KR20190008794A

KR20190008794A - 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박

Info

Publication number: KR20190008794A
Application number: KR1020170143376A
Authority: KR
Inventors: 장홍기
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2019-01-25
Also published as: KR102026539B1; KR20190008798A; KR20190008790A; KR20190008791A; KR102287832B1; KR102025476B1; KR102025477B1; KR20190008797A; KR102287825B1; KR20190008799A; KR20190008793A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 재기화 시스템은, 액화가스 또는 증발가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 또는 상기 증발가스를 연료로 하여 전력을 발생시키는 가스 터빈 발전기; 상기 증발가스를 연소시키는 가스 연소 장치; 상기 가스 터빈 발전기 및 상기 가스 연소 장치 중 적어도 하나에서 배출되는 배기가스를 공급받아 열매체를 발생시키는 배열 회수 장치; 및 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 재기화시키는 재기화 장치를 포함하고, 상기 재기화 장치는, 상기 가스 터빈 발전기에서 발생되는 상기 전력을 공급받아 가동하고, 상기 배열 회수 장치에서 배출되는 배기가스를 통해 상기 액화가스를 재기화시키는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박{Gas Regasification System and Vessel having the same}

본 발명은 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.

일반적으로, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162℃ 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준 상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유 비중의 약 2분의 1이 된다.

LNG는 운반의 용이성으로 액화시켜 운송 후 사용처에서 기화시켜서 사용한다. 그러나, 자연재해 및 테러의 위험으로 인하여 육상에 LNG 기화설비를 설치하는 것을 우려한다.

이로 인하여 종래 육상에 설치하는 액화천연가스 재기화 시스템 대신에, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에 재기화 장치를 설치하여 육상으로 기화된 천연가스(Natural Gas)를 공급하는 설비(FSRU)가 각광을 받고 있다.

가스 재기화 장치에서 액화가스 저장탱크에 저장된 LNG는 부스팅 펌프에 의해 가압되어 LNG 기화기로 보내어지고, LNG 기화기에서 NG로 기화되어 육상의 수요처로 보내진다. 이러한 가스 재기화 장치에서는 많은 전력 및 에너지를 필요로 하고, 지속적인 시스템 가동이 가능한 높은 시스템 구동 신뢰성을 필요로 한다.

따라서, 이 과정에서 쓰이는 전력 및 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 연구 및 지속적인 시스템 가동이 가능하도록 하는 연구가 다양하게 이루어지고 있는 실정이다.

본 발명은 종래의 기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 유지보수에 적은 시간이 들고 재기화 시스템의 구동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템은, 액화가스 또는 증발가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 또는 상기 증발가스를 연료로 하여 전력을 발생시키는 가스 터빈 발전기; 상기 증발가스를 연소시키는 가스 연소 장치; 상기 가스 터빈 발전기 및 상기 가스 연소 장치 중 적어도 하나에서 배출되는 배기가스를 공급받아 열매체를 발생시키는 배열 회수 장치; 및 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 재기화시키는 재기화 장치를 포함하고, 상기 재기화 장치는, 상기 가스 터빈 발전기에서 발생되는 상기 전력을 공급받아 가동하고, 상기 배열 회수 장치에서 배출되는 배기가스를 통해 상기 액화가스를 재기화시키는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 재기화 장치는, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 수요처로 공급하는 피딩 펌프; 상기 피딩 펌프로부터 액화가스를 공급받아 가압하는 부스팅 펌프; 및 상기 부스팅 펌프로부터 가압된 액화가스를 공급받아 기화 열매체와 열교환시켜 재기화시키는 기화기를 포함하고, 상기 기화기는, 상기 기화 열매체가 상기 배열 회수 장치에서 공급되는 상기 배기가스로부터 열을 공급받도록 할 수 있다.

구체적으로, 상기 기화 열매체는, 해수일 수 있다.

구체적으로, 상기 기화기는, 상기 기화 열매체가 순환하는 열매체 순환라인; 상기 열매체 순환라인 상에 구비되며, 상기 기화 열매체를 순환시키는 열매체 펌프; 상기 열매체 순환라인 상에 구비되며, 상기 기화 열매체와 열공급 열매체를 열교환시켜 상기 기화 열매체에 열을 전달하는 열매체 열교환기; 및 상기 열공급 열매체와 상기 배열 회수 장치에서 공급되는 상기 배기가스를 열교환시키는 추가 열매체 열교환기를 포함하고, 상기 열공급 열매체는, 상기 열매체 및 상기 배열 회수 장치에서 배출되는 배기가스로부터 공급되는 열을 전달받아 상기 기화 열매체로 열을 전달하여 상기 기화 열매체가 상기 액화가스를 재기화시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 기화 열매체는, 글리콜 수용액 또는 프로판이며, 상기 열공급 열매체는, 해수이고, 상기 열매체는, 스팀일 수 있다.

구체적으로, 상기 배열 회수 장치에서 공급되는 상기 열매체를 통해 전력을 발생시키는 스팀 터빈 발전기를 더 포함하고, 상기 재기화 장치는, 상기 스팀 터빈 발전기에서 발생하는 전력을 공급받아 가동할 수 있다.

구체적으로, 상기 스팀 터빈 발전기는, 상기 배열 회수 장치에서 공급되는 상기 열매체 중 상기 전력을 발생시키고 남은 잉여의 열매체를 상기 추가 열매체 열교환기로 공급할 수 있다.

구체적으로, 상기 가스 재기화 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박일 수 있다.

본 발명에 따른 가스 재기화 시스템은, 배열회수스팀발전기(HRSG)를 통해 재기화 시스템에 전력을 공급함으로써, 발전엔진(GE)에 비해 유지보수시간이 적게 드는 효과가 있으며, 안정적인 구동이 가능하여 구동 신뢰성이 극도로 향상되는 효과가 있다.

또한, 배열회수스팀발전기(HRSG)에서 남는 잉여의 스팀 및 배출되는 배기가스를 통해 재기화 장치의 재기화에 필요한 열원을 공급함으로써, 에너지의 효율적인 사용이 가능해지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템을 구비한 선박의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.

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.

이하 본 명세서에서, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있고, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다. 이는 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다.

또한, LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미하며, 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

액화가스는 액체 상태, 기체 상태, 액체와 기체 혼합 상태, 과냉 상태, 초임계 상태 등과 같이 상태 변화와 무관하게 지칭될 수 있으며, 증발가스 역시 마찬가지임을 알려 둔다. 또한 본 발명은 처리 대상이 액화가스로 한정되지 않고, 액화가스 처리 시스템 및/또는 증발가스 처리 시스템일 수 있고, 하기 실시할 각 도면의 시스템은 서로 적용될 수 있음은 자명하다.

