KR102647308B1 - 재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법 - Google Patents

재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102647308B1
KR102647308B1 KR1020190006710A KR20190006710A KR102647308B1 KR 102647308 B1 KR102647308 B1 KR 102647308B1 KR 1020190006710 A KR1020190006710 A KR 1020190006710A KR 20190006710 A KR20190006710 A KR 20190006710A KR 102647308 B1 KR102647308 B1 KR 102647308B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
regasification
gas
boiler
liquefied gas
receives
Prior art date
Application number
KR1020190006710A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200089895A (ko
Inventor
남병탁
오형림
Original Assignee
한화오션 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화오션 주식회사 filed Critical 한화오션 주식회사
Priority to KR1020190006710A priority Critical patent/KR102647308B1/ko
Publication of KR20200089895A publication Critical patent/KR20200089895A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102647308B1 publication Critical patent/KR102647308B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C1/00—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air
    • F23C1/08—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air liquid and gaseous fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0171—Arrangement
    • F17C2227/0185—Arrangement comprising several pumps or compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/05—Regasification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 재기화 선박의 재기화 시트템은 재기화 선박에 마련되며 액화가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 액화가스를 공급받아 선외 이송될 재기화 가스를 생성하는 재기화부; 및 상기 재기화부에 상기 액화가스를 재기화하기 위한 열원으로 공급될 스팀을 생산하는 재기화 보일러;를 포함하되, 상기 재기화 보일러는 상기 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 연료로 공급받아 연소시켜 스팀을 생산하는 것을 특징으로 한다.

Description

재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법{Re-gasifying System And Method For Regasification Ship}
본 발명은 재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재기화 선박에서 저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 보일러의 연료로 공급하여 스팀을 생산하고, 보일러에서 생산된 스팀을 열원으로 액화가스를 재기화하여 선외 이송하는 재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있다. 액화가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는, 액화된 상태로 액화가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. LNG나 LPG 등의 액화가스는 천연가스 혹은 석유가스를 극저온(LNG의 경우 약 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭 감소하므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG가 사용되는 선박은 대표적으로 LPG 운반선, LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating, Storage, Regasification Unit)와 같이 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물 등을 예로 들 수 있다.
LNG가 사용되는 선박 중 LNG 재기화 선박은 초저온 액체상태의 LNG를 저장하고, 이를 재기화시켜 육상의 수요처로 공급할 수 있는 기능을 갖는 선박 또는 부유구조물을 말하는데, 해상에 부유한 상태에서 LNG의 저장 및 재기화 목적을 갖는 해상 부유구조물 형태의 LNG FSRU와 LNG 운반선의 기능을 가지면서 재기화의 목적을 갖는 자체 추진능력을 갖는 선박 형태의 LNG RV 등이 이에 해당한다.
이러한 LNG 재기화 선박은, 해상에서 쉽게 얻을 수 있는 해수 또는 공기 등을 열원으로 LNG를 재기화시켜 육상의 가스 수요처로 공급할 수 있다.
LNG 재기화 선박에서는 LNG 저장탱크에서 자연발생하는 BOG를 압축하거나, LNG를 펌핑하여 고압으로 압축한 후 재기화시켜 이를 선외 이송할 수 있다.
이를 위해 선박에는, LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG를 압축하여 이를 LNG 저장탱크에서 펌핑된 LNG와 혼합하는 리컨덴서, 리컨덴서에서 응축된 LNG를 공급받아 고압으로 압축하는 HP 펌프, HP 펌프에서 압축된 LNG를 공급받아 기화시키는 기화기, 기화기에서 기화된 가스를 선박의 외부로 이송하는 계측 유닛(metering unit), 열교환기, 매니폴드 등이 구성될 수 있다.
저온의 LNG를 재기화하기 위해서는 많은 열 에너지를 요하는데, 선박에서 구하기 쉬운 해수로부터 열원을 공급하는 경우 다량의 해수가 필요하며, 열원으로 사용 후 냉각된 다량의 해수를 그대로 선외 배출하는 것은 주변의 해양 생태계에 악영향을 주고 해양 생태계를 파괴할 수 있어, 각 국가들에서는 이를 규제하고 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 재기화 선박에 마련되며 액화가스를 저장하는 저장탱크;
상기 저장탱크로부터 액화가스를 공급받아 선외 이송될 재기화 가스를 생성하는 재기화부; 및
상기 재기화부에 상기 액화가스를 재기화하기 위한 열원으로 공급될 스팀을 생산하는 재기화 보일러;를 포함하되,
상기 재기화 보일러는 상기 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 연료로 공급받아 연소시켜 스팀을 생산하는 것을 특징으로 하는 재기화 선박의 재기화 시스템이 제공된다.
