KR20140148143A - BOG Reliquefaction System And Method For Ship - Google Patents

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KR20140148143A KR1020130071681A KR20130071681A KR20140148143A KR 20140148143 A KR20140148143 A KR 20140148143A KR 1020130071681 A KR1020130071681 A KR 1020130071681A KR 20130071681 A KR20130071681 A KR 20130071681A KR 20140148143 A KR20140148143 A KR 20140148143A
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Abstract

A BOG reliquefaction system and method for a ship are disclosed. The BOG reliquefaction system for a ship comprises: a first flow path which compresses and vaporizes LNG stored in a cargo hold of a ship and supplies the compressed and vaporized LNG to a propulsion engine of the ship; and a second flow path which exhausts the BOG generated in the cargo hold to the outside. At least a portion of the BOG is heat-exchanged with the LNG supplied to the propulsion engine through the branched second flow path, and is re-liquefied and stored in the cargo hold.

Description

선박의 BOG 재액화 처리 시스템 및 방법{BOG Reliquefaction System And Method For Ship}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a BOG re-

본 발명은 선박의 BOG 재액화 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 화물창에 저장된 LNG를 압축 및 기화시켜 선박의 추진용 엔진으로 공급하는 제1 유로와, 화물창에서 발생하는 BOG를 화물창의 외부로 배출시키는 제2 유로를 포함하되, 제2 유로를 분기시켜 BOG 중 적어도 일부를, 추진용 엔진으로 공급되는 LNG와 열교환으로 재액화시켜 화물창에 저장하는 선박의 BOG 재액화 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a system and a method for BOG liquefaction treatment of a ship, and more particularly, to a system and method for BOG liquefaction treatment of a ship, comprising a first flow path for compressing and vaporizing LNG stored in a cargo hold of a ship and supplying it to a propulsion engine of a ship, A BOG re-liquefaction processing system for a ship including a second flow path for discharging the second flow path to the outside of the cargo hold, wherein at least a part of the BOG is re-liquefied by heat exchange with the LNG supplied to the propulsion engine and stored in the cargo hold; ≪ / RTI >

액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, 천연가스 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있으며, 일 예로 LNG를 해상으로 수송(운반)할 수 있는 LNG 운반선이 사용되고 있다. Liquefied natural gas (hereinafter referred to as "LNG") is a colorless transparent liquid obtained by cooling methane-based natural gas to about -162 ° C. and liquefying it. / 600. ≪ / RTI > Therefore, it is very efficient to transport liquefied LNG when transporting natural gas. For example, an LNG carrier that can transport (transport) LNG is used.

천연가스의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 쉽게 증발된다. LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG 저장탱크에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의한 LNG 수송과정에서 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 자연 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다.Since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -163 ° C at normal pressure, LNG is easily evaporated even if its temperature is slightly higher than the normal pressure of -163 ° C. LNG storage tanks of LNG carriers are heat-treated, but since external heat is continuously transferred to LNG storage tanks, LNG is constantly spontaneously vaporized in LNG storage tanks during LNG transportation by LNG carrier, Boil-off gas (BOG) is generated in the storage tank.

BOG는 일종의 LNG 손실로서 LNG의 수송효율에 있어서 중요한 문제이며, LNG 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 LNG 저장탱크 내의 압력이 과도하게 상승하여 탱크가 파손될 위험이 있으므로, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 BOG를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다.BOG is a kind of LNG loss, which is an important problem in the transport efficiency of LNG. When the evaporation gas accumulates in the LNG storage tank, the pressure in the LNG storage tank is excessively increased, Have been studied.

최근에는 BOG의 처리를 위해, BOG를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, BOG를 선박의 엔진의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다. 그리고 잉여의 BOG에 대해서는 가스연소유닛(Gas Combustion Unit, GCU)에서 연소시키는 방법을 사용하고 있다.Recently, for the treatment of BOG, BOG is re-liquefied and returned to the storage tank, and BOG is used as energy source of engine of ship. In addition, the surplus BOG is combusted in a gas combustion unit (GCU).

가스연소유닛은 BOG를 달리 활용할 데가 없는 경우 저장탱크의 압력 조절을 위하여 불가피하게 잉여의 BOG를 연소하는 것으로서, BOG가 가지고 있는 화학 에너지를 연소에 의해 낭비하는 결과를 초래한다는 문제가 있다.The gas combustion unit burns surplus BOG inevitably for controlling the pressure of the storage tank when the BOG can not be utilized otherwise, resulting in a waste of the chemical energy possessed by the BOG by combustion.

