KR102528496B1 - Fuel gas treating system in ships - Google Patents

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Abstract

선박의 연료가스 관리시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스 및 증발가스를 수용하는 저장탱크; 상기 저장탱크의 증발가스를 가압하는 제1 압축부가 마련되고, 상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스를 수요처로 공급하는 증발가스 공급라인; 및 상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인;을 포함하고, 상기 재액화라인은, 유입되는 증발가스를 추가적으로 가압하는 제2 압축부와, 상기 제2 압축부에 의해 추가 가압된 증발가스를 증발가스 공급라인 상의 제1 압축부 전단의 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 열교환기와, 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리하되 내부가 포화상태로 형성되는 제1 기액분리기와, 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 이송시키는 기체성분 순환라인과, 상기 제1 기액분리기의 액체성분을 배출하는 액체성분 순환라인과, 상기 기체성분 순환라인에 마련되어 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 감압시키는 팽창부와, 상기 기체성분 순환라인에 마련되어 상기 제1 기액분리기를 통해 배출되는 기체성분의 증발가스에 포함된 액체(수분)를 제거하는 데미스터(demister)와, 상기 기체성분 순환라인과 상기 액체성분 순환라인의 출구 측 단부에 마련되어 기액 혼합상태의 증발가스를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리하는 제2 기액분리기와, 상기 제2 기액분리기의 기체성분을 상기 저장탱크 또는 상기 증발가스 공급라인 상의 상기 제1 압축부 전단으로 공급하는 기체성분 회수라인과, 상기 제2 기액분리기의 액체성분을 상기 저장탱크로 공급하는 액체성분 회수라인을 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템이 제공될 수 있다.A fuel gas management system for ships is disclosed. According to one aspect of the present invention, a storage tank for accommodating liquefied gas and boil-off gas; A boil-off gas supply line having a first compression unit for pressurizing the boil-off gas of the storage tank and supplying the boil-off gas pressurized by the first compresser to a consumer; and a re-liquefaction line for receiving and re-liquefying a portion of the boil-off gas pressurized by the first compression unit, wherein the re-liquefaction line includes a second compression unit for additionally pressurizing the incoming boil-off gas; A heat exchanger for cooling the boil-off gas additionally pressurized by the compression unit by exchanging heat with the boil-off gas at the front end of the first compression unit on the boil-off gas supply line, and receiving the boil-off gas cooled by the heat exchanger, but separating it into a gas component and a liquid component, A first gas-liquid separator formed in a saturated state, a gas component circulation line for transporting the gas component of the first gas-liquid separator, a liquid component circulation line for discharging the liquid component of the first gas-liquid separator, and the gas component An expansion unit provided in a circulation line to depressurize the gas component of the first gas-liquid separator, and an expansion unit provided in the gas component circulation line to remove liquid (moisture) included in boil-off gas of the gas component discharged through the first gas-liquid separator A demister and a second gas-liquid separator provided at the outlet side end of the gas component circulation line and the liquid component circulation line to receive boil-off gas in a gas-liquid mixed state and separate it into a gas component and a liquid component; A gas component recovery line for supplying the gas component of the gas-liquid separator to the storage tank or to the front end of the first compression unit on the boil-off gas supply line, and a liquid component recovery line for supplying the liquid component of the second gas-liquid separator to the storage tank A fuel gas management system of a ship including a may be provided.

Figure R1020190087506
Figure R1020190087506

Description

선박의 연료가스 관리시스템{FUEL GAS TREATING SYSTEM IN SHIPS}Ship's fuel gas management system {FUEL GAS TREATING SYSTEM IN SHIPS}

본 발명은 선박의 연료가스 관리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액화천연가스 및 이로부터 발생하는 증발가스의 효율적인 이용 및 관리를 도모할 수 있는 선박의 연료가스 관리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel gas management system of a ship, and more particularly, to a fuel gas management system of a ship capable of promoting efficient use and management of liquefied natural gas and boil-off gas generated therefrom.

온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO)의 규제가 강화됨에 따라 조선 및 해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유의 이용을 대신하여, 청정 에너지원인 천연가스를 선박의 연료가스로 이용하는 경우가 많아지고 있다.As the regulations of the International Maritime Organization (IMO) on the emission of greenhouse gases and various air pollutants are strengthened, the shipbuilding and shipping industries use natural gas, a clean energy source, as fuel gas for ships instead of using heavy oil and diesel oil, which are existing fuels. are increasingly being used.

천연가스(Natural Gas)는 통상적으로 저장 및 수송의 용이성을 위해, 천연가스를 약 섭씨 -162도로 냉각해 그 부피를 1/600로 줄인 무색 투명한 초저온 액체인 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)로 상 변화하여 관리 및 운용을 수행하고 있다.Natural gas is usually liquefied natural gas, a colorless and transparent cryogenic liquid that is reduced to 1/600 of its volume by cooling natural gas to about -162 degrees Celsius for ease of storage and transportation. It changes and manages and operates.

이러한 액화천연가스는 선체에 단열 처리되어 설치되는 저장탱크에 수용되어 저장 및 수송된다. 그러나 액화천연가스의 완전한 단열을 구현하는 것은 실질적으로 불가능하므로, 외부의 열이 저장탱크의 내부로 지속적으로 전달되어 액화천연가스가 자연적으로 기화하여 발생되는 증발가스가 저장탱크의 내부에 축적되게 된다. 증발가스는 저장탱크의 내부압력을 상승시켜 저장탱크의 변형 및 훼손을 유발할 수 있으므로 증발가스를 처리 및 제거할 필요가 있다.This liquefied natural gas is stored and transported in a storage tank that is insulated and installed on the hull. However, since it is practically impossible to completely insulate the liquefied natural gas, the external heat is continuously transferred to the inside of the storage tank, so that the liquefied natural gas is naturally vaporized and the evaporated gas is accumulated inside the storage tank. . The boil-off gas increases the internal pressure of the storage tank and may cause deformation and damage of the storage tank, so it is necessary to treat and remove the boil-off gas.

이에 종래에는 저장탱크의 상측에 마련되는 벤트마스트(Vent mast)로 증발가스를 흘려 보내거나, GCU(Gas Combustion Unit)을 이용하여 증발가스를 태워버리는 방안 등이 이용되었다. 그러나 이는 에너지 효율 면에서 바람직하지 못하므로 증발가스를 액화천연가스와 함께 또는 각각 선박의 엔진에 연료가스로 공급하거나, 냉동 사이클 등으로 이루어지는 재액화장치를 이용해 증발가스를 재액화시켜 활용하는 방안이 이용되고 있다.Accordingly, in the prior art, a method of sending the boil-off gas to a vent mast provided on the upper side of the storage tank or burning the boil-off gas using a GCU (Gas Combustion Unit) has been used. However, this is not desirable in terms of energy efficiency, so a method of re-liquefying the boil-off gas by supplying the boil-off gas together with liquefied natural gas or as fuel gas to the ship's engine, or using a re-liquefaction device consisting of a refrigeration cycle, etc. It is being used.

한편, 재액화장치에는 증발가스의 기체성분과 액체성분을 분리하기 위한 기액분리기가 마련되고, 기액분리기에는 기체성분의 증발가스에 포함된 액체(수분)를 제거하는 데미스터(demister)가 설치되어 사용되고 있다.On the other hand, in the re-liquefaction device, a gas-liquid separator is provided to separate the gas component and the liquid component of the boil-off gas, and a demister is installed in the gas-liquid separator to remove the liquid (moisture) contained in the boil-off gas of the gas component. It is being used.

