KR102678143B1 - 증발가스 처리 시스템 - Google Patents

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KR102678143B1
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KR1020230124281A
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임종웅
박성호
류주열
이창형
황성현
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고등기술연구원연구조합
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Abstract

본 발명은 증발가스 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템은 액화가스가 저장되는 저장부; 저장부와 연결되고, 저장부에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 과냉각시켜서 과냉각 증발가스를 생성하는 과냉각부; 과냉각부와 연결되고, 과냉각부로부터 과냉각 증발가스를 공급받아 압축하여 압축 과냉각 증발가스를 생성하는 압축부; 및 압축부와 연결되어 압축부로부터 압축 과냉각 증발가스를 공급받고, 압축 과냉각 증발가스가 액체/고체 기반 슬러시 상태로 상변화되도록 유도하는 상변화 유닛을 포함한다.

Description

증발가스 처리 시스템{SYSTEM FOR TREATING BOIL OFF GAS}
본 발명은 증발가스 처리 시스템에 대한 것이다.
기존의 화석연료 대비 탄소배출량이 상대적으로 적은 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG)에 대한 관심과 수요가 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다.
이러한 액화천연가스는 육상 또는 해상의 가스 배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 상태로 액화천연가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 이때, 액화천연가스는 천연가스를 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로서, 가스 상태일 때보다 그 부피가 크게 감소되므로, 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
한편, 액화천연가스 운반선은 액화천연가스를 저장하고, 저장된 액화천연가스를 육상 소요처에 운반하기 위한 것으로서, 이를 위해, 액화천연가스 운반선에는 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크가 구비된다.
이때, 액화천연가스의 액화 온도는 상압에서 약 -163℃의 극저온이므로, 액화천연가스의 온도가 상압에서 -163℃보다 약간만 높아져도 액화천연가스는 증발된다. 종래의 액화천연가스 운반선의 경우를 예로 들어 설명하면, 액화천연가스 운반선의 저장탱크는 단열 처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 액화천연가스에 지속적으로 전달되므로, 액화천연가스 운반선에 의해 액화천연가스가 수송되는 도중에 저장탱크 내에서 액화천연가스가 지속적으로 기화됨에 따라, 저장탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다.
이렇게 저장탱크 내에 발생된 증발가스는 저장탱크 내의 압력을 증가시키며, 액화천연가스 운반선의 요동에 따라 액화천연가스의 유동을 가속시켜 저장탱크의 구조적인 문제를 야기시킬 수 있기 때문에, 저장탱크 내에 발생된 증발가스를 적절하게 처리할 필요가 있다. 또한, 증발가스는 저장탱크 내에 저장된 액화천연가스의 손실을 의미하므로, 액화천연가스의 수송 효율에 있어서 증발가스의 처리는 중요한 문제이다.
한편, 액화천연가스 운반선의 저장탱크 내에서의 증발가스를 처리하기 위해, 종래에는 저장탱크 내부의 증발가스를 저장탱크의 외부로 배출시켜 소각하는 방법, 저장탱크 내부의 증발가스를 저장탱크의 외부로 배출시켜 재액화 장치를 통해 재액화시킨 후 다시 저장탱크로 복귀시키는 방법, 선박의 추진기관에서 사용되는 연료로서 증발가스를 사용하는 방법 등이 단독으로 또는 복합적으로 사용되고 있다.
