KR20160032661A - 액화가스 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크; 및 상기 액화가스 저장탱크에 연결되되, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생한 증발가스가 상기 액화가스 저장탱크의 외부로부터 내부를 경유하여 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스와 열교환되어 적어도 일부분이 액화되도록 하는 연료라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템은, 액화가스가 별도로 배출되지 않는 경우 탱크의 내부에서 발생되어 누적되는 증발가스에 의해 탱크의 내압이 상승되는 것을 방지할 수 있도록, 탱크 내부에 발생되는 증발가스를 재액화시킬 수 있어 고가의 탱크를 사용할 필요가 없어 경제적이다.

Description

액화가스 처리 시스템{A Treatment System of Liquefied Gas}
본 발명은 액화가스 처리 시스템에 관한 것이다.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.
액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다.
액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다. 이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.
이러한 액화가스는 다양한 수요처로 공급되어 사용되는데, 최근에는 액화천연가스를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 개발되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.
그러나 엔진 등과 같은 수요처가 요구하는 액화가스의 온도 및 압력 등은, 액화가스 저장탱크에 저장되어 있는 액화가스의 상태와는 다를 수 있다. 따라서 최근에는 액체 상태로 저장되는 액화가스의 온도 및 압력 등을 제어하여 수요처에 공급하는 기술에 대하여, 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.
특히, 액화가스 저장탱크 내에 저장되는 액화가스는 액화가스 수요처로 공급되지 않고 액화가스 운반선에 단순히 저장된 상태로 운반될 수 있는데, 액화가스 저장탱크 내부의 액화가스는 자연증발되어 증발가스가 액화가스 저장탱크 내부에 누적되는 경우 탱크의 내압이 상승될 우려가 있어 높은 압력에 견딜 수 있는 고가의 탱크를 설치하여 선박의 제조비가 상승될 우려가 있다.
(선행문헌1) 국내등록공보 제10-1277965호 (2013.06.17 공고)
본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액화가스가 별도로 배출되지 않는 경우 탱크의 내압이 상승되는 것을 방지할 수 있도록, 탱크 내부에 발생되는 증발가스를 재액화시킬 수 있는 액화가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크; 및 상기 액화가스 저장탱크에 연결되되, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생한 증발가스가 상기 액화가스 저장탱크의 외부로부터 내부를 경유하여 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스와 열교환되어 적어도 일부분이 액화되도록 하는 연료라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 연료라인은, 상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되어 상기 액화가스 저장탱크로 유입되게 연결되는 증발가스라인; 및 상기 증발가스라인에 연결되되, 상기 액화가스 저장탱크를 경유하는 열교환라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 열교환라인은, 상기 증발가스라인으로부터 분기되어 다시 합류되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 열교환라인은, 상기 액화가스 저장탱크 내부의 액화가스와 접촉면이 확장되도록 나선형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 열교환라인은, 상기 액화가스 저장탱크 내부의 액화가스와 접촉면이 확장되도록 지그재그 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 증발가스라인 상에 마련되어 상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 가압하는 증발가스 압축기; 및 상기 증발가스 압축기로부터 배출되는 증발가스를 액화시키는 재액화장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 증발가스라인은, 상기 액화가스 저장탱크의 바닥면 측으로 연장형성되며, 복수의 분출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 연료라인 상에 마련되어 상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 가압하는 증발가스 압축기; 및 상기 증발가스 압축기에서 가압되어 배출되는 기체 및 액체상태의 증발가스를 기액분리시키는 기액분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 연료라인은, 상기 액화가스 저장탱크, 상기 증발가스 압축기, 상기 기액분리기에 연결되되, 상기 증발가스 압축기와 상기 기액분리기 사이에서 상기 액화가스 저장탱크의 내부를 경유하는 경유라인; 상기 기액분리기에서 액상의 연료를 상기 액화가스 저장탱크로 회수시키는 액체회수라인; 및 상기 기액분리기에서 기상의 연료를 상기 액화가스 저장탱크로 회수시키는 기체회수라인을 포함하되, 상기 기체회수라인은, 상기 증발가스 압축기의 상류에서 상기 경유라인에 합류되도록 분기되는 분기라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템은, 액화가스가 별도로 배출되지 않는 경우 탱크의 내부에서 발생되어 누적되는 증발가스에 의해 탱크의 내압이 상승되는 것을 방지할 수 있도록, 탱크 내부에 발생되는 증발가스를 재액화시킬 수 있어 고가의 탱크를 사용할 필요가 없어 경제적이다.