LNG 운반선의 추진 시스템에서 메인 추진 장치로서 이중 연료 연소(Dual Fuel, DF) 엔진을 적용하는 경우, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 DF 엔진의 연료로서 사용하여 증발가스를 처리할 수 있는데, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스의 양이 DF 엔진에서 선박의 추진에 사용되는 연료의 양을 초과하는 경우에, LNG 저장탱크를 보호하기 위해 증발가스를 가스 연소기로 보내어서 소각시키기도 한다.When a dual fuel (DF) engine is applied as the main propulsion unit in the propulsion system of the LNG carriers, the evaporative gas generated in the LNG storage tank can be used as the fuel of the DF engine to process the evaporative gas, If the amount of evaporative gas generated in the LNG storage tank exceeds the amount of fuel used in the propulsion of the ship in the DF engine, the evaporation gas may be sent to a gas burner to incinerate it to protect the LNG storage tank.

출원번호 제10-2010-0116987호Application No. 10-2010-0116987

극저온인 LNG는 온도 등 외부 환경 변화에 매우 민감하며, 선박의 운항중에도 화물창 내에서 지속적으로 자연 기화되기 때문에 상당한 양의 BOG(Boil Off Gas, 증발가스)가 발생한다. 저장 용기 내부에 BOG가 과다하게 되면 이로 인해 용기 내 압력이 상승하면서 용기가 내부 압력을 견딜 수 없어 폭발할 위험이 있으므로, BOG는 배출시켜 액화한 후 다시 저장하거나, 연소시켜 제거하는 방식으로 처리하게 된다. 선박으로 운송할 경우 단열 구조를 갖추더라도, 저장 용기 내에서 발생하는 증발가스(BOG)의 양은 약 0.05 vol%/day에 이르며, 종래 액화천연가스 운반선의 운항시 시간당 4 내지 6 톤(t), 한번 운항시 약 300톤의 액화천연가스가 증발가스화되는 것으로 알려진다.Cryogenic LNG is very sensitive to changes in the external environment such as temperature, and since it is continuously vaporized in the cargo hold during the operation of the ship, a considerable amount of BOG (boil off gas, evaporation gas) is generated. As the BOG becomes excessive in the storage container, the pressure in the container rises and the container can not withstand the internal pressure and there is a danger of explosion. Therefore, the BOG is discharged and liquefied and then stored or burned and removed do. The amount of evaporative gas (BOG) generated in the storage vessel is about 0.05 vol% / day even when the vessel is equipped with a heat insulating structure. The conventional liquefied natural gas carrier carries 4 to 6 tons / It is known that about 300 tons of liquefied natural gas is vaporized and gasified in a single operation.

이처럼 많은 양의 BOG를 액화시키는 데에는 복잡한 재액화 장치와 많은 에너지를 필요로 하며, 연소시켜 제거하는 경우 연료를 사용하지 못하고 버리게 되는 문제가 있다. Liquefaction of such a large amount of BOG requires a complicated re-liquefying device and a lot of energy, and when it is burned and removed, the fuel can not be used.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 선박의 화물창에서 발생하는 BOG를 효율적으로 재액화시킬 수 있는 BOG 처리 시스템을 제공하고자 한다. In order to solve such a problem, the present invention provides a BOG processing system capable of efficiently re-liquefying BOG generated in a cargo hold of a ship.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 BOG 재액화 처리 시스템에 있어서,According to an aspect of the present invention, in a BOG remelting processing system for a ship,

상기 선박의 화물창에 저장된 LNG를 압축 및 기화시켜 상기 선박의 추진용 엔진으로 공급하는 제1 유로; 및A first flow path for compressing and vaporizing the LNG stored in the cargo hold of the ship and supplying it to the propulsion engine of the ship; And

상기 화물창에서 발생하는 BOG를 상기 화물창의 외부로 배출시키는 제2 유로를 포함하되,And a second flow path for discharging the BOG generated in the cargo hold to the outside of the cargo hold,

상기 제2 유로는 분기되어 상기 BOG 중 적어도 일부는, 상기 추진용 엔진으로 공급되는 상기 LNG와 열교환으로 재액화되어 상기 화물창에 저장되는 것을 특징으로 하는 선박의 BOG 재액화 처리 시스템이 제공된다. The second flow path is branched so that at least a part of the BOG is re-liquefied by heat exchange with the LNG supplied to the propulsion engine and stored in the cargo hold.