특히, 저장탱크 내부의 증발가스를 저장탱크의 외부로 배출시켜 재액화 장치를 통해 재액화시킨 후 다시 저장탱크로 복귀시키는 방법의 경우, 증발가스의 재액화를 위해 터보 팽창기나 감압 밸브를 이용하여 증발가스를 팽창시키고 있다. 하지만, 터보 팽창기의 경우, 감압 밸브에 비해 더 적은 압축비로 더 낮은 온도에 도달할 수는 있으나, 요구되는 유량이 많고, 시스템이 복잡하다는 문제가 있다. 아울러, 감압 밸브의 경우, 터보 팽창기에 비해 시스템이 복잡하지는 않으나, 요구되는 압축비가 터보 팽창기에 비해 높다는 문제가 있다. 나아가, 종래의 터보 팽창기 및 감압 밸브의 문제를 개선하기 위해, 다단 압축기를 이용하여 증발가스를 팽창시키게 되면, 다단 압축기의 설치를 위해 더 많은 공간이 요구되기 때문에, 공간 활용도가 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 컴팩트하게 구성되어 공간 활용도가 우수할 뿐만 아니라, 종래에 비해 낮은 압축비로도 증발가스의 재액화에 요구되는 온도에 용이하게 도달할 수 있는 증발가스 처리 시스템에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예들은 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 컴팩트하게 구성되어 공간 활용도가 우수할 뿐만 아니라, 종래에 비해 낮은 압축비로도 증발가스의 재액화에 요구되는 온도에 용이하게 도달할 수 있는 증발가스 처리 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스가 저장되는 저장부; 상기 저장부와 연결되고, 상기 저장부에 저장된 상기 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 과냉각시켜서 과냉각 증발가스를 생성하는 과냉각부; 상기 과냉각부와 연결되고, 상기 과냉각부로부터 상기 과냉각 증발가스를 공급받아 압축하여 압축 과냉각 증발가스를 생성하는 압축부; 및 상기 압축부와 연결되어 상기 압축부로부터 상기 압축 과냉각 증발가스를 공급받고, 상기 압축 과냉각 증발가스가 액체/고체 기반 슬러시 상태로 상변화되도록 유도하는 상변화 유닛을 포함하는, 증발가스 처리 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 상변화 유닛은, 상기 압축부와 연결되고, 상기 압축 과냉각 증발가스가 유입된 속도보다 증가된 속도로 배출되도록 유도하는 유로를 제공하는 노즐부; 및 상기 노즐부와 연결되고, 상기 저장부의 상기 액화가스를 상기 노즐부로 공급하는 공급부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상변화 유닛은, 상기 노즐부에 구비되고, 상기 저장부의 상기 액화가스를 공급받으며, 상기 액화가스의 냉열을 이용하여 상기 노즐부를 냉각시킬 수 있는 냉각부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 유로는, 상기 압축 과냉각 증발가스의 유동방향을 따라 상기 압축 과냉각 증발가스의 유동단면적이 점진적으로 감소할 수 있게 형성된 축소부; 상기 축소부의 후단에 구비되는 목부; 및 상기 목부의 후단에 구비되고, 상기 압축 과냉각 증발가스의 유동방향을 따라 상기 압축 과냉각 증발가스의 유동단면적이 점진적으로 증가할 수 있게 형성된 확대부를 포함하고, 상기 압축 과냉각 증발가스는 상기 목부를 통과하면서 가속되고, 상기 목부를 통과하며 가속된 상기 압축 과냉각 증발가스는 상기 확대부를 통과하면서 팽창할 수 있다.
또한, 상기 공급부는, 상기 저장부와 상기 확대부 사이에 연결되어 상기 저장부의 상기 액화가스를 상기 확대부의 내부로 공급하는 이송 배관을 포함하고, 상기 이송 배관을 통해 상기 확대부의 내부로 공급되는 상기 액화가스는 상기 확대부의 내부 온도가 상기 압축 과냉각 증발가스가 액화될 수 있는 온도에 도달하도록 보조하거나, 상기 확대부에서 팽창된 상기 압축 과냉각 증발가스의 냉열을 전달받아 고상화될 수 있다.
또한, 상기 냉각부는, 상기 축소부보다 상기 확대부에 인접하게 구비되고, 상기 확대부의 외측면에 설치되며, 상기 저장부의 상기 액화가스를 공급받는 열교환 코일로 제공되고, 상기 열교환 코일로 공급되는 상기 액화가스의 냉열은 상기 확대부의 내부에서 상기 압축 과냉각 증발가스의 상변화를 보조할 수 있다.
또한, 상기 노즐부의 내부에서 재액화된 상기 압축 과냉각 증발가스 및 고상화된 상기 액화가스는 상기 액체/고체 기반 슬러시 상태를 형성하고, 상기 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 압축 과냉각 증발가스는 상기 저장부로 회수될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 컴팩트하게 구성되어 공간 활용도가 우수할 뿐만 아니라, 종래에 비해 낮은 압축비로도 증발가스의 재액화에 요구되는 온도에 용이하게 도달할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 증발가스 처리 시스템을 도시한 공정도이다.
