KR20160018159A - 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치 - Google Patents

가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분사식액화장치에서 액화된 액화천연가스를 가압가스를 이용하여 다시 분사식액화부로 순환시키는 액화천연가스순환기를 구비하여 순환되는 액화천연가스를 천연가스의 액화에 이용함으로써, 초저온의 순환펌프의 구비가 필요가 없을 뿐만 아니라, 고체에 의한 막힘 현상이 없는 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치에 관한 것이다.

Description

가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치{Spray-type LNG Production Apparatus Including LNG Circulator Using Pressuring Gas}
본 발명은 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분사식액화장치에서 액화된 액화천연가스를 가압가스를 이용하여 다시 분사식액화장치로 순환시키는 액화천연가스순환기를 구비함으로써, 순환되는 액화천연가스를 천연가스의 액화에 이용하는 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스액화장치에 관한 것이다.
소형 유전 또는 가스전들은 파이프라인이나 전력공급망과 같은 사회간접자본으로부터 멀리 떨어진 경우에는 경제적으로 개발하기 어려운 단점이 있다.
특히, 셰일가스 유전의 개발에 있어서, 파이프라인이 구비되지 않은 경우 셰일오일은 회수되는 반면에, 셰일가스는 그대로 태워져 버려지고 있는 실정이며, 이는 자원의 낭비와 더불어 지구온난화를 야기하는 문제점이 있다.
상기와 같은 셰일 유전을 포함하는 소형 가스전에서 천연가스를 회수하기 위해서는 천연가스의 액화작업이 필요하며, 종래에는 터보 기계를 이용하여 냉매를 압축, 팽창하는 방식으로 천연가스를 액화하게 된다.
그러나 상기의 천연가스 액화방법은 시스템이 복잡하며, 많은 전력을 필요로 하여 전력을 공급해 줄 전력공급망이 필요할 뿐만 아니라, 초기 투자비용이 많은 문제점이 있다.
도 1은 상기의 문제를 해결하기위해 제안된 초저온냉각액체(액화질소, 액화산소, 액화공기)의 증발 잠열을 이용하여 천연가스를 액화하는 초저온액체의 잠열을 이용한 천연가스 액화장치를 나타낸 도면이다.
상기 초저온액체의 잠열을 이용한 천연가스 액화장치는 천연가스가 고압액화천연가스생산기에서 초저온냉각액체에 의해 액화되며, 고압의 액화천연가스는 과냉각부(고압액화천연가스 과냉각기)에서 추가 냉각되고, 과냉각액화천연가스는 팽창밸브를 통하여 저압액화천연가스를 생산하게 된다.
이 때, 고분자량 탄화수소와 이산화탄소는 저온에서 고체가 되므로, 장치의 원활한 동작을 위해서는 고분자량 탄화수소와 이산화탄소를 제거해야 한다.
그러나 상기 고분자량 탄화수소는 메탄보다 높은 온도에서 액화되므로, 천연가스의 흐름을 약간 냉각시킨 후, 컨덴세이트(응축물)로 분리해 낼 수 있지만, 이산화탄소의 경우에는 온도 하강만으로는 제거하기 어렵기 때문에, 일반적으로 아민 흡수탑을 포함한 전처리시스템(1)을 장착하여 제거해야 한다.
상기 전처리 방식은 초기 투자비가 많이 필요하며, 운전이 복잡하여 대형 설비에만 적용되는 문제점이 있다.
도 2는 초저온액체의 증발 잠열을 이용하여 천연가스를 액화하는 초저온액체의 잠열을 이용한 분사식 천연가스 액화장치를 나타낸 도면이다.
상기 초저온액체의 잠열을 이용한 분사식 천연가스 액화장치는 상기와 같이 초저온냉각액체의 증발 잠열을 이용하여 천연가스를 액화하되, 전체적으로 초저온냉각액체는 기화되고 천연가스는 액화되는 방식이다.