또한, 본 발명의 가스 재기화 시스템(1)의 각 실시예들은 각각 서로 조합되어 구성될 수 있으며, 각 구성들의 추가가 서로 교차로 이루어질 수 있음은 물론이다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 선체(100)에 장착될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템을 구비한 선박의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 피딩 펌프(21), 버퍼 탱크(21a), 부스팅 펌프(22), 기화기(30), 수요처(41), 전력 소비처(42), 가스 터빈(50), 가스 연소 장치(70), 배열 회수 장치(80)를 포함한다.

여기서 피딩 펌프(21), 버퍼 탱크(21a), 부스팅 펌프(22), 기화기(30)는 도 1에 도시된 재기화 장치 수용부(200) 내에 구비되며, 가스 터빈(50), 가스 연소 장치(70), 배열 회수 장치(80)는 도 1에 도시된 엔진룸(ER) 내의 배열회수장치 수용부(300) 내에 구비될 수 있다.

이하 도 2를 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)을 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)의 개별적인 구성을 기술하기에 앞서, 개별적인 구성들을 유기적으로 연결하는 기본적인 유로들에 대해서 설명하기로 한다. 여기서 유로는 유체가 흐르는 통로로 라인(Line)일 수 있으며 각 라인 상에는 유체의 유량을 제어하는 제어밸브(도시하지 않음)가 구비될 수 있고, 라인에 한정되지 않고 유체가 유동하는 구성이면 모두 가능하다.

본 발명의 실시예에서는, 재기화 라인(L1), 열매체 순환 라인(L2), 해수 공급라인(L3), 추가 열원 공급라인(L4), 스팀 공급라인(L6)을 더 포함할 수 있다. 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.

재기화 라인(L1)은, 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(41)를 연결하며, 피딩 펌프(21), 버퍼 탱크(21a), 고압 펌프(22), 기화기(30)를 구비하여, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 기화시켜 수요처(41)로 공급할 수 있다.

열매체 순환 라인(L2)은, 기화기(30)에 공급할 기화 열매체(글리콜 수용액 또는 프로판)를 순환시키며, 열매체 펌프(31), 열매체 열교환기(32) 및 기화기(30)를 구비할 수 있다.

해수 공급라인(L3)은, 해수 펌프(SWP)를 구비하여 해수를 열매체 열교환기(32)에 공급하며, 열매체 열교환기(32)를 구비할 수 있다.

추가 열원 공급라인(L4)은, 해수 공급라인(L3) 상에 분기되어 다시 해수 공급라인(L3)으로 연결되며, 추가 열원 제1 열교환기(33)를 구비할 수 있다.

스팀 공급라인(L6)은, 배열회수장치(80)와 추가 열원 제1 열교환기(33)를 연결하며, 배열회수장치(80)에서 배출되는 스팀을 추가 열원 제1 열교환기(33)로 공급하여 해수에 추가 열원인 스팀의 열을 공급할 수 있다. 추가 열원 제1 열교환기(33)에서 열교환된 스팀은 응축되어 별도의 응축수 저장탱크(도시하지 않음)로 공급되어 저장될 수 있다.

이하에서는 상기 설명한 각 라인들(L1~L4, L6)에 의해 유기적으로 형성되어 가스 재기화 시스템(1)을 구현하는 개별적인 구성들에 대해서 설명하도록 한다.

액화가스 저장탱크(10)는, 수요처(41), 가스 터빈(50) 또는 가스 연소 장치(70)에 공급될 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때, 액화가스 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.

여기서 액화가스 저장탱크(10)는, 선체(100)의 내부에 배치되며, 엔진룸(ER)의 전방에 일례로 4개 형성될 수 있다. 또한, 액화가스 저장탱크(10)는 일례로 멤브레인 형 탱크이나, 이에 한정되지 않고 독립형 탱크 등, 다양한 형태로 그 종류를 특별히 한정하지는 않는다.

액화가스 저장탱크(10)에 저장된 가스(액화가스 또는 증발가스)는 가스 터빈(50), 가스 연소 장치(70) 등에 의해 소비될 수 있으며, 가스 터빈(50) 또는 가스 연소 장치(70)로 가스를 공급하기 위해 가스공급유닛(가스 공급라인(도시하지 않음), 압축기(도시하지 않음), 액화가스 공급라인(도시하지 않음), 액화가스 펌프(도시하지 않음) 등)이 마련될 수 있다. 이때, 액화가스는 후술할 기화기(30)에 의해 기화되어 가스 터빈(50) 또는 가스 연소 장치(70)에 공급될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 추가적으로 오일 저장탱크(도시하지 않음)가 마련될 수 있다. 오일 저장탱크는, 오일을 저장한다. 이때 오일은 MGO 등일 수 있으며, 상온에서도 액체 상태를 갖는 유체일 수 있다. 오일의 종류는 특별하게 한정하지 않으며 현재 선박 분야에서 다양하게 사용되고 있는 모든 유체 연료를 의미할 수 있다.

오일 저장탱크에 저장된 오일은 가스 터빈(50), 가스 연소 장치(70) 등에 의해 소비될 수 있으며, 가스 터빈(50) 또는 가스 연소 장치(70)로 오일을 공급하기 위해 오일 공급 유닛(오일 공급라인(도시하지 않음), 오일 펌프(도시하지 않음) 등)이 마련될 수 있다.

피딩 펌프(21)는, 재기화 라인(L1) 상에 구비되고, 액화가스 저장탱크(10)의 내부 또는 외부에 설치되어 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 버퍼 탱크(21a)로 공급할 수 있다.

구체적으로, 피딩 펌프(21)는, 재기화 라인(L1) 상에 액화가스 저장탱크(10)와 버퍼 탱크(21a) 사이에 구비되어 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 1차 가압하여 버퍼 탱크(21a)로 공급할 수 있다.

피딩 펌프(21)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 6 내지 8bar로 가압하여 버퍼 탱크(21a)로 공급할 수 있다. 여기서 피딩 펌프(21)는, 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되는 액화가스를 가압하여 압력 및 온도가 다소 높아질 수 있으며, 가압된 액화가스는 여전히 액체상태일 수 있다.

이때, 피딩 펌프(21)는, 액화가스 저장탱크(10) 내부에 구비되는 경우 잠형 펌프일 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)의 외부에 설치되는 경우에는 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스의 수위보다 낮은 선체(100) 내부의 위치에 구비될 수 있고 원심형 펌프일 수 있다.