도 3은 도 1의 증발가스 처리 시스템의 상변화 유닛을 도시한 개념도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 일측, 타측, 상측, 하측 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템을 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 증발가스 처리 시스템을 도시한 공정도이며, 도 3은 도 1의 증발가스 처리 시스템의 상변화 유닛을 도시한 개념도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템(1)은 저장부(10), 과냉각부(20), 압축부(30) 및 상변화 유닛(40)을 포함할 수 있다.
저장부(10)는 액화가스를 액체/고체 기반 슬러시 상태로 저장하고, 액체/고체 기반 슬러시 상태의 액화가스를 수요처까지 운송할 수 있다. 여기서, 액체/고체 기반 슬러시 상태는 액상과 고상이 혼재하는 상태를 의미한다.
이를 위해, 저장부(10)는 액화가스 운반선(미도시)에 구비되는 저장탱크로 제공될 수 있다. 저장부(10)에 저장되는 액화가스는 액체/고체 기반 슬러시 상태를 갖고, 이러한 액체/고체 기반 슬러시 상태의 액화가스는 고체 입자에 의한 고밀도화가 가능하다. 이에 따라, 저장부(10)는 종래에 비해 높은 저장 밀도로 액화가스를 대량 저장 및 운송할 수 있다. 또한, 외부로부터 침입하는 열이 고체 입자의 융해열로 흡수됨에 따라, 액화가스의 온도 상승이 저감되므로, 증발가스의 생성이 감소되어 종래에 비해 액화가스를 안정적으로 장기간 저장 및 운송할 수 있다.
과냉각부(20)는 저장부(10)에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 과냉각시켜서 과냉각 증발가스를 생성할 수 있다. 이를 위해, 과냉각부(20)는 저장부(10)와 연결될 수 있다.
이때, 과냉각부(20)는 저장부(10)로부터 공급되는 증발가스와 별도의 냉매를 열교환시켜서 증발가스를 과냉각시킬 수 있다. 여기서, 증발가스와 열교환되는 냉매는 별도의 냉매 공급부(2)로부터 공급될 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고, 이로 인해 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 증발가스와 열교환되는 냉매는 저장부(10)에 저장된 액화가스일 수 있다. 또한, 증발가스와 열교환되는 냉매는 액화가스를 과냉각시킬 수 있는 다양한 냉매로 대체될 수도 있다.
압축부(30)는 과냉각부(20)로부터 과냉각 증발가스를 공급받아 압축하여 압축 과냉각 증발가스를 생성할 수 있다. 이를 위해, 압축부(30)는 과냉각부(20)와 연결될 수 있다.
이때, 압축부(30)는 과냉각 증발가스가 후술할 상변화 유닛(40)의 노즐부(41)에서 상변화, 예컨대, 재액화될 수 있도록 과냉각 증발가스를 가압하여 과냉각 증발가스의 온도를 소정 온도까지 떨어뜨릴 수 있다. 이로써, 과냉각 증발가스보다 낮은 온도를 갖는 압축 과냉각 증발가스가 생성될 수 있으며, 이러한 압축 과냉각 증발가스는 후술할 상변화 유닛(40)의 노즐부(41)를 통과하는 과정에서 초음속에 도달할 수 있다. 아울러, 초음속에 도달한 압축 과냉각 증발가스는 상변화 유닛(40)의 노즐부(41)를 통과하는 과정에서 팽창될 수 있다. 이렇게 팽창된 압축 과냉각 증발가스는 재액화되거나, 상변화 유닛(40)의 노즐부(41)로 공급되는 액화가스를 고상화시키는데 활용될 수 있다. 이에 대해서는 후술하겠다.
상변화 유닛(40)은 압축 과냉각 증발가스가 액체/고체 기반 슬러시 상태로 상변화되도록 유도할 수 있다. 이를 위해, 상변화 유닛(40)은 노즐부(41), 공급부(42) 및 냉각부(43)를 포함할 수 있다.
노즐부(41)는 저장부(10)와 연결될 수 있으며, 압축 과냉각 증발가스가 유입된 속도보다 증가된 속도로 배출되도록 유도하는 유로(411)를 제공할 수 있다. 이때, 도 3의 실선 화살표로 도시된 바와 같이, 노즐부(41)의 전단에는 압축 과냉각 증발가스가 공급될 수 있으며, 도 3의 점선 화살표로 도시된 바와 같이, 노즐부(41)의 내부, 예컨대, 유로(411)에서 액체/고체 기반 슬러시 상태로 상변화된 압축 과냉각 증발가스는 노즐부(41)의 후단으로부터 배출될 수 있다.