이 때, 액화천연가스순환펌프(2)에 의해 순환되는 액화천연가스는 과냉각부(고압액화천연가스 과냉각기)(420)에서 초저온냉각액체에 의해 과냉각되며, 과냉각되어 순환되는 과냉각액화천연가스는 분사식액화부(200)에서 분사되면서 천연가스를 액화시키게 된다.
그러나 상기의 분사식 천연가스 액화장치는 액화천연가스순환펌프(2)나 과냉각부(과냉각기)(420)에 고분자량 탄화수소 및 이산화탄소에 의한 고체 물질이 유입될 수 있기 때문에, 고체제거부(고체여과기)(410)를 장착하여 정기적으로 고체를 제거해야 하는 문제점이 있다.
아울러, 상기의 위험을 최소화하기 위해서 도 1에 도시된 초저온액체의 잠열을 이용한 천연가스 액화장치처럼 이산화탄소를 저농도로 제거해주는 전처리시스템(3)을 장착해야한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 분사식 천연가스 액화장치에 있어서, 액화천연가스순환펌프를 대신하여 천연가스 또는 외부가스를 포함하는 가압가스를 이용한 압력의 제어에 의해 액화천연가스를 순환시키는 액화천연가스순환기를 구비함으로써, 상기 액화천연가스순환기에 의해 순환된 액화천연가스를 분사하여 천연가스를 액화하는 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치는 천연가스를 공급받아 액화하여 포화액화천연가스를 형성하는 분사식액화부; 압력의 제어에 의해 상기 분사식액화부로부터 포화액화천연가스를 유입 받거나, 압력의 제어에 의해 포화액화천연가스를 유출하여 상기 분사식액화부로 순환시키는 액화천연가스순환기; 및 상기 액화천연가스순환기 후단에 형성되며, 상기 액화천연가스순환기로부터 포화액화천연가스를 공급받아 과냉각시켜 과냉각액화천연가스를 형성하는 과냉각부를 포함하는 후단부;를 포함하며, 상기 분사식액화부는 상기 과냉각부로부터 과냉각액화천연가스를 공급받아 상기 분사식액화부 내부로 분사하는 분사부를 포함하며, 상기 분사부에 의해 분사되는 과냉각액화천연가스를 저압팽창천연가스의 액화에 이용하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 액화천연가스순환기는 외부로부터 유, 출입되는 가압가스에 의해 압력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액화천연가스순환기는 포화액화천연가스가 유입 또는 유출되는 순환탱크; 상기 분사식액화부로부터 상기 순환탱크로 유입되는 포화액화천연가스를 제어하는 유입밸브; 상기 순환탱크에서 상기 후단부로 유출되는 포화액화천연가스를 제어하는 유출밸브; 외부로부터 상기 순환탱크로 유입되는 가압가스를 제어하는 가압밸브; 및 상기 순환탱크에서 외부로 유출되는 가압가스를 제어하는 배기밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 후단부는 상기 액화천연가스순환기로부터 순환되는 포화액화천연가스에 함유된 고체를 제거하는 고체제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 가압가스를 이용한 액화천연가스 순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치는 액화천연가스를 외부로 공급하는 액화천연가스배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치는 천연가스를 공급받아 감압하여 저압팽창천연가스를 형성하며, 상기 분사식액화부로 저압팽창천연가스를 공급하는 팽창밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치는 상기 액화천연가스순환기가 복수의 병렬구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 가압가스를 이용한 액화천연가스 순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치는 상기 과냉각부가 상기 분사식액화부 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치는 천연가스를 액화하는데 있어서, 액화천연가스를 순환시키는 액화천연가스순환펌프(초저온 펌프)를 구비할 필요가 없는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치는 이산화탄소 고체 등을 포함하는 고체물질에 의한 막힘 현상이 없는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치는 액화천연가스순환기의 압력을 제어하는 천연가스 또는 액화가 가능한 외부가스를 사용하는 경우, 사용 후 분사식액화부로 이동시켜 액화함으로써, 천연가스 또는 외부가스를 따로 저장할 탱크를 더 구비해야할 필요가 없는 장점이 있다.
또, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치는 상기 액화천연가스순환기를 2개 이상 병렬로 형성하여 운전하는 경우, 연속적인 운전이 가능한 장점이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치는 액화천연가스를 과냉각하기 위한 과냉각부를 상기 분사식액화부 내부에 구비함으로써, 천연가스 액화장치의 구성이 간단해지는 장점이 있다.
도 1은 초저온액체의 잠열을 이용한 천연가스 액화장치를 나타낸 도면.
도 2는 초저온액체의 잠열을 이용한 분사식 천연가스 액화장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치를 나타낸 또 다른 도면.
도 5는 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치의 제1실시예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치의 제2실시예를 나타낸 도면.
이하, 상기한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 초저온액체의 잠열을 이용한 천연가스 액화장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 초저온액체의 잠열을 이용한 분사식 천연가스액화장치를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치를 나타낸 또 다른 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치의 제1실시예를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치의 제2실시예를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는 분사식액화부(200)에서 과냉각액화천연가스를 분사하여 천연가스를 액화하는 장치에 있어서, 액화하기 위한 천연가스 또는 외부가스를 이용하여 압력을 제어하되, 제어하는 압력에 의해 액화천연가스(과냉각기를 지나 과냉각된 과냉각액화천연가스)를 다시 분사식액화부(200)로 순환시키는 액화천연가스순환기(300)를 구비함으로써, 상기 액화천연가스순환기(300)에 의해 순환된 액화천연가스를 상기 분사식액화부(200)에 구비되는 분사부(210)를 통해 분사하여 천연가스를 액화하는 장치이다.
좀 더 상세히 설명하자면, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는 천연가스를 공급받아 액화하여 포화액화천연가스를 형성하는 분사식액화부(200), 압력의 제어에 의해 상기 분사식액화부(200)로부터 포화액화천연가스를 유입받고, 유입받은 포화액화천연가스를 유출하여 상기 분사식액화부(200)로 순환시키는 액화천연가스순환기(300) 및 상기 액화천연가스순환기(300) 후단에 형성되며 상기 액화천연가스순환기(300)로부터 포화액화천연가스를 공급받아 과냉각시켜 과냉각액화천연가스를 형성하는 과냉각부(420)를 포함하는 후단부(400)를 포함한다.
이 때, 상기 분사식액화부(200)는 상기 과냉각부(420)로부터 과냉각액화천연가스를 공급받아 상부면에 형성되는 분사부(210)를 통해 분사하여 저압팽창천연가스를 냉각함으로써 포화액화천연가스를 형성하게 된다.
즉, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는 도 2에 도시된 종래의 분사식 천연가스 액화장치에서 액화천연가스 또는 과냉각액화천연가스를 순환시키기 위한 초저온의액화천연가스순환펌프(2)를 대신하여 상기 액화천연가스순환기(300)를 구비하고, 상기 액화천연가스순환기(300)를 이용하여 과냉각액화천연가스를 분사식액화부(200)로 순환시키는 것을 특징으로 한다.
다시 말해, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)의 상기 액화천연가스순환기(300)는 포화액화천연가스를 다시 분사식액화부(200)로 순환시키는 역할을 하되, 천연가스를 냉각하여 포화액화천연가스를 형성하기 위해 순환되는 유로관 상에 과냉각부(420)를 더 형성함으로써, 과냉각부(420)에 의해 과냉각된 과냉각액화천연가스를 분사식액화부(200)로 공급함으로써, 포화액화천연가스를 생성한다.
이 때, 상기 액화천연가스순환기(300)의 압력의 제어는 외부로부터 유, 출입되는 가압가스에 의해 압력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 가압가스로는 액화되기 위해 공급되는 천연가스 또는 액화가 용이한 외부가스를 포함하며, 상기 외부가스로는 전처리된 천연가스나 비활성 질소가스 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 압력의 제어를 위한 다양한 외부가스의 실시예가 가능함은 물론이다.
