KR102559321B1 - 극저온 압축기 시동 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

극저온 압축기 시동 시스템이 개시된다.
상기 극저온 압축기 시동 시스템은, 극저온 압축기; 및 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 저장탱크 상부로 보내는 회수라인;을 포함하고, 상기 압축기가 일정한 온도 이하가 될 때까지 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 상기 회수라인을 통해 상기 저장탱크 상부로 보내, 저장탱크 내부의 액화가스를 분사하여 냉각시키고, 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 냉각시켜 다시 상기 압축기로 보내는 냉각부를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

극저온 압축기 시동 시스템 및 방법{Starting System and Method for Cryogenic Compressor}
본 발명은 극저온 압축기의 초기 기동 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다.
극저온 유체를 압축할 수 있도록 구성되는 극저온 압축기는, 압축기가 일정 온도 이하로 내려가지 않는 경우 요구되는 압력으로 유체를 압축시키지 못한다(즉, 압축기 냉각 과정 전에는 압축기의 후단 압력을 형성시키지 못한다.). 따라서, 극저온 압축기의 초기 기동시에는 압축기를 냉각(Cool Down)시키는 과정이 필요하다.
본 발명은 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)의 온도가 거의 항상 낮게 유지되는 환경에서 간소화된 설비만으로 극저온 압축기의 초기 기동이 가동하도록 구성되는, 극저온 압축기 시동 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 극저온 압축기; 및 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 저장탱크 상부로 보내는 회수라인;을 포함하고, 상기 압축기가 일정한 온도 이하가 될 때까지 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 상기 회수라인을 통해 상기 저장탱크 상부로 보내, 저장탱크 내부의 액화가스를 분사하여 냉각시키고, 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 냉각시켜 다시 상기 압축기로 보내는 냉각부를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 극저온 압축기 시동 시스템이 제공된다.
상기 회수라인을 통해 상기 압축기에 의해 압축된 가스가 보내진 저장탱크와 다른 저장탱크로부터 배출된 액화가스가, 상기 압축기에 의해 압축된 가스에 분사될 수 있다.
상기 극저온 압축기 시동 시스템은, 상기 회수라인에 설치되는 안티서지밸브를 더 포함할 수 있고, 상기 압축기가 일정한 온도 이하가 될 때까지 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 상기 안티서지밸브를 통해 상기 저장탱크 상부로 보낼 수 있다.
상기 극저온 압축기 시동 시스템은, 상기 저장탱크 내부에 설치되는 펌프를 더 포함할 수 있고, 상기 펌프에 의해 상기 저장탱크 내부의 액화가스가 분사될 수 있다.
상기 저장탱크 내부에 저장된 액화가스는 LNG일 수 있다.
상기 시스템은 LNG 바지선에 적용될 수 있다.
상기 압축기가 일정 온도 이하가 되면, 상기 압축기에 의해 압축된 가스는 엔진 및 보일러 중 하나 이상으로 보내질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 압축기가 일정 온도 이하가 될 때까지 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 저장탱크로 보내 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 분사하여 냉각시키는, 극저온 압축기 시동 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면 설비의 간소화를 통해 선체의 한정된 공간을 효율적으로 사용할 수 있고 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래의 극저온 압축기 초기 구동 시스템을 간략하게 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 극저온 압축기 초기 구동 시스템을 간략하게 도시한 것이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래의 극저온 압축기 초기 구동 시스템을 간략하게 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, LNGC(LNG Carrier) 등에 적용되는 종래의 극저온 압축기 초기 구동 시스템은, 압축기(110, 120)가 일정한 온도 이하로 내려갈 때까지, 압축기(110, 120)에 의해 압축된 가스를 수요처(C)로 보내지 않고, 회수라인(L)을 통해 압축기(110, 120) 상류로 되돌린다.
극저온 압축기는 일정한 온도 이하로 내려갈 때까지 요구되는 압력으로 유체를 압축시킬 수 없으므로, 압축기(110, 120)가 일정한 온도 이하로 내려가기 전에는 압축기(110, 120)에 의해 압축된 가스가 수요처(C)가 요구하는 압력 조건을 만족시킬 수 없기 때문이다.
가스가 압축기(110, 120)에 의해 압축되며 온도가 올라가므로, 압축기(110, 120)에 의해 압축된 후 회수라인(L)을 통해 압축기(110, 120) 상류로 되돌려진 가스를, 냉각부(200)에 의해 냉각시킨 후 다시 압축기(110, 120)로 보낸다.
압축기(110, 120)의 온도가 일정한 온도 이하로 내려갈 때까지, 압축기(110, 120)에 의해 압축된 가스를 회수라인(L)을 통해 압축기(110, 120) 상류로 되돌린 후 냉각부(200)에 의해 냉각시켜 다시 압축기(110, 120)로 보내는 과정을 반복한다.
일반적으로 냉각부(200)는, 액화가스 공급부(S)로부터 공급받은 액화가스를 가스 공급부(N)로부터 공급받은 가스에 분사하여 가스의 온도를 낮추는 인라인믹서(210)와, 인라인믹서(210)를 통과하며 냉각된 가스에 섞인 액적을 분리하여 가스 성분만을 압축기(110, 120)로 공급하는 분리기(220)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 극저온 압축기 초기 구동 시스템을 간략하게 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 극저온 압축기 초기 구동 시스템은, 종래와 달리 냉각부(200)를 포함하지 않고, 압축기(110, 120)의 온도가 일정한 온도 이하로 내려갈 때까지, 압축기(110, 120)에 의해 압축된 가스를 회수라인(L)의 밸브(V)에 의해 저장탱크(T) 상부(Top)로 보낸다.
압축기(110, 120)에 의해 압축된 후 저장탱크(T) 상부로 보내진 가스는, 저장탱크(T) 내부에 설치된 펌프(P)에 의해 공급되는 LNG 등의 액화가스를 분사(Spray)하여 냉각(Cool Down)시킨다.
압축기(110, 120)에 의해 압축된 가스에 분사되는 액화가스는, 회수라인(L)을 통해 압축된 가스가 보내진 저장탱크(T)와 다른 저장탱크(T)로부터 배출된 액화가스일 수도 있고, 동일한 저장탱크(T)로부터 배출된 액화가스일 수도 있다. 또한, 다수개의 저장탱크(T) 내부의 어떤 펌프(P)에 의해서도 모든 저장탱크(T)로 액화가스가 분사될 수 있다. 다만, 압축기(110, 120)에 의해 압축된 증발가스가 저장탱크(T)로 보내지며 저장탱크(T) 내부의 액화가스의 온도가 올라갈 수 있으므로, 더 효율적인 냉각을 위해 회수라인(L)을 통해 압축된 가스가 보내진 저장탱크(T)와 다른 저장탱크(T)로부터 배출된 액화가스를 분사할 수 있다.
밸브(V)는 안티 서지 밸브(Anti Surge Valve)일 수 있고, 펌프(P)는 LNG 스트리핑 펌프(LNG Stripping Pump)일 수 있다.
압축기(110, 120)의 온도가 일정한 온도 이하가 되면, 압축기(110, 120)에 의해 압축된 가스를 수요처(C)로 공급한다. 수요처(C)는, DF 엔진, ME-GI 엔진 등의 엔진, 보일러 등일 수 있다.
본 실시예의 극저온 압축기 초기 구동 시스템은, LNGC 등의 선박과 그 밖의 육상 사용처에서 다양하게 응용되어 적용될 수 있으며, 특히 증발가스의 온도가 급격하게 올라가는 공선항해(Ballast Voyage)가 없고 빈번하게 하역(Loading and Unloading)을 하여 LNG 저장탱크로부터 배출되는 BOG의 온도가 거의 항상 낮게 유지되는 LNG 바지선(LNG Barge)에 바람직하게 적용될 수 있다.
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.
110, 120 : 압축기 200 : 냉각부
210 : 인라인믹서 220 : 분리기
G : 가스연소유닛 C : 수요처
S : 액화가스 공급부 N : 가스 공급부
L : 회수라인 V : 밸브
P : 펌프 T : 탱크

