KR20050094798A - 엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템 - Google Patents

엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LNG 탱크로부터 발생하는 휘발가스를 질소냉각방식에 의하여 재액화시키기 이전에 LNG 탱크로부터 유입된 휘발가스를 1차 냉각시키기 위한 중간냉각시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LNG 휘발가스가 통과하는 중간냉각기의 내부로 질소냉각시스템에 의한 소량의 액화질소 및 질소가스를 순환시켜 LNG 휘발가스가 질소의 증발작용에 따라 냉각되도록 함으로서, LNG나 휘발가스의 유동배관 및 그 연결부위를 최대한으로 단축시켜 LNG나 휘발가스의 누출 및 그에 따른 화재나 폭발의 위험성을 최소화시킬 수 있도록 하면서도 LNG 휘발가스의 중간냉각성능 및 이에 따른 재액화 효율은 크게 향상시킬 수 있도록 하며, LNG 휘발가스의 중간냉각원으로 대기중에 무수히 존재하는 질소를 적용시켜 냉각원의 사용에 따른 편의성과 경제성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템은, LNG(액화천연가스)(2)가 저장되는 LNG 탱크(1)로부터 배출라인(3)을 통하여 배출되는 휘발가스(BOG : Boil-off gas)를 1차 냉각시키기 위한 중간냉각기(4)가 설치되고, 상기 중간냉각기(4)로부터 컴프레셔(5)를 거쳐 연장되는 휘발가스의 공급라인(7)이 질소냉각시스템(20)과 연결된 제 1, 제 2냉각기(8)(9)의 내부를 관통하도록 설치되어 LNG 탱크(1)에서 발생한 휘발가스를 재액화시키도록 한 것에 있어서, 상기 중간냉각기(4)의 일측에는 질소냉각시스템(20)의 팽창터빈(22)으로부터 제 2냉각기(9)를 통하여 질소를 공급시키기 위한 제 2공급파이프(28')에서 분기되는 질소의 유입라인(13)이 연결 설치되고, 상기 중간냉각기(4)의 타측에는 제 1냉각기(8)로부터 팽창터빈(22)을 통하여 질소를 공급시키기 위한 제 1배출파이프(29) 또는 제 1냉각기(8)를 통과한 질소를 질소냉각시스템(20)의 압축기(23)로 공급시키기 위한 제 2배출파이프(29')에서 분기되는 질소의 회수라인(15)이 연결 설치되고, 상기 유입라인(13)과 회수라인(15)은 중간냉각기(4)의 내부에서 휘발가스와의 열교환구조(14)를 형성하도록 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 중간냉각기(4)와 연결되는 유입라인(13)에는 유량조절밸브(18)가 설치되고, 상기 중간냉각기(4)의 배출구측에 해당하는 배출라인(3)에는 유량조절밸브(18)의 작동을 제어하기 위한 온도센서(16)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템{Pre-cooling system of boil-off gas from LNG}
본 발명은 LNG 탱크로부터 발생하는 휘발가스를 질소냉각방식에 의하여 재액화시키기 이전에 LNG 탱크로부터 유입된 휘발가스를 1차 냉각시키기 위한 중간냉각시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LNG 휘발가스가 통과하는 중간냉각기의 내부로 질소냉각시스템에 의한 소량의 액화질소 및 질소가스를 순환시켜 LNG 휘발가스가 질소의 증발작용에 따라 냉각되도록 한 것에 관한 것이다.
일반적으로 육상에 설치되는 LNG(액화천연가스)의 저장탱크 뿐만 아니라, LNG를 수송하는 운반선의 저장탱크에 있어서도, 모스형이나 메인브레인형과 같은 저장탱크의 형상에 관계없이 통상적으로 하루동안 개략 0.1% 내지 3%에 달하는 량의 LNG가 저장탱크를 싸고 있는 절연체를 통한 외부열의 유입 결과로 증발되며, 이러한 LNG 휘발가스(BOG: Boil-off gas)의 량이 많아질 경우 저장탱크 내부의 압력이 증가되어 탱크의 폭발과 같은 위험한 상황을 초래하게 된다.
