KR200493619Y1 - Lng 재기화 장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

Abstract

본 고안은 LNG 재기화 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, LNG가 기화기에서 열매체와 열교환될 때, 기화기에 극저온 LNG와 저온 LNG의 스트림 채널을 구분하여 배치하고 극저온 LNG 스트림 채널과 열매체 스트림 채널을 이격되게 배치함으로써, 극저온의 LNG에 의해 열매체가 결빙되는 것을 방지하기 위한 LNG 재기화 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
본 고안에 따르면, LNG 저장 탱크에서 배출된 LNG를 재기화하여 수요처에 공급하는 LNG 재기화 장치에 있어서, LNG가 열매체와 열교환되는 기화기를 포함하며, 상기 기화기는, LNG가 공급되는 제1 스트림 채널; 상기 제1 스트림 채널을 통과한 LNG가 공급되는 제2 스트림 채널; 및 열매체가 공급되는 열매체 채널;을 포함하며, LNG는 상기 제1 스트림 채널을 통과하며 열교환된 후, 상기 제2 스트림 채널을 통과하며 다시 열교환되며, 상기 제1 스트림 채널은 상기 제2 스트림 채널보다 상기 열매체 채널과 거리가 멀게 설치되어 열매체가 결빙되는 것을 방지하는, LNG 재기화 장치를 제공한다.

Description

LNG 재기화 장치 및 이를 포함하는 선박{LNG Regasification Apparatus and Ship including the same}

본 고안은 LNG 재기화 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, LNG가 기화기에서 열매체와 열교환될 때, 기화기에 극저온 LNG와 저온 LNG의 스트림 채널을 구분하여 배치하고 극저온 LNG 스트림 채널과 열매체 스트림 채널을 이격되게 배치함으로써, 극저온의 LNG에 의해 열매체가 결빙되는 것을 방지하기 위한 LNG 재기화 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 운반된다. LNG는 천연가스를 상압에서 약 -163℃의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로서 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG 운반선은, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, LNG의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크를 포함하고 있다. 통상, 이러한 LNG 운반선은 LNG 저장탱크 내의 LNG를 액화된 상태 그대로 육상 터미널에 하역하며, 하역된 LNG는 육상 터미널에 설치된 LNG 재기화 설비에 의해 재기화된 후, 소비처로 공급된다.

이러한 육상 터미널의 LNG 재기화 설비는 천연가스 시장이 잘 형성되어 있어서 안정적으로 천연가스의 수요가 있는 곳에 설치하는 경우에는 경제적으로 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나, 천연가스의 수요가 계절적, 단기적 또는 주기적으로 한정되어 있는 소요처의 경우에, 육상 터미널에 LNG 재기화 설비를 설치하는 것은, 높은 설치비와 관리비로 인해 경제적으로 불리하다.

특히, 자연재해 등에 의해 육상 터미널의 LNG 재기화 설비가 파괴될 경우, LNG 운반선이 소요처에 LNG를 싣고 도달한다고 하더라도, 이 LNG를 재기화할 수 없으므로 기존의 육상 터미널의 LNG 재기화 설비는 한계를 가지고 있다.

이에 따라, 해상에서 LNG를 재기화하여 천연가스를 육상터미널로 공급할 수 있도록 하기 위해, LNG 운반선에 LNG 재기화 시스템을 설치한 LNG 재기화 선박(LNG RV; LNG Regasification Vessel) 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비(FSRU, Floating Storage and Regasification Unit)가 개발되었다.

종래의 LNG 재기화 선박 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비의 LNG 재기화 시스템에서는 기화기에서 극저온의 LNG를 해수(seawater)와 열교환시켜 LNG를 기화시키게 되는데, 기화기에 해수가 직접 공급되므로, 기화기의 해수측 부품이 부식되거나 해수측 부품에 결빙이 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0055383호(2012.05.31.)

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 본 고안은, LNG가 기화기에서 열매체와 열교환될 때, 기화기에 극저온 LNG와 저온 LNG의 스트림 채널을 구분하여 배치하고 극저온 LNG 스트림 채널과 열매체 스트림 채널을 이격되게 배치함으로써, 극저온의 LNG에 의해 열매체가 결빙되는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 측면에 따르면, LNG 저장 탱크에서 배출된 LNG를 재기화하여 수요처에 공급하는 LNG 재기화 장치에 있어서, LNG가 열매체와 열교환되는 기화기를 포함하며, 상기 기화기는, LNG가 공급되는 제1 스트림 채널; 상기 제1 스트림 채널을 통과한 LNG가 공급되는 제2 스트림 채널; 및 열매체가 공급되는 열매체 채널;을 포함하며, LNG는 상기 제1 스트림 채널을 통과하며 열교환된 후, 상기 제2 스트림 채널을 통과하며 다시 열교환되며, 상기 제1 스트림 채널은 상기 제2 스트림 채널보다 상기 열매체 채널과 거리가 멀게 설치되어 열매체가 결빙되는 것을 방지하는, LNG 재기화 장치를 제공한다.

