KR20160114212A - A Treatment System of Liquefied Gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액화가스 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a liquefied gas processing system.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.Liquefied natural gas (Liquefied natural gas), Liquefied petroleum gas (Liquefied petroleum gas) and other liquefied gas are widely used in place of gasoline or diesel in recent technology development.
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.Liquefied natural gas is a liquefied natural gas obtained by refining natural gas collected from a gas field. It is a colorless and transparent liquid with almost no pollutants and high calorific value. It is an excellent fuel. On the other hand, liquefied petroleum gas is a liquid fuel made by compressing gas containing propane (C3H8) and butane (C4H10), which come from oil in oil field, at room temperature. Liquefied petroleum gas, like liquefied natural gas, is colorless and odorless and is widely used as fuel for household, business, industrial, and automotive use.
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.Such liquefied gas is stored in a liquefied gas storage tank installed on the ground or stored in a liquefied gas storage tank provided in a ship which is a means of transporting the ocean. The liquefied natural gas is liquefied to a volume of 1/600 The liquefaction of liquefied petroleum gas has the advantage of reducing the volume of propane to 1/260 and the content of butane to 1/230, resulting in high storage efficiency.
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.These liquefied gases are supplied to various customers and used. Recently, LNG carrier that uses LNG as fuel for LNG carriers that transport liquefied natural gas has been developed. The method used is applied to ships other than LNG carriers.
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.
However, the temperature and pressure of the liquefied gas required by the customer such as the engine may be different from the state of the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank. Therefore, recently, research and development have been conducted on technologies for controlling the temperature and pressure of the liquefied gas stored in a liquid state to supply it to a customer.
특히, 증발가스를 액화시켜 연료의 낭비를 방지하는 액화가스 처리 시스템은 일반적으로 재액화 효율이 50%로 이루어지며, 이에 대하여, 도면을 참조하여 설명하도록 한다.Particularly, a liquefied gas processing system that liquefies the evaporation gas to prevent waste of fuel generally has a re-liquefaction efficiency of 50%, and will be described with reference to the drawings.
도 1은 일반적인 액화가스 처리 시스템에서 회수되는 증발가스 양의 상태 변화를 도시한 도면이다.1 is a view showing a state change of the amount of evaporated gas recovered in a general liquefied gas processing system.
도 1을 참조하면, 액화가스 처리 시스템은 액화가스 저장탱크(110)에서 배출되는 증발가스가 액화부(140)에서 일부 액화되어 액화가스 저장탱크(110)로 복귀되어 저장된다. Referring to FIG. 1, the liquefied gas processing system is configured such that the evaporated gas discharged from the liquefied
예를 들어, 액화가스 저장탱크(110)에서 시간 당 3.4ton의 증발가스가 발생되며, 시간이 경과하여 증발가스가 누적된 결과 액화가스 저장탱크(110)에서 토출되는 증발가스의 양이 7ton(시간당 토출가능량)이고, 액화부(140)의 증발가스 수용가능 사이즈가 3.4ton이하인 경우를 설명하도록 한다.For example, in the liquefied
도 1의 a에서와 같이, 액화가스 저장탱크(110)에는 7ton의 증발가스가 누적되어, 액화가스 저장탱크(110)로부터 액화부(140)로 7ton의 증발가스가 배출된다.7 ton of evaporative gas is accumulated in the liquefied
그리고 나서, 도 1의 b에서와 같이, 액화부(140)로 증발가스가 회수될 때, 액화부(140)의 수용가능사이즈는 3.4ton이므로, 7ton 중 수용하지 못하는 3.6ton의 증발가스를 그대로 배출하고, 나머지 3.4ton 중에서 절반인 1.7톤을 액화시키므로, 3.6+1.7ton인 5.3ton의 증발가스가 액화가스 저장탱크(110)로 회수된다. 이때, 액화가스 저장탱크(110) 내의 액화가스는 시간이 경과하여 3.4ton의 증발가스를 발생시키게 된다.1B, when the evaporation gas is recovered to the
그리고 나서, 도 1의 c에서와 같이, 도 1의 b에서 액화가스 저장탱크(110)에 누적된 3.4 + 5.3 ton 중 토출가능한 7ton이 배출되고 나머지 1.7ton이 액화가스 저장탱크(110)에 잔존하게 된다.Then, as shown in FIG. 1 (c), the dischargeable 7 tons of 3.4 + 5.3 tons accumulated in the liquefied