한편, 도 3의 일점쇄선 화살표로 도시된 바와 같이, 노즐부(41)의 전단과 후단 사이, 예컨대, 노즐부(41)의 총 길이의 약 20% 내지 약 80%에 해당하는 지점에는 공급부(42)를 통해 저장부(10)의 액화가스가 공급될 수 있다. 이렇게 노즐부(41)의 총 길이의 약 20% 내지 약 80%에 해당하는 지점에 공급되는 액화가스는 비압축성의 액화 상태를 가지므로, 노즐부(41)의 내부 온도가 압축 과냉각 증발가스가 액화될 수 있는 온도에 도달하도록 도와주는 냉매의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 노즐부(41)의 총 길이의 약 20% 내지 약 80%에 해당하는 지점에 공급되는 액화가스는 노즐부(41)의 내부에서 온도가 낮아진 압축 과냉각 증발가스와 열교환되어 고상화될 수 있다. 이에 대해서는 후술하겠다.
이때, 유로(411)는 축소부(411a), 목부(411b) 및 확대부(411c)로 이루어질 수 있다.
축소부(411a)는 압축 과냉각 증발가스를 음속까지 가속시킬 수 있다. 이를 위해, 축소부(411a)는 압축 과냉각 증발가스의 유동방향을 따라 압축 과냉각 증발가스의 유동단면적이 점진적으로 감소할 수 있게 형성될 수 있다.
축소부(411a)에서 음속으로 가속된 압축 과냉각 증발가스는 축소부(411a)의 후단에 구비된 목부(411b)를 지나 확대부(411c)로 유동될 수 있으며, 확대부(411c)에서 초음속까지 가속될 수 있다.
이를 위해, 확대부(411c)는 목부(411b)의 후단에 구비되고, 압축 과냉각 증발가스의 유동방향을 따라 압축 과냉각 증발가스의 유동단면적이 점진적으로 증가할 수 있게 형성될 수 있다. 달리 말하면, 확대부(411c)는 초음속 구간에서 유동단면적이 넓어질 때, 속도가 증가하는 특성을 이용하여 초음속에 도달한 압축 과냉각 증발가스의 속도를 더욱 증가시키고, 초음속의 압축 과냉각 증발가스가 팽창할 때, 압력과 온도를 획기적으로 낮출 수 있다.
종래에는 증발가스의 재액화를 위해 터보 팽창기나 감압 밸브 등을 통해 증발가스를 팽창시켜서 증발가스의 온도를 낮췄다. 그러나, 증발가스의 온도를 적정 온도로 낮추기 위해 요구되는 압축비가 커지고, 이로 인해, 압축기에서 소모되는 동력이 많아지거나, 설치 공간이 많이 확보되어야 하는 문제가 있었다. 나아가, 이러한 문제를 보완하기 위해 다단 압축기를 사용하더라도, 다단 압축기의 설치를 위해 더 많은 공간이 요구되는 또 다른 문제가 있었다.
그러나, 본 실시예의 경우, 노즐부(41)를 통해 증발가스가 초음속으로 팽창되어 압축 과냉각 증발가스의 온도가 획기적으로 낮아짐에 따라, 종래의 터보 팽창기나 감압 밸브 등에 비해 낮은 압축비로도 원하는 온도에 도달할 수 있으므로, 압축부(30)에 소모되는 동력을 종래에 비해 줄여 재액화에 대한 경제성을 확보할 수 있다. 아울러, 노즐부(41)는 종래의 터보 팽창기나 다단 압축기에 비해 상대적으로 더 작은 공간에도 설치가 가능하므로, 공간이 제한적인 장소, 예컨대, 액화가스 운반선에서 공간 활용도가 높아질 수 있다.
공급부(42)는 저장부(10)의 액화가스를 노즐부(41)로 공급할 수 있다. 공급부(42)를 통해 노즐부(41)로 공급된 액화가스는 노즐부(41)의 상변화를 보조하는 냉매의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 공급부(42)를 통해 노즐부(41)로 공급된 액화가스는 노즐부(41)에서 온도가 낮아진 압축 과냉각 증발가스의 냉열을 공급받아 고상화될 수 있다.