상기와 같이 LNG 저장탱크의 내부에서 발생하는 LNG 휘발가스의 경우 전형적으로 선박의 보일러나 발전기에 동력을 공급하기 위한 보조연료원으로 사용되어져 왔으나, 최근에 들어 LNG 운반선의 설계는 스팀구동에 따른 터빈 엔진보다는 오히려 디젤 엔진을 적용하고 있는 추세이므로, LNG 저장탱크의 내부에서 발생하는 휘발가스를 보조연료원으로 사용할 필요성이 급격히 감소하고 있다.
따라서, 최근에 들어서는 이러한 LNG 휘발가스를 회수하여 LNG로 재액화시킨 다음, 이를 다시 LNG 저장탱크로 보내는 재액화시스템이 도입되고 있으며, 가장 대표적인 것으로는 미국특허공보 제 6,449,983호(2002년 09월 17일 등록) 및 국내특허공보 제 356764호(2002년 10월 02일 등록)에 기재된 것과 같은 재액화시스템을 들 수 있다.
상기와 같은 종래의 재액화시스템은 LNG 탱크로부터 공급되는 휘발가스를 1차 압축하여 응축에 필요한 잠열을 감소(브레이톤 싸이클: Brayton cycle)시킨 다음, 폐쇄형 루프로 이루어지는 질소냉각시스템으로서 휘발가스를 응축시키되, 휘발가스의 압축단계 전,후에 질소냉각시스템에 의하여 응축된 다량의 LNG를 휘발가스와 혼합시키도록 함으로서, 휘발가스의 중간냉각기능 및 이에 따른 재액화 효율을 향상시키도록 한 것이다.
주) 브레이톤 싸이클(Brayton cycle): 압축과 팽창은 단열변화이며 수열(受熱)과 방열(放熱)이 정압적으로 이루어지는 가스터빈의 기본싸이클.
그러나, 상기와 같은 종래의 재액화시스템은 휘발가스의 중간냉각을 위하여 휘발가스의 응축으로 생성된 다량의 LNG를 사용함으로서, 휘발가스의 재액화 효율을 실질적으로 크게 향상시키는 측면에서 바람직하지 못한 문제점을 야기시켰을 뿐만 아니라, 휘발가스의 응축으로 생성되는 LNG의 량이 적을 경우에는 휘발가스의 중간냉각원이 부족하게 됨으로서 휘발가스의 지속적이고 안정적인 냉각원 공급을 이루어내기가 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 휘발가스의 지속적이고 안정적인 냉각원 공급을 이루어낼 수 있도록 하기 위해서는, LNG 탱크로부터 이송펌프를 구비하는 별도의 LNG 공급용 배관을 연장시켜 휘발가스의 유동배관과 연결시켜야 함으로서, 재액화시스템의 전체적인 배관구조가 복잡하게 될 뿐만 아니라 재액화시스템의 설치 및 운전에 따른 비용이 과도하게 소요되는 문제점이 있었다.