버퍼 탱크(21a)는, 재기화 라인(L1)과 연결되어 액화가스 저장탱크(10)로부터 액화가스를 공급받아 임시저장할 수 있다.

구체적으로, 버퍼 탱크(21a)는, 재기화 라인(L1)을 통해 피딩 펌프(21)로부터 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 공급받을 수 있고, 공급받은 액화가스를 임시 저장함으로써 액화가스를 액상과 기상으로 분리할 수 있으며, 분리된 액상은 부스팅 펌프(22)로 공급될 수 있다.

즉, 버퍼 탱크(21a)는, 액화가스를 임시 저장하여 액상과 기상을 분리한 후 완전한 액상을 부스팅 펌프(22)로 공급하여, 부스팅 펌프(22)가 유효흡입수두(NPSH)를 만족하도록 하며, 이로 인해 부스팅 펌프(22)에서의 공동현상(Cavitation)을 방지할 수 있도록 한다.

여기서 버퍼 탱크(21a)는 압력을 견딜 수 있는 압력 용기형으로 형성될 수 있으며, 6 내지 8바(bar) 또는 6 내지 15바(bar)를 견딜 수 있다. 따라서, 버퍼 탱크(21a)는, 약 6 내지 8bar(또는 6 내지 15bar까지도 가능함)의 압력을 유지한 상태로 부스팅 펌프(22)로 액화가스를 공급하여 부스팅 펌프(22)의 압축 부하를 낮출 수 있는 효과가 있다.

부스팅 펌프(22)는, 재기화 라인(L1) 상에 버퍼 탱크(21a)와 기화기(30) 사이에 구비될 수 있으며, 피딩 펌프(21)로부터 공급받은 액화가스 또는 버퍼 탱크(21a)로부터 공급받은 액화가스를 80 내지 120bar로 가압하여 기화기(30)로 공급할 수 있다.

부스팅 펌프(22)는, 수요처(41)가 요구하는 압력에 맞춰 액화가스를 가압할 수 있으며, 원심형 펌프로 구성될 수 있다.

기화기(30)는, 재기화 라인(L1) 상에 마련되어 부스팅 펌프(22)로부터 배출되는 고압의 액화가스를 재기화시킬 수 있다.

구체적으로, 기화기(30)는, 수요처(41)와 부스팅 펌프(22) 사이의 재기화 라인(L1) 상에 마련되며(이때, 기화기(30)의 하류에는 별도의 히터(도시하지 않음)가 구비되어 수요처(41)가 요구하는 온도로 가열하여 수요처(41)로 기화된 액화가스를 공급할 수 있다.) 부스팅 펌프(22)로부터 공급되는 고압의 액화가스를 기화기(30)를 통해 기화시킨 후 수요처(41)로 공급할 수 있다.

기화기(30)는, 열매체 순환라인(L2)을 통해서 기화 열매체를 공급받아 액화가스와 열교환시켜 액화가스를 기화시키고, 액화가스와 열교환된 기화 열매체를 다시 열매체 순환라인(L2)을 통해서 순환시킨다.

기화기(30)는, 기화 열매체에 열원을 지속적으로 공급하기 위해서 열매체 순환라인(L2) 상에 열매체 펌프(31) 및 열매체 열교환기(32)를 추가 구비할 수 있다.

이때, 기화기(30)는, 액화가스를 기화시키기 위한 기화 열매체로 글리콜 수용액(Glycol Water), 프로판(Propane) 등을 사용할 수 있으며, 고압의 기화된 액화가스를 압력 변동없이 수요처(41)로 공급할 수 있다.

기화기(30)는, 순환되는 기화 열매체를 공급받아 액화가스를 기화시키며, 열매체 펌프(31)를 통해 열매체 순환라인(L2)으로 기화 열매체를 순환시키고, 열매체 열교환기(32)를 통해 기화 열매체로 해수의 열원을 전달할 수 있다. 즉, 열원은 해수에서 기화 열매체로, 기화 열매체에서 액화가스로 전달되어 액화가스의 재기화를 구현하게 된다. 여기서 열매체 열교환기(32)는, 해수 펌프(SWP) 및 해수 공급라인(L3)을 통해서 해수(열공급 열매체)를 공급받아 기화 열매체와 열교환할 수 있다.

기화기(30)는, 기화 열매체에 열원을 추가로 전달받기 위해서 추가 열원 제1 열교환기(33)를 더 포함할 수 있다. 이때, 추가 열원 제1 열교환기(33)는, 추가 열매체 제1 열교환기(33)로도 호칭될 수 있다.

추가 열원 제1 열교환기(33)는, 해수 공급라인(L3)에서 분기되는 추가 열원 공급라인(L4) 상에 구비되며, 추가 열원 공급라인(L4)으로부터 해수를 공급받고 스팀 공급라인(L6)으로부터 스팀을 공급받아 서로 열교환시켜 해수에 스팀의 열원을 공급할 수 있다.

즉, 추가 열원 제1 열교환기(33)는, 해수(열공급 열매체)와 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 스팀(열매체)을 열교환시켜, 기화 열매체가 스팀(열매체)으로부터 공급되는 열을 전달받은 해수(열공급 열매체)와 열교환하여 액화가스를 재기화시킬 수 있도록 한다.

이를 통해서 전력을 생산하는 가스 터빈(50)에서 배출되는 배기가스를 통해 배열 회수 장치(80)가 스팀을 생성하고 생성된 스팀으로 액화가스를 재기화시키는데 사용할 수 있어 에너지의 효율적인 사용이 가능해지는 효과가 있다.

수요처(41)는, 기화기(30)에 의해 기화된 액화가스를 공급받아 소비할 수 있다. 여기서 수요처(41)는, 액화가스를 기화시켜 기상의 액화가스를 공급받아 사용할 수 있으며, 육상에 설치되는 육상 터미널 또는 해상에 부유되어 설치되는 해상 터미널일 수 있다.

전력 소비처(42)는, 가스 터빈 발전기(51)에서 생산한 전력을 스위치 보드(SB)에서 공급 제어를 받아 소비하며, 선체(100)의 내부 또는 외부에 구비되는 다양한 장치들일 수 있다.

이때, 선체(100)가 전기 추진 선박이 경우 생성된 전력을 선체(100)의 추진을 위해 사용할 수도 있다.

스위치 보드(SB)는, 가스 터빈(50)에서 생산된 에너지(전력)를 처리한다.

스위치 보드(SB)는 가스 터빈(50) 등에서 생산된 에너지인 전기를 선체(100) 내의 각종 전력 소비처(42)로 전달해줄 수 있으며, 이때 전력 소비처(42) 중 가장 대표적인 것은 선체(100)의 추진을 위해 회전축(도시하지 않음)을 돌리는 모터(도시하지 않음)일 수 있다.

