도가 낮아지고, 녹거나 점도가 낮아진 윤활유는 증발가스와 섞여 열교환기(100)를 빠져 나가게 된다.When the temperature of the high-temperature flow path of the
우회라인(BL)을 활용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 경우, 열교환기(100)가 정상화될 때까지 증발가스가 우회라인(BL), 압축기(200), 열교환기(100)의 고온 유로, 감압장치(600) 및 기액분리기(700)를 순환한다.When using the bypass line (BL) to remove the condensed or solidified lubricating oil, the boil-off gas flows through the bypass line (BL), the compressor (200), and the high temperature flow path of the heat exchanger (100) until the heat exchanger (100) is normalized. , the
또한, 우회라인(BL)을 활용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 경우, 저장탱크(T)로부터 배출되어 우회라인(BL), 압축기(200), 열교환기(100)의 고온 유로, 및 감압장치(600)를 통과한 증발가스를, 녹거나 점도가 낮아진 윤활유와 증발가스가 혼합된 상태로, 저장탱크(T)와 별도로 설치되는 탱크나 다른 회수장치로 보낼 수도 있다. 저장탱크(T)와 별도로 설치되는 탱크나 다른 회수장치 내부의 증발가스는 다시 우회라인(BL)으로 보내, 응축 또는 응고된 윤활유 제거 과정을 지속할 수 있다.In addition, when removing the condensed or solidified lubricating oil by using the bypass line BL, it is discharged from the storage tank T and the bypass line BL, the
녹거나 점도가 낮아진 윤활유와 증발가스가 혼합된 유체를 저장탱크(T)와 별도로 설치되는 탱크나 다른 회수장치로 보내는 경우, 감압장치(600) 후단에 기액분리기(700)를 설치하더라도, 기액분리기(700)는 기존의 증발가스 재액화 시스템과 동일한 역할을 하게 되고 기액분리기(700) 내부에 녹거나 점도가 낮아진 윤활유가 모이게 되는 것이 아니므로(녹거나 점도가 낮아진 윤활유는 저장탱크(T)와 별도로 설치되는 탱크나 다른 회수장치에 모이므로), 윤활유를 배출시키기 위해 개선된 기액분리기(700)를 포함하지 않아도 되어 비용을 절감할 수 있다.When the fluid in which melted or reduced viscosity lubricating oil and boil-off gas are mixed is sent to a tank installed separately from the storage tank T or another recovery device, even if the gas-
5) 열교환기(100)를 통과한 증발가스를 기액분리기(700)로 보내는 단계5) sending the boil-off gas that has passed through the
열교환기(100)의 고온 유로의 온도가 올라가면서, 열교환기(100) 내부에 쌓여있던 응축 또는 응고된 윤활유가 녹거나 점도가 높아져 증발가스와 섞여 기액분리기(700)로 보내진다. 우회라인(BL)을 활용하여 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 과정에서는 증발가스의 재액화가 이루어지지 않으므로, 기액분리기(700)에는 재액화된 액화가스는 모이지 않고, 기체상태의 증발가스와 녹거나 점도가 낮아진 윤활유가 모이게 된다.As the temperature of the high-temperature flow path of the
기액분리기(700)에 모인 기체상태의 증발가스는 제6 공급라인(L6)을 따라 기액분리기(700)로부터 배출되어 다시 우회라인(BL)을 따라 압축기(200)로 보내진다. 제2 단계에서 제1 밸브(510)를 닫았으므로, 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 우회라인(BL)을 따라 압축기(200)로 공급되고, 열교환기(100)의 저온 유로로는 공급되지 않는다.BOG in a gaseous state collected in the gas-
따라서, 제1 밸브(510)를 닫은 상태에서 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스를 우회라인(BL)으로 공급하는 것은, 증발가스에 일부 포함된 윤활유가 열교환기((100)의 저온 유로에 공급되는 것을 방지하여, 열교환기(100)의 저온 유로가 막히는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.Therefore, supplying the boil-off gas in the gaseous state separated by the gas-
기액분리기(700)에 모인 기체상태의 증발가스는 제6 공급라인(L6)을 따라 기액분리기(700)로부터 배출되어 다시 우회라인(BL)을 따라 압축기(200)로 보내지는 순환 과정은, 열교환기(100)의 고온 유로의 온도가 압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)의 고온 유로로 보내지는 증발가스의 온도만큼 높아졌다고 판단될 때까지 지속된다. 단, 경험칙상 충분한 시간이 흘렀다고 판단될 때까지 순환 과정을 지속할 수도 있다.The gas-liquid boil-off gas collected in the gas-
우회라인(BL)을 활용하여 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안에는, 제8 밸브(581)를 닫아 기액분리기(700)에 모인 윤활유가 제5 공급라인(L5)을 따라 저장탱크(T)로 보내지지 않도록 한다. 저장탱크(T)에 윤활유가 유입되면 저장탱크(T)에 저장된 액화가스의 순도가 낮아져 액화가스의 가치가 떨어질 수 있다.While the condensed or solidified lubricating oil inside the
6) 기액분리기(700)에 모인 윤활유를 배출시키는 단계6) discharging the lubricating oil collected in the gas-
열교환기(100)로부터 배출된 녹거나 점도가 낮아진 윤활유는 기액분리기(700) 내부에 모이게 되는데, 기액분리기(700) 내부에 모인 윤활유를 처리하기 위하여, 본 실시예에서는 기존에 통상적으로 사용되던 기액분리기(700)를 개선한 기액분리기(700)를 사용할 수 있다.The melted or reduced viscosity lubricating oil discharged from the
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 및 기액분리기를 확대한 도면이다. 설명의 편의를 위하여 일부 장치들의 도시를 생략하였다.13 is an enlarged view of a heat exchanger and a gas-liquid separator according to an embodiment of the present invention. For the convenience of description, illustration of some devices is omitted.
