KR102631167B1 - 선박용 연료가스공급시스템 - Google Patents

선박용 연료가스공급시스템 Download PDF

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Abstract

선박용 연료가스공급시스템을 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 연료가스공급시스템은 액화가스 및 액화가스의 증발가스를 저장하는 저장탱크로부터 증발가스를 공급받아 압축하는 압축부; 압축된 증발가스를 냉매와 열교환하여 액화시키는 열교환부; 저장탱크, 압축부 및 열교환부를 연결하는 재액화라인; 저장탱크로부터 공급받은 액화가스를 수요처로 공급하는 액화가스공급라인; 액화가스공급라인에 마련되며, 저장탱크로부터 공급받은 액화가스를 저장하는 믹서; 재액화라인의 압축부와 열교환부 사이로부터 분기되어 믹서와 연결되며, 압축부에 의해 압축된 증발가스 중 일부를 믹서로 공급하는 합류라인; 믹서 내의 액체 레벨을 측정하는 액체레벨측정기; 및 측정된 액체 레벨을 기초로 합류라인 상에 마련된 조절밸브의 개방 정도를 제어하여, 믹서 내의 액체 레벨을 설정 범위 내에서 유지시키는 제어부;를 포함한다.

Description

선박용 연료가스공급시스템{FUEL SUPPLY PROVIDING SYSTEM USED IN SHIP}
본 발명은 선박용 연료가스공급시스템에 관한 것이다.
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.
연료가스 중에서 널리 이용되고 있는 천연가스(Natural Gas)는 메탄(Methane)을 주성분으로 하며, 통상적으로 그 부피를 1/600로 줄인 액화가스(Liquefied Gas) 상태로 변화되어 저장 및 운반되고 있다.
액화가스를 운반하는 선박은 액화가스를 저장할 수 있도록 단열 처리된 저장탱크를 구비한다. 또, 이러한 선박은 저장탱크에서 자연적으로 발생하는 증발가스(Boiled Off Gas) 또는 저장탱크의 액화가스를 기화시켜 엔진의 연료로 공급하는 연료가스공급시스템을 마련할 수 있다. 선박의 엔진에는 DFDE(Dual Fuel Disel Electric) 엔진 등과 같은 저압(약 5~8bar)의 분사엔진, ME-GI 엔진(Man B&W 사의 Gas Injection 엔진)과 같은 고압(약 150~700bar)의 분사엔진 및 중압(약 16~18bar)의 연료가스로 연소가 가능한 중압가스 분사엔진이 이용될 수 있다.
상술한 연료가스공급시스템은 예컨대 ME-GI 엔진이 필요로 하는 연료 소모량보다 많은 증발가스가 저장탱크 내에 존재하는 경우, 저장탱크 내부의 증발가스를 재액화시켜 저장하기 위한 재액화 수단들을 포함할 수 있다.
구체적으로 재액화 수단들은 저장탱크 내부의 증발가스를 가압하고, 가압된 증발가스를 냉매와의 열교환에 의해 냉각시키고, 냉각된 증발가스를 감압시키는 구성을 포함할 수 있다.
그러나, 이러한 재액화 과정 중 가압에 의해 온도가 올라간 증발가스를 냉매를 통해 냉각시켜야 하므로, 냉매를 순환 공급하는 냉매공급장치의 에너지 소모량이 많이 필요하고, 이는 전체 시스템의 효율성을 떨어뜨릴 수 있다.
이와 관련된 기술로서 한국공개특허 제10-2012-0103409호(2012.09.19. 공개)를 참조하기 바란다.
한국공개특허 제10-2012-0103409호(2012.09.19. 공개)
본 발명의 실시 예는 증발가스 재액화 및 연료공급의 효율성을 함께 향상시킬 수 있는 선박용 연료가스공급시스템을 제공하고자 한다.