가스 터빈(50)은, 액화가스 저장탱크(10)로부터 공급되는 액화가스 또는 증발가스를 소비하여 발전한다. 가스 터빈(50)은 가스 터빈 발전기(51)를 구비하며 가스의 연소에 의해 발생하는 임펠러(도시하지 않음)의 회전력을 이용하여 에너지(전력)를 생성할 수 있다.

가스 터빈(50)은, 가스 터빈 발전기(51)에 의해 생성된 전력을 스위치 보드(SB)로 공급하고, 액화가스 또는 증발가스의 연소 중에 배출되는 배기가스를 배열회수장치(80)로 공급할 수 있다.

가스 연소 장치(70)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 연소한다. 이를 위해 가스 연소 장치(70)로는 액화가스 저장탱크(10)로부터 연결되는 가스 연소라인(도시하지 않음)이 연결될 수 있고, 가스 연소라인에는 증발가스의 압력을 가스 연소 장치(70)에서 연소되기 위한 압력으로 조절(감압 등)하기 위한 밸브(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.

가스 연소 장치(70)가 증발가스를 연소하는 과정에서 발생하는 배기는 배기 배출라인(도시하지 않음)을 통하여 외부로 배출되거나, 또는 배기 배출라인에서 분지된 배기 전달라인(부호 도시하지 않음)을 통하여 배열회수장치(80)로 공급될 수 있다.

따라서 본 실시예는 증발가스를 연소하여 배기열을 배열회수장치(80)에 전달하는 덕트 버너를 생략하더라도, 배열회수장치(80)가 충분한 배기열을 회수할 수 있으므로 스팀 생성을 안정적이고 원활하게 구현할 수 있다.

가스 연소 장치(70)는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스의 100%를 처리할 수 있는 대용량으로 마련되므로, 배기 전달라인을 통해 전달되는 배기의 양이 배열회수장치(80)에 의해 스팀으로 전환되면, 스팀이 다량 발생할 수 있다.

이때 발생한 스팀은 스팀 공급라인(L6)을 통해서 추가 열원 제1 열교환기(33)로 공급될 수 있다.

가스 연소라인은, 직경이 작아 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스의 100%를 가스 연소 장치(70)로 공급하기 위해서는, 유동 압력을 높여야 한다. 따라서 가스 연소라인의 유동 압력이 최저 5bar 이상을 유지하도록, 가스 연소라인은 별도의 압축기를 구비할 수 있다.

배열 회수 장치(80)는, 배기(또는 배기열)을 회수하여 열매체를 생성한다. 이때 열매체는 스팀일 수 있으며, 배열 회수 장치(80)는 이코노마이저(economizer)일 수 있다. 이하에서 편의상 열매체는 스팀인 것을 한정해 설명한다. 배열 회수 장치(80)는 물을 배기로 가열하여 스팀을 만들고, 스팀을 추가 열원 제1 열교환기(33)로 공급할 수 있다.

이때 배열 회수 장치(80)가 사용하는 배기는 가스 터빈(50)에서 발생하는 배기일 수 있다. 즉 가스 터빈(50)이 가스를 소비하면서 배기를 방출할 때, 방출되는 배기는 배기 회수라인을 따라 배열 회수 장치(80)로 공급되어 스팀 생산에 일조할 수 있다.

또한 배열 회수 장치(80)는 가스 연소 장치(70)가 증발가스를 연소할 때 발생하는 배기를 전달받아 스팀을 생성할 수 있다. 가스 연소 장치(70)는 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스를 연소시키는데, 이때 배기는 열 에너지를 보유하고 있는 에너지 소스이므로, 본 발명은 가스 연소 장치(70)에서 배출되는 배기 중 적어도 일부를 배열 회수 장치(80)로 전달할 수 있다. 이를 위해 가스 연소 장치(70)에서 배기가 빠져나가는 배기 배출라인으로부터 배열 회수 장치(80)로 배기 전달라인이 마련될 수 있다.

배기 전달라인은, 가스 연소 장치(70)에서 배기 회수라인으로 연결되며, 가스 터빈(50)의 배기는 가스 연소 장치(70)의 배기와 합류되어 배열 회수 장치(80)로 공급될 수 있다.

배열 회수 장치(80)는 가스 터빈(50)의 100% 가동 시 발생하는 배기를 모두 소화할 수 있는 용량으로 마련될 수 있다.

다만 배열 회수 장치(80)의 가동에 문제가 발생하여 배열 회수 장치(80)의 작동이 정지될 경우, 배기 회수라인을 통해 공급되는 배기의 처리가 문제될 수 있다. 따라서 본 발명은 배열 회수 장치(80)의 가동 중단 등의 상황을 대비하기 위해서, 가스 터빈(50)의 배기가 배열 회수 장치(80)를 우회하여 외부로 배출되도록 하는 배기 방출라인(도시하지 않음)을 마련할 수 있다.

상기 기술한 구성들을 종합하여 본 발명의 제1 실시예의 가스 재기화 시스템(1)을 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에서 상술한 피딩 펌프(21), 버퍼 탱크(21a), 부스팅 펌프(22), 기화기(30)는 재기화 장치로 포괄하여 호칭될 수 있으며, 재기화 장치는 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 재기화시킨다.

본원 발명의 가장 큰 특징은, 재기화 장치가 가스 터빈(50)의 가스 터빈 발전기(51)에서 발생되는 전력을 공급받아 가동하고, 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 열매체(스팀)를 통해 액화가스를 재기화시킬 수 있는 것이다.

이로 인해 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 배열 회수 시스템(가스 터빈(50), 가스 연소 장치(70), 배열 회수 장치(80))을 통해 재기화 장치에 전력을 공급함으로써, 발전 엔진(GE)을 생략할 수 있어, 발전엔진(GE)을 구비하는 시스템에 비해 유지보수시간이 적게 드는 효과가 있으며, 안정적인 구동이 가능하여 구동 신뢰성이 극도로 향상되는 효과가 있다.

또한, 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 스팀을 통해 재기화 장치의 재기화에 필요한 열원을 공급함으로써, 에너지의 효율적인 사용이 가능해지는 효과가 있다.

구체적으로, 재기화 장치는 기화기(30)에 순환되는 기화 열매체가 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 열매체(스팀)로부터 열을 공급받도록 할 수 있다.