또한, 본 발명은 재액화장치가 고장나는 경우, 재액화장치의 구동없이 증발가스라인과 열교환라인을 경유하며 증발가스가 재액화될 수 있어, 탱크의 내압이 상승되는 것을 감소시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 재액화 설비를 간소화함에 따라 시스템 규모를 간소화할 수 있으므로 탑사이드의 공정설비가 간소화됨은 물론, BOG 발생량을 제어하여 플래어 및 벤트 설비의 사이징을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 열교환라인의 제1 형태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 열교환라인의 제2 형태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템을 도시한 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 열교환라인의 제1 형태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템의 열교환라인의 제2 형태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(100)은 액화가스 저장탱크(110), 증발가스라인(120), 열교환라인(130), 증발가스 압축기(140) 및 재액화장치(150)를 포함한다.
액화가스 저장탱크(110)는 더블바텀구조를 이루는 선체에 마련되어, 액화가스 수요처(도시하지 않음)에 공급될 액체화물을 저장할 수 있다.
여기서, 액체화물은 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스일 수 있다. 이하 본 명세서에서, 액체화물인 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다.
이는 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다. 또한 LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발가스는 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
액화가스 저장탱크(110)는 액체화물을 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때 액화가스 저장탱크(110)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다. 또한, 액화가스 저장탱크(110)에는 압력조절을 위한 벤트라인(111)이 마련되는데, 액화가스 저장탱크(110) 내부의 압력이 급격히 상승되는 경우 벤트라인(111)을 개방시켜 증발가스를 배출시켜 압력을 조절할 수 있다. 이때, 벤트라인(111) 상에는 릴리프밸브(부호 도시하지 않음)가 마련되어 벤트라인(111)의 개도를 조절할 수 있다. 바람직하게는, 벤트라인(111)의 개방은 탱크의 내부압력이 급격히 상승되는 경우 개방되는 것으로서, 일반적인 탱크의 내압 조절은 후술되는 증발가스라인(120)을 통해 증발가스를 액화시켜 이를 수 있으며, 이는 후술하기로 한다.
본 실시예의 액화가스 저장탱크(110)는 박막형으로서 선체와 일체화를 이루는 멤브레인 타입으로 이루어질 수 있고, 이와 달리 독립형 탱크로 이루어질 수 있는 등 다양한 형태가 가능하다. 액화가스 저장탱크(110)가 멤브레인 타입으로 이루어지는 경우 선체의 내측에 액화가스 저장탱크(110)가 구비되어 갑판의 상부로 돌출되는 구조를 이룰 수 있다.
이와 달리, 액화가스 저장탱크(110)가 독립형으로 이루어지는 경우 선체 내부에 지지되는 구조로 이루어질 수 있다. 액화가스 저장탱크(110)가 독립형 카고탱크로 이루어지는 경우 롤링(rolling) 및 피칭(pitching)과 같은 선체의 운동으로 인하여 카고탱크가 횡방향 및 종방향으로 이동하는 것을 방지하기 위해, 카고탱크의 상하부에 선박 센터 라인(ship center line)을 따라 횡요 및 종요 방지구조가 형성될 수 있다.
예를 들어, 액화가스 저장탱크(110)는 외조 탱크(도시하지 않음), 내조 탱크(도시하지 않음), 단열부(도시하지 않음)를 포함할 수 있으며, 저장된 액화가스를 액화가스 저장탱크(110)의 상부쪽으로 배출할 수 있도록, 액화가스 저장탱크(110)의 상부에 맨홀구조(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.
액화가스 저장탱크(110)의 외조 탱크는 액화가스 저장탱크(110)의 외벽을 이루는 구조로서, 스틸 재질로 형성될 수 있으며, 단면이 다각형 형태 등 여러 가지형태일 수 있다.