상기 액화천연가스순환기(300)에 대해 좀 더 상세히 설명하자면, 상기 액화천연가스순환기(300)는 포화액화천연가스가 유입 또는 유출되는 순환탱크(310)를 포함한다.
이 때, 상기 액화천연가스순환기(300)는 상기 분사식액화부(200)로부터 상기 순환탱크(310)로 유입되는 포화액화천연가스를 제어하는 유입밸브(320)와 상기 순환탱크(310)에서 상기 후단부(400)로 유출되는 포화액화천연가스를 제어하는 유출밸브(330)를 포함한다.
아울러, 상기 순환탱크(310) 내의 포화액화천연가스의 유, 출입을 위한 압력 제어를 위해 외부로부터 상기 순환탱크(310)로 유입되는 가압가스를 제어하는 가압밸브(340)와 상기 순환탱크(310)에서 외부로 유출되는 가압가스를 제어하는 배기밸브(350)를 포함한다.
즉, 상기 액화천연가스순환기(300)는 밸브의 개폐여부 및 가압가스에 의한 상기 순환탱크(310)의 압력제어에 의해 순환탱크(310)로 포화액화천연가스를 유입받거나 유출시켜 순환시키게 된다.
상기 가압가스의 압력제어에 의한 액화천연가스순환기(300)의 작동을 좀 더 상세히 설명하자면, 상기 액화천연가스순환기(300)는 상기 분사식액화부(200)로부터 포화액화천연가스를 순환탱크(310)로 유입시키는 유입모드와 상기 순환탱크(310) 내의 포화액화천연가스를 다시 분사식액화부(200)로 순환시키기 위해 유출시키는 유출모드로 나눌 수 있다.
상기 액화천연가스순환기(300)의 유입모드 시에는 상기 순환탱크(310)의 압력을 낮추기 위해, 가압가스가 공급되는 가압밸브(340)는 폐쇄시키되, 순환탱크(310) 내의 가압가스를 유출시키기 위한 제어를 수행하는 배기밸브(350)는 개방된다.
아울러, 상기 유출밸브(330)는 폐쇄되고 상기 유입밸브(320)는 개방됨으로써, 상기 순환탱크(310)는 상기 분사식액화부(200)로부터 포화액화천연가스를 유입받는다.
즉, 배기밸브(350)의 개방에 의해 상기 순환탱크(310) 내부의 가압가스가 빠져나가 압력이 낮아지며, 압력차이에 의해 분사식액화부(200)로부터 포화액화천연가스가 상기 순환탱크(310)로 유입된다.
이 때, 상기 배기밸브(350)는 상기 분사식액화부(200)로부터 유입되는 포화액화천연가스에 의해 상기 순환탱크(310) 내부의 수위가 원하는 일정 수위로 상승하여 도달하게 되면 폐쇄하여 압력평형을 이루도록 하는 것이 권장되나 한정하지는 않는다.
상기 유입모드와는 반대로 유출모드 시에는 상기 순환탱크(310) 내부의 포화액화천연가스를 후단부(400)로 유출시키기 위해 상기 배기밸브(350)는 폐쇄하는 반면, 상기 가압밸브(340)는 개방하여 상기 순환탱크(310)로 가압가스를 유입시킴으로써, 상기 순환탱크(310)의 압력을 높인다.
또한, 상기 유입밸브(320)는 폐쇄하고 상기 유출밸브(330)는 개방하여 유출하게 된다.
즉, 상기 가압밸브(340)를 통해 유입되는 가압가스에 의해 상기 순환탱크(310) 내부는 압력이 높아지며, 압력차이에 의해 상기 순환탱크(310) 내부에 저장된 포화액화천연가스는 후단으로 유출된다.
아울러, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스액화장치(1000)는 액화천연가스순환기(300)의 압력을 제어하는 천연가스 또는 외부가스를 포함하는 가압가스가 액화가 가능한 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 분사식액화부(200)로 이동시켜 액화함으로써 처리할 수 있으며, 이는 천연가스 또는 외부가스를 따로 저장하기 위한 저장탱크를 더 구비해야 할 필요가 없는 장점이 있다.