그리고 나서, 도 1의 d에서와 같이 액화부(140)를 통해 7ton 중 액화되지 못한 증발가스의 양인 5.3ton(도1의 b를 통해 설명한 바와 같이, 액화부에서 수용가능한 용량에 따른 증발가스양임)이 회수되고, 이때, 액화가스 저장탱크(110)에는 시간의 경과로 인해 3.4ton의 증발가스가 추가로 발생됨은 물론, 이전에 배출되지 못한 1.7ton의 증발가스가 잔존하는 상태이므로, 회수되는 5.3ton에 의해 액화가스 저장탱크(110)에 적재되는 증발가스는 1.7 + 3.4 + 5.3 ton인 10.4ton이 된다.Then, as shown in FIG. 1 (d), the amount of the evaporated gas that can not be liquefied in 7 tons through the
그리고 나서, 도 1의 e에서와 같이, 액화가스 저장탱크(110)에 누적된 10.4ton 중에서 배관(도시하지 않음)을 통해 배출가능한 증발가스인 7ton이 액화부(140)로 배출되고, 나머지 3.4ton이 잔존하게 된다.Then, as shown in FIG. 1E, 7 tons of evaporative gas, which can be discharged through a pipe (not shown), is discharged to the
이와 같이, 액화가스 저장탱크(110)는 액화부(140)를 통해 증발가스가 액화되더라도 액화되지 못한 증발가스가 누적되어, 액화가스 저장탱크(110)는 내압 임계값을 초과하게 된다. 내압 임계값 초과시 액화가스 저장탱크(110)가 파손될 우려가 있으므로, 이를 방지하도록 액화가스 수요처(도시하지 않음)의 로드를 높이거나, 증발가스를 버리는 바와 같이 시스템이 비효율적으로 운영될 우려가 있다. Thus, even if the evaporation gas is liquefied through the
본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스가 모두 소모되지 않고 재액화되어 회수되는 과정에서 액화되지 않은 증발가스의 누적량으로 인한 액화가스 저장탱크의 파손을 방지하는 액화가스 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a liquefied gas storage tank that is capable of storing liquefied gas due to accumulation of un-liquefied evaporated gas in a process of re- And to provide a liquefied gas processing system that prevents breakage of the tank.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 액화시키는 액화부를 포함하여, 상기 액화부에 의해 증발가스의 일부가 액화되어 액체인 액화가스와 기체인 증발가스가 혼합되어 상기 액화가스 저장탱크로 복귀되는 액화가스 처리 시스템에 있어서, 상기 액화부는 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스 양의 200% 이상을 수용하는 크기로 이루어져서, 적어도 1회 이상의 액화에 의해 상기 액화가스 저장탱크 내의 증발가스가 상기 액화가스 저장탱크의 수용능력 미만으로 수렴하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.A liquefied gas processing system according to an embodiment of the present invention includes a liquefied portion for liquefying the evaporated gas discharged from a liquefied gas storage tank so that a part of the evaporated gas is liquefied by the liquefied portion, The liquefied gas processing system according to any one of
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크에 발생하는 증발가스는 수학식 (1)에 따르는 것을 특징으로 한다. 수학식 (1) : an = {X + (an-1)/2} 여기서, an은 상기 액화가스 저장탱크에 누적되어 저장되는 증발가스의 양이고, X는 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 자연발생되는 증발가스의 양이다.Specifically, the evaporation gas generated in the liquefied gas storage tank is characterized by following equation (1). Equation (1): a n = { X + (a n-1) / 2} where, a n is the amount of boil-off gas to be stored are stacked in the liquefied gas storage tank, X is in the liquefied gas storage tanks The amount of naturally occurring evaporative gas generated.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, it is characterized by further comprising an evaporative gas compressor for compressing the evaporative gas supplied from the liquefied gas storage tank.
구체적으로, 상기 액화부는, 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스를 팽창 또는 감압시켜 적어도 일부를 액화시키는 증발가스 액화기; 상기 증발가스 액화기를 통과한 증발가스에서 액체와 기체가스를 분리하는 기액분리기; 및 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스가 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스의 냉열과 상기 기액분리기에서 공급되는 상기 기체가스의 냉열을 회수하는 증발가스 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the liquefier may include: an evaporative gas liquefier which liquefies or at least partially liquefies the evaporated gas compressed in the evaporative gas compressor; A gas-liquid separator for separating a liquid and a gas from an evaporation gas passing through the evaporation gas liquefier; And an evaporation gas heat exchanger for recovering the cold heat of the evaporation gas supplied from the liquefied gas storage tank and the cold gas of the gas supplied from the gas-liquid separator.
