KR20170027100A

KR20170027100A - 증발 가스의 재액화 방법

Info

Publication number: KR20170027100A
Application number: KR1020150123594A
Authority: KR
Inventors: 이상규; 조병학; 차규상; 권용수; 이영범; 조재숙; 성홍근
Original assignee: 한국해양과학기술원
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2017-03-09

Abstract

본 발명은 저장 탱크에서 발생된 증발가스로 이루어진 제1 스트림을 제1 열교환기를 통과시킨 후에 압축시키는 압축 단계와, 압축된 상기 제1 스트림을 상기 제1 열교환기로 유입시켜 압축되기 전의 상기 제1 스트림과 열교환을 통해 냉각시키는 제1 냉각 단계와, 상기 제1 스트림과 액화가스로 이루어진 제2 스트림이 혼합되어 제3 스트림을 형성하는 혼합 단계 및, 상기 제3 스트림을 제2 열교환기에서 냉각시키는 제2 냉각 단계를 포함하는 증발가스 재액화 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 증발가스를 재액화시, 증발가스를 압축시 압축기의 소모동력을 최소화시킬 수 있고, 증발가스의 온도를 정밀하게 제어할 수 있다.

Description

증발 가스의 재액화 방법 {Reliquefaction Method For Boiled-Off Gas}

본 발명은 증발가스의 재액화 방법에 관한 것으로, 상세하게는 증발가스를 재액화시 온도를 제어하여 효과적으로 증발가스를 재액화 시키는 증발가스의 재액화 방법에 관한 것이다.

천연가스의 액화 온도는 상압에서 약 -160℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압에서 -160℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. 종래의 LNG 운송 수단의 경우를 예를 들어 설명하면, LNG 운송 수단의 LNG 저장탱크는 단열처리가 되어 있기는 하지만 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로 LNG 운송 수단에 의해 LNG를 수송하는 도중에 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 발생한다.

그런데, 도 1을 참조하면, 종래는 증발가스(B)를 혼합기(10)에서 액상의 천연가스(L)와 혼합하여 온도를 하강시킨 후, 혼합된 천연가스(M)를 압축기(미도시)를 포함하는 재액화 장치(20)에 유입시키는 방법을 증발가스를 재액화 시켰다.

상기와 같은 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위해 본 발명은 일측면으로서, 압축기의 동력을 최소화시키며 증발가스를 재액화할 수 있는 증발가스의 재액화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명의 일 측면으로서, 열교환기에 유입되어 냉각되기 전에 증발가스의 온도를 보다 정밀하게 제어할 수 있는 증발가스의 재액화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 일측면으로서, 본 발명은 저장 탱크에서 발생된 증발가스로 이루어진 제1 스트림을 제1 열교환기를 통과시킨 후에 압축시키는 압축 단계와, 압축된 상기 제1 스트림을 상기 제1 열교환기로 유입시켜 압축되기 전의 상기 제1 스트림과 열교환을 통해 냉각시키는 제1 냉각 단계와, 상기 제1 스트림과 액화가스로 이루어진 제2 스트림이 혼합되어 제3 스트림을 형성하는 혼합 단계 및, 상기 제3 스트림을 제2 열교환기에서 냉각시키는 제2 냉각 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면으로서, 상기 혼합 단계는 상기 제3 스트림의 온도가 설정값 보다 높으면 상기 제2 스트림의 혼합비율을 증가시키고, 상기 제3 스트림의 온도가 설정값 보다 낮으면 상기 제2 스트림의 혼합비율을 감소시킬 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 증발가스를 압축시 압축기의 소모동력을 최소화시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 증발가스의 온도를 정밀하게 제어할 수 있다.

도 1은 종래의 증발가스의 재액화 장치의 간략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 증발가스 재액화 장치의 간략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 증발 가스 재액화 방법의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 증발가스의 재액화 방법(S100)을 이해시키는데 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 의한 증발가스 재액화 방법(S100)은, 저장탱크(110)에서 발생된 증발가스로 이루어진 제1 스트림(S1)을 제1 열교환기(120)를 통과시킨 후에 압축시키는 압축 단계(S110)와, 압축된 상기 제1 스트림(S1)을 상기 제1 열교환기(120)로 유입시켜 압축되기 전의 상기 제1 스트림(S1)과 열교환을 통해 냉각시키는 제1 냉각 단계(S120)와, 상기 제1 스트림(S1)과 액화가스로 이루어진 제2 스트림(S2)이 혼합되어 제3 스트림(S3)을 형성하는 혼합 단계(S130) 및, 상기 제3 스트림(S3)을 제2 열교환기(160)에서 냉각시키는 제2 냉각 단계(S140)를 포함할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 압축 단계(S110)는 상기 저장탱크(110)에 수용된 증발가스로 이루어진 제1 스트림(S1)이 압축기(130)로 유입된 후 압축되는 단계이다. 상기 제1 스트림(S1)은 상기 압축 단계(S110)에서 설정된 압력만큼 압축되고 다시 열교환기로 유입된다.