Claims (8)

  1. 극저온 압축기; 및
    상기 압축기에 의해 압축된 가스를 저장탱크 상부로 보내는 회수라인;을 포함하고,
    상기 압축기가 일정한 온도 이하가 될 때까지 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 상기 회수라인을 통해 상기 저장탱크 상부로 보내, 저장탱크 내부의 액화가스를 분사하여, 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 상기 저장탱크 내부에서 냉각시키고,
    상기 압축기에 의해 압축된 가스를 냉각시켜 다시 상기 압축기로 보내는 냉각부가 상기 저장탱크 외부에 설치되지 않는 것을 특징으로 하는, 극저온 압축기 시동 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회수라인을 통해 상기 압축기에 의해 압축된 가스가 보내진 저장탱크와 다른 저장탱크로부터 배출된 액화가스가, 상기 압축기에 의해 압축된 가스에 분사되는, 극저온 압축기 시동 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 회수라인에 설치되는 안티서지밸브를 더 포함하고,
    상기 압축기가 일정한 온도 이하가 될 때까지 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 상기 안티서지밸브를 통해 상기 저장탱크 상부로 보내는, 극저온 압축기 시동 시스템.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 저장탱크 내부에 설치되는 펌프를 더 포함하고,
    상기 펌프에 의해 상기 저장탱크 내부의 액화가스가 분사되는, 극저온 압축기 시동 시스템.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 저장탱크 내부에 저장된 액화가스는 LNG인, 극저온 압축기 시동 시스템.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 시스템은 LNG 바지선에 적용되는, 극저온 압축기 시동 시스템.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 압축기가 일정 온도 이하가 되면, 상기 압축기에 의해 압축된 가스는 엔진 및 보일러 중 하나 이상으로 보내지는, 극저온 압축기 시동 시스템.
  8. 압축기가 일정 온도 이하가 될 때까지 상기 압축기에 의해 압축된 가스를 저장탱크로 보내 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 분사하여 냉각시키는, 극저온 압축기 시동 방법.
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