구체적으로, 상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스는 상기 증발가스 열교환기에서 열교환하고 상기 증발가스 액화기로 공급되는 것을 특징으로 한다.Specifically, the evaporation gas compressed in the evaporation gas compressor is heat-exchanged in the evaporation gas heat exchanger and is supplied to the evaporation gas liquefier.
본 발명에 따른 액화가스 처리 시스템은, 액화부의 수용능력을 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스 양의 200%에 대응시킴으로써, 액화가스 저장탱크의 임계값을 넘지 않도록 하여 액화가스 저장탱크의 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 증발가스를 불필요하게 버리거나 액화가스 수요처를 필요 이상의 로드로 구동시킬 필요가 없어 시스템이 안정화 되면서도 연료비를 절감할 수 있다.The liquefied gas processing system according to the present invention can reduce the liquefied gas storage tank threshold by matching the capacity of the liquefier to 200% of the amount of evaporated gas generated in the liquefied gas storage tank It is possible not only to prevent the liquefied gas storage tank from being damaged, but also to evaporate the evaporation gas unnecessarily, or to drive the liquefied gas consumer to a load more than necessary There is no need to stabilize the system and reduce the fuel cost.
도 1은 일반적인 액화가스 처리 시스템에서 회수되는 증발가스 양의 상태 변화를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템에서 회수되는 증발가스 양의 상태 변화를 도시한 도면이다.1 is a view showing a state change of the amount of evaporated gas recovered in a general liquefied gas processing system.
2 is a conceptual diagram showing a liquefied gas processing system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a state change of the amount of evaporated gas recovered in the liquefied gas processing system according to an embodiment of the present invention.
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 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements have the same numerical numbers as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템을 도시한 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템에서 회수되는 증발가스 양의 상태 변화를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a conceptual diagram showing a liquefied gas processing system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a state change of the amount of evaporated gas recovered in the liquefied gas processing system according to an embodiment of the present invention .
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 액화가스 수요처(20), 증발가스 압축기(30), 증발가스 열교환기(41), 증발가스 액화기(42), 기액분리기(43)를 포함한다.
2 and 3, a liquefied
액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스 수요처(20)에 공급될 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때 액화가스 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.The liquefied
본 실시예에서는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 증발가스 압축기(30)로 공급하여 증발가스의 가열에 활용하거나, 또는 증발가스를 기화, 가압하여 액화가스 수요처(20)의 연료로 활용함으로써, 증발가스를 효율적으로 이용할 수 있다.
In the present embodiment, the evaporation gas generated in the liquefied
액화가스 수요처(20)는, 액화가스 저장탱크(10)로부터 공급되는 증발가스를 통해 구동되어 동력을 발생시킨다. 이때 액화가스 수요처(20)는 고압엔진으로서, 기체연료 엔진(일례로, MEGI)일 수 있다.The liquefied
액화가스 수요처(20)는 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(20) 구동 시 샤프트에 연결된 프로펠러(도시하지 않음)가 회전함에 따라, 선체가 전진 또는 후진할 수 있다.As a piston (not shown) in the cylinder (not shown) reciprocates by the combustion of the liquefied gas, the
물론 본 실시예에서 액화가스 수요처(20)는 프로펠러를 구동하기 위한 엔진일 수 있으나, 발전을 위한 엔진 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다. 즉 본 실시예는 액화가스 수요처(20)의 종류를 특별히 한정하지 않는다. 다만 액화가스 수요처(20)는 증발가스와 플래시 가스의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 내연기관일 수 있다.Of course, in this embodiment, the
액화가스 수요처(20)는, 증발가스 압축기(30)에 의하여 가압된 증발가스를 공급받아 구동력을 얻을 수 있다. 액화가스 수요처(20)에 공급되는 증발가스의 상태는, 액화가스 수요처(20)가 요구하는 상태에 따라 달라질 수 있다.The liquefied
액화가스 저장탱크(10)와 액화가스 수요처(20) 사이에는 증발가스를 전달하는 증발가스 공급 라인(16)이 설치될 수 있고, 증발가스 공급 라인(16)에는 강제기화기, 증발가스 열교환기(41), 증발가스 압축기(30), 증발가스 액화기(42), 기액분리기(43) 등이 구비되어 증발가스가 액화가스 수요처(20)에 공급되거나, 기액분리기(43)로 공급되도록 할 수 있다.An evaporative
이때 증발가스 공급 라인(16)에는 연료 공급 밸브(도시하지 않음)가 설치되어, 연료 공급 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스의 공급량이 조절될 수 있다.