특히, 휘발가스의 공급라인상에 LNG를 혼합시키기 위한 라인이 추가적으로 연결되어야 하는 바, 이는 휘발가스 및 LNG가 유동하는 배관의 전체 길이와 그 연결부의 갯수를 증가시키는 요인으로 작용하게 됨으로서, 휘발가스나 LNG가 유동하는 배관과 그 연결부위를 통한 휘발가스나 LNG의 누출 및 그에 따른 화재나 폭발의 위험성이 증가하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템은 LNG 휘발가스가 통과하는 중간냉각기의 내부로 질소냉각시스템에 의한 소량의 액화질소 및 질소가스를 순환시켜 LNG 휘발가스가 질소의 증발작용에 따라 냉각되도록 함으로서, LNG나 휘발가스의 유동배관 및 그 연결부위를 최대한으로 단축시켜 LNG나 휘발가스의 누출 및 그에 따른 화재나 폭발의 위험성을 최소화시킬 수 있도록 하면서도 LNG 휘발가스의 중간냉각성능 및 이에 따른 재액화 효율은 크게 향상시킬 수 있도록 하며, LNG 휘발가스의 중간냉각원으로 대기중에 무수히 존재하는 질소를 적용시켜 냉각원의 사용에 따른 편의성과 경제성을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 것을 본 발명의 기술적 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, LNG가 저장되는 LNG 탱크로부터 배출라인을 통하여 배출되는 휘발가스를 1차 냉각시키기 위한 중간냉각기가 설치되고, 상기 중간냉각기로부터 컴프레셔를 거쳐 연장되는 휘발가스의 공급라인이 질소냉각시스템과 연결된 제 1, 제 2냉각기의 내부를 관통하도록 설치되어 LNG 탱크에서 발생한 휘발가스를 재액화시키도록 한 것에 있어서, 상기 중간냉각기의 일측에는 질소냉각시스템의 팽창터빈으로부터 제 2냉각기를 통하여 질소를 공급시키기 위한 제 2공급파이프에서 분기되는 질소의 유입라인이 연결 설치되고, 상기 중간냉각기의 타측에는 제 1냉각기로부터 팽창터빈을 통하여 질소를 공급시키기 위한 제 1배출파이프 또는 제 1냉각기를 통과한 질소를 질소냉각시스템의 압축기로 공급시키기 위한 제 2배출파이프에서 분기되는 질소의 회수라인이 연결 설치되고, 상기 유입라인과 회수라인은 중간냉각기의 내부에서 휘발가스와의 열교환구조를 형성하도록 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 중간냉각기와 연결되는 유입라인에는 유량조절밸브가 설치되고, 상기 중간냉각기의 배출구측에 해당하는 배출라인에는 유량조절밸브의 작동을 제어하기 위한 온도센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템을 나타내는 배관도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 배관도이며, 도면에 대한 설명중 미설명된 부호 11a는 가스배출관을 나타내는 것이다.
먼저, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명에 의한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템은 LNG(2)가 저장된 LNG 탱크(1)로부터 공급되는 휘발가스의 재액화시스템(10)상에 설치되는 것으로서, 상기 재액화시스템(10)은 종래의 재액화시스템과 마찬가지로 하나의 폐쇄형 루프(Closed loop)를 이루는 질소냉각시스템(20)을 포함하고 있다.
상기 재액화시스템(10)의 전체적인 구성은, LNG(2)가 저장되는 LNG 탱크(1)로부터 배출라인(3)을 통하여 배출되는 휘발가스의 중간냉각기(4)가 설치되고, 상기 중간냉각기(4)와 배출라인(3)으로 연결됨과 동시에 모터(6)의 구동에 따라 작동되는 컴프레셔(5)로부터 연장되는 휘발가스의 공급라인(7)이 휘발가스의 응축을 위한 제 1, 제 2냉각기(8)(9)의 내부를 관통하여 액체가스분리기(11)와 연결 설치되며, 상기 액체가스분리기(11)의 하측으로부터 연장되는 리턴라인(12)이 LNG 탱크(1)의 내부로 삽입되도록 이루어져 있다.
상기 제 1, 제 2냉각기(8)(9)의 내부를 관통하는 공급라인(7)은 그 내부를 통과하는 휘발가스가 질소냉각시스템(20)과의 열교환에 의하여 응축될 수 있도록 공급라인(7) 자체가 하나의 열교환구조를 형성하게 되며, LNG 탱크(1)의 내부로 삽입되는 상기 리턴라인(12)의 경우 다수 개의 배관으로 분기되어 그 중 일부 배관이 LNG 탱크(1)의 상부공간에 저장된 휘발가스를 통하여 응축된 LNG를 스프레이식으로 분사시키도록 할 수도 있다.
그리고, 상기 재액화시스템(10)과 함께 설치되는 것으로서 공지의 질소냉각시스템(20)은, 3단 압축기(23)와 팽창터빈(22)이 전동기(21)에 의하여 작동될 수 있도록 전동기(21)와 연결 설치되고, 상기 각각의 압축기(23)는 보조냉각기(24)를 구비하는 배관에 의하여 순차적으로 연결 설치되며, 도면상 우측단에 위치하는 압축기(23)의 보조냉각기(24)와 도면상 좌측단에 위치하는 압축기(23)가 순환파이프(27)에 의하여 연결 설치된다.
