KR20160044169A - 재액화 장치를 구비하는 부유식 발전선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선체에 설치되어 액화천연가스를 저장하는 LNG 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 공급되는 LNG를 기화시키는 기화부; 상기 기화부에 의해 기화되는 천연가스를 연료로 사용하여 동력을 생산하는 가스터빈; 상기 가스터빈으로부터 발생하는 배기가스의 폐열을 이용하여 스팀을 발생시키는 폐열회수 보일러; 상기 폐열회수보일러에 의해 발생되는 스팀에 의해 동작하는 스팀터빈; 상기 가스터빈 및 상기 스팀터빈의 동력을 얻어 발전하는 발전기; 및 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 보일 오프 가스를 압축하여 액화시키는 재액화장치;를 포함하는 부유식 발전선을 제공한다.

Description

재액화 장치를 구비하는 부유식 발전선{FLOATING LNG RE-GASIFICATION POWER PLANT HAVING RELIQUEFAFATION DEVICE}

본 발명은 부유식 발전선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LNG 저장탱크에서 발생하는 보일 오프 가스(Boil-Off Gas, BOG)를 재액화할 수 있는 재액화 장치를 구비하는 부유식 발전선에 관한 것이다.

액화천연가스(LNG)를 연료로 사용하는 발전 설비는 주로 육상에 설치되는데, 이를 위해선 부지를 매입해야 하고, 송전선 등을 설치해야 하므로 과도한 설치비용이 발생하였다.

이에 따라, 최근에는 원료 수급이 용이하고 용지확보 비용이 저렴한 해안가에 발전 설비를 설치하는 사례가 늘어나고 있다.

하지만, 해안가에 설치되는 발전 설비의 경우, 화재의 원인이 되는 누전, 합선 등을 야기하여 안정상의 문제가 발생할 수 있었다. 특히, 파력(wave)에 의한 유동과 진동에 의해 2차적인 피해가 발생할 우려도 있었다.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1279646호(2013.06.26. 공고)가 있으며, 상기 선행문헌에는 부유식 해상발전 장치에 관한 기술이 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 LNG 저장탱크에서 발생하는 보일오프가스를 재액화하여 재사용할 수 있도록 하는 부유식 발전선을 제공함에 있다.

본 발명은 선체에 설치되어 액화천연가스를 저장하는 LNG 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 공급되는 LNG를 기화시키는 기화부; 상기 기화부에 의해 기화되는 천연가스를 연료로 사용하여 동력을 생산하는 가스터빈; 상기 가스터빈으로부터 발생하는 배기가스의 폐열을 이용하여 스팀을 발생시키는 폐열회수 보일러; 상기 폐열회수보일러에 의해 발생되는 스팀에 의해 동작하는 스팀터빈; 상기 가스터빈 및 상기 스팀터빈의 동력을 얻어 발전하는 발전기; 및 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 보일 오프 가스를 압축하여 액화시키는 재액화장치;를 포함하는 부유식 발전선을 제공한다.

상기 재액화장치에서 재액화된 LNG는 상기 LNG 저장탱크로 회수될 수 있다.

나아가, 상기 재액화장치에서 재액화된 LNG를 저장하는 재액화저장탱크를 더 포함할 수 있으며,

이 때, 상기 재액화저장탱크에 저장된 LNG는 상기 LNG 저장탱크로 회수되거나, 상기 기화부로 공급될 수 있다.

본 발명에 따른 부유식 발전선은 보일 오프 가스를 재액화하여 저장할 수 있도록 함으로써, 점검 고장 등으로 인한 운전정지시에 발생하는 보일 오프 가스를 재액화하여 저장할 수 있도록 함으로써 LNG 연료의 불필요한 소모를 저감할 수 있는 효과를 가져온다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 발전선은 자체 추진을 위한 엔진의 연료로 천연가스를 사용하되, 스팀터빈에 공급하는 연료계통과 공용화 함으로써 설비 비용을 절감하는 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 부유식 발전선을 나타낸 블럭 구성도,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 부유식 발전선을 나타낸 블럭 구성도,
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 부유식 발전선을 나타낸 블럭 구성도임.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 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 본 발명의 제1실시예에 따른 부유식 발전선을 나타낸 블럭 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 부유식 발전선은 해상에 위치하여 발전을 수행하며 육상으로 전력을 공급하기 위한 발전선박으로서, 선체에 설치되어 액화천연가스를 저장하는 LNG 저장탱크(110)와, 상기 저장탱크(110) 로부터 공급되는 LNG를 기화시키는 기화부(115)와, 상기 기화부(115)에 의해 기화되는 천연가스를 연료로 사용하여 동력을 생산하는 가스터빈(120)과, 상기 가스터빈(120)으로부터 발생하는 배기가스의 폐열을 이용하여 스팀을 발생시키는 폐열회수 보일러(130)과, 상기 폐열회수보일러(130)에 의해 발생되는 스팀에 의해 동작하는 스팀터빈(140)과, 상기 가스터빈(120) 및 상기 스팀터빈(140)의 동력을 얻어 발전하는 발전기(150)와, 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 보일 오프 가스(Boil Off Gass)를 압축하여 재액화시키는 재액화장치(160)를 포함한다.

선체는 해상에 부유하기 위한 다양한 구조를 가질 수 있으며, 자체 추진장치를 구비하여 자력으로 운항이 가능한 형태일 수도 있고, 바지선과 같은 형태로 다른 선박에 의하여 예인되는 형태일 수도 있다.