At this time, a fuel supply valve (not shown) is provided in the evaporation
증발가스 압축기(30)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 가압한다. 증발가스 압축기(30)는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되어 배출되는 증발가스를 가압하여 증발가스 열교환기(41)나 액화가스 수요처(20)에 공급할 수 있다.The evaporative gas compressor (30) pressurizes the evaporative gas generated in the liquefied gas storage tank (10). The
증발가스 압축기(30)는, 복수로 구비되어 증발가스를 다단 가압시킬 수 있다. 일례로 증발가스 압축기(30)는 5개가 구비되어 증발가스가 5단 가압되도록 할 수 있다. A plurality of evaporation gas compressors (30) can be provided to pressurize the evaporation gas at multiple stages. For example, five
여기서, 증발가스 공급라인(16)은 증발가스 압축기(30)와 액화가스 수요처(20)의 사이에서 분기되어, 증발가스 열교환기(41)로 연결될 수 있다. 즉 증발가스 공급라인(16)은 증발가스 압축기(30)에서 액화가스 수요처(20)로 연결되거나, 또는 증발가스 열교환기(41)로 연결될 수 있다. Here, the evaporation
이때, 증발가스 열교환기(41)로 분기되는 지점의 증발가스 공급라인(16) 상에는 밸브(도시하지 않음)가 구비될 수 있고, 밸브는 액화가스 수요처(20)로 공급되는 증발가스의 유량 또는 증발가스 압축기(30)를 통하여 증발가스 열교환기(41)로 공급되는 증발가스의 유량을 제어할 수 있으며, 삼방밸브일 수 있다.At this time, a valve (not shown) may be provided on the evaporation
증발가스 압축기(30)가 증발가스를 가압함으로써, 증발가스는 압력이 상승하여 끓는점이 상승하여 상대적으로 높은 온도에서도 액화될 수 있는 상태가 될 수 있다. 따라서 본 실시예는 증발가스 압축기(30)로 증발가스의 압력을 높임으로써, 증발가스가 쉽게 액화되도록 할 수 있다.
As the
증발가스 열교환기(41)는 증발가스 공급라인(16) 상에서 액화가스 저장탱크(10)와 증발가스 압축기(30)의 사이에 마련된다. 증발가스 열교환기(41)는 증발가스 압축기(30)에서 가압되는 증발가스와 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스와 기액분리기(43)에서 분리된 플래시가스를 열교환시킬 수 있다. An evaporation gas heat exchanger (41) is provided between the liquefied gas storage tank (10) and the evaporative gas compressor (30) on the evaporation gas supply line (16). The evaporation
즉, 증발가스 열교환기(41)는 증발가스 압축기(30)에서 가압되어 액화가스 수요처의 상류에서 분기되는 증발가스 공급라인(16)을 따라 회수된 증발가스와, 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스를 열교환시킨다. 그리고 증발가스 열교환기(41)는 증발가스 압축기(30)에서 가압되어 증발가스 공급라인(16)을 따라 회수된 증발가스와, 기체 회수라인(17)을 통해 공급되는 플래시 가스를 열교환시킨다. That is, the evaporation
이때 증발가스 열교환기(41)는, 증발가스 공급라인(16)을 따라 회수되는 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 증발가스로 냉각할 수 있고, 또는 기체 회수라인(17)을 통해 공급되는 플래시 가스로 냉각할 수 있다. 이 경우 증발가스 공급라인(16)을 따라 회수되는 증발가스는, 액화가스 저장탱크(10)에서 배출된 증발가스에 의하여 1차로 냉각되고, 플래시 가스에 의해 2차로 냉각될 수 있다. At this time, the evaporation
증발가스 열교환기(41)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 공급된 증발가스를 증발가스 압축기(30)로 공급하고, 증발가스 및 플래시 가스에 의해 2차 냉각된 증발가스를 증발가스 액화기(42)로 공급할 수 있다. 이 경우 증발가스 액화기(42)에 공급되는 증발가스는 증발가스뿐만 아니라 플래시 가스에 의해서도 냉각되었기 때문에, 감압에 의한 액화 효율이 증대될 수 있다.