또, 재액화할 압축된 증발가스의 양을 줄여, 압축된 증발가스와 열교환되는 냉매를 순환 공급하는 냉매공급장치의 에너지 소모량을 줄일 수 있는 선박용 연료가스공급시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스 및 상기 액화가스의 증발가스를 저장하는 저장탱크로부터 상기 증발가스를 공급받아 압축하는 압축부; 상기 압축된 증발가스를 냉매와 열교환하여 액화시키는 열교환부; 상기 저장탱크, 압축부 및 열교환부를 연결하는 재액화라인; 상기 저장탱크로부터 공급받은 액화가스를 수요처로 공급하는 액화가스공급라인; 상기 액화가스공급라인에 마련되며, 상기 저장탱크로부터 공급받은 액화가스를 저장하는 믹서; 상기 재액화라인의 상기 압축부와 상기 열교환부 사이로부터 분기되어 상기 믹서와 연결되며, 상기 압축부에 의해 압축된 증발가스 중 일부를 상기 믹서로 공급하는 합류라인; 상기 믹서 내의 액체 레벨을 측정하는 액체레벨측정기; 및 상기 측정된 액체 레벨을 기초로 상기 합류라인 상에 마련된 조절밸브의 개방 정도를 제어하여, 상기 믹서 내의 액체 레벨을 설정 범위 내에서 유지시키는 제어부;를 포함하는 선박용 연료가스공급시스템이 제공될 수 있다.
상기 믹서 내의 압력을 측정하는 압력측정기와, 상기 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 상기 압축부를 통과한 유체의 압력과 동일한 압력으로 압축하여 상기 믹서로 공급하되, 상기 측정된 믹서 내의 압력을 기초로 개방 정도가 제어되는 압축펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 믹서로부터 공급받은 유체를 상기 수요처의 요구조건에 맞게 압축시키는 고압펌프와, 상기 압축된 유체를 기화시켜 상기 수요처로 공급하는 기화기를 더 포함하며, 상기 액화가스공급라인은 상기 저장탱크, 압축펌프, 믹서, 고압펌프, 기화기 및 수요처를 순차적으로 연결할 수 있다.
상기 믹서와 상기 재액화라인의 열교환부 전단을 연결하며, 상기 믹서에서 발생한 기체성분을 상기 재액화라인의 열교환부 전단으로 공급하여 상기 압축부에 의해 압축된 증발가스와 함께 혼합되어 상기 열교환부로 유입되도록 하는 재공급라인을 더 포함할 수 있다.
상기 압축부는 교대로 배치된 하나 이상의 압축기와 냉각기를 포함하고, 상기 열교환부에 의해 냉매와 열교환되어 냉각된 상기 혼합 유체를 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 기액분리기와, 상기 분리된 액체성분을 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 열교환되도록 상기 냉각기로 공급하는 액체성분공급라인과, 상기 액체성분공급라인으로부터 분기되어 상기 냉각기와 연결되며, 상기 분리된 액체성분 중 일부를 공급받아 감압시키는 감압밸브를 마련한 감압라인과, 상기 냉각기로부터 상기 감압된 액체성분과 상기 열교환된 액체성분의 혼합물을 공급받아 상기 저장탱크로 보내는 회수라인과, 상기 분리된 기체성분을 상기 재액화라인의 압축부 전단으로 공급하는 기체성분공급라인과, 상기 재액화라인의 압축부 전단에 마련되며, 상기 저장탱크로부터 공급된 증발가스와 상기 기체성분공급라인을 통해 공급된 기체성분을 혼합하여 저장하며, 상기 혼합된 유체 속에 함유된 액체성분의 불순물을 자중에 의해 제거하는 녹아웃드럼을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 선박용 연료가스공급시스템은 증발가스 재액화 및 연료공급의 효율성을 함께 향상시킬 수 있다.
또, 재액화할 압축된 증발가스의 양을 줄여, 압축된 증발가스와 열교환되는 냉매를 순환 공급하는 냉매공급장치의 에너지 소모량을 줄일 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 연료가스공급시스템을 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 연료가스공급시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 연료가스공급시스템(100)은 액화가스 및 액화가스의 증발가스를 저장하는 저장탱크(101)로부터 증발가스를 공급받아 압축하는 압축부(110)와, 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스를 냉매와 열교환하여 액화시키는 열교환부(120)와, 저장탱크(101), 압축부(110) 및 열교환부(120)를 연결하는 재액화라인(L1)과, 저장탱크(101)로부터 공급받은 액화가스를 수요처(E)로 공급하는 액화가스공급라인(L2)과, 액화가스공급라인(L2)에 마련되며, 저장탱크(101)로부터 공급받은 액화가스를 저장하는 믹서(160)와, 재액화라인(L1)의 압축부(110)와 열교환부(120) 사이로부터 분기되어 믹서(160)와 연결되며, 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스 중 일부를 믹서(160)로 공급하는 합류라인(L3)과, 믹서(160) 내의 액체 레벨을 측정하는 액체레벨측정기(180)와, 액체레벨측정기(180)에 의해 측정된 액체 레벨을 기초로 합류라인(L3) 상에 마련된 조절밸브(V1)의 개방 정도를 제어하여, 믹서(160) 내의 액체 레벨을 설정 범위 내에서 유지시키는 제어부(190)를 포함한다.
