KR20160065246A - 재액화 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

재액화 시스템 및 이를 포함하는 선박을 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 재액화 시스템은 제1액화가스를 저장하는 제1저장탱크; 제1액화가스보다 액화점이 높은 제2액화가스를 저장하는 제2저장탱크; 제1저장탱크 내측에 마련되며, 제1저장탱크 내의 제1액화가스 또는 제1액화가스 증발가스와 제2저장탱크로부터 공급받은 제2액화가스 증발가스 간 열교환이 수행되도록 하는 열교환부; 및 제1저장탱크 내측에 마련되며, 제2저장탱크로부터 공급받은 제2액화가스 증발가스가 열교환부를 거쳐 재액화되어 저장되는 내부탱크;를 포함한다.

Description

재액화 시스템 및 이를 포함하는 선박{RELIQUEFACTION SYSTEM, AND SHIP INCLUDING THE SAME}
본 발명은 재액화 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
셰일가스(Shale Gas) 및 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 ‘LNG’라 함) 등으로부터 추출된 에탄(Ethane)은 석유화학제품의 원료로 사용되며, 최근에는 그 경제성이 부각되고 있다. 1기압에서 에탄은 대략 ―88.6℃, LNG의 주요 구성 성분인 메탄은 대략 ―161.5℃의 끊는점을 갖는다.
에탄과 천연가스는 액화에탄 및 LNG 형태로 액화되어 선박에 저장될 수 있다. 선박은 액화연료 운반선, 액화연료 RV(Regasification Vessel), 컨테이너선, 일반상선, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등을 포함할 수 있다.
이러한 선박은 LNG 증발가스(BOG, Boil-Off Gas) 또는 LNG의 압력, 온도, 상태 등을 변환하여 엔진의 연료로 공급하는 시스템을 구비할 수 있다. 선박의 엔진은 이종연료를 연료로서 사용하는 DFDE(Dual Fuel Disel Electric) 엔진과 같은 저압가스 분사엔진과 ME-GI 엔진(Man B&W 사의 Gas Injection 엔진)과 같은 고압가스 분사엔진 등을 포함할 수 있다.
또, 선박은 LNG 증발가스를 효과적으로 재액화하여 저장하는 장치들을 구비할 수 있다. 예컨대, 한국공개특허 제10-2012-0103421호(2012.09.19. 공개)는 LNG 증발가스를 재액화하여 저장하는 구성을 제시한 바 있다. 이외에도 종래에는 LNG 증발가스를 재액화하여 LNG 저장 및 수송을 용이하게 수행할 수 있는 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
그러나, 액화에탄을 수송하는 선박에서 액화에탄 증발가스를 효과적으로 재액화하여 저장하는 기술에 대한 개발은 미흡한 실정이다.
한국공개특허 제10-2012-0103421호(2012.09.19. 공개)
본 발명의 실시 예는 제1액화가스와 제1액화가스보다 높은 액화점을 가진 제2액화가스를 수송하는 선박에서 제2액화가스 증발가스를 효과적으로 재액화하여 저장하는 재액화 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1액화가스를 저장하는 제1저장탱크; 상기 제1액화가스보다 액화점이 높은 제2액화가스를 저장하는 제2저장탱크; 상기 제1저장탱크 내측에 마련되며, 상기 제1저장탱크 내의 제1액화가스 또는 제1액화가스 증발가스와 상기 제2저장탱크로부터 공급받은 제2액화가스 증발가스 간 열교환이 수행되도록 하는 열교환부; 및 상기 제1저장탱크 내측에 마련되며, 상기 제2저장탱크로부터 공급받은 제2액화가스 증발가스가 상기 열교환부를 거쳐 재액화되어 저장되는 내부탱크;를 포함하는 재액화 시스템이 제공될 수 있다.
상기 제2저장탱크로부터 공급된 제2액화가스 증발가스가 상기 열교환부를 거쳐 상기 내부탱크에 저장되도록 하는 공급라인과, 상기 내부탱크에 저장된 제2액화가스가 상기 제2저장탱크에 재저장되도록 하는 회수라인과, 상기 내부탱크 내에 설치되고, 상기 회수라인을 통해 상기 내부탱크에 저장된 제2액화가스를 상기 제2저장탱크로 보내는 이송펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 공급라인에 설치되고, 상기 제2저장탱크로부터 공급받은 제2액화가스 증발가스를 압축하여 상기 열교환부로 보내는 압축기를 더 포함할 수 있다.
