KR20180093405A - Method of BOG Reliquefaction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저장탱크 내부에서 생성되는 증발가스 중 엔진의 연료로 사용되고 남은 증발가스를 재액화시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for re-liquefying a remaining evaporated gas used as fuel for an engine among evaporated gases generated in a storage tank.
근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 액화천연가스를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다. In recent years, consumption of liquefied gas such as Liquefied Natural Gas (LNG) has been rapidly increasing worldwide. The liquefied gas obtained by liquefying the gas at a low temperature has an advantage of being able to increase the storage and transport efficiency because the volume becomes very small as compared with the gas. In addition, liquefied natural gas, including liquefied natural gas, can be removed as an eco-friendly fuel with less air pollutant emissions during combustion because air pollutants can be removed or reduced during the liquefaction process.
액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.Liquefied natural gas is a colorless transparent liquid obtained by cooling methane-based natural gas to about -162 ° C and liquefying it, and it has a volume of about 1/600 of that of natural gas. Therefore, when the natural gas is liquefied and transported, it can be transported very efficiently.
그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -162 ℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 액화천연가스를 저장하는 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다. 이는 에탄 등 다른 저온 액화가스의 경우에도 마찬가지이다.However, since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -162 ° C at normal pressure, liquefied natural gas is sensitive to temperature changes and is easily evaporated. As a result, the storage tank storing the liquefied natural gas is subjected to heat insulation, but the external heat is continuously transferred to the storage tank. Therefore, in the transportation of liquefied natural gas, the liquefied natural gas is naturally vaporized continuously in the storage tank, -Off Gas, BOG) occurs. This also applies to other low temperature liquefied gases such as ethane.
증발가스는 일종의 손실로서 수송효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스의 처리를 위해, 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료소비처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.Evaporation gas is a kind of loss and is an important issue in transport efficiency. Further, when the evaporation gas accumulates in the storage tank, the internal pressure of the tank may rise excessively, and there is a risk that the tank may be damaged. Accordingly, various methods for treating the evaporative gas generated in the storage tank have been studied. Recently, a method of re-liquefying the evaporated gas and returning it to the storage tank for treating the evaporated gas, a method of returning the evaporated gas to the storage tank And a method of using it as an energy source of a consuming place.
증발가스를 재액화하기 위한 방법으로는 별도의 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구비하여 증발가스를 냉매와 열교환하여 재액화하는 방법, 및 별도의 냉매가 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여 재액화하는 방법 등이 있다. 특히, 후자의 방법을 채용한 시스템을 부분 재액화 시스템(Partial Re-liquefaction System, PRS)이라고 한다.As a method for re-liquefying the evaporation gas, there is a method of re-liquefying the evaporation gas by heat exchange with the refrigerant by providing a refrigeration cycle using a separate refrigerant, and a method of re-liquefying the evaporation gas by using the evaporation gas itself as a refrigerant . Particularly, the system adopting the latter method is called a Partial Re-liquefaction System (PRS).
한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DF 엔진, X-DF 엔진, ME-GI 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.On the other hand, among the engines used in ships, there are gas-fuel engines such as DF engine, X-DF engine and ME-GI engine which can use natural gas as fuel.
DF 엔진은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 6.5bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.The DF engine adopts the Otto Cycle, which consists of four strokes, and injects natural gas with a relatively low pressure of about 6.5 bar into the combustion air inlet and compresses the piston as it rises.
X-DF 엔진은, 2행정으로 구성되고, 16 bar 정도의 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클을 채택하고 있다.The X-DF engine is composed of two strokes, using natural gas of about 16 bar as fuel and adopting autocycle.
ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.The ME-GI engine consists of two strokes and employs a diesel cycle in which high pressure natural gas at around 300 bar is injected directly into the combustion chamber at the top of the piston.
본 발명은, 장비의 사용 가능 여부, 선속, 발생되는 증발가스의 양 등에 따라 달라지는 다양한 선박의 운용 상황에서의 효율적인 증발가스 재액화 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide an efficient evaporation gas re-liquefaction method in various operating conditions of vessels depending on availability of equipment, line speed, amount of generated evaporation gas, and the like.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 탑재된 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 엔진의 연료로 공급하고, 상기 엔진의 연료로 사용되지 않은 잉여 증발가스를 재액화 시키는 방법에 있어서, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부를 제1 압축기에 의해 압축시키고, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부를, 상기 제1 압축기와 병렬로 설치되는 제2 압축기에 의해 압축시키고, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 엔진의 연료로 공급되고, 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스는 폐루프의 냉매 사이클을 순환하고, 상기 1 압축기에 의해 압축된 증발가스 중 상기 엔진의 연료로 공급되지 않은 잉여 증발가스는, 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 제3 압축기를 우회하여 제1 열교환기로 보내지고, 상기 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 상기 제3 압축기를 우회하여 상기 제1 열교환기로 보내진 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 열교환되어 냉각되고, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스는, 상기 냉매 사이클을 순환하는 유체를 냉매로 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각되거나 상기 제2 열교환기를 우회하여 제1 감압장치로 보내지는, 증발가스 재액화 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of supplying evaporative gas discharged from a storage tank mounted on a ship to fuel of an engine and re-liquefying excess evaporative gas not used as fuel of the engine Wherein a part or all of the evaporated gas discharged from the storage tank is compressed by a first compressor and a part or all of the evaporated gas discharged from the storage tank is supplied to a second compressor installed in parallel with the first compressor And the evaporated gas compressed by the first compressor is supplied to the fuel of the engine and the evaporated gas compressed by the second compressor circulates the refrigerant cycle of the closed loop and is compressed by the one compressor The surplus evaporated gas not being supplied to the fuel of the engine among the evaporated gases is further compressed by the third compressor or bypassed by the third compressor, Exchanged by the third compressor, or the evaporated gas which is further compressed by the third compressor or bypassed to the third compressor and sent to the first heat exchanger is cooled by heat exchange with the refrigerant discharged from the storage tank, The evaporating gas cooled by the first heat exchanger is further cooled by the second heat exchanger as the refrigerant circulating the refrigerant cycle or bypassed to the second heat exchanger to send the evaporated gas to the first decompressor / RTI >
상기 냉매 사이클은, 상기 제2 압축기, 상기 제2 열교환기, 제2 감압장치, 다시 상기 제2 열교환기, 제4 압축기, 및 다시 상기 제2 압축기를 연결할 수 있고, 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 후 상기 제2 감압장치에 의해 팽창된 유체는 상기 제2 열교환기의 냉매로 사용된 후 상기 제4 압축기로 공급될 수 있다.Wherein the refrigerant cycle is capable of connecting the second compressor, the second heat exchanger, the second decompressor, the second heat exchanger, the fourth compressor, and again the second compressor, And the fluid expanded by the second pressure reducing device may be used as the refrigerant of the second heat exchanger and then supplied to the fourth compressor.
상기 제4 압축기에 의해 압축된 증발가스는, 냉각기에 의해 냉각된 후 상기 제2 압축기로 보내질 수 있다.The evaporated gas compressed by the fourth compressor may be cooled by the cooler and then sent to the second compressor.
상기 제1 감압장치에 의해 팽창된 유체를 기액분리기에 의해 재액화된 액화가스와 기체상태의 가스로 분리할 수 있다.The fluid expanded by the first decompression device can be separated by the gas-liquid separator into the liquefied gas re-liquefied and the gaseous gas.