바람직하게는 상기 재기화부는, 상기 액화가스를 공급받아 압축하는 고압 펌프; 상기 고압 펌프에서 압축된 상기 액화가스를 공급받아 열매체와의 열교환으로 재기화시키는 기화기; 및 상기 기화기로부터 재기화된 재기화 가스를 공급받아 추가 가열하는 트림 히터;를 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 재기화부는, 상기 기화기에서 열교환될 열매체가 순환하는 열매체 순환라인; 상기 열매체 순환라인에 마련되어 상기 열매체를 펌핑하는 열매체 펌프; 및 상기 열매체 펌프의 후단에 마련되는 열매체 히터;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 재기화 보일러에서 생산된 스팀은 상기 트림 히터 및 상기 열매체 히터 중 적어도 하나에 열원으로 공급되고, 상기 트림 히터 및 상기 열매체 히터는 상기 재기화 보일러에서 생산된 스팀 및 해수 중 적어도 하나를 열원으로 공급받아 운전될 수 있다.
바람직하게는 상기 재기화부는, 상기 액화가스를 공급받아 압축하는 고압 펌프; 및 상기 고압 펌프에서 압축된 상기 액화가스를 공급받아 상기 재기화 보일러에서 생산된 스팀을 열원으로 재기화 가스를 생성하는 스팀 히터;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 재기화부를 거쳐 재기화 후 선외 이송되는 상기 재기화 가스의 유량을 측정하는 미터링 유닛; 및 상기 미터링 유닛의 하류에 마련되며 상기 재기화 가스를 선외 이송하는 배관이 연결되는 매니폴드;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 재기화 보일러에 오일을 공급하는 제1 오일 연료공급부; 상기 저장탱크에서 발생하는 상기 증발가스를 공급받아 압축하는 컴프레서; 및 상기 컴프레서에서 압축된 상기 증발가스를 공급받아 가열하여 상기 재기화 보일러로 공급하는 보일러연료히터; 를 더 포함하고, 상기 재기화 보일러는 상기 증발가스 및 오일을 연료로 공급받을 수 있는 이중 연료(Dual Fuel) 타입으로 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 저장탱크에 마련되며 상기 액화가스를 펌핑하여 이송하는 피드 펌프; 및 상기 컴프레서에서 압축된 상기 증발가스를 상기 피드 펌프에 의해 이송되는 상기 액화가스로 냉각하는 리컨덴서; 를 더 포함하고, 상기 리컨덴서에서 응축된 액화가스는 상기 고압 펌프로 공급될 수 있다.
바람직하게는, 상기 컴프레서에서 압축된 상기 증발가스를 공급받아 상기 전력을 생산하는 엔진; 상기 컴프레서로부터 압축된 상기 증발가스를 공급받아 상기 엔진의 연료공급조건에 맞추어 가열하여 상기 엔진으로 공급하는 엔진연료히터; 및 상기 엔진에 오일을 공급하는 제2 오일 연료공급부; 를 더 포함하고, 상기 엔진은 상기 증발가스 및 오일을 연료로 공급받을 수 있는 이중 연료(Dual Fuel) 타입으로 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 재기화 선박에서 저장탱크에 저장된 액화가스를 재기화하여 선외 이송하되,
상기 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 보일러의 연료로 공급하여 스팀을 생산하고, 보일러에서 생산된 스팀을 열원으로 상기 액화가스를 재기화하는 것을 특징으로 하는 재기화 선박의 재기화 방법이 제공된다.
본 발명에서는 재기화 선박에서 증발가스를 보일러로 공급하여 스팀을 생산하고, 스팀을 액화가스의 재기화를 위한 열원으로 공급함으로써 재기화 선박에서 사용되는 해수의 사용을 줄이고, 과냉각된 저온 해수의 배출로 인한 선박 주변 해양 생태계 영향을 줄이고, 재기화 선박 설치 지역의 환경 규제 기준을 충족할 수 있다.