그리고, 상기 압축기(130)를 통과한 제1 스트림(S1)은 냉각 수단으로 유입되어 냉각된다. 여기서, 냉각 수단(140)은 수랭식이나 공랭식의 냉각기(cooler) 일 수 있다. 상기 냉각 수단(140)은 압축된 스트림을 냉각할 필요가 있을 때 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제1 냉각 단계(S120)는 압축된 상기 제1 스트림(S1)을 상기 제1 열교환기(120)로 유입시키고 압축되기 전의 제1 스트림(S1)과 열교환을 통해 냉각시키는 단계이다.

즉, 상기 저장탱크(110)에서 유입되는 증발가스로 이루어진 제1 스트림(S1)은 저온 상태이기 때문에, 압축기(130)에서 압축되어 고온 상태인 제1 스트림(S1)과 상기 제1 열교환기(120)에서 열교환을 통해, 상기 압축기(130)에서 상기 제1 열교환기(120)로 유입되는 제1 스트림(S1)을 냉각시킬 수 있다.

그리고, 상기 혼합 단계(S130)는, 상기 제1 스트림(S1)과 액화가스로 이루어진 제2 스트림(S2)이 혼합되는 혼합부(150)에서, 상기 제1 스트림(S1)과 상기 제2 스트림(S2)이 혼합되어 제3 스트림(S3)이 형성되는 단계이다.

상기 혼합 단계(S130)에서는 온도가 상대적으로 낮은 액상의 천연가스로 이루어진 제2 스트림(S2)에 기상의 천연가스인 증발가스로 이루어진 제1 스트림(S1)이 혼합되어 증발가스의 온도가 하강하여 일부는 냉각되고 일부는 기체 상태에서 온도가 하강하여 제3 스트림(S3)을 형성한다.

그래서 본 발명의 일 실시예에 의한 증발 가스의 재액화 방법(S100)에서는 상기 혼합 단계(S130)에서 온도 센서(180)를 통해 측정된 상기 제3 스트림(S3)의 온도가 설정값 보다 높으면 밸브(170)의 개도를 조절하여 상기 제2 스트림(S2)의 혼합비율을 증가시키고, 상기 제3 스트림(S3)의 온도가 설정값 보다 낮으면 상기 제2 스트림(S2)의 혼합비율을 감소시켜 제3 스트림(S3)의 온도를 설정된 값으로 조절할 수 있다.

그리고, 본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

110: 저장 탱크
120: 제1 열교환기
130: 압축기
140: 냉각 수단
150: 혼합기
160: 제2 열교환기
170: 개폐 밸브
180: 온도 센서
S110: 압축 단계
S120: 제1 냉각 단계
S130: 혼합 단계
S140: 제2 냉각 단계

Claims

저장 탱크에서 발생된 증발가스로 이루어진 제1 스트림을 제1 열교환기를 통과시킨 후에 압축하는 압축 단계;
압축된 상기 제1 스트림을 상기 제1 열교환기로 유입시켜 압축되기 전의 상기 제1 스트림과 열교환을 통해 냉각시키는 제1 냉각 단계;
상기 제1 스트림과 액화가스로 이루어진 제2 스트림이 혼합되어 제3 스트림을 형성하는 혼합 단계; 및
상기 제3 스트림을 제2 열교환기에서 냉각시키는 제2 냉각 단계;를 포함하는 증발가스 재액화 방법.
제1항에 있어서,
상기 혼합 단계는,
상기 제3 스트림의 온도가 설정값 보다 높으면 상기 제2 스트림의 혼합비율을 증가시키고, 상기 제3 스트림의 온도가 설정값 보다 낮으면 상기 제2 스트림의 혼합비율을 감소시키는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 방법.