상기 제1액화가스는 액화천연가스, 상기 제2액화가스는 액화에탄일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 재액화 시스템을 포함하는 선박이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 재액화 시스템 및 이를 포함하는 선박은 제1액화가스와 제1액화가스보다 높은 액화점을 가진 제2액화가스를 수송하는 선박에서 제2액화가스 증발가스를 효과적으로 재액화하여 저장할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 재액화 시스템을 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 재액화 시스템(100)은 액화에탄을 운반하는 과정에서 발생하는 액화에탄 증발가스를 효과적으로 재액화시킬 수 있다. 재액화 시스템(100)은 액화에탄을 수송하는 선박에 설치될 수 있다. 또, 재액화 시스템(100)은 각종 액화연료 운반선, 액화연료 RV(Regasification Vessel), 컨테이너선, 일반상선, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등을 포함하는 선박에 적용될 수 있다.
이러한 재액화 시스템(100)은 LNG(C1)를 저장하는 제1저장탱크(110), LNG(C1)보다 액화점이 높은 액화에탄(C2)을 저장하는 제2저장탱크(120), 제1저장탱크(110) 내측에 마련되며, 제1저장탱크(110)에 저장된 LNG(C1)와 제2저장탱크(120)로부터 공급받은 액화에탄(C2) 증발가스 간 열교환이 수행되도록 하는 열교환부(115) 및 제1저장탱크(110) 내측에 마련되며, 제2저장탱크(120)로부터 공급된 액화에탄(C2) 증발가스가 열교환부(115)를 거쳐 재액화되어 저장되는 내부탱크(130)를 포함한다.
또, 재액화 시스템(100)은 제2저장탱크(120)로부터 공급된 액화에탄(C2) 증발가스가 열교환부(115)를 거쳐 내부탱크(130)에 저장되도록 하는 공급라인(L1)과, 내부탱크(130)에 저장된 액화에탄(C2)가 제2저장탱크(120)에 재저장되도록 하는 회수라인(L2)을 구비할 수 있다.
여기서, 제1저장탱크(110)는 LNG(C1)를 저장하며, 내측에 열교환부(115) 및 내부탱크(130)를 마련한다. 열교환부(115)와 내부탱크(130)는 제1저장탱크(110)의 LNG(C1)에 잠기도록 배치될 수 있다.
이는 열교환부(115)를 통해 제1저장탱크(110)에 저장된 LNG(C1)와 제2저장탱크(120)로부터 공급받은 액화에탄(C2) 증발가스 간 열교환이 효과적으로 이루어지도록 하기 위함이다.
또, 제2저장탱크(120)로부터 공급된 액화에탄(C2) 증발가스가 열교환부(115)를 거쳐 재액화되어 내부탱크(130)에 저장된 상태에서, 내부탱크(130)에 저장된 액화에탄(C2)의 증발가스와 제1저장탱크(110)의 LNG(C1) 간 지속적으로 열교환이 이루어져 내부탱크(130)에 저장된 액화에탄(C2) 증발가스가 재액화될 수 있도록 하기 위함이다.
이러한 내부탱크(130) 내측에는 회수라인(L2)을 통해 내부탱크(130)에 저장된 액화에탄를 제2저장탱크(120)로 보내는 이송펌프(117)가 구비될 수 있다.
다른 예에서, 상술한 열교환부(115)는 제1저장탱크(110) 내측에 배치되되, LNG(C1)에 완전히 잠긴 상태가 아닌 일부만 잠기거나, 잠기지 않은 상태로 배치될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 열교환부(115)가 제1저장탱크(110)에 저장된 LNG(C1)에 잠기지 않은 상태로 배치된 경우, 열교환부(115)를 통해 제2저장탱크(120)로부터 공급된 액화에탄(C2) 증발가스와 제1저장탱크(110) 내 LNG(C1) 증발가스 간 열교환이 이루어질 수 있다.
제2저장탱크(120)는 복수 개로 마련되어 액화에탄(C2)을 저장할 수 있으며, 공급라인(L1)을 통해 제1저장탱크(110) 내측에 마련된 열교환부(115) 쪽으로 액화에탄(C2) 증발가스를 공급한다. 이때, 공급라인(L1)에 압축기(122)가 마련되어 제2저장탱크(120)로부터 공급받은 액화에탄(C2) 증발가스를 압축하여 제1저장탱크(110) 내의 열교환부(115)로 보낼 수 있다. 제2저장탱크(120)는 예컨대 멤브레인형 탱크, SPB형 탱크를 포함할 수 있다.
이하, 상술한 내용을 기초로 액화에탄 증발가스 재액화 과정에 대해서 설명한다.
먼저, 제2저장탱크(120)로부터 공급라인(L1)을 통해 공급된 액화에탄(C2) 증발가스와 제1저장탱크(110)에 저장된 LNG(C1) 간 제1저장탱크(110) 내측에 마련된 열교환부(115)에 의해 열교환이 수행된다.
다음으로, 제2저장탱크(120)로부터 공급된 액화에탄(C2) 증발가스는 열교환부(115)를 거쳐 재액화되어 제1저장탱크(110) 내측에 마련된 내부탱크(130)에 저장된다.
이후, 내부탱크(130)에 저장된 액화에탄은 이송펌프(117)에 의해 배출되어 회수라인(L2)을 통해 제2저장탱크(120)에 재저장된다.
상술한 실시 예에서는 LNG(C1)와 액화에탄(C2)을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 액화점이 다른 다양한 이종의 액화가스에도 상술한 실시 예가 적용될 수 있다. 예컨대, 액화프로판, 액화부탄 등이 액화에탄(C2) 대신 사용될 수 있다. 이외에도 메탄보다 끊는점(또는 액화점)이 높고, 이송을 위해 액화과정이 필요한 다양한 물질들이 사용될 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
110: 제1저장탱크 120: 제2저장탱크
115: 열교환부 130: 내부탱크