도 13을 참조하면, 기액분리기(700)에는, 기액분리기(700)에 의해 분리된 액화가스를 저장탱크(T)로 보내는 제5 공급라인(L5) 이외에, 기액분리기(700)에 모인 윤활유를 배출시키는 윤활유배출라인(OL)이 추가적으로 설치된다. 기액분리기(700) 하부에 모인 오일을 효과적으로 배출시킬 수 있도록 윤활유배출라인(OL)은 기액분리기(700) 하단부에 연결되고, 제5 공급라인(L5)의 단부를 윤활유배출라인(OL)이 연결된 기액분리기(700)의 하단부보다 기액분리기(700) 내에서 높게 위치시킨다. 제5 공급라인(L5)이 윤활유에 의해 막히지 않도록, 기액분리기(700) 내에 모인 윤활유의 양이 최대가 되었을 때의 윤활유의 수위보다 높게 제5 공급라인(L5)의 단부를 위치시키는 것이 바람직하다.13, in the gas-
윤활유배출라인(OL) 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제3 밸브(530)가 설치될 수 있으며, 제3 밸브(530)는 복수개 설치될 수도 있다.A
기액분리기(700)에 모인 윤활유는 자연적으로 배출이 불가하거나 배출에 많은 시간이 소요될 수 있으므로, 질소 퍼징을 통해 기액분리기(700) 내부의 윤활유를 배출시킬 수 있다. 대략 5 내지 7 bar의 질소를 기액분리기(700)에 공급하면 기액분리기(700) 내의 압력이 높아지므로 오일이 빠르게 배출될 수 있다.Since the lubricating oil collected in the gas-
질소 퍼징에 의해 기액분리기(700) 내의 윤활유를 배출시키기 위해, 열교환기(100) 전단의 제3 공급라인(L3)으로 합류되도록 질소공급라인(NL)이 설치될 수 있다. 필요에 따라 다수개의 질소공급라인이 다른 위치에 설치될 수도 있다.In order to discharge the lubricating oil in the gas-
질소공급라인(NL) 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 질소밸브(583)가 설치되며, 질소공급라인(NL)을 사용하지 않는 평상시에는 질소밸브(583)가 닫힌 상태로 유지되고, 질소 퍼징을 위해 기액분리기(700)에 질소를 공급하는 경우 등 질소라인(NL)을 사용할 필요가 생기면 질소밸브(583)를 연다. 질소밸브(583)는 다수개가 설치될 수도 있다.A
기액분리기(700)로 직접 질소를 주입하여 질소 퍼징을 수행할 수도 있으나, 다른 용도로 사용하기 위한 질소공급라인을 이미 설치되어 있는 경우, 기설치된 질소공급라인을 활용하여 기액분리기(700) 내의 윤활유를 배출시키는 것이 바람직하다.Nitrogen purging may be performed by directly injecting nitrogen into the gas-
저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스 전부를 우회라인(BL)으로 보내 압축기(200)에 의해 압축시키고, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 열교환기(100)의 고온 유로로 보내고, 열교환기(100)의 고온 유로를 통과한 후 감압장치(600)에 감압된 증발가스를 기액분리기(700)로 보내고, 기액분리기(700)로부터 배출된 증발가스를 다시 우회라인(BL)으로 보내는 과정을 지속하여, 열교환기(100) 내부와 응축 또는 응고되어 있던 윤활유의 대부분이 기액분리기(700)에 모였다는 판단(즉, 열교환기(100)가 정상화 되었다는 판단)이 되면, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 열교환기(100)로의 유입을 차단하고, 질소밸브(583)을 열어 질소 퍼징을 수행한다.All of the BOG discharged from the storage tank T is sent to the bypass line BL to be compressed by the
7) 열교환기(100)가 정상화 되었음을 확인하는 단계7) Checking that the
열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유가 배출되어 열교환기(100)가 다시 정상화되었다고 판단되고, 기액분리기(700) 내부의 윤활유를 배출시키는 과정도 모두 마치면, 제1 밸브(510) 및 제2 밸브(520)는 열고, 우회밸브(590)를 닫은 후, 다시 증발가스 재액화 시스템을 정상 가동시킨다. 증발가스 재액화 시스템이 정상 가동되면, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 열교환기(100)에서 냉매로 사용되고, 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 증발가스는 압축기(200)에 의한 압축과정, 열교환기(100)에 의한 냉각과정, 및 감압장치(600)에 의한 감압과정을 통해 일부 또는 전부가 재액화된다.When it is determined that the
열교환기(100)가 다시 정상화되었다는 판단은, 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할지 여부를 알아낼 때와 마찬가지로, '저온 흐름의 온도 차이', '고온 흐름의 온도 차이', 및 '고온 유로의 압력 차이' 중 하나 이상의 값을 지표로 사용할 수 있다.The determination that the
상술한 과정을 통해 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유뿐만 아니라, 배관, 밸브, 계측기, 및 각종 장비에 쌓여있는 응축 또는 응고된 윤활유들도 제거될 수 있다.Through the above-described process, not only the condensed or solidified lubricating oil inside the
종래에는, 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 우회라인(BL)을 활용하여 열교환기(100)로부터 제거하는 상술한 단계를 거치는 동안, 고압엔진 및/또는 저압엔진(이하, '엔진'이라고 한다.)을 구동시킬 수 있다. 연료 공급 시스템 또는 재액화 시스템에 포함된 장비의 일부를 정비할 때에는, 엔진에 연료를 공급할 수 없거나 잉여 증발가스를 재액화할 수 없으므로, 엔진의 구동시키지 않는 것이 통상적이다.Conventionally, during the above-described step of removing the condensed or solidified lubricating oil inside the
그런데, 본 발명에서와 같이, 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안 엔진을 구동시키면, 엔진의 운전을 지속하면서 열교환기(100)를 정비할 수 있으므로, 열교환기(100)의 정비 중에도 선박을 추진시키고 발전을 할 수 있고, 엔진에서 사용되고 남은 잉여 증발가스를 활용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 있다는 장점이 있다.However, as in the present invention, if the engine is driven while the condensed or solidified lubricating oil inside the