또한, 상기 순환파이프(27)에는 질소가스의 저장을 위한 질소탱크(25)가 설치되고, 상기 질소탱크(25)의 양측으로는 질소가스의 유입 및 배출을 위한 개폐밸브(26)(26')가 순환파이프(27)상에 설치되며, 3단 압축기(23)의 토출 위치에 해당하는 순환파이프(27)로부터 제 1공급파이프(28)가 연장되어 제 1냉각기(8)의 내부에서 고온고압으로 조성된 질소가스의 방열구조를 형성하게 되며, 상기 제 1공급파이프(28)와 연결되는 제 1배출파이프(29)가 제 1냉각기(8)로부터 연장되어 팽창터빈(22)의 입력측과 연결 설치된다.
또한, 상기 팽창터빈(22)의 출력측으로부터는 제 2공급파이프(28')가 연장되어 제 2냉각기(9) 및 제 1냉각기(8)를 순차적으로 관통하게 되는 데, 상기 제 2공급파이프(28')는 해당 냉각기(8)(9)의 내부에서 질소의 증발작용에 따른 LNG 휘발가스(및 질소가스)의 응축구조를 형성하게 되며, 상기 제 2공급파이프(28')와 연결되는 제 2배출파이프(29')가 제 1냉각기(8)로부터 연장되어 3단 압축기(23)의 입력 위치에 해당하는 순환파이프(27)와 연결 설치된다.
위에서 설명되어진 질소냉각시스템(20)은 LNG 휘발가스의 재액화시스템(10)에 적용될 수 있는 하나의 대표적인 실시예에 불과한 것으로서, 휘발가스의 공급라인(7)을 따라 유동하는 LNG 휘발가스를 질소의 증발작용에 의하여 응축 및 액화시킬 수 있는 것이라면, 종래의 기술에서 제시된 것과 같은 질소냉각시스템 또는 그 이외의 공지된 다른 여러 가지 조합의 질소냉각시스템이 적용될 수 있음을 밝혀두는 바이다.
상기와 같이 질소냉각시스템(20)을 구비하는 LNG 휘발가스의 재액화시스템(10)에 설치되어 휘발가스의 중간냉각기능을 수행토록 한 본 발명의 요부에 해당하는 구성요소로서, 상기 중간냉각기(4)의 일측{도면상 중간냉각기(4)의 하부측}에는 질소냉각시스템(20)의 팽창터빈(22)으로부터 제 2냉각기(9)를 통하여 질소를 공급시키기 위한 제 2공급파이프(28')에서 분기되는 질소의 유입라인(13)이 연결 설치된다.
그리고, 상기 중간냉각기(4)의 타측{도면상 중간냉각기(4)의 상부측}에는 제 1냉각기(8)로부터 팽창터빈(22)을 통하여 질소를 공급시키기 위한 제 1배출파이프(29)에서 분기되는 질소의 회수라인(15), 또는 제 1냉각기(8)를 통과한 질소를 질소냉각시스템(20)의 압축기(23)로 공급시키기 위한 제 2배출파이프(29')에서 도면상 가상선으로 분기되는 질소의 회수라인(15)이 연결 설치된다.
또한, 상기와 같은 배관 연결구조를 가지는 유입라인(13)과 회수라인(15)이 중간냉각기(4)의 내부에서 휘발가스와의 열교환구조(14)를 형성하도록 일체로 연결 설치됨으로서, 질소냉각시스템(20)의 팽창터빈(22)을 통과한 질소 중 그 일부를 상기 중간냉각기(4)를 거쳐 질소냉각시스템(20)의 압축기(23) 또는 팽창터빈(22)측으로 다시 회수할 수 있도록 한 구조로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 LNG 휘발가스의 중간냉각시스템을 나타내는 것으로서, 상기 중간냉각기(4)와 연결되는 유입라인(13)에는 질소의 유입량을 조절하기 위한 유량조절밸브(18)가 설치되고, 상기 중간냉각기(4)의 배출구측에 해당하는 배출라인(3)에는 유량조절밸브(18)의 작동을 제어하기 위한 온도센서(16)가 전선(17)에 의하여 유량조절밸브(18)와 접속되도록 설치된 구성으로 이루어지며, 그 이외의 구성은 본 발명의 일실시예에 의한 구성과 동일하게 이루어지는 것이다.