상기 제1 유로에 마련되며 상기 LNG를 압축시키는 고압 펌프와, 상기 고압 펌프에서 압축된 상기 LNG를 기화시키는 강제기화기와, 상기 고압 펌프와 상기 강제기화기 사이에 마련되며 상기 고압 펌프에서 압축된 상기 LNG와 상기 BOG가 열교환되는 열교환기를 더 포함할 수 있다. A high pressure pump provided in the first flow path for compressing the LNG; a forced vaporizer for vaporizing the LNG compressed by the high pressure pump; And a heat exchanger in which the BOG is heat-exchanged.

상기 제2 유로에 마련되어 상기 BOG를 압축시키는 컴프레서와, 상기 제2 유로에서 분기되며 상기 컴프레서를 거친 상기 BOG의 적어도 일부를 상기 열교환기로 공급하는 제3 유로를 더 포함할 수 있다.And a third flow path provided in the second flow path to compress the BOG and a third flow path branched from the second flow path and supplying at least a part of the BOG through the compressor to the heat exchanger.

상기 제2 유로로 배출된 BOG는 연소 및 연료공급 중 적어도 하나의 형태로 소모될 수 있다. The BOG discharged to the second flow path may be consumed in the form of at least one of combustion and fuel supply.

상기 제2 유로에 마련되며 상기 BOG를 연소시키는 GCU와, 상기 제2 유로에 마련되며 상기 BOG를 연료로 공급받는 DF 엔진 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.A GCU provided in the second flow path and combusting the BOG, and a DF engine provided in the second flow path and supplied with the BOG as fuel.

상기 선박의 화물창에 마련되어 상기 LNG를 상기 제1 유로로 공급하는 연료 펌프를 더 포함하고, 상기 제1 유로는 상기 DF 엔진으로 연결되어, 상기 DF 엔진은 상기 제2 유로로 상기 BOG를 연료로 공급받거나, 상기 제1 유로로 압축 및 기화된 상기 LNG를 감압하여 연료로 공급받을 수 있다.Further comprising a fuel pump provided in the cargo hold of the ship to supply the LNG to the first flow path, wherein the first flow path is connected to the DF engine, and the DF engine supplies the BOG as fuel And the LNG compressed and vaporized by the first flow path may be reduced in pressure and supplied as fuel.

상기 추진용 엔진은 150 내지 400bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진일 수 있다.
The propulsion engine may be a high pressure gas injection engine using a high pressure gas compressed at a high pressure of 150 to 400 bar as fuel.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박의 BOG 재액화 처리 방법에 있어서,According to another aspect of the present invention, in a method of treating a BOG liquefaction of a ship,

상기 선박의 화물창에 저장된 LNG를 고압으로 압축하고 기화시켜 상기 선박의 추진용 엔진으로 공급하고, The LNG stored in the cargo hold of the ship is compressed to a high pressure and supplied to the propulsion engine of the ship,

상기 화물창에서 발생하는 BOG를 상기 화물창의 외부로 배출시켜 소모하되, 상기 BOG 중 적어도 일부는 분기되어 상기 추진용 엔진으로 공급되는 압축된 상기 LNG와 열교환으로 재액화되어 상기 화물창에 저장되는 것을 특징으로 하는 선박의 BOG 재액화 처리 방법이 제공된다.Wherein at least a portion of the BOG is branched and re-liquefied by heat exchange with the compressed LNG supplied to the propulsion engine, and is stored in the cargo hold, characterized in that BOG generated in the cargo hold is discharged to the outside of the cargo hold, There is provided a method of treating a BOG liquefaction of a ship.

상기 화물창의 외부로 배출된 BOG는 연소 및 연료공급 중 적어도 하나의 형태로 소모될 수 있다. The BOG discharged to the outside of the cargo hold may be consumed in the form of at least one of combustion and fuel supply.

