KR102631877B1

KR102631877B1 - 수상 부체식 설비

Info

Publication number: KR102631877B1
Application number: KR1020217038618A
Authority: KR
Inventors: 마사미 나카야마; 지훈 나
Original assignee: 가부시키가이샤 쇼센 미츠이
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2024-01-30
Also published as: CN113891830A; WO2020241688A1; KR20220002513A; JP6833908B2; JP2020192895A; CN113891830B; SG11202113061YA

Abstract

수상 부체식 설비(1)는 액체 상태의 가스를 저장하는 탱크(15)와, 탱크(15)에 저장된 LNG를 기화하는 LNG 기화기(4)와, LNG 기화기(4)에 의해 기화된 천연 가스를 육상의 설비에 송출하는 가스 송출 수단과, 해수를 도입하는 가열용 해수 펌프(18)와, 천연 가스와, 가열용 해수 펌프(18)에 의해 도입된 해수와의 온도 차에 근거하여, 랭킨 사이클에 의한 발전을 실시하는 발전 시스템을 구비한다.

Description

수상 부체식 설비

본 발명은 수상 부체식 설비에 관한 것이다.

일반적으로, LNG(액화 천연 가스：liquefied natural gas)를 수송하는 선박이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이러한 선박으로 수송된 LNG는 FSRU(부체식(浮體式) LNG 저장·재가스화 설비：floating storage regasification unit)를 통해, 해수의 열을 이용하여 재가스화되어, 육상의 설비에 보내진다. FSRU로 하는 조업에 필요한 전력은 화석 연료 등에 의해 디젤 발전기를 이용해 발전하는 것이 알려져 있다.

하지만, LNG의 냉열을 해수로 따뜻하게 하고, 차가워진 해수가 그대로 바다로 유출되면, 생태계 등의 자연 환경에의 영향이 염려된다. 또, 조업을 위해 디젤 발전기를 이용해 배열을 해수로 냉각하고, 그 해수가 유출되면, 마찬가지로 자연 환경에의 영향이 염려된다.

일본국 공개특허공보 제2019－34665호

본 발명의 실시 형태의 목적은 자연 환경에 있는 물을 이용하는 FSRU로서 기능하여, 자연 환경에의 영향을 억제하는 수상 부체식 설비를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 관점에 따른 수상 부체식 설비는, 액체 상태의 가스를 저장하는 탱크와, 상기 탱크에 저장된 상기 가스를 기화하는 기화 수단과, 상기 기화 수단에 의해 기화된 상기 가스를 육상의 설비에 송출하는 가스 송출 수단과, 자연 환경에 있는 물을 도입하는 물 도입 수단과, 상기 가스와 상기 물 도입 수단에 의해 도입된 상기 물과의 온도 차에 근거하여, 랭킨 사이클에 의한 발전을 실시하는 랭킨 사이클 발전 수단을 포함할 수 있고, 또한, 상기 물 도입 수단에 의해 도입된 상기 물에 근거하여, 상기 랭킨 사이클에서 이용하는 랭킨 사이클용 매체를 가열하기 위한 제1 가열수단과, 상기 탱크의 내부에서 발생하는 기화된 상기 가스를 압축하는 압축수단과, 상기 압축 수단에 의해 압축된 상기 가스를 액화하는 액화 수단과, 상기 압축 수단과 상기 액화 수단을 연결하는 배관에 설치되고 상기 랭킨 사이클용 매체를 상기 압축 수단에 의해 압축된 상기 가스로 가열하기 위한 제3 가열수단을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 수상 부체식 설비의 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 실시 형태에 따른 ORC의 온도/비엔탈피를 나타내는 T－s선도.

(실시 형태)

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 수상 부체식 설비(1)의 구성을 나타내는 구성도이다.

수상 부체식 설비(1)는 LNG를 저장하고, 저장하고 있는 LNG를 재가스화하여 육상의 설비(예를 들면, 가스관)에 고압 가스를 보내는 수상 부체식(해상 부체식)의 LNG 기지이다. 즉, 수상 부체식 설비(1)는 FSRU이다. 또한, 수상 부체식 설비(1)는 항행 가능한 이동체(예를 들면, 선박)이다.