또, 선박용 연료가스공급시스템(100)은 믹서(160) 내의 압력을 측정하는 압력측정기(170)와, 저장탱크(101)로부터 공급된 액화가스를 압축부(110)를 통과한 유체의 압력과 동일한 압력으로 압축하여 믹서(160)로 공급하되, 압력측정기(170)에 의해 측정된 믹서(160) 내의 압력을 기초로 개방 정도가 제어되는 압축펌프(P3)를 포함한다.
또, 선박용 연료가스공급시스템(100)은 저장탱크(101) 내부에 마련되며, 액화가스를 설정된 압력으로 펌핑하여 액화가스공급라인(L2)을 통해 압축펌프(P3) 쪽으로 공급하는 내부펌프(P2)와, 믹서(160)로부터 공급받은 유체를 수요처(E)의 요구조건에 맞게 압축시키는 고압펌프(P1)와, 고압펌프(P1)에 의해 압축된 유체를 기화시켜 수요처(E)로 공급하는 기화기(130)를 포함한다. 이때 액화가스공급라인(L2)은 내부펌프(P2), 압축펌프(P3), 믹서(160), 고압펌프(P1), 기화기(130) 및 수요처(E)를 순차적으로 연결한다.
또, 선박용 연료가스공급시스템(100)은 믹서(160)와 재액화라인(L1)의 열교환부(120) 전단을 연결하며, 믹서(160)에서 발생한 기체성분을 재액화라인(L1)의 열교환부(120) 전단으로 공급하여 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스와 함께 혼합되어 열교환부(120)로 유입되도록 하는 재공급라인(L11)을 포함한다.
상술한 압축부(110)는 교대로 배치된 하나 이상의 압축기(112)와 냉각기(114)를 포함한다. 그리고, 선박용 연료가스공급시스템(100)은 열교환부(120)에 의해 냉매와 열교환되어 액화된 (혼합) 유체 즉, 재공급라인(L11)을 통해 공급받은 믹서(160) 내의 기체성분과 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스의 혼합물을 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 기액분리기(140)와, 기액분리기(140)에 의해 분리된 액체성분을 압축기(112)에 의해 압축된 증발가스와 열교환되도록 냉각기(114)로 공급하는 액체성분공급라인(L4)과, 액체성분공급라인(L4)으로부터 분기되어 냉각기(114)와 연결되며, 기액분리기(140)에 의해 분리된 액체성분 중 일부를 공급받아 감압시키는 감압밸브(117)를 마련한 감압라인(L5)과, 냉각기(114)로부터 감압밸브(117)에 의해 감압된 액체성분과 압축된 증발가스와 열교환된 액체성분의 혼합물을 공급받아 저장탱크(101)로 보내는 회수라인(L6)과, 기액분리기(140)에 의해 분리된 기체성분을 재액화라인(L1)의 압축부(110) 전단으로 공급하는 기체성분공급라인(L7)을 포함한다.
또, 선박용 연료가스공급시스템(100)은 재액화라인(L1)의 압축부(110) 전단에 마련되며, 재액화라인(L1)을 통해 저장탱크(101)로부터 공급된 증발가스와 기체성분공급라(L6)인을 통해 공급된 기체성분을 혼합하여 저장하며, 해당 혼합된 유체 속에 함유된 액체성분의 불순물을 자중에 의해 제거하는 녹아웃드럼(150, Knock out-drum)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 선박용 연료가스공급시스템(100)은 각종 액화연료 운반선, 액화연료 RV(Regasification Vessel), 컨테이너선, 일반상선, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등을 포함하는 선박에 적용될 수 있다.