그러나, 기액분리기에 마련되는 데미스터의 유지 보수를 위해 맨홀형태로 제작되어야 하나 절연 및 사이즈의 문제로 제작이 어렵다는 문제점이 있다.However, although it should be manufactured in the form of a manhole for maintenance of the demister provided in the gas-liquid separator, there is a problem that it is difficult to manufacture due to problems of insulation and size.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0035223호(2010. 04. 05. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0035223 (published on April 5, 2010)

본 발명의 실시 예에 따른 선박의 연료가스 관리시스템은 기액분리기와 별도로 데미스터를 마련하여 기체성분의 증발가스에 포함된 액체를 효과적으로 제거할 수 있도록 한다.In the fuel gas management system of a ship according to an embodiment of the present invention, a demister is provided separately from a gas-liquid separator to effectively remove liquid contained in boil-off gas of a gas component.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 연료가스 관리시스템은 증발가스의 재액화 효율을 향상시킬 수 있음은 물론, 액화천연가스 및 이의 증발가스를 효율적으로 이용 및 관리할 수 있도록 한다.In addition, the fuel gas management system of a ship according to an embodiment of the present invention can improve the re-liquefaction efficiency of boil-off gas, as well as efficiently use and manage liquefied natural gas and its boil-off gas.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스 및 증발가스를 수용하는 저장탱크; 상기 저장탱크의 증발가스를 가압하는 제1 압축부가 마련되고, 상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스를 수요처로 공급하는 증발가스 공급라인; 및 상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인;을 포함하고, 상기 재액화라인은, 유입되는 증발가스를 추가적으로 가압하는 제2 압축부와, 상기 제2 압축부에 의해 추가 가압된 증발가스를 증발가스 공급라인 상의 제1 압축부 전단의 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 열교환기와, 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리하되 내부가 포화상태로 형성되는 제1 기액분리기와, 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 이송시키는 기체성분 순환라인과, 상기 제1 기액분리기의 액체성분을 배출하는 액체성분 순환라인과, 상기 기체성분 순환라인에 마련되어 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 감압시키는 팽창부와, 상기 기체성분 순환라인에 마련되어 상기 제1 기액분리기를 통해 배출되는 기체성분의 증발가스에 포함된 액체(수분)를 제거하는 데미스터(demister)와, 상기 기체성분 순환라인과 상기 액체성분 순환라인의 출구 측 단부에 마련되어 기액 혼합상태의 증발가스를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리하는 제2 기액분리기와, 상기 제2 기액분리기의 기체성분을 상기 저장탱크 또는 상기 증발가스 공급라인 상의 상기 제1 압축부 전단으로 공급하는 기체성분 회수라인과, 상기 제2 기액분리기의 액체성분을 상기 저장탱크로 공급하는 액체성분 회수라인을 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a storage tank for accommodating liquefied gas and boil-off gas; A boil-off gas supply line having a first compression unit for pressurizing the boil-off gas of the storage tank and supplying the boil-off gas pressurized by the first compresser to a consumer; and a re-liquefaction line for receiving and re-liquefying a portion of the boil-off gas pressurized by the first compression unit, wherein the re-liquefaction line includes a second compression unit for additionally pressurizing the incoming boil-off gas; A heat exchanger for cooling the boil-off gas additionally pressurized by the compression unit by exchanging heat with the boil-off gas at the front end of the first compression unit on the boil-off gas supply line, and receiving the boil-off gas cooled by the heat exchanger, but separating it into a gas component and a liquid component, A first gas-liquid separator formed in a saturated state, a gas component circulation line for transporting the gas component of the first gas-liquid separator, a liquid component circulation line for discharging the liquid component of the first gas-liquid separator, and the gas component An expansion unit provided in a circulation line to depressurize the gas component of the first gas-liquid separator, and an expansion unit provided in the gas component circulation line to remove liquid (moisture) included in boil-off gas of the gas component discharged through the first gas-liquid separator A demister, and a second gas-liquid separator provided at the outlet side end of the gas component circulation line and the liquid component circulation line to receive boil-off gas in a gas-liquid mixed state and separate it into a gas component and a liquid component; A gas component recovery line for supplying gas components from the gas-liquid separator to the storage tank or to a front end of the first compression unit on the boil-off gas supply line, and a liquid component recovery line for supplying liquid components from the second gas-liquid separator to the storage tank A fuel gas management system of a ship including a may be provided.

또한, 상기 데미스터는 상기 기체성분 순환라인 내에 마련되고, 상기 데미스터를 통한 증발가스에 포함된 액체 제거의 효율이 향상되도록 상기 데미스터가 배치되는 상기 기체성분 순환라인의 배관의 크기가 이웃하여 연결되는 다른 배관에 비하여 큰 사이즈로 마련될 수 있다.In addition, the demister is provided in the gas component circulation line, and the size of the pipe of the gas component circulation line in which the demister is disposed is adjacent to each other so that the efficiency of removing the liquid contained in the boil-off gas through the demister is improved. It may be provided in a larger size than other connected pipes.

또한, 상기 기체성분 순환라인과 상기 액체성분 순환라인의 출구 측 단부는 합류하여 상기 제2 기액분리기에 연결되고, 상기 재액화라인은, 상기 기체성분 순환라인 상에서 상기 액체성분 순환라인이 합류한 지점 전단에 마련되어 가스흐름의 역류를 방지하는 체크밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, the gas component circulation line and the outlet side end of the liquid component circulation line are connected to the second gas-liquid separator, and the re-liquefaction line is a point where the liquid component circulation line joins on the gas component circulation line. It may further include a check valve provided at the front end to prevent a reverse flow of gas flow.

또한, 상기 데미스터에서 제거된 액체를 배출하기 위한 드레인 라인을 더 포함하고, 상기 드레인 라인은 상기 체크밸브의 후단 측 하류에 연결되어 액체를 상기 제2 기액분리기로 전달하도록 마련될 수 있다.The device may further include a drain line for discharging the liquid removed from the demister, and the drain line is connected to a downstream side of the rear end of the check valve to transfer the liquid to the second gas-liquid separator.

또한, 상기 드레인 라인에는 액체의 흐름을 허용 및 차단하는 제어밸브가 마련될 수 있다.In addition, a control valve allowing or blocking the flow of liquid may be provided in the drain line.

또한, 상기 재액화라인은 상기 액체성분 순환라인을 따라 이송되는 액체성분을 감압시키는 감압밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, the reliquefaction line may further include a pressure reducing valve for reducing the liquid component transferred along the liquid component circulation line.

또한, 상기 제2 압축부는 적어도 하나의 고압 컴프레서(compressor)를 포함하고, 상기 팽창부는 익스팬더(Expander)를 포함하며, 상기 고압 컴프레서 및 상기 익스팬더는 상기 익스팬더의 팽창력에 의해 상기 고압 컴프레서가 증발가스를 가압하는 컴팬더로 마련될 수 있다.In addition, the second compression unit includes at least one high-pressure compressor, and the expansion unit includes an expander, and the high-pressure compressor and the expander are configured to release the boil-off gas by the expansion force of the expander. It can be provided with a compander that pressurizes.

또한, 상기 제2 압축부는 상기 고압 컴프레서의 후단에 마련되는 적어도 하나의 고압 쿨러를 더 포함할 수 있다.The second compression unit may further include at least one high-pressure cooler provided at a rear end of the high-pressure compressor.