상기 후단부(400)의 과냉각부(420)는 상기 포화액화천연가스를 과냉각시켜 상기 분사식액화부(200)로 공급함으로써, 천연가스를 액화시키는 역할을 한다.
이 때, 상기 과냉각부(420)는 압축 및 팽창이 적용된 냉각사이클을 이용하여 상기 포화액화천연가스를 과냉각시켜 과냉각액화천연가스를 형성하거나, 액체질소, 액체산소, 액체공기 등을 이용하여 포화액화천연가스를 과냉각시킴으로써, 과냉각액화천연가스를 형성할 수 있다.
상기 과냉각부(420)의 액화천연가스의 과냉각 방법은 종래기술에 적용되어 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)의 상기 후단부(400)는 상기 과냉각부(420)로 고체물질이 유입되는 것을 방지하고자, 상기 액화처연가스순환기(300)와 상기 과냉각부(420) 사이에 고체물질을 제거하는 고체제거기가 구비되는 고체제거부(410)를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 분사식액화부(200)에서 액화된 액화천연가스를 외부로 공급하는 액화천연가스배출부(500)를 다수 포함할 수 있다.
즉, 상기 액화천연가스배출부(500)는 액화천연가스순환기(300) 후단에 배치되어 포화액화천연가스를 공급처인 외부로 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 과냉각부(420) 후단에 형성됨으로써, 과냉각액화천연가스를 공급할 수 있는 등 다양한 위치 실시예가 가능하므로 도면에 도시된 액화천연가스배출부(500)의 위치에 한정하지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는 천연가스를 공급받아 감압하여 저압팽창천연가스를 형성하며, 상기 분사식액화부(200)로 저압팽창천연가스를 공급하는 팽창밸브(100)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 팽창밸브(100)는 천연가스를 감압하여 저압팽창천연가스를 형성하고, 그 저압으로 팽창된 저압팽창천연가스를 상기 분사식액화부(200)로 공급하여 냉각하게 함으로써, 천연가스를 상기 분사식액화부(200)에서 액화하는 것에 비해 액화율을 높일 수 있는 장점이 있다.
상기 팽창밸브(100)는 천연가스를 공급받아 감압하여 저압팽창천연가스를 상기 분사식액화부(200)로 공급하므로, 상기 분사식액화부(200) 전단에 구비되는 것이 권장되나, 한정하지는 않는다.
<본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)의 제1실시예>
본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는 액화천연가스순환기(300)가 유입모드일 때에는 유출밸브가 폐쇄되므로, 포화액화천연가스의 연속적인 순환이 이루어지기 어렵다.
그러므로 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 액화천연가스순환기(300)를 2개 이상 병렬구조로 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는 2개의 액화천연가스순환기(300)가 병렬로 형성된 것을 나타낸 도면으로, 자세한 설명을 위해 상부의 액화천연가스순환기(300)를 제1액화천연가스순환기(300-1)로 하부의 액화천연가스순환기를 제2액화천연가스 순환기(300-2)로 정의하여 설명하기로 한다.
물론, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)의 액화천연가스순환기(300)의 개수는 도 5에 도시된 2개로 한정하지 않고 상기 액화천연가스순환기(300)가 다양한 병렬구조로 다수 구비되어 형성될 수 있음은 물론이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는 제1액화천연가스순환기(300-1) 및 제2액화천연가스순환기(300-2)를 구비함으로써, 상기 제1액화천연가스순환기(300-1)가 유입모드 일 때, 제2액화천연가스순환기(300-2)는 유출모드가 되어 연속적인 포화액화천연가스의 순환을 진행할 수 있다.