또한, 해수를 열원으로 할 때에 비해 열매체의 온도를 높게 운전할 수 있어 기화기 등 장비의 크기를 줄일 수 있고, 극지방이나 저온 지역으로 해수의 온도가 낮은 지역에서도 재기화시스템을 효과적으로 운용할 수 있다.
나아가 해수 취수를 위한 펌프 등의 사용을 줄여 운영비용을 절감하고, 연료로 소비되는 증발가스의 양을 늘려 저장탱크의 압력을 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 재기화 선박의 재기화 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 재기화 선박의 재기화 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 재기화 선박의 재기화 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 재기화 보일러 구조의 일 예를 개략적으로 도시한다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1 내지 3은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 재기화 선박의 재기화 시스템을 각각 개략적으로 도시하며, 도 4는 본실시예들에 따른 재기화 선박의 재기화 시스템에 구성되는 재기화 보일러의 일 예에서의 개략적인 구조를 도시한다.
본 제1 내지 제3 실시예에서의 액화가스는 저온에서 액화시켜 수송될 수 있고, 저장된 상태에서 증발가스가 발생하며 엔진 등의 연료로 공급되고, 재기화하여 이송될 수 있는 모든 종류의 액화가스에 적용될 수 있다. 이러한 액화가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화석유화학가스일 수 있다. 다만, 후술하는 실시예들에서는 대표적인 액화가스인 LNG를 예로 들어 설명한다.
또한 후술하는 실시예들에서 재기화 선박은 초저온 액체상태의 LNG를 저장하고, 이를 재기화시켜 육상의 수요처 등 선외로 공급할 수 있는 기능을 갖는 선박 또는 부유식 구조물로, 대표적인 예를 들면, FSRU 및 LNG RV 등이 이에 해당된다.
도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 재기화 선박의 재기화 시스템은, 재기화 선박에 마련되며 액화가스를 저장하는 저장탱크(T)와, 저장탱크로부터 액화가스를 공급받아 선외 이송될 재기화 가스를 생성하는 재기화부(100), 재기화부에 액화가스를 재기화하기 위한 열원으로 공급될 스팀을 생산하는 재기화 보일러(200)를 포함하여 구성된다.
본 실시예들에서 재기화 보일러(200)는 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 연료로 공급받아 연소시켜 스팀을 생산하여 재기화부(100)로 공급하는 것을 특징으로 한다.
재기화부(100)에는, 액화가스를 공급받아 압축하는 고압 펌프(110), 고압 펌프에서 압축된 액화가스를 공급받아 열매체와의 열교환으로 재기화시키는 기화기(120), 기화기로부터 재기화된 재기화 가스를 공급받아 추가 가열하여 선외 이송될 재기화 가스의 온도를 조절하는 트림 히터(150) 등의 장치가 가스 재기화 라인(RL)을 따라 마련될 수 있다. 고압 펌프는 액화가스를 공급받아 선외 소비처에서 필요로 하는 압력, 예를 들어 50 내지 100 barg의 압력으로 압축하여 기화기로 공급할 수 있다.
본 제1 내지 제3 실시예들에서 재기화부의 기화기(120)는 Indirect 방식으로 액화가스를 재기화시키는 장치로, 열매체가 열매체 순환라인을 따라 순환하면서 액화가스와 열교환을 통해 액화가스를 재기화시킨다. 이를 위해 재기화부의 열매체 순환라인(GL)에는 열매체를 펌핑하는 하나 또는 복수의 열매체 펌프(130), 열매체 펌프 후단의 열매체 히터(140)가 마련된다. 열매체 순환라인을 순환하는 열매체는 예를 들어 글리콜 워터일 수 있고, 열매체 순환라인에는 열매체의 팽창 및 수축으로 인한 부피 변화를 감당하기 위한 버퍼 탱크(미도시)가 추가로 마련될 수 있다.