이를 위해, 저장부(10)와 노즐부(41)의 확대부(411c) 사이에 연결되어 저장부(10)의 액화가스를 확대부(411c)로 이송하는 이송 배관(421) 및 이송 배관(421)에 설치되는 펌프(422)를 포함할 수 있다. 이렇게 공급부(42)를 통해 확대부(411c)로 공급되는 액화가스는 확대부(411c)에서 팽창된 압축 과냉각 증발가스의 냉열을 전달받아 고상화될 수 있다.
구체적으로, 확대부(411c)에서 팽창된 압축 과냉각 증발가스는 초음속에 도달하여 낮은 온도를 가지기 때문에, 공급부(42)를 통해 확대부(411c)로 공급된 액화가스가 확대부(411c)에서 팽창된 압축 과냉각 증발가스와 만나는 경우, 확대부(411c)에서 팽창된 압축 과냉각 증발가스가 냉매로 작용하여 공급부(42)를 통해 확대부(411c)로 공급된 액화가스를 고상화시킬 수 있다. 이렇게 고상화된 액화가스는 후술할 냉각부(43)를 통해 재액화된 압축 과냉각 증발가스와 함께 저장부(10)로 회수될 수 있다. 고상화된 액화가스는 저장부(10)에서 복사열을 차단하는 역할을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 저장부(10)로 침입하는 외부의 열을 융해열로 흡수하는 역할을 수행할 수 있다.
냉각부(43)는 저장부(10)로부터 공급되는 액화가스의 냉열을 이용하여 노즐부(41)의 후단의 온도를 낮추어 노즐부(41)에서 압축 과냉각 증발가스의 상변화가 원활하게 이루어질 수 있도록 보조할 수 있다.
이를 위해, 냉각부(43)는 노즐부(41)의 축소부(411a)보다 확대부(411c)에 인접하게 구비될 수 있다. 이러한 냉각부(43)는 저장부(10)의 액화가스를 확대부(411c)로 이송하는 이송 배관(421)으로부터 분기된 분기 배관(431)을 통해 액화가스를 공급받을 수 있다. 예를 들어, 냉각부(43)는 노즐부(41)의 후단에 설치되는 열교환 코일로 구비될 수 있다.
구체적으로, 확대부(411c)에서 팽창된 압축 과냉각 증발가스는 초음속에 도달하여 낮은 온도를 가지기 때문에, 저장부(10)의 액화가스가 냉각부(43)로 공급되면, 냉각부(43)로 공급된 액화가스가 냉매로 작용하여 확대부(411c)에서 팽창된 압축 과냉각 증발가스의 온도를 더욱 낮출 수 있다. 확대부(411c)에서 팽창된 압축 과냉각 증발가스의 온도가 더욱 낮아지면, 확대부(411c)에서 팽창된 압축 과냉각 증발가스의 재액화가 원활하게 수행될 수 있다. 이렇게 재액화된 압축 과냉각 증발가스는 고상화된 액화가스와 함께 저장부(10)로 회수될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 냉각부(43)로 공급되는 액화가스가 냉매로 작용하여 냉각부(43)로 공급된 액화가스의 냉열을 통해 노즐부(41)의 후단이 냉각됨으로써, 노즐부(41)의 내부에서 압축 과냉각 증발가스의 상변화가 보조되는 경우를 일 예로 들어 설명하였으나, 이로 인해, 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다. 냉각부(43)가 설치되는 위치에 따라서 냉각부(43)로 공급된 액화가스가 냉매로 작용하는 것이 아니라, 노즐부(41)의 내부의 압축 과냉각 증발가스가 냉매로 작용하여 냉각부(43)로 공급된 액화가스가 고상화될 수도 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 증발가스 처리 시스템(1)은 컴팩트하게 구성되어 공간 활용도가 우수할 뿐만 아니라, 종래에 비해 낮은 압축비로도 증발가스의 재액화에 요구되는 온도에 용이하게 도달할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 액체/고체 기반 슬러시 상태를 갖는 액화가스는 고체 입자에 의한 고밀도화가 가능하기 때문에, 종래에 비해 높은 저장 밀도로 액화가스를 대량 저장할 수 있다는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 액체/고체 기반 슬러시 상태를 갖는 액화가스가 별도의 배관을 통해 수송될 때, 외부로부터 침입하는 열이 고체 입자의 융해열로 흡수됨에 따라, 액화가스의 온도 상승이 저감되므로, 증발가스의 생성이 감소되어 종래에 비해 액화가스를 안정적으로 장기간 저장할 수 있다는 효과가 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 증발가스 처리 시스템 2: 냉매 공급부