상기 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 가스는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 합류되어 상기 제1 열교환기의 냉매로 사용될 수 있다.The gaseous gas separated by the gas-liquid separator may be combined with the evaporated gas discharged from the storage tank and used as the refrigerant of the first heat exchanger.
상기 엔진의 요구 압력이 재액화에 필요한 압력을 만족시키는 경우, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 제3 압축기를 우회시켜 상기 제1 열교환기로 보낼 수 있다.When the required pressure of the engine satisfies the pressure necessary for the re-liquefaction, the evaporated gas compressed by the first compressor can be bypassed to the first heat exchanger by bypassing the third compressor.
상기 엔진의 요구 압력이 재액화에 필요한 압력을 만족시키는 경우는, 상기 엔진이 ME-GI엔진인 경우일 수 있다.When the required pressure of the engine satisfies the pressure required for re-liquefaction, the engine may be an ME-GI engine.
재액화시킬 증발가스의 양이 일정값 이상인 경우, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를, 상기 냉매 사이클을 순환하는 유체를 냉매로 상기 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각시킬 수 있다.The evaporating gas cooled by the first heat exchanger may be further cooled by the second heat exchanger as the refrigerant circulating the refrigerant cycle when the amount of evaporative gas to be re-liquefied is a predetermined value or more.
상기 재액화시킬 증발가스의 양이 일정값 이상인 경우는, 상기 선박의 선속이 15.5 knots 이하이거나 상기 선박이 정박하고 있을 때일 수 있다.If the amount of the evaporative gas to be liquefied is equal to or greater than a predetermined value, the ship may be at a velocity not higher than 15.5 knots or when the ship is anchored.
재액화시킬 증발가스의 양이 상기 일정값 미만인 경우, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를 상기 제2 열교환기를 우회시켜 상기 제1 감압장치로 보낼 수 있다.The evaporating gas cooled by the first heat exchanger may be bypassed to the first decompressor by bypassing the second heat exchanger when the amount of the evaporated gas to be re-liquefied is less than the predetermined value.
상기 재액화시킬 증발가스의 양이 상기 일정값 미만인 경우는, 상기 선박의 선속이 15.5 knots 초과인 경우일 수 있다.When the amount of the evaporative gas to be liquefied is less than the predetermined value, it may be the case that the linear velocity of the ship exceeds 15.5 knots.
상기 엔진의 요구 압력이 재액화에 필요한 압력을 만족시키지 못하는 경우, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 제3 압축기에 의해 추가로 압축시킨 후 상기 제1 열교환기로 보낼 수 있다.If the required pressure of the engine does not satisfy the pressure required for re-liquefaction, the evaporated gas compressed by the first compressor may be further compressed by the third compressor and then sent to the first heat exchanger.
상기 엔진의 요구 압력이 재액화에 필요한 압력을 만족시키지 못하는 경우는, 상기 엔진이 X-DF엔진이 경우일 수 있다.If the required pressure of the engine does not satisfy the pressure required for re-liquefaction, the engine may be an X-DF engine.
재액화시킬 증발가스의 양이 일정값 이상인 경우, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를, 상기 냉매 사이클을 순환하는 유체를 냉매로 상기 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각시킬 수 있다.The evaporating gas cooled by the first heat exchanger may be further cooled by the second heat exchanger as the refrigerant circulating the refrigerant cycle when the amount of evaporative gas to be re-liquefied is a predetermined value or more.
재액화시킬 증발가스의 양이 상기 일정값 미만인 경우, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를 상기 제2 열교환기를 우회시켜 상기 제1 감압장치로 보낼 수 있다.The evaporating gas cooled by the first heat exchanger may be bypassed to the first decompressor by bypassing the second heat exchanger when the amount of the evaporated gas to be re-liquefied is less than the predetermined value.
상기 제2 압축기, 상기 제2 열교환기, 상기 제2 감압장치, 및 상기 제4 압축기 중 하나 이상을 사용할 수 없는 경우, 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 냉매 사이클로 공급하지 않고, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를, 상기 제2 열교환기를 우회하여 제1 감압장치로 보낼 수 있다.Wherein when the at least one of the second compressor, the second heat exchanger, the second decompressor, and the fourth compressor can not be used, the evaporated gas compressed by the second compressor is not supplied to the refrigerant cycle, The evaporated gas cooled by the first heat exchanger can be bypassed to the first decompressor by bypassing the second heat exchanger.
상기 제3 압축기를 사용할 수 없는 경우에는, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 제3 압축기를 우회시켜 상기 제1 열교환기로 보낼 수 있다.When the third compressor can not be used, the evaporated gas compressed by the first compressor can be bypassed to the first heat exchanger by bypassing the third compressor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박에 탑재된 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 엔진의 연료로 공급하고, 상기 엔진의 연료로 사용되지 않은 잉여 증발가스를 재액화 시키는 방법에 있어서, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부를 제1 압축기에 의해 압축시키고, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부를, 상기 제1 압축기와 병렬로 설치되는 제2 압축기에 의해 압축시키고, 상기 제1 압축기를 사용할 수 있는 경우에는, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 엔진의 연료로 사용하고, 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스는 폐루프의 냉매 사이클을 순환하고, 상기 1 압축기에 의해 압축된 증발가스 중 상기 엔진의 연료로 공급되지 않은 잉여 증발가스는, 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 제3 압축기를 우회하여 제1 열교환기로 보내지고, 상기 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 상기 제3 압축기를 우회하여 상기 제1 열교환기로 보내진 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 열교환되어 냉각되고, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스는, 상기 냉매 사이클을 순환하는 유체를 냉매로 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각되거나 상기 제2 열교환기를 우회하여 제1 감압장치로 보내지고, 상기 제1 압축기를 사용할 수 없는 경우에는, 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 엔진의 연료로 공급하고, 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 냉매 사이클로 공급하지 않는, 증발가스 재액화 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of supplying evaporative gas discharged from a storage tank mounted on a ship to fuel of an engine and re-liquefying excess evaporative gas not used as fuel of the engine Wherein a part or all of the evaporated gas discharged from the storage tank is compressed by a first compressor and a part or all of the evaporated gas discharged from the storage tank is supplied to a second compressor installed in parallel with the first compressor And when the first compressor can be used, the evaporated gas compressed by the first compressor is used as fuel of the engine, and the evaporated gas compressed by the second compressor is compressed by the refrigerant cycle of the closed loop And the excess evaporative gas not supplied to the fuel of the engine among the evaporative gases compressed by the one compressor is circulated by the third compressor The evaporated gas which is compressed horizontally or bypassed the third compressor to the first heat exchanger and further compressed by the third compressor or bypassed the third compressor and sent to the first heat exchanger, Gas is cooled by heat exchange with the refrigerant and the evaporated gas cooled by the first heat exchanger is further cooled by the second heat exchanger as the refrigerant circulating the refrigerant cycle or bypasses the second heat exchanger by the first decompression And supplies the evaporated gas compressed by the second compressor to the fuel of the engine and supplies the evaporated gas compressed by the second compressor to the refrigerant cycle when the first compressor can not be used, A method for re-liquefying an evaporated gas is provided.