상기 기화기 외부에 설치되고 상기 제1 스트림 채널과 제2 스트림 채널을 연결하는 연결 라인을 포함하며, 상기 제1 스트림 채널을 통과한 LNG는 상기 연결 라인을 통과한 후, 상기 제2 스트림 채널로 공급되는 것이 바람직하다.

상기 연결 라인에는 예열부가 설치되며, 상기 예열부에서는 상기 제1 스트림 채널에 공급되기 전의 LNG와 상기 제1 스트림 채널을 통과한 LNG가 열교환되는 것이 바람직하다.

상기 열매체는 해수, 프로판, 에탄, 암모니아, 글리콜수용액, 열매체유 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 열매체 채널에 공급되는 열매체는 보일러에 의해 공급되는 스팀에 의해 열원을 공급받는 것이 바람직하다.

본 고안의 다른 측면에 따르면, 선체; 및 상기 선체에 설치되는 상기의 LNG 재기화 장치를 포함하는 선박을 제공한다.

이상과 같이 본 고안은 LNG가 기화기에서 열매체와 열교환될 때, 기화기에 극저온 LNG와 저온 LNG의 스트림 채널을 구분하여 배치하고 극저온 LNG 스트림 채널과 열매체 스트림 채널을 이격되게 배치함으로써, 극저온의 LNG에 의해 열매체가 결빙되는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시례에 따른 LNG 재기화 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 고안의 다른 실시례에 따른 LNG 재기화 장치를 도시한 도면이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명은 본 고안의 요지의 명확화를 위하여 그 상세한 설명을 생략하거나 간략히 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시례에 따른 LNG 재기화 장치를 도시한 도면이다.

본 고안은 LNG 저장 탱크에서 배출된 LNG를 재기화하여 수요처에 공급하는 LNG 재기화 장치에 관한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 본 고안의 일 실시례에 따른 LNG 재기화 장치(100)는 LNG가 열매체와 열교환되는 기화기(110)를 포함하며, 기화기(110)는 LNG가 공급되는 제1 스트림 채널(120), 제1 스트림 채널(120)을 통과한 LNG가 공급되는 제2 스트림 채널(130), 및 열매체가 공급되는 열매체 채널(140)을 포함할 수 있다.

또한, LNG 저장 탱크에서 배출되는 LNG가 기화기(110)를 거쳐 수요처로 공급되는 LNG 라인(150), 및 열매체가 기화기(110)의 열매체 채널(140)로 공급되어 LNG와 열교환 된 후 배출되는 열매체 라인(160)을 포함할 수 있다.

LNG 저장 탱크에서 배출된 LNG는 제1 스트림 채널(120)을 통과하며 열교환하고 난 뒤, 제2 스트림 채널(130)을 통과하며 다시 열교환할 수 있 수 있으며, 제1 스트림 채널(120)은 제2 스트림 채널(130)보다 열매체 채널(140)과 상대적으로 거리가 멀게 설치되어 열매체가 결빙되는 것을 방지할 수 있다.

즉, LNG 저장 탱크에서 배출된 LNG가 기화기(110)의 제1 스트림 채널(120)로 공급될 때 온도는 약 -160도 이상으로, 예컨대, 열매체인 해수인 경우, 해수와 극저온인 LNG와 열교환될 시에, 기화기(110) 유입부에 결빙이 발생할 수 있으나, 기화기(110)에는 제1 스트림 채널(120)과 제2 스트림 채널(130)로 구분되어 배치되고, 제1 스트림 채널(120)은 열매체 채널(140)과 물리적으로 최대한 이격되도록 배치되어 제1 스트림 채널(120)로 유입되는 극저온 LNG로 인하여 열매체가 결빙되는 온도까지 강하하는 현상을 방지할 수 있다.

LNG의 온도에 따라, 기화기(110)의 제1 스트림 채널(120)은 극저온부라고 할 수 있으며, 기화기(110)의 제2 스트림 채널(130)은 저온부라고 할 수 있다.

예컨대, LNG 저장 탱크에서 배출된 LNG가 기화기(110)의 제1 스트림 채널(120)로 공급될 때 온도는 약 -160도 이상이며, 제1 스트림 채널(120)을 통과하며 열매체와 열교환되는 LNG는 제1 스트림 채널(120)이 열매체 채널(140)과 물리적으로 이격되어 있기 때문에 -100 ~ 0 도까지 상승하게 되며, 제1 스트림 채널(120)을 통과한 LNG는 제2 스트림 채널(140)을 통과하면서 다시 열매체와 열교환하면서 5도까지 온도가 상승되도록 하여 수요처에서 원하는 온도로 기화될 수 있다.

여기서 열매체는 해수, 프로판(propane), 에탄(ethane), 암모니아(ammonia), 글리콜수용액 또는 열매체유일 수 있다.