한편, 수상 부체식 설비(1)는 액체 상태의 가스(예를 들면, LNG)를 저장하고, 그 가스를 재가스화(기화)하여 육상에 보내는 기능을 가지며, 바닷물, 강물 또는 호수 등의 물에 뜨는 설비이면, 어떠한 형상과 구조라도 상관없다. 예를 들면, 수상 부체식 설비(1)는 배의 형태를 하고 있지 않아도 되고, 추진 설비가 없어도 된다. 여기에서는, 수상 부체식 설비(1)는 주로, 해양을 항행하는 선박으로 구성된 것에 대해 설명한다.

수상 부체식 설비(1)는 터보 발전기(3), LNG 기화기(4), 유기 매체 순환 펌프(5), 제1 열교환기(6), 제2 열교환기(7), 제3 열교환기(8), 제4 열교환기(9), 제5 열교환기(10), 디젤 발전기(11), 리콘덴서(재액화 장치)(12), LNG 승압 펌프(13), 트림 히터(재가스 온도 조정용 열교환기)(14), LNG 탱크(15), 피드 펌프(feed pump)(16), BOG(boil off gas) 압축기(17), 가열용 해수 펌프(18), 가열 매체 순환 펌프(19), 냉각용 해수 펌프(20), 냉각 청수 승압 펌프(21), 유기 매체 배관(L1), LNG 배관(L2), BOG 배관(L3), 해수 배관(L4), 가열 매체 배관(L5), 냉각 청수 배관(L6), 및, 재가스 배관(L7)을 구비한다.

유기 매체 배관(L1)는 발전 시스템(2)에서 사용되는 유기 매체가 흐르는 배관이다. 유기 매체 배관(L1)는 LNG 기화기(4)와 터보 발전기(3)의 사이를 유기 매체가 순환하도록 구성된다. 유기 매체 배관(L1)은 LNG 기화기(4)로부터 터보 발전기(3)로, 제1 열교환기(6) 및 제2 열교환기(7)를 차례로 거치는 경로를 포함하며, LNG 기화기(4)로부터 제1 열교환기(6)로의 경로에 있어서, 제3 열교환기(8)를 경유하는 경로와 제3 열교환기(8)를 경유하지 않는 경로(바이패스)로 분기되도록 구성된다. BOG 압축기(17)이 동작 중에는, 유기 매체는 제3 열교환기(8)를 경유하는 경로를 흐르고, BOG 압축기(17)가 정지 중에는, 유기 매체는 제3 열교환기(8)를 경유하지 않는 경로를 흐른다. 한편, 유기 매체가 3개의 열교환기(6~8)를 통과하는 순서는, 어떻게 구성되어도 상관없다. 유기 매체는 예를 들면 프로판인데, 가연성 매체가 아니라, 프로판과 열 특성이 가까운 비가연성 매체이여도 된다.

LNG 배관(L2)은 LNG 탱크(15)로부터 리콘덴서(12)에 LNG가 보내지도록 구성된다. LNG는 어떠한 조성이라도 괜찮다.

BOG 배관(L3)은 LNG 탱크(15)의 상부에서부터 리콘덴서(12)로 BOG 압축기(17) 및 제3 열교환기(8)을 차례로 경유하여 BOG(boil off gas)가 보내지도록 구성된다. 또한, BOG 배관(L3)은 디젤 발전기(11)의 연료 공급용으로서 BOG를 보내는 경로가 형성된다. BOG는 LNG 탱크(15)에 축적된 LNG의 일부가 입열에 의해 기화된 기체 상태의 천연 가스이다.

해수 배관(L4)은 제4 열교환기(9) 및 제5 열교환기(10)의 각각으로 배 바깥에서부터 도입된 해수가 보내지고, 제4 열교환기(9) 및 제5 열교환기(10)의 각각으로부터 가열 또는 냉각에 사용된 해수가 배 밖으로 방출되도록 구성된다.

가열 매체 배관(L5)은 가열 매체가 흐르는 배관이다. 가열 매체 배관(L5)은 제4 열교환기(9)와 트림 히터(14)의 사이를 가열 매체가 순환하는 경로, 및 제4 열교환기(9)와 제1 열교환기(6)의 사이를 가열 매체가 순환하는 경로를 포함하도록 구성된다. 가열 매체는 제1 열교환기(6)에 의해 유기 매체를 가열하기 위해 사용되며, 트림 히터(14)의 가열 매체로서도 사용된다.