The evaporation gas heat exchanger (41) supplies the evaporation gas supplied from the liquefied gas storage tank (10) to the evaporation gas compressor (30), and the evaporation gas secondarily cooled by the evaporation gas and the flash gas is supplied to the evaporation gas liquefier (42). In this case, since the evaporation gas supplied to the
증발가스 액화기(42)는 증발가스 압축기(30)에서 가압되어 증발가스 열교환기(41)에서 열교환된 증발가스를 감압시킨다. 예를 들어, 증발가스 액화기(42)는 증발가스를 약 3bar로 감압할 수 있으며, 감압시 증발가스는 냉각효과가 이루어질 수 있다.The
여기서, 증발가스 압축기(30)에서 가압된 증발가스는 증발가스 열교환기(41)에서 액화가스 저장탱크(10)에서 공급된 증발가스와 열교환되어 냉각되나, 압력은 증발가스 압축기(30)에서 토출된 토출압을 유지할 수 있다. 본 실시예는 증발가스 액화기(42)를 이용해 증발가스를 감압시켜서 증발가스가 냉각되도록 하여, 증발가스를 액화시킬 수 있다. 이때 감압되는 압력 범위가 클수록 증발가스의 냉각효과가 증대될 수 있다. Here, the evaporated gas pressurized in the
증발가스 액화기(42)는 줄 톰슨 밸브로 이루어질 수 있다. 줄 톰슨 밸브의 경우 감압을 통해 효과적으로 증발가스를 냉각시켜서 적어도 일부의 증발가스가 액화되도록 할 수 있다.
증발가스 액화기(42)에 의해 감압되는 증발가스는, 액화가스 저장탱크(10)에서 공급된 증발가스에 의해 냉각되는 동시에, 기액분리기(43)에서 공급된 플래시 가스에 의해서도 냉각되었기 때문에, 재액화가 이루어질 수 있다. 즉 본 실시예는, 플래시 가스의 냉열을 활용할 수 있으므로, 증발가스 간의 열교환을 사용하는 것보다도 더욱 높은 재액화 효율을 획득할 수 있다.
Since the evaporated gas decompressed by the evaporated
기액분리기(separator, 60)는 증발가스 액화기(42)에서 감압된 증발가스에서 기체를 분리한다. 기액분리기(43)에서 증발가스는 액체와 기체로 분리되어 액체는 액화가스 저장탱크(10)로 공급되고, 기체는 플래시 가스로서 증발가스 열교환기(41)로 회수될 수 있다. A gas-liquid separator (60) separates the gas from the decompressed gas in the gas-liquid evaporator (42). In the gas-
여기서, 기액분리기(43)에 공급되는 증발가스는, 증발가스 액화기(42)에서 감압되어 냉각된 상태일 수 있다. 이때 증발가스는 적어도 일부가 액화될 수 있고, 나머지는 기체 상태인 플래시 가스로 존재할 수 있다. 이 경우 플래시 가스 역시 약 -150도의 상태를 가지며, -150도의 플래시 가스는 기액분리기(43)에서 증발가스 열교환기(41)로 공급되어 증발가스를 냉각시키는데 사용될 수 있다.Here, the evaporation gas supplied to the gas-
이와 같이, 본 실시예에서는 기액분리기(43)로 공급되는 증발가스가 증발가스 열교환기(41)에서 증발가스 및 플래시 가스에 의하여 충분히 냉각된 후 증발가스 액화기(42)에서 감압되어 냉각되므로, 증발가스의 액화 효율이 개선될 수 있다.As described above, in this embodiment, since the evaporation gas supplied to the gas-
또한, 본 실시예에서는 액화된 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)로 회수시키고, 기액분리기(43)에서 발생된 플래시 가스를 증발가스 열교환기(41)로 회수시켜 증발가스를 열교환시킬 수 있다.In this embodiment, the liquefied evaporated gas can be recovered in the liquefied
기액분리기(43)에서 증발가스가 액체와 기체로 분리되면, 액화된 증발가스와 플래시 가스는 각각이 액체 회수라인(19)과 기체 회수라인(17)을 통해 액화가스 저장탱크(10)와 증발가스 열교환기(41)로 회수될 수 있다.