내조 탱크는, 외조 탱크의 내부에 구비되며, 서포트(Support; 도시하지 않음)에 의해 외조 탱크의 내부에 지지 설치될 수 있다. 이때 서포트는 내조 탱크의 하단에 구비될 수 있고, 물론 내조 탱크의 좌우 유동을 억제하기 위해 내조 탱크의 측면에도 구비될 수 있다.
내조 탱크는 스테인레스 재질로 형성될 수 있으며, 1bar 내지 10bar(일례로 6bar)의 압력을 견딜 수 있도록 설계될 수 있다. 내조 탱크를 이와 같이 일정 압력에 견딜 수 있도록 설계하는 것은, 내조 탱크의 내부에 구비된 LNG가 증발되어 증발가스가 생성됨에 따라 내조 탱크의 내압이 상승될 수 있기 때문이다.
단열부는, 내조 탱크와 외조 탱크의 사이에 구비되며 외부 열에너지가 내조탱크로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이때 단열부는 진공상태 등 다양한 형태일 수 있다.
여기서, 액화가스 저장탱크(110)의 각 모서리에는 챔퍼(부호 도시하지 않음)가 형성되고, 특히 하부에 마련되는 챔퍼(도시하지 않음)에는 밸러스트 탱크(ballast tank, 도시하지 않음)가 마련되어 발라스트 수(일례로 해수를 이용)의 유출입에 의해 선체의 발라스트를 조절할 수 있다.
액화가스 저장탱크(110)는 액화가스 운반선(도시하지 않음)에 구비될 수 있으며, 액화가스 운반선은 선적 화물이 충분하지 않을 경우 물속에서 추진기 및 방향타의 효율적인 작동과 균형 유지 및 안정성을 높이기 위해 밸러스트 탱크에 해수와 같은 발라스트 수를 담은 상태로 운항될 수 있으며, 밸러스트 탱크 내에 적재되는 물을 일반적으로 밸러스트 수(ballast water)라 부른다. 발라스트 탱크는 액화가스 저장탱크의 하부에 형성되는 챔퍼 이외에도 선체의 좌우 둘레면에도 마련될 수 있다.
또한, 액화가스 저장탱크(110)의 내부에는 액체화물을 배출하기 위한 펌프타워(도시하지 않음)가 마련될 수 있다. 펌프타워는 액화가스 저장탱크 내부의 액체화물을 가압하여 외부로 배출시킬 수 있다. 이때, 액화가스 저장탱크(110)의 외부로 배출되는 액화가스는 액화가스 수요처(도시하지 않음)로 공급될 수 있다.
액화가스 저장탱크(110)로부터 액화가스를 공급받는 액화가스 수요처는 액화가스 저장탱크(110)로부터 공급되는 증발가스와 플래시 가스(flash gas)를 통해 구동되어 동력을 발생시킬 수 있다. 이때 액화가스 수요처는 고압엔진으로서, 기체연료 엔진(일례로, MEGI)일 수 있다.
액화가스 수요처는 액화가스의 연소에 의해 실린더(도시하지 않음) 내부의 피스톤(도시하지 않음)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 샤프트(도시하지 않음)가 회전될 수 있다. 따라서 액화가스 수요처 구동 시 샤프트에 연결된 프로펠러(도시하지 않음)가 회전함에 따라, 선체가 전진 또는 후진할 수 있다.
물론 본 실시예에서 액화가스 수요처는 프로펠러를 구동하기 위한 엔진일 수 있으나, 발전을 위한 엔진 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다. 즉 본 실시예는 액화가스 수요처의 종류를 특별히 한정하지 않는다. 다만 액화가스 수요처는 증발가스와 플래시 가스의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 내연기관일 수 있다.
또는 액화가스 수요처는, 증발가스와 오일이 혼합되어 공급되지 않고 증발가스 또는 오일이 선택적으로 공급되는 이중연료 엔진일 수 있다. 이중연료 엔진이 이와 같이 증발가스 또는 오일을 선택적으로 공급받는 것은, 연소 온도가 상이한 두 물질이 혼합 공급되는 것을 차단하여, 액화가스 수요처의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.
본 실시예에서는 액화가스 저장탱크(110)에서 액화가스 수요처로 액화가스를 공급하는 일반적인 기술이 적용될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 공지된 기술로 대체하여 구체적인 설명은 생략한다. 액화가스 저장탱크(110)로부터 액화가스 수요처로 액화가스가 공급되는 것 외에, 본 실시예의 액화가스 저장탱크(110)에서 발생되는 증발가스는 액화가스 저장탱크(110)로 회수되며, 회수되는 과정에서 재액화가 이루어진다.