이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 재액화시스템(10)을 통하여 LNG 휘발가스를 유동시키기 이전에 상기 질소냉각시스템(20)의 전동기(21)를 가동시킴으로서 3단 압축기(23)와 팽창터빈(22)이 작동되도록 하면, 제 1냉각기(8)의 내부에서는 압축기(23)를 거친 질소가스의 방열 즉, 응축이 이루어지고, 제 2냉각기(9) 및 제 1냉각기(8)의 내부에서는 팽창터빈(22)을 거친 액화질소 및 질소가스의 증발에 따른 냉각이 2단계로 이루어지게 되며, 이로 인하여 공지의 질소냉각시스템(20)에 의한 LNG 휘발가스의 재액화가 가능한 상태가 된다.
상기와 같은 상태에서 모터(6)를 구동시켜 재액화시스템(10)의 컴프레셔(5)를 작동시키게 되면, LNG 탱크(1)의 상부공간에 저장된 LNG 휘발가스가 배출라인(3)을 따라 중간냉각기(4)를 통과한 다음 컴프레셔(5)에 의하여 압축됨으로서 응축에 필요한 잠열이 감소되며, 이와 같이 컴프레셔(5)를 거침으로서 응축에 필요한 잠열이 감소된 LNG 휘발가스가 공급라인(7)에 의하여 제 1, 제 2냉각기(8)(9)의 내부를 따라 순차적으로 공급된다.
상기와 같이 공급라인(7)을 통하여 제 1, 제 2냉각기(8)(9)의 내부로 순차적으로 공급되는 휘발가스는 제 2공급파이프(28')를 유동하는 질소의 증발작용에 따른 해당 냉각기(8)(9) 내부의 극저온 상태에 의하여 응축 및 액화되며, 이와 같이 휘발가스의 응축 및 액화 과정에서 생성된 LNG(2)가 공급라인(7)을 통하여 액체가스분리기(11)의 내부로 유입된다.
상기 제 1냉각기(8)는 그 내부에 제 1공급파이프(28)에 의한 질소가스의 응축구조(방열)와 제 2공급파이프(28')에 의한 액화질소 및 질소가스의 증발구조(냉각)가 동시에 설치되어 제 2냉각기(9)보다 비교적 높은 온도를 유지하지만, 휘발가스의 응축 및 액화를 보조할 수 있는 충분한 온도를 가지기 때문에 상기 공급라인(7)을 제 1냉각기(8)의 내부로 일차 관통시킨 것이며, 휘발가스의 실질적인 응축 및 액화는 그 내부온도가 약 -196℃ 정도의 극저온 상태로 유지되는 제 2냉각기(9)에서 이루어지게 된다.
상기와 같이 제 2냉각기(9)를 거쳐 액체가스분리기(11)의 내부로 유입된 LNG(2)는 액체가스분리기(11)의 하부공간에 저장된 다음 리턴라인(12)을 통하여 LNG 탱크(1)로 재회수되고, 액화되지 않은 소량의 LNG 휘발가스 및 그 과정에서 발생한 질소가스는 액체가스분리기(11)의 상단에 설치된 가스배출관(11a)을 거쳐 외부로 자연 배출되는 식으로 하여 재액화시스템(10)이 질소냉각시스템(20)과 함께 작동하게 된다.
상기와 같은 재액화시스템(10)의 작동에 따라 LNG 탱크(1)의 상부공간에 저장된 LNG 휘발가스가 배출라인(3)을 거쳐 중간냉각기(4)를 통과하는 과정에서 본 발명에 의한 중간냉각시스템 또한 작동하게 되는 데, 팽창터빈(22)을 통과한 질소 중 그 일부가 제 2공급파이프(28')와 연결된 유입라인(13)을 따라 중간냉각기(4)의 열교환구조(14)를 통하여 유동하게 되고, 이와 같이 열교환구조(14)를 통하여 유동하는 질소의 증발작용에 의하여 LNG 휘발가스가 1차적으로 냉각된다.