여기서, 유기 매체를 해수로 직접 가열하면, 해수가 제1 열교환기(6) 안에서 빙결할 리스크가 있다. 이 때문에, 유기 매체와 해수의 중간 매체로서, 부동 열매체인 가열 매체를 사용한다. 예를 들어, 가열 매체는 에틸렌 글리콜 수용액(글리콜수)인데, 프로판 등의 그 밖의 매체일 수도 있다.

냉각 청수 배관(L6)은 디젤 발전기(11)의 에어 쿨러 등에서 엔진 급기를 냉각하기 위한 청수가 흐르는 배관이다. 냉각 청수 배관(L6)은 제5 열교환기(10), 디젤 발전기(11), 및, 제2 열교환기(7)를 차례로 청수가 흘러 순환하도록 구성된다.

재가스 배관(L7)은 LNG 기화기(4)로부터 트림 히터(14)를 통해서 육상의 설비에, 기화(재가스화)된 천연 가스가 송출되도록 구성된다.

발전 시스템(2)은 터보 발전기(3), LNG 기화기(4), 유기 매체 순환 펌프(5), 제1 열교환기(6), 제2 열교환기(7), 제3 열교환기(8), 및, 유기 매체 배관(L1)로 구성된다.

발전 시스템(2)은 유기 매체를 이용한 랭킨 사이클에 의해 발전을 실시하는 유기 랭킨 사이클(ORC, organic Rankine cycle)식 발전 시스템이다. LNG 냉열과 기타 열원과의 온도차를 이용해 터보 발전기(3)에서 발전을 실시한다.

발전 시스템(2)의 동작의 개요는, 다음과 같다. 각 열교환기(6~8)는 유기 매체를 가열(기화)하여 과열 증기를 만든다. 터보 발전기(3)는 열교환기(6~8)에 의해 만들어진 과열 증기를 터빈으로 팽창시켜서, 터빈을 회전시킨다. 터보 발전기(3)는 이 회전력(일)에 의해 발전한다. 터보 발전기(3)의 터빈에서 일을 한 유기 매체는 기체인 상태 그대로 또는 기액 혼합 상태로, LNG 기화기(4)에서 냉각되어 응축·액화되어, 각 열교환기(6~8)로 돌아온다. 발전 시스템(2)은 이 일련의 동작을 반복함으로써, 발전하기 위한 사이클이 이루어진다.

터보 발전기(3)는 날개를 구비한 터빈 로터가 발전기와 접속된 구성이다. 터보 발전기(3)는 증기가 아니라 고분자의 유기 매체를 이용하는 발전기이다.

LNG 기화기(4)는 유기 매체 배관(L1)에 흐르는 유기 매체로부터 열을 흡수하여 LNG를 기화(재가스화)시키기 위한 열교환기이다. 예를 들면, LNG 기화기(4)는 쉘 앤 튜브(shell & tube) 타입이지만, 그 밖의 타입도 괜찮다.

유기 매체 순환 펌프(5)는 LNG 기화기(4)에서 냉각되어 응축·액화된 유기 매체를 승압시켜서, 발전 시스템(2)의 유기 매체 배관(L1)에 유기 매체를 순환시키기 위한 펌프이다. 한편, 유기 매체 순환 펌프(5)의 상류측(LNG 기화기(4)의 후류측)에, 액화된 유기 매체를 일시적으로 저장하는 탱크를 설치해도 무방하다.

제1 열교환기(6)는 유기 매체 배관(L1)에 흐르는 유기 매체와 가열 매체 배관(L5)에 흐르는 가열 매체의 사이에서 열교환함으로써, 가열 매체로 유기 매체를 가열한다. 한편, 제1 열교환기(6)는 사용하지 않을 때가 있어도 되고, 설치하지 않아도 상관없다. 이 경우, 발전 시스템(2)은 제2 열교환기(7) 및 제3 열교환기(8)을 이용하여, 디젤 발전기(11)의 폐열 및 BOG 압축기(17)의 열회수에 의해, 랭킨 사이클을 실시한다. 이 때문에, 수상 부체식 설비(1)는 해수 사용량을 삭감해도 무방하다.