상기 제1 압축기를 사용할 수 없는 경우, 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스 중 상기 엔진의 연료로 사용되지 않은 잉여 증발가스는, 상기 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 제3 압축기를 우회하여 제1 열교환기로 보내지고, 상기 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 상기 제3 압축기를 우회하여 상기 제1 열교환기로 보내진 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 열교환되어 냉각되고, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스는, 상기 제2 열교환기를 우회하여 제1 감압장치로 보내질 수 있다.When the first compressor can not be used, the surplus evaporated gas not used as the fuel of the engine among the evaporated gases compressed by the second compressor is further compressed by the third compressor or bypassed by the third compressor The evaporation gas sent to the first heat exchanger and further compressed by the third compressor or bypassed to the third compressor is cooled by heat exchange with the refrigerant discharged from the storage tank, The evaporated gas cooled by the first heat exchanger may be sent to the first decompressor by bypassing the second heat exchanger.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 엔진의 연료로 사용되고 남은 잉여 증발가스를, 증발가스 자체를 냉매로 열교환시켜 재액화시키는 방법에 있어서, 상기 엔진으로 공급하기 위해 압축된 증발가스를 추가적으로 압축시킬지 여부는, 상기 엔진의 요구 압력과 재액화시킬 증발가스의 양에 따라 결정하고, 증발가스 자체를 냉매로 열교환되어 냉각된 유체를, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스를 냉매로 추가적으로 열교환시켜 냉각시킬지 여부는, 재액화시킬 증발가스의 양에 따라 결정하는, 증발가스 재액화 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of re-liquefying a surplus evaporated gas remaining as fuel for an engine by heat exchange of the evaporated gas itself with a coolant, Is determined depending on the required pressure of the engine and the amount of evaporative gas to be liquefied, the cooled fluid which is heat-exchanged with the refrigerant in the evaporative gas itself, the evaporated gas circulating in the refrigerant cycle as the refrigerant, The amount of the evaporated gas to be re-liquefied is determined according to the amount of the evaporated gas to be resolidified.
본 발명에 의하면, 엔진의 요구 압력과 재액화시킬 증발가스의 양에 따라 제3 압축기의 구동 여부를 결정할 수 있고, 재액화시킬 증발가스의 양에 따라 제2 열교환기 및 폐루프의 냉매 사이클의 구동 여부를 결정할 수 있으므로, 재액화량과 경제적 요소를 고려하여 선박의 운용 상황에 유연하게 대처할 수 있다.According to the present invention, it is possible to determine whether the third compressor is driven or not depending on the required pressure of the engine and the amount of the evaporative gas to be re-liquefied. According to the amount of the evaporative gas to be re-liquefied, It is possible to flexibly cope with the operation status of the ship in consideration of the amount of re-liquefaction and economical factors.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증발가스 재액화 방법이 적용되는 시스템의 개략도이다.
도 2 및 도 3은 증발가스의 재액화량을 39 bara 내지 300 bara 압력 범위에서 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a schematic view of a system to which the evaporative gas re-liquefaction method according to a preferred embodiment of the present invention is applied.
Figs. 2 and 3 are graphs showing the re-liquefaction amount of the evaporation gas at a pressure range from 39 bara to 300 bara.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진을 탑재한 선박 및 액화가스 저장탱크를 포함하는 선박 등에 다양하게 응용되어 적용될 수 있다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to various applications such as a ship equipped with an engine using natural gas as fuel and a ship including a liquefied gas storage tank. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
본 발명의 후술할 증발가스 처리를 위한 방법들은 저온 액체화물 또는 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박과 해상 구조물, 예컨대 LNG 운반선(LNG Carrier), 액화에탄가스 운반선(Liquefied Ethane Gas Carrier), LNG RV와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU 등과 같은 해상 구조물에 적용될 수 있다. 다만 후술하는 실시예들에서는 설명의 편의상 대표적인 저온 액체화물인 액화천연가스를 예로 들어 설명한다.Methods for the treatment of the evaporative gas to be described below of the present invention include all kinds of ships and marine structures equipped with storage tanks capable of storing low temperature liquid cargo or liquefied gas such as LNG Carrier and Liquefied Ethane Gas Carrier) and LNG RV, as well as LNG FPSO, LNG FSRU and other marine structures. However, in the following embodiments, liquefied natural gas, which is a typical low temperature liquid cargo, will be described as an example for convenience of explanation.
또한, 본 발명의 각 라인에서의 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계유체 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.The fluid in each line of the present invention may be in any one of a liquid state, a gas-liquid mixed state, a gas state, and a supercritical fluid state, depending on operating conditions of the system.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증발가스 재액화 방법이 적용되는 시스템의 개략도이다.FIG. 1 is a schematic view of a system to which the evaporative gas re-liquefaction method according to a preferred embodiment of the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 증발가스 재액화 방법이 적용되는 시스템은, 제1 열교환기(110), 제1 압축기(210), 제2 압축기(220), 제3 압축기(230), 제1 감압장치(510), 제2 열교환기(120), 제2 감압장치(520), 및 제4 압축기(240)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a system to which the evaporative gas re-liquefaction method of the present embodiment is applied includes a
본 실시예의 증발가스 재액화 방법이 적용되는 시스템은, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부를 엔진(E1, E2)의 연료로 사용하고, 엔진(E1, E2)의 요구량을 초과하는 잉여 증발가스를 분기시켜 재액화 과정을 거치도록 한다.The system to which the evaporation gas re-liquefaction method of the present embodiment is applied is a system in which a part or all of the evaporated gas discharged from the storage tank T is used as the fuel for the engines E1 and E2 and the demand amount of the engines E1 and E2 The surplus evaporating gas is branched off and the liquid is re-liquefied.
재액화 과정을 거치는 증발가스는, 기본적으로 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의한 압축과정과, 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에 의한 냉각 과정과, 제1 감압장치(510)에 의한 팽창과정을 거쳐 일부 또는 전부가 재액화되며, 선박의 운용 상황에 따라 제3 압축기(230)를 우회하거나 제2 열교환기(120)를 우회할 수 있다. 이에 대해 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.The evaporation gas passing through the re-liquefaction process is basically compressed by the
본 실시예의 제1 열교환기(110)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여, 제3 압축기(230)에 의해 압축된 증발가스 또는 제2 우회라인(L2)을 따라 공급되는 증발가스를 냉각시킨다. 저장탱크(T)에서 배출된 후 제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용된 증발가스는 두 흐름으로 분기하여, 일부는 제1 압축기(210)로 보내지고, 나머지는 제2 압축기(220)로 보내질 수 있다.The
시스템의 구동 초기에는 제1 밸브(V1)를 열어, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를, 제1 우회라인(L1)을 따라 제1 열교환기(110)를 우회하여 바로 제1 압축기(210) 및 제2 압축기(220) 중 하나 이상으로 보낸다.The evaporation gas discharged from the storage tank T is bypassed to the
시스템 구동 후 어느 정도 시간이 흘러, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스 중 엔진(E1, E2)으로 보내지지 않은 잉여 증발가스가 제1 열교환기(110)로 공급되면, 제1 밸브(V1)를 닫아 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스가 제1 열교환기(110)로 공급될 수 있도록 한다. 이하, 시스템 구동 후 어느 정도 시간이 흘러, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스가 제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용된 후 제1 압축기(210) 및 제2 압축기(220) 중 하나 이상으로 보내지는 경우를 설명한다.When a surplus evaporated gas that has not been sent to the engines E1 and E2 among the evaporated gases compressed by the
본 실시예의 제1 압축기(210)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용된 증발가스를 압축시켜 엔진(E1, E2)으로 공급한다.The
본 실시예의 증발가스 재액화 방법이 적용되는 선박은, 제1 엔진(E1) 및 제2 엔진(E2)을 포함할 수 있고, 제1 엔진(E1)은 제2 엔진(E2)보다 더 높은 압력의 증발가스를 연료로 요구하는 엔진일 수 있다. 또한, 제1 엔진(E1)은 추진용 엔진이고, 제2 엔진(E2)은 발전용 엔진일 수 있다. 일례로 제1 엔진(E1)은 ME-GI 엔진이고 제2 엔진(E2)은 DF 엔진일 수 있으며, 다른 예로, 제1 엔진(E1)은 X-DF 엔진이고 제2 엔진(E2)은 DF 엔진일 수 있다.The ship to which the evaporation gas re-liquefaction method of the present embodiment is applied may include a first engine E1 and a second engine E2, wherein the first engine E1 is connected to the second engine E2 at a higher pressure The engine can be an engine requiring the evaporation gas of fuel as fuel. Further, the first engine E1 may be a propulsion engine, and the second engine E2 may be a power generation engine. For example, the first engine E1 may be an ME-GI engine and the second engine E2 may be a DF engine. In another example, the first engine E1 may be an X-DF engine and the second engine E2 may be a DF Engine.