또한, 상기 제1 압축부는 병렬로 배치되는 복수의 저압 컴프레서와, 상기 복수의 저압 컴프레서의 후단에 각각 마련되는 복수의 저압 쿨러를 포함할 수 있다.The first compression unit may include a plurality of low-pressure compressors disposed in parallel and a plurality of low-pressure coolers respectively provided at rear ends of the plurality of low-pressure compressors.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박의 연료가스 관리시스템은 기액분리기에 설치되는 데미스터를 제거하여 기액 분리 기능만 충실히 수행하도록 하여 기액 분리 기능을 향상시킬 수 있으며, 데미스터를 별도로 설치하여 기체성분에 포함된 액체를 효율적으로 제거함으로써 컴팬더로 액체가 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The fuel gas management system of a ship according to an embodiment of the present invention can improve the gas-liquid separation function by removing the demister installed in the gas-liquid separator to faithfully perform only the gas-liquid separation function, and by installing the demister separately, the gas component There is an effect of preventing liquid from flowing into the compander by efficiently removing the liquid contained in the compander.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박의 연료가스 관리시스템은 단순한 구조로서 효율적인 설비 운용이 가능하며, 증발가스의 재액화 효율을 향상시킬 수 있으며, 액화천연가스 및 증발가스를 효율적으로 이용 및 관리할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the fuel gas management system of a ship according to an embodiment of the present invention has a simple structure and enables efficient facility operation, can improve the re-liquefaction efficiency of boil-off gas, and efficiently uses and It has a manageable effect.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템을 나타내는 개념도이다.The present invention will be specifically described by the drawings below, but since these drawings show preferred embodiments of the present invention, the technical spirit of the present invention should not be construed as being limited to the drawings.
1 is a conceptual diagram showing a fuel gas management system for a ship according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are presented to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. The present invention may be embodied in other forms without being limited to only the embodiments presented herein. In the drawings, in order to clarify the present invention, illustration of parts irrelevant to the description may be omitted, and the size of components may be slightly exaggerated to aid understanding.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a fuel gas management system for a ship according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템(100)은 저장탱크(110), 저장탱크(110)의 증발가스를 가압하는 제1 압축부(121)가 마련되고 제1 압축부(121)를 통과하여 가압된 증발가스를 수요처(10)로 공급하는 증발가스 공급라인(120), 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인(130), 증발가스가 순환되는 각종 라인에 배치되는 다수의 각종 밸브(136a, 152)의 개폐작동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 마련될 수 있다.Referring to Figure 1, the fuel gas management system 100 of the ship according to an embodiment of the present invention is provided with a storage tank 110, a first compression unit 121 for pressurizing the boil-off gas of the storage tank 110, The boil-off gas supply line 120 for supplying the pressurized boil-off gas through the first compression unit 121 to the consumer 10, the re-liquefaction line 130 for receiving and re-liquefying some of the pressurized boil-off gas, the boil-off gas It may be provided including a control unit (not shown) for controlling the opening and closing operations of a plurality of various valves 136a and 152 disposed in various lines in which is circulated.

저장탱크(110)는 액화천연가스 및 이로부터 발생하는 증발가스를 수용 또는 저장하도록 마련된다. 저장탱크(110)는 외부의 열 침입에 의한 액화천연가스의 기화를 최소화할 수 있도록 단열 처리된 멤브레인 타입의 화물창으로 마련될 수 있다. 저장탱크(110)는 천연가스의 생산지 등으로부터 액화천연가스를 공급받아 수용 또는 저장하여 목적지에 이르러 하역하기까지 액화천연가스 및 증발가스를 안정적으로 보관하되 후술하는 바와 같이 선박의 추진용 엔진 또는 선박의 발전용 엔진 등의 연료가스로 이용되도록 마련될 수 있다.The storage tank 110 is provided to accommodate or store liquefied natural gas and boil-off gas generated therefrom. The storage tank 110 may be provided as an insulated membrane-type cargo hold to minimize vaporization of liquefied natural gas due to external heat intrusion. The storage tank 110 receives and stores liquefied natural gas from natural gas producers, etc., and stably stores liquefied natural gas and boil-off gas until reaching the destination and unloading. It may be provided to be used as a fuel gas for an engine for power generation of.

저장탱크(110)는 일반적으로 단열 처리되어 설치되나, 외부의 열 침입을 완전히 차단하는 것은 실질적으로 어려우므로, 저장탱크(110) 내부에는 액화천연가스가 자연적으로 기화하여 발생하는 증발가스가 존재하게 된다. 이러한 증발가스는 저장탱크(110)의 내부압력을 상승시켜 저장탱크(110)의 변형 및 폭발 등의 위험을 잠재하고 있으므로 증발가스를 저장탱크(110)로부터 제거 또는 처리할 필요성이 있다. 이에 따라 저장탱크(110) 내부에 발생된 증발가스는 본 실시 예와 같이 증발가스 공급라인(120)에 의해 엔진의 연료가스로 이용되거나 재액화라인(130)에 의해 재액화되어 저장탱크(110)로 재공급될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나 저장탱크(110)의 상부에 마련되는 벤트 마스트(미도시)로 공급하여 증발가스를 처리 또는 소모시킬 수도 있다.Although the storage tank 110 is generally insulated and installed, it is practically difficult to completely block external heat intrusion, so that evaporation gas generated by naturally evaporating liquefied natural gas exists inside the storage tank 110. do. Since this boil-off gas raises the internal pressure of the storage tank 110 and poses a risk of deformation and explosion of the storage tank 110, it is necessary to remove or treat the boil-off gas from the storage tank 110. Accordingly, the boil-off gas generated inside the storage tank 110 is used as fuel gas of the engine by the boil-off gas supply line 120 or re-liquefied by the re-liquefaction line 130, as in the present embodiment, so that the storage tank 110 ) can be re-supplied. In addition, although not shown in the drawings, the boil-off gas may be treated or consumed by supplying it to a vent mast (not shown) provided above the storage tank 110.

수요처(10)는 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스 및 증발가스 등의 연료가스를 공급받아 선박의 추진력을 발생시키거나 선박의 내부 설비 등의 발전용 전원을 발생시킬 수 있다. 도 1에서는 후술하는 증발가스 공급라인(120)으로부터 가압된 증발가스를 연료가스로 공급받는 하나의 수요처(10)를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 수요처(10)는 상대적으로 고압의 연료가스를 공급받아 출력을 발생시키는 고압 엔진, 상대적으로 저압의 연료가스를 공급받아 출력을 발생시키는 저압 엔진, 잉여의 연료가스를 공급받아 소모시키는 GCU(Gas Combustion Unit) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 수요처(10)는 상대적으로 고압의 연료가스로 출력을 발생시킬 수 있는 ME-GI 엔진 또는 X-DF 엔진, 상대적으로 저압의 연료가스로 출력을 발생시킬 수 있는 DFDE 엔진 등을 포함할 수 있다.The demand side 10 may receive fuel gas such as liquefied natural gas and boil-off gas accommodated in the storage tank 110 to generate propulsion of the ship or generate power for power generation such as internal facilities of the ship. 1 shows one consumer 10 receiving pressurized boil-off gas as fuel gas from an boil-off gas supply line 120 to be described later, but is not limited thereto, and the consumer 10 is relatively high-pressure fuel gas. It may include at least one of a high-pressure engine that generates output by receiving a supply of fuel gas, a low-pressure engine that generates output by receiving a supply of relatively low-pressure fuel gas, and a gas combustion unit (GCU) that receives and consumes surplus fuel gas. . For example, the consumer 10 may include a ME-GI engine or an X-DF engine capable of generating output with relatively high-pressure fuel gas, a DFDE engine capable of generating output with relatively low-pressure fuel gas, and the like. can

증발가스 공급라인(120)은 후술하는 제1 압축부(121)에 의해 저장탱크(110)에 존재하는 증발가스를 가압하여 수요처(10) 및 재액화라인(130)으로 공급하도록 마련될 수 있다. 증발가스 공급라인(120)은 입구 측 단부가 저장탱크(110)의 내부에 연결되어 마련되고, 출구 측 단부는 수요처(10)에 연결될 수 있다. 수요처(10)가 복수개 마련되되 서로 다른 압력수준의 연료가스를 공급받는 경우에는 각 수요처(10)의 요구 압력수준에 맞추어 가압된 증발가스의 압력을 조절하는 감압밸브(미도시)가 각각 마련될 수 있다.The boil-off gas supply line 120 may be provided to pressurize the boil-off gas present in the storage tank 110 by a first compression unit 121 to be described later and supply it to the consumer 10 and the re-liquefaction line 130. . The boil-off gas supply line 120 has an inlet end connected to the inside of the storage tank 110, and an outlet end may be connected to the consumer 10. When a plurality of consumers 10 are provided, but fuel gas having different pressure levels is supplied, a pressure reducing valve (not shown) is provided to adjust the pressure of the pressurized boil-off gas according to the required pressure level of each consumer 10. can