본 발명의 선박의 BOG 재액화 처리 시스템 및 방법은 선박의 화물창에 저장된 LNG를 압축 및 기화시켜 선박의 추진용 엔진으로 공급하는 제1 유로와, 화물창에서 발생하는 BOG를 화물창의 외부로 배출시켜 연소시키거나 연료로 공급하는 제2 유로를 포함하되, 제2 유로를 분기시켜 BOG 중 적어도 일부를, 추진용 엔진으로 공급되는 LNG와 열교환으로 재액화시켜 화물창에 저장함으로써, 선박의 추진용 엔진에 연료로 공급되는 LNG의 냉열을 이용하여 BOG를 재액화시킬 수 있다. The present invention provides a system and method for BOG re-liquefaction of a ship, comprising a first flow path for compressing and vaporizing LNG stored in a cargo hold of a ship and supplying the same to a propulsion engine of a ship, Wherein the second flow path is branched so that at least a part of the BOG is re-liquefied by heat exchange with the LNG supplied to the propulsion engine and stored in the cargo hold, The BOG can be re-liquefied by using the cold heat of the LNG supplied to the LNG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 BOG 재액화 처리 시스템을 개략적으로 도시한다. FIG. 1 schematically shows a BOG remelting treatment system for a ship according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 BOG 재액화 처리 시스템을 개략적으로 도시한다. FIG. 1 schematically shows a BOG remelting treatment system for a ship according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 BOG 재액화 처리 시스템은, 선박의 화물창(T)에 저장된 LNG를 압축 및 기화시켜 선박의 추진용 엔진(E)으로 공급하는 제1 유로(L1)와, 화물창(T)에서 발생하는 BOG를 화물창(T)의 외부로 배출시키는 제2 유로(L2)를 포함하되, 제2 유로(L2)는 분기되어 BOG 중 적어도 일부는, 추진용 엔진(E)으로 공급되는 LNG와 열교환으로 재액화되어 화물창(T)에 저장된다. 1, a BOG liquefaction processing system for a ship according to an embodiment of the present invention compresses and vaporizes LNG stored in a cargo hold T of a ship and supplies it to a propulsion engine E of a ship And a second flow path L2 for discharging the BOG generated in the cargo hold T to the outside of the cargo hold T while the second flow path L2 is branched so that at least a part of the BOG Liquefied by heat exchange with the LNG supplied to the propelling engine E and stored in the hold T.

본 실시예에서의 선박은 LNG carrier일 수 있다.The ship in this embodiment may be an LNG carrier.

본 실시예는, 제1 유로(L1)에 마련되며 LNG를 압축시키는 고압 펌프(100)와, 고압 펌프(100)에서 압축된 LNG를 기화시키는 강제기화기(200)와, 고압 펌프(100)와 강제기화기(200) 사이에 마련되며 고압 펌프(100)에서 압축된 LNG와 BOG가 열교환되는 열교환기(300)를 더 포함할 수 있고, 제2 유로(L2)에는 BOG를 압축시키는 컴프레서(400)와, BOG를 연소시키는 GCU(Gas Combustion Unit, 500)가 마련될 수 있고, 제2 유로(L2)에서는 컴프레서(400)를 거친 BOG의 적어도 일부를 열교환기(300)로 공급하는 제3 유로(L3)가 분기될 수 있다.This embodiment includes a high pressure pump 100 provided in the first flow path L1 for compressing the LNG, a forced vaporizer 200 for vaporizing the LNG compressed in the high pressure pump 100, a high pressure pump 100, And a heat exchanger 300 provided between the forced vaporizer 200 and the LOG compressed by the high pressure pump 100 and the BOG are heat exchanged. The second flow path L2 may include a compressor 400 for compressing BOG, And a gas flow unit (GCU) 500 for combusting the BOG. In the second flow path L2, a third flow path for supplying at least a part of the BOG through the compressor 400 to the heat exchanger 300 L3 may be branched.

화물창(T)에서 발생하는 BOG는 제2 유로(L2)를 통해 화물창(T)으로부터 배출되어 컴프레서(400)를 거쳐 GCU(500)에서 연소되어 제거되거나 DF 엔진(700) 등 선박의 내연 기관에 연료로 공급되어 소모되는, 두 가지 연료소비형태 중 적어도 하나로 소비될 수 있는데, 본 실시예는 제2 유로(L2)에서 분기되는 제3 유로(L3)를 통해 BOG를 열교환기(300)로 도입시켜 LNG의 냉열을 이용하여 재액화시킨다. BOG generated in the cargo space T is discharged from the cargo hold T through the second flow path L2 and burned and removed by the GCU 500 via the compressor 400 or discharged to the internal combustion engine of the ship such as the DF engine 700 (BOG) is introduced into the heat exchanger 300 through the third flow path L3 branched from the second flow path L2. In this embodiment, the BOG is introduced into the heat exchanger 300 through the third flow path L3 branched from the second flow path L2. And the liquefied gas is re-liquefied by using the cold heat of the LNG.

BOG를 재액화시켜 생성된 LNG를 화물창(T)으로 다시 저장하게 되는데, 이러한 LNG는 컴프레서(400)에서 압축된 상태로 재액화되었으므로 화물창(T)으로 저장하기에 앞서 LNG의 압력을 상압(1bar)으로 조절하는 과정을 거칠 수 있다.BOG is re-liquefied and the generated LNG is stored again as a cargo hold T. Since this LNG is re-liquefied in a compressed state in the compressor 400, the pressure of the LNG is maintained at atmospheric pressure (1 bar ). ≪ / RTI >

본 실시예에서 선박에 마련되는 추진용 엔진(E)은 150 내지 400bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진일 수 있다.In this embodiment, the propulsion engine E provided on the ship may be a high-pressure gas injection engine using high-pressure gas compressed at a high pressure of 150 to 400 bar as fuel.