본 실시예의 증발가스 재액화 방법이 적용되는 선박이, 제1 엔진(E1) 및 제2 엔진(E2)을 포함하고, 제1 엔진(E1)은 제2 엔진(E2)보다 더 높은 압력의 증발가스를 연료로 요구하는 엔진인 경우, 제1 압축기(210)는 제1 엔진(E1)의 요구 압력으로 증발가스를 압축시키고, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스 중 일부는 제3 감압장치(530)에 의해 제2 엔진(E2)의 요구 압력까지 감압된 후 제2 엔진(E2)으로 공급될 수 있다. 제3 감압장치(530)는 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브일 수 있다.The ship to which the evaporation gas re-liquefaction method of this embodiment is applied includes a first engine E1 and a second engine E2, wherein the first engine E1 is evaporated at a higher pressure than the second engine E2, The
본 실시예의 제2 압축기(220)는, 제1 압축기(210)와 병렬로 설치되며, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용된 증발가스 중 제1 압축기(210)로 보내지지 않은 나머지 증발가스를 압축시킬 수 있다. 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스는, 폐루프의 냉매 사이클(C)을 순환하며 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된다.The
본 실시예에서 재액화 과정을 거치는 잉여 증발가스는, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 후 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각되지 않고, 제3 우회라인(L3)을 따라 제2 열교환기(120)를 우회하여 바로 제1 감압장치(510)로 공급될 수 있는데, 재액화 과정을 거치는 증발가스를 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각시키지 않는 경우에는 제2 열교환기(120)로 냉매를 공급할 필요가 없으므로, 증발가스가 폐루프의 냉매 사이클(C)을 순환하도록 할 필요가 없다.The surplus evaporated gas passing through the re-liquefaction process in this embodiment is not further cooled by the
따라서, 재액화 과정을 거치는 증발가스를 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각시키지 않는 경우에는, 제3 밸브(V3)를 닫아 제2 압축기(220)로 증발가스를 공급하지 않는다.Therefore, when the evaporated gas passing through the re-liquefaction process is not further cooled by the
본 실시예의 제2 압축기(220)는, 제1 압축기(210)의 여분(Redundancy) 역할을 하는 장비로 사용될 수 있다. 즉, 본 실시예의 제2 압축기(220)는, 제1 압축기(210)를 사용할 수 없는 경우 제1 압축기(210)의 역할을 할 수 있다.The
제1 압축기(210)를 고장, 유지 보수 등의 이유로 사용할 수 없는 경우, 제2 밸브(V2)를 닫아 제1 압축기(210)로 증발가스가 공급되지 않도록 하고, 제6 밸브(V6)를 열어 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스가 제6 밸브(V6)를 지나 엔진(E1, E2)으로 공급되도록 한다.When the first compressor (210) can not be used due to failure, maintenance, or the like, the second valve (V2) is closed to prevent the evaporator from being supplied to the first compressor (210) The evaporated gas compressed by the
제2 압축기(220)를 제1 압축기(210) 대신 엔진(E1, E2)의 연료로 공급하는 용도로 사용하는 경우에도, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스 중 엔진(E1, E2)의 연료로 사용되지 않은 잉여 증발가스는 제3 압축기(230) 또는 제2 우회라인(L2)으로 보내져 재액화 과정을 거칠 수 있다.Even when the
또한, 제2 압축기(220)를 제1 압축기(210) 대신 엔진(E1, E2)의 연료로 공급하는 용도로 사용하는 경우, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스는 폐루프의 냉매 사이클(C)을 순환하지 않으며, 잉여 증발가스를 재액화시키는 경우에도 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 증발가스를 제3 우회라인(L3)을 따라 바로 제1 감압장치(510)로 보내고, 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각시키지 않는다.When the
본 실시예의 제3 압축기(230)는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스 중 엔진(E1, E2)의 연료로 사용되지 않은 잉여 증발가스를 추가로 압축시킨 후 제1 열교환기(110)로 보내며, 필요에 따라 다수개 설치될 수도 있다.The
도 2 및 도 3은 증발가스의 재액화량을 39 bara 내지 300 bara 압력 범위에서 나타낸 그래프이다.Figs. 2 and 3 are graphs showing the re-liquefaction amount of the evaporation gas at a pressure range from 39 bara to 300 bara.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 증발가스 재액화 방법에 의하면, 제1 열교환기(110)로 공급되는 증발가스의 압력이 높을수록 재액화량이 증가하며, 대략 150 bara 부근에서 재액화량이 최고치가 된다. 또한, 증발가스의 압력이 대략 150 bara 내지 300 bara 사이일 때에는 재액화량의 변화가 그리 크지 않음을 알 수 있다.2 and 3, according to the evaporation gas re-liquefaction method of the present embodiment, the higher the pressure of the evaporation gas supplied to the
본 실시예의 증발가스 재액화 방법이 적용되는 선박이, 제1 엔진(E1) 및 제2 엔진(E2)을 포함하고, 제1 엔진(E1)은 제2 엔진(E2)보다 더 높은 압력의 증발가스를 연료로 요구하는 엔진인 경우, 제1 압축기(210)는 제1 엔진(E1)의 요구 압력으로 증발가스를 압축시키는데, 제1 엔진(E1)의 요구 압력으로 압축된 증발가스가 재액화 과정을 거치기에 압력이 충분하지 않은 경우, 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시켜 제1 열교환기(110)로 보낼 수 있다. 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시키는 경우에는 제4 밸브(V4)는 닫은 상태로 유지한다.The ship to which the evaporation gas re-liquefaction method of this embodiment is applied includes a first engine E1 and a second engine E2, wherein the first engine E1 is evaporated at a higher pressure than the second engine E2, In the case of an engine requiring gas as fuel, the
그러나, 제1 압축기(210)에 의해 제1 엔진(E1)의 요구 압력으로 압축된 증발가스의 압력이 재액화 과정을 거치기에 충분할 경우에는, 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시킬 필요가 없으므로, 제4 밸브(V4)를 열어, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스가 제3 압축기(230)를 우회하여 제2 우회라인(L2)을 따라 제1 열교환기(110)로 공급되도록 한다.However, when the pressure of the evaporated gas compressed by the first compressor E1 to the required pressure of the first engine E1 is sufficient to undergo the re-liquefaction process, the evaporated gas is further supplied by the