특히, 본 실시예의 액화가스 저장탱크(110) 내에 저장되는 액화가스는 액화가스 수요처로 공급되지 않고 액화가스 운반선에 단순히 저장된 상태로 운반될 수 있다. 이때, 액화가스 저장탱크(110) 내부의 액화가스는 자연증발되어 증발가스가 액화가스 저장탱크(110) 내부에 누적되어 탱크의 내압이 상승될 우려가 있다.
액화가스가 액화가스 수요처로 공급되는 경우에 대비하여 배출경로가 없는 경우 탱크의 내압 상승으로 인해 액화가스 저장탱크(110)의 안정된 구조를 위해 고가의 탱크를 이용하여야 하나, 본 실시예는 증발가스라인(120), 열교환라인(130)등의 구성을 통해 증발가스를 재액화시켜 탱크의 내압이 상승되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 증발가스라인(120), 열교환라인(130)은 연료라인으로서 연료가 경유할 수 있도록 하는 구성이다.
또한, 별도의 액화가스 저장탱크(도시하지 않음) 내부에 저장되는 액화가스가 연료로 이용되는 경우, 운전로직을 고려하여 액화가스 저장탱크(110)로부터 액화가스가 별도의 액화가스 저장탱크로 이동되어 액화가스를 재분배할 수 있다.
구체적으로, 증발가스라인(120)은 증발가스가 회수되는 라인으로써, 액화가스 저장탱크(110)로부터 증발가스가 배출되어 액화가스 저장탱크(110)로 유입되게 연결된다. 즉, 액화가스 저장탱크(110)에서 증발가스가 배출되는 배출구가 증발가스라인(120)의 일단으로 이루어지고, 배출된 증발가스가 회수되어 액화가스 저장탱크(110)로 유입되는 유입구가 증발가스라인(120)의 타단으로 이루어진다.
여기서, 증발가스라인(120)은 액화가스 저장탱크(110)의 바닥면 측으로 연장형성되며, 복수의 분출구(121)를 포함할 수 있다. 복수의 분출구(121)는 액화가스 저장탱크(110) 내부에 저장되는 액화가스에 잠기도록 마련되어, 회수되는 증발가스가 액화가스와 혼합되도록 하여 액화가스에 의해 증발가스가 일부 액화될 수 있다.
게다가, 증발가스라인(120)에는 복수의 밸브(120B)가 마련되어 밸브(120B)의 개도 조절에 따라 증발가스의 배출량이 조절될 수 있다. 이때, 밸브(120B)는 후술되는 재액화장치(150)가 고장나는 경우 재액화장치(150)의 구동없이 증발가스가 재액화되도록, 재액화장치(150)로 흐르는 증발가스의 유량을 줄이고 열교환라인(130)을 경유하는 증발가스의 유량을 증가시키는 바와 같이, 필요에 따라 증발가스의 유량을 조절할 수 있다.
증발가스라인(120) 상에는 증발가스 압축기(140)가 마련되며, 증발가스 압축기(140)는 액화가스 저장탱크(110)로부터 배출되는 증발가스를 가압한다. 여기서, 증발가스 압축기(140)는 액화가스 수요처로 증발가스를 공급하기 위해 가압하는 것이 아닌, 증발가스의 재액화의 용이성을 위해 증발가스를 가압하므로, 가압되는 증발가스의 상태는, 반드시 액화가스 수요처가 요구하는 상태에 맞춰질 필요는 없다.
또한, 증발가스라인(120) 상에서 증발가스 압축기(140)의 하류에는 재액화장치(150)가 마련될 수 있고, 재액화장치(150)는 증발가스 압축기(140)로부터 배출되는 증발가스를 액화시킨다.
열교환라인(130)은 증발가스와 액화가스를 직접 혼합시키지 않도 증발가스와 액화가스를 열교환시켜 증발가스의 재액화가 용이하도록 이루는 구성이며, 증발가스라인(120)에 연결되되, 액화가스 저장탱크(110)를 경유한다.