이와 같은 고압가스 분사엔진은 예를 들어, 150 내지 400bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 공급받는 ME-GI(Main Engine Gas Injection) 엔진일 수 있다.The high-pressure gas injection engine may be, for example, a Main Engine Gas Injection (ME-GI) engine that is supplied with high-pressure gas compressed at a high pressure of 150 to 400 bar.

ME-GI 엔진은, 선박에 사용될 수 있는 엔진으로서, 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx) 배출량을 저감하기 위하여 개발된 LNG 운반선의 고압 천연가스 분사 엔진이다. ME-GI 엔진은 LNG(Liquefied Natural Gas)를 극저온에 견디는 저장탱크에 저장하여 운반하도록 하는 LNG 운반선 등과 같은 해상 구조물에 설치될 수 있으며, 천연가스를 연료로 사용하며, 그 부하에 따라 대략 150 - 400 bara(절대압력) 정도의 고압의 가스 공급 압력이 요구되는데, 동급출력의 디젤엔진에 비해 오염물질 배출량을 이산화탄소는 23%, 질소화합물은 80%, 황화합물은 95%이상 줄일 수 있는 차세대 친환경적인 엔진으로서 각광받고 있다.The ME-GI engine is a high-pressure natural gas injection engine for LNG carriers developed to reduce nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx) emissions. The ME-GI engine can be installed on marine structures such as LNG carriers that store LNG (Liquefied Natural Gas) in cryogenic storage tanks and carry it, and use natural gas as fuel, 400 bara (absolute pressure) high pressure gas supply pressure is required. Compared with the diesel engine of the same output, pollutant emission can be reduced by 23%, 80% of nitrogen compounds and 95% It is spotlighted as an engine.

이러한 고압가스 분사엔진에 연료로 공급되는 LNG는 고압 펌프(100)를 거쳐 압축된 후 강제기화기(200)에서 기화되어 공급되는데, 본 실시예는 고압 펌프(100)를 거친 LNG의 냉열을 제3 유로(L3)를 통해 열교환기(300)로 도입된 BOG에 흡수시켜 BOG를 재액화시킨다. The LNG supplied as fuel to the high-pressure gas injection engine is compressed through the high-pressure pump 100 and then vaporized and supplied from the forced vaporizer 200. In this embodiment, the cold heat of the LNG passed through the high- And BOG introduced into the heat exchanger 300 through the flow path L3 is re-liquefied.

예를 들어 ME-GI 엔진에서 약 3 ton/h의 LNG를 압축 및 기화시켜 연료로 공급받아 사용한다면, 열교환기(300)에서는 열교환을 통해 약 0.2 ton/h의 BOG를 재액화시킬 수 있다.For example, if the ME-GI engine compresses and vaporizes about 3 ton / h of LNG and supplies it as fuel, the heat exchanger 300 can re-liquefy BOG of about 0.2 ton / h through heat exchange.

고압 펌프(100)는 액체 상태인 물질만을 압축시키며 기체 상태인 물질이 유입되면 장치의 손상을 초래할 수 있으므로, 본 실시예에서 열교환기(300)는 고압 펌프(100)의 후단에 마련되는 것이 바람직하다. 압축된 LNG의 냉열이 BOG에 전달되고 LNG는 BOG로부터 열에너지를 공급받게 되므로, 강제기화기(200)에서 보다 적은 에너지만 공급받아도 기화될 수 있다. The high-pressure pump 100 compresses only the liquid material, and if the gaseous material flows into the high-pressure pump 100, the apparatus may be damaged. Therefore, in the present embodiment, the heat exchanger 300 is preferably provided at the rear end of the high- Do. The cold heat of the compressed LNG is transferred to the BOG and the LNG is supplied with thermal energy from the BOG, so that even if less energy is supplied from the forced vaporizer 200, it can be vaporized.

이때 강제기화기(200)에서 압축된 LNG가 기화된다는 것은 액체에서 기체로의 상 변화가 있다는 것을 의미하는 것은 아니다. 고압 펌프(100)에서 압축된 LNG는 150 내지 400 bar의 고압 상태로 임계 압력(critical pressure)이상의 초임계 상태이므로, 강제기화기(200)를 거치면서 열에너지를 공급받을 뿐 가시적인 상 변화가 일어나지는 않는다. At this time, the fact that the compressed LNG is vaporized in the forced vaporizer 200 does not mean that there is a phase change from the liquid to the gas. Since the LNG compressed by the high-pressure pump 100 is in a supercritical state at a high pressure of 150 to 400 bar and higher than a critical pressure, the LNG is supplied with thermal energy while passing through the forced vaporizer 200, Do not.