여기서 기화기(30)는 기화 열매체로 해수를 사용하여 직접 기화방식을 사용할 수 있고, 기화 열매체로 프로판 또는 글리콜 수용액을 사용하여 간접 기화방식을 사용할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 간접 기화방식을 사용하는 것으로 설명하도록 한다.

기화 열매체가 배열 회수 장치(80)로부터 열을 공급받도록 하는 상세한 구성은, 재기화 장치가 추가 열원 제1 열교환기(33)를 구비함으로써 완성된다.

추가 열원 제1 열교환기(33)는, 열공급 열매체(해수)와 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 열매체(스팀)를 열교환시켜, 기화열매체가 열매체(스팀)로부터 공급되는 열을 전달받은 열공급 열매체(해수)와 열교환하여 액화가스를 재기화시킬 수 있도록 한다.

종합해보면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 배열 회수 시스템(가스 터빈(50), 가스 연소장치(70) 및 배열 회수 장치(80))을 통해 재기화 장치에 전력을 공급함으로써, 발전엔진을 구비하는 가스 재기화 시스템에 비해 유지보수시간이 적게 드는 효과가 있으며, 안정적인 구동이 가능하여 구동 신뢰성이 극도로 향상되는 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 피딩 펌프(21), 버퍼 탱크(21a), 부스팅 펌프(22), 기화기(30), 수요처(41), 전력 소비처(42), 가스 터빈(50), 스팀 터빈(60), 가스 연소 장치(70), 배열 회수 장치(80)를 포함한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서 스팀 터빈(60)이 추가되고, 스팀 공급라인(L6) 대신 잉여 스팀 공급라인(L5)이 그리고, 추가 열원 제1 열교환기(33) 대신 추가 열원 제2 열교환기(34)가 추가되었다.

따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서 스팀 터빈(60), 추가 열원 제2 열교환기(34) 및 잉여 스팀 공급라인(L5)을 제외한 구성은 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.

이하 도 3을 참고로 하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)을 설명하도록 한다.

다만, 위에 기술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서 스팀 터빈(60), 추가 열원 제2 열교환기(34) 및 잉여 스팀 공급라인(L5)의 구성에 그 차이가 있으므로, 이하에서는 스팀 터빈(60), 추가 열원 제2 열교환기(34) 및 잉여 스팀 공급라인(L5)의 구성에 대해서 상세히 설명하도록 하되 나머지 구성은 도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서 기술한 바에 갈음한다. 여기서 추가 열원 제2 열교환기(34)는, 추가 열매체 제2 열교환기(34)로도 호칭될 수 있다.

잉여 스팀 공급라인(L5)은, 스팀 터빈(60)과 추가 열원 제2 열교환기(34)를 연결하며, 스팀 터빈(60)에서 공급되는 잉여 스팀을 추가 열원 제2 열교환기(34)로 공급할 수 있다.

스팀 터빈(60)은, 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 스팀(열매체)를 공급받아 전기를 생성하며, 구체적으로는 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 스팀을 공급받아 스팀 터빈 발전기(61)를 구동시켜 전력을 발생시킨다. 여기서 본 발명의 배열 회수 장치(80)는, 물을 배기로 가열하여 스팀을 만들고, 스팀을 스팀 터빈(60)에 공급할 수 있다.

스팀 터빈(60)은, 스팀 터빈 발전기(61)를 구비하여 배열 회수 장치(80)로부터 공급받은 스팀을 이용하여 다단의 임펠러(도시하지 않음)를 돌려 에너지(전력)를 생산할 수 있고, 스팀 터빈(60)에 의해 생산된 에너지(전력)는 스위치 보드(SB)로 공급되어 전력 소비처(42)로 공급될 수 있다.

다만, 스팀 터빈(60)에 의하여 생산될 수 있는 에너지는 가스터빈(30)의 가동을 전제로 할 수 있다. 따라서 스팀 터빈(60)에 의해 생산되는 에너지의 양은 가스 터빈(50) 대비 작을 수 있다.

배열 회수 장치(80)에서 스팀 터빈(60)으로 스팀을 공급하는 라인(부호 도시하지 않음)이 연결될 수 있다. 스팀을 공급하는 라인은 배열 회수 장치(80)에서 생성된 스팀을 스팀 터빈(60)으로 전달한다. 이때 스팀은 스팀 터빈(60)을 돌린 후 응축될 수 있고, 응축수는 스팀 터빈(60)에서 배열 회수 장치(80)로 연결된 스팀 회수라인(도시하지 않음)을 따라 회수될 수 있다. 스팀 회수라인에는 스팀 펌프(도시하지 않음)가 마련되어 응축수를 이송할 수 있다.

또한, 본 발명은 스팀을 스팀 터빈(60)에서 분기하여 추가 열원 제2 열교환기(34)로 공급하는 잉여 스팀 공급라인(L5)을 마련할 수 있다. 잉여 스팀 공급라인(L5)은 스팀 공급라인에서 분기되거나 스팀 터빈(60)에서 분기되어 스팀을 추가 열원 제2 열교환기(34)로 배출할 수 있다.

잉여 스팀 공급라인(L5)이 스팀 터빈(60)에서 분기되는 것은, 스팀 터빈(60)이 다단의 임펠러를 포함할 때 스팀이 일부의 임펠러를 돌린 후 분기되어 배출되는 것을 의미한다. 스팀 터빈(60)은 약 10 내지 40bar(일례로 35bar), 약 400도의 스팀을 공급받아 가동될 수 있는데, 추가 열원 제2 열교환기(34)는, 스팀 터빈(60)이 공급받는 스팀보다는 낮은 압력 및 낮은 온도의 스팀을 필요로 할 수 있다.

따라서 잉여 스팀 공급라인(L5)은, 스팀이 스팀 터빈(60) 내 1~2단의 임펠러를 부분적으로 돌린 후 스팀 터빈(60)에서 분기되어 빠져나오도록 하여, 임펠러를 돌리면서 감압 및 냉각된 스팀이 추가 열원 제2 열교환기(34)로 공급되도록 할 수 있다.

즉 스팀 터빈(60)이 요구하는 스팀의 에너지와 추가 열원 제2 열교환기(34)가 요구하는 스팀의 에너지가 서로 다른데, 본 실시예는 그 차이만큼 임펠러를 부분적으로나마 돌려서 전기를 생산할 수 있으므로 효율적인 에너지 회수가 가능하다. 또한 감압 및 냉각된 스팀을 스팀 수요처로 전달하게 되므로 추가 열원 제2 열교환기(34)를 보호할 수 있다.