제2 열교환기(7)는 유기 매체 배관(L1)에 흐르는 유기 매체와, 냉각 청수 배관(L6)에 흐르는 청수의 사이에서 열교환함으로써, 청수로 유기 매체를 가열한다. 이에 따라, 제2 열교환기(7)는 디젤 발전기(11)의 폐열을 이용해 유기 매체를 가열한다.

제3 열교환기(8)는 유기 매체 배관(L1)에 흐르는 유기 매체와, BOG 배관(L3)에 흐르는 BOG의 사이에서 열교환함으로써, BOG로 유기 매체를 가열한다.

제4 열교환기(9)는 해수 배관(L4)에 흐르는 해수와, 가열 매체 배관(L5)에 흐르는 가열 매체의 사이에서 열교환함으로써, 해수로 가열 매체를 가열한다.

제5 열교환기(10)는 해수 배관(L4에) 흐르는 해수와, 냉각 청수 배관(L6)에 흐르는 청수의 사이에서 열교환함으로써, 해수로 청수를 냉각한다.

디젤 발전기(11)는 재가스화 처리에 필요한 전력(예를 들면, LNG 승압 펌프(13), BOG 압축기(17), 또는, 가열용 해수 펌프(18)의 전원 등)의 선내의 전력을 조달하기 위한 발전기이다. 디젤 발전기(11)는 중유 및 BOG 압축기(17)로부터 공급되는 BOG를 연료로 해서 연소시켜 발전하는 2원 연료 디젤 발전기이다. 한편, 디젤 발전기(11)는 디젤 기관을 이용하지 않는 다른 발전기이여도 된다.

리콘덴서(12)는 BOG 압축기(17)로부터 공급되는 BOG의 일부를 재액화(재응축)시키기 위한 압력 용기이다. 리콘덴서(12)는 가압된 상태의 내부에서, BOG에 LNG를 분사하는 것에 의한 증발 잠열을 이용하여, BOG의 일부를 재액화(재응축)시킨다. 재액화된 BOG는 분사된 LNG와 혼합되어, LNG 승압 펌프(13)에 의해 LNG 기화기(4)에 보내진다. 한편, 재액화된 BOG는 LNG 탱크(15)로 복귀할 수도 있다.

LNG 승압 펌프(13)는 리콘덴서(12)로부터 공급된 LNG(BOG가 재액화된 것을 포함함)를 승압하고, LNG 기화기(4)를 통해, 육상의 설비에 보내기 위한 펌프이다. LNG 승압 펌프(13)는 육상측의 요구 압력에 맞춰서 설계 토출 압력을 결정한다. LNG 승압 펌프(13)는 공운전 방지를 위해서 액면을 일정 이상으로 유지하는 석션 드럼으로서의 역할을 갖는다.

트림 히터(14)는 가열 매체 배관(L5)에 흐르는 가열 매체와, 재가스 배관(L7)에 흐르는 재가스의 사이에서 열교환함으로써, 가열 매체로 재가스를 가열한다. 가열 매체는, 제4 열교환기(9)에 의해 해수로 가열되는 것이기 때문에, 트림 히터(14)는 가열용 열원으로서 해수를 이용하는 열교환기이다. 트림 히터(14)는 LNG 기화기(4)로부터 재가스 배관(L7)에 이송된 재가스를 가열하여, 재가스의 온도를 조정한다. 트림 히터(14)의 용량은 육상측의 요구 압력에 맞게 결정된다.

LNG 탱크(15)는 LNG를 저장하는 탱크이다. LNG 탱크(15)의 상부에는, 일부의 LNG가 증발·기화한 BOG가 모인다.

피드 펌프(16)는 LNG 탱크(15)의 저면에 설치되며, LNG 배관(L2)에 접속된다. 피드 펌프(16)는 재가스에 필요한 양의 LNG를 LNG 탱크(15)로부터 리콘덴서(12)로 보내기 위한 펌프이다.