LNG 저장탱크는 선체에 구비되는 것으로 LNG를 공급받아 극저온 상태를 유지하도록 저장한다. LNG의 공급은 LNG 선박을 통해서 이루어지거나 육상에 연결된 LNG 공급 배관에 의하여 이루어질 수 있다.

기화부(115)는 LNG 저장탱크에서 공급되는 LNG를 가열하여 기화시킨다.

가스터빈(120)은 기화된 천연가스를 연료로 사용하여 동작하는데, 예를 들면 공기를 고압으로 압축시킨 상태에서 연료를 분사 및 연소시켜서 동력을 얻어서 발전기(150)를 동작한다. 상기 가스터빈(120)으로부터 배출되는 고온의 배기가스를 대기로 방출시키지 않고 폐열회수보일러(130)를 통해서 고온의 배기가스로부터 폐열을 회수하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 폐열회수보일러(130)는 가스터빈(120)으로부터 발생하는 배기가스의 열을 이용하여 고온 및 고압의 스팀을 발생시켜서 스팀터빈(140)으로 공급되도록 한다.

스팀터빈(140)은 폐열회수보일러(130)에서 발생되는 스팀에 의해 동작하여 발전기(150)를 동작시킨다.

본 발명에 따른 부유식 발전선은 LNG 저장탱크(110)에서 발생하는 보일 오프 가스를 압축하여 LNG 저장탱크(110)로 회수하는 것을 특징으로 한다.

LNG 저장탱크(110)에서 발생하게 되는 보일 오프 가스는 LNG 저장탱크(110)에서 적절하게 배출되지 않으면 LNG 저장탱크(110)의 압력이 증가하게 된다.

가스터빈(120) 등의 발전설비가 정상적으로 작동될 경우에는 LNG 저장탱크(110)에 저장된 LNG가 지속적으로 소모되므로, 보일 오프 가스로 인한 문제 발생이 적으나, 가스터빈(120) 등의 발전설비가 고장이나 점검등으로 인하여 정지하게 되는 경우 발생되는 보일 오프 가스를 지속적으로 배출해야 한다.

종래의 경우 보일 오프 가스를 그대로 배출하거나 연소시켜 소모하였으나, 이는 자원의 낭비를 초래한다.

본 발명은 보일 오프 가스를 액화시켜 재사용할 수 있도록 하기 위한 것으로, LNG 저장탱크(110)에서 발생되는 보일 오프 가스를 공급받아 압축하여 액화시키는 재액화 장치(160)를 포함한다.

재액화 장치(160)에서 액화된 LNG는 다시 LNG 저장탱크(110)로 회수된다. 따라서, 보일 오프 가스를 버리지 않고 재사용함으로써 에너지효율을 향상시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 부유식 발전선을 나타낸 블럭 구성도이고, 도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 부유식 발전선을 나타낸 블럭 구성도이다.

제2실시예와, 제3실시예는 재액화 장치(160)에서 재액화된 LNG를 저장할 수 있는 별도의 재액화 저장탱크(170)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 재액화 장치(160)에서 재액화된 LNG를 임시로 재액화 저장탱크(170)에 저장하였다가, 도 2의 제2실시예와 같이 LNG 저장탱크(1110)로 회수할 수도 있으며, 도 3의 제3실시예와 같이 재액화 저장탱크(170)에 저장된 LNG를 기화부(115)로 공급하여 가스터빈(120)의 연료로 사용할 수도 있다.

재액화 장치(160)에서 저장된 LNG를 그대로 LNG 저장탱크(110)로 공급하는 경우, LNG 저장탱크에 저장된 LNG의 안정성이 저하될 수 있으므로, 재액화 저장탱크(110)에서 안정화시킨 후, LNG 저장탱크(110)로 회수하거나 기화부(115)로 공급하여 연료로 사용하는 것이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 발전선은 발전설비의 고장이나 점검등으로 인하여 LNG가 소모되지 않을 경우에도 지속적으로 발생하는 보일 오프 가스를 재액화하여 사용할 수 있도록 함으로써, 낭비되는 LNG를 감소시킬 수 있는 효과를 가져온다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110 : LNG 저장탱크
115 : 기화부
120 : 가스터빈
130 : 폐열회수보일러
140 : 스팀터빈
150 : 발전기
160 : 재액화 장치
170 : 재액화 저장탱크

Claims (5)

1. 선체에 설치되어 액화천연가스를 저장하는 LNG 저장탱크;
   상기 저장탱크로부터 공급되는 LNG를 기화시키는 기화부;
   상기 기화부에 의해 기화되는 천연가스를 연료로 사용하여 동력을 생산하는 가스터빈;
   상기 가스터빈으로부터 발생하는 배기가스의 폐열을 이용하여 스팀을 발생시키는 폐열회수 보일러;
   상기 폐열회수보일러에 의해 발생되는 스팀에 의해 동작하는 스팀터빈;
   상기 가스터빈 및 상기 스팀터빈의 동력을 얻어 발전하는 발전기; 및
   상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 보일 오프 가스를 압축하여 액화시키는 재액화장치;를 포함하는 부유식 발전선.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 재액화장치에서 재액화된 LNG는 상기 LNG 저장탱크로 회수되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 재액화장치에서 재액화된 LNG를 저장하는 재액화저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 재액화저장탱크에 저장된 LNG는 상기 LNG 저장탱크로 회수되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 재액화저장탱크에 저장된 LNG는 상기 기화부로 공급되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.

Images