잉여 스팀 공급라인(L5)은, 배열 회수 장치(80)로부터 스팀 터빈(60)으로 공급되는 스팀에 잉여분이 발생할 경우, 잉여분을 외부의 스팀 수요처로 배출할 수 있다. 스팀 터빈(60)의 가동이 완전히 멈추게 되면 배열 회수 장치(80)에서 생성되는 스팀의 전량이 잉여분으로서 외부로 배출될 수 있다.

스팀 터빈(60)의 fail 시에는 스팀 터빈(60)에 포함된 임펠러의 회전이 이루어지지 못할 수 있으므로, 이를 대비해 잉여 스팀 공급라인(L5)은 스팀 터빈(60) 대신 스팀 공급라인에서 분기될 수 있다. 물론 잉여 스팀 공급라인(L5)은 스팀 공급라인 및 스팀 터빈(60)에서 각각 분기된 후 합류되어 추가 열원 제2 열교환기(34)로 연결되도록 마련될 수도 있다. 또는 잉여 스팀 공급라인(L5)은 배열 회수 장치(80)에서 잉여 스팀 공급라인(L5)로 직접 연결될 수 있다.

다만 스팀 터빈(60)이 가동되더라도 스팀을 소비할 수 있는 유량이 줄어들 수 있는바, 본 발명은 스팀 터빈(60)의 부하 및 스팀 공급라인을 따라 흐르는 스팀의 유량을 토대로, 잉여 스팀 공급라인(L5)을 통해 추가 열원 제2 열교환기(34)로 배출하는 스팀의 유량이 조절되도록 할 수 있으며, 이를 위해 제어부(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.

제어부는, 스팀 터빈(60)의 부하와 스팀 공급라인으로 흐르는 스팀의 유량을 감지하고, 잉여 스팀 공급라인(L5)의 개폐(및/또는 개도)를 조절할 수 있다. 스팀 터빈(60)의 부하는 스팀 터빈(60)에 의해 소비될 수 있는 스팀의 유량을 나타내는 지표이므로, 제어부는 스팀 터빈(60)에 공급될 스팀의 유량을 스팀 공급라인에서의 스팀 유량과 대비하여, 잉여분을 산출해 잉여 스팀 공급라인(L5)에 마련되는 밸브(도시하지 않음)를 제어할 수 있다.

또한 제어부는, 잉여 스팀 공급라인(L5)에 마련되는 밸브의 개도를 조절하여, 잉여 스팀 공급라인(L5)에서 추가 열원 제2 열교환기(34)로 공급되는 스팀의 압력을 조절할 수 있다. 즉 잉여분보다 많은 양의 스팀이 추가 열원 제2 열교환기(34)로 배출되도록 밸브를 열어두면 스팀의 압력이 저하될 것이고, 잉여분보다 적은 양의 스팀이 추가 열원 제2 열교환기(34)로 배출되도록 밸브를 열어두거나 밸브를 열지 않으면 스팀의 압력이 상승할 것이다. 이러한 원리로 제어부는 스팀 터빈(60)의 스팀 공급압력을 조절할 수 있다.

추가 열원 제2 열교환기(34)는, 해수 공급라인(L3)에서 분기되는 추가 열원 공급라인(L4) 상에 구비되며, 추가 열원 공급라인(L4)으로부터 해수를 공급받고 잉여 스팀 공급라인(L5)으로부터 잉여 스팀을 공급받아 서로 열교환시켜 해수에 스팀의 열원을 공급할 수 있다.

즉, 추가 열원 제2 열교환기(34)는, 해수(열공급 열매체)와 스팀 터빈(60)에서 공급되는 잉여 스팀(열매체)을 열교환시켜, 기화 열매체가 스팀(열매체)으로부터 공급되는 열을 전달받은 해수(열공급 열매체)와 열교환하여 액화가스를 재기화시킬 수 있도록 한다.

이를 통해서 전력을 생산하는 가스 터빈(50)에서 배출되는 배기가스를 통해 배열 회수 장치(80)가 스팀을 생성하고 생성된 스팀으로 스팀 터빈(60)을 가동시켜 추가 전력을 생산하고, 추가 전력을 생산하는데도 남는 잉여의 스팀이 존재하거나 스팀 터빈(60)이 가동 불능이 되는 경우, 잉여 스팀을 액화가스를 재기화시키는데 사용할 수 있어 에너지의 효율적인 사용이 가능해지는 효과가 있다.

상기 기술한 구성들을 종합하여 본 발명의 제2 실시예의 가스 재기화 시스템(1)을 설명하도록 한다.

본원 발명의 가장 큰 특징은, 재기화 장치가 가스 터빈(50)의 가스 터빈 발전기(51)에서 발생되는 전력 및 스팀 터빈(60)의 스팀 터빈 발전기(61)에서 발생되는 전력을 공급받아 가동하고, 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 열매체(스팀) 중 스팀 터빈(60)에서 공급되는 잉여의 스팀을 통해 액화가스를 재기화시킬 수 있는 것이다.

이로 인해 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 배열 회수 시스템(가스 터빈(50), 스팀 터빈(60), 가스 연소장치(70) 및 배열 회수 장치(80))을 통해 재기화 장치에 전력을 공급함으로써, 발전 엔진(GE)을 생략할 수 있어, 발전엔진(GE)을 구비하는 시스템에 비해 유지보수시간이 적게 드는 효과가 있으며, 안정적인 구동이 가능하여 구동 신뢰성이 극도로 향상되는 효과가 있다.

또한, 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 스팀 중 스팀 터빈(60)에서 공급되는 잉여의 스팀을 통해 재기화 장치의 재기화에 필요한 열원을 공급함으로써, 에너지의 효율적인 사용이 가능해지는 효과가 있다.

구체적으로, 재기화 장치는 기화기(30)에 순환되는 기화 열매체가 스팀 터빈(60)에서 공급되는 잉여의 스팀(열매체)로부터 열을 공급받도록 할 수 있다.

기화 열매체가 스팀 터빈(60)으로부터 열을 공급받도록 하는 상세한 구성은, 재기화 장치가 추가 열원 제2 열교환기(34)를 구비함으로써 완성된다.

추가 열원 제2 열교환기(34)는, 열공급 열매체(해수)와 스팀 터빈(60)에서 공급되는 열매체(잉여 스팀)를 열교환시켜, 기화 열매체가 열매체(잉여 스팀)로부터 공급되는 열을 전달받은 열공급 열매체(해수)와 열교환하여 액화가스를 재기화시킬 수 있도록 한다.