뿐만 아니라, 열교환기(100) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안 엔진을 구동시키면, 압축기(200)에 의해 압축되며 증발가스에 섞인 윤활유를 엔진에 의해 태워버릴 수 있다는 장점이 있다. 즉, 엔진은 선박의 추진 또는 발전을 위한 본래의 용도로 사용될 뿐만 아니라, 증발가스에 섞인 오일을 제거하는 역할도 함께 하는 것이다.In addition, if the engine is driven while the condensed or solidified lubricating oil inside the
한편, 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할지 여부를 알람에 의해 알아내는 과정은, ① 알람 활성화 단계 및/또는 ② 알람 발생 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the process of finding out whether the condensed or solidified lubricating oil should be removed by the alarm may include ① an alarm activation step and/or ② an alarm generating step.
도 10은 본 발명의 바람직한 제6 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 개략도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 감압장치를 확대한 도면이며, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감압장치를 확대한 도면이다.10 is a schematic diagram of a BOG reliquefaction system according to a sixth preferred embodiment of the present invention, FIG. 11 is an enlarged view of a pressure reducing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is another embodiment of the present invention It is an enlarged view of the decompression device according to
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 압축기(200, 210)는 두 대가 병렬로 설치될 수 있다. 두 대의 압축기(200, 210)는 동일한 사양일 수 있고, 어느 하나가 고장난 경우에 다른 하나가 리던던시(Redundancy)의 역할을 할 수 있다. 설명의 편의를 위해 다른 장치들의 도시는 생략하였다.As shown in FIG. 10 , two
도 10을 참조하면, 압축기(200, 210) 두 대가 병렬로 설치되는 경우, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 제7 공급라인(L22)을 통해 제2 압축기(210)로 보내지고, 제2 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스는, 일부는 연료공급라인(SL)을 따라 고압엔진으로 보내지고, 잉여 증발가스는 제8 공급라인(L33)을 통해 열교환기(100)로 보내져 재액화 과정을 거칠 수 있다. 제8 공급라인(L33) 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제10 밸브(571)가 설치될 수 있다.Referring to FIG. 10, when two
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 두 개의 감압장치(600, 610)가 병렬로 설치될 수도 있고, 도 12에 도시된 바와 같이, 직렬로 설치된 두 개의 감압장치 두 쌍(600, 610)이 병렬로 설치될 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 11, two
도 11을 참조하면, 병렬로 설치된 두 개의 감압장치(600, 610)는 어느 하나가 고장난 경우에 다른 하나가 리던던시(Redundancy)의 역할을 할 수 있으며, 병렬로 설치된 두 개의 감압장치(600, 610) 각각의 전단 및 후단에는 격리(Isolation) 밸브(620)가 설치될 수 있다.Referring to FIG. 11 , two
도 12를 참조하면, 두 개의 감압장치(600)를 직렬로 연결하고, 두 개가 직렬로 연결된 감압장치 두 쌍(600, 610)을 병렬로 설치하였다. 업체에 따라 감압 안정성을 위해 감압장치(600) 두 개를 직렬로 연결하는 경우가 있다. 병렬로 설치된 감압장치 두 쌍(600, 610) 중 어느 한 쌍이 고장난 경우에 다른 한 쌍이 리던던시(Redundancy)의 역할을 할 수 있다. Referring to FIG. 12 , two
병렬로 설치된 두 쌍의 감압장치(600, 610) 각각의 전단 및 후단에는 격리(Isolation) 밸브(620)가 설치될 수 있다. 도 11 및 도 12에 도시된 격리 밸브(620)는, 감압장치(600, 610)가 고장난 경우 등 감압장치(600, 610)의 유지보수가 필요한 경우에, 감압장치(600, 610)를 격리(Isolation)시키는데 사용된다. An
① 알람 활성화 단계① Alarm activation stage
본 발명의 증발가스 재액화 시스템이, 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 압축기(200)와 하나의 감압장치(600)를 포함하는 경우, 감압장치(600)의 개도율이 설정값 이상이고, 제7 밸브(570)가 열린 상태이고, 제2 밸브(520)가 열린 상태이며, 기액분리기(700) 내부 액화가스의 수위가 정상인 경우에 알람이 활성화된다.When the boil-off gas reliquefaction system of the present invention includes one
본 발명의 증발가스 재액화 시스템이, 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 압축기(200)를 포함하고, 도 11에 도시된 바와 같이 병렬로 연결된 두 개의 감압장치(600, 610)를 포함하는 경우, 제1 감압장치(600) 또는 제2 감압장치(610)의 개도율이 설정값 이상이고, 제7 밸브(570)가 열린 상태이고, 제2 밸브(520)가 열린 상태이며, 기액분리기(700) 내부 액화가스의 수위가 정상인 경우('제1 알람 활성화 조건'이라고 한다.)에 알람이 활성화된다.When the BOG reliquefaction system of the present invention includes one