증발가스 공급라인(120)에는 저장탱크(110)로부터 배출되는 증발가스를 수요처(10)가 요구하는 조건에 맞추어 가압하는 제1 압축부(121)가 마련될 수 있다. 제1 압축부(121)는 증발가스 공급라인(120)을 통해 유입되는 증발가스를 압축하는 저압 컴프레서(121a)와, 압축되면서 가열된 증발가스를 냉각시키는 저압 쿨러(121b)를 포함할 수 있다. 수요처(10)가 서로 다른 압력조건을 갖는 복수개의 엔진을 포함하는 경우에는 제1 압축부(121)의 중단부로부터 분기라인(미도시)이 분기되어 일부 가압된 증발가스를 수요처(10) 측으로 공급할 수 있다. 또한 증발가스 공급라인(120) 상의 제1 압축부(121) 전단에는 후술하는 재액화라인(130)의 열교환기(132)가 마련될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.The boil-off gas supply line 120 may be provided with a first compression unit 121 that pressurizes the boil-off gas discharged from the storage tank 110 according to conditions demanded by the consumer 10 . The first compression unit 121 may include a low-pressure compressor 121a for compressing the boil-off gas introduced through the boil-off gas supply line 120 and a low-pressure cooler 121b for cooling the heated boil-off gas while being compressed. . When the customer 10 includes a plurality of engines having different pressure conditions, a branch line (not shown) is branched from the middle part of the first compression unit 121 to direct some pressurized boil-off gas to the customer 10. can supply In addition, a heat exchanger 132 of a reliquefaction line 130 to be described later may be provided at the front end of the first compression unit 121 on the boil-off gas supply line 120, and a detailed description thereof will be described later.

제1 압축부(121)의 저압 컴프레서(121a)는 복수개 마련되되 서로 병렬로 배치될 수 있으며, 저압 쿨러(121b)는 각각의 저압 컴프레서(121a)의 후단에 마련될 수 있다. 복수개의 저압 컴프레서(121a)가 서로 병렬로 배치됨에 따라, 어느 하나의 저압 컴프레서(121a)가 고장 또는 유지보수 등 작동 불능인 상태에서도 병렬로 배치되는 다른 저압 컴프레서(121a)를 작동시켜 저장탱크(110)에서 발생되는 증발가스를 안정적으로 처리할 수 있다. 또한 저장탱크(110)에서 발생되는 증발가스의 유량이 많은 경우에도 복수의 저압 컴프레서(121a)를 동시에 작동시킴으로써 수시로 변화하는 증발가스의 발생량에도 효과적인 대응 및 처리가 가능할 수 있다. 한편, 각각의 저압 컴프레서(121a)의 전단에는 증발가스의 흐름을 허용 및 차단하는 개폐밸브가 각각 마련되고, 제어부는 각종 운용상황에 따라 개폐밸브의 작동을 제어하여 복수의 저압 컴프레서(121a) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 동작시킬 수 있다. 또한 도 1에서는 제1 압축부(121)가 3개의 저압 컴프레서(121a) 및 저압 쿨러(121b)를 구비하고 병렬로 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로서 엔진의 요구 압력조건 및 온도에 따라 저압 컴프레서(121a) 및 저압 쿨러(121b)는 다양한 수로 이루어질 수 있다.A plurality of low-pressure compressors 121a of the first compression unit 121 may be provided but arranged in parallel with each other, and a low-pressure cooler 121b may be provided at a rear end of each low-pressure compressor 121a. As the plurality of low-pressure compressors 121a are arranged in parallel with each other, even when one of the low-pressure compressors 121a is inoperable, such as failure or maintenance, the other low-pressure compressors 121a arranged in parallel operate to operate the storage tank ( 110) can stably process the boil-off gas. In addition, even when the flow rate of boil-off gas generated in the storage tank 110 is high, by operating a plurality of low-pressure compressors 121a at the same time, it is possible to effectively cope with and process the constantly changing amount of boil-off gas. On the other hand, an opening/closing valve for allowing and blocking the flow of boil-off gas is provided at the front end of each low-pressure compressor 121a, and the control unit controls the operation of the opening/closing valve according to various operating conditions to operate one of the plurality of low-pressure compressors 121a. At least one of them can be selectively operated. In addition, in FIG. 1, the first compression unit 121 is shown as having three low-pressure compressors 121a and low-pressure coolers 121b arranged in parallel, but this is, for example, depending on the required pressure condition and temperature of the engine. The low-pressure compressor 121a and the low-pressure cooler 121b may be composed of various numbers.

재액화라인(130)은 증발가스 공급라인(120)의 제1 압축부(121)를 통과하며 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키도록 마련된다.The re-liquefaction line 130 passes through the first compression unit 121 of the boil-off gas supply line 120 and is provided to receive and re-liquefy some of the pressurized boil-off gas.

재액화라인(130)은 유입된 증발가스를 추가적으로 가압하는 제2 압축부(131)와, 제1 압축부(121) 및 제2 압축부(131)를 통과하면서 가압된 증발가스를 냉각시키는 열교환기(132)와, 열교환기(132)를 통과하여 냉각된 증발가스를 공급받아 기체성분과 액체성분으로 분리하는 제1 기액분리기(133)와, 제1 기액분리기(133)의 기체성분을 이송시키는 기체성분 순환라인(134)과, 기체성분 순환라인(134)에 마련되어 제1 기액분리기(133)를 통해 배출되는 기체성분의 증발가스에 포함된 액체(수분)를 제거하는 데미스터(151 : demister)와, 기체성분 순환라인(134)에 마련되어 데미스터(151)를 통해 전달되는 제1 기액분리기(133)의 기체성분을 감압시키는 팽창부(135)와, 제1 기액분리기(133)의 액체성분을 배출하는 액체성분 순환라인(136)과, 기체성분 순환라인(134) 및 액체성분 순환라인(136)을 따라 공급되는 기액 혼합상태의 증발가스를 수용하되 액체성분과 기체성분으로 분리하는 제2 기액분리기(137)와, 제2 기액분리기(137)의 기체성분을 저장탱크(110) 또는 증발가스 공급라인(120)으로 공급하는 기체성분 회수라인(138)과, 제2 기액분리기(137)의 액체성분을 저장탱크(110)로 공급하는 액체성분 회수라인(139)과, 데미스터에서 제거된 액체가 배출되어 제2 기액분리기로 전달되도록 마련되는 드레인 라인(150)을 포함하여 마련될 수 있다.The reliquefaction line 130 has a second compression unit 131 that additionally pressurizes the introduced boil-off gas, and heat exchange that cools the pressurized boil-off gas while passing through the first compression unit 121 and the second compression unit 131. The first gas-liquid separator 133 receives the cooled boil-off gas through the steamer 132 and the heat exchanger 132 and separates it into a gas component and a liquid component, and transfers the gas component of the first gas-liquid separator 133 The gas component circulation line 134 and the gas component circulation line 134 provided in the gas component circulation line 134 to remove the liquid (moisture) contained in the evaporation gas of the gas component discharged through the first gas-liquid separator 133 (151: demister), an expansion unit 135 provided in the gas component circulation line 134 and depressurizing the gas component of the first gas-liquid separator 133 delivered through the demister 151, and the first gas-liquid separator 133 The liquid component circulation line 136 for discharging the liquid component, the gas component circulation line 134, and the gas-liquid mixed boil-off gas supplied along the liquid component circulation line 136 are received and separated into liquid and gas components. The second gas-liquid separator 137, the gas component recovery line 138 for supplying the gas components of the second gas-liquid separator 137 to the storage tank 110 or the boil-off gas supply line 120, and the second gas-liquid separator ( 137) is provided, including a liquid component recovery line 139 for supplying the liquid component to the storage tank 110, and a drain line 150 provided so that the liquid removed from the demister is discharged and transferred to the second gas-liquid separator It can be.