10: 저장부 20: 과냉각부
30: 압축부 40: 상변화 유닛
41: 노즐부 42: 공급부
43: 냉각부 411: 유로
411a: 축소부 411b: 목부
411c: 확대부 421: 이송 배관
422: 펌프 431: 분기 배관

Claims (7)

  1. 액화가스가 저장되는 저장부;
    상기 저장부와 연결되고, 상기 저장부에 저장된 상기 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 과냉각시켜서 과냉각 증발가스를 생성하는 과냉각부;
    상기 과냉각부와 연결되고, 상기 과냉각부로부터 상기 과냉각 증발가스를 공급받아 압축하여 압축 과냉각 증발가스를 생성하는 압축부; 및
    상기 압축부와 연결되어 상기 압축부로부터 상기 압축 과냉각 증발가스를 공급받고, 상기 압축 과냉각 증발가스가 액체/고체 기반 슬러시 상태로 상변화되도록 유도하는 상변화 유닛을 포함하는,
    증발가스 처리 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 상변화 유닛은,
    상기 압축부와 연결되고, 상기 압축 과냉각 증발가스가 유입된 속도보다 증가된 속도로 배출되도록 유도하는 유로를 제공하는 노즐부; 및
    상기 노즐부와 연결되고, 상기 저장부의 상기 액화가스를 상기 노즐부로 공급하는 공급부를 포함하는,
    증발가스 처리 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 상변화 유닛은,
    상기 노즐부에 구비되고, 상기 저장부의 상기 액화가스를 공급받으며, 상기 액화가스의 냉열을 이용하여 상기 노즐부를 냉각시킬 수 있는 냉각부를 더 포함하는,
    증발가스 처리 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 유로는,
    상기 압축 과냉각 증발가스의 유동방향을 따라 상기 압축 과냉각 증발가스의 유동단면적이 점진적으로 감소할 수 있게 형성된 축소부;
    상기 축소부의 후단에 구비되는 목부; 및
    상기 목부의 후단에 구비되고, 상기 압축 과냉각 증발가스의 유동방향을 따라 상기 압축 과냉각 증발가스의 유동단면적이 점진적으로 증가할 수 있게 형성된 확대부를 포함하고,
    상기 압축 과냉각 증발가스는 상기 목부를 통과하면서 가속되고, 상기 목부를 통과하며 가속된 상기 압축 과냉각 증발가스는 상기 확대부를 통과하면서 팽창하는,
    증발가스 처리 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 공급부는,
    상기 저장부와 상기 확대부 사이에 연결되어 상기 저장부의 상기 액화가스를 상기 확대부의 내부로 공급하는 이송 배관을 포함하고,
    상기 이송 배관을 통해 상기 확대부의 내부로 공급되는 상기 액화가스는 상기 확대부의 내부 온도가 상기 압축 과냉각 증발가스가 액화될 수 있는 온도에 도달하도록 보조하거나, 상기 확대부에서 팽창된 상기 압축 과냉각 증발가스의 냉열을 전달받아 고상화되는,
    증발가스 처리 시스템.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 축소부보다 상기 확대부에 인접하게 구비되고, 상기 확대부의 외측면에 설치되며, 상기 저장부의 상기 액화가스를 공급받는 열교환 코일로 제공되고,
    상기 열교환 코일로 공급되는 상기 액화가스의 냉열은 상기 확대부의 내부에서 상기 압축 과냉각 증발가스의 상변화를 보조하는,
    증발가스 처리 시스템.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 노즐부의 내부에서 재액화된 상기 압축 과냉각 증발가스 및 고상화된 상기 액화가스는 상기 액체/고체 기반 슬러시 상태를 형성하고,
    상기 액체/고체 기반 슬러시 상태의 상기 압축 과냉각 증발가스는 상기 저장부로 회수되는,
    증발가스 처리 시스템.
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