상기와 같이 휘발가스의 중간냉각에 사용된 질소는 중간냉각기(4)와 연결된 회수라인(15)을 거쳐 팽창터빈(22)의 입구측에 해당하는 제 1배출파이프(29)를 통하여 팽창터빈(22)측으로 재공급됨으로서 응축질소의 팽창작용을 보조토록 하거나, 또는 제 1냉각기(8)로부터 연장되는 제 2배출파이프(29')를 통하여 압축기(23)로 재공급됨으로서 질소냉각시스템(20)으로 다시 회수되어 사용되는 것이다.
본 발명에서와 같이 LNG 휘발가스의 중간냉각원으로서 질소를 사용하게 되면, 중간냉각기(4)의 내부온도를 질소의 응축온도(-196℃)에 의하여 극저온 상태로 조성시킬 수 있게 되는 데, 이는 휘발가스의 응축에 따라 발생한 LNG(2)를 냉각원으로 사용한 종래의 경우(약 -162℃)보다 더욱 낮은 온도 수준이 되므로, LNG 휘발가스의 중간냉각성능 및 이로 인한 LNG 휘발가스의 재액화 효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 LNG 휘발가스의 중간냉각 및 그 재액화에 필요한 냉각원을 모두 질소로 적용시킨 상태에서, 제 2냉각기(9)를 거쳐 응축 및 액화된 LNG(2)의 전량을 LNG 탱크(1)로 공급시키도록 함으로서, LNG 휘발가스의 실질적인 재액화 효율(즉, LNG 휘발가스의 발생량/LNG 탱크로 회수되는 응축 LNG의 량)을 종래의 경우에 비하여 더욱 크게 향상시킬 수 있게 된다.
뿐만 아니라, LNG 휘발가스와 LNG(2)가 유동하는 배관 및 그 연결부위는 LNG 휘발가스의 재액화를 위하여 반드시 필요한 부분만으로 단축시키고, 그 이외의 배관은 모두 불활성, 무독성 기체인 질소의 유동배관이 되도록 함으로서, 휘발가스의 중간냉각원으로 LNG(2)를 사용하였던 종래의 경우와 비교하여 LNG 휘발가스 및 LNG(2)가 유동하는 배관의 전체 길이와 그 연결부의 갯수를 최소화시킬 수 있게 되고, 이로 인하여 LNG 휘발가스나 LNG(2)의 누출 및 그에 따른 화재나 폭발의 위험성 또한 최소화시킬 수 있게 된다.
특히, 휘발가스의 중간냉각원으로 대기중에 무수히 존재(공기 중의 약 70%)하는 질소를 이용함에 따라, LNG 휘발가스에 대한 저렴하고 지속적이며 안정적인 냉각원 공급을 이루어낼 수 있게 되며, 이로 인하여 휘발가스의 중간냉각원 공급에 따른 편의성과 경제성을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 경우와 같이 LNG 탱크(1)로부터 이송펌프를 구비하는 별도의 LNG 공급용 배관을 연장시켜 휘발가스의 유동배관과 연결시킬 필요성이 없기 때문에, 재액화시스템(10)의 전체적인 배관구조가 단순하게 됨과 동시에 재액화시스템(10)의 설치 및 운전에 따른 비용을 절감시킬 수 있게 되는 것이다.