재기화 보일러에서 생산된 스팀은 재기화부(100)의 트림 히터(150) 및 열매체 히터(140) 중 적어도 하나에 열원으로 공급될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 제1 실시예에서는 열매체 히터(140)와 트림 히터(150) 모두에 재기화 보일러(200)에서 생산된 스팀을 열원으로 공급하도록 구성하였고, 도 2에 도시된 바와 같이 제2 실시예에서는 열매체 순환라인(GL)에서 열매체 히터(140)의 상류에 해수와 열교환을 통해 열매체를 가열하는 해수 히터(160)를 추가로 마련하여 열매체를 해수로 1차 가열 후 스팀으로 2차 가열하여 기화기(120)로 공급하고, 트림 히터(150)에도 해수를 열원으로 공급하도록 구성한 시스템이다. 도 3에 도시된 제3 실시예의 시스템은 열매체 히터(140)와 트림 히터(150)에 스팀을 열원으로 공급하면서, 열매체 히터 전단의 해수 히터(160)와 트림 히터에 해수도 열원으로 공급할 수 있도록 구성한 시스템이다. 이와 같이 각각의 히터는 스팀 또는 해수를 열원으로 공급받을 수도 있고, 스팀과 해수 모두를 복합적으로 열원으로 공급받을 수도 있다. 히터와 스팀 히터는 별도로 구성할 수도 있으나, 일체형으로 제작될 수도 있다.
해수 배출 온도가 특정 온도로 지정되어 있는 경우 제한 온도까지만 해수를 열원으로 사용하도록 하고, 나머지 재기화를 위한 열원으로는 스팀을 이용할 수 있고, 해수의 온도가 높은 경우 스팀 히터의 부하를 가변적으로 운용하면서 스팀 히터로 일정 부분까지 재기화한 후 해수를 열원으로 트림 히터에서 제한 온도까지 해수의 열을 사용하도록 구성할 수도 있다. 해수 배출 온도의 제한이 없는 지역에서는 해수만을 재기화를 위한 열원으로 히터에 공급하도록 운용할 수도 있다.
이와 같이 트림 히터 및 열매체 히터는 재기화 보일러(200)에서 생산된 스팀 및 해수를 열원으로 공급받아 운전될 수 있으며, 제1 내지 제3 실시예 외에도 다양한 조합으로 구성할 수 있다. 이를 통해 열매체의 온도가 해수를 열원으로 할 때보다 높아질 수 있어 기화기의 크기를 줄일 수 있고, 해수 배출 온도 제한을 준수하며, 저온 해수 배출에 의한 해양 생태계 교란, 파괴를 방지할 수 있다.
또한, 상술한 제1 내지 제3 실시예와 달리 액화가스를 스팀, 공기, 해수와 직접 열교환시켜 재기화하는 Direct 방식으로 시스템을 구성할 수도 있으며(미도시), 이 경우 재기화부는 액화가스를 공급받아 압축하는 고압 펌프와, 고압 펌프에서 압축된 액화가스를 공급받아 재기화 보일러에서 생산된 스팀을 직접 열원으로 하여 재기화 가스를 생성하는 스팀 히터를 포함할 수 있다.
본 실시예들에서 재기화 보일러(200)는 증발가스 및 오일을 연료로 공급받을 수 있는 이중 연료(Dual Fuel) 타입으로 마련되고, 재기화 보일러에 오일을 공급하기 위한 제1 오일 연료공급부(FOS1)가 시스템에 마련될 수 있다. 재기화 보일러는 이중 연료 타입으로 마련하더라도 주로 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 연료로 스팀을 생성하도록 운전하고, 제1 오일 연료공급부는 시운전용(commissioning)으로 구비할 수 있다. 재기화 보일러는 두 세트가 마련될 수 있다. 다만, 두 세트의 재기화 보일러를 구비하지 않고, 재기화 보일러(200)는 한 세트만 마련하고, 대신 재기화 보일러보다 작은 용량의 오일 버너를 마련하는 구성도 가능하다. 재기화 보일러의 장치 이상 및 보일러로의 증발가스의 공급 이상, 유지 보수 등의 이유로 재기화 보일러로 스팀을 생산할 수 없을 때 오일 버너로 스팀을 생산하도록 하는 것이다. 재기화 보일러를 통해 스팀을 생산하여 공급하는 것이 더 효과적일 수 있으나, 두 세트의 재기화 보일러 시스템을 구축하는 것은 상당한 고가이고, 설치 공간도 커서 어려움이 있을 수 있으므로, 이를 해결하고자 재기화 보일러를 한 세트만 구비하고, 재기화 보일러보다 작은 용량의 오일 버너를 설치함으로써, 설치 및 운영 비용을 절감하고, 선내 공간 확보에 기여할 수 있다.