제2 압축부(131)는 재액화라인(130)으로 유입되는 증발가스를 추가적으로 가압하도록 마련된다. 재액화라인(130)으로 유입되는 증발가스는 제1 압축부(121)에 의해 1차적으로 가압된 상태이나, 증발가스의 재액화효율을 향상시키기 위해 제2 압축부(131)에 의해 2차적으로 추가 가압될 수 있다. 제2 압축부(131)는 재액화라인(130)으로 유입되는 증발가스를 압축하는 고압 컴프레서(131a)와, 압축되면서 가열된 증발가스를 냉각시키는 고압 쿨러(131b)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 고압 컴프레서(131a) 및 고압 쿨러(131b)가 3단으로 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로서 고압 컴프레서(131a)의 사양 또는 증발가스의 요구 가압범위에 따라 고압 컴프레서(131a) 및 고압 쿨러(131b)는 다양한 수로 이루어질 수 있다.The second compression unit 131 is provided to additionally pressurize the boil-off gas flowing into the reliquefaction line 130 . The boil-off gas flowing into the re-liquefaction line 130 is primarily pressurized by the first compression unit 121, but is secondarily compressed by the second compression unit 131 to improve the re-liquefaction efficiency of the boil-off gas. can be further pressurized. The second compression unit 131 may include a high-pressure compressor 131a for compressing the boil-off gas flowing into the re-liquefaction line 130 and a high-pressure cooler 131b for cooling the heated boil-off gas while being compressed. In FIG. 1, the high-pressure compressor 131a and the high-pressure cooler 131b are shown as being arranged in three stages, but this is an example of the high-pressure compressor 131a according to the specification of the high-pressure compressor 131a or the required pressurization range of the boil-off gas. And the high-pressure cooler (131b) may be made of various numbers.

제2 압축부(131)의 고압 컴프레서(131a)는 후술하는 팽창부의 익스팬더(135)와 함께 컴팬더(140)로 마련될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.The high-pressure compressor 131a of the second compression unit 131 may be provided as a compander 140 together with the expander 135 of the expansion unit, which will be described in detail later.

열교환기(132)는 제1 압축부(121) 및 제2 압축부(131)에 의해 가압된 증발가스를 냉각시키도록 마련된다. 열교환기(132)는 재액화라인(130) 상의 제2 압축부(131)를 거쳐 추가 가압된 증발가스와, 증발가스 공급라인(120) 상의 제1 압축부(121) 전단의 가압 전 증발가스와 열교환함으로써, 제1 압축부(121) 및 제2 압축부(131)에 의해 가압된 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 재액화라인(130) 상의 열교환기(132)로 유입되는 증발가스는 제1 압축부(121) 및 제2 압축부(131)를 거치면서 압축되어 온도 및 압력이 상승한 상태이므로, 증발가스 공급라인(120) 상의 제1 압축부(121)를 통과하기 전의 저온의 증발가스와 열교환함으로써, 재액화라인(130)을 따라 이송되는 고온의 가압된 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 이와 같이 열교환기(132)에 의해 별도의 냉각장치 없이도 가압된 증발가스를 냉각시킬 수 있으므로, 불필요한 전원의 낭비를 방지하고 설비가 단순화되어, 설비 운용의 효율성을 도모할 수 있다.The heat exchanger 132 is provided to cool the boil-off gas pressurized by the first compression unit 121 and the second compression unit 131 . The heat exchanger 132 includes the additional pressurized boil-off gas through the second compression unit 131 on the re-liquefaction line 130 and the boil-off gas before pressurization of the front end of the first compression unit 121 on the boil-off gas supply line 120. By exchanging heat with, it is possible to cool the boil-off gas pressurized by the first compression unit 121 and the second compression unit 131 . Since the boil-off gas flowing into the heat exchanger 132 on the re-liquefaction line 130 is compressed while passing through the first compression part 121 and the second compression part 131, the temperature and pressure have risen, so the boil-off gas supply line By exchanging heat with the low-temperature boil-off gas before passing through the first compression unit 121 on the 120, the high-temperature pressurized boil-off gas transferred along the re-liquefaction line 130 can be cooled. In this way, since the pressurized boil-off gas can be cooled by the heat exchanger 132 without a separate cooling device, unnecessary waste of power is prevented and facilities are simplified, so that efficiency in facility operation can be promoted.

제1 기액분리기(133)는 열교환기(132)를 통과하여 냉각된 기액 혼합상태의 증발가스를 기체성분과 액체성분으로 분리하도록 마련된다. 가압된 증발가스는 열교환기(132)를 통과하면서 냉각됨에 따라 일부 재액화가 이루어지기는 하나, 미액화성분인 기체성분도 함께 존재할 수 있다. 이에 제1 기액분리기(133)가 열교환기(132)를 통과하여 냉각된 증발가스를 수용하되, 기체성분 및 액체성분으로 분리하여 각 성분의 용이한 취급 및 관리를 도모할 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 기액분리기(133)는 기존 기액분리기와 다르게 데미스터가 제거된 기액분리기이다. 즉, 제1 기액분리기(133)는 증발가스를 기체성분과 액체성분으로 분리하는 기액 분리의 기능만 충실히 수행하게 된다. 이에, 제1 기액분리기(133)를 통하여 증발가스를 기체성분과 액체성분으로 효율적으로 분리할 수 있게 된다.The first gas-liquid separator 133 is provided to separate the boil-off gas in a gas-liquid mixed state cooled by passing through the heat exchanger 132 into a gas component and a liquid component. The pressurized boil-off gas is partially re-liquefied as it is cooled while passing through the heat exchanger 132, but gas components that are unliquefied components may also exist together. Accordingly, the first gas-liquid separator 133 passes through the heat exchanger 132 and receives the cooled boil-off gas, but separates it into a gas component and a liquid component so that each component can be easily handled and managed. Here, according to one aspect of the present invention, the first gas-liquid separator 133 is a gas-liquid separator in which a demister is removed, unlike existing gas-liquid separators. That is, the first gas-liquid separator 133 faithfully performs only the gas-liquid separation function of separating the boil-off gas into a gas component and a liquid component. Accordingly, the boil-off gas can be efficiently separated into a gas component and a liquid component through the first gas-liquid separator 133.

한편, 제1 기액분리기(133)에서 데미스터가 제거됨에 따라 후술하는 기체성분 순환라인(134)에 별도의 데미스터(151)가 마련되어 제1 기액분리기(133)에서 분리된 기체성분에 포함된 액체를 제거하도록 마련된다. 데미스터(151)가 기체성분 순환라인(134)에 마련되어 기체성분에 포함된 액체를 제거하는 구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.On the other hand, as the demister is removed in the first gas-liquid separator 133, a separate demister 151 is provided in the gas component circulation line 134 to be described later, and included in the gas component separated in the first gas-liquid separator 133 It is provided to remove the liquid. A structure in which the demister 151 is provided in the gas component circulation line 134 to remove liquid contained in the gas component will be described again below.

기체성분 순환라인(134)은 제1 기액분리기(133)에서 분리된 기체성분을 이송시키도록 마련된다. 이를 위해 기체성분 순환라인(134)은 입구 측 단부가 제1 기액분리기(133)의 내부 상측에 연통되고, 출구 측 단부는 후술하는 액체성분 순환라인(136)과 합류하여 제2 기액분리기(137)에 연결될 수 있으며, 기체성분 순환라인(134)에는 팽창부(135)가 마련되어 기체성분 순환라인(134)을 따라 이송되는 기체성분을 감압 및 팽창하여 제2 기액분리기(137)로 전달할 수 있다. 또한 후술하는 액체성분 순환라인(136)이 합류한 지점과 팽창부(135) 사이에는 가스흐름의 역류, 구체적으로 제2 기액분리기(137) 또는 액체성분 순환라인(136)으로부터 팽창부(135) 측으로 가스흐름이 발생하는 것을 방지하는 체크밸브(134a)가 마련될 수 있다.The gas component circulation line 134 is provided to transport the gas components separated in the first gas-liquid separator 133 . To this end, the gas component circulation line 134 has an inlet side end communicating with the inner upper side of the first gas-liquid separator 133, and an outlet side end joined with a liquid component circulation line 136 to be described later to form a second gas-liquid separator 137 ), and an expansion unit 135 is provided in the gas component circulation line 134 to depressurize and expand the gas component transported along the gas component circulation line 134 and deliver it to the second gas-liquid separator 137 . In addition, between the expansion part 135 and the point where the liquid component circulation line 136 to be described later joins, the reverse flow of the gas flow, specifically, the expansion part 135 from the second gas-liquid separator 137 or the liquid component circulation line 136 A check valve 134a preventing gas flow to the side may be provided.