본 발명의 증발가스 재액화 시스템이, 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 압축기(200)를 포함하고, 도 12에 도시된 바와 같이 병렬로 설치된 두 쌍의 감압장치(600, 610)를 포함하는 경우, 직렬로 설치된 두 개의 제1 감압장치(600) 중 어느 하나 또는 직렬로 설치된 두 개의 제2 감압장치(610) 중 어느 하나의 개도율이 설정값 이상이고, 제7 밸브(570)가 열린 상태이고, 제2 밸브(520)가 열린 상태이며, 기액분리기(700) 내부 액화가스의 수위가 정상인 경우('제2 알람 활성화 조건'이라고 한다.)에 알람이 활성화된다.The boil-off gas reliquefaction system of the present invention includes a
본 발명의 증발가스 재액화 시스템이, 도 10에 도시된 바와 같이 병렬로 설치된 두 개의 압축기(200, 210)를 포함하고, 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 감압장치(600)를 포함하는 경우, 감압장치(600)의 개도율이 설정값 이상이고, 제7 밸브(570) 또는 제10 밸브(571)가 열린 상태이고, 제2 밸브(520)가 열린 상태이며, 기액분리기(700) 내부 액화가스의 수위가 정상인 경우('제3 알람 활성화 조건'이라고 한다.)에 알람이 활성화된다.When the BOG reliquefaction system of the present invention includes two
본 발명의 증발가스 재액화 시스템이, 도 10에 도시된 바와 같이 병렬로 설치된 두 개의 압축기(200, 210)를 포함하고, 도 11에 도시된 바와 같이 병렬로 연결된 두 개의 감압장치(600, 610)를 포함하는 경우, 제1 감압장치(600) 또는 제2 감압장치(610)의 개도율이 설정값 이상이고, 제7 밸브(570) 또는 제10 밸브(571)가 열린 상태이고, 제2 밸브(520)가 열린 상태이며, 기액분리기(700) 내부 액화가스의 수위가 정상인 경우('제4 알람 활성화 조건'이라고 한다.)에 알람이 활성화된다.The BOG reliquefaction system of the present invention includes two
본 발명의 증발가스 재액화 시스템이, 도 10에 도시된 바와 같이 병렬로 설치된 두 개의 압축기(200, 210)를 포함하고, 도 12에 도시된 바와 같이 병렬로 설치된 두 쌍의 감압장치(600, 610)를 포함하는 경우, 직렬로 설치된 두 개의 제1 감압장치(600) 중 어느 하나 또는 직렬로 설치된 두 개의 제2 감압장치(610) 중 어느 하나의 개도율이 설정값 이상이고, 제7 밸브(570) 또는 제10 밸브(571)가 열린 상태이고, 제2 밸브(520)가 열린 상태이며, 기액분리기(700) 내부 액화가스의 수위가 정상인 경우('제5 알람 활성화 조건'이라고 한다.)에 알람이 활성화된다.The BOG reliquefaction system of the present invention includes two
상술한 '제1 내지 제5 알람 활성화 조건'에서, 제1 감압장치(600) 또는 제2 감압장치(610)의 개도율의 설정값은 2%일 수 있고, 기액분리기(700) 내부 액화가스의 수위가 정상인 경우란, 기액분리기(700) 내부의 재액화된 액화가스가 확인되어 재액화 과정이 정상적으로 이루어지고 있다고 판단할 수 있는 경우를 의미한다.In the 'first to fifth alarm activation conditions' described above, the set value of the opening rate of the first
② 알람 발생 단계② Alarm generation stage
'저온 흐름의 온도 차이'가 설정값 이상인 상태로 일정 시간 이상 지속되는 조건, '고온 흐름의 온도 차이'가 설정값 이상인 상태로 일정 시간 이상 지속되는 조건, 및 '고온 유로의 압력 차이'가 설정값 이상인 상태로 일정 시간 이상 지속되는 조건 중 어느 하나가 만족되면, 알람이 울려 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 하는 시점을 알리도록 할 수 있다.The condition in which the 'temperature difference of the low temperature flow' is greater than or equal to the set value and continues for a certain period of time or longer, the condition that the 'temperature difference of the high temperature flow' is greater than the set value for more than a certain period of time, and the 'pressure difference in the high temperature flow path' are set When any one of the conditions that lasts for more than a certain period of time is satisfied with more than a value, an alarm may be sounded to notify the time when the condensed or solidified lubricating oil should be removed.
또한, 신뢰도를 높이기 위해 '저온 흐름의 온도 차이'가 설정값 이상인 상태로 일정 시간 이상 지속되는 조건, '고온 흐름의 온도 차이'가 설정값 이상인 상태로 일정 시간 이상 지속되는 조건, 및 '고온 유로의 압력 차이'가 설정값 이상인 상태로 일정 시간 이상 지속되는 조건 중 두 개 이상이 만족되었을 때 알람이 울려 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 하는 시점을 알리도록 할 수도 있다.In addition, in order to increase reliability, the condition in which the 'temperature difference of the low temperature flow' is greater than or equal to the set value for a certain period of time When two or more of the conditions in which the 'pressure difference' is greater than the set value and lasting for a certain period of time are satisfied, an alarm may sound to notify the time when condensed or solidified lubricating oil should be removed.