도 4에는 일 예의 재기화 보일러의 구조를 개략적으로 도시하였다. 재기화 보일러에서 연료의 연소는 노(爐, Furnace)(220) 내부에서 이루어지며, 통풍기(Forced Draft Fan)로부터 공급받은 연소공기를 버너(burner, 210)가 노로 공급하고, 노에서 공급받은 연료가스를 연소시킨다.
재기화 보일러의 하부에 워터 드럼(Water Drum)(230), 상부에 스팀 드럼(Steam Drum)(260)이 구비되고, 상·하부의 드럼은 보일러 내부의 튜브(Tube)(240)와, 외부의 Down Comer(250)에 의해 연결된다. 워터 드럼을 통해 공급된 물은 연소된 배기가스로부터 열을 공급받으면서 보일러 내부의 튜브를 따라 상부의 스팀 드럼으로 이동하고, 스팀 드럼에서 스팀만 분리되어 외부로 공급한다. 스팀 드럼에서 증발되지 않고 남은 포화수는 온도가 내려가면서 밀도가 높아지고, 외부에 설치된 Down comer를 통해 하부의 워터 드럼으로 이동한다.
재기화 보일러에서 스팀 생성을 위한 물을 저장하는 캐스케이드 탱크(미도시), 탱크로부터 보일러로 물을 공급하는 공급펌프(미도시) 등이 추가로 마련될 수 있다.
한편, 재기화 보일러는 엔진 룸에 설치될 수도 있고, 선미부 엔진 케이싱 및 펀넬(Casing & Funnel)에 별도로 설치될 수도 있고, 재기화 선박에서 안전을 위해 ㅅ선실과 먼 곳에 배치되는 Regas Area에 설치될 수도 있다.
한편, 컴프레서에서 압축된 증발가스를 공급받아 선내 또는 선외에 필요한 전력을 생산하는 이중 연료(Dual Fuel) 타입의 엔진(Ea, Eb, Ec, Ed)이 복수로 마련될 수 있다. 엔진은 예를 들어 DFDE(Dual Fuel Diesel Electric Engine) 또는 DFDG(Dual Fuel Diesel Generator Engine)일 수 있다.
본 실시예들의 시스템에는 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 공급받아 엔진 및 재기화 보일러의 연료공급압력으로 압축하는 컴프레서(300), 컴프레서로부터 압축된 증발가스를 공급받아 엔진의 연료공급조건에 맞추어 증발가스를 가열하여 엔진으로 공급하는 엔진연료히터(450), 컴프레서에서 압축된 증발가스를 공급받아 가열하여 재기화 보일러로 공급하는 보일러연료히터(400)가 저장탱크로부터 재기화 보일러 및 엔진으로 연결되는 연료공급라인(FL)에 마련될 수 있다.
각각의 이중 연료 엔진으로 오일을 공급하는 제2 내지 제5 오일 연료공급부(FOS2 내지 FOS5)를 더 포함할 수 있으며, 재기화 보일러로 오일을 공급하는 제1 오일 연료공급부 및 엔진으로 오일을 공급하는 제2 내지 제5 오일 연료공급부는 모두 독립적으로 구성될 수 있다.
저장탱크(T)에는 액화가스를 펌핑하여 이송하는 피드 펌프(FP)가 마련되고, 피드 펌프를 통해 이송된 액화가스는 리컨덴서(500)로 도입된다. 저장탱크에는 액화가스를 펌핑하는 카고 펌프(CP1)도 마련되며, 피드 펌프의 장치 이상 시 카고 펌프에 의해 액화가스를 이송하여 리컨덴서 및 고압 펌프 전단으로 공급할 수도 있다.
리컨덴서(500)에서는 컴프레서에서 압축된 증발가스를 피드 펌프에 의해 이송되는 액화가스로 냉각한다. 리컨덴서에서 냉각되며 응축된 액화가스는 저장탱크로 재저장되거나 고압 펌프로 공급되어 재기화 후 선외 이송될 수 있다.