팽창부(135)는 제1 기액분리기(133)에서 분리되어 기체성분 순환라인(134)을 따라 이송되는 기체성분을 감압 및 팽창시키도록 마련된다. 기체성분 순환라인(134)을 따라 이송되는 기체성분은 제1 압축부(121) 및 제2 압축부(131)에 의해 가압된 상태인 바, 팽창부(135)가 가압된 기체성분을 감압함으로써, 냉각 및 팽창시켜 기체성분의 재액화를 구현할 수 있다. 팽창부(135)는 기체성분을 제2 기액분리기(137) 또는 저장탱크(110)의 내부압력에 상응하는 압력수준으로 감압할 수 있다.The expansion unit 135 is provided to depressurize and expand gas components separated from the first gas-liquid separator 133 and transported along the gas component circulation line 134 . The gas component transported along the gas component circulation line 134 is in a pressurized state by the first compression unit 121 and the second compression unit 131, and the expansion unit 135 depressurizes the pressurized gas component. , cooling and expansion to realize re-liquefaction of gaseous components. The expansion unit 135 may reduce the gas component to a pressure level corresponding to the internal pressure of the second gas-liquid separator 137 or the storage tank 110 .

팽창부(135)는 익스팬더(Expander)로 마련될 수 있으며, 제2 압축부(131)의 고압 컴프레서(131a)와 익스팬더(135)는 터빈타입의 컴팬더(140)(Compander)로 마련될 수 있다. 구체적으로, 컴팬더(140)는 익스팬더(135)가 증발가스를 단열 팽창시킬 때 발생되는 팽창력으로 터빈의 회전 운동에너지를 회전축을 통해 연결된 고압 컴프레서(131a)로 전달함으로써 제2 압축부(131)가 증발가스의 가압 공정을 수행할 수 있다. 이와 같이 증발가스를 가압하는 제2 압축부(131)의 고압 컴프레서(131a)와 팽창부의 익스팬더(135)를 컴팬더(140)로 마련함으로써, 설비 운용의 효율성을 도모할 수 있다.The expansion unit 135 may be provided as an expander, and the high-pressure compressor 131a and the expander 135 of the second compression unit 131 may be provided as a turbine-type compander 140 (Compander). there is. Specifically, the compander 140 transfers the rotational kinetic energy of the turbine to the high-pressure compressor 131a connected through the rotating shaft with the expansion force generated when the expander 135 adiabatically expands the boil-off gas, thereby reducing the second compression unit 131. A pressurization process of boil-off gas may be performed. In this way, by providing the high-pressure compressor 131a of the second compression unit 131 that pressurizes the boil-off gas and the expander 135 of the expansion unit as the compander 140, the efficiency of facility operation can be promoted.

한편, 팽창부의 익스팬더(135)는 기체성분 순환라인(134)을 따라 이송되는 기체성분의 감압 시 익스팬더(135)의 후단에서 재액화가 발생하여 액적이 발생하게 되는데 익스팬더(135)의 허용 액적량을 초과할 경우 장치에서 진동 및 소음이 발생할 수 있으며, 나아가 익스팬더(135)의 터빈에 손상이 발생할 우려가 있다. 따라서 익스팬더(135)의 작동 시 허용 가능한 액적량을 초과하지 않도록 조절할 필요성이 있다. 이는 제1 기액분리기(133)로부터 팽창부로 전달되는 기체성분에 액체가 많이 포함될 경우 액적량이 증가할 수 있다. 이와 같은 문제는 본 발명의 일 측면에 따른 데미스터를 통하여 기체성분에 포함된 액체를 원활히 제거함으로써 해결할 수 있다. 이에 팽창부(135)에 의한 증발가스의 재액화 효율 및 익스팬더(135)의 작동 효율을 최대화할 수 있다.On the other hand, in the expander 135 of the expansion part, when the gas component transported along the gas component circulation line 134 is decompressed, re-liquefaction occurs at the rear end of the expander 135 and droplets are generated. If it is exceeded, vibration and noise may occur in the device, and furthermore, there is a risk of damage to the turbine of the expander 135. Accordingly, when the expander 135 operates, it is necessary to adjust the droplet amount not to exceed the allowable amount. When a large amount of liquid is included in the gas component transferred from the first gas-liquid separator 133 to the expansion unit, the droplet amount may increase. This problem can be solved by smoothly removing the liquid contained in the gas component through the demister according to one aspect of the present invention. Accordingly, the re-liquefying efficiency of the boil-off gas by the expansion unit 135 and the operating efficiency of the expander 135 may be maximized.

이러한 데미스터(151)가 액체를 용이하게 제거하기 위하여, 데미스터(151)는 기체성분 순환라인(134) 내에 마련될 수 있다. 즉, 기체성분 순환라인(134)을 이루는 배관 내에 마련될 수 있다. 또한, 데미스터(151)가 배치되는 기체성분 순환라인(134)의 배관의 크기가 이웃하여 연결되는 다른 배관에 비하여 큰 사이즈로 마련될 수 있다. 이에 따라 기체성분 순환라인(134)을 따라 흐르는 기체성분은 데미스터(151)가 마련된 위치의 기체성분 순환라인(134) 배관에서 사이즈(직경)가 커짐에 따라 유속이 감소하며 데미스터(151)를 통과하며 지나가게 된다. 이에 데미스터(151)를 통한 액체의 제거 효율을 향상시킬 수 있게 된다.In order for the demister 151 to easily remove the liquid, the demister 151 may be provided in the gas component circulation line 134. That is, it may be provided in a pipe constituting the gas component circulation line 134. In addition, the size of the pipe of the gas component circulation line 134 in which the demister 151 is disposed may be larger than that of other pipes connected adjacently. Accordingly, the flow rate of the gas component flowing along the gas component circulation line 134 decreases as the size (diameter) increases in the gas component circulation line 134 pipe at the position where the demister 151 is provided, and the demister 151 passes through and passes through Accordingly, the liquid removal efficiency through the demister 151 can be improved.

데미스터(151)에 의해 제거된 액체는 드레인 라인(150)을 통해 배출된다. 드레인 라인(150)의 입구 측 단부는 데미스터(151)와 연결되고, 출구 측 단부는 기체성분 순환라인(134)과 합류하여 제2 기액분리기(137)에 연결될 수 있다. 이때, 출구 측 단부는 액체성분 순환라인(134)이 합류한 지점에 마련되어 팽창부(135) 측으로 가스흐름이 발생하는 것을 방지하는 체크밸브(134a)의 후단측 즉, 하류에 연결된다. 이에, 드레인 라인(150)을 통해 배출되는 액체는 기체성분 순환라인(134)과 합류하여 제2 기액분리기(137)로 전달될 수 있으며, 체크밸브(134a)에 의하여 팽창부(135)로 역류되는 것이 방지될 수 있다.The liquid removed by the demister 151 is discharged through the drain line 150 . The inlet end of the drain line 150 may be connected to the demister 151, and the outlet end may join the gas component circulation line 134 and be connected to the second gas-liquid separator 137. At this time, the outlet side end is provided at the point where the liquid component circulation line 134 joins and is connected to the rear end, that is, downstream of the check valve 134a that prevents gas flow toward the expansion part 135. Accordingly, the liquid discharged through the drain line 150 may join the gas component circulation line 134 and be transferred to the second gas-liquid separator 137, and flow back to the expansion unit 135 by the check valve 134a. becoming can be prevented.