본 실시예는 선박의 화물창(T)에 마련되어 LNG를 제1 유로(L1)로 공급하는 연료 펌프(600)를 더 포함할 수 있다.The present embodiment may further include a fuel pump 600 provided in the cargo hold T of the ship to supply the LNG to the first flow path L1.

연료 펌프(600)는 LNG에 잠긴 액중(液中) 펌프일 수 있으며, 연료 펌프(600)에서 펌핑된 LNG는 제1 유로(L1)를 따라 고압 펌프(100)로 도입되어 압축된다. The fuel pump 600 may be an LNG submerged pump and the LNG pumped in the fuel pump 600 is introduced into the high pressure pump 100 along the first flow path L1 and compressed.

추진용 엔진(E)에 공급되고 남는 압축 및 기화된 LNG는 압력, 온도 및 메탄가를 조절하는 과정을 거쳐 DF 엔진(700)으로 도입될 수 있다. DF 엔진(700)은 중유와 천연가스를 혼소(混燒)하여 연료로 사용하는 엔진으로써, 중유만을 연료로 사용하는 경우보다 황 함유량이 적어 배기가스 중 황 산화물의 함량이 적다. The compressed and vaporized LNG supplied to the propulsion engine E may be introduced into the DF engine 700 through the process of adjusting the pressure, the temperature and the methane price. The DF engine 700 is an engine that mixes heavy oil and natural gas and uses the fuel as a fuel. Therefore, the sulfur content of the exhaust gas is smaller than that of heavy fuel oil alone.

본 실시예에서 DF 엔진(700)은 선박에 필요한 전력을 공급하기 위해 제2 유로(L2)에 마련될 수 있고, DF 엔진(700)의 연료로는 컴프레서(400)를 거친 BOG를 제2 유로(L2)에서 분기하여 공급할 수도 있다. 이러한 경우 재액화시킬 수 있는 BOG와 DF 엔진(700)의 연료로 공급되고 남는 BOG는 GCU(500)에서 연소시키거나 선박 외부로 배출(venting)하여 제거할 수 있다. 제1 유로(L1)도 DF 엔진(700)으로 연결되도록 마련함으로써, DF 엔진(700)은 제2 유로(L2)를 통해 BOG를 연료로 공급받을 수도 있고, 제1 유로(L1)를 통해 ME-GI 엔진으로 공급되는 압축 및 기화된 LNG를 연료로 공급받을 수도 있다. DF 엔진(700)의 운전압력은 licensor 및 size에 따라 가변적이지만, 대체로 2.5 내지 9 bara, 바람직하게는 5 내지 7 bara의 천연가스 공급을 요하므로, 제1 유로(L1)를 통해 압축 및 기화된 LNG를 연료로 공급하는 경우에는 감압하여 공급할 수 있다.
In this embodiment, the DF engine 700 may be provided in the second flow path L2 to supply the necessary power to the ship, and the BOG of the DF engine 700 through the compressor 400 may be provided to the second flow path L2, (L2). In this case, the BOG that can be re-liquefied and the BOG that is supplied as the fuel of the DF engine 700 can be burned in the GCU 500 or vented to the outside of the ship. The first flow path L1 is connected to the DF engine 700 so that the DF engine 700 can be supplied with the BOG as fuel through the second flow path L2 and the ME - Compressed and vaporized LNG supplied to the GI engine may be supplied as fuel. The operating pressure of the DF engine 700 is variable depending on the licensor and size, but generally requires a natural gas supply of 2.5 to 9 bara, preferably 5 to 7 bara, so that the compressed and vaporized When LNG is supplied as fuel, it can be supplied under reduced pressure.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박의 BOG 재액화 처리 방법에 있어서,According to another aspect of the present invention, in a method of treating a BOG liquefaction of a ship,

선박의 화물창(T)에 저장된 LNG를 고압으로 압축하고 기화시켜 선박의 추진용 엔진(E)으로 공급하고, The LNG stored in the cargo hold T of the ship is compressed at a high pressure and vaporized and supplied to the propulsion engine E of the ship,

화물창(T)에서 발생하는 BOG를 화물창(T)의 외부로 배출시켜 소모하되, BOG 중 적어도 일부는 분기되어 추진용 엔진(E)으로 공급되는 압축된 LNG와 열교환으로 재액화되어 화물창(T)에 저장되는 것을 특징으로 하는 선박의 BOG 재액화 처리 방법이 제공된다. 상기 추진용 엔진은 ME-GI 엔진이고, 내연기관은 DF 엔진일 수 있다.The BOG generated in the cargo hold T is discharged to the outside of the cargo hold T and at least a part of the BOG is re-liquefied by heat exchange with the compressed LNG branched to the propelling engine E, And the BOG re-liquefaction treatment method of the ship is provided. The propulsion engine may be an ME-GI engine, and the internal combustion engine may be a DF engine.