종합해보면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 배열 회수 시스템(가스 터빈(50), 스팀 터빈(60), 가스 연소장치(70) 및 배열 회수 장치(80))을 통해 재기화 장치에 전력을 공급함으로써, 발전엔진을 구비하는 가스 재기화 시스템에 비해 유지보수시간이 적게 드는 효과가 있으며, 안정적인 구동이 가능하여 구동 신뢰성이 극도로 향상되는 효과가 있다.

또한, 배열 회수 시스템에서 남는 잉여의 스팀을 통해 재기화 장치의 재기화에 필요한 열원을 공급함으로써, 에너지의 효율적인 사용이 가능해지는 효과가 있다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 피딩 펌프(21), 버퍼 탱크(21a), 부스팅 펌프(22), 기화기(30), 수요처(41), 전력 소비처(42), 가스 터빈(50), 가스 연소 장치(70), 배열 회수 장치(80)를 포함한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서 추가 열원 제1 열교환기(33)가 생략되고, 추가 열원 공급라인(L4)이 배열 회수 장치(80)의 배기가스 배출구와 연결되도록 구성된 차이점이 있다.

따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서는, 모든 구성이 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.

이하 도 4를 참고로 하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)을 설명하도록 한다.

다만, 위에 기술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서 추가 열원 공급라인(L4)이 배열 회수 장치(80)의 배기가스 배출구와 연결되도록 구성에 그 차이가 있으므로, 이하에서는 추가 열원 공급라인(L4)이 배열 회수 장치(80)의 배기가스 배출구와 연결되도록 구성에 대해서 상세히 설명하도록 하되 나머지 구성은 도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서 기술한 바에 갈음한다.

본 발명의 실시예에서 피딩 펌프(21), 버퍼 탱크(21a), 부스팅 펌프(22), 기화기(30)는 재기화 장치로 포괄하여 호칭될 수 있으며, 재기화 장치는 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 재기화시킨다.

본원 발명의 가장 큰 특징은, 재기화 장치가 가스 터빈(50)의 가스 터빈 발전기(51)에서 발생되는 전력을 공급받아 가동하고, 배열 회수 장치(80)에서 배출되는 배기가스를 통해 액화가스를 재기화시킬 수 있는 것이다.

이로 인해 본 발명에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 배열 회수 시스템(가스 터빈(50), 가스 연소장치(70) 및 배열 회수 장치(80))을 통해 재기화 장치에 전력을 공급함으로써, 발전 엔진(GE)을 생략할 수 있어, 발전엔진(GE)을 구비하는 시스템에 비해 유지보수시간이 적게 드는 효과가 있으며, 안정적인 구동이 가능하여 구동 신뢰성이 극도로 향상되는 효과가 있다.

또한, 배열 회수 장치(80)에서 배출되는 배기가스를 통해 재기화 장치의 재기화에 필요한 열원을 공급함으로써, 에너지의 효율적인 사용이 가능해지는 효과가 있다.

구체적으로, 재기화 장치는 기화기(30)에 순환되는 기화 열매체가 배열 회수 장치(80)에서 배출되는 배기가스로부터 열을 공급받도록 할 수 있다.

기화 열매체가 배열 회수 장치(80)에서 배출되는 배기가스로부터 열을 공급받도록 하는 상세한 구성은, 추가 열원 공급라인(L4)이 배열 회수 장치(80)의 배기가스 배출구에 연결됨으로써 완성된다.

추가 열원 공급라인(L4)은, 열공급 열매체(해수)와 배열 회수 장치(80)에서 배출되는 배기가스를 열교환시켜, 기화 열매체가 배기가스로부터 공급되는 열을 전달받은 열공급 열매체(해수)와 열교환하여 액화가스를 재기화시킬 수 있도록 한다.

종합해보면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 배열 회수 시스템(가스 터빈(50), 가스 연소장치(70) 및 배열 회수 장치(80))을 통해 재기화 장치에 전력을 공급함으로써, 발전엔진을 구비하는 가스 재기화 시스템에 비해 유지보수시간이 적게 드는 효과가 있으며, 안정적인 구동이 가능하여 구동 신뢰성이 극도로 향상되는 효과가 있다.

또한, 배열 회수 시스템에서 배출되는 배기가스를 통해 재기화 장치의 재기화에 필요한 열원을 공급함으로써, 에너지의 효율적인 사용이 가능해지는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 피딩 펌프(21), 버퍼 탱크(21a), 부스팅 펌프(22), 기화기(30), 수요처(41), 전력 소비처(42), 가스 터빈(50), 스팀 터빈(60), 가스 연소 장치(70), 배열 회수 장치(80)를 포함한다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서 추가 열원 제2 열교환기(34)가 생략되고, 추가 열원 공급라인(L4)이 배열 회수 장치(80)의 배기가스 배출구와 연결되도록 구성된 차이점이 있다.

따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서는, 모든 구성이 제2 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.

이하 도 5를 참고로 하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)을 설명하도록 한다.

본원 발명의 가장 큰 특징은, 재기화 장치가 가스 터빈(50)의 가스 터빈 발전기(51)에서 발생되는 전력 및 스팀 터빈(60)의 스팀 터빈 발전기(61)에서 발생되는 전력을 공급받아 가동하고, 배열 회수 장치(80)에서 배출되는 배기가스를 통해 액화가스를 재기화시킬 수 있는 것이다.

이는 위에 기술한 바와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 본 발명의 제3 실시예와는 스팀 터빈(60)이 추가 구축되어 스팀 터빈 발전기(61)로부터 재기화 장치가 추가 전력을 공급받게되는 점만 빼고 동일하다.

즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 배열 회수 시스템(가스 터빈(50), 스팀 터빈(60), 가스 연소장치(70) 및 배열 회수 장치(80))을 통해 재기화 장치에 전력을 공급함으로써, 발전 엔진(GE)을 생략할 수 있어, 발전엔진(GE)을 구비하는 시스템에 비해 유지보수시간이 적게 드는 효과가 있으며, 안정적인 구동이 가능하여 구동 신뢰성이 극도로 향상되는 효과가 있고, 그 외의 구성 및 효과들은 제3 실시예에와 동일하므로 이에 갈음토록 한다.

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 재기화 시스템의 개념도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 피딩 펌프(21), 버퍼 탱크(21a), 부스팅 펌프(22), 기화기(30), 수요처(41), 전력 소비처(42), 가스 터빈(50), 스팀 터빈(60), 가스 연소 장치(70), 배열 회수 장치(80)를 포함한다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)은, 제1 내지 제4 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)을 모두 조합한 구성으로, 추가 열원 제3 열교환기(35)가 신규하게 구축되는 점에 차이가 있다.