이하, 각 구성요소에 대해서 구체적으로 설명한다.
상술한 저장탱크(101)는 단열상태를 유지하면서 연료를 액화상태로 저장하는 멤브레인형 탱크, SPB형 탱크 등을 포함할 수 있다. 저장탱크(101)에 저장된 액화가스는 액화상태로 저장할 수 있는 LNG(Liquefied Natural Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), DME(Dimethylether), 에탄(Ethane) 중 어느 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서는 저장탱크(101)에 에탄이 저장된 것을 예로 들어 설명한다.
저장탱크(101) 내부에는 내부펌프(P2)가 마련될 수 있으며, 내부펌프(P2)에 의해 펌핑된 액화가스는 액화가스공급라인(L2)을 통해 압축펌프(P3)로 전달된다.
압축부(110)는 재액화라인(L1)을 통해 저장탱크(101)로부터 증발가스를 공급받아 압축하며, 교대로 배치된 하나 이상의 압축기(112; 112a~112c)와 냉각기(114; 114a~114c)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 3단으로 마련된 다단방식의 압축부(110)를 예로 들어 설명한다. 예컨대, 각각의 압축기(112a~112c)와 냉각기(114a~114c)를 통과한 증발가스의 최종 압력과 온도는 30barA, 40℃일 수 있다. 여기서, 제2냉각기(114b)와 제3냉각기(114c)는 각각 글리콜워터와 해수를 이용하여 압축된 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 제1냉각기(114a)는 관련된 구성과 함께 후술하기로 한다.
열교환부(120)는 냉매순환라인(L10)을 통해 순환 공급되는 냉매와 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스 간 열교환을 수행한다. 이때, 열교환부(120)는 후술할 재공급라인(L11)을 통해 믹서(160)에서 발생한 기체성분이 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스와 혼합되어 들어올 경우, 해당 혼합 유체를 냉매와 열교환시킬 수 있다. 재공급라인(L11)을 통해 믹서(160)로부터 공급되는 기체성분은 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스와 혼합되어 온도를 떨어뜨린다.
냉매는 냉매공급장치(125)로부터 공급될 수 있고, 열교환된 냉매는 냉매공급장치(125)에 의해 설정된 온도로 냉각된 후, 냉매순환라인(L10)을 통해 순환 공급될 수 있다. 따라서, 냉매를 설정된 온도로 맞추어 순환 공급하기 위해서 냉매공급장치(125)에 의해 에너지가 소비된다. 이러한 에너지 소모량을 줄이고 전체 시스템 효율을 향상시키기 위해, 본 발명의 실시 예를 통해 재액화할 증발가스의 양을 줄일 수 있다.
이를 위해, 재액화라인(L1)의 압축부(110)와 열교환부(120) 사이로부터 분기된 합류라인(L3)은, 액화가스공급라인(L2)의 믹서(160)와 연결되며, 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스 중 일부를 믹서(160)로 합류시켜 수요처(E)의 연료로 공급되도록 한다. 이를 통해 압축부(110)에 의해 가압되어 온도가 올라간 증발가스에 대한 재액화 양을 줄일 수 있다.
믹서(160)는 액화가스공급라인(L2)을 통해 저장탱크(101)로부터 공급받은 액화가스와 합류라인(L3)을 통해 공급받은 압축된 증발가스를 혼합하여 저장한다. 합류라인(L3)을 통해 공급된 압축된 증발가스는 이미 압축부(110)에 의해 가압된 상태이므로, 그 온도가 저장탱크(101) 내의 액화가스(예컨대 에탄)처럼 낮지 않아도 믹서(160)에서 저장탱크(101)로부터 공급된 액화가스와 혼합되어 액체상태로 상변환될 수 있다.
믹서(160)는 기액분리기의 기능도 동시에 수행하므로 고압펌프(P1)에 기체성분이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 믹서(160)에서 액체로 변환되지 않은 기체성분은 재공급라인(L11)을 통해 재액화라인(L1)의 열교환부(120) 전단 즉, 구체적으로 재액화라인(L1)으로부터 합류라인(L3)이 분기되는 지점(P) 후단으로 공급되고, 이는 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스와 함께 혼합되어 열교환부(120)로 유입된다. 재공급라인(L11)을 통해 공급되는 기체성분은 믹서(160)에서 온도가 떨어진 상태이므로, 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스와 혼합되어 온도를 떨어뜨린 상태에서 열교환부(120)로 유입된다.