BOG 압축기(17)는 LNG 탱크(15)의 상부에 모인 BOG를 흡입하여, 압축해서 리콘덴서(12)에 보내는 가스 압축기이다. BOG 압축기(17)는 LNG 탱크(15)의 압력 제어용으로 사용된다. BOG가 계속 증가하면 LNG 탱크(15)의 내부 압력이 상승하기 때문에, BOG 압축기(17)는 LNG 탱크(15)를 보호하기 위해서, BOG를 압축한다. 압축된 BOG는 리콘덴서(12)에 보내지거나, 또는, 디젤 발전기(11)의 연료로서 소각 처리된다.

가열용 해수 펌프(18)는 해수 배관(L4)에 설치된다. 가열용 해수 펌프(18)는 해수를 배 바깥으로부터 받아들여서, 제4 열교환기(9)에 내보내기 위한 펌프이다.

가열 매체 순환 펌프(19)는 가열 매체를 승압해, 순환시키기 위한 펌프이다. 가열 매체 순환 펌프(19)는 가열 매체 배관(L5)에 설치된다.

냉각용 해수 펌프(20)는 해수 배관(L4)에 설치된다. 냉각용 해수 펌프(20)는 해수를 배 바깥으로부터 받아들여서, 제5 열교환기(10)에 내보내기 위한 펌프이다.

냉각 청수 승압 펌프(21)는 냉각 청수 배관(L6)에 설치된다. 냉각 청수 승압 펌프(21)는 디젤 발전기(11)의 냉각에 이용되는 청수를 승압하여, 디젤 발전기(11), 발전 시스템(2)의 제2 열교환기(7), 제5 열교환기(10)을 차례로 순환시키기 위한 펌프이다.

다음으로, 발전 시스템(2)에 대해 설명한다.

발전 시스템(2)은 유기 매체 배관(L1)에 흐르는 유기 매체의 폐사이클에 의해 이루어져 있다. 유기 매체는 BOG 압축기(17)의 후류의 가스로부터 회수하는 열, 해수로부터 얻은 열, 및, 디젤 발전기(11)의 폐열로부터 얻은 열로 가열·기화된다. 그러한 열과 LNG로부터 얻은 냉열의 차이로 유기 매체를 액화시켜서, 팽창력을 만들어낸다. 터보 발전기(3)는 이 팽창력을 회전 에너지로 변환하여 발전한다.

유기 매체는 유기 매체 순환 펌프(5)에 의해 승압되어 유기 매체 배관(L1)을 순환한다. 유기 매체의 1차 가열로서, 제3 열교환기(8)는 BOG 압축기(17)에 의해 BOG 배관(L3)에 여분으로 주어진 열을 회수한다. 유기 매체의 2차 가열로서, 제1 열교환기(6)는 가열 매체를 통해 해수로부터의 열을 받아들인다. 이 가열 매체는 제4 열교환기(9)를 통해 해수로부터 열을 받아들인다. 유기 매체의 3차 가열(및 기화)로서, 제2 열교환기(7)는 디젤 발전기(11)의 냉각용의 청수에 부여된 폐열을 회수한다. 이러한 가열·기화 과정들을 거쳐, 유기 매체는 발전에 필요한 에너지를 부여받고, 터보 발전기(3)를 통과함으로써, 발전 시스템(2)은 전력을 얻는다.

도 2는 본 실시 형태에 따른, 발전 시스템(2)의 ORC에서 이용되는 유기 매체의 온도/비엔탈피를 나타내는 T－s선도이다. 또한, 도 2에는 유기 매체의 포화 곡선(Cs)를 도시하고 있다.

LNG 기화기(4)로부터 출력된 유기 매체는 유기 매체 순환 펌프(5)에 의해 승압됨으로써, ORC를 실행하도록 유기 매체 배관(L1)을 순환한다(상태 P5).

유기 매체는 제1 열교환기(6)및 제3 열교환기(8)에 의해, 액체 또는 기액 2상으로 가열된다(상태 P6, P8). BOG 압축기(17)이 동작 중에는, 유기 매체는 BOG 압축기(17)의 후류의 열을 회수하기 위해서, 제3 열교환기(8)을 통과한다(상태 P8). BOG 압축기(17)이 정지 중에는, 유기 매체는 제3 열교환기(8)을 통과하지 않는 바이패스를 지난다.