뿐만 아니라, '저온 흐름의 온도 차이'와 '고온 흐름의 온도 차이' 중 더 작은 값이 설정값 이상인 상태로 일정 시간 이상 지속되거나(or 조건), '고온 유로의 압력 차이'가 설정값 이상인 상태로 일정 시간 이상 지속되는 경우에 알람이 울려 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 하는 시점을 알리도록 할 수도 있다.In addition, the smaller of 'temperature difference of low temperature flow' and 'temperature difference of high temperature flow' is greater than or equal to the set value and continues for a certain period of time (or condition), or 'pressure difference in high temperature flow' is greater than or equal to the set value If it continues for more than a certain period of time, an alarm can sound to notify you when it is necessary to remove the condensed or solidified lubricant.
본 발명에서, 열교환기의 성능 이상, 알람의 발생 등은 적절한 제어수단에 의하여 판단될 수 있다. 열교환기의 성능 이상, 알람의 발생 등을 판단하기 위한 제어수단으로는, 본 발명의 증발가스 재액화 시스템에서 기사용되고 있는 제어수단, 바람직하게는 본 발명의 증발기스 재액화 시스템이 적용되는 선박 또는 해양구조물에서 기사용되고 있는 제어수단이 사용될 수 있고, 열교환기의 성능 이상, 알람의 발생 등을 판단하기 위하여 별도로 설치되는 제어수단이 사용될 수도 있다.In the present invention, abnormal performance of the heat exchanger, generation of an alarm, etc. may be determined by appropriate control means. As the control means for determining the performance abnormality of the heat exchanger, the occurrence of an alarm, etc., the control means used in the boil-off gas reliquefaction system of the present invention, preferably a vessel to which the boil-off gas reliquefaction system of the present invention is applied, or Control means used in offshore structures may be used, and separately installed control means may be used to determine abnormal performance of heat exchangers, occurrence of alarms, and the like.
또한, 우회라인의 활용, 윤활유의 배출, 엔진의 연료 공급, 증발가스 재액화 시스템의 시동 또는 재가동, 이들을 위한 각종 밸브의 개폐 등은 제어수단에 의해 자동 또는 수동으로 제어될 수 있다.In addition, utilization of the bypass line, discharge of lubricating oil, fuel supply of the engine, starting or restarting of the boil-off gas reliquefaction system, opening and closing of various valves for these, etc. may be automatically or manually controlled by the control means.
2. 우회라인(BL)을 저장탱크(T) 내부의 압력이 낮은 경우에 압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시키기 위해 활용하는 경우 2. When using the bypass line (BL) to satisfy the suction pressure condition of the compressor (200) when the pressure inside the storage tank (T) is low
저장탱크(T) 내부의 액화가스의 양이 적어 생성되는 증발가스의 양이 적거나, 선박의 속도가 빨라 선박의 추진을 위해 엔진에 공급되는 증발가스의 양이 많은 경우 등, 저장탱크(T)의 내부 압력이 낮은 경우에는, 압축기(200)가 요구하는 압축기(200) 전단에서의 흡입 압력 조건을 만족시키지 못하는 경우가 발생할 수 있다.When the amount of BOG generated is small because the amount of liquefied gas inside the storage tank (T) is small, or when the amount of BOG supplied to the engine for propulsion of the vessel is large due to the speed of the ship, the storage tank (T) ), when the internal pressure of the
특히, 열교환기(100)로 PCHE(DCHE)를 적용하는 경우, PCHE는 유로가 좁아 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 PCHE를 통과하면 압력 강하의 폭이 크다.In particular, when PCHE (DCHE) is applied to the
종래에는 압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시키지 못하는 경우, 재순환밸브(541, 542, 543, 544)을 열어 재순환라인(RC1, RC2, RC3, RC4)에 의해 증발가스의 일부 또는 전부를 재순환시켜 압축기(200)를 보호하였다.Conventionally, when the
그런데, 증발가스를 재순환 시키는 방식으로 압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시키면, 결국 압축기(200)에 의해 압축되는 증발가스의 양이 감소되는 결과를 초래하므로, 재액화 성능이 감소되고, 엔진이 요구하는 연료 소모량을 만족시키지 못하게 될 수도 있다. 특히, 엔진이 요구하는 연료 소모량을 만족시키지 못하게 되면 선박 운항에 크게 지장이 생기므로, 저장탱크(T)의 내부 압력이 낮은 경우에도 압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시키면서도 엔진이 요구하는 연료 소모량을 만족시킬 수 있는 방법이 시급하게 요구되었다.However, if the suction pressure condition of the
본 발명에 따르면, 별도의 추가적인 장비의 설치 없이, 기존에 열교환기(100)의 유지 및 보수를 위해 설치되었던 우회라인(BL)을 활용하여, 저장탱크(T)의 내부 압력이 낮은 경우에도 압축기(100)에 의해 압축되는 증발가스의 양을 감소시키지 않으면서도 압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 있다.According to the present invention, without the installation of additional equipment, by utilizing the bypass line BL that has been previously installed for maintenance and repair of the
본 발명에 따르면, 저장탱크(T)의 내부 압력이 일정값 이하가 되면, 우회밸브(590)를 열어 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부를 우회라인(BL)을 통해 열교환기(100)를 우회시켜 바로 압축기(200)로 보낸다.According to the present invention, when the internal pressure of the storage tank (T) is below a certain value, the