따라서, 열교환부(120)로 유입된 유체를 액화시키기 위해, 냉매의 냉열을 일정 온도로 유지시키면서 열교환부(120)로 순환 공급하는 냉매공급장치(125)의 에너지 소모량이 줄어들게 되며, 이는 전체 시스템의 효율성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상술한 믹서(160) 운용에 있어서, 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스 중 일부가 합류라인(L3)을 통해 믹서(160)로 흐를 때 과량을 감지하기 위해, 합류라인(L3)을 통해 믹서(160)로 흐르는 압축된 증발가스의 양을 제어해야 할 필요성이 있다.
이를 위해 액체레벨측정기(180)는 믹서(160) 내의 액체 레벨을 측정하며, 제어부(190)는 액체레벨측정기(180)에 의해 측정된 액체 레벨을 기초로 합류라인(L3) 상에 마련된 조절밸브(V1)의 개방 정도를 제어하여, 믹서(160) 내의 액체 레벨을 설정 범위 내에서 유지시킨다.
구체적으로 과량의 압축된 증발가스가 믹서(160)로 유입된 경우, 믹서(160) 내부의 온도가 상승하여 기체성분의 양이 증가되고, 액체 레벨은 떨어지게 된다. 이 경우, 제어부(190)는 합류라인(L3) 상의 조절밸브(V1)를 폐쇄시키거나 개방 정도를 작게 하여 믹서(160) 내부로 유입되는 압축된 증발가스의 양을 줄일 수 있다. 반대로 믹서(160) 내부의 액체 레벨이 증가한 경우에는 온도가 충분히 낮다는 것을 의미하므로, 합류라인(L3) 상의 조절밸브(V1)의 개방 정도를 크게 하여 믹서(160)로 유입되는 압축된 증발가스의 양을 증가시킬 수 있다.
또, 수요처(E)의 로드(load)가 늘어 연료 사용량이 증가한 경우, 믹서(160) 내부의 압력이 떨어지므로, 믹서(160) 내부의 압력을 설정 범위 내에서 유지시킬 필요가 있다. 이를 위해 압력측정기(170)는 믹서(160) 내의 압력을 측정하고, 압력측정기(170)에 의해 측정된 믹서(160) 내의 압력을 기초로 압축펌프(P3)의 개방 정도가 제어될 수 있다. 이때, 압력측정기(170)에 의해 측정된 압력 값은 상술한 제어부(190)로 전달될 수 있다.
제어부(190)는 믹서(160) 내의 압력이 설정 값 미만으로 떨어지는 경우, 압축펌프(P3)를 제어하여 액화가스공급라인(L2)을 통해 믹서(160) 내부로 공급되는 액화가스의 양을 증가시킬 수 있다. 반대로 믹서(160) 내의 압력이 설정 값을 초과한 경우, 압축펌프(P3)를 제어하여 액화가스공급라인(L2)을 통해 믹서(160) 내부로 공급되는 액화가스의 양을 감소시킬 수 있다.
이때, 압축펌프(P3)는 상술한 압축부(110)를 통과한 유체(증발가스)의 압력과 동일한 압력으로 저장탱크(101)로부터 공급된 액화가스를 가압하여 믹서(160)로 보낼 수 있다. 예컨대 압축펌프(P3)에 의해 가압된 액화가스는 압축부(110)를 통과한 유체의 압력과 동일한 30barA의 압력을 가질 수 있고, 이때의 온도는 대략 -91℃일 수 있다.
액화가스공급라인(L2)에 마련된 고압펌프(P1)는 믹서(160)로부터 공급받은 유체를 수요처(E)의 요구조건에 맞게 압축시킨다. 예컨대, 고압펌프(P1)를 통과한 유체는 380barA, -70℃의 상태일 수 있다.
기화기(130)는 고압펌프(P1)에 의해 압축된 유체를 기화시켜 수요처(E)로 공급한다. 기화기(130)를 통과한 유체는 380barA, -45℃의 상태일 수 있다.