액체 회수라인(19)은 기액분리기(43)에서 액화가스 저장탱크(10)까지 연결되어 액체상태의 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)로 회수하고, 기체 회수라인(17)은 기액분리기(43)에서 증발가스 열교환기(41)까지 연결되어 플래시 가스를 증발가스 열교환기(41)로 회수하여 증발가스를 열교환시킬 수 있다.
The
한편, 본 실시예에서 설명한, 증발가스 액화기(42), 기액분리기(43) 및 증발가스 열교환기(41)는 액화부(40)로서, 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되는 증발가스를 앞서 서술한 바와 같이 일부를 액화시켜 액화가스 저장탱크(10)로 회수시킨다.
The
그런데, 액화부(40)가 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스 양 이하의 수용용량의 사이즈로 마련되는 경우, 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되는 증발가스가 모두 소모되지 못하고 남게 되는 정도로 액화가스 수요처(20)가 구동(낮은 속도(low speed)로 구동)될 때, 액화가스 저장탱크(10)에는 증발가스의 양이 누적되어 내압이 상승될 수 있다. 이때, 액화가스 저장탱크(10)는 내압 임계값을 초과하게 되어 파손의 우려가 있다. However, when the
예를 들어, 액화가스 저장탱크(10)에서 시간 당 3.4ton의 증발가스가 발생되며, 액화가스 저장탱크(10)에서 토출되는 증발가스의 양은 시간당 7ton이고, 증발가스는 액화부를 통해 순환되어 액화가스 저장탱크(10)로 복귀될 때, 액화부의 증발가스 수용가능 사이즈가 3.4ton이하인 경우를 들어 설명한다.For example, in the liquefied
이때, 액화부의 재액화율이 50%로 이루어진다(일반적인 재액화 비율에 따른 것임). 그리고 액화가스 저장탱크(10)의 수용능력에 대응하는 7ton이 누적된 상태라면, 액화부를 통해 액화가스 저장탱크(10)로 회수되는 증발가스는 증발가스 열교환기, 증발가스 액화기 및 기액분리기를 경로하면서 액화되지 못한 3.6(7 - 3.4)ton을 그대로 액화가스 저장탱크(10)로 회수시키게 되고, 이와 더불어 액화부(40)에서 수용가능한 3.4ton 중 절반인 1.7ton이 액화되지 못하고 액화가스 저장탱크(10)로 회수되어, (3.6 + 1.7) ton의 증발가스가 액화가스 저장탱크(10)로 회수되는 바와 같이, 증발가스의 양이 점차 누적되어 임계값을 초과할 우려가 있다.At this time, the liquefaction ratio of the liquefier is made to be 50% (which is based on the general liquefaction ratio). And 7 tons corresponding to the capacity of the liquefied
즉, 액화부의 수용량을 넘어서는 증발가스 량이 액화가스 저장탱크(10)로부터 토출되게 되면 액화가스 저장탱크(10)로 복귀되는 증발가스의 양이 점차 누적되게 된다.That is, when the amount of the evaporated gas exceeding the capacity of the liquefier is discharged from the liquefied
이때, 증발가스 압축기(30)의 구동 능력을 높이는 것과 같이, 불필요하게 액화가스 수요처(20)를 구동시켜 증발가스를 낭비할 필요가 없도록, 본 실시예는 액화부(40)의 사이즈를 증가시킨다.
At this time, the present embodiment increases the size of the
즉, 액화부(40)의 수용 용량 사이즈가 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 3.4ton의 2배 이상인 7ton으로 이루어져, 액화부(40)에서는 앞서 예를 제시한 3.6 + 1.7 ton과 같은 양이 아닌, 7ton의 절반인 3.5ton이 회수되도록 할 수 있다.That is, the capacity of the
여기서, 액화부(40)는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스 양의 200% 이상을 수용하는 크기로 이루어져서, 적어도 1회 이상의 액화에 의해 액화가스 저장탱크(10) 내의 증발가스가 액화가스 저장탱크(10)의 수용능력 미만으로 수렴하도록 이루어진다.Here, the
특히, 본 실시예는 아래의 수학식 (1)에 따르는 증발가스가 액화가스 저장탱크(10)에 저장될 수 있다.