열교환라인(130)은 증발가스라인(120)으로부터 분기되되 다시 합류되어 이루어진다. 예를 들어, 열교환라인(130)은 증발가스 압축기(140)의 하류에 분기될 수 있고, 바람직하게는 증발가스 압축기(140)와 재액화장치(150) 사이에 분기되어 액화가스 저장탱크(110) 내부의 액화가스와 열교환되도록 액화가스 저장탱크(110)를 경유하도록 관통한다.
액화가스 저장탱크(110)를 경유하여 액화가스와 열교환된 증발가스가 액화가스 저장탱크(110)로 회수되며, 이를 위해 열교환라인(130)은 증발가스라인(120)에 합류된다. 일례로, 열교환라인(130)은 재액화장치(150)의 하류에 합류되어 재액화장치(150)에서 재액화된 증발가스와 혼합되어 액화가스 저장탱크(110)로 회수될 수 있다.
여기서, 열교환라인(130)은 열교환라인(130)을 흐르는 증발가스가 액화가스 저장탱크(110) 내부의 액화가스와 혼합되지 않고 열교환라인(130) 내부의 증발가스가 열교환라인을 통해 액화가스로부터 낮은 온도를 전달받아 열교환이 이루어진다. 이를 위해, 열교환라인(130)은 액화가스 저장탱크(110)를 관통하여 액화가스 저장탱크(110)의 내부를 경유한 다음 빠져나오는 형태를 이룬다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 열교환라인(130)은 액화가스 저장탱크(110) 내부의 액화가스와 접촉면이 확장되도록 액화가스 저장탱크(110)의 내부에서 변형된 라인(131, 131A, 131B)을 이룰 수 있다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 변형된 라인(131A)은 상부에서 하부로 빙빙돌아 이루어지는 나선형을 가질 수 있다. 다른 예로, 도 3에 도시한 바와 같이, 변형된 라인(131B)은 지그재그 형태를 가질 수 있으며, 지그재그 형태는 도면에서와 같이 곡선을 이룰 수 있으나 직각으로 절곡되어 이루어지는 등 다양한 변형예가 가능하다.
이와 같이 본 실시예는, 액화가스가 별도로 배출되지 않는 경우에 액화가스 저장탱크(110)의 내부에서 발생되어 누적되는 증발가스에 의해 탱크의 내압이 상승되는 것을 방지할 수 있도록, 액화가스 저장탱크(110) 내부에 발생되는 증발가스를 재액화시킬 수 있어 고가의 탱크를 사용할 필요가 없어 경제적이다.
또한, 재액화장치(150)가 고장나는 경우, 재액화장치(150)의 구동없이 증발가스라인(120)과 열교환라인(130)을 경유하며 증발가스가 재액화될 수 있어, 탱크의 내압이 상승되는 것을 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템을 도시한 도면이다. 앞서 설명한 일 실시예와 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(100)은 액화가스 저장탱크(110), 경유라인(230), 액체회수라인(220), 기체회수라인(221), 증발가스 압축기(140) 및 기액분리기(250)를 포함한다.
기액분리기(250)는 기체 및 액체상태의 증발가스를 기액분리시킬 수 있는데, 기액분리기(250)는 경유라인(230) 상에서 증발가스 압축기(140)의 하류에 마련되어, 경유라인(230) 상에 마련되는 증발가스 압축기(140)에서 가압되어 배출되는 연료를 기체와 액체로 분리함으로써, 액화되지 않은 연료를 순환과정을 통해 재액화시도록 함으로써 기체 상태의 연료량을 줄일 수 있다. 이는, 액화되지 않은 기체 상태의 증발가스가 기액분리기(250)로부터 배출되어 증발가스 압축기(140) 및 경유라인(230) 을 통해 액화가 이루어지도록 할 수 있기 때문이다.
본 실시예의 경유라인(230), 액체회수라인(220), 기체회수라인(221)은 연료라인으로서, 액화가스 저장탱크(110)의 연료를 순환시킬 수 있다.