재기화부를 거쳐 재기화 후 선외 이송되는 재기화 가스의 유량은 미터링 유닛(600)에 의해 측정되며, 매니폴드(700)에서 재기화 가스를 선외 이송하는 배관이 연결되어 재기화 가스는 선외 이송된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예들에서는 재기화 선박에서 증발가스를 보일러로 공급하여 스팀을 생산하고, 스팀을 액화가스의 재기화를 위한 열원으로 공급함으로써 재기화 선박에서 사용되는 해수의 사용을 줄여, 해수 취수를 위한 펌프 등의 용량 및 사용을 줄여 장치 구성 및 운용을 위한 비용을 절감할 수 있다. 또한, 과냉각된 해수의 선외 배출로 인한 환경오염과 선박 주변 해양 생태계에 대한 악영향을 줄일 수 있다.
해수를 열원으로 할 때에 비해 스팀에 의해 열매체의 온도를 높게 운전할 수 있어 기화기의 크기를 줄여 컴팩트한 시스템을 구현할 수 있고, 극지방이나 저온 지역으로 해수의 온도가 낮은 지역에서도 효과적으로 재기화 가스를 생산하여 공급할 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 자에게 있어서 자명한 것이다.
T: 저장탱크
CP1: 카고 펌프
FP: 피드 펌프
SP: 해수공급펌프
FL: 연료공급라인
RL: 가스 재기화라인
GL: 열매체 순환라인
Ea, Eb, Ec, Ed: 엔진
FOS1 ~ FOS5: 제1 내지 제5 오일 연료공급부
100: 재기화부
110: 고압 펌프
120: 기화기
130: 열매체 펌프
140: 열매체 히터
150: 트림 히터
160: 해수 히터
200: 재기화 보일러
300: 컴프레서
400: 보일러연료히터
450: 엔진연료히터
500: 리컨덴서
600: 미터링 유닛
700: 매니폴드

Claims (10)

  1. 재기화 선박에 마련되며 액화가스를 저장하는 저장탱크;
    상기 저장탱크로부터 액화가스를 공급받아 선외 이송될 재기화 가스를 생성하는 재기화부;
    상기 재기화부에 상기 액화가스를 재기화하기 위한 열원으로 공급될 스팀을 생산하는 재기화 보일러;
    상기 재기화 보일러에 오일을 공급하는 제1 오일 연료공급부;
    상기 저장탱크에서 상기 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 압축하는 컴프레서; 및
    상기 컴프레서에서 압축된 상기 증발가스를 공급받아 가열하여 상기 재기화 보일러로 공급하는 보일러연료히터;를 포함하되,
    상기 재기화 보일러는 상기 증발가스를 연료로 공급받아 연소시켜 스팀을 생산하며, 증발가스 및 오일을 연료로 공급받을 수 있는 이중 연료(Dual Fuel) 타입으로 마련되는 것을 특징으로 하는 재기화 선박의 재기화 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 재기화부는
    상기 액화가스를 공급받아 압축하는 고압 펌프;
    상기 고압 펌프에서 압축된 상기 액화가스를 공급받아 열매체와의 열교환으로 재기화시키는 기화기; 및
    상기 기화기로부터 재기화된 재기화 가스를 공급받아 추가 가열하는 트림 히터;를 포함하는 재기화 선박의 재기화 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 재기화부는
    상기 기화기에서 열교환될 열매체가 순환하는 열매체 순환라인;
    상기 열매체 순환라인에 마련되어 상기 열매체를 펌핑하는 열매체 펌프; 및
    상기 열매체 펌프의 후단에 마련되는 열매체 히터;를 더 포함하는 재기화 선박의 재기화 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 재기화 보일러에서 생산된 스팀은 상기 트림 히터 및 상기 열매체 히터 중 적어도 하나에 열원으로 공급되고,
    상기 트림 히터 및 상기 열매체 히터는 상기 재기화 보일러에서 생산된 스팀 및 해수 중 적어도 하나를 열원으로 공급받아 운전되는 것을 특징으로 하는 재기화 선박의 재기화 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 재기화부는
    상기 액화가스를 공급받아 압축하는 고압 펌프; 및
    상기 고압 펌프에서 압축된 상기 액화가스를 공급받아 상기 재기화 보일러에서 생산된 스팀을 열원으로 재기화 가스를 생성하는 스팀 히터;를 포함하는 재기화 선박의 재기화 시스템.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 재기화부를 거쳐 재기화 후 선외 이송되는 상기 재기화 가스의 유량을 측정하는 미터링 유닛; 및
    상기 미터링 유닛의 하류에 마련되며 상기 재기화 가스를 선외 이송하는 배관이 연결되는 매니폴드;를 더 포함하는 재기화 선박의 재기화 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 저장탱크에 마련되며 상기 액화가스를 펌핑하여 이송하는 피드 펌프; 및
    상기 컴프레서에서 압축된 상기 증발가스를 상기 피드 펌프에 의해 이송되는 상기 액화가스로 냉각하는 리컨덴서; 를 더 포함하고,