일례로, 제1 엔진(E1)이 X-DF엔진인 경우, X-DF엔진은 대략 16 bara의 증발가스를 연료로 사용하므로, 제1 압축기(210)는 증발가스를 대략 16 bara로 압축시킨다. 제1 압축기(210)에 의해 대략 16 bara로 압축된 증발가스를 바로 재액화 과정을 거치게 하는 경우 재액화량이 현저히 떨어지므로, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시켜 제1 열교환기(110)로 공급한다. 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축된 증발가스의 압력은, 재액화량이 최고치가 되는 대략 150 bara인 것이 바람직하다.In one example, when the first engine E1 is an X-DF engine, the X-DF engine uses approximately 16 bara of evaporative gas as the fuel, so that the
또 다른 예로, 제1 엔진(E1)이 ME-GI엔진인 경우, ME-GI엔진은 대략 300 bara의 증발가스를 연료로 사용하므로, 제1 압축기(210)는 증발가스를 대략 300 bara로 압축시킨다. 제1 압축기(210)에 의해 대략 300 bara로 압축된 증발가스는 재액화 과정을 거치기에 충분한 압력이므로, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 제2 우회라인(L2)을 따라 바로 제1 열교환기(110)로 공급한다.As another example, when the first engine E1 is an ME-GI engine, the ME-GI engine uses approximately 300 bara of evaporative gas as fuel, so that the
한편, 저장탱크(T) 내부의 액화천연가스의 양이 많아 증발가스가 많이 발생하는 경우나 선박의 속도가 낮아 추진용 엔진(E1)에서 증발가스를 적게 사용하는 경우에는 재액화시킬 증발가스량이 많아지고, 저장탱크(T) 내부의 액화천연가스의 양이 적어 증발가스가 적게 발생하는 경우나 선박의 속도가 높아 추진용 엔진(E1)에서 증발가스를 많이 사용하는 경우에는 재액화시킬 증발가스량이 적어지는데, 본 실시예의 제1 엔진(E1)의 요구 압력으로 압축된 증발가스가 재액화 과정을 거치기에 압력이 충분하지 않은 경우에도, 재액화시킬 잉여 증발가스의 양이 많지 않은 경우에는 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시키지 않고, 제2 우회라인(L2)을 따라 바로 제1 열교환기(110)로 보낼 수 있다.On the other hand, when the amount of liquefied natural gas in the storage tank (T) is large and a large amount of evaporative gas is generated or when the speed of the ship is low and the evaporative gas is used less in the propulsion engine (E1) The evaporation gas quantity to be re-liquefied when the evaporation gas is used in the propulsion engine E1 due to the low evaporation gas or the high speed of the ship due to the small amount of liquefied natural gas in the storage tank T, Even when the pressure of the evaporated gas compressed by the required pressure of the first engine E1 of the present embodiment undergoes the re-liquefaction process and the amount of the surplus evaporative gas to be re-liquefied is not large, 1
일례로, 본 실시예의 제1 엔진(E1)이 X-DF엔진인 경우, 제1 압축기(210)에 의해 대략 16 bara로 압축된 증발가스를 바로 재액화 과정을 거치게 하면 재액화량이 적어지기는 하나, 선속이 15.5 knots 이상인 경우에는 재액화시킬 증발가스의 양이 적어 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시킬 필요가 없을 수 있다.For example, in the case where the first engine E1 of the present embodiment is an X-DF engine, if the evaporation gas compressed by approximately 16 bara by the
본 발명에 의하면, 엔진의 요구 압력과 재액화시킬 증발가스의 양에 따라 제3 압축기(230)의 구동 여부를 결정할 수 있으므로, 재액화량과 경제적 요소를 고려하여 선박의 운용 상황에 유연하게 대처할 수 있다.According to the present invention, whether or not the third compressor (230) is driven can be determined according to the required pressure of the engine and the amount of evaporative gas to be re-liquefied. Therefore, it is possible to flexibly cope with the operating condition of the ship .
본 실시예의 제1 압축기(210), 또는 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축된 증발가스는, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각되고 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각된 후 제1 감압장치(510)로 보내질 수도 있고, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 후 제3 우회라인(L3)을 따라 제2 열교환기(120)를 우회하여 바로 제1 감압장치(510)로 보내질 수도 있다.The evaporated gas compressed by the
재액화시킬 증발가스의 양이 많은 경우에는, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체를 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각시켜 재액화량을 높일 수 있고, 재액화시킬 증발가스의 양이 적은 경우에는, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체를 제3 우회라인(L3)을 따라 바로 제1 감압장치(510)로 보내며, 제2 열교환기(120) 및 폐루프의 냉매 사이클(C)을 구동시키지 않아 에너지 및 비용을 절감할 수 있다.When the amount of evaporative gas to be liquefied is large, the fluid cooled by the first heat exchanger (110) can be further cooled by the second heat exchanger (120) to increase the amount of liquefaction, When the amount of gas is small, the fluid cooled by the
일례로, 선속이 15.5 knots 이하일 경우에는, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체를 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각시킨 후 제1 감압장치(510)로 보내고, 선속이 15.5 knots 초과일 경우에는, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체를 제3 우회라인(L3)을 따라 바로 제1 감압장치(510)로 보내고, 제2 열교환기(120) 및 폐루프의 냉매 사이클(C)을 구동시키지 않을 수 있다.For example, when the linear velocity is 15.5 knots or less, the fluid cooled by the
본 발명에 의하면, 재액화시킬 증발가스의 양에 따라 제2 열교환기(120) 및 폐루프의 냉매 사이클(C)의 구동 여부를 결정할 수 있으므로, 재액화량과 경제적 요소를 고려하여 선박의 운용 상향의 유연하게 대처할 수 있다.According to the present invention, whether or not the second heat exchanger (120) and the refrigerant cycle (C) in the closed loop are driven can be determined according to the amount of evaporative gas to be re-liquefied, It can flexibly cope upward.