화물창(T)의 외부로 배출된 BOG는 연소 및 연료공급 중 적어도 하나의 형태로 소모될 수 있다. BOG discharged to the outside of the hold T may be consumed in the form of at least one of combustion and fuel supply.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예의 선박의 BOG 재액화 처리 시스템 및 방법은, 선박의 화물창(T)에 저장된 LNG를 압축 및 기화시켜 선박의 추진용 엔진(E)으로 공급하는 제1 유로(L1)와, 화물창(T)에서 발생하는 BOG를 화물창(T)의 외부로 배출시켜 연소시키거나 연료로 공급하는 제2 유로(L2)를 포함하되, 제2 유로(L2)를 분기시킨 제3 유로(L3)를 통해 BOG 중 적어도 일부를 열교환기(300)로 유도하여, 추진용 엔진(E)으로 공급되는 LNG와 열교환을 통해 재액화시켜 화물창(T)에 저장하게 된다. As described above, the system and method for BOG re-liquefaction of a ship according to the present embodiment include a first flow path L1 for compressing and vaporizing the LNG stored in the cargo hold T of the ship and supplying it to the propulsion engine E of the ship, And a second flow path L2 for discharging the BOG generated in the cargo hold T to the outside of the cargo space T and supplying the combustion gas to the outside of the cargo space T. The third flow path L2, L3 to the heat exchanger 300 and the LNG supplied to the propulsion engine E is re-liquefied through heat exchange and stored in the cargo hold T. [

이처럼 본 실시예는 별도의 재액화 장치나 냉매를 이용하지 않고, 선박의 추진용 엔진(E)에 연료로 공급되는 LNG의 냉열을 이용하여 BOG를 재액화시킬 수 있다. 따라서 재액화 장치의 설치 및 구동 비용을 절감할 수 있으며, 연소시켜 제거해야 할 BOG를 재액화시켜 저장함으로써 연료낭비를 막을 수 있어 LNG 운반선의 경제성을 높일 수 있다.
As described above, the present embodiment can re-liquefy the BOG by using the cold heat of the LNG supplied as fuel to the propulsive engine E of the ship, without using a separate refreezing device or a refrigerant. Therefore, it is possible to reduce the installation and operation cost of the liquefaction device and to save the BOG which is to be removed by burning and re-liquefaction, thereby saving fuel and improving the economical efficiency of the LNG carrier.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

T: 화물창
E: 추진용 엔진
L1: 제1 유로
L2: 제2 유로
L3: 제3 유로
100: 고압 펌프
200: 강제기화기
300: 열교환기
400: 컴프레서
500: GCU
600: 연료 펌프
700: DF 엔진T: Cargo hold
E: Propulsion engine
L1: first flow
L2:
L3: Third Euro
100: High pressure pump
200: forced vaporizer
300: heat exchanger
400: Compressor
500: GCU
600: Fuel pump
700: DF engine

Claims (9)