또한, 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는 2개 이상의 액화천연가스순환기(300)를 병렬로 형성하여 구비함으로써, 예를 들어 상기 제1액화천연가스순환기(300-1)의 고장 또는 파손으로 인해 제 기능을 상실할 경우, 상기 제2액화천연가스순환기(300-2)가 상기 제1액화천연가스순환기(300-1)의 기능을 대신함으로써, 액화장치의 운전을 연속적으로 진행시킬 수 있는 장점이 있다.
<본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)의 제2실시예>
본 발명에 따른 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 과냉각부(420)가 상기 분사식액화부(200) 내부에 형성될 수 있다.
이는 과냉각부(420)의 열교환기 및 압력용기의 개수를 줄이기 위한 것으로, 이는 초저온냉매가 분사식액화부(200) 내부에 설치된 과냉각부(420)로 유입되어 분사되는 액화천연가스를 냉각시킬 수 있다
이 때, 액화천연가스순환기(300)의 순환탱크(310)는 상기 분사식액화부(200) 하부에 형성되어 중력에 따라 액화천연가스를 공급받을 수 있다.
아울러, 배출기체는 다시 분사식액화부(200)로 돌아가 액화된다.
1000 : 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치
100 : 팽창밸브
200 : 분사식액화부
210 : 분사부
300 : 액화천연가스순환기
310 : 순환탱크
320 : 유입밸브
330 : 유출밸브
340 : 가압밸브
350 : 배기밸브
300-1 : 제1액화천연가스순환기
300-2 : 제2액화천연가스순환기
310-1 : 제1순환탱크
310-2 : 제2순환탱크
400 : 후단부
410 : 고체제거부
420 : 과냉각부
500 : 액화천연가스배출부

Claims (8)

  1. 천연가스를 공급받아 액화하여 포화액화천연가스를 형성하는 분사식액화부(200);
    압력의 제어에 의해 상기 분사식액화부(200)로부터 포화액화천연가스를 유입받거나, 압력의 제어에 의해 포화액화천연가스를 유출하여 상기 분사식액화부(200)로 순환시키는 액화천연가스순환기(300); 및
    상기 액화천연가스순환기(300) 후단에 형성되며, 상기 액화천연가스순환기(300)로부터 포화액화천연가스를 공급받아 과냉각시켜 과냉각액화천연가스를 형성하는 과냉각부(420)를 포함하는 후단부(400);를 포함하며,
    상기 분사식액화부(200)는
    상기 과냉각부(420)로부터 과냉각액화천연가스를 공급받아 상기 분사식액화부(200) 내부로 분사하는 분사부(210)를 포함하며, 상기 분사부(210)에 의해 분사되는 과냉각액화천연가스를 저압팽창천연가스의 액화에 이용하는 것을 특징으로 하는 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 액화천연가스순환기(300)는
    외부로부터 유, 출입되는 가압가스에 의해 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 액화천연가스순환기(300)는
    포화액화천연가스가 유입 또는 유출되는 순환탱크(310);
    상기 분사식액화부(200)로부터 상기 순환탱크(310)로 유입되는 포화액화천연가스를 제어하는 유입밸브(320);
    상기 순환탱크(310)에서 상기 후단부(400)로 유출되는 포화액화천연가스를 제어하는 유출밸브(330);
    외부로부터 상기 순환탱크(310)로 유입되는가압가스를 제어하는 가압밸브(340); 및
    상기 순환탱크(310)에서 외부로 유출되는 가압가스를 제어하는 배기밸브(350);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 후단부(400)는
    상기 액화천연가스순환기(300)로부터 순환되는 포화액화천연가스에 함유된 고체를 제거하는 고체제거부(410)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는
    액화천연가스를 외부로 공급하는 액화천연가스공급부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는
    천연가스를 공급받아 감압하여 저압팽창천연가스를 형성하며, 상기 분사식액화부(200)로 저압팽창천연가스를 공급하는 팽창밸브(100)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는
    상기 액화천연가스순환기(300)가 복수의 병렬구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치(1000)는
    상기 과냉각부(420)가 상기 분사식액화부(200) 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 가압가스를 이용한 액화천연가스순환기가 적용된 분사식 천연가스 액화장치.
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