본 실시예의 제1 감압장치(510)는, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 증발가스, 또는 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에 의해 냉각된 증발가스를 팽창시킨다. 제1 압축기(210) 또는 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의한 압축과정과, 제1 열교환기(110) 또는 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에 의한 냉각과정과, 제1 감압장치(510)에 의한 팽창과정을 거친 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다. 본 실시예의 제1 감압장치(510)는, 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브일 수 있다.The
본 실시예의 증발가스 재액화 방법이 적용되는 시스템은, 제1 감압장치(510) 후단에서 설치되어, 재액화된 액화가스와 기체상태의 가스를 분리하는 기액분리기(600)를 더 포함할 수 있다. 기액분리기(600)에 의해 분리된 기체상태의 가스는, 재액화되지 못하고 남은 증발가스와 제1 감압장치(510)에 의해 팽창되며 생성된 플래쉬 가스가 혼합된 유체일 수 있다.The system to which the evaporation gas re-liquefaction method of this embodiment is applied may further include a gas-
기액분리기(600)에 의해 분리된 액화천연가스는 저장탱크(T)로 복귀되고, 기액분리기(600)에 의해 분리된 기체상태의 가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 제1 열교환기(110)의 냉매로 사용될 수 있다.The liquefied natural gas separated by the gas-
한편, 본 실시예의 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스는, 제2 열교환기(120)에 의해 냉각된 후 제2 감압장치(520)로 보내진다.On the other hand, the evaporated gas compressed by the
본 실시예의 제2 감압장치(520)는, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(120)에 의해 냉각된 유체를 팽창시킨 후 다시 제2 열교환기(120)로 보낸다. 제2 감압장치(520)에 의해 팽창되어 압력뿐만 아니라 온도도 낮아진 유체는, 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된다.The
즉, 제2 열교환기(120)는, 제2 감압장치(520)에 의해 팽창된 유체를 냉매로, 제1 열교환기(110)에 의해 1차로 냉각된 유체와, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 후 냉매 사이클(C)로 보내진 증발가스를 열교환시켜 냉각시킨다. 제2 감압장치(520)에 의해 팽창된 후 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 유체는 제4 압축기(240)로 보내지며, 본 실시예의 제2 감압장치(520)는 팽창기일 수 있다.That is, in the
본 실시예의 제4 압축기(240)는, 제2 감압장치(520)에 팽창된 후 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 유체를 압축시킨다. 제4 압축기(240)는, 제2 감압장치(520)에 의해 팽창되어 낮아진 증발가스의 압력을 보상하여, 폐루프의 냉매 사이클(C)을 순환하는 증발가스의 평균 압력을 유지시키는 역할을 한다. 본 실시예의 제4 압축기(240)는, 제2 감압장치(520)와 압신기(Compander)를 형성하여, 제2 감압장치(520)가 유체를 팽창시키면서 생산하는 동력에 의해 구동될 수 있다.The
본 실시예의 증발가스 재액화 방법이 적용되는 시스템은, 제4 압축기(240)에 의해 압축되며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 증발가스의 온도를 낮추는 냉각기(400)를 더 포함할 수 있다.The system to which the evaporation gas re-liquefaction method of the present embodiment is applied may further include a cooler 400 that is compressed by the
본 실시예의 증발가스 재액화 방법이 적용되는 시스템이 냉각기(400)를 포함하는 경우, 본 실시예의 증발가스 재액화 방법이 적용되는 시스템은, 제2 압축기(220), 제2 열교환기(120), 제2 감압장치(520), 다시 제2 열교환기(120), 제4 압축기(240), 냉각기(400), 및 다시 제2 압축기(220)를 연결하는 폐루프의 냉매 사이클(C)을 형성하며, 냉매 사이클(C)을 순환하는 증발가스는, 제2 열교환기(120)의 냉매로 사용된다.The system to which the evaporation gas re-liquefaction method of this embodiment is applied includes the cooler 400. The system to which the evaporation gas re-liquefaction method of this embodiment is applied includes the
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증발가스 재액화 방법을 정리하면 다음과 같다.A method of liquefying a vaporized gas according to a preferred embodiment of the present invention is summarized as follows.
1. 모든 장비가 정상적으로 작동하는 경우1. All equipment is operating normally.
1) 엔진의 요구 압력이 재액화에 필요한 압력을 만족시키는 경우, 일례로 제1 엔진(E1)이 ME-GI엔진이고 제1 압축기(210)가 대략 300 bar의 압력으로 증발가스를 압축시키는 경우에는, 제3 압축기(230)를 사용하지 않는다. 엔진의 요구 압력이 재액화에 필요한 압력을 만족시키는 경우, 재액화시킬 증발가스의 양에 따라 다음과 같이 냉매 사이클(C) 및 제2 열교환기(120)의 사용 여부가 결정된다.1) When the required pressure of the engine satisfies the pressure required for re-liquefaction, for example, when the first engine E1 is the ME-GI engine and the
- 재액화시킬 증발가스의 양이 일정값 이상인 경우, 일례로 선속이 15.5 knots 이하인 경우 또는 선박이 정박하고 있을 경우에는, 냉매 사이클(C) 및 제2 열교환기(120)를 사용한다. 재액화 과정을 거치는 증발가스는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 후 제2 우회라인(L2)을 따라 제1 열교환기(110)로 공급되며, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체는 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각된 후 제1 감압장치(510)로 보내진다.- The refrigerant cycle (C) and the second heat exchanger (120) are used when the amount of evaporative gas to be re-liquefied exceeds a predetermined value, for example, when the linear velocity is 15.5 knots or less or when the ship is anchored. The evaporated gas passing through the re-liquefaction process is compressed by the
- 재액화시킬 증발가스의 양이 일정값 미만인 경우, 일례로 선속이 15.5 bara 초과인 경우에는, 냉매 사이클(C) 및 제2 열교환기(120)를 사용하지 않는다. 재액화 과정을 거치는 증발가스는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 후 제2 우회라인(L2)을 따라 제1 열교환기(110)로 공급되며, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체는 제3 우회라인(L3)을 따라 제1 감압장치(510)로 보내진다.- If the amount of evaporative gas to be re-liquefied is less than a certain value, for example, if the linear velocity exceeds 15.5 bara, the refrigerant cycle (C) and the second heat exchanger (120) are not used. The evaporated gas passing through the re-liquefaction process is compressed by the
2) 엔진의 요구 압력이 재액화에 필요한 압력을 만족시키지 못하는 경우, 일례로 제1 엔진(E1)이 X-DF엔진이고 제1 압축기(210)가 대략 16 bar의 압력으로 증발가스를 압축시키는 경우2) If the required pressure of the engine does not satisfy the pressure required for re-liquefaction, for example, if the first engine E1 is an X-DF engine and the
- 재액화시킬 증발가스량이 일정값 이상인 경우, 일례로 선속이 15.5 bara 이하인 경우 또는 선박이 정박하고 있을 경우에는, 제3 압축기(230), 냉매 사이클(C) 및 제2 열교환기(120)를 사용한다. 재액화 과정을 거치는 증발가스는, 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(110)로 공급되며, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체는 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각된 후 제1 감압장치(510)로 보내진다.The
- 재액화시킬 증발가스량이 일정값 미만인 경우, 일례로 선속이 15.5 bara 초과인 경우에는, 제3 압축기(230), 냉매 사이클(C) 및 제2 열교환기(120)를 사용하지 않는다. 재액화 과정을 거치는 증발가스는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 후 제2 우회라인(L2)을 따라 제1 열교환기(110)로 공급되며, 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체는 제3 우회라인(L3)을 따라 제1 감압장치(510)로 보내진다.The
2. 사용 불가한 장비가 있는 경우2. If you have unavailable equipment
1) 제1 압축기(210)를 사용할 수 없는 경우에는, 제2 압축기(220)를 제1 압축기(210) 대신 사용하고, 냉매 사이클(C) 및 제2 열교환기(120)를 사용하지 않는다. 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스가 제6 밸브(V6)를 지나 엔진(E1, E2)의 연료로 공급되며, 재액화 과정을 거치는 증발가스는, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 후 제3 압축기(230) 또는 제2 우회라인(L2)을 지나 제1 열교환기(110)로 보내진다. 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체는 제3 우회라인(L3)을 따라 제1 감압장치(510)로 보내진다.1) When the
2) 제2 압축기(220), 제2 열교환기(120), 제2 감압장치(520), 및 제4 압축기(240) 중 하나 이상을 사용할 수 없는 경우, 냉매 사이클(C) 및 제2 열교환기(120)를 사용하지 않는다. 재액화 과정을 거치는 증발가스는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 후 제3 압축기(230) 또는 제2 우회라인(L2)을 지나 제1 열교환기(110)로 보내진다. 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체는 제3 우회라인(L3)을 따라 제1 감압장치(510)로 보내진다.2) If one or more of the
3) 제3 압축기(230)를 사용할 수 없는 경우에는, 제3 압축기(230)를 사용하지 않고, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 제2 우회라인(L2)을 따라 바로 제1 열교환기(110)로 공급한다.3) When the
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is.