따라서, 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서는, 추가 열원 제3 열교환기(35)를 제외한 구성이 제1 내지 제4 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용할 수 있으나 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다. 여기서 추가 열원 제3 열교환기(35)는, 추가 열매체 제3 열교환기(35)로도 호칭될 수 있다.

이하 도 6을 참고로 하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 재기화 시스템(1)을 설명하도록 한다.

추가 열원 제3 열교환기(35)는, 추가 열원 공급라인(L4)과 잉여 스팀 공급라인(L5) 상에 구비되어, 배열 회수 장치(80)에서 배기가스와 열교환되고 난 후의 해수를 추가 열원 공급라인(L4)을 통해 공급받아 잉여 스팀 공급라인(L5)을 통해 공급되는 잉여 스팀과 열교환시켜, 배열 회수 장치(80)에서 배기가스와 열교환되고 난 후의 해수에 잉여 스팀의 열원을 공급할 수 있다.

본원 발명의 가장 큰 특징은, 스팀 터빈(60)에서 공급되는 잉여 스팀과 배열 회수 장치(80)에서 배출되는 배기가스를 통해 재기화 장치의 재기화에 필요한 열원을 공급함으로써, 에너지의 효율적인 사용이 가능해지는 효과가 있다. 여기서 재기화 장치는 피딩 펌프(21), 버퍼 탱크(21a), 부스팅 펌프(22), 기화기(30)를 모두 통용하여 호칭하는 명칭일 수 있다.

구체적으로, 재기화 장치는 기화기(30)에 순환되는 기화 열매체가 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 배기가스 및 스팀 터빈(60)에서 사용되고 남은 잉여의 스팀(열매체)으로부터 열을 공급받도록 할 수 있다.

기화 열매체가 배열 회수 장치(80)로부터 열을 공급받도록 하는 상세한 구성은, 재기화 장치가 추가 열원 제3 열교환기(35)를 구비함으로써 완성된다.

추가 열원 제3 열교환기(35)는, 열공급 열매체(해수)와 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 열매체(잉여 스팀)를 열교환시켜, 기화 열매체가 열매체(잉여 스팀)로부터 공급되는 열을 전달받은 열공급 열매체(해수)와 열교환하여 액화가스를 재기화시킬 수 있도록 한다.

여기서 열공급 열매체(해수)는 배열 회수 장치(80)의 배기가스 배출구를 경유함으로써, 열공급 열매체가 배기가스로부터 열을 전달받으므로, 추가 열원 제3 열교환기(35)는, 배열 회수 장치(80)에서 배출되는 배기가스로부터 열을 전달받은 열공급 열매체를 배열 회수 장치(80)에서 공급되는 잉여 스팀과 열교환시켜, 기화 열매체가 배기가스 및 열매체로부터 공급되는 열을 전달받은 열공급 열매체와 열교환하여 액화가스를 재기화시킬 수 있도록 한다.

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.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 가스 재기화 시스템 10: 액화가스 저장탱크
21: 피딩 펌프 21a: 버퍼 탱크
22: 부스팅 펌프 30: 기화기
31: 열매체 공급펌프 32: 열매체 열교환기
33: 추가 열원 제1 열교환기 34: 추가 열원 제2 열교환기
35: 추가 열원 제3 열교환기 41: 수요처
42: 전기 소비처 50: 가스 터빈
51: 가스 터빈 발전기 60: 스팀 터빈
61: 스팀 터빈 발전기 70: 가스 연소 장치(GCU)
80: 배열회수장치(HRSG) 100: 선체
200: 재기화 장치 수용부 300: 배열회수발전기 수용부
SWP: 해수 펌프 SB: 스위치 보드
L1: 재기화 라인 L2: 열매체 순환라인
L3: 해수 공급라인 L4: 추가 열원 공급라인
L5: 스팀 공급라인

Claims

액화가스 또는 증발가스를 저장하는 액화가스 저장탱크;
상기 액화가스 또는 상기 증발가스를 연료로 하여 전력을 발생시키는 가스 터빈 발전기;
상기 증발가스를 연소시키는 가스 연소 장치;
상기 가스 터빈 발전기 및 상기 가스 연소 장치 중 적어도 하나에서 배출되는 배기가스를 공급받아 열매체를 발생시키는 배열 회수 장치; 및
상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 재기화시키는 재기화 장치를 포함하고,
상기 재기화 장치는,
상기 가스 터빈 발전기에서 발생되는 상기 전력을 공급받아 가동하고,
상기 배열 회수 장치에서 배출되는 배기가스를 통해 상기 액화가스를 재기화시키는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 재기화 장치는,
상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 수요처로 공급하는 피딩 펌프;
상기 피딩 펌프로부터 액화가스를 공급받아 가압하는 부스팅 펌프; 및
상기 부스팅 펌프로부터 가압된 액화가스를 공급받아 기화 열매체와 열교환시켜 재기화시키는 기화기를 포함하고,
상기 기화기는,
상기 기화 열매체가 상기 배열 회수 장치에서 공급되는 상기 배기가스로부터 열을 공급받도록 하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 기화 열매체는,
해수인 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 기화기는,
상기 기화 열매체가 순환하는 열매체 순환라인;
상기 열매체 순환라인 상에 구비되며, 상기 기화 열매체를 순환시키는 열매체 펌프;
상기 열매체 순환라인 상에 구비되며, 상기 기화 열매체와 열공급 열매체를 열교환시켜 상기 기화 열매체에 열을 전달하는 열매체 열교환기; 및
상기 열공급 열매체와 상기 배열 회수 장치에서 공급되는 상기 배기가스를 열교환시키는 추가 열매체 열교환기를 포함하고,
상기 열공급 열매체는,
상기 열매체 및 상기 배열 회수 장치에서 배출되는 배기가스로부터 공급되는 열을 전달받아 상기 기화 열매체로 열을 전달하여 상기 기화 열매체가 상기 액화가스를 재기화시키도록 하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 기화 열매체는, 글리콜 수용액 또는 프로판이며,
상기 열공급 열매체는, 해수이고,
상기 열매체는, 스팀인 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 배열 회수 장치에서 공급되는 상기 열매체를 통해 전력을 발생시키는 스팀 터빈 발전기를 더 포함하고,
상기 재기화 장치는,
상기 스팀 터빈 발전기에서 발생하는 전력을 공급받아 가동하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
제 6 항에 있어서, 상기 스팀 터빈 발전기는,
상기 배열 회수 장치에서 공급되는 상기 열매체 중 상기 전력을 발생시키고 남은 잉여의 열매체를 상기 추가 열매체 열교환기로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 재기화 시스템.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 상기 가스 재기화 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.