압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건에 비해 저장탱크(T)의 압력이 얼마나 부족한지에 따라, 우회라인(BL)으로 보내지는 증발가스의 양을 조절할 수 있다. 즉, 우회밸브(590)를 열고 제1 밸브(510) 및 제2 밸브(520)를 닫아, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 전부 우회라인(BL)으로 보낼 수도 있고, 우회밸브(590), 제1 밸브(510), 및 제2 밸브(520)를 모두 일부만 열어, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스의 일부만 우회라인(BL)으로 보내고 나머지는 열교환기(100)로 보낼 수도 있다. 우회라인(BL)을 통해 열교환기(100)를 우회시키는 증발가스의 양이 증가할수록 증발가스의 압력 강하는 적어진다.According to how insufficient the pressure of the storage tank T is compared to the suction pressure condition required by the
저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 열교환기(100)를 우회시켜 바로 압축기(200)로 보내면, 압력 강하를 최소화할 수 있다는 장점이 있지만, 증발가스의 냉열을 증발가스 재액화에 사용할 수 없게 되므로, 저장탱크(T) 내부 압력, 엔진이 요구하는 연료 소모량, 재액화시켜야할 증발가스의 양 등을 고려하여, 압력 강하를 줄이기 위해 우회라인(BL)을 사용할지 여부, 및 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스 중 얼만큼의 양을 우회라인(BL)으로 보낼지를 결정하게 된다.If the BOG discharged from the storage tank T bypasses the
일례로, 저장탱크(T)의 내부 압력이 일정값 이하이고, 선박이 일정 속도 이상으로 운항되는 경우에 우회라인(BL)을 사용하여 압력 강하를 줄이는 것이 유리하다고 판단할 수 있다. 구체적으로, 저장탱크(T) 내부 압력이 1.09 bar 이하이고, 선박의 속도가 17 knot 이상일 때 우회라인(BL)을 사용하여 압력 강하를 줄이는 것이 유리하다고 판단할 수 있다.For example, when the internal pressure of the storage tank T is less than or equal to a predetermined value, and the vessel is operated at a predetermined speed or more, it may be determined to be advantageous to reduce the pressure drop by using the bypass line BL. Specifically, it can be determined that it is advantageous to reduce the pressure drop by using the bypass line BL when the internal pressure of the storage tank T is 1.09 bar or less and the speed of the vessel is 17 knots or more.
또한, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 전부 우회라인(BL)을 통해 압축기(200)로 보내도 압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 없을 수도 있는데, 이 경우에는 재순환라인(RC1, RC2, RC3, RC4)을 사용하여 흡입 압력 조건을 만족시킨다.In addition, even if all of the boil-off gas discharged from the storage tank T is sent to the
즉, 저장탱크(T)의 압력이 낮아져 압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 없게 되면, 종래에는 바로 재순환라인(RC1, RC2, RC3, RC4)을 사용하여 압축기(200)를 보호했던 반면, 본 발명에 의하면, 1차로 우회라인(BL)을 활용하여 압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시키고, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 전부 우회라인(BL)을 통해 압축기(200)로 보내도 압축기(200)가 요구하는 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 없을 때에 2차로 재순환라인(RC1, RC2, RC3, RC4)을 사용한다.That is, when the pressure of the storage tank T is lowered and the suction pressure condition required by the
1차로 우회라인(BL)을 활용한 후 2차로 재순환라인(RC1, RC2, RC3, RC4)을 통해 압축기(200)의 흡입 압력 조건을 맞추기 위하여, 재순환밸브(541, 542, 543, 544)가 열리는 조건인 압력값보다 우회밸브(590)가 열리는 조건인 압력값을 더 높게 설정한다.In order to match the suction pressure condition of the
재순환밸브(541, 542, 543, 544)가 열리는 조건과 우회밸브(590)가 열리는 조건은, 압축기(200) 전단 압력을 인자로 사용하는 것이 바람직하나, 저장탱크(T) 내부 압력을 인자로 사용할 수도 있다.For the conditions in which the
압축기(200) 전단 압력은 압축기(200) 전단에 설치되는 제3 압력센서(미도시)에 의해 측정될 수 있고, 저장탱크(T) 내부 압력은 제4 압력센서(미도시)에 의해 측정될 수 있다.The shear pressure of the
한편, 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스를 배출시키는 제6 공급라인(L6)이, 우회라인(BL)이 제1 공급라인(L1)으로부터 분기하는 지점 후단의 제1 공급라인(L1)으로 합류되는 경우, 압력 강하를 어느 정도 방지하면서도 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스의 일부는 열교환기(100)에서 냉매로 사용하기 위하여, 우회밸브(590), 제1 밸브(510), 및 제2 밸브(520)를 모두 연 상태에서 시스템을 운용하면, 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스가 우회라인(BL)으로 바로 보내질 수 있다.On the other hand, the sixth supply line (L6) for discharging the gaseous boil-off gas separated by the gas-
기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스의 온도가, 저장탱크(T)로부터 배출되어 열교환기(100)로 공급되는 증발가스의 온도보다 낮아, 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스가 우회라인(BL)으로 바로 보내지면 열교환기(100)의 냉각 효율이 감소할 수 있으며, 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스의 적어도 일부는 열교환기(100)로 공급되는 것이 바람직하다.The temperature of the boil-off gas in the gaseous state separated by the gas-
다만, 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스의 양이 엔진에서 연료로 요구하는 증발가스의 양보다 더 적으면, 증발가스를 재액화시킬 필요가 없을 수 있는데, 증발가스를 재액화시킬 필요가 없는 경우에는 열교환기(100)에 냉매를 공급할 필요가 없으므로, 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스를 전부 우회라인(BL)으로 보낼 수 있다.However, if the amount of BOG generated in the storage tank T is less than the amount of BOG required as fuel by the engine, it may not be necessary to reliquefy BOG, but there is no need to reliquefy BOG. If there is no need to supply a refrigerant to the