먼저, 경유라인(230)은 액화가스 저장탱크(110), 증발가스 압축기(140), 기액분리기(250)에 연결되어 액화가스 저장탱크(110)에서 발생된 증발가스가 증발가스 압축기(140)를 통해 가압되어 액화가 용이하게 이루어진 상태가 되도록 하며, 액화가스 저장탱크(110)의 내부를 경유하여 극저온의 연료와 열교환으로 액화가 이루어지도록 한다. 여기서, 경유라인(230)은 증발가스 압축기(140)와 기액분리기(250) 사이에서 액화가스 저장탱크(110)의 내부를 경유하여 액화가 용이하게 이루어지도록 한다.
특히, 경유라인(230)은 일 실시예의 열교환라인(130)과 동일 또는 유사하게 액화가스 저장탱크(110) 내부의 액화가스와 접촉면이 확장되도록 액화가스 저장탱크(110)의 내부에서 변형된 라인(131)을 이룰 수 있다.
이러한, 경유라인(230)을 경유하는 연료는 변형된 라인(131)을 경유하면서 액화된 연료와 기체로 남아있는 증발가스의 형태를 포함하게 되며, 증발가스의 추가적인 재액화를 위해 기액분리기(250)에 액체회수라인(220)과 기체회수라인(221)이 연결된다.
액체회수라인(220)은 기액분리기(250)에서 액상의 연료를 액화가스 저장탱크(110)로 회수시킬 수 있다. 즉, 액체회수라인(220)은 액화된 연료가 액화가스 저장탱크(110)로 복귀되어 저장되도록 한다. 이러한, 액체회수라인(220)은 기액분리기(250)에서 액화가스 저장탱크(110)까지 연결되며, 일 실시예의 증발가스라인(120)과 동일 또는 유사하게 복수의 분출구(121)를 포함하고, 액화가스 저장탱크(110) 내부에 저장되는 액화가스에 잠기도록 마련될 수 있다.
기체회수라인(221)은 기액분리기(250)에서 기상의 연료를 액화가스 저장탱크(110)로 회수시킬 수 있다. 여기서, 기체회수라인(221)은 기액분리기(250)에서 액화가스 저장탱크(110)까지 연결(221B)되되, 분기라인(221A)을 포함할 수 있다.
액화가스 저장탱크(110)까지 연결되는 기체회수라인(221B)은 액화가스 저장탱크(110)로 복귀되는 증발가스의 양을 조절하기 위한 것으로서, 액화가스 저장탱크(110)로 기체 상태의 증발가스가 복귀되도록 하여 내압 감소를 줄임으로써 액화가스 저장탱크(110)의 내압을 조절할 수 있다. 이에 따라, 별도의 펌프 없이 내압 조절을 통해 증발가스가 경유라인(230)으로 배출되도록 할 수 있다. 여기서, 기체회수라인(221B) 상에는 밸브(부호 도시하지 않음)가 마련되는 것은 물론이다.
게다가, 분기라인(221A)은 기액분리기(250)로부터 배출되며 액화되지 않은 증발가스를 추가로 액화시킬 수 있도록, 기액분리기(250)로부터 배출되는 증발가스가 액화가스 저장탱크(110)로 직접 복귀될 필요없이 증발가스 압축기(140)의 상류로 합류되도록 할 수 있다. 이러한, 분기라인(221A)은 증발가스 압축기(140)의 상류에서 경유라인(230)에 합류되도록 분기되게 이루어진다.
여기서, 설명되지 않은 부호 10은 액화가스 저장탱크(110)로 공급되는 라인으로서 액체회수라인(220)에 합류되어 액화가스 저장탱크(110)로 연료를 공급할 수 있다. 아울러, 경유라인(230) 상에서 증발가스 압축기(140)의 하류에는 필터(부호 도시하지 않음)이 마련되어 이물질 이송을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 액화가스가 별도로 배출되지 않는 경우에 액화가스 저장탱크(110)의 내부에서 발생되어 누적되는 증발가스에 의해 탱크의 내압이 상승되는 것을 방지할 수 있도록, 액화가스 저장탱크(110) 내부에 발생되는 증발가스를 재액화시킬 수 있어 고가의 탱크를 사용할 필요가 없어 경제적이다.