T : 저장탱크 E1, E2 : 엔진
V1 ~ V6 : 밸브 L1, L2, L3 : 우회라인
C : 냉매 사이클 110, 120 : 열교환기
210, 220, 230, 240 : 압축기 510, 520, 530 : 감압장치
400 : 냉각기 600 : 기액분리기T: Storage tank E1, E2: Engine
V1 to V6: valves L1, L2, L3: bypass line
C:
210, 220, 230, 240:
400: cooler 600: gas-liquid separator
Claims (20)
상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부를 제1 압축기에 의해 압축시키고,
상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부를, 상기 제1 압축기와 병렬로 설치되는 제2 압축기에 의해 압축시키고,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 엔진의 연료로 공급되고,
상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스는 폐루프의 냉매 사이클을 순환하고,
상기 1 압축기에 의해 압축된 증발가스 중 상기 엔진의 연료로 공급되지 않은 잉여 증발가스는, 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 제3 압축기를 우회하여 제1 열교환기로 보내지고,
상기 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 상기 제3 압축기를 우회하여 상기 제1 열교환기로 보내진 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 열교환되어 냉각되고,
상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스는, 상기 냉매 사이클을 순환하는 유체를 냉매로 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각되거나 상기 제2 열교환기를 우회하여 제1 감압장치로 보내지는, 증발가스 재액화 방법.A method for re-liquefying a surplus evaporated gas not used as fuel for an engine, comprising the steps of: supplying evaporated gas discharged from a storage tank mounted on a ship to fuel of an engine,
A part of or all of the evaporated gas discharged from the storage tank is compressed by a first compressor,
Compressing a part or all of the evaporated gas discharged from the storage tank by a second compressor installed in parallel with the first compressor,
The evaporated gas compressed by the first compressor is supplied to the fuel of the engine,
Wherein the evaporated gas compressed by the second compressor circulates the refrigerant cycle of the closed loop,
The excess evaporative gas not supplied to the fuel of the engine among the evaporated gases compressed by the one compressor is further compressed by the third compressor or bypassed to the third compressor and is sent to the first heat exchanger,
The evaporated gas further compressed by the third compressor or bypassed to the third compressor and sent to the first heat exchanger is cooled by heat exchange with the refrigerant discharged from the storage tank,
Wherein the evaporated gas cooled by the first heat exchanger is further cooled by the second heat exchanger as a refrigerant through the refrigerant circulating in the refrigerant cycle or is bypassed to the first heat exchanger by the second heat exchanger, Way.
상기 냉매 사이클은, 상기 제2 압축기, 상기 제2 열교환기, 제2 감압장치, 다시 상기 제2 열교환기, 제4 압축기, 및 다시 상기 제2 압축기를 연결하고,
상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 후 상기 제2 감압장치에 의해 팽창된 유체는 상기 제2 열교환기의 냉매로 사용된 후 상기 제4 압축기로 공급되는, 증발가스 재액화 방법.The method according to claim 1,
Wherein the refrigerant cycle connects the second compressor, the second heat exchanger, the second decompressor, the second heat exchanger, the fourth compressor, and the second compressor again,
And the fluid expanded by the second pressure reducing device after being cooled by the second heat exchanger is used as the refrigerant of the second heat exchanger and then supplied to the fourth compressor.
상기 제4 압축기에 의해 압축된 증발가스는, 냉각기에 의해 냉각된 후 상기 제2 압축기로 보내지는, 증발가스 재액화 방법.The method of claim 2,
Wherein the evaporated gas compressed by the fourth compressor is cooled by a cooler and then sent to the second compressor.
상기 제1 감압장치에 의해 팽창된 유체를 기액분리기에 의해 재액화된 액화가스와 기체상태의 가스로 분리하는, 증발가스 재액화 방법.The method according to claim 1,
And the fluid expanded by the first decompression device is separated into a liquefied gas and a gaseous gas that have been re-liquefied by the gas-liquid separator.
상기 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 가스는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 합류되어 상기 제1 열교환기의 냉매로 사용되는, 증발가스 재액화 방법.The method of claim 4,
Wherein the gaseous gas separated by the gas-liquid separator is combined with the evaporated gas discharged from the storage tank and used as a refrigerant in the first heat exchanger.
상기 엔진의 요구 압력이 재액화에 필요한 압력을 만족시키는 경우, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 제3 압축기를 우회시켜 상기 제1 열교환기로 보내는, 증발가스 재액화 방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
And when the required pressure of the engine satisfies the pressure necessary for re-liquefaction, the evaporated gas compressed by the first compressor is bypassed to the first heat exchanger by bypassing the third compressor.
상기 엔진의 요구 압력이 재액화에 필요한 압력을 만족시키는 경우는, 상기 엔진이 ME-GI엔진인 경우인, 증발가스 재액화 방법.The method of claim 6,
And when the required pressure of the engine satisfies the pressure required for re-liquefaction, the engine is an ME-GI engine.
재액화시킬 증발가스의 양이 일정값 이상인 경우, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를, 상기 냉매 사이클을 순환하는 유체를 냉매로 상기 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각시키는, 증발가스 재액화 방법.The method of claim 6,
Wherein the evaporating gas cooled by the first heat exchanger is further cooled by the second heat exchanger with the refrigerant circulating the refrigerant cycle when the amount of evaporative gas to be resuplicated is equal to or greater than a predetermined value, Way.
상기 재액화시킬 증발가스의 양이 일정값 이상인 경우는, 상기 선박의 선속이 15.5 knots 이하이거나 상기 선박이 정박하고 있을 때인, 증발가스 재액화 방법.The method of claim 8,
Wherein when the amount of the evaporative gas to be re-liquefied is equal to or greater than a predetermined value, the linear velocity of the ship is 15.5 knots or less, or when the ship is anchored.
재액화시킬 증발가스의 양이 상기 일정값 미만인 경우, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를 상기 제2 열교환기를 우회시켜 상기 제1 감압장치로 보내는, 증발가스 재액화 방법.The method of claim 6,
And the evaporated gas cooled by the first heat exchanger is bypassed to the first decompressor when the amount of the evaporated gas to be re-liquefied is less than the predetermined value.