수요처(E)는 예컨대 에탄을 연료로 사용하는 ME-LGI 엔진 등을 포함할 수 있다.
한편, 압축부(110)에 의해 압축된 증발가스(A)와 믹서(160)로부터 공급된 기체성분(B)은 합류되어 재액화라인(L1)을 통해 열교환부(120)로 흘러 들어가 냉매와 열교환되어 액화된 후, 기액분리기(140)로 공급된다.
기액분리기(140)는 열교환부(120)를 통과한 해당 유체(A+B)를 기체성분과 액체성분으로 분리시킨다.
여기서, 기액분리기(140)에 의해 분리된 액체성분은 액체성분공급라인(L4)을 통해 제1압축기(112a)에 의해 압축된 증발가스와 열교환되도록 제1냉각기(114a)에 포함된 냉각열교환기(115)로 공급된다. 본 발명의 실시 예에서는 기액분리기(140)에 의해 분리된 액체성분이 제1냉각기(114a)에 공급되는 것을 예로 들어 설명하지만, 다른 예에서는 제2냉각기(114b) 또는 제3냉각기(114c)에 공급되어, 압축기(112)에 의해 압축된 증발가스를 냉각시키는 데에 사용될 수 있다.
그리고, 액체성분공급라인(L4)으로부터 분기되어 제1냉각기(114a)와 연결된 감압라인(L5)을 통해 기액분리기(140)에 의해 분리된 액체성분 중 일부가 감압밸브(117)로 공급되어 감압된 후 제1냉각기(114a)로 유입된다.
상술한 열교환부(120)에 의해 냉매와 열교환되어 액화된 유체(A+B)는 30barA, -36℃의 액체상태를 유지할 수 있으나, 이는 저장탱크(101)로 바로 저장될 경우, 기체상태로 변환될 수 있는 정도이기 때문에, 저장탱크(101)에 저장되어도 액체상태를 유지할 수 있도록 할 필요성이 있다.
이에, 본 발명의 실시 예에서는 기액분리기(140)에 의해 분리된 액체성분 중 일부를 감압라인(L5)을 통해 감압밸브(117)로 공급하여 3.5barA, -80℃로 변환시킨 후, 제1냉각기(114a)로 공급한다. 이를 통해 액체성분공급라인(L4)을 통해 냉각열교환기(115)로 공급되어 압축된 증발가스와 열교환된 기액분리기(140)에 의해 분리된 액체성분과 상술한 감압밸브(117)에 의해 감압된 액체성분의 혼합물이 29barA, -59℃의 상태로 변환되어 회수라인(L6)을 통해 저장탱크(101)에 액체상태로 저장될 수 있게 된다.
기체성분공급라인(L7)은 기액분리기(140)에 의해 분리된 기체성분을 재액화라인(L1)의 압축부(110) 전단으로 공급한다.
이때, 재액화라인(L1)의 압축부(110) 전단에 마련된 녹아웃드럼(150)은 재액화라인(L1)을 통해 저장탱크(101)로부터 공급된 증발가스와 기체성분공급라(L6)인을 통해 공급된 기체성분을 혼합하여 저장하며, 혼합된 유체 속에 함유된 액체성분의 불순물을 자중에 의해 제거한다. 에탄을 화물로 저장하는 선박의 경우, 프로판이나 부탄과 같은 물질이 함유될 수 있다. 이때 강한 유동현상이 발생한 경우, 액체성분의 프로판이나 부탄과 같은 물질이 오일 방울 형태로 증발가스에 함유된 상태에서 압축부(110)로 흘러가 압축부(110)의 성능에 문제를 발생시킬 수 있다.