아울러, 재액화 설비를 간소화함에 따라 시스템 규모를 간소화할 수 있으므로 탑사이드의 공정설비가 간소화됨은 물론, BOG 발생량을 제어하여 플래어 및 벤트 설비의 사이징을 감소시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 액화가스 처리 시스템 110: 액화가스 저장탱크
111: 벤트라인 120: 증발가스라인
120B: 밸브 121: 분출구
130: 열교환라인 140: 증발가스 압축기
150: 재액화장치 220: 액체회수라인
221: 기체회수라인 221A: 분기라인
230: 경유라인 250: 기액분리기

Claims (9)

  1. 액화가스 저장탱크; 및
    상기 액화가스 저장탱크에 연결되되, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생한 증발가스가 상기 액화가스 저장탱크의 외부로부터 내부를 경유하여 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스와 열교환되어 적어도 일부분이 액화되도록 하는 연료라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연료라인은,
    상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되어 상기 액화가스 저장탱크로 유입되게 연결되는 증발가스라인; 및
    상기 증발가스라인에 연결되되, 상기 액화가스 저장탱크를 경유하는 열교환라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열교환라인은,
    상기 증발가스라인으로부터 분기되어 다시 합류되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 열교환라인은,
    상기 액화가스 저장탱크 내부의 액화가스와 접촉면이 확장되도록 나선형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 열교환라인은,
    상기 액화가스 저장탱크 내부의 액화가스와 접촉면이 확장되도록 지그재그 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 증발가스라인 상에 마련되어 상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 가압하는 증발가스 압축기; 및
    상기 증발가스 압축기로부터 배출되는 증발가스를 액화시키는 재액화장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 증발가스라인은,
    상기 액화가스 저장탱크의 바닥면 측으로 연장형성되며, 복수의 분출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연료라인 상에 마련되어 상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 가압하는 증발가스 압축기; 및
    상기 증발가스 압축기에서 가압되어 배출되는 기체 및 액체상태의 증발가스를 기액분리시키는 기액분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연료라인은,
    상기 액화가스 저장탱크, 상기 증발가스 압축기, 상기 기액분리기에 연결되되, 상기 증발가스 압축기와 상기 기액분리기 사이에서 상기 액화가스 저장탱크의 내부를 경유하는 경유라인;
    상기 기액분리기에서 액상의 연료를 상기 액화가스 저장탱크로 회수시키는 액체회수라인; 및
    상기 기액분리기에서 기상의 연료를 상기 액화가스 저장탱크로 회수시키는 기체회수라인을 포함하되,
    상기 기체회수라인은, 상기 증발가스 압축기의 상류에서 상기 경유라인에 합류되도록 분기되는 분기라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210008452A (ko) * 2019-07-10 2021-01-22 삼성중공업 주식회사 선박의 연료가스 관리시스템
KR102255372B1 (ko) * 2020-11-24 2021-05-25 (주)발맥스기술 간편 제작 설치 가능 bog 열교환장치
KR20210123725A (ko) * 2020-04-03 2021-10-14 한국조선해양 주식회사 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101012641B1 (ko) * 2008-03-05 2011-02-09 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ 운반선의 증발가스 냉각 시스템 및 방법
JP2012233534A (ja) * 2011-05-02 2012-11-29 Ihi Marine United Inc ボイルオフガス処理装置及び液化ガスタンク
KR101258934B1 (ko) * 2010-12-09 2013-04-29 삼성중공업 주식회사 선박
KR101277965B1 (ko) 2013-02-19 2013-06-27 현대중공업 주식회사 Lng 연료 공급 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101012641B1 (ko) * 2008-03-05 2011-02-09 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ 운반선의 증발가스 냉각 시스템 및 방법
KR101258934B1 (ko) * 2010-12-09 2013-04-29 삼성중공업 주식회사 선박
JP2012233534A (ja) * 2011-05-02 2012-11-29 Ihi Marine United Inc ボイルオフガス処理装置及び液化ガスタンク
KR101277965B1 (ko) 2013-02-19 2013-06-27 현대중공업 주식회사 Lng 연료 공급 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210008452A (ko) * 2019-07-10 2021-01-22 삼성중공업 주식회사 선박의 연료가스 관리시스템
KR20210123725A (ko) * 2020-04-03 2021-10-14 한국조선해양 주식회사 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102255372B1 (ko) * 2020-11-24 2021-05-25 (주)발맥스기술 간편 제작 설치 가능 bog 열교환장치

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