선박의 BOG 재액화 처리 시스템에 있어서,
상기 선박의 화물창에 저장된 LNG를 압축 및 기화시켜 상기 선박의 추진용 엔진으로 공급하는 제1 유로; 및
상기 화물창에서 발생하는 BOG를 상기 화물창의 외부로 배출시키는 제2 유로를 포함하되,
상기 제2 유로는 분기되어 상기 BOG 중 적어도 일부는, 상기 추진용 엔진으로 공급되는 상기 LNG와 열교환으로 재액화되어 상기 화물창에 저장되는 것을 특징으로 하는 선박의 BOG 재액화 처리 시스템. In a BOG liquefaction processing system for a ship,
A first flow path for compressing and vaporizing the LNG stored in the cargo hold of the ship and supplying it to the propulsion engine of the ship; And
And a second flow path for discharging the BOG generated in the cargo hold to the outside of the cargo hold,
Wherein the second flow channel branches and at least a part of the BOG is re-liquefied by heat exchange with the LNG supplied to the propulsion engine and is stored in the cargo hold. 제 1항에 있어서,
상기 제1 유로에 마련되며 상기 LNG를 압축시키는 고압 펌프;
상기 고압 펌프에서 압축된 상기 LNG를 기화시키는 강제기화기; 및
상기 고압 펌프와 상기 강제기화기 사이에 마련되며 상기 고압 펌프에서 압축된 상기 LNG와 상기 BOG가 열교환되는 열교환기를 더 포함하는 선박의 BOG 재액화 처리 시스템. The method according to claim 1,
A high pressure pump provided in the first flow path and compressing the LNG;
A forced vaporizer for vaporizing the LNG compressed in the high-pressure pump; And
Further comprising a heat exchanger provided between the high-pressure pump and the forced vaporizer, the heat exchanger exchanging heat between the LNG compressed by the high-pressure pump and the BOG. 제 2항에 있어서,
상기 제2 유로에 마련되어 상기 BOG를 압축시키는 컴프레서; 및
상기 제2 유로에서 분기되며 상기 컴프레서를 거친 상기 BOG의 적어도 일부를 상기 열교환기로 공급하는 제3 유로를 더 포함하는 선박의 BOG 재액화 처리 시스템.3. The method of claim 2,
A compressor provided in the second flow path to compress the BOG; And
And a third flow path branched from the second flow path and supplying at least a part of the BOG through the compressor to the heat exchanger. 제 1항에 있어서,
상기 제2 유로로 배출된 BOG는 연소 및 연료공급 중 적어도 하나의 형태로 소모되는 것을 특징으로 하는 선박의 BOG 재액화 처리 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the BOG discharged through the second flow path is consumed in the form of at least one of combustion and fuel supply. 제 4항에 있어서,
상기 제2 유로에 마련되며 상기 BOG를 연소시키는 GCU; 및
상기 제2 유로에 마련되며 상기 BOG를 연료로 공급받는 DF 엔진 중 적어도 하나를 더 포함하는 선박의 BOG 재액화 처리 시스템.5. The method of claim 4,
A GCU provided in the second flow path and burning the BOG; And
And a DF engine provided in the second flow path and supplied with the BOG as fuel. 제 5항에 있어서,
상기 선박의 화물창에 마련되어 상기 LNG를 상기 제1 유로로 공급하는 연료 펌프를 더 포함하고,
상기 제1 유로는 상기 DF 엔진으로 연결되어, 상기 DF 엔진은 상기 제2 유로로 상기 BOG를 연료로 공급받거나, 상기 제1 유로로 압축 및 기화된 상기 LNG를 감압하여 연료로 공급받는 것을 특징으로 하는 선박의 BOG 재액화 처리 시스템.6. The method of claim 5,
Further comprising a fuel pump provided in the cargo hold of the ship to supply the LNG to the first flow path,
Wherein the first flow path is connected to the DF engine and the DF engine is supplied with the BOG as fuel by the second flow path or the LNG compressed and vaporized by the first flow path is supplied as fuel, BOG liquefaction treatment system of ship. 제 1항에 있어서,
상기 추진용 엔진은 150 내지 400bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진인 것을 특징으로 하는 선박의 BOG 재액화 처리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the propulsion engine is a high-pressure gas injection engine using a high-pressure gas compressed at a high pressure of 150 to 400 bar as fuel. 선박의 BOG 재액화 처리 방법에 있어서,
상기 선박의 화물창에 저장된 LNG를 고압으로 압축하고 기화시켜 상기 선박의 추진용 엔진으로 공급하고,
상기 화물창에서 발생하는 BOG를 상기 화물창의 외부로 배출시켜 소모시키되, 상기 BOG 중 적어도 일부는 분기되어 상기 추진용 엔진으로 공급되는 압축된 상기 LNG와 열교환으로 재액화되어 상기 화물창에 저장되는 것을 특징으로 하는 선박의 BOG 재액화 처리 방법.A method for treating a BOG liquefaction of a ship,
The LNG stored in the cargo hold of the ship is compressed to a high pressure and supplied to the propulsion engine of the ship,
Wherein the BOG generated in the cargo hold is discharged to the outside of the cargo hold and at least a part of the BOG is branched and re-liquefied by heat exchange with the compressed LNG supplied to the propulsion engine and stored in the cargo hold A method of BOG re-liquefaction treatment of a ship. 제 8항에 있어서,
상기 화물창의 외부로 배출된 상기 BOG는 연소 및 연료공급 중 적어도 하나의 형태로 소모되는 것을 특징으로 하는 선박의 BOG 재액화 처리 방법. 9. The method of claim 8,
Wherein the BOG discharged to the outside of the cargo hold is consumed in at least one of combustion and fuel supply.
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