따라서, 본 발명에서는 제6 공급라인(L6)을, 우회라인(BL)이 제1 공급라인(L1)으로부터 분기하는 지점 전단의 제1 공급라인(L1)으로 합류시킨다. 제6 공급라인(L6)을 우회라인(BL)의 분기점 전단의 제1 공급라인(L1)으로 합류시키면, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스가 우회라인(BL)의 분기점 전단에서 먼저 합류된 후에, 우회밸브(590)와 제1 밸브(510)의 개도율에 따라 우회라인(BL)과 열교환기(100)로 각각 보내지는 증발가스의 유량이 결정되므로, 시스템의 제어가 용이하고, 기액분리기(700)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스가 바로 우회라인(BL)으로 보내지는 경우를 방지할 수 있다.Therefore, in the present invention, the sixth supply line (L6), the bypass line (BL) is merged into the first supply line (L1) in front of the branching point from the first supply line (L1). When the sixth supply line (L6) is merged into the first supply line (L1) at the front end of the branching point of the bypass line (BL), the boil-off gas discharged from the storage tank (T) and the gas separated by the gas-liquid separator (700) After the boil-off gas of the bypass line BL is first joined at the front end of the branch point, it is sent to the bypass line BL and the
우회밸브(590)는, 저장탱크(T)의 압력 변화에 따른 개도 조절이 신속하게 이루어질 수 있도록, 통상적인 경우보다 반응 속도가 빠른 밸브인 것이 바람직하다.The
도 6은 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.6 is a schematic diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to a fifth preferred embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 제5 실시예의 증발가스 재액화 시스템은, 도 5에 도시된 제4 실시예의 증발가스 재액화 시스템에 비해, 제1 압력센서(910) 및 제2 압력센서(920) 대신 차압센서(930)를 설치한다는 점에서 차이점이 있으며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제4 실시예의 증발가스 재액화 시스템과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.The BOG reliquefaction system of the fifth embodiment shown in FIG. 6 has a differential pressure instead of the
본 실시예의 증발가스 재액화 시스템은, 제4 실시예와는 달리, 제1 압력센서(910) 및 제2 압력센서(920) 대신에, 열교환기(100) 전단의 제3 공급라인(L3)의 압력과 열교환기(100) 후단의 제4 공급라인(L4)의 압력 차이를 측정하는 차압센서(930)를 포함한다.The BOG reliquefaction system of this embodiment, unlike the fourth embodiment, instead of the
차압센서(930)에 의해 '고온 유로의 압력 차이'를 알아낼 수 있고, 제4 실시예와 마찬가지로, '고온 유로의 압력 차이', '저온 흐름의 온도 차이' 및 '고온 흐름의 온도 차이' 중 하나 이상을 지표로 사용하여, 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할지 여부를 알아낼 수 있다.The 'pressure difference in the high temperature flow path' can be detected by the differential pressure sensor 930, and as in the fourth embodiment, among the 'pressure difference of the high temperature flow path', the 'temperature difference of the low temperature flow', and the 'temperature difference of the high temperature flow' One or more can be used as an indicator to determine whether to remove condensed or solidified lubricant.
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
T : 저장탱크 L1, L2 : 배출라인
L3 : 우회라인 100 : 열교환기
200 : 다단압축기
210, 220, 230, 240, 250 : 압축실린더 300 : 감압장치
400 : 기액분리기 510, 520, 530 : 조절밸브
610, 620, 630 : 차단밸브 700 : 송풍기
810, 820, 830, 840, 850 : 냉각기
BL : 우회라인
SL : 연료공급라인 OL : 윤활유배출라인
NL : 질소공급라인 100 : 열교환기
200, 210 : 압축기 300 : 오일분리기
410, 420 : 오일필터 550 : 역류방지밸브
590 : 우회밸브 583 : 질소밸브
600, 610 : 감압장치 620 : 격리 밸브
700 : 기액분리기 910, 920 : 압력센서
930 : 차압센서 940 : 수위센서
810, 820, 830, 840 : 온도센서
L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8 : 공급라인
RC1, RC2, RC3, RC4 : 재순환라인
541, 542, 543, 544 : 재순환밸브
210, 220, 230, 240, 250 : 실린더
211, 221, 231, 241, 251 : 냉각기
510, 520, 530, 560, 570, 571, 581, 582 : 밸브T : storage tank L1, L2 : discharge line
L3: bypass line 100: heat exchanger
200: multi-stage compressor
210, 220, 230, 240, 250: compression cylinder 300: pressure reducing device
400: gas-
610, 620, 630: shut-off valve 700: blower
810, 820, 830, 840, 850 : cooler
BL : bypass line
SL : Fuel supply line OL : Lubricating oil discharge line
NL: nitrogen supply line 100: heat exchanger
200, 210: Compressor 300: Oil separator
410, 420: oil filter 550: non-return valve
590: bypass valve 583: nitrogen valve
600, 610: pressure reducing device 620: isolation valve
700: gas-
930: differential pressure sensor 940: water level sensor
810, 820, 830, 840: temperature sensor
L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8: supply line
RC1, RC2, RC3, RC4 : Recirculation line
541, 542, 543, 544: recirculation valve
210, 220, 230, 240, 250: cylinder
211, 221, 231, 241, 251: cooler
510, 520, 530, 560, 570, 571, 581, 582: valve
Claims (9)
상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 냉각시키는 열교환기;를 포함하고,