Particularly, in the present embodiment, the evaporation gas according to the following equation (1) can be stored in the liquefied
수학식 (1) : an = {X + (an-1)/2}(1): a n = {X + (a n-1 ) / 2}
여기서, an은 액화가스 저장탱크(10)에 누적되어 저장되는 증발가스의 양이고, X는 액화가스 저장탱크(10)에서 자연발생되는 증발가스의 양으로 3.4ton을 일례로 설명한다.
Here, a n is the amount of evaporated gas accumulated and stored in the liquefied
이에 따라, 액화부(40)의 재액화율이 50%이고(일반적인 재액화 비율에 따른 것임), 액화가스 저장탱크(10)에 저장되는 증발가스의 양(an)은 액화가스 저장탱크(10)의 임계값인 7ton이 누적되어 발생된 경우를 가정한다면, 액화부(40)가 구동되어, 1회(본 실시예는 시간당으로 계산하여 1시간 경과한 경우로 제시될 수 있음)에서는 a1 = 3.4 + 7/2 = 3.4 + 3.5 = 6.9 ton의 양이 발생하고, 2회에서는 a2 = 3.4 + 6.9/2 = 3.4 + 3.45 = 6.856 ton의 양이 발생하는 바와 같이, 액화가스 저장탱크(10)에서 자연 발생되는 증발가스가 3.4ton일 경우, 액화부(40)에 의해 재액화되고 남은 증발가스의 회수에 따라 누적되는 액화가스 저장탱크(10) 내에 저장되는 증발가스의 양은 6.8ton으로 수렴하게 되어, 액화가스 저장탱크(10)의 임계값인 7ton 이하로 이루어진다.
Accordingly, the amount of evaporation gas (a n ) stored in the liquefied
구체적으로, 증발가스 공급 라인(16)을 통해 배출가능한 증발가스의 양이 7ton인 경우를 예로 들어 도 3을 참조하면, 도 3의 a에 도시한 바와 같이, 액화가스 수요처(20)의 로드가 낮아, 액화가스 저장탱크(10)에 7ton의 증발가스가 누적되면, 액화가스 저장탱크(10)로부터 액화부(40)로 7ton의 증발가스가 배출된다.3, when the amount of the evaporable gas that can be discharged through the evaporation
그리고 나서, 도 3의 b에서와 같이, 액화부(40)로 증발가스가 회수될 때, 액화부(40)의 수용가능사이즈는 7ton이므로, 7ton 중 절반인 3.5톤을 액화시키고, 액화되지 못한 증발가스 3.5ton의 양이 액화가스 저장탱크(10)로 회수된다. 이때, 액화가스 저장탱크(10) 내의 액화가스는 시간이 경과하여 3.4ton의 증발가스를 발생시키게 된다.Then, when the evaporation gas is recovered to the
그리고 나서, 도 3의 c에서와 같이, 도 3의 b에서 액화가스 저장탱크(10)에 누적된 3.4 + 3.5 ton 중 토출가능양이 7ton이므로 액화가스 저장탱크(10) 내의 증발가스인 6.9ton은 모두 배출되어 액화가스 저장탱크(10)에는 증발가스가 잔존하지 않게 된다(종래에는 1.7ton이 잔존하는 것과 대별됨).Then, as shown in FIG. 3C, since the dischargeable amount of 3.4 + 3.5 tons accumulated in the liquefied
그리고 나서, 도 3의 d에서와 같이 액화부(40)를 통해 6.9ton 절반인 3.45ton의 증발가스가 회수된다. 이때, 액화가스 저장탱크(10)에는 시간의 경과로 인해 3.4ton의 증발가스가 추가로 발생된 상태이므로, 회수되는 3.45ton에 의해 액화가스 저장탱크(10)에 적재되는 증발가스는 3.4 + 3.45 ton인 6.85ton이 된다.Then, as shown in FIG. 3 (d), 3.45 tons of evaporative gas, which is half 6.9 tons, is recovered through the
그리고 나서, 도 3의 e에서와 같이, 액화가스 저장탱크(10)에 누적된 6.85ton 이 액화부(140)로 배출되어 절반의 증발가스가 액화됨은 물론, 액화가스 저장탱크(10)에 누적된 증발가스의 양은 증발가스 공급 라인(16)을 통해 배출가능한 증발가스의 양이 7ton이하이므로 모두 배출되게 된다(종래에는 3.4ton이 잔존하는 것과 대별됨).