유기 매체는 디젤 발전기(11)의 폐열을 이용한 제2 열교환기(7)에 의해, 가열된다. 이로써, 적어도 일부가 액체인 상태(상태 P7a)로부터, 최종적으로 전량 기화된다(상태 P7b). 기화된 유기 매체는 고온이면서 고압인 상태(상태 P3)로 터보 발전기(3)로 들어가서, 일(발전)을 하고, LNG 기화기(4)로 되돌아온다. 이 때, 유기 매체는 기체 상태(상태 P4a)로부터 액체 상태(상태 P4b)로 되돌아온다.

이어, LNG가 재가스화 되어, 육상의 설비에 보내지는 동작에 대해 설명한다.

LNG 기화기(4)에 의한 LNG의 재가스화를 실시하는 경우, LNG 탱크(15)내의 LNG가 피드 펌프(16)에 의해, 리콘덴서(12)에 보내진다. 또한, LNG 탱크(15)의 상부에 모인 BOG는 BOG 압축기(17)에 의해 제3 열교환기(8)를 통해 리콘덴서(12)에 보내진다. 따라서, 제3 열교환기(8)에 의해 리콘덴서(12)에 보내지기 전에 BOG의 온도는 낮춰진다.

리콘덴서 (12)내에서는, 피드 펌프(16)에 의해 이송된 LNG가 분사되어, BOG 압축기(17)로부터 이송된 BOG의 일부가 재액화된다. 이 때, BOG의 온도가 미리 낮춰져 있음으로 인해, 재액화 효율이 향상되고, 리콘덴서(12)는 더 많은 BOG를 재액화할 수 있다.

재액화된 BOG와 LNG 탱크(15)로부터 이송된 LNG는, LNG 승압 펌프(13)에 의해, 소정의 압력으로 승압되어 LNG 기화기(4)에 보내진다. LNG 기화기(4)는 이송된 LNG를 재가스화해, 트림 히터(14)에 보낸다. 트림 히터(14)는 이송된 천연 가스를 온도 조절하여, 육상의 설비에 보낸다.

본 실시 형태에 따르면, 이하의 작용 효과를 얻을 수 있다.

발전 시스템(2)은 증기를 열원으로 해서 LNG를 가열하는 폐루프식이지만, 중간 매체를 통해 해수(자연 환경에 있는 물)의 열원을 이용해 유기 매체를 재가스화하는 간접 가열 시스템을 채용하고 있기 때문에, 개방 루프식의 이점도 가진다.

구체적으로는, 해수의 열원을 이용하지 않고 재가스화하는 폐루프식과 비교하여, 연료 소비량 및 이산화탄소 배출량을 억제할 수 있다. 또한, 간접 가열 시스템을 채용함으로써, LNG의 냉열로 해수 온도가 저하됨으로 인한 자연 환경(예를 들면, 생태계)에의 영향을 억제할 수 있다. 더욱이, 수상 부체식 설비(1)의 각 기기(LNG 기화기(4) 등)를 해수가 순환하는 것에 의한 리스크(예를 들면, 해수의 빙결로 인한 튜브의 파손 등)를 피할 수 있다.

또, 발전 시스템(2)은 LNG 냉열을 이용한 LNG 냉열발전을 실시하기 위해, 해수에 흘러나오는 LNG 냉열을 더욱 저감시킬 수 있다.

더욱이, 디젤 발전기(11)를 냉각하는 청수(淸水)에 의해, 유기 매체를 가열하기 위한 제2 열교환기(7)를 설치함으로써, 발전 시스템(2)의 에너지 효율을 향상시키고, 해수로서 방출되는 디젤 발전기(11)의 폐열을 저감시킬 수 있다. 이에 따라, 해수 온도가 상승함에 따른 자연 환경에의 영향을 억제할 수 있다.

여기서, 잉여 BOG를 리콘덴서(12)에 보내기 위해서, BOG 압축기(17)를 운전할 필요가 있다. 이로써, BOG의 온도가 올라가고, 재액화 처리에 있어서 여분의 입열이 BOG에게 부여된다. 이 여분의 입열에 의해, 재액화 효율은 떨어지고, LNG 탱크(15)의 내부 압력의 상승 속도가 올라간다. LNG 탱크(15)의 내부 압력이 일정 이상으로 상승하면, LNG 탱크(15)의 보호를 위해, BOG를 소각 처리할 필요가 있다. 이로써, 수상 부체식 설비(1)의 전체적인 에너지 효율이 감소하고, 이산화탄소의 발생량이 증가한다.