이러한 드레인 라인(150)에는 액체의 흐름을 허용 및 차단하는 제어밸브(152)가 마련될 수 있다. 제어밸브(152)는 데미스터(151)에 의해 제거된 액체가 일정량 이상 축적될 경우 개방되어 제2 기액분리기(137)로의 흐름을 허용할 수 있다. 제어밸브(152)는 작업자에 의해 수동으로 또는 제어부에 의해 자동적으로 개폐작동이 제어될 수 있다.The drain line 150 may be provided with a control valve 152 allowing or blocking the flow of liquid. The control valve 152 may be opened when the liquid removed by the demister 151 accumulates to a certain amount or more, and may allow flow to the second gas-liquid separator 137 . The control valve 152 may be manually controlled by an operator or automatically controlled by a controller.

액체성분 순환라인(136)은 열교환기(132)를 거치면서 냉각 및 재액화되어 제1 기액분리기(133)에서 분리된 액체성분을 후술하는 제2 기액분리기(137)로 공급하도록 마련된다. 이를 위해 액체성분 순환라인(136)의 입구 측 단부는 제1 기액분리기(133)의 내부 하측에 연통되고, 출구 측 단부는 기체성분 순환라인(134)과 합류하여 제2 기액분리기(137)에 연결될 수 있다.The liquid component circulation line 136 is provided to supply the liquid component separated in the first gas-liquid separator 133 after being cooled and re-liquefied while passing through the heat exchanger 132 to the second gas-liquid separator 137 to be described later. To this end, the inlet side end of the liquid component circulation line 136 communicates with the inner lower side of the first gas-liquid separator 133, and the outlet side end joins the gas component circulation line 134 to form the second gas-liquid separator 137. can be connected

액체성분 순환라인(136)에는 이를 따라 이송되는 액체성분의 유량을 조절 및 감압시키는 감압밸브(136a)가 마련될 수 있다. 즉, 재액화라인(130)을 따라 이송되면서 제1 기액분리기(133)에서 분리된 액체성분이 제1 압축부(121) 및 제2 압축부(131)에 의해 압력이 상승한 상태인 바, 감압밸브(136a)는 제1 기액분리기(133)에서 분리된 액체성분을 감압함으로써 냉각 및 팽창을 구현할 수 있다. 감압밸브(136a)는 일 예로 줄-톰슨 밸브(Joule-Thomson Valve)로 이루어질 수 있으며, 팽창부(135)를 거쳐 감압된 기체성분의 압력 또는 저장탱크(110)의 내부압력에 상응하는 압력수준으로 액체성분을 감압할 수 있다.A pressure reducing valve 136a may be provided in the liquid component circulation line 136 to control and reduce the flow rate of the liquid component transferred along the circulation line 136 . That is, the pressure of the liquid component separated in the first gas-liquid separator 133 while being transported along the reliquefaction line 130 is increased by the first compression unit 121 and the second compression unit 131, and the pressure is reduced. The valve 136a may implement cooling and expansion by reducing the liquid component separated in the first gas-liquid separator 133 . The pressure reducing valve 136a may be formed of, for example, a Joule-Thomson valve, and has a pressure level corresponding to the pressure of the gas component reduced through the expansion part 135 or the internal pressure of the storage tank 110. It can depressurize the liquid component.

제2 기액분리기(137)는 기체성분 순환라인(134) 및 액체성분 순환라인(136)으로부터 공급된 기액 혼합상태의 증발가스를 수용하되, 기체성분 및 액체성분으로 분리하도록 마련된다. 제1 기액분리기(133)의 기체성분은 팽창부(135)를 거침으로써 감압 및 냉각됨에 따라 대부분 재액화가 이루어지기는 하나, 감압하는 과정에서 플래쉬 가스(Flash gas) 등의 기체성분이 발생할 수 있다. 또한 제1 기액분리기(133)의 액체성분은 감압밸브(136a)를 거쳐 감압되면서 일부 기체성분이 발생할 수 있다. 이에 제2 기액분리기(137)가 기체성분 순환라인(134) 및 액체성분 순환라인(136)을 따라 각각 이송되는 가스흐름을 수용하되, 기체성분 및 액체성분으로 분리하여 각 성분의 용이한 취급 및 관리를 도모할 수 있다.The second gas-liquid separator 137 is provided to receive the boil-off gas in a gas-liquid mixture state supplied from the gas component circulation line 134 and the liquid component circulation line 136, and to separate it into a gas component and a liquid component. Most of the gas components of the first gas-liquid separator 133 are re-liquefied as they are reduced and cooled by passing through the expansion unit 135, but gas components such as flash gas may be generated in the process of reducing the pressure. . In addition, while the liquid component of the first gas-liquid separator 133 is reduced through the pressure reducing valve 136a, some gas components may be generated. Accordingly, the second gas-liquid separator 137 receives the gas flows respectively transferred along the gas component circulation line 134 and the liquid component circulation line 136, but separates them into gas components and liquid components for easy handling and management can help.

기체성분 회수라인(138)은 제2 기액분리기(137)에 의해 분리된 기체성분을 저장탱크(110) 또는 증발가스 공급라인(120)으로 재공급하도록 제2 기액분리기(137)와 저장탱크(110) 또는 제2 기액분리기(137)와 증발가스 공급라인(120) 사이에 마련될 수 있다. 도 1에서는 기체성분 회수라인(138)이 제2 기액분리기(137)의 기체성분을 증발가스 공급라인(120) 상의 제1 압축부(121) 전단으로 공급하는 것으로 도시되어 있으나, 이 외에도 제2 기액분리기(137)로부터 저장탱크(110)로 공급하거나, 증발가스 공급라인(120) 및 저장탱크(110) 측으로 함께 재공급하는 경우를 모두 포함한다. 기체성분 회수라인(138)에는 저장탱크(110) 또는 증발가스 공급라인(120)으로 회수되는 기체성분의 유량을 조절하는 개폐밸브(미도시)가 마련될 수 있으며, 개폐밸브는 제2 기액분리기(137)의 내부압력 수치에 따라 개방 및 폐쇄정도가 제어될 수 있다.The gas component recovery line 138 includes the second gas-liquid separator 137 and the storage tank ( 110) or may be provided between the second gas-liquid separator 137 and the boil-off gas supply line 120. In FIG. 1, the gas component recovery line 138 is shown as supplying the gas component of the second gas-liquid separator 137 to the front end of the first compression unit 121 on the boil-off gas supply line 120, but in addition to the second The gas-liquid separator 137 is supplied to the storage tank 110, or both are supplied to the boil-off gas supply line 120 and the storage tank 110 together. An opening/closing valve (not shown) may be provided in the gas component recovery line 138 to control the flow rate of the gas component recovered to the storage tank 110 or the boil-off gas supply line 120, and the opening/closing valve is a second gas-liquid separator. The degree of opening and closing can be controlled according to the internal pressure value of (137).

액체성분 회수라인(139)은 제2 기액분리기(137)에 의해 분리된 액체성분을 저장탱크(110)로 재공급하도록 제2 기액분리기(137)와 저장탱크(110)를 연결할 수 있다. 액체성분 회수라인(139)은 입구 측 단부가 제2 기액분리기(137)의 내부 하측에 연결되고, 출구 측 단부가 저장탱크(110)의 내부에 연결될 수 있다. 액체성분 회수라인(139)에는 저장탱크(110)로 회수되는 액체성분의 공급량을 조절하는 개폐밸브(미도시)가 마련될 수 있다. 개폐밸브는 제2 기액분리기(137)의 액체성분 수위에 따라 개방 및 폐쇄정도가 제어될 수 있다.The liquid component recovery line 139 may connect the second gas-liquid separator 137 and the storage tank 110 to re-supply the liquid component separated by the second gas-liquid separator 137 to the storage tank 110. The liquid component recovery line 139 may have an inlet end connected to the inner lower side of the second gas-liquid separator 137 and an outlet end connected to the inside of the storage tank 110 . An opening/closing valve (not shown) may be provided in the liquid component recovery line 139 to control the supply amount of the liquid component recovered to the storage tank 110 . The degree of opening and closing of the opening/closing valve may be controlled according to the liquid component level of the second gas-liquid separator 137 .