    상기 리컨덴서에서 응축된 액화가스는 상기 고압 펌프로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 재기화 선박의 재기화 시스템.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 컴프레서에서 압축된 상기 증발가스를 공급받아 전력을 생산하는 엔진;
    상기 컴프레서로부터 압축된 상기 증발가스를 공급받아 상기 엔진의 연료공급조건에 맞추어 가열하여 상기 엔진으로 공급하는 엔진연료히터; 및
    상기 엔진에 오일을 공급하는 제2 오일 연료공급부; 를 더 포함하고,
    상기 엔진은 상기 증발가스 및 오일을 연료로 공급받을 수 있는 이중 연료(Dual Fuel) 타입으로 마련되는 것을 특징으로 하는 재기화 선박의 재기화 시스템.


  10. 삭제
KR1020190006710A 2019-01-18 2019-01-18 재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법 KR102647308B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190006710A KR102647308B1 (ko) 2019-01-18 2019-01-18 재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190006710A KR102647308B1 (ko) 2019-01-18 2019-01-18 재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200089895A KR20200089895A (ko) 2020-07-28
KR102647308B1 true KR102647308B1 (ko) 2024-03-13

Family

ID=71831463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190006710A KR102647308B1 (ko) 2019-01-18 2019-01-18 재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102647308B1 (ko)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102113790B1 (ko) * 2016-03-31 2020-05-22 한국조선해양 주식회사 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200089895A (ko) 2020-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200109817A1 (en) Apparatus, system and method for the capture, utilization and sendout of latent heat in boil off gas onboard a cryogenic storage vessel
KR20160088183A (ko) 선박의 증발가스 처리 시스템
KR20130075021A (ko) 폐열 재활용을 위한 열교환기를 갖는 연료가스 공급 시스템 및 방법
KR102305884B1 (ko) 선박
KR102647308B1 (ko) 재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법
KR20110130050A (ko) 친환경 재기화 장치 및 방법
KR102327400B1 (ko) 선박의 열원 공급 시스템 및 방법
KR20230047304A (ko) 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102654824B1 (ko) 선박의 연료공급시스템 및 방법
KR102654823B1 (ko) 선박의 연료공급시스템 및 방법
KR20200087441A (ko) 재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법
KR20210131862A (ko) 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102279218B1 (ko) 액화가스 재기화 시스템 및 이를 구비하는 선박
KR100976599B1 (ko) 액화천연가스 운반선의 연료가스 공급시스템
KR20080095391A (ko) Ｂｏｇ 처리 방법
KR20150076484A (ko) 선박의 연료가스 공급시스템
KR102638284B1 (ko) 선박의 연료공급시스템 및 방법
KR102589463B1 (ko) 선박용 화물탱크 압력 제어 시스템 및 방법
KR20200071923A (ko) 재기화 선박 운전 시스템 및 방법
KR102601310B1 (ko) 선박용 화물탱크 압력 제어 시스템 및 방법
KR102513005B1 (ko) 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법
KR102670763B1 (ko) 재기화 선박의 압력 제어 시스템 및 방법
KR102237206B1 (ko) 액화가스 재기화 시스템 및 이를 구비하는 선박
KR20220090812A (ko) 재기화 선박의 재기화 시스템 및 방법
KR102271760B1 (ko) 선박의 연료공급시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right