상기 재액화시킬 증발가스의 양이 상기 일정값 미만인 경우는, 상기 선박의 선속이 15.5 knots 초과인 경우인, 증발가스 재액화 방법.The method of claim 10,
Wherein when the amount of the evaporative gas to be liquefied is less than the predetermined value, the linear velocity of the ship is more than 15.5 knots.
상기 엔진의 요구 압력이 재액화에 필요한 압력을 만족시키지 못하는 경우, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 제3 압축기에 의해 추가로 압축시킨 후 상기 제1 열교환기로 보내는, 증발가스 재액화 방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the first compressor further compresses the evaporated gas compressed by the first compressor and then sends the compressed gas to the first heat exchanger when the required pressure of the engine does not satisfy the pressure required for re- Way.
상기 엔진의 요구 압력이 재액화에 필요한 압력을 만족시키지 못하는 경우는, 상기 엔진이 X-DF엔진이 경우인, 증발가스 재액화 방법.The method of claim 12,
Wherein the engine is an X-DF engine when the required pressure of the engine does not satisfy the pressure required for re-liquefaction.
재액화시킬 증발가스의 양이 일정값 이상인 경우, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를, 상기 냉매 사이클을 순환하는 유체를 냉매로 상기 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각시키는, 증발가스 재액화 방법.The method of claim 12,
Wherein the evaporating gas cooled by the first heat exchanger is further cooled by the second heat exchanger with the refrigerant circulating the refrigerant cycle when the amount of evaporative gas to be resuplicated is equal to or greater than a predetermined value, Way.
재액화시킬 증발가스의 양이 상기 일정값 미만인 경우, 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를 상기 제2 열교환기를 우회시켜 상기 제1 감압장치로 보내는, 증발가스 재액화 방법.The method of claim 12,
And the evaporated gas cooled by the first heat exchanger is bypassed to the first decompressor when the amount of the evaporated gas to be re-liquefied is less than the predetermined value.
상기 제2 압축기, 상기 제2 열교환기, 상기 제2 감압장치, 및 상기 제4 압축기 중 하나 이상을 사용할 수 없는 경우,
상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 냉매 사이클로 공급하지 않고,
상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를, 상기 제2 열교환기를 우회하여 제1 감압장치로 보내는, 증발가스 재액화 방법.The method of claim 2,
When at least one of the second compressor, the second heat exchanger, the second decompressor, and the fourth compressor can not be used,
The refrigerant cycle is not supplied to the refrigerant cycle by the evaporation gas compressed by the second compressor,
Wherein the evaporated gas cooled by the first heat exchanger is bypassed to the first decompressor and bypassed to the second heat exchanger.
상기 제3 압축기를 사용할 수 없는 경우에는, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 제3 압축기를 우회시켜 상기 제1 열교환기로 보내는, 증발가스 재액화 방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
And when the third compressor can not be used, the evaporated gas compressed by the first compressor is bypassed to the third heat exchanger and is sent to the first heat exchanger.
상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부를 제1 압축기에 의해 압축시키고,
상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스의 일부 또는 전부를, 상기 제1 압축기와 병렬로 설치되는 제2 압축기에 의해 압축시키고,
상기 제1 압축기를 사용할 수 있는 경우에는,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 엔진의 연료로 사용하고,
상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스는 폐루프의 냉매 사이클을 순환하고,
상기 1 압축기에 의해 압축된 증발가스 중 상기 엔진의 연료로 공급되지 않은 잉여 증발가스는, 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 제3 압축기를 우회하여 제1 열교환기로 보내지고,
상기 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 상기 제3 압축기를 우회하여 상기 제1 열교환기로 보내진 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 열교환되어 냉각되고,
상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스는, 상기 냉매 사이클을 순환하는 유체를 냉매로 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각되거나 상기 제2 열교환기를 우회하여 제1 감압장치로 보내지고,
상기 제1 압축기를 사용할 수 없는 경우에는,
상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 엔진의 연료로 공급하고, 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 냉매 사이클로 공급하지 않는, 증발가스 재액화 방법.A method for re-liquefying a surplus evaporated gas not used as fuel for an engine, comprising the steps of: supplying evaporated gas discharged from a storage tank mounted on a ship to fuel of an engine,
A part of or all of the evaporated gas discharged from the storage tank is compressed by a first compressor,
Compressing a part or all of the evaporated gas discharged from the storage tank by a second compressor installed in parallel with the first compressor,
When the first compressor can be used,
Using the evaporated gas compressed by the first compressor as fuel for the engine,
Wherein the evaporated gas compressed by the second compressor circulates the refrigerant cycle of the closed loop,
The excess evaporative gas not supplied to the fuel of the engine among the evaporated gases compressed by the one compressor is further compressed by the third compressor or bypassed to the third compressor and is sent to the first heat exchanger,
The evaporated gas further compressed by the third compressor or bypassed to the third compressor and sent to the first heat exchanger is cooled by heat exchange with the refrigerant discharged from the storage tank,
The evaporated gas cooled by the first heat exchanger is further cooled by the second heat exchanger as the refrigerant circulating the refrigerant cycle or bypassed to the second heat exchanger to be sent to the first decompressor,
If the first compressor can not be used,
Wherein the evaporative gas compressed by the second compressor is supplied to the fuel of the engine and the evaporated gas compressed by the second compressor is not supplied to the refrigerant cycle.
상기 제1 압축기를 사용할 수 없는 경우,
상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스 중 상기 엔진의 연료로 사용되지 않은 잉여 증발가스는, 상기 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 제3 압축기를 우회하여 제1 열교환기로 보내지고,
상기 제3 압축기에 의해 추가로 압축되거나 상기 제3 압축기를 우회하여 상기 제1 열교환기로 보내진 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 열교환되어 냉각되고,
상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 증발가스는, 상기 제2 열교환기를 우회하여 제1 감압장치로 보내지는, 증발가스 재액화 방법.19. The method of claim 18,
If the first compressor can not be used,
The surplus evaporated gas not used as the fuel of the engine among the evaporated gases compressed by the second compressor is further compressed by the third compressor or is bypassed to the third compressor and is sent to the first heat exchanger,
The evaporated gas further compressed by the third compressor or bypassed to the third compressor and sent to the first heat exchanger is cooled by heat exchange with the refrigerant discharged from the storage tank,
Wherein the evaporated gas cooled by the first heat exchanger is sent to the first decompressor by bypassing the second heat exchanger.
상기 엔진으로 공급하기 위해 압축된 증발가스를 추가적으로 압축시킬지 여부는, 상기 엔진의 요구 압력과 재액화시킬 증발가스의 양에 따라 결정하고,
증발가스 자체를 냉매로 열교환되어 냉각된 유체를, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스를 냉매로 추가적으로 열교환시켜 냉각시킬지 여부는, 재액화시킬 증발가스의 양에 따라 결정하는, 증발가스 재액화 방법.A method for re-liquefying excess evaporative gas remaining as fuel for an engine by heat-exchanging the evaporative gas itself with a refrigerant,
Whether or not to further compress the compressed evaporative gas for supply to the engine is determined by the required pressure of the engine and the amount of evaporative gas to be resolidified,
Wherein whether or not the refrigerant cooled by the heat exchange of the evaporated gas itself with the refrigerant and the evaporated gas circulating the refrigerant cycle by the additional heat exchange with the refrigerant is to be cooled is determined according to the amount of the evaporated gas to be re-liquefied.
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