이에, 본 발명의 실시 예에서는 녹아웃드럼(150)을 통해 오일 방울(Oil Droplet) 형태의 액체성분이 자중에 의해 정제될 수 있도록 하여, 증발가스에 딸려온 액체성분이 분리될 수 있도록 한다. 녹아웃드럼(150)에서 분리된 액체성분은 도시하지는 않았으나 저장탱크(101)로 회수될 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
101: 저장탱크 110: 압축부
112: 압축기 114: 냉각기
117: 감압밸브 120: 열교환부
125: 냉매공급장치 130: 기화기
140: 기액분리기 150: 녹아웃드럼
160: 믹서 170: 액체레벨측정기
180: 압력측정기 190: 제어부
L1: 재액화라인 L2: 액화가스공급라인
L3: 합류라인 L4: 액체성분공급라인
L5: 감압라인 L6: 회수라인
L7: 기체성분공급라인 L10: 냉매순환라인
L11: 재공급라인 P1: 고압펌프
P2: 내부펌프 P3: 압축펌프
V1: 조절밸브

Claims (5)

  1. 액화가스 및 상기 액화가스의 증발가스를 저장하는 저장탱크로부터 상기 증발가스를 공급받아 압축하는 압축부;
    상기 압축된 증발가스를 냉매와 열교환하여 액화시키는 열교환부;
    상기 저장탱크, 압축부 및 열교환부를 연결하는 재액화라인;
    상기 저장탱크로부터 공급받은 액화가스를 수요처로 공급하는 액화가스공급라인;
    상기 액화가스공급라인에 마련되며, 상기 저장탱크로부터 공급받은 액화가스를 저장하는 믹서;
    상기 재액화라인의 상기 압축부와 상기 열교환부 사이로부터 분기되어 상기 믹서와 연결되며, 상기 압축부에 의해 압축된 증발가스 중 일부를 상기 믹서로 공급하는 합류라인;
    상기 믹서 내의 액체 레벨을 측정하는 액체레벨측정기; 및
    상기 측정된 액체 레벨을 기초로 상기 합류라인 상에 마련된 조절밸브의 개방 정도를 제어하여, 상기 믹서 내의 액체 레벨을 설정 범위 내에서 유지시키는 제어부;를 포함하고,
    상기 믹서와 상기 재액화라인에서 상기 합류라인이 분기되는 지점 후단을 연결하며, 상기 믹서에서 발생한 기체성분을 상기 재액화라인의 열교환부 전단으로 공급하여 상기 압축부에 의해 압축된 증발가스와 함께 혼합되어 상기 열교환부로 유입되도록 하는 재공급라인을 포함하는 선박용 연료가스공급시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 믹서 내의 압력을 측정하는 압력측정기와,
    상기 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 상기 압축부를 통과한 유체의 압력과 동일한 압력으로 압축하여 상기 믹서로 공급하되, 상기 측정된 믹서 내의 압력을 기초로 개방 정도가 제어되는 압축펌프를 더 포함하는 선박용 연료가스공급시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 믹서로부터 공급받은 유체를 상기 수요처의 요구조건에 맞게 압축시키는 고압펌프와,
    상기 압축된 유체를 기화시켜 상기 수요처로 공급하는 기화기를 더 포함하며,
    상기 액화가스공급라인은 상기 저장탱크, 압축펌프, 믹서, 고압펌프, 기화기 및 수요처를 순차적으로 연결하는 선박용 연료가스공급시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압축부는 교대로 배치된 하나 이상의 압축기와 냉각기를 포함하고,
    상기 열교환부에 의해 냉매와 열교환되어 냉각된 혼합 유체를 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 기액분리기와,
    상기 분리된 액체성분을 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스와 열교환되도록 상기 냉각기로 공급하는 액체성분공급라인과,
    상기 액체성분공급라인으로부터 분기되어 상기 냉각기와 연결되며, 상기 분리된 액체성분 중 일부를 공급받아 감압시키는 감압밸브를 마련한 감압라인과,
    상기 냉각기로부터 상기 감압된 액체성분과 상기 열교환된 액체성분의 혼합물을 공급받아 상기 저장탱크로 보내는 회수라인과,
    상기 분리된 기체성분을 상기 재액화라인의 압축부 전단으로 공급하는 기체성분공급라인과,
    상기 재액화라인의 압축부 전단에 마련되며, 상기 저장탱크로부터 공급된 증발가스와 상기 기체성분공급라인을 통해 공급된 기체성분을 혼합하여 저장하며, 상기 혼합된 유체 속에 함유된 액체성분의 불순물을 자중에 의해 제거하는 녹아웃드럼을 더 포함하는 선박용 연료가스공급시스템.
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