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the following by those skilled in the art to which the present invention belongs Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

100 : 연료가스 관리시스템 110 : 저장탱크
120 : 증발가스 공급라인 121 : 제1 압축부
130 : 재액화라인 131 : 제2 압축부
132 : 열교환기 133 : 제1 기액분리기
134 : 기체성분 순환라인 135 : 팽창부(익스팬더)
136 : 액체성분 순환라인 136a : 감압밸브
137 : 제2 기액분리기 138 : 기체성분 회수라인
139 : 액체성분 회수라인 150 : 드레인 라인
151 : 데미스터 152 : 제어밸브100: fuel gas management system 110: storage tank
120: boil-off gas supply line 121: first compression unit
130: reliquefaction line 131: second compression unit
132: heat exchanger 133: first gas-liquid separator
134: gas component circulation line 135: expansion part (expander)
136: liquid component circulation line 136a: pressure reducing valve
137: second gas-liquid separator 138: gas component recovery line
139: liquid component recovery line 150: drain line
151: demister 152: control valve

Claims (9)

액화가스 및 증발가스를 수용하는 저장탱크;
상기 저장탱크의 증발가스를 가압하는 제1 압축부가 마련되고, 상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스를 수요처로 공급하는 증발가스 공급라인; 및
상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인;을 포함하고,
상기 재액화라인은,
유입되는 증발가스를 추가적으로 가압하는 제2 압축부와, 상기 제2 압축부에 의해 추가 가압된 증발가스를 증발가스 공급라인 상의 제1 압축부 전단의 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 열교환기와, 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리하되 내부가 포화상태로 형성되는 제1 기액분리기와, 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 이송시키는 기체성분 순환라인과, 상기 제1 기액분리기의 액체성분을 배출하는 액체성분 순환라인과, 상기 기체성분 순환라인에 마련되어 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 감압시키는 팽창부와, 상기 기체성분 순환라인에 마련되어 상기 제1 기액분리기를 통해 배출되는 기체성분의 증발가스에 포함된 액체(수분)를 제거하는 데미스터(demister)와, 상기 기체성분 순환라인과 상기 액체성분 순환라인의 출구 측 단부에 마련되어 기액 혼합상태의 증발가스를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리하는 제2 기액분리기와, 상기 제2 기액분리기의 기체성분을 상기 저장탱크 또는 상기 증발가스 공급라인 상의 상기 제1 압축부 전단으로 공급하는 기체성분 회수라인과, 상기 제2 기액분리기의 액체성분을 상기 저장탱크로 공급하는 액체성분 회수라인을 포함하고,
상기 기체성분 순환라인과 상기 액체성분 순환라인의 출구 측 단부는 합류하여 상기 제2 기액분리기에 연결되고, 상기 기체성분 순환라인 상에서 상기 액체성분 순환라인이 합류한 지점 전단에 마련되어 가스흐름의 역류를 방지하는 체크밸브 및 상기 데미스터에서 제거된 액체를 배출하기 위한 드레인 라인을 더 포함하고,
상기 드레인 라인은 상기 체크밸브의 후단 측 하류에 연결되어 액체를 상기 제2 기액분리기로 전달하도록 마련되는 선박의 연료가스 관리시스템.A storage tank accommodating liquefied gas and boil-off gas;
A boil-off gas supply line having a first compression unit for pressurizing the boil-off gas of the storage tank and supplying the boil-off gas pressurized by the first compresser to a consumer; and
A re-liquefaction line for receiving and re-liquefying a part of the boil-off gas pressurized by the first compression unit;
The reliquefaction line,
A second compression unit that additionally pressurizes the incoming boil-off gas, and a heat exchanger that cools the boil-off gas additionally pressurized by the second compression unit by exchanging heat with the boil-off gas at the front end of the first compression unit on the boil-off gas supply line, A first gas-liquid separator accommodating boil-off gas cooled by the gas and separating it into a gas component and a liquid component, the inside of which is formed in a saturated state; a gas component circulation line for transporting the gas component of the first gas-liquid separator; A liquid component circulation line for discharging the liquid component of the gas-liquid separator, an expansion unit provided in the gas component circulation line to depressurize the gas component in the first gas-liquid separator, and a gas component circulation line provided in the gas component circulation line through the first gas-liquid separator A demister for removing liquid (moisture) contained in the boil-off gas of the gas component discharged, and provided at the outlet side end of the gas component circulation line and the liquid component circulation line to accommodate the boil-off gas in a gas-liquid mixture state, A second gas-liquid separator for separating gas components and liquid components; a gas component recovery line for supplying the gas components of the second gas-liquid separator to the storage tank or to the front end of the first compression unit on the boil-off gas supply line; 2 including a liquid component recovery line for supplying liquid components of the gas-liquid separator to the storage tank;
The gas component circulation line and the outlet side end of the liquid component circulation line join and are connected to the second gas-liquid separator, and are provided in front of the point where the liquid component circulation line joins on the gas component circulation line to prevent reverse flow of gas flow. Further comprising a check valve to prevent and a drain line for discharging the liquid removed from the demister,
The drain line is connected to the downstream side of the rear end of the check valve and is provided to transfer liquid to the second gas-liquid separator. 제1항에 있어서,
상기 데미스터는 상기 기체성분 순환라인 내에 마련되고,
상기 데미스터를 통한 증발가스에 포함된 액체 제거의 효율이 향상되도록 상기 데미스터가 배치되는 상기 기체성분 순환라인의 배관의 크기가 이웃하여 연결되는 다른 배관에 비하여 큰 사이즈로 마련되는 선박의 연료가스 관리시스템.According to claim 1,
The demister is provided in the gas component circulation line,
The size of the pipe of the gas component circulation line in which the demister is disposed is larger than that of other pipes connected adjacently so that the efficiency of removing the liquid contained in the boil-off gas through the demister is improved. management system. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 드레인 라인에는 액체의 흐름을 허용 및 차단하는 제어밸브가 마련되는 선박의 연료가스 관리시스템.According to claim 1,
A fuel gas management system of a ship provided with a control valve for allowing and blocking the flow of liquid in the drain line. 제1항에 있어서,
상기 재액화라인은
상기 액체성분 순환라인을 따라 이송되는 액체성분을 감압시키는 감압밸브를 더 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템.According to claim 1,
The reliquefaction line
Ship's fuel gas management system further comprising a pressure reducing valve for reducing the liquid component transported along the liquid component circulation line. 제1항에 있어서,
상기 제2 압축부는 적어도 하나의 고압 컴프레서(compressor)를 포함하고,
상기 팽창부는 익스팬더(Expander)를 포함하며,
상기 고압 컴프레서 및 상기 익스팬더는
상기 익스팬더의 팽창력에 의해 상기 고압 컴프레서가 증발가스를 가압하는 컴팬더로 마련되는 선박의 연료가스 관리시스템.According to claim 1,
The second compression unit includes at least one high-pressure compressor,
The expansion unit includes an expander,
The high-pressure compressor and the expander
The ship's fuel gas management system provided as a compander in which the high-pressure compressor pressurizes the boil-off gas by the expansion force of the expander. 제7항에 있어서,
상기 제2 압축부는
상기 고압 컴프레서의 후단에 마련되는 적어도 하나의 고압 쿨러를 더 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템.According to claim 7,
The second compression unit
Ship's fuel gas management system further comprising at least one high-pressure cooler provided at a rear end of the high-pressure compressor. 제1항에 있어서,
상기 제1 압축부는
병렬로 배치되는 복수의 저압 컴프레서와, 상기 복수의 저압 컴프레서의 후단에 각각 마련되는 복수의 저압 쿨러를 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템.
According to claim 1,
The first compression unit
A fuel gas management system for a ship comprising a plurality of low-pressure compressors disposed in parallel and a plurality of low-pressure coolers respectively provided at rear ends of the plurality of low-pressure compressors.
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