열매체마다 결빙되는 온도가 상이하므로 열매체의 특성에 맞추어 기화기(110) 내부의 제1 및 제2 스트림 채널(120,130)과 열매체 채널(140) 구성을 달리할 수 있으며, 열매체는 열매체의 특성에 따라 선박에 설치된 보일러에 의해 공급되는 스팀에 의해 열원을 공급받을 수 있다.

제1 스트림 채널(120)에 유입되는 LNG는 제1 스트림 채널(120)을 통과하면서 일부 기화가 되어 NG가 될 수 있으며, 제2 스트림 채널(130)을 통과한 후에는 모두 NG 로 기화된다. 따라서 본 고안의 설명에서 사용하는 LNG는 LNG 라인(150)의 어떤 위치에 있느냐에 따라 LNG 또는 NG 일 수 있다.

도 2는 본 고안의 다른 실시례에 따른 LNG 재기화 장치를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 LNG 재기화 장치(100)는 LNG 저장 탱크에서 배출된 LNG가 기화기(110)의 제1 스트림 채널(120)로 공급되기 전에 예열부(170)에서 온도가 상승되도록 한 후, 제1 스트림 채널(120)에 유입되도록 하는 것으로, 앞서 설명한 본 고안의 일 실시례와 동일한 구성이나 작용에 대한 설명은 생략하기로 한다.

LNG 라인(150)의 일부로써, 기화기(110) 외부에 설치되고 제1 스트림 채널(120)과 제2 스트림 채널(130)을 연결하는 연결 라인(151)을 포함할 수 있으며, 제1 스트림 채널(120)을 통과한 LNG는 연결 라인(151)을 통과한 후, 제2 스트림 채널(130)로 공급될 수 있다.

예열부(170)는 연결 라인(151) 상에 설치되며, 예열부(170)에서는 제1 스트림 채널(120)에 공급되기 전의 LNG와 제1 스트림 채널(120)을 통과한 LNG가 열교환될 수 있다.

예열부(170)는 기화기(110)의 제1 스트림 채널(120) 즉, 극저온부의 입구에서의 온도를 상승하기 위한 목적으로 설치되며, 기화기 자체적으로, 극저온부 입구 온도를 약 -160도로 운용 가능하고, 기화기 자체적으로 저온부 온도를 최대한으로 상승할 수 있는 경우는 예열부를 생략할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 LNG 재기화 장치는 LNG가 기화기에서 열매체와 열교환될 때, 기화기에 극저온 LNG와 저온 LNG의 스트림 채널을 구분하여 배치하고 극저온 LNG 스트림 채널과 열매체 스트림 채널을 이격되게 배치함으로써, 극저온의 LNG에 의해 열매체가 결빙되는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 고안에 따른 LNG 재기화 장치는 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 고안은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 실용신안 청구범위 내에서 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

110 : 기화기 120 : 제1 스트림 채널
130 : 제2 스트림 채널 140 : 열매체 채널
150 : LNG 라인 160 : 열매체 라인
170 : 예열부

Claims (6)

1. LNG 저장 탱크에서 배출된 LNG를 재기화하여 수요처에 공급하는 LNG 재기화 장치에 있어서,
   LNG가 열매체와 열교환되는 기화기를 포함하며,
   상기 기화기는,
   LNG가 공급되는 제1 스트림 채널;
   상기 제1 스트림 채널을 통과한 LNG가 공급되는 제2 스트림 채널; 및
   열매체가 공급되는 열매체 채널;을 포함하며,
   LNG는 상기 제1 스트림 채널을 통과하며 열교환된 후, 상기 제2 스트림 채널을 통과하며 다시 열교환되며,
   상기 제1 스트림 채널은 상기 제2 스트림 채널보다 상기 열매체 채널과 거리가 멀게 설치되어 열매체가 결빙되는 것을 방지하며,
   상기 기화기 외부에 설치되고 상기 제1 스트림 채널과 제2 스트림 채널을 연결하는 연결 라인을 포함하며,
   상기 제1 스트림 채널을 통과한 LNG는 상기 연결 라인을 통과한 후, 상기 제2 스트림 채널로 공급되는, LNG 재기화 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결 라인에는 예열부가 설치되며,
   상기 예열부에서는 상기 제1 스트림 채널에 공급되기 전의 LNG와 상기 제1 스트림 채널을 통과한 LNG가 열교환되는, LNG 재기화 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 열매체는 해수, 프로판, 에탄, 암모니아, 글리콜수용액, 열매체유 중 어느 하나를 이용하는, LNG 재기화 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 열매체 채널에 공급되는 열매체는 보일러에 의해 공급되는 스팀에 의해 열원을 공급받는, LNG 재기화 장치.
6. 선체; 및
   상기 선체에 설치되는 청구항 1 및 3 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 LNG 재기화 장치를 포함하는 선박.

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