마지막으로, 도 2에 도시되어 있는 본 발명의 다른 실시예에서는 중간냉각기(4)를 거쳐 배출되는 휘발가스의 온도를 배출라인(3)상에 설치된 온도센서(16)가 감지하여, 유입라인(13)에 설치된 유량조절밸브(18)를 통한 질소의 유입량을 휘발가스의 냉각온도에 따라 비례 제어토록 함으로서, 중간냉각기(4)의 열교환구조(14)로 유입되는 질소의 량을 최적의 상태로 조정하여 시스템의 원활한 운용에 더욱 크게 기여할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같이 본 발명에 의한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템은, LNG 휘발가스가 통과하는 중간냉각기의 내부로 질소냉각시스템에 의한 소량의 액화질소 및 질소가스를 순환시켜 LNG 휘발가스가 질소의 증발작용에 따라 냉각되도록 함으로서, LNG나 휘발가스의 유동배관 및 그 연결부위를 최대한으로 단축시켜 LNG나 휘발가스의 누출 및 그에 따른 화재나 폭발의 위험성을 최소화시킬 수 있도록 하면서도 LNG 휘발가스의 중간냉각성능 및 이에 따른 재액화 효율은 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, LNG 휘발가스의 중간냉각원으로 대기중에 무수히 존재하는 질소를 적용시켜 저렴하고 지속적이며 안정적인 냉각원 공급을 이루어낼 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 휘발가스의 중간냉각원 사용에 따른 편의성과 경제성을 크게 향상시키는 효과가 있는 동시에, 재액화시스템의 전체적인 배관구조를 단순화시켜 재액화시스템의 설치 및 운전에 따른 비용을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 다른 실시예에서와 같이 중간냉각기를 거쳐 배출되는 휘발가스의 온도를 배출라인상에 설치된 온도센서가 감지하여, 유입라인에 설치된 유량조절밸브를 통한 질소의 유입량을 휘발가스의 냉각온도에 따라 비례 제어토록 한 경우에는, 중간냉각기의 열교환구조로 유입되는 질소의 량을 최적의 상태로 조정하여 시스템의 원활한 운용에 더욱 크게 기여토록 하는 효과가 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템을 나타내는 배관도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 배관도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : LNG 탱크 2 : LNG 3 : 배출라인
4 : 중간냉각기 5 : 컴프레셔 6 : 모터
7 : 공급라인 8 : 제 1냉각기 9 : 제 2냉각기
10 : 재액화시스템 11 : 액체가스분리기 12 : 리턴라인
13 : 유입라인 14 : 열교환구조 15 : 회수라인
16 : 온도센서 17 : 전선 18 : 유량조절밸브
20 : 질소냉각시스템 21 : 전동기 22 : 팽창터빈
23 : 압축기 24 : 보조냉각기 25 : 질소탱크
26,26' : 개폐밸브 27 : 순환파이프 28 : 제 1공급파이프
28' : 제 2공급파이프 29 : 제 1배출파이프 29' : 제 2배출파이프

Claims (2)

  1. LNG(액화천연가스)(2)가 저장되는 LNG 탱크(1)로부터 배출라인(3)을 통하여 배출되는 휘발가스(BOG : Boil-off gas)를 1차 냉각시키기 위한 중간냉각기(4)가 설치되고, 상기 중간냉각기(4)로부터 컴프레셔(5)를 거쳐 연장되는 휘발가스의 공급라인(7)이 질소냉각시스템(20)과 연결된 제 1, 제 2냉각기(8)(9)의 내부를 관통하도록 설치되어 LNG 탱크(1)에서 발생한 휘발가스를 재액화시키도록 한 것에 있어서,
    상기 중간냉각기(4)의 일측에는 질소냉각시스템(20)의 팽창터빈(22)으로부터 제 2냉각기(9)를 통하여 질소를 공급시키기 위한 제 2공급파이프(28')에서 분기되는 질소의 유입라인(13)이 연결 설치되고,
    상기 중간냉각기(4)의 타측에는 제 1냉각기(8)로부터 팽창터빈(22)을 통하여 질소를 공급시키기 위한 제 1배출파이프(29) 또는 제 1냉각기(8)를 통과한 질소를 질소냉각시스템(20)의 압축기(23)로 공급시키기 위한 제 2배출파이프(29')에서 분기되는 질소의 회수라인(15)이 연결 설치되며,
    상기 유입라인(13)과 회수라인(15)은 중간냉각기(4)의 내부에서 휘발가스와의 열교환구조(14)를 형성하도록 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 중간냉각기(4)와 연결되는 유입라인(13)에는 유량조절밸브(18)가 설치되고, 상기 중간냉각기(4)의 배출구측에 해당하는 배출라인(3)에는 유량조절밸브(18)의 작동을 제어하기 위한 온도센서(16)가 설치되는 것을 특징으로 하는 엘엔지 휘발가스의 중간냉각시스템.
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