Claims (5)

  1. 제1액화가스를 저장하는 제1저장탱크;
    상기 제1액화가스보다 액화점이 높은 제2액화가스를 저장하는 제2저장탱크;
    상기 제1저장탱크 내측에 마련되며, 상기 제1저장탱크 내의 제1액화가스 또는 제1액화가스 증발가스와 상기 제2저장탱크로부터 공급받은 제2액화가스 증발가스 간 열교환이 수행되도록 하는 열교환부; 및
    상기 제1저장탱크 내측에 마련되며, 상기 제2저장탱크로부터 공급받은 제2액화가스 증발가스가 상기 열교환부를 거쳐 재액화되어 저장되는 내부탱크;를 포함하는 재액화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2저장탱크로부터 공급된 제2액화가스 증발가스가 상기 열교환부를 거쳐 상기 내부탱크에 저장되도록 하는 공급라인과,
    상기 내부탱크에 저장된 제2액화가스가 상기 제2저장탱크에 재저장되도록 하는 회수라인과,
    상기 내부탱크 내에 설치되고, 상기 회수라인을 통해 상기 내부탱크에 저장된 제2액화가스를 상기 제2저장탱크로 보내는 이송펌프를 더 포함하는 재액화 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공급라인에 설치되고, 상기 제2저장탱크로부터 공급받은 제2액화가스 증발가스를 압축하여 상기 열교환부로 보내는 압축기를 더 포함하는 재액화 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1액화가스는 액화천연가스, 상기 제2액화가스는 액화에탄인 재액화 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 재액화 시스템을 포함하는 선박.
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