상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는 윤활유를 포함하고, 상기 윤활유가 포함된 증발가스는 상기 열교환기로 도입되어 재액화 과정에서 상기 윤활유가 응축 또는 응고되며,
상기 열교환기 후단에 설치되어, 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치;
상기 감압장치 후단에 설치되는 극저온용 필터로서, 고체 상태의 윤활유를 분리하는 제2 오일필터; 및
상기 압축된 증발가스를 냉각시키기 위해 상기 열교환기의 저온 유로로 공급되는 냉매가 상기 열교환기를 우회하여, 상기 열교환기의 저온 유로로는 냉매가 공급되지 않고 상기 열교환기의 고온 유로로만 상기 압축기에 의해 압축되며 온도가 높아진 증발가스가 공급되도록 하여, 상기 열교환기 내에 응축 또는 응고된 윤활유를 녹이거나 점도를 낮춰 배출시키도록 하는 우회라인;을 포함하는, 증발가스 재액화 시스템.A compressor comprising at least one oil-supply type cylinder and compressing boil-off gas; and
Including; a heat exchanger for cooling the boil-off gas compressed by the compressor;
The boil-off gas compressed by the compressor includes lubricating oil, and the boil-off gas containing the lubricating oil is introduced into the heat exchanger so that the lubricating oil is condensed or solidified in the reliquefaction process,
a pressure reducing device installed at the rear end of the heat exchanger to depressurize the fluid cooled by the heat exchanger;
A cryogenic filter installed at the rear end of the pressure reducing device, the second oil filter separating the lubricating oil in a solid state; and
In order to cool the compressed BOG, the refrigerant supplied to the low-temperature flow path of the heat exchanger bypasses the heat exchanger, and the refrigerant is not supplied to the low-temperature flow path of the heat exchanger by the compressor only in the high-temperature flow path of the heat exchanger. BOG reliquefaction system comprising a; a bypass line for dissolving or lowering the viscosity of the condensed or solidified lubricating oil in the heat exchanger by supplying the compressed BOG.
상기 압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부는 엔진으로 공급되고,
상기 엔진으로 공급되고 남은 증발가스가 상기 열교환기로 보내지는, 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 1,
Part of the boil-off gas compressed by the compressor is supplied to the engine,
BOG is supplied to the engine and the remaining BOG is sent to the heat exchanger, BOG reliquefaction system.
상기 냉매는 상기 압축기로 공급할 미압축 증발가스이며, 상기 미압축 증발가스는 상기 열교환기에서 냉열이 회수된 후 상기 압축기로 공급되는, 증발가스 재액화 시스템. The method according to claim 1,
The refrigerant is uncompressed BOG to be supplied to the compressor, and the uncompressed BOG is supplied to the compressor after cooling heat is recovered in the heat exchanger.
상기 감압장치 후단에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기;를 더 포함하고,
상기 열교환기로부터 배출된 윤활유는 상기 기액분리기에 모이는, 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 1,
A gas-liquid separator installed at the rear end of the pressure reducing device to separate the reliquefied liquefied gas and the boil-off gas remaining in a gaseous state;
The lubricating oil discharged from the heat exchanger is collected in the gas-liquid separator, BOG reliquefaction system.
상기 기액분리기에 의해 분리된 액화가스가 저장탱크로 공급되도록 연결되는 제5 공급라인; 및
상기 제5 공급라인과 별도로 구비되며, 상기 기액분리기에 모인 윤활유를 배출시키는 윤활유 배출라인;을 포함하는, 증발가스 재액화 시스템.5. The method according to claim 4,
a fifth supply line connected to supply the liquefied gas separated by the gas-liquid separator to the storage tank; and
A lubricating oil discharging line provided separately from the fifth supply line and discharging the lubricating oil collected in the gas-liquid separator; including a boil-off gas reliquefaction system.
상기 제2 오일필터는 제5 공급라인 상에 설치되는, 증발가스 재액화 시스템.6. The method of claim 5,
The second oil filter is installed on the fifth supply line, BOG reliquefaction system.
상기 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 증발가스가 배출되는 제6 공급라인;을 더 포함하고,
상기 제2 오일필터는 상기 제6 공급라인 상에 설치되는, 증발가스 재액화 시스템.6. The method of claim 5,
A sixth supply line through which boil-off gas in a gaseous state separated by the gas-liquid separator is discharged; further comprising,
The second oil filter is installed on the sixth supply line, BOG reliquefaction system.
상기 제2 오일필터는 상기 감압장치와 상기 기액분리기 사이에 설치되는, 증발가스 재액화 시스템.6. The method of claim 5,
The second oil filter is installed between the pressure reducing device and the gas-liquid separator, the boil-off gas reliquefaction system.
상기 열교환기는 마이크로채널형의 유로를 포함하는, 증발가스 재액화 시스템.
The method according to claim 1,
The heat exchanger includes a microchannel type flow path, BOG reliquefaction system.
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