Then, as shown in FIG. 3E, 6.85 tons accumulated in the liquefied
이와 같이, 본 실시예는 액화부(40)의 수용능력을 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스 양의 200%에 대응시킴으로써, 액화가스 저장탱크(10)의 임계값을 넘지 않도록 하여 액화가스 저장탱크(10)의 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 증발가스를 불필요하게 버리거나 액화가스 수요처(20)를 필요 이상의 로드로 구동시킬 필요가 없어 시스템이 안정화 되면서도 연료비를 절감할 수 있다.
As described above, in the present embodiment, the storage capacity of the
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification and the modification are possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1: 액화가스 처리 시스템
10: 액화가스 저장탱크
16: 증발가스 공급 라인
17: 기체 회수라인
19: 액체 회수라인
20: 액화가스 수요처
30: 증발가스 압축기
40: 액화부
41: 증발가스 열교환기
42: 증발가스 액화기
43: 기액분리기1: liquefied gas processing system 10: liquefied gas storage tank
16: Evaporative gas supply line 17: Gas recovery line
19: liquid recovery line 20: liquefied gas consumer
30: Evaporative gas compressor 40: Liquefier
41: Evaporative gas heat exchanger 42: Evaporative gas liquefier
43: gas-liquid separator
Claims (5)
상기 액화부는 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스 양의 200% 이상을 수용하는 크기로 이루어져서, 적어도 1회 이상의 액화에 의해 상기 액화가스 저장탱크 내의 증발가스가 상기 액화가스 저장탱크의 수용능력 미만으로 수렴하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.And a liquefied portion for liquefying the evaporated gas discharged from the liquefied gas storage tank, wherein a part of the evaporated gas is liquefied by the liquefied portion to mix the liquefied gas, which is liquid, with the evaporated gas, In a gas treatment system,
Wherein the liquefier is sized to receive at least 200% of the amount of evaporative gas generated in the liquefied gas storage tank so that evaporative gas in the liquefied gas storage tank is less than the storage capacity of the liquefied gas storage tank To the liquefied gas processing system.
상기 액화가스 저장탱크에 발생하는 증발가스는 수학식 (1)에 따르는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.
수학식 (1) : an = {X + (an-1)/2}
여기서, an은 상기 액화가스 저장탱크에 누적되어 저장되는 증발가스의 양이고, X는 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 자연발생되는 증발가스의 양이다.The method according to claim 1,
Characterized in that the evaporated gas generated in said liquefied gas storage tank is according to equation (1).
(1): a n = {X + (a n-1 ) / 2}
Where a n is the amount of evaporative gas accumulated and stored in the liquefied gas storage tank and X is the amount of naturally occurring evaporative gas generated in the liquefied gas storage tank.
상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.The method according to claim 1,
And an evaporative gas compressor for compressing the evaporative gas supplied from the liquefied gas storage tank.
상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스를 팽창 또는 감압시켜 적어도 일부를 액화시키는 증발가스 액화기;
상기 증발가스 액화기를 통과한 증발가스에서 액체와 기체가스를 분리하는 기액분리기; 및
상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스가 상기 액화가스 저장탱크에서 공급되는 증발가스의 냉열과 상기 기액분리기에서 공급되는 상기 기체가스의 냉열을 회수하는 증발가스 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.The liquid ejecting apparatus according to claim 3,
An evaporating gas liquefier for expanding or reducing the pressure of the evaporation gas compressed in the evaporation gas compressor to at least partially liquefy the evaporation gas;
A gas-liquid separator for separating a liquid and a gas from an evaporation gas passing through the evaporation gas liquefier; And
And an evaporative gas heat exchanger for recovering the cold heat of the evaporated gas supplied from the liquefied gas storage tank and the cold gas of the gas supplied from the gas-liquid separator, characterized in that the evaporated gas heat exchanger system.
상기 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스는 상기 증발가스 열교환기에서 열교환하고 상기 증발가스 액화기로 공급되는 것을 특징으로 하는 액화가스 처리 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the evaporated gas compressed in the evaporative gas compressor is heat-exchanged in the evaporative gas heat exchanger and fed to the evaporative gas liquefier.
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KR20230033035A (en) * | 2021-08-26 | 2023-03-08 | 대우조선해양 주식회사 | Fuel supply system and vessel including the same |
-
2015
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Legal Events
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E601 | Decision to refuse application |