그래서, 수상 부체식 설비(1)에서는, BOG에 의해 유기 매체를 가열하기 위한 제3 열교환기(8)를 설치함으로써, 발전 시스템(2)의 에너지 효율을 향상시키고, 리콘덴서(12)에 의한 재액화 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, LNG 탱크(15)의 내부 압력을 효율적으로 저하시킬 수 있고, BOG가 소각 처리되는 양을 줄일 수 있다.

따라서, 수상 부체식 설비(1)는 FSRU에 LNG 냉열을 이용하는 발전 시스템(2)을 적용함으로써, 자연 환경에의 영향을 억제하고, FSRU로 하는 조업에 필요한 에너지를 저감시킬 수 있다.

Claims

액체 상태의 가스를 저장하는 탱크와,
상기 탱크에 저장된 상기 가스를 기화하는 기화 수단과,
상기 기화 수단에 의해 기화된 상기 가스를 육상의 설비에 송출하는 가스 송출 수단과,
자연 환경에 있는 물을 도입하는 물 도입 수단과,
상기 가스와 상기 물 도입 수단에 의해 도입된 상기 물과의 온도 차에 근거하여, 랭킨 사이클에 의한 발전을 실시하는 랭킨 사이클 발전 수단과,
상기 물 도입 수단에 의해 도입된 상기 물에 근거하여, 상기 랭킨 사이클에서 이용하는 랭킨 사이클용 매체를 가열하기 위한 제1 가열수단과,
상기 탱크의 내부에서 발생하는 기화된 상기 가스를 압축하는 압축수단과,
상기 압축 수단에 의해 압축된 상기 가스를 액화하는 액화 수단과,
상기 압축 수단과 상기 액화 수단을 연결하는 배관에 설치되고 상기 랭킨 사이클용 매체를 상기 압축 수단에 의해 압축된 상기 가스로 가열하기 위한 제3 가열수단을 포함하는 수상 부체식 설비.
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제1항에 있어서,
상기 제1 가열수단은 상기 물로 가열되는 중간 매체를 이용하여, 상기 랭킨 사이클용 매체를 가열하는 것을 특징으로 하는 수상 부체식 설비.
제1항에 있어서,
상기 랭킨 사이클 발전 수단과 상이한 다른 발전 수단과,
상기 다른 발전 수단의 냉각에 이용하는 청수에 근거하여, 상기 랭킨 사이클용 매체를 가열하기 위한 제2 가열 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 수상 부체식 설비.
제4항에 있어서,
상기 물 도입 수단에 의해 도입된 상기 물에 근거하여, 상기 청수를 냉각하는 냉각 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 수상 부체식 설비.
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제1항에 있어서,
상기 탱크의 내부에서 발생하는 기화된 상기 가스를 연료로 하는 상기 랭킨 사이클 발전 수단과 상이한 다른 발전 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 수상 부체식 설비.
제1항에 있어서,
상기 물 도입 수단에 의해 도입된 상기 물에 근거하여, 상기 기화 수단에 의해 기화된 상기 가스의 온도를 조절하는 온도 조절 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 수상 부체식 설비.
제1항에 있어서,
물 위를 이동하는 기능을 가진 것을 특징으로 하는 수상 부체식 설비.
제1항에 있어서, 상기 기화 수단과 상기 제1 가열수단을 연결하여 상기 랭킨 사이클용 매체가 유동하는 경로는 상기 제3 가열수단을 경유하는 경로와 상기 제3 가열수단을 바이패스하는 경로로 분기되어 구성되고 상기 압축 수단의 동작 시에 상기 랭킨 사이클용 매체가 상기 제3 가열수단을 경유하는 수상 부체식 설비.
제1항에 있어서, 상기 액화 수단은 상기 압축 수단으로부터 공급되는 상기 가스의 일부를 재액화하는 것으로, 상기 탱크에 있는 액체상태의 가스를 분사하여 재액화하여 상기 기화 수단으로 전달하는 것을 특징으로 하는 수상 부체식 설비.